JPH02211718A - Pll circuit - Google Patents

Pll circuit

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Publication number
JPH02211718A
JPH02211718A JP1032155A JP3215589A JPH02211718A JP H02211718 A JPH02211718 A JP H02211718A JP 1032155 A JP1032155 A JP 1032155A JP 3215589 A JP3215589 A JP 3215589A JP H02211718 A JPH02211718 A JP H02211718A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
loop
circuit
pll circuit
loop filter
analog switches
Prior art date
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Pending
Application number
JP1032155A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Susumu Yamaguchi
晋 山口
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NEC Engineering Ltd
Original Assignee
NEC Engineering Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH02211718A publication Critical patent/JPH02211718A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To always operate a circuit with an optimum loop band width by providing a loop filter with plural loop constant circuits different from one another and arbitrarily selecting them. CONSTITUTION:Analog switches 101 to 104 are connected to first to fourth resistors 61 to 64 and are connected to an operational amplifier 5, and analog switches 111 to 114 are connected to first to fourth resistors 71 to 74 and capacitors 81 to 84 and are connected to the operational amplifier 5. One of analog switches 101 to 104 and corresponding one of 111 to 114 are selectively and simultaneously turned on by a selector 13 operated by a controller 12. Since one loop constant circuit is selected to arbitrarily set the loop constant in this manner, the circuit is operated with an optimum loop band width independently of the change of frequency.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はPLL (位相制御ループ)回路に関し、特に
複数の異なる周波数に対応して最適なループ帯域幅に設
定可能なPLL回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a PLL (phase control loop) circuit, and particularly to a PLL circuit that can be set to an optimal loop bandwidth in response to a plurality of different frequencies.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、デジタル衛星通信装置において、送信側では送
信データ及びクロックのジッタ吸収を目的とし、受信側
では受信データの受信タイミングの変動を吸収すると共
に理想的なタイミングに基準クロックでリタイミングす
る機能を有する、エラスティックバッファ用として、夫
々デジタルPLL回路が用いられる。
Generally, in a digital satellite communication device, the purpose of the transmitting side is to absorb jitter in the transmitted data and clock, and the receiving side has the function of absorbing fluctuations in the reception timing of the received data and retiming to ideal timing using a reference clock. , a digital PLL circuit is used for each elastic buffer.

即ち、第2図に示すように、位相比較器1において入力
信号の位相と、分周器4によって分周された電圧制御発
振器3の位相とを比較し、その位相比較結果信号をルー
プフィルタ2を通して電圧制御発振器3に帰還してこれ
を制御することにより、入力信号と可変発振器との同期
を得ている。
That is, as shown in FIG. 2, the phase of the input signal is compared in the phase comparator 1 with the phase of the voltage controlled oscillator 3 whose frequency has been divided by the frequency divider 4, and the phase comparison result signal is sent to the loop filter 2. The input signal and the variable oscillator are synchronized by feeding back to the voltage controlled oscillator 3 through the input signal and controlling it.

また、この種のデジタルPLL回路におけるループフィ
ルタ2の回路としては、第3図のように、演算増幅器5
.抵抗器6.抵抗器7.及びコンデンサ8により構成さ
れるアクティブフィルタを用いている。
Further, as a circuit of the loop filter 2 in this type of digital PLL circuit, as shown in FIG.
.. Resistor 6. Resistor 7. An active filter composed of a capacitor 8 and a capacitor 8 is used.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

ところで、このようなデジタルPLL回路においては、
外部雑音によるジッタを少なくするためにはループ帯域
幅を狭くする必要がある。一方、可変発振器の内部雑音
等によって生じる一時的な位相誤差を最少にすると共に
、良いトラッキング特性を得るためにはループ帯域幅を
広くする必要がある。
By the way, in such a digital PLL circuit,
In order to reduce jitter due to external noise, it is necessary to narrow the loop bandwidth. On the other hand, in order to minimize temporary phase errors caused by internal noise of the variable oscillator and obtain good tracking characteristics, it is necessary to widen the loop bandwidth.

このため、この種のPLL回路では、使用条件に応じて
の最適のループ帯域幅となるように設計する必要がある
。したがって、デジタル衛星通信網において、いくつか
の伝送レートを切り換えて使用する必要がある場合にお
いては、使用する伝送レートの全てにおいて最適の特性
を持つPLL回路を設計しなければならず、実際にこの
ような回路を設計することは極めて困難であるという問
題がある。
Therefore, this type of PLL circuit needs to be designed to have an optimum loop bandwidth depending on the conditions of use. Therefore, when it is necessary to switch and use several transmission rates in a digital satellite communication network, it is necessary to design a PLL circuit with optimal characteristics for all the transmission rates to be used. The problem is that it is extremely difficult to design such a circuit.

