JP2008199355A - Pll circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入力信号に同期した出力信号を生成するPLL(Phase Locked Loop)回路に関するものである。特に、情報通信装置等で使用され、入力信号の断状態や回復状態においても出力信号の周波数変動を抑制し、且つ周波数精度を維持するPLL回路に関するものである。 The present invention relates to a PLL (Phase Locked Loop) circuit that generates an output signal synchronized with an input signal. In particular, the present invention relates to a PLL circuit that is used in an information communication device or the like and suppresses frequency fluctuations of an output signal even when the input signal is disconnected or recovered, and maintains frequency accuracy.
近年、基準信号に同期した信号を発生する回路としてPLL回路が広く利用されている。 In recent years, a PLL circuit has been widely used as a circuit that generates a signal synchronized with a reference signal.
特許文献1に開示されているように従来のPLL回路の一例を図2を参照して説明する。
An example of a conventional PLL circuit as disclosed in
図2において、PLL回路は、基準となる入力信号が印加される入力端子21、入力信号に同期した出力信号が印加される出力端子22、入力端子からの入力信号を所望の周波数に分周する分周回路23、2つの信号の位相を比較する位相比較器24、位相比較器での位相比較結果から不要な高周波成分を除去し直流信号に変換するフィルタ25、フィルタからの直流制御信号に応じた出力信号を出力する電圧制御発振器26、電圧制御発振器からの出力信号を所望の周波数に分周する分周回路27より構成される。
In FIG. 2, a PLL circuit divides an input signal from an input terminal 21 to which a reference input signal is applied, an output terminal 22 to which an output signal synchronized with the input signal is applied, and an input signal from the input terminal into a desired frequency.
上記PLL回路の動作は、位相比較器24では入力端子21に印加された入力信号を分周回路23によって所望の周波数に分周した信号と、電圧制御発振器26の出力信号を分周回路27によって所望の周波数に分周した信号とを位相比較し、フィルタ25を介して位相比較結果に応じた直流制御信号を電圧制御発振器26に与えて出力周波数を制御するという動作を繰り返すことにより、入力信号に同期した出力信号を生成している。
The operation of the PLL circuit is as follows. In the phase comparator 24, a signal obtained by dividing the input signal applied to the input terminal 21 to a desired frequency by the
すなわち、位相比較器24、フィルタ25、電圧制御発振器26、分周回路27とから形成されるフィードバックループによる自動制御系を通して入力信号に同期した出力信号を常時生成している。
That is, an output signal synchronized with the input signal is constantly generated through an automatic control system using a feedback loop formed by the phase comparator 24, the
もし、入力端子21に印加される入力信号の周波数が例えばプラス方向に変化した場合、位相比較器24では、入力端子21に印加された入力信号を分周回路23によって所望の周波数に分周した信号と、電圧制御発振器26の出力信号を分周回路27によって所望の周波数に分周した信号との間に位相差が発生する。そのため、位相比較器24は位相差に応じた位相比較結果を出力し、フィルタ25を介して出力信号の周波数をプラス方向に変化させる直流制御信号を電圧制御発振器26に与えるように動作する。
If the frequency of the input signal applied to the input terminal 21 changes, for example, in the positive direction, the phase comparator 24 divides the input signal applied to the input terminal 21 to a desired frequency by the
従って、電圧制御発振器26の出力信号はプラス方向に変化し、分周回路27を介して位相比較器24へフィードバックされ、再度入力信号と位相比較されるため、この自動制御系により入力信号に同期した出力信号を生成することができる。
Therefore, the output signal of the voltage controlled
入力端子21に印加される入力信号の周波数がマイナス方向に変化した場合でも同様である。 The same applies when the frequency of the input signal applied to the input terminal 21 changes in the negative direction.
