JP2586812B2 - Phase locked oscillator - Google Patents

Phase locked oscillator

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JP2586812B2
JP2586812B2 JP5304594A JP30459493A JP2586812B2 JP 2586812 B2 JP2586812 B2 JP 2586812B2 JP 5304594 A JP5304594 A JP 5304594A JP 30459493 A JP30459493 A JP 30459493A JP 2586812 B2 JP2586812 B2 JP 2586812B2
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clock signal
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健二 鳴海
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Nippon Electric Co Ltd
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、ディジタル伝送にお
ける多重化装置等で多用される位相同期発振器に関し、
特に外部からの高速クロック信号とこの高速クロック信
号に同期した低速クロック信号とを受信し、この受信さ
れる入力高速クロック信号および入力低速クロック信号
に位相同期した高速クロック信号および低速クロック信
号を出力する位相同期発振器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase locked oscillator frequently used in a multiplexing device for digital transmission, and the like.
In particular, it receives an external high-speed clock signal and a low-speed clock signal synchronized with the high-speed clock signal, and outputs a high-speed clock signal and a low-speed clock signal that are phase-synchronized with the received input high-speed clock signal and input low-speed clock signal. The present invention relates to a phase locked oscillator.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディジタル伝送におけるディジタル信号
の多重化技術は、SDHとして定義付けられており、高
速同期網のインタフェース速度は155.52Mb/sが1単
位となっている。また、多重化されたデータ信号は、音
声信号の標本化周波数である8KHzを1フレームとし
てフレーム単位で処理されている。この多重化伝送技術
において、接続される装置相互間の信号処理を効率的に
行うためには、その周波数が厳密に等しいものであり、
フレーム位相もあらかじめ定められた位相であることが
要求される。一般の位相同期発振器は、与えられる制御
電圧の値に応じた周波数のクロック信号を発生する電圧
制御発振器と、入力される2つのクロック信号の位相差
に比例した電圧を出力する1つの位相比較器により構成
される。
2. Description of the Related Art A digital signal multiplexing technique in digital transmission is defined as SDH, and an interface speed of a high-speed synchronous network is 155.52 Mb / s as one unit. The multiplexed data signal is processed on a frame basis, with 8 KHz being the sampling frequency of the audio signal as one frame. In this multiplex transmission technology, in order to efficiently perform signal processing between connected devices, their frequencies are strictly equal,
The frame phase is also required to be a predetermined phase. A general phase-locked oscillator includes a voltage-controlled oscillator that generates a clock signal having a frequency corresponding to a value of a given control voltage, and one phase comparator that outputs a voltage proportional to the phase difference between two input clock signals. It consists of.

【0003】この位相同期発振器を上述した多重化伝送
のクロックに適用した場合、その位相比較を高速クロッ
ク信号のビット位相比較で行うことが考えられる。しか
し、前述したように、高速クロック信号は1bit=1
/155.52Mb/s=6.4nsであり、非常に短
い周期でフレームをみることになるので、その位相比較
は非常に困難である。そこで、低速クロック信号による
フレーム位相比較で行うことが考えられる。しかし、一
般の位相同期発振器においては、入出力クロック信号の
定常位相誤差(位相同期がとれた状態で定常的に残る位
相差)φ 、未制御時の入出力位相差ω、ループ利得
αの間に次式の関係がある(特開平2−127817号
公報参照)。 φ=ω/α ・・・・(1) この式から分かるように、位相同期発振器の定常位相誤
差φ を小さくするためには、ループ利得αを大きくす
る必要がある。すなわち、1フレーム8KHzでクロッ
ク信号をフレーム比較するためには、定常位相誤差φ
を小さくするために、ループ利得αを数万倍に設定しな
ければならず、これを実現することは事実上不可能であ
る。
When this phase-locked oscillator is applied to the above-described multiplex transmission clock, it is conceivable that the phase comparison is made by comparing the bit phase of a high-speed clock signal. However, as described above, the high-speed clock signal is 1 bit = 1.
/155.52 Mb / s = 6.4 ns, and the frames are viewed at a very short period, so that the phase comparison is very difficult. Therefore, it is conceivable to perform frame phase comparison using a low-speed clock signal. However, in a general phase-locked oscillator, the input / output clock signal
Steady-state phase error (the amount that remains steady in a phase-synchronous state)
(E.g. , phase difference ) φ e , input / output phase difference ω m when not controlled , and loop gain α have the following relationship (JP-A-2-127817).
Gazette) . φ e = ω m / α (1) As can be seen from this equation, the stationary phase error of the phase locked oscillator is
In order to reduce the difference phi e is to increase the loop gain α
Need to be That is, in order to compare the clock signal at a frame rate of 8 KHz per frame, the stationary phase error φ e
Must be set to tens of thousands of times in order to reduce, and it is practically impossible to achieve this.

