JP3779863B2 - Phase shift oscillation circuit - Google Patents

Phase shift oscillation circuit Download PDF

Info

Publication number
JP3779863B2
JP3779863B2 JP2000209208A JP2000209208A JP3779863B2 JP 3779863 B2 JP3779863 B2 JP 3779863B2 JP 2000209208 A JP2000209208 A JP 2000209208A JP 2000209208 A JP2000209208 A JP 2000209208A JP 3779863 B2 JP3779863 B2 JP 3779863B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
digital data
phase
output signal
phase shift
calculated value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000209208A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2002026724A (en
Inventor
隆 野村
信治 猪爪
典彦 佐藤
Original Assignee
テクトロニクス・インターナショナル・セールス・ゲーエムベーハー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by テクトロニクス・インターナショナル・セールス・ゲーエムベーハー filed Critical テクトロニクス・インターナショナル・セールス・ゲーエムベーハー
Priority to JP2000209208A priority Critical patent/JP3779863B2/en
Publication of JP2002026724A publication Critical patent/JP2002026724A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3779863B2 publication Critical patent/JP3779863B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は発振回路に関し、特に周期的に変化する入力信号と位相ロックさせた出力信号を生成できるだけでなく、一旦ロックした出力信号の位相を任意にシフトさせることもできる発振回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
発振回路は、例えば、外部から任意の入力信号を受けて、これと位相の同期した信号を生成するために使用することがある。例えば、デジタル・テレビジョン信号を受けたときに、その垂直同期信号等の同期信号と位相ロックした内部クロック信号を生成するといった場合などである。こうした任意の入力信号に位相ロックした信号を生成する回路としては、位相ロック・ループ(PLL)を用いた発振回路が良く知られている。
【0003】
図5は、一般的なPLL発振回路の1例のブロック図である。電圧制御発振回路(VCO)18は、LPF(ローパス・フィルタ)16から制御電圧受け、これに応じて出力信号の周波数が変化する発振回路である。電圧制御発振回路(VCO)18の出力信号は、分周回路12で分周比Nで分周された後、入力信号と位相が比較される。位相比較回路14は、これらの位相差に応じた周波数成分を持つ信号を出力する。LPF16は、位相比較回路14の出力信号の高周波数成分をカットし、入力信号と出力信号を分周した信号の位相差に応じた制御信号を生成する。LPF16が出力する制御信号によって、出力信号を分周した信号が入力信号と同じ周波数及び位相となるように、VCO18の出力信号Soの周波数Foが制御される。分周回路12には、分周比Nを任意に設定可能なプログラム・カウンタを利用することが多く、分周比Nを例えばCPU(中央演算装置、図示せず)などで制御して変更する。これにより出力信号の周波数Foは、入力信号の周波数のN倍の周波数となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、出力信号の位相を一旦ロックした後に所定量だけシフトさせ、再度位相ロックさせたいという要請も多い。例えば、デジタルのNTSCコンポジット・カラービデオ信号をY/C分離する場合、色分離フィルタにより色信号を分離し、コンポジット・カラービデオ信号から色信号を減算することにより輝度信号を得るようにしている。こうした色分離フイルタにおける色信号分離処理では、信号遅延が発生する。また、テレビジョン放送局では、複数の映像ソースをケーブル(信号線)などで編集スタジオまで送信するといったことも行われ、これら複数の信号線間でも信号遅延が発生する。そこで、こうした複数の信号間の位相の調整が必要になる。
【0005】
こうした問題を解決するための1つの方法としては、複数の信号線の夫々に可変遅延回路を設け、これらの間の位相を調整する方法が用いられている。例えば、特公平7−112146号公報には、複数段の遅延素子を用いて遅延量を可変できる可変遅延回路が開示されている。しかし、こうした複数段の遅延素子を用いた可変遅延回路は比較的高価なものとなってしまう。
【0006】
出力信号がパルス信号などであれば、フリップ・フロップなどを使うことで、ある基準信号の位相に対してパルス信号の位相を遅延させることは比較的容易である。しかし、この場合、同期式であれば、1クロックより短い位相シフト量は実現できず、非同期式であっても、任意の位相シフト量を実現することはできない。
【0007】
そこで本発明は、比較的安価な回路構成により基準信号に対して位相を任意の量だけシフトさせた信号を生成することができる位相シフト発振回路を提供しようとするものである。このとき、特に位相のシフト量を1クロックよりも短い量とすることも可能なことを特徴としている。
【0008】
【課題を解決する為の手段】
本発明による位相シフト発振回路は、電圧制御発振手段に加える制御電圧を巧みに制御することにより、その出力信号の位相を任意にシフトさせることを可能にする。アナログ・デジタル変換手段は、周期的に変化する入力信号を出力信号の周波数に従ってデジタル・データに変換する。このデジタル・データは、RAMなどの記憶手段に記憶される。設定手段は、例えば、表示装置、数字キー、矢印キーなどの操作パネルで構成され、ユーザーが入力信号の位相に対して出力信号の位相をどの程度シフトさせるかを示す位相シフト量を設定するために使用される。演算制御手段は、デジタル・データを用いて出力信号の位相を位相シフト量だけシフトさせたときに得られるはずのデジタル・データの計算値を算出し、この計算値に対応するアナログ・デジタル変換手段からのデジタル・データの実測値を計算値と一致させる方向に制御電圧を制御する。これにより出力信号は、ユーザーが設定する位相シフト量に従ってその位相がシフトする。
【0009】
また、演算制御手段は、先に記憶手段に記憶したデジタル・データを用いて出力信号の位相を位相シフト量だけシフトさせたときに得られるはずのデジタル・データの計算値を算出し、この計算値を用いて入力信号の任意の基準点の計算値を算出してよい。基準点の計算値は、複数のデジタル・データを用いることで算出できる。そして、アナログ・デジタル変換手段からのデジタル・データの実測値を用いて基準点の計算値に対応する基準点の実測値を算出し、基準点の計算値及び対応する実測値を一致させる方向に制御電圧を制御するようにしても良い。
【0010】
演算制御手段は、位相がシフトしつつある遷移状態にあるときに生成されるデジタル・データを除く他の全てのデジタル・データに関して、実測値と計算値の比較を行い、出力信号の位相がユーザーが設定した状態に維持されるよう制御し続けても良い。しかし、これでは計算の負荷が大きくなるとともに、必ずしも逐次比較を行わなくとも十分な精度が得られる場合が多い。そこで、複数のデジタル・データの中から任意のデジタル・データについてのみ計算値を算出するようにしても良い。この任意のデジタル・データは、例えば、出力信号の1周期中につき1個(又は1組)としても良い。演算制御手段による位相のシフトは、より具体的には、所定時間だけ制御電圧を変化させて電圧制御発振手段の出力信号の周波数を変化させることにより行われる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面を参照しながら説明する。このとき、先の従来例と対応する要素には、同じ符号を付して説明する。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。
【0012】
図1は、本発明による位相シフト発振回路の実施形態の一例を示すブロック図である。アナログ・デジタル変換回路(ADC)20は、入力信号Siを受けるとともに出力信号Soをクロック(CLK)入力端子に受け、出力信号Soの周波数Foに従って入力信号Siをデジタル・データに変換する。このとき入力信号は例えばデジタル・テレビジョン信号であり、出力信号は例えば内部クロック信号である。ADC20が出力するデジタル・データはメモリ22に一旦記憶され、CPU(中央演算処理装置)24での後述する演算に使用される。メモリ22は、例えば、RAM(ランダム・アクセス・メモリ)やキャッシュ・メモリなどである。また、必要に応じてハードディスク(磁気ディスク装置)などの不揮発性メモリも使用される。デジタル・アナログ変換回路(DAC)26は、CPU24での演算結果を受け、電圧制御発振回路(VCO)18の出力信号Soの周波数Foを制御する制御電圧を出力する。これらCPU24とDAC26は、演算制御手段を構成する。操作パネル28は、表示装置、数値入力キー、カーソル・キーなどで構成される設定手段である。ユーザーは、操作パネル28を用いることで、所望の位相シフト量を設定することができる。
【0013】
アドレス・カウンタ30は、出力信号Soをクロック(CLK)入力端子受けてカウントし、ADC20からのデジタル・データを記憶するメモリ22のアドレスを指定する。このとき、CPU24は、メモリ22の任意の所定数のアドレス(例として、ここでは150アドレス)を1セット(1組)として扱う。もし2つのセットにデジタル・データを記憶したときに、後述する位相シフトが実施されていなければ、各セットの対応するアドレスには、周期的に変化する入力信号の位相の対応する点のデジタル・データが記憶される。即ち、一方のセットの100番目のアドレスに記憶されたデジタル・データと、他方のセットの100番目のアドレスに記憶されたものは、入力信号の同位相の点をデジタル・データにAD変換したものである。逆に言えば、CPU24は、入力信号の周期に応じてこうした関係になるような所定数をアドレスの1セットとして設定する。こうした処理は、デジタル・オシロスコープ等において周知であり、周期的に変化する入力信号中の対応する波形部分を表示画面上に繰り返し表示するために使用されている。
【0014】
VCO18の出力信号Soの位相は、通常、ユーザーが設定した入力信号の特徴点に位相をロックするように制御される。入力信号の特徴点とは、テレビジョン信号の場合では、例えば垂直同期信号である。しかし、本発明による位相シフト発振回路では、一度入力信号の特徴点に位相ロックした出力信号の位相を、更に随時任意の量だけ位相シフトさせることができる。
【0015】
