JP2669060B2 - フェーズ・ロックド・ループ回路 - Google Patents

フェーズ・ロックド・ループ回路

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JP2669060B2 JP1155318A JP15531889A JP2669060B2 JP 2669060 B2 JP2669060 B2 JP 2669060B2 JP 1155318 A JP1155318 A JP 1155318A JP 15531889 A JP15531889 A JP 15531889A JP 2669060 B2 JP2669060 B2 JP 2669060B2
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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 本発明は任意のくり返し周期をもつ標準入力パルス信
号(例;1T〜4T)と倍速入力パルス信号(例;T/2〜2T)
の両方からクロック信号を抽出することができるPLL回
路に関するものである。
従来の技術 従来、任意のくり返し周期をもつ標準入力パルス信号
と倍速入力パルス信号の両方の信号からクロック信号を
抽出するための入力信号のエッジを検出する必要がある
PLL回路としては第3図に例示するようなものが実用化
されている。以下図面を参照しながら説明する。第3図
において、1aは標準入力信号源、1bは倍速入力信号源、
2aと2bは入力信号を遅延させるための遅延器、3はEX.O
Rゲート、4は上記遅延器2aと2bとEX.ORゲート3および
切り換えスイッチ15で構成されたエッジ検出回路、8は
アナログスイッチ、9は上記4と8で構成された位相比
較器、10aは標準入力パルス信号時に上記位相比較器の
出力を平滑化させるためのローパスフィルタ(LPF)、1
0bは倍速入力パルス信号時に上記位相比較器の出力を平
滑化させるためのローパスフィルタ(LPF)、11は上記
位相比較器の出力をLPF10a,10bを介して得られた出力に
よって発振周波数が制御される電圧制御型発振器(VC
O)、15は上記遅延器2aか2bを選択するための切り換え
スイッチ、16は上記入力信号源1aか1bを選択するための
切り換えスイッチ、20はループフィルタのLPF10aか10b
を選択するための切り換えスイッチ、21は上記VCOの発
振周波数を変える手段として発振コンデンサ18か19を選
択するための切り換えスイッチである。以上のように構
成されたPLL回路について以下その動作について第3図
と第4図を参照しながら説明する。まず、標準入力動作
時には、第3図の切り換えスイッチ15と16と20および21
はそれぞれA側の状態にある。この場合第4図に示す任
意のくり返し周期をもつ標準入力信号源1aの標準入力信
号aは入力端子T1に入力されるとともにその標準入力パ
ルス信号aは直接EX.ORゲートへ入力さえる入力信号a
と遅延器2aを介して遅延された遅延入力信号bとに分か
れる。上記遅延入力信号bは遅延器2aで決定された遅延
時間(T/2)だけ入力信号aより遅延され、EX.ORゲート
3へ入力される。EX.ORゲート3の出力には上記入力信
号aと上記遅延入力信号bとのEX.OR動作結果が第4図
に示す様に固定時間幅TWcとして出力される。上記固定
時間幅TWcのHの区間は位相比較間であるアナログスイ
ッチ8はオンとなりVCO11の出力信号である再生クロッ
クfと入力信号aとの位相差が位相比較器9の位相比較
器出力eとして出力端子T3へ出力される。また、固定時
間幅TWcのLの区間はアナログスイッチ8がオフとな
り、出力端子T3からは出力信号を出力しない。そして、
出力端子T3に接続されたLPF10aは位相比較器9の出力を
平滑する。さらに上記LPF10aで平滑化された直流出力に
よってVCO11の周波数をコントロールすることによりPLL
回路を構成して出力端子T4から標準入力信号aに対する
標準再生クロック信号fを抽出する。
次に倍速入力動作時には、第3図の切り換えスイッチ
15と16と20および21はそれぞれB側の状態にある。第5
図に倍速入力動作時におけるタイミングチャートを示
す。この場合第4図のタイミングチャートの動作状態と
異なるところとして、入力信号源は倍速入力信号源1bと
なり、遅延入力信号bは遅延器2bで決定された遅延時間
(T/4)だけ入力信号aより遅延され、VCOの発振周波数
は発振用コンデンサC18より容量の小さい発振用デンサC
19を選択することにより標準入力動作時のVCO発振周波
数の2倍である2にされている。各動作タイミング
