JP2671371B2 - 位相比較器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は通信機器等に内蔵される発振器の出力を外来
信号と同期させる為、外来信号と発振出力の位相差を検
出する位相比較器に関するものである。

従来の技術 従来の一方式としてエッヂトリガ方式と呼ばれるもの
がある。これは１つのマルチバイブレータを、第１の信
号でセットし、第２の信号でリセットすることにより、
２信号の到達時間の差をパルス幅とするパルスを出力す
るものである。このパルスから直流電圧を得る。

又、第２の方式として排他的論理和方式と呼ばれるも
のがある。これは第１と第２の信号が２値信号（ＬとＨ
で表わされるもの）である場合、第３図に示すように２
つの信号が互に逆にＬ信号かＨ信号を示す時にＨ信号を
出力する回路を用いることにより、２信号の到達時間の
差をパルス幅とするパルスを１対にして出力するもので
ある。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来例の第１のエッヂトリガ方式では
第２の信号の位相が第１の信号と一致すると出力は零に
なるが、少しだけ位相が進むと出力は最大になる。従っ
て位相差を変数とする出力の関数は不連続なものにな
り、自動制御に使うには大変な困難が伴うという問題が
あった。

また、従来例の第２の排他的論理和方式では、第２の
信号の位相が第１の信号と一致すると出力は零になる
が、少しだけ進んでも遅れても、その時間差に応じた出
力が出る。つまり、位相差を変数とする出力の関数は連
続であるが変曲点を持つことになる。これを自動制御に
使うのは容易であるので、第１の従来例に見られる問題
は無い。

しかしこの方式では、２つの信号のパルス幅が異る
時、その差の時間より少ない位相ずれは検出されないこ
とがある。従って自動制御に使う為には、調整手段によ
りパルス幅の等しい信号に変換しなければならないとい
う問題があった。

本発明はかかる点に鑑み、自動制御に適した位相差の
検出出力を得ることができる位相比較器を提供すること
を目的とするものである。

課題を解決するための手段 従来例の問題点を解決する手段として、本発明の位相
比較器は第1,第２の信号によりそれぞれトリガされる２
つのマルチバイブレータと１つの信号発生器を備え、こ
の信号発生器は、一方のマルチバイブレータに加わる信
号と同期しかつ任意の位相差をもつ第３の信号を発生
し、この第３の信号により２つのマルチバイブレータを
同時にトリガするようにしたことを特徴とする。

作用 以上の構成により本発明の位相比較器は２つの信号を
パルス信号に変換し、その各パルスの立上がる時間又は
立下がる時間を２つのパルス列で一致させることができ
る。即ち、変換された信号のパルス幅の差が、２つの入
力信号の位相差と同じになるという優れた作用を有す
る。

実 施 例 第１図に本発明の一実施例を示す。以下第１図に基づ
き本実施例の構成について説明を行なう。

第１図に於いて、1,6は双安定マルチバイブレータ、1
1は信号発生器を構成する単安定マルチバイブレータ、1
5は差動増幅器である。

双安定マルチバイブレータ１のリセット端子３には、
第２図に示す第１の信号ａが供給され、双安定マルチバ
イブレータ６のリセット端子８と単安定マルチバイブレ
ータのトリガ端子12とは接続されて、共通の第２の信号
が供給される。単安定マルチバイブレータ11の反転出力
端子14と双安定マルチバイブレータ1,6のセット端子2,7
とは共通に接続されている。さらに双安定マルチバイブ
レータ1,6の反転出力端子5,10はそれぞれ差動増幅器15
の入力端子16,17に接続されている。18は差動増幅器15
の出力端子である。

以上の様に構成した本実施例の位相比較器につき、図
面に基づいて詳細な動作説明を行なう。

第１図の各端子に於ける信号波形を第２図に示す。

各マルチバイブレータはトリガ信号が“L"から“H"レ
ベルに変わる時にセット又はリセットするものとする。

まず、単安定マルチバイブレータ11のトリガ端子12
に、第２図ｂに示す第２の信号が入力されると、出力電
圧は同図ｃに示す様に“H"から“L"レベルになり、一定
時間t₁後“H"レベルに復帰する。この電圧を双安定マル
チバイブレータ1,6のセット端子2,7に加える。この電圧
が“L"から“H"レベルに変わる時、双安定マルチバイブ
レータ1,6がセットされ、出力は“H"から“L"レベルに
変わり、リセット信号が入力される迄、“L"レベルの状
態を保持する。

双安定マルチバイブレータ１のリセット端子３に加え
る第２図ａに示す第１の信号がｔ＝t₂で“L"から“H"レ
ベルになった時、その反転出力端子５の電圧は“L"から
“H"レベルになり、同図ｄに示す出力が得られる。

同様に双安定マルチバイブレータ６の反転出力端子10
には第２図ｅに示す出力が得られる。

差動増幅器15の２つの入力端子16,17に、それぞれ第
２図d,eに示す電圧を加えると、出力端子18に同図ｆに
示す出力電圧が得られる。この電圧を整流すると第１の
信号と第２の信号の位相差に応じた検出出力が得られ
る。

第２図では第１の信号の位相が第２の信号より進んで
いる場合を示しているので、同図ｆの直流電圧は正であ
るが、逆の場合にはそれが負となることが同図より明ら
かである。即ち、位相差を変数とする出力の関数は連続
且つ単調増加関数となり、自動制御に使うには好都合な
ものとなる。

双安定マルチバイブレータ1,6のトリガ信号をセット
／リセットを逆に接続し、単安定マルチバイブレータ11
の出力をリセット信号とすることもでき、この場合に
は、位相が進むと検出出力が負になるので極性反転が容
易に行なえる。

第２の実施例として第２の従来例の如く、差動増幅器
15の替りに排他的論理和を出力する回路を用いることが
考えられる。この場合、第２図d,eの信号と第３図の信
号を比較することにより、第２の従来例と同様な出力関
数が得られることが分る。

発明の効果 以上に述べた様に本発明によれば、位相比較を行なう
２つの信号の一方と同期した第３の信号を用いて、比較
すべき２つの信号を比較に適した信号に変換することに
より、位相差の検出出力を自動制御に適したものとする
ことができ、通信機器の同期性能を高める上で極めて優
れた位相比較器を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における位相比較器のブロッ
ク図、第２図はその動作説明のための波形図、第３図は
従来例の動作説明のための波形図である。 1,6……双安定マルチバイブレータ、11……単安定マル
チバイブレータ、15……差動増幅器。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の信号によりトリガされ第１のパルス
   信号を出力する第１の双安定マルチバイブレータと、第
   ２の信号によりトリガされ第２のパルス信号を出力する
   第２の双安定マルチバイブレータと、前記第１と第２の
   パルス信号出力を演算して第３のパルス信号に変換する
   手段と、前記第２の双安定マルチバイブレータとともに
   前記第２の信号によりトリガされ第３の信号を発生させ
   る単安定マルチバイブレータとを備え、前記第３の信号
   により前記第１と第２の双安定マルチバイブレータを同
   時にトリガして、前記第１のパルス信号と第２のパルス
   の立上がる時間又は立下がる時間を前記第１のパルス信
   号と第２のパルスの２つのパルス列で一致させることに
   より前記変換手段から出力される第３のパルス信号のパ
   ルス幅が、前記第１と第２の信号の２つの入力信号の位
   相差に等しくなるようにしたことを特徴とする位相比較
   器。