JP3350013B2 - PLL circuit - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はPLL回路に関し、
特に基準周波数を有する入力信号(以下、基準入力信号
と呼ぶ)とこの基準入力信号に従属すべき従属周波数を
有する出力信号(従属周波数信号)との位相比較結果に
応じて出力信号の繰返し周波数を変化させるPLL回路
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a PLL circuit,
In particular, the repetition frequency of the output signal is determined according to the phase comparison result between an input signal having a reference frequency (hereinafter referred to as a reference input signal) and an output signal having a dependent frequency (dependent frequency signal) to be dependent on the reference input signal. The present invention relates to a PLL circuit that changes the value.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、PLL回路は、図15に示され
ているように、基準入力信号との位相比較を行う位相比
較器1と、この位相比較結果に応じて発振周波数が変化
する電圧制御発振器(Voltage Controlled Oscilator;
以下、VCOと呼ぶ)3とを含み、VCO3の出力信号
300を位相比較対象として位相比較器1側に帰還する
構成になっている。この場合、位相比較器1の位相比較
結果を示す信号は低域通過フィルタ(Low Pass Filter
;以下、LPFと呼ぶ)2によって平滑化した電圧レ
ベルに変換され、この電圧レベルによってVCO3の発
振周波数が変化制御されるのである。2. Description of the Related Art Generally, as shown in FIG. 15, a PLL circuit includes a phase comparator 1 for comparing a phase with a reference input signal, and a voltage control for changing an oscillation frequency according to a result of the phase comparison. Oscillator (Voltage Controlled Oscilator;
The output signal 300 of the VCO 3 is used as a phase comparison target and is fed back to the phase comparator 1 side. In this case, the signal indicating the phase comparison result of the phase comparator 1 is a low-pass filter (Low Pass Filter).
The signal is converted into a smoothed voltage level by the LPF 2, and the oscillation frequency of the VCO 3 is changed and controlled by this voltage level.
【0003】また、VCO3から出力される出力信号3
00は、分周器4でN分周されることによって従属周波
数信号400となり、位相比較器1に入力される。一
方、基準入力信号100も分周器5でN分周されて基準
入力信号500となり、位相比較器1に入力される。こ
のように、実際には、基準入力信号500と従属周波数
信号400とをそれぞれ分周した信号について位相を比
較し、その位相比較結果に応じて発振周波数を制御して
いるのである。The output signal 3 output from the VCO 3
00 becomes a dependent frequency signal 400 by being frequency-divided by N in the frequency divider 4 and input to the phase comparator 1. On the other hand, the reference input signal 100 is also frequency-divided by N in the frequency divider 5 to become the reference input signal 500, which is input to the phase comparator 1. As described above, in practice, the phases of the frequency-divided signals of the reference input signal 500 and the dependent frequency signal 400 are compared, and the oscillation frequency is controlled according to the phase comparison result.
【0004】ところで、PLL回路においては、動作環
境が一定の条件下において、基準入力信号と従属周波数
信号との位相関係が一定であっても、電源変動及び環境
温度の変化による動作環境の変化によって従属周波数信
号が変化する。このため、結果として基準入力信号と従
属周波数信号との位相差に変動が生じてしまう。このこ
とは、基準入力信号に同期したデータを従属周波数信号
に同期させてデータの乗せ換えを行おうとすると、高速
データになればなる程、乗せ換えが厳しくなりデータエ
ラーを引起こす原因となる。またアラーム出力をデータ
処理に使用する場合、要求により精度が必要になり、外
乱等によるノイズの影響を受ける可能性がある。In a PLL circuit, even if the phase relationship between a reference input signal and a dependent frequency signal is constant under a constant operating environment, a change in the operating environment due to a power supply fluctuation and a change in environmental temperature causes The dependent frequency signal changes. As a result, the phase difference between the reference input signal and the dependent frequency signal fluctuates. This means that if data is to be transferred in synchronization with the reference frequency signal in synchronization with the dependent frequency signal, the higher the speed of the data, the more rigorous the transfer becomes, which causes a data error. Further, when the alarm output is used for data processing, accuracy is required depending on the request, and there is a possibility that the alarm output may be affected by noise due to disturbance or the like.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のPLL
回路では、電源変動及び環境温度の変化による動作環境
の変化で従属周波数信号が変化し、結果として基準入力
信号と従属周波数信号との位相差変動が生じると、基準
入力信号に同期したデータを従属周波数信号に同期させ
てデータの乗せ換えを行おうとすると、高速データにな
る程、乗せ換えが厳しくなりデータエラーを引き起こす
という欠点がある。SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned conventional PLL
In the circuit, when the dependent frequency signal changes due to changes in the operating environment due to power supply fluctuations and environmental temperature changes, resulting in a phase difference fluctuation between the reference input signal and the dependent frequency signal, data synchronized with the reference input signal is controlled. If data transfer is attempted in synchronization with a frequency signal, there is a disadvantage that the transfer becomes more severe as the data becomes faster, causing a data error.
【0006】本発明は上述した従来技術の欠点を解決す
るためになされたものであり、その目的は高速データで
あっても、データエラーが少なく、また外乱等によるノ
イズの影響を受ける可能性の低いPLL回路を提供する
ことである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art. The object of the present invention is to reduce the possibility of data errors and to be affected by noise due to disturbance or the like even with high-speed data. It is to provide a low PLL circuit.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明によるPLL回路
は、入力信号に対する出力信号の位相差を検出する位相
差検出手段と、この検出した位相差に対応する位相差信
号の電圧レベルに対応する繰返し周波数を有する出力信
号を送出する発振手段と、前記入力信号に対する前記出
力信号の位相進み又は位相遅れの状態が連続していると
きその連続回数に応じて前記位相差信号の電圧レベルを
変化制御する制御手段とを含んでおり、前記制御手段
は、前記連続回数に対応するパルス幅を有するパルスを
生成するパルス幅変調器と、この生成されたパルス幅変
調パルスを積分する積分回路とを含み、この積分回路の
積分出力レベルを前記位相差信号に加えるようにしたこ
とを特徴とする。 A PLL circuit according to the present invention detects a phase difference between an input signal and an output signal and detects a phase difference signal corresponding to the detected phase difference. Oscillating means for transmitting an output signal having a repetition frequency, and when the state of the phase advance or phase lag of the output signal with respect to the input signal is continuous, the voltage level of the phase difference signal is changed and controlled according to the number of continuations. and control means for and Nde including, said control means
Is a pulse having a pulse width corresponding to the number of consecutive times.
The pulse width modulator to generate and the generated pulse width
And an integrating circuit for integrating the tuning pulse.
The integration output level is added to the phase difference signal.
And features.
【0008】さらに、前記パルス幅変調器は、前記入力
信号に対して前記出力信号が位相進み状態及び位相遅れ
状態のいずれか一方の状態が連続するときカウントアッ
プ動作及びカウントダウン動作のいずれか一方の動作を
行いかつ他方の状態が連続するとき他方の動作を行うア
ップダウンカウンタを含み、このカウンタのカウント値
に対応するパルス幅を有するパルスを生成することを特
徴とする。 [0008] Further, the pulse width modulator includes
The output signal is phase-advanced and phase-lagged relative to the signal
Counts up when one of the states continues
One of the
Perform the other operation when the other state continues.
Includes an up-down counter and the count value of this counter
Generating a pulse having a pulse width corresponding to
Sign.
【0009】そして、温度変化を検出する温度検出手段
と、この検出される温度変化に応じて加算特性が一定に
保たれるように制御され前記積分出力レベルを前記位相
差信号に加える加算回路とを更に含む構成でも良い。前
記温度検出手段は、所定温度特性に従って抵抗値が変化
するサーミスタであり、このサーミスタによる抵抗値変
化によって前記加算回路を構成する抵抗器の抵抗値変化
を相殺する。A temperature detecting means for detecting a temperature change; and an adding circuit for controlling the addition characteristic to be kept constant in accordance with the detected temperature change and adding the integrated output level to the phase difference signal. May be further included. The temperature detecting means is a thermistor whose resistance value changes according to a predetermined temperature characteristic, and the resistance value change of the thermistor cancels out the resistance value change of the resistor constituting the adding circuit.
【0010】また、前記入力信号に対する前記出力信号
の位相差が所定値以上の状態になったときその旨を示す
警報を外部に送出する警報手段を更に含む構成でも良
い。この警報手段は、前記位相差が所定値以上の状態が
所定時間以上継続したとき前記警報を外部に送出する。Further, when the phase difference of the output signal with respect to the input signal becomes equal to or more than a predetermined value, the apparatus may further include an alarm unit for sending an alarm indicating the fact to the outside. The alarm means sends the alarm to the outside when the state where the phase difference is equal to or more than a predetermined value continues for a predetermined time or more.
