JPH01162417A - ディジタル位相検出器及び該ディジタル位相検出器を有する周波数シンセサイザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、−殻内に、ラジオ周波数（ＲＦ）通信回路に
関し、かつ、よシ具体的には周波数シンセサイザに関す
るものである。

従来技術の説明 ディジタル（３値としてもまた知られている）位相検出
器を用いる周波数シンセサイザは、広く一般的に安定し
た信号を与えるべく用いられておシ送信器及び／或いは
受信器によって用いられている。典型的なシンセサイザ
の設計においては、電圧制御発振器（ＶＣＯ）が、リフ
ァレンス（参照）信号に対して位相ロックされる出力信
号を与えるように用いられている。位相検出器はリファ
レンス信号をその出力信号に比例する周波数信号と比較
するために用いられている。これらの信号の間のどのよ
うな差も、誤差信号をそこに与えることによって補正回
路（ｃｏｒｅｃｔｉｏｎ　ｃｉｒｃｕｉｔ）へ表示され
る。補正回路は誤差電圧を発生し、その出力信号がリフ
ァレンス信号の位相を追跡するようにこの電圧は電圧制
御発振器（ＶＣＯ）の周波数を補正するように用いられ
る。

理想的には、位相検出器は電圧制御発振器（ＶＣＯ）の
周波数を最大的にステアリング（ｓｔｅｅｒｉｎｇ）す
るべく設計されておシ、発振器の周波数信号は最適な時
間間隔（ｔｉｍｅ　５ｐａｎ）の範囲内で訂正されるよ
うになされている。最大ステアリング（Ｍａｘ　ｉｍｕ
ｍｓｔｅｅｒｉｎｇ）はその周波数差の持続時間に対し
てその補正回路に対して、その最大出力レベルに維持す
ること課す。

最適な補正時間をこのような位相検出器に与えることの
今までの試みは不成功であった。各々の試みは貧弱なル
ープ利得特性を示してｂた。即ち、各々は、スタートア
ップ（５ｔａｒｔ−ｕｐ　）状態から即座に信号に位相
ロック（ｐｈａｓｅ−１ｏｃｋ　）を行なわせることに
失敗していた。１つの以前の試みにおいて、このような
貧弱な特性は、リファレンス（参照）周波数と発振器の
周波数と゛の間のいかなる周波数差に対しても位相検出
器の誤シ出力パルスによっている。このことから、結果
として、最適値よりも充分低い周波数ステアリングの平
均値を与えることになる。結局、結果としてループ利得
特性が劣ったものとなっている。

別の以前の試みにおいては、位相検出器は、位相検出器
によって受信された信号が周波数において２対１或いは
それ以上の比で異なっている時を検出し、表示するため
の回路を含んでｂる。この条件に対応して、位相検出器
は発振器への最大ステアリングを与えるようにステアリ
ング信号をラッチする。しかしながら、２つの周波数信
号の間の比が２対１よりも低い時、最大ステアリングは
与えられない。

このような以前の試みに対して知られている別の問題は
位相検出器によって与えられる位相ロック表示（ｐｈａ
ｓｅ　１ｏｃｋ　１ｎｄｉｃａｔｉｏｎ）の性質を含ん
でいる。ロック表示（ｌｏｃｋ　１ｎｄｉｃａｔｉｏｎ
）は、典型的Ｋ、論理回路に結合しておシ、しかも、ラ
ジオ（無線装置）　ＶＣＯ周波数信号が安定化した時を
知らせるために用いられてｂる。位相ロックされた時、
位相検出器の位相ロック表示は、レベルタイプ（ｌｅｖ
ｅｌ−ｔｙｐｅ）表示を与えるための集積回路とともに
さらに処理されなければならない狭いパルスを含んでい
る。レベルタイプ表示は結局において用いられているが
、その表示の正確さは、その集積回路に固有の評価関数
によシ低下される。

従って、前述の欠陥を克服するシンセサイザに使用され
る位相検出器は必要とされている。

本発明の目的 前述の欠点を克服する周波数シンセサイザを提供するこ
とが本発明の一般的な目的である。よシ具体的に、本発
明の目的の１つは、最大ループ利得特性を与え、レベル
タイプ位相ロック表示装置を与えるディジタル位相検出
器を提供することである。

新規であると信じられている本発明の特徴は、特に、添
付された特許請求の範囲において述べられている。その
発明は、そのものが持つさらなる目的と利点とともに、
添付した図面とともに後述の記述を参照することによっ
てもつとも良く理解されるであろう。