出力信号Soの位相シフトは、VCO18に供給する制御電圧をCPU24が演算により求めた所定時間だけ変化させ、出力信号Soの周波数を変化させることにより行われる。図2は、出力信号Soの位相シフト方法の説明図である。ここでは、ADC20が出力信号SoをCLKとして受けたときのタイミング・チャートを位相シフトが行われる部分に関して描いている。このとき、図2Aは位相シフトを行った場合を示し、図2Bは位相シフトを行わない場合を示す。この例では、CPU24が時間WだけDAC26が出力する制御電圧を低下させることで、VCO18の出力信号Soの周波数Foを時間Wだけ低下させ、これによって出力信号Soの位相をΔΦだけ遅らせている。その逆に、出力信号Soの周波数を所定時間高くすることで、出力信号Soの位相を進めることもできる。
【0016】
図3は、入力信号Siと位相シフトの位置関係を説明する概観図である。入力信号は、時点To及びTeの期間を1周期として周期的に繰り返される信号である。このとき開始点となる時点Toは、例えば、ユーザーが設定する入力信号の特徴点である。
【0017】
ここで、開始点Toから任意の時点(この例では、ADC20が100クロック受けた時点)t1における入力信号Siと出力信号Soの位相関係について考える。図4は、図3における時点t1付近を部分拡大した図である。ユーザーが設定した入力信号の特徴点に出力信号の位相をロックした状態(これを状態Aと呼ぶ)においては、ADC20は出力信号Soの周波数に従いCLK−Aで示すクロックで入力信号Siをデジタル・データにAD(アナログ・デジタル)変換する。出力信号Soの周期は、制御電圧によって定まる既知の値であり、この例では20nsと想定している。このとき、時点t1においては、時点Toから数えて例えば100番目のクロックCLK−Aで入力信号Siがデジタル・データに変換される。即ち、図4中、入力信号Siの100Aに示す点がデジタル・データに変換され、メモリ22の任意のアドレス・セットの100番目のアドレスに記憶される。同様に、クロックCLK−Aに従って、点100Aの前後にある99A、101A及び102Aの点がデジタル・データに変換され、メモリ22の対応するアドレスに記憶される。もしユーザーが出力信号Soの位相をシフトさせる設定をしなければ、この動作が時点To及びTeで定まる期間を1周期として繰り返し実施され、メモリ22の各アドレス・セットの対応するアドレスには、入力信号Siの同位相関係にあるデジタル・データが記憶される。なお、図4中の入力信号の点「100A」は、各アドレス・セットの100番目にクロックCLK−Aに従ってデジタル・データに変換される、ということを意味する。後述するクロックCLK−Bについても同様である。
【0018】
ここで、もしユーザーが出力信号Soの位相をシフトさせるべく、操作パネル28を通して位相シフト量ΔΦを設定した場合は次のようになる。図4は、特に出力信号Soの位相をΔΦ(この例では16ns)だけ遅らせる設定をした例を示す。この場合、計算上、クロックCLK−Aに対して位相差ΔΦ(この例では16ns)だけ遅れたクロックCLK−Bに従って、ADC20は入力信号Siをデジタル・データにAD変換するはずである。よって、例えば、クロックCLK−Bに従ってAD変換されメモリ22の任意のアドレス・セットの100番目のアドレスに記憶されたデジタル・データ(入力信号Siの点100Bに対応)は、クロックCLK−Aに従ってAD変換されメモリ22の他のアドレス・セットの100番目のアドレスに記憶されたデジタル・データ(同、100Aに対応)に比較して、入力信号SiのΔΦだけ位相が遅れた点をAD変換したデジタル・データになるはずである。
【0019】
このとき、入力信号Siの点100Bに対応して得られるはずのデジタル・データの計算上の値(計算値)は、次のようにして算出できる。即ち、図4の例を参照すると、既に入力信号Siの点100Aと点101Aのデジタル・データは既知であるので、これらのデジタル・データ及び既知のクロック周期から線形補間を用いることにより、実用上問題のない程度の精度で点100Bに対応するデジタル・データの計算値を求めることができる。つまり、この例で言えば、点100Aと点101Aを結ぶ線上の20(クロック周期)分の16(位相シフト量)の位置に点100Bがあると計算する。同様に、CLK−Bに従ってAD変換した場合に得られるはずの他のデジタル・データの計算値も求めることができる。そして、計算上得られるはずのデジタル・データの計算値が、ADC20から実際に得られる方向に出力信号Soの位相を変化させるべく、CPU24はDAC26を通してVCO18に供給する制御電圧を、図2に関して説明したように、一時的に変化させる制御を行う。
【0020】
さて、上述のように演算によって制御電圧を制御したとしても、実際にADC20から得られるデジタル・データの実測値は、計算値とは多少の差があるかもしれない。また、出力信号Soの位相を一旦シフトさせた後も、その位相差を維持し続ける必要がある。そこで、CPU24は、位相をΔΦだけシフトした出力信号Soに従ってADC20でAD変換して実際に得られるデジタル・データの実測値と、先のデジタル・データの計算値とを常に比較し、複数のデジタル・データそれぞれの実測値と計算値の差分が最小となるように、DAC26を通してVCO18に供給する制御電圧を常に制御し続ける。ただし、図2に示す周波数可変制御を行っている時間Wにおいては、即ち、位相がシフトしつつある遷移状態においては、実測値と計算値の比較は行わず、位相シフトが完了してから行う。なお、実測値と計算値の差分は、入力信号波形が各周期で完全に同一である場合には、理想的にはゼロとなることもあり得る。しかし、通常、入力信号波形は各周期で完全には同一ではなく、また、計算値には直線補間による近似的な値を用いているので、複数の実測値と計算値の差分を最小とする制御電圧の制御が行われる。
【0021】
上述のようにデジタル・データの実測値と計算値の比較は、位相がシフトしつつある遷移状態にあるときを除き、全てのデジタル・データに関して行ってもよい。しかし、任意のデジタル・データについてのみ選択的に実施しても良い。例えば、アドレスの1セットが150アドレスである場合に、各セットの100番目のデジタル・データのみ実測値と計算値の比較をしても良い。
【0022】
入力信号Siの点99B及び点100Bの計算値から、更に任意の基準点の計算値を線形補間を用いて算出し、この計算値と基準点の実測値を比較することにより、出力信号Soの位相が適切にシフトしているかどうか判断し、これに応じて制御電圧を制御するようにしても良い。これも上述と同様に、例えば、アドレスの1セットが150アドレスである場合に、実測により得られた点100A及び点101Aから算出した基準点の実測値と、点99Bと点100Bの計算値から算出した基準点の計算値とを比較するのみで、全てのデジタル・データに関して比較を行わなくとも良い。
【0023】
基準点とは、例えば、入力信号がユーザーが設定した基準レベルLと交差する点である。また、入力信号が例えばテレビジョン信号の同期信号の場合には、その上端及び下端のレベルを実測し、その中間値を計算することにより基準点の実測値としても良い。また、入力信号が正弦波であれば、複数の周期に渡ってその上下のピーク値を測定し、中間値を計算することにより基準点の実測値としても良い。
【0024】
これらの実測値の算出には、位相をシフトする前、上述の例に従えば、クロックCLK−Aに従ってADC20から得た実測によるデジタル・データを用いて求めるのが簡便で良い。即ち、比較に使用する実測値及び計算値には、複数のデジタル・データの実測値及び複数のデジタル・データの計算値から計算により求めた値を用いても良い。しかし、場合によっては、実測値を、別途新たなクロックを設けて入力信号Siをサンプリングすることにより測定して求めても良い。
【0025】
以上、本発明の好適実施例を説明したが、本発明は、上述の実施例のみに限定されるものではなく、本発明の要旨から逸脱することなく、種々の変形及び修正を加え得ることは当業者には明らかである。例えば、上述の説明では、計算値の算出に線形補間を用いたが、入力信号の種類によって計算が容易な場合には2次以上の補間を用いても良い。
【0026】
上述のように、本発明による位相シフト発振回路によれば、入力信号に対して一旦ロックした位相を更に任意に位相をシフトさせた信号を出力することができる。しかも、出力信号の位相シフトは、VCOの制御電圧を制御することによって行っているので、1クロックの幅に制限を受けるといったこともなく、VCOに制御電圧を供給するDACの分解能(ビット幅)に応じた任意の量だけ位相をシフトさせることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による位相シフト発振回路の実施形態の一例を示すブロック図である。
【図2】本発明において行われる出力信号の位相シフトを説明する図である。
【図3】入力信号と位相シフトの位置関係を説明する概観図である。
【図4】図3における時点t1付近を部分拡大した図である。
【図5】一般的なPLL発振回路の1例のブロック図である。
【符号の説明】
18 電圧制御発振手段
20 アナログ・デジタル変換手段
22 記憶手段
24、26 演算制御手段
28 設定手段(操作パネル)
30 アドレス・カウンタ
CLK−A 位相シフト前のクロック
CLK−B 位相シフト後のクロック
ΔΦ 位相シフト量
Si 入力信号
So 出力信号
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an oscillation circuit, and more particularly, to an oscillation circuit that can not only generate an output signal that is phase-locked with an input signal that changes periodically, but also can arbitrarily shift the phase of an output signal that has been locked once.
[0002]
[Prior art]
The oscillation circuit may be used, for example, to receive an arbitrary input signal from the outside and generate a signal in phase with the input signal. For example, when a digital television signal is received, an internal clock signal that is phase-locked with a synchronizing signal such as a vertical synchronizing signal is generated. As a circuit for generating a signal phase-locked to such an arbitrary input signal, an oscillation circuit using a phase-locked loop (PLL) is well known.
[0003]
