JP4513678B2 - PLL circuit and IC chip - Google Patents

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

Description

本発明は、PLL(Phase Lock Loop)回路およびICチップに関し、特に、非接触ICチップに設けられる発振器の周波数を上げることなく、通信の転送レートを上げることができるようにするPLL回路およびICチップに関する。   The present invention relates to a PLL (Phase Lock Loop) circuit and an IC chip, and in particular, a PLL circuit and an IC chip that can increase a communication transfer rate without increasing the frequency of an oscillator provided in a non-contact IC chip. About.

図1は、従来のPLL回路の例を示す図である。   FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a conventional PLL circuit.

位相比較器1は、入力される基準入力信号Asinωt(Aは定数)と、制御型発振器3から供給されてきた発振出力信号−cos(ωt+φ)の位相を比較し、位相差を表す信号を低域通過フィルタ2に出力する。   The phase comparator 1 compares the input reference input signal Asinωt (A is a constant) with the phase of the oscillation output signal −cos (ωt + φ) supplied from the controlled oscillator 3 to reduce the signal representing the phase difference. Output to the band pass filter 2.

低域通過フィルタ2は、位相比較器1から供給されてきた信号の高周波成分を除去し、得られた信号を制御信号として制御型発振器3に出力する。低域通過フィルタ2の出力は、基準入力信号Asinωtと発振出力信号−cos(ωt+φ)を掛け算し、その高周波成分を除いたものであるから、図1に示すように−φ(≒−sinφ)で表される。   The low-pass filter 2 removes the high frequency component of the signal supplied from the phase comparator 1 and outputs the obtained signal to the control type oscillator 3 as a control signal. Since the output of the low-pass filter 2 is obtained by multiplying the reference input signal Asinωt and the oscillation output signal −cos (ωt + φ) and removing the high frequency component, −φ (≈−sinφ) as shown in FIG. It is represented by

制御型発振器3は、例えば、VOC(Voltage Controlled Oscillator)であり、低域通過フィルタ2から供給されてきた制御信号に応じた周波数の発振出力信号−cos(ωt+φ)を位相比較器1に出力する。   The controlled oscillator 3 is, for example, a VOC (Voltage Controlled Oscillator), and outputs an oscillation output signal −cos (ωt + φ) having a frequency corresponding to the control signal supplied from the low-pass filter 2 to the phase comparator 1. .

このような構成を有するPLL回路により、外部から入力されてきた信号に基づいてクロック信号が再生される。   The PLL circuit having such a configuration reproduces a clock signal based on a signal input from the outside.

ところで、このようなPLL回路を含む通信モジュールが搭載されている機器として、外部に設けられたリーダライタと非接触で通信を行う非接触ICチップがあり、この非接触ICチップとリーダライタの間では、マンチェスタ符号を用いてデータのやりとりが行われる。   By the way, as a device in which a communication module including such a PLL circuit is mounted, there is a non-contact IC chip that performs non-contact communication with a reader / writer provided outside, and between the non-contact IC chip and the reader / writer. Then, data exchange is performed using the Manchester code.

マンチェスタ符号は、デューティー比50%のクロック信号を基準として、H(High)レベル、L(Low)レベルの並びにより“0”の値(データ)を表し、Lレベル、Hレベルの並びにより“1”の値を表すものである。マンチェスタ符号により符号化されたデータを表す信号(マンチェスタ信号)は下式(1)により表される。   The Manchester code represents a value (data) of “0” from a sequence of H (High) level and L (Low) level on the basis of a clock signal having a duty ratio of 50%, and “1” from a sequence of L level and H level. Represents the value of "". A signal (Manchester signal) representing data encoded by the Manchester code is expressed by the following equation (1).

Figure 0004513678
Figure 0004513678

従って、図1に示すようなPLL回路が非接触ICチップに設けられる場合、そのPLL回路には、式(1)で表される信号が入力されてくることから、D(t)の値に応じて、すなわち、リーダライタから送信されたデータの内容に応じて位相が逆転してしまい、ロック状態(位相差0の安定化した状態)をキープすることが困難になる。   Therefore, when the PLL circuit as shown in FIG. 1 is provided in the non-contact IC chip, the signal represented by the equation (1) is input to the PLL circuit, so that the value of D (t) is set. Accordingly, that is, the phase is reversed according to the content of the data transmitted from the reader / writer, and it becomes difficult to keep the locked state (the state in which the phase difference is stabilized to 0).

そこで、非接触ICチップには、データの極性を考慮してマンチェスタ信号(PSK(Phase Shift Keying)信号)に追従して位相を制御することができるように、クロック生成回路として、例えば、図2に示すようなコスタスループが設けられる。   Therefore, in the non-contact IC chip, as a clock generation circuit, for example, as shown in FIG. 2, the phase can be controlled following the Manchester signal (PSK (Phase Shift Keying) signal) in consideration of the polarity of data. A Costas loop as shown in FIG.

掛け算器11−1(I乗算器)は、アンテナの後段に設けられるRF(Radio Frequency)アンプなどを介して入力されてきたPSK変調信号Asin(ωt+D(t)π)と、電圧制御型発振器14から供給されてきた発振出力信号sin(ωt+φ)を掛け算し、得られた信号を低域通過フィルタ12−1に出力する。   The multiplier 11-1 (I multiplier) and the PSK modulation signal Asin (ωt + D (t) π) input via an RF (Radio Frequency) amplifier provided at the subsequent stage of the antenna and the voltage controlled oscillator 14 The oscillation output signal sin (ωt + φ) supplied from is multiplied and the obtained signal is output to the low-pass filter 12-1.

掛け算器11−2(Q乗算器)は、PSK変調信号Asin(ωt+D(t)π)と、電圧制御型発振器14から掛け算器11−1に供給される信号を基準としてπ/2だけ位相が遅れた発振出力信号−cos(ωt+φ)を掛け算し、得られた信号を低域通過フィルタ12−2に出力する。   The multiplier 11-2 (Q multiplier) has a phase of π / 2 with reference to the PSK modulation signal Asin (ωt + D (t) π) and the signal supplied from the voltage controlled oscillator 14 to the multiplier 11-1. The delayed oscillation output signal -cos (ωt + φ) is multiplied and the obtained signal is output to the low-pass filter 12-2.

低域通過フィルタ12−1は、掛け算器11−1から供給されてきた信号の高周波成分を除去し、得られた信号を、復調データD(t)(図の「〜」は、リーダライタから送信されたデータ(D(t))に対応するものとして、受信信号から再生されたデータであることを表す)として外部に出力するとともに、PSK変調信号と発振出力信号の位相比較結果(Iアームの位相比較結果)を表す信号として掛け算器13に出力する。   The low-pass filter 12-1 removes the high-frequency component of the signal supplied from the multiplier 11-1, and obtains the obtained signal from the demodulated data D (t) ("~" in the figure is from the reader / writer. Output to the outside as data corresponding to the transmitted data (D (t)), indicating that it is the data reproduced from the received signal), and the phase comparison result between the PSK modulation signal and the oscillation output signal (I arm To the multiplier 13 as a signal representing the result of phase comparison).

低域通過フィルタ12−2は、掛け算器11−2から供給されてきた信号の高周波成分を除去し、得られた信号を、PSK変調信号と発振出力信号の位相比較結果(Qアームの位相比較結果)を表す信号として掛け算器13に出力する。   The low-pass filter 12-2 removes the high frequency component of the signal supplied from the multiplier 11-2, and the obtained signal is compared with the phase comparison result of the PSK modulation signal and the oscillation output signal (Q arm phase comparison). The result is output to the multiplier 13 as a signal.

掛け算器13は、低域通過フィルタ12−1から供給されてきた信号と、低域通過フィルタ12−2から供給されてきた信号を掛け算し、得られた信号D(t)φを制御信号として電圧制御型発振器14に出力する。   The multiplier 13 multiplies the signal supplied from the low-pass filter 12-1 and the signal supplied from the low-pass filter 12-2, and uses the obtained signal D (t) φ as a control signal. Output to the voltage controlled oscillator 14.

電圧制御型発振器14は、掛け算器13から供給されてきた制御信号D(t)φに基づいて、発振出力信号sin(ωt+φ)を掛け算器11−1に、発振出力信号−cos(ωt+φ)を掛け算器11−2に、それぞれ出力する。   Based on the control signal D (t) φ supplied from the multiplier 13, the voltage controlled oscillator 14 supplies the oscillation output signal sin (ωt + φ) to the multiplier 11-1 and the oscillation output signal −cos (ωt + φ). Each is output to the multiplier 11-2.

図3は、図2のコスタスループをディジタル化した例を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing an example in which the Costas loop of FIG. 2 is digitized.

図2の掛け算器11−1,11−2をEX-OR回路(排他的論理和演算回路)に、低域通過フィルタ12−1,12−2をディジタルフィルタに、電圧制御型発振器14をNCO(Numerical Controlled Oscillator)にそれぞれ置き換え、掛け算器13の掛け算結果(電圧制御型発振器の制御ルール)をテーブル化することにより、コスタスループをディジタル化することができる。   The multipliers 11-1 and 11-2 in FIG. 2 are used as EX-OR circuits (exclusive OR circuits), the low-pass filters 12-1 and 12-2 are used as digital filters, and the voltage-controlled oscillator 14 is connected as an NCO. The Costas loop can be digitized by substituting (Numerical Controlled Oscillator) and tabulating the multiplication result of the multiplier 13 (control rule of the voltage controlled oscillator).

ハードリミッタ21は、PSK変調信号を2値化し、得られた2値化信号をEX-OR回路22−1と22−2にそれぞれ出力する。なお、図3中の「」内の説明は、図3のコスタスループを非接触ICチップの1つであるFeliCa(登録商標)に適用した場合の値等の具体例を示す。例えば、ハードリミッタ21に入力されるPSK変調信号は、転送レートが211Kbpsのデータを表す信号であり、ハードリミッタ21においては、PSK変調信号の1周期が8サンプルのデータに2値化される。   The hard limiter 21 binarizes the PSK modulation signal and outputs the obtained binarized signal to the EX-OR circuits 22-1 and 22-2, respectively. Note that the description in “” in FIG. 3 shows specific examples of values and the like when the Costas loop of FIG. 3 is applied to FeliCa (registered trademark) which is one of the non-contact IC chips. For example, the PSK modulation signal input to the hard limiter 21 is a signal representing data with a transfer rate of 211 Kbps. In the hard limiter 21, one period of the PSK modulation signal is binarized into data of 8 samples.

EX-OR回路22−1は、ハードリミッタ21から供給されてきた2値化信号と、NCO27(分周比可変型分周器32)から供給されてきた発振出力信号の排他的論理和演算を行い、演算結果を低域通過フィルタ23−1に出力する。分周比可変型分周器32からは、図3のコスタスループに入力されるPSK変調信号の周波数とほぼ同じ周波数の信号が供給されてくる。   The EX-OR circuit 22-1 performs an exclusive OR operation of the binarized signal supplied from the hard limiter 21 and the oscillation output signal supplied from the NCO 27 (frequency division ratio variable frequency divider 32). And outputs the calculation result to the low-pass filter 23-1. A variable frequency division type frequency divider 32 supplies a signal having a frequency substantially the same as the frequency of the PSK modulation signal input to the Costas loop of FIG.

EX-OR回路22−2は、ハードリミッタ21から供給されてきた2値化信号と、NCO27から供給されてきた発振出力信号の排他的論理和演算を行い、演算結果を低域通過フィルタ23−2に出力する。分周比可変型分周器32からは、図3のコスタスループに入力されるPSK変調信号の周波数とほぼ同じ周波数の信号であって、EX-OR回路22−1に供給される信号を基準としてπ/2だけ位相が遅れた信号が供給されてくる。   The EX-OR circuit 22-2 performs an exclusive OR operation on the binarized signal supplied from the hard limiter 21 and the oscillation output signal supplied from the NCO 27, and the operation result is converted to a low-pass filter 23-. Output to 2. The variable divider ratio type frequency divider 32 is a signal having substantially the same frequency as the frequency of the PSK modulation signal input to the Costas loop of FIG. 3, and is based on the signal supplied to the EX-OR circuit 22-1. As a result, a signal whose phase is delayed by π / 2 is supplied.

低域通過フィルタ23−1は、EX-OR回路22−1の出力の移動平均を求め、求めた移動平均を、Iアームの位相比較結果として3値化回路24−1に出力する。例えば、PSK変調信号の1周期が8サンプルのデータに2値化されているとすると、その半周期(4サンプルのデータ)を対象として移動平均が求められ、移動平均を5値で表す信号が3値化回路24−1に出力される。   The low-pass filter 23-1 obtains a moving average of the output of the EX-OR circuit 22-1, and outputs the obtained moving average to the ternary circuit 24-1 as a phase comparison result of the I arm. For example, if one period of a PSK modulation signal is binarized into 8 sample data, a moving average is obtained for the half period (4 sample data), and a signal representing the moving average with 5 values is obtained. The data is output to the ternary circuit 24-1.

低域通過フィルタ23−2は、EX-OR回路22−2の出力の移動平均を求め、求めた移動平均を、Qアームの位相比較結果として3値化回路24−2に出力する。   The low-pass filter 23-2 calculates a moving average of the output of the EX-OR circuit 22-2, and outputs the calculated moving average to the ternary circuit 24-2 as a phase comparison result of the Q arm.

3値化回路24−1は、低域通過フィルタ23−1から供給されてきた移動平均を例えば3値化し、3値化した移動平均をテーブル管理部25に出力する。   The ternary circuit 24-1 converts the moving average supplied from the low-pass filter 23-1 into, for example, a ternary value and outputs the ternized moving average to the table management unit 25.

3値化回路24−2は、低域通過フィルタ23−2から供給されてきた移動平均を例えば3値化し、3値化した移動平均をテーブル管理部25に出力する。   The ternary circuit 24-2 converts the moving average supplied from the low-pass filter 23-2 into, for example, a ternary value and outputs the ternized moving average to the table management unit 25.