また、図5は、上記PLL回路の動作例を示している。入力端子1に印加される入力信号が正常状態である場合、電圧制御発振器26の制御電圧は中心制御電圧近傍(≒VDD/2)であり、電圧制御発振器26の出力周波数は中心周波数近傍(≒F0)で動作している。
FIG. 5 shows an operation example of the PLL circuit. When the input signal applied to the
また、特許文献2には、入力信号断から解除されたときの位相比較器出力を記憶した位相比較器の出力に位相の合わせ込みを行い、解除することが開示されている。
しかしながら、上記従来のPLL回路では入力端子21に印加される入力信号が異常状態(断状態)となった場合、分周回路23を介して位相比較器24に入力される信号が無くなってしまう。その結果、フィルタ25からの直流制御信号(即ち電圧制御発振器26の制御電圧)は中心制御電圧近傍(≒VDD/2)から例えば電源電圧レベル近傍(≒VDD)、あるいはグランドレベル近傍(≒0)に固定した状態になってしまい、電圧制御発振器26の出力周波数は自身の持つ周波数可変範囲分だけプラス方向あるいはマイナス方向に変動してしまうことになる。
However, in the conventional PLL circuit, when the input signal applied to the input terminal 21 is in an abnormal state (disconnected state), the signal input to the phase comparator 24 via the
例えば、電圧制御発振器26の周波数可変範囲が±100ppmであったとすると、入力端子21に印加される入力信号が異常状態(断状態)となった場合、出力端子22には+100ppm、あるいは−100ppmだけ周波数が変動した出力信号が印加されてしまうことになり、システム内に多大な影響を与えてしまうという問題がある。更に、場合によってはネットワーク全体に重大な影響を与えてしまうという可能性もあり得る。
For example, if the frequency variable range of the voltage controlled
そこで、本発明は、通信装置等で使用され、入力信号の断状態や回復状態においても出力信号の周波数変動を抑制し、且つ周波数精度を維持するPLL回路を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a PLL circuit that is used in a communication device or the like and suppresses frequency fluctuation of an output signal even when the input signal is disconnected or recovered, and maintains frequency accuracy.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、電圧制御発振器を備えたPLL回路において、入力信号を所望の周波数に分周する第1分周手段と、前記電圧制御発振器の出力信号を所望の周波数に分周する第2分周手段と、前記第1分周手段の出力信号と前記第2分周手段の出力信号との位相を比較する第1位相比較手段と、前記第1分周手段の出力信号と前記第2分周手段の出力信号を反転した反転信号との一方の信号を選択する第1選択手段と、前記第2分周手段の出力信号と前記第1選択手段の出力信号との位相を比較する第2位相比較手段と、前記第1位相比較手段の出力信号と、前記第2位相比較手段の出力信号との一方の信号を選択する第2選択手段と、前記入力信号の状態を監視する入力信号監視手段と、前記入力信号監視手段からの監視結果に対して一定時間のタイミングを生成するタイミング生成手段と、を備え、前記第1選択手段及び前記第2選択手段は、前記タイミング生成手段からの信号状態に従って前記一方の信号を選択することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のPLL回路において、前記入力信号監視手段は、前記入力信号の状態が断状態又は回復状態であるかを監視することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the PLL circuit according to the first aspect, the input signal monitoring means monitors whether the state of the input signal is a disconnected state or a recovered state.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のPLL回路において、前記第1位相比較手段での位相比較結果から不要な高周波成分を除去し直流信号に変換して前記第2選択手段に出力する第1フィルタと、前記第2位相比較手段での位相比較結果から不要な高周波成分を除去し直流信号に変換して前記第2選択手段に出力する第2フィルタと、を備え、前記第2フィルタのフィルタ時定数は、前記第1フィルタのフィルタ時定数よりも十分に大きい関係となるように構成されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the PLL circuit according to the first or second aspect, an unnecessary high-frequency component is removed from the phase comparison result of the first phase comparison means and converted into a DC signal, so that the second selection is performed. A first filter that outputs to the means, and a second filter that removes an unnecessary high-frequency component from the phase comparison result in the second phase comparison means, converts it to a direct current signal, and outputs it to the second selection means, The filter time constant of the second filter is configured to have a sufficiently larger relationship than the filter time constant of the first filter.
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3の何れか一項に記載のPLL回路において、前記タイミング生成手段は、前記入力信号の状態が正常状態から断状態になる場合は略同時のタイミングを生成し、前記入力信号の状態が断状態から回復状態に回復する場合はフィルタ時定数よりも十分に大きい時定数のタイミングを生成することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the PLL circuit according to any one of the first to third aspects, the timing generation means is substantially simultaneous when the state of the input signal changes from a normal state to a disconnected state. Timing is generated, and when the state of the input signal recovers from the disconnected state to the recovered state, timing having a time constant sufficiently larger than the filter time constant is generated.
