JP2518860B2 - Phase synchronization circuit - Google Patents

Phase synchronization circuit

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JP2518860B2
JP2518860B2 JP62215093A JP21509387A JP2518860B2 JP 2518860 B2 JP2518860 B2 JP 2518860B2 JP 62215093 A JP62215093 A JP 62215093A JP 21509387 A JP21509387 A JP 21509387A JP 2518860 B2 JP2518860 B2 JP 2518860B2
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【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 ディジタル位相変調波の復調装置等に用いられる位相
同期回路に関し、 種々の入力信号周波数に対しても一つの回路で容易に
対応することができ、かつ小型で高速動作可能とするこ
とを目的とし、 入力信号が入力される位相比較器、位相比較器の位相
検出信号が入力さるループフィルタ、ループフィルタの
出力信号に応じて発振周波数が変わる発振出力を発生し
て位相比較器に与える制御発振器を具備する位相同期回
路であって、位相比較器は入力信号と制御発振器の発振
出力との間の位相の進み又は遅れに応じて2値信号を位
相検出信号として出力するように構成され、ループフィ
ルタは位相検出信号に応じて一定周期のクロックをアッ
プカウント又はダウンカウントするアップダウンカウン
ト部、および、位相検出信号に応じてアップダウンカウ
ント部のカウント出力を一定値幅で変化させてループフ
ィルタの出力信号とする演算部を含み構成される。
The present invention relates to a phase locked loop circuit used in a demodulator of a digital phase modulated wave, etc., and a single circuit can easily cope with various input signal frequencies and is small in size. In order to enable high-speed operation, the phase comparator that receives the input signal, the loop filter that receives the phase detection signal from the phase comparator, and the oscillation output that changes the oscillation frequency according to the output signal of the loop filter are generated. A phase-locked loop circuit including a control oscillator for providing a phase comparator with a phase detection signal according to the advance or delay of the phase between the input signal and the oscillation output of the control oscillator. The loop filter is configured to output as, and the loop filter includes an up-down count unit that up-counts or down-counts a clock having a constant period according to the phase detection signal, and Configured comprises computing unit for counting the output of the up-down counter unit is changed with a constant width in accordance with a phase detection signal as an output signal of the loop filter.

〔産業上の利用分野〕[Industrial applications]

本発明は位相同期回路(PLL:フェーズロックドルー
プ)に関する。本発明の位相同期回路は例えばディジタ
ル位相変調波を復調する復調装置における基準搬送波再
生回路に用いることができる。
The present invention relates to a phase locked loop (PLL: phase locked loop). The phase locked loop circuit of the present invention can be used as a reference carrier wave recovery circuit in a demodulator for demodulating a digital phase modulated wave, for example.

ディジタル位相変調によるデータ伝送方式は無線通信
あるいは衛星通信などの分野で多く利用されている。特
に衛星通信では、衛星中継器に入出力非直線性があるた
め、この非直線歪に強いBPSK(2相位相変調)またはQP
SK(4相位相変調)などの変調方式が実用化されてい
る。衛星中継で伝送可能な容量は地球局の規模、例えば
アンテナ直径や高出力増幅器の出力電力など、あるいは
衛星中継器の能力などで決まる。一般に小型地球局では
伝送容量が小さいが、大型局では伝送容量を大きくする
ことが可能である。こ伝送容量の変化はディジタル位相
変調の場合、変調速度の変化となる。したがって多様な
伝送容量に対応するためには多様な速度の変復調器を必
要とする。一般にアナログ技術で変復調装置を実現する
場合、一つの変復調装置で変調速度を大幅に変更するこ
とは困難であり、このため変調速度毎に個別に設計され
た変復調器が使用されている。
The data transmission method using digital phase modulation is widely used in fields such as wireless communication and satellite communication. Especially in satellite communication, since the satellite repeater has input / output nonlinearity, BPSK (two-phase phase modulation) or QP that is strong against this nonlinear distortion is used.
Modulation methods such as SK (4-phase phase modulation) have been put to practical use. The capacity that can be transmitted by satellite relay is determined by the scale of the earth station, for example, the antenna diameter, the output power of the high output amplifier, or the capacity of the satellite repeater. Generally, a small earth station has a small transmission capacity, but a large station can increase the transmission capacity. In the case of digital phase modulation, this change in transmission capacity results in a change in modulation rate. Therefore, in order to support various transmission capacities, various speed modulator / demodulators are required. Generally, when implementing a modulator / demodulator by analog technology, it is difficult to greatly change the modulation speed with one modulator / demodulator. Therefore, a modulator / demodulator designed individually for each modulation speed is used.

