JP5095433B2 - Crystal oscillation circuit and phase synchronization circuit with start-up control circuit - Google Patents
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本発明は、水晶発振回路の起動制御を行う起動制御回路を含み、一定の発振周波数の信号を出力する起動制御回路付き水晶発振回路、および水晶発振回路の発振周波数と同等な安定度を有する任意の周波数の信号を出力する位相同期回路に関する。 The present invention includes a startup control circuit that controls startup of a crystal oscillation circuit, and includes a crystal oscillation circuit with a startup control circuit that outputs a signal of a constant oscillation frequency, and an arbitrary stability that is equivalent to the oscillation frequency of the crystal oscillation circuit The present invention relates to a phase synchronization circuit that outputs a signal having a frequency of.
水晶発振回路は、その発振周波数の安定性から種々の電子機器の周波数、時間などの基準として使用されている。携帯電話や無線LANなどの無線通信端末では、その搬送波周波数の基準信号発振回路として使用されている。 The crystal oscillation circuit is used as a reference for the frequency and time of various electronic devices because of the stability of the oscillation frequency. Wireless communication terminals such as mobile phones and wireless LANs are used as reference signal oscillation circuits for the carrier frequency.
また、移動体通信に使用される無線通信端末では、その小型化、低消費電力化が強く要望されており、回路の動作電流の低減に配慮した回路設計が行われている。さらに、低消費電力化のために待ち受け状態の間は間欠的に電源をオンして基地局との通信を行い、自端末への着信の有無を確認し、着信がなければ再び電源をオフし、着信があれば連続的に受信を開始する間欠動作を行うことにより消費電力の低減を図っている。 In addition, wireless communication terminals used for mobile communication are strongly demanded for miniaturization and low power consumption, and circuit design is performed in consideration of reduction of circuit operating current. In addition, to reduce power consumption, the power is turned on intermittently during the standby state to communicate with the base station to check whether there is an incoming call to the terminal. If there is no incoming call, the power is turned off again. If there is an incoming call, power consumption is reduced by performing an intermittent operation that starts reception continuously.
ところで、水晶発振回路は、安定な発振周波数を得ることができるが発振周波数を切り替えることができないため、無線通信端末の局部発振器は水晶発振回路と位相同期回路を組み合わせて任意の周波数の信号を生成する構成をとっている。 By the way, the crystal oscillation circuit can obtain a stable oscillation frequency but cannot switch the oscillation frequency. Therefore, the local oscillator of the wireless communication terminal generates a signal of an arbitrary frequency by combining the crystal oscillation circuit and the phase synchronization circuit. The structure to be taken is taken.
位相同期回路は、図6に示すように、水晶発振回路(XOSC)51の出力信号を基準分周器52を介して分周した信号と、電圧制御発振器(VCO)53の出力信号を可変分周器54を介して分周した信号とを位相比較器55に入力し、その位相誤差信号をループフィルタ56を介して電圧制御発振器53に制御電圧としてフィードバックし、電圧制御発振器53から水晶発振回路51で得られる周波数安定度と同等な安定度をもつ任意の周波数の信号を出力する構成である。
As shown in FIG. 6, the phase synchronization circuit divides the output signal of the crystal oscillation circuit (XOSC) 51 through the
なお、位相同期回路が同期状態にあるとき、水晶発振回路51の出力周波数をf1、基準分周器52の分周数をN1、可変分周器54の分周数をN2、電圧制御発振器51の発振周波数をf2、水晶発振回路51の発振周波数をf1とすると、
f1/N1=f2/N2
f2=f1*(N2/N1)
の関係があり、電圧制御発振器51の発振周波数f2は可変分周器54の分周数N2に応じた値に設定される。
