JP2005252355A - Clock shaping device - Google Patents

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Hiroyuki Ogiso
弘幸 小木曽
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable detecting frequency abnormalities of a reference signal which to be inputted. <P>SOLUTION: A clock shaping device 10 has a phase comparing section 14 for outputting a phase difference signal Sd, corresponding to a phase difference between a reference signal Sr and a comparing signal Sf; a loop filter 16 for outputting a control voltage Vc corresponding to the phase difference signal Sd; a voltage-controlled oscillator circuit 18 for generating a comparison signal Sf phase-controlled by the control voltage Vc; an out-of-synchronization detector 20 for comparing the phase difference signal Sd outputted from the section 14 with a reference phase difference signal to detect out-of-synchronization; a frequency abnormality detector 22 for comparing the control voltage Vc outputted from the loop filter 16 with a reference voltage to detect the frequency abnormality of the reference signal, and an abnormal signal output 24 for outputting an abnormality occurrence signal, when either of an out-of-synchronization detecting signal Es outputted from the section 20 or a frequency abnormality detecting signal Ef outputted from the section 22 is inputted. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、入力する基準クロック信号に同期したクロック信号を出力するPLL回路を利用したクロック整形装置に関する。   The present invention relates to a clock shaping device using a PLL circuit that outputs a clock signal synchronized with an input reference clock signal.

携帯電話などの通信網(ネットワーク)を利用する通信機器では、発振器からのクロック信号に基づいて通信データの送受信が行なわれる。ネットワークにおけるクロック信号の役割は、ネットワーク内に共通の周波数を分配し、ネットワークの同期化を図ることにある。周波数を分配する範囲は、ネットワークの基本構成に依存し、長距離通信システムの場合は網同期型のネットワークを構成する。網同期型のネットワークでは、1つのマスタ局または準マスタ局から基準周波数のクロック信号(以下、基準クロック信号という)を分配し、この基準クロック信号をネットワーク内のすべてのノードで再生し、ノード内のすべてに分配する。この方式では、すべてのネットワーク内の回路が同じ周波数精度を持つクロック信号で動作し、データの多重・分離、メモリを使用する情報の挿入・抽出などの送受信処理を非常に容易に行なうことができる。   In a communication device using a communication network (network) such as a cellular phone, communication data is transmitted and received based on a clock signal from an oscillator. The role of the clock signal in the network is to distribute a common frequency in the network and to synchronize the network. The range in which the frequency is distributed depends on the basic configuration of the network. In the case of a long-distance communication system, a network synchronization type network is configured. In a network synchronous network, a clock signal having a reference frequency (hereinafter referred to as a reference clock signal) is distributed from one master station or a quasi-master station, and this reference clock signal is reproduced at all nodes in the network. Distribute to all of. In this method, all the circuits in the network operate with a clock signal having the same frequency accuracy, and transmission / reception processing such as data multiplexing / demultiplexing and information insertion / extraction using a memory can be performed very easily. .

ノードなどにおける基準クロック信号を再生するクロック整形装置は、電圧制御型発振器を用いたPLL回路を利用したものが多い。PLL回路は、電圧制御型発振器が基準クロック信号に位相同期したクロック信号を出力するように構成してある。クロック整形装置を有する電子機器は、クロック整形装置の出力するクロック信号を用いて動作するようになっている。このような電子機器は、何らかの理由によりクロック整形装置の出力するクロック信号が基準クロック信号と同期しなくなると、正常に動作することができない。このため、クロック整形装置には、同期検出回路を設けて、PLL回路の位相比較器の出力する信号を同期検出回路に入力し、電圧制御型発振器の出力するクロック信号が基準クロック信号に位相同期(ロック)しているか否かを検出するものがある(例えば、特許文献1)。そして、電子機器は、PLL回路の位相同期が外れてアンロック状態になると、アラームを鳴らしてクロック整形装置に異常が発生したことを知らせるようにしている。
特開平10−322199号公報
Many clock shaping devices that regenerate a reference clock signal in a node or the like use a PLL circuit using a voltage-controlled oscillator. The PLL circuit is configured such that the voltage-controlled oscillator outputs a clock signal that is phase-synchronized with the reference clock signal. An electronic device having a clock shaping device operates using a clock signal output from the clock shaping device. Such an electronic device cannot operate normally if the clock signal output from the clock shaping device is not synchronized with the reference clock signal for some reason. For this reason, the clock shaping device is provided with a synchronization detection circuit, the signal output from the phase comparator of the PLL circuit is input to the synchronization detection circuit, and the clock signal output from the voltage controlled oscillator is phase-synchronized with the reference clock signal. There is one that detects whether or not (locked) (for example, Patent Document 1). When the PLL circuit is out of phase synchronization and unlocked, the electronic device sounds an alarm to notify the clock shaping device that an abnormality has occurred.
JP-A-10-322199