一方、ディジタル技術を使用すれば一つの装置で多様
な変調速度に対応できる可能性がある。本発明の位相同
期回路は、かかる可変速度変復調器を実現するための復
調基準搬送波再生回路等に利用できるものである。
On the other hand, if digital technology is used, there is a possibility that one device can handle various modulation rates. The phase locked loop circuit of the present invention can be used as a demodulation reference carrier wave reproduction circuit for realizing such a variable speed modulator / demodulator.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

位相同期回路を用いたディジタル位相変調波の復調回
路の従来例が第8図に示される。図中、10はQPSK波が入
力される直交同期検波器、11および12は直交同期検波器
10の同相信号Iおよび直交信号QをA/D変換するA/D変換
器、50はA/D変換器11の振幅ビットとA/D変換器12の極性
ビットAの積演算を行う積演算回路、51はA/D変換器12
の振幅ビットとA/D変換器11の極性ビットBの積演算を
行う積演算回路、52は積演算回路50と51の出力を加算す
る加算回路である。A/D変換器11と12および加算回路52
は非線形位相比較器5を構成している。極性ビットA,B
は復調データ出力として用いられる。6はループフィル
タであり、加算回路60と61、定数αを乗じる乗算回路6
2、単位遅延を与える遅延回路63を含み構成される。3
はD/A変換器、4は電圧制御発振器である。
A conventional example of a demodulation circuit for a digital phase modulated wave using a phase locked loop circuit is shown in FIG. In the figure, 10 is a quadrature synchronous detector to which a QPSK wave is input, and 11 and 12 are quadrature synchronous detectors.
An A / D converter for A / D converting the in-phase signal I and the quadrature signal Q of 10, and 50 is a product for performing the product operation of the amplitude bit of the A / D converter 11 and the polarity bit A of the A / D converter 12. Arithmetic circuit, 51 is A / D converter 12
2 is a product operation circuit for performing a product operation of the amplitude bit of the above and the polarity bit B of the A / D converter 11, and 52 is an adder circuit for adding the outputs of the product operation circuits 50 and 51. A / D converters 11 and 12 and adder circuit 52
Constitutes a non-linear phase comparator 5. Polarity bit A, B
Are used as demodulated data outputs. Reference numeral 6 is a loop filter, which is addition circuits 60 and 61, and a multiplication circuit 6 which multiplies a constant α.
2. It includes a delay circuit 63 for giving a unit delay. Three
Is a D / A converter, and 4 is a voltage controlled oscillator.

この従来形装置の動作が以下に説明される。この装置
は受信4相位相変調信号(QPSK)を電圧制御発振器の出
力信号を基準として直交同期検波器10で直交位相復調す
る。直交復調信号I,QのそれぞれはA/D変換器11,12でA/D
変換され、非線形位相比較器5では360゜の位相範囲で9
0゜毎に4つの安定点をもつように演算される。この演
算は積演算回路50,51、加算回路52で実現される。
The operation of this conventional device is described below. In this device, a quadrature phase demodulation signal (QPSK) is quadrature demodulated by a quadrature synchronous detector 10 with reference to an output signal of a voltage controlled oscillator. Quadrature demodulation signals I and Q are A / D converted by A / D converters 11 and 12, respectively.
It is converted, and in the non-linear phase comparator 5, it is 9 in the 360 ° phase range.
It is calculated so as to have four stable points every 0 °. This calculation is realized by the product calculation circuits 50 and 51 and the addition circuit 52.

ループフィルタ6は位相検出信号をろ波するもので、
乗算回路62の定数αは時定数に関係する。ループフィル
タ6の出力はD/A変換器3でD/A変換されて電圧制御発振
器4を制御するように全体のループが構成されている。
復調出力データはA/D変換器11および12の出力極性ビッ
トA,Bとなる。
The loop filter 6 filters the phase detection signal,
The constant α of the multiplication circuit 62 is related to the time constant. The output of the loop filter 6 is D / A converted by the D / A converter 3, and the entire loop is configured so as to control the voltage controlled oscillator 4.
The demodulated output data becomes output polarity bits A and B of the A / D converters 11 and 12.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

従来の復調装置では、入力QPSK波の変調速度が変わる
と、位相同期回路を構成するループフィルタの定数を変
えねばならず、この変更は容易に行えない。このため種
々の変調速度に対応するためには各変調速度毎に個別に
装置を用意しなければならない。またループフィルタ内
において定数との積演算を必要とするが、積演算回路は
和算回路に比べてハードウェアの規模が大きくなり、か
つ演算時間がかかり高速化の大きな妨げとなる。
In the conventional demodulator, when the modulation speed of the input QPSK wave changes, the constant of the loop filter that constitutes the phase locked loop must be changed, and this change cannot be easily made. Therefore, in order to cope with various modulation rates, it is necessary to individually prepare a device for each modulation rate. In addition, although a product operation with a constant is required in the loop filter, the product operation circuit has a larger hardware scale than the summing circuit and requires a long operation time, which is a major obstacle to speeding up.