FIG. 5 is a block diagram of an example of a general PLL oscillation circuit. The voltage controlled oscillation circuit (VCO) 18 is an oscillation circuit that receives a control voltage from an LPF (low-pass filter) 16 and changes the frequency of the output signal in accordance with the control voltage. The output signal of the voltage controlled oscillating circuit (VCO) 18 is frequency-divided by the frequency dividing ratio N by the frequency dividing circuit 12, and then the phase of the input signal is compared. The phase comparison circuit 14 outputs a signal having a frequency component corresponding to these phase differences. The LPF 16 cuts the high frequency component of the output signal of the phase comparison circuit 14 and generates a control signal corresponding to the phase difference between the input signal and the output signal. The frequency Fo of the output signal So of the VCO 18 is controlled by the control signal output from the LPF 16 so that the signal obtained by dividing the output signal has the same frequency and phase as the input signal. The frequency dividing circuit 12 often uses a program counter capable of arbitrarily setting the frequency dividing ratio N. The frequency dividing ratio N is controlled and changed by, for example, a CPU (central processing unit, not shown). . As a result, the frequency Fo of the output signal is N times the frequency of the input signal.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, there are many requests to lock the phase of the output signal once, shift it by a predetermined amount, and lock the phase again. For example, when Y / C separation of a digital NTSC composite color video signal is performed, a color signal is separated by a color separation filter, and a luminance signal is obtained by subtracting the color signal from the composite color video signal. In the color signal separation processing in such a color separation filter, signal delay occurs. In a television broadcasting station, a plurality of video sources are transmitted to an editing studio via a cable (signal line) or the like, and a signal delay occurs between the plurality of signal lines. Therefore, it is necessary to adjust the phase between the plurality of signals.
[0005]
As one method for solving such a problem, there is used a method of providing a variable delay circuit for each of a plurality of signal lines and adjusting a phase between them. For example, Japanese Examined Patent Publication No. 7-112146 discloses a variable delay circuit capable of varying the delay amount using a plurality of stages of delay elements. However, a variable delay circuit using such a plurality of stages of delay elements is relatively expensive.
[0006]
If the output signal is a pulse signal or the like, it is relatively easy to delay the phase of the pulse signal with respect to the phase of a certain reference signal by using a flip-flop or the like. However, in this case, a phase shift amount shorter than one clock cannot be realized if it is a synchronous type, and an arbitrary phase shift amount cannot be realized even if it is an asynchronous type.
[0007]
Therefore, the present invention is intended to provide a phase shift oscillation circuit capable of generating a signal whose phase is shifted by an arbitrary amount with respect to a reference signal with a relatively inexpensive circuit configuration. At this time, the phase shift amount can be made shorter than one clock.
[0008]
[Means for solving the problems]
The phase shift oscillation circuit according to the present invention makes it possible to arbitrarily shift the phase of the output signal by skillfully controlling the control voltage applied to the voltage controlled oscillation means. The analog / digital converting means converts the periodically changing input signal into digital data according to the frequency of the output signal. This digital data is stored in a storage means such as a RAM. For example, the setting means includes an operation panel such as a display device, numeric keys, and arrow keys, and sets a phase shift amount indicating how much the phase of the output signal is shifted by the user with respect to the phase of the input signal. Used for. The arithmetic control means calculates the calculated value of the digital data that should be obtained when the phase of the output signal is shifted by the phase shift amount using the digital data, and the analog-digital conversion means corresponding to the calculated value The control voltage is controlled in the direction in which the actual measurement value of the digital data from the input data coincides with the calculated value. Thus, the phase of the output signal is shifted according to the phase shift amount set by the user.
[0009]
In addition, the arithmetic control means calculates a digital data calculation value that should be obtained when the phase of the output signal is shifted by the phase shift amount using the digital data previously stored in the storage means. The calculated value of an arbitrary reference point of the input signal may be calculated using the value. The calculated value of the reference point can be calculated by using a plurality of digital data. Then, using the actual measurement value of the digital data from the analog / digital conversion means, the actual measurement value of the reference point corresponding to the calculated value of the reference point is calculated, and the calculated value of the reference point and the corresponding actual measurement value are matched. The control voltage may be controlled.
[0010]