ところで、基準クロック信号の周波数は、基準クロック信号を生成する発振器の動作環境、または個々の発振器の特性などを考慮して、基準周波数に対して一定の許容範囲を有している。そして、PLL回路は、許容周波数の範囲にある基準クロック信号に追従できるように、電圧制御型発振器に印加されるループフィルタの出力する制御電圧の電圧値が設定されている。一方、電圧制御型発振器、例えば電圧制御型水晶発振器(Voltage Controlled Crystal Oscillator:VCXO)は、水晶ウエハの特性や製作誤差などによって、制御電圧の変化に対する発振周波数の変化量(変化率)が、個々の発振器によって異なっている。   By the way, the frequency of the reference clock signal has a certain allowable range with respect to the reference frequency in consideration of the operating environment of the oscillator that generates the reference clock signal or the characteristics of the individual oscillators. The PLL circuit is set with the voltage value of the control voltage output from the loop filter applied to the voltage controlled oscillator so that it can follow the reference clock signal in the allowable frequency range. On the other hand, voltage controlled oscillators, such as voltage controlled crystal oscillators (VCXOs), vary in the amount (rate of change) of the oscillation frequency with respect to changes in the control voltage due to characteristics of the crystal wafer and manufacturing errors. It depends on the oscillator.

図3は、VCXOの周波数制御特性の一例を示したものである。VCXOに与える制御電圧が0[V]から最大値のVcmax[V]まで変化する場合、制御電圧が中心値Vcmax/2[V]のときに、基準信号(基準クロック信号)の基準周波数fとなるようにしている。そして、制御電圧を0[V]から最大値のVcmax[V]まで変化させたときに、規定されている±δfの周波数変動量が得られるように制御電圧を設定している。一方、上記した同期検出回路などにおいては、位相検出器がVCXOの発振周波数を、±δfを超えて変化させるような位相差信号を出力した場合、クロック信号が基準クロック信号に対して同期外れとなるおそれがあるため、アラームを発するように設定している。しかし、上記したように、個々のVCXOによって周波数制御特性が異なっており、基準クロック信号が規格から外れている場合でも、何ら異常なく基準クロック信号に位相同期して規格から外れたクロック信号を出力することがある。 FIG. 3 shows an example of the frequency control characteristics of the VCXO. When the control voltage applied to the VCXO changes from 0 [V] to the maximum value Vcmax [V], the reference frequency f 0 of the reference signal (reference clock signal) when the control voltage is the center value Vcmax / 2 [V]. It is trying to become. Then, when the control voltage is changed from 0 [V] to the maximum value Vcmax [V], the control voltage is set so that a specified frequency fluctuation amount of ± δf is obtained. On the other hand, in the above-described synchronization detection circuit or the like, when the phase detector outputs a phase difference signal that changes the oscillation frequency of VCXO by exceeding ± δf, the clock signal is out of synchronization with the reference clock signal. The alarm is set to be issued. However, as described above, the frequency control characteristics differ depending on the individual VCXO, and even when the reference clock signal is out of the standard, the clock signal out of the standard is output in phase synchronization with the reference clock signal without any abnormality. There are things to do.