テーブル管理部25は、分周比可変型分周器32の分周比の制御方向と、低域通過フィルタ23−1,23−2等により得られた位相比較結果(移動平均)を対応させた制御テーブルを管理しており、3値化回路24−1,24−2から供給されてきた移動平均に基づいて制御方向を決定し、制御信号を標準化回路26に出力する。   The table management unit 25 associates the control direction of the division ratio of the variable division ratio type frequency divider 32 with the phase comparison result (moving average) obtained by the low-pass filters 23-1, 23-2 and the like. The control table is managed, the control direction is determined based on the moving average supplied from the ternary circuits 24-1 and 24-2, and the control signal is output to the standardization circuit 26.

標準化回路26は、テーブル管理部25から供給されてきた制御信号の標準化(エッジ位置の平均化等)を行うことによってノイズの影響を除去し、標準化された制御信号を分周比可変型分周器32に出力する。制御信号の標準化は、例えば、1周期分のデータである8サンプルのデータ毎に行われ、標準化された制御方向を表す。   The standardization circuit 26 removes the influence of noise by standardizing the control signal supplied from the table management unit 25 (such as averaging the edge position), and divides the standardized control signal into a variable division ratio type. Output to the device 32. The standardization of the control signal is performed, for example, every 8 samples of data that is data for one period, and represents a standardized control direction.

NCO27は発振器31と分周比可変型分周器32からなる。発振器31は、所定の周波数(N×Frate)の発振出力信号を分周比可変型分周器32に出力する。発振器31からは、例えば、13.56MHz(64×211Kbps)の信号が出力される。   The NCO 27 includes an oscillator 31 and a variable dividing ratio type frequency divider 32. The oscillator 31 outputs an oscillation output signal having a predetermined frequency (N × Frate) to the frequency division variable frequency divider 32. For example, a signal of 13.56 MHz (64 × 211 Kbps) is output from the oscillator 31.

分周比可変型分周器32は、標準化回路26から供給されてきた制御信号の正負により分周比を決定し、発振器31の発振出力信号を、その決定した比(N±1)で分周する。分周比可変型分周器32は、得られた発振出力信号(図3のコスタスループに入力されるPSK変調信号の周波数とほぼ同じ周波数の信号)をEX-OR回路22−1に出力するとともに、EX-OR回路22−1に出力した信号を基準としてπ/2だけ位相が遅れた発振出力信号をEX-OR回路22−2に出力する。分周比Nの値は例えば64とされる。   The variable dividing ratio type frequency divider 32 determines the dividing ratio based on the sign of the control signal supplied from the standardization circuit 26, and divides the oscillation output signal of the oscillator 31 by the determined ratio (N ± 1). Go around. The variable division ratio type frequency divider 32 outputs the obtained oscillation output signal (a signal having a frequency substantially the same as the frequency of the PSK modulation signal input to the Costas loop of FIG. 3) to the EX-OR circuit 22-1. At the same time, an oscillation output signal whose phase is delayed by π / 2 with respect to the signal output to the EX-OR circuit 22-1 is output to the EX-OR circuit 22-2. The value of the frequency division ratio N is 64, for example.

図4A乃至Eは、以上のような構成を有する図3のコスタスループで扱われる信号の例を示す図である。   4A to 4E are diagrams showing examples of signals handled in the Costas loop of FIG. 3 having the above-described configuration.

図4Aの波形は、図3のコスタスループに入力されたデータ(クロック信号)を表す。   The waveform of FIG. 4A represents data (clock signal) input to the Costas loop of FIG.

図4B上段の波形は、分周比可変型分周器32からEX-OR回路22−1に供給される発振出力信号とクロック信号との位相差が0であるときの、その、分周比可変型分周器32からEX-OR回路22−1に供給される発振出力信号を表す。波形の0レベルの位置を基準として上側に示す数字(図4B上段の場合0)は、EX-OR回路22−1により行われる発振出力信号とクロック信号の演算結果を表し、0レベルの位置を基準として下側に示す数字(図4B上段の場合0)は、EX-OR回路22−1による演算結果の移動平均を表す。ただし、表記は移動平均の4倍の値になっている。移動平均は、半周期である4サンプルのデータを対象として求められたものである。   The upper waveform of FIG. 4B shows the division ratio when the phase difference between the oscillation output signal supplied from the variable division ratio divider 32 to the EX-OR circuit 22-1 and the clock signal is zero. This represents an oscillation output signal supplied from the variable frequency divider 32 to the EX-OR circuit 22-1. The number shown on the upper side with reference to the position of the 0th level of the waveform (0 in the upper stage of FIG. 4B) represents the calculation result of the oscillation output signal and the clock signal performed by the EX-OR circuit 22-1, and the 0th level position The number shown on the lower side as a reference (0 in the upper part of FIG. 4B) represents the moving average of the calculation results by the EX-OR circuit 22-1. However, the notation is four times the moving average. The moving average is obtained for four samples of data that are half a cycle.

すなわち、クロック信号との位相差が0である場合、0レベルが続く信号が演算結果としてEX-OR回路22−1から低域通過フィルタ23−1に出力され、半周期の4サンプルのデータを対象として求められた移動平均である0を表す信号が低域通過フィルタ23−1から3値化回路24−1に出力される。   That is, when the phase difference from the clock signal is 0, a signal that continues to have a 0 level is output as an operation result from the EX-OR circuit 22-1 to the low-pass filter 23-1, and the data of 4 samples in a half cycle is obtained. A signal representing 0 which is a moving average obtained as a target is output from the low-pass filter 23-1 to the ternary circuit 24-1.

なお、図4B下段の波形の他、図4C乃至Eの波形においても、0レベルの位置を基準として上側、下側に示す数字は、それぞれ、発振出力信号とクロック信号の排他的論理和演算の結果と、移動平均を表す。   In addition to the waveforms in the lower stage of FIG. 4B, in the waveforms of FIGS. 4C to 4E, the numbers shown on the upper side and the lower side with respect to the position of the 0 level are respectively the exclusive OR operation of the oscillation output signal and the clock signal. Results and moving averages are represented.

図4B下段の波形は、分周比可変型分周器32からEX-OR回路22−2に供給される発振出力信号とクロック信号との位相差が0であるときの、その、分周比可変型分周器32からEX-OR回路22−2に供給される発振出力信号(図4B上段の信号を基準としてπ/2だけ位相が遅れた信号)を表す。図4B下段に示すように、この場合、「00110011」を1周期毎に繰り返す信号が演算結果としてEX-OR回路22−2から低域通過フィルタ23−2に出力され、半周期の4サンプルのデータを対象として求められた移動平均である2を表す信号が低域通過フィルタ23−2から3値化回路24−2に出力される。   The waveform in the lower part of FIG. 4B shows the division ratio when the phase difference between the oscillation output signal supplied from the variable division ratio divider 32 to the EX-OR circuit 22-2 and the clock signal is zero. This represents an oscillation output signal (a signal delayed in phase by π / 2 with reference to the upper signal in FIG. 4B) supplied from the variable frequency divider 32 to the EX-OR circuit 22-2. As shown in the lower part of FIG. 4B, in this case, a signal that repeats “00110011” for each period is output as an operation result from the EX-OR circuit 22-2 to the low-pass filter 23-2, and four samples of a half period are obtained. A signal representing 2 which is a moving average obtained for data is output from the low-pass filter 23-2 to the ternary circuit 24-2.

図4C上段の波形は、分周比可変型分周器32からEX-OR回路22−1に供給される発振出力信号とクロック信号との位相差がπ/2であるときの、その、分周比可変型分周器32からEX-OR回路22−1に供給される発振出力信号を表す。図4C上段に示すように、この場合、「00110011」を1周期毎に繰り返す信号が演算結果としてEX-OR回路22−1から低域通過フィルタ23−1に出力され、半周期の4サンプルのデータを対象として求められた移動平均である2を表す信号が低域通過フィルタ23−1から3値化回路24−1に出力される。   The upper waveform of FIG. 4C shows the division when the phase difference between the oscillation output signal and the clock signal supplied from the variable division ratio divider 32 to the EX-OR circuit 22-1 is π / 2. An oscillation output signal supplied from the variable frequency ratio type frequency divider 32 to the EX-OR circuit 22-1 is shown. As shown in the upper part of FIG. 4C, in this case, a signal that repeats “00110011” for each period is output from the EX-OR circuit 22-1 to the low-pass filter 23-1 as a calculation result, and four samples of a half period are obtained. A signal representing 2 which is a moving average obtained for data is output from the low-pass filter 23-1 to the ternary circuit 24-1.

図4C下段の波形は、分周比可変型分周器32からEX-OR回路22−2に供給される発振出力信号とクロック信号との位相差がπ/2であるときの、その、分周比可変型分周器32からEX-OR回路22−2に供給される発振出力信号(図4C上段の信号を基準としてπ/2だけ位相が遅れた信号)を表す。図4C下段に示すように、この場合、1レベルが続く信号が演算結果としてEX-OR回路22−2から低域通過フィルタ23−2に出力され、半周期の4サンプルのデータを対象として求められた移動平均である4を表す信号が低域通過フィルタ23−2から3値化回路24−2に出力される。   The waveform in the lower part of FIG. 4C shows the division when the phase difference between the oscillation output signal supplied from the variable division ratio divider 32 to the EX-OR circuit 22-2 and the clock signal is π / 2. It represents an oscillation output signal (a signal delayed in phase by π / 2 with reference to the upper signal in FIG. 4C) supplied from the variable frequency divider 32 to the EX-OR circuit 22-2. As shown in the lower part of FIG. 4C, in this case, a signal having one level is output as an operation result from the EX-OR circuit 22-2 to the low-pass filter 23-2, and the data of four samples in a half cycle is obtained as an object. A signal representing the obtained moving average of 4 is output from the low-pass filter 23-2 to the ternarization circuit 24-2.

図4D上段の波形は、分周比可変型分周器32からEX-OR回路22−1に供給される発振出力信号とクロック信号との位相差がπであるときの、その、分周比可変型分周器32からEX-OR回路22−1に供給される発振出力信号を表す。図4D上段に示すように、この場合、1レベルが続く信号が演算結果としてEX-OR回路22−1から低域通過フィルタ23−1に出力され、半周期の4サンプルのデータを対象として求められた移動平均である4を表す信号が低域通過フィルタ23−1から3値化回路24−1に出力される。   The upper waveform in FIG. 4D shows the division ratio when the phase difference between the oscillation output signal supplied from the variable division ratio divider 32 to the EX-OR circuit 22-1 and the clock signal is π. This represents an oscillation output signal supplied from the variable frequency divider 32 to the EX-OR circuit 22-1. As shown in the upper part of FIG. 4D, in this case, a signal having one level is output from the EX-OR circuit 22-1 to the low-pass filter 23-1 as a calculation result, and the data of four samples in a half cycle is obtained as an object. A signal representing the obtained moving average of 4 is output from the low-pass filter 23-1 to the ternary circuit 24-1.

図4D下段の波形は、分周比可変型分周器32からEX-OR回路22−2に供給される発振出力信号とクロック信号との位相差がπであるときの、その、分周比可変型分周器32からEX-OR回路22−2に供給される発振出力信号(図4D上段の信号からπ/2だけ位相が遅れた信号)を表す。図4D下段に示すように、この場合、「11001100」を1周期毎に繰り返す信号が演算結果としてEX-OR回路22−2から低域通過フィルタ23−2に出力され、半周期の4サンプルのデータを対象として求められた移動平均である2を表す信号が低域通過フィルタ23−2から3値化回路24−2に出力される。   The lower waveform of FIG. 4D shows the frequency division ratio when the phase difference between the oscillation output signal and the clock signal supplied from the variable frequency division ratio divider 32 to the EX-OR circuit 22-2 is π. This represents an oscillation output signal (a signal delayed in phase by π / 2 from the upper signal in FIG. 4D) supplied from the variable frequency divider 32 to the EX-OR circuit 22-2. As shown in the lower part of FIG. 4D, in this case, a signal that repeats “11001100” for each cycle is output from the EX-OR circuit 22-2 to the low-pass filter 23-2 as a calculation result, and four samples of a half cycle are output. A signal representing 2 which is a moving average obtained for data is output from the low-pass filter 23-2 to the ternary circuit 24-2.

図4E上段の波形は、分周比可変型分周器32からEX-OR回路22−1に供給される発振出力信号とクロック信号との位相差が3π/2であるときの、その、分周比可変型分周器32からEX-OR回路22−1に供給される発振出力信号を表す。図4E上段に示すように、この場合、「11001100」を1周期毎に繰り返す信号が演算結果としてEX-OR回路22−1から低域通過フィルタ23−1に出力され、半周期の4サンプルのデータを対象として求められた移動平均である2を表す信号が低域通過フィルタ23−1から3値化回路24−1に出力される。   The waveform in the upper part of FIG. 4E is obtained when the phase difference between the oscillation output signal and the clock signal supplied from the variable division ratio divider 32 to the EX-OR circuit 22-1 is 3π / 2. An oscillation output signal supplied from the variable frequency ratio type frequency divider 32 to the EX-OR circuit 22-1 is shown. As shown in the upper part of FIG. 4E, in this case, a signal that repeats “11001100” for each period is output from the EX-OR circuit 22-1 to the low-pass filter 23-1 as a calculation result, and four samples of a half period are output. A signal representing 2 which is a moving average obtained for data is output from the low-pass filter 23-1 to the ternary circuit 24-1.

