JP2531614B2 - PLL device - Google Patents

PLL device

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JP2531614B2
JP2531614B2 JP60107777A JP10777785A JP2531614B2 JP 2531614 B2 JP2531614 B2 JP 2531614B2 JP 60107777 A JP60107777 A JP 60107777A JP 10777785 A JP10777785 A JP 10777785A JP 2531614 B2 JP2531614 B2 JP 2531614B2
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop

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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、モデムのような変復調回路等に用いられる
ディジタル型のPLL(Phose Locked Loop)回路に関する
ものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a digital PLL (Phose Locked Loop) circuit used in a modulation / demodulation circuit or the like such as a modem.

(従来の技術) 従来、このような分野の技術としては、電子展望編集
部編「PLL活用ガイド」(昭51−7)誠文堂新光社P.125
−132に記載されるものがあった。以下、その構成を図
を用いて説明する。
(Conventional Technology) Conventionally, as a technology in such a field, “Electronic Outlook Editor” edited “PLL Usage Guide” (Sho 51-7) Seibundo Shinkosha P.125
There was one described in -132. The configuration will be described below with reference to the drawings.

第2図は、従来のディジタル型PLL回路の一構成例を
示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a conventional digital PLL circuit.

このPLL回路は、入力信号Fiを入力する入力端子1、
及びフィードバック信号Ffを出力する出力端子2を有し
ている。これらの入,出力端子1,2間には、位相比較器
3、積分カウンタ等で構成された低域濾波器4、電圧制
御発振器5、及び分周器6が接続されている。
This PLL circuit has an input terminal 1 for inputting an input signal F i ,
And an output terminal 2 for outputting the feedback signal F f . A phase comparator 3, a low-pass filter 4 including an integral counter, a voltage-controlled oscillator 5, and a frequency divider 6 are connected between the input and output terminals 1 and 2.

このPLL回路において、位相比較器3は、入力信号Fi
に対するフィードバック信号Ffの位相差を検出し、その
検出信号を低域濾波器4に与える。低域濾波器4では、
前記検出信号の高周波成分を減衰し、その濾波信号を電
圧制御発振器5へ送る。電圧制御発振器5は、濾波信号
の電圧に応じた周波数の発振信号F0を分周器6へ出力す
る。すると、分周器6では、発振信号F0の周波数を一定
の比率Nで分周し、その信号Ff(=F0/N)をフィードバ
ック信号として位相比較器3に与える。これにより、入
力信号Fiに同期したフィードバック信号Ffが得られる。
In this PLL circuit, the phase comparator 3 outputs the input signal F i
The phase difference of the feedback signal F f with respect to is detected, and the detected signal is given to the low-pass filter 4. In the low pass filter 4,
The high frequency component of the detection signal is attenuated and the filtered signal is sent to the voltage controlled oscillator 5. The voltage controlled oscillator 5 outputs the oscillation signal F 0 having a frequency corresponding to the voltage of the filtered signal to the frequency divider 6. Then, the frequency divider 6 divides the frequency of the oscillating signal F 0 by a constant ratio N, and supplies the signal F f (= F 0 / N) to the phase comparator 3 as a feedback signal. As a result, the feedback signal F f synchronized with the input signal F i is obtained.

以上のようなPLL回路を変復調回路に用い、搬送波の
再生や、復調データのタイミング再生等を行う場合、該
PLL回路の性能がそのまま復調機能の性能(例えば、S/N
対ビット誤り率)を左右する。
When the PLL circuit as described above is used for a modulation / demodulation circuit to reproduce a carrier wave or demodulated data timing,
The performance of the PLL circuit is the same as that of the demodulation function (for example, S / N
Bit error rate).

PLL回路において重要なパラメータは、ある入力信号F
iに対してフィードバック信号Ffを同期させるのに要す
る時間(これを「引込み時間」といい、例えばmsの単位
を有している)と、系統不安定等によって生ずる信号の
変化(これを「ジッタ」という)との関係である。両者
は相反する性質を有し、一方を良くすると、他方が悪く
なってしまう。そのため、従来では、定常的に現われる
ジッタ量少なくして復調機能の性能を向上させていた
が、しかし引込み時間が犠牲になっていた。
An important parameter in the PLL circuit is a certain input signal F
The time required to synchronize the feedback signal F f with respect to i (this is called the "pull-in time", which has a unit of ms, for example), and the change in the signal caused by system instability etc. "Jitter"). Both have opposite properties, and when one is improved, the other becomes worse. Therefore, conventionally, the amount of jitter that appears steadily was reduced to improve the performance of the demodulation function, but the pull-in time was sacrificed.

最近、引込み時間をできる限り速くし、しかも定常的
ジッタ量の少ないPLL回路の出現が望まれている。引込
み時間は、基本的には、第2図中低域濾波器4の時定数
と、その出力によって変化する電圧制御発振器5の位相
修正量とによって決定される。
Recently, it has been desired to develop a PLL circuit in which the pull-in time is as short as possible and the stationary jitter amount is small. The pull-in time is basically determined by the time constant of the low-pass filter 4 in FIG. 2 and the amount of phase correction of the voltage-controlled oscillator 5 that changes according to its output.

そこで、高速引込みと低ジッタのPLL回路を実現すべ
く、低域濾波器4の時定数を固定せずに、可変型にする
ことにより、引込み時間の短縮を図った提案もなされて
いる。この提案は、アナログ型のPLL回路でも試みられ
ているように、抵抗RとコンデンサCのRC積を、Rまた
はCをスイッチで切換えることと等価である。ディジタ
ル型のPLL回路の場合、低域濾波器4は一般的に積分カ
ウンタで構成されるので、カウンタの計数回数を可変に
した構成となる。
Therefore, in order to realize a high-speed pull-in and low-jitter PLL circuit, a proposal has been made in which the pull-in time is shortened by making the time constant of the low-pass filter 4 variable rather than fixed. This proposal is equivalent to switching the RC product of the resistor R and the capacitor C with a switch of R or C, as has been attempted in the analog type PLL circuit. In the case of a digital type PLL circuit, the low-pass filter 4 is generally composed of an integrating counter, so that the number of counts of the counter is variable.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記構成のPLL回路では、低域濾波器
の計数回数を可変にして引込み時間の短縮が可能である
が、引込み時間の短縮化に伴ってジッタ量が大きくな
る。そのため、未だ技術的に充分満足のゆくディジタル
型のPLL回路を得ることが困難であった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the PLL circuit having the above configuration, it is possible to shorten the lead-in time by making the count number of the low-pass filter variable, but the jitter amount is shortened as the lead-in time is shortened. Grows larger. Therefore, it has been difficult to obtain a digital PLL circuit which is technically sufficiently satisfactory.

本発明は、前記従来技術が持っていた問題点として、
高速引込みと低ジッタの両方を満足することが困難であ
るという点について解決したPLL回路を提供するもので
ある。
The present invention has the following problems.
The present invention provides a PLL circuit that solves the problem that it is difficult to satisfy both high-speed pull-in and low jitter.

