JP2733528B2 - Partial pulse height reference frequency generator for phase locked loop - Google Patents

Partial pulse height reference frequency generator for phase locked loop

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JP2733528B2
JP2733528B2 JP3358558A JP35855891A JP2733528B2 JP 2733528 B2 JP2733528 B2 JP 2733528B2 JP 3358558 A JP3358558 A JP 3358558A JP 35855891 A JP35855891 A JP 35855891A JP 2733528 B2 JP2733528 B2 JP 2733528B2
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、位相ロック・ループの
基準入力信号を発生させるための位相ロック・ループ用
部分パルス・ハイト型基準周波数発生回路に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a partial lock height type reference frequency generating circuit for a phase locked loop for generating a reference input signal of a phase locked loop.

【0002】[0002]

【従来の技術】位相ロック・ループ(PLL)を用いた
周波数シンセサイザは、高精度の固定基準周波数発生器
を使用し、その周波数確度のままでほぼ任意の周波数を
発生させる手段として、多くの分野で利用されている。
そして、高精度な基準周波数発生器として、周囲温度,
回路負荷,電源電圧の広範囲な変動などに対して一定値
を保つことが要求されるような場合には、いわゆる水晶
発振回路にTTL−ICやCMOS−IC等を組み合わ
せたものが多く用いられている。しかしながら、このよ
うな周波数シンセサイザは位相ロック・ループ内の分周
器を可変して希望出力周波数を得るようにしているた
め、分周比によりループ・ゲインが変化しまたセトリン
グ・タイムが大きく変化する。また、速いセトリング・
タイムで安定性を得ることは難しいため、通常オーバー
・ダンピングで使用してさらにこのような組み合わせで
は任意の周波数を自由に得ることは難しいため、通常は
極度に高いクロック源を用いる必要があった。
2. Description of the Related Art A frequency synthesizer using a phase-locked loop (PLL) uses a high-precision fixed reference frequency generator, and has been used in many fields as a means for generating almost any frequency while maintaining its frequency accuracy. Used in
And as a high-precision reference frequency generator, ambient temperature,
When it is required to maintain a constant value with respect to a wide range of circuit load, power supply voltage, etc., a combination of a so-called crystal oscillation circuit with a TTL-IC, a CMOS-IC, or the like is often used. I have. However, such a frequency synthesizer changes the frequency divider in the phase locked loop to obtain the desired output frequency, so that the loop gain changes and the settling time greatly changes depending on the frequency division ratio. . Also, fast settling
Since it is difficult to obtain stability in time, it is usually difficult to obtain an arbitrary frequency freely in such a combination by using over-damping, so it was usually necessary to use an extremely high clock source .

【0003】図9に位相ロック・ループを用いた周波数
シンセサイザの従来例を示す。すなわち、周知のように
位相ロック・ループは位相比較器(PC)1,低域フィ
ルタ(LPF)2,増幅器(A)3,電圧制御発振器
(VCO)4等より構成されるが、この位相ロック・ル
ープを用いた周波数シンセサイザにおける電圧制御発振
器4の発振周波数fO は、下記のようになり、分周回路
5,6のそれぞれの分周比m,nにより、水晶発振回路
7からの単一の発振周波数frに基づいて種々の発振周
波数を得ることができる。
FIG. 9 shows a conventional example of a frequency synthesizer using a phase locked loop. That is, as is well known, the phase locked loop is composed of a phase comparator (PC) 1, a low-pass filter (LPF) 2, an amplifier (A) 3, a voltage controlled oscillator (VCO) 4, and the like. The oscillation frequency f O of the voltage controlled oscillator 4 in the frequency synthesizer using the loop is as follows, and the single frequency from the crystal oscillation circuit 7 is determined by the division ratios m and n of the frequency division circuits 5 and 6. Various oscillation frequencies can be obtained based on the oscillation frequency fr.

【0004】[0004]

【数1】 (Equation 1)

【0005】従来の位相ロック・ループを用いた周波数
シンセサイザでは、高速セトリングの要求がなかったた
め、分周回路6における分周比nと分周回路5における
分周比mの組み合わせで任意の周波数を発生させてい
る。しかし、位相ロック・ループの安定性およびセトリ
ング・タイムが位相ロック・ループ内の分周回路5の分
周比mによって変化するという問題もあった。
In a conventional frequency synthesizer using a phase-locked loop, since there is no requirement for high-speed settling, an arbitrary frequency can be set by a combination of the dividing ratio n in the dividing circuit 6 and the dividing ratio m in the dividing circuit 5. Is occurring. However, there is also a problem that the stability and settling time of the phase-locked loop change depending on the frequency division ratio m of the frequency divider 5 in the phase-locked loop.

【0006】このため近年は、図9に示したような水晶
発振回路7である固定周波数源に代わって、安定な可変
周波数源を用いて周波数シンセサイザを実現する方法
が、例えば米国特許第4965533号や米国特許第5
028887号等によって提案されてきている。すなわ
ち、安定な可変周波数源としてのダイレクト・デジタル
・シンセサイザ(DDS)による基準周波数発生であ
り、このダイレクト・デジタル・シンセサイザによって
位相ロック・ループを駆動するようにした周波数シンセ
サイザ、いわゆるDDSドライブ型周波数シンセサイザ
の出現である。
For this reason, in recent years, a method for realizing a frequency synthesizer using a stable variable frequency source instead of the fixed frequency source which is the crystal oscillation circuit 7 as shown in FIG. 9 is disclosed in, for example, US Pat. No. 4,965,533. And US Patent No. 5
No. 028887 and the like. That is, a reference frequency is generated by a direct digital synthesizer (DDS) as a stable variable frequency source. A frequency synthesizer in which a phase locked loop is driven by the direct digital synthesizer, a so-called DDS drive type frequency synthesizer Is the emergence of

【0007】図10にDDSドライブ型周波数シンセサ
イザの従来例を示す。このDDSドライブ型周波数シン
セサイザは、ダイレクト・デジタル・シンセサイザ10
の次段に、位相検波器11,ループ・フィルタ12,電
圧制御発振器(VOC)13およびこの電圧制御発振器
13と位相検波器11間を接続する固定分周器14より
なる位相ロック・ループが接続された構成とされてい
る。しかし、ダイレクト・デジタル・シンセサイザ10
に要求される周波数ステップが小数点分周動作になるた
め、デジタル回路だけでは希望周波数が発生できなくな
る。
FIG. 10 shows a conventional example of a DDS drive type frequency synthesizer. This DDS drive type frequency synthesizer is a direct digital synthesizer 10
A phase lock loop including a phase detector 11, a loop filter 12, a voltage controlled oscillator (VOC) 13, and a fixed frequency divider 14 connecting the voltage controlled oscillator 13 and the phase detector 11 is connected to the next stage. It is the structure which was done. However, the direct digital synthesizer 10
Therefore, the desired frequency cannot be generated only by the digital circuit because the frequency step required for the operation is a decimal point dividing operation.