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4の何れか一項に記載のPLL回路において、前記第1選択手段は、前記タイミング生成手段からの信号状態が正常状態である場合は前記第1分周手段からの出力信号を選択し、前記タイミング生成手段からの信号状態が異常状態(断状態)である場合は前記反転信号を選択することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the PLL circuit according to any one of the first to fourth aspects, the first selection unit is configured to perform the first selection when a signal state from the timing generation unit is a normal state. The output signal from the 1-frequency divider is selected, and the inverted signal is selected when the signal state from the timing generator is an abnormal state (disconnected state).
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5の何れか一項に記載のPLL回路において、前記第2選択手段は、前記タイミング生成手段からの信号状態が正常状態である場合は前記第1位相比較手段の出力信号を選択し、前記タイミング生成手段からの信号状態が異常状態(断状態)である場合は前記第2位相比較手段の出力信号を選択することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the PLL circuit according to any one of the first to fifth aspects, the second selection unit is configured to perform the first selection when the signal state from the timing generation unit is a normal state. The output signal of the first phase comparison means is selected, and the output signal of the second phase comparison means is selected when the signal state from the timing generation means is an abnormal state (disconnected state).
以上に述べたように、本発明によれば、入力信号の状態に従ってPLL回路を切り替えることにより、該入力信号が異常状態(断状態)である場合、第2位相比較手段に入力される2つの信号はともに電圧制御発振器からの信号となり、かつ両者の信号に位相差はないので、第2フィルタからの直流制御信号を電圧制御発振器の中心制御電圧の近傍に固定することができ、電圧制御発振器の出力周波数は大きく変動することはなく、中心周波数の近傍で動作させることが可能になるという効果を奏する。 As described above, according to the present invention, by switching the PLL circuit according to the state of the input signal, when the input signal is in an abnormal state (disconnected state), the two input to the second phase comparison means Since both signals are signals from the voltage controlled oscillator and there is no phase difference between the two signals, the DC control signal from the second filter can be fixed near the center control voltage of the voltage controlled oscillator. The output frequency does not fluctuate greatly, and it is possible to operate near the center frequency.
以下、本願の最良の実施の形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、本実施形態については本願を実施するための一形態にすぎず、本願は本実施形態によって限定されるものではない。 The best mode of the present application will be described below with reference to the accompanying drawings. In addition, about this embodiment, it is only one form for implementing this application, and this application is not limited by this embodiment.
本発明に係る実施形態のPLL回路の構成を図1に示す。 The configuration of the PLL circuit according to the embodiment of the present invention is shown in FIG.
図1に示すように、本実施形態のPLL回路は、基準となる入力信号が印加される入力端子1、入力信号に同期した出力信号が印加される出力端子2、入力端子1からの入力信号を所望の周波数に分周する第1分周手段としての分周回路3、2つの信号の位相を比較する第1位相比較手段としての位相比較器4、位相比較器4での位相比較結果から不要な高周波成分を除去し直流信号に変換して選択回路6に出力する第1フィルタとしてのフィルタ5、選択回路6を介してフィルタ5からの直流制御信号に応じた出力信号を出力する電圧制御発振器7、電圧制御発振器7からの出力信号を所望の周波数に分周する第2分周手段としての分周回路8、入力端子1に印加される入力信号の状態(断状態および回復状態)を監視する入力信号監視手段としての入力信号監視回路9、入力信号監視回路9からの結果に対して一定時間のタイミングを生成するタイミング生成手段としてのタイミング生成回路10、タイミング生成回路10からの信号状態に従って2つの入力信号の一方を選択する第1選択手段としての選択回路11、2つの信号の位相を比較する第2位相比較手段としての位相比較器12、位相比較器12での位相比較結果から不要な高周波成分を除去し直流信号に変換して選択回路6に出力する第2フィルタとしてのフィルタ13、タイミング生成回路10からの信号状態に従って2つの入力信号の一方を選択する第2選択手段としての選択回路6とを備える。