When the phase synchronization circuit is in a synchronized state, the output frequency of the
f1 / N1 = f2 / N2
f2 = f1 * (N2 / N1)
The oscillation frequency f2 of the voltage controlled
図7は、水晶発振回路の構成例を示す。図7(1),(2) に示す例は一般的なものであり、いずれも水晶振動子61による共振器とインバータ62またはトランジスタ63を用いた負性抵抗回路を組み合わせて構成される。水晶発振回路の安定性は、水晶振動子61の高いQ値により得られるものであるが、そのQ値が高いほど過渡現象が長く発振周波数が安定するまでに時間(通常は数ミリ秒程度)がかかる。そのため、間欠動作を行う無線通信端末では、余裕をもって電源をオンする必要があり、低消費電力化の効果を低減する要因になっている。
FIG. 7 shows a configuration example of the crystal oscillation circuit. The examples shown in FIGS. 7A and 7B are general ones, and both are configured by combining a resonator using a
この課題に対して、特許文献1では、負性抵抗回路の負性抵抗値を一時的に大きくすることにより高速化をはかる方法を提案しているが、その高速化の効果は限定的であった。
To deal with this problem,
なお、水晶発振回路の起動特性は、電源投入直後の初期振幅から指数関数的に振幅が増加して定常発振に達することが知られている。非特許文献1では、コルピッツ型トランジスタ水晶発振回路において、発振のきっかけとなる励振源(雑音源)がなくても、電源投入によって発生するステップ電圧を励振源として直ちに発振が始動することを解析しているが、定常発振に達するまでの時間については言及していない。
間欠動作によって低消費電力化を図る装置では、従来の水晶発振回路の起動時間(数ミリ秒)を考慮して早めに起動しなければならず、間欠動作の動作時と停止時の比率を大きくできない課題があった。 In devices that achieve low power consumption by intermittent operation, it is necessary to start up earlier in consideration of the startup time (several milliseconds) of the conventional crystal oscillation circuit, increasing the ratio between intermittent operation and stoppage. There was a problem that could not be done.
本発明は、水晶発振回路が定常発振に達するまでの起動時間を短くすることができる起動制御回路付き水晶発振回路、水晶発振回路の起動時間を短くすることで間欠動作の比率を大きくし、低消費電力化に寄与することができる位相同期回路を提供することを目的とする。 The present invention provides a crystal oscillation circuit with a start control circuit that can shorten the start-up time until the crystal oscillation circuit reaches steady oscillation, and increases the ratio of intermittent operation by reducing the start-up time of the crystal oscillation circuit. It is an object of the present invention to provide a phase locked loop that can contribute to power consumption.
第1の発明は、水晶振動子と負性抵抗回路を備えた水晶発振回路の起動制御を行う起動制御回路を含み、一定の発振周波数の信号を出力させる起動制御回路付き水晶発振回路であって、水晶発振回路は、水晶振動子を励振する励振信号を外部から入力するための信号入力端子を備え、起動制御回路は、電圧制御発振器を備え、電圧制御発振器の制御電圧を制御して発振周波数またはそれに近い周波数を有する励振信号を生成し、水晶発振回路の起動時に励振信号を信号入力端子に入力し、水晶発振回路の発振周波数が安定する前に励振信号の入力を停止する構成である。 A first aspect of the present invention is a crystal oscillation circuit with a startup control circuit that includes a startup control circuit that controls startup of a crystal oscillation circuit including a crystal resonator and a negative resistance circuit, and that outputs a signal having a constant oscillation frequency. The crystal oscillation circuit has a signal input terminal for inputting an excitation signal for exciting the crystal resonator from the outside, the start control circuit has a voltage controlled oscillator, and controls the control voltage of the voltage controlled oscillator to control the oscillation frequency. or to generate an excitation signal having a frequency close to it, the excitation signal at the start of the crystal oscillator input to signal input terminal, the oscillation frequency of the crystal oscillation circuit is configured to stop the input of the excitation signal before stable .
