JP2514955B2 - Phase synchronization circuit - Google Patents

Phase synchronization circuit

Info

Publication number
JP2514955B2
JP2514955B2 JP62066704A JP6670487A JP2514955B2 JP 2514955 B2 JP2514955 B2 JP 2514955B2 JP 62066704 A JP62066704 A JP 62066704A JP 6670487 A JP6670487 A JP 6670487A JP 2514955 B2 JP2514955 B2 JP 2514955B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
input
signal
output
locked loop
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62066704A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS63232713A (en
Inventor
彰一郎 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP62066704A priority Critical patent/JP2514955B2/en
Publication of JPS63232713A publication Critical patent/JPS63232713A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2514955B2 publication Critical patent/JP2514955B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、通信システムで使用される位相同期回路に
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a phase locked loop circuit used in a communication system.

(従来の技術) 位相同期回路は、入力信号と同一周波数で位相同期し
た出力信号を得ることができ、しかも雑音抑圧効果を有
するため、近年通信システムにおいて幅広く使用されて
いる。例えばディジタル信号伝送の受信装置におけるタ
イミング信号再生回路、搬送波再生回路、従属同期方式
によるディジタル統合網におけるクロック供給装置等に
使用されている。
(Prior Art) Phase-locked circuits have been widely used in communication systems in recent years because they can obtain an output signal that is phase-locked at the same frequency as an input signal and have a noise suppression effect. For example, it is used in a timing signal reproducing circuit, a carrier wave reproducing circuit in a receiver for digital signal transmission, a clock supplying device in a digital integrated network by a slave synchronization system, and the like.

第13図はこのような従来の位相同期回路の構成を示す
ブロック図であり、同図に示されるようにこの位相同期
回路は位相比較器1、ループフィルタ2、電圧制御発振
器3からなる。入力端子4には伝送路からの信号x
(t)が入力され、出力端子5からこの位相同期回路の
出力信号v(t)が出力される、位相比較器1は信号x
(t)と信号v(t)との位相を比較し位相差に応じた
信号u(t)を出力する。ループフィルタ2は信号u
(t)のジッタを抑圧する。電圧制御発振器3はループ
フィルタ2の出力電圧に応じた周波数で発振する。
FIG. 13 is a block diagram showing the structure of such a conventional phase locked loop circuit. As shown in FIG. 13, this phase locked loop circuit comprises a phase comparator 1, a loop filter 2 and a voltage controlled oscillator 3. The signal x from the transmission line is input to the input terminal 4.
(T) is input and the output signal v (t) of this phase locked loop is output from the output terminal 5. The phase comparator 1 outputs the signal x
The phases of (t) and the signal v (t) are compared and a signal u (t) corresponding to the phase difference is output. The loop filter 2 receives the signal u
The jitter of (t) is suppressed. The voltage controlled oscillator 3 oscillates at a frequency according to the output voltage of the loop filter 2.

次に本回路の動作について説明する。 Next, the operation of this circuit will be described.

入力端子4に入力される伝送路からの信号x(t)、
電圧制御発振器3の出力信号v(t)をそれぞれ と定義する。
The signal x (t) from the transmission line input to the input terminal 4,
The output signal v (t) of the voltage controlled oscillator 3 is Is defined.

ただしωは入力信号の中心角周波数、δ(t)は入
力位相、Aは入力信号の振幅実効値、θ(t)は電圧抑
制発振器3の出力位相である。
However, ω 0 is the central angular frequency of the input signal, δ (t) is the input phase, A is the effective amplitude value of the input signal, and θ (t) is the output phase of the voltage suppression oscillator 3.

位相比較器1として乗算器を用いた場合、乗算器出力
の低周波成分u(t)は u(t)=Asin(δ(t)−θ(t)) …(3) と求まる。
When a multiplier is used as the phase comparator 1, the low frequency component u (t) of the multiplier output is obtained as u (t) = Asin (δ (t) −θ (t)) (3).

ここで位相差δ(t)−θ(t)が小さいとき線形近
似が成立し、 u(t)=A(δ(t)−θ(t)) …(4) と近似される。上式より、x(t)とv(t)の位相差
に比例した電圧が出力される。u(t)はループフィル
タ2によりジッタが抑圧された後、電圧制御発振器3に
入力される。電圧制御発振器3は入力電圧に比例して出
力周波数が変化する。電圧制御発振器3の出力v(t)
は、位相比較器1にフィードバックされ、信号x(t)
と信号v(t)との同期が確立するように制御される。
Here, when the phase difference δ (t) −θ (t) is small, linear approximation is established, and is approximated as u (t) = A (δ (t) −θ (t)) (4). From the above equation, a voltage proportional to the phase difference between x (t) and v (t) is output. u (t) is input to the voltage controlled oscillator 3 after the jitter is suppressed by the loop filter 2. The output frequency of the voltage controlled oscillator 3 changes in proportion to the input voltage. Output v (t) of voltage controlled oscillator 3
Is fed back to the phase comparator 1 and the signal x (t)
And signal v (t) are controlled so that synchronization is established.

またこの位相同期回路は産報出版「PLL−ICの使い
方」(1976年)第3章および第4章に記載された如く、
第14図に示されるような等価ブロック図で表される。同
図においてδ(s)、θ(s)はそれぞれ入力位相、出
力位相を表わし、符号6は減衰器を表わしている。符号
7のF(s)はループフィルタ2の伝達関数、符号8の
K/sは電圧制御発振器3の伝達関数それぞれラプラス交
換を用いて表わしたものである。またAは入力信号の振
幅実効値を表わしている。
In addition, this phase synchronization circuit is as described in Chapter 3 and Chapter 4 of "How to use PLL-IC" published by Koho, 1976.
It is represented by an equivalent block diagram as shown in FIG. In the figure, δ (s) and θ (s) represent an input phase and an output phase, respectively, and reference numeral 6 represents an attenuator. Reference numeral 7 F (s) is the transfer function of the loop filter 2 and reference numeral 8 is
K / s is represented by using the Laplace exchange for each transfer function of the voltage controlled oscillator 3. A represents the effective amplitude value of the input signal.

そして第14図に示す回路の閉ループ伝達関数H(s)
となり、上式より位相同期回路の特性を決定する要素が
導出される。
And the closed loop transfer function H (s) of the circuit shown in FIG.
Is Then, the element that determines the characteristic of the phase locked loop is derived from the above equation.

ところで、上記したループフィルタ2として低域通過
フィルタを用いた場合、伝達関数F(s)は、 F(s)=1+a/s …(6) として表わされる。この場合、上記した第5式の閉ルー
プ伝達関数H(s)は、 となり、2次の特性となる。
By the way, when a low-pass filter is used as the loop filter 2 described above, the transfer function F (s) is expressed as F (s) = 1 + a / s (6). In this case, the above-mentioned closed loop transfer function H (s) of the fifth equation is And has a secondary characteristic.

一方、位相同期回路を変調信号の追随に用いる場合、
信号成分を減衰させることなく雑音成分を除去すること
が要求される。すなわち、位相同期回路の伝達特性は、
通過帯域で平坦で抑圧帯域で十分な減衰能力を有するこ
とが必要とされる。
On the other hand, when using the phase-locked loop to track the modulated signal,
It is required to remove the noise component without attenuating the signal component. That is, the transfer characteristic of the phase locked loop is
It is required to be flat in the pass band and have sufficient attenuation capability in the suppression band.

したがって上述した一般的に用いられている2次特性
の位相同期回路では、このような要求に対して十分に答
えることができない。
Therefore, the above-described generally used phase-locked loop having the secondary characteristic cannot sufficiently meet such a demand.

このため3次以上の高次の位相同期回路を用いること
によりそのような要求に対応することが考えられるが、
その場合に、文献「PLL−ICの使い方」の第4章に記載
された如く、入力レベルが小さいときに不安定になりや
すいという問題がある。すなわち、入力レベルが小さく
なりやすいSN比の低い環境では使用することができず、
実用的ではなかった。さらに、このような高次の位相同
期回路は過渡応答特性が遅いという問題も有する。
For this reason, it is possible to meet such a demand by using a phase-locked circuit of the third order or higher order.
In that case, as described in Chapter 4 of the document "How to Use PLL-IC", there is a problem in that the input level is likely to be unstable. That is, it cannot be used in an environment with a low SN ratio where the input level tends to be low,
It wasn't practical. Further, such a high-order phase locked loop has a problem that the transient response characteristic is slow.