本発明は、ラジオシンセサイザ（１１０）において用い
られるディジタル位相検出器（１１８）であって、リフ
ァレンス発振器（１１７）によって与えられるリファレ
ンス信号と電圧制御発振器（１１２）によって与えられ
る出力周波数信号（１１４）の間の位相誤差を表示して
いる。ディジタル位相検出器（１１８）は、発振器（１
１７及び１１２）によって与えられる周波数信号（１１
６及び１２０）を受信する４つのフリップ・フロップ（
３１０，３１２，３１４及び３１６）を含んでおシ、そ
の結果、周波数信号（１１６，１２０）の間の周波数差
が存在する時に最適な（最大）周波数ステアリングを与
えることは勿論、周波数信号（１１６及び１２０）間の
位相誤差を最適に表示するステアリング信号を発生する
。フリップ・フロップに応答して、ディジタル論理回路
（３０６）は、周波数信号（１１６及び１２０）が位相
ロックされている時、非積分（ｎｏｎ−ｉｎｔｅｇｒａ
ｔｅｄ）レベルタイプ表示を与えるように使用される。

本明細書において開示される装置は、特にラジオ周波数
シンセサイザに対して用いられている。

さらに具体的には、ここで開示された装置は、新しいデ
ィジタル位相検出器によって特徴づけられる改良された
シンセサイザを指向したものである。

第１図はこのような改良されたシンセサイザ１１０を示
している。シンセサイザ１１０は、従来の結晶発振器１
１７によって与えられるリファレンス（基準）信号（ｆ
Ｒ）１１６に位相ロックしている出力信号１１４を与え
る従来のＶＣＯ１１２を利用している。出力信号１１４
は、例えば、モトローラから商品化されているＭＣ１４
５１５８のような出力信号１１４に比例した周波数信号
（７ｖ）　１２０を与えるプログラム可能なディジタル
分周回路（１／Ｎ　）　１２２によって１／Ｎ倍に分周
される。従来型のマイクロコンピュータ１１９は分周回
路１２２の分周比（Ｎ）を選択している。

リファレンス信号１１６と周波数信号１２０の間の僅か
な差を決定するために、位相検出器１１８はリファレン
ス信号１１６の周波数と位相を周波数信号１２０の周波
数と位相に比較する。信号１２０と１１６の間の周波数
及び位相におけるいかなる差も、必要なステアリング方
向（ｓｔｅｅｒｉｎｇ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）を最適に
表示するｕｐ　／　ｄｏｗｎステアリング信号１２６を
与えることによって、補正回路１２４に指示されている
。

補正回路１２４は、出力信号１１４がリファレンス信号
１１６の位相を追跡するようにＶＣＯ１１２の周波数を
補正する（増加させるか減少させる）ために用いられる
誤差電圧を発生する。補正回路１２４は、またシンセサ
イザのフィードバックループ特性を決定するループフィ
ルタを組み入れている。このことは、チャージポンプ回
路を用いることで達成されるかもしれない。チャージポ
ンプ回路の例としては、例えば、モトローラシーアンド
イーパーツ、米国イリノイ州６０１９６シヤンバーグ、
アルゴンフィン・ロード１３１３から発行されている１
パルサ−ＶＨＦ移動無線電話（Ｐｕｌｓａｒ　ＶＨＦＭ
ｏｂｉｌｅ　Ｒａｄｉ。

Ｔｅ１ｅｐｈｏｎｅ”（出版番号６８Ｐ！８１０２０　
Ｅ　０５−０　）の送信器及び受信器の論理の項（Ｔｒ
ａｎｓｍｉｔｔｅｒ　ａｎｄ　Ｒｅ−ｃｅｉｖｅｒ　Ｌ
ｏｇｉｃ　５ｅｃｔｉｏｎ）の中に述べられているよう
な回路である。

位相検出器１１８は、正確なステアリング信号１２６を
補正回路１２４へ供給するばかシではなく、マイクロコ
ンピュータ１１９が信号１１６及び１２０が位相ロック
（ｐｈａｓｅ　１ｏｃｋｅｄ）となる時を表示するべく
、正確なレベルタイプ（ｌｅｖｅｌ−ｔｙｐｅ）の位相
ロック表示（ｐｈａｓｅ−１ｏｃｋｅｄ　１ｎｄｉｃａ
ｔｉｏｎ）　１２８を発生している。マイクロコンピュ
ータ１１９は、例えば送信器を動作させるようなラジオ
機能を制御するためのレベルタイプの位相ロック表示１
２８を与えている。