は第5図に示す通り第4図に比して全て2倍の動作速度
で動作しているだけのため、標準入力時と同じ動作をす
る各ブロック図に関しての動作説明は省略する。したが
って倍速入力動作時はVCOの発振周波数を2倍に高く
し、さらに遅延器とLPFを切り換えることにより標準入
力時の動作速度より2倍の動作速度で動作するPLL回路
を構成して出力端子T4から倍速再生クロック信号2fを抽
出するものであった。
発明が解決しようとする課題 以上のように構成されたPLL回路では、倍速入力動作
時における各ブロックの動作周波数は、標準入力動作時
に比較して確実に2倍以上の動作速度が必要となる。し
たがって標準時と兼用して倍速時に高い周波数で使用す
る場合、高い動作速度で安定なVCO,アナログスイッチ回
路等を得るには回路遅延時間等の問題が発生するために
非常に実現困難となる。
また、倍速力動作時のVCO発振周波数は標準入力動作
時の発振周波数より高くしなければならないため発振調
整用コンデンサ,LPF,切り換えスイッチ等の外付け部品
を追加する必要があり部品コストは高価なものとなるな
ど以上多くの欠点があった。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、標準動
作時にも倍速動作時にもVCOと入力パルス信号との位相
比較を可能にし、簡易な構成で低コストのPLL回路を提
供することを目的としている。
課題を解決するための手段 上記問題点を解決するため、本発明のフェーズ・ロッ
クド・ループ回路は、標準動作時の入力パルス信号の最
小周期(T)の1/2幅となる第1のパルスを前記入力パ
ルス信号の両エッジの直後に出力し、倍速動作時には前
記第1のパルスの1/2幅(T/2)となる第2のパルスを入
力パルス信号の両エッジの直後に出力するエッジ検出回
路(4)と、標準動作時の入力信号の最小周期(T)を
一周期として発振する電圧制御型発振器(11)の出力が
アナログスイッチ(8)を介して入力されるループフィ
ルタ(10a)の出力信号によって前記電圧制御型発振器
の入力を制御するループと、前記電圧制御型発振器の反
転出力がデータ入力端(D)に入力され前記エッジ検出
回路の出力信号にクロック同期した第3のパルス(TW
d)を出力するD型フリップフロップ(6)と、入力さ
れる前記電圧制御型発振器の発振出力の2倍の周波数
(2f)を出力する逓倍回路とを具備し、標準動作時には
前記エッジ検出回路(4)の第1のパルス出力によって
前記アナログスイッチを開閉し、倍速同時には前記D型
フリップフロップ(6)の第3のパルス出力によって前
記アナログスイッチ(8)を開閉するように構成するも
のである。
作用 上記の構成により倍速動作時には、エッジ検出回路4
は入力パルス信号の両エッジで固定時間幅TWcの第2の
パルスを出力し、D−FF(D型フリップフロップ)6の
クロック入力端に入力され、VCO(電圧制御型発振器)1
1の発振出力fの反転出力(インバータ5の出力)はD
−FF6のデータ入力に入力される。これにより、D−FF6
の出力には固定時間幅TWcの第2のパルスのリーディン
グエッジに同期した可変時間幅TWdのパルスが出力され
る。アナログスイッチ8はこの出力によってスイッチン
グ制御され、位相比較出力T3の出力パルスのH区間とL
区間との時間差によって、VCO11の発振出力とエッジ検
出回路4の出力信号との位相比較がなされ、位相比較出
力T3の出力パルスをループフィルタ10aで平滑して、VCO
11の発振周波数を制御する。このようにして、アナログ
スイッチ8、ループフィルタ10aおよびVCO11で構成され
るループ中のVCO11の出力が入力パルス信号と同期さ
れ、VCO11の出力から標準再生クロック信号fが得ら
れ、VCO11の出力に接続された逓倍回路14の出力からは
倍速再生クロック信号2fが得られる。
また、標準動作時には、エッジ検出回路4から出力さ
れる第1のパルスによって、アナログスイッチ8がスイ
ッチング制御され、アナログスイッチ8、ループフィル
タ10aおよびVCO11で構成されるループ中のVCO11の出力
が入力パルス信号と同期され、VCO11の出力から標準再
生クロック信号fが得られる。従って、標準動作時と倍
速動作時とでループフィルタ10aやVCO11の定数を変更す
ることなく、VCO11の出力と入力パルス信号との位相比
較がなされ、簡易な回路構成で標準再生クロック信号と
倍速再生クロック信号が安定に得られる。
実施例 第1図は本発明の一実施例を示している。第1図にお
いて、第3図のPLL回路と異なるところは、LPF10bと切
り換えスイッチ21と20およびVCO発振用コンデンサ19が
除去され、その代わりD−FF(フリップ・フロップ)6