(問題点を解決するための手段) 本発明は、前記問題点を解決するために、入力信号と
フィードバック信号との位相差を検出して検出信号を出
力する位相比較器と、前記検出信号中の高周波成分を減
衰した濾波信号であって第1もしくは第2の幅のパルス
を有する濾波信号を出力する低域濾波器と、前記濾波信
号に応じて第1もしくは第2の周波数を有する発振信号
のいずれかを出力する電圧制御発振器と、前記発振信号
の周波数を1/N分周(Nは整数値)して前記フィードバ
ック信号を出力する分周器とを備えたPLL回路におい
て、第1の回路と、第2の回路と、制御回路とを設けて
いる。
(Means for Solving Problems) In order to solve the problems, the present invention provides a phase comparator that detects a phase difference between an input signal and a feedback signal and outputs a detection signal, and A low-pass filter that outputs a filtered signal having a pulse of a first or second width, which is a filtered signal obtained by attenuating the high frequency component of the above, and an oscillating signal having a first or a second frequency according to the filtered signal. In a PLL circuit including a voltage-controlled oscillator that outputs any of the above, and a frequency divider that divides the frequency of the oscillation signal by 1 / N (N is an integer value) and outputs the feedback signal. A circuit, a second circuit, and a control circuit are provided.

第1の回路は、前記フィードバック信号が入力され、
前記フィードバック信号を所定の位相差だけ変化させた
修正フィードバック信号を出力する回路である。第2の
回路は、前記修正フィードバック信号と前記入力信号と
を入力し、前記修正フィードバック信号と前記入力信号
との位相差が第1の大きさの時、第1電位レベルの修正
検出信号を出力し、前記修正フィードバック信号と前記
入力信号との位相差が該第1の大きさより大きい第2の
大きさの時、第2電位レベルの修正検出信号を出力する
回路である。また、制御回路は、前記低域濾波器が出力
するパルスの幅を規定する回路である。
The first circuit receives the feedback signal,
A circuit for outputting a modified feedback signal obtained by changing the feedback signal by a predetermined phase difference. The second circuit inputs the modified feedback signal and the input signal, and outputs a modified detection signal of a first potential level when the phase difference between the modified feedback signal and the input signal is a first magnitude. However, when the phase difference between the correction feedback signal and the input signal is the second magnitude larger than the first magnitude, the circuit outputs the correction detection signal of the second potential level. The control circuit is a circuit that defines the width of the pulse output by the low-pass filter.

そして、前記低域濾波器は、前記第1電位レベルの修
正検出信号に応答して前記制御回路で規定された前記第
1の幅のパルスを有する前記濾波信号を出力し、前記第
2電位レベルの修正検出信号に応答して前記制御回路で
規定された前記第1の幅よりも長い第2の幅のパルスを
有する前記濾波信号を出力し、前記電圧制御発振器は、
前記濾波信号の前記第1及び第2の幅の各々で定義され
る期間において前記第1もしくは第2の周波数を有する
発振信号を出力する構成にしている。
The low pass filter outputs the filtered signal having the pulse of the first width defined by the control circuit in response to the correction detection signal of the first potential level, and outputs the second potential level. The filtered signal having a second width pulse longer than the first width defined by the control circuit in response to the modified detection signal of
The oscillation signal having the first or second frequency is output during the period defined by each of the first and second widths of the filtered signal.

(作 用) 本発明によれば、以上のようにPLL回路を構成したの
で、第1と第2の回路は、フィードバック信号と入力信
号との位相差をある範囲(即ち、第1と第2の大きさ)
で区分し、その区分した位相差の範囲に従って第1電位
レベルまたは第2電位レベルの修正検出信号を該第2の
回路から出力する。低域濾波器は、第1電位レベルの修
正検出信号に応答して、制御回路で規定された第1の幅
のパルスを有する濾波信号を出力し、第2電位レベルの
修正検出信号に応答して、前記制御回路で規定された第
2の幅のパルスを有する濾波信号を出力し、それらの濾
波信号を電圧制御発振器に与える。すると、電圧制御発
振器では、濾波信号の第1及び第2の幅の各々で定義さ
れる期間において、第1もしくは第2の周波数を有する
発振信号を出力する。
(Operation) According to the present invention, since the PLL circuit is configured as described above, the first and second circuits have the phase difference between the feedback signal and the input signal within a certain range (that is, the first and second circuits). Size)
Then, the correction detection signal of the first potential level or the second potential level is output from the second circuit according to the range of the divided phase difference. The low pass filter is responsive to the modified detection signal of the first potential level to output a filtered signal having a pulse of a first width defined by the control circuit and responsive to the modified detection signal of the second potential level. And outputs a filtered signal having a pulse of the second width defined by the control circuit, and supplies the filtered signal to the voltage controlled oscillator. Then, the voltage controlled oscillator outputs the oscillation signal having the first or second frequency in the period defined by each of the first and second widths of the filtered signal.

即ち、本発明では、第1と第2の回路により位相差の
大小を検出して位相差の修正度合を変化させる。この位
相差の大小により位相差の修正度合を変化させるにあた
り、低域濾波器が出力する濾波信号のパルス幅を、制御
回路で規定された幅のパルスに変化させ、この変化させ
たパルスの幅で定義される期間において、位相修正のた
めに用いる所望の周波数(第1もしくは第2の周波数)
を有する発振信号を電圧制御発振器から出力する。これ
により、濾波信号のパルス幅のタイミング制御そのもの
を簡単かつ正確に行えるばかりか、高速引込みと低ジッ
タの制御が行える。従って、前記問題点を解決できるの
である。
That is, in the present invention, the magnitude of the phase difference is detected by the first and second circuits to change the degree of correction of the phase difference. When changing the degree of correction of the phase difference depending on the magnitude of this phase difference, the pulse width of the filtered signal output by the low-pass filter is changed to a pulse of the width specified by the control circuit, and the width of this changed pulse is changed. Desired frequency (first or second frequency) used for phase correction in the period defined by
The voltage controlled oscillator outputs an oscillation signal having As a result, not only can the timing control itself of the pulse width of the filtered signal be performed simply and accurately, but also high-speed pull-in and low-jitter control can be performed. Therefore, the above problems can be solved.

(実施例) 第1図は、本発明の実施例を示すディジタル型PLL回
路の構成ブロック図である。
(Embodiment) FIG. 1 is a configuration block diagram of a digital PLL circuit showing an embodiment of the present invention.

このPLL回路は、入力信号Fiを入力する入力端子11、
フィードバック信号Ffを出力する出力端子12、及びMHz
単位のマスタクロック信号CPを入力するクロック入力端
子13を有している。入,出力端子11,12間には、位相比
較器30、低域濾波器40、電圧制御発振器50及び分周器60
が接続されている。
This PLL circuit has an input terminal 11 for inputting an input signal F i ,
Output terminal 12 that outputs the feedback signal F f , and MHz
It has a clock input terminal 13 for inputting a unit master clock signal CP. A phase comparator 30, a low-pass filter 40, a voltage controlled oscillator 50, and a frequency divider 60 are provided between the input and output terminals 11 and 12.
Is connected.

位相比較器30は、第1の位相比較回路31と、第2,、第
3の位相比較回路32,33及び制御回路34からなる第2の
回路とで、構成されている。第1の位相比較回路31は、
入力信号Fiの位相とフィードバック信号Ffの位相とを比
較し、入力信号Fiに対して、フィードバック信号Ffの位
相が遅れている時は位相遅れ信号F1を出力し、フィード
バック信号Ffの位相が進んでいる時は位相進み信号F2を
出力し、それらを低域濾波器40に与える回路である。
The phase comparator 30 includes a first phase comparison circuit 31 and a second circuit including second, third phase comparison circuits 32 and 33 and a control circuit 34. The first phase comparison circuit 31
The phase of the input signal F i and the phase of the feedback signal F f are compared, and when the phase of the feedback signal F f is delayed with respect to the input signal F i , the phase delay signal F1 is output and the feedback signal F f is output. Is a circuit that outputs a phase advance signal F2 when the phase of is advanced and supplies them to the low-pass filter 40.