【0004】これを解決する方法として、図4に示すよ
うな、2つの位相比較器を用いる位相同期発振器が知ら
れている。この位相同期発振器において、高速クロック
入力端子2には、外部からの周期tの高速クロック信号
f1(図2(a)参照)が与えられ、この入力高速クロ
ック信号f1は第1の位相比較器6へ与えられる。ま
た、低速クロック入力端子1には高速クロック信号f1
に同期した外部からの周期Tの低速クロック信号f2
(図2(b)参照)が入力され、この入力低速クロック
信号f2は第2の位相比較器8へ与えられる。電圧制御
発振器5は、与えられる制御電圧の値に応じた周波数の
高速クロック信号f3(図2(c)参照)を出力し、こ
の高速クロック信号f3は第1の位相比較器6と分周器
7へ与えられる。分周器7は、入力される高速クロック
信号f3を分周し、低速クロック信号f4(図2(d)
参照)に変換し出力する。この分周器7の出力する低速
クロック信号f4は第2の位相比較器8へ与えられる。
As a method for solving this problem, there is known a phase locked oscillator using two phase comparators as shown in FIG. In this phase-locked oscillator, a high-speed clock signal f1 (see FIG. 2A) having a period t from the outside is given to a high-speed clock input terminal 2 and the input high-speed clock signal f1 is supplied to a first phase comparator 6 Given to. The low-speed clock input terminal 1 has a high-speed clock signal f1
External low-speed clock signal f2 with period T synchronized with
2 (see FIG. 2B), and the input low-speed clock signal f2 is supplied to the second phase comparator 8. The voltage-controlled oscillator 5 outputs a high-speed clock signal f3 (see FIG. 2C) having a frequency corresponding to the value of the applied control voltage, and the high-speed clock signal f3 is supplied to the first phase comparator 6 and the frequency divider. 7 given. The frequency divider 7 divides the frequency of the input high-speed clock signal f3 and generates a low-speed clock signal f4 (FIG. 2D).
And output it. The low-speed clock signal f4 output from the frequency divider 7 is supplied to the second phase comparator 8.

【0005】第1の位相比較器6は、外部からの高速ク
ロック信号f1と電圧制御発振器5からの高速クロック
信号f3との位相比較を行う。位相比較器6は、例えば
セット,リセット付きのDフリップ・フロップ(D−F
F)で構成され、位相差に応じた電圧値を位相変化する
範囲で連続的な値で出力する。第2の位相比較器8は、
外部からの低速クロック信号f2と分周器7からの低速
クロック信号f4との位相比較を行う。第2の位相比較
器8も第1の位相比較器6と同様、例えばセット,リセ
ット付きのD−FFで構成され、位相差に応じた電圧値
を位相変化する範囲で連続的な値で出力する。
The first phase comparator 6 compares the phase of the external high-speed clock signal f 1 with the phase of the high-speed clock signal f 3 from the voltage controlled oscillator 5. The phase comparator 6 includes, for example, a D flip-flop (D-F) with set and reset.
F), and outputs a voltage value corresponding to the phase difference as a continuous value within a range in which the phase changes. The second phase comparator 8 is
The phase comparison between the external low-speed clock signal f2 and the low-speed clock signal f4 from the frequency divider 7 is performed. Similarly to the first phase comparator 6, the second phase comparator 8 is constituted by, for example, a D-FF with set and reset, and outputs a voltage value according to the phase difference as a continuous value within a range in which the phase changes. I do.

