JP2003510942A - 位相制御回路 - Google Patents
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Abstract
Description
islotbetrieb)における、GSM(Groupe Speciale Mobile、欧州デジタル自動
車・携帯電話方式)といった、TDMA無線機システム(時分割多重接続)にお
いて特に用いられている。時分割多重接続は、通信媒体に対する組織的な接続方
法でであり、有効帯域幅を、個々の使用者に均等に分割することを基本理念とし
ている。また、使用者が複数の場合、同じ長さの時間帯(Time Slots)に再分割
される時間枠があり、この時間枠においては、各使用者に1つの時間帯が割りあ
てられている。また、この場合、再起時間(Einschwingzeiten)は、250μs
よりも短いことが要求される。しかし、従来の整数N位相制御回路では、このよ
うに短い再起時間を達成することはほとんど不可能である。
(US 5,694,089)によって周知となっている。この合成装置は、基
準信号を分周するための基準分周器(Referenzteiler)を備えている。さらに、
この合成装置は、電圧制御発振器の出力信号を分周するRF信号分周器を備えて
いる。周波数が変わると、まず、RF信号分周器の分周比が、平均的な分数の分
周値へ周期的に変わる。そして、周波数がほぼ移り変わると、RF信号分周器が
、従来の整数N分周器の操作モードとなる。この目的のために、周波数は、分数
操作モードにすばやく移り変われるようになっている。したがって、このRF信
号分周器は、操作モードに応じた異なる分周値に設定される。しかし、RF信号
分周器に新たな分周値を設定しなければならないので、再起工程(Einschwingvo
rgang)に時間がかかるという欠点がある。
回路を示すことにある。
される。
示す。
る。さらにこの回路は、発振器信号の周波数を分周する第1周波数分周器を備え
ている。この第1周波数分周器は、上記周波数に基づいて第1分周出力信号を生
成し、位相制御回路の再起期間(Einschwingdauer)に、位相比較器へ伝達する
。加えて、位相制御回路の再起期間後に、第1分周出力信号の周波数を分周し、
この第2分周出力信号を位相比較器に伝達する装置を備えている。この位相比較
器は、位相制御回路の再起期間に、第1分周出力信号と第1基準信号とを比較し
、位相制御回路の再起期間後に、第2分周出力信号と第2基準信号とを比較する
ものである。さらに、この位相比較器は、その出力側で、制御可能なチャージポ
ンプと結合している。また、このチャージポンプは、出力側で電圧制御発振器と
結合している。
部および出力部を有する第1多重化器とを備えていることが好ましい。この第1
分周器の出力部は、第1多重化器の第1入力部と結合し、第2分周器の出力部は
、多重化器の第2入力部と結合している。
周器を備えている構成を挙げられる。これらの分周器は、基準発振器から発する
基準発振器信号から、第1および第2基準信号を発生させるものである。
ことも有利である。
化器の第1入力部と結合し、第4周波数分周器が第2多重化器の第2入力部と結
合している構成を挙げられる。
も利点となる。これにより、干渉信号構成部分を抑制できる。
タを規定することができる。
周器の発する信号をゲートするための第1ゲート回路(Austastschaltung)、お
よびブランキングロジック(Ausblendlogik)を備えている構成を挙げられる。
この形態では、ブランキングロジックが第1ゲート回路を制御する。
、その第1入力部が第1周波数分周器の出力部と結合し、また、第2入力部がブ
ランキングロジックの出力部と結合しているものである。さらに、このゲート回
路の出力部は、位相比較器と結合している。
合、ブランキングロジックは、第2ゲート回路を制御する。
制御できる。
波数を第1値または第2値で分周することも、有利な形態である。
2は、本発明の第2実施形態にかかる位相制御回路を示す説明図である。
COを備えている。この発振器信号は、第1周波数分周器FT1に供給される。
この第1周波数分周器FT1は、周波数fVCOを分周値TWで分周する。図1
に示した実施形態のように、この分周値TWは、14ビット幅の配線を介して、
第1周波数分周器FT1に設定される。この分周値TWは、通常、位相制御回路
を初期化する際に、第1周波数分周器FT1に設定され、それから、位相制御回
路の再起期間後にも、位相制御回路の操作状況とは無関係に存在する。ただし、
位相制御回路を新たな周波数に設定すると、第1周波数分周器FT1は、それに