−殻内によく知られた位相検出器と違って、位相ロック
表示１２８はもはやさらなる処理（積分）を必要としな
い。

第２図及び第３図は、本発明に従って、位相検出器１１
８の動作を示している。さらに具体的には第２図は、第
３図において示される位相検出回路の状態図を示してい
る。

第２図において、状態Ａ、Ｂ及びＥは、第３図の位相検
出器が位相ロック信号を受信している時の条件に対応し
ている。状態Ｃ及びＤは、位相検出器がｆＲの周波数が
ｆｖの周波数よりも太きいということを検出する時の条
件に対応している。状態Ｆ及びＧは、位相検出器が、ｆ
ｖの周波数がｆＲの周波数よりも大きいということを検
出する時の条件に対応している。

位相検出器が状態Ｂ、Ｃ及びＤにある時、このことは信
号ｆｖ及びｆＲを位相ロックするために、ｆｖの周波数
に対してｕｐ　”　（Ｄ＝Ｏ、Ｕ＝１）補正が必要とさ
れるということを示している。位相検出器が状態Ｅ、Ｆ
及びＧにある時、このことは、信号ｆｖ及びｆＲを位相
ロックするためにｆｖの周波数に対してｄｏｗｎ”　（
Ｄ＝１　、　Ｕ＝０　）補正が必要とされるということ
を示している。状態Ａにおいてのみ、位相検出器はｆｖ
の周波数に対する補正が必ずしも必要でない（Ｄ：０．
’Ｕ＝ｏ）ということを示している。

状態間の遷移は受信した信号ｆＲかｆｖのどちらかのエ
ツジ（ｅｄｇｅ）（正方向ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｇｏｉｎ
ｇ）の検出において起こる。今後、６エツジ（ｅｄｇｅ
）　’という言葉で表示されるどのような表示も、用い
られる論理回路に依存して正方向のエツジ（ｐｏｓｉｔ
ｉｖｅｇｏｉｎｇ　ｅｄｇｅ）を意味するか、もしくは
、負方向の＠　、 エツジ（ｎｅｇａｔｉ　ｇｏｌｎｇ　ｅｄｇｅ）を意味
している。後に続く議論は様々な状態間の流れを説明す
るために与えられている。

位相検出器が状態Ａにおいて始まるとしよう。

もしも検出される次のエツジ（ｅｄｇｅ　）がｆＲから
であるならば、状態Ａから状態Ｂへの遷移が起こるであ
ろう。逆に、検出される次のエツジ（ｅｄｇｅ）がｆｖ
からであるならば、状態Ａから状態Ｅへの遷移が起こる
であろう。もしも、検出される次のエツジ（ｅｄｇｅ　
）がすぐ前に先行している信号と同じ信号から発生して
いないならば、状態ＢもしくはＥから状態Ａへの遷移が
起こるであろう。従って、検出されたエツジ（ｅｄｇｅ
　）がｆＲかｆｖのどちらかの信号からのものである限
シ、状態Ａ、Ｂ及びＥ以外のどのような遷移も発生しな
いであろう。

八及びｆｖの周波数が同じであシ、かつ位相検出器が受
信され信号ｆＲ及びｆｖが位相ロック（Ｌ＝　１　）さ
れているということを示すであろう。

位相検出器は、受信された信号ｆＲ及びｆｖが周波数的
に異なっているということを位相検出器が検出する時、
ｆＲ及びｆｖは位相ロックされていない（Ｌ＝０）とい
うことを示す。状態Ａから状態Ｂ。

状態Ｃへの遷移は、もしもｆＲの周波数がｆｖの周波数
よりも大きい場合に起こシ、状態Ａから状態Ｅ、状態Ｆ
への遷移はｆｖの周波数がｆＲの周波数よりも大きい場
合に起こる。この場合、ステアリング信号は状態Ａ、Ｂ
及びＥに維持されていて、パルス的な動作はせず、従っ
て、補正回路への最大ステアリングが維持されている。

さらに具体的には、このような、状態Ａから、状態Ｂ及
び状態Ｃへの遷移、或いは状態Ｅ及び状態Ｆへの遷移は
、同じ信号から２つの連続したエツジ（ｅｄｇｅｓ）が
検出される時に生ずる。”連続した（ｃｏｎｓｅｃｕｔ
ｉｖｅ）　”という言葉は、他の信号カラノ中間的なエ
ツジ（ｉｎｔｅｒｖｅｎｉｎｇ　ｅｄｇｅ）がこの期間
中検出されないということを意味している。もしも連続
した（ｃｏｎｓｅｃｕｔｉｖｅ）　エツジがｆＲから検
出されるならば、第１のエツジで状態Ａから状態Ｂへの
流れが遷移し、第２のエツジで状態Ｂから状態Ｃへの流
れが遷移する。もしも、連続した（　ｃｏｎｓｅ　ｃｕ
−ｔｉｖｅ）エツジがｆｖから検出されるならば、第１
のエツジで状態Ａから状態Ｅへの流れが遷移し、第２の
エツジで状態Ｅから状態Ｆへの流れが遷移する。