The arithmetic control means compares the measured value with the calculated value for all other digital data except the digital data generated when the phase is in the transition state where the phase is shifting, and the phase of the output signal is Control may be continued so as to be maintained in the set state. However, this increases the calculation load, and sufficient accuracy is often obtained without necessarily performing successive comparisons. Therefore, a calculated value may be calculated only for arbitrary digital data from among a plurality of digital data. This arbitrary digital data may be, for example, one (or one set) per cycle of the output signal. More specifically, the phase shift by the arithmetic control unit is performed by changing the control voltage for a predetermined time to change the frequency of the output signal of the voltage controlled oscillation unit.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. At this time, the elements corresponding to those of the prior art example will be described with the same reference numerals. The embodiments described below are preferable specific examples of the present invention, and thus various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention particularly limits the present invention in the following description. As long as there is no description of the effect, it is not limited to these aspects.
[0012]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an embodiment of a phase shift oscillation circuit according to the present invention. The analog / digital conversion circuit (ADC) 20 receives the input signal Si and receives the output signal So at the clock (CLK) input terminal, and converts the input signal Si into digital data according to the frequency Fo of the output signal So. At this time, the input signal is, for example, a digital television signal, and the output signal is, for example, an internal clock signal. The digital data output from the ADC 20 is temporarily stored in the memory 22 and used for later-described computation in the CPU (central processing unit) 24. The memory 22 is, for example, a RAM (Random Access Memory) or a cache memory. A nonvolatile memory such as a hard disk (magnetic disk device) is also used as necessary. The digital / analog converter circuit (DAC) 26 receives a calculation result in the CPU 24 and outputs a control voltage for controlling the frequency Fo of the output signal So of the voltage controlled oscillation circuit (VCO) 18. The CPU 24 and the DAC 26 constitute a calculation control unit. The operation panel 28 is setting means including a display device, numeric input keys, cursor keys, and the like. The user can set a desired phase shift amount by using the operation panel 28.
[0013]
The address counter 30 receives and counts the output signal So at the clock (CLK) input terminal, and designates the address of the memory 22 that stores the digital data from the ADC 20. At this time, the CPU 24 treats an arbitrary predetermined number of addresses in the memory 22 (for example, 150 addresses here) as one set (one set). If digital data is stored in the two sets and the phase shift described below is not performed, the corresponding address of each set has a digital point at the corresponding point of the phase of the input signal that varies periodically. Data is stored. That is, the digital data stored at the 100th address of one set and the data stored at the 100th address of the other set are obtained by AD-converting the same phase point of the input signal into digital data It is. In other words, the CPU 24 sets, as one set of addresses, a predetermined number that satisfies this relationship according to the cycle of the input signal. Such processing is well known in digital oscilloscopes and the like, and is used to repeatedly display a corresponding waveform portion in a periodically changing input signal on a display screen.
[0014]
The phase of the output signal So of the VCO 18 is normally controlled so as to lock the phase to the feature point of the input signal set by the user. In the case of a television signal, the feature point of the input signal is, for example, a vertical synchronization signal. However, in the phase shift oscillation circuit according to the present invention, the phase of the output signal once locked to the feature point of the input signal can be further phase-shifted by an arbitrary amount as needed.
[0015]
The phase shift of the output signal So is performed by changing the control voltage supplied to the VCO 18 for a predetermined time obtained by the calculation by the CPU 24 and changing the frequency of the output signal So. FIG. 2 is an explanatory diagram of a phase shift method of the output signal So. Here, a timing chart when the ADC 20 receives the output signal So as CLK is drawn with respect to a portion where the phase shift is performed. At this time, FIG. 2A shows the case where the phase shift is performed, and FIG. 2B shows the case where the phase shift is not performed. In this example, the CPU 24 reduces the control voltage output from the DAC 26 by the time W, thereby reducing the frequency Fo of the output signal So of the VCO 18 by the time W, thereby delaying the phase of the output signal So by ΔΦ. Conversely, the phase of the output signal So can be advanced by increasing the frequency of the output signal So for a predetermined time.
