JP2006238157A - Phase matching circuit of clock board - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To smoothly and stably switch the clock boards of an operation system and a standby system by accurately matching the phases of a master clock board and a slave clock board even in the case that a comparison frequency in a phase comparator is low and the cut-off of a loop response to jitters is extremely low, regarding the phase matching circuit of the clock board. <P>SOLUTION: Clock signals outputted from the master clock board and the slave clock board respectively are inputted to the phase comparator 1-1, and the phase difference signal of a voltage corresponding to a phase difference outputted from the phase comparator 1-1 is made to pass through a low-pass filter 1-2 and then inputted to a control part 1-3. The control part 1-3 outputs phase control signals for matching the phase on a slave clock board side with the phase on a master clock board side corresponding to the phase difference signals to phase matching PLL circuits 1-4 and 1-4', and the phase matching PLL circuits 1-4 and 1-4' control the phases of the respective clock signals according to the phase control signals and output them. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明はクロック盤の位相合わせ回路に関する。より詳細には、種々のディジタル信号を扱うシステムにおけるクロック盤であって、クロック盤がマスタークロック盤とスレーブクロック盤とから構成される場合に、マスタークロック盤とスレーブクロック盤の出力信号の位相を合わせる回路に関する。クロック盤をマスタークロック盤とスレーブクロック盤とで構成した場合、マスタークロック盤とスレーブクロック盤との切り替えの際に、安定した(確実な)クロック切り換え特性を実現する必要がある。   The present invention relates to a phase matching circuit for a clock board. More specifically, in a clock board in a system that handles various digital signals, when the clock board is composed of a master clock board and a slave clock board, the phases of the output signals of the master clock board and the slave clock board are changed. It is related with the circuit to match. When the clock board is composed of a master clock board and a slave clock board, it is necessary to realize a stable (reliable) clock switching characteristic when switching between the master clock board and the slave clock board.

マスタークロック盤及びスレーブクロック盤は、回線からクロック信号を抽出してシステム内にローカルなクロック信号を配給する(図6参照)。クロック盤の特性としては、ジッタが少ないこと、高安定であることが要求される。一方、入力信号として用いる回線からのクロック信号はジッタが大きい。クロック盤は、上記の特性を満足するために、次のようなPLL(Phase Locked Loop)回路で構成するのが一般的である。図7にPLL回路を用いたクロック盤のブロック図を示す。   The master clock board and the slave clock board extract the clock signal from the line and distribute the local clock signal in the system (see FIG. 6). The characteristics of the clock board are required to have low jitter and high stability. On the other hand, the clock signal from the line used as the input signal has a large jitter. In order to satisfy the above characteristics, the clock board is generally composed of the following PLL (Phase Locked Loop) circuit. FIG. 7 shows a block diagram of a clock board using a PLL circuit.

図7に示すように、クロック盤は、回線から入力されるクロック信号を分周器7−1で分周し、また、クロック盤から出力するクロック信号を分周器7−5で分周し、各分周器7−1,7−5で分周された入力クロック信号と出力クロック信号とを、位相比較器7−2に入力し、位相比較器7−2はそれらの位相差に応じた電圧の信号を出力し、該位相比較器7−2から出力される位相差信号を、ローパスフィルタ(LPF)7−3を通して電圧制御発振器7−4に入力し、該電圧制御発振器7−4により所望の周波数のクロック信号を出力する。   As shown in FIG. 7, the clock board divides the clock signal input from the line by the frequency divider 7-1 and also divides the clock signal output from the clock board by the frequency divider 7-5. The input clock signal and the output clock signal divided by the frequency dividers 7-1 and 7-5 are input to the phase comparator 7-2, and the phase comparator 7-2 responds to the phase difference between them. The phase difference signal output from the phase comparator 7-2 is input to the voltage controlled oscillator 7-4 through the low pass filter (LPF) 7-3, and the voltage controlled oscillator 7-4 is output. To output a clock signal having a desired frequency.