【0011】さらにまた、前記入力信号の繰返し周波数
と略同一の繰返し周波数を有する発振信号を生成する発
振器と、前記入力信号の入力断状態が所定時間以上継続
したとき前記入力信号の代わりに前記発振信号を前記位
相差検出手段及び前記制御手段に入力するように切換え
る切換回路を更に含んでも良い。そして、前記切換回路
によって前記入力信号から前記発振信号への切換えが行
われたときその旨を示す警報を外部に送出する警報手段
を更に含んでも良い。Furthermore, an oscillator for generating an oscillation signal having a repetition frequency substantially the same as the repetition frequency of the input signal, wherein the oscillation signal is used instead of the input signal when the input disconnection state of the input signal continues for a predetermined time or more. A switching circuit for switching a signal to be input to the phase difference detection means and the control means may be further included. When the switching circuit switches from the input signal to the oscillation signal, the switching circuit may further include an alarm unit that sends an alarm indicating the fact to the outside.
【0012】要するに本PLL回路では、基準入力信号
を有する入力信号と従属周波数信号を有する出力信号と
の位相差を検出し、この検出値に応じたパルス幅を有す
るパルス幅変調信号を生成し、位相比較器の出力結果に
レベル加算しているのである。こうすることにより、位
相差による変動の反応を早め、位相変動量と定常位相誤
差変動とを低減させているのである。また、一定値以上
の位相差が生じている場合及び入力信号断の場合はアラ
ームを発生させ、入力信号断の場合は内蔵する発振器に
追従した従属周波数信号に切換えているのである。In short, the present PLL circuit detects a phase difference between an input signal having a reference input signal and an output signal having a dependent frequency signal, and generates a pulse width modulation signal having a pulse width corresponding to the detected value. The level is added to the output result of the phase comparator. By doing so, the reaction of the fluctuation due to the phase difference is accelerated, and the phase fluctuation amount and the steady phase error fluctuation are reduced. Further, when a phase difference equal to or more than a certain value occurs or when the input signal is interrupted, an alarm is generated, and when the input signal is interrupted, the signal is switched to a dependent frequency signal that follows the built-in oscillator.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の一形態につ
いて図面を参照して説明する。なお、以下の説明におい
て参照する各図においては、他の図と同等部分には同一
符号が付されている。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to in the following description, the same parts as those in the other drawings are denoted by the same reference numerals.
【0014】図1は本発明によるPLL回路の実施の一
形態を示すブロック図である。同図において、本実施形
態のPLL回路は、位相比較回路10内において、位相
比較結果に応じたパルス幅を有するパルスを生成し、こ
の生成したパルスを積分した後、位相比較結果にレベル
加算する機能が従来回路(図15)に追加されている。
また、位相差の異常やクロック入力断に応答して、回路
内部に設けられている水晶発振器(XO)7の発振信号
を位相比較回路10に入力するように切換える機能をも
追加されている。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a PLL circuit according to the present invention. In the figure, the PLL circuit of the present embodiment generates a pulse having a pulse width corresponding to the phase comparison result in the phase comparison circuit 10, integrates the generated pulse, and adds a level to the phase comparison result. A function is added to the conventional circuit (FIG. 15).
In addition, a function of switching the oscillation signal of the crystal oscillator (XO) 7 provided inside the circuit to be input to the phase comparison circuit 10 in response to the abnormality of the phase difference or the interruption of the clock input is added.
【0015】これら2つの機能が追加されたPLL回路
のより詳細な構成について図2を参照して説明する。同
図に示されているように、本回路は、基準入力信号10
0を分周する分周器5と、水晶発振器7と、水晶発振器
7の発振信号を分周する分周器6と、分周器5からの信
号と分周器6からの信号とを切換えて出力する切換器8
と、本回路の出力である従属周波数信号300を分周す
る分周器4と、分周器4からの信号400と切換器8か
らの信号500との位相を比較する位相比較器1とを含
んで構成されている。A more detailed configuration of the PLL circuit to which these two functions are added will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the circuit includes a reference input signal 10.
A frequency divider 5 for dividing 0, a crystal oscillator 7, a frequency divider 6 for dividing the oscillation signal of the crystal oscillator 7, and switching between a signal from the frequency divider 5 and a signal from the frequency divider 6. Output switch 8
And a frequency divider 4 for dividing the dependent frequency signal 300 output from the circuit, and a phase comparator 1 for comparing the phases of the signal 400 from the frequency divider 4 and the signal 500 from the switch 8. It is comprised including.
【0016】また、本回路は、信号400と信号500
との位相差に応じたパルス幅を有するパルスを出力する
パルス幅変調器11と、抵抗Rを介してコンデンサCを
充電することでパルス幅変調器11から出力されるパル
スを積分する積分回路13と、位相比較器1からの信号
に積分回路13から出力される積分信号をレベル加算す
る加算器12と、この加算器12の加算出力信号を平滑
化するLPF2と、この平滑化された信号の電圧レベル
に応じた周波数の信号300を出力するVCO3とを含
んで構成されている。Further, the circuit comprises a signal 400 and a signal 500.
A pulse width modulator 11 that outputs a pulse having a pulse width corresponding to the phase difference between the pulse width modulator 11 and an integration circuit 13 that integrates a pulse output from the pulse width modulator 11 by charging a capacitor C via a resistor R. And an adder 12 for level-adding the integrated signal output from the integration circuit 13 to the signal from the phase comparator 1, an LPF 2 for smoothing the added output signal of the adder 12, and an LPF 2 for smoothing the signal. And a VCO 3 that outputs a signal 300 having a frequency corresponding to the voltage level.
【0017】さらに、本回路は、基準入力信号100の
入力状態を監視するクロック状態検出器91と、位相比
較器1の出力信号と信号500との位相差の状態によっ
てアラームを出力するアラーム判定器92とを含んで構
成されている。Further, the circuit includes a clock state detector 91 for monitoring the input state of the reference input signal 100, and an alarm determiner for outputting an alarm based on the state of the phase difference between the output signal of the phase comparator 1 and the signal 500. 92.
【0018】同図中の一点鎖線で示されているように、
位相比較器1と、パルス幅変調器11と、加算器12
と、積分回路13とによって、図1中の位相比較回路1
0が実現されているのである。また、アラーム判定器9
2と、クロック状態検出器91とによって、図1中のア
ラーム検出回路9が実現されているのである。As shown by a dashed line in FIG.
Phase comparator 1, pulse width modulator 11, adder 12
And the integration circuit 13, the phase comparison circuit 1 in FIG.
0 has been realized. Also, the alarm decision unit 9
2 and the clock state detector 91 implement the alarm detection circuit 9 in FIG.
【0019】図2において、基準入力信号100は位相
比較器1で比較される周波数まで分周器5にて分周さ
れ、切換器8を通って信号500としてパルス幅変調器
11に入力される。一方、VCO3から出力される従属
周波数信号300は位相比較器1で比較される周波数ま
で分周器4にて分周され、信号400としてパルス幅変
調器11に入力される。In FIG. 2, a reference input signal 100 is frequency-divided by a frequency divider 5 to a frequency to be compared by a phase comparator 1, and is input to a pulse width modulator 11 as a signal 500 through a switch 8. . On the other hand, the dependent frequency signal 300 output from the VCO 3 is frequency-divided by the frequency divider 4 to the frequency to be compared by the phase comparator 1, and is input to the pulse width modulator 11 as a signal 400.
【0020】パルス幅変調器11においてはパルス幅変
調が行われ、信号500と信号400との位相差に応じ
て出力信号のパルス幅が変化する。このパルス幅が変化
する出力信号は、積分回路13で積分された後、加算器
12においてレベル加算される。In the pulse width modulator 11, pulse width modulation is performed, and the pulse width of the output signal changes according to the phase difference between the signal 500 and the signal 400. The output signal whose pulse width changes is integrated by an integrating circuit 13 and then added in level by an adder 12.