第2の位相比較回路32は、入力信号Fiと、修正フィー
ドバック信号(例えば、フィードバック信号Ffよりも位
相がXだけ進んだ位相進み信号)Ff(+X)との位相比
較を行い、その比較信号F3を制御回路34へ出力する回路
である。例えば、位相進み信号Ff(+X)が入力信号Fi
よりも進んでいるとすれば、それは大幅な位相進みを意
味しているので、その大幅な位相進みの比較信号F3を制
御回路34へ与える。
The second phase comparison circuit 32 performs a phase comparison between the input signal F i and a modified feedback signal (for example, a phase lead signal whose phase leads the feedback signal F f by X) F f (+ X), This is a circuit that outputs the comparison signal F3 to the control circuit 34. For example, if the phase lead signal F f (+ X) is the input signal F i
If it is more advanced than that, it means a large phase lead, and therefore the comparison signal F3 of the large phase lead is given to the control circuit 34.

第3の位相比較回路33は、入力信号Fiと、修正フィー
ドバック信号(例えば、フィードバック信号Ffよりも位
相がXだけ遅れた位相遅れ信号)Ff(−X)との位相比
較を行い、その比較信号F4を制御回路34へ出力する回路
である。例えば、位相遅れ信号Ff(−X)が入力信号Fi
よりも遅れているとすれば、それは大幅な位相遅れを意
味しているので、その大幅な位相遅れの比較信号F4を制
御回路34へ与える。
The third phase comparison circuit 33 performs a phase comparison between the input signal F i and a modified feedback signal (for example, a phase delay signal whose phase is delayed by X from the feedback signal F f ) F f (−X), This circuit outputs the comparison signal F4 to the control circuit 34. For example, if the phase delay signal F f (−X) is the input signal F i
If it is later than that, it means a large phase delay, and therefore the comparison signal F4 of the large phase delay is given to the control circuit 34.

制御回路34は、大幅な位相進みまたは遅れのときに与
えられる比較信号F3またはF4に基づき、それに応じた修
正検出信号、即ち制御信号CS1を出力して低域濾波器40
及び電圧制御発振器50に与える回路である。
The control circuit 34 outputs a correction detection signal corresponding to the comparison signal F3 or F4, which is given when there is a significant phase advance or delay, that is, the control signal CS1 to output the low-pass filter 40.
And a circuit to be applied to the voltage controlled oscillator 50.

低域濾波器40は、カウンタ41,42、位相遅れ用デコー
ダ43、位相進み用デコーダ44、及び制御回路45で構成さ
れている。カウンタ41は、第1の位相比較回路31から与
えられた位相遅れ信号F1を積分し、その積分信号CT1を
位相遅れ用デコーダ43へ出力する回路である。カウンタ
42は、第1の位相比較回路31から与えられた位相進み信
号F2を積分し、その積分信号CT2を位相進み用デコーダ4
4へ出力する回路である。位相遅れ信号F1及び位相進み
信号F2は、論理“1",“0"の信号であり、カウンタ41,42
はこの信号を逐次カウントしていくようになっている。
The low pass filter 40 includes counters 41 and 42, a phase delay decoder 43, a phase advance decoder 44, and a control circuit 45. The counter 41 is a circuit that integrates the phase delay signal F1 given from the first phase comparison circuit 31 and outputs the integrated signal CT1 to the phase delay decoder 43. counter
The reference numeral 42 integrates the phase advance signal F2 given from the first phase comparison circuit 31 and outputs the integrated signal CT2 to the phase advance decoder 4
This is a circuit to output to 4. The phase delay signal F1 and the phase advance signal F2 are signals of logic “1”, “0”, and the counters 41, 42
Is designed to sequentially count this signal.

位相遅れ用デコーダ43及び位相進み用デコーダ44は、
積分信号CT1,CT2及び制御信号CS1を入力し、カウンタ4
1,42の計数値が予め設定しておいた値と等しくなったか
否かを検出し、等しくなった時は“1"を制御回路45に与
える回路である。
The phase delay decoder 43 and the phase advance decoder 44 are
Input the integration signals CT1 and CT2 and the control signal CS1, and enter the counter 4
This circuit detects whether or not the count value of 1,42 is equal to a preset value, and when it is equal, gives "1" to the control circuit 45.

制御回路45は、電圧制御発振器50の周波数を制御する
回路であり、デコーダ43,44の出力信号を入力し、それ
に応じた濾波信号である制御信号CS2を出力して該電圧
制御発振器50に与える機能を有している。また、この制
御回路45は、リセット信号CS3を出力してカウンタ41,42
をリセットする機能を有している。
The control circuit 45 is a circuit for controlling the frequency of the voltage controlled oscillator 50, receives the output signals of the decoders 43 and 44, outputs a control signal CS2 which is a filtered signal corresponding to the output signal, and supplies the control signal CS2 to the voltage controlled oscillator 50. It has a function. Further, the control circuit 45 outputs the reset signal CS3 to output the counters 41, 42.
Has the function of resetting.

電圧制御発振器50は、プログラマブルカウンタ等から
なる発振回路51と、カウンタ等からなる制御回路52とを
有している。
The voltage controlled oscillator 50 has an oscillation circuit 51 including a programmable counter and the like, and a control circuit 52 including a counter and the like.

発振回路51は、マスタクロック信号CPを入力して定常
的にはその信号CPをn分周して発振信号F0を出力してい
る。ところが、デコーダ43が制御回路45に対して“1"を
送った場合、該制御回路45は現在の位相が遅れた状態に
あると判断し、発振周波数を上げるための制御信号CS2
を発振回路51に与える。これにより、発振回路51は、マ
スタクロック信号CPを(n−l)分周して発振信号F0
出力する。ここで、lは予め設定された値である。ま
た、デコーダ44が制御回路45に対して“1"を送った場
合、該制御回路45は現在の位相が進んだ状態にあると判
断し、発振周波数を下げるための制御信号CS2を発振回
路51に与える。これにより、発振回路51は、マスタクロ
ック信号を(n+l)分周して発振信号F0を出力するよ
うになっている。発振回路51としてプログラマブルカウ
ンタを使用した場合、制御信号CSによって該プログラマ
ブルカウンタのプリセットデータが逐次変化することに
なる。
The oscillating circuit 51 inputs the master clock signal CP and normally divides the signal CP by n to output an oscillating signal F 0 . However, when the decoder 43 sends "1" to the control circuit 45, the control circuit 45 determines that the current phase is in a delayed state, and the control signal CS2 for increasing the oscillation frequency is output.
To the oscillator circuit 51. As a result, the oscillator circuit 51 divides the master clock signal CP by (n-1) and outputs the oscillation signal F 0 . Here, l is a preset value. When the decoder 44 sends "1" to the control circuit 45, the control circuit 45 determines that the current phase is advanced, and outputs the control signal CS2 for decreasing the oscillation frequency to the oscillation circuit 51. Give to. As a result, the oscillator circuit 51 divides the master clock signal by (n + 1) and outputs the oscillation signal F 0 . When a programmable counter is used as the oscillation circuit 51, the preset data of the programmable counter will be sequentially changed by the control signal CS.