【0006】第2の位相比較器8の出力は、積分器9に
より積分され、平均電圧として電圧加算器10へ与えら
れる。また、第1の位相比較器6の出力も、電圧加算器
10へ与えられる。電圧加算器10は、入力される電圧
を加算し、この加算結果を制御電圧として電圧制御発振
器5へ与える。電圧制御発振器5は電圧加算器10から
の制御電圧の値に応じた周波数の高速クロック信号f3
を出力する。以上の構成により、高速クロック信号f3
により低速クロック信号f4の出力位相が制御され、高
速クロック信号f1とf3との位相比較および低速クロ
ック信号f2とf4との位相比較により高速クロック信
号f3の出力位相が制御されることになるので、事実
上、前述したビット位相比較、フレーム位相比較の困難
である部分を解決できる。
[0006] The output of the second phase comparator 8 is integrated by an integrator 9 and supplied to a voltage adder 10 as an average voltage. The output of the first phase comparator 6 is also provided to the voltage adder 10. The voltage adder 10 adds the input voltages and supplies the result of the addition to the voltage controlled oscillator 5 as a control voltage. The voltage-controlled oscillator 5 outputs a high-speed clock signal f3 having a frequency corresponding to the value of the control voltage from the voltage adder 10.
Is output. With the above configuration, the high-speed clock signal f3
Controls the output phase of the low-speed clock signal f4, and controls the output phase of the high-speed clock signal f3 by comparing the phases of the high-speed clock signals f1 and f3 and the phase of the low-speed clock signals f2 and f4. Practically, it is possible to solve a part where the bit phase comparison and the frame phase comparison are difficult.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の位相同期発振器においては、高速クロック信
号f1とf3との位相比較による電圧と低速クロック信
号f2とf4との位相比較による電圧とを電圧加算器1
0により加算していることから、高速クロック信号f1
とf3との位相比較が行われている場合でも、常に低速
クロック信号f2とf4との位相比較結果が電圧加算器
10へ与えられている。したがって、本来高速クロック
信号のみの位相比較特性が必要な場合でも、不要な低速
クロック信号によるジッタが含まれてしまう。前述した
ように、高速クロック信号に対して低速クロック信号の
周波数は非常に低いので、この低周波数成分をループフ
ィルタにより除去することも困難である。したがって、
図4に示した位相同期発振器では、電圧制御発振器5よ
り出力される高速クロック信号f3に対して、低速クロ
ック信号f2とf4との位相比較による低周波成分がジ
ッタ(低周波ジッタ)となって現れてしまうという欠点
があった。
However, in such a conventional phase-locked oscillator, a voltage obtained by comparing the phases of the high-speed clock signals f1 and f3 and a voltage obtained by comparing the phases of the low-speed clock signals f2 and f4 are used. Adder 1
0, the high-speed clock signal f1
Even when the phase comparison between the low-speed clock signals f2 and f4 is performed, the result of the phase comparison between the low-speed clock signals f2 and f4 is always supplied to the voltage adder 10. Therefore, even when the phase comparison characteristic of only the high-speed clock signal is required, the jitter due to the unnecessary low-speed clock signal is included. As described above, since the frequency of the low-speed clock signal is much lower than that of the high-speed clock signal, it is also difficult to remove this low-frequency component by a loop filter. Therefore,
In the phase-locked oscillator shown in FIG. 4, a low-frequency component obtained by comparing the phases of the low-speed clock signals f2 and f4 with the high-speed clock signal f3 output from the voltage-controlled oscillator 5 becomes jitter (low-frequency jitter). There was a drawback that it would appear.