上記のクロック盤において、位相比較器7−2で比較されるクロック信号を分周器7−1,7−5で分周して入力し、また、位相比較器7−2の出力信号を、ローパスフィルタ(LPF)7−3を通して電圧制御発振器7−4に出力しているため、
(1)比較周波数が低い(例えば8kHz)、
(2)カットオフが低い(例えば1mHz)、
という特性を有する。
In the above clock board, the clock signal to be compared by the phase comparator 7-2 is divided and input by the frequency dividers 7-1 and 7-5, and the output signal of the phase comparator 7-2 is Since the voltage is output to the voltage controlled oscillator 7-4 through the low pass filter (LPF) 7-3,
(1) The comparison frequency is low (for example, 8 kHz),
(2) Low cutoff (for example, 1 mHz),
It has the characteristic.

上記(1)の比較周波数を低くするのは、位相比較器7−2で大きなジッタに耐えるよう、位相比較範囲をジッタ幅より充分広く取るためであり、この結果、比較周波数の低下を招くこととなる。また、上記(2)のカットオフを低くする(ジッタに対する応答速度をにぶくする)のは、ジッタを減衰して出力する必要があるためであり、ジッタに対するループ応答のカットオフは極端に低いものとなる。   The reason why the comparison frequency in (1) is lowered is to make the phase comparison range sufficiently wider than the jitter width so that the phase comparator 7-2 can withstand large jitter, and as a result, the comparison frequency is lowered. It becomes. The reason why the cut-off in (2) above is lowered (the response speed to jitter is reduced) is because it is necessary to attenuate and output the jitter, and the cut-off of the loop response to jitter is extremely low. It becomes.

このようなクロック盤をマスタークロック盤及びスレーブクロック盤に用いてクロック盤を冗長構成化し、マスタークロック盤とスレーブクロック盤とを切り換えて、一方の運用系(アクティブ)のクロック盤、他方を待機系(スタンバイ)のクロック盤として使用する場合、マスタークロック盤とスレーブクロック盤との出力間の位相差について考慮する必要がある。   Using such a clock board as a master clock board and a slave clock board, the clock board is redundantly configured, and switching between the master clock board and the slave clock board, the clock board of one active system (active), the other standby system When used as a (standby) clock board, it is necessary to consider the phase difference between the outputs of the master clock board and the slave clock board.

本発明に関連する先行技術文献として下記の特許文献1には、クロック回路の1つをマスターモードとして、他のクロック回路をスレーブモードとして動作させ、各クロック回路の位相を揃えると共に、上記マスターモードのクロック回路に異常が発生すると自動的にスレーブモードで動作中のクロック回路の1つをマスターモードに切り換えるようにしたクロック供給装置が記載されている。
特開平8−179848号公報
As a prior art document related to the present invention, the following Patent Document 1 discloses that one clock circuit is operated as a master mode and the other clock circuits are operated as a slave mode, the phases of the clock circuits are aligned, and the master mode described above is used. A clock supply device is described in which one of the clock circuits operating in the slave mode is automatically switched to the master mode when an abnormality occurs in the clock circuit.
JP-A-8-179848

マスタークロック盤及びスレーブクロック盤の回路ボードの出力信号間の位相差が発生する要因として以下の場合が考えられる。
(1)位相比較器の入力信号の周波数(比較周波数)が低い。この場合、入力信号と出力信号との間の位相精度(分解能)に大きな格差が生じ、例えば、入力信号が8KHz、出力信号が38.88MHzの場合、両者の間に約5000倍の差が生じ、8KHzの入力信号の位相を基に38.88MHzのクロック信号を出力するマスタークロック盤及びスレーブクロック盤の出力信号間位相差を1ns以下にするのは至難なことである。
(2)カットオフが極端に低い。
(3)電源立ち上げ時及びリセット時の場合。
(4)スレーブクロック盤側を挿抜する場合。
The following cases can be considered as factors causing the phase difference between the output signals of the circuit boards of the master clock board and the slave clock board.
(1) The frequency (comparison frequency) of the input signal of the phase comparator is low. In this case, a large difference occurs in the phase accuracy (resolution) between the input signal and the output signal. For example, when the input signal is 8 KHz and the output signal is 38.88 MHz, a difference of about 5000 times occurs between the two. The phase difference between the output signals of the master clock board and the slave clock board that outputs a 38.88 MHz clock signal based on the phase of the input signal of 8 KHz is difficult to be 1 ns or less.
(2) The cut-off is extremely low.
(3) At power-on and reset.
(4) When inserting / removing the slave clock board side.

