JP4824801B2 - Digital phase synchronization circuit - Google Patents

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この発明は、移動体通信システムにおける基地局間同期を実現するためのデジタル位相同期回路(Digital Phase Locked Loop、以下、DPLLと略す)に関し、特にGPS(G1oba1 Positioning System)衛星に同期したGPSレシーバが出力する1PPS(Pu1se Per Second)を基準信号としたDPLLに関するものである。   The present invention relates to a digital phase locked loop (hereinafter abbreviated as DPLL) for realizing synchronization between base stations in a mobile communication system, and in particular, a GPS receiver synchronized with a GPS (G1oba1 Positioning System) satellite. The present invention relates to a DPLL using 1 PPS (Pulse Per Second) to be output as a reference signal.

移動体通信システムでは、周波数の有効利用の面から高い周波数安定度を求められている。特に、無線多重方式にOFDMA(Orthogonal Frequency Divisional Multiple Access)を使用する場合、サブキャリアの間隔が狭く、他の無線方式に比べて高い周波数安定度が必要である。また、高速なハンドオーバを実現する為に基地局間のフレーム同期精度も求められる。   In mobile communication systems, high frequency stability is required from the viewpoint of effective use of frequencies. In particular, when OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) is used for the radio multiplexing scheme, the interval between subcarriers is narrow and high frequency stability is required as compared with other radio schemes. Also, frame synchronization accuracy between base stations is required to realize high-speed handover.

これらの要求を満足する為、基地局にDPLLを実装して、GPS衛星に同期したGPSレシーバが出力する1PPSをDPLLの基準信号に使って、このDPLLで得られた同期クロックを基地局の標準クロックに用いて基地局間同期を実現している。ただし、天候不順やGPSレシーバの故障等、GPSに関する障害が発生した場合、基地局間同期は機能しなくなる。これを回避する為、一部のシステムではDPLLにホールドオーバ機能を実装して、障害発生後一定期間、基地局間同期の状態を保持する機能を有する。   In order to satisfy these requirements, a DPLL is mounted on the base station, and 1PPS output from a GPS receiver synchronized with a GPS satellite is used as a reference signal for the DPLL, and the synchronization clock obtained by the DPLL is used as a standard for the base station. Inter-base station synchronization is realized using the clock. However, if a GPS-related failure such as bad weather or a GPS receiver failure occurs, synchronization between base stations will not function. In order to avoid this, some systems have a function to hold a synchronization state between base stations for a certain period after a failure occurs by implementing a holdover function in the DPLL.

ホールドオーバ時に温度に対する影響を小さくする為、発振器に温度特性の良好なOCXO(Oven Contro11ed Osci11ator)を実装している。   In order to reduce the influence on temperature at the time of holdover, an OCXO (Oven Contro 11ed Osci 11ator) having a good temperature characteristic is mounted on the oscillator.

GPSレシーバはGPSアンテナを通じてGPS衛星からの電波を受信する。GPS衛星に同期している間、GPSレシーバは、GPS衛星に同期した1PPSを出力する。位相検出器は、この1PPSとOCXOの出力クロックを分周器で分周した分周クロックの位相差を検出する。デジタルフィルタは低域通過型のフィルタであり、位相差の高周波成分を減衰する。デジタルフィルタ出力はホールドオーバ回路を通過して、D/A変換器でアナログ信号に変換後、OCXOに入力される。この入力された電圧に応じてOCXOの出力クロックの周波数を制御することができる。以上の動作により、GPS衛星に同期したOCXOの出力クロックを得ることができる。   The GPS receiver receives radio waves from GPS satellites through a GPS antenna. While synchronized with the GPS satellite, the GPS receiver outputs 1 PPS synchronized with the GPS satellite. The phase detector detects the phase difference between the divided clocks obtained by dividing the output clocks of 1PPS and OCXO by the divider. The digital filter is a low-pass filter that attenuates high-frequency components of the phase difference. The digital filter output passes through the holdover circuit, is converted into an analog signal by the D / A converter, and is input to the OCXO. The frequency of the OCXO output clock can be controlled in accordance with the input voltage. With the above operation, an OCXO output clock synchronized with a GPS satellite can be obtained.

GPSに関する障害が発生した場合、GPSレシーバは1PPSの出力を停止する。これを基準信号断検出で検出して基準信号断信号を出力する。これを受けてホールドオーバ回路は、直前のデジタルフィルタ出力を保持して、これをD/A変換器でアナログ信号に変換後、OCXOに入力する。以上の動作により、ホールドオーバ期間中、GPS衛星に同期していたときの状態を維持して、安定したOCXOの出力クロックを得ることができる。   When a GPS-related failure occurs, the GPS receiver stops outputting 1 PPS. This is detected by reference signal disconnection detection and a reference signal disconnection signal is output. In response to this, the holdover circuit holds the previous digital filter output, converts it to an analog signal by the D / A converter, and inputs it to the OCXO. With the above operation, a stable OCXO output clock can be obtained while maintaining the state when synchronized with the GPS satellite during the holdover period.

ただし、ホールドオーバ期間中のOCXOの周波数安定度はOCXOの特性に依存する。一例としてOCXOの特性を紹介すると、周波数温度特性は、最大±10×10−9(−10℃〜+70℃)、経年変化は、最大±2×10−9(/Day)となっている。 However, the frequency stability of the OCXO during the holdover period depends on the characteristics of the OCXO. As an example, the characteristics of OCXO are introduced. The frequency temperature characteristic is a maximum of ± 10 × 10 −9 (−10 ° C. to + 70 ° C.), and the secular change is a maximum of ± 2 × 10 −9 (/ Day).

ここで、ホールドオーバ期問中の周波数温度特性を改善する方法として、同期中、VCO(Vo1tage Contro11ed Osci11ator)周辺の温度を測定して、測定したVCO周辺温度に対するVCO制御電圧値をメモリに記録する。ホールドオーバ期問中は、測定したVCO周辺温度に対するVCO制御電圧値をメモリから読み出して、読み出したVCO制御電圧をVCOに入力して、周波数温度特性に対するVCOの周波数安定度を改善している(例えば、特許文献1参照)。   Here, as a method of improving the frequency temperature characteristic during the holdover period, during the synchronization, the temperature around the VCO (Voage Control 11ed Osci11ator) is measured, and the VCO control voltage value corresponding to the measured VCO ambient temperature is recorded in the memory. . During the holdover period, the VCO control voltage value corresponding to the measured VCO ambient temperature is read from the memory, and the read VCO control voltage is input to the VCO to improve the frequency stability of the VCO with respect to the frequency temperature characteristics ( For example, see Patent Document 1).