したがって、本発明は、種々の入力信号周波数に対し
ても一つの回路で容易に対応することができ、かつ小型
で高速動作の可能な位相同期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 phase locked loop circuit which can easily cope with various input signal frequencies with a single circuit and which is small in size and can operate at high speed.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

第1図は本発明にかかる位相同期回路の原理図であ
る。本発明にかかる位相同期回路は、位相比較器101、
ループフィルタ102、および、制御発振器103を具備して
なり、位相比較器101は入力信号と制御発振器103の発振
出力との間の位相の進み又は遅れに応じた2値信号を位
相検出信号として出力するように構成され、ループフィ
ルタ102は位相検出信号に応じて一定周期のクロックを
アップカウント又はダウンカウントするアップダウンカ
ウント部1020、および、位相検出信号に応じてアップダ
ウンカウント部1020のカウント出力を一定値幅で変化さ
せてループフィルタの出力信号とする演算部1021を含み
構成される。
FIG. 1 is a principle diagram of a phase locked loop according to the present invention. The phase locked loop circuit according to the present invention, the phase comparator 101,
A loop filter 102 and a control oscillator 103 are provided, and the phase comparator 101 outputs a binary signal as a phase detection signal according to the advance or delay of the phase between the input signal and the oscillation output of the control oscillator 103. The loop filter 102 up-down count section 1020 for up-counting or down-counting a clock of a constant cycle according to the phase detection signal, and the count output of the up-down count section 1020 according to the phase detection signal. It is configured to include a calculation unit 1021 that changes the output value of the loop filter by a constant value width.

〔作 用〕[Work]

ループフィルタ102のアップダウンカウント部1020は
入力信号に対して積分器として機能し、また演算部1021
は入力信号の周波数の増大に対してループフィルタに一
定値の伝達関数を与えるように機能する。この結果、ル
ープフィルタ102は第2図に示されるようにな伝達関数
特性を有するラグリードフィルタとして機能する。第2
図中、縦軸はループフィルタの伝達関数、横軸は入力信
号周波数を表す。伝達関数は入力信号の周波数が増大す
るにしたがってアップダウンカウント部1020の機能によ
り徐々に減少し、周波数がある程度以上大きくなると次
には演算部1021の機能によりループフィルタに対して一
定値の伝達関数を与えるようになる。このような伝達関
数は位相のラグリード特性を与えるものである。
The up / down count unit 1020 of the loop filter 102 functions as an integrator for the input signal, and the calculation unit 1021
Functions to give a constant value transfer function to the loop filter as the frequency of the input signal increases. As a result, the loop filter 102 functions as a lag lead filter having a transfer function characteristic as shown in FIG. Second
In the figure, the vertical axis represents the transfer function of the loop filter, and the horizontal axis represents the input signal frequency. The transfer function gradually decreases due to the function of the up / down count unit 1020 as the frequency of the input signal increases, and when the frequency becomes higher than a certain level, the transfer function having a constant value with respect to the loop filter is next provided by the function of the calculation unit 1021. To give. Such a transfer function gives the phase lag lead characteristic.

