JP3160904B2 - 位相同期発振回路装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は入力したクロック信号から異なる周波数のク
ロック信号を発生する位相同期発振回路装置に係り、特
に現用系と予備系からなる二重化構成方式の位相同期発
振回路装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の二重化構成方式の位相同期発振回路装
置は、入力クロック信号からリファレンス・クロック信
号を作る第１のカウンタ、このカウンタから出力された
リファレンス・クロック信号と位相比較用クロック信号
との位相を比較する位相比較器、この位相比較器の出力
信号を入力とするローパス・フィルタ、このローパス・
フィルタの出力信号を入力として所定の周波数で発振す
る電圧制御発振器およびこの電圧制御発振器の出力クロ
ック信号から位相比較用クロック信号を発生する第２の
カウンタを用いてフィード・バック系を構成し、かつ現
用系の位相同期発振回路の第１のカウンタが、予備系の
位相同期発振回路の第１のカウンタの分周タイミングを
設定する構成となっており、これにより現用系と予備系
の位相同期発振器が同期する方式となっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の位相同期発振回路装置では、入力クロ
ック信号が停止した場合、第１のカウンタが動作できな
いので、各系の電圧制御発振器の入力電圧を固定し出力
クロック信号を生成する対策が施されていたが、両系の
出力クロック信号が同期しないという問題があった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、入力クロック信号が停止した場合に
も、２つの系の位相同期発振回路の出力クロック信号を
同期させることができ、信頼性の向上した位相同期発振
回路装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では、（イ）基準クロック信号を入力する入力
端子と、（ロ）基準クロック信号と同一の周波数の内部
クロック信号を出力する第１および第２の内部発振器
と、（ハ）入力端子から入力された基準クロック信号と
第１および第２の内部発振器からそれぞれ出力される第
１および第２の内部クロック信号の３つのクロック信号
の選択を行う第１の選択回路と、（ニ）入力端子から入
力された基準クロック信号と第１および第２の内部発振
器からそれぞれ出力される第１および第２の内部クロッ
ク信号の３つのクロック信号の選択を行う第２の選択回
路と、（ホ）第１の選択回路から出力される第１の選択
出力を基にして第１の分周タイミングを作成する第１の
カウンタ手段と、（ヘ）第２の選択回路から出力される
第２の選択出力を基にして第２の分周タイミングを作成
する第２のカウンタ手段と、（ト）第１の選択回路から
出力される第１の選択出力を入力して第２の分周タイミ
ングでこれを分周する第１の分周手段と、（チ）第２の
選択回路から出力される第２の選択出力を入力して第１
の分周タイミングでこれを分周する第２の分周手段と、
（リ）第１の分周手段で分周された第１の分周出力を入
力して基準信号と異なる周波数の第１の出力クロック信
号を出力する第１の位相同期発振回路と、（ヌ）第２の
分周手段で分周された第２の分周出力を入力して基準信
号と異なる周波数の第２の出力クロック信号を出力する
第２の位相同期発振回路と、（ル）入力端子に入力され
た基準クロック信号の停止を検出する停止検出手段と、
（ヲ）この停止検出手段が基準クロック信号の停止を検
出したとき第１および第２の選択回路に第１または第２
の内部発振器のいずれかから出力される内部クロック信
号を選択させてこれらの出力を基準クロック信号から内
部クロック信号に切り替えさせるクロック停止時制御手
段とを位相同期発振回路装置に具備させる。

すなわち請求項１記載の発明では、第１の選択回路や
第１の分周手段等からなる一方の系（現用系）の回路
と、第２の選択回路や第２の分周手段等からなる他方の
系（予備系）の回路の双方に、基準クロック信号と同一
の周波数で発振する発振手段が設けられているので、基
準クロック信号が停止した場合に、この発振手段のクロ
ック信号を使用することができ、現用系と予備系の出力
クロック信号を同期させることができる。

〔実施例〕

以下、本発明について図面を参照して詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例に係る位相同期発振回路装
置の回路構成を示すブロック図である。この位相同期発
振回路装置は、２つの位相同期発振回路1aおよび位相同
期発振回路1bとにより構成されている。これら２つの位
相同期発振回路1a、1bの回路構成は互いに同一であり、
いずれか一方を現用系、他方を予備系として用いるよう
になっている。

この位相同期発振回路装置では、基準クロック信号入
力端子２に入力した基準クロック信号は各位相同期発振
回路1a、1bのクロック信号入力端子3a、3bにそれぞれ入
力され、クロック信号出力端子13a、13bから基準クロッ
ク信号に一定周期で位相同期した異なる周波数のクロッ
ク信号として出力されるようになっている。