第2の発明は、水晶振動子と負性抵抗回路を備えた水晶発振回路の起動制御を行う起動制御回路を含み、一定の発振周波数の信号を出力させる起動制御回路付き水晶発振回路であって、水晶発振回路は、水晶振動子を励振する励振信号を外部から入力するための信号入力端子を備え、起動制御回路は、電圧制御発振器およびその出力信号を分周する分周器を備え、電圧制御発振器の制御電圧および分周器の分周数を制御して発振周波数またはそれに近い周波数を有する励振信号を生成し、水晶発振回路の起動時に励振信号を信号入力端子に入力し、水晶発振回路の発振周波数が安定する前に励振信号の入力を停止する構成である。 A second aspect of the invention is a crystal oscillation circuit with a startup control circuit that includes a startup control circuit that controls startup of a crystal oscillation circuit including a crystal resonator and a negative resistance circuit, and that outputs a signal having a constant oscillation frequency. The crystal oscillation circuit includes a signal input terminal for inputting an excitation signal for exciting the crystal resonator from the outside, and the activation control circuit includes a voltage controlled oscillator and a frequency divider for dividing the output signal, The control voltage of the controlled oscillator and the frequency divider frequency are controlled to generate an excitation signal having an oscillation frequency or a frequency close thereto, and the excitation signal is input to the signal input terminal when the crystal oscillation circuit starts up. The input of the excitation signal is stopped before the oscillation frequency becomes stable.
第3の発明は、水晶発振回路から出力される一定の発振周波数の出力信号を基準分周器(分周数N1)を介して分周した信号と、電圧制御発振器の出力信号を可変分周器(分周数N2)を介して分周した信号とを位相比較器に入力し、その位相誤差信号をループフィルタを介して当該電圧制御発振器に制御電圧としてフィードバックし、電圧制御発振器から水晶発振回路で得られる周波数安定度と同等な安定度をもつ任意の周波数の信号を出力する位相同期回路において、水晶発振回路は、水晶振動子を励振する励振信号を外部から入力するための信号入力端子を備え、可変分周器の出力信号を分岐して信号入力端子に入力する経路に挿入され、可変分周器の出力信号を水晶発振回路に励振信号として入力するか否かを切り替えるスイッチと、位相同期回路の起動時にスイッチを閉じ、励振信号の周波数が水晶発振回路の発振周波数またはそれに近い周波数になるように、電圧制御発振器の制御電圧と可変分周器の分周数N2′を設定して生成した励振信号を信号入力端子に入力し、水晶発振回路の発振周波数が安定する前にスイッチを開いて励振信号の入力を停止し、電圧制御発振器の制御電圧の印加を停止し、可変分周器の分周数N2に設定する制御手段とを備える。 According to a third aspect of the present invention, a signal obtained by frequency-dividing an output signal having a constant oscillation frequency output from a crystal oscillation circuit through a reference frequency divider (frequency division number N1) and an output signal from the voltage controlled oscillator are variable-divided. The signal divided by the frequency divider (frequency division number N2) is input to the phase comparator, and the phase error signal is fed back as a control voltage to the voltage controlled oscillator via the loop filter. In a phase-locked loop that outputs a signal of an arbitrary frequency having a stability equivalent to the frequency stability obtained by the circuit, the crystal oscillation circuit is a signal input terminal for inputting an excitation signal for exciting the crystal resonator from the outside. the provided, is inserted in the path to be input to the signal input terminal branches the output signal of the variable frequency divider, a switch for switching whether or not to input the output signal of the variable frequency divider as the excitation signal to the crystal oscillator circuit Close the switch when starting the phase-locked loop, and set the control voltage of the voltage-controlled oscillator and the frequency divider N2 'so that the frequency of the excitation signal is at or close to the oscillation frequency of the crystal oscillation circuit. the excitation signal generated Te input to signal input terminal, the oscillation frequency of the crystal oscillation circuit stops input of the excitation signal to open the switch before stable, and stops applying the control voltage of the voltage controlled oscillator, variable Control means for setting the frequency division number N2 of the frequency divider.
第3の発明における位相同期回路は、電圧制御発振器の制御電圧をモニタする制御電圧モニタを備え、制御手段は、制御電圧モニタから間欠動作する位相同期回路の動作安定時における電圧制御発振器の制御電圧v1、基準分周器の分周数N1および可変分周器の分周数N2を保持し、間欠動作する位相同期回路の起動時に当該制御電圧v1を電圧制御発振器に設定し、分周数N2′=N1/N2を可変分周器に設定する構成である。
A phase locked loop circuit according to a third aspect of the present invention includes a control voltage monitor that monitors a control voltage of the voltage controlled oscillator, and the control means controls the control voltage of the voltage controlled oscillator when the operation of the phase locked loop that operates intermittently from the control voltage monitor is stable. v1, the frequency division number N1 of the reference frequency divider and the frequency division number N2 of the variable frequency divider are held, and the control voltage v1 is set in the voltage controlled oscillator when the phase synchronization circuit that operates intermittently is started. '= N1 / N2 is set in the variable frequency divider.