また、ホールドオーバ期間中の経年変化を改善する方法として、同期中、計時手段で通知される周期毎に位相検出器出力の位相差を読み取り、読み取った位相差の情報からVCOの経年変化に対する位相差情報を予測して、その経年変化に対する位相差を補正するためのVCO制御電圧値をメモリに記録する。ホールドオーバ期問中は、計時手段で通知される周期毎に、メモリからその周期に対応するVCO制御電圧値を読み出して、読み出したVCO制御電圧をVCOに入力して、経年変化に対するVCOの周波数安定度を改善している(例えば、特許文献2参照)。   Further, as a method for improving the secular change during the holdover period, the phase difference of the phase detector output is read for each period notified by the clock means during synchronization, and the level of the VCO with respect to the secular change is read from the read phase difference information. The phase difference information is predicted, and the VCO control voltage value for correcting the phase difference with respect to the secular change is recorded in the memory. During the holdover period, the VCO control voltage value corresponding to the period is read from the memory for each period notified by the time measuring means, the read VCO control voltage is input to the VCO, and the frequency of the VCO with respect to secular change is obtained. Stability is improved (for example, refer patent document 2).

また、DPLLに関する事例ではないが、振動回路に対する周波数温度特性と経年変化を改善する方法として、水晶発振器の発振周波数を経年変化と温度の関数で表して、この関数のパラメータである公称周波数と経年変化に関する係数、温度に関する係数を水晶発振器メーカーから入手して不揮発メモリに記録する。ホールドオーバ期間中は、水晶発振器の発振周波数を先の関数で予測して、予測した周波数と標準周波数を比較後、比較した誤差を元に水晶発振器の出力クロックに端数処理を施す。つまり、水晶発振器の出力クロックにサイクルを追加、あるいは削除を施して、所望の振動信号を得る。同期中、基準信号と水晶発振器の発振周波数を比較して、比較した誤差情報の履歴を元に先の関数のパラメータを再評価してパラメータを更新する(例えば、特許文献3参照)。   Although not an example of DPLL, as a method for improving the frequency temperature characteristics and aging of the oscillation circuit, the oscillation frequency of the crystal oscillator is expressed as a function of aging and temperature, and the nominal frequency and aging which are parameters of this function are expressed. The coefficient related to change and the coefficient related to temperature are obtained from the crystal oscillator manufacturer and recorded in the nonvolatile memory. During the holdover period, the oscillation frequency of the crystal oscillator is predicted using the previous function, and the predicted frequency is compared with the standard frequency, and then the fractional processing is performed on the output clock of the crystal oscillator based on the compared error. That is, a desired vibration signal is obtained by adding or deleting cycles to the output clock of the crystal oscillator. During synchronization, the reference signal and the oscillation frequency of the crystal oscillator are compared, and the parameters of the previous function are re-evaluated based on the history of the error information thus compared (see, for example, Patent Document 3).

特開2002−217722号公報JP 2002-217722 A 特開2006−121171号公報JP 2006-121171 A 特表2004−516740号公報Special table 2004-516740 gazette

しかしながら、特許文献1に記載された発明は、ホールドオーバ期間中の経年変化を改善できない。したがって、経年変化に対する周波数安定度の劣化が発生する。
また、特許文献2に記載された発明は、ホールドオーバ期間中の周波数温度特性を改善できない。したがって、温度特性に対する周波数安定度の劣化が発生する。
また、特許文献3に記載された発明は端数処埋を施している為、得られた振動信号は大きなジッタを含む。また、水晶発振器の発振周波数を予測するための関数のパラメータを不揮発メモリに記録する手段は工場出荷前の調整時に実施される為、調整費用がかさむことになる。
However, the invention described in Patent Document 1 cannot improve the secular change during the holdover period. Therefore, the frequency stability is deteriorated with respect to aging.
Further, the invention described in Patent Document 2 cannot improve the frequency temperature characteristics during the holdover period. Therefore, the frequency stability is deteriorated with respect to the temperature characteristics.
Moreover, since the invention described in Patent Document 3 is rounded, the obtained vibration signal includes a large jitter. In addition, since the means for recording the parameter of the function for predicting the oscillation frequency of the crystal oscillator in the nonvolatile memory is performed at the time of adjustment before shipment from the factory, adjustment costs are increased.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、ホールドオーバ期間中の温度特性と経年変化に対する影響を抑え、且つ、工場出荷前の調整を必要としない、周波数の高安定性を維持するホールドオーバ機能を有するデジタル位相同期回路を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, suppresses the influence on the temperature characteristics and aging during the holdover period, and does not require adjustment before shipment from the factory. An object of the present invention is to obtain a digital phase synchronization circuit having a holdover function for maintaining stability.

この発明に係るデジタル位相同期回路は、同期対象の信号源からの信号を検出したとき基準信号を出力する基準信号抽出手段と、上記基準信号の未出力状態を検出する基準信号断検出手段と、出力するクロックの周波数が電圧で制御される電圧制御型クロック発振手段と、上記電圧制御型クロック発振手段から出力されるクロックを分周する分周手段と、上記分周手段で分周された分周クロックと上記基準信号抽出手段からの基準信号との位相差を比較する位相検出手段と、上記位相検出手段で検出された位相差の高周波成分を除去するデジタルフィルタ手段と、を有するホールドオーバ機能を具備するデジタル位相同期回路において、上記電圧制御型クロック発振手段の周辺の温度を測定する温度測定手段と、上記同期対象と同期している間、上記デジタルフィルタ手段からの出力で上記電圧制御型クロック発振手段を制御するとともに上記デジタルフィルタ手段からの出力と上記電圧制御型クロック発振手段の周辺の温度、経過時問の履歴から経過時間と上記電圧制御型クロック発振手段の周辺の温度と項に持つ2元多項式を求めて、上記同期対象と同期していない間、同期していない経過時間および上記電圧制御型クロック発振手段の周辺の温度から上記2元多項式で上記電圧制御型クロック発振手段を制御する電圧を推定するとともに推定した電圧で上記電圧制御型クロック発振手段を制御するホールドオーバ手段と、を有する。   The digital phase synchronization circuit according to the present invention comprises a reference signal extraction means for outputting a reference signal when a signal from a signal source to be synchronized is detected, a reference signal disconnection detection means for detecting a non-output state of the reference signal, Voltage-controlled clock oscillating means in which the frequency of the output clock is controlled by voltage, frequency dividing means for dividing the clock output from the voltage controlled clock oscillating means, and the frequency divided by the frequency dividing means A holdover function having phase detection means for comparing the phase difference between the peripheral clock and the reference signal from the reference signal extraction means, and digital filter means for removing high-frequency components of the phase difference detected by the phase detection means In the digital phase synchronization circuit comprising: the temperature measurement means for measuring the temperature around the voltage controlled clock oscillation means; and the synchronization target The voltage control type clock oscillation means is controlled by the output from the digital filter means, the output from the digital filter means, the temperature around the voltage control type clock oscillation means, the elapsed time from the history of elapsed time, and the above The temperature around the voltage controlled clock oscillating means and the binary polynomial in the term are obtained, and from the elapsed time not synchronized and the temperature around the voltage controlled clock oscillating means while not synchronized with the synchronization target. A voltage for controlling the voltage-controlled clock oscillation means with the binary polynomial, and a holdover means for controlling the voltage-controlled clock oscillation means with the estimated voltage.