【0008】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、電圧制御発
振器より出力される高速クロック信号に低周波ジッタの
生じない位相同期発振器を提供することにある。
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a phase-locked oscillator that does not cause low-frequency jitter in a high-speed clock signal output from a voltage-controlled oscillator. It is in.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、外部からの高速クロック信号とこ
の高速クロック信号に同期した低速クロック信号とを受
信し、この受信される入力高速クロック信号および入力
低速クロック信号に位相同期した高速クロック信号およ
び低速クロック信号を出力する位相同期発振器におい
て、与えられる制御電圧の値に応じた周波数の高速クロ
ック信号を出力する電圧制御発振器と、この電圧制御発
振器の出力する高速クロック信号を低速クロック信号に
変換し出力する分周器と、この分周器の出力する低速ク
ロック信号のパルス列の後縁を電圧制御発振器の出力す
る高速クロック信号の1/2周期分だけ交互に増減させ
て出力するパルス幅変換回路と、このパルス幅変換回路
の出力する低速クロック信号と入力低速クロック信号と
の位相を入力低速クロック信号のパルス列の前縁を用い
て比較し、その位相差が負であれば第1の電圧値V1
を、その位相差が正であれば第2の電圧値V2(V1<
V2)を出力する第2の位相比較器と、この第の位相
比較器の出力を積分し平均電圧VXとして出力する積分
器と、この積分器の出力する平均電圧VXに応じ、その
平均電圧VXがV0(V0=(V1+V2)/2)とV
2との間に設定されている比較電圧VA以上(VA<V
X)ならば〔1,0〕となるディジタル信号を、その平
均電圧VXがV0とV1との間に設定されている比較電
圧VB以下(VX<VB)ならば〔0,1〕となるディ
ジタル信号を、その平均電圧VXがVBとVAとの間
(VB≦VX≦VA)にあれば〔0,0〕となるディジ
タル信号を出力する電圧判定回路と、この電圧判定回路
の出力するディジタル信号に応じ、そのディジタル信号
が〔1,0〕であれば入力高速クロック信号のみを通過
させ、そのディジタル信号が〔0,1〕であれば電圧制
御発振器からの高速クロック信号のみを通過させ、その
ディジタル信号が〔0,0〕であれば入力高速クロック
信号および電圧制御発振器からの高速クロック信号を通
過させるゲート回路と、このゲート回路を介して入力高
速クロック信号のみが与えられるとその位相比較結果を
「1」とし、電圧制御発振器からの高速クロック信号の
みが与えられるとその位相比較結果を「−1」とし、入
力高速クロック信号および電圧制御発振器からの高速ク
ロック信号の両クロックが与 えられると両者の位相差に
応じた電圧を制御電圧として出力する第1の位相比較器
とを備えたものである。
In order to achieve the above object, the present invention is to receive a high-speed clock signal from the outside and a low-speed clock signal synchronized with the high-speed clock signal, and receive the input signal. A phase-locked oscillator that outputs a high-speed clock signal and a low-speed clock signal that are phase-synchronized with a high-speed clock signal and an input low-speed clock signal; A frequency divider that converts a high-speed clock signal output from the voltage-controlled oscillator into a low-speed clock signal and outputs the same, and a trailing edge of a pulse train of the low-speed clock signal output from the frequency divider outputs a high-speed clock signal output from the voltage-controlled oscillator. A pulse width conversion circuit that alternately increases and decreases by one-half cycle and outputs the pulse width; With the leading edge of the pulse train of the input low speed clock signal phases of the click signal and the input low-speed clock signal
If the phase difference is negative, the first voltage value V1
If the phase difference is positive, the second voltage value V2 (V1 <
V2) , an integrator that integrates the output of the second phase comparator and outputs an average voltage VX , and a second phase comparator that outputs the average voltage VX according to the average voltage VX output by the integrator.
The average voltage VX is V0 (V0 = (V1 + V2) / 2) and V0.
2 or higher (VA <V
X), the digital signal corresponding to [1, 0] is
The comparison voltage set when the average voltage VX is set between V0 and V1.
If the pressure is equal to or lower than VB (VX <VB), the value becomes [0, 1].
A digital signal whose average voltage VX is between VB and VA.
A voltage determination circuit that outputs a daisy <br/> Tal signal to be if [0,0] it is in (VB ≦ VX ≦ VA), according to the digital signal output of the voltage determining circuit, the digital signal
Is [1,0], pass only the input high-speed clock signal
If the digital signal is [0, 1],
Only the high-speed clock signal from the
If the digital signal is [0,0], input high-speed clock
High speed clock signal from signal and voltage controlled oscillator
A gate circuit which Ru was bulk, input high through the gate circuit
When only the fast clock signal is given, the phase comparison result
Set to “1” and the high-speed clock signal from the voltage-controlled oscillator
Is given, the phase comparison result is set to "-1",
High-speed clock signal and high-speed clock
It is obtained by a first phase comparator for outputting a voltage both clocks corresponding to the phase difference given Erareru and both lock signal as a control voltage.

【0010】[0010]

