JP6481502B2 - ロック検出回路、発振源回路および無線機器 - Google Patents
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Description
図3の(A)に示すように、リファレンス信号と分周信号が、同じ周波数で、位相がずれた状態の時、分周信号の立ち上りでリファレンス信号をラッチすると、ラッチした値は変化せず、一定の値(図では高(High))である。ここでは、リファレンス信号と分周信号が、同じ周波数の場合を同期状態と称する。リファレンス信号と分周信号の位相が180度から360度の間の場合は、ラッチした値は低(Low)になる。
ある物理変数x(t)の振動状態を考える。図4の(A)では、物理変数x(t)が振動しており、その1次微分信号dx(t)/dtも振動している。物理変数x(t)が安定状態(同期状態)にある時、x(t)=0且つdx(t)/dt=0となる。物理変数x(t)が不安状態(非同期状態)にある時、x(t)≠0またはdx(t)/dt≠0となる。
図6は、実施形態のローカル信号生成回路のロック検出回路40の構成を示す図である。
図7の位相差検出回路41は、一般にTDC(Time to Digital Converter)回路と呼ばれる。位相差検出回路41は、リファレンス信号を複数段で遅延し、異なる遅延量の複数の遅延信号を生成するディレイライン51−0、51−1、…51−N−1と、複数の遅延信号を分周信号でラッチするラッチ列52−0、52−1、…52−N−1と、を有する。ディレイライン51−0、51−1、…51−N−1は、同じ遅延量である。ラッチ列52−0、52−1、…52−N−1の出力が、q[0]、q[1]、…、q[N−1]である。
リファレンス信号は、ディレイライン51−0、51−1、…51−N−1により、多段に遅延される。分周信号の立ち上りでラッチしたラッチ列52−0、52−1、…52−N−1の出力は、途中で変化し、変化する位置は、リファレンス信号に対する分周信号の位相差で決まる。図8の例では、q[0]〜q[3]=1で、q[4]〜q[5]=0である。したがって、ラッチ列52−0、52−1、…52−N−1の出力で値が変化する位置を検出すれば、リファレンス信号に対する分周信号の位相差をデジタル変換した値が求まる。PLLにおいては、この位相差はVCO21の出力周波数と比例関係にある。つまり、デジタル位相差qの時間変化は、出力周波数f0の時間変化と比例する。
位相計算回路42は、位相差検出回路41の出力する位相差を表すデジタル信号q「0」〜q「N−1]を受けて処理する。q「0」〜q「N−1]は、分周信号の1周期で更新されるため、分周信号をクロックとして、1クロック中に処理を完了する。
微分回路43は、分周信号をクロックとして動作する。
ステップS11で、不安定条件(|d2q|≧2または|d3q|≧2)を満たすか判定し、満たさなければステップS12に進み、満たせばステップS13に進む。ここでは、判定条件にマージンを設けて、不安定条件を|d2q|≧2または|d3q|≧2としている。
ステップS13からS15では、誤検出を防ぐために、不安定条件の1回の検出で判定するのではなく、複数回連続した場合に『非同期状態』と判断する処理を行う。
ステップS14で、パラメータcnt_unlock==Njであるか判定し、判定結果がYesであればステップS15に進み、NoであればステップS11に戻る。
flag_unlock==1は、PLLが非同期状態に陥っていることを意味し、無線機としての機能が喪失するため、アンロック状態(flag_unlock==1)が検出されると、ただちに無線部分の動作を停止し、回復制御が行われる。
11 ローカル信号生成回路(ミリ波信号生成器)
12 リニアアンプ
13 送信アンテナ
14 受信アンテナ
15 アンプ
16 ミキサ
17 ベースバンド信号処理回路
21 VCO
22 1/N分周器
23 位相比較器(PD)
24 ローパスフィルタ
40 ロック検出回路
41 位相差検出回路
42 位相計算回路
43 微分回路
44 ロック判定回路
Claims (5)
- リファレンス信号に対して所定の関係を有するようにフィードバック制御することにより発生される発振信号の分周信号と、前記リファレンス信号の位相差を検出する位相差検出回路と、
前記位相差の2次微分値および3次微分値を検出する微分回路と、
前記2次微分値および前記3次微分値に基づいて前記発振信号の前記リファレンス信号に対する非同期状態を検出するロック判定回路と、を有することを特徴とするロック検出回路。 - 前記位相差検出回路は、
前記リファレンス信号および前記分周信号の一方を複数段で遅延し、異なる遅延量の複数の遅延信号を生成するディレイラインと、
前記複数の遅延信号を前記リファレンス信号および前記分周信号の他方でラッチするラッチ列と、
前記ラッチ列でラッチした値が変化する前記複数の遅延信号の位置から位相差を計算する位相差計算回路と、を有する請求項1に記載のロック検出回路。 - 前記ロック判定回路は、前記2次微分値および前記3次微分値が共にゼロでない状態が所定回数連続した時に、非同期状態と判定する請求項1または2に記載のロック検出回路。
- 所定周波数のリファレンス信号を生成するリファレンス信号源と、
周波数が可変の発振信号を生成する発振回路、および前記発振信号が前記リファレンス信号に対して所定の関係を有するように前記発振回路をフィードバック制御するフィードバック制御回路を含む制御発振回路と、
前記発振信号の分周信号と前記リファレンス信号の位相差の2次微分値および3次微分値を検出し、前記2次微分値および前記3次微分値に基づいて前記制御発振回路の前記リファレンス信号に対する非同期状態を検出するロック検出回路と、を有することを特徴とする発振源回路。 - 発振信号を出力する発振源と、
前記発振信号を増幅し、アンテナから送信信号を出力する送信回路と、
前記送信信号に対応する信号を受信し、受信信号を出力する受信回路と、
前記受信信号に前記発振信号をミキシングするミキサと、
前記ミキサの出力する中間周波数信号を処理するベースバンド信号処理回路と、を有し、
発振源は、
所定周波数のリファレンス信号を生成するリファレンス信号源と、
周波数が可変の発振信号を生成する発振回路、および前記発振信号の分周信号が前記リファレンス信号に対して所定の関係を有するように前記発振回路をフィードバック制御するフィードバック制御回路を含む制御発振回路と、
前記分周信号と前記リファレンス信号の位相差の2次微分値および3次微分値を検出し、前記2次微分値および前記3次微分値に基づいて前記制御発振回路の前記リファレンス信号に対する非同期状態を検出するロック検出回路と、を有することを特徴とする無線機器。
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