マスタークロック盤とスレーブクロック盤との出力信号間に位相差が生じている状態で、マスタークロック盤とスレーブクロック盤との切り換えを行うと、出力されるクロック信号にクロックパルス抜け(歯抜け)或いはクロック位相飛びが発生するといった問題を生じていた。   When the master clock board and the slave clock board are switched in a state where there is a phase difference between the output signals of the master clock board and slave clock board, the clock signal is missing (tooth missing) or There has been a problem that a clock phase jump occurs.

本発明は、位相比較器における比較周波数が低く、ジッタに対するループ応答のカットオフが極端に低いクロック盤を用いた場合でも、マスタークロック盤とスレーブクロック盤とで、出力クロック信号の位相の合せ込みを正確に行うことができ、運用系(アクティブ)のクロック盤と待機系(スタンバイ)のクロック盤との切り換えをスムーズに安定して行うことができる位相合わせ回路を実現することを目的とする。   The present invention can adjust the phase of the output clock signal between the master clock board and the slave clock board even when a clock board having a low comparison frequency in the phase comparator and an extremely low cut-off of the loop response to jitter is used. It is an object of the present invention to realize a phase matching circuit that can accurately perform switching between an operating system (active) clock board and a standby system (standby) clock board smoothly and stably.

本発明のクロック盤の位相合わせ回路は、(1)運用系クロック盤と待機系クロック盤とから出力されるクロック信号の位相を合わせる位相合わせ回路であって、運用系クロック盤側から出力されるクロック信号と待機系クロック盤側から出力されるクロック信号との位相差を検出する位相比較器と、前記位相比較器により検出した位相差に応じて、待機系クロック盤側のクロック信号の位相を、運用系クロック盤側のクロック信号の位相に合わせる位相制御信号を出力する制御部と、前記運用系クロック盤及び待機系クロック盤からそれぞれ出力される各クロック信号に対して、前記制御部から出力される位相制御信号に従って、位相を制御する位相合わせPLL回路と、を備えたことを特徴とする。   The phase alignment circuit for a clock board according to the present invention is (1) a phase alignment circuit for adjusting the phases of clock signals output from an active clock board and a standby clock board, and is output from the operational clock board side. A phase comparator for detecting a phase difference between the clock signal and the clock signal output from the standby clock board side, and the phase of the clock signal on the standby clock board side according to the phase difference detected by the phase comparator. A control unit that outputs a phase control signal that matches the phase of the clock signal on the operating system clock board side, and an output from the control unit for each clock signal that is output from each of the operating system clock board and the standby system clock board And a phase matching PLL circuit for controlling the phase according to the phase control signal.

また、(2)前記位相合わせPLL回路として、入力信号と出力信号との位相差に応じた電圧信号を出力する位相比較器と、該位相比較器の出力電圧信号の低域成分を通過させるローパスフィルタと、該ローパスフィルタからの出力電圧に従った発振周波数で発振する電圧制御発振器とを用いて構成し、該電圧制御発振器の発振周波数を制御する電圧を、前記位相制御信号により制御して出力信号の位相を制御することを特徴とする。   (2) As the phase matching PLL circuit, a phase comparator that outputs a voltage signal corresponding to the phase difference between the input signal and the output signal, and a low pass that passes a low frequency component of the output voltage signal of the phase comparator. A filter and a voltage controlled oscillator that oscillates at an oscillation frequency according to an output voltage from the low-pass filter, and controls and outputs a voltage for controlling the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator by the phase control signal. The phase of the signal is controlled.

