JPH01243622A - 位相同期ループ回路 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ジッタの少ない位相同期ループ回路に関する
。

〔従来の技術〕

位相同期ループ回路は、系を外部から与えられる基準信
号に同期させるためによく用いられる。

この動作原理は、例えばグレーペン（Ｇｒｅｂｅｎｅ　
）著「バイポーラ　アンド　モス　アナログ　インテグ
レーテッド　サーキット　デザイン（Ｂｉｐｏｌａｒａ
ｎｄ　ＭＯＳ　Ａｎａｌｏｇ　Ｉｎｔｓｇｒａｔｅｄ　
Ｃ１ｒｃｕｉｔ　Ｄｅｓｉｇｎ）　」に説明がある。基
本的には第５図に示す様に１位相比較器９．ＬＰＦ　（
低域通過フィルタ）”ｔ　ＶＣＯ（電圧制御器発振器５
から構成される０位相比較器は、ｖＣＯ出力と外部から
の基準信号との位相差を検出する働きをし、ＬＰＦはそ
の誤差信号を平滑する働きをし、ｖＣＯはＬＰＦからの
制御電圧に応じて発振する働きをする。ｖＣＯ出力と外
部からの基準信号の同期がとれるとＬＰＦからは一定電
圧が供給され系は安定する。さて、位相比較器としては
、例えば前記文献に述べられている様にシーケンシャル
位相比較器とスイッチ型位相比較器がある。シーケンシ
ャル位相比較器は、入力信号のデユーティによらず同期
がかけられる、高調波では同期がかかり得ない等の利点
があるが。

間欠信号（ビデオ信号のカラーバスト等）には同期がか
けられないという欠点があり、逆に、スイッチ型位相比
較器では、間欠信号にも同期がかけられるが、入力信号
のデユーティが５０％からずれると誤差が発生する、高
調波でも同期がかかり得る等の欠点がある。また、シー
ケンシャル位相比較器では、理想的には入力信号の位相
が一致する様に同期がかかる、即ち、位相オフセットの
ない状態で同期がかかるが、現実的には、位相比較器の
判定時間が有限であること等により不感帯を生ずる。こ
れにより、完全に位相を一致させることは困難となり、
不感帯の巾の範囲で不定となる。

従って、ｖＣＯの出力は時間的にゆらぎ、ジッタを発生
する。以上の様に、従来技術では、入力信号のデユーテ
ィによらず同期がかけられ、且、ジッタの少ない高精度
の位相同期ループを得ることが困難であった。この欠点
のために、テレビ信号におけるカラーディジタル変調処
理は非常に画質劣下をまねいていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、ジッタの少ない高精度な位相同期ルー
プ回路を得ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、シーケンシャル位相比較器とスイッチ型位
相比較器を併用し、あるいは、切替えて用いることによ
り達成される。

〔作用〕

シーケンシャル位相比較器は、高調波で同期がかかるこ
とを防ぎ、所望の周波数で同期をがけるためのいわば粗
調整として作用し、スイッチ型位相比較器は、位相を精
度よく合わせるための微調整として作用する。

〔実施例〕

以下、本発明の第１の実施例を第１図により説明する０
本実施例は、シーケンシャル位相比較器１、スイッチ型
位相比較器３．低域通過フィルタ２．４．電圧制御発振
器５．加算器７，９０°位相器６から構成される。動作
は次の通りである。

ディジタルのシーケンシャル位相比較器は、基準信号と
ｖＣＯ５の出力の立下がりエツジを検出し、その位相差
に応じたパルス幅の誤差信号を発生させる。立下がりエ
ツジが一致する様に同期がかかるので、周波数も位相も
合うことになり、高周波では同期がかかり得ない、ＬＰ
Ｆ２はダンピング係数、引き込み時間等を考慮して設計
される。−方スイッチ型位相比較器は、その２つの入力
信号の乗算を行なう形式の比較器で、同期がとれた状態
では、入力信号に９０°の位相オフセットを生じ、デユ
ーティ５０％の信号を出力する。即ち、デユーティ５０
％からのずれが誤差の大きさを示す、９０°移相器６は
、上述の９０°のオフセットを補償するためのものであ
る。さて、本実施例では、１，２．５のループと３．４
，５．６のループが２重に設けられており、誤差電圧は
加算器７により加算される。ＬＰＦ２の帯域を広く（時
定数を短か（）　、ＬＰＦ４の帯域を狭く（時定数を長
く）設定しておくことにより、１，２．５のループによ
り引き込まれ、１による不感帯に入った後は、３のみが
実効的に動作し、更に精度よく位相を同期させる様に働
く、従って、ジッタの少ない高精度の出力信号を得るこ
とが出来る。

第２図に第１の実施例の具体的回路例を示す。

同図（ａ）は全体構成、（ｂ）はシーケンシャル位相比
較器、（Ｑ）はリングオシレータによるＶＣＯｌ（ｄ）
は（ａ）の主なノードの波形を示したものである。本例
は基準信号（波形ａ）に対して４倍の周波数（波形ｂ）
を得るものである。