このような構成のループフィルタでは、入力信号の種
々の周波数に対して、アップダウンカウント部1020のク
ロック源の周波数および演算部1021で与える一定値の大
きさを変えることによって容易に対応することがで可能
である。
In the loop filter having such a configuration, it is possible to easily cope with various frequencies of the input signal by changing the frequency of the clock source of the up / down counting unit 1020 and the magnitude of the constant value given by the arithmetic unit 1021. It is possible with.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第3図は本発明の一実施例としての位相同期回路を4
相位相変調波(QPSK波)の復調装置における基準搬送波
再生回路に適用した例を示すブロック図である。図中、
1は位相比較部、2はループフィルタ、3はD/A変換
器、4は電圧制御発振器である。受信されたQPSK波は直
交同期検出器10に入力されて同相信号Iと直交信号Qに
復調される。同相信号Iと直交信号QはA/D変換器11と1
2とにそれぞれ入力されて自然2進数にA/D変換された
後、さらにビット変換器13と14に入力されて折り返し2
進数に変換される。
FIG. 3 shows a phase locked loop circuit according to an embodiment of the present invention.
It is a block diagram showing an example applied to a reference carrier wave recovery circuit in a phase-modulation wave (QPSK wave) demodulation device. In the figure,
1 is a phase comparator, 2 is a loop filter, 3 is a D / A converter, and 4 is a voltage controlled oscillator. The received QPSK wave is input to the quadrature synchronization detector 10 and demodulated into the in-phase signal I and the quadrature signal Q. The in-phase signal I and the quadrature signal Q are A / D converters 11 and 1
After being input to 2 and A / D converted to natural binary numbers, they are further input to bit converters 13 and 14 and folded 2
Converted to base.

第4図は、A/D変換ビット数が3ビットの場合につい
てのビット変換器13と14の詳細な構成を示す。図示の如
く、この回路は排他的NOR回路を二つ用いて構成するこ
とができる。A/D変換ビット数は任意のビット数に拡張
できることは言うまでもない。自然2進数から折り返し
2進数への変換は第5図に示される如くに行われる。変
換後の折り返し2進数のMSB(最上位桁ビット)は極性
ビット、その余の下位桁ビットは振幅ビットと称されて
いる。
FIG. 4 shows a detailed configuration of the bit converters 13 and 14 when the number of A / D conversion bits is 3 bits. As shown, this circuit can be constructed using two exclusive NOR circuits. It goes without saying that the A / D conversion bit number can be expanded to any bit number. The conversion from natural binary numbers to folded binary numbers is performed as shown in FIG. The MSB (most significant digit bit) of the converted folded binary number after conversion is called a polarity bit, and the remaining lower digit bits are called amplitude bits.

ビット変換器13と14の極性ビットAとBは復調データ
出力として用いられるとともに、排他的論理和回路16に
入力される。またビット変換器13と14の振幅ビットはそ
れぞれ振幅比較器15に入力される。排他的論理和回路16
の出力信号および振幅比較器15の出力信号はさらに排他
的論理割回路17に入力される。
The polarity bits A and B of the bit converters 13 and 14 are used as demodulated data outputs and are input to the exclusive OR circuit 16. The amplitude bits of the bit converters 13 and 14 are input to the amplitude comparator 15, respectively. Exclusive OR circuit 16
And the output signal of the amplitude comparator 15 are further input to the exclusive logical division circuit 17.

位相比較部1の位相検出信号は、後述するように、入
力信号と電圧制御発振器4の発振出力との位相の進み/
遅れに対応した2値信号となる。この位相検出信号はア
ップダウンカウンタ21および加減算回路22に入力され
る。アップダウンカウンタ21にはクロック源20から一定
周期のクロックが入力されており、このクロックを位相
検出信号の2値状態、すなわち進み/遅れ状態,に応じ
てアップカウントあるいはダウンカウントする。そのカ
ウント出力信号は加減算回路22に入力される。加減算回
路22にはループ定数設定回路23から一定の定数βが入力
されており、位相検出信号の2値状態に応じてアップダ
ウンカウンタ21のカウント出力信号からループ定数設定
回路23の定数βを加算あるいは減算する。
As will be described later, the phase detection signal of the phase comparison unit 1 has a phase lead / advanced phase between the input signal and the oscillation output of the voltage controlled oscillator 4.
It becomes a binary signal corresponding to the delay. This phase detection signal is input to the up / down counter 21 and the addition / subtraction circuit 22. A clock having a constant cycle is input from the clock source 20 to the up / down counter 21, and the clock is up-counted or down-counted according to the binary state of the phase detection signal, that is, the lead / lag state. The count output signal is input to the adder / subtractor circuit 22. A constant constant β is input to the adder / subtractor circuit 22 from the loop constant setting circuit 23, and the constant β of the loop constant setting circuit 23 is added from the count output signal of the up / down counter 21 according to the binary state of the phase detection signal. Or subtract.

加減算回路22の出力信号はループフィルタ2の出力信
号としてD/A変換器3に入力されてD/A変換され、D/A変
換出力信号によって電圧制御発振器4の発振周波数が制
御される。電圧制御発振器4の発振出力は直交同期検出
器10に基準搬送波として供給される。
The output signal of the adder / subtractor circuit 22 is input to the D / A converter 3 as the output signal of the loop filter 2 and D / A converted, and the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 4 is controlled by the D / A converted output signal. The oscillation output of the voltage controlled oscillator 4 is supplied to the quadrature synchronization detector 10 as a reference carrier.