また、(3)前記位相合わせPLL回路の位相を制御する位相制御信号を、所定の電圧範囲内の位相制御電圧信号とし、前記入力信号と出力信号との位相差が、該所定の電圧範囲内で制御し得る位相差の範囲を超えた場合に、1周期分の位相差の電圧を該位相制御電圧信号に加算し、所定の電圧範囲内で位相制御を行うことを特徴とする。   (3) The phase control signal for controlling the phase of the phase matching PLL circuit is a phase control voltage signal within a predetermined voltage range, and the phase difference between the input signal and the output signal is within the predetermined voltage range. When the phase difference range that can be controlled by (1) is exceeded, a phase difference voltage for one cycle is added to the phase control voltage signal, and phase control is performed within a predetermined voltage range.

本発明によれば、運用系クロック盤側から出力されるクロック信号と待機系クロック盤側から出力されるクロック信号との位相差を検出し、該位相差を基に、運用系クロック盤側から出力されるクロック信号に待機系クロック盤側から出力されるクロック信号の位相を合わせ込むことにより、比較周波数が低く、また、カットオフが極端に低いクロック盤であっても、運用系と待機系のクロック盤の出力信号の位相を精度良く合わせることができる。   According to the present invention, the phase difference between the clock signal output from the operation system clock board side and the clock signal output from the standby system clock board side is detected, and based on the phase difference, the operation system clock board side By matching the phase of the clock signal output from the standby clock board side to the output clock signal, even if the clock board has a low comparison frequency and extremely low cutoff, the active system and standby system The phase of the output signal of the clock board can be matched with high accuracy.

また、位相合わせ回路にPLL回路を用いることにより、クロック盤の内部に存するバッファPLL回路等を利用するなど、他の用途のPLL回路と兼用して構成することができる。また、PLL回路の位相を制御する位相制御信号を、所定の電圧範囲内の位相制御電圧信号とすることにより、位相合わせPLL回路の動作の安定化を図ることができる。   In addition, by using a PLL circuit for the phase matching circuit, a buffer PLL circuit or the like existing inside the clock board can be used, so that it can also be configured to be used as a PLL circuit for other purposes. Further, the phase control signal for controlling the phase of the PLL circuit is a phase control voltage signal within a predetermined voltage range, so that the operation of the phase matching PLL circuit can be stabilized.

図1は、本発明の位相合せ回路の構成例を示す。本発明の位相合せ回路は、大きく分けて次の4つの部分から構成される。
(1)位相比較器1−1:マスタークロック盤とスレーブクロック盤とから独立したバックボード上に構成され、マスタークロック盤とスレーブクロック盤の各クロック盤から出力されるクロック信号を入力し、それらのクロック信号の位相差に応じた電圧レベルの信号を出力する。
(2)ローパスフィルタ(LPF)1−2:位相比較器1−1から出力される位相差信号をフィルタリングし、低域成分のみを通過させて次段の制御部1−3に入力する。
(3)制御部1−3:マスタークロック盤とスレーブクロック盤との出力信号間の位相差情報から、位相合わせPLL回路1−4,1−4’への位相制御信号を出力する。該位相制御信号は、スレーブクロック盤に対して、マスタークロック盤の出力信号の位相に合わせるように制御する。
(4)位相合わせPLL回路1−4,1−4’:入力信号に同期した信号を出力する回路で、入力信号の周波数と出力信号の周波数は同一であっても異なるものであってもよい。制御部1−3からの位相制御信号を入力し、該位相制御信号に基づいて、スレーブクロック盤側の位相合わせPLL回路1−4’では、マスタークロック盤との位相差に対してリニアに位相をずらし、位相差がゼロになるよう収束する。
FIG. 1 shows a configuration example of a phase matching circuit of the present invention. The phase matching circuit of the present invention is roughly composed of the following four parts.
(1) Phase comparator 1-1: It is configured on a back board independent from the master clock board and the slave clock board, and the clock signals output from the clock boards of the master clock board and the slave clock board are inputted, and A signal having a voltage level corresponding to the phase difference between the clock signals is output.
(2) Low-pass filter (LPF) 1-2: Filters the phase difference signal output from the phase comparator 1-1, passes only the low-frequency component, and inputs it to the control unit 1-3 at the next stage.
(3) Control unit 1-3: Outputs phase control signals to the phase matching PLL circuits 1-4 and 1-4 ′ from the phase difference information between the output signals of the master clock board and the slave clock board. The phase control signal controls the slave clock board so as to match the phase of the output signal of the master clock board.
(4) Phase matching PLL circuits 1-4, 1-4 ′: circuits that output signals synchronized with the input signal, and the frequency of the input signal and the frequency of the output signal may be the same or different. . A phase control signal from the control unit 1-3 is input, and based on the phase control signal, the phase matching PLL circuit 1-4 ′ on the slave clock board side performs a linear phase with respect to the phase difference from the master clock board. To converge so that the phase difference becomes zero.