もしもいったん位相検出器が、受信した信号ｆＲ及びｆ
ｖが位相ロックされていない（Ｌ＝０）ということを示
すならば、その位相検出器は、他の信号（Ｌ＝Ｏの表示
を生じた信号とは別の信号）からの２つの連続した（ｃ
ｏｎｓｅｃｕｔｉｖｅ）エツジが検出されない限シ、Ｌ
＝Ｏの表示を継続するであろう。

例えば、いったん状態Ｃにあって、ｆＲからの別のエツ
ジが検出されても、位相検出器は状態Ｃのままに留まる
であろう。もしも、ｆＲからのエツジに引き続いてｆｖ
からのエツジが検出されるならば、位相検出器は状態Ｃ
から状態りへさらに再び状態Ｃへ遷移するであろう。ｆ
ｖをｆＲで置き換えることによって、同じ結果が状態Ｆ
とＧに関して生ずるであろう。

もしも、いったん、他の信号からの２つの連続的（ｃｏ
ｎｓｅｃｕｔｉｖｅ）なエツジが検出されるならば、位
相検出器はＬ＝ＯをＬ＝１の表示に変えることによって
信号が位相ロックされるということを表示するであろう
。例えば、信号が位相ロックされていない場合、ｆｖか
らの２つの連続的な（ｃｏｎｓｅｃｕ−ｔｉｖｅ）エツ
ジによってのみ、位相検出器が状態Ｃから状態りを介し
て、初期状態Ｅの位相ロックされた条件に帰還すること
を可能にするであろう。

同様に、ｆＲからの２つの連続的な（ｃｏｎｓｅｃｕｔ
ｉｖｅ）エツジによってのみ、位相検出器が、状態Ｆか
ら状態Ｇを介して初期状態Ｂに位相ロックされた条件に
帰還することを可能にするであろう。どちらの例におい
ても、位相検出器が２つの連続的（ｃｏｎ−ｓｅｃｕｔ
ｉｖｅ）なｆｖｓかｆＲＢを位相ロックされた条件に帰
還する場合には、位相検出器は、それが２つの連続的な
ｆＲ８かｆＶＢを各々検出するまで位相ロックされた条
件のままに留まるであろう。

このことによって、位相検出器は過剰な補償をさけるこ
とを行ないつつ即座にｆｖの周波数を訂正することを可
能にするであろう。（上述の動作は選択的になされるで
あろうが、状態ＧからＥもしくはＡへ或いは状態りから
ＡもしくはＢへのどちらか一方の状態遷移がなされるで
あろうということに注意すべきであろう。） 例えば、状態Ｃから％ｆＶからの２つの連続的（ｃｏｎ
ｓｅｃｕｔｉｖｅ）なエツジによって、位相検出器が状
態Ｅへ状態りを介して遷移することを可能にするであろ
う。ここで位相検出器は位相ロックされた信号を表示し
、かつｆｖに対して必要とされたｄｏｗｎ　”　（Ｄ＝
　１　）訂正を表示するであろう。状態Ｅから、ｆｖか
らの別の連続的な（ｃｏｎｓｅｃｕｔｉｖｅ）エツジに
よって、位相検出器が位相ロックされない信号を表示し
、かつ、ｆｖに対して必要とされたｕ　ｐ　ｊ″（Ｄ＝
１）訂正を表示する所の、状態Ｆへの状態遷移を可能に
するであろう。ｆｖをｆＲで置き換えることによって、
同様の結果が状態Ｆ、Ｇ及びＢに関して生ずるであろう
。

従って、ｆＲとｆｖの周波数が異なっている間は、位相
検出器は状態ＣかＤ或いは状態ＦかＧに存在する。ｆｖ
の周波数が訂正されるまでは位相検出器はそれらの状態
に留まるであろう。九とｆｖの周波数が互いに逆の方向
においてわずかに異なシ、従って、状態Ｅかもしくは状
態Ｂに、ｆｖのわずかな過剰訂正を反作用で中和するよ
うに、逆の誤差信号パルスを発生することによって入る
ようになるであろう。

第３図は、本発明に従って、第２図の状態図に従って動
作するディジタル位相検出器１１８を示している。位相
検出器１１８は４つのＤタイプフリップ・フロップＣｆ
／ｆ６）　３１０．３１２．３１４及び３１６を含んで
いる。これらのＤタイプフリップフロップは信号へとｆ
ｖを受信する。位相検出器１１８はさらにｆＲ，！：ｆ
ｖＯ間の位相／周波数関係を表示するための３つのゲー
）　３０２．３０４及び３０６を含んでいる。ゲート３
０２はｆｖの周波数が増加されるべき（社）時を表示し
、ゲート３０４はｆｖの周波数が減少されるべき（Ｄ）
時を表示し、かつ、ゲート３ｏ６はｆｖ及びｆＲが位相
ロックされた時を表示している。