本発明の起動制御回路付き水晶発振回路は、起動時に水晶発振回路の発振周波数またはそれに近い周波数を有する励振信号を水晶発振回路に入力することにより、発振の始動から安定した発振周波数になるまでの起動時間を短縮することができる。 The crystal oscillation circuit with a start control circuit according to the present invention inputs an excitation signal having an oscillation frequency of the crystal oscillation circuit or a frequency close to the crystal oscillation circuit to the crystal oscillation circuit at the time of startup until the oscillation frequency becomes stable from the start of oscillation. Startup time can be shortened.
本発明の位相同期回路は、起動時に水晶発振回路の発振周波数またはそれに近い周波数を有する励振信号を水晶発振回路に入力することにより、水晶発振回路の高速起動が可能となり、それによって間欠動作する際の動作時と停止時の比率を大きくし、効果的に低消費電力化を実現することができる。 The phase-locked loop of the present invention enables the crystal oscillation circuit to be started at high speed by inputting an excitation signal having an oscillation frequency of the crystal oscillation circuit or a frequency close to the crystal oscillation circuit at the time of startup, thereby enabling intermittent operation. The ratio between the time of operation and the time of stop can be increased, and low power consumption can be effectively realized.
(起動制御回路付き水晶発振回路の実施形態)
図1は、本発明の起動制御回路付き水晶発振回路の実施形態を示す。
図において、本実施形態の起動制御回路付き水晶発振回路は、水晶発振回路(XOSC)11、スイッチ(SW)12、可変分周器13、電圧制御発振器(VCO)14および制御部15から構成される。水晶発振回路11は、図7(1),(2) に示す水晶振動子61とインバータ62またはトランジスタ63を用いた標準的な構成に対して、図2(1),(2) に示すように、インバータ62またはトランジスタ63の入力端に容量素子16を介して信号入力端子17を接続した構成である。この信号入力端子17から水晶振動子61を励振する励振信号が入力される。なお、励振信号は水晶振動子61を励振するためのものであるので、例えばインバータ62またはトランジスタ63の出力端に容量素子16を介して信号入力端子17を接続する構成でもよい。さらに、図2(2) はトランジスタ63にMOSトランジスタを使用したコルピッツ型トランジスタ水晶発振回路の例であるが、バイポーラトランジスタを使用した構成であってもよい。
(Embodiment of crystal oscillation circuit with start-up control circuit)
FIG. 1 shows an embodiment of a crystal oscillation circuit with a startup control circuit of the present invention.
In the figure, the crystal oscillation circuit with a start control circuit according to the present embodiment includes a crystal oscillation circuit (XOSC) 11, a switch (SW) 12, a
電圧制御発振器(VCO)14の出力信号は可変分周器13で分周され、励振信号としてスイッチ12を介して水晶発振回路11の信号入力端子17に入力される。制御部15は、電圧制御発振器14の制御電圧および可変分周器13の分周数を制御して励振信号の周波数を設定し、またスイッチ12を開閉して励振信号の入力タイミングを制御する。
The output signal of the voltage controlled oscillator (VCO) 14 is frequency-divided by the