[0016]
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the positional relationship between the input signal Si and the phase shift. The input signal is a signal that is periodically repeated with the period of time points To and Te as one cycle. At this time, the time point To which is the start point is, for example, a feature point of the input signal set by the user.
[0017]
Here, the phase relationship between the input signal Si and the output signal So at an arbitrary time point (in this example, when the ADC 20 receives 100 clocks) t1 from the start point To will be considered. FIG. 4 is a partially enlarged view of the vicinity of time t1 in FIG. In a state where the phase of the output signal is locked to the feature point of the input signal set by the user (this is referred to as state A), the ADC 20 digitally converts the input signal Si to the clock indicated by CLK-A according to the frequency of the output signal So. AD (analog / digital) conversion to data. The cycle of the output signal So is a known value determined by the control voltage, and is assumed to be 20 ns in this example. At this time, at time t1, the input signal Si is converted into digital data at the 100th clock CLK-A, for example, counted from the time To. That is, in FIG. 4, the point indicated by 100A of the input signal Si is converted into digital data and stored in the 100th address of an arbitrary address set in the memory 22. Similarly, according to the clock CLK-A, the points 99A, 101A and 102A before and after the point 100A are converted into digital data and stored in the corresponding addresses of the memory 22. If the user does not set to shift the phase of the output signal So, this operation is repeated with the period determined by the time points To and Te as one cycle, and the address corresponding to each address set in the memory 22 is input to the corresponding address. Digital data having the same phase relationship of the signal Si is stored. The point “100A” of the input signal in FIG. 4 means that the data is converted into digital data according to the clock CLK-A at the 100th position of each address set. The same applies to the clock CLK-B described later.
[0018]
Here, if the user sets the phase shift amount ΔΦ through the operation panel 28 in order to shift the phase of the output signal So, the following occurs. FIG. 4 shows an example in which the phase of the output signal So is set to be delayed by ΔΦ (16 ns in this example). In this case, the ADC 20 should AD-convert the input signal Si into digital data according to the clock CLK-B delayed by a phase difference ΔΦ (16 ns in this example) with respect to the clock CLK-A. Therefore, for example, digital data (corresponding to the point 100B of the input signal Si) AD-converted according to the clock CLK-B and stored in the 100th address of an arbitrary address set in the memory 22 is AD-converted according to the clock CLK-A. Compared with digital data (corresponding to 100A) stored in the 100th address of the other address set of the memory 22, the digital signal obtained by AD conversion of the phase delayed by ΔΦ of the input signal Si・ It should be data.
[0019]
At this time, the calculated value (calculated value) of the digital data that should be obtained corresponding to the point 100B of the input signal Si can be calculated as follows. That is, referring to the example of FIG. 4, since the digital data at the points 100A and 101A of the input signal Si are already known, it is practically possible to use linear interpolation from these digital data and the known clock period. The calculated value of the digital data corresponding to the point 100B can be obtained with a satisfactory accuracy. That is, in this example, it is calculated that the point 100B is at a position of 16 (phase shift amount) for 20 (clock period) on the line connecting the point 100A and the point 101A. Similarly, calculated values of other digital data that should be obtained when AD conversion is performed according to CLK-B can be obtained. The control voltage that the CPU 24 supplies to the VCO 18 through the DAC 26 in order to change the phase of the output signal So in the direction in which the calculated value of digital data that should be obtained in calculation is actually obtained from the ADC 20 will be described with reference to FIG. As described above, control is performed to change temporarily.
[0020]