図4E下段の波形は、分周比可変型分周器32からEX-OR回路22−2に供給される発振出力信号とクロック信号との位相差が3π/2であるときの、その、分周比可変型分周器32からEX-OR回路22−2に供給される発振出力信号(図4E上段の信号からπ/2だけ位相が遅れた信号)を表す。図4E下段に示すように、この場合、0レベルが続く信号が演算結果としてEX-OR回路22−2から低域通過フィルタ23−2に出力され、半周期の4サンプルのデータを対象として求められた移動平均である0を表す信号が低域通過フィルタ23−2から3値化回路24−2に出力される。   The waveform in the lower part of FIG. 4E shows the division when the phase difference between the oscillation output signal supplied from the variable division ratio divider 32 to the EX-OR circuit 22-2 and the clock signal is 3π / 2. This represents an oscillation output signal (a signal delayed in phase by π / 2 from the upper stage signal in FIG. 4E) supplied from the variable frequency ratio divider 32 to the EX-OR circuit 22-2. As shown in the lower part of FIG. 4E, in this case, a signal that continues to have a zero level is output as an operation result from the EX-OR circuit 22-2 to the low-pass filter 23-2, and is obtained from data of four samples in a half cycle. A signal representing 0, which is the moving average, is output from the low-pass filter 23-2 to the ternary circuit 24-2.

このようにして得られた移動平均0が−1、移動平均2が0、移動平均4が1といったように、移動平均が3値化回路24−1,24−2において3値(−1,0,1)で表され、それぞれの値を表す信号がテーブル管理部25に出力される。   The moving average obtained in this way is -1 in the ternary circuits 24-1 and 24-2, such that the moving average 0 is -1, the moving average 2 is 0, and the moving average 4 is 1. 0,1) and a signal representing each value is output to the table management unit 25.

図5は、横軸を位相差、縦軸を3値(移動平均)として、Iアーム、Qアームの位相比較結果をそれぞれプロットしてグラフ化したものを示す図である。図5において、実線は図4B乃至E上段のIアームの位相比較結果を表し、点線は図4B乃至E下段のQアームの位相比較結果を表す。   FIG. 5 is a graph showing a result of plotting the phase comparison results of the I arm and Q arm, with the horizontal axis representing the phase difference and the vertical axis representing the ternary value (moving average). In FIG. 5, the solid line represents the phase comparison result of the upper I arm in FIGS. 4B to 4E, and the dotted line represents the phase comparison result of the lower Q arm in FIGS.

テーブル管理部25は、図5に示すようなグラフを有しており、3値化回路24−1から供給されてくるIアームの位相比較結果の移動平均と、3値化回路24−2から供給されてくるQアームの位相比較結果の移動平均をモニタすることによって、いま、クロック信号を基準として位相がどれだけずれているのかを判断することができる。   The table management unit 25 has a graph as shown in FIG. 5, and the moving average of the phase comparison results of the I arm supplied from the ternary circuit 24-1 and the ternary circuit 24-2. By monitoring the moving average of the phase comparison results of the supplied Q arm, it is possible to determine how much the phase has shifted with respect to the clock signal.

例えば、Iアームの位相比較結果の移動平均が2(−1,0,1で3値化した場合0)、Qアームの位相比較結果の移動平均が4(−1,0,1で3値化した場合1)である場合、テーブル管理部25は、図5のグラフでその両方の値をとる位相差を見つけ、いま、クロック信号との位相差がπ/2あることを判断することができる。   For example, the moving average of the phase comparison result of the I arm is 2 (0 when ternary is obtained by -1, 0, 1), and the moving average of the phase comparison result of the Q arm is 4 (three values are -1, 0, 1). In the case of 1), the table management unit 25 finds a phase difference that takes both values in the graph of FIG. 5, and can determine that the phase difference from the clock signal is now π / 2. it can.

これにより、テーブル管理部25は、いまの状態から、クロック信号との同期がとれた状態にするためには(位相差を0の状態にするためには)、分周比可変型分周器32の分周比をどのように制御すればよいのかを判断することが可能になる。位相差と、分周比の制御方向を対応付けた制御ルールのテーブルを図6に示す。図6においては、制御方向を+、−により示している。   As a result, the table management unit 25 can change the divider ratio variable frequency divider from the current state to make it synchronized with the clock signal (to make the phase difference zero). It is possible to determine how to control the frequency division ratio of 32. FIG. 6 shows a control rule table in which the phase difference and the control direction of the division ratio are associated with each other. In FIG. 6, the control direction is indicated by + and-.

このように、あらかじめ用意されている制御テーブルのルールに従って、π/2だけ位相がずれた発信出力信号による位相比較結果の正負を基準として分周器の分周比を制御するコスタスループについては特許文献1に開示されている。
特開平11−274919号公報
Thus, according to the rules of the control table prepared in advance, the Costas loop that controls the frequency division ratio of the frequency divider based on the positive / negative of the phase comparison result by the transmission output signal whose phase is shifted by π / 2 is patented. It is disclosed in Document 1.
JP 11-274919 A

ところで、以上のようにして分周器の分周比を制御することによってクロック信号との位相の同期を確保する従来の方法では、クロック信号に追従させるために制御する位相の分解能に限界があるという課題があった。   By the way, in the conventional method for ensuring the phase synchronization with the clock signal by controlling the frequency dividing ratio of the frequency divider as described above, there is a limit to the resolution of the phase to be controlled in order to follow the clock signal. There was a problem.

すなわち、NCO(分周器)からEX-OR回路に供給される発振出力信号の周波数は下式(2)で表されるため、リーダライタ−非接触ICチップ間の通信をより高い転送レートで行うためにはNdivの値を小さくして、発振出力信号の周波数Fncoを高くする必要があるところ、Ndivの値を小さくすると、位相を制御するために十分な分解能を確保することが困難になる。 That is, since the frequency of the oscillation output signal supplied from the NCO (frequency divider) to the EX-OR circuit is expressed by the following equation (2), communication between the reader / writer and the non-contact IC chip can be performed at a higher transfer rate. to do is to reduce the value of N div, where it is necessary to increase the frequency F nco of the oscillation output signal, reducing the value of N div, to ensure a sufficient resolution in order to control the phase It becomes difficult.

Figure 0004513678
Figure 0004513678

例えば、図3に示すように、分周比可変型分周器32の分周比Nの値が64程度であれば、2π/64の分解能で位相を制御することができるが、図7に示すように、発振器の周波数Fmclkは13.56MHzのまま、リーダライタ−非接触ICチップ間の通信の転送レートを847KHz(周波数Fncoを847KHz)とするためには分周比Ndivの値を16とする必要があり、この場合、2π/16の粒度、すなわち、分周比の値が64であるときと較べて1/4程度の粒度でしか、位相を制御することができない。 For example, as shown in FIG. 3, if the value of the division ratio N of the variable division ratio divider 32 is about 64, the phase can be controlled with a resolution of 2π / 64. as shown, while the frequency F mclk of the oscillator of 13.56 MHz, the reader-writer - contactless IC 847KHz transfer rate of the communication between chips in order to (a frequency F 847KHz the nco) value of the frequency division ratio N div In this case, the phase can be controlled only with a particle size of 2π / 16, that is, with a particle size of about 1/4 compared to when the value of the frequency division ratio is 64.

このことは、リーダライタ−非接触ICチップ間の通信の転送レートをより高くすべく、分周比Ndivの値を小さくするほど顕著になる。 This becomes more pronounced as the value of the frequency division ratio Ndiv is decreased in order to further increase the communication transfer rate between the reader / writer and the non-contact IC chip.

一方、転送レートを高くするためには、発振器の周波数Fmclkの値を大きくすることも考えられるが、リーダライタからの電磁波を受信し、受信した電磁波から生成された電源を元に駆動する非接触ICチップの発振器という観点からは、周波数Fmclkの値を大きくすることは好ましくない。 On the other hand, in order to increase the transfer rate, it is conceivable to increase the value of the frequency F mclk of the oscillator. However, it is possible to receive an electromagnetic wave from a reader / writer and drive based on a power source generated from the received electromagnetic wave. From the viewpoint of the oscillator of the contact IC chip, it is not preferable to increase the value of the frequency F mclk .

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、非接触ICチップに設けられる発振器の周波数を上げることなく、通信の転送レートを上げることができるようにするものである。   The present invention has been made in view of such a situation, and makes it possible to increase the communication transfer rate without increasing the frequency of the oscillator provided in the non-contact IC chip.

本発明の第1のPLL回路の発振器は、相互に位相の異なる2つの繰り返し波形である第1の波形および第2の波形と、第1の波形、および第2の波形のそれぞれに対して、所定の変数に対応付けて設定され、相互に異なる第1の乗数および第2の乗数との乗算結果を求め、第1の波形と第1の乗数との乗算結果、および、第2の波形と第2の乗数との乗算結果の、並びに、第1の波形と第2の乗数との乗算結果、および、第2の波形と第1の乗数との乗算結果の差をそれぞれ位相比較結果として演算し、位相比較結果である和および差の関係により、所定の変数を変化させ、第1の乗数および第2の乗数の設定を変化させることにより発振器の位相を制御して、発振器出力を得る発振器を備えることを特徴とする。 The oscillator of the first PLL circuit of the present invention is provided for each of the first waveform and the second waveform, the first waveform, and the second waveform, which are two repetitive waveforms having different phases from each other. A multiplication result of a first multiplier and a second multiplier which are set in association with a predetermined variable and are different from each other; a multiplication result of the first waveform and the first multiplier; and a second waveform The sum of the multiplication results with the second multiplier, the multiplication result between the first waveform and the second multiplier, and the difference between the multiplication results between the second waveform and the first multiplier are used as phase comparison results, respectively. An oscillator output is obtained by calculating and controlling a phase of the oscillator by changing a predetermined variable and changing a setting of the first multiplier and the second multiplier according to the relationship between the sum and difference as a phase comparison result. An oscillator is provided.

本発明の第2のPLL回路、および本発明のICチップに設けられるPLL回路は、所定の変数に対応付けて設定される第1の信号と、所定の変数に対応付けて設定され、所定周波数の発振出力信号を所定の分周比で分周することにより得られる第1の信号を基準としてπ/2だけ位相がずれた信号である第2の信号とを発生する発生手段と、第1の発振出力信号と外部からの電磁波を復調して得られたPSK(Phase Shift Keying)変調信号との乗算結果と、前記第1の信号との位相比較結果である第1の位相比較結果と、第1の発振出力信号を基準としてπ/2だけ位相がずれた第2の発振出力信号とPKS変調信号との乗算結果と、前記第2の信号との位相比較結果である第2の位相比較結果とを、発生手段により発生された第1の信号、第1の発出力信号およびPKS信号の乗算結果、並びに第2の信号、第2の発振出力信号、およびPKS信号の乗算結果のと、第1の信号、第2の発振出力信号、およびPKS信号の乗算結果、並びに第2の信号、第1の発振出力信号、およびPKS信号の乗算結果のとで表すように演算を行う演算手段と、演算手段による演算により求められた第1、第2の位相比較結果に基づいて、発生手段により発生させる第1、第2の信号を設定する所定の変数を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。 The second PLL circuit of the present invention and the PLL circuit provided in the IC chip of the present invention are set in association with a predetermined variable, a first signal set in association with a predetermined variable, and have a predetermined frequency Generating means for generating a second signal which is a signal whose phase is shifted by π / 2 with reference to a first signal obtained by dividing the oscillation output signal by a predetermined frequency dividing ratio; A first phase comparison result that is a result of phase comparison between the first output signal and a multiplication result of a PSK (Phase Shift Keying) modulation signal obtained by demodulating the oscillation output signal of the signal and an external electromagnetic wave; A second phase comparison which is a result of phase comparison between the second oscillation output signal whose phase is shifted by π / 2 with respect to the first oscillation output signal and the PKS modulation signal and the second signal. the result, the first signal generated by the generating means, the first oscillation output signal and PK The multiplication result of the S signal, the sum of the multiplication results of the second signal, the second oscillation output signal, and the PKS signal, the multiplication result of the first signal, the second oscillation output signal, and the PKS signal, and the first 2 based on the first and second phase comparison results obtained by the calculation by the calculation means, the calculation means performing the calculation as represented by the difference between the two signals, the first oscillation output signal, and the multiplication result of the PKS signal. And a control means for controlling a predetermined variable for setting the first and second signals generated by the generating means.

制御手段は、演算手段による演算により求められた第1、第2の位相比較結果と対応付けて、発生手段の制御内容を表す情報を管理し、管理している情報を参照して、所定の変数を変化させて、発生手段により発生させる第1、第2の信号の位相を制御するようにすることができる。 The control means manages the information indicating the control content of the generating means in association with the first and second phase comparison results obtained by the calculation by the calculation means, and refers to the information managed , The phase of the first and second signals generated by the generating means can be controlled by changing the variable .

第1の信号、および第2の信号は、それぞれC=cosφ、S=sinφで表されるC,Sとすることができ、φは、必要となる繰り返し波形の位相からなる所定の変数とすることができる The first signal and the second signal can be C and S represented by C = cos φ and S = sin φ , respectively , and φ is a predetermined variable composed of the phase of the required repetitive waveform. Can

本発明の第1のPLL回路においては、相互に位相の異なる2つの繰り返し波形である第1の波形および第2の波形と、第1の波形、および第2の波形のそれぞれに対して、所定の変数に対応付けて設定され、相互に異なる第1の乗数および第2の乗数との乗算結果を求め、第1の波形と第1の乗数との乗算結果、および、第2の波形と第2の乗数との乗算結果の、並びに、第1の波形と第2の乗数との乗算結果、および、第2の波形と第1の乗数との乗算結果の差がそれぞれ位相比較結果として演算され、前記位相比較結果である前記和および前記差の関係により、所定の変数が変化され、前記第1の乗数および第2の乗数の設定が変化されることにより発振器の位相が制御されて、発振器出力が得られる。 In the first PLL circuit of the present invention, the first waveform and the second waveform, and the first waveform and the second waveform, which are two repetitive waveforms having different phases from each other, are predetermined. The multiplication result of the first multiplier and the second multiplier which are different from each other and are set in correspondence with each other variable is obtained, the multiplication result of the first waveform and the first multiplier, and the second waveform and the second multiplier. The sum of the multiplication results with the multiplier of 2 and the difference between the multiplication results of the first waveform and the second multiplier and the multiplication results of the second waveform and the first multiplier are respectively calculated as phase comparison results. A predetermined variable is changed according to the relation between the sum and the difference as the phase comparison result, and the phase of the oscillator is controlled by changing the setting of the first multiplier and the second multiplier , An oscillator output is obtained.

