JP3175217B2 - デジタルpll回路 - Google Patents

デジタルpll回路

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JP3175217B2 JP22646291A JP22646291A JP3175217B2 JP 3175217 B2 JP3175217 B2 JP 3175217B2 JP 22646291 A JP22646291 A JP 22646291A JP 22646291 A JP22646291 A JP 22646291A JP 3175217 B2 JP3175217 B2 JP 3175217B2
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はAES/EBUデジタル
オーディオ信号等を受信復調するときなどに使用される
デジタルPLL回路に関する。
【0002】
【従来の技術】AES/EBUデジタルオーディオ信号
等を受信復調するときなどに使用されるデジタルPLL
回路として、従来、図3に示す回路が知られている。こ
の図に示すデジタルPLL回路はトランジェント抽出回
路101と、周波数制御回路102と、位相制御回路1
03と、カウンタ回路104とを備えており、入力信号
が供給されているとき、この入力信号のトランジェント
(エッジ部分)を抽出するとともに、このトランジェン
トに同期した所定周波数、例えば128fsのクロック
信号を生成してこれを次段回路(図示は省略する)に出
力する。
【0003】トランジェント抽出回路101はカスケー
ドに接続された2つのD型フリップフロップ105、1
06と、これら各D型フリップフロップ105、106
から出力される信号の排他的論理和を換算する排他的論
理和回路107とを備えており、図4(b)に示すマス
タークロック信号が入力されている状態で、図4(a)
に示すような入力信号が入力されたとき、1段目のD型
フリップフロップ105によってこの入力信号をシフト
して図4(c)に示す信号を生成するとともに、2段目
のD型フリップフロップ106によって1段目のD型フ
リップフロップ105から出力される信号をさらにシフ
トして図4(d)に示す信号(リファレンス信号)を生
成し、これを位相制御回路103に供給するとともに、
排他的論理和回路107によって前記各D型フリップフ
ロップ105、106から出力される信号に基づいて図
4(e)に示すトランジェント信号を生成し、これを周
波数制御回路102と、カウンタ回路104とに供給す
る。
【0004】周波数制御回路102はトランジェント−
トランジェント間の長さ測定用のクロック信号を生成す
るタイマ108と、このタイマ108から出力されるク
ロック信号に基づいて前記トランジェント抽出回路10
1から出力されるトランジェント−トランジェント間の
長さを測定して前記カウンタ回路104のビット数指定
用の周波数制御信号を生成する周期切り換え器109
と、この周期切り換え器109から出力される周波数制
御信号の高周波成分をカットするローパスフィルタ回路
110とを備えており、前記トランジェント抽出回路1
01から出力されるトランジェント信号に基づいてトラ
ンジェント−トランジェント間の長さを測定するととも
に、この測定結果に基づいて前記カウンタ回路104の
ビット数を指定する周波数制御信号を生成し、この後こ
の周波数制御信号の高周波成分をカットしてカウンタ回
路104に供給する。
【0005】また、位相制御回路103は前記トランジ
ェント抽出回路101から出力されるリファレンス信号
と前記カウンタ回路104から出力される128fsの
クロック信号の位相とを比較してこれらを一致させるの
に必要な値の位相制御信号を生成する位相比較回路11
1と、この位相比較回路111から出力される位相制御
信号の高周波成分をカットするローパスフィルタ回路1
12とを備えており、前記トランジェント抽出回路10
1から出力されるリファレンス信号と前記カウンタ回路
104から出力される128fsのクロック信号の位相
とを比較してこれらを一致させるのに必要な値の位相制
御信号を生成するとともに、この位相制御信号の高周波
成分をカットしてカウンタ回路104に供給する。カウ
ンタ回路104は前記トランジェント抽出回路101か
らトランジェント信号が出力される毎に前記位相制御回
路103から出力される位相制御信号に基づいて加算す
る数を増減させるとともに、出力信号の位相を前記トラ
ンジェント信号の位相と同期させて、前記入力信号と前
記増減動作によって決定された数とデータ入力端子に入
力される累積加算データとを加算するコンスタントアダ
ー113と、このコンスタントアダー113の加算動作
によって得られたデータ(累積加算データ)を取り込ん
で保持しながら前記コンスタントアダー113の入力端
子に供給し、さらにカウントアップ回路が前記周波数制
御回路102から出力される周波数制御信号で示される
値になる毎に出力を反転させ、これを128fsのクロ
ック信号として次段回路に出力するとともに、前記位相
比較回路111に供給する“n”とビットのD型フリッ
プフロップ114とを備えている。