本発明は使用条件に応じて周波数が変化された場合でも
、最適なループ帯域幅にて動作することが可能なPLL
回路を提供することを目的とする。
The present invention is a PLL that can operate at an optimal loop bandwidth even when the frequency is changed depending on usage conditions.
The purpose is to provide circuits.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明のPLL回路は、入力信号と可変発振器の位相比
較結果を可変発振器に帰還させるループフィルタに複数
の異なるループ定数回路を設け、これらループ定数回路
を制御装置からの信号に基づいて動作するセレクタによ
って選択し得るように構成している。
In the PLL circuit of the present invention, a plurality of different loop constant circuits are provided in a loop filter that feeds back a result of phase comparison between an input signal and a variable oscillator to the variable oscillator, and a selector operates these loop constant circuits based on a signal from a control device. It is configured so that it can be selected by

〔作用〕[Effect]

上述した構成では、いずれかのループ定数回路を選択す
ることにより、ループ定数を任意に設定でき、周波数の
変化にかかわらずPLL回路を最適のループ帯域幅に設
定できる。
In the above configuration, by selecting one of the loop constant circuits, the loop constant can be arbitrarily set, and the PLL circuit can be set to the optimum loop bandwidth regardless of changes in frequency.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.

先ず、本発明のデジタルPLL回路の特性について考察
する。デジタルPLL回路のループ帯域幅を決定するル
ープフィルタに、第3図の回路を採用した場合、ループ
帯域幅BLは次の式で表される。
First, the characteristics of the digital PLL circuit of the present invention will be considered. When the circuit shown in FIG. 3 is adopted as a loop filter that determines the loop bandwidth of the digital PLL circuit, the loop bandwidth BL is expressed by the following equation.

BL=ω7/2(ζ+1/4ζ)・・・(1)ここで、
ω7は固有振動数、ぐは制動係数。
BL=ω7/2(ζ+1/4ζ)...(1) Here,
ω7 is the natural frequency, and ω is the damping coefficient.

制動係数ζは、アクティブフィルタの第1の時定数τ、
を用いて、 ζ=τz/2ω0・・・(2) と表せられる。
The damping coefficient ζ is the first time constant τ of the active filter,
Using , it can be expressed as ζ=τz/2ω0 (2).

(2)式により(1)式は次のように書き換えられる。Using equation (2), equation (1) can be rewritten as follows.

BL =ω11 /2 (rz/2 ω、 +1/4(
rz/2 ω、、))=τ、 ω11 ”/4 +1/
4τg・”(3)固有振動数ω7はアクティブフィルタ
の第2の時定数τ1を用いて、 ω。=(K/τ ) I/2・・・(4)と表せられる
。ここで、KはデジタルPLL回路の総合利得であり、
位相比較器の変換利得をKa、ループフィルタの電圧利
得をKA、電圧制御発振器の変換利得をKvとすると、 K=に、  ・KA −に、・・・(5)と表せられる
BL = ω11 /2 (rz/2 ω, +1/4(
rz/2 ω,, ))=τ, ω11 ”/4 +1/
4τg・” (3) The natural frequency ω7 can be expressed as ω.=(K/τ ) I/2 (4) using the second time constant τ1 of the active filter. Here, K is It is the total gain of the digital PLL circuit,
When the conversion gain of the phase comparator is Ka, the voltage gain of the loop filter is KA, and the conversion gain of the voltage controlled oscillator is Kv, it can be expressed as K=, KA -, (5).

(3)式は(4)式により、次のように書き換えられる
Equation (3) can be rewritten as follows using equation (4).

=1/4(τ2/τl K+1/τt)・・・(6)ア
クティブフィルタの第1の時定数τ2及び第2の時定数
τ1は、抵抗器6及び抵抗器7の抵抗値をそれぞれR+
 、Rzコンデンサ8の容量をCとすると、 τz=cRt  ・・・(7) τr = CR+   ・・・(8) と、それぞれ表せるので、結局(6)式は次のように書
き換えられる。
= 1/4 (τ2/τl K+1/τt) (6) The first time constant τ2 and the second time constant τ1 of the active filter are the resistance values of the resistor 6 and the resistor 7, respectively, R+
, and the capacitance of the Rz capacitor 8 is C, then τz=cRt...(7) τr=CR+...(8) Therefore, equation (6) can be rewritten as follows.