本発明の第2のPLL回路、および本発明のICチップに設けられるPLL回路においては、所定の変数に対応付けて設定される第1の信号と、所定の変数に対応付けて設定され、第1の信号を基準としてπ/2だけ位相がずれた信号である第2の信号とが発生され、所定周波数の発振出力信号を所定の分周比で分周することにより得られる第1の発振出力信号と外部からの電磁波を復調して得られたPSK変調信号との乗算結果と、前記第1の信号との位相比較結果である第1の位相比較結果と、第1の発振出力信号を基準としてπ/2だけ位相がずれたた第2の発振出力信号とPKS変調信号との乗算結果と、前記第2の信号との位相比較結果である第2の位相比較結果とが、第1の信号、第1の発出力信号およびPKS信号の乗算結果、並びに第2の信号、第2の発振出力信号、およびPKS信号の乗算結果のと、第1の信号、第2の発振出力信号、およびPKS信号の乗算結果、並びに第2の信号、第1の発振出力信号、およびPKS信号の乗算結果のとで表すように演算が行われる。また、演算により求められた第1、第2の位相比較結果に基づいて、第1、第2の信号を設定する所定の変数を変化させる事により、同期状態が制御される。 In the second PLL circuit of the present invention and the PLL circuit provided in the IC chip of the present invention, the first signal set in association with the predetermined variable, and set in association with the predetermined variable, And a second signal that is a signal whose phase is shifted by π / 2 with respect to the first signal, and a first oscillation obtained by dividing the oscillation output signal of a predetermined frequency by a predetermined frequency division ratio. The multiplication result of the output signal and the PSK modulation signal obtained by demodulating the electromagnetic wave from the outside , the first phase comparison result that is the phase comparison result of the first signal, and the first oscillation output signal As a reference, the multiplication result of the second oscillation output signal whose phase is shifted by π / 2 and the PKS modulation signal and the second phase comparison result which is the phase comparison result of the second signal are the first signal, the multiplication result of the first oscillation output signal and PKS signal, and a second signal, the Oscillation output signal, and the sum of the multiplication results of the PKS signal, a first signal, a second oscillating output signals, and the multiplication result of the PKS signal, and a second signal, the first oscillating output signal, and PKS signal The calculation is performed as represented by the difference between the multiplication results of. Further, the synchronization state is controlled by changing predetermined variables for setting the first and second signals based on the first and second phase comparison results obtained by the calculation.

本発明によれば、非接触ICチップに設けられる発振器の周波数を上げることなく、通信の転送レートを上げることができる。   According to the present invention, the communication transfer rate can be increased without increasing the frequency of the oscillator provided in the non-contact IC chip.

以下に本発明の実施の形態を説明するが、本明細書に記載の発明と、発明の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、請求項に記載されている発明をサポートする実施の形態が本明細書に記載されていることを確認するためのものである。従って、発明の実施の形態中には記載されているが、発明に対応するものとして、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が発明に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明以外の発明には対応しないものであることを意味するものでもない。   Embodiments of the present invention will be described below. The correspondence relationship between the invention described in this specification and the embodiments of the invention is exemplified as follows. This description is intended to assure that embodiments supporting the claimed invention are described in this specification. Therefore, although there is an embodiment which is described in the embodiment of the invention but is not described here as corresponding to the invention, it means that the embodiment is not It does not mean that it does not correspond to the invention. Conversely, even if an embodiment is described herein as corresponding to an invention, that means that the embodiment does not correspond to an invention other than the invention. Absent.

さらに、この記載は、本明細書に記載されている発明の全てを意味するものではない。換言すれば、この記載は、本明細書に記載されている発明であって、この出願では請求されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により追加される発明の存在を否定するものではない。   Further, this description does not mean all the inventions described in this specification. In other words, this description is for the invention described in the present specification and not claimed in this application, i.e., the existence of an invention that will be filed in the future or added by amendment. There is no denial.

請求項1に記載のPLL回路の発振器(例えば、図9の構成からなる発振器)は、相互に位相の異なる2つの繰り返し波形である第1の波形および第2の波形と、第1の波形、および第2の波形のそれぞれに対して、所定の変数に対応付けて設定され、相互に異なる第1の乗数および第2の乗数との乗算結果を求め、第1の波形と第1の乗数との乗算結果、および、第2の波形と第2の乗数との乗算結果の、並びに、第1の波形と第2の乗数との乗算結果、および、第2の波形と第1の乗数との乗算結果の差をそれぞれ位相比較結果として演算し、位相比較結果である和および差の関係により、所定の変数を変化させ、第1の乗数および第2の乗数の設定を変化させることにより発振器の位相を制御して、発振器出力を得る発振器を備えることを特徴とする。 The oscillator of the PLL circuit according to claim 1 (for example, an oscillator having the configuration of FIG. 9) includes a first waveform and a second waveform, which are two repetitive waveforms having different phases, and a first waveform, For each of the second waveform and the second waveform, a multiplication result of a first multiplier and a second multiplier which are set in association with a predetermined variable and are different from each other is obtained, and the first waveform and the first multiplier are obtained. , The sum of the multiplication results of the second waveform and the second multiplier, the multiplication result of the first waveform and the second multiplier, and the second waveform and the first multiplier. The difference between the multiplication results is calculated as the phase comparison result , the predetermined variable is changed according to the relationship between the sum and difference as the phase comparison result, and the setting of the first multiplier and the second multiplier is changed to thereby change the oscillator. Provide an oscillator to obtain the oscillator output by controlling the phase of And features.

請求項2に記載のPLL回路は、所定の変数に対応付けて設定される第1の信号と、所定の変数に対応付けて設定され、所定周波数の発振出力信号を所定の分周比で分周することにより得られる第1の信号を基準としてπ/2だけ位相がずれた信号である第2の信号とを発生する発生手段(例えば、図12の可変型発振器110)と、第1の発振出力信号と外部からの電磁波を復調して得られたPSK(Phase Shift Keying)変調信号との乗算結果と、前記第1の信号との位相比較結果である第1の位相比較結果と、第1の発振出力信号を基準としてπ/2だけ位相がずれた第2の発振出力信号とPKS変調信号との乗算結果と、前記第2の信号との位相比較結果である第2の位相比較結果とを、発生手段により発生された第1の信号、第1の発出力信号およびPKS信号の乗算結果、並びに第2の信号、第2の発振出力信号、およびPKS信号の乗算結果のと、第1の信号、第2の発振出力信号、およびPKS信号の乗算結果、並びに第2の信号、第1の発振出力信号、およびPKS信号の乗算結果のとで表すように演算を行う演算手段(例えば、図14の掛け算器103−1,103−2,104−1,104−2、加算器105−1,105−2)と、演算手段による演算により求められた第1、第2の位相比較結果に基づいて、発生手段により発生させる第1、第2の信号を設定する所定の変数を制御する制御手段(例えば、図14のテーブル管理部108)とを備えることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the PLL circuit is set in association with a predetermined variable and a first signal set in association with a predetermined variable, and divides an oscillation output signal having a predetermined frequency by a predetermined frequency division ratio. Generating means (for example, the variable oscillator 110 of FIG. 12) that generates a second signal that is a signal that is shifted in phase by π / 2 with respect to the first signal obtained by the rotation; A first phase comparison result, which is a phase comparison result between the oscillation output signal and a PSK (Phase Shift Keying) modulation signal obtained by demodulating an external electromagnetic wave, and the first signal , A second phase comparison result which is a result of phase comparison between the second oscillation output signal whose phase is shifted by π / 2 with respect to the first oscillation output signal and the PKS modulation signal and the second signal. preparative, first signal generated by the generating means, the first oscillation output signal and PKS Multiplication result, and a second signal of the item, the second oscillating output signals, and the sum of the multiplication results of the PKS signal, a first signal, a second oscillating output signals, and PKS signal multiplication results, and the second , The first oscillation output signal, and the difference between the multiplication results of the PKS signals, for example, arithmetic means (for example, multipliers 103-1, 103-2, 104-1, 104- in FIG. 14). 2. First and second signals generated by the generating means are set on the basis of the first and second phase comparison results obtained by calculation by the adders 105-1 and 105-2) and the calculating means. Control means for controlling a predetermined variable (for example, the table management unit 108 in FIG. 14) is provided.

請求項に記載のPLL回路の制御手段は、前記演算手段による演算により求められた前記第1、第2の位相比較結果と対応付けて、前記発生手段の制御内容を表す情報(制御テーブル)を管理し、管理している情報を参照して、所定の変数を変化させて、前記発生手段により発生させる前記第1、第2の信号の位相を制御することを特徴とする。 The control means of the PLL circuit according to claim 3 is information (control table) indicating the control contents of the generating means in association with the first and second phase comparison results obtained by the calculation by the calculating means. And the phase of the first and second signals generated by the generating means is controlled by changing a predetermined variable with reference to the managed information.

請求項に記載のICチップにおいても、各手段が対応する実施の形態(但し一例)は、請求項1に記載のPLL回路と同様である。 Also in the IC chip according to the fifth aspect, the embodiment (however, an example) to which each means corresponds is the same as the PLL circuit according to the first aspect.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図8は、本発明を適用した非接触ICチップ51の一部の構成例を示すブロック図である。   FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of a part of the non-contact IC chip 51 to which the present invention is applied.

非接触ICチップ51は、例えば、電車の駅に設置されている改札機のリーダライタに翳されるカードなどに内蔵されるものであり、復調回路61、DPLL(Digital Phase Lock Loop)62、およびCPU(Central Processing Unit)63が設けられる。   The non-contact IC chip 51 is built in, for example, a card worn by a reader / writer of a ticket gate installed in a train station, and includes a demodulation circuit 61, a DPLL (Digital Phase Lock Loop) 62, and A CPU (Central Processing Unit) 63 is provided.

復調回路61は、リーダライタからの電磁波を受信した図示せぬアンテナから供給されてきたRF入力信号に基づいて、非接触ICチップ51の動作に必要な電力を生成し、生成した電力を各部に供給するとともに、復調することによって得られた復調データ(PSK変調信号)をDPLL62に出力する。   The demodulating circuit 61 generates electric power necessary for the operation of the non-contact IC chip 51 based on an RF input signal supplied from an antenna (not shown) that has received an electromagnetic wave from the reader / writer, and the generated electric power is supplied to each unit. The demodulated data (PSK modulation signal) obtained by the demodulation is output to the DPLL 62 while being supplied.

DPLL62は、復調回路61から供給されてきたPSK変調信号に基づいて、リーダライタから送信されたデータを抽出し、抽出したデータを表すビット列(1,0)をCPU63に出力する。   The DPLL 62 extracts data transmitted from the reader / writer based on the PSK modulation signal supplied from the demodulation circuit 61 and outputs a bit string (1, 0) representing the extracted data to the CPU 63.

CPU63は、DPLL62から供給されてきたビット列に基づいて、不揮発性メモリに記憶されているデータの読み書きなどの所定の処理を行う。   Based on the bit string supplied from the DPLL 62, the CPU 63 performs predetermined processing such as reading and writing of data stored in the nonvolatile memory.

図9は、図8のDPLL62に設けられる構成の例を示す図である。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a configuration provided in the DPLL 62 in FIG.

この回路の動作は、入力された2つの異なる位相の繰り返し波形を内部で、夫々C倍とS倍の乗算を行った後、線形加算をして出力信号を生成するものである。その際のCおよびSの生成方法であるが、必要な繰り返し波形の位相をφとするとC=cosφ、S=sinφとして計算する。   The operation of this circuit is to multiply an input repetitive waveform of two different phases by C times and S times, respectively, and then perform linear addition to generate an output signal. The method of generating C and S at that time is calculated as C = cosφ and S = sinφ, where φ is the phase of the required repetitive waveform.

ここで、必ずしもCとSは計算する必要は無く、変換テーブルによって変換しても良い。   Here, C and S are not necessarily calculated, and may be converted by a conversion table.

可変型発振器71は、外部(後述する、図12のテーブル管理部108、標準化回路109)からの制御信号に従ってφの値を変更し、cosφで表される発振出力信号を掛け算器72−1と72−2に、sinφで表される発振出力信号を掛け算器73−1と73−2にそれぞれ出力する。ここで、φはf(cnt)(cnt:制御内容)で表される。   The variable oscillator 71 changes the value of φ in accordance with a control signal from the outside (table management unit 108 and standardization circuit 109 in FIG. 12, which will be described later), and applies an oscillation output signal represented by cosφ to the multiplier 72-1. The oscillation output signal represented by sinφ is output to the multipliers 73-1 and 73-2 in 72-2, respectively. Here, φ is represented by f (cnt) (cnt: control content).

掛け算器72−1は、可変型発振器71から供給されてきた発振出力信号cosφと、供給されてきた発振出力信号sinωt(PSK・sinωt)を掛け算し、掛け算結果を表す信号を加算器74−1に出力する。後述するように、掛け算器72−1には、固定周波数の信号を発生する発振器により生成され、所定の分周比で分周することによって得られた発振出力信号sinωtと、PSK変調信号を掛け算して得られた信号である信号PSK・sinωtが供給されてくる。   The multiplier 72-1 multiplies the oscillation output signal cosφ supplied from the variable oscillator 71 by the supplied oscillation output signal sinωt (PSK · sinωt), and adds a signal representing the multiplication result to the adder 74-1. Output to. As will be described later, the multiplier 72-1 multiplies the oscillation output signal sinωt, which is generated by an oscillator that generates a signal having a fixed frequency, and is divided by a predetermined division ratio, and the PSK modulation signal. The signal PSK · sinωt, which is the signal obtained in this way, is supplied.