第２図の状態図のＡからＧへの状態は各々の７リツプフ
ロツグ（ｆ／ｆ　）のＱ出力に対応している。

第２図の状態図を実施するのには、わずか７つの状態が
必要されるにすぎないけれども、１６の段階を表わすこ
とのできる４つのフリップ・フロップ（ｆ／ｆ８）が用
いられている。位相検出器１１８はフリップ・フロップ
Ｃｆ／ｆ）３１２のＱ出力がセットされる（Ｑ＝１）時
のみ、状態Ｂに存在している。

状態Ｅはフリップ・フロッグＣｆ／ｆ）３１４のＱ出力
がセットされるときにのみ表示されている。状態Ｃはフ
リップ・フロッグＣｆ／ｆ）　３１０及びクリップ・フ
ロップＣｆ／ｆ）３１２０両方のＱ出力がともにセット
されるときに限って表示されている。

状態Ｆはフリップ・フロップＣｆ／ｆ）３１４とフリッ
プ・フロップＣｆ／ｆ）　３１６の両方のＱ出力がとも
にセットされるときに限って表示されている。

状態りはフリップ・フロップ（ｆ／ｆ）ａｔｏのＱ出力
がセットされるときに限って表示されている。

状態Ｇはフリップ・フロップＣｆ／ｆ）３１６のＱ出力
がセットされるときに限って表示されている。

状態Ａは特別なゲートであって、−殻内に、すべてのフ
リップ・フロップＣｆ／ｆＢ）　３１０．３１２．３１
４及び３１６がリセットされるときに表示されるであろ
う。

後述の表によって、第２図において示された状態と各々
のフリップ・フロップ（ｆ／ｆ　）　ａｌｏ、　３１２
゜３１４及び３１６のＱ出力の間の対応関係がまとめら
れている。すなわち Ａ　　　　　　　　　　　　　ｏｏｏ。

Ｂ　　　　　　　　　　　　　ｏ　　１　ｏ。

Ｃ１１００ Ｄ　　　　　　　　　　　　　１０００Ｅ　　　　　　
　　　　　　　００１０Ｆ　　　　　　　　　　　　　
００１１Ｇ　　　　　　　　　　　　　０００１後述す
る議論は、フリップ・フロップ（ｆ／ｆＳ）３１０、３
１２．３１４及び３１６の各々のセツティング（ｓｅｔ
ｔｉｎｇ）及びリセッティング（ｒｅｓｅｔｔｉｎｇ　
）状態を理解する上で役立つかもしれない。

第２図及び第３図を参照すると、位相検出器が状態Ａに
あると仮定し、九からのエツジが７リツプ・フロップＣ
ｆ／ｆｓ）３１０及び３１２のクロック入力において受
信される時、フリップ・フロップ３１２のＱ出力は、九
がｆｖの前に受信され（フリップ・フロップＣｆ／ｆｓ
）　　３１２及び３１４のＤ入力が常に・・イ（ｈｉｇ
ｈ　）レベルにあシ）かつ位相検出器が状態Ａから状態
Ｂへ状態遷移することから、Ｑ位相誤差をセットするべ
くセットされるであろう。

フリップ・フロップＣｆ／ｆ）ａｔｏのＱ出力は、その
Ｄ入力がハイ（ｈｉｇｈ）　　レベルにある時に、ｆＲ
エツジが受信されるまではセットされないであろう。ｆ
Ｒエツジが検出された時位相検出器１１８が状態Ｂ、Ｃ
或いはＤに存在しないかぎシ、このことは起こらないで
あろう。１つのＯＲゲート３１８は、フリップ・フロッ
プ（ｆ／ｆＳ）３１０及び３１２のＱ出力を、この機能
をフリップ・フロッグ（ｆ／ｆ　）３１０のＤ入力へ与
えるために受信する。従って、第２の連続的な（ｃｏｓ
ｅｃｕｔｉｖｅ）　ｆＲエツジの後、フリップ・フロッ
プＣｆ／ｆｓ）　３１０及び３１２の両方のＱ出力はｆ
Ｒの期間がｆｖの期間よりも短いものとして検出され、
かつ位相検出器は状態Ｃに存在するであろうから周波数
差を表示するべくセットされるであろう。

もしも、第３の連続的（ｃｏｎｓｅｃｕｔｉｖｅ）なｆ
Ｒエツジが検出されるならば、フリップ・フロップＣｆ
／ｆｓ）にいかなる変化も起こらず、しかも位相検出器
１１８は状態Ｃに留まるであろう。