BL =1 /4 (R2/R1・K+1/CRZ )
・・・(9)したがって、(9)式から判るように、ル
ープ帯域中BLはループフィルタを構成する抵抗器6及
び7の抵抗値R+及びR1、及びコンデンサ8の容量値
Cにより決定される。
BL =1/4 (R2/R1・K+1/CRZ)
(9) Therefore, as can be seen from equation (9), BL in the loop band is determined by the resistance values R+ and R1 of the resistors 6 and 7 that constitute the loop filter, and the capacitance value C of the capacitor 8. .

上記のことから、何らかの手段により、ループフィルタ
を構成するR+、Rz及びCのみを変化させてやれば、
デジタル衛星通信網における所望の伝送レートの全てに
おいて、1つのデジタルPLL回路で最適のループ帯域
幅が得られることとなる。
From the above, if only R+, Rz and C that constitute the loop filter are changed by some means,
One digital PLL circuit provides the optimum loop bandwidth for all desired transmission rates in a digital satellite communication network.

第1図は以上の考察に基づいた本発明の−実施例の構成
図である。図において、lは位相比較器、2はループフ
ィルタ、3は電圧制御発振器、4は分周器である。そし
て、ループフィルタ2は1つの演算増幅器5に対して複
数種、ここでは4種の抵抗−容量回路を選択して接続し
得るように構成している。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention based on the above consideration. In the figure, l is a phase comparator, 2 is a loop filter, 3 is a voltage controlled oscillator, and 4 is a frequency divider. The loop filter 2 is configured so that a plurality of types, here four types, of resistance-capacitance circuits can be selected and connected to one operational amplifier 5.

即ち、第1から第4の各抵抗器61〜64に夫々アナロ
グスイッチlOl〜104を接続して演算増幅器5に接
続し、同様に第1から第4の各抵抗器7.〜7.及びコ
ンデンサ8.〜84に夫々アナログスイッチ111〜1
14を接続して演算増幅器5に接続している。そして、
前記アナログスイッチ10.〜104.I1.〜114
 は夫々制御装置12によって動作されるセレクタ13
によって、第1から第4のいずれか一つを選択的かつ同
時にオン動作するように構成している。
That is, the analog switches 101 to 104 are connected to the first to fourth resistors 61 to 64, respectively, and connected to the operational amplifier 5, and the first to fourth resistors 7. ~7. and capacitor8. -84 respectively analog switches 111-1
14 is connected to the operational amplifier 5. and,
The analog switch 10. ~104. I1. ~114
are the selectors 13 operated by the control device 12, respectively.
Accordingly, any one of the first to fourth elements is selectively and simultaneously turned on.

なお、前記制御装置12は前記分周器4の分周比をも制
御し得るように構成している。
Note that the control device 12 is configured to be able to also control the frequency division ratio of the frequency divider 4.

この構成によれば、今、第1のアナログスイッチ10.
.11.により抵抗器6I、抵抗器7.。
According to this configuration, the first analog switch 10.
.. 11. resistor 6I, resistor 7. .

コンデンサ8.を演算増幅器5に接続する場合を考える
Capacitor 8. Let us consider the case where .

制御装置12は制御情報をセレクタ13に伝達する。セ
レクタ13は伝達された制御情報により、アナログスイ
ッチ10.及び111がオンするように制御する。この
時、アナログスイッチ10z〜104及びアナログスイ
ッチ11□〜11.はオフされており、必要としない定
数は選択されない。
Control device 12 transmits control information to selector 13 . The selector 13 selects the analog switch 10. based on the transmitted control information. and 111 are turned on. At this time, analog switches 10z to 104 and analog switches 11□ to 11. is turned off, and constants that are not needed are not selected.

アナログスイッチ10.及び11.がオンすることによ
り、抵抗器61.抵抗器7.及びコンデンサ8.が演算
増幅器5に接続されてループフィルタ回路に組み込まれ
、ループフィルタは最適のループ定数にて動作し、PL
L回路を動作周波数に適したループ帯域幅にて動作させ
ることになる。
Analog switch 10. and 11. When resistor 61. is turned on, resistor 61. Resistor 7. and capacitor8. is connected to the operational amplifier 5 and incorporated into the loop filter circuit, and the loop filter operates with the optimum loop constant, and the PL
The L circuit is operated with a loop bandwidth suitable for the operating frequency.