As shown in FIG. 1, the PLL circuit of this embodiment includes an
選択回路11は、タイミング生成回路10からの信号状態が正常状態であれば分周回路3からの信号を選択し、タイミング生成回路10からの信号状態が異常状態(断状態)であれば分周回路8からの信号を選択するように動作する。
The selection circuit 11 selects a signal from the frequency dividing circuit 3 if the signal state from the
また、選択回路6は、タイミング生成回路10からの信号状態が正常状態であればフィルタ5からの信号を選択し、タイミング生成回路10からの信号状態が異常状態(断状態)であればフィルタ13からの信号を選択するように動作する。
The selection circuit 6 selects the signal from the filter 5 if the signal state from the
本実施形態によれば、入力信号監視回路9、およびタイミング生成回路10により入力端子1に印加される入力信号の状態、即ち断状態および回復状態を監視し、その状態監視結果により選択回路11、および選択回路6を制御することによって動作するPLL回路を切替えることを特徴としている。
According to the present embodiment, the state of the input signal applied to the
すなわち、入力端子1に印加される入力信号が正常状態である場合、PLL回路は位相比較器4、フィルタ5、電圧制御発振器7、分周回路8とから形成されるフィードバックループによる自動制御系で動作し、入力端子1に印加される入力信号が異常状態(断状態)である場合、PLL回路は位相比較器12、フィルタ13、電圧制御発振器7、分周回路8とから形成されるフィードバックループによる自動制御系で動作する回路構成となっている。
That is, when the input signal applied to the
このように、入力信号の状態に従ってPLL回路を切り替えることにより、入力端子1に印加される入力信号が異常状態(断状態)である場合、位相比較器12に入力される2つの信号はともに電圧制御発振器7からの信号となり、且つ両者の信号に位相差は無いため、フィルタ13からの直流制御信号を電圧制御発振器7の中心制御電圧近傍(≒VDD/2)に固定することができる。
As described above, when the input signal applied to the
従って、電圧制御発振器7の出力周波数は大きく変動することは無く、中心周波数近傍(≒F0)で動作させることが可能になる。 Therefore, the output frequency of the voltage controlled oscillator 7 does not vary greatly, and it is possible to operate near the center frequency (≈F0).
次に、本実施形態によるPLL回路の動作例について、図3及び4を参照して説明する。 Next, an example of the operation of the PLL circuit according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図1の本実施形態によるPLL回路の構成において、フィルタ5およびフィルタ13は、それぞれPLL回路の応答特性を決定する時定数τ1およびτ2を持っており、τ1<<τ2の時定数となるように構成されている。 In the configuration of the PLL circuit according to the present embodiment of FIG. 1, the filter 5 and the filter 13 have time constants τ1 and τ2 that determine the response characteristics of the PLL circuit, respectively, so that the time constant becomes τ1 << τ2. It is configured.
更に、タイミング生成回路10は、入力信号監視回路9からの結果に対し一定時間(=T)のタイミングを生成しており、入力信号の状態が正常状態から断状態になる場合はT≒0、入力信号の状態が断状態から回復状態になる場合はT>τ2のタイミングが生成されるように構成されている。
Further, the
まず、入力端子1に印加される入力信号が正常状態であり、且つ入力信号の周波数偏差が無い場合(ΔF/F0≒0)のPLL回路の動作について、図3を参照して説明する。
First, the operation of the PLL circuit when the input signal applied to the
図3において、入力端子1に印加される入力信号が正常状態の場合、PLL回路は位相比較器4、フィルタ5、電圧制御発振器7、分周回路8とから形成されるフィードバックループによる自動制御系で動作している。
In FIG. 3, when the input signal applied to the
入力端子1に印加される入力信号が正常状態の場合は、選択回路11は分周回路3からの信号を選択するように動作するので、位相比較器4および位相比較器12には同一の信号が入力されていることになり、フィルタ5およびフィルタ13の出力信号は同一の結果になっている。
When the input signal applied to the
ここで、入力信号の周波数偏差が無い(ΔF/F0≒0)ので、フィルタ5およびフィルタ13の出力信号はともに中心制御電圧近傍(≒VDD/2)になっており、電圧制御発振器7の出力周波数は中心周波数近傍(≒F0)で動作していることになる。 Here, since there is no frequency deviation of the input signal (ΔF / F0≈0), the output signals of the filter 5 and the filter 13 are both near the center control voltage (≈VDD / 2), and the output of the voltage controlled oscillator 7 The frequency is operating near the center frequency (≈F0).