Even if the control voltage is controlled by calculation as described above, the actual measured value of the digital data actually obtained from the ADC 20 may be slightly different from the calculated value. Further, even after the phase of the output signal So is once shifted, it is necessary to maintain the phase difference. Therefore, the CPU 24 always compares the actual measured value of the digital data obtained by performing AD conversion with the ADC 20 in accordance with the output signal So whose phase is shifted by ΔΦ, and the calculated value of the previous digital data, and compares the digital data. The control voltage supplied to the VCO 18 through the DAC 26 is constantly controlled so that the difference between the actual measurement value and the calculated value of each data is minimized. However, in the time W during which the frequency variable control shown in FIG. 2 is performed, that is, in the transition state in which the phase is shifting, the measured value is not compared with the calculated value, and is performed after the phase shift is completed. . Note that the difference between the actually measured value and the calculated value may ideally be zero when the input signal waveform is completely the same in each cycle. However, normally, the input signal waveform is not completely the same in each period, and the approximate value obtained by linear interpolation is used as the calculated value, so that the difference between the plurality of actually measured values and the calculated value is minimized. Control of the control voltage is performed.
[0021]
As described above, the comparison between the measured value and the calculated value of the digital data may be performed for all the digital data except when the phase is in the transition state where the phase is shifting. However, you may selectively implement only about arbitrary digital data. For example, when one set of addresses is 150 addresses, only the 100th digital data of each set may be compared with the actually measured value and the calculated value.
[0022]
From the calculated values of the point 99B and the point 100B of the input signal Si, a calculated value of an arbitrary reference point is further calculated using linear interpolation, and the calculated value is compared with the actually measured value of the reference point. It may be determined whether the phase is appropriately shifted, and the control voltage may be controlled accordingly. Similarly to the above, for example, when one set of addresses is 150 addresses, from the measured values of the reference points calculated from the points 100A and 101A obtained by actual measurements and the calculated values of the points 99B and 100B. It is not necessary to compare all digital data by only comparing the calculated values of the reference points.
[0023]
The reference point is, for example, a point where the input signal crosses the reference level L set by the user. Further, when the input signal is, for example, a synchronization signal of a television signal, the measured value of the reference point may be obtained by actually measuring the upper and lower levels and calculating the intermediate value thereof. If the input signal is a sine wave, the upper and lower peak values may be measured over a plurality of periods, and the intermediate value may be calculated to obtain the measured value of the reference point.
[0024]
In order to calculate these actually measured values, it is convenient to use digital data obtained by actual measurement obtained from the ADC 20 according to the clock CLK-A according to the above-described example before shifting the phase. That is, as the actual measurement value and the calculation value used for the comparison, a value obtained by calculation from the actual measurement value of the plurality of digital data and the calculation value of the plurality of digital data may be used. However, in some cases, the actually measured value may be obtained by measuring by sampling the input signal Si by providing a separate new clock.
[0025]
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and corrections can be made without departing from the gist of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art. For example, in the above description, linear interpolation is used to calculate the calculated value. However, when the calculation is easy depending on the type of the input signal, quadratic or higher order interpolation may be used.
[0026]
As described above, the phase shift oscillation circuit according to the present invention can output a signal obtained by arbitrarily shifting the phase once locked with respect to the input signal. Moreover, since the phase shift of the output signal is performed by controlling the control voltage of the VCO, the resolution (bit width) of the DAC that supplies the control voltage to the VCO without being limited by the width of one clock. It is possible to shift the phase by an arbitrary amount according to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of an embodiment of a phase shift oscillation circuit according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a phase shift of an output signal performed in the present invention.
FIG. 3 is an overview diagram illustrating a positional relationship between an input signal and a phase shift.
4 is a partially enlarged view of the vicinity of a time point t1 in FIG.
FIG. 5 is a block diagram of an example of a general PLL oscillation circuit.
[Explanation of symbols]
18 Voltage controlled oscillation means 20 Analog / digital conversion means 22 Storage means 24, 26 Arithmetic control means 28 Setting means (operation panel)
30 Address counter CLK-A Clock CLK-B before phase shift Clock ΔΦ after phase shift Phase shift amount Si Input signal So Output signal