例えば、図3の曲線Aに示したVCXOは、−δf〜+δfの周波数変動量を得るために制御電圧をほぼ0〜Vcmax[V]まで変化させなければならない。これに対して、曲線Bに示したVCXOは、曲線AのVCXOより小さな制御電圧の変化で必要とする周波数変化量を得ることができる。すなわち、曲線BのVCXOは、制御電圧を0〜Vcmax[V]まで変化させると、±δfよりはるかに広い範囲まで周波数が変化する。このため、曲線BのVCXOを有するPLL回路は、例えば基準クロック信号の周波数の許容範囲が、基準周波数fに対する±50ppmと規定されている場合に、何らかの異常により、f+70ppmの基準クロック信号が入力したときでも、これに同期したクロック信号を出力する。このため、このクロック信号を利用する電子機器は、クロック信号が規格から外れているために正常な動作ができない。このような場合、その故障の原因、すなわち基準クロック信号の異常に基づくものであることを、なかなか把握できないことがある。そこで、クロック整形装置において、基準クロック信号の異常を検出できることが望まれる。しかし、特許文献1に記載のクロック整形装置では、PLL回路が同期(ロック)、非同期(アンロック)の状態を検出することができるが、基準クロック信号の周波数に異常が生じていることを検出することができない。 For example, the VCXO shown by the curve A in FIG. 3 has to change the control voltage from approximately 0 to Vcmax [V] in order to obtain the frequency fluctuation amount of −δf to + δf. On the other hand, the VCXO shown in the curve B can obtain the required frequency change amount by changing the control voltage smaller than that of the curve A. That is, the frequency of the VCXO of the curve B changes to a range far wider than ± δf when the control voltage is changed from 0 to Vcmax [V]. For this reason, the PLL circuit having the VCXO of the curve B has a reference clock signal of f 0 +70 ppm due to some abnormality when, for example, the allowable range of the frequency of the reference clock signal is defined as ± 50 ppm with respect to the reference frequency f 0 . Even when is input, a clock signal synchronized with this is output. For this reason, an electronic device using this clock signal cannot operate normally because the clock signal is out of the standard. In such a case, it may be difficult to grasp the cause of the failure, that is, based on the abnormality of the reference clock signal. Therefore, it is desired that the clock shaping device can detect the abnormality of the reference clock signal. However, in the clock shaping device described in Patent Document 1, although the PLL circuit can detect a synchronous (locked) or asynchronous (unlocked) state, it detects an abnormality in the frequency of the reference clock signal. Can not do it.

本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされたもので、入力する基準信号の周波数異常を検知できるようにすることを目的としている。
また、本発明は、基準信号の周波数異常が生じたことを確実に知ることができるようにすることを目的としている。
The present invention has been made in order to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art, and has an object to detect a frequency abnormality of an input reference signal.
Another object of the present invention is to make it possible to reliably know that a frequency abnormality of the reference signal has occurred.

上記の目的を達成するために、本発明は、基準信号と比較信号とが入力し、両者の位相差に応じた位相差信号を出力する位相比較部と、前記位相比較部が出力した前記位相差信号に応じた制御電圧を出力するループフィルタと、前記ループフィルタが出力した前記制御電圧によって位相制御された比較信号を生成して前記位相比較部に入力する電圧制御型発振回路と、前記位相比較部が出力した前記位相差信号を基準位相差信号と比較し、前記比較信号の前記基準信号に対する同期外れを検出する同期外れ検出部と、前記ループフィルタが出力した制御電圧を基準電圧と比較し、前記基準信号の周波数異常を検出する周波数異常検出部と、前記同期外れ検出部の出力した同期外れ検出信号と前記周波数異常検出部の出力した周波数異常検出信号とのいずれかが入力したときに、異常発生信号を出力する異常信号出力部と、を有することを特徴としている。なお、制御電圧と比較する基準電圧は、個々の電圧制御型発振回路に対して周波数制御特性を予め測定し、個々の電圧制御型発振回路ごとに定める。   In order to achieve the above object, the present invention provides a phase comparison unit that receives a reference signal and a comparison signal and outputs a phase difference signal corresponding to the phase difference between the reference signal and the comparison signal, and the phase output by the phase comparison unit. A loop filter that outputs a control voltage according to a phase difference signal; a voltage-controlled oscillation circuit that generates a comparison signal phase-controlled by the control voltage output from the loop filter and inputs the comparison signal to the phase comparison unit; and the phase The phase difference signal output by the comparison unit is compared with a reference phase difference signal, and the out-of-synchronization detection unit detects the loss of synchronization of the comparison signal with respect to the reference signal, and the control voltage output by the loop filter is compared with the reference voltage. A frequency abnormality detection unit that detects a frequency abnormality of the reference signal, an out-of-synchronization detection signal output from the out-of-synchronization detection unit, and a frequency abnormality detection signal output from the frequency abnormality detection unit. Any of when you type is characterized by having a abnormal signal output unit that outputs an abnormality occurrence signal. The reference voltage to be compared with the control voltage is determined for each voltage control type oscillation circuit by measuring frequency control characteristics in advance for each voltage control type oscillation circuit.