尚、入力信号が正常状態の場合には、位相比較器12、フィルタ13、電圧制御発振器7、及び分周回路8とより構成されるフィードバックループによる自動制御系においても、位相比較器4、フィルタ5、電圧制御発振器7、及び分周回路8とより構成されるフィードバックループと同様の値をとっている。
When the input signal is in a normal state, the
次に、入力端子1に印加される入力信号が異常状態(断状態)になった場合は、タイミング生成回路10からの信号により選択回路6が即時(T≒0)に切り替わる。すなわち、PLL回路は位相比較器12、フィルタ13、電圧制御発振器7、分周回路8とから形成されるフィードバックループによる自動制御系で動作するように切り替わる。同時に、タイミング生成回路10からの信号により選択回路11も即時(T≒0)に切り替わる。
Next, when the input signal applied to the
すなわち、位相比較器12に入力される2つの信号は共に分周回路8からの信号となり、且つ両者の信号に位相差は無いため、フィルタ13の出力信号を電圧制御発振器7の中心制御電圧近傍(≒VDD/2)に固定することができる。 That is, the two signals input to the phase comparator 12 are both signals from the frequency dividing circuit 8, and there is no phase difference between the two signals, so that the output signal of the filter 13 is in the vicinity of the center control voltage of the voltage controlled oscillator 7. It can be fixed at (≈VDD / 2).
従って、動作するPLL回路の切り替わりによって電圧制御発振器7に入力される制御電圧は中心制御電圧近傍(≒VDD/2)から大きく変動することは無く、電圧制御発振器7の出力周波数も中心周波数近傍(≒F0)で動作させることが可能になる。 Therefore, the control voltage input to the voltage controlled oscillator 7 by switching of the operating PLL circuit does not vary greatly from the vicinity of the center control voltage (≈VDD / 2), and the output frequency of the voltage controlled oscillator 7 is also close to the center frequency ( It becomes possible to operate at ≈F0).
尚、入力信号が異常状態の場合には、入力信号が正常状態において、位相比較器4、フィルタ5、電圧制御発振器7、及び分周回路8とより構成されるフィードバックループと同様の値をとっていたために、電圧制御発振器7への出力も大きく変動しない。
When the input signal is in an abnormal state, when the input signal is in a normal state, a value similar to that of a feedback loop including the
また、入力端子1に印加される入力信号が正常状態(回復状態)に戻った場合は、タイミング生成回路10からの信号により選択回路6が一定時間後(T>τ2)に切り戻る。
When the input signal applied to the
すなわち、PLL回路は位相比較器4、フィルタ5、電圧制御発振器7、分周回路8とから形成されるフィードバックループによる自動制御系で動作するように切り戻る。
That is, the PLL circuit switches back to operate in an automatic control system using a feedback loop formed by the
この時、位相比較器4、フィルタ5、電圧制御発振器7、分周回路8とから形成されるPLL回路では、入力信号が断状態から回復状態になるためPLL回路の過渡応答特性によりフィルタ5の時定数(=τ1)だけPLL回路が安定するまでに時間を必要とする。
At this time, in the PLL circuit formed by the
従って、即時(T≒0)に切り戻ってしまうとPLL回路が安定していないため、一定時間後(T>τ2、τ2>>τ1)に切り戻るようになっており、切り戻るまでの間はフィルタ13の出力信号である中心制御電圧近傍(≒VDD/2)で動作させている。同時に、タイミング生成回路10からの信号により選択回路11も一定時間後(T>τ2)に切り戻る。
Therefore, when switching back immediately (T≈0), the PLL circuit is not stable, so switching back after a certain time (T> τ2, τ2 >> τ1). Is operated in the vicinity of the center control voltage (≈VDD / 2) which is the output signal of the filter 13. At the same time, the selection circuit 11 is switched back after a certain time (T> τ2) by the signal from the
従って、動作するPLL回路の切り戻りによっても電圧制御発振器7の制御電圧は中心制御電圧近傍(≒VDD/2)から変動することは無く、電圧制御発振器7の出力周波数も中心周波数近傍(≒F0)で動作させることが可能になる。 Therefore, the control voltage of the voltage controlled oscillator 7 does not fluctuate from the vicinity of the center control voltage (≈VDD / 2) even when the operating PLL circuit is switched back, and the output frequency of the voltage controlled oscillator 7 is also near the center frequency (≈F0). ) Can be operated.