制御回路52は、低域濾波器40が出力するパルスの幅を
規定する回路である。即ち、この制御回路52は、制御信
号CS1に基づき発振回路51において行われる位相修正を
可変量化させる回路であり、該発振回路51において(n
−l)または(n+l)分周を何回行わせるかを制御す
る機能を有している。制御回路52は、予め設定しておい
た回数に発振回路51の位相修正回数が達した時、位相修
正終了の指令信号CS4を制御回路45に与え、位相修正操
作を終了させる。それと同時に制御回路45は指令信号CS
4を受けてリセット信号CS3を出力し、カウンタ41,42を
リセットするようになっている。
The control circuit 52 is a circuit that defines the width of the pulse output by the low-pass filter 40. That is, the control circuit 52 is a circuit that makes the phase correction performed in the oscillation circuit 51 variable based on the control signal CS1.
It has a function of controlling how many times (-1) or (n + 1) frequency division is performed. When the number of phase corrections of the oscillation circuit 51 reaches the preset number of times, the control circuit 52 gives a command signal CS4 for ending the phase correction to the control circuit 45 to end the phase correction operation. At the same time, the control circuit 45 sends the command signal CS
Upon receiving 4, the reset signal CS3 is output and the counters 41 and 42 are reset.

分周器60は、固定の分周回路61と、第1の回路である
位相差変化回路62とで構成されている。固定の分周回路
61は、発振信号F0をN分周しそのフィードバック信号Ff
を位相差変化回路62及び出力端子12に与える回路であ
る。位相差変化回路62は、シフトレジスタ等で構成さ
れ、フィードバック信号Ffに基づき、それよりも位相が
X進んだ位相進み信号Ff(+X)と、位相がX遅れた位
相遅れ信号Ff(−X)とを出力し、第2と第3の位相比
較回路32,33にそれぞれ与える機能を有している。
The frequency divider 60 is composed of a fixed frequency dividing circuit 61 and a phase difference changing circuit 62 which is a first circuit. Fixed divider circuit
Reference numeral 61 designates the feedback signal F f obtained by dividing the oscillation signal F 0 by N.
Is a circuit for providing the phase difference changing circuit 62 and the output terminal 12. The phase difference changing circuit 62 is configured by a shift register or the like, and based on the feedback signal F f , a phase advance signal F f (+ X) whose phase is advanced by X and a phase delay signal F f (phase is delayed by X). -X) is output and given to the second and third phase comparison circuits 32 and 33, respectively.

第3図は、第1図中の位相比較器30の構成例を示す回
路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of the phase comparator 30 in FIG.

この位相比較器30では、第1,第2,第3の位相比較回路
31,32,33がD型フリップフロップ(以下、D−FFとい
う)で構成されると共に、制御回路34が2入力ANDゲー
ト34−1,34−2及び2入力ORゲート34−3で構成されて
いる。
In this phase comparator 30, the first, second, and third phase comparison circuits
31, 32 and 33 are composed of D-type flip-flops (hereinafter referred to as D-FF), and the control circuit 34 is composed of 2-input AND gates 34-1 and 34-2 and 2-input OR gate 34-3. ing.

各位相比較回路31〜33のクロック入力端子CKには入力
信号Fiが与えられ、さらに第1の位相比較回路31の遅延
入力端子Dにはフィードバック信号Ffが、第2の位相比
較回路32の遅延入力端子Dには位相進み信号Ff(+X)
が、第3の位相比較回路33の遅延入力端子Dには位相遅
れ信号Ff(−X)が、それぞれ入力される。第1の位相
比較回路31では、正出力端子Qから位相の遅れた比較信
号F1が、さらに負出力端子から位相の進んだ比較信号
F2が、それぞれ出力される。第2の位相比較回路32の正
出力端子Qから大幅な位相進みの比較信号F3が、さらに
第3の位相比較回路33の負出力端子から大幅な位相遅
れの比較信号F4が、それぞれ出力される。
An input signal F i is applied to the clock input terminals CK of the phase comparison circuits 31 to 33, a feedback signal F f is supplied to the delay input terminal D of the first phase comparison circuit 31, and a second phase comparison circuit 32. The phase lead signal F f (+ X) is applied to the delay input terminal D of
However, the phase delay signal F f (−X) is input to the delay input terminal D of the third phase comparison circuit 33, respectively. In the first phase comparison circuit 31, the comparison signal F1 delayed in phase from the positive output terminal Q and the comparison signal advanced in phase from the negative output terminal
F2 is output respectively. The positive output terminal Q of the second phase comparison circuit 32 outputs a comparison signal F3 having a large phase lead, and the negative output terminal of the third phase comparison circuit 33 outputs a comparison signal F4 having a large phase delay. .

制御回路34では、2入力ANDゲート34−1により比較
信号F1,F3の論理積をとって出力信号F5を得、さらに2
入力ANDゲート34−2により比較信号F2,F4の論理積をと
って出力信号F6を得た後、出力信号F5,F6を2入力ORゲ
ート34−3で論理和をとり、大幅に位相修正するための
制御信号CS1を出力する。
In the control circuit 34, the two-input AND gate 34-1 performs a logical product of the comparison signals F1 and F3 to obtain the output signal F5, and
After the logical product of the comparison signals F2 and F4 is obtained by the input AND gate 34-2 to obtain the output signal F6, the output signals F5 and F6 are logically ORed by the 2-input OR gate 34-3, and the phase is significantly corrected. The control signal CS1 for outputting is output.

第4図は、第1図中の低域濾波器40の構成例を示す回
路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration example of the low-pass filter 40 in FIG.

この低域濾波器40では、カウンタ41,42が2ビットの
積分カウンタで構成され、デコーダ43が2入力排他的OR
ゲート(以下、2入力XORゲートという)43−1,43−2
及び2入力NORゲート43−3で、デコーダ44が2入力排
他的ORゲート44−1,44−2及び2入力ORゲート44−3
で、でそれぞれ構成されている。また、制御回路45は、
ラッチ回路で構成されている。ここで、デコーダ43及び
44で可変型検出回路を構成している。
In this low-pass filter 40, the counters 41 and 42 are 2-bit integral counters, and the decoder 43 is a 2-input exclusive OR.
Gate (hereinafter referred to as 2-input XOR gate) 43-1, 43-2
And a 2-input NOR gate 43-3, the decoder 44 includes a 2-input exclusive OR gate 44-1, 44-2 and a 2-input OR gate 44-3.
, And are respectively configured. In addition, the control circuit 45,
It is composed of a latch circuit. Here, the decoder 43 and
The variable detection circuit is composed of 44.

カウンタ41は、クロック入力端子CKに入力される位相
遅れの比較信号F1を積分し、1段目正出力端子Q1から1
段目積分信号CT1−1を、2段目正出力端子Q2から2段
目積分信号CT1−2をそれぞれ出力する。カウンタ42
は、クロック入力端子CKに入力される位相進みの比較信
号F2を積分し、1段目正出力端子Q1から1段目積分信号
CT2−1を、2段目正出力端子Q2から2段目積分信号CT2
−2をそれぞれ出力する。各カウンタ41,42はリセット
入力端子Rに与えられるリセット信号CS3でリセットさ
れるようになっている。
The counter 41 integrates the phase-delayed comparison signal F1 input to the clock input terminal CK, and outputs from the first-stage positive output terminal Q1 to 1
The second-stage integration signal CT1-1 is output from the second-stage positive output terminal Q2 as the second-stage integration signal CT1-2. Counter 42
Is the integration signal of the phase advance comparison signal F2 input to the clock input terminal CK, and the integration signal from the first stage positive output terminal Q1 to the first stage integration signal.
Connect CT2-1 to the 2nd stage integration signal CT2 from the 2nd stage positive output terminal Q2.
-2 is output respectively. Each of the counters 41 and 42 is adapted to be reset by a reset signal CS3 given to the reset input terminal R.