【作用】したがってこの発明によれば、電圧制御発振器
より、制御電圧の値に応じた周波数の高速クロック信号
(f3)が出力される。この高速クロック信号(f3)
は、分周器へ与えられて低速クロック信号(f4)に変
換され、パルス幅変換回路へ与えられる。パルス幅変換
回路は、分周器からの低速クロック信号(f4)のパル
列の後縁を電圧制御発振器の出力する高速クロック信
号の1/2周期分だけ交互に増減させ、低速クロック信
号(f5)として第2の位相比較器へ与える。第2の位
相比較器は、パルス幅変換回路からの低速クロック信号
(f5)と入力低速クロック信号(f2)との位相を
力低速クロック信号(f2)のパルス列の前縁を用いて
比較し、その位相差が負であれば電圧値V1を、その位
相差が正であれば電圧値V2(V1<V2)を出力す
る。この位相比較器の出力は積分器へ与えられる。積分
器は、入力される位相比較器の出力を積分し、その積分
結果である平均電圧VXを電圧判定回路へ与える。電圧
判定回路は、入力される平均電圧VXに応じ、その平均
電圧VXがVA以上(VA<VX)ならば〔1,0〕と
なるディジタル信号を、VB以下(VX<VB)ならば
〔0,1〕となるディジタル信号を、VBとVAとの間
(VB≦VX≦VA)にあれば〔0,0〕となるディジ
タル信号をゲート回路へ与える。ゲート回路は、電圧判
定回路からのディジタル信号に応じて、そのディジタル
信号が〔1,0〕であれば入力高速クロック信号のみを
通過させ、〔0,1〕であれば電圧制御発振器からの高
速クロック信号のみを通過させ、〔0,0〕であれば入
力高速クロック信号および電圧制御発振器からの高速ク
ロック信号を通過させ、第1の位相比較器へ与える。第
1の位相比較器は、入力高速クロック信号のみが与えら
れるとその位相比較結果を「1」とし、電圧制御発振器
からの高速クロック信号のみが与えられるとその位相比
較結果を「−1」とし、入力高速クロック信号および電
圧制御発振器からの高速クロック信号の両クロックが与
えられると両者の位相差に応じた電圧を制御電圧として
電圧制御発振器へ与える。
Therefore, according to the present invention, the high-speed clock signal (f3) having a frequency corresponding to the value of the control voltage is output from the voltage controlled oscillator. This high-speed clock signal (f3)
Is supplied to a frequency divider, converted into a low-speed clock signal (f4), and supplied to a pulse width conversion circuit. The pulse width conversion circuit alternately increases or decreases the trailing edge of the pulse train of the low-speed clock signal (f4) from the frequency divider by a half cycle of the high-speed clock signal output from the voltage-controlled oscillator, The low-speed clock signal (f5) is supplied to the second phase comparator. The second phase comparator, the input phases of the low-speed clock signal from the pulse width converter circuit (f5) and the input low-speed clock signal (f2)
Using the leading edge of the pulse train of the low-speed clock signal (f2)
If the phase difference is negative, the voltage value V1 is
If the phase difference is positive, a voltage value V2 (V1 <V2) is output. Output of the phase comparator is applied to the integrator. The integrator integrates the input output of the phase comparator and supplies an average voltage VX , which is the integration result, to the voltage determination circuit. The voltage determination circuit calculates the average of the average voltage VX according to the input average voltage VX.
If the voltage VX is equal to or higher than VA (VA <VX), [1, 0]
Is less than VB (VX <VB)
The digital signal of [0, 1] is applied between VB and VA.
If (VB ≦ VX ≦ VA), a digital signal of [0, 0] is supplied to the gate circuit. The gate circuit in accordance with the digital signal from the voltage judging circuit, the digital
If the signal is [1,0], only the input high-speed clock signal
Pass, and if [0, 1], the high
Pass only the fast clock signal, and enter if it is [0,0].
High-speed clock signal and high-speed clock
The lock signal is passed and supplied to the first phase comparator. The first phase comparator receives only the input high-speed clock signal.
The phase comparison result is set to "1" and the voltage controlled oscillator
Given only the high-speed clock signal from the
The comparison result is "-1", and the input high-speed clock signal and power
Both clocks of the high-speed clock signal from the pressure-controlled oscillator
Then, a voltage corresponding to the phase difference between the two is supplied to the voltage controlled oscillator as a control voltage.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明す
る。図1はこの発明の一実施例を示す位相同期発振器の
ブロック構成図である。同図において、図4と同一符号
は同一あるいは同等構成要素を示し、その説明は省略す
る。本実施例においては、パルス幅変換回路11を設
け、分周器7から出力される低速クロック信号f4(図
2(d)参照)のパルス列(PW4)の後縁を交互にt
/2だけ増減し(図2(e)参照)、これを低速クロッ
ク信号f5として第2の位相比較器8’へ与えるものと
している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail based on embodiments. FIG. 1 is a block diagram of a phase locked oscillator according to an embodiment of the present invention. 4, the same reference numerals as those in FIG. 4 denote the same or equivalent components, and a description thereof will be omitted. In the present embodiment, the pulse width conversion circuit 11 is provided, and the low-speed clock signal f4 output from the frequency divider 7 (FIG.
2 (d)), the trailing edge of the pulse train (PW4) is alternately t
/ (See FIG. 2 (e)) 2 only increases or decreases, it is assumed that give it to the second phase comparator 8 as the low-speed clock signal f 5 '.

【0012】第2の位相比較器8’は、外部からの低速
クロック信号f2とパルス変換回路11からの低速ク
ロック信号f5との位相を低速クロック信号f2のパル
ス列(PW2)の前縁を用いて比較し、両者の位相差に
応じて、二値の電圧(二値信号)V1,V2(V1<V
2:位相差が正であればV2、負であればV1)を出力
する。第2の位相比較器8’は例えばD−FFで構成さ
れている。第2の位相比較器8’の位相比較の結果(信
号f6)は積分器9により積分される。
The second phase comparator 8 'compares the phase of the low-speed clock signal f2 from the outside with the phase of the low- speed clock signal f5 from the pulse width conversion circuit 11 by the pulse of the low- speed clock signal f2.
Are compared using the leading edge of the row of signals (PW2), and binary voltages (binary signals) V1 and V2 (V1 <V
2: If the phase difference is positive, V2 is output, and if negative, V1) is output. The second phase comparator 8 'is composed of, for example, a D-FF. The result of the phase comparison of the second phase comparator 8 ' (signal
The signal f6) is integrated by the integrator 9.