【0006】そして、前記トランジェント抽出回路10
1からトランジェント信号が出力される毎に前記位相制
御回路103から出力される位相制御信号に基づいて加
算する数を増減させるとともに、出力信号の位相を前記
トランジェント信号の位相と同期させるタイミングでコ
ンスタントアダー113を移動させてD型フリップフロ
ップ114に保持されている累積加算データと前記増減
動作によって決められた数とサイクリックに加算させ、
カウントアップ回数が前記周波数制御回路102から出
力される周波数制御信号で示される値、例えば“2”に
なる毎に図4(f)に示す如く出力を反転させ、この反
転動作によって得られた信号を128fsのクロック信
号として前記位相比較回路103とを次段回路とに出力
する。
【0007】このようにこのデジタルPLL回路におい
ては、入力信号が供給されているとき、この入力信号の
トランジェント信号を抽出するとともに、このトランジ
ェント信号の位相に応じて加算する値を増減させなが
ら、カウンタ回路104によって累積加算動作を行なわ
せて、カウントアップ回数が前記周波数制御回路から出
力される周波数制御信号で示される値になる毎に出力を
反転させ、この反転動作によって得られた信号を128
fsのクロック信号として次段回路に出力する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のデジタルPLL回路においては、図4(f)に
示す如くトランジェント抽出回路101からトランジェ
ント信号が出力されないとき、カウンタ回路104がフ
リーランするように構成しているので、入力信号例えば
AES/EBUデジタルオーディオ信号においては、図
4(a)に示す如く矩形波信号の周期が2T、3Tであ
り、この入力信号の3T区間、すなわち最長の周期期間
のとき、ロックレンジが最も厳しくなる。ここでロック
レンズを位相制御回路3で誤りなくデータを抜き出せる
範囲で出力波形に対するずれの割合で表している。この
ため、周波数制御回路102から出力される周波数制御
信号の値が例えば2ビットを示しているとき、“+1/
11(9.1%)”〜“−2/14(14.3%)”の
ロックレンジしか確保することができなくなってしまう
(図5参照)。
【0009】
【作用】また、入力信号に応じて周波数制御回路102
の周期切り換え器109から出力される周波数制御信号
の値を“2”ビットから“2.5”ビット、“3”ビッ
トに切り換えることもできるが、このときは図5に示す
ように別々のロックレンジを持ち、ロックレンジの範囲
がとびとびであり、重ならないので、入力信号の周波数
シフトに追従することが難しいという問題があった。
【0010】このため、周波数制御回路102の周期切
り換え器109から出力される周波数制御信号の値を
“4”ビット以上に切り換えることができるようにし
て、ロックレンジの範囲をさらに細かく設定することも
考えられるが、このような方法では、ビット数を大きく
する程、マスタークロック信号の周波数を高くしなけれ
ばならないので、あまり現実的ではない。
【0011】本発明は上記の事情に鑑み、マスタークロ
ック信号の周波数を上げることなくロックレンジの幅を
広くして入力信号の周波数シフト等に追従させることが
できるデジタルPLL回路を提供することを目的として
いる。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明によるデジタルPLL回路は、入力信号の同
期対象部分を抽出してカウンタ回路の動作を制御し、前
記同期対象部分に対応した所定周波数のクロック信号を
生成するデジタルPLL回路において、前記カウンタ回
路がオーバーランニングしたときキャリー信号を発生す
るようにすると共に前記カウンタ回路がキャリー信号を
発生していないときには、設定周期で前記カウンタ回路
の周期を制御し、前記カウンタ回路がキャリー信号を発
生しているときには、前記設定周期のパターンを変化さ
せて前記カウンタ回路の周期を制御する周期切り換え回
路を備えたことを特徴としている。
【0013】
【作用】上記の構成において、周期切換回路によってカ
ウンタ回路がオーバーランニングしていないときには、
設定周期で前記カウンタ回路の周期が制御され、前記カ
ウンタ回路がオーバーランニングしているときには、前
記設定周期が増減されて前記カウンタ回路の周期が制御
され、これによってマスタークロック信号の周波数を上
げることなくロックレンジの幅を広くして入力信号の周
波数シフト等に追従させる。
【0014】
【実施例】図1は本発明によるデジタルPLL回路の一
実施例を示すブロック図である。この図に示すデジタル
PLL回路はトランジェント抽出回路1と、周波数制御
回路2と、位相制御回路3と、カウンタ回路4とを備え
ており、入力信号が供給されているとき、この入力信号
のトランジェント信号を抽出するとともに、このトラン
ジェント信号に基づいてトランジェント−トランジェン
ト間の長さを測定するとともに、この測定結果に応じて
周波数制御信号で示されるビット数の値をダイナミック
に変更しながら前記トランジェント信号に同期した所定
周波数、例えば128fsのクロック信号を生成してこ