図1の本発明の位相合わせ回路の構成を基に、本発明の位相合わせの動作・作用について説明する。電源投入後、マスタークロック盤側では位相合わせを行わないため、マスタークロック盤側の位相合わせPLL回路1−4への位相制御信号としては、入出力信号間の位相を固定する初期値(例えば、位相制御電圧が0V〜5Vであったとすると、その中心値の2.5V)を制御部1−3より印加する。   Based on the configuration of the phase matching circuit of the present invention shown in FIG. 1, the operation and action of phase matching of the present invention will be described. Since the phase adjustment is not performed on the master clock board side after the power is turned on, the phase control signal to the phase adjustment PLL circuit 1-4 on the master clock board side is an initial value for fixing the phase between the input and output signals (for example, If the phase control voltage is 0V to 5V, the control unit 1-3 applies the central value of 2.5V).

スレーブクロック盤側では位相合わせを行うが、クローズドループ動作なので、一巡の基本動作を以下に説明する。
(1)位相合わせPLL回路1−4’の位相制御信号として、制御部1−3から初期値(例えば、位相制御電圧中心値の2.5V)を入力する。
(2)位相比較器1−1は、マスタークロック盤側とスレーブクロック盤側との位相差に応じた電圧の信号を出力する。
(3)位相比較器1−1の出力信号をローパスフィルタ(LPF)1−2でフィルタリングした位相差信号を制御部1−3に入力し、制御部1−3は位相差がより小さくなるよう、位相合わせPLL回路1−4’への位相制御信号を出力する。スレーブクロック盤側は常にマスタークロック盤側に位相を合わせるように動作する。
The phase adjustment is performed on the slave clock board side, but since it is a closed loop operation, the basic operation of one round will be described below.
(1) An initial value (for example, 2.5 V of the phase control voltage center value) is input from the control unit 1-3 as a phase control signal of the phase matching PLL circuit 1-4 ′.
(2) The phase comparator 1-1 outputs a voltage signal corresponding to the phase difference between the master clock board side and the slave clock board side.
(3) The phase difference signal obtained by filtering the output signal of the phase comparator 1-1 with the low-pass filter (LPF) 1-2 is input to the control unit 1-3 so that the control unit 1-3 has a smaller phase difference. The phase control signal is output to the phase matching PLL circuit 1-4 ′. The slave clock board side always operates so as to match the phase with the master clock board side.

次に、マスタークロック盤とスレーブクロック盤との切り換え時の動作・作用について説明する。制御部1−3は、スレーブクロック盤側の位相合わせPLL回路1−4’に対して、切り換えと同時に現在の位相制御信号を保持したまま、現在の位相を固定するよう制御し、位相合わせの動作を今度はマスタークロック盤側で行うように制御する。   Next, the operation and action when switching between the master clock board and the slave clock board will be described. The control unit 1-3 controls the phase matching PLL circuit 1-4 ′ on the slave clock board side so as to fix the current phase while holding the current phase control signal simultaneously with the switching. The operation is controlled to be performed on the master clock board side this time.

従って、マスタークロック盤とスレーブクロック盤との切り換え時には、常に、スタンバイ(待機系)側のクロック盤の出力信号の位相が、アクティブ(運用系)側のクロック盤の出力信号の位相に合致しているため、切り換え時のクロックパルス抜け(歯抜け)やクロック位相飛びが発生しない。   Therefore, when switching between the master clock board and the slave clock board, the phase of the output signal of the standby (standby) clock board always matches the phase of the output signal of the active (active) clock board. Therefore, no clock pulse omission (tooth omission) or clock phase skip occurs at the time of switching.