デコーダ43は、2入力XORゲート43−1,43−2及び2
入力NORゲート43−3により、積分信号CT1−1,CT1−2
と、予め設定した値を持つ制御信号CS1及びそれをイン
バータ43で反転した信号である論理“1"または“0"とを
比較し、位相遅れの積分信号CT1の積分値が制御信号CS1
の設定値に等しくなったか否かを検出し、その出力信号
を制御回路45に与える。同様に、デコーダ44は、2入力
XORゲート44−1,44−2及び2入力NORゲート44−3によ
り、積分信号CT2−1,CT2−2と制御信号CS1とを比較
し、位相進みの積分信号CT2の積分値が制御信号CS1の設
定値に等しくなったか否かを検出し、その出力信号を制
御回路45に与える。
The decoder 43 has 2-input XOR gates 43-1, 43-2 and 2
By the input NOR gate 43-3, the integrated signals CT1-1, CT1-2
And the control signal CS1 having a preset value and the logic "1" or "0" which is a signal obtained by inverting the control signal CS1 with the inverter 43, and the integrated value of the phase delayed integration signal CT1 is compared with the control signal CS1.
It is detected whether or not it has become equal to the set value of and the output signal is given to the control circuit 45. Similarly, the decoder 44 has two inputs
The XOR gates 44-1 and 44-2 and the 2-input NOR gate 44-3 compare the integrated signals CT2-1 and CT2-2 with the control signal CS1, and the integrated value of the integrated signal CT2 with the phase lead is compared with the control signal CS1. It is detected whether or not it has become equal to the set value of and the output signal is given to the control circuit 45.

制御回路45は、デコーダ43,44の出力信号をラッチ
し、その出力を制御信号CS2として発振回路51に与え、
該発振回路51の発振周波数を制御する機能を有してい
る。第1図の制御回路52から出力される指令信号CS4が
リセット信号として制御回路45に入力されると、該制御
回路45は発振回路51の制御を解除するようになってい
る。
The control circuit 45 latches the output signals of the decoders 43 and 44, gives the output to the oscillation circuit 51 as the control signal CS2,
It has a function of controlling the oscillation frequency of the oscillation circuit 51. When the command signal CS4 output from the control circuit 52 shown in FIG. 1 is input to the control circuit 45 as a reset signal, the control circuit 45 releases the control of the oscillation circuit 51.

次に、以上のように構成されるPLL回路の動作を、第
5図及び第6図を参照しつつ説明する。
Next, the operation of the PLL circuit configured as above will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

なお、第5図は第1図の入力信号Fiとフィードバック
信号Ffとの位置関係を示す動作説明図、及び第6図は第
1図のフィードバック信号Ffの位相が入力Fiの位相に同
期していく様子を模式的に表わした動作説明図である。
Incidentally, FIG. 5 is an operation explanatory diagram showing the positional relationship between the input signal F i and the feedback signal F f of Figure 1, and Figure 6 is the phase of the phase inputs F i of the feedback signal F f of Figure 1 FIG. 6 is an operation explanatory view schematically showing a state of being synchronized with.

先ず、第5図に示すように、第1図における位相差変
化回路62の位相Xを60゜とした時、位相比較器30では、
フィードバック信号Ffと、この信号Ffよりも位相が60゜
進んだ信号Ff(+60゜)とにより、フィードバック信号
Ff入力信号Fiに対して位相が60゜遅れた領域(即ち、入
力信号Fiがフィードバック信号Ffに対して位相が60゜以
上進んでいる領域)Aを検出する。
First, as shown in FIG. 5, when the phase X of the phase difference changing circuit 62 in FIG.
The feedback signal F f and the signal F f (+ 60 °) whose phase is 60 ° ahead of this signal F f
A region A in which the phase is delayed by 60 ° with respect to the F f input signal F i (that is, a region in which the input signal F i is advanced by 60 ° or more with respect to the feedback signal F f ) is detected.

同様に、位相比較器30は、フィードバック信号Ffと、
この信号Ffよりも位相が60゜遅れた信号Ff(−60゜)と
により、フィードバック信号Ffが入力信号Fiに対して位
相が60゜以上進んだ領域(即ち、入力信号Fiがフィード
バック信号Ffに対して位相が60゜以上遅れた領域)Bを
検出する。これらの検出結果が制御信号CS1としてデコ
ーダ43,44及び制御回路52に与えられる。
Similarly, the phase comparator 30 has a feedback signal F f
A region (that is, the input signal F i ) in which the feedback signal F f has a phase advanced by 60 ° or more with respect to the input signal F i by the signal F f (−60 °) whose phase is delayed from this signal F f by 60 ° Detects a region B where the phase is delayed by 60 ° or more with respect to the feedback signal F f . These detection results are given to the decoders 43 and 44 and the control circuit 52 as the control signal CS1.

次に、第6図に示すように、第5図と異なって第1図
中の位相差変化回路62の位相Xを90゜に設定し、フィー
ドバック信号Ffが入力信号Fiに対して最大の180゜の位
相遅れの状態にあると仮定する。なお、第6図では、位
相の比較点(論理的にはクロック信号の立上り点)が示
されている。
Next, as shown in FIG. 6, unlike FIG. 5, the phase X of the phase difference changing circuit 62 in FIG. 1 is set to 90 °, and the feedback signal F f becomes maximum with respect to the input signal F i . It is assumed that there is a 180 ° phase lag of. It should be noted that FIG. 6 shows phase comparison points (logically the rising edge of the clock signal).

フィードバック信号Ffに180゜の位相遅れがあると、
これが第1図の位相比較回路33で検出され、その比較信
号FSが制御回路34に入力される。制御回路34は大幅に位
相が遅れていると判断し、それに応じた制御信号CS1を
第1図のデコーダ43,44及び制御回路52に与える。する
と、デコーダ43が“1"の出力信号を制御回路45へ与える
ため、該制御回路45は現在位相が遅れた状態にあると判
断し、発振周波数を上げるための制御信号CS2を発振回
路51に与える。これにより、発振回路51は、制御回路52
で設定された回数だけマスタクロック信号CPを(n−
l)分周し、発振信号F0を出力する。
If the feedback signal F f has a phase delay of 180 °,
This is detected by the phase comparison circuit 33 in FIG. 1, and the comparison signal FS is input to the control circuit 34. The control circuit 34 determines that the phase is significantly delayed, and applies the control signal CS1 corresponding thereto to the decoders 43 and 44 and the control circuit 52 in FIG. Then, since the decoder 43 gives the output signal of "1" to the control circuit 45, the control circuit 45 judges that the phase is currently delayed, and sends the control signal CS2 for raising the oscillation frequency to the oscillation circuit 51. give. As a result, the oscillator circuit 51 becomes
The master clock signal CP (n-
l) Divide and output oscillation signal F 0 .