選択回路4a、4bにはそれぞれ基準クロック信号ととも
に発振器6a、6bから出力されたクロック信号が入力され
るようになっている。これらの選択回路4a、4bはそれぞ
れ制御装置８の指示により入力した信号を選択するが、
通常は基準クロック信号を選択し、基準クロック信号の
停止時には発振器6aまたは発振器6bの出力を選択するよ
うになっている。発振器6a、6bはたとえば水晶発振器が
用いられ、それぞれ基準クロック信号と同一の周波数の
クロック信号を発振出力する。クロック信号入力端子3
a、3bにはそれぞれクロック信号停止検出回路5a、5bが
接続されており、それぞれ基準クロック信号が入力され
る。これらクロック信号停止検出回路5a、5bはそれぞれ
基準クロック信号が停止した場合には、制御装置８にク
ロック信号が停止した旨の信号を出力するようになって
いる。

選択回路4a、4bの各出力はカウンタ7a、7bに入力され
るようになっている。カウンタ7a、7bはそれぞれ選択回
路4a、4bから入力されるクロック信号を分周し、リファ
レンス・クロック信号を生成するものである。このリフ
ァレンス・クロック信号は位相比較器9a、9bに入力され
るようになっている。これら位相比較器9a、9bは、リフ
ァレンス・クロック信号とカウンタ12a、12bの出力クロ
ック信号（位相比較用クロック信号）の位相を比較し、
比較結果をローパス・フィルタ10a、10bに出力する。ロ
ーパス・フィルタ10a、10bの出力はそれぞれ電圧制御発
振器11a、11bに入力されるようになっている。電圧制御
発振器11a、11bはローパス・フィルタ10a、10bの電圧制
御により所定の周波数で発振するものである。これら電
圧制御発振器11a、11bから出力されたクロック信号はク
ロック信号出力端子13a、13bに送られるとともにカウン
タ12a、12bにも出力されるようになっている。これらカ
ウンタ12a、12bはそれぞれ電圧制御発振器11a、11bから
出力されたクロック信号を分周し、リファレンス・クロ
ック信号と位相比較するためのクロック信号を位相比較
器9a、9bに出力するようになっている。すなわち、位相
比較器9a、9b、ローパス・フィルタ10a、10b、電圧制御
発振器11a、11b、カウンタ12a、12bでフィード・バック
系を構成している。

また、カウンタ7aとカウンタ7bは、互いに自系の分周
タイミングを他系に出力する構成になっており、カウン
タ7aあるいはカウンタ7bは、それぞれ予備系で動作する
ときには、他系つまり現用系の分周タイミングにより分
周するようになっている。

次に、この位相同期発振回路装置の動作を、一方の位
相同期発振回路1aが現用系、他方の位相同期発振回路1b
が予備系として動作する場合について説明する。現用系
の位相同期発振回路1aは、前述の通り通常は選択回路4a
で基準クロック信号入力端子２に入力した基準クロック
信号を選択しており、カウンタ7aではこの基準クロック
信号２を分周し、リファレンス・クロック信号を位相比
較器9aに出力するとともに分周タイミングを予備系のカ
ウンタ7bに出力する。位相比較器9aはカウンタ12aから
出力された位相比較用クロック信号とリファレンス・ク
ロック信号とを比較し、その比較結果をローパス・フィ
ルタ10aに出力する。このローパス・フィルタ10aの出力
電圧で電圧制御発振器11aは所定の周波数で発振し、ク
ロック信号出力端子13aから基準クロック信号と異なる
周波数のクロック信号を出力する。

予備系の位相同期発振回路1bの動作原理は、現用系の
位相同期発振回路1aと同じであるが、リファレンス・ク
ロック信号を発生するカウンタ7bの分周タイミングが現
用系のカウンタ7aの出力により制御される点が異なって
いる。

このように本実施例の位相同期発振回路装置では、各
系の位相比較器9a、9bに入力するリファレンス・クロッ
ク信号の同期を図るようにしたので、現用系と予備系の
出力クロック信号を同期させることができる。