なおも状態Ｃのままに留まっている間、もしも、ｆｖエ
ツジが７リツプ・フロップ（ｆ／ｆＢ）　３１４及び３
１６のクロック人力において位相検出器１１８によって
受信されるならば、フリップ・フロップ（ｆ／、？”）
３１４は瞬間的にセットされ、かつリセットされ、フリ
ップ・フロップＣｆ／ｆ）３１２はリセットされ、かつ
位相検出器１１８は状態Ｃから状態りへ状態遷移するで
あろう。フリップ・フロップ（ｆ／、ｆ８）　３１２及
び３１４のリセッティングは、フリップ・フロップＣｆ
／ｆ８）　３１２及び３１４の２つのＱ出力を、ゲート
３２２でＡＮＤ論理を取ること（ＡＮＤ　ｉ　ｎｇ　）
によって達成されている。ゲート３２２の出力はフリッ
プ・フロップ３１２及び３１４の両方をリセットするよ
うに結合している。

状態りにある間、もしもｆＲエツジが受信されるならば
、フリップ・・フロップ３１２はセットされ、かつ位相
検出器１１８は状態りがら状態Ｃへ状態遷移する。もし
も状態りにある間、フリップ・フロップＣｆ／ｆｓ）　
３１４及び３１６のクロック入力においてｆｖエツジが
受信されるならば、フリップ・フロップ３１４はセット
され、フリップ・フロップ３１０はリセットされ、しか
も位相検出器１１８は、状態りから状態Ｅへ状態遷移す
る。フリップ・フロップｆ／ｆ　ａｌｏをリセットする
ことは、望ましくない状態及び／或いは用いられない状
態への遷移をさけるために起こってくる。

これはフリップ・フロップｆ／ｆ３１０が３つの条件の
存在のもとでのみリセットされるということを保証する
ためにゲート３２４の出力をフリップ・フロップｆ／ｆ
　３１０のリセツ）　（Ｒ）入力に結合することによっ
て達成される。各々の条件は、それぞれゲート３２４へ
の３つの入力のうちの１つにおいて結合している。すな
わちフリップ・フロップｆ／ｆ　３１０からの反転Ｑ出
力、ゲート３２２の出力及びＡＮＤゲート３２６の出力
である。

フリップ・フロップ３１０の反転Ｑ出力はゲート３２４
によってフリップ・フロップ３１０が、もしも位相検出
器１１８が状態Ｃもしくは状態りに存在しないならば、
リセットされないということを保証するために、受信さ
れるであろう。ゲート３２２の出力はゲート３２４によ
って、フリップ・フロップｆ／ｆ６３１４及び３１６が
リセットされスリップ・フロップ３１０をリセットする
ことをさけるために、受信されるであろう。ゲート３２
６の出力はゲート３２４によって、フリップ・フロップ
３１０をリセットすることをさけるために、フリップ・
フロップ３１４及び３１６がリセットされない限夛、受
信されるであろう。この後の方の機能はフリップ・フロ
ップｆ／ｆｓ３１４及び３１６の２つの反転Ｑ出力をゲ
−）　３２６の入力に結合することによって達成される
であろう。

ひとたび、位相検出器１１８が状態りから状態Ｅへ状態
遷移する場合には、もしも次の検出されるエツジがｆＲ
からのものであるならば、フリップ・フロップ（ｆ／ｆ
）３１４は瞬間的に位相誤差を表示するべくセットされ
、かつ、その後リセットされ、そして位相検出器１１８
は状態Ａへもどることになる。もしも検出される次のエ
ツジがｆＲよりはむしろｆｖからのものであるならば、
スリップ・フロップｆ／ｆ　３１６は周波数差を表示す
るべくセットされるであろう。なぜならば、ｆｖの期間
はｆＲの期間よりも少ないものとして検出され、かつ位
相検出器１１８は状態Ｅから状態Ｆへ状態遷移するから
である。フリップ・フロップｆ／ｆｓｘ６のセツティン
グはその入力としてフリップ・フロップｆ／ｆｓ３１４
及び３１６のＱ出力を受信するゲート３２０を介して達
成されるであろう。フリップ・フロップｆ／ｆ３１６に
関するゲート３２０の機能はフリップ・フロップｆ／ｆ
３１６に関するゲート３１８の機能に類似している。

いったん、位相検出器１１８が状態Ｅから状態Ｆへ状態
遷移する場合には、次の検出されるエツジがｆｖから生
ずるのであれば、位相検出器１１８は状態Ｆに留まるこ
とになる。