ここで、本実施形態の起動制御回路付き水晶発振回路の起動時、すなわち電源投入後の動作について説明する。電源投入と同時に、水晶発振回路11および電圧制御発振器14は発振を開始する。このとき、電圧制御発振器14の制御電圧および可変分周器13の分周数は、励振信号の周波数が水晶発振回路11の発振周波数またはそれに近い周波数になるように制御され、スイッチ12は閉じられる。水晶発振回路11の発振の立ち上がりは電圧制御発振器14に比べて非常に遅いため(例えば前者は数ミリ秒、後者は数マイクロ秒)、電圧制御発振器14から可変分周器13、スイッチ12を介して出力される励振信号が水晶発振回路11の信号入力端子17に入力すると、水晶発振回路11の出力は励振信号と同じ周波数になるとともに、水晶振動子61に励振電流が流れ、水晶発振回路11の発振の始動が早まる。なお、可変分周器13を用いず、電圧制御発振器14から直接所要の周波数に制御した励振信号を出力するようにしてもよい。
Here, the operation when the crystal oscillation circuit with the start control circuit of the present embodiment is started, that is, after the power is turned on, will be described. Simultaneously with power-on, the
次に、水晶発振回路11の出力周波数が安定する前、例えば電源投入から15マイクロ秒後に、スイッチ12を開いて水晶発振回路11の信号入力端子17に対する励振信号の入力を停止する。すると、水晶発振回路11は、負性抵抗と水晶振動子61の共振周波数で発振動作を継続する。このとき、すでに水晶振動子61はある程度励振されているので、水晶発振回路11は速やかに一定の発振周波数まで立ち上がることができる。
Next, before the output frequency of the
図3は、従来構成および本発明構成の水晶発振回路の立ち上がりシミュレーション結果を示す。
図3(1) は、図7(1) に示す従来の水晶発振回路において、時刻0に電源電圧を入力したときの出力信号を示す。図3(2) は、図1に示す本発明の起動制御回路付き水晶発振回路において、時刻0に電源電圧を入力してから15マイクロ秒だけ外部から励振信号を入力したときの出力信号を示す。なお、水晶振動子のモデル、インバータのトランジスタサイズなどのパラメータは両者とも同じである。従来の水晶発振回路では、発振周波数が安定するまでの起動時間は約 2.9ミリ秒であった。本発明の起動制御回路付き水晶発振回路では、発振周波数が安定するまでの起動時間は約 0.9ミリ秒であり、従来構成に比べて1/3程度に短縮されていることがわかる。
FIG. 3 shows the rise simulation results of the crystal oscillation circuit of the conventional configuration and the configuration of the present invention.
FIG. 3 (1) shows an output signal when a power supply voltage is input at
なお、本シミュレーションにおいて、水晶発振回路に入力する励振信号の周波数は、水晶発振回路の最終的な出力信号の周波数と完全に一致している必要はなく、例えば 0.5%程度の誤差があっても十分に高速化の効果が確認された。すなわち、水晶発振回路の起動時に、その発振周波数またはそれに近い周波数を有する励振信号をごく短時間だけ入力することにより、水晶発振回路の起動の高速化が可能なことが確認された。 Note that in this simulation, the frequency of the excitation signal input to the crystal oscillation circuit does not need to completely match the frequency of the final output signal of the crystal oscillation circuit, even if there is an error of about 0.5%, for example. A sufficiently high speed effect was confirmed. That is, it was confirmed that the crystal oscillation circuit can be started up at a high speed by inputting an excitation signal having the oscillation frequency or a frequency close to the oscillation frequency for a very short time.
(位相同期回路の第1の実施形態)
図4は、本発明の位相同期回路の第1の実施形態を示す。
図において、本実施形態の位相同期回路は、図6に示す従来の位相同期回路の水晶発振回路(XOSC)51、電圧制御発振器(VCO)53、可変分周器54として、図1および図2に示す信号入力端子17を備える水晶発振回路11、電圧制御発振器(VCO)14、可変分周器13を用いた構成としたものである。
(First Embodiment of Phase Synchronization Circuit)
FIG. 4 shows a first embodiment of the phase locked loop of the present invention.