掛け算器72−2は、可変型発振器71から供給されてきた発振出力信号cosφと、供給されてきた発振出力信号cosωtを掛け算し、掛け算結果を表す信号を加算器74−2に出力する。後述するように、掛け算器72−2には、固定周波数の信号を発生する発振器により生成され、所定の分周比で分周することによって得られた発振出力信号cosωtと、PSK変調信号を掛け算して得られた信号である信号PSK・cosωtが供給されてくる。   The multiplier 72-2 multiplies the oscillation output signal cosφ supplied from the variable oscillator 71 and the supplied oscillation output signal cosωt, and outputs a signal representing the multiplication result to the adder 74-2. As will be described later, the multiplier 72-2 multiplies the oscillation output signal cosωt generated by an oscillator that generates a signal having a fixed frequency and obtained by frequency division at a predetermined frequency division ratio and the PSK modulation signal. The signal PSK · cosωt, which is the signal obtained in this way, is supplied.

掛け算器73−1は、可変型発振器71から供給されてきた発振出力信号sinφと、掛け算器72−2に供給されたものと同じ信号である発振出力信号cosωt(PSK・cosωt)を掛け算し、掛け算結果を表す信号を加算器74−1に出力する。   The multiplier 73-1 multiplies the oscillation output signal sinφ supplied from the variable oscillator 71 by the oscillation output signal cosωt (PSK · cosωt) which is the same signal as that supplied to the multiplier 72-2. A signal representing the multiplication result is output to adder 74-1.

掛け算器73−2は、可変型発振器71から供給されてきた発振出力信号sinφと、掛け算器72−1に供給されたものと同じ信号である発振出力信号sinωtとを掛け算し、掛け算結果を表す信号を加算器74−2に出力する。   The multiplier 73-2 multiplies the oscillation output signal sinφ supplied from the variable oscillator 71 by the oscillation output signal sinωt that is the same signal as that supplied to the multiplier 72-1, and represents a multiplication result. The signal is output to the adder 74-2.

加算器74−1は、掛け算器72−1から供給されてきた信号C・sinωtと、掛け算器73−1から供給されてきた信号S・cosωtを加算し、加算結果を表す信号sin(ωt+φ)を、後段に設けられるフィルタ(図12の低域通過フィルタ106−1)に出力する。Cはcosφ、Sはsinφを表す。   The adder 74-1 adds the signal C · sinωt supplied from the multiplier 72-1 and the signal S · cosωt supplied from the multiplier 73-1, and a signal sin (ωt + φ) representing the addition result. Is output to a filter (low-pass filter 106-1 in FIG. 12) provided in the subsequent stage. C represents cosφ and S represents sinφ.

すなわち、加算器74−1の出力は下式(3)により表される(反対に、sin(ωt+φ)の信号を出力する構成を式(3)に従って選択すると、図9の掛け算器72−1、掛け算器73−1、および加算器74−1が選択される)。   That is, the output of the adder 74-1 is expressed by the following equation (3) (conversely, when the configuration for outputting the signal of sin (ωt + φ) is selected according to the equation (3), the multiplier 72-1 of FIG. , Multiplier 73-1 and adder 74-1 are selected).

Figure 0004513678
Figure 0004513678

加算器74−1の後段に設けられるフィルタにおいては、図3の低域通過フィルタ23−1と同様に、加算器74−1の出力の移動平均が求められる。ここで求められた移動平均と、加算器74−2の出力の移動平均に基づいて、図4乃至6を参照して説明したようにして可変型発振器71の制御内容が判断される。   In the filter provided in the subsequent stage of the adder 74-1, the moving average of the output of the adder 74-1 is obtained in the same manner as the low-pass filter 23-1 in FIG. Based on the moving average obtained here and the moving average of the output of the adder 74-2, the control content of the variable oscillator 71 is determined as described with reference to FIGS.

加算器74−2は、掛け算器72−2から供給されてきた信号C・cosωtから、掛け算器73−2から供給されてきた信号S・sinωtを減算し、減算結果を表す信号cos(ωt+φ)を、後段に設けられるフィルタ(図12の低域通過フィルタ106−2)に出力する。   The adder 74-2 subtracts the signal S · sinωt supplied from the multiplier 73-2 from the signal C · cosωt supplied from the multiplier 72-2, and a signal cos (ωt + φ) representing the subtraction result. Is output to a filter (low-pass filter 106-2 in FIG. 12) provided in the subsequent stage.

すなわち、加算器74−2の出力は下式(4)により表される(反対に、cos(ωt+φ)の信号を出力する構成を式(4)に従って選択すると、図9の掛け算器72−2、掛け算器73−2、および加算器74−2が選択される)。   That is, the output of the adder 74-2 is expressed by the following expression (4) (conversely, when the configuration for outputting the signal of cos (ωt + φ) is selected according to the expression (4), the multiplier 72-2 in FIG. , Multiplier 73-2 and adder 74-2 are selected).

Figure 0004513678
Figure 0004513678

加算器74−1の出力である信号sin(ωt+φ)と、加算器74−2の出力である信号cos(ωt+φ)はπ/2だけ位相がずれた信号であり、この2つの信号から、いま、クロック信号(PSK変調信号)との位相差がどの程度あるのかが判断される。図3等を参照して説明したように、図3のEX-OR回路22−1と22−2の出力はπ/2だけ位相がずれたものであり、この出力に基づいて、いまの、クロック信号との位相差などが判断される。   The signal sin (ωt + φ) that is the output of the adder 74-1 and the signal cos (ωt + φ) that is the output of the adder 74-2 are signals that are out of phase by π / 2. It is determined how much the phase difference from the clock signal (PSK modulation signal) is. As described with reference to FIG. 3 and the like, the outputs of the EX-OR circuits 22-1 and 22-2 in FIG. 3 are out of phase by π / 2. Based on this output, A phase difference from the clock signal is determined.

また、式(3)と(4)から、CとSの値として所定の値を設定することによって、所定の位相をもつ信号を任意に生成することができることがわかる。従って、制御信号cntに応じてCとSが設定されるようにすることにより、可変型発振器71を、分周比を変えて発振出力信号を生成する図3の分周比可変型分周器32と較べて、より高い分解能を有するVOCとして利用することができる。   Further, it can be seen from equations (3) and (4) that a signal having a predetermined phase can be arbitrarily generated by setting predetermined values as the values of C and S. Therefore, by setting C and S in accordance with the control signal cnt, the variable oscillator 71 changes the frequency division ratio to generate the oscillation output signal. Compared to 32, it can be used as a VOC having higher resolution.

付言すると、以上のような回路構成を有する分周器によれば、分周比Ndivの値が小さい場合であっても、全ての位相の繰り返し波形を自由に作り出すことが可能である。 In addition, according to the frequency divider having the circuit configuration as described above, it is possible to freely create a repetitive waveform of all phases even when the value of the frequency division ratio Ndiv is small.

なお、図上、繰り返し波形は90度(sinとcos)の位相差を持った2入力正弦波として記述されているが、原理的には90度の位相差である必要は無く、異なる位相(逆位相は除く)を持つものであれば適用可能である。また、正弦波である必要性もなく、三角波、矩形波等の様々の種類の繰り返し波形に適用可能である。従って、原理的にはアナログPLLのVCOにも適用が可能であるし、矩形波出力を持つNCOが使われるデジタルPLLのNCOにも容易に適用が可能である。   In the figure, the repetitive waveform is described as a two-input sine wave having a phase difference of 90 degrees (sin and cos). However, in principle, it is not necessary to have a phase difference of 90 degrees, and different phases ( Anything having an opposite phase) is applicable. Further, it is not necessary to be a sine wave, and can be applied to various types of repetitive waveforms such as a triangular wave and a rectangular wave. Therefore, in principle, it can be applied to an analog PLL VCO, and can also be easily applied to an NPL of a digital PLL in which an NCO having a rectangular wave output is used.

ここで、図9の回路構成の動作原理についてさらに説明する。   Here, the operation principle of the circuit configuration of FIG. 9 will be further described.

この回路構成においては、入力はsinとcosなので、出力の繰り返し波形は、数式上、上式(3)と(4)のように変形されて、φ位相が変化した正弦波が出力される。このことは、もし、現在の位相φより大きなφ´を与えるC´とS´を計算して図9の回路を適用すると一時的に周波数が高くなり、逆に、現在の位相φよりも小さなφ´´を与えるC´´とS´´を与えると一時的に周波数が低くなることを意味する。すなわち、この原理を発振器に応用すると、VCO或いはNCOが構成可能であることを示す。さらに、CとSの生成を精度良く行えば、任意の位相の繰り返し波形がいくらでも細かい精度(粒度)で出力可能なことを示す。   In this circuit configuration, since the inputs are sin and cos, the repetitive waveform of the output is mathematically transformed as shown in the above equations (3) and (4), and a sine wave having a changed φ phase is output. This means that if C ′ and S ′ that give φ ′ larger than the current phase φ are calculated and the circuit of FIG. 9 is applied, the frequency is temporarily increased, and conversely smaller than the current phase φ. When C ″ and S ″ giving φ ″ are given, it means that the frequency is temporarily lowered. That is, applying this principle to an oscillator indicates that a VCO or NCO can be configured. Further, it is shown that if C and S are generated with high accuracy, a repetitive waveform having an arbitrary phase can be output with any fine accuracy (granularity).

また、図9の構成は2つの繰り返し波形を出力するものとして示されているが、このうち片方の出力を使うことにより、コスタスループだけではなく、一般のPLLに広く適用することが可能である。   Further, the configuration of FIG. 9 is shown as outputting two repetitive waveforms, but by using one of them, it can be widely applied not only to the Costas loop but also to a general PLL. .

図9の構成による発振器をコスタスループに応用する場合は、図2の電圧制御型発振器14のブロック、または図3のNCO27の一部のブロックをそのまま図9の構成の発振器に置き換えればよい(図10、図11参照)。また、図1の制御型発振器3を、図9の構成によるNCOに置き換える(この場合は片側の繰り返し波形のみ使われる)ことにより、通常のPLLに適用することも可能となる。   When the oscillator having the configuration of FIG. 9 is applied to the Costas loop, the block of the voltage controlled oscillator 14 of FIG. 2 or a part of the block of the NCO 27 of FIG. 3 may be replaced with the oscillator of the configuration of FIG. 10, see FIG. 1 can be applied to a normal PLL by replacing the controlled oscillator 3 of FIG. 1 with the NCO having the configuration of FIG. 9 (in this case, only the repetitive waveform on one side is used).

図10は、図9の構成による発振器を図2のコスタスループに応用したPLLの構成例を示す図である。例えば、図10に示すPLLが、図8のDPLL62に替えて非接触ICチップ51に設けられる。図2、図9と同じ構成には同じ符号を付してある。図10の電圧制御型発振器14は図9の構成からなり、その詳細な説明は省略する。   FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of a PLL in which the oscillator having the configuration of FIG. 9 is applied to the Costas loop of FIG. For example, the PLL shown in FIG. 10 is provided in the non-contact IC chip 51 in place of the DPLL 62 in FIG. The same components as those in FIGS. 2 and 9 are denoted by the same reference numerals. The voltage-controlled oscillator 14 shown in FIG. 10 has the configuration shown in FIG.

図10の掛け算器11−1(I乗算器)は、アンテナの後段に設けられるRFアンプなどを介して入力されてきたPSK変調信号Asin(ωt+D(t)π)と、電圧制御型発振器14から供給されてきた発振出力信号sin(ωt+φ)を掛け算し、得られた信号を低域通過フィルタ12−1に出力する。   The multiplier 11-1 (I multiplier) in FIG. 10 includes a PSK modulation signal Asin (ωt + D (t) π) input via an RF amplifier or the like provided at the subsequent stage of the antenna, and a voltage-controlled oscillator 14. The supplied oscillation output signal sin (ωt + φ) is multiplied, and the obtained signal is output to the low-pass filter 12-1.

掛け算器11−2(Q乗算器)は、PSK変調信号Asin(ωt+D(t)π)と、電圧制御型発振器14から掛け算器11−1に供給される信号を基準としてπ/2だけ位相が遅れた発振出力信号−cos(ωt+φ)を掛け算し、得られた信号を低域通過フィルタ12−2に出力する。   The multiplier 11-2 (Q multiplier) has a phase of π / 2 with reference to the PSK modulation signal Asin (ωt + D (t) π) and the signal supplied from the voltage controlled oscillator 14 to the multiplier 11-1. The delayed oscillation output signal -cos (ωt + φ) is multiplied and the obtained signal is output to the low-pass filter 12-2.

低域通過フィルタ12−1は、掛け算器11−1から供給されてきた信号の高周波成分を除去し、得られた信号を、復調データD(t)として外部に出力するとともに、PSK変調信号と発振出力信号の位相比較結果(Iアームの位相比較結果)を表す信号として掛け算器13に出力する。   The low-pass filter 12-1 removes the high frequency component of the signal supplied from the multiplier 11-1, outputs the obtained signal to the outside as demodulated data D (t), and outputs the PSK modulated signal and The signal is output to the multiplier 13 as a signal representing the phase comparison result (phase comparison result of the I arm) of the oscillation output signal.

低域通過フィルタ12−2は、掛け算器11−2から供給されてきた信号の高周波成分を除去し、得られた信号を、PSK変調信号と発振出力信号の位相比較結果(Qアームの位相比較結果)を表す信号として掛け算器13に出力する。   The low-pass filter 12-2 removes the high frequency component of the signal supplied from the multiplier 11-2, and the obtained signal is compared with the phase comparison result of the PSK modulation signal and the oscillation output signal (Q arm phase comparison). The result is output to the multiplier 13 as a signal.