【0013】すなわち、位相比較器8’は、低速クロッ
ク信号f2とf4との位相差が「+t/2」以上であれ
ばV2を(図2(g)〜(i)参照)、「−t/2」以
下であればV1を出力する(図2(j)〜(l)参
照)。f2とf4との位相差が「−t/2〜+t/2」
以内であれば、周期2TでV2,V1の電圧が交互に現
れる信号を出力する(図2(d)〜(f)参照)。した
がって、積分器9は、低速クロック信号f2とf4との
位相差が「+t/2」以上であればV2を、「−t/
2」以下であればV1を、「−t/2〜+t/2」以内
であれば(V2+V1)/2=V0を出力する。この積
分器9の出力は電圧判定回路12へ与えられる。電圧判
定回路12は、入力される電圧値によって3通りの異な
るディジタル信号を出力する。
That is, the phase comparator 8 'operates at a low speed clock.
If the phase difference between the lock signals f2 and f4 is "+ t / 2" or more
If V2 (see FIGS. 2 (g) to (i)), "-t / 2"
If it is below, V1 is output (see FIGS. 2 (j) to (l)).
See). The phase difference between f2 and f4 is "-t / 2 to + t / 2"
Within this range, the voltages of V2 and V1 alternately appear in the cycle 2T.
(See FIGS. 2D to 2F). did
Therefore, the integrator 9 outputs the low-speed clock signals f2 and f4.
If the phase difference is “+ t / 2” or more, V2 is changed to “−t /
2 "or less, V1 is within" -t / 2 to + t / 2 "
Then, (V2 + V1) / 2 = V0 is output. The output of the integrator 9 is provided to the voltage determination circuit 12. The voltage determination circuit 12 outputs three different digital signals depending on the input voltage value.

【0014】すなわち、V0とV2との間に比較電圧V
Aを、V0とV1との間に比較電圧VBを設定し、積分
器9からの電圧をVXとすると、電圧判定回路12は、
VA<VXならば〔1,0〕となるディジタル信号を、
VB≦VX≦VAならば〔0,0〕となるディジタル信
号を、VX<VBならば〔0,1〕となるディジタル信
号を出力し、これをゲート回路13へ与える。ゲート回
路13には、外部からの高速クロック信号f1と電圧制
御発振器5からの高速クロック信号f3とが与えられて
おり、電圧判定回路12からのディジタル信号により、
高速クロック信号f1およびf3の通過を制限する。
That is, the comparison voltage V is applied between V0 and V2.
Assuming that A is a comparison voltage VB between V0 and V1 and a voltage from the integrator 9 is VX, the voltage determination circuit 12
If VA <VX, the digital signal that becomes [1, 0]
A digital signal of [0, 0] is output if VB ≦ VX ≦ VA, and a digital signal of [0, 1] is output if VX <VB. The gate circuit 13 is supplied with a high-speed clock signal f1 from the outside and a high-speed clock signal f3 from the voltage-controlled oscillator 5, and receives a digital signal from the voltage determination circuit 12
The passage of the high-speed clock signals f1 and f3 is restricted.

【0015】ゲート回路13は、例えば2入力のEx−
OR(排他的論理和)回路2つで構成され、第1のOR
回路に高速クロック信号f1を入力し、第2のOR回路
に高速クロック信号f3を入力し、電圧判定回路12か
らのディジタル信号をそれぞれのOR回路に入力するこ
とにより、高速クロック信号f1およびf3の通過を次
のように制限する。すなわち、ディジタル信号が〔1,
0〕ならばf1のみを通過させ、ディジタル信号が
〔0,0〕ならばf1およびf3を通過させ、ディジタ
ル信号が〔0,1〕ならばf3のみを通過させる。
The gate circuit 13 has, for example, a two-input Ex-
The first OR circuit is composed of two OR (exclusive OR) circuits.
The high-speed clock signal f1 is input to the circuit, the high-speed clock signal f3 is input to the second OR circuit, and the digital signal from the voltage determination circuit 12 is input to each OR circuit. Restrict passage as follows: That is, the digital signal is [1,
0], only f1 is passed. If the digital signal is [0, 0], f1 and f3 are passed. If the digital signal is [0, 1], only f3 is passed.

【0016】ゲート回路13を通過した高速クロック信
号f1は第1の位相比較器6へ与えられる。第1の位相
比較器6は、高速クロック信号f1のみが与えられる
と、その位相比較結果を「1」とし、高速クロック信号
f3のみが与えられると、その位相比較結果を「−1」
とし、高速クロック信号f1とf3の両クロックが与え
られると、f1とf3との位相差に応じた電圧を制御電
圧として電圧制御発振器5へ与える。
The high-speed clock signal f1 that has passed through the gate circuit 13 is supplied to the first phase comparator 6. The first phase comparator 6 sets the phase comparison result to “1” when only the high-speed clock signal f1 is supplied, and sets the phase comparison result to “−1” when only the high-speed clock signal f3 is supplied.
When both high-speed clock signals f1 and f3 are supplied, a voltage corresponding to the phase difference between f1 and f3 is supplied to the voltage-controlled oscillator 5 as a control voltage.