実施例装置の動作が以下に説明される。直交同期検出
器10は電圧制御発振器4の発振出力信号を基準搬送波と
して受信QPSK波を直交同期検波する。検波出力のベース
バンド信号は図示しない低域フィルタでろ波されて同相
信号Iおよび直交信号Qが得られ、これらはA/D変換器1
1と12でそれぞれ自然2進数のディジタル信号にアナロ
グ/ディジタル変換され、さらにビット変換器13と14で
それぞれ折り返し2進数に変換される。
The operation of the embodiment device will be described below. The quadrature synchronization detector 10 uses the oscillation output signal of the voltage controlled oscillator 4 as a reference carrier to detect the received QPSK wave in quadrature synchronization. The baseband signal of the detection output is filtered by a low-pass filter (not shown) to obtain an in-phase signal I and a quadrature signal Q, which are A / D converter 1
1 and 12 perform analog / digital conversion into digital signals of natural binary numbers, and bit converters 13 and 14 respectively convert the signals into folded binary numbers.

同相信号Iおよび直交信号Qの極性ビット同士は排他
的論理和回路16で排他的論理和がとられ、また進幅ビッ
ト同士はは振幅比較器15で進幅の大小振幅が行われる。
振幅比較器15の比較結果、出力信号と排他的論理和回路
16の出力信号は排他的論理和回路17によって再び排他的
論理和がとられ、排他的論理和回路17の出力信号が位相
検出信号となる。
The exclusive OR circuit 16 performs an exclusive OR between the polarity bits of the in-phase signal I and the quadrature signal Q, and the amplitude comparator 15 performs the advance and decrease of the advance width between the advance bits.
Comparison result of amplitude comparator 15, output signal and exclusive OR circuit
The output signal of 16 is exclusive ORed again by the exclusive OR circuit 17, and the output signal of the exclusive OR circuit 17 becomes the phase detection signal.

この位相検出信号の状態が第6図に示される。第6図
は位相比較特性を示すもので、横軸は受信QPSK波と電圧
制御発振器4からの基準搬送波との位相差Δθ、縦軸
(a)は直交同期検出器路10の直交検波出力電圧、縦軸
(b)は位相比較部1の位相検出信号を表す。図示の如
く、位相検出信号としては入力位相差Δθが360゜の範
囲で90゜毎に4つの位相進み/遅れに論理出力が得られ
る。このループの同期安定状態では進み/遅れの論理の
判定が時間率で等しくなるように制御が行われ、第6図
中に丸印を付けた位置が安定点となる。このように本実
施例装置の位相比較部1では、位相の進み/遅れが1ビ
ットの2値信号で表され、例えば進みの時は“1"、遅れ
の時は“0"となる。
The state of this phase detection signal is shown in FIG. FIG. 6 shows the phase comparison characteristics, where the horizontal axis is the phase difference Δθ between the received QPSK wave and the reference carrier from the voltage controlled oscillator 4, and the vertical axis (a) is the quadrature detection output voltage of the quadrature synchronization detector path 10. The vertical axis (b) represents the phase detection signal of the phase comparison unit 1. As shown in the figure, as the phase detection signal, logical outputs are obtained with four phase leads / lags every 90 ° in the range of the input phase difference Δθ of 360 °. In the synchronization stable state of this loop, control is performed so that the lead / lag logic determinations are equal at the time rate, and the position marked with a circle in FIG. 6 is the stable point. In this way, in the phase comparison unit 1 of the apparatus of the present embodiment, the lead / lag of the phase is represented by a 1-bit binary signal, for example, "1" for lead and "0" for delay.

比較検出信号はループフィルタ2に入力される。ルー
プフィルタ2においては、アップダウンカウンタ21のア
ップダウンカウント制御が位相比較部1からの位相検出
信号の進み/遅れ状態に応じて行われる。例えば進み状
態ではカウントアップ、遅れ状態ではカウントダウンに
制御される。このようにアップダウンカウンタ21は、ク
ロック源20から送られてくるクロックパルスを、アップ
制御状態ではパルスが入力される毎にカウント値を1ず
つ増加させ、ダウン制御状態では1ずつ減少させてカウ
ントし、得られたウント値をカウント出力信号として出
力するものである。
The comparison detection signal is input to the loop filter 2. In the loop filter 2, the up / down count control of the up / down counter 21 is performed according to the lead / lag state of the phase detection signal from the phase comparator 1. For example, it is controlled to count up in the advanced state and to count down in the delayed state. As described above, the up / down counter 21 counts the clock pulse sent from the clock source 20 by incrementing the count value by 1 each time the pulse is input in the up control state and decrementing the count value by 1 in the down control state. Then, the obtained count value is output as a count output signal.

加減算回路22ではアップダウンカウンタ21からのカウ
ント出力信号とループ定数設定回路23からの定数βとの
加減/減算を、位相検出信号の進み/遅れ状態に応じて
行う。例えば進み位相の時はカウント出力信号に定数β
を加算し、遅れ位相の時はカウント出力信号から定数β
を減算するように動作する。この結果、アップダウンカ
ウンタ21のカウント出力信号は位相検出信号の進み/遅
れ状態に応じて±βの一定値幅で変化することになり、
これによりループフィルタの伝達関数は、第2図に示す
如く、入力信号周波数の或る程度以上の増加に対しても
常に一定値を持つようになる。
The addition / subtraction circuit 22 performs addition / subtraction / subtraction of the count output signal from the up / down counter 21 and the constant β from the loop constant setting circuit 23 according to the lead / lag state of the phase detection signal. For example, when the phase is advanced, the count output signal has a constant β
Is added, and when there is a delay phase, a constant β is obtained from the count output signal.
Works like subtracting. As a result, the count output signal of the up / down counter 21 changes within a constant value width of ± β according to the lead / lag state of the phase detection signal,
As a result, the transfer function of the loop filter always has a constant value even when the input signal frequency increases to some extent or more, as shown in FIG.

このようなループフィルタでは、アップダウンカウン
タ21は積分器として動作し、アップダウンカウンタ21の
カウント値に一定値の変動を与える加減算回路22および
ループ定数設定回路23の機能とあいまってループフィル
タ2の伝達関数を第2図に示されるようなラグリード特
性を持ったものにする。この場合、定数の加減算を行う
定数値は引込み周波数範囲を決める。
In such a loop filter, the up / down counter 21 operates as an integrator, and together with the functions of the adder / subtractor circuit 22 and the loop constant setting circuit 23 that give a constant value fluctuation to the count value of the up / down counter 21, the loop filter 2 The transfer function is made to have a lag lead characteristic as shown in FIG. In this case, the constant value for adding and subtracting the constant determines the pull-in frequency range.

ループフィルタ2の出力信号はD/A変換器3を介して
電圧制御発振器4の制御電圧端子に印加されて電圧制御
発振器4の発振周波数を制御し、電圧制御発振器4から
の発振出力は基準搬送波として直交同期検出器10に供給
される。
The output signal of the loop filter 2 is applied to the control voltage terminal of the voltage controlled oscillator 4 via the D / A converter 3 to control the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 4, and the oscillation output from the voltage controlled oscillator 4 is the reference carrier wave. Is supplied to the quadrature synchronization detector 10.

このような実施例装置では入力QPSK波の変調速度が変
化した場合、ループフィルタ2のクロック源20の発振周
波数とループ定数設定回路23の定数βとを変えることに
よって容易に対応することができる。
In such an embodiment apparatus, when the modulation speed of the input QPSK wave changes, it can be easily dealt with by changing the oscillation frequency of the clock source 20 of the loop filter 2 and the constant β of the loop constant setting circuit 23.

また位相比較部1およびループフィルタ2は積演算を
行わなくともよい構成となっているので、回路を小型化
し、かつ高速動作可能とすることができる。
Further, since the phase comparison unit 1 and the loop filter 2 do not have to perform the product calculation, the circuit can be downsized and the high speed operation can be performed.