【0008】図11は図10のダイレクト・デジタル・
シンセサイザ10をより詳細に示したブロック図であ
り、これを図12に示したようにアキュームレータ(累
積器)30aとレジスタ30bで構成された累算回路3
0を4ビットにした簡略化モデルとして説明すれば次の
ようになる。すなわち、fCL=16MHZ クロックで使
用した場合、位相増分値Δθをバイナリデータとしてア
キュームレータ30に設定すると、基準周波数fR は、
FIG. 11 shows the direct digital data of FIG.
FIG. 13 is a block diagram showing the synthesizer 10 in more detail, and shows an accumulator 3 composed of an accumulator (accumulator) 30a and a register 30b as shown in FIG.
The following is a description of a simplified model in which 0 is 4 bits. That is, when used in f CL = 16MH Z clock, setting the accumulator 30 a phase increment Δθ as binary data, the reference frequency f R is

【0009】[0009]

【数2】 で与えられる。(Equation 2) Given by

【0010】そこで、任意の周波数を得るには、この位
相増分値Δθを可変させればよいことになる。これは言
わばアキュームレータ分周器とも言えるもので、図13
にその分周のメカニズムとその出力波形である鋸波を示
す。この図13から明らかなように、位相増分値Δθに
よって増分値/クロックが異なることがわかる。
Therefore, in order to obtain an arbitrary frequency, the phase increment Δθ may be varied. This can be called an accumulator frequency divider.
Fig. 3 shows the frequency division mechanism and the sawtooth wave as its output waveform. As is apparent from FIG. 13, the increment value / clock differs depending on the phase increment value Δθ.

【0011】従って、その位相増分値Δθを24°から
44°まで変化させた場合、図11に示すサインLUT
(ルック・アップ・テーブル)31の出力波形は、図1
4に示した階段状正弦波のデジタル値が得られる。そし
て、位相増分値Δθを22.5°として、発生波形を基
準にしたクロック・シフトの状態を示すのが図15であ
る。
Therefore, when the phase increment value Δθ is changed from 24 ° to 44 °, the sine LUT shown in FIG.
The output waveform of the (look-up table) 31 is shown in FIG.
The digital value of the step-like sine wave shown in FIG. 4 is obtained. FIG. 15 shows the state of the clock shift based on the generated waveform with the phase increment value Δθ set to 22.5 °.

【0012】このアキュームレータ分周器は、あくまで
も周期関数発生器として働き、そのアキュームレータ出
力である階段状鋸波のデジタル値をサインLUT31通
過させて、正弦波のデジタル・データ値を読み出す。
The accumulator frequency divider only functions as a periodic function generator, passes the digital value of the stepped sawtooth wave, which is the accumulator output, through the sine LUT 31, and reads the digital data value of the sine wave.

【0013】次に、その正弦波のデジタル・データ値を
次段のD/Aコンバータ32に加えてアナログ波形に変
換し、かつアナログ変換された出力信号を次段の高次L
PF(高次低域通過フィルタ)33に与え、スムージン
グ(補間)を行うと共にクロック周波数成分を除去す
る。
Next, the digital data value of the sine wave is applied to the D / A converter 32 in the next stage to convert the sine wave into an analog waveform, and the analog-converted output signal is converted to a high-order L in the next stage.
The signal is supplied to a PF (high-order low-pass filter) 33 to perform smoothing (interpolation) and remove a clock frequency component.

【0014】この高次LPF33からの出力は、次段の
高域通過フィルタ(HPF)34に与えられ、先のD/
A変換時の量子化エラーおよびその他の誤差による帯域
内ジッタを除去する。そして、この高域通過フィルタ3
4からの出力は、再度デジタル信号に変換するために、
次段に接続されコンデンサCおよびアナログ・ボルテー
ジ・コンパレータ35aよりなる高ゲインのAC結合コ
ンパレータ35に与えられ、このAC結合コンパレータ
35からの出力信号がダイレクト・デジタル・シンセサ
イザ10の基準周波数出力fR となり、位相ロック・ル
ープを駆動することとなる。
The output from the high-order LPF 33 is applied to a high-pass filter (HPF) 34 at the next stage, where the D / D
Eliminates in-band jitter due to quantization errors and other errors during A-conversion. And this high-pass filter 3
The output from 4 is converted to a digital signal again,
The signal is supplied to a high gain AC coupling comparator 35 which is connected to the next stage and includes a capacitor C and an analog voltage comparator 35a. An output signal from the AC coupling comparator 35 becomes a reference frequency output f R of the direct digital synthesizer 10. , Driving the phase locked loop.

【0015】この場合、AC結合コンパレータ35のゲ
インが高いほどジッタを少なくでき、また整数分周N=
64とした場合の図11におけるA点,B点,C点,D
点(A点のMSB)の各出力波形は図16で示される波
形となる。さらに、小数点分周N=7.2とした場合
は、同様に図17で示される波形となり、スタート点と
最終点がシフトするのと同時に一周期毎に波形が異なっ
てくるのであるが、図18で示すように図12における
MSBビット出力は5周期毎に同じシーケンスを描くの
で、周期性は存在することがわかる。従って、このまま
では各周期毎に周波数が異なってしまい、基準周波数f
R としては使用できないので、これを補正するために一
度サインLUT31、D/Aコンバータ32を用いてア
ナログ信号に変換する。そして、このアナログ信号は後
続の高次LPF33によってクロックが除去されると同
時に位相連続性のある信号とされ、さらにその信号を後
続の高域通過フィルタ34を通してジッタを軽減した後
に、再びデジタル信号へ戻すためにAC結合コンパレー
タ35を通して周波数基準信号を発生させる。このよう
に動作する従来のDDSドライブ型周波数シンセサイザ
は小数点分周も可能であるため、任意の周波数を発生さ
せることができることとなる。
In this case, the higher the gain of the AC coupling comparator 35 is, the smaller the jitter can be.
A point, B point, C point, and D in FIG.
Each output waveform at the point (MSB at point A) is the waveform shown in FIG. Further, when the decimal point division N = 7.2, the waveform similarly becomes as shown in FIG. 17, and the waveform is different for each cycle at the same time as the start point and the end point are shifted. As shown by 18, the MSB bit output in FIG. 12 draws the same sequence every five periods, and it can be seen that periodicity exists. Therefore, if this is the case, the frequency differs for each cycle, and the reference frequency f
Since it cannot be used as R , the signal is once converted to an analog signal using the sine LUT 31 and the D / A converter 32 to correct this. This analog signal is converted into a signal having phase continuity at the same time as the clock is removed by the subsequent high-order LPF 33. The signal is further reduced to a digital signal through the subsequent high-pass filter 34, and then converted to a digital signal again. A frequency reference signal is generated through the AC coupling comparator 35 for returning. The conventional DDS drive type frequency synthesizer that operates as described above can also divide a decimal point, so that an arbitrary frequency can be generated.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図11に示
したダイレクト・デジタル・シンセサイザ10では、発
生周期にかかわらず、累算した位相値をもとにサインL
UT31から正弦波のデジタル・データ値を読み出して
D/A変換を行う。しかし、この変換を行うD/Aコン
バータ32には高速高分解能のものが必要になるので、
コストが増大するという問題がある。なお、アキューム
レータ分周の場合の周波数精度とアキュームレータ30
のビット幅の関係は、
By the way, in the direct digital synthesizer 10 shown in FIG. 11, the sign L is calculated based on the accumulated phase value regardless of the generation cycle.
The digital data value of the sine wave is read from the UT 31 to perform D / A conversion. However, a D / A converter 32 that performs this conversion requires a high-speed and high-resolution converter.
There is a problem that the cost increases. The frequency accuracy in the case of accumulator frequency division and the accumulator 30
The relationship of the bit width of