なおも状態Ｆに留まる間、もしも１つのｆＲエツジが位
相検出器１１８によって受信されるならば、フリップ・
フロップｆ／ｆ３１２は瞬間的にセットされかつリセッ
トされ、フリップ・フロップｆ／ｆ　３１４はリセット
され、そして位相検出器１１８は状態Ｆから状態Ｇへ状
態遷移する。フリップ・フロップｆ／ｆ８３１２及び３
１４をリセットすることは前に述べられたのと同様にし
て達成される。

状態Ｇに存在する間、もしも１つのｆｖエツジが受信さ
れるならば、クリップ・フロップ３１４はセットされ、
かつ位相検出器１１８は状態Ｇから状態Ｆへ状態遷移す
る。

もしも、状態Ｇに存在する間に１つのｆＲエツジが検出
されるならば、フリップ・フロップｆ／ｆ３１６はリセ
ットされ、そして位相検出器１１８は状態Ｇから状態Ｂ
へ状態遷移する。フリップ・フロップ３１６をリセット
することはゲート３２４のかわシにゲート３２８を用い
ることを除いてフリップ・フロップ３１０をリセットす
ることと同様に達成される。

ゲート３２４は、フリップ・フロップｆ／ｆ　３１６が
、３つの条件の存在のもとでのみ、リセットされるとい
うことを保証している。ここで３つの条件のうちの各々
は、ゲート３２８への３つの入力のうちの１つにおいて
与えられている。すなわちフリップ・フロラプルｑ３１
６からの反転Ｑ出力、ゲート３２２の出力そして、にＮ
Ｄゲート３３０の出力である。

フリップ・フロップｆ／ｆ３１６の反転Ｑ出力はゲート
３２４によって、フリップ・フロップｆ／ｆ　３１６は
もしも位相検出器１１８が状態Ｆもしくは状態Ｇに存在
しないならば、リセットされないということを保証する
ために受信される。ゲート３２２の出力はゲート３２４
によって、フリップ・フロップｆ／ｆ８３１２及び３１
４がリセットされている時に７リツプ・フロップｆ／ｆ
３１６がリセットされることを防止するために受信され
ている。ゲー）　３３０の出力はゲート３２８によって
、フリップ・フロップｆ／ｆ。

３１０及び３１２がリセットされない限シフリップ・フ
ロップ３１６がリセットされることを防止するために受
信されている。この後の方の機能は、フリップ・フロッ
プｆ／ｆｓ３１０及び３１２の反転されたＱ出力をゲー
ト３３０の入力に結合することによって達成されている
。

前にも議論されたように、ゲー）　３０２．３０４及び
３０６は、それぞれｆｖの周波数が増加される（Ｕ）べ
き時、ｆｖの周波数が減少される（Ｄ）べき時、及びｆ
ｖ及びｆＲが位相ロックされている時のそれぞれを表示
することに対して用いられている。ｆｖの周波数が増加
されるべきであるという表示は、ゲ−）　３０２を介し
て、フリップ・フロップｆ／ｆｓ３１０及び３１２のＱ
出力をゲート３０２において、ＯＲ結合亭 すること（ＯＲｉｎｇすると）によって、達成されてい
る。もしも、フリップ・フロッグｆ／ｆ６３１０及び３
１２のＱ出力のうちの１つもしくはそれ以上がセットさ
れるならば、その時位相検出器は状態Ｂ。

Ｃ或いはＤＫなるであろう。従って、ｆｖの周波数は増
加されるべきである。

ｆｖの周波数が減少されるべきであるという表示は、ゲ
ート３０４を介して、フリップ・フロップｆ／ｆｓ３１
４及び３１６のＱ出力をゲート３０４においてＯＲ結合
することによって達成されている。もしも、フリップ・
フロップｆ／ｆｓ３１４及び３１６のＱ出力のうちの１
つもしくはそれ以上がセットされるならば、その時位相
検出器は状態Ｅ、ＦもしくはＧになるであろう。そして
、ｆｖの周波数は減少されるべきであろう。

ｆｖ及びｆＲが位相ロックされているという表示は、ゲ
ート３０６を介して、フリップ・フロップｆ／ｆＳ３１
０及び３１６のＱ出力をゲート３（１６においてＮＯＲ
結合すること（ＮＯＲｉｎｇ　）によって達成されてい
る。もしも、クリップ・フロツブルグ。３１０及び３１
６のＱ出力のうちのいずれもセットされないならば、そ
の時には、位相検出器は状態Ａ、ＢもしくはＥに存在す
ることになシ、そしてｆｖはｆＲに位相ロックされるこ
とになる。

位相検出器１１８の、ゲート３０２及び３０４からの。

出力（Ｕ及びＤ）は訂正回路（第１図における１２４）
に適用されることになシ、結果として、最適な位相利得
特性を有する改善されたシンセサイザを提供することに
なる。