【0017】従って、本構成で電圧制御発振器5の制御
電圧を決める位相比較特性は図3に示すようになり、f
2とf4との位相差が「−T/2〜−t/2」の間で
「−1」、「t/2〜T/2」の間で「1」とな
り、「−t/2〜t/2」の間で第1の位相比較器6
による位相比較が行われることになる。
Accordingly, in this configuration, the phase comparison characteristic for determining the control voltage of the voltage controlled oscillator 5 is as shown in FIG.
The phase difference between f2 and f4 is "-1" between "-T / 2 to -t / 2", "1" between " + t / 2 to + T / 2", and "-t / 2 + t / 2 ”, the first phase comparator 6
Will be performed.

【0018】以上の構成により、低速クロック信号に関
しては、高速クロック信号に対しての位相比較が第1の
位相比較器6により行われるので、高速クロック信号の
位相同期による位相補正の制御を利用でき、位相変動の
少ないクロック信号を出力できる。また、高速クロック
信号に関しては、低速クロック信号の位相比較が第2の
位相比較器8’により行われるが、この比較結果は、電
圧判定回路12とゲート回路13により、第1の位相比
較器6に入力される前に処理されているので、低速クロ
ック信号がジッタとなって電圧制御発振器5の出力する
高速クロック信号に影響することを防いでいる。よっ
て、低速クロック出力端子3および高速クロック出力端
子4より、位相変動の少ない低速クロック信号f4およ
び高速クロック信号f3が出力される。
According to the above configuration, for the low-speed clock signal, the phase comparison with the high-speed clock signal is performed by the first phase comparator 6, so that the control of the phase correction by the phase synchronization of the high-speed clock signal can be used. Thus, a clock signal with little phase fluctuation can be output. Further, with respect to the high-speed clock signal, the phase comparison of the low-speed clock signal is performed by the second phase comparator 8 ′. The comparison result is obtained by the voltage determination circuit 12 and the gate circuit 13 by the first phase comparator 6 ′. Since the low-speed clock signal is processed before input to the high-speed clock signal, the low-speed clock signal does not affect the high-speed clock signal output from the voltage-controlled oscillator 5 as jitter. Therefore, the low-speed clock signal f4 and the high-speed clock signal f3 with little phase fluctuation are output from the low-speed clock output terminal 3 and the high-speed clock output terminal 4.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、高速クロック信号の位相比較のみを行っ
ており、本質的に低速クロック信号成分がなく、したが
って電圧制御発振器より出力される高速クロック信号に
低周波ジッタが生じないものとなり、位相変動の少ない
低速クロック信号と高速クロック信号を出力することが
できるようになる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, only the phase comparison of the high-speed clock signal is performed, and there is essentially no low-speed clock signal component. Low-frequency jitter does not occur in the high-speed clock signal, and a low-speed clock signal and a high-speed clock signal with little phase fluctuation can be output.

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

【図1】本発明に係る位相同期発振器の一実施例を示す
ブロック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a phase locked oscillator according to the present invention.

【図2】この位相同期発振器の動作を説明するための各
信号のタイムチャートである。
FIG. 2 is a time chart of each signal for explaining the operation of the phase locked oscillator.

【図3】この位相同期発振器における位相比較特性を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing phase comparison characteristics in the phase locked oscillator.

【図4】従来の位相同期発振器を示すブロック構成図で
ある。
FIG. 4 is a block diagram showing a conventional phase locked oscillator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 低速クロック入力端子 2 高速クロック入力端子 3 低速クロック出力端子 4 高速クロック出力端子 5 電圧制御発振器 6 第1の位相比較器 7 分周器 8’第2の位相比較器 9 積分器 11 パルス幅変換回路 12 電圧判定回路 13 ゲート回路 REFERENCE SIGNS LIST 1 low-speed clock input terminal 2 high-speed clock input terminal 3 low-speed clock output terminal 4 high-speed clock output terminal 5 voltage-controlled oscillator 6 first phase comparator 7 frequency divider 8 ′ second phase comparator 9 integrator 11 pulse width conversion Circuit 12 Voltage judgment circuit 13 Gate circuit