本実施の実施にあたっては種々の変更態様が可能であ
る。第7図はかかる変更例を示すブロック図であり、ル
ープフィルタの他の実施例を示している。この変更例で
はアップダウンカウンタ21のカウント出力信号は加算回
路25およびセレクタ26にそれぞれ入力される。加算回路
25は定数値回路24から一定の定数γが入力されており、
この定数γとアップダウンカウンタ21のカウント出力信
号とを加算し、その加算出力信号をセレクタ26に送る。
セレクタ26は位相検出信号の進み/遅れ状態に応じてア
ップダウンカウンタ21のカウント出力信号あるいは加算
回路25の加算出力信号の一方を選択してループフィルタ
の出力信号として送出する。このような構成とすること
によってもアップダウンカウンタ21のカウント値を位相
検出信号の進み/遅れ状態に応じて一定値幅で変化さ
せ、第2図のような特性を得ることができるものであ
る。
Various modifications are possible in carrying out the present embodiment. FIG. 7 is a block diagram showing such a modification, showing another embodiment of the loop filter. In this modification, the count output signal of the up / down counter 21 is input to the adder circuit 25 and the selector 26, respectively. Adder circuit
25 has a constant constant γ input from the constant value circuit 24,
This constant γ is added to the count output signal of the up / down counter 21, and the added output signal is sent to the selector 26.
The selector 26 selects either the count output signal of the up / down counter 21 or the addition output signal of the adder circuit 25 according to the lead / lag state of the phase detection signal and sends it as the output signal of the loop filter. With such a configuration, the count value of the up / down counter 21 can be changed with a constant value width according to the lead / lag state of the phase detection signal, and the characteristic as shown in FIG. 2 can be obtained.

また他の変更例として、上述の実施例では電圧制御発
振器にアナログ型のものを用いたが、もちろんディジタ
ル型電圧制御発振器であってもよく、この場合はD/A変
換器3は不要となる。さらに位相比較部の構成について
いえば、ビット変換器13,14はA/D変換器11,12がもとも
と折り返し2進数を出力するように構成されているもの
である場合には不要となる。また極性ビットA,Bと振幅
比較器15の出力信号との排他的論理和をとる回路の構成
は第3図のもに限らず、これら3者間の排他的論理和を
とる回路であればよく、例えば極性ビットAと振幅比較
器15の出力信号の排他的論理和をとり、その後にその結
果と残りの極性ビットBとの排他的論理和をとるような
構成であってもよい。
As another modification, in the above-described embodiment, an analog type voltage control oscillator is used, but of course a digital type voltage control oscillator may be used, and in this case, the D / A converter 3 becomes unnecessary. . Further, regarding the configuration of the phase comparison unit, the bit converters 13 and 14 are not necessary when the A / D converters 11 and 12 are originally configured to output a folded binary number. The configuration of the circuit for obtaining the exclusive OR of the polarity bits A and B and the output signal of the amplitude comparator 15 is not limited to that shown in FIG. Of course, for example, the exclusive OR of the polarity bit A and the output signal of the amplitude comparator 15 may be obtained, and then the exclusive OR of the result and the remaining polarity bit B may be obtained.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、入力信号の種々の速度(周波数)に
対しても、ループフィルタ内のクロック周波数と定数と
を変えることによって容易に対応することができる。ま
た回路内から積演算を行う箇所を無くすことができるの
で、ハードウェアの小型化と動作速度の高速化を図るこ
とが可能である。さらに回路の主な構成要素はカウン
タ、ゲート論理回路であるので、LSI化に有利である。
According to the present invention, it is possible to easily cope with various speeds (frequency) of the input signal by changing the clock frequency and the constant in the loop filter. Further, since it is possible to eliminate a portion for performing the product operation from the inside of the circuit, it is possible to reduce the size of the hardware and increase the operation speed. Furthermore, the main constituent elements of the circuit are the counter and the gate logic circuit, which is advantageous for LSI implementation.