ここで、第1図の低域濾波器40の積分時定数は、例え
ば1回に設定され、発振回路51の位相修正量(n−l)
の回数も数十回に設定されているため、位相が90゜遅れ
に入るまでは通常の位相修正動作よりも高速で位相修正
が行われる。
Here, the integration time constant of the low-pass filter 40 of FIG. 1 is set to, for example, once, and the phase correction amount (n-1) of the oscillation circuit 51 is set.
Since the number of times is set to several tens, the phase correction is performed faster than the normal phase correction operation until the phase is delayed by 90 °.

位相遅れが90゜以内に入ると、それが第1図の位相比
較回路31で検出され、その比較信号F1がカウンタ41に与
えられる。カウンタ41はその積分信号CT1をデコーダ43
に与え、該デコーダ43の出力信号によって制御回路45及
び発振回路51が制御される。
When the phase delay falls within 90 °, it is detected by the phase comparison circuit 31 in FIG. 1, and the comparison signal F1 is given to the counter 41. The counter 41 decodes the integrated signal CT1 by the decoder 43.
The control circuit 45 and the oscillation circuit 51 are controlled by the output signal of the decoder 43.

ここで、低域濾波器40の積分時定数は、例えば2回に
設定され、発振回路51の位相修正量(n−l)の回数も
数回に設定されているため、通常の位相修正動作よりも
低速で位相修正が行われる。
Here, the integration time constant of the low-pass filter 40 is set to, for example, two times, and the number of phase correction amounts (n-1) of the oscillation circuit 51 is also set to several times. Therefore, a normal phase correction operation is performed. The phase correction is performed at a slower speed.

以上のような位相修正動作のタイミングチャートが第
7図及び第8図に示されている。
Timing charts of the above phase correction operation are shown in FIG. 7 and FIG.

第7図は、第1図のPLL回路における全体の動作を示
すタイミングチャートである。
FIG. 7 is a timing chart showing the overall operation of the PLL circuit of FIG.

第7図のF(−90゜)は第1図のPLL回路から出力さ
れるフィードバック信号Ffよりも位相が90゜遅れた基本
信号であり、PLL回路内部で生成されて低域濾波器40に
供給されている。制御信号CS1は、大幅に位相遅れまた
は位相進みを検出した時の第1図の制御回路34から出力
される信号であり、入力信号Fiが位相差変化回路62から
出力される信号Ff(±X)よりも外れている位置にある
場合に“1"となる。第7図に示すように、斜線部分の位
相位置に入力信号Fiがあるかないかにより、第1図のPL
L回路から出力されるフィードバック信号Ffの位相を低
速に位相修正するか、あるいは高速に位相修正するかが
判断される。制御信号CS2は、位相遅れ信号F1、位相進
み信号F2、及び制御信号CS1の情報に従って決定される
低域濾波器40の出力信号(制御回路45の出力信号)であ
り、第7図に示すように、基本信号F(−90゜)の立下
りに同期して該制御回路45から出力され、位相進みまた
は位相遅れ補正を実行する場合に発振回路51を制御する
信号である。
The F (-90 °) in FIG. 7 is a basic signal whose phase is delayed by 90 ° from the feedback signal F f output from the PLL circuit in FIG. 1, and is generated inside the PLL circuit to generate the low-pass filter 40. Is being supplied to. The control signal CS1 is a signal output from the control circuit 34 of FIG. 1 when a significant phase delay or phase advance is detected, and the input signal F i is the signal F f (output from the phase difference change circuit 62 It becomes "1" when the position is out of ± X). As shown in FIG. 7, depending on whether or not the input signal F i exists at the phase position of the shaded area, the PL of FIG.
It is determined whether the phase of the feedback signal F f output from the L circuit is corrected at a low speed or at a high speed. The control signal CS2 is an output signal of the low-pass filter 40 (an output signal of the control circuit 45) determined according to the information of the phase delay signal F1, the phase advance signal F2, and the control signal CS1, and as shown in FIG. Is a signal which is output from the control circuit 45 in synchronism with the falling edge of the basic signal F (-90 °) and controls the oscillation circuit 51 when performing phase lead or phase lag correction.

第1図のPLL回路から出力されるフィードバック信号F
fの位相が、入力信号Fiよりも進んでいるか、あるいは
遅れているかは、位相比較器30において該フィードバッ
ク信号Ffを入力信号Fiで比較することで単純に決定され
る。第7図に示す位相進み信号F2、及び位相遅れ信号F1
は、フィードバック信号Ffを入力信号Fiで位相比較した
関係を示しており、当初はフィードバック信号Ffの位相
が進んでおり、その後、該入力信号Fiに何らかの位相変
化があってフィードバック信号Ffの位相が遅れたことを
示している。これらの位相進み/遅れの度合は、制御信
号CS1にて示されており、該制御信号CS1が“1"の時には
位相を大幅に進み/遅れていることを表わしている。
Feedback signal F output from the PLL circuit of FIG.
f of phase, or is ahead of the input signal F i, or either lagging is simply determined by the phase comparator 30 for comparing the feedback signal F f with the input signal F i. Phase lead signal F2 and phase delay signal F1 shown in FIG.
Shows the relationship obtained by the phase comparison of the feedback signal F f with the input signal F i, initially has progressed phase of the feedback signal F f, then the feedback signal if there is some phase shift to the input signal F i It indicates that the phase of F f has been delayed. The degree of advance / delay of these phases is indicated by the control signal CS1, and when the control signal CS1 is "1", it means that the phase is greatly advanced / delayed.

位相比較回路31から出力される位相進み信号F2または
位相遅れ信号F1が低域濾波器40に入力されると、該低域
濾波器40内では基本信号F(−90゜)に従って進み/遅
れのカウンタ41,42が動作する。初期の状態では大幅に
進んでおり(CS=“1")、カウンタ41,42のデコード値
が例えば1に設定されている。そのため、1回の位相進
み情報で、制御回路45が位相修正指示を示す制御信号CS
2を発振回路51へ出力する。この制御信号CS2は、制御信
号CS1が“1"(第2電位レベル)の時、制御回路45から
毎回出力される。
When the phase advance signal F2 or the phase delay signal F1 output from the phase comparison circuit 31 is input to the low pass filter 40, the advance / delay of the phase advance signal F2 is made in the low pass filter 40 according to the basic signal F (−90 °). The counters 41 and 42 operate. In the initial state, it is significantly advanced (CS = "1"), and the decode values of the counters 41 and 42 are set to 1, for example. Therefore, the control circuit 45 indicates the phase correction instruction with the phase advance information of one time.
2 is output to the oscillation circuit 51. The control signal CS2 is output from the control circuit 45 every time when the control signal CS1 is "1" (second potential level).

制御信号CS1が“0"(第1電位レベル)になった時
は、カウンタ41,42のデコード値が例えば2に設定され
る。そのため、第7図の制御信号CS2における破線で示
した位置には、制御回路45から位相修正指令を示す該制
御信号CS2が出力されず、2回目の位置に出現してい
る。
When the control signal CS1 becomes "0" (first potential level), the decode values of the counters 41 and 42 are set to 2, for example. Therefore, the control signal CS2 indicating the phase correction command is not output from the control circuit 45 to the position shown by the broken line in the control signal CS2 in FIG. 7, and appears at the second position.

位相遅れの場合も、前述した位相進みの場合と同様
に、低域濾波器40内で設定される。
Also in the case of phase delay, it is set in the low-pass filter 40 as in the case of phase advance described above.