【0021】この加算器12の加算出力信号はLPF2
において平滑化され、この平滑化された信号の出力によ
ってVCO3の発振周波数が制御される。VCO3への
入力電圧は、電位が下がる程周波数が下がり、入力電圧
が上がる程周波数が上がる特性がある。このため、基準
入力信号に対し従属周波数信号の位相が進んでいる場合
は、一定周期毎に順次Duty比の小さいパルスとなり
積分器の通過により電位が順次下がってVCOからの従
属周波数信号は下がって基準入力信号の位相に近似して
いく。一方、基準入力信号に対し従属周波数信号の位相
が遅れている場合は、一定周期毎にDuty比の大きい
パルスとなり積分器の通過によって電位が順次上がって
VCOからの従属周波数信号は上がって基準入力信号に
近似していく。The addition output signal of the adder 12 is LPF2
The oscillation frequency of the VCO 3 is controlled by the output of the smoothed signal. The frequency of the input voltage to the VCO 3 decreases as the potential decreases, and the frequency increases as the input voltage increases. For this reason, when the phase of the dependent frequency signal is advanced with respect to the reference input signal, the duty ratio pulse is gradually reduced at regular intervals, and the potential is sequentially reduced by passing through the integrator, and the dependent frequency signal from the VCO is reduced. Approximate the phase of the reference input signal. On the other hand, when the phase of the dependent frequency signal is delayed with respect to the reference input signal, a pulse having a large duty ratio is generated at regular intervals, and the potential is sequentially increased by passing through the integrator. Approximate the signal.
【0022】このパルス幅変調器11の出力を積分回路
13で積分した後位相比較器1の出力にレベル加算して
いるので、位相差による変動の反応を高めて電源変動や
周囲温度変動による位相変動量や定常位相誤差変動を低
減させ、PLLの収束時間を早めることができるのであ
る。Since the output of the pulse width modulator 11 is integrated by the integrating circuit 13 and the level is added to the output of the phase comparator 1, the response of the fluctuation due to the phase difference is enhanced, and the phase due to the power fluctuation and the ambient temperature fluctuation is increased. The fluctuation amount and the steady phase error fluctuation can be reduced, and the convergence time of the PLL can be shortened.
【0023】ここで、図2中のパルス幅変調器11の構
成例について、図3を参照して説明する。同図におい
て、パルス幅変調器11は、従属周波数信号300をN
分周した信号400をD入力とし切換器8からの出力信
号500をクロック入力とするD型フリップフロップ
(以下、DFFと呼ぶ)11aと、このDFF11aの
出力QをD入力とし信号400をクロック入力とするD
FF11bと、DFF11aの出力QとDFF11bの
出力Qとを入力とし両者の一致を検出するための排他的
論理和ゲート11cと、このゲート11cの出力によっ
てカウント値をロードし、DFF11aの出力に応じて
カウントダウン又はカウントアップを行うアップダウン
カウンタ11dと、このカウンタ11dのカウント値を
入力としカウントアップを行うアップカウンタ11e
と、このカウンタ11eのカウント値を入力とするナン
ドゲート11qと、このナンドゲート11qの出力を反
転するインバータ11rとを含んで構成されている。な
お、インバータ11rの出力は、積分回路13に入力さ
れる。Here, a configuration example of the pulse width modulator 11 in FIG. 2 will be described with reference to FIG. In the figure, the pulse width modulator 11 converts the dependent frequency signal 300 to N
A D-type flip-flop (hereinafter, referred to as a DFF) 11a having the frequency-divided signal 400 as a D input and the output signal 500 from the switch 8 as a clock input, and an output Q of the DFF 11a as a D input and a signal 400 as a clock input. D
An exclusive-OR gate 11c for receiving the FF 11b, the output Q of the DFF 11a, and the output Q of the DFF 11b as inputs and detecting a match between the two, loading the count value by the output of the gate 11c, and responding to the output of the DFF 11a An up / down counter 11d that counts down or counts up, and an up counter 11e that counts up the count value of the counter 11d as an input.
And a NAND gate 11q that receives the count value of the counter 11e as an input, and an inverter 11r that inverts the output of the NAND gate 11q. Note that the output of the inverter 11r is input to the integration circuit 13.
【0024】また、パルス幅変調器11は、DFF11
aの出力Qを反転するインバータ11hと、カウンタ1
1dのカウント値の各ビットを入力とするオアゲート1
1jと、このオアゲート11jの出力とインバータ11
hの出力との論理和を出力するオアゲート11iと、D
FF11aの出力を反転するインバータ11kと、この
インバータ11kの出力及びカウンタ11dのカウント
値の各ビットを入力とするナンドゲート11fと、この
ナンドゲート11fの出力とオアゲート11iの出力と
を入力とするアンドゲート11mとを含んで構成されて
いる。なお、アンドゲート11mの出力によってカウン
タ11dはイネーブル状態になる。The pulse width modulator 11 includes a DFF 11
an inverter 11h for inverting the output Q of a, and a counter 1
OR gate 1 which receives each bit of 1d count value as input
1j, the output of the OR gate 11j and the inverter 11
h, an OR gate 11i for outputting a logical sum with the output of
An inverter 11k for inverting the output of the FF 11a; a NAND gate 11f receiving the output of the inverter 11k and each bit of the count value of the counter 11d; and an AND gate 11m receiving the output of the NAND gate 11f and the output of the OR gate 11i. It is comprised including. The counter 11d is enabled by the output of the AND gate 11m.
【0025】さらに、パルス幅変調器11は、信号40
0を入力とし信号400を所定の分周比で分周した信号
C400をクロックとするDFF11nと、この出力を
反転するインバータ11pと、DFF11nの出力Qと
インバータ11pの出力との論理積を出力するアンドゲ
ート11qとを含んで構成されている。Further, the pulse width modulator 11 outputs the signal 40
A DFF 11n clocked by a signal C400 obtained by frequency-dividing the signal 400 at a predetermined frequency division ratio with 0 as an input, an inverter 11p for inverting this output, and the logical product of the output Q of the DFF 11n and the output of the inverter 11p are output. And an AND gate 11q.
【0026】かかる構成において、従属周波数信号30
0をN分周した信号400は、DFF11aに入力され
て保持され、その出力QがDFF11bに入力されて保
持される。DFF11aの出力QとDFF11bの出力
Qとが一致している場合、すなわち位相進み状態又は位
相遅れ状態が継続している場合は、排他的論理和ゲート
11cの出力である信号S4が“L”になるので、カウ
ンタ11dにカウント値はロードされない。一方、位相
進み状態から位相遅れ状態に変化した場合又はその逆に
変化した場合は、排他的論理和ゲート11cの出力であ
る信号S4が“H”になるので、カウンタ11dにカウ
ント値がロードされる。本例では、入力D0〜D2が
“L”、入力D3が“H”に固定されているので、“1
000”がカウンタ11dにロードされる。In such a configuration, the dependent frequency signal 30
The signal 400 obtained by dividing 0 by N is input to the DFF 11a and held, and the output Q is input to the DFF 11b and held. When the output Q of the DFF 11a matches the output Q of the DFF 11b, that is, when the phase advance state or the phase delay state continues, the signal S4 output from the exclusive OR gate 11c becomes "L". Therefore, the count value is not loaded to the counter 11d. On the other hand, when the state changes from the phase advance state to the phase delay state or vice versa, the signal S4 output from the exclusive OR gate 11c becomes "H", so that the counter 11d is loaded with the count value. You. In this example, since inputs D0 to D2 are fixed at "L" and input D3 is fixed at "H", "1"
000 "is loaded into the counter 11d.
【0027】DFF11aの出力Qが“H”のとき、カ
ウンタ11dはカウントダウン動作を行う。一方、DF
F11aの出力Qが“L”のとき、カウンタ11dはカ
ウントアップ動作を行う。カウンタ11dのカウント出
力Q0〜Q3は、カウンタ11eの入力D0〜D3とな
る。カウンタ11eは、アンドゲート11qの出力によ
ってロード状態となる。アンドゲート11qには、信号
400がそのまま入力される他、信号400を入力とす
るDFF11nの出力Qを反転するインバータ11pの
出力信号が入力されている。このため、信号400が
“H”の期間にカウンタ11eはロード状態となる。When the output Q of the DFF 11a is "H", the counter 11d performs a countdown operation. On the other hand, DF
When the output Q of F11a is "L", the counter 11d performs a count-up operation. The count outputs Q0 to Q3 of the counter 11d become the inputs D0 to D3 of the counter 11e. The counter 11e enters a load state by the output of the AND gate 11q. The AND gate 11q receives not only the signal 400 but also the output signal of the inverter 11p that inverts the output Q of the DFF 11n that receives the signal 400. Therefore, the counter 11e is in the load state while the signal 400 is at "H".
【0028】カウンタ11eのカウント出力Q0〜Q3
は、ナンドゲートg及びインバータ11rを介して出力
される。カウント出力Q0〜Q3が全て“H”の場合の
みインバータ11rの出力は“H”、カウント出力Q0
〜Q3のうち1つでも“L”であれば、インバータ11
rの出力は“L”になる。このインバータ11rの出力
は積分回路13に入力されて積分される。The count outputs Q0 to Q3 of the counter 11e
Is output via the NAND gate g and the inverter 11r. Only when the count outputs Q0 to Q3 are all "H", the output of the inverter 11r is "H" and the count output Q0
QQ3 is “L”, the inverter 11
The output of r becomes "L". The output of the inverter 11r is input to the integration circuit 13 and integrated.
【0029】図4及び図5はパルス幅変調器11の動作
を示す波形図である。両図において、S1,S2等は、
図3中に記載されている各符号を示している。FIGS. 4 and 5 are waveform diagrams showing the operation of the pulse width modulator 11. FIG. In both figures, S1, S2, etc.
Each symbol shown in FIG. 3 is shown.
【0030】まず、基準入力信号に対して従属周波数信
号の位相が進んでいる状態が継続している場合、分周器
5からの信号である信号S1と分周器4からの信号S2
との位相関係は、図4に示されているようになる。する
と、信号S3は“H”レベルの信号となり、カウンタ1
1dの出力はダウンカウント状態の信号S5となる。同
図においては“14”,“13”,“12”…“5”,
“4”とダウンカウントされている。この信号S5はカ
ウンタ11eのロードデータとなり、信号S6によって
ロードデータからカウントされて最終カウント値で
“H”レベルの信号S7を出力する。First, when the state where the phase of the dependent frequency signal is advanced with respect to the reference input signal continues, the signal S1 from the frequency divider 5 and the signal S2 from the frequency divider 4
Is as shown in FIG. Then, the signal S3 becomes an “H” level signal and the counter 1
The output of 1d is a signal S5 in a down-count state. In the figure, "14", "13", "12" ... "5",
"4" is counted down. This signal S5 becomes the load data of the counter 11e, and is counted from the load data by the signal S6, and outputs the signal S7 of the "H" level with the final count value.
【0031】信号S7は一定周期で信号S5をロードす
るため、同図に示されている信号S1と信号S2との位
相関係が継続されればS5は一定周期毎にダウンカウン
トされ、結果として信号S7は一定周期毎に順次Dut
y比の小さいパルスに変化していくことになる。Since the signal S7 loads the signal S5 at a constant period, if the phase relationship between the signal S1 and the signal S2 shown in FIG. S7 is sequentially Dut at regular intervals.
The pulse changes to a pulse having a small y ratio.
【0032】一方、基準入力信号に対して従属周波数信
号の位相が遅れている状態が継続している場合、分周器
1からの信号S1と分周器2からの信号S2´との位相
関係は、図5に示されているようになる。信号S3´は
“L”レベルの信号となり、カウンタ11dの出力はア
ップカウント状態の信号S5´となる。同図においては
“5”,“6”,“7”…“13”,“14”とアップ
カウントされている。この信号S5´はカウンタ11e
のロードデータとなり、同図に示されている信号S1と
信号S2´との関係が継続されれば信号S5´は一定周
期毎にアップカウントされ、結果として信号S7´は一
定周期毎に順次Duty比の大きいパルスに変化してい
くことになる。On the other hand, if the state in which the phase of the dependent frequency signal is delayed with respect to the reference input signal continues, the phase relationship between the signal S1 from the frequency divider 1 and the signal S2 'from the frequency divider 2 Is as shown in FIG. The signal S3 'becomes an "L" level signal, and the output of the counter 11d becomes the signal S5' in an up-count state. In the figure, "5", "6", "7" ... "13", "14" are counted up. This signal S5 'is a counter 11e
If the relationship between the signal S1 and the signal S2 'shown in the figure is continued, the signal S5' is counted up at regular intervals, and as a result, the signal S7 'is sequentially duty cycled at regular intervals. The pulse changes to a pulse having a large ratio.
【0033】信号S7(信号S7´)は、抵抗Rとコン
デンサCからなる積分回路13を通過する。このため、
Duty比が小さいパルスであれば積分回路13の出力
電圧レベルは下がり、Duty比が大きいパルスであれ
ば出力電圧レベルは上がることになる。The signal S7 (signal S7 ') passes through an integrating circuit 13 consisting of a resistor R and a capacitor C. For this reason,
If the pulse has a small duty ratio, the output voltage level of the integrating circuit 13 will decrease, and if the pulse has a large duty ratio, the output voltage level will increase.
【0034】したがって、一定周期毎にDuty比の小
さいパルスが生成されると、積分回路通過後の電圧レベ
ルは順次低くなり、従属周波数信号の位相を遅らせる作
用をする。よって、信号S1より信号S2の方が位相が
進んでいる関係が続いていれば、進み量に差があって
も、信号S7のDuty比は最小になり、最良の条件で
従属周波数信号の位相を遅らせることができる。Therefore, when a pulse having a small duty ratio is generated at regular intervals, the voltage level after passing through the integration circuit is gradually lowered, thereby acting to delay the phase of the dependent frequency signal. Therefore, if the relationship that the phase of the signal S2 is advanced from that of the signal S1 continues, the duty ratio of the signal S7 is minimized even if there is a difference in the amount of advance, and the phase of the dependent frequency signal under the best condition Can be delayed.
【0035】また、一定周期毎にDuty比の大きいパ
ルスが生成されると、積分回路通過後の電圧レベルは順
次高くなり、従属周波数信号の位相を進ませる作用をす
る。よって、信号S1より信号S2の方が位相が遅れて
いる関係が続いていれば、遅れ量に差があっても、信号
S7のDuty比は最大になり、最良の条件で従属周波
数信号の位相を進ませることができる。Further, when a pulse having a large duty ratio is generated at regular intervals, the voltage level after passing through the integrating circuit is sequentially increased, thereby acting to advance the phase of the dependent frequency signal. Therefore, if the relationship that the phase of the signal S2 lags behind that of the signal S1 continues, the duty ratio of the signal S7 becomes maximum even if there is a difference in the amount of delay, and the phase of the dependent frequency signal under the best condition Can be advanced.
【0036】なお図3において、カウンタ11d及び1
1eの桁数を変更することにより、ループゲインやステ
ップ,位相,周波数等の各種応答に対する要求に対して
パルス変調器から出力されるパルス幅を容易に変更でき
る。In FIG. 3, the counters 11d and 1d
By changing the number of digits of 1e, it is possible to easily change the pulse width output from the pulse modulator in response to requests for various responses such as loop gain, step, phase, and frequency.
【0037】次に、図2中の位相比較器1の構成例につ
いて、図6を参照して説明する。同図において、位相比
較器1は、切換器8からの信号500をクロック入力と
し、入力Dが“H”に固定されたDFF1aと、信号4
00をクロック入力とし、信号400を所定分周比で分
周した信号C400´を入力DとするDFF1bと、信
号C400´を反転するインバータ1cと、このインバ
ータ1cの出力及びDFF1bの出力Qを入力とするア
ンドゲート1dとを含んで構成されている。なお、アン
ドゲート1dの出力によって、DFF1aの出力はクリ
ア状態に制御される。Next, an example of the configuration of the phase comparator 1 in FIG. 2 will be described with reference to FIG. In the figure, a phase comparator 1 receives a signal 500 from a switch 8 as a clock input, a DFF 1 a having an input D fixed to “H”, and a signal 4.
00 is a clock input, a DFF 1b having a signal C400 'obtained by dividing the signal 400 at a predetermined dividing ratio as an input D, an inverter 1c for inverting the signal C400', and an output of the inverter 1c and an output Q of the DFF 1b. And an AND gate 1d. The output of the DFF 1a is controlled to a clear state by the output of the AND gate 1d.
【0038】図7及び図8は、位相比較器1の動作を示
す波形図である。まず、図7に示されているように、基
準入力信号100に対して従属周波数信号300の位相
が進んでいるとき、信号S1よりも信号S2の位相が進
むことになり、信号S8がDuty比の小さいパルスと
してDFF1aから出力される。一方、図8に示されて
いるように、基準入力信号100に対して従属周波数信
号300の位相が進んでいるとき、信号S1´よりも信
号S2´の位相が遅れることになり、信号S8´がDu
ty比の大きいパルスとしてDFF1aから出力され
る。FIGS. 7 and 8 are waveform diagrams showing the operation of the phase comparator 1. FIG. First, as shown in FIG. 7, when the phase of the dependent frequency signal 300 is advanced with respect to the reference input signal 100, the phase of the signal S2 is advanced from the signal S1, and the signal S8 has a duty ratio. Is output from the DFF 1a as a pulse having a smaller value. On the other hand, as shown in FIG. 8, when the phase of the dependent frequency signal 300 is advanced with respect to the reference input signal 100, the phase of the signal S2 'is later than that of the signal S1', and the signal S8 ' Is Du
The pulse is output from the DFF 1a as a pulse having a large ty ratio.
【0039】これら図7及び図8に示されている信号S
8(信号S8´)は、基準入力信号と従属周波数信号と
の位相差に従ったパルス幅を有しており、これをそのま
まLPF2に入力してVCO3を制御するのが従来のP
LL回路である。これに対し本PLL回路では、先述し
たパルス幅変調器11の出力を積分回路13で積分した
結果である電圧レベルを加算器12で加算した後、LP
F2に入力してVCO3を制御しているので、PLLの
ロック状態に至るまでの収束時間が短くなるのである。
図2中のクロック状態検出器91の構成例について、図
9を参照して説明する。同図において、クロック状態検
出器91は、基準入力信号S1を反転するインバータ9
1eと、インバータ91eの出力が“H”のとき(基準
入力信号S1が“L”のとき)にカウント動作を行うカ
ウンタ91aと、基準入力信号S1が“H”のときにカ
ウント動作を行うカウンタ91bと、カウンタ91aの
出力Q3が“H”になったとき、すなわちカウント値が
“1000”(十進法で“8”)になったときにカウン
タ91aのカウント値をクリアするためのインバータ9
1cと、カウンタ91bの出力Q3が“H”になったと
き、すなわちカウント値が“1000”(十進法で
“8”)になったときにカウンタ91bのカウント値を
クリアするためのインバータ91dと、カウンタ91a
の出力Q3とカウンタ91bの出力Q3とのいずれか一
方が“H”のときに“H”レベルのアラーム出力である
信号S12を出力するオアゲート91fとを含んで構成
されている。The signal S shown in FIGS.
8 (signal S8 ') has a pulse width in accordance with the phase difference between the reference input signal and the dependent frequency signal.
LL circuit. On the other hand, in the present PLL circuit, the adder 12 adds a voltage level which is the result of integrating the output of the pulse width modulator 11 described above by the integration circuit 13, and then adds LP
Since the input to F2 controls the VCO 3, the convergence time until the PLL locks is shortened.
A configuration example of the clock state detector 91 in FIG. 2 will be described with reference to FIG. In the figure, a clock state detector 91 includes an inverter 9 for inverting a reference input signal S1.
1e, a counter 91a that counts when the output of the inverter 91e is "H" (when the reference input signal S1 is "L"), and a counter that counts when the reference input signal S1 is "H". 91b and an inverter 9 for clearing the count value of the counter 91a when the output Q3 of the counter 91a becomes "H", that is, when the count value becomes "1000"("8" in decimal notation).
1c, and an inverter 91d for clearing the count value of the counter 91b when the output Q3 of the counter 91b becomes "H", that is, when the count value becomes "1000"("8" in decimal). Counter 91a
And an OR gate 91f which outputs a signal S12 which is an alarm output of "H" level when one of the output Q3 of the counter 91b and the output Q3 of the counter 91b is "H".
【0040】かかる構成において、基準入力信号S1が
常に入力されている状態、すなわち“H”と“L”とを
交互に繰返している状態においては、カウンタ91a及
び91bは、その出力Q3が“H”になる前にカウント
値がクリアされる。したがって、基準入力信号S1が常
に入力されている状態では、アラーム出力である信号S
12は出力されない。In such a configuration, in a state where the reference input signal S1 is always input, that is, in a state where "H" and "L" are alternately repeated, the counters 91a and 91b output the signal Q3 of "H". The count value is cleared before "". Therefore, when the reference input signal S1 is always input, the signal S, which is an alarm output, is output.
12 is not output.
【0041】一方、基準入力信号S1の入力が停止して
いる状態、すなわち基準入力信号S1が“H”又は
“L”に固定されている異常状態においては、カウンタ
91a又は91bのカウントアップが行われる。そし
て、カウンタ91a又はカウンタ91bの出力Q3が
“H”になったとき、すなわちカウント値が“100
0”になったとき、アラーム出力である信号S12が出
力されることになる。On the other hand, in a state where the input of the reference input signal S1 is stopped, that is, in an abnormal state where the reference input signal S1 is fixed at "H" or "L", the counter 91a or 91b counts up. Will be When the output Q3 of the counter 91a or 91b becomes "H", that is, when the count value becomes "100".
When it becomes "0", a signal S12, which is an alarm output, is output.
【0042】要するに、このクロック状態検出器91
は、基準入力信号の異常状態を検出することができるの
である。このように、基準入力信号が断の場合には、切
換器8による信号切換えが行われ、基準入力信号100
の代わりに、回路に内蔵されている水晶発振器7の発振
信号が採用される。これにより、水晶発振器7の発振信
号を分周器6で分周した信号が切換器8から出力され、
この信号に同期した従属周波数信号300が出力される
ことになる。なお、アラームを外部に出力し、切換器8
における切換えが行われたことを通知しても良い。In short, the clock state detector 91
Can detect an abnormal state of the reference input signal. As described above, when the reference input signal is interrupted, the signal is switched by the switch 8 and the reference input signal 100
Instead, the oscillation signal of the crystal oscillator 7 built in the circuit is employed. As a result, a signal obtained by dividing the oscillation signal of the crystal oscillator 7 by the divider 6 is output from the switch 8,
The dependent frequency signal 300 synchronized with this signal is output. Note that an alarm is output to the outside and the switch 8
May be notified that the switching in has been performed.
【0043】図2中のアラーム判定器92の構成例につ
いて、図10を参照して説明する。同図において、アラ
ーム判定器92は、端子CDへの入力が“H”のときに
カウント動作を行うカウンタ92a及び92bと、これ
らカウンタ92a及び92bをリセットするためのナン
ドゲート92k及び92mと、ナンドゲート92k,9
2mの出力をそれぞれ反転するインバータ92n,92
pと、この反転された信号を入力して保持するDFF9
2c,92eと、これらDFF92c,92dの出力で
ある信号S9,S10をクロック入力として動作するD
FF92d,92fと、これらDFF92d,92fの
出力を入力とするノアゲート92tと、このノアゲート
92tの出力である信号S11を順次後段に出力するD
FF92−1〜92−4と、これらDFF92−1〜9
2−4の出力を入力とするアンドゲート92gと、この
アンドゲート92gの出力を入力して保持するDFF9
2hと、このDFF92hの出力を反転するインバータ
92sと、この反転された信号が“H”のときにカウン
ト動作を行うカウンタ92iと、このカウンタ92iの
出力Q5を反転してそのカウント値をクリアすると共
に、アラーム出力を発生するインバータ92rとを含ん
で構成されている。なお、インバータ92jが設けられ
ているため、カウンタ92a及び92bはいずれか一方
が動作する。また、インバータ92qが設けられている
ため、DFF92d,DFF92fには互いに反転した
値が入力される。An example of the configuration of the alarm decision unit 92 in FIG. 2 will be described with reference to FIG. In the figure, the alarm determiner 92 includes counters 92a and 92b that perform a counting operation when the input to the terminal CD is "H", NAND gates 92k and 92m for resetting the counters 92a and 92b, and a NAND gate 92k. , 9
Inverters 92n and 92 for respectively inverting the output of 2m
p and a DFF 9 that inputs and holds the inverted signal
2c and 92e, and signals S9 and S10 output from the DFFs 92c and 92d operate as clock inputs.
FFs 92d and 92f, a NOR gate 92t having the outputs of the DFFs 92d and 92f as inputs, and a D which sequentially outputs the signal S11 output from the NOR gate 92t to a subsequent stage.
FFs 92-1 to 92-4 and these DFFs 92-1 to 9-9
An AND gate 92g that receives the output of 2-4 as an input, and a DFF 9 that receives and holds the output of the AND gate 92g.
2h, an inverter 92s for inverting the output of the DFF 92h, a counter 92i for performing a counting operation when the inverted signal is "H", and an output Q5 of the counter 92i is inverted to clear the count value. And an inverter 92r for generating an alarm output. Since the inverter 92j is provided, one of the counters 92a and 92b operates. Further, since the inverter 92q is provided, mutually inverted values are input to the DFFs 92d and 92f.
【0044】かかる構成において、カウント動作するカ
ウンタ92aの出力Q4及びQ5によってナンドゲート
92kを介してカウンタ92aのカウント値をクリアす
る。また、カウンタ92bの出力Q2及びQ3によって
ナンドゲート92mを介してカウンタ92bのカウント
値をクリアする。ナンドゲート92kの出力はインバー
タ92nで反転された後、DFF92cに入力される。
また、ナンドゲート92mの出力はインバータ92pで
反転された後、DFF92eに入力される。なお、カウ
ンタ92aには信号S1がそのまま入力されカウンタ9
2bには信号S1がインバータ92jで反転されて入力
されているので、どちらかの信号S1の入力が断になる
と、カウンタ92a及び92bのいずれかがカウント動
作を開始することになる。In this configuration, the count value of the counter 92a is cleared via the NAND gate 92k by the outputs Q4 and Q5 of the counter 92a that performs the counting operation. Also, the count value of the counter 92b is cleared via the NAND gate 92m by the outputs Q2 and Q3 of the counter 92b. The output of the NAND gate 92k is input to the DFF 92c after being inverted by the inverter 92n.
The output of the NAND gate 92m is inverted by the inverter 92p and then input to the DFF 92e. Note that the signal S1 is directly input to the counter 92a,
Since the signal S1 is inverted and input to 2b by the inverter 92j, when the input of either signal S1 is interrupted, one of the counters 92a and 92b starts the counting operation.
【0045】上述したようにカウンタ92a及びカウン
タ92bのクリアされるタイミングは固定されているの
で、DFF92cの出力である信号S9とDFF92e
の出力である信号S10との位相関係は固定されること
になる。信号S9はDFF92dのクロック入力とな
り、信号S10はDFF92fのクロック入力となる。
DFF92dには信号8がそのまま入力され、DFF9
2fには信号8がインバータ92qで反転されて入力さ
れる。As described above, since the clear timing of the counter 92a and the counter 92b is fixed, the signal S9 output from the DFF 92c and the DFF 92e are output.
Has a fixed phase relationship with the output signal S10. The signal S9 becomes a clock input of the DFF 92d, and the signal S10 becomes a clock input of the DFF 92f.
The signal 8 is directly input to the DFF 92d and the DFF 9
The signal 8 is inverted and input to 2f by the inverter 92q.
【0046】DFF92dの出力Q及びDFF92fの
出力Qは、ノアゲート92tに入力されるので、これら
両出力Qの少なくとも一方が“H”の場合であれば、D
FF92−1〜92−4には常に“L”が入力され続け
る。これに対し、両出力Qが共に“L”の場合には、D
FF92−1に“H”が入力され、後段のDFF92−
2,92−3,92−4に順次送られる。Since the output Q of the DFF 92d and the output Q of the DFF 92f are input to the NOR gate 92t, if at least one of these two outputs Q is "H", the output Q
“L” is always input to the FFs 92-1 to 92-4. On the other hand, if both outputs Q are "L", D
“H” is input to the FF 92-1 and the DFF 92-
2, 92-3, 92-4.
【0047】DFF92−1〜92−4の出力Qが全て
“H”になると、アンドゲート92gの出力が“H”に
なり、これがDFF92hに入力される。すなわち、4
クロック分連続してDFF92d及びDFF92fの出
力Qが共に“L”の場合に限り、DFF92hの出力Q
が“H”になる。この出力Qはインバータ92sで反転
され、カウンタ92iにカウント動作をさせるための信
号となる。カウンタ92iのカウント動作が進み、出力
Q5が“H”になると、インバータ92rによってカウ
ント値がクリアされると共に、アラームが出力される。When the outputs Q of the DFFs 92-1 to 92-4 all become "H", the output of the AND gate 92g becomes "H", which is input to the DFF 92h. That is, 4
Only when the output Q of the DFF 92d and the output Q of the DFF 92f are "L" continuously for the number of clocks, the output Q of the DFF 92h
Becomes “H”. This output Q is inverted by the inverter 92s and becomes a signal for causing the counter 92i to perform a counting operation. When the count operation of the counter 92i advances and the output Q5 becomes "H", the count value is cleared by the inverter 92r and an alarm is output.
【0048】図11及び図12は、アラーム判定器92
の動作を示す波形図である。まず、図11に示されてい
るように、基準入力信号S1に対して従属周波数信号S
2−1の位相が進んでいる場合を考える。この場合、信
号S10の立上りタイミングにおける信号S8−1は
“H”で、信号S9の立上りタイミングにおける信号S
8−1は“L”である。つまり、信号S8−1の論理レ
ベルが、信号10の立上りタイミングから信号S9の立
上りタイミングまでの間のウインドウ内において変化し
ていることになる。したがって、ノアゲート92tの出
力であるS11−1は信号S9の立上りタイミングで
“L”から“H”に変化する。よって、DFF92−1
〜92−4の各出力Qの論理積であるアンドゲート92
gの出力は、“H”であり、DFF92hの出力が
“H”であるので、カウンタ92iはカウント動作を行
わない。よって、アラーム出力は“H”であり、正常状
態であることを示す。FIG. 11 and FIG.
FIG. 6 is a waveform chart showing the operation of FIG. First, as shown in FIG. 11, the dependent frequency signal S
Consider a case where the phase of 2-1 is advanced. In this case, the signal S8-1 at the rising timing of the signal S10 is "H", and the signal S8-1 at the rising timing of the signal S9.
8-1 is "L". That is, the logic level of the signal S8-1 changes within the window from the rising timing of the signal 10 to the rising timing of the signal S9. Therefore, S11-1 which is the output of the NOR gate 92t changes from "L" to "H" at the rising timing of the signal S9. Therefore, DFF 92-1
AND gate 92 which is the logical product of the outputs Q of .about.92-4.
Since the output of g is "H" and the output of DFF 92h is "H", the counter 92i does not perform the counting operation. Therefore, the alarm output is at "H", indicating that it is in a normal state.
【0049】ここで、基準入力信号S1に対して従属周
波数信号S2−2の位相がより大きく進んでいる場合、
信号S10の立上りタイミングにおける信号S8−2は
“L”で、信号S9の立上りタイミングにおける信号S
8−2は“L”である。つまり、位相が進みすぎている
ため、信号S8−2の論理レベルが、信号10の立上り
タイミングから信号S9の立上りタイミングまでの間の
ウインドウ内において変化していない。したがって、ノ
アゲート92tの出力である信号S11−2は“L”の
ままである。よって、信号S11−2の“L”の状態が
生じると、DFF92−1〜92−4の各出力Qの論理
積であるアンドゲート92gの出力は、“L”であり、
DFF92hの出力が“L”であるので、カウンタ92
iはカウント動作を行う。このカウンタ92iのカウン
ト動作は、4つのDFF92−1〜92−4の各出力Q
が全て“H”になるまで継続される。したがって、一瞬
正常な状態に回復しても、その正常状態が4回連続する
までは、カウンタ92iのカウント動作が継続される。Here, when the phase of the dependent frequency signal S2-2 is more advanced with respect to the reference input signal S1,
The signal S8-2 at the rising timing of the signal S10 is "L", and the signal S8 at the rising timing of the signal S9 is low.
8-2 is "L". That is, since the phase is excessively advanced, the logical level of the signal S8-2 does not change within the window from the rising timing of the signal 10 to the rising timing of the signal S9. Therefore, the signal S11-2 output from the NOR gate 92t remains "L". Therefore, when the "L" state of the signal S11-2 occurs, the output of the AND gate 92g, which is the logical product of the outputs Q of the DFFs 92-1 to 92-4, is "L",
Since the output of the DFF 92h is "L", the counter 92
i performs a counting operation. The counting operation of the counter 92i is based on each output Q of the four DFFs 92-1 to 92-4.
Until all of them become "H". Therefore, even if the normal state is restored for a moment, the counting operation of the counter 92i is continued until the normal state continues four times.
【0050】カウンタ92iのカウント動作が継続さ
れ、カウント値が“00100000”になると、出力
Qが“H”になる。このため、インバータ92rによっ
てアラーム出力は“L”となり、異常状態であることを
示す。The counting operation of the counter 92i is continued, and when the count value becomes "00100000", the output Q becomes "H". For this reason, the alarm output is set to "L" by the inverter 92r, indicating an abnormal state.
【0051】カウンタ92iのカウント値が予め定めら
れた値になるまではアラームが出力されないので、この
カウンタ92iはアラーム送出までのタイマとして動作
することになる。したがって、一瞬異常状態になって
も、その後正常状態に回復すれば、タイマは停止するこ
とになる。Since no alarm is output until the count value of the counter 92i reaches a predetermined value, the counter 92i operates as a timer until the alarm is sent. Therefore, even if the state becomes abnormal for a moment, the timer is stopped when the state is restored to the normal state thereafter.
【0052】このように、アラーム信号を出力するまで
には異常状態の連続性とタイマによるアラーム状態の不
変性とを確認しているのである。つまり、DFF92−
1〜92−4の4段構成によってアラーム状態の連続性
を検出し、またタイマ回路によってアラーム状態が変わ
らないことを確認し、外乱等により発生するノイズによ
るアラーム判定の誤動作を防止しているのである。As described above, by the time the alarm signal is output, the continuity of the abnormal state and the invariance of the alarm state by the timer are confirmed. That is, the DFF 92−
Since the continuity of the alarm state is detected by a four-stage configuration of 1 to 92-4, and the timer circuit confirms that the alarm state does not change, malfunction of the alarm judgment due to noise generated by disturbance or the like is prevented. is there.
【0053】一方、図12に示されているように、基準
入力信号S1に対して従属周波数信号S2−1´の位相
が遅れている場合を考える。この場合、信号S10の立
上りタイミングにおける信号S8−1´は“H”で、信
号S9の立上りタイミングにおける信号S8−1´は
“L”である。つまり、信号S8−1´の論理レベル
が、信号10の立上りタイミングから信号S9の立上り
タイミングまでの間のウインドウ内において変化してい
ることになる。したがって、ノアゲート92tの出力で
あるS11−1´は信号S9の立上りタイミングで
“L”から“H”に変化する。よって、DFF92−1
〜92−4の各出力Qの論理積であるアンドゲート92
gの出力は、“H”であり、DFF92hの出力が
“H”であるので、カウンタ92iはカウント動作を行
わない。よって、アラーム出力は“H”であり、正常状
態であることを示す。On the other hand, as shown in FIG. 12, consider the case where the phase of the dependent frequency signal S2-1 'is delayed with respect to the reference input signal S1. In this case, the signal S8-1 ′ at the rising timing of the signal S10 is “H”, and the signal S8-1 ′ at the rising timing of the signal S9 is “L”. That is, the logic level of the signal S8-1 'changes within the window from the rising timing of the signal 10 to the rising timing of the signal S9. Therefore, S11-1 ′, which is the output of the NOR gate 92t, changes from “L” to “H” at the rising timing of the signal S9. Therefore, DFF 92-1
AND gate 92 which is the logical product of the outputs Q of .about.92-4.
Since the output of g is "H" and the output of DFF 92h is "H", the counter 92i does not perform the counting operation. Therefore, the alarm output is at "H", indicating that it is in a normal state.
【0054】ここで、基準入力信号S1に対して従属周
波数信号S2−2´の位相がより大きく遅れている場
合、信号S10の立上りタイミングにおける信号S8−
2´は“L”で、信号S9の立上りタイミングにおける
信号S8−2´は“L”である。つまり、位相が遅れす
ぎているため、信号S8−2´の論理レベルが、信号1
0の立上りタイミングから信号S9の立上りタイミング
までの間のウインドウ内において変化していない。した
がって、ノアゲート92tの出力である信号S11−2
´は“L”のままである。よって、上述した図11の場
合と同様に、カウンタ92iはカウント動作を行う。こ
のカウンタ92iのカウント動作は、4つのDFF92
−1〜92−4の各出力Qが全て“H”になるまで継続
され、カウント値が“00100000”になると出力
Qが“H”になる。このため、インバータ92rによっ
てアラーム出力は“L”となり、異常状態であることを
示す。Here, when the phase of the dependent frequency signal S2-2 'lags behind the reference input signal S1, the signal S8- at the rising timing of the signal S10.
2 ′ is “L”, and the signal S8-2 ′ at the rising timing of the signal S9 is “L”. That is, since the phase is too late, the logical level of the signal S8-2 'is changed to the signal 1
There is no change in the window between the rising timing of 0 and the rising timing of the signal S9. Therefore, the signal S11-2, which is the output of the NOR gate 92t,
'Remains "L". Therefore, the counter 92i performs the counting operation as in the case of FIG. 11 described above. The counting operation of the counter 92i is performed by four DFFs 92
It continues until all the outputs Q of −1 to 92-4 become “H”, and when the count value becomes “00100000”, the output Q becomes “H”. For this reason, the alarm output is set to "L" by the inverter 92r, indicating an abnormal state.
【0055】ところで、図10においては、カウンタ9
2aの出力Q4及びQ5をナンドゲート92kに入力
し、またカウンタ92bの出力Q2及びQ3をナンドゲ
ート92mに入力することで、上述したウインドウを形
成している。したがって、カウンタ92a,92bから
ナンドゲート92k,92mに入力する出力を変更すれ
ば、ウインドウの幅を自由に変更することができる。そ
して、ウインドウの幅を狭くすればわずかの異常をも検
出することができる。つまり、任意で決定する一定値以
上の位相差が連続して発生した時アラームを出力してい
るため、容易に一定値を変更することができるのであ
る。By the way, in FIG.
The above-mentioned window is formed by inputting the outputs Q4 and Q5 of 2a to the NAND gate 92k and inputting the outputs Q2 and Q3 of the counter 92b to the NAND gate 92m. Therefore, the width of the window can be freely changed by changing the output input from the counters 92a and 92b to the NAND gates 92k and 92m. If the width of the window is reduced, even a slight abnormality can be detected. That is, since an alarm is output when a phase difference equal to or more than a predetermined value that is arbitrarily determined continuously occurs, the predetermined value can be easily changed.
【0056】また、DFF92−1〜92−4の段数を
変更すれば、アラームを出力すべき一定値以上の位相差
の発生連続回数値を変更でき、より品質の高いアラーム
を出力することができるのである。Further, by changing the number of stages of the DFFs 92-1 to 92-4, the value of the number of continuous occurrences of a phase difference equal to or more than a predetermined value at which an alarm should be output can be changed, and a higher quality alarm can be output. It is.
【0057】なお、カウンタ92aや92b、DFF9
2−1〜92−4等については、周知のPLD(Progra
mmable Logic Device )を利用して実現するのが一般的
であり、その内部は容易に変更できるので、上述したウ
インドウの幅や連続回数値を容易に変更することができ
るのである。The counters 92a and 92b, DFF9
For 2-1 to 92-4, etc., a well-known PLD (Progra
It is generally realized using a mmable Logic Device), and the inside can be easily changed, so that the window width and the number of consecutive times described above can be easily changed.
【0058】ところで、以上のようにPLL回路を構成
した場合、PLLの引込み特性が温度によって変化す
る。そこで、図13に示されているように、図2の構成
に温度変化を検出して補償する温度補償回路を追加すれ
ば良い。すなわち、同図においては、積分回路13と加
算器12との間に加算器14を追加し、この加算器14
において積分回路13の出力と温度補償回路15とをレ
ベル加算しているのである。When the PLL circuit is configured as described above, the pull-in characteristic of the PLL changes depending on the temperature. Therefore, as shown in FIG. 13, a temperature compensation circuit for detecting and compensating for a temperature change may be added to the configuration of FIG. That is, in the figure, an adder 14 is added between the integrating circuit 13 and the adder 12, and this adder 14
In the above, the level of the output of the integration circuit 13 and the temperature compensation circuit 15 are added.
【0059】図14には、加算器14及び温度補償回路
15の構成例が示されている。同図に示されているよう
に、加算器14は、演算増幅器14a及び負帰還抵抗1
4b等を用いて構成されている。また、温度補償回路1
5は、サーミスタ15a及びそれと並列に接続された抵
抗15bとを含んでおり、温度変化による抵抗15bの
抵抗値の変化をサーミスタ15aの抵抗値の変化によっ
て相殺する構成である。そして、演算増幅器14aの正
入力端子に温度補償回路15の出力を印加することによ
り、その正入力端子の電圧レベルを、温度変化によらず
一定に保つのである。演算増幅器14aの負入力端子に
はパルス幅変調器11の出力が印加されており、その電
圧レベルに温度補償回路15の出力電圧レベルが加算さ
れた後、加算器12に入力される。FIG. 14 shows a configuration example of the adder 14 and the temperature compensating circuit 15. As shown in the figure, the adder 14 includes an operational amplifier 14a and a negative feedback resistor 1.
4b and the like. Also, the temperature compensation circuit 1
Reference numeral 5 includes a thermistor 15a and a resistor 15b connected in parallel with the thermistor 15a, and has a configuration in which a change in the resistance value of the resistor 15b due to a temperature change is offset by a change in the resistance value of the thermistor 15a. Then, by applying the output of the temperature compensation circuit 15 to the positive input terminal of the operational amplifier 14a, the voltage level of the positive input terminal is kept constant regardless of the temperature change. The output of the pulse width modulator 11 is applied to the negative input terminal of the operational amplifier 14a. The output voltage level of the temperature compensating circuit 15 is added to the voltage level of the output voltage, and then input to the adder 12.
【0060】加算器12は、演算増幅器12a等で構成
されている。この加算器12においては、温度補償回路
15及び加算器14によって温度補償されたパルス幅変
調器11の出力が位相比較器1の出力に加算される。そ
して、この加算器12の出力が、先述したようにLPF
2に入力されるのである。このLPF2の出力によって
VCO3の発振周波数を制御すれば、図1に示されてい
るPLL回路を実現できるのである。The adder 12 is composed of an operational amplifier 12a and the like. In the adder 12, the output of the pulse width modulator 11 temperature compensated by the temperature compensating circuit 15 and the adder 14 is added to the output of the phase comparator 1. Then, the output of the adder 12 is supplied to the LPF as described above.
2 is input. If the oscillation frequency of the VCO 3 is controlled by the output of the LPF 2, the PLL circuit shown in FIG. 1 can be realized.
【0061】さらに、先述したクロック状態検出器91
でクロックの断状態を検出した場合には、切換器8を切
換えて回路に内蔵の水晶発振器7の発振信号を用いて動
作を継続することにより、途切れることなく連続した発
振信号を出力することができるのである。Further, the clock state detector 91 described above is used.
In the case of detecting the disconnection state of the clock, the switching unit 8 is switched to continue the operation using the oscillation signal of the crystal oscillator 7 built in the circuit, so that a continuous oscillation signal can be output without interruption. You can.
【0062】[0062]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、基準入力
信号と従属周波数信号の位相差の応じたパルス幅を生成
し位相比較器の出力に加算することにより、位相差によ
る変動の反応を高めて電源変動や周囲温度変動による位
相変動量や定常位相誤差変動を低減させ、PLLの収束
時間を早めることができるという効果がある。また、基
準入力信号の状態を検出する回路を設けることにより、
基準入力信号が断の場合には水晶発振器に切換えること
により、途切れることなく連続した発振信号を出力する
ことができるという効果がある。さらに、温度補償回路
を設けることにより、周囲温度変動による影響が最小限
度に抑えられるという効果がある。As described above, according to the present invention, a pulse width corresponding to the phase difference between the reference input signal and the dependent frequency signal is generated and added to the output of the phase comparator, so that the fluctuation response due to the phase difference is suppressed. In other words, the amount of phase fluctuation and steady phase error fluctuation due to power supply fluctuation and ambient temperature fluctuation can be reduced, and the convergence time of the PLL can be shortened. Also, by providing a circuit for detecting the state of the reference input signal,
By switching to the crystal oscillator when the reference input signal is interrupted, there is an effect that a continuous oscillation signal can be output without interruption. Further, the provision of the temperature compensation circuit has the effect of minimizing the influence of the ambient temperature fluctuation.
【図1】本発明の実施の一形態によるPLL回路の構成
を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a PLL circuit according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1のPLL回路のより詳細な構成を示すブロ
ック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a more detailed configuration of the PLL circuit of FIG. 1;
【図3】図2中のパルス幅変調器の構成例を示すブロッ
ク図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of a pulse width modulator in FIG. 2;
【図4】図3のパルス幅変調器の動作を示すタイムチャ
ートである。FIG. 4 is a time chart illustrating an operation of the pulse width modulator of FIG. 3;
【図5】図3のパルス幅変調器の動作を示すタイムチャ
ートである。FIG. 5 is a time chart illustrating an operation of the pulse width modulator of FIG. 3;
【図6】図2中の位相比較器の構成例を示すブロック図
である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of a phase comparator in FIG. 2;
【図7】図6の位相比較器の動作を示すタイムチャート
である。FIG. 7 is a time chart illustrating an operation of the phase comparator of FIG. 6;
【図8】図6の位相比較器の動作を示すタイムチャート
である。FIG. 8 is a time chart illustrating an operation of the phase comparator of FIG. 6;
【図9】図2中のクロック状態検出器の構成例を示すブ
ロック図である。FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of a clock state detector in FIG. 2;
【図10】図2中のアラーム判定器の構成例を示すブロ
ック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of an alarm determiner in FIG. 2;
【図11】図10のアラーム判定器の動作を示す波形図
である。FIG. 11 is a waveform chart showing the operation of the alarm determiner of FIG.
【図12】図10のアラーム判定器の動作を示す波形図
である。FIG. 12 is a waveform chart showing an operation of the alarm determiner of FIG.
【図13】温度補償回路を追加したPLL回路の詳細な
構成を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a PLL circuit to which a temperature compensation circuit is added.
【図14】加算器14及び温度補償回路15の構成例を
示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration example of an adder 14 and a temperature compensation circuit 15;
【図15】従来のPLL回路の構成を示すブロック図で
ある。FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a conventional PLL circuit.
1〜3 分周器 1-3 frequency divider
───────────────────────────────────────────────────── 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 - 7/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H03L 7 /06-7/14
Claims (8)
出する位相差検出手段と、この検出した位相差に対応す
る位相差信号の電圧レベルに対応する繰返し周波数を有
する出力信号を送出する発振手段と、前記入力信号に対
する前記出力信号の位相進み又は位相遅れの状態が連続
しているときその連続回数に応じて前記位相差信号の電
圧レベルを変化制御する制御手段とを含んでおり、 前記制御手段は、前記連続回数に対応するパルス幅を有
するパルスを生成するパルス幅変調器と、この生成され
たパルス幅変調パルスを積分する積分回路とを含み、こ
の積分回路の積分出力レベルを前記位相差信号に加える
ようにしたことを特徴とするPLL回路。 1. A phase difference detecting means for detecting a phase difference between an output signal and an input signal, and an oscillating means for transmitting an output signal having a repetition frequency corresponding to a voltage level of the phase difference signal corresponding to the detected phase difference. when, wherein the output signal of the phase with respect to the input signal lead or has a control means for changing control of the voltage level of the phase difference signal in accordance with the number of consecutive times Nde including when the state of phase lag are continuous, the control The means has a pulse width corresponding to the number of consecutive times.
A pulse width modulator that produces pulses
And an integrating circuit for integrating the pulse width modulation pulse.
The integration output level of the integration circuit of
A PLL circuit characterized in that:
対して前記出力信号が位相進み状態及び位相遅れ状態の
いずれか一方の状態が連続するときカウントアップ動作
及びカウントダウン動作のいずれか一方の動作を行いか
つ他方の状態が連続するとき他方の動作を行うアップダ
ウンカウンタを含み、このカウンタのカウント値に対応
するパルス幅を有するパルスを生成することを特徴とす
る請求項1記載のPLL回路。2. The pulse width modulator according to claim 1, wherein when the output signal continues to be in one of a phase advance state and a phase delay state with respect to the input signal, one of a count-up operation and a count-down operation is performed. includes up-down counter for performing other operations when carried out operation and the other state continues, PLL circuit according to claim 1, wherein generating a pulse having a pulse width corresponding to the count value of the counter .
の検出される温度変化に応じて加算特性が一定に保たれ
るように制御され前記積分出力レベルを前記位相差信号
に加える加算回路とを更に含むことを特徴とする請求項
1又は2記載のPLL回路。3. A temperature detecting means for detecting a temperature change, and an adding circuit for controlling the addition characteristic to be kept constant in accordance with the detected temperature change and adding the integrated output level to the phase difference signal. Claims further comprising:
3. The PLL circuit according to 1 or 2 .
って抵抗値が変化するサーミスタであり、このサーミス
タによる抵抗値変化によって前記加算回路を構成する抵
抗器の抵抗値変化を相殺するようにしたことを特徴とす
る請求項3記載のPLL回路。4. The temperature detecting means is a thermistor whose resistance value changes according to a predetermined temperature characteristic, and the change in resistance value by the thermistor cancels the change in resistance value of a resistor constituting the adding circuit. The PLL circuit according to claim 3 , wherein:
相差が所定値以上の状態になったときその旨を示す警報
を外部に送出する警報手段を更に含むことを特徴とする
請求項1〜4のいずれかに記載のPLL回路。5. A method according to claim 1-4, characterized in that the phase difference of the output signal relative to the input signal further comprises an alarm means for sending an alarm to that effect to the outside when it is at or above a predetermined value The PLL circuit according to any one of the above.
上の状態が所定時間以上継続したとき前記警報を外部に
送出することを特徴とする請求項5記載のPLL回路。6. The PLL circuit according to claim 5 , wherein the alarm means sends the alarm to the outside when the state where the phase difference is equal to or more than a predetermined value continues for a predetermined time or more.
繰返し周波数を有する発振信号を生成する発振器と、前
記入力信号の入力断状態が所定時間以上継続したとき前
記入力信号の代わりに前記発振信号を前記位相差検出手
段及び前記制御手段に入力するように切換える切換回路
を更に含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに
記載のPLL回路。7. An oscillator for generating an oscillation signal having a repetition frequency substantially the same as the repetition frequency of the input signal, and the oscillation signal instead of the input signal when the input signal is disconnected for a predetermined time or more. The PLL circuit according to any one of claims 1 to 6 , further comprising a switching circuit for switching the input to the phase difference detecting means and the control means.
前記発振信号への切換えが行われたときその旨を示す警
報を外部に送出する警報手段を更に含むことを特徴とす
る請求項7記載のPLL回路。8. The PLL according to claim 7 , further comprising an alarm means for sending an alarm to the outside when said switching circuit switches from said input signal to said oscillation signal. circuit.
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