れを次段回路(図示は省略する)に出力する。
【0015】トランジェント抽出回路1はカスケードに
接続された2つのD型フリップフロップ5、6と、これ
ら各D型フリップフロップ5、6から出力される信号の
排他的論理和を演算する排他的論理和回路7とを備えて
おり、マスタークロック信号が入力されている状態で、
入力信号が入力されたとき、1段目のD型フリップフロ
ップ5によってこの入力信号をシフトするとともに、2
段目のD型フリップフロップ6によって1段目のD型フ
リップフロップ5から出力される信号をさらにシフトし
てリファレンス信号を生成し、これを位相制御回路3に
供給するとともに、排他的論理和回路7によって前記各
D型フリップフロップ5、6から出力される信号に基づ
いてトランジェント信号を生成し、これを周波数制御回
路2と、カウンタ回路4とに供給する。
【0016】周波数制御回路2はトランジェント−トラ
ンジェント間の長さ即提要のクロック信号を生成するタ
イマ8と、このタイマ8から出力されるクロック信号に
基づいて前記トランジェント抽出回路1からトランジェ
ント信号が出力される毎に、このトランジェント信号に
基づいてトランジェント−トランジェント間の長さを測
定し前記カウンタ回路4のビット数指定用の周波数制御
信号を生成する周期切り換え器9と、この周期切り換え
器9から出力される周波数制御信号の高周波成分をカッ
トするローパスフィルタ回路10と、前記カウンタ回路
4からキャリー信号が出力されていないときには、前記
ローパスフィルタ回路10から出力される周波数制御信
号を取り込んでそのままの値で出力し、前記キャリー信
号が出力されたとき、前記ローパスフィルタ回路10か
ら出力される周波数制御信号で示されるビット数をダイ
ナミックに増減させて出力し、この後前記トランジェン
ト抽出回路1からトランジェント信号が出力されたと
き、キャリー信号が出力される前の状態に戻るダイナミ
ックコントローラ11とを備えている。本例において
は、カウンタ回路4がオーバーランニングしたとき即ち
カウンタ回路4が例えはn=2のとき0〜3を超えてカ
ウントすると、そのときキャリー信号を生成し、このと
きカウント値を0とする。ここで、ビット数をダイナミ
ックに増減することは、図2のビット、2.5ビット、
3ビット間の中間の出力を得るために、出力矩形波の周
期をキャリー信号に基づき途中で制御することをいう
(本例ではマスタークロック分増減させる)ことであ
る。
【0017】そして、前記トランジェント抽出回路1か
ら出力されるトランジェント信号に基づいてトランジェ
ント−トランジェント間の長さを測定し、この測定結果
に基づいて前記カウンタ回路4のビット数を指定する周
波数制御信号を生成するとともに、この周波数制御信号
の高周波成分をカットしてカウンタ回路4に供給する。
この後、カウンタ回路4からキャリー信号が出力された
とき、前記トランジェント抽出回路1から次のトランジ
ェント信号が出力されるまでの間、前記ローパスフィル
タ回路10から出力される周波数制御信号のビット数を
ダイナミックに増減させ、この増減動作によって得られ
た周波数制御信号を前記カウンタ回路4に供給する。
【0018】また、位相制御回路3は前記トランジェン
ト抽出回路1から出力されるリファレンス信号と前記カ
ウンタ回路4から出力される128fsのクロック信号
の位相とを比較してこれらを一致させるのに必要な値の
位相制御信号を生成する位相比較回路12と、この位相
比較回路12から出力される位相制御信号の高周波成分
をカットするローパスフィルタ回路13とを備えてお
り、前記トランジェント抽出回路1から出力されるリフ
ァレンス信号と前記カウンタ回路4から出力される12
8fsのクロック信号の位相とを比較してこれらを一致
させるのに必要な値の位相制御信号を生成するととも
に、この位相制御信号の高周波成分をカットしてカウン
タ回路4に供給する。
【0019】カウンタ回路4は前記トランジェント抽出
回路1からトランジェント信号が出力される毎に前記位
相制御回路3から出力される位相制御信号に基づいて加
算する数増減させるとともに、出力信号の位相を前記ト
ランジェント信号の位相と同期させて前記入力信号と前
記増減動作によって決定された数とデータに端子に入力
される累積加算データとを加算するコンスタントアダー
14と、このコンスタントアダー14の加算動作によっ
て得られたデータ(累積加算データ)を取り込んで保持
しながら前記コンスタントアダー14の入力端子に供給
し、さらにカウントアップ回路が前記周波数制御回路か
ら出力される周波数制御信号で示される値になる毎に出
力を反転させ、これを128fsのクロック信号として
次段回路に出力するとともに、前記位相比較回路12に
供給し、この後オーバーランニングを開始したとき、キ
ャリー信号を生成してこれを前記周波数制御回路2に供
給する“n”ビットのD型フリップフロップ15とを備
えている。
【0020】そして、前記トランジェント抽出回路1か
らトランジェント信号が出力される毎に、前記位相制御
回路3から出力される位相制御信号に基づいて加算する
数を増減させながら、出力信号の位相を前記トランジェ
ント信号の位相と同期させるタイミングでコンスタント