【0017】[0017]

【数3】ビット数=INT〔0.5+ LOg 2(1/周波
数精度)〕
[Equation 3] Number of bits = INT [0.5 + L Og 2 (1 / frequency accuracy)]

【0018】で与えられるため、周波数精度を1ppm
(10-6)とすると、アキュームレータ30のビット幅
が20ビットとなる。また、D/Aコンバータ32の出
力波形は階段状正弦波となるので、D/Aコンバータ3
2の後には高性能な低域通過フィルタである高次LPF
33が必要となる。しかして、近い将来には限られたサ
ンプル・パルスを用いて基準周波数をダイレクト・デジ
タル・シンセサイザにて発生し、位相ロック・ループを
高安定で周波数切り換えるセットリング・タイムが1m
S以下を要求されるようなデジタル・セルラー電話、デ
ジタル・コードレス電話あるいはデジタルPBX等の普
及が予測される。
, The frequency accuracy is 1 ppm
If (10 -6 ), the bit width of the accumulator 30 becomes 20 bits. Since the output waveform of the D / A converter 32 is a step-like sine wave, the D / A converter 3
After 2 is a high-order LPF which is a high-performance low-pass filter
33 is required. In the near future, the reference frequency will be generated by a direct digital synthesizer using a limited number of sample pulses, and the settling time for switching the frequency with high stability in the phase locked loop will be 1 m.
The spread of digital cellular telephones, digital cordless telephones, digital PBXs, and the like that require S or less is expected.

【0019】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、位相ロック・ループを駆動する基準周波
数発生回路として、従来に比してより一層ハードウェア
処理による高速処理化が可能でかつコストの低減化に有
効な位相ロック・ループ用部分パルス・ハイト型基準周
波数発生回路の提供を目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and as a reference frequency generating circuit for driving a phase locked loop, it is possible to further increase the processing speed by hardware processing as compared with the related art. It is another object of the present invention to provide a partial pulse height type reference frequency generating circuit for a phase locked loop which is effective for reducing costs.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、小数点分周を可能にするために、位相アキュムレ
ータのMSB出力信号をもとに基準周波数信号のHig
hレベル周期を検出するHighレベル周期検出器と基
準周波数信号のLowレベル周期を検出するLowレベ
ル周期検出器、MSB出力信号を1クロック遅延させた
信号とMSB出力信号のエクスクルージブ・オアを取り
アナログ的に、0゜を含み180゜×n点に位置する真
のゼロ・クロスが存在するクロック期間を検出するゼロ
・クロス期間検出器などで構成したコントロール部と、
上記コントロール部からのコントロール信号でゼロ・ク
ロス期間のデジタル信号をアナログ変換し、その信号を
ゼロ・クロス期間に与えると共にHighレベル周期に
フルー・スケールを与えかつLowレベル周期にゼロ値
を同様に与えて部分パルス・ハイト信号を発生させ、そ
の信号から不要なノイズ成分を後続の低域通過フィルタ
で除去し0゜を含み180゜×n点に位置する真のゼロ
・クロスを求めてから、アナログ・コンパレータを通し
て再度デジタル信号に変換するアナログ部とで構成さ
れ、上記アナログ部からの出力信号を後段の位相ロック
・ループへ入力させることを特徴とする。また、基準周
波数信号を受けると同時に自己の発振出力波形との位相
を比較し、その誤差を小さくする方向に発振出力周波数
を制御させることにより、基準周波数にロックまたは追
従動作を行う位相ロック・ループの基準周波数発生回路
において、与えた基準周波数に対応した設定値である位
相増分値Δθを累算する位相アキュームレータと、位相
アキュームレータにおける累算結果である出力値のMS
Bビット出力からHighレベル周期を検出するHig
hレベル周期検出器と、位相アキュームレータにおける
累算結果である出力値のMSBビット出力からLowレ
ベル周期を検出するLowレベル周期検出器と、MSB
出力信号を1クロック遅延させた信号とMSB出力信号
のエクスクルージブ・オアを取りアナログ的に、0゜を
含み180゜×n点に位置する真のゼロ・クロスが存在
するクロック期間を検出するゼロ・クロス期間検出器
と、上記位相アキュームレータにおける累算結果である
出力値のMSBビットを除く下位ビット出力からの位相
余りの抜き取りを行う位相余り抜き取り器と、上記位相
余り抜き取り結果の出力と上記位相増分値Δθとをもと
に、L→Hへのゼロ・クロス期間およびH→Lへのゼロ
・クロス期間を選択するスィッチ手段と、ゼロ・クロス
期間内の0゜を含み180゜×n点に位置する真のゼロ
・クロスを基準とした前データまたは後データをスケー
リングするスケーリング器と、上記ゼロ・クロス期間の
前データまたは後データをスケーリング器に入力し、そ
の出力をアナログ信号に変換するD/Aコンバータと、
上記D/Aコンバータによって変換されたアナログ信号
出力をゼロ・クロス期間に与えると共に、Highレベ
ル周期にフルー・スケールを与え、かつLowレベル周
期にゼロ値を同様に与えて部分パルス・ハイト信号を発
生させ、これをクロック・ノイズのない正弦波とする低
域通過フィルタと、上記低域通過フィルタからの出力信
号が入力され、この出力信号の低調波成分を除去する高
域通過フィルタと、上記高域通過フィルタからの出力信
号が入力され、これを基準周波数信号としてデジタル信
号に変換するコンパレータとよりなり、上記基準周波数
信号を基準周波数として位相ロック・ループに出力する
ことにより位相ロック・ループの駆動を行うことを特徴
とする。分パルス・ハイト型基準周波数発生回路。ま
た、D/Aコンバータの前段に波形発生のサンプル数に
応じてパイプライン遅延を行うデジタル回路手段を備え
ることを特徴とするか、D/Aコンバータの前段に3系
列のバッファを備えさせ、出力イネーブル信号で各信号
系列を選択できるようにしたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a reference frequency signal Hig based on an MSB output signal of a phase accumulator is used to enable decimal point frequency division.
High level cycle detector for detecting h level cycle, Low level cycle detector for detecting Low level cycle of reference frequency signal, Exclusive OR of MSB output signal delayed by one clock and MSB output signal Analogly, a control unit including a zero-crossing period detector for detecting a clock period in which a true zero-crossing point located at 180 ° × n points including 0 ° is present;
The control signal from the control unit converts the digital signal of the zero-cross period into an analog signal, and applies the signal to the zero-cross period, applies a full-scale to the high-level period, and similarly applies a zero value to the low-level period. Then, a partial pulse height signal is generated, an unnecessary noise component is removed from the signal by a subsequent low-pass filter, and a true zero cross located at 180 ° × n points including 0 ° is obtained. An analog section which converts the signal into a digital signal again through a comparator, and wherein an output signal from the analog section is input to a subsequent phase-locked loop. A phase lock loop that locks or follows the reference frequency by receiving the reference frequency signal and comparing the phase with its own oscillation output waveform and controlling the oscillation output frequency in a direction to reduce the error. A phase accumulator that accumulates a phase increment value Δθ that is a set value corresponding to a given reference frequency, and an output value MS that is an accumulation result in the phase accumulator.
High for detecting High level period from B bit output
an h-level cycle detector, a low-level cycle detector for detecting a low-level cycle from an MSB bit output of an output value as an accumulation result in the phase accumulator, and an MSB
By taking an exclusive OR of the signal obtained by delaying the output signal by one clock and the MSB output signal, a clock period in which a true zero cross located at 180 ° × n points including 0 ° is detected analogously is detected. A zero-crossing period detector, a phase remainder extractor for extracting a phase remainder from the lower bit output excluding the MSB bit of the output value as the accumulation result in the phase accumulator, and an output of the phase remainder extraction result. Switch means for selecting a zero-cross period from L → H and a zero-cross period from H → L based on the phase increment value Δθ, and 180 ° × n including 0 ° within the zero-cross period A scaler for scaling the preceding or following data with reference to the true zero crossing located at the point, and the preceding or following data of the above zero crossing period The input to scaling unit, a D / A converter which converts the output into an analog signal,
The analog signal output converted by the D / A converter is applied to a zero-cross period, a full-scale is applied to a high-level cycle, and a zero value is similarly applied to a low-level cycle to generate a partial pulse height signal. A low-pass filter that makes this a sine wave free of clock noise, an output signal from the low-pass filter, and a high-pass filter that removes a subharmonic component of the output signal; An output signal from the band-pass filter is input, and a comparator for converting the output signal into a digital signal as a reference frequency signal is provided. The reference frequency signal is output to the phase lock loop as the reference frequency, thereby driving the phase lock loop. Is performed. Minute pulse height type reference frequency generation circuit. Also, a digital circuit means for performing a pipeline delay in accordance with the number of waveform generation samples is provided before the D / A converter, or a three-series buffer is provided before the D / A converter to provide an output. Each signal sequence can be selected by an enable signal.