第8図は、第1図の電圧制御発振器50における動作を
示すタイミングチャートである。このタイミングチャー
トでは、前述のように設定された制御信号CS2により、
発振回路51の発振状態をどのように変化させるかの様子
が示されている。
FIG. 8 is a timing chart showing the operation of the voltage controlled oscillator 50 shown in FIG. In this timing chart, by the control signal CS2 set as described above,
How to change the oscillation state of the oscillation circuit 51 is shown.

第8図において、発振回路51から出力される発振信号
F0は、その後分周されて基本信号F(−90゜)を作る源
クロックであり、その立上りエッジが該基本信号F(−
90゜)の立下りエッジに同期している。
In FIG. 8, the oscillation signal output from the oscillation circuit 51
F 0 is a source clock that is then divided to produce a basic signal F (−90 °), the rising edge of which is the basic signal F (−90 °).
90 °) falling edge.

位相進みの場合の動作としては、第8図の上部に示す
ように、基本信号F(−90゜)立下りエッジに同期して
制御回路45から出力される制御信号CS2が“1"にセット
される(第1,第2の期間)。これにより、発振回路51
は、通常、マスタクロック信号CPを1/4分周していた状
態から、1/6分周(n=4,l=2;n+l)状態へ移行す
る。この発振回路51から出力された発振信号F0が第1図
の制御回路52に入力される。そのため、制御回路52で
は、常に発振信号F0をモニタしており、例えば、発振信
号F0のクロックを5回カウントした状態で、制御信号CS
2をリセットする。この制御回路52では、例えばその中
に設けられたカウンタに予め決められた値で変化させる
ことが可能である。この予め決められた値が、制御信号
CS1によってその値が変えられる。同時に、制御回路52
は1回の位相修正量そのものを決定する機能も有してい
る。
As for the operation in the case of phase advance, as shown in the upper part of FIG. 8, the control signal CS2 output from the control circuit 45 is set to "1" in synchronization with the falling edge of the basic signal F (-90 °). (The first and second periods). As a result, the oscillator circuit 51
Normally shifts from the state in which the master clock signal CP is divided by 1/4 to the state in which it is divided by 1/6 (n = 4, l = 2; n + 1). The oscillation signal F 0 output from the oscillation circuit 51 is input to the control circuit 52 shown in FIG. Therefore, the control circuit 52 constantly monitors the oscillation signal F 0, for example, the clock of the oscillation signal F 0 at 5 times the count state, the control signal CS
Reset 2 In this control circuit 52, for example, a counter provided therein can be changed by a predetermined value. This predetermined value is the control signal
Its value can be changed by CS1. At the same time, the control circuit 52
Also has a function of determining the amount of phase correction itself.

一方、位相遅れの場合の動作は、第8図の下部に示さ
れている。位相遅れの場合の動作では、例えば、発振回
路51は通常、マスタクロック信号CSを1/4分周していた
状態から1/2分周(n=4,l=2;n→n+l)状態へ移行
する。このように、第7図及び第8図では、基本信号F
(−90゜)の立下りエッジを起点にして発振回路51の位
相修正が行われている。
On the other hand, the operation in the case of the phase delay is shown in the lower part of FIG. In the operation in the case of a phase delay, for example, the oscillation circuit 51 normally divides the master clock signal CS by 1/4 and divides it by 1/2 (n = 4, l = 2; n → n + 1). Move to. Thus, in FIGS. 7 and 8, the basic signal F
The phase correction of the oscillator circuit 51 is performed starting from the falling edge of (-90 °).

以上のように、本実施例では、位相比較回路32,33を
付加することによって、現在のフィードバック信号Ff
入力信号Fiに対してどのような位相関係にあるのかを詳
細に比較し、その比較信号F3,F4に基づき、デコーダ43,
44及び制御回路52で予め設定しておいた積分時定数及び
位相修正量を変化させ、高速位相修正機能と低速位相修
正機能を持たせた適応形位相修正システムを構成した点
に特徴がある。
As described above, in the present embodiment, by adding the phase comparison circuits 32 and 33, the current feedback signal F f is compared in detail with what phase relationship the input signal F i has, Based on the comparison signals F3, F4, the decoder 43,
The feature is that an adaptive phase correction system having a high-speed phase correction function and a low-speed phase correction function is configured by changing the integration time constant and the phase correction amount set in advance by the control circuit 44 and the control circuit 52.

このような位相修正システムをとることにより、高速
で位相修正が可能であると同時に、一定の位相に引込ん
だ後は、低速位相修正状態に移行し、1回の位相修正量
も少なくしてフィードバック信号Ffを入力信号Fiに対し
てゆっくりと同期させていく。そのため、定常ジッタ量
が少く、しかも同期外れに対しては短時間で同期させる
ことができる。なお、位相修正の切換え点である位相X
は、PLL回路の使用条件によって設定値が異なるが、装
置全体の整合性を見て適宜選定すればよい。また、位相
比較回路32,33の数を増加して何段階にも適応形位相修
正システムを構築することが可能である。
By adopting such a phase correction system, it is possible to perform phase correction at high speed, and at the same time, after pulling in a certain phase, shift to the low speed phase correction state and reduce the amount of phase correction once. The feedback signal F f is slowly synchronized with the input signal F i . Therefore, the steady-state jitter amount is small, and even if synchronization is lost, synchronization can be performed in a short time. The phase X, which is the switching point for phase correction,
Although the set value varies depending on the usage condition of the PLL circuit, it may be appropriately selected in view of the consistency of the entire device. Further, it is possible to construct an adaptive phase correction system in any number of stages by increasing the number of phase comparison circuits 32 and 33.

上記実施例では、次のような実験結果が得られた。 In the above example, the following experimental results were obtained.

入力信号Fi=1200Hz、マスタクロック信号CP=1.8432
MHz、位相X=22.5゜に設定し、積分時定数及び位相修
正量を最適に選ぶと、約30ビットで同期させることが可
能であり、またジッタ量も1200Hzの同期で約2μsec程
度に抑制できた。このPLL回路をモデムのタイミング再
生に用いた場合、S/N対ビット誤り率は、従来のディジ
タル型PLL回路を用いた場合よりも、3dB程度改善され
た。このPLL回路は、設計者によって決定されるべきパ
ラメータ(例えば、X、位相比較回路32,33の数等)を
多く有し、さらにそれらを自由に設定できる柔軟性を有
しているため、同期を必要とする装置への幅広い応用が
可能となる。
Input signal F i = 1200Hz, master clock signal CP = 1.8432
If you set the MHz and phase X = 22.5 ° and select the integration time constant and the amount of phase correction optimally, it is possible to synchronize with about 30 bits, and the jitter amount can be suppressed to about 2 μsec by synchronizing with 1200 Hz. It was When this PLL circuit is used for timing recovery of a modem, the S / N-to-bit error rate is improved by about 3 dB compared with the case where the conventional digital PLL circuit is used. This PLL circuit has many parameters (for example, X, the number of phase comparison circuits 32 and 33, etc.) that should be determined by the designer, and further has the flexibility to set them freely. It can be applied to a wide range of devices that require

(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明によれば、第1の
回路によって修正フィードバック信号を出力し、第2の
回路によって該修正フィードバック信号と入力信号との
位相差の大きさに応じて第1電位レベルあるいは第2電
位レベルの修正検出信号を出力し、その修正検出信号の
電位レベルに応じて、制御回路で規定されたパルス幅の
濾波信号を低域濾波器から出力させて電圧制御発振器の
発振周波数を制御するようにしている。
(Effect of the Invention) As described in detail above, according to the present invention, the first circuit outputs the correction feedback signal, and the second circuit outputs the magnitude of the phase difference between the correction feedback signal and the input signal. A correction detection signal of a first potential level or a second potential level is output in accordance with the above, and a low-pass filter outputs a filtered signal having a pulse width defined by a control circuit in accordance with the potential level of the correction detection signal. Therefore, the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator is controlled.