図2は図1に示した位相合わせPLL回路の構成の一例を示す。同図において、位相比較器2−1は、クロック盤側からの入力信号φrと該位相合わせPLL回路の出力信号側の帰還信号φcとの位相差に応じた電圧レベルを誤差信号として出力する。ローパスフィルタ(LPF)2−2は、参照電圧(VREF)を直流電圧の基準値とするフィルタである。この構成の位相合わせPLL回路では、参照電圧(VREF)を変化させることで、入力信号と出力信号との位相関係が制御される。   FIG. 2 shows an example of the configuration of the phase matching PLL circuit shown in FIG. In the figure, a phase comparator 2-1 outputs, as an error signal, a voltage level corresponding to the phase difference between the input signal φr from the clock board side and the feedback signal φc on the output signal side of the phase matching PLL circuit. The low-pass filter (LPF) 2-2 is a filter that uses the reference voltage (VREF) as a reference value of the DC voltage. In the phase matching PLL circuit having this configuration, the phase relationship between the input signal and the output signal is controlled by changing the reference voltage (VREF).

次に、参照電圧(VREF)の位相感度の計算例を以下に示す。
・入力信号の周波数:10MHz、
・出力信号の周波数:10MHz、
・分周器2−3,2−4の分周数:4、
・位相比較器2−1出力電圧範囲:0〜5V(±2πにて)
とすると、
・比較周波数:2.5MHz(=10MHz÷分周数4)、
・比較周期(2π):400nS(=1÷2.5MHz)、
・参照電圧(VREF)の位相感度:Kφ=160nS/V(=400nS÷2.5V)
となる。±100nS位相を変化させる場合、参照電圧(VREF)は±0.625V(=2.5V÷4)変化させればよい。
Next, an example of calculating the phase sensitivity of the reference voltage (VREF) is shown below.
・ Input signal frequency: 10 MHz
-Output signal frequency: 10 MHz
・ Frequency of frequency dividers 2-3 and 2-4: 4,
-Phase comparator 2-1 output voltage range: 0-5V (at ± 2π)
Then,
・ Comparative frequency: 2.5 MHz (= 10 MHz / dividing number 4),
・ Comparison period (2π): 400 nS (= 1 ÷ 2.5 MHz),
・ Phase sensitivity of reference voltage (VREF): Kφ = 160 nS / V (= 400 nS ÷ 2.5 V)
It becomes. When the ± 100 nS phase is changed, the reference voltage (VREF) may be changed by ± 0.625 V (= 2.5 V / 4).

図3は図1に示した制御部の一構成例を示す。制御部は、図1に示したように、ローパスフィルタ(LPF)1−2を通して位相比較器1−1からの位相差信号を入力する。この入力信号をアナログディジタル変換器(ADC)3−1によりディジタル信号に変換する。この位相差信号と、位相比較器1−1の位相差ゼロのときの電圧値とを加算器3−2で処理し、位相のずれ分を算出する。次にこの位相のずれ分をローパスフィルタ(LPF)3−3で平滑化(平均化)し、出力データ処理部3−4に入力する。   FIG. 3 shows a configuration example of the control unit shown in FIG. As shown in FIG. 1, the control unit inputs the phase difference signal from the phase comparator 1-1 through the low-pass filter (LPF) 1-2. This input signal is converted into a digital signal by an analog-digital converter (ADC) 3-1. This phase difference signal and the voltage value when the phase difference of the phase comparator 1-1 is zero are processed by the adder 3-2 to calculate a phase shift amount. Next, this phase shift is smoothed (averaged) by a low-pass filter (LPF) 3-3 and input to the output data processing unit 3-4.