【0021】[0021]

【作用】本発明によれば、発生させるべき基準周波数に
対応した設定値である位相増分値Δθを位相アキューム
レータに与えると、アキュームレータ分周出力として階
段状鋸波としてのデジタル信号が発生される。そして、
位相アキュームレータ出力のMSBビット出力から、H
ighレベル期間であるかどうかの検出を、同様にLo
wレベル期間であるかどうかの検出を、同じくゼロ・ク
ロス期間の検出を行う。さらに、位相アキュームレータ
出力のMSBビット出力を除く下位ビット出力を、上記
したゼロ・クロス期間の検出値により位相余り値を抜き
取って記録・保持する。それを、引き算器で演算された
結果の値(at180°H→L)または位相余り値(a
t0°or360°L→H)そのもののいずれかを選択
して、スケーリング器でスケーリング値として出力さ
せ、ゼロ・クロス期間内にその値をD/Aコンバータに
与える。
According to the present invention, when a phase increment Δθ, which is a set value corresponding to a reference frequency to be generated, is given to a phase accumulator, a digital signal as a stepped sawtooth wave is generated as an accumulator frequency divided output. And
From the MSB bit output of the phase accumulator output,
The detection of the high level period is performed in the same manner as the Lo level period.
The detection of whether or not the period is the w-level period is also performed for the zero-cross period. Further, the low-order bit output of the phase accumulator output excluding the MSB bit output is recorded and held by extracting a phase surplus value based on the detected value of the above-mentioned zero cross period. It is converted to a value (at 180 ° H → L) or a phase remainder value (a
t0 ° or 360 ° L → H) itself is selected and output as a scaling value by the scaling device, and the value is given to the D / A converter within the zero cross period.

【0022】そして、このD/Aコンバータからの出力
信号はゼロ・クロス期間に与え、Highレベル周期に
フルー・スケール、Lowレベル周期にゼロ値を同様に
与えて部分パルス・ハイト波形出力信号を発生させ、そ
の信号が急峻な低域通過フィルタに入力されてクロック
・ノイズのないきれいな正弦波として出力され、かつ高
域通過フィルタに入力されて低調波が除去され、コンパ
レータにより基準周波数信号としてのデジタル信号に変
換されて位相ロック・ループに入力され、位相ロック・
ループを駆動することとなる。また、D/Aコンバータ
の前段にパイプ・ライン遅延回路手段を挿入配置した場
合には、次段のD/Aコンバータのスピードを緩和する
ように働く。
The output signal from the D / A converter is applied during a zero-cross period, and a full-scale cycle is applied to a high-level cycle and a zero value is applied to a low-level cycle to generate a partial pulse height waveform output signal. The signal is input to a steep low-pass filter and output as a clean sine wave without clock noise, and is input to a high-pass filter to remove subharmonics. The signal is converted to a signal and input to the phase-locked loop.
This will drive the loop. When the pipeline delay circuit means is inserted before the D / A converter, it works so as to reduce the speed of the D / A converter in the next stage.