(発明が解決しようとする問題点) このように一般的に用いられている2次の位相同期回
路は雑音の抑圧能力が十分ではないため、3次以上の高
次の位相同期回路を用いることが考えられるが、従来の
高次の位相同期回路は雑音抑圧能力は高いが、安定性に
問題があり、また過渡応答特性が遅いという問題もあ
る。
(Problems to be Solved by the Invention) Since the commonly used second-order phase-locked circuit does not have sufficient noise suppression capability, use a third-order or higher-order phase-locked circuit. Although the conventional high-order phase locked loop circuit has a high noise suppression ability, it has a problem in stability and a slow transient response characteristic.

したがって、通信システムにおいて、入力信号対雑音
比(SN比)が低い環境では、高い安定性を持ち、かつ、
雑音抑圧能力の大きい高次の位相同期回路が要求され、
一方、入力信号対雑音比(SN比)が高い環境では、さぼ
と雑音抑圧能力が大きい必要はなく、また過渡応答特性
を考慮に入れると、むしろ低次の位相同期回路が要求さ
れる。したがって、入力のSN比に応じて、次数が変化
し、ループの帯域幅が変化することが望ましい。
Therefore, the communication system has high stability in an environment where the input signal-to-noise ratio (SN ratio) is low, and
A high-order phase locked loop circuit with high noise suppression capability is required,
On the other hand, in an environment where the input signal-to-noise ratio (SN ratio) is high, it is not necessary to have a large cough and noise suppression capability, and considering the transient response characteristics, a rather low-order phase locked loop circuit is required. Therefore, it is desirable that the order changes and the loop bandwidth changes in accordance with the SN ratio of the input.

本発明はこのような問題点を解決するためになされた
もので、安定で次数制御の容易な位相同期回路を提供す
ることを目的としている。
The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide a stable phase-locked circuit whose order can be easily controlled.

[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 前記目的を達成するために本発明は、少なくとも位相
比較器とループフィルタと電圧制御発振器とから構成さ
れる少なくとも3組の位相同期回路からなり、受信信号
を第1および第2の位相同期回路の入力とし、前記第1
の位相同期回路の位相比較器の出力を前記第2の位相同
期回路のループフィルタの入力に重畳し、前記第2の位
相同期回路の電圧制御発振器の出力を第3の位相同期回
路の入力とし、前記第2の位相同期回路の位相比較器の
出力を前記第3の位相同期回路のループフィルタの入力
に重畳し、前記第3の位相同期回路の電圧制御発振器の
出力を出力信号としたことを特徴としている。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention comprises at least three sets of phase-locked circuits each including at least a phase comparator, a loop filter and a voltage controlled oscillator. The received signal is used as an input to the first and second phase locked loops, and the first
The output of the phase comparator of the phase-locked loop is superposed on the input of the loop filter of the second phase-locked loop, and the output of the voltage-controlled oscillator of the second phase-locked loop is used as the input of the third phase-locked loop. The output of the phase comparator of the second phase locked loop is superimposed on the input of the loop filter of the third phase locked loop, and the output of the voltage controlled oscillator of the third phase locked loop is used as the output signal. Is characterized by.

(作用) 本発明は前記した回路構成とすることにより、安定性
を有しかつ入力から出力までの伝達関数が高い次数をも
つことができるため雑音の抑圧された出力を得ることが
可能となり、しかも次数制御が可能となるためループ帯
域の制御が容易となる。
(Operation) With the circuit configuration according to the present invention, it is possible to obtain a noise-suppressed output because it has stability and the transfer function from the input to the output can have a high order. Moreover, since the order can be controlled, the loop band can be easily controlled.

(実施例) 以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づいて説明す
る。
(Example) Hereinafter, the detail of the Example of this invention is described based on drawing.

第1図は本発明の一実施例に係る位相同期回路の構成
を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a phase locked loop circuit according to an embodiment of the present invention.

この実施例の位相同期回路は、同図に示すように、第
1の位相同期回路9、第2の位相同期回路10および第3
の位相同期回路11から構成され、第1の位相同期回路9
と第2の位相同期回路10とが並列的に接続され、この後
段に直列的に第3の位相同期回路11が接続される。
The phase-locked loop circuit of this embodiment, as shown in FIG.
Of the first phase synchronization circuit 9
And the second phase-locked loop 10 are connected in parallel, and the third phase-locked loop 11 is connected in series at the subsequent stage.

第1の位相同期回路9は、第1の位相比較器12、第1
のループフィルタ13、第1の電圧制御発振器14から構成
される。第1の位相比較器12には、入力端子15に入力さ
れる入力信号x(t)と第1の電圧制御発振器14の出力
信号v1(t)とが入力される。第1の位相比較器12の出
力信号u1(t)は第1のループフィルタ13に、および第
1の減衰器16、反転器17を介して第2の位相同期回路10
側にそれぞれ入力される。
The first phase synchronization circuit 9 includes a first phase comparator 12 and a first phase comparator 12.
The loop filter 13 and the first voltage controlled oscillator 14 of FIG. The input signal x (t) input to the input terminal 15 and the output signal v 1 (t) of the first voltage controlled oscillator 14 are input to the first phase comparator 12. The output signal u 1 (t) of the first phase comparator 12 is supplied to the first loop filter 13 and the second phase locked loop circuit 10 via the first attenuator 16 and the inverter 17.
Input to each side.

第2の位相同期回路10は、第2の位相比較器18、第1
の加算器19、第2のループフィルタ20、第2の電圧制御
発振器21から構成される。第2の位相比較器18には、入
力端子15に入力される入力信号x(t)と第2の電圧制
御発振器21の出力信号v2(t)とが入力される。第2の
位相比較器18の出力信号u2(t)と第1の減衰器16およ
び反転器17を介する第1の位相比較器12の出力信号u
1(t)とは第1の加算器19で加算され第2のループフ
ィルタ20に入力される。また第2の位相比較器18の出力
信号u2(t)は第2の減衰器22を介して第3の位相同期
回路11側に入力される。
The second phase synchronization circuit 10 includes a second phase comparator 18, a first
Adder 19, second loop filter 20, and second voltage controlled oscillator 21. The input signal x (t) input to the input terminal 15 and the output signal v 2 (t) of the second voltage controlled oscillator 21 are input to the second phase comparator 18. The output signal u 2 (t) of the second phase comparator 18 and the output signal u of the first phase comparator 12 via the first attenuator 16 and the inverter 17.
1 (t) is added by the first adder 19 and input to the second loop filter 20. The output signal u 2 (t) of the second phase comparator 18 is input to the third phase locked loop 11 side via the second attenuator 22.

第3の位相同期回路11は、第3の位相比較器23、第2
の加算器24、第3のループフィルタ25、第3の電圧制御
発振器26から構成される。第3の位相比較器23には、第
2の位相同期回路10における第2の電圧制御発振器21の
出力信号v2(t)と第3の電圧制御発振器26の出力信号
v3(t)とが入力される。第3の位相比較器23の出力信
号u3(t)と第3の位相比較器23の出力信号u3(t)と
第2の減衰器22を介する第2の位相比較器18の出力信号
u2(t)とは第2の加算器24で加算され第3のループフ
ィルタ25に入力される。第3の電圧制御発振器26の出力
信号v3(t)は上述の如く第3の位相比較器23に出力さ
れるとともに、出力端子27から出力され、この出力端子
27の出力信号がこの位相同期回路の出力信号となる。
The third phase locked loop circuit 11 includes a third phase comparator 23, a second phase
Adder 24, third loop filter 25, and third voltage controlled oscillator 26. The output signal v 2 (t) of the second voltage controlled oscillator 21 in the second phase locked loop 10 and the output signal of the third voltage controlled oscillator 26 are supplied to the third phase comparator 23.
v 3 (t) is input. Third output signal u 3 (t) and the third output signal u 3 of the phase comparator 23 (t) and a second output signal of the phase comparator 18 via the second attenuator 22 of the phase comparator 23
u 2 (t) is added by the second adder 24 and input to the third loop filter 25. The output signal v 3 (t) of the third voltage controlled oscillator 26 is output to the third phase comparator 23 as described above, and also output from the output terminal 27.
The output signal of 27 becomes the output signal of this phase locked loop.