出力データ処理部3−4では、切り換え信号により、アクティブ(運用系)側のクロック盤に対しては、切り換え時のデータを保持したまま出力し、スタンバイ(待機系)側のクロック盤に対しては、位相合わせを行うように位相制御信号を出力し、該位相制御信号を、各ディジタルアナログ変換器(DAC)3−5,3−5’を経由して、各クロック盤の位相合わせPLL回路1−4,1−4’のローパスフィルタ(LPF)2−2への参照電圧(VREF)として出力する。この一連の動作を閉ループで行うことにより、マスタークロック盤とスレーブクロック盤との出力信号間の位相差を、ゼロに収束させることができる。   In response to the switching signal, the output data processing unit 3-4 outputs the data at the time of switching to the active (active) clock board while retaining the data at the time of switching, and outputs it to the standby (standby) clock board. Outputs a phase control signal so as to perform phase alignment, and the phase control signal passes through each digital-analog converter (DAC) 3-5, 3-5 ′, and a phase alignment PLL circuit of each clock board It is output as a reference voltage (VREF) to the 1-4, 1-4 ′ low-pass filter (LPF) 2-2. By performing this series of operations in a closed loop, the phase difference between the output signals of the master clock board and the slave clock board can be converged to zero.

図4は図3に示した制御部の動作の一例を示している。スタンバイ(待機系)側のクロック盤は、アクティブ(運用系)側のクロック盤に追従して位相合わせを行うが、スタンバイ(待機系)側のクロック盤において、位相引き込み動作の途中などで、位相差が極めて大きい場合の位相合わせの動作について図4に示している。   FIG. 4 shows an example of the operation of the control unit shown in FIG. The standby (standby) side clock board follows the active (active) side clock board to perform phase alignment. However, the standby (standby) side clock board is positioned during the phase pull-in operation. FIG. 4 shows the phase matching operation when the phase difference is extremely large.

位相合わせPLL回路では、位相制御電圧(参照電圧VREF)の値が中心より大きくずれると、動作が不安定となるため、位相差が1周期分を超えた場合は、同図のT1,T2に示すように、出力データ処理部3−4で1周期分の位相差の電圧を加算し、位相制御電圧(VREF)として、1周期分の位相差の電圧の範囲内で位相を追従させる。   In the phase matching PLL circuit, if the value of the phase control voltage (reference voltage VREF) deviates greatly from the center, the operation becomes unstable. Therefore, when the phase difference exceeds one cycle, the values are changed to T1 and T2 in FIG. As shown, the phase difference voltage for one cycle is added by the output data processing unit 3-4, and the phase is followed as a phase control voltage (VREF) within the range of the phase difference voltage for one cycle.

例えば、1周期が100nSであった場合、位相制御電圧(VREF)を±0.625Vの範囲内の電圧とし、位相制御電圧(VREF)が1.875Vまで下がった場合は、0.625Vを加算した2.5V(中心電圧)に戻し、また、位相制御電圧(VREF)が3.125Vまで上がった場合は、0.625Vを減算した2.5V(中心電圧)に戻す。   For example, when one cycle is 100 nS, the phase control voltage (VREF) is set to a voltage within a range of ± 0.625 V, and when the phase control voltage (VREF) drops to 1.875 V, 0.625 V is added. When the phase control voltage (VREF) rises to 3.125 V, it is returned to 2.5 V (center voltage) obtained by subtracting 0.625 V.

図5は図1に示した構成例の位相合わせPLL回路の複合的な構成の一例を示す。クロック盤は、通常、図5に示すように、複数の入力信号が入力されその中からセレクタ5−1により1つを選択して出力するため、クロック盤内部にもバッファPLL回路5−2を内蔵している。このバッファPLL回路5−2を、図1の位相合わせPLL回路1−4,1−4’の機能と兼用させて構成することができる。   FIG. 5 shows an example of a composite configuration of the phase matching PLL circuit of the configuration example shown in FIG. As shown in FIG. 5, the clock board normally receives a plurality of input signals and selects one of them by the selector 5-1. Then, the buffer PLL circuit 5-2 is also provided inside the clock board. Built-in. The buffer PLL circuit 5-2 can be configured to also function as the phase matching PLL circuits 1-4 and 1-4 'shown in FIG.