In the figure, the phase locked loop circuit of this embodiment includes a crystal oscillator circuit (XOSC) 51, a voltage controlled oscillator (VCO) 53, and a
すなわち、水晶発振回路11の出力信号を基準分周器(分周数N1)52を介して分周した信号と、電圧制御発振器14の出力信号を可変分周器(分周数N2)13を介して分周した信号とを位相比較器55に入力し、その位相誤差信号をループフィルタ56を介して電圧制御発振器14に制御電圧としてフィードバックし、電圧制御発振器14から水晶発振回路11で得られる周波数安定度と同等な安定度をもつ任意の周波数の信号を出力する構成において、可変分周器13の出力信号を分岐して水晶発振回路11の信号入力端子に入力する経路にスイッチ(SW)12を挿入し、制御部15は、電圧制御発振器14の制御電圧および可変分周器13の分周数を制御して水晶発振回路11に入力する励振信号の周波数を設定し、またスイッチ12を開閉して励振信号の入力タイミングを制御する。
That is, a signal obtained by frequency-dividing the output signal of the
ここで、本実施形態の位相同期回路の起動時、すなわち電源投入後の動作について説明する。電源投入と同時に、水晶発振回路11および電圧制御発振器14は発振を開始する。このとき、電圧制御発振器14の制御電圧および可変分周器13の分周数N2′は、励振信号の周波数が水晶発振回路11の発振周波数f1またはそれに近い周波数になるように制御され、スイッチ12は閉じられる。これにより、電圧制御発振器14から可変分周器13、スイッチ12を介して出力される励振信号は水晶発振回路11の信号入力端子17に入力し、水晶発振回路11の発振の始動が早まる。次に、水晶発振回路11の出力周波数が安定する前にスイッチ12を開き、水晶発振回路11の信号入力端子17に対する励振信号の入力を停止するが、水晶発振回路11の水晶振動子はすでにある程度励振されているので、水晶発振回路11は速やかに一定の発振周波数まで立ち上がる。また、そのとき可変分周器13を本来の分周数N2に設定すると、それ以降の位相同期回路の動作は従来の構成と同様になる。
Here, the operation when the phase locked loop of the present embodiment is started, that is, after the power is turned on, will be described. Simultaneously with power-on, the
なお、スイッチ12を閉じて水晶発振回路11に励振信号を入力している期間は、位相同期回路の起動時から水晶発振回路11の出力周波数が安定する前のごく短時間であるので、位相同期回路自体の動作には影響を与えないが、その期間に制御部15の制御によって位相比較器55から電圧制御発振器14までの区間を遮断するスイッチを設けてもよい。
The period in which the
このように、図1に示す本発明の起動制御回路付き水晶発振回路の主な構成要素である電圧制御発振器14および可変分周器13は、すでに位相同期回路の要素回路として用意されているため、大きな構成要素の追加なしに水晶発振回路11の立ち上がり時間の高速化は実現することができる。すなわち、コストアップを伴うことなく、水晶発振回路を含む位相同期回路の高速起動を実現することができる。
Thus, the voltage controlled
なお、本実施形態では、位相同期回路の周波数基準となる水晶発振回路に電圧制御発振器から励振信号を与えて高速起動制御を行っているが、他に備える水晶発振回路にも電圧制御発振器から励振信号を与える構成としてもよい。 In this embodiment, the crystal oscillator circuit that is the frequency reference of the phase-locked loop circuit is supplied with an excitation signal from the voltage-controlled oscillator to perform high-speed start-up control. It is good also as a structure which gives a signal.
(位相同期回路の第2の実施形態)
図5は、本発明の位相同期回路の第2の実施形態を示す。
本実施形態の位相同期回路は、図4に示す第1の実施形態における電圧制御発振器14の制御電圧をモニタする制御電圧モニタ18を追加し、制御部15でモニタした制御電圧、基準分周器52の分周数N1、可変分周器13の分周数N2の関係に基づく制御を行う構成を特徴とする。
(Second Embodiment of Phase Synchronization Circuit)
FIG. 5 shows a second embodiment of the phase locked loop of the present invention.