とインバータ5で構成された出力パルス制御回路17とエ
ッジ検出回路4の固定時間幅TWcとD−FF6の可変時間幅
TWdとを選択する切り換えスイッチ7と、さらに−90゜
位相器12とEX.ORゲート13で構成された逓倍回路14が追
加されている。第3図および第4図と同じ動作を期され
ているブロックには同一番号を付している。したがっ
て、第3図および第4図と同じ標準入力動作をする各ブ
ロック図および各タイミングに関しての動作説明は省略
する。
倍速入力動作時において、倍速入力信号源1bはエッジ
検出回路4の入力端子T1へ入力され、エッジ検出回路4
の出力端子T2には固定時間端cとして第2図に示すよう
に出力される。この固定時間幅cの信号はD−FF6のク
ロック端子へ入力される。
一方VCO出力信号fはインバータ5を介して上記D−F
F6のデータ入力端子へ反転入力されることにより、D−
FF6の出力Qには第2図に示す様な可変時間幅TWdとして
出力されるとともに、切り換えスイッチ7を介して位相
比較器9であるアナログスイッチ8へ入力される。上記
D−FF6の出力信号である可変時間幅TWdは上記固定時間
幅cの立ち上がりエッジに同期して、さらに入力信号a
に対しても完全に同期した信号となる。したがって入力
信号aの位相が変化した場合、D−FF6のQ出力である
第2図の可変時間幅TWdも入力信号aの位相変化に追従
する。さらに可変時間幅TWdの出力パルス幅TWが変化す
ることにより、位相比較器9のアナログスイッチ8も追
従してオン/オフされるため入力信号aとVCO11の出力
である再生クロック信号fとの位相差に対応した位相比
較器出力eが出力されPLL回路が構成される。さらに位
相ロックされた再生クロック信号fは直接EX.ORゲート1
3へ入力される信号fと、−90゜移相器12を介して入力
される信号gとに分かれ、−90゜位相器12とEX.ORゲー
ト13とで逓倍回路14が構成される。したがって出力端子
T5から倍速入力信号aに同期した倍速再生クロック信号
2fが抽出される。
発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明のフェーズ・
ロックド・ループ回路は、標準動作時と倍速動作時とで
ループフィルタやVCOの定数を変更することなく、VCO出
力と入力パルス信号との位相比較がなされ、簡易な回路
構成で標準再生クロック信号と倍速再生クロック信号が
安定に得られる格別な効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例におけるPLL回路を示すブロ
ック図、第2図は本発明の一実施例におけるPLL回路の
倍速入力動作を説明するタイム・チャート、第3図は従
来のPLL回路を示すブロック図、第4図は従来のPLL回路
の標準入力動作を説明するタイム・チャート、第5図は
従来のPLL回路の倍速入力動作を説明するタイム・チャ
ートである。 1b……倍速入力信号源、2a,b……遅延器、4……エッジ
検出回路、6……D−FF(フリップ・プロップ)、17…
…出力パルス制御回路、8……アナログスイッチ、9…
…位相比較器、12……−90゜位相器、14……逓倍回路、
c……固定時間幅TW、d……可変時間幅TW、f……標準
再生クロック信号、2f……倍速再生クロック信号。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】標準動作時の入力パルス信号の最小周期の
    1/2幅となる第1のパルスを前記入力パルス信号の両エ
    ッジの直後に出力し、倍速動作時には前記第1のパルス
    の1/2幅となる第2のパルスを入力パルス信号の両エッ
    ジの直後に出力するエッジ検出回路と、 標準動作時の入力信号の最小周期を一周期として発振す
    る電圧制御型発振器の出力がアナログスイッチを介して
    入力されるループフィルタの出力信号によって前記電圧
    制御型発振器の入力を制御するループと、 前記電圧制御型発振器の反転出力がデータ入力端に入力
    され前記エッジ検出回路の出力信号にクロック同期した
    第3のパルスを出力するD型フリップフロップと、 入力される前記電圧制御型発振器の発振出力の2倍の周
    波数を出力する逓倍回路とを具備し、 標準動作時には前記エッジ検出回路の第1のパルス出力
    によって前記アナログスイッチを開閉し、倍速動作時に
    は前記D型フリップフロップの第3のパルス出力によっ
    て前記アナログスイッチを開閉することを特徴するフェ
    ーズ・ロックド・ループ回路。
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