本発明の位相合せ回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the phase matching circuit of this invention. 本発明の位相合わせPLL回路の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the phase matching PLL circuit of this invention. 本発明の制御部の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one structural example of the control part of this invention. 本発明の制御部の動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of operation | movement of the control part of this invention. 本発明の位相合わせPLL回路の複合的な構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the composite structure of the phase matching PLL circuit of this invention. マスタークロック盤及びスレーブクロック盤から成る従来のクロック盤の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional clock board which consists of a master clock board and a slave clock board. PLL回路を用いたクロック盤のブロック図である。It is a block diagram of a clock board using a PLL circuit.

符号の説明Explanation of symbols

1−1 位相比較器
1−2 ローパスフィルタ(LPF)
1−3 制御部
1−4,1−4’ 位相合わせPLL回路
1-1 Phase comparator 1-2 Low pass filter (LPF)
1-3 Control section 1-4, 1-4 'Phase matching PLL circuit

Claims (3)

運用系クロック盤と待機系クロック盤とから出力されるクロック信号の位相を合わせる位相合わせ回路であって、
運用系クロック盤側から出力されるクロック信号と待機系クロック盤側から出力されるクロック信号との位相差を検出する位相比較器と、
前記位相比較器により検出した位相差に応じて、待機系クロック盤側のクロック信号の位相を、運用系クロック盤側のクロック信号の位相に合わせる位相制御信号を出力する制御部と、
前記運用系クロック盤及び待機系クロック盤からそれぞれ出力される各クロック信号に対して、前記制御部から出力される位相制御信号に従って、位相を制御する位相合わせPLL回路と、
を備えたことを特徴とするクロック盤の位相合わせ回路。
A phase matching circuit that synchronizes the phase of the clock signal output from the active clock board and the standby clock board,
A phase comparator for detecting a phase difference between a clock signal output from the operation system clock board side and a clock signal output from the standby system clock board side;
In accordance with the phase difference detected by the phase comparator, a control unit that outputs a phase control signal that matches the phase of the clock signal on the standby system clock board side with the phase of the clock signal on the operation system clock board side;
A phase matching PLL circuit that controls the phase in accordance with the phase control signal output from the control unit for each clock signal output from the operational clock board and the standby clock board;
A phase adjusting circuit for a clock panel, comprising:
前記位相合わせPLL回路として、入力信号と出力信号との位相差に応じた電圧信号を出力する位相比較器と、該位相比較器の出力電圧信号の低域成分を通過させるローパスフィルタと、該ローパスフィルタからの出力電圧に従った発振周波数で発振する電圧制御発振器とを用いて構成し、該電圧制御発振器の発振周波数を制御する電圧を、前記位相制御信号により制御して出力信号の位相を制御することを特徴とする請求項1に記載のクロック盤の位相合わせ回路。   As the phase matching PLL circuit, a phase comparator that outputs a voltage signal corresponding to a phase difference between an input signal and an output signal, a low-pass filter that passes a low-frequency component of the output voltage signal of the phase comparator, and the low-pass A voltage-controlled oscillator that oscillates at an oscillation frequency according to the output voltage from the filter, and controls the voltage that controls the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator by the phase control signal to control the phase of the output signal The phase adjusting circuit for a clock board according to claim 1, wherein: 前記位相合わせPLL回路の位相を制御する位相制御信号を、1周期分の位相差を制御する電圧の範囲の信号とし、前記入力信号と出力信号との位相差が、1周期分の位相差の範囲を超えた場合に、1周期分の位相差の電圧を加算又は減算した位相制御信号により位相制御を行うことを特徴とする請求項2に記載のクロック盤の位相合わせ回路。   The phase control signal for controlling the phase of the phase matching PLL circuit is a signal in a voltage range for controlling the phase difference for one cycle, and the phase difference between the input signal and the output signal is a phase difference for one cycle. 3. The clock board phase matching circuit according to claim 2, wherein when the range is exceeded, phase control is performed by a phase control signal obtained by adding or subtracting a voltage of a phase difference for one cycle.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103529689A (en) * 2013-10-09 2014-01-22 上海微小卫星工程中心 Main and standby satellite clock time frequency signal seamless switching device and method
CN105099806A (en) * 2014-05-21 2015-11-25 中兴通讯股份有限公司 Clock switch method and device

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