ここで、入力端子15に入力される入力信号x(t)、
第1の電圧制御発振器14の出力信号v1(t)、第2の電
圧制御発振器21の出力信号v2(t)、第3の電圧制御発
振器26の出力信号v3(t)をそれぞれ次式のように定義
する。
Here, the input signal x (t) input to the input terminal 15,
Output signal v 1 of the first voltage controlled oscillator 14 (t), the output signal v 2 of the second voltage controlled oscillator 21 (t), the third output signal v 3 of the voltage controlled oscillator 26 (t), respectively following Define like an expression.

ただし、Aは入力信号振幅実効値、ωは入力中心角
周波数、δ(t)は入力位相、θ(t)は第1の電圧
制御発振器14の出力信号v1(t)の出力位相、θ
(t)は第2の電圧制御発振器21の出力信号v2(t)
の出力位相、θ(t)は第3の電圧制御発振器26の出
力信号v3(t)の出力位相である。
Where A is the input signal amplitude effective value, ω 0 is the input center angular frequency, δ (t) is the input phase, and θ 1 (t) is the output phase of the output signal v 1 (t) of the first voltage controlled oscillator 14. , Θ
2 (t) is the output signal v 2 of the second voltage controlled oscillator 21 (t)
, Θ 3 (t) is the output phase of the output signal v 3 (t) of the third voltage controlled oscillator 26.

まず、第1の位相同期回路9の動作を説明する。 First, the operation of the first phase locked loop 9 will be described.

第1の位相比較器12として、乗算器を用いた場合、そ
の出力信号の低周波成分u1(t)は、 u1(t)=Asin(δ(t)−θ(t)) …(12) となる。ここで、位相差δ(t)−θ(t)が小さい
領域では、線形近似が可能であり、 u1(t)=A(δ(t)−θ(t)) …(13) となり、位相差に応じた電圧が出力される。
When a multiplier is used as the first phase comparator 12, the low frequency component u 1 (t) of the output signal is u 1 (t) = Asin (δ (t) −θ 1 (t)) ... (12) Here, linear approximation is possible in a region where the phase difference δ (t) −θ 1 (t) is small, and u 1 (t) = A (δ (t) −θ 1 (t)) (13) And a voltage corresponding to the phase difference is output.

u1(t)は、第1のループフィルタ13により、ジッタ
が抑圧された後、第1の電圧制御発振器14に入力され
る。
u 1 (t) is input to the first voltage controlled oscillator 14 after the jitter is suppressed by the first loop filter 13.

第1の電圧制御発振器14の出力信号v1(t)は第1の
位相比較器12にフィードバックされ、信号x(t)と信
号v1(t)の同期が確立するように制御される。
The output signal v 1 (t) of the first voltage controlled oscillator 14 is fed back to the first phase comparator 12 and controlled so that the synchronization between the signal x (t) and the signal v 1 (t) is established.

次に、第2の位相同期回路10の動作を説明する。 Next, the operation of the second phase locked loop 10 will be described.

第2の位相比較器18として乗算器を用いた場合、その
出力信号の低周波成分u2(t)は、第1の位相同期回路
9の場合と同様にして u2(t)=A(δ(t)−θ(t)) …(14) とする。
When a multiplier is used as the second phase comparator 18, the low frequency component u 2 (t) of its output signal is u 2 (t) = A (as in the case of the first phase locked loop 9). δ (t) −θ 2 (t)) (14).

そして、第1の位相比較器12の出力信号u1(t)の減
衰比がG1(0≦G1≦1)の第1の減衰器16と、反転器17
とを通過して得られる信号−G1u1(t)と第2の位相比
較器18の出力信号u2(t)とが第1の加算器19に入力さ
れる。しかして、第1の加算器19の出力信号w2(t)
は、 w2(t)=u2(t)−G1u1(t) …(15) となり、第2の位相比較器18の出力信号u2(t)に含ま
れるジッタおよび第1の位相比較器12の出力信号u
1(t)に含まれるジッタが相殺される。w2(t)は第
2のループフィルタ20によりジッタが抑圧された後、第
2の電圧制御発振器21に入力される。第2の電圧制御発
振器21の出力信号v2(t)は、第2の位相比較器18にフ
ィードバックされ、信号x(t)と信号v2(t)との同
期が確立するように制御される。
Then, the first attenuator 16 in which the attenuation ratio of the output signal u 1 (t) of the first phase comparator 12 is G 1 (0 ≦ G 1 ≦ 1), and the inverter 17
The signal −G 1 u 1 (t) obtained by passing through and and the output signal u 2 (t) of the second phase comparator 18 are input to the first adder 19. Then, the output signal w 2 (t) of the first adder 19
Becomes w 2 (t) = u 2 (t) −G 1 u 1 (t) (15), and the jitter and the first jitter included in the output signal u 2 (t) of the second phase comparator 18 Output signal u of phase comparator 12
The jitter included in 1 (t) is canceled. The w 2 (t) is input to the second voltage controlled oscillator 21 after the jitter is suppressed by the second loop filter 20. The output signal v 2 (t) of the second voltage controlled oscillator 21 is fed back to the second phase comparator 18 and is controlled so that the synchronization between the signal x (t) and the signal v 2 (t) is established. It

次に、第3の位相同期回路11の動作を説明する。 Next, the operation of the third phase locked loop 11 will be described.

第3の位相比較器23として乗算器を用いた場合、その
出力信号の低周波成分u3(t)は、第1の位相同期回路
9の場合と同様にして u3(t)=A(θ(t)−θ(t)) …(16) と求まる。
When a multiplier is used as the third phase comparator 23, the low frequency component u 3 (t) of its output signal is u 3 (t) = A (as in the case of the first phase locked loop 9). θ 2 (t) −θ 3 (t)) (16)

そして第2の位相比較器18の出力信号u2(t)の減衰
比がG2(0≦G2≦1)の第2の減衰器22を通過して得ら
れる信号G2u2(t)と第3の位相比較器23の出力信号u3
(t)とが第2の加算器24に入力される。しかして第2
の加算器24の出力信号w3(t)は、 w3(t)=u3(t)+G2u2(t) …(17) となる。
The signal G 2 u 2 (t) obtained by passing through the second attenuator 22 having the attenuation ratio of the output signal u 2 (t) of the second phase comparator 18 is G 2 (0 ≦ G 2 ≦ 1). ) And the output signal u 3 of the third phase comparator 23
(T) is input to the second adder 24. Then second
The output signal w 3 (t) of the adder 24 becomes w 3 (t) = u 3 (t) + G 2 u 2 (t) (17).

信号w3(t)は第3のループフィルタ25により、ジッ
タが抑圧された後、第3の電圧制御発振器26に入力され
る。第3の電圧制御発振器26の出力信号v3(t)は、第
3の位相比較器23にフィードバックされ、信号v2(t)
と信号v3(t)との同期が確立するように制御されると
ともに、このシステム全体の出力信号とされ、出力端子
27から出力される。
The signal w 3 (t) is input to the third voltage-controlled oscillator 26 after the jitter is suppressed by the third loop filter 25. The output signal v 3 (t) of the third voltage controlled oscillator 26 is fed back to the third phase comparator 23, and the signal v 2 (t)
Is controlled so as to establish synchronization with the signal v 3 (t), and is used as the output signal of this entire system.
It is output from 27.