次に、入力端子1に印加される入力信号が正常状態であり、且つ入力信号の周波数偏差が有る場合(ΔF/F0≠0)のPLL回路の動作について、図4を参照して説明する。
Next, the operation of the PLL circuit when the input signal applied to the
図4において、入力端子1に印加される入力信号が正常状態の場合は、PLL回路は位相比較器4、フィルタ5、電圧制御発振器7、分周回路8とから形成されるフィードバックループによる自動制御系で動作している。
In FIG. 4, when the input signal applied to the
入力端子1に印加される入力信号が正常状態の場合は、選択回路11は分周回路3からの信号を選択するように動作するので、位相比較器4および位相比較器12には同一の信号が入力されていることになり、フィルタ5及びフィルタ13の出力信号は同一の結果になっている。
When the input signal applied to the
ここで、入力信号の周波数偏差がF0+ΔFとプラス方向にΔFだけずれている場合、フィルタ5およびフィルタ13の出力信号はともに中心制御電圧に対してプラス方向にずれた制御電圧(≒(VDD/2)+α)になっており、電圧制御発振器7の出力周波数は中心周波数に対してプラス方向にずれた周波数(≒F0+ΔF)で動作していることになる。 Here, when the frequency deviation of the input signal is deviated from F0 + ΔF by ΔF in the plus direction, the output signals of the filter 5 and the filter 13 are both control voltages deviated in the plus direction with respect to the center control voltage (≈ (VDD / 2 ) + Α), and the output frequency of the voltage controlled oscillator 7 is operating at a frequency (≈F0 + ΔF) shifted in the positive direction with respect to the center frequency.
尚、入力信号が正常状態の場合には、位相比較器12、フィルタ13、電圧制御発振器7、及び分周回路8とより構成されるフィードバックループによる自動制御系においても、位相比較器4、フィルタ5、電圧制御発振器7、及び分周回路8とより構成されるフィードバックループと同様の値をとっている。
When the input signal is in a normal state, the
一方、入力端子1に印加される入力信号が異常状態(断状態)になった場合は、タイミング生成回路10からの信号により選択回路6が即時(T≒0)に切り替わる。すなわち、PLL回路は、位相比較器12、フィルタ13、電圧制御発振器7、分周回路8とから形成されるフィードバックループによる自動制御系で動作するように切り替わる。同時に、タイミング生成回路10からの信号により選択回路11も即時(T≒0)に切り替わる。
On the other hand, when the input signal applied to the
すなわち、位相比較器12に入力される2つの信号はともに分周回路8からの信号となり、且つ両者の信号に位相差は無いため、フィルタ13の出力信号を電圧制御発振器7の中心制御電圧近傍(≒VDD/2)に固定することができる。 That is, the two signals input to the phase comparator 12 are both signals from the frequency divider circuit 8 and there is no phase difference between the two signals, so that the output signal of the filter 13 is in the vicinity of the center control voltage of the voltage controlled oscillator 7. It can be fixed at (≈VDD / 2).
この時、電圧制御発振器7の制御電圧は(VDD/2)+αからVDD/2に変化することになるが、急激に制御電圧を変化してしまうと電圧制御発振器7の出力周波数がF0+ΔFからF0に瞬時に変動してしまい、出力端子2の後段に接続される回路がこの急激な周波数変動に追従できず当該システム内に影響を与えてしまう可能性がある。
At this time, the control voltage of the voltage controlled oscillator 7 changes from (VDD / 2) + α to VDD / 2. However, if the control voltage is suddenly changed, the output frequency of the voltage controlled oscillator 7 changes from F0 + ΔF to F0. May fluctuate instantaneously, and the circuit connected to the subsequent stage of the
そのため、フィルタ13の応答特性に大きな時定数τ2を持たせ、電圧制御発振器7の制御電圧を(VDD/2)+αからVDD/2にゆっくりと変化させることによって、電圧制御発振器7の出力周波数もF0+ΔFからF0にゆっくりと変動し、出力端子2の後段に接続される回路が本周波数変動に追従できるようにするとともに、電圧制御発振器7の出力周波数を中心周波数近傍(F0)で動作させることが可能になる。
Therefore, the output frequency of the voltage controlled oscillator 7 is also increased by giving the response characteristic of the filter 13 a large time constant τ2 and slowly changing the control voltage of the voltage controlled oscillator 7 from (VDD / 2) + α to VDD / 2. Fluctuating slowly from F0 + ΔF to F0 so that the circuit connected to the subsequent stage of the
従って、動作するPLL回路の切り替わりによって当該システム内に影響を与えないPLL回路を提供することが可能になる。 Therefore, it is possible to provide a PLL circuit that does not affect the system by switching the operating PLL circuit.