また、この発明に係る他のデジタル位相同期回路は、上記ホールドオーバ手段が上記基準信号抽出手段から基準信号が出力されている間、上記デジタルフィルタ手段から出力されたデジタルフィルタ出力の履歴と上記温度測定手段で測定された温度の履歴とを記憶する記憶手段と、上記記憶手段に記憶されたデジタルフィルタ出力の履歴と温度の履歴とから時間と温度とを変数とするデジタルフィルタ出力を近似する2元多項式を求めるとともに、上記基準信号抽出手段から基準信号が出力されていない間、上記基準信号の出力が断絶された時点からの経過時間と上記温度測定手段で測定した温度を用いて上記2元多項式から上記電圧制御型クロック発振手段を制御する制御信号を求める演算手段と、上記基準信号抽出手段から基準信号が出力されている間、上記デジタルフィルタ手段から出力されたデジタルフィルタ出力を上記D/A変換手段に出力するとともに、上記基準信号が出力されていない間、上記演算手段で求めた上記電圧制御型クロック発振手段を制御する制御信号を上記D/A変換手段に出力する切替手段と、を有する。   In another digital phase synchronization circuit according to the present invention, the digital filter output history output from the digital filter means and the temperature while the holdover means outputs the reference signal from the reference signal extraction means. The storage means for storing the temperature history measured by the measuring means, and the digital filter output using time and temperature as variables are approximated from the history of the digital filter output and the temperature history stored in the storage means 2 While obtaining the element polynomial, and while the reference signal is not output from the reference signal extracting means, the binary signal is used by using the elapsed time from the time when the output of the reference signal is cut off and the temperature measured by the temperature measuring means. The reference signal is output from the arithmetic means for obtaining a control signal for controlling the voltage-controlled clock oscillation means from the polynomial and the reference signal extraction means. The digital filter output outputted from the digital filter means is outputted to the D / A conversion means while the reference signal is not outputted, and the voltage controlled clock oscillation obtained by the arithmetic means is outputted. Switching means for outputting a control signal for controlling the means to the D / A conversion means.

また、この発明に係る他のデジタル位相同期回路は、上記演算手段は、上記同期対象と同期している間、上記記憶手段で記憶された上記デジタルフィルタ手段からの出力の履歴と温度の履歴とを参照して複数の2元多項式を求めるとともに、それぞれの2元多項式で求めた上記電圧制御型クロック発振手段を制御する制御信号と実際のデジタルフィルタ手段からの出力との誤差が最も小さい2元多項式を選択し、且つ上記同期対象と同期していない間、先に選択した2元多項式で電圧制御型クロック発振手段を制御する制御信号を求める   Further, in another digital phase synchronization circuit according to the present invention, while the arithmetic unit is synchronized with the synchronization target, an output history and a temperature history stored in the storage unit are stored in the storage unit. The binary having the smallest error between the control signal for controlling the voltage-controlled clock oscillation means obtained by each binary polynomial and the output from the actual digital filter means is obtained with reference to FIG. While a polynomial is selected and not synchronized with the synchronization target, a control signal for controlling the voltage-controlled clock oscillation means is obtained with the previously selected binary polynomial.

また、この発明に係る他のデジタル位相同期回路は、上記演算手段は、上記同期対象と同期している間、上記記憶手段で記録された上記デジタルフィルタ出力の履歴と温度の履歴を参照する範囲を複数用意し、その複数の範囲の履歴に1対1に対応した複数の2元多項式を求める。   In another digital phase synchronization circuit according to the present invention, the arithmetic means refers to the history of the digital filter output and the temperature history recorded in the storage means while synchronizing with the synchronization target. Are prepared, and a plurality of binary polynomials corresponding one-to-one with the history of the plurality of ranges is obtained.

この発明に係るデジタル位相同期回路によれば、同期対象の信号源からの信号を検出したとき基準信号を出力する基準信号抽出手段と、上記基準信号の未出力状態を検出する基準信号断検出手段と、出力するクロックの周波数が電圧で制御される電圧制御型クロック発振手段と、上記電圧制御型クロック発振手段から出力されるクロックを分周する分周手段と、上記分周手段で分周された分周クロックと上記基準信号抽出手段からの基準信号との位相差を比較する位相検出手段と、上記位相検出手段で検出された位相差の高周波成分を除去するデジタルフィルタ手段と、を有するホールドオーバ機能を具備するデジタル位相同期回路において、上記電圧制御型クロック発振手段の周辺の温度を測定する温度測定手段と、上記同期対象と同期している間、上記デジタルフィルタ手段からの出力で上記電圧制御型クロック発振手段を制御するとともに上記デジタルフィルタ手段からの出力と上記電圧制御型クロック発振手段の周辺の温度、経過時問の履歴から経過時間と上記電圧制御型クロック発振手段の周辺の温度と項に持つ2元多項式を求めて、上記同期対象と同期していない間、同期していない経過時間および上記電圧制御型クロック発振手段の周辺の温度から上記2元多項式で上記電圧制御型クロック発振手段を制御する電圧を推定するとともに推定した電圧で上記電圧制御型クロック発振手段を制御するホールドオーバ手段と、を有するので、経年変化と温度特性に対するホールドオーバ期間中の周波数安定度の劣化を抑止する効果を得られる。   According to the digital phase synchronization circuit of the present invention, the reference signal extraction means for outputting the reference signal when the signal from the signal source to be synchronized is detected, and the reference signal disconnection detection means for detecting the non-output state of the reference signal Voltage-controlled clock oscillation means in which the frequency of the output clock is controlled by voltage, frequency dividing means for dividing the clock output from the voltage-controlled clock oscillation means, and frequency division by the frequency dividing means A phase detection means for comparing the phase difference between the divided clock and the reference signal from the reference signal extraction means, and a digital filter means for removing a high frequency component of the phase difference detected by the phase detection means. In the digital phase synchronization circuit having an over function, the temperature measurement means for measuring the temperature around the voltage controlled clock oscillation means, and the synchronization target are synchronized. While the voltage control type clock oscillation means is controlled by the output from the digital filter means, the output from the digital filter means and the temperature around the voltage control type clock oscillation means, the elapsed time from the history of elapsed time, And the temperature around the voltage-controlled clock oscillating means and the binary polynomial in the term, while not synchronized with the synchronization target, the elapsed time not synchronized and the surroundings of the voltage-controlled clock oscillating means And a holdover means for controlling the voltage-controlled clock oscillation means with the estimated voltage and estimating the voltage for controlling the voltage-controlled clock oscillation means with the binary polynomial from the temperature. The effect of suppressing the deterioration of the frequency stability during the holdover period can be obtained.

また、この発明に係る他のデジタル位相同期回路によれば、対象の信号源に同期している間、上記記憶手段で記録されたデジタルフィルタ出力の履歴と上記電圧制御型クロック発振手段周辺の温度の履歴から2元多項式を上記演算手段で求めるようにしたので、上記電圧制御型クロック発振手段のパラメータを事前に必要としない為、工場出荷前の調整費用を省くことができ、装置のコストを抑える効果を得られる。   According to another digital phase synchronization circuit of the present invention, the digital filter output history recorded in the storage means and the temperature around the voltage controlled clock oscillation means while synchronizing with the target signal source. Since the binary polynomial is obtained from the above history by the calculation means, since the parameters of the voltage controlled clock oscillation means are not required in advance, the adjustment cost before shipment from the factory can be omitted, and the cost of the apparatus can be reduced. The effect of suppressing can be obtained.

また、この発明に係る他のデジタル位相同期回路によれば、上記演算手段は、上記同期対象と同期している間、上記記憶手段で記憶された上記デジタルフィルタ手段からの出力の履歴と温度の履歴とを参照して複数の2元多項式を求めるとともに、それぞれの2元多項式で求めた上記電圧制御型クロック発振手段を制御する制御信号と実際のデジタルフィルタ手段からの出力との誤差が最も小さい2元多項式を選択し、且つ上記同期対象と同期していない間、先に選択した2元多項式で電圧制御型クロック発振手段を制御する制御信号を求めるので、ホールドオーバ期間中の周波数安定度を高安定化する効果を得られる。   Further, according to another digital phase synchronization circuit according to the present invention, the arithmetic unit is configured to store the output history and temperature of the output from the digital filter unit stored in the storage unit while synchronizing with the synchronization target. A plurality of binary polynomials are obtained by referring to the history, and the error between the control signal for controlling the voltage controlled clock oscillation means obtained by each binary polynomial and the output from the actual digital filter means is the smallest. While the binary polynomial is selected and not synchronized with the synchronization target, a control signal for controlling the voltage-controlled clock oscillation means is obtained with the previously selected binary polynomial, so that the frequency stability during the holdover period is increased. A highly stabilizing effect can be obtained.

また、この発明に係る他のデジタル位相同期回路によれば、上記演算手段は、上記同期対象と同期している間、上記記憶手段で記録された上記デジタルフィルタ出力の履歴と温度の履歴を参照する範囲を複数用意し、その複数の範囲の履歴に1対1に対応した複数の2元多項式を求めるので、ホールドオーバ期間中の周波数安定度を高安定化する効果を得られる。   According to another digital phase synchronization circuit of the present invention, the arithmetic means refers to the history of the digital filter output and the temperature history recorded in the storage means while synchronizing with the synchronization target. A plurality of ranges are prepared, and a plurality of binary polynomials corresponding one-to-one are obtained from the history of the plurality of ranges, so that the effect of highly stabilizing the frequency stability during the holdover period can be obtained.

この発明の実施の形態1に係るホールドオーバ機能を有するデジタル位相同期回路を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a digital phase locked loop circuit having a holdover function according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. GPS衛星に同期している間に測定したデジタルフィルタからのフィルタ済位相差信号とOCXOの周辺の温度を図示したグラフである。It is the graph which illustrated the temperature around the filtered phase difference signal from the digital filter measured while synchronizing with a GPS satellite, and OCXO. GPS衛星に同期している間のデジタルフィルタのフィルタ済位相差信号とOCXO制御電圧推定値とを図示したグラフである。It is the graph which illustrated the filtered phase difference signal and OCXO control voltage estimated value of the digital filter during synchronizing with a GPS satellite. 2元多項式で求めたOCXO制御電圧推定値の標準偏差である。It is a standard deviation of the OCXO control voltage estimated value obtained by a binary polynomial.

以下、本発明のデジタル位相同期回路(DPLL)の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係るホールドオーバ機能を有するデジタル位相同期回路(DPLL)を示すブロック図である。
この発明の実施の形態1に係るホールドオーバ機能を有するDPLLは、GPSアンテナ2、基準信号抽出手段としてのGPSレシーバ3、位相検出器4、デジタルフィルタ5、基準信号断検出回路6、ホールドオーバ回路7、D/A変換器8、OCXO9、分周器11、および、温度センサ12を有する。
Hereinafter, preferred embodiments of a digital phase locked loop (DPLL) of the present invention will be described with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
1 is a block diagram showing a digital phase locked loop circuit (DPLL) having a holdover function according to Embodiment 1 of the present invention.
The DPLL having a holdover function according to the first embodiment of the present invention includes a GPS antenna 2, a GPS receiver 3 as a reference signal extraction means, a phase detector 4, a digital filter 5, a reference signal break detection circuit 6, and a holdover circuit. 7, a D / A converter 8, an OCXO 9, a frequency divider 11, and a temperature sensor 12.

GPSアンテナ2は、図示しないGPS衛星からの電波を受ける。
GPSレシーバ3は、GPSアンテナ2が受信した電波から同期対象のGPS衛星が発する信号を受信している間、GPS衛星に同期した基準信号として1PPSを出力する。
位相検出器4は、GPSレシーバ3から出力される1PPSと分周器11から出力される分周クロックとの位相差を検出するとともに位相差に応じた信号を出力する。
デジタルフィルタ5は、低域通過型のフィルタであり、位相検出器4から出力される位相差に応じた信号の高周波成分を減衰し、フィルタ済位相差信号を出力する。
基準信号断検出回路6は、GPSレシーバ3から1PPSが出力されないことを検出し基準信号断信号を出力する。
The GPS antenna 2 receives radio waves from a GPS satellite (not shown).
The GPS receiver 3 outputs 1 PPS as a reference signal synchronized with the GPS satellite while receiving a signal emitted from the GPS satellite to be synchronized from the radio wave received by the GPS antenna 2.
The phase detector 4 detects a phase difference between 1PPS output from the GPS receiver 3 and the divided clock output from the frequency divider 11 and outputs a signal corresponding to the phase difference.
The digital filter 5 is a low-pass filter, attenuates the high-frequency component of the signal corresponding to the phase difference output from the phase detector 4 and outputs a filtered phase difference signal.
The reference signal disconnection detection circuit 6 detects that 1 PPS is not output from the GPS receiver 3 and outputs a reference signal disconnection signal.