一方、ゲート３０６からの出力（Ｌ）は非積分型（ｎｏ
ｎ−ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ）　ｖベルタイプ（ｌｅｖｅ
ｌ−ｔｙｐｅ）表示であって、シンセサイザが位相ロッ
クされている時をラジオに知らせるために、直接的にラ
ジオ論理、　　　　÷ 回路（ｒａｄｉｏ　ｌｏｇｉｃ　ｃｘｒｃｕｉｔｙ）　
　に適用されるかもしれない。

当業者によって、種々な改良及び変更が本発明に対して
、本発明の精神と範囲よシ逸脱することなしになされる
ということは理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるラジオ（ｒａｄｉｏ）シンセサ
イザのブロック図である。 第２図は、第１図に図示された位相検出器の動作を説明
する本発明の状態図である。 第３図は、本発明による第１図に図示の位相検出器１１
８の回路図を示す。 第１図において １１２・・・電圧制御発振器 １１７・・・クリスタル発振器 １１８・・・位相検出器 １１９・・・マイクロコンピュータ １２２・・・１／Ｎ分周器 １２４・・・補正回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１、第２ディジタル周波数信号に応答し、第１及
   び第２の周波数信号の間の位相誤差を検出し、かつ対応
   した上昇（ｕｐ）及び下降（ｄｏｗｎ）ステアリング信
   号を提供する位相検出手段、 位相検出手段に応答し、第１及び第２のディジタル周波
   数信号の間の周波数における差を検出する周波数検出手
   段、 周波数検出手段に応答し、第１及び第２のディジタル周
   波数信号が位相ロックされている時を表示するレベルタ
   イプ表示手段、 を具備し、第１及び第２のディジタル周波数信号の間の
   位相誤差を表示するためのディジタル位相検出器。 ２、安定な周波数を有するリフアレンス信号を発生する
   ための周波数発振器、 １つの出力周波数信号を有する電圧制御された発振器（
   ＶＣＯ）、 出力周波数信号に応答し、出力周波数信号に比例した１
   つの周波数を有するＶＣＯ信号を発生する分周手段、 及びディジタル位相検出器を具え、 前記ディジタル位相検出器は、ＶＣＯ信号及びリフアレ
   ンス信号に応答し、ＶＣＯ信号とリフアレンス信号の間
   の位相誤差を決定し、対応する上昇（ｕｐ）及び下降（
   ｄｏｗｎ）ステアリング信号を提供する位相検出手段、 位相検出手段に応答し、ＶＣＯ信号とリフアレンス信号
   の間の周波数差を検出する周波数検出手段、周波数検出
   手段に応答し、ＶＣＯ信号及びリフアレンス信号が位相
   ロックされた時を表示するレベルタイプ表示手段、を具
   え、 上昇（ｕｐ）及び下降（ｄｏｗｎ）ステアリング信号に
   応答し、ＶＣＯの出力周波数信号の位相及び周波数をリ
   フアレンス信号の位相及び周波数に対して制御する補正
   手段、を更に具備することを特徴とする周波数シンセサ
   イザ。 ３、第１、第２ディジタル周波数間の位相誤差を表示す
   るディジタル位相検出器にして、 第１、第２ディジタル周波数信号に応答し、第１及び第
   ２のディジタル周波数信号の間の位相誤差を決定し、か
   つ、その位相誤差の極性を表示するように対応する上昇
   （ｕｐ）及び下降（ｄｏｗｎ）ステアリング信号を提供
   する位相検出手段、 位相検出手段及び第１、第２ディジタル周波数信号に応
   答し、第１のディジタル周波数信号の周波数が第２のデ
   ィジタル周波数信号の周波数よりも大きい時を検出し、
   かつ、その代表としての第１の表示を提供する第１の周
   波数検出手段、位相検出手段及び第１、第２ディジタル
   周波数信号に応答し、第１のディジタル周波数信号の周
   波数が第２のディジタル周波数信号の周波数よりも低い
   時を検出し、かつその代表としての第２の表示を提供す
   る第２の周波数検出手段、を具え、ここで、第１のディ
   ジタル周波数信号は、第２のディジタル周波数信号の周
   波数よりも低いということを第２の周波数検出手段が検
   出するまで第１の表示は変化せず、かつ第１のディジタ
   ル周波数信号は、第２のディジタル周波数信号の周波数
   よりも大きいということを第１の周波数検出手段が検出
   するまで、第２の表示は変化しないものであり、 更に、第１及び第２のディジタル周波数信号が周波数に
   おいて異なつているということを検出する第１及び第２
   の周波数検出手段の不在に応答し、第１ディジタル周波
   数信号が第２ディジタル周波数信号に位相ロックされる
   レベルタイプ表示手段、を具備するディジタル位相検出
   器。