上記したように、電圧制御型水晶発振器(VCXO)などの電圧制御型発振回路は、制御電圧によって発振周波数が変化する。したがって、制御電圧を監視することにより、電圧制御型発振回路の出力信号の周波数を知ることができる。そこで、本発明は、周波数異常検出部がループフィルタの出力する制御電圧を、基準信号(基準クロック信号)の許容周波数範囲に対応した基準電圧と比較することにより、基準信号の周波数異常を検出する。そして、異常信号出力部は、周波数異常検出部が基準信号の周波数異常を検出したときに、異常発生信号を出力する。これにより、電圧制御型発振回路が例えば図3の曲線Bのような周波数制御特性を有していて、制御電圧の上限値または下限値に対して、必要以上に幅の広い周波数に追従できる場合であっても、基準信号の周波数に異常が生じたことを確実に検出することができ、出力する信号(クロック信号)が異常であることを知ることができる。   As described above, the oscillation frequency of a voltage controlled oscillation circuit such as a voltage controlled crystal oscillator (VCXO) changes depending on the control voltage. Therefore, by monitoring the control voltage, the frequency of the output signal of the voltage controlled oscillation circuit can be known. Therefore, the present invention detects the frequency abnormality of the reference signal by comparing the control voltage output from the loop filter with the reference voltage corresponding to the allowable frequency range of the reference signal (reference clock signal). . The abnormality signal output unit outputs an abnormality occurrence signal when the frequency abnormality detection unit detects a frequency abnormality of the reference signal. As a result, the voltage-controlled oscillation circuit has frequency control characteristics such as the curve B in FIG. 3 and can follow a wider frequency than necessary with respect to the upper limit value or lower limit value of the control voltage. Even so, it is possible to reliably detect that an abnormality has occurred in the frequency of the reference signal, and to know that the output signal (clock signal) is abnormal.

なお、前記同期外れ検出部は、同期外れを検出したときに、同期異常表示部を作動し、前記周波数異常検出部は、前記基準信号の周波数異常を検出したときに、周波数異常表示部を作動するように構成できる。これにより、クロック整形装置の出力信号の異常が、同期外れによる異常であるか、基準信号の周波数異常に基づくものであるかを容易、確実に知ることができる。   The out-of-synchronization detection unit operates a synchronization abnormality display unit when detecting out-of-synchronization, and the frequency abnormality detection unit operates a frequency abnormality display unit when a frequency abnormality of the reference signal is detected. Can be configured to As a result, it is possible to easily and surely know whether the abnormality of the output signal of the clock shaping device is an abnormality due to loss of synchronization or the abnormality of the frequency of the reference signal.

本発明に係るクロック整形装置の好ましい実施の形態を、添付図面に従って詳細に説明する。
図1は、本発明に係るクロック整形装置のブロック図である。図1において、クロック整形装置10は、PLL回路12を備えている。PLL回路12は、位相比較部14とループフィルタ16と電圧制御型発振回路18とから構成してある。位相比較部14は、基準信号(基準クロック信号)Srが入力するとともに、電圧制御型発振回路18の出力信号が比較信号Sfとして入力する。そして、位相比較部14は、両者の位相差を求めて位相差に応じた位相差信号Sdをループフィルタ16に出力する。ループフィルタ16は、入力する位相差信号Sdを平滑化し、制御電圧Vcとして電圧制御型発振回路18に出力する。
A preferred embodiment of a clock shaping device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram of a clock shaping device according to the present invention. In FIG. 1, the clock shaping device 10 includes a PLL circuit 12. The PLL circuit 12 includes a phase comparison unit 14, a loop filter 16, and a voltage control type oscillation circuit 18. The phase comparison unit 14 receives a reference signal (reference clock signal) Sr and an output signal of the voltage controlled oscillation circuit 18 as a comparison signal Sf. Then, the phase comparison unit 14 obtains a phase difference between the two and outputs a phase difference signal Sd corresponding to the phase difference to the loop filter 16. The loop filter 16 smoothes the input phase difference signal Sd and outputs it to the voltage controlled oscillation circuit 18 as the control voltage Vc.