ホールドオーバ回路7は、基準信号断信号が入力されていないときはデジタルフィルタ5からのフィルタ済位相差信号をそのまま出力するとともに基準信号断信号が入力されているときには、基準信号断信号が入力されていないときのフィルタ済位相差信号の履歴と温度センサ12からの温度の履歴とから推定する推定値を出力する。
D/A変換器8は、ホールドオーバ回路7から出力される信号をアナログ信号に変換する。
OCXO9は、D/A変換器8から出力されるアナログ信号の電圧に応じて制御される周波数のクロックを出力する。
分周器11は、OCXO9から出力されるクロックを分周した分周クロックを出力する。
温度センサ12は、OCXO9の近傍の温度を計測し、ホールドオーバ回路7に入力する。
The holdover circuit 7 outputs the filtered phase difference signal from the digital filter 5 as it is when the reference signal disconnection signal is not input, and receives the reference signal disconnection signal when the reference signal disconnection signal is input. The estimated value estimated from the history of the filtered phase difference signal and the temperature history from the temperature sensor 12 when not being output is output.
The D / A converter 8 converts the signal output from the holdover circuit 7 into an analog signal.
The OCXO 9 outputs a clock having a frequency controlled according to the voltage of the analog signal output from the D / A converter 8.
The frequency divider 11 outputs a divided clock obtained by dividing the clock output from the OCXO 9.
The temperature sensor 12 measures the temperature near the OCXO 9 and inputs it to the holdover circuit 7.

この発明の実施の形態1に係るホールドオーバ回路7は、演算器15、メモリ16、および切替器17を有する。
演算器15は、GPS衛星に同期している間、つまり、基準信号断検出回路6から出力される基準信号断信号が非アクティブの間、デジタルフィルタ5からのフィルタ済位相差信号vと温度センサ12で測定したOCXO9の周辺の温度Tとを所定の周期でメモリ16に記憶する。また、メモリ16に記憶したデジタルフィルタ5から出力されるフィルタ済位相差信号vの履歴およびOCXO9の周辺の温度Tの履歴から、OCXO9を制御する電圧を近似する2元近似式を求める。
また、演算器15は、GPSに関する障害が発生している間、つまり、基準信号断検出回路6から出力される基準信号断信号がアクティブの間、ホールドオーバ経過時間tとOCXO9の周辺の温度Tから2元多項式でOCXO制御電圧推定値を求める。
The holdover circuit 7 according to the first embodiment of the present invention includes a calculator 15, a memory 16, and a switch 17.
Calculator 15, while synchronized with the GPS satellites, that is, between the reference signal loss signal outputted from the reference signal-off detection circuit 6 is inactive, the filtered phase difference signal v c and the temperature from the digital filter 5 The temperature T m around the OCXO 9 measured by the sensor 12 is stored in the memory 16 at a predetermined cycle. Further, from the history of the temperature T m of a periphery of the history and OCXO9 of the filtered phase difference signal v c output from the digital filter 5 and is stored in the memory 16, obtains the binary approximation formula that approximates the voltage for controlling the OCXO9.
Further, the arithmetic unit 15 is configured to detect the holdover elapsed time t and the temperature T around the OCXO 9 while the GPS-related failure occurs, that is, while the reference signal disconnection signal output from the reference signal disconnection detection circuit 6 is active. An OCXO control voltage estimated value is obtained from m by a binary polynomial.

切替器17は、GPS衛星に同期している間、つまり、基準信号断検出回路6から出力される基準信号断信号が非アクティブの間、デジタルフィルタ5から出力されるフィルタ済位相差信号vを出力する。一方、GPSに関する障害が発生した場合、つまり、基準信号断検出回路6から出力される基準信号断信号がアクティブの間、演算器15から出力されるOCXO制御電圧推定値を出力する。
切替器17から出力される信号はD/A変換器8に入力される。
Switch 17, while synchronized with the GPS satellites, that is, the reference signal-off between the reference signal-off signal output from the detection circuit 6 is inactive, the filtered phase difference signals output from the digital filter 5 v c Is output. On the other hand, when a GPS-related failure occurs, that is, while the reference signal disconnection signal output from the reference signal disconnection detection circuit 6 is active, the OCXO control voltage estimated value output from the calculator 15 is output.
A signal output from the switch 17 is input to the D / A converter 8.

次に、この発明の実施の形態1に係るホールドオーバ回路7を中心に実施例を説明する。
演算器15は、GPS衛星に同期している間、つまり、基準信号断検出回路6から出力される基準信号断信号が非アクティブの間、デジタルフィルタ5から出力されるフィルタ済位相差信号vと温度センサ12で測定したOCXO9の周辺温度Tとを所定の周期でメモリ16に記憶する。一例として、所定の周期は1時間間隔である。
演算器15は、メモリ16に記憶されたデジタルフィルタ5から出力されるフィルタ済位相差信号vの履歴およびOCXO9の周辺の温度Tの履歴から、OCXO9を制御するOCXO制御電圧推定値を2元多項式を用いて推定する。
切替器17は、デジタルフィルタ5から出力されるフィルタ済位相差信号vと演算器15から出力されるOCXO制御電圧推定値とを切り替える。切替器17から出力される信号はD/A変換器8に入力される。
Next, an example will be described focusing on the holdover circuit 7 according to the first embodiment of the present invention.
Calculator 15, while synchronized with the GPS satellites, that is, the reference signal-off between the reference signal-off signal output from the detection circuit 6 is inactive, the filtered phase difference signals output from the digital filter 5 v c and storing the ambient temperature T m of a OCXO9 measured by the temperature sensor 12 in the memory 16 at a predetermined cycle. As an example, the predetermined period is one hour interval.
Calculator 15, from the history of the temperature T m of a periphery of the history and OCXO9 of the filtered phase difference signal v c output from the digital filter 5, which is stored in the memory 16, the OCXO control voltage estimate value for controlling the OCXO9 2 Estimate using the original polynomial.
Switch 17, switches between the filtered phase difference signal v c output from the digital filter 5 and OCXO control voltage estimate value outputted from the arithmetic unit 15. A signal output from the switch 17 is input to the D / A converter 8.

GPSに関する障害が発生した場合、つまり、基準信号断検出回路6から出力される基準信号断信号がアクティブの間、演算器15は、ホールドオーバ経過時間tとOCXO9の周辺の温度Tから2元多項式でOCXO制御電圧推定値を求める。 If a failure related to GPS has occurred, that is, between the reference signal loss signal outputted from the reference signal-off detection circuit 6 is active, arithmetic unit 15, 2-way from the temperature T m of a periphery of the holdover time elapsed t and OCXO9 An OCXO control voltage estimated value is obtained by a polynomial.

