JP2011109535A - Redundant pll circuit - Google Patents
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Description
本発明は、発振出力周波数を基準クロックによるリファレンス信号のn/m(n,mは任意の数)倍の周波数でロックするPLL(Phase Locked Loop:位相同期ループ)回路に係り、特に冗長構成とするものに関する。 The present invention relates to a PLL (Phase Locked Loop) circuit that locks an oscillation output frequency at a frequency n / m (n and m are arbitrary numbers) times that of a reference signal based on a reference clock. About what to do.
通信機器等の電子機器にあっては、発振出力周波数を基準クロックによるリファレンス信号のn/m倍の周波数にロックするPLL回路がよく用いられる。このようなPLL回路では、リファレンス信号を1/n分周器で1/n倍し、発振器出力信号を1/m分周器で1/m倍して両者が同期するように発振器を制御する。 In an electronic device such as a communication device, a PLL circuit that locks an oscillation output frequency to a frequency n / m times a reference signal based on a reference clock is often used. In such a PLL circuit, the reference signal is multiplied by 1 / n with a 1 / n divider and the oscillator output signal is multiplied by 1 / m with a 1 / m divider to control the oscillator so that both are synchronized. .
ところで、上記のような電子機器では、運用断を回避すべく、PLL回路の冗長構成がとられる(例えば特許文献1参照)が、上記PLL回路を2個用いて冗長構成とした場合、出力位相がリファレンス周波数を分周する1/n分周器の位相と同期するため、それぞれの1/n分周器の性能差から各発振器の出力位相に偏差が生じてしまう。このように冗長構成で出力位相に偏差が生じていると、PLL回路の出力切替時に出力位相が急激に変化してしまい、供給先の回路に多大な悪影響を及ぼしてしまう。 By the way, in the electronic device as described above, a redundant configuration of the PLL circuit is taken in order to avoid interruption of operation (see, for example, Patent Document 1). However, when the redundant configuration is formed by using two PLL circuits, the output phase Is synchronized with the phase of the 1 / n frequency divider that divides the reference frequency, so that a deviation occurs in the output phase of each oscillator due to the performance difference of each 1 / n frequency divider. If the output phase has a deviation in the redundant configuration as described above, the output phase changes abruptly when the output of the PLL circuit is switched, resulting in a great adverse effect on the supply destination circuit.
上記のように従来の冗長構成によるPLL回路では、本線系と冗長系との間で出力位相に偏差が生じ、PLL回路の出力切替時に出力位相が急激に変化してしまう。 As described above, in a conventional PLL circuit having a redundant configuration, a deviation occurs in the output phase between the main line system and the redundant system, and the output phase changes abruptly when the output of the PLL circuit is switched.
本発明の目的は、上記の問題を解決し、比較的簡易な回路構成で、本線系と冗長系との間に生じる出力位相の偏差を抑圧し、出力切替時に出力位相の変化を抑えることのできる冗長PLL回路を提供することにある。 The object of the present invention is to solve the above problems, suppress the deviation of the output phase generated between the main system and the redundant system with a relatively simple circuit configuration, and suppress the change of the output phase at the time of output switching. An object of the present invention is to provide a redundant PLL circuit that can be used.
上記目的を達成するために本発明に係る冗長PLL回路は、基準クロックによるリファレンス信号から1/n(nは任意の自然数)倍の第1の周波数信号を生成する分周器と、それぞれ発振器の出力信号から1/m(mは任意の自然数)倍の第2の周波数信号を生成して前記分周器で生成される第1の周波数信号と位相比較し、その位相比較結果に基づいて前記発振器の出力周波数を制御する複数のPLL回路部と、前記複数のPLL回路部の出力を選択的に導出する出力選択部とを具備することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the redundant PLL circuit according to the present invention includes a frequency divider that generates a
上記構成による冗長PLL回路では、リファレンス信号を1/n倍した上で複数のPLL回路部に与えるようにしているので、個々のPLL回路部の出力位相に偏差が生じなくなる。 In the redundant PLL circuit configured as described above, the reference signal is multiplied by 1 / n and then supplied to a plurality of PLL circuit units, so that no deviation occurs in the output phase of each PLL circuit unit.