そのため、修正フィードバック信号と入力信号との位
相差が大きい時には、第2値電位レベルの修正検出信号
に応じて、制御回路で規定された長い幅のパルスを有す
る濾波信号が低域濾波器から出力されて電圧制御発振器
の発振周波数が制御され、高速で位相修正が行える。一
定の位相に引込まれ、修正フィードバック信号と入力信
号との位相差が小さくなると、第1電位レベルの修正検
出信号に応じて、制御回路で規定された短い幅のパルス
を有する濾波信号が低域濾波器から出力されて電圧制御
発振器の発振周波数が制御され、低速位相修正状態へ移
行し、PLL回路から出力されるフィードバック信号が入
力信号に対してゆっくりと同期していく。従って、濾波
信号のパルス幅のタイミング制御そのものを簡単かつ正
確に行えるばかりか、定常ジッタ量が少なく、しかも、
高速引込みが可能となる。
Therefore, when the phase difference between the modified feedback signal and the input signal is large, the low pass filter outputs a filtered signal having a pulse having a long width defined by the control circuit in accordance with the modified detection signal of the second value potential level. Thus, the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator is controlled, and the phase can be corrected at high speed. When the phase difference between the modified feedback signal and the input signal becomes small when the phase difference between the modified feedback signal and the input signal becomes small, the filtered signal having a pulse with a short width defined by the control circuit responds to the modified detection signal of the first potential level in the low range. The oscillating frequency of the voltage controlled oscillator is controlled by the filter to shift to the low-speed phase correction state, and the feedback signal output from the PLL circuit is slowly synchronized with the input signal. Therefore, not only can the timing control itself of the pulse width of the filtered signal be performed simply and accurately, but the steady-state jitter amount is small, and
High-speed retraction becomes possible.

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

第1図は本発明の実施例を示すPLL回路の構成ブロック
図、第2図は従来のPLL回路の構成ブロック図、第3図
は第1図中の位相比較器の回路図、第4図は第1図中の
低域濾波器の回路図、第5図及び第6図は第1図の動作
説明図、第7図は第1図の全体の動作タイミングチャー
ト、第8図は第1図の電圧制御発振器の動作タイミング
チャートである。 30……位相比較器、31,32,33……位相比較回路、34……
制御回路、40……低域濾波器、41,42……カウンタ、43,
44……デコーダ、45……制御回路、50……電圧制御発振
器、51……発振回路、52……制御回路、60……分周器、
61……分周回路、62……位相差変化回路、Fi……入力信
号、F0……発振信号、Ff……フィードバック信号。
1 is a block diagram of a PLL circuit showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a conventional PLL circuit, FIG. 3 is a circuit diagram of the phase comparator in FIG. 1, and FIG. Is a circuit diagram of the low-pass filter in FIG. 1, FIGS. 5 and 6 are explanatory diagrams of the operation of FIG. 1, FIG. 7 is a timing chart of the entire operation of FIG. 1, and FIG. 6 is an operation timing chart of the voltage controlled oscillator in the figure. 30 …… Phase comparator, 31,32,33 …… Phase comparator circuit, 34 ……
Control circuit, 40 ... Low-pass filter, 41,42 ... Counter, 43,
44 …… decoder, 45 …… control circuit, 50 …… voltage controlled oscillator, 51 …… oscillation circuit, 52 …… control circuit, 60 …… divider,
61 …… divider circuit, 62 …… phase difference change circuit, F i …… input signal, F 0 …… oscillation signal, F f …… feedback signal.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−31260(JP,A) 特開 昭57−83934(JP,A) 特公 昭46−38162(JP,B1) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-54-31260 (JP, A) JP-A-57-83934 (JP, A) JP-B-46-38162 (JP, B1)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】入力信号とフィードバック信号との位相差
を検出して検出信号を出力する位相比較器と、 前記検出信号中の高周波成分を減衰した濾波信号であっ
て第1もしくは第2の幅のパルスを有する濾波信号を出
力する低域濾波器と、 前記濾波信号に応じて第1もしくは第2の周波数を有す
る発振信号のいずれかを出力する電圧制御発振器と、 前記発振信号の周波数を1/N分周(Nは整数値)して前
記フィードバック信号を出力する分周器とを備えたPLL
回路において、 前記フィードバック信号が入力され、前記フィードバッ
ク信号を所定の位相差だけ変化させた修正フィードバッ
ク信号を出力する第1の回路と、 前記修正フィードバック信号と前記入力信号とを入力
し、前記修正フィードバック信号と前記入力信号との位
相差が第1の大きさの時、第1電位レベルの修正検出信
号を出力し、前記修正フィードバック信号と前記入力信
号との位相差が該第1の大きさより大きい第2の大きさ
の時、第2電位レベルの修正検出信号を出力する第2の
回路と、 前記低域濾波器が出力するパルスの幅を規定する制御回
路とを設け、 前記低域濾波器は、前記第1電位レベルの修正検出信号
に応答して前記制御回路で規定された前記第1の幅のパ
ルスを有する前記濾波信号を出力し、前記第2電位レベ
ルの修正検出信号に応答して前記制御回路で規定された
前記第1の幅よりも長い第2の幅のパルスを有する前記
濾波信号を出力し、 前記電圧制御発振器は、前記濾波信号の前記第1及び第
2の幅の各々で定義される期間において前記第1もしく
は第2の周波数を有する発振信号を出力する構成にした
ことを特徴とするPLL回路。
1. A phase comparator which detects a phase difference between an input signal and a feedback signal and outputs a detection signal, and a filtered signal which attenuates a high frequency component in the detection signal and has a first or second width. A low-pass filter that outputs a filtered signal having a pulse, a voltage controlled oscillator that outputs either an oscillating signal having a first frequency or a second frequency according to the filtered signal, and a frequency of the oscillating signal that is 1 / N frequency divider (N is an integer value) and a frequency divider for outputting the feedback signal
In the circuit, the feedback signal is input, a first circuit that outputs a modified feedback signal obtained by changing the feedback signal by a predetermined phase difference, and the modified feedback signal and the input signal are input, and the modified feedback When the phase difference between the signal and the input signal is the first magnitude, the correction detection signal of the first potential level is output, and the phase difference between the correction feedback signal and the input signal is larger than the first magnitude. A second circuit that outputs a correction detection signal of a second potential level when the second magnitude is present; and a control circuit that defines the width of the pulse output by the low-pass filter, the low-pass filter Outputs the filtered signal having the pulse of the first width defined by the control circuit in response to the correction detection signal of the first potential level, and the second potential level. In response to the modified detection signal, the filtered signal having a second width pulse longer than the first width defined by the control circuit is output, and the voltage controlled oscillator outputs the filtered signal having the second width. A PLL circuit configured to output an oscillation signal having the first or second frequency in a period defined by each of the first and second widths.
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