次に、OCXO制御電圧を推定する2元多項式について説明する。
公称周波数10MHz、周波数制御特性±1×10−6(制御電圧0V〜4.0V)のOCXO9と、分解能18bit、出力電圧範囲0V〜+4.0VのD/A変換器8とを用いたDPLLを例とする。
図2は、GPS衛星に同期しているときの同期経過時間に対するデジタルフィルタ5からの出力およびOCXO9の周辺の温度を実測したデータを表したグラフである。
この図2からGPS同期経過時間およびOCXO9の周辺の温度がデジタルフィルタ5の出力に及ぼす影響が分かる。また、この図2からデジタルフィルタ5の出力、つまり、OCXO制御電圧v(t,T)は、経過時間tとOCXO9の周辺の温度Tを項とする2元多項式である式(1)、または、式(2)で表せることが分かっている。但し、ここで示した式(1)及び式(2)は全ての電圧制御型発振器に適用することができるものではなく、電圧制御型発振器毎に異なっているので電圧制御型発振器が異なる毎に求める。
Next, a binary polynomial for estimating the OCXO control voltage will be described.
A DPLL using an OCXO 9 having a nominal frequency of 10 MHz and a frequency control characteristic ± 1 × 10 −6 (control voltage 0 V to 4.0 V) and a D / A converter 8 having a resolution of 18 bits and an output voltage range of 0 V to +4.0 V is provided. Take an example.
FIG. 2 is a graph showing data obtained by actually measuring the output from the digital filter 5 and the temperature around the OCXO 9 with respect to the synchronization elapsed time when synchronized with a GPS satellite.
From FIG. 2, it can be seen that the GPS synchronization elapsed time and the temperature around the OCXO 9 affect the output of the digital filter 5. Further, the output of the digital filter 5 from FIG. 2, that is, the OCXO control voltage v C (t, T m ) is an equation (1) that is a binary polynomial whose terms are the elapsed time t and the temperature T m around the OCXO 9. It is known that it can be expressed by the following formula (2). However, the equations (1) and (2) shown here are not applicable to all voltage controlled oscillators, and are different for each voltage controlled oscillator. Ask.

Figure 0004824801
Figure 0004824801

式(1)と式(2)中の係数A、B、C、Dを求める方法として、一般的に最小二乗法で求められることが知られている。GPS衛星に同期している間、メモリ16に記憶したデジタルフィルタ5からのフィルタ済位相差信号vとOCXO9の周辺の温度Tから式(3)に示す履歴を得たとする。 As a method for obtaining the coefficients A, B, C, and D in the equations (1) and (2), it is known that they are generally obtained by the least square method. While in synchronism with the GPS satellites, and obtain a history indicating the temperature T m of a periphery of the filtered phase difference signal v c and OCXO9 from the digital filter 5 stored in the memory 16 in the formula (3).

Figure 0004824801
Figure 0004824801

ここで、経過時間の履歴(t,t,・・・,t)はメモリ16に記憶していないが、メモリ16にデジタルフィルタ5からのフィルタ済位相差信号vとOCXO9の周辺の温度Tを最後に記録した時間を原点に取り、記録周期を1時間間隔とした場合、経過時間の履歴(t,t,・・・,t)は式(4)となる。 Here, the elapsed time history (t 1, t 2, ··· , t n) is not stored in the memory 16, the periphery of the filtered phase difference signal v c and OCXO9 from the digital filter 5 in the memory 16 take the temperature T m of the time of last recording at the origin, when the recording period was set to 1 hour interval, elapsed time history (t 1, t 2, ··· , t n) becomes equation (4) .

Figure 0004824801
Figure 0004824801

式(1)中の係数A、B、Cまたは式(2)中の係数A、B、C、Dは、それぞれデジタルフィルタ5からのフィルタ済位相差信号vとOCXO9の周辺の温度T、式(4)で表される経過時問の履歴(t,t,・・・,t)から式(5)または式(6)で求めることができる。 Coefficients A, B, C in equation (1) or coefficients A, B, C, D in equation (2) are respectively the filtered phase difference signal v c from digital filter 5 and the temperature T m around OCXO 9. From the history (t 1 , t 2 ,..., T n ) of the elapsed time represented by the equation (4), it can be obtained by the equation (5) or the equation (6).

Figure 0004824801
Figure 0004824801

一例として、GPS衛星に同期している間のデジタルフィルタ5からのフィルタ済位相差信号vと式(2)で求めたOCXO制御電圧推定値v(t,T)を図3に示す。図3から分かる通り、デジタルフィルタ5からのフィルタ済位相差信号vは、経過時間tとOCXO9の周辺の温度Tを項に含む2元多項式で近似することが出来て、ホールドオーバ期間中も、この2元多項式でOCXO制御電圧推定値を求めることが出来る。 As an example, OCXO control voltage estimated value calculated by the filtered phase difference signal v c and equation from the digital filter 5 while being synchronized to the GPS satellite (2) v c (t, T m) to 3 . As can be seen from FIG. 3, is the filtered phase difference signal v c from the digital filter 5, and can be approximated by a binary polynomial comprising the temperature T m of a periphery of the elapsed time t and OCXO9 the section during holdover time In addition, the OCXO control voltage estimated value can be obtained by this binary polynomial.

図4は、デジタルフィルタ5の出力とOCXO9の周辺の温度、経過時間の履歴数と2元多項式、履歴の更新時間に対するOCXO制御電圧推定値210の近似精度を、GPS衛星に同期している間のデジタルフィルタ出力112を期待値として2元多項式で求めたOCXO制御電圧推定値210の標準偏差で示した表である。   FIG. 4 shows the output accuracy of the digital filter 5, the temperature around the OCXO 9, the number of elapsed times and the binary polynomial, and the approximate accuracy of the OCXO control voltage estimated value 210 for the history update time while synchronizing with the GPS satellite. 4 is a table showing the standard deviation of the OCXO control voltage estimated value 210 obtained by a binary polynomial with the digital filter output 112 as an expected value.

標準偏差σは、デジタルフィルタ5からのフィルタ済位相差信号vとOCXO9の周辺の温度T、経過時間tの履歴のうち24サンプルを用いて、式(7)で求められる。 The standard deviation sigma, the temperature T m of a periphery of the filtered phase difference signal v c and OCXO9 from the digital filter 5, using 24 samples of the history of the elapsed time t, given by Equation (7).