以上のように構成したことにより、本発明によれば、比較的簡易な回路構成で、本線系と冗長系との間に生じる出力位相の偏差を抑圧し、出力切替時に出力位相の変化を抑えることのできる冗長PLL回路を提供することができる。 With the configuration as described above, according to the present invention, the output phase deviation between the main line system and the redundant system is suppressed with a relatively simple circuit configuration, and the change in the output phase is suppressed at the time of output switching. It is possible to provide a redundant PLL circuit.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明に係る冗長構成のPLL回路の一実施形態の具体的な構成を示すブロック図である。図1に示す冗長PLL回路は、リファレンス信号(基準クロックCKref)から1/n倍の周波数信号を生成する1/n分周器11を備える。この1/n分周器11は冗長構成の2つのPLL回路部12,13で共有されるもので、その1/n倍された周波数信号は第1及び第2のPLL回路部12,13に供給される。
FIG. 1 is a block diagram showing a specific configuration of an embodiment of a redundant PLL circuit according to the present invention. The redundant PLL circuit shown in FIG. 1 includes a 1 / n frequency divider 11 that generates a 1 / n times frequency signal from a reference signal (reference clock CKref). The 1 / n frequency divider 11 is shared by the two
上記第1のPLL回路部12は、内部の電圧制御水晶発振器(VCXO:Voltage Controlled Xtal Oscillator)121で発生されるPLL出力クロックCKout1の1/m倍クロックを外部から与えられる基準クロックCKrefの1/n倍クロックに同期させるようにした速度変化機能を備えるものである。 The first PLL circuit section 12 has a 1 / m-fold clock of a PLL output clock CKout1 generated by an internal voltage controlled crystal oscillator (VCXO) 121 that is 1 / m times the reference clock CKref given from the outside. It has a speed change function that is synchronized with the n-times clock.
具体的には、上記1/n分周器11で基準クロックCKrefを1/n倍された信号S1を取り込む。一方、VCXO121で発生される発振クロックCKout1を1/m分周器122で1/m倍し(信号S2)、基準クロックCKrefを1/n倍した信号S1と共に位相比較器123に送る。この位相比較器123では、基準クロックCKrefを1/n分周した信号S1及び出力クロックCKout1を1/m分周した信号S2の位相差δ1 を一定周期で求めるもので、ここで得られた位相差δ1 は信号処理部124に送られる。この信号処理部124は入力位相差δ1 を一定間隔でサンプリングし、デジタル処理により位相差相当の制御電圧値を求めるもので、その出力はD/A(デジタル/アナログ)変換部125でアナログ電圧に変換され、発振周波数の制御電圧としてVCXO121に与えられる。
Specifically, the signal S1 obtained by multiplying the reference clock CKref by 1 / n by the 1 / n frequency divider 11 is captured. On the other hand, the oscillation clock CKout1 generated by the
上記第2のPLL回路部13は、内部のVCXO131で発生されるPLL出力クロックCKout2の1/m倍クロックを外部から与えられる基準クロックCKrefの1/n倍クロックに同期させるようにした速度変化機能を備えるものである。
The second
具体的には、上記1/n分周器11で基準クロックCKrefを1/n倍された信号S1を取り込む。一方、VCXO131で発生される発振クロックCKout2を1/m分周器132で1/m倍し(信号S2′)、基準クロックCKrefを1/n倍した信号S1と共に位相比較器133に送る。この位相比較器133では、基準クロックCKrefを1/n分周した信号S1及び出力クロックCKout2を1/m分周した信号S2′の位相差δ2 を一定周期で求めるもので、ここで得られた位相差δ2 は信号処理部134に送られる。この信号処理部134は入力位相差δ2 を一定間隔でサンプリングし、デジタル処理により位相差相当の制御電圧値を求めるもので、その出力はD/A(デジタル/アナログ)変換部135でアナログ電圧に変換され、発振周波数の制御電圧としてVCXO131に与えられる。
Specifically, the signal S1 obtained by multiplying the reference clock CKref by 1 / n by the 1 / n frequency divider 11 is captured. On the other hand, the oscillation clock CKout2 generated by the
上記第1、第2のPLL回路部12,13のVCXO出力は出力選択スイッチ14により任意のタイミングで選択出力することが可能となっている。
The VCXO outputs of the first and second
上記構成による冗長PLL回路の動作を説明する。 The operation of the redundant PLL circuit having the above configuration will be described.