みあった新たな分周値TWに設定される。この第1周波数分周器FT1は、蓄電
池accuと結合しており、この蓄電池accuには、蓄電値Aが蓄積されてい
る。本実施形態では、第1周波数分周器FT1はN/N+1カウンタである。こ
のカウンタは、蓄電池accuに蓄積された蓄電値Aに応じて、NまたはN+1
まで達するものである。
タの出力部に信号が現れる。この信号は、とりわけ、蓄電池accuの入力部に
も伝達される。N/N+1カウンタの出力部に現れる信号は、デジタル信号であ
る。デジタル信号のレベル変位数が、蓄電池accuに蓄積された蓄電値Aと一
致すると、蓄電池accuは、制御信号をN/N+1カウンタに供給する。これ
により、N/N+1カウンタは、これまでNまで数えていた場合はN+1まで数
え、これまでN+1まで数えていた場合はNまで数えるようになる。
供給され、また、第2周波数分周器FT2を介して、多重化器MUX1の第2入
力部に供給される。これにより、第1多重化器MUX1の第1入力部には、周波
数 f1MUX1=fVCO/N あるいは fVCO/(N+1) を有する信号が現れる。また、第1多重化器MUX1の第2入力部に、周波数 f2MUX1=fVCO/(N・TW2) あるいは fVCO/{(N+1)
・TW2} を有する信号が現れる。ここで、TW2は、第2周波数分周器FT2に設定され
る分周値である。
MUX1の出力部は、位相検波器PFD(以下、位相比較器とも称す)に通じて
いる。
3周波数分周器FT3において、分周値TWRで分周される。分周値TWRは、
7ビット幅の配線を介して、第3周波数分周器FT3に供給される。本実施形態
においては、第3周波数分周器FT3は、分周値TWRまで数えるカウンタとな
っている。それから、第3周波数分周器FT3の出力部に、分周値TWRで分周
された周波数 f1MUX2=fRef/TWR を有する基準発振器信号が現れる。その信号が、第2多重化器MUXの第1入力
部に伝達される。加えて、この周波数分周信号は、第4周波数分周器FT4を用
いて分周され、第2多重化器MUX2の第2入力部に伝達される。この第4周波
数分周器FT4は、本実施形態においては、分周値=5を備える分周器である。
第2多重化器MUX2の出力部は、位相検波器PFDの第2入力部と結合してい
る。
れにより、制御ロジックCLは、位相制御回路の再起段階の間、分周値TWRに
よって分周された周波数 f1MUX2=fRef/TWR の基準発振器信号と、分周値TWで分周された周波数 f1MUX1=fVCO/N あるいは f1MUX1=fVCO/(N+1)
の発振器信号とを比較する。両信号の間に位相差がない場合、または位相差が所
定の値未満である場合、切り替え制御(Umschaltsteuerung)USを介して伝達
される位相検波器PFDの適切な出力信号によって、制御ロジックCLは、安定
状態(eingeschwungene Zustand)に入っており、したがって、位相制御回路を
低周波数 f2MUX2=fRef/(TW・5) および f2MUX1=fVCO/(
TW・5) で操作すべきであることを認識する。 。すなわち、位相比較器PFDは、低周波数を比較しあうようになる。そして、
位相検波器PFDの入力部にある2つの周波数間の制御差は、チャージポンプC
Pを制御するために用いられる。このポンプは、ループフィルターLFを介して
電圧制御発振器VCOを制御する、出力電流を発生させる。
Fに結合している。さらに、これらの制御線を介して、制御ロジックCLがチャ
ージポンプCPおよびループフィルターLF用のパラメータを規定することも可
能である。
路はより速く安定化する。しかし、発振器信号(スプリアス)のスペクトルにお
けるサイドライン(Seitenlinien)を回避するためには、第2周波数分周器FT
2および第4周波数分周器FT4によってさらに分周された周波数を、再起後に
比較しなければならない。この比較によって、安定状態における干渉を回避でき
る。上記の切り替え工程は、制御ロジックCLによって制御され、この制御ロジ
ックCLは、適切な制御信号を多重化器MUX1およびMUX2に送信する。
)で機能し、安定状態においては整数Nモードで機能する。
チャージポンプパラメータを最善の状態にするために、制御ロジックCLは、制
御信号をチャージポンプCPおよびループフィルターLFへ送信する。従って、
例えば、再起工程の間、安定状態にあるときとは異なる制限された周波数(Gren
zfrequenz)が、ループフィルターLFには必要である。
のカウンタは、第1周波数分周器FT1とも適用できる。
れの場合にも、位相検波器PFDの入力部において、ほぼ同じ周波数を互いに比
較できるように調整されている。
頻度を示し、蓄電値Aに応じて繰り返される。第1周波数分周器FT1は、原理
的には、整数の分周値TWによってのみ分周を行える。従って、蓄電池accu
によって、分周値とNおよびN+1との間における、第1周波数分周器FT1の
周期的な切り替えが行われる。これにより、ある一定の時間帯では、平均すると
、分数の分周比(Teilerverhaeltnis)にみあったNとN+1との間の分周値に
分周される。その際、数値Nは、分周値TWによって確定される。
周波数で機能している。
数分周器FT3に設定されることで新たな周波数が定められると、再起工程の位
相誤差は比較的大きくなる。この位相誤差は、切り替え制御USにおいて識別さ
れ、制御ロジックCLへとさらに伝達される。制御ロジックCLは、より高周波
数で分周された2つの信号を位相検波器PFTに伝達するために、多重化器MU
X1およびMUX2と接続している。また、これらの信号は、第2周波数分周器
FT2および第4周波数分周器FT4によってさらで分周されることはない。し
たがって、位相検波器PFDにある比較周波数は、周波数分周器FT2およびF
T4に設定された分周値(本実施形態では係数5)に上昇する。だから、単位時
間ごとに5倍も多く、位相比較が行われる。この措置によって、再起は速まりう
る。加えて、この操作モードで、チャージポンプCPおよびループフィルターL
F用の電流が、制御ロジックCLを介して適切に調整される。これらの措置によ
って、安定した位相制御を伴う新たな所望の周波数を、確実に早く再起できる。
つく位相亀裂(Phasenspruenge)が生じる。そこで、この位相亀裂を避けるため
に、再起後に、比較周波数を係数5によって削減する。なお、比較周波数を削減
する係数は、外的な境界条件しだいで、必要に応じその都度調整できる。
波器PFDを介して、切り替え制御USおよび同じく制御ロジックCLに伝達さ
れる。位相誤差が設定値内であると、多重化器MUX1およびMUX2のスイッ
チが切り替えられ、第1周波数分周器FT1および第3周波数分周器FT3の信
号は5で再び分周され、チャージポンプCPの電流が再びリセットされ、ループ
フィルターLFのスイッチが再び切り替えられる。
、切り替え制御US、制御ロジックCL、チャージポンプCP、ループフィルタ
ーLF、および電圧制御発振器VCOは、図1に示したものと同様である。また
、図2における第1周波数分周器FT1、第3周波数分周器FT3、および蓄電
池accuも、図1に示した周波数分周器FT1、FT3、および蓄電池acc
uに相当する。
第1ゲート回路AS1と結合している。第1ゲート回路AS1は、ブランキング
ロジックALによって制御される。このブランキングロジックALは、第3周波
数分周器FT3および制御ロジックCLによって制御される。第3周波数分周器
FT3は、第2ゲート回路AS2の入力部と結合している。この第2ゲート回路
AS2は、その出力側で、位相検波器PFDと結合している。例えば、ゲート回
路AS1およびAS2は、AND回路から構成することも可能である。これら2
つのゲート回路AS1およびAS2に結合したブランキングロジックALを介し
て、第1周波数分周器FT1の出力信号成分、あるいは第3周波数分周器FT3
の信号成分が、位相検波器PFDに達するよう制御される。第1周波数分周器F
T1あるいは第3周波数分周器FT3の出力信号における一定の信号成分を適切
に抑制することによって、位相検波器PFDに、周波数の減じられた信号を供給
することが可能である。
それぞれの出力部と、位相検波器の入力部との間に接続されている、ゲート回路
である。各n番目のパルスのみが、この接続を用いて位相検波器PFDに伝達さ
れる。GSMのような5の分数方法では、各5番目のパルスだけが位相検波器P
FDに供給される。このゲート回路AS1およびAS2は、原理的には、図1に
おいて多重化器MUX1およびMUX2と結合している周波数分周器FT2およ
びFT4のような働きをしている。1つの分周器が、ゲート回路AS1およびA
S2を制御しており、この分周器が、1つまたは複数のパルスに対して、一定の
時間、ゲート回路AS1およびAS2を開く。分数Nモードでは、ゲート回路A
S1およびAS2は活性化していない。第1周波数分周器FT1および第3周波
数分周器FT3から発せられる各計数パルス(Zaehlimpuls)は、位相検波器P
FDに伝達される。整数Nモードに切り替えられた後、第1および第2ゲート回
路AS1およびAS2が活性化し、各n番目のパルス(n=2…16、またはこ