掛け算器13は、低域通過フィルタ12−1から供給されてきた信号と、低域通過フィルタ12−2から供給されてきた信号を掛け算し、得られた信号D(t)φを制御信号として電圧制御型発振器14の可変型発振器71に出力する。   The multiplier 13 multiplies the signal supplied from the low-pass filter 12-1 and the signal supplied from the low-pass filter 12-2, and uses the obtained signal D (t) φ as a control signal. This is output to the variable oscillator 71 of the voltage controlled oscillator 14.

電圧制御型発振器14は、掛け算器13から供給されてきた制御信号D(t)φ(図9の制御信号cntに対応する)に基づいて、発振出力信号sin(ωt+φ)を掛け算器11−1に、発振出力信号−cos(ωt+φ)を掛け算器11−2に、それぞれ出力する。   Based on the control signal D (t) φ (corresponding to the control signal cnt in FIG. 9) supplied from the multiplier 13, the voltage controlled oscillator 14 multiplies the oscillation output signal sin (ωt + φ) by the multiplier 11-1. The oscillation output signal -cos (ωt + φ) is output to the multiplier 11-2.

図11は、図9の構成による発振器を図3のディジタルコスタスループに応用したPLLの構成例を示す図である。例えば、図11に示すPLLが、図8のDPLL62に替えて非接触ICチップ51に設けられる。図3、図9と同じ構成には同じ符号を付してある。図11のNCO27は図9の構成と図3の発振器31からなり、その詳細な説明は省略する。   11 is a diagram showing a configuration example of a PLL in which the oscillator having the configuration of FIG. 9 is applied to the digital Costas loop of FIG. For example, the PLL shown in FIG. 11 is provided in the non-contact IC chip 51 in place of the DPLL 62 in FIG. The same components as those in FIGS. 3 and 9 are denoted by the same reference numerals. The NCO 27 shown in FIG. 11 includes the configuration shown in FIG. 9 and the oscillator 31 shown in FIG. 3, and a detailed description thereof will be omitted.

ハードリミッタ21は、PSK変調信号を2値化し、得られた2値化信号をEX-OR回路22−1と22−2にそれぞれ出力する。   The hard limiter 21 binarizes the PSK modulation signal and outputs the obtained binarized signal to the EX-OR circuits 22-1 and 22-2, respectively.

EX-OR回路22−1は、ハードリミッタ21から供給されてきた2値化信号と、NCO27の出力を2値化する2値化回路28−1から供給されてきた発振出力信号の排他的論理和演算を行い、演算結果を低域通過フィルタ23−1に出力する。   The EX-OR circuit 22-1 is an exclusive logic of the binarized signal supplied from the hard limiter 21 and the oscillation output signal supplied from the binarized circuit 28-1 that binarizes the output of the NCO 27. The sum operation is performed, and the operation result is output to the low-pass filter 23-1.

EX-OR回路22−2は、ハードリミッタ21から供給されてきた2値化信号と、NCO27の出力を2値化する2値化回路28−2から供給されてきた発振出力信号の排他的論理和演算を行い、演算結果を低域通過フィルタ23−2に出力する。2値化回路28−1からは、EX-OR回路22−1に供給される信号を基準としてπ/2だけ位相が遅れた信号が供給されてくる。   The EX-OR circuit 22-2 is an exclusive logic of the binarization signal supplied from the hard limiter 21 and the oscillation output signal supplied from the binarization circuit 28-2 that binarizes the output of the NCO 27. The sum operation is performed, and the operation result is output to the low-pass filter 23-2. From the binarization circuit 28-1, a signal whose phase is delayed by π / 2 with respect to the signal supplied to the EX-OR circuit 22-1 is supplied.

低域通過フィルタ23−1は、EX-OR回路22−1の出力の移動平均を求め、求めた移動平均を、Iアームの位相比較結果として3値化回路24−1に出力する。例えば、PSK変調信号の1周期が8サンプルのデータに2値化されているとすると、その半周期(4サンプルのデータ)を対象として移動平均が求められ、移動平均を5値で表す信号が3値化回路24−1に出力される。   The low-pass filter 23-1 obtains a moving average of the output of the EX-OR circuit 22-1, and outputs the obtained moving average to the ternary circuit 24-1 as a phase comparison result of the I arm. For example, if one period of a PSK modulation signal is binarized into 8 sample data, a moving average is obtained for the half period (4 sample data), and a signal representing the moving average with 5 values is obtained. The data is output to the ternary circuit 24-1.

低域通過フィルタ23−2は、EX-OR回路22−2の出力の移動平均を求め、求めた移動平均を、Qアームの位相比較結果として3値化回路24−2に出力する。   The low-pass filter 23-2 calculates a moving average of the output of the EX-OR circuit 22-2, and outputs the calculated moving average to the ternary circuit 24-2 as a phase comparison result of the Q arm.

3値化回路24−1は、低域通過フィルタ23−1から供給されてきた移動平均を例えば3値化し、3値化した移動平均をテーブル管理部25に出力する。   The ternary circuit 24-1 converts the moving average supplied from the low-pass filter 23-1 into, for example, a ternary value and outputs the ternized moving average to the table management unit 25.

3値化回路24−2は、低域通過フィルタ23−2から供給されてきた移動平均を例えば3値化し、3値化した移動平均をテーブル管理部25に出力する。   The ternary circuit 24-2 converts the moving average supplied from the low-pass filter 23-2 into, for example, a ternary value and outputs the ternized moving average to the table management unit 25.

テーブル管理部25は、分周比可変型分周器32の分周比の制御方向と、低域通過フィルタ23−1,23−2等により得られた位相比較結果(移動平均)を対応させた制御テーブルを管理しており、3値化回路24−1,24−2から供給されてきた移動平均に基づいて制御方向を決定し、制御信号を標準化回路26に出力する。   The table management unit 25 associates the control direction of the division ratio of the variable division ratio type frequency divider 32 with the phase comparison result (moving average) obtained by the low-pass filters 23-1, 23-2 and the like. The control table is managed, the control direction is determined based on the moving average supplied from the ternary circuits 24-1 and 24-2, and the control signal is output to the standardization circuit 26.

標準化回路26は、テーブル管理部25から供給されてきた制御信号の標準化(エッジ位置の平均化等)を行うことによってノイズの影響を除去し、標準化された制御信号を分周比可変型分周器32に出力する。制御信号の標準化は、例えば、1周期分のデータである8サンプルのデータ毎に行われ、標準化された制御方向を表す。   The standardization circuit 26 removes the influence of noise by standardizing the control signal supplied from the table management unit 25 (such as averaging the edge position), and divides the standardized control signal into a variable division ratio type. Output to the device 32. The standardization of the control signal is performed, for example, every 8 samples of data that is data for one period, and represents a standardized control direction.

NCO27を構成する発振器31は、所定の周波数(N×Frate)の発振出力信号であるsinωt,cosωtを、図9の構成からなる発振器の掛け算器72−1と72−2にそれぞれ出力する。   The oscillator 31 constituting the NCO 27 outputs sinωt and cosωt, which are oscillation output signals having a predetermined frequency (N × Frate), to the multipliers 72-1 and 72-2 of the oscillator having the configuration shown in FIG.

2値化回路28−1は、加算器74−1から供給されてきた信号sin(ωt+φ)を2値化し、得られた2値化信号をEX-OR回路22−1に出力する。   The binarization circuit 28-1 binarizes the signal sin (ωt + φ) supplied from the adder 74-1, and outputs the obtained binarization signal to the EX-OR circuit 22-1.

2値化回路28−2は、加算器74−2から供給されてきた信号cos(ωt+φ)を2値化し、得られた2値化信号をEX-OR回路22−2に出力する。   The binarization circuit 28-2 binarizes the signal cos (ωt + φ) supplied from the adder 74-2, and outputs the obtained binarization signal to the EX-OR circuit 22-2.

次に、図9に示す発振器を実装するDPLL62の変形例について説明する。   Next, a modified example of the DPLL 62 mounting the oscillator shown in FIG. 9 will be described.

図9の構成によるNCOをコスタスループに応用した場合、図14の様な変形版の構成が考えられる。図12、及び図13は図3のNCO27、EX-OR22−1,22−2、低域通過フィルタ23−1,23−2に対応する構成を切り出したものである。これらの構成による処理の過程を、低域通過フィルタの処理を除いて数式化すると、演算式は後述する式(5)及び(6)で表される。従って、図3の回路は図14の回路のように変形することが可能であるが、このような変形を行うことにより、ロジック回路への実装が大幅に簡略化される場合がある。   When the NCO having the configuration of FIG. 9 is applied to the Costas loop, a configuration of a modified version as shown in FIG. 14 can be considered. 12 and FIG. 13 are cut out configurations corresponding to the NCO 27, EX-ORs 22-1, 22-2, and low-pass filters 23-1, 23-2 in FIG. When the process of these configurations is expressed by mathematical expression excluding the low-pass filter process, the arithmetic expression is expressed by expressions (5) and (6) described later. Therefore, the circuit of FIG. 3 can be modified as the circuit of FIG. 14, but by implementing such a modification, the mounting on the logic circuit may be greatly simplified.

上述したように、π/2だけ位相がずれた2つの信号のそれぞれと、PSK変調信号の位相差の移動平均がIアーム、Qアームの位相比較結果として、発振器を制御する管理部(制御テーブルを管理する管理部)に供給されるようにすればDPLL62を実現することができる。   As described above, each of the two signals whose phases are shifted by π / 2 and the moving average of the phase difference between the PSK modulation signals are used as a result of the phase comparison between the I arm and the Q arm. DPLL 62 can be realized if it is supplied to a management unit that manages

図12と図13は、それぞれ、IアームとQアームの位相比較結果を出力する構成を模式的に示す図である。   FIG. 12 and FIG. 13 are diagrams schematically showing a configuration for outputting a phase comparison result between the I arm and the Q arm, respectively.

図12の構成においては、制御信号に応じて発生された信号sin(ωt+φ)と、復調回路61から供給されてきたPSK変調信号の掛け算が行われることによりそれらの信号の位相が比較され、比較結果の移動平均がIアームの位相比較結果として低域通過フィルタから出力される。図12の掛け算器により行われる演算を下式(5)に示す。なお、Cはcosφ、Sはsinφを表す。   In the configuration of FIG. 12, the signal sin (ωt + φ) generated according to the control signal and the PSK modulation signal supplied from the demodulation circuit 61 are multiplied to compare the phases of these signals. The resulting moving average is output from the low pass filter as the phase comparison result of the I arm. The calculation performed by the multiplier shown in FIG. C represents cosφ, and S represents sinφ.

Figure 0004513678
Figure 0004513678

一方、図13の構成においては、制御信号に応じて発生された信号cos(ωt+φ)と、復調回路61から供給されてきたPSK変調信号の掛け算が行われることによりそれらの位相が比較され、比較結果の移動平均がQアームの位相比較結果として低域通過フィルタから出力される。図13の掛け算器により行われる演算を下式(6)に示す。   On the other hand, in the configuration of FIG. 13, the signal cos (ωt + φ) generated according to the control signal and the PSK modulation signal supplied from the demodulation circuit 61 are multiplied to compare their phases, and the comparison is made. The resulting moving average is output from the low pass filter as the Q arm phase comparison result. The calculation performed by the multiplier of FIG. 13 is shown in the following formula (6).

Figure 0004513678
Figure 0004513678

式(5)に従って図12の構成と等価の構成を選択し、また、式(6)に従って図13の構成と等価の構成を選択することにより、Iアームの位相比較結果、Qアームの位相比較結果を出力する構成を実現することが可能になる。   A configuration equivalent to the configuration of FIG. 12 is selected according to equation (5), and a configuration equivalent to the configuration of FIG. 13 is selected according to equation (6). A configuration for outputting the result can be realized.

図14は、DPLL62の構成例を示す図である。PLLをこのような構成を有するものとすることにより、ロジック回路への実装が大幅に簡略化される場合がある。   FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration example of the DPLL 62. When the PLL has such a configuration, the mounting on the logic circuit may be greatly simplified.

図14のDPLL62には、図12と図13を参照して説明したような、CとSの値に従って式(5)、(6)の演算を行う具体的な構成が含まれている。   The DPLL 62 in FIG. 14 includes a specific configuration for performing the calculations of the equations (5) and (6) according to the values of C and S as described with reference to FIGS.

ハードリミッタ101は、PSK変調信号を2値化し、2値化信号を掛け算器102−1と102−2にそれぞれ出力する。   The hard limiter 101 binarizes the PSK modulation signal and outputs the binarized signal to the multipliers 102-1 and 102-2, respectively.

掛け算器102−1は、ハードリミッタ101から供給されてきた2値化信号と、分周器111から供給されてきた発振出力信号sinωtの掛け算を行い、掛け算結果を掛け算器103−1と104−2に出力する。掛け算器102−1の演算結果はPSK・sinωtで表される。   The multiplier 102-1 multiplies the binarized signal supplied from the hard limiter 101 and the oscillation output signal sinωt supplied from the frequency divider 111, and the multiplication results are multiplied by the multipliers 103-1 and 104-. Output to 2. The calculation result of the multiplier 102-1 is expressed by PSK · sinωt.

掛け算器102−2は、ハードリミッタ101から供給されてきた2値化信号と、分周器111から供給されてきた発振出力信号cosωtの掛け算を行い、掛け算結果を掛け算器103−2と104−1に出力する。掛け算器102−2の演算結果はPSK・cosωtで表される。   The multiplier 102-2 multiplies the binarized signal supplied from the hard limiter 101 and the oscillation output signal cosωt supplied from the frequency divider 111, and the multiplication results are multiplied by the multipliers 103-2 and 104-. Output to 1. The calculation result of the multiplier 102-2 is expressed by PSK · cosωt.