基準信号としてテレビにおけるカラー副搬送波ｆｓｃ　
（３，５８ＭＨｚ）を入力しそれと同期のとれた４ｆｓ
ａを発生させ、カラーのディジタル変調をする場合に有
効である。ノードｂの信号はＤ型フリップフロップ等に
より一分周されノードｃ、ｄに出力される０図（ｄ）の
様にｃ、ｄの波形には９０″のオフセットが生ずる。た
だし、ゲートの遅延時間差により、正確に９０°オフセ
ツトを得るのが困難なので、Ｄ型フリップフロップでタ
イミングを合わせて、ｅ、ｆに精度のよい９０°オフセ
ット信号を得る。これらの信号をシーケンシャル位相比
較器１及び排他的論理和ＥＮＯＲゲート（スイッチ型位
相比較器として働く）に入力される。ＬＰＦ２は、Ｒ工
、Ｒａ、Ｃによるラグリードフィルタで、ＬＰＦ４はＲ
２ｖ　Ｒａ　、　Ｃによるラグリードフィルタで構成さ
れる。加算器７は。

Ｒ１を介するＣの充放電と、Ｒ２を介するＣの充放電に
より等測的に形成される１図（ｄ）に示される様に、同
期のかかった状態では、ノードｇの信号はデユーティ５
０％となり、Ｒｘを介するＣの充放電は相殺されている
。デユーティが５０％からずれると、その分だけ充電あ
るいは放電時間が長くなり、ずれを補正する様に帰還が
かかる。

ＲＺをＲ１より大きくすることにより、シーケンシャル
位相比較器が周波数引き込みを完了した後、ｖＣＯへの
制御電圧のリップルが小さくなりＶＣＯの出力は安定す
る。

次に、本発明の第２の実施例を第３図により説明する。

シーケンシャル位相比較器１　ｐ　Ｒ１１Ｒｓ　ｔＣに
よるＬＰＦ、ＶＣＯ５，Ｄ型フリップフロップ等により
構成され、ノードｄを出力とする一分周器からなるルー
プは、第２図の場合と同様である０本実施例の特徴は、
スイッチ型位相比較器であるＥＮＯＲゲートへの入力信
号として、ａ及びｄの信号を一分周した信号ｇ及びｅを
用いる点である。同図（ｂ）の様に、同期のかかった状
態では１ｇとｅに９０＠のオフセットを生じている。

一般に分局器の出力は１位相が１８０°不定となるため
、ｇとｅには９０°のオフセットが２７０°のオフセッ
トかのいずれかを生ずるが、ノードｈのリセット信号に
より、必ず９０＠のオフセットを生じる様に設定される
。本実施例では、基準信号のデユーティが５０％からず
れていてもノードｇの信号はデユーティが５０％になる
ためにスイッチ型位相比較器による誤差は発生しない。

以上の様に基準信号のデユーティによらずジッタの少な
い位相同期ループが得られる。

次に、本発明の第３の実施例を第４図により説明する。

同図１〜７は第１図１〜７に対応している０本実施例で
は周波数判別器８を用いて、シーケンシャル位相比較器
を用いるループと、スイッチ型位相比較器を用いるルー
プの接続を制御する。

周波数判別器８は、アップ・ダウンカウンタ等により構
成され、基準信号とｖＣＯ出力の周波数差を検出するも
のである。即ち、基準信号とｖＣ０出力信号のパルスが
交互に入ってくる時には、例えば０、いずれかのパルス
が連続して入ってくる時には１を出力する。これにより
周波数引き込みが完了したか否かの判別を行なう。８の
出力が１である時には、シーケンシャル位相比較器だけ
か、シーケンシャル位相比較器とスイッチ型位相比較器
の両方を接続する様にループの接続が制御され。

８の出力がＯである時には、シーケンシャル位相比較器
のループをオープンにし、スイッチ型位相比較器のみを
接続する様に制御される６本実施例では、−度周波数引
き込みが完了した後は、シーケンシャル位相比較器の影
響を受けることなく、スイッチ型位相比較器のみで位相
同期が保持される。従って、２つのループの干渉がなく
、周波数ゆらぎのない高精度の位相同期ループが得られ
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、高調波で同期のかかることがなく、且
、周波数ゆらぎの少ない位相同期ループを得ることがで
きる。本考案により、テレビ信号において、高画質のカ
ラーディジタル変調処理が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の構成図、第２図は本発
明の第１の実施例の回路図及び波形、第３図は本発明の
第２の実施例の回路図及び波形、第４図は本発明の第３
の実施例の構成図、第５図は従来技術を示す構成図であ
る。 １・・・シーケンシャル位相比較器、２・・・低域通過
フィルタ、３・・・スイッチ型位相比較器、４・・・低
域通過フィルタ、５・・・電圧制御発振器、６・・・９
０°移相器、７・・・加算器、８・・・周波数判別器、
９・・・位相芽］図 γ′２．幻 （す ｔ、１ノ テ 茅　３１２１１ を仄） ん

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シーケンシャル位相比較器を含むループとスイッチ
   型位相比較器を含むループの両方を有することを特徴と
   する位相同期ループ回路。 ２、特許請求の範囲第１項記載の位相同期ループ回路に
   おいて、シーケンシャル位相比較器を含むループに設け
   られた低域通過フィルタの帯域を、スイッチ型位相比較
   器を含むループに設けられた低域通過フィルタの帯域よ
   り広くすることを特徴とする位相同期ループ回路。 ３、特許請求の範囲第１項記載の位相同期ループ回路に
   おいて、スイッチ型位相比較器の入力信号として、外部
   基準信号を分周した信号を用いることを特徴とする位相
   同期ループ回路。 ４、特許請求の範囲第１項記載の位相同期ループ回路に
   おいて、系が外部基準信号と所定の周波数差に引き込み
   を完了した後シーケンシャル位相比較器を含むループが
   開放になる様に制御することを特徴とする位相同期ルー
   プ回路。