なお、制御装置12はアナログスイッチの開閉の情報を
伝達すると同時に、分周器4に最適の分周比を選択する
よう情報を伝達する。
Note that the control device 12 not only transmits information on opening and closing of the analog switch, but also transmits information to the frequency divider 4 to select the optimum frequency division ratio.

伝送レートが変化した場合は、その伝送レートにて最適
の定数が得られるよう、制御装置12によりセレクタ1
3が対応するアナログスイッチを選択し、対応する抵抗
、コンデンサをループフィルタ回路に組み込み、異なる
抵抗値、容量値によって異なるループ定数に設定する。
When the transmission rate changes, the control device 12 changes the selector 1 so that the optimum constant is obtained at that transmission rate.
3 selects the corresponding analog switch, incorporates the corresponding resistor and capacitor into the loop filter circuit, and sets different loop constants depending on the different resistance and capacitance values.

この一連の動作により、デジタルPLL回路は、動作周
波数の変化にもかかわらず最適のループ帯域幅にて動作
できることとなる。
This series of operations allows the digital PLL circuit to operate at an optimal loop bandwidth despite changes in operating frequency.

ここで、前記実施例ではループ定数を4種に選択する例
を示しているが、抵抗、コンデンサ、アナログスイッチ
からなる回路の数を追加することにより、更に多くのル
ープ定数が選択できることは言うまでもない。
Here, although the above embodiment shows an example in which four types of loop constants are selected, it goes without saying that even more loop constants can be selected by adding the number of circuits consisting of resistors, capacitors, and analog switches. .

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、ループフィルタに
複数の異なるループ定数回路を設けてこれらを任意に選
択し得るように構成しているので、PLL回絡め使用状
態の変化に伴って動作周波数が変化された場合でも、常
に最適のループ帯域幅にて動作するPLL回路が実現で
きる。
As explained above, according to the present invention, the loop filter is provided with a plurality of different loop constant circuits and is configured to be able to arbitrarily select these circuits, so that the operating frequency can be changed as the PLL circuit is used. It is possible to realize a PLL circuit that always operates at the optimum loop bandwidth even when the loop bandwidth is changed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明のPLL回路の一実施例の回路図、第2
図は本発明が対象とするデジタルPLL回路の構成図、
第3図は第1図のPLL回路に用いるループフィルタの
回路図である。 1・・・位相比較器、2・・・ループフィルタ、3・・
・電圧制御発振器、4・・・分周器、5・・・演算増幅
器、6.6.〜64・・・抵抗、7,71〜74・・・
抵抗、88、〜84・・・コンデンサ、101〜io。 11、〜1・14・・・アナログスイッチ、12・・・
制御装置、13・・・セレクタ。
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the PLL circuit of the present invention, and FIG.
The figure is a configuration diagram of a digital PLL circuit targeted by the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram of a loop filter used in the PLL circuit of FIG. 1. 1... Phase comparator, 2... Loop filter, 3...
- Voltage controlled oscillator, 4... Frequency divider, 5... Operational amplifier, 6.6. ~64...Resistance, 7,71~74...
Resistor, 88, ~84... Capacitor, 101~io. 11, ~1・14...analog switch, 12...
Control device, 13... selector.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、入力信号と可変発振器の位相を比較し、その位相比
較結果をループフィルタを通して前記可変発振器に帰還
して該可変発振器の周波数を制御するPLL回路におい
て、前記ループフィルタには複数の異なるループ定数回
路を設け、これらループ定数回路を制御装置からの信号
に基づいて動作するセレクタによって選択し得るように
構成したことを特徴とするPLL回路。
1. In a PLL circuit that compares the phase of an input signal and a variable oscillator and controls the frequency of the variable oscillator by feeding back the phase comparison result to the variable oscillator through a loop filter, the loop filter has a plurality of different loop constants. 1. A PLL circuit comprising a circuit, and the loop constant circuit is configured to be selectable by a selector operating based on a signal from a control device.
JP1032155A 1989-02-10 1989-02-10 Pll circuit Pending JPH02211718A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5475326A (en) * 1993-10-04 1995-12-12 Nec Corporation Phase synchronization circuit having a short pull-in time and a low jitter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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