掛け算器103−1は、掛け算器102−1から供給されてきた信号PSK・sinωtと、可変型発振器110から供給されてきた発振出力信号cosφの掛け算を行い、掛け算結果を加算器105−1に出力する。掛け算器103−1の演算結果はC・PSK・sinωtで表される。   The multiplier 103-1 multiplies the signal PSK · sinωt supplied from the multiplier 102-1 by the oscillation output signal cosφ supplied from the variable oscillator 110, and the multiplication result is sent to the adder 105-1. Output. The calculation result of the multiplier 103-1 is expressed by C · PSK · sinωt.

掛け算器103−2は、掛け算器102−2から供給されてきた信号PSK・cosωtと、可変型発振器110から供給されてきた発振出力信号cosφの掛け算を行い、掛け算結果を加算器105−2に出力する。掛け算器103−2の演算結果はC・PSK・cosωtで表される。   The multiplier 103-2 multiplies the signal PSK · cosωt supplied from the multiplier 102-2 and the oscillation output signal cosφ supplied from the variable oscillator 110, and the multiplication result is sent to the adder 105-2. Output. The calculation result of the multiplier 103-2 is represented by C · PSK · cosωt.

掛け算器104−1は、掛け算器102−2から供給されてきた信号PSK・cosωtと、可変型発振器110から供給されてきた発振出力信号sinφの掛け算を行い、掛け算結果を加算器105−1に出力する。掛け算器104−1の演算結果はS・PSK・cosωtで表される。   The multiplier 104-1 multiplies the signal PSK · cosωt supplied from the multiplier 102-2 by the oscillation output signal sinφ supplied from the variable oscillator 110, and the multiplication result is sent to the adder 105-1. Output. The calculation result of the multiplier 104-1 is represented by S · PSK · cosωt.

掛け算器104−2は、掛け算器102−1から供給されてきた信号PSK・sinωtと、可変型発振器110から供給されてきた発振出力信号sinφの掛け算を行い、掛け算結果を加算器105−2に出力する。掛け算器104−2の演算結果はS・PSK・sinωtで表される。   The multiplier 104-2 multiplies the signal PSK · sinωt supplied from the multiplier 102-1 by the oscillation output signal sinφ supplied from the variable oscillator 110, and the multiplication result is sent to the adder 105-2. Output. The calculation result of the multiplier 104-2 is represented by S · PSK · sinωt.

加算器105−1は、掛け算器103−1から供給されてきた信号C・PSK・sinωtと、掛け算器104−1から供給されてきた信号S・PSK・cosωtを加算し、加算結果を表す信号を低域通過フィルタ106−1に出力する。加算器105−1の演算結果は下式(7)で表される。   The adder 105-1 adds the signal C · PSK · sinωt supplied from the multiplier 103-1, and the signal S · PSK · cosωt supplied from the multiplier 104-1, and represents the addition result. Is output to the low-pass filter 106-1. The calculation result of the adder 105-1 is expressed by the following formula (7).

Figure 0004513678
Figure 0004513678

加算器105−2は、掛け算器103−2から供給されてきた信号C・PSK・cosωtから、掛け算器104−2から供給されてきた信号S・PSK・sinωtを減算し、減算結果を表す信号を低域通過フィルタ106−2に出力する。加算器105−2の演算結果は下式(8)で表される。   The adder 105-2 subtracts the signal S · PSK · sinωt supplied from the multiplier 104-2 from the signal C · PSK · cosωt supplied from the multiplier 103-2, and represents a subtraction result. Is output to the low-pass filter 106-2. The calculation result of the adder 105-2 is expressed by the following equation (8).

Figure 0004513678
Figure 0004513678

低域通過フィルタ106−1は、加算器105−1の出力の移動平均を求め、求めた移動平均を、Iアームの位相比較結果として3値化回路107−1に出力する。   The low-pass filter 106-1 calculates the moving average of the output of the adder 105-1, and outputs the calculated moving average to the ternary circuit 107-1 as the phase comparison result of the I arm.

低域通過フィルタ106−2は、加算器105−2の出力の移動平均を求め、求めた移動平均を、Qアームの位相比較結果として3値化回路107−2に出力する。   The low-pass filter 106-2 calculates a moving average of the output of the adder 105-2, and outputs the calculated moving average to the ternary circuit 107-2 as a Q-arm phase comparison result.

3値化回路107−1は、低域通過フィルタ106−1から供給されてきた移動平均を例えば3値化し、3値化した移動平均をテーブル管理部108に出力する。   The ternary circuit 107-1 converts the moving average supplied from the low-pass filter 106-1 into, for example, a ternary value and outputs the ternized moving average to the table management unit 108.

3値化回路107−2は、低域通過フィルタ106−2から供給されてきた移動平均を例えば3値化し、3値化した移動平均をテーブル管理部108に出力する。   The ternary circuit 107-2 converts the moving average supplied from the low-pass filter 106-2 into, for example, a ternary value and outputs the ternary moving average to the table management unit 108.

テーブル管理部108は、低域通過フィルタ106−1,106−2等により得られた位相比較結果(移動平均)と、制御内容cnt(φの値)を対応付けた制御テーブル管理しており、3値化回路107−1,107−2から供給されてきた移動平均に基づいて、制御信号を標準化回路109に出力する。   The table management unit 108 manages a control table in which the phase comparison results (moving average) obtained by the low-pass filters 106-1, 106-2, etc. are associated with the control content cnt (value of φ). Based on the moving average supplied from the ternary circuits 107-1 and 107-2, a control signal is output to the standardization circuit 109.

標準化回路109は、テーブル管理部108から供給されてきた制御信号の標準化を行うことによってノイズの影響を除去し、標準化された制御信号を可変型発振器110に出力する。   The standardization circuit 109 removes the influence of noise by standardizing the control signal supplied from the table management unit 108, and outputs the standardized control signal to the variable oscillator 110.

可変型発振器110は、標準化回路109から供給されてきた制御信号に従ってφの値を変更し、cosφで表される発振出力信号を掛け算器103−1と103−2に、sinφで表される発振出力信号を掛け算器104−1と104−2にそれぞれ出力する。   The variable oscillator 110 changes the value of φ in accordance with the control signal supplied from the standardization circuit 109, and oscillates the oscillation output signal represented by cosφ to the multipliers 103-1 and 103-2 and represented by sinφ. Output signals are output to multipliers 104-1 and 104-2, respectively.

分周器111は、図示せぬ発振器から供給されてきた発振出力信号Fmclkを所定の分周比Ndivで分周し、発振出力信号sinωtを掛け算器102−1に、発振出力信号cosωtを掛け算器102−2にそれぞれ出力する。 The frequency divider 111 divides the oscillation output signal F mclk supplied from an oscillator (not shown ) by a predetermined frequency division ratio N div , and the oscillation output signal sinωt is supplied to the multiplier 102-1, and the oscillation output signal cosωt is Each is output to the multiplier 102-2.

DPLL62を以上のようにして構成することにより、位相の分解能を上げることが可能となり、クロック信号の周波数が高い場合であっても、それとの同期を確保することができる。従って、リーダライタ間との通信を、より高い転送レートで実現することが可能になる。   By configuring the DPLL 62 as described above, it is possible to increase the phase resolution and to ensure synchronization with the clock signal even when the frequency is high. Therefore, communication between the reader / writer can be realized at a higher transfer rate.

なお、以上においては、高い分解能を有する発振器が図9に示す構成により実現されるとしたが、例えば、図15に示す構成により実現されるようにしてもよい。   In the above description, the oscillator having high resolution is realized by the configuration shown in FIG. 9, but may be realized by the configuration shown in FIG. 15, for example.

分周比可変型分周器121は、外部からの制御信号に従って分周比Ndivを決定し、決定した分周比Ndivで、図示せぬ発振器から供給されてきた発振出力信号Fmclkを分周する。 The variable dividing ratio type frequency divider 121 determines the dividing ratio N div according to the control signal from the outside, and the oscillation output signal F mclk supplied from the oscillator (not shown) is determined with the determined dividing ratio N div. Divide the frequency.

分周比可変型分周器121は、得られた発信出力信号aを掛け算器123−1に出力するとともに、発信出力信号aを基準として位相がN・(2π/Ndiv)だけ遅れた発信出力信号a’を掛け算器124−1に出力する。また、分周比可変型分周器121は、発信出力信号aを基準として位相がπ/2だけ遅れた発信出力信号bを掛け算器124−2に出力するとともに、発信出力信号bを基準として位相がN・(2π/Ndiv)だけ遅れた発信出力信号b’を掛け算器123−2に出力する。 The variable dividing ratio type frequency divider 121 outputs the obtained transmission output signal a to the multiplier 123-1, and the transmission whose phase is delayed by N · (2π / N div ) with respect to the transmission output signal a. The output signal a ′ is output to the multiplier 124-1. Further, the variable dividing ratio type frequency divider 121 outputs a transmission output signal b whose phase is delayed by π / 2 with respect to the transmission output signal a to the multiplier 124-2, and also uses the transmission output signal b as a reference. The transmission output signal b ′ whose phase is delayed by N · (2π / N div ) is output to the multiplier 123-2.

掛け算器123−1は、分周比可変型分周器121から供給されてきた発信出力信号aと、可変型発振器122から供給されてきた発振出力信号A(A=f(cnt))の掛け算を行い、掛け算結果を表す信号を加算器125−1に出力する。図15の構成を、図9の構成と同様にして図14のDPLL62に組み込んだ場合、掛け算器123−1には、発振出力信号aと、PSK変調信号を掛け算して得られた信号が供給されてくる。   The multiplier 123-1 multiplies the oscillation output signal a supplied from the variable division ratio divider 121 and the oscillation output signal A (A = f (cnt)) supplied from the variable oscillator 122. And outputs a signal representing the multiplication result to the adder 125-1. When the configuration of FIG. 15 is incorporated in the DPLL 62 of FIG. 14 in the same manner as the configuration of FIG. 9, the multiplier 123-1 is supplied with a signal obtained by multiplying the oscillation output signal a and the PSK modulation signal. It will be.

掛け算器123−2は、分周比可変型分周器121から供給されてきた発信出力信号b’と、可変型発振器122から供給されてきた発振出力信号Aの掛け算を行い、掛け算結果を表す信号を加算器125−2に出力する。図15の構成をDPLL62に組み込んだ場合、掛け算器123−2には、発振出力信号b’と、PSK変調信号を掛け算して得られた信号が供給されてくる。   The multiplier 123-2 multiplies the oscillation output signal b ′ supplied from the variable division ratio divider 121 and the oscillation output signal A supplied from the variable oscillator 122, and represents a multiplication result. The signal is output to the adder 125-2. When the configuration of FIG. 15 is incorporated into the DPLL 62, the multiplier 123-2 is supplied with a signal obtained by multiplying the oscillation output signal b 'and the PSK modulation signal.

掛け算器124−1は、分周比可変型分周器121から供給されてきた発信出力信号a’と、可変型発振器122から供給されてきた発振出力信号Bの掛け算を行い、掛け算結果を表す信号を加算器125−1に出力する。図15の構成をDPLL62に組み込んだ場合、掛け算器124−1には、発振出力信号a’と、PSK変調信号を掛け算して得られた信号が供給されてくる。   The multiplier 124-1 multiplies the transmission output signal a ′ supplied from the variable division ratio divider 121 and the oscillation output signal B supplied from the variable oscillator 122, and represents a multiplication result. The signal is output to the adder 125-1. When the configuration of FIG. 15 is incorporated in the DPLL 62, the multiplier 124-1 is supplied with a signal obtained by multiplying the oscillation output signal a ′ and the PSK modulation signal.

掛け算器124−2は、分周比可変型分周器121から供給されてきた発信出力信号bと、可変型発振器122から供給されてきた発振出力信号Bの掛け算を行い、掛け算結果を表す信号を加算器125−2に出力する。図15の構成をDPLL62に組み込んだ場合、掛け算器124−2には、発振出力信号bと、PSK変調信号を掛け算して得られた信号が供給されてくる。   The multiplier 124-2 multiplies the oscillation output signal b supplied from the variable division ratio divider 121 and the oscillation output signal B supplied from the variable oscillator 122, and represents a multiplication result. Is output to the adder 125-2. When the configuration of FIG. 15 is incorporated in the DPLL 62, the multiplier 124-2 is supplied with a signal obtained by multiplying the oscillation output signal b and the PSK modulation signal.

加算器125−1は、掛け算器123−1から供給されてきた信号と、掛け算器124−1から供給されてきた信号を加算し、加算結果を表す信号sin(ωt+φ)を、後段に設けられるフィルタ(図14の低域通過フィルタ106−1)に出力する。   The adder 125-1 adds the signal supplied from the multiplier 123-1 and the signal supplied from the multiplier 124-1, and a signal sin (ωt + φ) representing the addition result is provided in the subsequent stage. It outputs to a filter (low-pass filter 106-1 of FIG. 14).

加算器125−2は、掛け算器123−2から供給されてきた信号と、掛け算器124−2から供給されてきた信号を加算し、加算結果を表す信号cos(ωt+φ)を、後段に設けられるフィルタ(図14の低域通過フィルタ106−2)に出力する。   The adder 125-2 adds the signal supplied from the multiplier 123-2 and the signal supplied from the multiplier 124-2, and a signal cos (ωt + φ) representing the addition result is provided in the subsequent stage. It outputs to a filter (low-pass filter 106-2 of FIG. 14).

すなわち、Aは、発信出力信号aと掛け算して得られた値と、発信出力信号a’と掛け算して得られた値とを加算した値がsin(ωt+φ)により表される関数とされる。また、Bは、発信出力信号bと掛け算して得られた値と、発信出力信号b’と掛け算して得られた値とを加算した値がcos(ωt+φ)により表されような関数とされる。   That is, A is a function in which a value obtained by multiplying the transmission output signal a and the value obtained by multiplying the transmission output signal a ′ is represented by sin (ωt + φ). . B is a function such that a value obtained by multiplying the transmission output signal b and a value obtained by multiplying the transmission output signal b ′ is represented by cos (ωt + φ). The

このように、位相を比較する信号(PSK変調信号と掛け算が行われる信号)として、図9に示すようなsin信号とcos信号だけでなく、sin信号を基準として所定の量だけ位相がずれた信号と、cos信号を基準として所定の量だけ位相がずれた信号とを用意することによっても、位相の分解能を上げることができる。すなわち、sin信号とcos信号だけで得ることができない位相の信号を補間することができる。   As described above, as a signal for phase comparison (a signal to be multiplied with the PSK modulation signal), not only the sin signal and the cos signal as shown in FIG. 9 but also the phase is shifted by a predetermined amount on the basis of the sin signal. The resolution of the phase can also be improved by preparing a signal and a signal whose phase is shifted by a predetermined amount with reference to the cos signal. That is, it is possible to interpolate a signal having a phase that cannot be obtained only by the sin signal and the cos signal.

なお、図15に示す構成は、例えば、図14に示す構成のうちの図9の構成に対応する部分に替えてDPLL62に含まれる。また、図15の構成のうちの分周比可変型発振器121は、分周器111に替えてDPLL62に設けられる。これによっても、位相の分解能を上げることが可能となり、クロック信号の周波数が高い場合であっても、それとの同期を確保することができるDPLL62を実現することができる。   The configuration shown in FIG. 15 is included in the DPLL 62 instead of the portion corresponding to the configuration shown in FIG. 9 in the configuration shown in FIG. 15 is provided in the DPLL 62 in place of the frequency divider 111. This also makes it possible to increase the phase resolution and realize the DPLL 62 that can ensure synchronization with the clock signal even when the frequency is high.

PLL回路の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a PLL circuit. コスタスループの例を示す図である。It is a figure which shows the example of a Costas loop. 図2のコスタスループをディジタル化した例を示す図である。It is a figure which shows the example which digitized the Costas loop of FIG. 図3のコスタスループで扱われる信号の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the signal handled by the Costas loop of FIG. Iアーム、Qアームの位相比較結果をグラフ化したものを示す図である。It is a figure which shows what plotted the phase comparison result of I arm and Q arm. 制御テーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of a control table. 分周比可変型分周器の出力の例を説明する図である。It is a figure explaining the example of the output of a division ratio variable type frequency divider. 本発明を適用した非接触ICチップの一部の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the example of a structure of a part of non-contact IC chip to which this invention is applied. 図8のDPLLに設けられる構成の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a structure provided in DPLL of FIG. 図9の発振器を備えるPLLの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of PLL provided with the oscillator of FIG. 図9の発振器を備えるPLLの他の構成例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating another configuration example of a PLL including the oscillator of FIG. 9. Iアームの位相比較結果を出力する構成を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the structure which outputs the phase comparison result of I arm. Qアームの位相比較結果を出力する構成を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the structure which outputs the phase comparison result of Q arm. 図8のDPLLの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of DPLL of FIG. 図8のDPLLに設けられる構成の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the structure provided in DPLL of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

51 非接触ICチップ, 61 復調回路, 62 DPLL, 63 CPU, 71 発振器, 101 ハードリミッタ, 102−1,102−2 掛け算器, 103−1,103−2 掛け算器, 104−1,104−2 掛け算器, 105−1,105−2 加算器, 106−1,106−2 低域通過フィルタ, 107−1,107−2 3値化回路, 108 テーブル管理部, 109 標準化回路, 110 発振器, 111 分周器   51 contactless IC chip, 61 demodulator, 62 DPLL, 63 CPU, 71 oscillator, 101 hard limiter, 102-1, 102-2 multiplier, 103-1, 103-2 multiplier, 104-1, 104-2 Multiplier, 105-1, 105-2 adder, 106-1, 106-2 low-pass filter, 107-1, 107-2 ternary circuit, 108 table management unit, 109 standardization circuit, 110 oscillator, 111 Divider

Claims (6)

相互に位相の異なる2つの繰り返し波形である第1の波形および第2の波形と、前記第1の波形、および前記第2の波形のそれぞれに対して、所定の変数に対応付けて設定され、相互に異なる第1の乗数および第2の乗数との乗算結果を求め、前記第1の波形と前記第1の乗数との乗算結果、および、前記第2の波形と前記第2の乗数との乗算結果の、並びに、前記第1の波形と前記第2の乗数との乗算結果、および、前記第2の波形と前記第1の乗数との乗算結果の差をそれぞれ位相比較結果として演算し、前記位相比較結果である前記和および前記差の関係により、前記所定の変数を変化させ、前記第1の乗数および第2の乗数の設定を変化させることにより発振器の位相を制御して、発振器出力を得る発振器を備える
ことを特徴とするPLL回路。
The first waveform and the second waveform, which are two repetitive waveforms having different phases from each other, and the first waveform and the second waveform are set in association with predetermined variables, A multiplication result of the first multiplier and the second multiplier which are different from each other is obtained, a multiplication result of the first waveform and the first multiplier, and the second waveform and the second multiplier The sum of the multiplication results, the multiplication result of the first waveform and the second multiplier, and the difference between the multiplication results of the second waveform and the first multiplier are respectively calculated as phase comparison results. The phase of the oscillator is controlled by changing the predetermined variable according to the relationship between the sum and the difference as the phase comparison result, and changing the settings of the first multiplier and the second multiplier. Features an oscillator that obtains output PLL circuit.
非接触IC(Integrated Circuit)チップに設けられるPLL(Phase Lock Loop)回路において、
所定の変数に対応付けて設定される第1の信号と、前記所定の変数に対応付けて設定され、前記第1の信号を基準としてπ/2だけ位相がずれた信号である第2の信号とを発生する発生手段と、
所定周波数の発振出力信号を所定の分周比で分周することにより得られる第1の発振出力信号と外部からの電磁波を復調して得られたPSK(Phase Shift Keying)変調信号との乗算結果と、前記第1の信号との位相比較結果である第1の位相比較結果と、前記第1の発振出力信号を基準としてπ/2だけ位相がずれた第2の発振出力信号と前記PKS変調信号との乗算結果と、前記第2の信号との位相比較結果である第2の位相比較結果とを、前記発生手段により発生された前記第1の信号、前記第1の発出力信号および前記PKS信号の乗算結果、並びに前記第2の信号、前記第2の発振出力信号、および前記PKS信号の乗算結果のと、前記第1の信号、前記第2の発振出力信号、および前記PKS信号の乗算結果、並びに前記第2の信号、前記第1の発振出力信号、および前記PKS信号の乗算結果のとで表すように演算を行う演算手段と、
前記演算手段による演算により求められた前記第1、第2の位相比較結果に基づいて、前記発生手段により発生させる前記第1、第2の信号を設定する前記所定の変数を制御する制御手段と
を備えることを特徴とするPLL回路。
In PLL (Phase Lock Loop) circuit provided in non-contact IC (Integrated Circuit) chip,
A first signal set in association with a predetermined variable, and a second signal that is set in association with the predetermined variable and is a signal shifted in phase by π / 2 with respect to the first signal Generating means for generating
Multiplication result of the first oscillation output signal obtained by dividing the oscillation output signal of a predetermined frequency by a predetermined division ratio and the PSK (Phase Shift Keying) modulation signal obtained by demodulating the electromagnetic wave from the outside A first phase comparison result which is a phase comparison result with the first signal, a second oscillation output signal whose phase is shifted by π / 2 with respect to the first oscillation output signal, and the PKS modulation the multiplication result between the signal and a second phase comparison result is a phase comparison result between the second signal, the first signal generated by said generating means, said first oscillation output signal and The multiplication result of the PKS signal, the sum of the multiplication result of the second signal, the second oscillation output signal, and the PKS signal, the first signal, the second oscillation output signal, and the PKS Signal multiplication result, the second signal, and the first oscillation output signal. And arithmetic means for performing an operation to represent the difference between the PKS signal and the multiplication result of the PKS signal,
Control means for controlling the predetermined variable for setting the first and second signals generated by the generating means based on the first and second phase comparison results obtained by the calculation by the calculating means; A PLL circuit comprising:
前記制御手段は、前記演算手段による演算により求められた前記第1、第2の位相比較結果と対応付けて、前記発生手段の制御内容を表す情報を管理し、管理している情報を参照して、前記発生手段により発生させる前記第1、第2の信号を設定する前記所定の変数を制御する
ことを特徴とする請求項2に記載のPLL回路。
The control means manages information indicating the control content of the generating means in association with the first and second phase comparison results obtained by the calculation by the calculation means, and refers to the information managed. The PLL circuit according to claim 2, wherein the predetermined variable for setting the first and second signals generated by the generating unit is controlled.
前記第1の信号、および前記第2の信号は、それぞれC=cosφ、S=sinφで表される前記C,Sであり、前記φは、必要となる繰り返し波形の位相からなる前記所定の変数である
ことを特徴とする請求項2に記載のPLL回路。
The first signal and the second signal are C and S represented by C = cosφ and S = sinφ, respectively, and φ is the predetermined variable composed of a phase of a required repetitive waveform. The PLL circuit according to claim 2, wherein:
リーダライタと非接触で通信を行うIC(Integrated Circuit)チップにおいて、
所定の変数に対応付けて設定される第1の信号と、前記所定の変数に対応付けて設定され、前記第1の信号を基準としてπ/2だけ位相がずれた信号である第2の信号とを発生する発生手段と、
所定周波数の発振出力信号を所定の分周比で分周することにより得られる第1の発振出力信号と外部からの電磁波を復調して得られたPSK(Phase Shift Keying)変調信号との乗算結果と、前記第1の信号との位相比較結果である第1の位相比較結果と、前記第1の発振出力信号を基準としてπ/2だけ位相がずれた第2の発振出力信号と前記PKS変調信号との乗算結果と、前記第2の信号との位相比較結果である第2の位相比較結果とを、前記発生手段により発生された前記第1の信号、前記第1の発出力信号および前記PKS信号の乗算結果、並びに前記第2の信号、前記第2の発振出力信号、および前記PKS信号の乗算結果のと、前記第1の信号、前記第2の発振出力信号、および前記PKS信号の乗算結果、並びに前記第2の信号、前記第1の発振出力信号、および前記PKS信号の乗算結果のとで表すように演算を行う演算手段と、
前記演算手段による演算により求められた前記第1、第2の位相比較結果に基づいて、前記所定の変数を変化させて、前記発生手段により発生させる前記第1、第2の信号の位相を制御する制御手段と
を有するPLL(Phase Lock Loop)回路を備えることを特徴とするICチップ。
In an IC (Integrated Circuit) chip that communicates with a reader / writer in a contactless manner,
A first signal set in association with a predetermined variable, and a second signal that is set in association with the predetermined variable and is a signal shifted in phase by π / 2 with respect to the first signal Generating means for generating
Multiplication result of the first oscillation output signal obtained by dividing the oscillation output signal of a predetermined frequency by a predetermined division ratio and the PSK (Phase Shift Keying) modulation signal obtained by demodulating the electromagnetic wave from the outside A first phase comparison result which is a phase comparison result with the first signal, a second oscillation output signal whose phase is shifted by π / 2 with respect to the first oscillation output signal, and the PKS modulation the multiplication result between the signal and a second phase comparison result is a phase comparison result between the second signal, the first signal generated by said generating means, said first oscillation output signal and The multiplication result of the PKS signal, the sum of the multiplication result of the second signal, the second oscillation output signal, and the PKS signal, the first signal, the second oscillation output signal, and the PKS Signal multiplication result, the second signal, and the first oscillation output signal. And arithmetic means for performing an operation to represent the difference between the PKS signal and the multiplication result of the PKS signal,
Based on the first and second phase comparison results obtained by the calculation by the calculation means, the predetermined variable is changed to control the phases of the first and second signals generated by the generation means. An IC chip comprising a PLL (Phase Lock Loop) circuit having control means for performing
前記制御手段は、前記演算手段による演算により求められた前記第1、第2の位相比較結果と対応付けて、前記発生手段の制御内容を表す情報を管理し、管理している情報を参照して、前記所定の変数を変化させて、前記発生手段により発生させる前記第1、第2の信号の位相を制御する
ことを特徴とする請求項5に記載のICチップ。
The control means manages information indicating the control content of the generating means in association with the first and second phase comparison results obtained by the calculation by the calculation means, and refers to the information managed. The IC chip according to claim 5, wherein the phase of the first and second signals generated by the generating unit is controlled by changing the predetermined variable.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4469008B1 (en) * 2008-11-18 2010-05-26 株式会社オーバル Coriolis flow meter

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001103111A (en) * 1999-09-28 2001-04-13 Sanyo Electric Co Ltd Digital costas loop circuit

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59153333A (en) * 1983-02-21 1984-09-01 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Phase and frequency variable oscillator
JPS6453115A (en) * 1987-08-24 1989-03-01 Nikon Corp Device for generating phase shift signal
JP2905503B2 (en) * 1989-07-29 1999-06-14 シャープ株式会社 Digital clock generator
JPH04288708A (en) * 1991-02-22 1992-10-13 Mitsubishi Electric Corp Frequency synthesizer
JP3137370B2 (en) * 1991-08-07 2001-02-19 株式会社東芝 Digital PLL circuit
JPH06237277A (en) * 1993-02-09 1994-08-23 Nec Corp Psk carrier signal regenerating device
JPH0969858A (en) * 1995-06-22 1997-03-11 Advantest Corp Signal generator
JP4131344B2 (en) * 1998-03-26 2008-08-13 ソニー株式会社 PLL circuit, demodulation circuit, IC card, and IC card processing device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001103111A (en) * 1999-09-28 2001-04-13 Sanyo Electric Co Ltd Digital costas loop circuit

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