Claims (4)

制御電圧を受けて出力信号を出力する電圧制御発振手段と、周期的に変化する入力信号を上記出力信号の周波数に従ってデジタル・データに変換するアナログ・デジタル変換手段と、
上記デジタル・データを記憶する記憶手段と、
上記入力信号の位相に対して上記出力信号の位相をどの程度シフトさせるかを示す位相シフト量を設定するための設定手段と、
上記デジタル・データを用いて上記出力信号の位相を上記位相シフト量だけシフトさせたときに得られるはずの上記デジタル・データの計算値を算出し、該計算値に対応する上記アナログ・デジタル変換手段からの上記デジタル・データの実測値を上記計算値と一致させる方向に上記制御電圧を制御する演算制御手段とを具える位相シフト発振回路。
Voltage-controlled oscillation means for receiving the control voltage and outputting an output signal; analog-digital conversion means for converting the periodically changing input signal into digital data according to the frequency of the output signal;
Storage means for storing the digital data;
Setting means for setting a phase shift amount indicating how much the phase of the output signal is shifted with respect to the phase of the input signal;
The digital-to-analog conversion means for calculating the calculated value of the digital data that should be obtained when the phase of the output signal is shifted by the phase shift amount using the digital data, and corresponding to the calculated value A phase shift oscillating circuit comprising arithmetic control means for controlling the control voltage in a direction in which an actual measurement value of the digital data from the digital data coincides with the calculated value.
制御電圧を受けて出力信号を出力する電圧制御発振手段と、周期的に変化する入力信号を上記出力信号の周波数に従ってデジタル・データに変換するアナログ・デジタル変換手段と、
上記デジタル・データを記憶する記憶手段と、
上記入力信号の位相に対して上記出力信号の位相をどの程度シフトさせるかを示す位相シフト量を設定するための設定手段と、
上記デジタル・データを用いて上記出力信号の位相を上記位相シフト量だけシフトさせたときに得られるはずの上記デジタル・データの計算値を算出し、該計算値を用いて上記入力信号の任意の基準点の計算値を算出し、上記アナログ・デジタル変換手段からの上記デジタル・データの実測値を用いて上記基準点の上記計算値に対応する上記基準点の実測値を算出し、上記基準点の上記計算値及び対応する上記実測値を一致させる方向に上記制御電圧を制御する演算制御手段とを具える位相シフト発振回路。
Voltage-controlled oscillation means for receiving the control voltage and outputting an output signal; analog-digital conversion means for converting the periodically changing input signal into digital data according to the frequency of the output signal;
Storage means for storing the digital data;
Setting means for setting a phase shift amount indicating how much the phase of the output signal is shifted with respect to the phase of the input signal;
Calculate the calculated value of the digital data that should be obtained when the phase of the output signal is shifted by the phase shift amount using the digital data, and use the calculated value to calculate an arbitrary value of the input signal Calculate the calculated value of the reference point, calculate the measured value of the reference point corresponding to the calculated value of the reference point using the measured value of the digital data from the analog-digital conversion means, A phase shift oscillation circuit comprising arithmetic control means for controlling the control voltage in a direction in which the calculated value and the corresponding actually measured value coincide with each other.
上記演算制御手段は、複数の上記デジタル・データの中から任意のデジタル・データについてのみ上記計算値を算出することを特徴とする請求項1又は2記載の位相シフト発振回路。3. The phase shift oscillation circuit according to claim 1, wherein the arithmetic control unit calculates the calculated value only for arbitrary digital data from among the plurality of digital data. 上記演算制御手段は、所定時間だけ上記制御電圧を変化させて上記電圧制御発振手段の上記出力信号の周波数を変化させることにより、上記出力信号の位相をシフトさせることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の位相シフト発振回路。The operation control means shifts the phase of the output signal by changing the control voltage for a predetermined time to change the frequency of the output signal of the voltage controlled oscillation means. 4. The phase shift oscillation circuit according to any one of 3 above.
JP2000209208A 2000-07-11 2000-07-11 Phase shift oscillation circuit Expired - Fee Related JP3779863B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000209208A JP3779863B2 (en) 2000-07-11 2000-07-11 Phase shift oscillation circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000209208A JP3779863B2 (en) 2000-07-11 2000-07-11 Phase shift oscillation circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002026724A JP2002026724A (en) 2002-01-25
JP3779863B2 true JP3779863B2 (en) 2006-05-31