The phase-locked loop according to the present embodiment includes a control voltage monitor 18 that monitors the control voltage of the voltage controlled
位相同期回路が同期状態にあるとき、基準分周器52の分周数をN1、可変分周器13の分周数をN2、電圧制御発振器14の発振周波数をf2、水晶発振回路11の発振周波数をf1とすると、
f1/N1=f2/N2
f1=f2*(N1/N2)
で示される。このときの電圧制御発振器14の制御電圧がv1であれば、反対に電圧制御発振器14に制御電圧v1を与え、可変分周器13の分周数を(N1/N2)とすれば、可変分周器13の出力周波数は水晶発振回路11の出力周波数f1と一致する。
When the phase synchronization circuit is in a synchronized state, the frequency division number of the
f1 / N1 = f2 / N2
f1 = f2 * (N1 / N2)
Indicated by If the control voltage of the voltage controlled
この原理に基づき、制御部15は、制御電圧モニタ18から間欠動作する位相同期回路の動作安定時、例えば直前の動作時の間欠動作の動作終了直前における電圧制御発振器14の制御電圧v1をモニタし、基準分周器52の分周器N1、可変分周器13の分周数N2を保持しておき、次の位相同期回路の起動時に電圧制御発振器14に制御電圧v1を設定し、可変分周器13に分周数(N1/N2)を設定する。これにより、位相同期回路の起動時に、電圧制御発振器14および可変分周器13を用いて水晶発振回路11の発振周波数f1と同じ周波数の励振信号を生成し、水晶発振回路11に入力することができる。
Based on this principle, the
なお、基準分周器52の分周数N1および可変分周器13の分周数N2は、位相同期回路の出力周波数f2に応じて決められるが、本発明では位相同期回路の起動時の短時間だけ電圧制御発振器14の制御電圧v1と、可変分周器13の分周数(N1/N2)を設定するところがポイントである。その短時間の経過後にはスイッチ12を開き、可変分周器13の分周数をN2に戻す。
The frequency division number N1 of the
本実施形態では、電圧制御発振器14の特性ばらつきや経年変化や周辺環境の変化による発振周波数の誤差に対して追従することが可能となり、常に小さい誤差で励振信号を水晶発振回路11に入力することができるので、位相同期回路の第1の実施形態の高速性をより効果的に発揮させることができる。
In the present embodiment, it is possible to follow the oscillation frequency error due to the characteristic variation of the voltage controlled
なお、本実施形態では、電圧制御発振器14の制御電圧を制御電圧モニタ18でモニタしているが、制御部15に制御電圧のモニタ機能を備えてもよい。
In this embodiment, the control voltage of the voltage controlled
11 水晶発振回路(XOSC)
12 スイッチ(SW)
13 可変分周器
14 電圧制御発振器(VCO)
15 制御部
16 容量素子
17 信号入力端子
18 制御電圧モニタ
51 水晶発振回路(XOSC)
52 基準分周器
53 電圧制御発振器(VCO)
54 可変分周器
55 位相比較器
56 ループフィルタ
61 水晶振動子
62 インバータ
63 トランジスタ
11 Crystal oscillation circuit (XOSC)
12 Switch (SW)
13
DESCRIPTION OF
52
54
Claims (4)
前記水晶発振回路は、前記水晶振動子を励振する励振信号を外部から入力するための信号入力端子を備え、
前記起動制御回路は、電圧制御発振器を備え、電圧制御発振器の制御電圧を制御して前記発振周波数またはそれに近い周波数を有する前記励振信号を生成し、前記水晶発振回路の起動時に前記励振信号を前記信号入力端子に入力し、前記水晶発振回路の発振周波数が安定する前に前記励振信号の入力を停止する構成である
ことを特徴とする起動制御回路付き水晶発振回路。 A crystal oscillation circuit with a startup control circuit that outputs a signal of a constant oscillation frequency, including a startup control circuit that performs startup control of a crystal oscillation circuit including a crystal resonator and a negative resistance circuit,
The crystal oscillation circuit includes a signal input terminal for inputting an excitation signal for exciting the crystal resonator from the outside.
The start-up control circuit includes a voltage-controlled oscillator, and controls the control voltage of the voltage-controlled oscillator to generate the excitation signal having the oscillation frequency or a frequency close to the oscillation frequency. enter the relaxin signal input terminal, the crystal oscillation start control crystal oscillator whose oscillation frequency is equal to or is configured to stop the input of the excitation signal prior to stabilize the circuit.
前記水晶発振回路は、前記水晶振動子を励振する励振信号を外部から入力するための信号入力端子を備え、
前記起動制御回路は、電圧制御発振器およびその出力信号を分周する分周器を備え、電圧制御発振器の制御電圧および分周器の分周数を制御して前記発振周波数またはそれに近い周波数を有する前記励振信号を生成し、前記水晶発振回路の起動時に前記励振信号を前記信号入力端子に入力し、前記水晶発振回路の発振周波数が安定する前に前記励振信号の入力を停止する構成である
ことを特徴とする起動制御回路付き水晶発振回路。 A crystal oscillation circuit with a startup control circuit that outputs a signal of a constant oscillation frequency, including a startup control circuit that performs startup control of a crystal oscillation circuit including a crystal resonator and a negative resistance circuit,
The crystal oscillation circuit includes a signal input terminal for inputting an excitation signal for exciting the crystal resonator from the outside.