電圧制御型発振回路18は、実施形態の場合、ATカット水晶振動子を有する電圧制御型水晶発振器(Voltage Controlled Crystal Oscillator:VCXO)、または弾性表面波(Surface Acoustic Wave)共振子を有する電圧制御型SAW発振器(VCSO)によって構成してある。そして、電圧制御型発振回路18は、ループフィルタ16の出力する制御電圧Vcによって位相制御され、位相比較部14に入力する基準信号Srに同期した信号(クロック信号)Sを外部に出力するとともに、信号Sを位相比較部14に比較信号Sfとして入力する。   In the embodiment, the voltage-controlled oscillation circuit 18 is a voltage-controlled crystal oscillator (VCXO) having an AT-cut crystal resonator, or a voltage-controlled type having a surface acoustic wave resonator. It is constituted by a SAW oscillator (VCSO). The voltage controlled oscillation circuit 18 is phase-controlled by the control voltage Vc output from the loop filter 16 and outputs a signal (clock signal) S synchronized with the reference signal Sr input to the phase comparison unit 14 to the outside. The signal S is input to the phase comparison unit 14 as a comparison signal Sf.

クロック整形装置10は、さらに位相比較部14の出力側に接続した同期外れ検出部20、ループフィルタ16の出力側に接続した周波数異常検出部22、同期外れ検出部20と周波数異常検出部22との出力信号が入力する異常信号出力部24を有している。同期外れ検出部20は、基準位相差信号が予め与えられており、位相比較部14の出力する位相差信号Sdを基準位相差信号と比較し、PLL回路12が同期外れのいわゆるアンロック状態になったか否かを監視している。また、周波数異常検出部22は、基準電圧が予め与えられていて、ループフィルタ16の出力する制御電圧Vcを基準電圧と比較し、基準信号Srの周波数に異常が生じたか否かを監視している。   The clock shaping device 10 further includes an out-of-synchronization detection unit 20 connected to the output side of the phase comparison unit 14, a frequency abnormality detection unit 22 connected to the output side of the loop filter 16, an out-of-synchronization detection unit 20, and a frequency abnormality detection unit 22. The abnormal signal output unit 24 to which the output signal is input is provided. The out-of-synchronization detection unit 20 is provided with a reference phase difference signal in advance, compares the phase difference signal Sd output from the phase comparison unit 14 with the reference phase difference signal, and the PLL circuit 12 enters a so-called unlocked state in which synchronization is lost. It is monitored whether or not. Further, the frequency abnormality detection unit 22 is provided with a reference voltage in advance, compares the control voltage Vc output from the loop filter 16 with the reference voltage, and monitors whether an abnormality has occurred in the frequency of the reference signal Sr. Yes.

異常信号出力部24は、同期外れ検出部20が同期外れ検出信号Esを出力したとき、または周波数異常検出部22が周波数異常検出信号Efを出力したときに、異常発生信号をアラーム回路30に出力する。さらに、同期外れ検出部20は、比較信号Sfが基準信号Srに対して同期外れとなったときに、同期外れ表示部(同期異常表示部)32に信号を出力して作動し、例えば赤色のランプを点灯するなどしてPLL回路12がアンロック状態になったことを告知する。また、周波数異常検出部22は、基準信号Srの周波数が許容変動範囲を超えたことを検出したときに、周波数異常表示部34に信号を与えて作動し、例えば黄色のランプを点灯するなどして基準信号Srの周波数異常を告知する。   The abnormality signal output unit 24 outputs an abnormality occurrence signal to the alarm circuit 30 when the out-of-synchronization detection unit 20 outputs the out-of-synchronization detection signal Es or when the frequency abnormality detection unit 22 outputs the frequency abnormality detection signal Ef. To do. Further, the out-of-synchronization detection unit 20 operates by outputting a signal to the out-of-synchronization display unit (synchronization abnormality display unit) 32 when the comparison signal Sf is out of synchronization with the reference signal Sr. The fact that the PLL circuit 12 is in an unlocked state is notified by turning on the lamp or the like. Further, when the frequency abnormality detection unit 22 detects that the frequency of the reference signal Sr exceeds the allowable fluctuation range, the frequency abnormality detection unit 22 operates by giving a signal to the frequency abnormality display unit 34, for example, lighting a yellow lamp. To notify the frequency abnormality of the reference signal Sr.

このようになっているクロック整形装置10の作用は、次のとおりである。PLL回路12の位相比較部14には、外部から入力したデータなどから抽出した基準信号(基準クロック信号)Srと、電圧制御型発振回路18の出力した比較信号(比較クロック信号)Sfとが入力する。位相比較部14は、入力する基準信号Srと比較信号Sfとの位相差を求め、位相差に応じた位相差信号Sdをループフィルタ16に出力する。ループフィルタ16は、位相比較部14が出力した位相差信号Sdを平滑化し、制御電圧Vcとして電圧制御型発振回路18に出力する。電圧制御型発振回路18は、入力する制御電圧Vcによって、位相が基準信号Srの位相と一致するように制御された比較信号Sfを出力し、位相比較部14に入力する。PLL回路12は、基準信号Srが正常であるとこのような動作を繰り返し、電圧制御型発振回路18が基準信号Srと位相が同期した信号(クロック信号)Sを外部の機器や回路に出力する。   The operation of the clock shaping device 10 configured as described above is as follows. The phase comparison unit 14 of the PLL circuit 12 receives a reference signal (reference clock signal) Sr extracted from data input from the outside and a comparison signal (comparison clock signal) Sf output from the voltage controlled oscillation circuit 18. To do. The phase comparison unit 14 obtains a phase difference between the input reference signal Sr and the comparison signal Sf, and outputs a phase difference signal Sd corresponding to the phase difference to the loop filter 16. The loop filter 16 smoothes the phase difference signal Sd output from the phase comparison unit 14 and outputs it to the voltage controlled oscillation circuit 18 as the control voltage Vc. The voltage-controlled oscillation circuit 18 outputs a comparison signal Sf whose phase is controlled to match the phase of the reference signal Sr by the input control voltage Vc, and inputs the comparison signal Sf to the phase comparison unit 14. When the reference signal Sr is normal, the PLL circuit 12 repeats such an operation, and the voltage-controlled oscillation circuit 18 outputs a signal (clock signal) S whose phase is synchronized with the reference signal Sr to an external device or circuit. .

一方、同期外れ検出部20には、基準信号Srの周波数が基準周波数fに対して−δf、または+δfずれている場合でも、電圧制御型発振回路18が追従して発振できるような2つの基準位相差信号−Sdr、+Sdrが予め設定してある。そして、同期外れ検出部20は、位相比較部14の出力する位相差信号Sdを読み込み、これを基準位相差信号±Sdrと比較する。同期外れ検出部20は、位相比較部14の出力した位相差信号Sdが基準位相差信号−Sdrより小さい場合、または基準位相差信号+Sdrより大きい場合、電圧制御型発振回路18が基準信号Srに追従して発振できないおそれがあるため、同期外れ検出信号Esを異常信号出力部24と同期外れ表示部32とに出力する。 On the other hand, the detector 20 out of synchronization, the reference signal Sr reference frequency f 0 is the frequency of -δf or + delta] f even when the offset, two such can oscillate to follow the voltage controlled oscillator 18, Reference phase difference signals -Sdr and + Sdr are preset. The out-of-synchronization detection unit 20 reads the phase difference signal Sd output from the phase comparison unit 14 and compares it with the reference phase difference signal ± Sdr. When the phase difference signal Sd output from the phase comparator 14 is smaller than the reference phase difference signal −Sdr or larger than the reference phase difference signal + Sdr, the out-of-synchronization detection unit 20 causes the voltage-controlled oscillation circuit 18 to change to the reference signal Sr. Since there is a possibility that the oscillation cannot be followed, the out-of-synchronization detection signal Es is output to the abnormal signal output unit 24 and the out-of-synchronization display unit 32.

異常信号出力部24は、同期外れ検出部20から同期外れ検出信号Esが入力すると、異常発生信号をアラーム回路30に出力してアラームを発生させる。また、同期外れ表示部32は、同期外れ検出部20からの信号により例えば赤色のランプを点灯し、PLL回路12が同期外れとなってアンロック状態であることを表示する。これにより、電子機器の使用者は、電圧制御型発振回路18の出力する信号Sが、基準信号Srに同期していない異常なロック信号であることを容易に認識することができる。   When the out-of-synchronization detection signal Es is input from the out-of-synchronization detection unit 20, the abnormal signal output unit 24 outputs an abnormality occurrence signal to the alarm circuit 30 to generate an alarm. Further, the out-of-synchronization display unit 32 turns on, for example, a red lamp in response to a signal from the out-of-synchronization detection unit 20, and displays that the PLL circuit 12 is out of synchronization and is unlocked. Thereby, the user of the electronic device can easily recognize that the signal S output from the voltage controlled oscillation circuit 18 is an abnormal lock signal that is not synchronized with the reference signal Sr.

周波数異常検出部22には、ループフィルタ16が出力する制御電圧Vcと比較する基準電圧が予め与えられている。基準電圧は、電圧制御型発振回路18が基準信号Srの基準周波数fに対して−δf、または+δfの周波数の信号Sを出力する制御電圧に相当している。そして、この基準電圧は、各電圧制御型発振回路18の周波数制御特性に対応して個々に設定される。すなわち、制御電圧Vcによる電圧制御型発振回路18の周波数制御特性が、例えば図2の曲線Fによって示したようになっている場合、基準周波数fに対して変動量が−δfの周波数を発振させる制御電圧に相当するVF1と、変動量が+δfの周波数を発振させる制御電圧に相当するVF2とが設定される。また、電圧制御型発振回路18が図2の曲線Gのような周波数制御特性を有する場合、VG1とVG2とが基準電圧として設定される。 A reference voltage to be compared with the control voltage Vc output from the loop filter 16 is given in advance to the frequency abnormality detection unit 22. The reference voltage corresponds to the reference frequency -δf against f 0 or + control voltage for outputting a signal S of the frequency of the delta] f, of the reference signal Sr voltage controlled oscillator 18. The reference voltage is individually set corresponding to the frequency control characteristic of each voltage controlled oscillation circuit 18. That is, when the frequency control characteristic of the voltage-controlled oscillation circuit 18 by the control voltage Vc is as shown by the curve F in FIG. 2, for example, the frequency whose variation is −δf with respect to the reference frequency f 0 is oscillated. V F1 corresponding to the control voltage to be set and V F2 corresponding to the control voltage for oscillating the frequency having the fluctuation amount of + δf are set. Further, when the voltage-controlled oscillation circuit 18 has frequency control characteristics as shown by the curve G in FIG. 2, V G1 and V G2 are set as reference voltages.

そして、周波数異常検出部22は、基準電圧としてVG1、VG2が設定されている場合、ループフィルタ16の出力した制御電圧VcがVc<VG1、またはV>VG2であると、基準信号Srの周波数が規定された変動量±δfの範囲に入っていないとして周波数異常検出信号Efを異常信号出力部24に出力するとともに、周波数異常表示部34に出力する。異常信号出力部24は、周波数異常検出部22から周波数異常検出信号Efを受けると、アラーム回路30に異常発生信号を出力してアラームを発生させる。また、周波数異常表示部34は、周波数異常検出部22からの信号により例えば黄色のランプを点灯するなどして、基準信号Srに周波数異常が生じたことを表示する。これにより、機器の使用者は、基準信号Srの周波数に異常が生じたことを容易に認識することができる。また、例えば、図2の曲線Gのような周波数制御特性を有し、ループフィルタ16の出力する制御電圧Vcによって、規定周波数範囲よりはるかに高い、または低い周波数に対して追従する場合であっても、基準信号Srの周波数異常を確実に検出することができる。 Then, the frequency abnormality detecting unit 22, if V G1, V G2 is set as the reference voltage, the output and the control voltage Vc of the loop filter 16 is a Vc <V G1, or V> V G2, the reference signal The frequency abnormality detection signal Ef is output to the abnormality signal output unit 24 and is output to the frequency abnormality display unit 34, assuming that the frequency of Sr is not within the range of the specified fluctuation amount ± δf. When the abnormality signal output unit 24 receives the frequency abnormality detection signal Ef from the frequency abnormality detection unit 22, the abnormality signal output unit 24 outputs an abnormality occurrence signal to the alarm circuit 30 to generate an alarm. Further, the frequency abnormality display unit 34 displays that a frequency abnormality has occurred in the reference signal Sr by, for example, turning on a yellow lamp by a signal from the frequency abnormality detection unit 22. As a result, the user of the device can easily recognize that an abnormality has occurred in the frequency of the reference signal Sr. Further, for example, it has a frequency control characteristic as shown by a curve G in FIG. 2 and follows a frequency much higher or lower than a specified frequency range by the control voltage Vc output from the loop filter 16. In addition, it is possible to reliably detect the frequency abnormality of the reference signal Sr.

なお、前記実施形態においては、同期外れ検出部20の同期外れ検出信号Esを同期外れ表示部32に入力し、周波数異常検出部22の周波数異常検出信号Efを周波数異常表示部34に入力してランプを点灯する場合について説明したが、これらの検出信号Es、Efを図示しない表示部に入力し、同期外れまたは周波数異常を表示させるようにしてもよい。   In the embodiment, the out-of-synchronization detection signal Es of the out-of-synchronization detection unit 20 is input to the out-of-synchronization display unit 32, and the frequency abnormality detection signal Ef of the frequency abnormality detection unit 22 is input to the frequency abnormality display unit 34. Although the case where the lamp is turned on has been described, these detection signals Es and Ef may be input to a display unit (not shown) to display out-of-synchronization or frequency abnormality.

本発明の実施の形態に係るクロック整形装置のブロック図である。1 is a block diagram of a clock shaping device according to an embodiment of the present invention. 実施の形態に係る周波数異常検出部に設定する基準電圧の説明図である。It is explanatory drawing of the reference voltage set to the frequency abnormality detection part which concerns on embodiment. 電圧制御型発振回路の周波数制御特性の説明図である。It is explanatory drawing of the frequency control characteristic of a voltage control type oscillation circuit.

符号の説明Explanation of symbols

10………クロック整形装置、12………PLL回路、14………位相比較部、16………ループフィルタ、18………電圧制御型発振回路、20………同期外れ検出部、22………周波数異常検出部、24………異常信号出力部、30………アラーム回路、32………同期異常表示部(同期外れ表示部)、34………周波数異常表示部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ......... Clock shaping device, 12 ......... PLL circuit, 14 ......... Phase comparison unit, 16 ......... Loop filter, 18 ......... Voltage control type oscillation circuit, 20 ......... Out of synchronization detection unit, 22 ............ Frequency abnormality detection section 24... Abnormal signal output section 30... Alarm circuit 32... Synchronization abnormality display section (out-of-synchronization display section) 34.

Claims (2)

基準信号と比較信号とが入力し、両者の位相差に応じた位相差信号を出力する位相比較部と、
前記位相比較部が出力した前記位相差信号に応じた制御電圧を出力するループフィルタと、
前記ループフィルタが出力した前記制御電圧によって位相制御された比較信号を生成して前記位相比較部に入力する電圧制御型発振回路と、
前記位相比較部が出力した前記位相差信号を基準位相差信号と比較し、前記比較信号の前記基準信号に対する同期外れを検出する同期外れ検出部と、
前記ループフィルタが出力した制御電圧を基準電圧と比較し、前記基準信号の周波数異常を検出する周波数異常検出部と、
前記同期外れ検出部の出力した同期外れ検出信号と前記周波数異常検出部の出力した周波数異常検出信号とのいずれかが入力したときに、異常発生信号を出力する異常信号出力部と、
を有することを特徴とするクロック整形装置。
A phase comparator that receives a reference signal and a comparison signal and outputs a phase difference signal corresponding to the phase difference between the two;
A loop filter that outputs a control voltage according to the phase difference signal output by the phase comparator;
A voltage-controlled oscillation circuit that generates a comparison signal phase-controlled by the control voltage output by the loop filter and inputs the comparison signal to the phase comparison unit;
A phase loss detection unit that compares the phase difference signal output from the phase comparison unit with a reference phase difference signal and detects a loss of synchronization of the comparison signal with respect to the reference signal;
A frequency abnormality detection unit that compares the control voltage output by the loop filter with a reference voltage and detects a frequency abnormality of the reference signal;
An abnormality signal output unit that outputs an abnormality occurrence signal when any of the out-of-synchronization detection signal output from the out-of-synchronization detection unit and the frequency abnormality detection signal output from the frequency abnormality detection unit is input;
A clock shaping device comprising:
請求項1に記載のクロック整形装置において、
前記同期外れ検出部は、同期外れを検出したときに、同期異常表示部を作動し、
前記周波数異常検出部は、前記基準信号の周波数異常を検出したときに、周波数異常表示部を作動する、
ことを特徴とするクロック整形装置。
The clock shaping device according to claim 1,
The out-of-synchronization detection unit operates a synchronization abnormality display unit when detecting out-of-synchronization,
The frequency abnormality detection unit operates a frequency abnormality display unit when detecting a frequency abnormality of the reference signal.
A clock shaping device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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