尚、入力信号が異常状態の場合には、入力信号が正常状態において、位相比較器4、フィルタ5、電圧制御発振器7、及び分周回路8とより構成されるフィードバックループと同様の値をとっていたために、電圧制御発振器7への出力も大きく変動しない。
When the input signal is in an abnormal state, when the input signal is in a normal state, a value similar to that of a feedback loop including the
また、入力端子1に印加される入力信号が正常状態(回復状態)に戻った場合は、タイミング生成回路10からの信号により選択回路6が一定時間後(T>τ2)に切り戻る。
When the input signal applied to the
すなわち、PLL回路は、位相比較器4、フィルタ5、電圧制御発振器7、分周回路8とから形成されるフィードバックループによる自動制御系で動作するように切り戻る。
That is, the PLL circuit switches back to operate in an automatic control system using a feedback loop formed by the
この時、位相比較器4、フィルタ5、電圧制御発振器7、分周回路8とから形成されるPLL回路では、入力信号が断状態から回復状態になるため、PLL回路の過渡応答特性によりフィルタ5の時定数(=τ1)の分だけPLL回路が安定するまでに時間を必要とする。
At this time, in the PLL circuit formed of the
従って、即時(T≒0)に切り戻ってしまうと、PLL回路が安定していないため、一定時間後(T>τ2、τ2>>τ1)に切り戻るようになっており、切り戻るまでの間はフィルタ13の出力信号で動作させている。 Therefore, when switching back immediately (T≈0), the PLL circuit is not stable, so switching back after a certain time (T> τ2, τ2 >> τ1). The interval is operated by the output signal of the filter 13.
また、回復した入力信号の周波数は、F0+ΔFとプラス方向にずれているため、電圧制御発振器7の制御電圧はVDD/2から(VDD/2)+αに変化することになるが、急激に制御電圧を変化してしまうと電圧制御発振器7の出力周波数がF0からF0+ΔFに瞬時に変動してしまい、出力端子2の後段に接続される回路がこの急激な周波数変動に追従できず当該システム内に影響を与えてしまう可能性がある。
In addition, since the frequency of the recovered input signal is shifted in the positive direction from F0 + ΔF, the control voltage of the voltage controlled oscillator 7 changes from VDD / 2 to (VDD / 2) + α. Changes the output frequency of the voltage controlled oscillator 7 instantaneously from F0 to F0 + ΔF, and the circuit connected to the subsequent stage of the
そのため、フィルタ13の応答特性に大きな時定数τ2を持たせ、電圧制御発振器7の制御電圧を(VDD/2)+αからVDD/2にゆっくりと変化させることによって、電圧制御発振器7の出力周波数もF0からF0+ΔFにゆっくりと変動し、出力端子2の後段に接続される回路が本周波数変動に追従できるようになっている。
Therefore, the output frequency of the voltage controlled oscillator 7 is also increased by giving the response characteristic of the filter 13 a large time constant τ2 and slowly changing the control voltage of the voltage controlled oscillator 7 from (VDD / 2) + α to VDD / 2. The circuit fluctuates slowly from F0 to F0 + ΔF, and the circuit connected to the subsequent stage of the
従って、動作するPLL回路の切り戻りによっても当該システム内に影響を与えないPLL回路を提供することが可能になる。 Accordingly, it is possible to provide a PLL circuit that does not affect the system even when the operating PLL circuit is switched back.