【0023】次に、本発明の好ましい一実施例を添付図
面を参照して説明する。図1は、本発明の基本構成を示
すブロック図で、大別するとコントロール部40とアナ
ログ部50に分けられる。すなわち、コントロール部4
0は発生させる基準周波数に対応した設定値として位相
増分値Δθが入力される位相アキュムレータ41が設け
られ、その後段にはHighレベル周期検出器42,L
owレベル周期検出器43,ゼロ・クロス期間検出器4
4が接続されている。また、これとは別に位相アキュム
レータ41の後段には位相余り値抜き取り器45(V
CC=後データ)が接続され、かつ位相余り値抜き取り
器45の出力と上記位相増分値Δθとの引き算器(Δθ
−VACC=前データ)46が接続されている。47は
スケーリング器(VACC/Δθ)であり、Highレ
ベル周期およびLowレベル周期のアナログ電圧とゼロ
・クロス周期に与える前データまたは後データのアナロ
グ電圧のスケーリングを合わせるためのものである。ア
ナログ部50は、コントロール部40のHighレベル
周期検出器42,Lowレベル周期検出器43,ゼロ・
クロス期間検出器44からの出力信号によって制御され
るスイッチ(SW〜SW)が設けられており、ま
た、SW〜SWを介して入力される入力信号をうけ
るバッファ51を有し、このバッファ51の後段には低
域通過フィルタ(LPF)52,高域通過フィルタ(H
PF)53,コンパレータ54が接続されている。55
はD/Aコンバータでありスケーリング器47および基
準電圧源VREFの値をデジタルーアナログ変換してS
へ出力する。
Next, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of the present invention, which is roughly divided into a control unit 40 and an analog unit 50. That is, the control unit 4
0 is provided with a phase accumulator 41 to which a phase increment value Δθ is inputted as a set value corresponding to a reference frequency to be generated, and a High level cycle detector 42, L
ow level period detector 43, zero cross period detector 4
4 are connected. Separately from this, a phase remainder value extractor 45 (V
CC = post data) and a subtracter (Δθ) between the output of the phase remainder value extractor 45 and the phase increment value Δθ
−V ACC = previous data) 46 is connected. Reference numeral 47 denotes a scaling unit (V ACC / Δθ) for adjusting the analog voltage of the High level cycle and the Low level cycle to the scaling of the analog voltage of the data before or after given to the zero-cross cycle. The analog unit 50 includes a High level cycle detector 42, a Low level cycle detector 43, a zero
And switch (SW 1 ~SW 3) is provided which is controlled by the output signal from the cross period detector 44 also has a buffer 51 which receives an input signal inputted via the SW 1 to SW 3, A low-pass filter (LPF) 52 and a high-pass filter (H
PF) 53 and a comparator 54 are connected. 55
Is a D / A converter, which converts the values of the scaling unit 47 and the reference voltage source V REF from digital to analog to S
And outputs it to the W 3.

【0024】次に、コントロール部40の動作を図2に
示す回路図を参照しつつ説明する。なお、図3は、コン
トロール部40の内部における出力波形のタイミング図
である。発生させるべき基準周波数に対応した設定値と
して位相増分値Δθとを、累算器であるアキュムレータ
(ALU)41aとレジスタ41bから構成された位相
アキュムレータ41に与えて分周出力を得る。このアキ
ュムレータ分周出力なるデジタル信号のMSB,MSB
−1ビットの波形を、Dフリップ・フロップ(D−F
F)401,ナンド(NAND)402,ノア(NO
R)403で構成されたHighレベル周期検出器42
で、Highレベル期間なる出力信号を生成する。この
Highレベル期間信号は図3fで示した波形となる。
同様に、MSB,MSB−1ビット出力を元にDフリッ
プ・フロップ(D−FF)401,ナンド(NAND)
402,オア(OR)404で構成されたLowレベル
周期検出器43で、Lowレベル期間信号なる出力信号
を生成する。このLowレベル期間信号は図3gで示し
た波形となる。さらに、同じくMSB,MSB−1ビッ
ト出力を元にDフリップ・フロップ(D−FF)40
1,ナンド(NAND)402,インバータ(INV)
405で構成されたゼロ・クロス期間検出器44で、ゼ
ロ・クロス期間信号なる出力信号を生成する。このゼロ
・クロス期間信号は図3eで示した波形となる。図3A
はシステム・クロックの波形を示す。図3BはMSBの
波形を示す。図3CはMSB−1の波形を示す。図3D
はMSB−1ビット出力をDフリップ・フロップ(D−
FF)401により、システム・クロックの1クロック
分遅延させた波形となることを示す。
Next, the operation of the control unit 40 will be described with reference to the circuit diagram shown in FIG. FIG. 3 is a timing chart of an output waveform inside the control unit 40. The phase increment value Δθ as a set value corresponding to the reference frequency to be generated is given to a phase accumulator 41 composed of an accumulator (ALU) 41a and a register 41b as a accumulator to obtain a divided output. MSB, MSB of the digital signal which is the accumulator frequency divided output
The 1-bit waveform is converted to a D flip-flop (D-F
F) 401, NAND (NAND) 402, Noah (NO)
R) High level period detector 42 composed of 403
Thus, an output signal having a High level period is generated. This High level period signal has the waveform shown in FIG. 3F.
Similarly, a D flip-flop (D-FF) 401 and a NAND (NAND) based on the MSB, MSB-1 bit output
An output signal, which is a Low-level period signal, is generated by a Low-level period detector 43 composed of a 402 and an OR (OR) 404. This Low level period signal has the waveform shown in FIG. 3G. Furthermore, a D flip-flop (D-FF) 40 based on the MSB, MSB-1 bit output.
1, NAND (NAND) 402, inverter (INV)
An output signal which is a zero-cross period signal is generated by a zero-cross period detector 44 constituted by 405. This zero-crossing period signal has the waveform shown in FIG. 3e. FIG. 3A
Indicates the waveform of the system clock. FIG. 3B shows the waveform of the MSB. FIG. 3C shows the waveform of MSB-1. FIG. 3D
Outputs the MSB-1 bit output to the D flip-flop (D-
FF) 401 indicates that the waveform is delayed by one clock of the system clock.

【0025】ところで、アキュムレータ分周出力は、図
6で示されるゼロ・クロス周期期間の終了時に(H→
L)または(L→H)にMSBが変化するが、そのゼロ
・クロス期間内の真のゼロ・クロス(0゜、180゜、
すなわち0゜を含み180゜×n点に位置する)とゼロ
・クロス期間の始まりおよび終了時とどれだけズレてい
るかを示したのが図7の表である。図7の表は、Δθが
50゜の時の例を示すものであるが、この表から最初の
周期の0゜の場合のゼロ・クロスはズレがないので、そ
のままHighレベルに立ち上がるが、180゜の場合
のゼロ・クロスはMSBビット反転の前である20゜の
位置になることがわかる。180゜に真のゼロ・クロス
が存在する場合、150゜→200゜とクロックが進む
ので30:20の前/後デュティ比となる。(H→L)
クロスの場合には、前データ(Δθ−VACC)なる演
算結果を出力する引き算器46の出力信号を選択しスケ
ーリング器47へ入力することとなる。スケーリング器
47では、30:20の場合には30/50の振幅レベ
ルとしてスケーリングし、このスケーリング値をゼロ・
クロス期間中だけ次段のD/Aコンバータ55へ入力す
るようにしておく。
Incidentally, the accumulator frequency-divided output becomes (H →) at the end of the zero-cross cycle period shown in FIG.
L) or (L → H), but the true zero cross (0 °, 180 °,
That is, FIG. 7 shows how much the position is shifted from the position of 180 ° × n including 0 °) and the start and end of the zero-cross period. The table of FIG. 7 shows an example when Δθ is 50 °. From this table, the zero cross in the case of 0 ° in the first cycle has no deviation, and thus rises to the High level as it is. It can be seen that the zero cross in the case of に な る is at the position of 20 ° before the MSB bit inversion. When there is a true zero cross at 180 °, the clock advances from 150 ° to 200 °, so that the front / rear duty ratio is 30:20. (H → L)
In the case of the cross, the output signal of the subtractor 46 that outputs the operation result of the previous data (Δθ−V ACC ) is selected and input to the scaling unit 47. In the case of 30:20, the scaling unit 47 performs scaling as an amplitude level of 30/50, and sets this scaling value to zero.
Input is made to the D / A converter 55 of the next stage only during the cross period.

【0026】2周期目の0°の場合のゼロ・クロスは図
7の表から40°進んでいることがわかるが、この場合
クロック内の前/後デュティ比は10:40となるが、
(L→H)クロスの場合は後データ(VACC )信号を選
択しスケーリング器47へ入力することとなる。同様に
スケーリング器47では10:40の場合には40/5
0の振幅レベルとしてスケーリングし、このスケーリン
グ値をやはりゼロ・クロス期間中だけ次段のD/Aコン
バータ55へ入力するようにしておく。すなわち、(H
→L)クロスの場合は前/後デュティ比の前データをス
ケーリングしてゼロ・クロス期間中次段のD/Aコンバ
ータ55に与え、(L→H)クロスの場合は前/後デュ
ティ比の後データをスケーリングしてゼロ・クロス期間
中次段のD/Aコンバータ55に与えることとなる。さ
らに、Highレベル期間中は“H”レベルデータを、
Lowレベル期間中は“L”レベルデータをこのD/A
コンバータ55に与えることとなる。
It can be seen from the table of FIG. 7 that the zero cross at 0 ° in the second cycle is advanced by 40 °. In this case, the front / rear duty ratio in the clock is 10:40.
In the case of (L → H) cross, the post data (V ACC ) signal is selected and input to the scaling unit 47. Similarly, the scaling unit 47 uses 40/5 for 10:40.
The scaling is performed as an amplitude level of 0, and this scaling value is input to the D / A converter 55 of the next stage only during the zero-cross period. That is, (H
In the case of (L) cross, the previous data of the front / rear duty ratio is scaled and applied to the D / A converter 55 of the next stage during the zero cross period, and in the case of (L → H) cross, the front / rear duty ratio is calculated. The subsequent data is scaled and applied to the D / A converter 55 in the next stage during the zero cross period. Further, during the High level period, “H” level data is
During the Low level period, the “L” level data is transferred to this D / A
This is given to the converter 55.

【0027】かくしてアナログ部50のD/Aコンバー
タ55に入力される波形は図8で示したような波形とな
り、前データは引き算器46で前データ=(Δθ−後デ
ータ)として作っている。図8の信号はD/Aコンバー
タ55で、デジタル−アナログ変換されて次段の低域通
過フィルタ(LPF)52へ入力され、さらに次段の高
域通過フィルタ(HPF)55へ入力されることとな
る。これらの2段のフィルタ52,53で不要な成分が
取り除かれた後、コンパレータ54へ入力され、基準周
波数信号としてのデジタル信号fR に変換されて、図示
しないが後段の位相ロック・ループを駆動することとな
る。
Thus, the waveform input to the D / A converter 55 of the analog section 50 is as shown in FIG. 8, and the previous data is generated by the subtractor 46 as the previous data = (Δθ−post data). The signal of FIG. 8 is digital-to-analog converted by a D / A converter 55, input to a low-pass filter (LPF) 52 at the next stage, and further input to a high-pass filter (HPF) 55 at the next stage. Becomes After unnecessary components are removed by these two-stage filters 52 and 53, they are input to a comparator 54 and converted into a digital signal f R as a reference frequency signal, and drive a phase lock loop (not shown) at a subsequent stage. Will be done.

【0028】なお、図1に示したようにD/Aコンバー
タ55の負担を軽減させるためにHighレベル周期検
出器42、Lowレベル周期検出器43からの信号を直
接アナログ・スイッチに与え、それにゼロ・クロス期間
検出器44、スケーリング器47の各器とD/Aコンバ
ータ55から与えられるアナログ信号を足し合わせて部
分パルス・ハイト波形を発生させることもできる。各ス
イッチSW1 〜SW3およびD/Aコンバータ55の動
作タイミングに合わせるために、パイプ・ライン遅延を
行わせるためのデジタル回路手段であるDラッチ410
〜417を挿入配置してD/Aコンバータ55のサンプ
リング・レートを緩和させるようにしてもよい。また、
アナログ部50は図1に示した構成の他、図4に示すよ
うに、D/Aコンバータ55の前にバッファ500〜5
02を3系列備えさせ、出力イネーブルで各信号系列を
D/Aコンバータ55に選択的に入力させるようにして
もよい。この場合には、Highレベル周期検出器42
はHighレベル期間を示す信号を出力するので、この
出力信号が“1”の時はD/Aコンバータ55の入力ラ
インには全ビットを“H”レベルにするデジタル信号を
与える。なお、正確にはHighレベルが2n −1のレ
ベルになるので2n −(2n −1)の誤差がHighレ
ベルに含まれる。このためHighレベルでは1ビット
増しMSB=1とし、MSBを除いた下位データをオー
ルゼロとして対応させる。Lowレベル周期検出器43
はLowレベル期間を示す信号を出力するので、この出
力信号が“1”の時はD/Aコンバータ55の入力ライ
ンには、全ビットを“L”レベルにするデジタル信号を
与える。
As shown in FIG. 1, in order to reduce the load on the D / A converter 55, the signals from the high-level cycle detector 42 and the low-level cycle detector 43 are directly supplied to the analog switch, and the signals are set to zero. A partial pulse height waveform can be generated by adding the cross period detector 44, the scaling unit 47, and the analog signal supplied from the D / A converter 55. To match the operation timings of the switches SW 1 to SW 3 and D / A converter 55, D latch 410 is a digital circuit means for causing pipe line delay
To 417 may be inserted to reduce the sampling rate of the D / A converter 55. Also,
The analog section 50 includes buffers 500 to 5 in front of the D / A converter 55 as shown in FIG.
02 may be provided, and each signal sequence may be selectively input to the D / A converter 55 by output enable. In this case, the High level cycle detector 42
Outputs a signal indicating a High level period. When this output signal is "1", a digital signal for setting all bits to "H" level is supplied to the input line of the D / A converter 55. In addition, since the High level is exactly the level of 2 n −1, an error of 2 n − (2 n −1) is included in the High level. For this reason, at the High level, MSB is increased by one bit to be 1, and lower data excluding the MSB is made to correspond to all zeros. Low level cycle detector 43
Outputs a signal indicating a Low level period. When this output signal is "1", a digital signal for setting all bits to "L" level is applied to the input line of the D / A converter 55.

【0029】さらに、ゼロ・クロス期間検出器44はゼ
ロ・クロス期間を示す信号を出力するので、この出力信
号が“1”の時はD/Aコンバータ55の入力ラインに
はスケーリング器47から出力されたスケーリング値な
るデジタル信号を与えることとなる。なお、図6からわ
かるようにHighレベル期間、ゼロ・クロス期間、L
owレベル期間、ゼロ・クロス期間が順次繰り返されて
いくので、これらの期間が同時に存在することがない。
従って、上記Highレベル周期検出器42の出力信
号、Lowレベル周期検出器43の出力信号、ゼロ・ク
ロス期間検出器44の出力信号が同時に“1”となるよ
うな事態は発生しないので、D/Aコンバータ55の入
力ラインにはHighレベル期間には全ビットが“H”
レベルを、Lowレベル期間には全ビットが“L”レベ
ルを、ゼロ・クロス期間にはスケーリング値とを順次選
択的にD/Aコンバータ55に入力されることとなる。
Further, since the zero-cross period detector 44 outputs a signal indicating the zero-cross period, when the output signal is "1", the output from the scaling unit 47 is applied to the input line of the D / A converter 55. A digital signal corresponding to the scaled value is given. As can be seen from FIG. 6, the High level period, the zero cross period, L
Since the ow level period and the zero-cross period are sequentially repeated, these periods do not exist at the same time.
Therefore, the output signal of the high-level cycle detector 42, the output signal of the low-level cycle detector 43, and the output signal of the zero-cross period detector 44 do not simultaneously become "1". All bits of the input line of the A converter 55 are “H” during a High level period.
All bits are selectively input to the D / A converter 55 in sequence during the Low level period, and all bits are set to the “L” level during the zero cross period.

【0030】[0030]

【発明の効果】上述したように、本発明における位相ロ
ック・ループの基準周波数発生回路は、従来のように位
相アキュームレータの後にサインLUTを使用していな
いのでLUTを参照するという膨大な容量のROMが必
要なく、また高速高分解能のD/Aコンバータを必要と
しないため、コストの低減化を図りつつ容易に位相ロッ
ク・ループを駆動する任意の周波数を発生させることが
できる。また、デジタル値である信号とアナログ値であ
る信号を順次選択的に切り換えて部分パルス・ハイト波
形を発生させるので、発生周波数の各周期の面積を全て
等しくでき、後続のフィルタ群に経由させてジッタのな
いきれいなコンパレータ出力波形を得ることが可能であ
る。このように、本発明に係る位相ロック・ループ用部
分パルス・ハイト型基準周波数発生回路は、発生周期に
少ないサンプリング・パルスしか利用できない基準周波
数の発生の補償技術を提供するものであるためたいへん
重要な技術であり、近い将来高安定で周波数切り換える
セットリング・タイムが1mS以下を要求されるような
デジタル・セルラー電話、デジタル・コードレス電話、
デジタルPBX用途等に特に有効である。
As described above, the reference frequency generation circuit of the phase locked loop according to the present invention does not use a sine LUT after a phase accumulator as in the prior art. Since a D / A converter with high speed and high resolution is not required, any frequency for driving the phase locked loop can be easily generated while reducing cost. In addition, since the signal having a digital value and the signal having an analog value are sequentially selectively switched to generate a partial pulse height waveform, the area of each cycle of the generated frequency can be all equal, and the signal can be passed to a subsequent filter group. It is possible to obtain a clear comparator output waveform without jitter. As described above, the partial pulse height type reference frequency generation circuit for the phase locked loop according to the present invention is very important because it provides a technique for compensating the generation of the reference frequency in which only a small number of sampling pulses can be used in the generation cycle. Digital cellular telephones, digital cordless telephones, and the like, which require highly stable and frequency-switching settling times of 1 ms or less in the near future.
This is particularly effective for digital PBX applications and the like.

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

【図1】本発明の基本構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of the present invention.

【図2】本発明におけるコントロール部の一実施例を示
す回路図。
FIG. 2 is a circuit diagram showing one embodiment of a control unit according to the present invention.

【図3】コントロール部の内部における出力波形のタイ
ミングを示す図。
FIG. 3 is a diagram showing timing of an output waveform inside a control unit.

【図4】本発明におけるアナログ部の他の実施例を示す
ブロック図。
FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment of the analog unit in the present invention.

【図5】小数点分周時のアキュームレータ分周器出力の
MSBビット出力波形図。
FIG. 5 is an MSB bit output waveform diagram of an accumulator frequency divider output at the time of decimal point frequency division.

【図6】アキュームレータ分周器出力信号において各周
期を定義する説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram that defines each cycle in an accumulator frequency divider output signal.

【図7】各ゼロ・クロスと目標ゼロ・クロスとのズレを
示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a deviation between each zero cross and a target zero cross.

【図8】部分パルス・ハイト型の出力波形を示す図。FIG. 8 is a diagram showing an output waveform of a partial pulse height type.

【図9】従来の位相同期ループを用いた周波数シンセサ
イザのブロック図。
FIG. 9 is a block diagram of a conventional frequency synthesizer using a phase locked loop.

【図10】従来のDDSドライブ型周波数シンセサイザ
を示すブロック図。
FIG. 10 is a block diagram showing a conventional DDS drive type frequency synthesizer.

【図11】図10におけるダイレクト・デジタル・シン
セサイザの詳細を示すブロック図。
FIG. 11 is a block diagram showing details of a direct digital synthesizer in FIG. 10;

【図12】図11のアキュームレータ部分を4ビットに
簡略化した説明図。
FIG. 12 is an explanatory diagram in which the accumulator portion of FIG. 11 is simplified to 4 bits.

【図13】アキュームレータ分周のメカニズムを示す
図。
FIG. 13 is a diagram illustrating a mechanism of accumulator frequency division.

【図14】図10におけるダイレクト・デジタル・シン
セサイザのクロックを基準にした発生波形を示す図。
14 is a diagram showing a generated waveform based on a clock of the direct digital synthesizer in FIG.

【図15】発生波形を基準にしたクロック・シフトを示
す図。
FIG. 15 is a diagram showing a clock shift based on a generated waveform.

【図16】整数分周の場合の波形図。FIG. 16 is a waveform chart in the case of integer frequency division.

【図17】小数点分周の場合の波形図。FIG. 17 is a waveform chart in the case of decimal point division.

【図18】小数点分周の場合のMBS出力波形図。FIG. 18 is an MBS output waveform chart in the case of decimal point frequency division.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

40 コントロール部 41 位相アキュームレータ 42 Highレベル周期検出器 43 Lowレベル周期検出器 44 ゼロ・クロス期間検出器 45 位相余り値抜き取り器 46 引き算器 50 アナログ部 52 低域通過フィルタ 53 高域通過フィルタ 54 コンパレータ REFERENCE SIGNS LIST 40 Control unit 41 Phase accumulator 42 High level cycle detector 43 Low level cycle detector 44 Zero cross period detector 45 Phase remainder value extractor 46 Subtractor 50 Analog unit 52 Low pass filter 53 High pass filter 54 Comparator