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 外部からの高速クロック信号とこの高速
クロック信号に同期した低速クロック信号とを受信し、
この受信される入力高速クロック信号および入力低速ク
ロック信号に位相同期した高速クロック信号および低速
クロック信号を出力する位相同期発振器において、 与られる制御電圧の値に応じた周波数の高速クロック
信号を出力する電圧制御発振器と、 この電圧制御発振器の出力する高速クロック信号を低速
クロック信号に変換し出力する分周器と、 この分周器の出力する低速クロック信号のパルス列の後
縁を前記電圧制御発振器の出力する高速クロック信号の
1/2周期分だけ交互に増減させて出力するパルス幅変
換回路と、 このパルス幅変換回路の出力する低速クロック信号と前
記入力低速クロック信号との位相を前記入力低速クロッ
ク信号のパルス列の前縁を用いて比較し、その位相差が
負であれば第1の電圧値V1を、その位相差が正であれ
ば第2の電圧値V2(V1<V2)を出力する第2の位
相比較器と、 この第2の位相比較器の出力を積分し平均電圧VXとし
出力する積分器と、 この積分器の出力する平均電圧VXに応じ、その平均電
圧VXがV0(V0=(V1+V2)/2)とV2との
間に設定されている比較電圧VA以上(VA<VX)な
らば〔1,0〕となるディジタル信号を、その平均電圧
VXがV0とV1との間に設定されている比較電圧VB
以下(VX<VB)ならば〔0,1〕となるディジタル
信号を、その平均電圧VXがVBとVAとの間(VB≦
VX≦VA)にあれば〔0,0〕となるディジタル信号
を出力する電圧判定回路と、 この電圧判定回路の出力するディジタル信号に応じ、そ
のディジタル信号が〔1,0〕であれば前記入力高速ク
ロック信号のみを通過させ、そのディジタル信号が
〔0,1〕であれば前記電圧制御発振器からの高速クロ
ック信号のみを通過させ、そのディジタル信号が〔0,
0〕であれば前記入力高速クロック信号および前記電圧
制御発振器からの高速クロック信号を通過させるゲート
回路と、 このゲート回路を介して前記入力高速クロック信号のみ
が与えられるとその位 相比較結果を「1」とし、前記電
圧制御発振器からの高速クロック信号のみが与えられる
とその位相比較結果を「−1」とし、前記入力高速クロ
ック信号および前記電圧制御発振器からの高速クロック
信号の両クロックが与えられると両者の位相差に応じた
電圧を前記制御電圧として出力する第1の位相比較器と
を備えたことを特徴とする位相同期発振器。
An external high-speed clock signal and a low-speed clock signal synchronized with the high-speed clock signal are received,
In phase-locked oscillator for outputting an input high-speed clock signal and high speed clock signal synchronized in phase with the input speed clock signal and the low-speed clock signals this is received, and outputs the high-speed clock signal having a frequency corresponding to the value of the given example is a control voltage A voltage-controlled oscillator, a frequency divider that converts a high-speed clock signal output from the voltage-controlled oscillator to a low-speed clock signal, and outputs the same. After a pulse train of the low-speed clock signal output from the frequency divider,
A pulse width conversion circuit that alternately increases and decreases edges by a half cycle of the high-speed clock signal output by the voltage-controlled oscillator, and outputs the low-speed clock signal output by the pulse width conversion circuit and the input low-speed clock signal; Phase of the input low-speed clock
Using the leading edge of the pulse train of the
If negative, the first voltage value V1 is used, and if the phase difference is positive,
For example, a second phase comparator that outputs a second voltage value V2 (V1 <V2), and an output of the second phase comparator is integrated to obtain an average voltage VX.
An integrator for outputting Te, depending on the average voltage VX to be output from the integrator, the average electrostatic its
Pressure VX is equal to V0 (V0 = (V1 + V2) / 2) and V2.
The comparison voltage VA (VA <VX) that is set between
If the digital signal becomes [1, 0], its average voltage
VX is a comparison voltage VB set between V0 and V1.
If (VX <VB), the digital value becomes [0, 1].
A signal whose average voltage VX is between VB and VA (VB ≦
A voltage determination circuit that outputs a digital signal to be if [0,0] it is in VX ≦ VA), according to the digital signal output of the voltage determining circuit, its
If the digital signal is [1,0], the input high-speed
Only the lock signal is passed, and the digital signal is
If [0, 1], the high-speed clock from the voltage controlled oscillator
And only the digital signal is passed through [0,
0], the input high-speed clock signal and the voltage
A gate circuit for high-speed clock signal Ru is passed through a from-controlled oscillator, the input high-speed clock signal only through the gate circuit
When given as much phase comparison result is "1", the electric
Only high-speed clock signal from pressure-controlled oscillator is given
And the phase comparison result as "-1", and
Clock signal and high-speed clock from the voltage controlled oscillator
A first phase comparator that outputs a voltage corresponding to a phase difference between the two clocks as the control voltage when both clocks of the signal are supplied.
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