以上の説明は、基準クロック信号が基準クロック信号
入力端子２に正常に入力された場合であるが、次にこの
基準クロック信号が停止した場合について説明する。

基準クロック信号が停止した場合、クロック信号停止
検出回路5a、5bは制御装置８に対してクロック信号が停
止した旨の信号を出力する。これにより制御装置８は選
択回路4a、4bに対して現用系の発振器6aのクロック信号
を選択する旨を指示する。これによりカウンタ7a、7bに
はともに現用系の発振器6aのクロック信号が入力される
ので、前述の正常時の動作と同様に現用系と予備系の出
力クロック信号を同期させることができる。また、基準
クロック信号が復旧した場合には、クロック信号停止検
出回路5a、5bは制御装置８に対しクロック信号が正常で
ある旨の信号を出力し、これにより最初の正常時の状態
に戻る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、２つの系を用意
して第１および第２の選択回路をこれらに対応して配置
し、これらの出力を一方の系に対応した第１のカウンタ
手段および第１の分周手段と、他方の系に対応した第２
のカウンタ手段および第２の分周手段に与えることにし
た。そして、第１の分周手段は第１の選択回路から出力
される第１の選択出力を入力して第２の分周タイミング
でこれを分周するようにし、第２の分周手段は第２の選
択回路から出力される第２の選択出力を入力して第１の
分周タイミングでこれを分周するようにしたので、互い
に他方の系の分周タイミングでクロック信号を分周して
それぞれの系の位相同期発振回路にクロック信号を入力
することができ、２つの系の同期を図ることができると
いう効果がある。しかも、基準クロック信号の停止を検
出する停止検出手段を配置して、基準クロック信号の停
止時に第１および第２の選択回路に第１または第２の内
部発振器のいずれかから出力される内部クロック信号を
選択させてこれらの出力を基準クロック信号から内部ク
ロック信号に切り替えさせるようにしたので、基準クロ
ック停止時であっても現用系と予備系のそれぞれに独自
の系でかつ同期したクロック信号を供給することができ
るという利点もある。しかも本発明の場合には、第１お
よび第２の選択回路の各々が入力端子から入力された基
準クロック信号と第１および第２の内部発振器からそれ
ぞれ出力される第１および第２の内部クロック信号の３
つのクロック信号の選択を行うことができるように構成
されている。したがって、仮に基準クロック信号が断と
なった状況で一方の内部クロックが第１および第２の選
択回路から共通して出力できないようなトラブルが発生
したような場合であっても、第１および第２の内部クロ
ック信号のいずれか１つずつが第１および第２の選択回
路から１つずつ選択されて出力できる状況であれば、こ
れらを使用して２つの系のクロックをそれぞれ対応する
位相同期発振回路から出力することができる。しかもこ
の場合であっても、一方の系に対応した第１のカウンタ
手段および第１の分周手段と、他方の系に対応した第２
のカウンタ手段および第２の分周手段の働きによって同
一周波数で異なった位相の２つのクロックの位相を同期
させることができ、第１および第２の位相同期発振回路
のそれぞれからこれらの間で同期したクロック信号を得
ることができる。すなわち、これによりきわめて信頼性
のある位相同期発振回路装置を得ることができるという
効果が発生する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る位相同期発振回路装置
の構成を表すブロック図である。 1a、1b……位相同期発振回路 ２……基準クロック信号入力端子 3a、3b……クロック信号入力端子 4a、4b……選択回路 5a、5b……クロック信号停止検出回路 6a、6b……発振器 7a、7b、12a、12b……カウンタ ８……制御装置 9a、9b……位相比較器 10a、10b……ローパス・フィルタ 11a、11b……電圧制御発振器 13a、13b……クロック信号出力端子

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基準クロック信号を入力する入力端子と、 前記基準クロック信号と同一の周波数の内部クロック信
   号を出力する第１および第２の内部発振器と、 前記入力端子から入力された基準クロック信号と第１お
   よび第２の内部発振器からそれぞれ出力される第１およ
   び第２の内部クロック信号の３つのクロック信号の選択
   を行う第１の選択回路と、 前記入力端子から入力された基準クロック信号と第１お
   よび第２の内部発振器からそれぞれ出力される第１およ
   び第２の内部クロック信号の３つのクロック信号の選択
   を行う第２の選択回路と、 第１の選択回路から出力される第１の選択出力を基にし
   て第１の分周タイミングを作成する第１のカウンタ手段
   と、 第２の選択回路から出力される第２の選択出力を基にし
   て第２の分周タイミングを作成する第２のカウンタ手段
   と、 前記第１の選択回路から出力される第１の選択出力を入
   力して前記第２の分周タイミングでこれを分周する第１
   の分周手段と、 前記第２の選択回路から出力される第２の選択出力を入
   力して前記第１の分周タイミングでこれを分周する第２
   の分周手段と、 前記第１の分周手段で分周された第１の分周出力を入力
   して前記基準信号と異なる周波数の第１の出力クロック
   信号を出力する第１の位相同期発振回路と、 前記第２の分周手段で分周された第２の分周出力を入力
   して前記基準信号と異なる周波数の第２の出力クロック
   信号を出力する第２の位相同期発振回路と、 前記入力端子に入力された基準クロック信号の停止を検
   出する停止検出手段と、 この停止検出手段が基準クロック信号の停止を検出した
   とき前記第１および第２の選択回路に前記第１または第
   ２の内部発振器のいずれかから出力される内部クロック
   信号を選択させてこれらの出力を基準クロック信号から
   内部クロック信号に切り替えさせるクロック停止時制御
   手段 とを具備することを特徴とする位相同期発振回路装置。