まず、従来のPLL回路における冗長構成では、個々のPLL回路部内で個別に基準クロックCKrefの1/n倍信号を生成していたため、各PLL回路部間で1/n分周出力の周期位置がずれてしまい、PLL回路出力を切り替えると、最大でPLL出力周波数の±πラジアンの位相差が発生してしまう。 First, in the redundant configuration in the conventional PLL circuit, since the 1 / n times signal of the reference clock CKref is individually generated in each PLL circuit unit, the period position of the 1 / n divided output between the PLL circuit units is When the PLL circuit output is switched, a phase difference of ± π radians of the PLL output frequency is generated at the maximum.
これに対し、図1に示す冗長PLL回路では、1/n分周器11を共有化して冗長構成の外側に配置する。この場合、1/n分周器は回路規模が小さいので、共通要素としても信頼性は維持できる。この構成によれば、第1のPLL回路部12及び第2のPLL回路部13の両方が1/n分周器11の出力にロックするので、1/m分周器122,132の分周位相によらず出力位相が一致する。このため、冗長切替を行っても、切替による位相変動を防止することができる。
On the other hand, in the redundant PLL circuit shown in FIG. 1, the 1 / n frequency divider 11 is shared and arranged outside the redundant configuration. In this case, since the circuit scale of the 1 / n frequency divider is small, reliability can be maintained as a common element. According to this configuration, since both the first PLL circuit unit 12 and the second
したがって、上記構成による冗長PLL回路によれば、比較的簡易な回路構成で、本線系と冗長系との間に生じる出力位相の偏差を抑圧し、出力切替時に出力位相の変化を抑えることができる。 Therefore, according to the redundant PLL circuit having the above-described configuration, it is possible to suppress the deviation of the output phase generated between the main line system and the redundant system with a relatively simple circuit configuration, and to suppress the change of the output phase at the time of output switching. .
本発明は、特に、ルビジューム信号源のような高精度なリファレンス信号をn/m倍に速度変換するPLL回路を用いる電子機器では、冗長構成を実現する上で冗長切替による位相変動を抑圧することができるので、利用価値が非常に高い。原理的には、1/n分周器11と各PLL回路部12,13との伝送路長が影響するため、実装位置を考慮するとよい。
The present invention suppresses phase fluctuations caused by redundant switching in order to realize a redundant configuration, particularly in an electronic device using a PLL circuit that converts the speed of a high-precision reference signal such as a ruby resume signal source to n / m times. Can be used, so the utility value is very high. In principle, since the transmission path length between the 1 / n frequency divider 11 and the
尚、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。 In addition, you may implement each embodiment suitably combining as much as possible, and the combination effect is acquired in that case. Further, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effect described in the column of the effect of the invention Can be obtained as an invention.
11…1/n分周器、12…第1のPLL回路部、121…電圧制御水晶発振器(VCXO)、122…1/m分周器、123…位相比較器、124…信号処理部、125…D/A変換器、13…第2のPLL回路部、131…電圧制御水晶発振器(VCXO)、132…1/m分周器、133…位相比較器、134…信号処理部、135…D/A変換器、14…出力選択スイッチ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... 1 / n frequency divider, 12 ... 1st PLL circuit part, 121 ... Voltage controlled crystal oscillator (VCXO), 122 ... 1 / m frequency divider, 123 ... Phase comparator, 124 ... Signal processing part, 125 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... D / A converter, 13 ... 2nd PLL circuit part, 131 ... Voltage control crystal oscillator (VCXO), 132 ... 1 / m frequency divider, 133 ... Phase comparator, 134 ... Signal processing part, 135 ... D / A converter, 14 ... Output selection switch.
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