アダー14を動作させてD型フリップフロップ15に保
持されている累積加算データと前記増減動作によって決
められた数とサイクリックに加算させ、カウントアップ
回路が前記周波数制御回路2から出力される周波数制御
信号で示される値、例えば2ビットになる毎に出力を反
転させ、この反転動作によって得られた信号を128f
Sのクロック信号として前記位相比較回路3に供給する
とともに、次段回路に出力する。この後、オーバーラン
ニング状態になれば、キャリー信号を生成してこれを前
記周波数制御回路2に供給する。
【0021】この場合、D型フリップフロップ15から
キャリー信号が出力されたとき、周波数制御回路2のダ
イナミックコントローラ11によって周期切り換え器9
から出力される周波数制御信号によって示される値がダ
イナミックに増減されるので、図2に示す如く周波数制
御回路2から出力される周波数制御信号の値が“2”ビ
ットから“0.5”ビット刻みで連続的に変化させるこ
とができ、これによって“2”ビットと、“2.5”ビ
ットと、“3”ビットとをオーバーラップさせて全体と
して1つの広いロックレンジを確保することができる。
このときタイマ8のクロック信号の間隔で、周波数切り
換え器9がトランジェント−トランジェント間の計測を
行い、ダイナミックコントローラ11を使って順次出力
波形の制御モードを移して行く。例えば図2の2ビット
のレンジ内の状態でロックされていたとき、急に図2の
3ビットの状態に入力信号が変化したとすると、周波数
切り換え器9はキャリー信号に基づき2→2.5→2ビ
ットの出力波形のパターンを選び、タイマ8の次のクロ
ック信号で2.5→2→2.5ビットの出力波形のパタ
ーンを選び、次のタイマ8のクロック信号で2.5ビッ
トの出力波形のパターンを選び、次のタイマ8のクロッ
ク信号で2.5→3→2.5ビットの出力波形のパター
ンを選びその次のタイマ8のクロック信号で3→2.5
→3ビットの出力波形のパターンを選び、その次のタイ
マ8のクロック信号で3ビットの出力波形のパターンを
選んでロックされる。このときは図2に示す如くロック
レンジが重なっているので、全体として広いロックレン
ジが確保できる。なお、このとき、ロックレンジは
“2”ビットの“+1/11”が上限となり、“3”ビ
ットの“−3/21”が下限となる。
【0022】このようにこの実施例においては、入力信
号が供給されているとき、この入力信号のトランジェン
ト信号を抽出するとともに、このトランジェント信号に
同期するように加算する値を増減させながら、カウンタ
回路4によって累積加算動作を行なわせて、カウントア
ップ回数が前記周波数制御回路2から出力される周波数
制御信号で示される値になる毎に出力を反転させ、この
反転動作によって得られた信号を128fsのクロック
信号として次段回路に出力し、この状態で前記カウンタ
回路4がフリーランニング状態になったとき、周波数制
御回路2から出力される周波数制御信号の値を増減させ
てカウンタ回路4のビット数をダイナミックに増減させ
るようにしたので、マスタークロック信号の周波数を上
げることなくロックレンジの幅を広くして入力信号の周
波数シフト等に追従させることができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、マ
スタークロック信号の周波数を上げることなくロックレ
ンジの幅を広くして入力信号の周波数シフト等に追従さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるデジタルPLL回路の一実施例を
示すブロック図である。
【図2】図1に示すデジタルPLL回路の動作例を示す
表図である。
【図3】従来から知られているデジタルPLL回路の一
例を示すブロック図である。
【図4】図3に示すデジタルPLL回路の動作例を示す
タイミング図である。
【図5】図3に示すデジタルPLL回路の動作例を示す
表図である。
【符号の説明】
1 トランジェント抽出回路 2 周波数制御回路(周期切換回路) 3 位相制御回路 4 カウンタ回路 9 周期切り換え器 11 ダイナミックコントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03L 7/06 - 7/199

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号の同期対象部分を抽出してカウ
    ンタ回路の動作を制御し、前記同期対象部分に対応した
    所定周波数のクロック信号を生成するデジタルPLL回
    路において、 前記カウンタ回路がオーバーランニングしたときにキャ
    リー信号を発生するようにすると共に前記カウンタ回路
    がキャリー信号を発生していないときには、所定周期で
    前記カウンタ回路の周期を制御し、前記カウンタ回路が
    キャリー信号を発生しているときには、前記設定周期の
    パターンを変化させて前記カウンタ回路の周期を制御す
    る周期切換回路、 を備えたことを特徴とするデジタルPLL回路。
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