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 小数点分周を可能にするために位相ア
キュムレータのMSB出力信号をもとに基準周波数信号
のHighレベル周期を検出するHighレベル周期検
出器と基準周波数信号のLowレベル周期を検出するL
owレベル周期検出器、MSB出力信号を1クロック遅
延させた信号とMSB出力信号のエクスクルージブ・オ
アを取りアナログ的に、0゜を含み180゜×n点に位
置する真のゼロ・クロスが存在するクロック期間を検出
するゼロ・クロス期間検出器などで構成したコントロー
ル部と、 上記コントロール部からのコントロール信号でゼロ・ク
ロス期間のデジタル信号をアナログ変換し、その信号を
ゼロ・クロス期間に与えると共にHighレベル周期に
フルー・スケールを与えかつLowレベル周期にゼロ値
を同様に与えて部分パルス・ハイト信号を発生させ、そ
の信号から不要なノイズ成分を後続の低域通過フィルタ
で除去し0゜を含み180゜×n点に位置する真のゼロ
・クロスを求めてから、アナログ・コンパレータを通し
て再度デジタル信号に変換するアナログ部とで構成さ
れ、 上記アナログ部からの出力信号を後段の位相ロック・ル
ープへ入力させることを特徴とする位相ロック・ループ
用部分パルス・ハイト型基準周波数発生回路。
1. A high-level period detector for detecting a high-level period of a reference frequency signal based on an MSB output signal of a phase accumulator and a low-level period of the reference frequency signal to enable decimal point frequency division. L
ow level cycle detector, delays MSB output signal by one clock
Exclusive ON of extended signal and MSB output signal
And place it at 180 ゜ × n point including 0 ゜
A control unit composed of a zero-cross period detector that detects a clock period in which a true zero-cross exists, and a digital signal of the zero-cross period converted from analog to analog by a control signal from the control unit. A signal is provided during the zero crossing period, a full scale is applied to the High level period, and a zero value is similarly applied to the Low level period to generate a partial pulse height signal. An analog section which removes by a band-pass filter and obtains a true zero cross located at 180 ° × n points including 0 °, and then converts it again into a digital signal through an analog comparator; A part for a phase locked loop, wherein an output signal is input to a subsequent phase locked loop. Pulse height type reference frequency generation circuit.
【請求項2】 基準周波数信号を受けると同時に自己の
発振出力波形との位相を比較し、その誤差を小さくする
方向に発振出力周波数を制御させることにより、基準周
波数にロックまたは追従動作を行う位相ロック・ループ
の基準周波数発生回路において、 与えた基準周波数に対応した設定値である位相増分値Δ
θを累算する位相アキュームレータと、 位相アキュームレータにおける累算結果である出力値の
MSBビット出力からHighレベル周期を検出するH
ighレベル周期検出器位相アキュームレータにおける累算結果である出力値の
MSBビット出力から Lowレベル周期を検出するLo
wレベル周期検出器MSB出力信号を1クロック遅延させた信号とMSB出
力信号のエクスクルージブ・オアを取りアナログ的に、
0゜を含み180゜×n点に立置する真のゼロ ・クロス
が存在するクロック期間を 検出するゼロ・クロス期間検
出器と、 上記位相アキュームレータにおける累算結果である出力
値のMSBビットを除く下位ビット出力からの位相余り
の抜き取りを行う位相余り抜き取り器と、 上記位相余り抜き取り結果の出力と上記位相増分値Δθ
とをもとにL→Hへのゼロ・クロス期間およびH→L
へのゼロ・クロス期間を選択するスィッチ手段と、 ゼロ・クロス期間内の0゜を含み180゜×n点に位置
する真のゼロ・クロスを基準とした前データまたは後デ
ータをスケーリングするスケーリング器と、 上記ゼロ・クロス期間の前データまたは後データをスケ
ーリング器に入力し、その出力をアナログ信号に変換す
るD/Aコンバータと、 上記D/Aコンバータによって変換されたアナログ信号
出力をゼロ・クロス期間に与えると共に、Highレベ
ル周期にフルー・スケールを与え、かつLowレベル周
期にゼロ値を同様に与えて部分パルス・ハイト信号を発
生させ、これをクロック・ノイズのない正弦波とする低
域通過フィルタと、 上記低域通過フィルタからの出力信号が入力され、この
出力信号の低調波成分を除去する高域通過フィルタと、 上記高域通過フィルタからの出力信号が入力され、これ
を基準周波数信号としてデジタル信号に変換するコンバ
レータとよりなり、 上記基準周波数信号を基準周波数として位相ロック・ル
ープに出力することにより位相ロック・ループの駆動を
行うことを特徴とする位相ロック・ループ用部分パルス
・ハイト型基準周波数発生回路。
2. A phase for locking or following the reference frequency by receiving the reference frequency signal and comparing the phase with its own oscillation output waveform and controlling the oscillation output frequency in a direction to reduce the error. In the reference frequency generation circuit of the lock loop, a phase increment value Δ which is a set value corresponding to a given reference frequency.
a phase accumulator for accumulating θ, and an H for detecting a High level period from an MSB bit output of an output value as an accumulation result in the phase accumulator.
An output level which is an accumulation result in the high level period detector and the phase accumulator.
Lo for detecting Low level period from MSB bit output
w-level period detector, MSB output signal delayed by one clock and MSB output
By taking the exclusive or of the force signal,
True zero cross , standing at 180 ° × n points including 0 °
A zero-cross period detector for detecting a clock period in which a phase difference exists; a phase remainder extractor for extracting a phase remainder from lower bit outputs excluding MSB bits of an output value as an accumulation result in the phase accumulator; Output of extra phase extraction result and the above phase increment value Δθ
Based on the door, zero-cross period to the L → H and H → L
Switch means for selecting a zero-cross period to a point, and 180 ° × n points including 0 ° within the zero-cross period
A scaler for scaling the preceding or succeeding data with reference to the true zero crossing, and a D / D for inputting the preceding or following data of the zero-crossing period to the scalingr and converting the output to an analog signal. An A converter and an analog signal output converted by the D / A converter are provided in a zero cross period, a high level cycle is given a full scale, and a low level cycle is given a zero value in the same manner. A low-pass filter that generates a height signal and converts the signal into a sine wave having no clock noise; a high-pass filter to which an output signal from the low-pass filter is input and that removes a subharmonic component of the output signal And an output signal from the high-pass filter is input, and this is used as a reference frequency signal to generate a digital signal. A phase-locked loop-type partial pulse height reference frequency, wherein the reference frequency signal is output as a reference frequency to a phase-locked loop to drive the phase-locked loop. Generator circuit.
【請求項3】 D/Aコンバータの前段に波形発生のサ
ンプル数に応じてパイプライン遅延を行うデジタル回路
手段を備えることを特徴とする請求項2記載の位相ロッ
ク・ループ用部分パルス・ハイト型基準周波数発生回
路。
3. The partial pulse height type for a phase locked loop according to claim 2, further comprising digital circuit means for performing a pipeline delay in accordance with the number of waveform generation samples before the D / A converter. Reference frequency generation circuit.
【請求項4】 D/Aコンバータの前段に3系列のバッ
ファを備えさせ、出力イネーブル信号で各信号系列を選
択できるようにしたことを特徴とする請求項2または3
記載の位相ロック・ループ用部分パルス・ハイト型基準
周波数発生回路。
4. The system according to claim 2, wherein three series of buffers are provided in a preceding stage of the D / A converter, and each signal series can be selected by an output enable signal.
A partial pulse height type reference frequency generator for a phase locked loop as described.
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