Figure 0004824801
Figure 0004824801

図4から分かる通り、時問の経過とともに2元多項式や履歴数はOCXO制御電圧推定値の近似精度に影響することが分かる。つまり、OCXO制御電圧推定値の標準偏差が最も少ない2元多項式と履歴数を選択して、ホールドオーバ期間中のOCXO制御電圧推定値を求めることで、より高い周波数安定度を得ることが出来る。   As can be seen from FIG. 4, the binary polynomial and the number of histories influence the approximation accuracy of the OCXO control voltage estimated value as time passes. That is, a higher frequency stability can be obtained by selecting a binary polynomial having the smallest standard deviation of the OCXO control voltage estimated value and the number of histories and obtaining the OCXO control voltage estimated value during the holdover period.

上述のこの発明の実施の形態1に係るDPLLは、OCXO9の周辺の温度を測定する温度センサ12と、GPS衛星と同期している間、デジタルフィルタ5からの出力でOCXO9を制御するとともにデジタルフィルタ5からの出力とOCXO9の周辺の温度、経過時問の履歴から経過時間とOCXO9の周辺の温度と項に持つ2元多項式を求め、GPS衛星と同期していない間、GPS衛星に同期しなくなってからの経過時間およびOCXO9の周辺の温度から2元多項式でOCXO9を制御する制御信号を推定するとともに推定した制御信号でOCXO9を制御するホールドオーバ回路7と、を有するので、経年変化と温度特性に対するホールドオーバ期間中の周波数安定度の劣化を抑止する効果を得られる。   The above-described DPLL according to the first embodiment of the present invention controls the OCXO 9 with the output from the digital filter 5 while synchronizing with the temperature sensor 12 for measuring the temperature around the OCXO 9 and the GPS satellite, and the digital filter. 5 and the temperature around the OCXO9, the elapsed time, the temperature around the OCXO9 and the binary polynomial in the term are obtained from the history of the elapsed time, and while not synchronizing with the GPS satellite, it becomes out of sync with the GPS satellite And a holdover circuit 7 for controlling the OCXO 9 with the estimated control signal and estimating the control signal to control the OCXO 9 with a binary polynomial from the elapsed time and the ambient temperature of the OCXO 9. The effect of suppressing the deterioration of the frequency stability during the holdover period can be obtained.

従って、この発明の実施の形態1に係るDPLLを実装した基地局装置であれば、GPS衛星との同期が取れなくなっても基地局間同期を維持することが出来る。   Therefore, the base station apparatus in which the DPLL according to the first embodiment of the present invention is mounted can maintain the synchronization between base stations even if the synchronization with the GPS satellite becomes impossible.

なお、この発明の実施の形態1に係るDPLLは、GPS衛星に同期したGPSレシーバ3が出力する1PPSを基準信号に用いているが、この基準信号に特定する必要は無く、例えば、DPLLの基準信号を通信網から抽出した基準クロックに置き換えることが出来る。通信網の障害で基準クロックを抽出できない場合でも、ホールドオーバ期間中の周波数安定度を高安定化することが出来る。   The DPLL according to the first embodiment of the present invention uses 1 PPS output from the GPS receiver 3 synchronized with the GPS satellite as a reference signal, but it is not necessary to specify this reference signal. For example, the DPLL reference The signal can be replaced with a reference clock extracted from the communication network. Even when the reference clock cannot be extracted due to a communication network failure, the frequency stability during the holdover period can be highly stabilized.

また、この発明の実施の形態1に係るDPLLは、移動体通信システムの基地局に実装して、ホールドオーバ期間中の基地局間同期維持に適用しているが、この目的に特定する必要は無く、例えば、このDPLLを通信システム内の伝送装置に実装して、ホールドオーバ期間中の高い周波数安定度を必要とする伝送装置に利用することが出来る。   In addition, the DPLL according to Embodiment 1 of the present invention is implemented in a base station of a mobile communication system and applied to maintain synchronization between base stations during a holdover period. For example, the DPLL can be mounted on a transmission device in a communication system and used for a transmission device that requires high frequency stability during a holdover period.

また、この発明の実施の形態1に係るDPLLは、式(1)または式(2)で表される2元多項式をデジタルフィルタ5からの出力とOCXO9の周辺の温度、経過時問の履歴から求めているが、式(1)および式(2)で表される2元多項式を求め、デジタルフィルタ5からの出力との誤差の少ない方の2元多項式を用いてホールドオーバ期間中にOCXO制御電圧推定値を求めても良い。
また、2つの2元多項式ではなく、3つ以上の2元多項式をデジタルフィルタ5からの出力とOCXO9の周辺の温度、経過時問の履歴から求め、デジタルフィルタ5からの出力との誤差の最も少ない2元多項式を用いてホールドオーバ期間中にOCXO制御電圧推定値を求めても良い。
Further, the DPLL according to the first embodiment of the present invention uses the binary polynomial represented by the expression (1) or (2) from the output from the digital filter 5, the temperature around the OCXO 9, and the history of elapsed time. The binary polynomial represented by the equations (1) and (2) is obtained, and the OCXO control is performed during the holdover period by using the binary polynomial with the smaller error from the output from the digital filter 5. An estimated voltage value may be obtained.
Also, instead of two binary polynomials, three or more binary polynomials are obtained from the output from the digital filter 5, the temperature around the OCXO 9, and the history of the passage of time. The OCXO control voltage estimated value may be obtained during the holdover period using a small number of binary polynomials.

また、上述のこの発明の実施の形態1に係るDPLLは、経過時間の履歴を1つとして2元多項式をデジタルフィルタ5からの出力とOCXO9の周辺の温度、経過時問の履歴から求めているが、経過時間の履歴を複数の範囲に分け、その範囲それぞれのデジタルフィルタ5からの出力とOCXO9の周辺の温度、経過時問の履歴から2元多項式を求めても良い。   Further, the DPLL according to the first embodiment of the present invention described above obtains a binary polynomial from the output from the digital filter 5, the temperature around the OCXO 9, and the history of elapsed time with one history of elapsed time as one. However, the history of elapsed time may be divided into a plurality of ranges, and a binary polynomial may be obtained from the output from the digital filter 5 in each range, the temperature around the OCXO 9, and the history of elapsed time.

このように、複数の2元多項式を用いたり、複数の範囲での2元多項式を用いたりすることにより、ホールドオーバ期間中の周波数安定度をより高安定化する効果を得られる。   In this way, by using a plurality of binary polynomials or using a binary polynomial in a plurality of ranges, it is possible to obtain an effect of further stabilizing the frequency stability during the holdover period.

2 GPSアンテナ、3 GPSレシーバ、4 位相検出器、5 デジタルフィルタ、6 基準信号断検出回路、7 ホールドオーバ回路、8 D/A変換器、11 分周器、12 温度センサ、15 演算器、16 メモリ、17 切替器。   2 GPS antenna, 3 GPS receiver, 4 phase detector, 5 digital filter, 6 reference signal disconnection detection circuit, 7 holdover circuit, 8 D / A converter, 11 frequency divider, 12 temperature sensor, 15 calculator, 16 Memory, 17 switcher.

Claims (4)

同期対象の信号源からの信号を検出したとき基準信号を出力する基準信号抽出手段と、
上記基準信号の未出力状態を検出する基準信号断検出手段と、
出力するクロックの周波数が電圧で制御される電圧制御型クロック発振手段と、
上記電圧制御型クロック発振手段から出力されるクロックを分周する分周手段と、
上記分周手段で分周された分周クロックと上記基準信号抽出手段からの基準信号との位相差を比較する位相検出手段と、
上記位相検出手段で検出された位相差の高周波成分を除去するデジタルフィルタ手段と、
を有するともにホールドオーバ機能を具備するデジタル位相同期回路において、
上記電圧制御型クロック発振手段の周辺の温度を測定する温度測定手段と、
上記同期対象と同期している間、上記デジタルフィルタ手段からの出力で上記電圧制御型クロック発振手段を制御するとともに上記デジタルフィルタ手段からの出力と上記電圧制御型クロック発振手段の周辺の温度、経過時問の履歴から経過時間と上記電圧制御型クロック発振手段の周辺の温度と項に持つ2元多項式を求め、上記同期対象と同期していない間、上記同期対象に同期しなくなってからの経過時間および上記電圧制御型クロック発振手段の周辺の温度から上記2元多項式で上記電圧制御型クロック発振手段を制御する制御信号を推定するとともに推定した制御信号で上記電圧制御型クロック発振手段を制御するホールドオーバ手段と、
を有することを特徴とするデジタル位相同期回路。
Reference signal extraction means for outputting a reference signal when a signal from a signal source to be synchronized is detected;
A reference signal disconnection detecting means for detecting a non-output state of the reference signal;
Voltage-controlled clock oscillation means in which the frequency of the output clock is controlled by voltage;
Frequency dividing means for dividing the clock output from the voltage controlled clock oscillation means;
Phase detection means for comparing the phase difference between the frequency-divided clock divided by the frequency dividing means and the reference signal from the reference signal extraction means;
Digital filter means for removing high-frequency components of the phase difference detected by the phase detection means;
In a digital phase synchronization circuit having a holdover function,
Temperature measuring means for measuring the temperature around the voltage controlled clock oscillating means;
While synchronizing with the object to be synchronized, the voltage-controlled clock oscillation means is controlled by the output from the digital filter means, and the output from the digital filter means and the temperature around the voltage-controlled clock oscillation means, the progress The elapsed time, the temperature around the voltage-controlled clock oscillation means, and the binary polynomial in the term are obtained from the history of the time, and the time since the synchronization object is not synchronized while not synchronized with the synchronization object A control signal for controlling the voltage controlled clock oscillating means is estimated from the time and the temperature around the voltage controlled clock oscillating means by the binary polynomial, and the voltage controlled clock oscillating means is controlled by the estimated control signal. Holdover means;
A digital phase locked loop circuit comprising:
上記ホールドオーバ手段は、
上記基準信号抽出手段から基準信号が出力されている間、上記デジタルフィルタ手段からの出力の履歴と上記温度測定手段で測定された温度の履歴とを記憶する記憶手段と、
上記記憶手段に記憶されたデジタルフィルタ手段からの出力の履歴および上記温度の履歴から経過時間および温度を変数とするデジタルフィルタ手段からの出力を近似する2元多項式を求めるとともに、上記基準信号抽出手段から基準信号が出力されていない間、上記基準信号の出力が断絶された時点からの経過時間および上記温度測定手段で測定した温度を用いて上記2元多項式から上記電圧制御型クロック発振手段を制御する制御信号を求める演算手段と、
上記基準信号抽出手段から基準信号が出力されている間、上記デジタルフィルタ手段からの出力を上記電圧制御型クロック発振手段に出力するとともに、上記基準信号が出力されていない間、上記演算手段で推定した上記電圧制御型クロック発振手段を制御する制御信号を上記電圧制御型クロック発振手段に出力する切替手段と、
を有することを特徴とする請求項1に記載のデジタル位相同期回路。
The holdover means is
Storage means for storing the output history from the digital filter means and the temperature history measured by the temperature measurement means while the reference signal is being output from the reference signal extraction means;
Obtaining a binary polynomial that approximates the output from the digital filter means having elapsed time and temperature as variables from the history of the output from the digital filter means and the temperature history stored in the storage means, and the reference signal extraction means While the reference signal is not output from the control circuit, the voltage-controlled clock oscillation means is controlled from the binary polynomial using the elapsed time from when the output of the reference signal is cut off and the temperature measured by the temperature measurement means. Computing means for obtaining a control signal to be
While the reference signal is output from the reference signal extraction means, the output from the digital filter means is output to the voltage controlled clock oscillation means, and is estimated by the arithmetic means while the reference signal is not output. Switching means for outputting a control signal for controlling the voltage controlled clock oscillation means to the voltage controlled clock oscillation means;
The digital phase locked loop circuit according to claim 1, comprising:
上記演算手段は、上記同期対象と同期している間、上記記憶手段で記憶された上記デジタルフィルタ手段からの出力の履歴と温度の履歴とを参照して複数の2元多項式を求めるとともに、それぞれの2元多項式で求めた上記電圧制御型クロック発振手段を制御する制御信号と実際のデジタルフィルタ手段からの出力との誤差が最も小さい2元多項式を選択し、且つ上記同期対象と同期していない間、先に選択した2元多項式で電圧制御型クロック発振手段を制御する制御信号を求めることを特徴とする請求項2に記載のデジタル位相同期回路。   The arithmetic means obtains a plurality of binary polynomials while referring to the output history and the temperature history from the digital filter means stored in the storage means while synchronizing with the synchronization target, The binary polynomial having the smallest error between the control signal for controlling the voltage-controlled clock oscillation means obtained by the binary polynomial and the output from the actual digital filter means is selected, and is not synchronized with the synchronization target. 3. The digital phase locked loop circuit according to claim 2, wherein a control signal for controlling the voltage-controlled clock oscillation means is obtained by a previously selected binary polynomial. 上記演算手段は、上記同期対象と同期している間、上記記憶手段で記録された上記デジタルフィルタ出力の履歴と温度の履歴を参照する範囲を複数用意し、その複数の範囲の履歴に1対1に対応した複数の2元多項式を求めることを特徴とする請求項3に記載のデジタル位相同期回路。   The arithmetic means prepares a plurality of ranges for referring to the digital filter output history and the temperature history recorded in the storage means while synchronizing with the synchronization target, and sets one pair to the history of the plurality of ranges. 4. The digital phase locked loop circuit according to claim 3, wherein a plurality of binary polynomials corresponding to 1 are obtained.
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