れ以上)が、位相検波器PFDに転送される。これにより、第1周波数分周器F
T1および第3周波数分周器FT3の分周比は、係数nによって増加する。
周器FT3の他に、あともう1つ新たな分周器を必要とすることが好ましい。こ
の分周器は、ブランキングロジックALの構成部分である。このために、分数N
モードの明確な解決方法では、既存のモジュールカウンタを使用できる。
Claims (14)
- 【請求項1】 位相制御回路において、 発振器信号を発生する電圧制御発振器(VCO)と、 発振器信号の周波数(fVCO)を分周する第1周波数分周器(FT1)であ
って、上記周波数(fVCO)に基づいて第1分周器出力信号を発生し、位相制
御回路の再起期間に、この信号を位相比較器(PFD)に伝達する第1周波数分
周器(FT1)と、 上記位相制御回路の再起期間後、第1分周器出力信号の周波数を分割し、位相
比較器(PFD)に伝達するユニット(FT2、MUX1、FT4、MUX2;
AS1、AS2、AL)とを備えており、 上記の位相比較器(PFD)が、位相制御回路の再起期間において、第1分割
器出力信号と第1基準信号とを比較し、位相制御回路の再起期間後、分割された
分割器出力信号と第2基準信号とを比較し、 上記の位相比較器(PFD)が、その出力側で、制御可能なチャージポンプ(
CP)と結合しており、 上記のチャージポンプ(CP)が、その出力側で、電圧制御発振器(VCO)
と結合している位相制御回路。 - 【請求項2】 上記のユニットは、第2分割器(FT2)と、2つの入力部および出力部を備
えた第1多重化器(MUX1)とを備え、 上記の第1分割器(FT1)の出力部が、第1多重化器(MUX1)の第1入
力部と結合し、第2分割器(FT2)の出力部が、第1多重化器(MUX1)の
第2入力部と結合している請求項1に記載の位相制御回路。 - 【請求項3】 基準発振器によって発せられる基準発振器信号から上記第1および第2基準信
号を発生させる第3および第4周波数分割器(FT3、FT4)を備えている請
求項1または2に記載の位相制御回路。 - 【請求項4】 上記の第1または第2基準信号を位相比較器(PFD)に伝達する第2多重化
器(MUX2)を備えている請求項1から3のいずれかに記載の位相制御回路。 - 【請求項5】 上記の第3周波数分割器(FT3)が、第2多重化器(MUX2)の第1入力
部と結合し、第4周波数分割器(FT4)を介して、多重化器(MUX2)の第
2入力部と結合している請求項1から4のいずれかに記載の位相制御回路。 - 【請求項6】 上記のチャージポンプ(CP)と電圧制御発振器との間に、フィルター(LF
)が接続されている請求項1から5のいずれかに記載の位相制御回路。 - 【請求項7】 上記のフィルター(LF)が、ローパスフィルターである請求項6に記載の位
相制御回路。 - 【請求項8】 上記多重化器(MUX1、MUX2)を制御する制御ユニットを備えている請
求項1から7のいずれかに記載の位相制御回路。 - 【請求項9】 上記の制御ユニットが、さらに、チャージポンプ(CP)とフィルター(LF
)とのパラメータを規定する請求項8に記載の位相制御回路。 - 【請求項10】 上記のユニットが、第1周波数分割器(FT1)から発する信号をゲートする
ための第1ゲート回路(AS1)、および、ブランキングロジック(AL)を備
え、 上記のブランキングロジック(AL)が、第1ゲート回路(AS1)を制御す
る請求項1に記載の位相制御回路。 - 【請求項11】 上記のゲート回路(AS1)がAND回路であり、このAND回路の第1入力
部が第1周波数分割器(FT1)の出力部と結合し、同じく第2入力部がブラン
キングロジック(AS1)の出力部と結合し、同じく出力部が位相比較器(PF
D)と結合している請求項10に記載の位相制御回路。 - 【請求項12】 上記の基準信号をゲートするための第2ゲート回路(AS2)を備え、上記ブ
ランキングロジック(AL)がこの第2ゲート回路(AS2)を制御している請
求項10または11に記載の位相制御回路。 - 【請求項13】 上記の制御ユニット(CL)および上記基準信号が、共同でブランキングロジ
ック(AL)を制御する請求項12に記載の位相制御回路。 - 【請求項14】 上記の第1周波数分割器(FT1)が蓄電池(accu)と結合しており、蓄
電池(accu)に蓄積されている数値(A)に応じて、周波数を第1または第
2値(N,N+1)に分割する請求項1から13のいずれかに記載の位相制御回
路。
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