第2図はこの実施例の位相同期回路の位相に着目した
等価ブロック図である。ただし、Aは入力信号振幅実効
値であり、δ(s)は入力位相とする。同図において、
θ(s)、K1/sはそれぞれ第1の電圧制御発振器14の
出力位相、伝達関数である。またθ(s)、K2/sは、
それぞれ第2の電圧制御発振器21の出力位相、伝達関数
である。さらにθ(s)、K3/sはそれぞれ第3の電圧
制御発振器26の出力位相、伝達関数である。またF
1(s)、F2(s)、F3(s)はそれぞれ、第1、第
2、第3のループフィルタ13、20、25の伝達関数であ
る。
FIG. 2 is an equivalent block diagram focusing on the phase of the phase locked loop circuit of this embodiment. However, A is the input signal amplitude effective value and δ (s) is the input phase. In the figure,
θ 1 (s) and K 1 / s are the output phase and transfer function of the first voltage controlled oscillator 14, respectively. Also, θ 2 (s) and K 2 / s are
They are the output phase and the transfer function of the second voltage controlled oscillator 21, respectively. Further, θ 3 (s) and K 3 / s are the output phase and transfer function of the third voltage controlled oscillator 26, respectively. Also F
1 (s), F 2 (s), and F 3 (s) are transfer functions of the first, second, and third loop filters 13, 20, and 25, respectively.

同図において、入力端子15から出力端子27までの閉ル
ープ伝達関数H(s)は と求まる。
In the figure, the closed loop transfer function H (s) from the input terminal 15 to the output terminal 27 is Is asked.

ここで第1、第2および第3のループフィルタ13、2
0、25として一般的な低域通過フィルタを用いると F1(s)=1+a1/s …(19) F2(s)=1+a2/s …(20) F3(s)=1+a3/s …(21) となる。
Where the first, second and third loop filters 13, 2
When a general low-pass filter is used for 0 and 25, F 1 (s) = 1 + a 1 / s (19) F 2 (s) = 1 + a 2 / s (20) F 3 (s) = 1 + a 3 / s… (21)

このとき、H(s)は と求まる。At this time, H (s) is Is asked.

上記式(22)において、H(s)は入力信号と出力信
号の伝達特性を示しており、H(s)の右辺第1項は2
次、第2項は4次、第3項は6次特性を示している。し
かしてH(s)は安定な2次特性を合成したものである
ため、高次であるのにかかわらず、安定となる。
In the above formula (22), H (s) represents the transfer characteristics of the input signal and the output signal, and the first term on the right side of H (s) is 2
The second, second, and third terms show fourth-order and sixth-order characteristics, respectively. Since H (s) is a composite of stable secondary characteristics, it is stable regardless of its high order.

ここで簡素化するために、第1および第2の減衰器の
減衰比を G1=1かつG2=1 …(23) と設定すると式(22)におけるH(s)は、 と求まる。
For simplification, if the damping ratios of the first and second attenuators are set to G 1 = 1 and G 2 = 1 (23), then H (s) in equation (22) is Is asked.

ここで、Aは入力信号振幅実効値である。つまりA=
1のとき、 となり、H(s)には第1および第2の位相同期回路
9、10の定数が含まれないため、H(s)は2次の広帯
域特性となる。一方、Aが1から小さくなるにしたが
い、H(s)は右辺第1項の2次特性の影響が小さくな
り、逆に、右辺第2項の6次の狭帯域特性の影響が大き
くなる。しかしてこの実施例の位相同期回路は、入力振
幅の大きさAにより、ループの伝達特性の次数を制御
し、ループ帯域幅を制御することが可能となる。
Here, A is the input signal amplitude effective value. That is, A =
When 1, Since H (s) does not include the constants of the first and second phase-locked loops 9 and 10, H (s) has a secondary wideband characteristic. On the other hand, as A decreases from 1, the influence of the second-order characteristic of the first term on the right side of H (s) decreases, and conversely, the influence of the sixth-order narrow-band characteristic of the second term on the right side increases. Therefore, the phase locked loop circuit of this embodiment can control the order of the transfer characteristic of the loop and the loop bandwidth by the magnitude A of the input amplitude.

なお、一般的に通信システムで位相同期回路を使用す
る場合、位相比較器の飽和を抑制したり、ループの利得
が大きくなりすぎるのを抑制するために、入力信号振幅
がある所定の値を超えないようにする振幅制限回路が位
相同期回路の前段に設置されることが多い。
Generally, when using a phase locked loop in a communication system, the input signal amplitude exceeds a certain value in order to suppress the saturation of the phase comparator and the loop gain from becoming too large. In many cases, an amplitude limiting circuit for preventing the above is installed before the phase synchronization circuit.

第3図はこのような振幅制限回路の一例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of such an amplitude limiting circuit.

すなわち同図に示す振幅制限回路28は、第4図に示す
特性を有するソフトリミタ29、第5図に示す特性を有す
る帯域通過フィルタ30から構成され、伝送路からの入力
信号がソフトリミタ29、帯域通過フィルタ30を介して、
位相同期回路に入力されるようになっている。
That is, the amplitude limiting circuit 28 shown in the figure comprises a soft limiter 29 having the characteristic shown in FIG. 4 and a bandpass filter 30 having the characteristic shown in FIG. 5, and the input signal from the transmission line is the soft limiter 29. Through the bandpass filter 30
It is designed to be input to the phase synchronization circuit.

また第6図は振幅制限回路の他の例を示すブロック図
である。
FIG. 6 is a block diagram showing another example of the amplitude limiting circuit.

すなわち同図に示す振幅制限回路31は、第7図に示す
特性を有するハードリミタ32、第8図に示す特性を有す
る帯域通過フィルタ33から構成され、上述と同様に、伝
送路からの入力信号がハードリシタ32、帯域通過フィル
タ33を介して位相同期回路に入力されるようになってい
る。
That is, the amplitude limiting circuit 31 shown in the figure comprises a hard limiter 32 having the characteristic shown in FIG. 7 and a bandpass filter 33 having the characteristic shown in FIG. 8. As in the above, the input signal from the transmission line is The signal is input to the phase locked loop circuit via the hard limiter 32 and the band pass filter 33.

そして出力信号振幅の実効値の最大値が1であるよう
な振幅制限回路28または振幅制限回路31が上述した実施
例の位相同期回路の前段に設置されているとする。
It is also assumed that the amplitude limiting circuit 28 or the amplitude limiting circuit 31 whose maximum effective value of the output signal amplitude is 1 is installed in the preceding stage of the phase locked loop circuit of the above-described embodiment.

こうすると、信号振幅Aが1に等しいかあるいは極め
て1に近い場合、H(s)は2次の広帯域特性となり、
速い過渡応答特性が得られる。しかるに位相同期回路で
は、このように信号振幅Aが大きい場合、すなわち入力
SN比が大きい場合は雑音抑制能力はさほど要求されず、
2次の特性が望ましいからである。
Then, when the signal amplitude A is equal to 1 or very close to 1, H (s) has a second-order broadband characteristic,
A fast transient response characteristic can be obtained. However, in the phase locked loop, when the signal amplitude A is large,
When the SN ratio is large, noise suppression capability is not required so much,
This is because the secondary characteristic is desirable.

信号振幅Aが1から小さくなるにしたがい、すなわち
入力信号対雑音比(SN比)が低くなるにしたがい、H
(s)は6次の狭帯域特性が支配的となり、雑音抑制能
力が増す。
As the signal amplitude A decreases from 1, that is, as the input signal-to-noise ratio (SN ratio) decreases, H
In (s), the 6th-order narrow band characteristic becomes dominant, and the noise suppression capability increases.

しかして本実施例の位相同期回路は、入力SN比に応じ
てループの帯域幅を大きく変化させることができ、雑音
抑制能力を変化させることが可能となる。
Therefore, the phase locked loop circuit of this embodiment can greatly change the bandwidth of the loop according to the input SN ratio, and can change the noise suppression capability.

次に、本発明の他の実施例の位相同期回路について説
明するが、その前にこの実施例の位相同期回路が実現さ
れる基礎となった本発明者の案出の位相同期回路につい
て説明する。
Next, a phase locked loop circuit according to another embodiment of the present invention will be described, but before that, a phase locked loop circuit devised by the present inventor on which the phase locked loop circuit according to this embodiment is based will be described. .