The start control circuit includes a voltage controlled oscillator and a frequency divider that divides the output signal thereof, and controls the control voltage of the voltage controlled oscillator and the frequency dividing number of the frequency divider to have the oscillation frequency or a frequency close thereto. in configurations wherein generating an excitation signal, the excitation signal at the start of the crystal oscillation circuit is input before relaxin signal input terminal, the oscillation frequency of the crystal oscillation circuit stops input of the excitation signal before stable A crystal oscillation circuit with a start-up control circuit characterized by
前記水晶発振回路は、水晶振動子を励振する励振信号を外部から入力するための信号入力端子を備え、
前記可変分周器の出力信号を分岐して前記信号入力端子に入力する経路に挿入され、前記可変分周器の出力信号を前記水晶発振回路に前記励振信号として入力するか否かを切り替えるスイッチと、
前記位相同期回路の起動時に前記スイッチを閉じ、前記励振信号の周波数が前記水晶発振回路の発振周波数またはそれに近い周波数になるように、前記電圧制御発振器の制御電圧と前記可変分周器の分周数N2′を設定して生成した励振信号を前記信号入力端子に入力し、前記水晶発振回路の発振周波数が安定する前に前記スイッチを開いて前記励振信号の入力を停止し、前記電圧制御発振器の制御電圧の印加を停止し、前記可変分周器の分周数N2に設定する制御手段と
を備えたことを特徴とする位相同期回路。 A signal obtained by frequency-dividing an output signal of a constant oscillation frequency output from the crystal oscillation circuit through a reference frequency divider (frequency division number N1) and a voltage-controlled oscillator output signal are variable frequency dividers (frequency division number N2). ) Is input to the phase comparator, and the phase error signal is fed back as a control voltage to the voltage controlled oscillator via the loop filter, and the frequency obtained from the voltage controlled oscillator by the crystal oscillation circuit. In a phase locked loop that outputs a signal of any frequency with stability equivalent to the stability,
The crystal oscillation circuit includes a signal input terminal for inputting an excitation signal for exciting a crystal resonator from the outside.
Is inserted in the path to be input before the venlafaxine signal input terminal branches the output signal of the variable frequency divider, whether to input the output signal of the variable frequency divider as the excitation signal to the crystal oscillation circuit A switch to switch,
When the phase-locked loop circuit is activated, the switch is closed, and the control voltage of the voltage-controlled oscillator and the frequency divider of the variable frequency divider are set so that the frequency of the excitation signal is equal to or close to the oscillation frequency of the crystal oscillation circuit. the excitation signal generated by setting the number N2 'entered before relaxin signal input terminal, the oscillation frequency of the crystal oscillation circuit stops input of the excitation signal to open the switch prior to stabilize, the voltage And a control means for stopping application of the control voltage of the controlled oscillator and setting the frequency division number N2 of the variable frequency divider.
前記電圧制御発振器の制御電圧をモニタする制御電圧モニタを備え、
前記制御手段は、前記制御電圧モニタから間欠動作する位相同期回路の動作安定時における前記電圧制御発振器の制御電圧v1、前記基準分周器の分周数N1および前記可変分周器の分周数N2を保持し、間欠動作する位相同期回路の起動時に当該制御電圧v1を前記電圧制御発振器に設定し、分周数N2′=N1/N2を前記可変分周器に設定する構成である
ことを特徴とする位相同期回路。 The phase locked loop circuit according to claim 3 ,
A control voltage monitor for monitoring a control voltage of the voltage controlled oscillator;
The control means includes a control voltage v1 of the voltage controlled oscillator, a frequency division number N1 of the reference frequency divider, and a frequency division number of the variable frequency divider when the operation of the phase locked loop that operates intermittently from the control voltage monitor is stable. The control voltage v1 is set in the voltage controlled oscillator at the start of the phase synchronization circuit that holds N2 and operates intermittently, and the frequency division number N2 ′ = N1 / N2 is set in the variable frequency divider. A characteristic phase synchronization circuit.
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