1・・・入力端子
2・・・出力端子
3・・・分周回路
4・・・位相比較器
5・・・フィルタ
6・・・選択回路
7・・・電圧制御発振器
8・・・分周回路
9・・・入力信号監視回路
10・・・タイミング生成回路
11・・・選択回路
12・・・位相比較器
13・・・フィルタ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
入力信号を所望の周波数に分周する第1分周手段と、
前記電圧制御発振器の出力信号を所望の周波数に分周する第2分周手段と、
前記第1分周手段の出力信号と前記第2分周手段の出力信号との位相を比較する第1位相比較手段と、
前記第1分周手段の出力信号と前記第2分周手段の出力信号を反転した反転信号との一方の信号を選択する第1選択手段と、
前記第2分周手段の出力信号と前記第1選択手段の出力信号との位相を比較する第2位相比較手段と、
前記第1位相比較手段の出力信号と、前記第2位相比較手段の出力信号との一方の信号を選択する第2選択手段と、
前記入力信号の状態を監視する入力信号監視手段と、
前記入力信号監視手段からの監視結果に対して一定時間のタイミングを生成するタイミング生成手段と、を備え、
前記第1選択手段及び前記第2選択手段は、前記タイミング生成手段からの信号状態に従って前記一方の信号を選択することを特徴とするPLL回路。 In a PLL circuit having a voltage controlled oscillator,
First frequency dividing means for dividing the input signal to a desired frequency;
Second frequency dividing means for dividing the output signal of the voltage controlled oscillator to a desired frequency;
First phase comparison means for comparing the phases of the output signal of the first frequency divider and the output signal of the second frequency divider;
First selection means for selecting one of an output signal of the first frequency dividing means and an inverted signal obtained by inverting the output signal of the second frequency dividing means;
Second phase comparison means for comparing phases of the output signal of the second frequency dividing means and the output signal of the first selection means;
Second selection means for selecting one of the output signal of the first phase comparison means and the output signal of the second phase comparison means;
Input signal monitoring means for monitoring the state of the input signal;
Timing generation means for generating a fixed time timing with respect to the monitoring result from the input signal monitoring means,
The PLL circuit according to claim 1, wherein the first selection unit and the second selection unit select the one signal in accordance with a signal state from the timing generation unit.
前記入力信号監視手段は、前記入力信号の状態が断状態又は回復状態であるかを監視することを特徴とするPLL回路。 The PLL circuit according to claim 1,
The PLL circuit characterized in that the input signal monitoring means monitors whether the state of the input signal is a disconnected state or a recovered state.
前記第1位相比較手段での位相比較結果から不要な高周波成分を除去し直流信号に変換して前記第2選択手段に出力する第1フィルタと、
前記第2位相比較手段での位相比較結果から不要な高周波成分を除去し直流信号に変換して前記第2選択手段に出力する第2フィルタと、を備え、
前記第2フィルタのフィルタ時定数は、前記第1フィルタのフィルタ時定数よりも十分に大きい関係となるように構成されていることを特徴とするPLL回路。 The PLL circuit according to claim 1 or 2,
A first filter that removes an unnecessary high-frequency component from the phase comparison result in the first phase comparison means, converts it to a direct current signal, and outputs it to the second selection means;
A second filter that removes an unnecessary high-frequency component from the phase comparison result in the second phase comparison means, converts it to a direct current signal, and outputs it to the second selection means,
A PLL circuit configured so that a filter time constant of the second filter is sufficiently larger than a filter time constant of the first filter.
前記タイミング生成手段は、前記入力信号の状態が正常状態から断状態になる場合は略同時のタイミングを生成し、前記入力信号の状態が断状態から回復状態に回復する場合はフィルタ時定数よりも十分に大きい時定数のタイミングを生成することを特徴とするPLL回路。 The PLL circuit according to any one of claims 1 to 3,
The timing generation means generates substantially simultaneous timing when the state of the input signal changes from a normal state to a disconnected state, and when the state of the input signal recovers from a disconnected state to a recovered state, A PLL circuit that generates timing having a sufficiently large time constant.
前記第1選択手段は、前記タイミング生成手段からの信号状態が正常状態である場合は前記第1分周手段からの出力信号を選択し、前記タイミング生成手段からの信号状態が異常状態(断状態)である場合は前記反転信号を選択することを特徴とするPLL回路。 The PLL circuit according to any one of claims 1 to 4,
The first selecting unit selects an output signal from the first frequency dividing unit when the signal state from the timing generating unit is a normal state, and the signal state from the timing generating unit is in an abnormal state (disconnected state). ), The inverted signal is selected.
前記第2選択手段は、前記タイミング生成手段からの信号状態が正常状態である場合は前記第1位相比較手段の出力信号を選択し、前記タイミング生成手段からの信号状態が異常状態(断状態)である場合は前記第2位相比較手段の出力信号を選択することを特徴とするPLL回路。 The PLL circuit according to any one of claims 1 to 5,
The second selection unit selects the output signal of the first phase comparison unit when the signal state from the timing generation unit is normal, and the signal state from the timing generation unit is in an abnormal state (disconnected state). If so, the output signal of the second phase comparison means is selected.
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JP2007033327A JP2008199355A (en) | 2007-02-14 | 2007-02-14 | Pll circuit |
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