第9図はこの位相同期回路の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of this phase locked loop.

この位相同期回路は、同図に示すように、第1の位相
同期回路34、第2の位相同期回路35、第3の位相同期回
路36から構成され、これら第1、第2および第3の位相
同期回路34、35、36は並列的に接続されている。
As shown in the figure, this phase locked loop circuit is composed of a first phase locked loop circuit 34, a second phase locked loop circuit 35, and a third phase locked loop circuit 36. The phase synchronization circuits 34, 35, 36 are connected in parallel.

第1の位相同期回路34は、第1の位相比較器37、第1
のループフィルタ38、第1の電圧制御発振器39から構成
される。第1の位相比較器37には、入力端子40に入力さ
れる入力信号x(t)と第1の電圧制御発振器39の出力
信号v1(t)とが入力される。第1の位相比較器37の出
力信号u1(t)は第1のループフィルタ38に、および第
1の減衰器41、第1の反転器42を介して第2の位相同期
回路35側にそれぞれ入力される。
The first phase synchronization circuit 34 includes a first phase comparator 37, a first phase comparator 37,
Loop filter 38 and a first voltage controlled oscillator 39. The input signal x (t) input to the input terminal 40 and the output signal v 1 (t) of the first voltage controlled oscillator 39 are input to the first phase comparator 37. The output signal u 1 (t) of the first phase comparator 37 is sent to the first loop filter 38, and to the second phase locked loop 35 side via the first attenuator 41 and the first inverter 42. Each is entered.

第2の位相同期回路35は、第2の位相比較器43、第1
の加算器44、第2のループフィルタ45、第2の電圧制御
発振器46から構成される。第2の位相比較器43には、入
力端子40に入力される入力信号x(t)と第2の電圧制
御発振器46の出力信号v2(t)とが入力される。第2の
位相比較器43の出力信号u2(t)と第1の減衰器41およ
び第1の反転器42を介する第1の位相比較器37の出力信
号u1(t)とは第1の加算器44で加算され第2のループ
フィルタ45に入力される。また第2の位相比較器43の出
力信号u2(t)は第2の減衰器47および第2の反転器48
を介して第3の位相同期回路36側に入力される。
The second phase synchronization circuit 35 includes a second phase comparator 43, a first
Of the adder 44, the second loop filter 45, and the second voltage controlled oscillator 46. The input signal x (t) input to the input terminal 40 and the output signal v 2 (t) of the second voltage controlled oscillator 46 are input to the second phase comparator 43. The output signal u 1 of the first phase comparator 37 via the output signal u 2 (t) and the first attenuator 41 and the first inverter 42 of the second phase comparator 43 (t) first Is added by the adder 44 of the above and is input to the second loop filter 45. The output signal u 2 (t) of the second phase comparator 43 is output to the second attenuator 47 and the second inverter 48.
Is input to the third phase-locked loop 36 side via.

第3の位相同期回路36は、第3の位相比較器49、第2
の加算器50、第3のループフィルタ51、第3の電圧制御
発振器52から構成される。第3の位相比較器49には、入
力端子40に入力される入力信号x(t)と第3の電圧制
御発振器52の出力信号v3(t)とが入力される。第3の
位相比較器49の出力信号u3(t)と第2の減衰器47およ
び第2の反転器48を介する第2の位相比較器43の出力信
号u2(t)とは、第2の加算器50で加算され第3のルー
プフィルタ51に入力される。第3の電圧制御発振器52の
出力信号は上述の如く第3の位相比較器49に出力される
とともに、出力端子53から出力され、この出力端子53の
出力信号がこの位相同期回路の出力信号となる。
The third phase synchronization circuit 36 includes a third phase comparator 49, a second phase comparator 49
Adder 50, third loop filter 51, and third voltage-controlled oscillator 52. The input signal x (t) input to the input terminal 40 and the output signal v 3 (t) of the third voltage controlled oscillator 52 are input to the third phase comparator 49. The output signal u 3 of the third phase comparator 49 (t) and the output signal u 2 of the second phase comparator 43 via the second attenuator 47 and the second inverter 48 (t), the The signals are added by the second adder 50 and input to the third loop filter 51. The output signal of the third voltage controlled oscillator 52 is output to the third phase comparator 49 as described above and also output from the output terminal 53, and the output signal of the output terminal 53 is the output signal of the phase locked loop circuit. Become.

ここで、入力端子40に入力される入力信号x(t)、
第1の電圧制御発振器39の出力信号v1(t)、第2の電
圧制御発振器46の出力信号v2(t)、第3の電圧制御発
振器52の出力信号v3(t)をそれぞれ次式のように定義
する。
Here, the input signal x (t) input to the input terminal 40,
Output signal v 1 of the first voltage controlled oscillator 39 (t), the output signal v 2 of the second voltage controlled oscillator 46 (t), the third output signal v 3 of the voltage controlled oscillator 52 (t), respectively following Define like an expression.

ただし、Aは入力信号振幅実効値、ωは入力中心角
周波数、δ(t)は入力位相、θ(t)は第1の電圧
制御発振器39の出力信号v1の出力位相、θ(t)は第
2の電圧制御発振器46の出力信号v2(t)の出力位相、
θ(t)は第3の電圧制御発振器52の出力信号v
3(t)位相である。
Here, A is the effective value of the input signal amplitude, ω 0 is the input central angular frequency, δ (t) is the input phase, θ 1 (t) is the output phase of the output signal v 1 of the first voltage controlled oscillator 39, and θ 2 (T) is the output phase of the output signal v 2 (t) of the second voltage controlled oscillator 46,
θ 3 (t) is the output signal v of the third voltage controlled oscillator 52
3 (t) phase.

まず、第1の位相同期回路34の動作を説明する。 First, the operation of the first phase synchronization circuit 34 will be described.

第1の位相比較器37として、乗算器を用いた場合、そ
の出力信号の低周波成分u1(t)は、 u1(t)=Asin(δ(t)−θ(t)) …(30) となる。ここで、位相差δ(t)−θ(t)が小さい
領域では、線形近似が可能であり、 u1(t)=A(δ(t)−θ(t)) …(31) となり、位相差に応じた電圧が出力される。
When a multiplier is used as the first phase comparator 37, the low frequency component u 1 (t) of the output signal is u 1 (t) = Asin (δ (t) −θ 1 (t)) ... (30) Here, linear approximation is possible in a region where the phase difference δ (t) −θ 1 (t) is small, and u 1 (t) = A (δ (t) −θ 1 (t)) (31) And a voltage corresponding to the phase difference is output.

u1(t)は、第1のループフィルタ38により、ジッタ
が抑圧された後、第1の電圧制御発振器39に入力され
る。
After the jitter is suppressed by the first loop filter 38, u 1 (t) is input to the first voltage controlled oscillator 39.

第1の電圧制御発振器39の出力信号v1(t)は、第1
の位相比較器37にフィードバックされ、信号x(t)と
信号v1(t)の同期が確立するように制御される。
The output signal v 1 (t) of the first voltage controlled oscillator 39 is
Of the signal x (t) and the signal v 1 (t) are controlled so that the synchronization is established.

次に、第2の位相同期回路35の動作を説明する。第2
の位相比較器43として乗算器を用いた場合、その出力信
号の低周波成分u2(t)は、第1の位相同期回路34の場
合と同様にして u2(t)=A(δ(t)−θ(t)) …(32) と求まる。
Next, the operation of the second phase locked loop 35 will be described. Second
When a multiplier is used as the phase comparator 43 of, the low frequency component u 2 (t) of the output signal is u 2 (t) = A (δ ( t) −θ 2 (t)) (32)

そして、第1の位相比較器37の出力信号u1(t)の減
衰比がG1(0≦G1≦1)の第1の減衰器41と第1の反転
器42とを通過して得られる信号−G1u1(t)と第2の位
相比較器43の出力信号u2(t)とが第1の加算器44に入
力される。しかして、第1の加算器44の出力信号w
2(t)は、 w2(t)=u2(t)−G1u1(t) …(33) となり、第2の位相比較器43の出力信号u2(t)に含ま
れるジッタおよび第1の位相比較器37の出力信号u
1(t)に含まれるジッタが相殺される。w2(t)は第
2のループフィルタ45によりジッタが抑圧された後、第
2の電圧制御発振器46に入力される。
Then, the output signal u 1 (t) of the first phase comparator 37 passes through the first attenuator 41 and the first inverter 42 whose attenuation ratio is G 1 (0 ≦ G 1 ≦ 1). The obtained signal −G 1 u 1 (t) and the output signal u 2 (t) of the second phase comparator 43 are input to the first adder 44. Thus, the output signal w of the first adder 44
2 (t) becomes w 2 (t) = u 2 (t) −G 1 u 1 (t) (33), and the jitter included in the output signal u 2 (t) of the second phase comparator 43. And the output signal u of the first phase comparator 37
The jitter included in 1 (t) is canceled. The jitter of w 2 (t) is suppressed by the second loop filter 45, and then input to the second voltage controlled oscillator 46.

第2の電圧制御発振器46の出力信号v2(t)は、第2
の位相比較器43にフィードバックされ、信号x(t)、
信号v2(t)の同期が確立するように制御される。
The output signal v 2 (t) of the second voltage controlled oscillator 46 is
Is fed back to the phase comparator 43 of the signal x (t),
The signal v 2 (t) is controlled so that synchronization is established.

次に、第3の位相同期回路36の動作を説明する。 Next, the operation of the third phase locked loop 36 will be described.

第3の位相比較器49として乗算器を用いた場合、その
出力信号の低周波成分u3(t)は、第1の位相同期回路
34の場合と同様にして u3(t)=A(δ(t)−θ(t)) …(34) と求まる。
When a multiplier is used as the third phase comparator 49, the low frequency component u 3 (t) of the output signal is the first phase locked loop circuit.
Similarly to the case of 34, u 3 (t) = A (δ (t) −θ 3 (t)) (34).

そして第2の位相比較器43の信号u2(t)の減衰比が
G2(0≦G2≦1)の第2の減衰器47と第2の反転器48と
を通過して得られる信号−G2u2(t)と第3の位相比較
器49の出力信号u3(t)とが第2の加算器50に入力され
る。しかして、第2の加算器50の出力信号w3(t)は、 w3(t)=u3(t)−G2u2(t) …(35) となり、第3の位相比較器49の出力信号u3(t)に含ま
れるジッタと第2の位相比較器43の出力信号u2(t)に
含まれるジッタが相殺され、ジッタ特性が改善される。
w3(t)は第3のループフィルタ51によりジッタが抑圧
された後、第3の電圧制御発振器52に入力される。第3
の電圧制御発振器52の出力信号v3(t)は、第3の位相
比較器49にフィードバックされ、信号x(t)と信号v3
(t)の同期が確立するように制御されるとともに、こ
のシステム全体の出力信号とされ出力端子53から出力さ
れる。
Then, the attenuation ratio of the signal u 2 (t) of the second phase comparator 43 is
The output of G 2 (0 ≦ G 2 ≦ 1) of the second attenuator 47 and the second inverter 48 and the signal -G 2 u 2 obtained through the (t) and a third phase comparator 49 The signal u 3 (t) is input to the second adder 50. Then, the output signal w 3 (t) of the second adder 50 becomes w 3 (t) = u 3 (t) −G 2 u 2 (t) (35), and the third phase comparator The jitter included in the output signal u 3 (t) of 49 and the jitter included in the output signal u 2 (t) of the second phase comparator 43 are canceled, and the jitter characteristic is improved.
The w 3 (t) is input to the third voltage controlled oscillator 52 after the jitter is suppressed by the third loop filter 51. Third
The output signal v 3 (t) of the voltage-controlled oscillator 52 is fed back to the third phase comparator 49, and the signal x (t) and the signal v 3 (t) are fed back.
It is controlled so that the synchronization of (t) is established, and is output from the output terminal 53 as an output signal of the entire system.

第10図はこのように構成された位相同期回路の位相に
着目した等価ブロック図である。ただしAは入力信号振
幅実効値であり、δ(s)は入力位相とする。同図にお
いて、θ(s)、K1/sはそれぞれ第1の電圧制御発振
器39の出力位相、伝達関数である。またθ(s)、K2
/sはそれぞれ第2の電圧制御発振器46の出力位相、伝達
関数である。さらにθ(s)、K3/sはそれぞれ第3の
電圧制御発振器52の出力位相、伝達関数である。またF1
(s)、F2(s)、F3(s)はそれぞれ第1、第2、第
3のループフィルタ38、45、51の伝達関数である。
FIG. 10 is an equivalent block diagram focusing on the phase of the phase locked loop configured as described above. However, A is the input signal amplitude effective value, and δ (s) is the input phase. In the figure, θ 1 (s) and K 1 / s are the output phase and the transfer function of the first voltage controlled oscillator 39, respectively. Also, θ 2 (s), K 2
/ s is the output phase and transfer function of the second voltage controlled oscillator 46, respectively. Further, θ 3 (s) and K 3 / s are the output phase and transfer function of the third voltage controlled oscillator 52, respectively. Also F 1
(S), F 2 (s) and F 3 (s) are transfer functions of the first, second and third loop filters 38, 45 and 51, respectively.

同図において、入力端子40から出力端子53までの閉ル
ープ伝達関数H(s)は と求まる。
In the figure, the closed loop transfer function H (s) from the input terminal 40 to the output terminal 53 is Is asked.

ここで第1、第2および第3のループフィルタ38、4
5、51として一般的な低域通過フィルタを用いると、 F1(s)=1+a1/s …(37) F2(s)=1+a2/s …(38) F3(s)=1+a3/s …(39) となる。
Where the first, second and third loop filters 38, 4
If a general low-pass filter is used as 5, 51, F 1 (s) = 1 + a 1 / s… (37) F 2 (s) = 1 + a 2 / s… (38) F 3 (s) = 1 + a It becomes 3 / s… (39).

このときH(s)は と求まる。At this time, H (s) is Is asked.

上記式(40)において、H(s)は入力信号と出力信
号の伝達特性を示しており、H(s)の右辺第1項は2
次、第2項は4次、第3項は6次特性を示している。し
かしてH(s)は安定な2次特性を合成したものである
ため、H(s)は高次であるのにかかわらず安定とな
る。
In the above equation (40), H (s) represents the transfer characteristics of the input signal and the output signal, and the first term on the right side of H (s) is 2
The second, second, and third terms show fourth-order and sixth-order characteristics, respectively. Since H (s) is a combination of stable second-order characteristics, H (s) is stable regardless of its higher order.

また、H(s)はG1=0、かつG2=0の場合は、第
(40)式における右辺が第1項のみとなり、2次特性と
なり、速い過渡応答特性が得られる。
When G 1 = 0 and G 2 = 0, H (s) has only the first term on the right side of the equation (40) and has a secondary characteristic, and a fast transient response characteristic is obtained.

またG1=0のまま、G2を大きくして行くと、右辺第1
項は徐々に小さくなり、右辺第2項は徐々に大きくな
り、4次の特性が支配的となってくる。そしてG1=0か
つG2=1の場合、H(s)の右辺は第2項のみとなり、
4次特性となる。
If G 2 is increased with G 1 = 0, the first right side
The term gradually decreases, the second term on the right side gradually increases, and the quartic characteristic becomes dominant. And when G 1 = 0 and G 2 = 1 the right side of H (s) is only the second term,
It has a fourth-order characteristic.

次にG2=1のままG1を徐々に大きくして行くと、H
(s)の右辺第2項は徐々に小さくなり、右辺第3項が
徐々に大きくなり、6次特性が支配的となる。
Next, when G 1 is gradually increased with G 2 = 1
The second term on the right side of (s) gradually decreases, the third term on the right side gradually increases, and the sixth-order characteristic becomes dominant.

そして、G1=1かつG2=1の場合、H(s)の右辺は
第3項のみとなり、6次特性となる。以上をまとめる
と、 H(s)=2次特性 G1=0、G2=0 H(s)=2次と4次の中間の特性 G1=0、0<G2<1 H(s)=4次特性 G1=0、G2=1 H(s)=4次と6次の中間の特性 0<G1<1、G2=1 H(s)=6次特性 G1=1、G2=1 となる。
When G 1 = 1 and G 2 = 1 are satisfied, the right side of H (s) has only the third term and has a sixth-order characteristic. Summarizing the above, H (s) = secondary characteristic G 1 = 0, G 2 = 0 H (s) = intermediate characteristic between second and fourth order G 1 = 0, 0 <G 2 <1 H (s ) = Quaternary characteristics G 1 = 0, G 2 = 1 H (s) = Intermediate characteristics between 4th and 6th order 0 <G 1 <1, G 2 = 1 H (s) = 6th order characteristics G 1 = 1, G 2 = 1.

このようにG1とG2を制御することによりH(s)は2
次の広帯域特性から6次の狭帯域特性まで変化する。
By controlling G 1 and G 2 in this way, H (s) is 2
It changes from the next wide band characteristic to the sixth narrow band characteristic.

たとえば位相同期回路は、高次になるほど雑音抑制効
果が大きくなるが、過渡的な応答は遅くなる。したがっ
てG1、G2の値を位相同期回路が所望の特性たとえばルー
プ内の雑音特性、応答の速度等が得られるように設定す
ればよい。
For example, the higher the order of the phase locked loop circuit, the greater the noise suppression effect, but the slower the transient response. Therefore, the values of G 1 and G 2 may be set so that the phase locked loop circuit can obtain desired characteristics, for example, noise characteristics in the loop, response speed, and the like.

従来から、入力信号や位相同期回路内部の状態に応じ
て、位相同期回路の回路定数例えばフィルタ定数を適応
的に自動制御することが行われており、このような自動
制御は上述の位相同期回路においても適用することがで
きる。たとえば信号が入力されたとき、この位相同期回
路が2次特性となるようにG1=G2=0とし速い引き込み
応答を実現する。信号に対し同期したら、6次特性とな
るようにG1=G2=1とし、雑音抑圧効果を増すという方
法がある。
BACKGROUND ART Conventionally, circuit constants of a phase synchronization circuit, for example, filter constants have been adaptively and automatically controlled according to an input signal and a state inside the phase synchronization circuit. Such automatic control is performed by the above-described phase synchronization circuit. Can also be applied in. For example, when a signal is input, G 1 = G 2 = 0 is set so that this phase locked loop circuit has a second-order characteristic, and a fast pull-in response is realized. There is a method of increasing the noise suppression effect by setting G 1 = G 2 = 1 so that the sixth order characteristic is obtained when synchronized with the signal.

また、入力信号とこの位相同期回路の出力信号の周波
数差を測定し、周波数差が大きいときは、引込みを速め
るために広帯域特性となるようにG1、G2を設定し、周波
数差が小さくなるにしたがい狭帯域特性になるように
G1、G2を変化させる方法も考えられる。
Also, measure the frequency difference between the input signal and the output signal of this phase locked loop.If the frequency difference is large, set G 1 and G 2 to have wideband characteristics to speed up the pull-in, and make the frequency difference small. So that it has a narrow band characteristic
A method of changing G 1 and G 2 is also possible.

なお、この位相同期回路は3組の位相同期回路を並列
的に接続するものであったが、これに基づき、第11図に
示すように、n個の2次特性の位相同期回路PLL1、PLL2
…PLLnを並列的に接続させることが考えられる。すなわ
ち、この場合、n−1個の減衰器(G1、G2、G3、…、Gn
)の各減衰比を変化させることにより、入力信号か
らn番目の位相同期回路PLLnの出力信号までの伝達関数
H(s)は2次から2n次まで変化する。
This phase-locked circuit was constructed by connecting three sets of phase-locked circuits in parallel. Based on this, as shown in FIG. 11, there are n phase-locked circuits PLL1 and PLL2 having secondary characteristics.
… It is possible to connect PLLn in parallel. That is, in this case, n−1 attenuators (G 1 , G 2 , G 3 , ..., Gn
By changing each attenuation ratio in ( 1 ), the transfer function H (s) from the input signal to the output signal of the n-th phase locked loop PLLn changes from the 2nd order to the 2nth order.

すなわち、H(s)が、 2次 G1=0、G2=0、 …Gn−2=0、Gn−1=0 2次と4次の間 G1=0、G2=0、 …Gn−2=0、0<Gn−1<1 4次 G1=0、G2=0、 …Gn−2=0、Gn−1=1 4次と6次の間 G1=0、G2=0、 …0<Gn−1<1、Gn−1=1 6次 G1=0、G2=0、 …Gn−2=1、Gn−1=1 2n−2次 G1=0、G2=1 …Gn−2=1、Gn−1=1 2n−2次と2n次の間 0<G1<1、G2=1 …Gn−2=1、Gn−1=1 2n次 G1=1、G2=1 …Gn−2=1、Gn−1=1 となる。しかしてより広範囲の次数制御が可能となり、
2n次にすると、雑音が抑圧された出力を得られる。
That is, H (s) is quadratic G 1 = 0, G 2 = 0, ... Gn-2 = 0, Gn-1 = 0 between 2nd and 4th orders G 1 = 0, G 2 = 0, ... Gn- 2 = 0, 0 <Gn-1 <1 4th order G 1 = 0, G 2 = 0, ... Gn-2 = 0, Gn-1 = 1 between 4th order and 6th order G 1 = 0, G 2 = 0, ... 0 <Gn-1 <1 , Gn-1 = 1 6 primary G 1 = 0, G 2 = 0, ... Gn-2 = 1, Gn-1 = 1 2n-2 primary G 1 = 0, G 2 = 1 ... Gn-2 = 1, Gn-1 = 1 2n-2 order and 2n between: 0 <G 1 <1, G 2 = 1 ... Gn-2 = 1, Gn-1 = 1 2n Next G 1 = 1, the G 2 = 1 ... Gn-2 = 1, Gn-1 = 1. Therefore, a wider range of order control becomes possible,
In the 2n order, an output with suppressed noise can be obtained.

次にこのような位相同期回路を基礎としてなされた本
発明の他の実施例を以下に説明する。
Another embodiment of the present invention based on such a phase locked loop will be described below.

第12図は本発明の他の実施例に係る位相同期回路の構
成を示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of a phase locked loop circuit according to another embodiment of the present invention.

すなわち同図に示すように、この実施例の位相同期回
路は、N組の位相同期回路PLL1、PLL2…PLLNから構成さ
れるとともに、第1の位相同期回路PLL1から第N−1の
位相同期回路PLLN−1までが並列的に接続され、第Nの
位相同期回路PLLNが第N−1の位相同期回路PLLN−1の
後段に直列的に接続される。しかして、このように構成
された位相同期回路によれば雑音抑圧能力を上述した各
位相同期回路に比べさらに向上させることができる なお、以上の回路説明はすべて、アナログ回路による
ものであったが、文献「PLL−ICの使い方」に記されて
いる従来技術を利用し入力信号をAD変換した後、2進デ
ータの乗算、加算、遅延で動作を実現するディジタル信
号処理型式による回路構成も当然考えられる。その場合
も上述した実施例と同様にループの次数制御、帯域制御
が容易に行なえる。
That is, as shown in the figure, the phase-locked loop of this embodiment is composed of N sets of phase-locked loops PLL1, PLL2 ... PLLN, and the first phase-locked loops PLL1 to N-1. Up to PLLN-1 are connected in parallel, and the Nth phase-locked loop PLLN is connected in series after the N-1th phase-locked loop PLLN-1. Therefore, according to the phase-locked loop circuit configured in this way, the noise suppression capability can be further improved compared to the above-mentioned phase-locked loop circuits. In addition, all the above-mentioned circuit explanations are based on analog circuits. , The circuit configuration by the digital signal processing type that realizes the operation by the multiplication, addition, and delay of binary data after the AD conversion of the input signal by using the conventional technology described in the document "How to use PLL-IC" Conceivable. Also in that case, the loop order control and the band control can be easily performed as in the above-described embodiment.

[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、安定な高次の位
相同期回路が実現され、雑音の抑圧された出力を得るこ
とが可能となる。また次数の制御が容易であり入力信号
対雑音比に応じたループ帯域の制御が可能となる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to realize a stable high-order phase locked loop and obtain an output with suppressed noise. In addition, the order can be easily controlled, and the loop band can be controlled according to the input signal-to-noise ratio.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の一実施例に係る位相同期回路の構成を
示すブロック図、第2図は第1図に示す位相同期回路の
位相に着目した等価ブロック図、第3図は振幅制限回路
の一例の構成を示すブロック図、第4図は第3図に示す
振幅制限回路におけるソフトリミタの特性図、第5図は
第3図に示す振幅制限回路における帯域通過フィルタの
特性図、第6図は振幅制限回路の他の例の構成を示すブ
ロック図、第7図は第6図に示す振幅制限回路における
ハードリミタの特性図、第8図は第6図に示す振幅制限
回路の帯域通過フィルタの特性図、第9図は本発明の他
の実施例の基礎となった位相同期回路の構成を示すブロ
ック図、第10図は第9図に示す位相同期回路の位相に着
目した等価ブロック図、第11図は第10図の応用例の位相
同期回路の構成を示すブロック図、第12図は本発明の他
の実施例に係る位相同期回路の構成を示すブロック図、
第13図は従来の位相同期回路の構成を示すブロック図、
第14図は第13図に示す位相同期回路の位相に着目した等
価ブロック図である。 9……第1の位相同期回路 10……第2の位相同期回路 11……第3の位相同期回路 12……第1の位相比較器 13……第1のループフィルタ 14……第1の電圧制御発振器 16……第1の減衰器 17……反転器 18……第2の位相比較器 19……第1の加算器 20……第2のループフィルタ 21……第2の電圧制御発振器 22……第2の減衰器 23……第3の位相比較器 24……第2の加算器 25……第3のループフィルタ 26……第3の電圧制御発振器
1 is a block diagram showing the configuration of a phase locked loop circuit according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an equivalent block diagram focusing on the phase of the phase locked loop circuit shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an amplitude limiting circuit. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of an example of the configuration, FIG. 4 is a characteristic diagram of a soft limiter in the amplitude limiting circuit shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a characteristic diagram of a bandpass filter in the amplitude limiting circuit shown in FIG. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of another example of the amplitude limiting circuit, FIG. 7 is a characteristic diagram of a hard limiter in the amplitude limiting circuit shown in FIG. 6, and FIG. 8 is a bandpass filter of the amplitude limiting circuit shown in FIG. FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of a phase locked loop which is the basis of another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is an equivalent block diagram focusing on the phase of the phase locked loop shown in FIG. , Fig. 11 shows the configuration of the phase-locked loop of the application example of Fig. 10. Block diagram, FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a phase synchronizing circuit according to another embodiment of the present invention,
FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of a conventional phase locked loop,
FIG. 14 is an equivalent block diagram focusing on the phase of the phase locked loop circuit shown in FIG. 9 ... First phase-locked circuit 10 ... Second phase-locked circuit 11 ... Third phase-locked circuit 12 ... First phase comparator 13 ... First loop filter 14 ... First Voltage-controlled oscillator 16 ... First attenuator 17 ... Inverter 18 ... Second phase comparator 19 ... First adder 20 ... Second loop filter 21 ... Second voltage-controlled oscillator 22 …… Second attenuator 23 …… Third phase comparator 24 …… Second adder 25 …… Third loop filter 26 …… Third voltage controlled oscillator

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】少なくとも位相比較器とループフィルタと
電圧制御発振器とから構成される少なくとも3組の位相
同期回路からなり、 受信信号を第1および第2の位相同期回路の入力とし、
前記第1の位相同期回路の位相比較器の出力に応じた所
定の出力を前記第2の位相同期回路のループフィルタの
入力に重畳し、 前記第2の位相同期回路の電圧制御発振器の出力を第3
の位相同期回路の入力とし、前記第2の位相同期回路の
位相比較器の出力に応じた所定の出力を前記第3の位相
同期回路のループフィルタの入力に重畳し、前記第3の
位相同期回路の電圧制御発振器の出力を出力信号とした ことを特徴とする位相同期回路。
1. At least three sets of phase-locked circuits each comprising at least a phase comparator, a loop filter, and a voltage-controlled oscillator, wherein a received signal is input to the first and second phase-locked circuits,
A predetermined output corresponding to the output of the phase comparator of the first phase locked loop is superimposed on the input of the loop filter of the second phase locked loop, and the output of the voltage controlled oscillator of the second phase locked loop is obtained. Third
And a predetermined output corresponding to the output of the phase comparator of the second phase-locked circuit is superimposed on the input of the loop filter of the third phase-locked circuit to obtain the third phase-locked circuit. A phase locked loop circuit characterized in that the output of the voltage controlled oscillator of the circuit is used as the output signal.
【請求項2】受信信号を入力とする複数の位相同期回路
と、これら位相同期回路の所定の1組の位相同期回路の
電圧制御発振器の出力を入力とする1組の位相同期回路
から構成されることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の位相同期回路。
2. A plurality of phase-locked circuits receiving a received signal as input, and a set of phase-locked circuits receiving the output of a voltage-controlled oscillator of a predetermined set of these phase-locked circuits. The phase locked loop circuit according to claim 1, wherein:
JP62066704A 1987-03-20 1987-03-20 Phase synchronization circuit Expired - Lifetime JP2514955B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62066704A JP2514955B2 (en) 1987-03-20 1987-03-20 Phase synchronization circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62066704A JP2514955B2 (en) 1987-03-20 1987-03-20 Phase synchronization circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63232713A JPS63232713A (en) 1988-09-28
JP2514955B2 true JP2514955B2 (en) 1996-07-10

Family

ID=13323589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62066704A Expired - Lifetime JP2514955B2 (en) 1987-03-20 1987-03-20 Phase synchronization circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2514955B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2800305B2 (en) * 1989-09-27 1998-09-21 キヤノン株式会社 Clock generation circuit
JP2560982B2 (en) * 1993-06-29 1996-12-04 日本電気株式会社 Clock extraction circuit
US7512203B2 (en) * 2005-03-30 2009-03-31 Silicon Laboratories Inc. Data cleaning with an asynchronous reference clock

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63232713A (en) 1988-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4827225A (en) Fast locking phase-locked loop utilizing frequency estimation
US5585801A (en) Analogue-to-digital converters and digital modulators
KR960001074B1 (en) Multiple latched accumulator &amp; fractional n-synthesizer
EP0526573B1 (en) Clock recovery circuit without jitter peaking
US4649507A (en) Segmented transversal filter
US5694068A (en) Digital phase-locked loop (PLL) having multilevel phase comparators
JPH05284016A (en) Phase locked loop
JP2514955B2 (en) Phase synchronization circuit
US5864248A (en) Phase-locked loop circuit for reproducing clock signals synchronized with transmitter in receiver
JPS59158110A (en) Fm demodulator
US5175510A (en) Loop filter for a frequency synthesizer
US5546431A (en) Programmable digital filter with substantially equal bandwidth increments
JP2674295B2 (en) Speed conversion circuit
US5268655A (en) Device and method for automatically adjusting a phase-locked loop
EP0863615B1 (en) Frequency tracking arrangements
US4023115A (en) Means for controlling the phase or frequency output of an oscillator in a loop circuit
AU656101B2 (en) Phase-locked circuit capable of being quickly put in a phase-locked state
US6329847B1 (en) Radio device including a frequency synthesizer and phase discriminator for such a device
KR0184916B1 (en) Fully secondary dpll and destuffing circuit employing same
JPS62253224A (en) Phase synchronizing circuit
JP4418614B2 (en) Frequency synthesizer
US5226059A (en) DSP line equalizer
JPS6331314A (en) Phase locked loop circuit
JPS6387019A (en) Phase locked loop circuit
JPH01165226A (en) Phase locked loop oscillator