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

第1図は本発明にかかる位相同期回路の原理図、第2図
は本発明の位相同期回路のループフィルタの伝達関数を
示す特性図、第3図は本発明の一実施例としての位相同
期回路をQPSK波の復調装置に用いた例を示すブロック
図、第4図は実施例装置のビット変換器の詳細な構成を
示すブロック図、第5図は折り返し2進数への変換状態
を示す図、第6図は位相比較特性を示す図、第7図は本
発明の変更例を示すブロック図、第8図は従来の位相同
期回路を用いたQPSK波の復調装置を示すブロック図であ
る。 1……位相比較部、2……ループフィルタ、 3……D/A変換器、4……電圧制御発振器、 10……直交同期検出器、11,12……A/D変換器、 13,14……ビット変換器、15……振幅比較器、 16,17……排他的論理和回路、20……クロック源、 21……アップダウンカウンタ、 22……加減算回路、23……ループ定数設定回路、 24……定数値回路、25……加算回路、 26……セレクタ。
1 is a principle diagram of a phase locked loop circuit according to the present invention, FIG. 2 is a characteristic diagram showing a transfer function of a loop filter of the phase locked loop circuit of the present invention, and FIG. 3 is a phase locked loop as an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing an example in which the circuit is used for a QPSK wave demodulation device, FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration of a bit converter of the embodiment device, and FIG. 5 is a diagram showing a conversion state into a folded binary number. FIG. 6 is a diagram showing a phase comparison characteristic, FIG. 7 is a block diagram showing a modified example of the present invention, and FIG. 8 is a block diagram showing a QPSK wave demodulation device using a conventional phase synchronization circuit. 1 ... Phase comparator, 2 ... Loop filter, 3 ... D / A converter, 4 ... Voltage controlled oscillator, 10 ... Quadrature synchronization detector, 11, 12 ... A / D converter, 13, 14 …… bit converter, 15 …… amplitude comparator, 16,17 …… exclusive OR circuit, 20 …… clock source, 21 …… up / down counter, 22 …… addition / subtraction circuit, 23 …… loop constant setting Circuit, 24 …… Constant value circuit, 25 …… Adding circuit, 26 …… Selector.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】入力信号が入力される位相比較器(10
1)、該位相比較器(101)の位相検出信号が入力される
ループフィルタ(102)、該ループフィルタ(102)の出
力信号に応じて発振周波数が変わる発振出力を発生して
前記位相比較器(101)に与える制御発振器(103)を具
備する位相同期回路であって、 前記位相比較器(101)は入力信号と前記制御発振器(1
03)の発振出力との間の位相の進み又は遅れを示す信号
を位相検出信号として出力するように構成され、 前記ループフィルタ(102)は、 前記位相検出信号に応じて一定周期のクロックをアップ
カウント又はダウンカウントするアップダウンカウント
部(21)と、 設定されたループ定数(β)を保持し出力するループ定
数設定回路(23)と、 前記アップダウンカウント部(21)のカウント出力に対
して、前記ループ定数設定回路(23)から出力される前
記ループ定数(β)を、前記位相検出信号に応じて、加
算または減算し、その結果を前記ループフィルタ(10
2)の出力信号として前記制御発振器(103)に出力する
加減算回路(22)とを具備することを特徴とする位相同
期回路。
1. A phase comparator (10) to which an input signal is input.
1), a loop filter (102) to which a phase detection signal of the phase comparator (101) is input, and an oscillation output whose oscillation frequency changes according to an output signal of the loop filter (102) to generate the phase comparator. A phase locked loop circuit comprising a controlled oscillator (103) provided to (101), wherein said phase comparator (101) comprises an input signal and said controlled oscillator (1
03) is configured to output a signal indicating a phase lead or lag between the oscillation output and the oscillation output as a phase detection signal, and the loop filter (102) increases a clock of a constant cycle according to the phase detection signal. An up / down counting unit (21) for counting or down counting, a loop constant setting circuit (23) for holding and outputting a set loop constant (β), and a count output of the up / down counting unit (21) , The loop constant (β) output from the loop constant setting circuit (23) is added or subtracted in accordance with the phase detection signal, and the result is added to the loop filter (10).
A phase locked loop circuit comprising: an adder / subtractor circuit (22) which outputs the output signal of 2) to the controlled oscillator (103).
【請求項2】ディジタル位相変調波を復調する復調装置
における基準搬送波再生回路として用いられる特許請求
の範囲第1項に記載の位相同期回路であって、 該位相比較器(101)は、 ディジタル位相変調波を直交同期検波して同相信号およ
び直交信号を出力する直交同期検波器、 該直交同期検波器の同相信号および直交信号を極性ビッ
トと振幅ビットとからなる折り返し2進数にそれぞれ変
換する変換器、 該変換器で変換された同相信号の振幅ビットおよび直交
信号の振幅ビットの大小比較を行う振幅比較器、 該変換器で変換された同相信号の極性ビットと直交信号
の極性ビット、および該振幅比較器の比較出力信号の3
者間で排他的論理和をとる演算回路、 を具備してなる位相同期回路。
2. The phase synchronization circuit according to claim 1, which is used as a reference carrier recovery circuit in a demodulator for demodulating a digital phase modulated wave, wherein the phase comparator (101) is a digital phase converter. A quadrature synchronous detector for quadrature synchronously detecting a modulated wave and outputting an in-phase signal and a quadrature signal, and converting the in-phase signal and the quadrature signal of the quadrature synchronous detector into a folded binary number composed of polarity bits and amplitude bits, respectively. A converter, an amplitude comparator for comparing the amplitude bit of the in-phase signal and the amplitude bit of the quadrature signal converted by the converter, and a polarity bit of the in-phase signal and a polarity bit of the quadrature signal converted by the converter , And 3 of the comparison output signal of the amplitude comparator
A phase-locked circuit comprising an arithmetic circuit that obtains an exclusive OR between two parties.
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