Family

ID=18705650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000209208A Expired - Fee Related JP3779863B2 (en) 2000-07-11 2000-07-11 Phase shift oscillation circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3779863B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100868734B1 (en) 2006-12-15 2008-11-13 신코엠 주식회사 Oscillator in capable of varying oscillating frequency
JP6766427B2 (en) * 2016-04-25 2020-10-14 セイコーエプソン株式会社 Circuits, oscillators, electronics and mobiles
CN112485520B (en) * 2020-12-03 2024-03-22 成都市精准时空科技有限公司 Absolute frequency difference measurement method, system and device based on voltage sampling and medium

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002026724A (en) 2002-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1875610B1 (en) Circuit arrangement, in particular phase-locked loop, as well as corresponding method
JP3747480B2 (en) Frequency synthesizer
US9735787B2 (en) Frequency synthesizer with dynamic phase and pulse-width control
JP2718311B2 (en) Time axis correction device
US6396313B1 (en) Noise-shaped digital frequency synthesis
US8082462B1 (en) Direct synthesis of audio clock from a video clock via phase interpolation of a dithered pulse
EP0783147B1 (en) Modulator having individually placed edges
JP3179527B2 (en) Digital signal synthesis method and apparatus
US7180339B2 (en) Synthesizer and method for generating an output signal that has a desired period
Szplet et al. A 45 ps time digitizer with a two-phase clock and dual-edge two-stage interpolation in a field programmable gate array device
JP3779863B2 (en) Phase shift oscillation circuit
US7724860B2 (en) Auto-adaptive digital phase-locked loop for large frequency multiplication factors
JP4198068B2 (en) Method and apparatus for digital frequency conversion
US6359519B1 (en) Self-timed numerically controlled ring oscillator
WO2020246092A1 (en) Phase synchronization circuit, electronic device, and method for controlling phase synchronization circuit
JP3356059B2 (en) Clock signal generator
JP3201437B2 (en) Waveform generator trigger synchronization circuit
US20040004505A1 (en) Data delay circuit
US8713083B2 (en) Digital fine delay processing
JP3292553B2 (en) Digital phase shifter
JP2660442B2 (en) Digital reference clock generation circuit
KR100316533B1 (en) Floating point frequency composition apparatus using multi-output phase locked loop
JPH1188156A (en) Pll circuit for generating clock signal
JPH0548336A (en) Signal generator
JPH09284052A (en) Phase difference signal generator

Legal Events

Date Code Title Description
A625 Written request for application examination (by other person)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625

Effective date: 20040716

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060223

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060228

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060303

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090310

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100310

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110310

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110310

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120310

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130310

Year of fee payment: 7

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees