JPH03230619A - Pll circuit - Google Patents

Pll circuit

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JPH03230619A
JPH03230619A JP2025413A JP2541390A JPH03230619A JP H03230619 A JPH03230619 A JP H03230619A JP 2025413 A JP2025413 A JP 2025413A JP 2541390 A JP2541390 A JP 2541390A JP H03230619 A JPH03230619 A JP H03230619A
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data string
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Abstract

PURPOSE:To expand a capture range substantially by operating this PLL circuit so that the difference of frequencies between a demodulation clock and a data string signal is decreased when the difference between the frequency of the data string signal and the frequency of the demodulation clock is at the outside of the capture range of the PLL circuit. CONSTITUTION:When the difference of a frequency of a data string signal 101 and the frequency of a demodulation clock 112 is at the outside of a frequency pulling-in range (capture range) of the PLL circuit, a frequency comparator 103 detects it. Then the difference of the frequency of the data string signal 101 and the frequency of the demodulation clock 112 is within the frequency pulling-in range (capture range) of the PLL circuit by applying frequency pulling-in operation of the frequency comparator 103. Thus, the frequency pulling-in range is substantially expanded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、データ列信号(例えばディジタル・オーディ
オ機器間でのデータ信号の授受に用いられるディジタル
・オーディオ・インターフェース信号等)を受信し、受
信信号に位相と周波数が同期した復調クロックを発生さ
せるPLL回路に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention receives a data string signal (for example, a digital audio interface signal used for sending and receiving data signals between digital audio devices), and converts the received signal into a signal. This invention relates to a PLL circuit that generates a demodulated clock whose phase and frequency are synchronized.

従来の技術 第4図は、従来の復調クロック発生用PLL回路の例を
示す図である。
BACKGROUND OF THE INVENTION FIG. 4 is a diagram showing an example of a conventional demodulated clock generation PLL circuit.

第3図において、307は電圧制御発振回路であり、印
加される電圧に比例した周波数の信号を発生する。30
8は電圧制御発振回路307の出力を分周する分周回路
であり、この分周回路308の出力が復調クロックであ
る。302は位相比較器であり、受信データ列信号30
1を基準入力とし、分周回路308の出力である復調ク
ロック309を可変入力として両者の位相を比較し、デ
ータ列信号に対して復調クロックの位相が進んだ場合に
ディスチャージ制御信号312を出力し、逆にデータ列
信号に対して復調クロックの位相が遅れた場合にチャー
ジ制御信号311を出力する。303はチャージ・ポン
プであり、PチャネルFET304とNチャネルFET
305とで構成され、PチャネルFET304は位相比
較器302の出力であるチャージ制御信号311によっ
てONとなり、ローパス・フィルタ306に電荷をチャ
ージする。一方、NチャネルFET305は位相比較器
302の出力であるディスチャージ制御信号312によ
ってONとなり、ローパス・フィルタ306から電荷を
ディスチャージする。306はローパス・フィルタであ
り、チャージ・ポンプ303よって電荷のチャージある
いはディスチャージが行われることによる電圧変化を平
滑化し、電圧制御発振回路307に直流電圧を制御電圧
として印加する。
In FIG. 3, 307 is a voltage controlled oscillation circuit, which generates a signal with a frequency proportional to the applied voltage. 30
8 is a frequency dividing circuit that divides the output of the voltage controlled oscillation circuit 307, and the output of this frequency dividing circuit 308 is a demodulated clock. 302 is a phase comparator, which receives the received data string signal 30.
1 as a reference input and a demodulated clock 309, which is the output of the frequency divider circuit 308, as a variable input to compare the phases of the two, and output a discharge control signal 312 when the phase of the demodulated clock leads the data string signal. Conversely, when the phase of the demodulated clock lags behind the data string signal, the charge control signal 311 is output. 303 is a charge pump, which has a P-channel FET 304 and an N-channel FET.
The P-channel FET 304 is turned on by the charge control signal 311 which is the output of the phase comparator 302, and charges the low-pass filter 306. On the other hand, the N-channel FET 305 is turned ON by the discharge control signal 312 which is the output of the phase comparator 302, and discharges the charge from the low-pass filter 306. A low-pass filter 306 smoothes voltage changes caused by charge pump 303 charging or discharging, and applies a DC voltage to the voltage controlled oscillation circuit 307 as a control voltage.

上記のように構成された復調クロック発生用PLL回路
は、データ列信号301に対して復調クロック309の
位相が遅れたとき、位相比較器302のチャージ制御信
号311が出力され、これによってチャージ・ポンプの
PチャネルFET304がONとなり、ローパス・フィ
ルタ306に電荷がチャージされる。ローパス・フィル
タ306は電荷がチャージされたことによる急激な電圧
上昇変化を平滑化し、電圧制御発振回路307への制御
電圧314を上昇させ、これによって電圧制御発振回路
307の発振周波数が上がり、復調クロック309の位
相が進むように動作する。逆に、データ列信号301に
対して復調クロック309の位相が進んだときには、位
相比較器302のディスチャージ制御信号312が出力
され、これによってチャージ・ポンプのNチャネルFE
T305がONとなり、ローパス拳フィルり306から
電荷がディスチャージされる。ローパス豐フィルタ30
6は電荷がディスチャージされたことによる急激な電圧
下降変化を平滑化し、電圧制御発振回路307への制御
電圧314を下降させ、これによって電圧制御発振回路
307の発振周波数が下がり、復調クロック309の位
相が遅れるように動作する。
In the demodulated clock generation PLL circuit configured as described above, when the phase of the demodulated clock 309 lags behind the data string signal 301, the charge control signal 311 of the phase comparator 302 is outputted, which causes the charge pump to The P-channel FET 304 is turned on, and the low-pass filter 306 is charged with electric charge. The low-pass filter 306 smoothes the sudden voltage rise change caused by the charge, and increases the control voltage 314 to the voltage controlled oscillation circuit 307. This increases the oscillation frequency of the voltage controlled oscillation circuit 307, and the demodulated clock It operates so that the phase of 309 advances. Conversely, when the phase of the demodulated clock 309 leads the data string signal 301, the discharge control signal 312 of the phase comparator 302 is output, which causes the N-channel FE of the charge pump to
T305 is turned on, and electric charges are discharged from low-pass fist fill 306. Low-pass Toyo filter 30
6 smooths out the sudden voltage drop change caused by discharge of electric charge and lowers the control voltage 314 to the voltage controlled oscillation circuit 307, thereby lowering the oscillation frequency of the voltage controlled oscillation circuit 307 and changing the phase of the demodulated clock 309. works so that it is delayed.

このように復調クロック309とデータ列信号301と
の位相差が減少する様に動作し、位相差がなくなると、
ローパス・フィルタ306の出力直流電圧が一定となる
。この状態をロック状態と呼び、ロック状態に引き込ま
れるまでの過程で、位相差が変化している状態をアンロ
ック状態と呼ぶ。
In this way, it operates so that the phase difference between the demodulated clock 309 and the data string signal 301 decreases, and when the phase difference disappears,
The output DC voltage of the low-pass filter 306 becomes constant. This state is called a locked state, and the state in which the phase difference changes during the process of being pulled into the locked state is called an unlocked state.

発明が解決しようとする課題 受信データ列信号を復調するには、データ列信号からク
ロック成分を抽出し、前記抽出クロック成分に基づいて
発生した復調クロックによりデータを読み取る必要があ
る。
Problems to be Solved by the Invention In order to demodulate a received data string signal, it is necessary to extract a clock component from the data string signal and read data using a demodulated clock generated based on the extracted clock component.

データを読み取るには、データ列信号の最大繰り返し周
波数の2倍の周波数で、かつ、データ列信号と所定の位
相関係の復調クロックが必要である。
In order to read data, a demodulated clock having a frequency twice the maximum repetition frequency of the data string signal and having a predetermined phase relationship with the data string signal is required.

このために、PLL回路の位相比較器の基準入力として
データ列信号を、また、位相比較器の可変入力として電
圧制御発振回路の出力信号をデータ列信号の最大繰り返
し周波数の2倍の周波数となる様分周した復調クロック
をそれぞれ入力し、位相比較器の出力によりチャージ・
ポンプ及びローパス・フィルタを介して電圧制御発振回
路を制御し、データ列信号に位相の一致した復調クロッ
クを電圧制御発振回路に発生させることが行われている
For this purpose, the data string signal is used as the reference input of the phase comparator of the PLL circuit, and the output signal of the voltage controlled oscillator circuit is used as the variable input of the phase comparator at a frequency twice the maximum repetition frequency of the data string signal. Input the demodulated clocks frequency-divided separately, and use the output of the phase comparator to charge and
The voltage controlled oscillation circuit is controlled via a pump and a low-pass filter to cause the voltage controlled oscillation circuit to generate a demodulated clock whose phase matches the data string signal.

ところが、位相比較器の基準入力であるデータ列信号の
周波数と、可変入力である復調クロックの周波数(一般
に、電圧制御発振回路の発振周波数の整数分の1の周波
数)とが離れ過ぎ、画周波数の差が周波数引き込み範囲
(キャプチャレンジ)と呼ばれる所定範囲内にない場合
、位相比較器による電圧制御発振回路の制御は、復調ク
ロックとデータ列信号との位相差が減少する方向に行わ
れなくなり、いつまでもPLL回路は位相ロック状態と
はならないという問題があった。
However, the frequency of the data string signal, which is the reference input of the phase comparator, and the frequency of the demodulated clock, which is the variable input (generally a frequency that is an integer fraction of the oscillation frequency of the voltage controlled oscillation circuit), are too far apart, and the image frequency If the difference between the demodulated clock and the data string signal is not within a predetermined range called the frequency capture range, the phase comparator will no longer control the voltage controlled oscillation circuit in a direction that reduces the phase difference between the demodulated clock and the data string signal. There is a problem in that the PLL circuit is never in a phase locked state.

上述のような問題は、PLL回路の周波数引き込み範囲
(キャプチャレンジ)を拡大することによって解決する
ことができるが、従来の様に基本的に位相比較器のみで
制御を行うPLL回路にはこれを満足させるに十分な周
波数引き込み能力を持ったものがなかった。
The above-mentioned problem can be solved by expanding the frequency capture range of the PLL circuit, but this is not possible for conventional PLL circuits that are basically controlled using only a phase comparator. There was no one with sufficient frequency pulling ability to satisfy the requirements.

本発明は上記従来の問題を解消するものであり、実質的
にキャプチャレンジを拡大できるPLL回路を提供する
ことを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and aims to provide a PLL circuit that can substantially expand the capture range.

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明のPLL回路は、請求
項1に記載のとおりの、電圧制御発振回路と、電圧制御
発振回路の出力を分周する分周回路と、復調クロックと
データ列信号の位相を比較する位相比較器と、復調クロ
ックとデータ列信号の周波数を比較する周波数比較器と
、制御回路と、位相比較器あるいは周波数比較器の出力
信号を選択出力するセレクタと、チャージ・ポンプと、
ローパス・フィルタとを備える構成としたものである。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the PLL circuit of the present invention comprises a voltage controlled oscillation circuit and a frequency dividing circuit that divides the output of the voltage controlled oscillation circuit, as set forth in claim 1. , a phase comparator that compares the phase of the demodulated clock and the data string signal, a frequency comparator that compares the frequencies of the demodulated clock and the data string signal, a control circuit, and select output of the output signal of the phase comparator or frequency comparator. a selector, a charge pump,
The configuration includes a low-pass filter.

また、本発明のPLL回路は、請求項2に記載のとおり
の、電圧制御発振回路と、電圧制御発振回路の出力を分
周する分周回路と、復調クロックとデータ列信号の位相
を比較する位相比較器と、電圧制御発振回路の出力クロ
ックとデータ列信号の周波数を比較する周波数比較器と
、制御回路と、位相比較器あるいは周波数比較器の出力
信号を選択出力するセレクタと、チャージ・ポンプと、
ローパス拳フィルタとを備え、周波数比較器は、データ
列信号の最大反転間隔内に、電圧制御発振回路の出力ク
ロックが何周期入るかを検出し、所定の数を越えた場合
に、データ列信号に対して復調クロックの周波数が高く
所定範囲外と判定する構成としたものである。
Further, the PLL circuit of the present invention compares the phases of a voltage controlled oscillation circuit, a frequency dividing circuit that divides the output of the voltage controlled oscillation circuit, and a demodulated clock and a data string signal. A phase comparator, a frequency comparator that compares the frequency of the output clock of the voltage controlled oscillation circuit and the data string signal, a control circuit, a selector that selectively outputs the output signal of the phase comparator or frequency comparator, and a charge pump. and,
The frequency comparator detects how many cycles the output clock of the voltage controlled oscillation circuit enters within the maximum inversion interval of the data string signal, and when the frequency exceeds a predetermined number, the data string signal In contrast, the frequency of the demodulated clock is high and it is determined that the frequency is outside the predetermined range.

また、本発明のPLL回路は、請求項3に記載のとおり
の、電圧制御発振回路と、電圧制御発振回路の出力を分
周する分周回路と、復調クロックとデータ列信号の位相
を比較する位相比較器と、電圧制御発振回路の出力クロ
ックとデータ列信号の周波数を比較する周波数比較器と
、制御回路と、位相比較器あるいは周波数比較器の出力
信号を選択出力するセレクタと、チャージ・ポンプと、
ローパス・フィルタとを備え、周波数比較器は、データ
列信号の最小反転間隔内に、電圧制御発振回路の出力ク
ロックが何周期入るかを検出し、所定の数より小さい場
合に、データ列信号に対して復調クロックの周波数が低
く所定範囲外と判定する構成としたものである。
Further, the PLL circuit of the present invention compares the phases of a voltage controlled oscillation circuit, a frequency dividing circuit that divides the output of the voltage controlled oscillation circuit, and a demodulated clock and a data string signal. A phase comparator, a frequency comparator that compares the frequency of the output clock of the voltage controlled oscillation circuit and the data string signal, a control circuit, a selector that selectively outputs the output signal of the phase comparator or frequency comparator, and a charge pump. and,
The frequency comparator detects how many cycles the output clock of the voltage controlled oscillator circuit enters within the minimum inversion interval of the data string signal, and if it is smaller than a predetermined number, the frequency comparator In contrast, the frequency of the demodulated clock is low and it is determined that it is outside the predetermined range.

作用 上記のように構成した請求項1の発明は、周波数比較器
の比較結果に基づいて制御回路は、復調クロックの周波
数とデータ列信号の周波数との周波数差が所定範囲内の
場合には位相比較器の出力信号がセレクタの選択出力と
なるように作用し、復調クロックの周波数とデータ列信
号の周波数との周波数差が所定範囲外の場合には周波数
比較器の出力信号が、セレクタの選択出力となるように
作用する。
In the invention of claim 1 configured as described above, the control circuit adjusts the phase when the frequency difference between the frequency of the demodulated clock and the frequency of the data string signal is within a predetermined range based on the comparison result of the frequency comparator. The output signal of the comparator acts as the selection output of the selector, and if the frequency difference between the frequency of the demodulated clock and the frequency of the data string signal is outside the predetermined range, the output signal of the frequency comparator acts as the selection output of the selector. Acts to produce an output.

また請求項2の発明は、周波数比較器は、データ列信号
の最大反転間隔内に電圧制御発振回路の出力クロックが
何周期入るかを検出し、所定の数を越えた場合にデータ
列信号に対して復調クロックの周波数が高く所定範囲外
と判定し、これに基づいて制御回路は、復調クロックの
周波数とデータ列信号の周波数との周波数差が所定範囲
内の場合には位相比較器の出力信号がセレクタの選択出
力となるように作用し、復調クロックの周波数とデータ
列信号の周波数との周波数差が所定範囲外の場合には周
波数比較器の出力信号が、セレクタの選択出力となるよ
うに作用する。
Further, in the invention of claim 2, the frequency comparator detects how many cycles the output clock of the voltage controlled oscillation circuit enters within the maximum inversion interval of the data string signal, and when the frequency exceeds a predetermined number, On the other hand, it is determined that the frequency of the demodulated clock is high and outside the predetermined range, and based on this, the control circuit outputs the output of the phase comparator if the frequency difference between the frequency of the demodulated clock and the frequency of the data string signal is within the predetermined range. The signal acts as the selected output of the selector, and when the frequency difference between the frequency of the demodulated clock and the frequency of the data string signal is outside a predetermined range, the output signal of the frequency comparator acts as the selected output of the selector. It acts on

また、請求項3の発明は、周波数比較器は、データ列信
号の最小反転間隔内に電圧制御発振回路の出力クロック
が何周期入るかを検出し、所定の数より小さい場合にデ
ータ列信号に対して復調クロックの周波数が低く所定範
囲外と判定し、これに基づいて制御回路は、復調クロッ
クの周波数とデータ列信号の周波数との周波数差が所定
範囲内の場合には位相比較器の出力信号がセレクタの選
択出力となるように作用し、復調クロックの周波数とデ
ータ列信号の周波数との周波数差が所定範囲外の場合に
は周波数比較器の出力信号が、セレクタの選択出力とな
るように作用する。
Further, in the invention according to claim 3, the frequency comparator detects how many cycles the output clock of the voltage controlled oscillation circuit enters within the minimum inversion interval of the data string signal, and if it is smaller than a predetermined number, the frequency comparator On the other hand, the control circuit determines that the frequency of the demodulated clock is low and outside the predetermined range, and based on this, the control circuit outputs the output of the phase comparator if the frequency difference between the frequency of the demodulated clock and the frequency of the data string signal is within the predetermined range. The signal acts as the selected output of the selector, and when the frequency difference between the frequency of the demodulated clock and the frequency of the data string signal is outside a predetermined range, the output signal of the frequency comparator acts as the selected output of the selector. It acts on

実施例 以下に、本発明の一実施例であるデータ列信号に位相と
周波数が同期した復調クロックを発生させるPLL回路
について、図面とともに説明する。
Embodiment Below, a PLL circuit that generates a demodulated clock synchronized in phase and frequency with a data string signal, which is an embodiment of the present invention, will be explained with reference to the drawings.

(実施例1) 第1図に於て、110は電圧制御発振回路、111は電
圧制御発振回路110の出力を分周し復調クロック11
2を生成する分周回路、102は分周回路111の分周
出力である復調クロック112とデータ列信号101と
の位相を比較する位相比較器、121は位相比較器10
2によるチャージ制御信号、122は位相比較器102
によるディスチャージ制御信号、1o3は電圧制御発振
回路110の出力クロック130とデータ列信号101
とを比較し、復調クロックの周波数とデータ列信号10
1との周波数差が所定範囲内であるがどうかを判定する
とともに周波数差に応じた信号を出力する周波数比較器
、123は周波数比較器103によるチャージ制御信号
、124は周波数比較器103によるディスチャージ制
御信号、104は周波数比較器103の出力信号である
チャージ制御信号123及びディスチャージ制御信号1
24のどちらか一方が論理レベル“H”となった場合に
、セレクタ105への制御信号125を論理レベル“H
”とする制御回路、1o5は位相比較器102の出力信
号(チャージ制御信号121及びディスチャージ制御信
号(122)と、周波数比較器103の出力信号(チャ
ージ制御信号123及びディスチャージ制御信号124
)とを入力し、制御回路104の出力信号125が論理
レベル“L”の場合には位相比較器1020出カ信号を
、論理レベル“H”の場合には周波数比較器103の出
力信号を、チャージ制御信号及びディスチャージ制御信
号として選択出力するセレクタ、126はセレクタ10
5による選択出力であるチャージ制御信号、127はセ
レクタ105による選択出力であるディスチャージ制御
信号、106はセレクタ105の出力信号であるチャー
ジ制御信号126及びディスチャージ制御信号127に
基づいて電荷のチャージあるいはディスチャージを行う
チャージ・ポンプ、109はチャージ・ポンプ106の
動作による電圧変化を平滑化し、電圧制御発振回路11
0に制御電圧を印加するローパス・フィルタであり、詳
細な動作説明を以下に行う。
(Embodiment 1) In FIG. 1, 110 is a voltage controlled oscillation circuit, and 111 is a demodulated clock 11 which divides the output of the voltage controlled oscillation circuit 110.
102 is a phase comparator that compares the phase of the demodulated clock 112, which is the frequency-divided output of the frequency dividing circuit 111, and the data string signal 101; 121 is a phase comparator 10;
2 is the charge control signal, 122 is the phase comparator 102
The discharge control signal 1o3 is the output clock 130 of the voltage controlled oscillation circuit 110 and the data string signal 101.
The frequency of the demodulated clock and the data string signal 10 are compared.
123 is a charge control signal by the frequency comparator 103, and 124 is a discharge control by the frequency comparator 103. The signals 104 are the output signals of the frequency comparator 103, which are the charge control signal 123 and the discharge control signal 1.
24 goes to the logic level "H", the control signal 125 to the selector 105 goes to the logic level "H".
”, 1o5 is the output signal of the phase comparator 102 (charge control signal 121 and discharge control signal (122)) and the output signal of the frequency comparator 103 (charge control signal 123 and discharge control signal 124).
), and when the output signal 125 of the control circuit 104 is at the logic level "L", the output signal of the phase comparator 1020 is input, and when the output signal 125 of the control circuit 104 is at the logic level "H", the output signal of the frequency comparator 103 is input. A selector 126 selectively outputs a charge control signal and a discharge control signal.
A charge control signal 127 is a selection output from the selector 105, a discharge control signal 106 is a selection output from the selector 105, and a charge control signal 126 and a discharge control signal 127 are output signals from the selector 105. A charge pump 109 smoothes voltage changes caused by the operation of the charge pump 106 and is connected to the voltage controlled oscillation circuit 11.
This is a low-pass filter that applies a control voltage to 0, and its detailed operation will be explained below.

第1図のように構成したPLL回路は、データ列信号1
01の周波数と復調クロック112の周波数の差がPL
L回路の周波数引き込み範囲(キャプチャレンジ)外で
ある場合に、制御回路104は周波数比較器103の比
較結果に基づいて、周波数比較器103の出力信号であ
るチャージ制開信号123及びディスチャージ制御信号
124のどちらか一方が論理レベル“H”となった場合
に、制御信号125を論理レベル“H“とし、セレクタ
105の選択出力が周波数比較器103の出力信号とな
るように制御し、また、周波数比較器103の出力信号
であるチャージ制御信号123及びディスチャージ制御
信号124の両方が論理レベル“L 11となった場合
に、制御信号125を論理レベル°“L”とし、セレク
タ105の選択出力が位相比較器102の出力信号とな
るように制御する。
The PLL circuit configured as shown in FIG.
The difference between the frequency of 01 and the frequency of demodulation clock 112 is PL
When the frequency is outside the frequency capture range of the L circuit, the control circuit 104 outputs the charge control signal 123 and the discharge control signal 124, which are the output signals of the frequency comparator 103, based on the comparison result of the frequency comparator 103. When either one of them becomes a logic level "H", the control signal 125 is set to a logic level "H", and the selected output of the selector 105 is controlled to become the output signal of the frequency comparator 103, and the frequency When both the charge control signal 123 and the discharge control signal 124, which are the output signals of the comparator 103, reach the logic level "L11", the control signal 125 is set to the logic level "L", and the selected output of the selector 105 changes in phase. The output signal is controlled to be the output signal of the comparator 102.

上述の動作を、データ列信号1010周波数と復調クロ
ック112の周波数の差がPLL回路の周波数引き込み
範囲(キャプチャレンジ)内となり、周波数比較器10
3の比較結果である制御信号123及び124に反映さ
れるまで(すなわち、周波数比較器103の比較結果で
ある制御信号123及び124の両方が定常的に論理レ
ベル“L”となるまで)繰り返す。
In the above operation, the difference between the frequency of the data string signal 1010 and the frequency of the demodulated clock 112 is within the frequency capture range of the PLL circuit, and the frequency comparator 10
This is repeated until it is reflected in the control signals 123 and 124, which are the comparison results of the frequency comparator 103 (that is, until both the control signals 123 and 124, which are the comparison results of the frequency comparator 103, are constantly at the logic level "L").

この場合のPLL回路の動作を以下に述べる。The operation of the PLL circuit in this case will be described below.

データ列信号101に対して復調クロック112の周波
数が低く所定範囲外となったとき、予め定められた一定
の時間、周波数比較器103のチャージ制御信号123
が論理レベル“H”′となり、これによって制御回路1
04は、セレクタ105の選択出力が周波数比較器10
3の出力信号となるよう、選択制御信号125を論理レ
ベル“H11とする。
When the frequency of the demodulated clock 112 is low with respect to the data string signal 101 and is out of a predetermined range, the charge control signal 123 of the frequency comparator 103 is
becomes a logic level "H"', which causes the control circuit 1 to
04, the selected output of the selector 105 is the frequency comparator 10
The selection control signal 125 is set to the logic level "H11" so that the output signal is 3.

セレクタ105は、選択制御信号125の指示によって
、選択出力であるチャージ制御信号126、及びディス
チャージ制御信号127に、それぞれ周波数比較器10
3の出力信号であるチャージ制御信号123及びディス
チャージ制御信号124を選び出力する。
The selector 105 outputs a charge control signal 126 and a discharge control signal 127, which are selected outputs, to the frequency comparator 10 according to the instruction of the selection control signal 125.
The charge control signal 123 and discharge control signal 124, which are the output signals of No. 3, are selected and output.

上述の動作によって、チャージ・ポンプ106のPチャ
ネルFET107に周波数比較器103のチャージ制御
信号123が、チャージ・ポンプ106のNチャネルF
ET108に周波数比較器103のディスチャージ制御
信号124が与えられ、この場合には周波数比較器10
3のチャージ制御信号123が論理レベルIIH” (
ディスチャージ制御信号124は論理レベル“L”)と
なっているためチャージ・ポンプ106のPチャネルF
ET107がONとなり、ローパス・フィルタ109に
電荷がチャージされる。
The above operation causes the charge control signal 123 of the frequency comparator 103 to be applied to the P-channel FET 107 of the charge pump 106, and the charge control signal 123 of the frequency comparator 103 to the N-channel FET of the charge pump 106
The discharge control signal 124 of the frequency comparator 103 is given to the ET 108, and in this case, the frequency comparator 10
3 charge control signal 123 is at logic level IIH" (
Since the discharge control signal 124 is at logic level “L”, the P channel F of the charge pump 106
The ET 107 is turned on, and the low-pass filter 109 is charged with electric charge.

チャージされる電荷の量は、PチャネルFETがONと
なる時間幅と単調増加の関係にあるので、周波数比較器
103の出力であるチャージ制御信号123によって電
荷量が制御される。
Since the amount of charge to be charged has a monotonically increasing relationship with the time width during which the P-channel FET is ON, the amount of charge is controlled by the charge control signal 123 that is the output of the frequency comparator 103.

周波数比較器103からのチャージ制御信号123が論
理レベル“H”となる予め定められた一定の時間幅t、
。9は、位相比較器102によるチャージ制御信号12
1の出力時間幅t、。9より長く設定する。
A predetermined constant time width t during which the charge control signal 123 from the frequency comparator 103 is at logic level "H",
. 9 is a charge control signal 12 from the phase comparator 102;
1 output time width t,. Set longer than 9.

この場合にはデータ列信号101に対して復調クロック
112の周波数が低く所定範囲外となっているため、位
相比較器102によるチャージ制御信号121の出力時
間幅t、。9は、0<1.。、〈(位相比較周期) の範囲で変化している。よって、周波数比較器1O3か
らのチャージ制御信号123が論理レベル+18”とな
る予め定められた一定の時間幅j ragを、(位相比
較周期) < j ro。
In this case, since the frequency of the demodulated clock 112 is low relative to the data string signal 101 and is outside the predetermined range, the output time width t of the charge control signal 121 by the phase comparator 102. 9 is 0<1. . , <(phase comparison period). Therefore, the predetermined constant time width j rag during which the charge control signal 123 from the frequency comparator 1O3 reaches the logic level +18'' is determined by (phase comparison period) < j ro.

と設定する。and set.

ローパス・フィルタ109は、電荷がチャージされたこ
とによる急激な電圧上昇変化を平滑化し、電圧制御発振
回路110への制御電圧を上昇させ、これによって電圧
制御発振回路110の発振周波数が上がり、復調クロッ
ク112の周波数が高くなるように動作する。
The low-pass filter 109 smoothes the sudden voltage rise change caused by the charge, and increases the control voltage to the voltage controlled oscillation circuit 110. This increases the oscillation frequency of the voltage controlled oscillation circuit 110, and the demodulated clock 112 frequency becomes high.

一方、データ列信号101に対して復調クロック112
の周波数が高く所定範囲外となったとき、予め定められ
た一定の時間、周波数比較器103のディスチャージ制
御信号124が論理レベル“H”となり、これによって
制御回路104は、セレクタ105の選択出力が周波数
比較器103の出力信号となるよう、選択制御信号12
5を論理レベル“H”とする。
On the other hand, for the data string signal 101, the demodulated clock 112
When the frequency of is high and out of the predetermined range, the discharge control signal 124 of the frequency comparator 103 becomes logic level "H" for a predetermined period of time, thereby causing the control circuit 104 to change the selection output of the selector 105. The selection control signal 12 is selected to be the output signal of the frequency comparator 103.
5 is the logic level "H".

セレクタ105は、選択制御信号125の指示によって
、選択出力であるチャージ制御信号126及びディスチ
ャージ制御信号127に、それぞれ周波数比較器103
の出力信号であるチャージ制御信号123及びディスチ
ャージ制御信号124を選び出力する。
The selector 105 outputs a charge control signal 126 and a discharge control signal 127, which are selected outputs, to the frequency comparator 103 according to the instruction of the selection control signal 125.
The charge control signal 123 and discharge control signal 124, which are the output signals of , are selected and output.

上述の動作によって、チャージ拳ポンプ106のPチャ
ネルFET107に周波数比較器103のチャージ制御
信号123が、チャージ・ポンプ106のNチャネルF
ET108に周波数比較器103のディスチャージ制御
信号124が与えられ、この場合には周波数比較器10
3のディスチャージ制御信号124が論理レベル“H”
 (チャージ制御信号123は論理レベル“L゛)とな
っているため、チャージ・ポンプ106のNチャネルF
ET108がONとなす、ローパス争フィルり109か
ら電荷がディスチャージされる。
By the above-described operation, the charge control signal 123 of the frequency comparator 103 is transferred to the P-channel FET 107 of the charge pump 106, and the charge control signal 123 of the frequency comparator 103 is transferred to the N-channel FET of the charge pump 106.
The discharge control signal 124 of the frequency comparator 103 is given to the ET 108, and in this case, the frequency comparator 10
3 discharge control signal 124 is at logic level “H”
(Since the charge control signal 123 is at logic level "L", the N-channel F of the charge pump 106
Charge is discharged from the low-pass filter 109 when the ET 108 is turned on.

ディスチャージされる電荷の量は、NチャネルFET1
08がONとなる時間幅と単調増加の関係にあるので、
周波数比較器の出力であるディスチャージ制御信号12
4によって電荷量が制御される。
The amount of charge discharged is N-channel FET1
Since there is a monotonically increasing relationship with the time width when 08 is ON,
Discharge control signal 12 which is the output of the frequency comparator
4 controls the amount of charge.

周波数比較器103からのディスチャージ制御信号12
4が論理レベル”HIIとなる予め定められた一定の時
間幅t 1dOQは、位相比較器102によるディスチ
ャージ制御信号122の出力時間幅j pdogより長
く設定する。
Discharge control signal 12 from frequency comparator 103
The predetermined constant time width t1dOQ in which the signal 4 becomes the logic level "HII" is set to be longer than the output time width jpdog of the discharge control signal 122 by the phase comparator 102.

この場合にはデータ列信号101に対して復調クロック
112の周波数が高く所定範囲外となっているため、位
相比較器102によるディスチャージ制御信号122の
出力時間幅j pdogは、0 < t pdOo <
 (位相比較周期)の範囲で変化している。よって、周
波数比較器103からのディスチャージ制御信号124
が論理レベル“H”となる予め定められた一定の時間幅
j tdooを、 (位相比較周期)<t+d6g と設定する。
In this case, the frequency of the demodulated clock 112 is higher than the data string signal 101 and is outside the predetermined range, so the output time width j pdog of the discharge control signal 122 by the phase comparator 102 is 0 < t pdOo <
(phase comparison period). Therefore, the discharge control signal 124 from the frequency comparator 103
A predetermined constant time width j tdoo during which the logic level is “H” is set as (phase comparison period)<t+d6g.

ローパス・フィルタ109は、電荷がディスチャージさ
れたことによる急激な電圧上昇変化を平滑化し、電圧制
御発振回路110への制御電圧を下降させ、これによっ
て電圧制御発振回路110の発振周波数が下がり、復調
クロック112の周波数が低くなるように動作する。
The low-pass filter 109 smoothes the sudden voltage rise change caused by the discharge of charges, and lowers the control voltage to the voltage-controlled oscillation circuit 110. This lowers the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillation circuit 110, and the demodulated clock 112 frequency is lowered.

このように、データ列信号101の周波数と復調クロッ
ク112の周波数との差がPLL回路の周波数引き込み
範囲(キャプチャレンジ)外であれば、復調クロック1
12とデータ列信号101との周波数差が減少するよう
に動作し、周波数差が所定範囲内となると、以下に述べ
る位相引き込みの動作に移行する。
In this way, if the difference between the frequency of the data string signal 101 and the frequency of the demodulated clock 112 is outside the frequency capture range of the PLL circuit, the demodulated clock 112
12 and the data string signal 101, and when the frequency difference falls within a predetermined range, the phase pull-in operation described below is performed.

データ列信号101の周波数と復調クロック112の周
波数との差がPLL回路の周波数引き込み範囲(キャプ
チャレンジ)内となったときに、周波数比較器103の
比較結果に基づいて、制御回路104は、セレクタ10
5の選択出力が位相比較器102の出力信号となるよう
に制御する。
When the difference between the frequency of the data string signal 101 and the frequency of the demodulated clock 112 falls within the frequency capture range of the PLL circuit, the control circuit 104 controls the selector based on the comparison result of the frequency comparator 103. 10
5 is controlled so that the selected output becomes the output signal of the phase comparator 102.

この場合のPLL回路の動作を以下に述べる。The operation of the PLL circuit in this case will be described below.

データ列信号101に対して復調クロック112の位相
が遅れたとき、位相比較器102からチャージ制御信号
121が出力され、チャージ・ポンプ106のPチャネ
ルFET107がONとなり、ローパス・フィルタ10
9に電荷がチャージされる。
When the phase of demodulated clock 112 is delayed with respect to data string signal 101, charge control signal 121 is output from phase comparator 102, P-channel FET 107 of charge pump 106 is turned on, and low-pass filter 10
9 is charged with electric charge.

ローパス・フィルタ109は、電荷がチャージされたこ
とによる急激な電圧上昇変化を平滑化し、電圧制御発振
回路110への制御電圧を上昇させ、これによって電圧
制御発振回路110の発振周波数が上がり、復調クロッ
ク112の位相が進むように動作する。
The low-pass filter 109 smoothes the sudden voltage rise change caused by the charge, and increases the control voltage to the voltage controlled oscillation circuit 110. This increases the oscillation frequency of the voltage controlled oscillation circuit 110, and the demodulated clock It operates so that the phase of 112 advances.

また、データ列信号101に対して復調クロック112
の位相が進んだとき、位相比較器102からディスチャ
ージ制御信号122が出力され、チャージ・ポンプ10
6のNチャネルFETIO3がONとなり、ローパス・
フィルタ109から電荷がディスチャージされる。
Also, a demodulated clock 112 is used for the data string signal 101.
When the phase of the charge pump 10 advances, the phase comparator 102 outputs the discharge control signal 122,
6 N-channel FETIO3 is turned on and low-pass
Charge is discharged from filter 109.

ローパス曽フィルタ109は、電荷がディスチャージさ
れたことによる急激な電圧下降変化を平滑化し、電圧制
御発振回路110への制御電圧を下降させ、これによっ
て電圧制御発振回路110の発振周波数が下がり、復調
クロック112の位相が遅れるように動作する。
The low-pass filter 109 smoothes the sudden voltage drop caused by discharge of charges, and lowers the control voltage to the voltage-controlled oscillation circuit 110. This lowers the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillation circuit 110, and the demodulated clock It operates so that the phase of 112 is delayed.

このようにデータ列信号101の周波数と復調クロック
112の周波数との差がPLL回路の周波数引き込み範
囲(キャプチャレンジ)内であれば、復調クロック11
2とデータ列信号101との位相差が減少するように動
作し、位相差がなくなると、ローパス・フィルタ109
の出力直流電圧が一定となり、この時点で復調クロック
112はデータ列信号101の最大繰り返し周波数の2
倍の周波数で、かつ、データ列信号101と所定の位相
関係となって安定する。
In this way, if the difference between the frequency of the data string signal 101 and the frequency of the demodulated clock 112 is within the frequency capture range of the PLL circuit, the demodulated clock 11
2 and the data string signal 101, and when the phase difference disappears, the low-pass filter 109
The output DC voltage becomes constant, and at this point, the demodulation clock 112 reaches 2 of the maximum repetition frequency of the data string signal 101.
It becomes stable at twice the frequency and in a predetermined phase relationship with the data string signal 101.

(実施例2) 第2図は、第1図における周波数比較器103の内部構
成を示す図であり、請求項2及び請求項3に記載の周波
数比較器の一実施例である。
(Example 2) FIG. 2 is a diagram showing the internal configuration of the frequency comparator 103 in FIG. 1, and is an example of the frequency comparator according to claims 2 and 3.

第2図において、201は電圧制御発振回路(第1図に
おける電圧制御発振回路110)の出力クロック211
(第1図における130)とデータ列信号212(第1
図における101)とを比較し、復調クロックの周波数
とデータ列信号212との周波数差が所定範囲内である
かどうかを判定するとともに、周波数差に応じたチャー
ジ制御信号213及びディスチャージ制御信号214を
出力する周波数比較器、202はデータ列信号212の
立ち上がりエツジを検出し、データ列信号212の立ち
上がりエツジと同時に立ち上がり、定時間t rptt
後に立ち下がるパルスを生成するエツジ検出回路、20
3は電圧制御発振回路の出力クロック211をクロック
として、データ列信号212が論理レベル゛H”の区間
で計数動作を行い、エツジ検出回路202の出力パルス
によってその計数値をリセットするカウンタ、204は
データ列信号212の極性を反転させるインバータ、2
05はカウンタ203のカウント結果をデータ列信号2
12の立ち下がりエツジのタイミングで保持するDフリ
ップ会フロップ、206はデータ列信号212の最小反
転間隔内に、本来生成されるべき復調クロック(すなわ
ち、データ列信号212の2倍の周波数のクロック)を
得るための電圧制御発振回路の出力クロック211がN
 m l nに入る場合に、N、、+n 1を検出する
検出回路、207はデータ列信号212の最大反転間隔
内に、本来生成されるべき復調クロック(すなわち、デ
ータ列信号212の2倍の周波数のクロック)を得るた
めの電圧制御発振回路の出力クロック211がN、。8
に入る場合に、N、、x+ 1を検出する検出回路、2
08は検出回路206の出力信号225を基にチャージ
制御信号213を生成するチャージ制御回路、209は
検出回路207の出力信号226を基にディスチャージ
制御信号214を生成するディスチャージ制御回路であ
り、詳細な動作説明を以下に行う。
In FIG. 2, 201 is an output clock 211 of the voltage controlled oscillation circuit (voltage controlled oscillation circuit 110 in FIG. 1).
(130 in FIG. 1) and data string signal 212 (first
101) in the figure to determine whether the frequency difference between the demodulated clock frequency and the data string signal 212 is within a predetermined range, and also to output the charge control signal 213 and discharge control signal 214 according to the frequency difference. The output frequency comparator 202 detects the rising edge of the data string signal 212, rises simultaneously with the rising edge of the data string signal 212, and rises for a fixed period of time t rptt.
an edge detection circuit that generates a pulse that later falls, 20
3 is a counter that uses the output clock 211 of the voltage controlled oscillator circuit as a clock, performs a counting operation in the interval where the data string signal 212 is at the logic level "H", and resets the counted value by the output pulse of the edge detection circuit 202; an inverter 2 that inverts the polarity of the data string signal 212;
05 is the count result of the counter 203 as the data string signal 2.
A D-flip flop 206 is held at the timing of the falling edge of 12, and a demodulation clock 206 is a demodulation clock that should originally be generated within the minimum inversion interval of the data string signal 212 (that is, a clock with twice the frequency of the data string signal 212). The output clock 211 of the voltage controlled oscillation circuit to obtain N
A detection circuit 207 detects N, , +n 1 when input to m l n, within the maximum inversion interval of the data string signal 212, generates a demodulated clock that should be originally generated (that is, twice the data string signal 212). The output clock 211 of the voltage controlled oscillation circuit for obtaining a frequency clock) is N. 8
a detection circuit for detecting N, ,x+1 if it enters 2;
08 is a charge control circuit that generates the charge control signal 213 based on the output signal 225 of the detection circuit 206, and 209 is a discharge control circuit that generates the discharge control signal 214 based on the output signal 226 of the detection circuit 207. The operation is explained below.

第2図のように構成した周波数検出器201は、データ
列信号212の最大反転間隔内に電圧制御発振回路の出
力クロック211が何周期入るかを検出し、所定の数を
越えた場合にデータ列信号212に対して復調クロック
の周波数が高く所定範囲外と判定し、また、データ列信
号212の最小反転間隔内に電圧制御発振回路の出力ク
ロック211が何周期入るかを検出し、所定の数より小
さい場合にデータ列信号に対して復調クロックの周波数
が低く所定範囲外と判定する。
The frequency detector 201, configured as shown in FIG. It is determined that the frequency of the demodulated clock is high relative to the column signal 212 and is outside the predetermined range, and it is also detected how many cycles the output clock 211 of the voltage controlled oscillation circuit enters within the minimum inversion interval of the data column signal 212, and the frequency is determined to be outside the predetermined range. If the frequency of the demodulated clock is smaller than the number, it is determined that the frequency of the demodulated clock is low relative to the data string signal and is outside the predetermined range.

この動作を第3図を用いて詳しく説明する。This operation will be explained in detail using FIG.

第3図は周波数検出器の動作説明に供する波形図である
FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the frequency detector.

第3図において、aはデータ列信号の一例であるディジ
タル・オーディオ・インターフェース信号であり、Aで
示した部分が信号の最大反転間隔(3T)、Bで示した
部分が信号の最小反転間隔(IT)である。
In FIG. 3, a is a digital audio interface signal which is an example of a data string signal, the part indicated by A is the maximum signal inversion interval (3T), and the part indicated by B is the minimum signal inversion interval (3T). IT).

但し、最大反転間隔は、ディジタル・オーディオ・イン
ターフェース規格による伝送信号のデユーティの規定に
より、本来の間隔である3Tの108%まで長くなり得
る。また、最小反転間隔は前記規定により、本来の間隔
であるITの80%で短くなり得る。
However, the maximum inversion interval can be as long as 108% of the original interval of 3T due to the definition of the duty of the transmission signal according to the digital audio interface standard. Further, the minimum reversal interval can be shortened to 80% of the original interval IT due to the above regulation.

bは復調クロックであり、電圧制御発振回路の出力クロ
ックを2分周したクロックである。復調クロックはPL
L回路がクロック状態にあるとき、周期がITとなる。
b is a demodulated clock, which is a clock obtained by dividing the output clock of the voltage controlled oscillation circuit by two. Demodulation clock is PL
When the L circuit is in the clocked state, the period is IT.

C1,C2,C3は、周波数がほぼ完全に引き込まれた
状態のPLL回路における電圧制御発振回路の出力クロ
ックである。
C1, C2, and C3 are output clocks of the voltage controlled oscillation circuit in the PLL circuit whose frequency is almost completely pulled in.

但し、C1は、位相も完全に引き込まれている場合であ
り、C2,C3はどちらも位相が完全には引き込まれて
いない状態のPLL回路における電圧制御発振回路の出
力クロックである。
However, C1 is the case where the phase is also completely drawn in, and both C2 and C3 are the output clocks of the voltage controlled oscillation circuit in the PLL circuit in a state where the phase is not completely drawn in.

さて、データ列信号の最大反転間隔内に電圧制御発振回
路の出力クロックが何周期入るかを検出し、所定の数を
越えた場合にデータ列信号に対して復調クロックの周波
数が高く、所定範囲外と判定するわけであるが、この場
合の所定の数N0.×は、最大反転間隔が本来の間隔で
ある3Tの108%まで長くなった場合を考えれば良<
、NNAXは7である。よって、データ列信号の最大反
転間隔内に電圧制御発振回路の出力クロックが何周期入
るかを検出し、7より大きい場合にデータ列信号に対し
て復調クロックの周波数が高く、所定範囲外と判定する
Now, the number of cycles of the output clock of the voltage controlled oscillator circuit is detected within the maximum inversion interval of the data string signal, and if it exceeds a predetermined number, the frequency of the demodulated clock is higher than the data string signal, and the frequency falls within the specified range. In this case, the predetermined number N0. × can be determined by considering the case where the maximum reversal interval is increased to 108% of the original interval of 3T.
, NNAX is 7. Therefore, it is detected how many cycles the output clock of the voltage controlled oscillation circuit enters within the maximum inversion interval of the data string signal, and if it is greater than 7, it is determined that the frequency of the demodulated clock is higher than the data string signal and is outside the predetermined range. do.

例えば検出値が12〜14である場合、データ列信号に
対して復調クロックの周波数が2倍程度高く、所定範囲
外であると判定できる。
For example, when the detected value is 12 to 14, it can be determined that the frequency of the demodulated clock is about twice as high as the data string signal and is outside the predetermined range.

次に、データ列信号の最小反転間隔内に電圧制御発振回
路の出力クロックが何周期入るかを検出し、所定の数よ
り小さい場合にデータ列信号に対して復調クロックの周
波数が低く、所定範囲外と判定するわけであるが、この
場合の所定の数N M I Nは、最小反転間隔が本来
の間隔であるITの80%まで短(なった場合を考えれ
ば良<、NIIINは1でる。よって、データ列信号の
最小反転間隔内に電圧制御発振回路の出力クロックが何
周期はいるかを検出し、1より小さい場合にデータ列信
号に対して復調クロックの周波数が低く、所定範囲外と
判定する。
Next, it detects how many cycles the output clock of the voltage controlled oscillator circuit enters within the minimum inversion interval of the data string signal, and if it is smaller than a predetermined number, the frequency of the demodulated clock is low relative to the data string signal, and it falls within the predetermined range. However, in this case, the predetermined number N M I N is as short as 80% of the original interval IT. Therefore, the number of cycles of the output clock of the voltage controlled oscillation circuit within the minimum inversion interval of the data string signal is detected, and if it is less than 1, it is determined that the frequency of the demodulated clock is low relative to the data string signal and is outside the predetermined range. judge.

次に、第2図の構成における周波数検出器の動作を説明
する。
Next, the operation of the frequency detector in the configuration shown in FIG. 2 will be explained.

カウンタ203はカウント・イネーブル端子にデータ列
信号212が、クロック端子に第1図にボした電圧制御
発振回路110の出力クロック211(第1図における
130)が、リセット端子にエツジ検出回路202の出
力信号221が入力される。
The counter 203 receives the data string signal 212 at the count enable terminal, the output clock 211 (130 in FIG. 1) of the voltage controlled oscillation circuit 110 shown in FIG. 1 at the clock terminal, and the output of the edge detection circuit 202 at the reset terminal. A signal 221 is input.

エツジ検出回路202は、データ列信号212の立ち上
がりエツジを検出し、データ列信号212の立ち上がり
エツジと同時に立ち上がり、一定時間t rpir後に
立ち下がるパルスを生成する。ここで、エツジ検出回路
202の出力パルス幅となる時間t79.は、カウンタ
203のカウント値をリセットするに要する時間j r
mln以上で、がっ、可能な限り短く設定される。
The edge detection circuit 202 detects the rising edge of the data string signal 212, and generates a pulse that rises simultaneously with the rising edge of the data string signal 212 and falls after a predetermined time t rpir. Here, the time t79. which becomes the output pulse width of the edge detection circuit 202. is the time j r required to reset the count value of the counter 203
If it is mln or more, it will be set as short as possible.

上述のように構成したのでカウンタ203は、データ列
信号212の論理レベル“H”の区間(但し、立ち上が
りエツジ後のt rpw分の時間は除く)で、電圧制御
発振回路の出力クロック211の数を計数し、次に来る
論理レベル“H”の区間の最前縁(立ち上がりエツジか
ら時間幅でt rpwの区間)で計数値をリセットする
With the above configuration, the counter 203 counts the number of output clocks 211 of the voltage controlled oscillator circuit during the period of the logic level "H" of the data string signal 212 (excluding the time trpw after the rising edge). is counted, and the count value is reset at the leading edge of the next logical level "H" interval (an interval of time width t rpw from the rising edge).

よって、カウンタ203のカウント値は、データ列信号
212の最大反転間隔が論理レベル“HI+に現われた
ときに最大となり、また、データ列信号212の最小反
転間隔が論理レベル“H”に現われたときに最小となる
Therefore, the count value of the counter 203 becomes maximum when the maximum inversion interval of the data string signal 212 appears at the logic level "HI+", and when the minimum inversion interval of the data string signal 212 appears at the logic level "H". is the minimum.

但し、PLL回路が位相引き込み過程にある場合には、
データ列信号212と電圧制御発振回路の出力クロック
211は位相関係が一定とはならず、電圧制御発振回路
の出力クロック211の1周期の範囲で回転するため、
カウンタ203のカウント値は、最大値(すなわち、デ
ータ列信号212の最大反転間隔が論理レベル“H”に
現われたきのカウント値)においても最小値(すなわち
、データ列信号212の最小反転間隔が論理レベル“H
”に現われたときのカウント値)においても1カウント
の幅を持つことになる。
However, if the PLL circuit is in the phase pulling process,
The data string signal 212 and the output clock 211 of the voltage controlled oscillation circuit do not have a constant phase relationship and rotate within one cycle of the output clock 211 of the voltage controlled oscillation circuit.
The count value of the counter 203 is the maximum value (i.e., the count value when the maximum inversion interval of the data string signal 212 appears at logic level "H") and the minimum value (i.e., the minimum inversion interval of the data string signal 212 is at the logic level "H"). “H
”) also has a width of 1 count.

よって、データ列信号212の最小反転間隔内及び最大
反転間隔内に、本来生成されるべき復調クロック(すな
わち、データ列信号の2倍の周波数のクロック)を得る
ための電圧制御発振回路の出力クロック211が何りロ
ック入るかを考える場合に、最小値は1クロック少なく
、最大値は1クロック多く見積れば、PLL回路が位相
引き込み過程にある場合に、実際にカウンタ203が取
り得るカウント最小値、カウント最大値と一散する。こ
れらをそれぞれ、Nm1n(最小カウント値)、N1゜
8(最大カウント値)とする。
Therefore, the output clock of the voltage controlled oscillator circuit for obtaining the demodulated clock that should originally be generated (that is, the clock with twice the frequency of the data string signal) within the minimum inversion interval and the maximum inversion interval of the data string signal 212. When considering how many times 211 will enter lock, if we estimate that the minimum value is 1 clock less and the maximum value is 1 clock more, we get the minimum count value that counter 203 can actually take when the PLL circuit is in the phase pull-in process. , the count dissipates to the maximum value. Let these be Nm1n (minimum count value) and N1°8 (maximum count value), respectively.

Dフリップ・フロップ205は、カウンタ203のカウ
ント結果及びクロックとしてデータ列信号212をイン
バータ204によって反転させた信号223が入力され
、よって、カウンタ203のカウント結果をデータ列信
号212の立ち下がりエツジのタイミングで保持する。
The D flip-flop 205 receives the count result of the counter 203 and a signal 223 obtained by inverting the data string signal 212 by the inverter 204 as a clock. hold it.

検出回路206は、Dフリップ・フロップ205に保持
されたカウンタ203のカウント結果Nが、 N < N −t 。
The detection circuit 206 determines that the count result N of the counter 203 held in the D flip-flop 205 satisfies N<N-t.

であることを検出すると、電圧制御発振回路の発振周波
数が低いと判定し、Dフリップ・フロップ205にN<
N71.lとなったカウント結果が保持されている間、
出力信号225を論理レベル“H”とする。
When it is detected that the oscillation frequency of the voltage controlled oscillation circuit is low, the D flip-flop 205
N71. While the count result of l is held,
The output signal 225 is set to logic level "H".

チャージ制御回路208は、検出回路206の出力信号
225の立ち上がりエツジと同時に立ち上がり、予め定
められた時間t、。。後に立ち下がるチャージ制御信号
213を生成する。
The charge control circuit 208 rises simultaneously with the rising edge of the output signal 225 of the detection circuit 206 for a predetermined time t. . A charge control signal 213 that falls later is generated.

ここで、予め定められた一定の時間幅j 169は、前
述の実施例1の説明で述べたように、位相比較器(第1
図に於ける102)によるチャージ制御信号(第1図に
於ける121)の出力時間幅t、。
Here, the predetermined constant time width j 169 is determined by the phase comparator (the first
The output time width t of the charge control signal (121 in FIG. 1) by 102) in the figure.

。より長く設定する。. Set longer.

この場合にはデータ列信号212に対して復調クロック
の周波数が低く所定範囲外となっているため、位相比較
器によるチャージ制御信号の出力時間幅t、。、は、 0〈t、。。〈(位相比較周期) の範囲で変化している。
In this case, since the frequency of the demodulated clock is low with respect to the data string signal 212 and is outside the predetermined range, the output time width t of the charge control signal by the phase comparator. , is 0〈t. . It changes within the range of (phase comparison period).

よって、チャージ制御信号213が論理レベル゛H11
となる予め定められた一定の時間幅t「。。を、(位相
比較周期)〈t「。。
Therefore, the charge control signal 213 reaches the logic level H11.
A predetermined constant time width t"..., (phase comparison period) <t"...

と設定する。and set.

検出回路207は、Dフリップ・フロップ205に保持
されたカウンタ203のカウント結果Nが、N、、、<
N であることを検出すると、電圧制御発振回路の発振周波
数が高いと判定し、Dフリップ・フロップ205にN、
、、<Nとなったカウント結果が保持されている間、出
力信号226を論理レベル“′H”とする。
The detection circuit 207 detects that the count result N of the counter 203 held in the D flip-flop 205 is N, , <
When N is detected, it is determined that the oscillation frequency of the voltage controlled oscillation circuit is high, and the D flip-flop 205 is set to N,
, , While the count result of <N is held, the output signal 226 is set to the logic level "'H".

ディスチャージ制御回路209は、検出回路207の出
力信号226の立ち上がりエツジと同時に立ち上がり、
予め定められた時間t0゜9後に立ち下がるディスチャ
ージ制御信号214を生成する。
The discharge control circuit 209 rises simultaneously with the rising edge of the output signal 226 of the detection circuit 207.
A discharge control signal 214 that falls after a predetermined time t0°9 is generated.

ここで、予め定められた一定の時間幅ttdoaは、前
述の実施例1の説明で述べたように、位相比較器(第1
図における102)によるディスチャージ制御信号(第
1図における122)の出力時間幅j pdogより長
く設定する。
Here, the predetermined constant time width ttdoa is determined by the phase comparator (the first
It is set longer than the output time width j pdog of the discharge control signal (122 in FIG. 1) by 102 in the figure.

この場合にはデータ列信号212に対して復調クロック
の周波数が高く所定範囲外となっているため、位相比較
器によるディスチャージ制御信号の出力時間幅j pd
agは、 0 < j pdoa < (位相比較周期)の範囲で
変化している。
In this case, the frequency of the demodulated clock is higher than the data string signal 212 and is outside the predetermined range, so the output time width j pd of the discharge control signal by the phase comparator
ag changes within the range of 0 < j pdoa < (phase comparison period).

よって、ディスチャージ制御信号214が論理レベル“
H”となる予め定められた一定の時間幅j zooを1 (位相比較周期)<t+daa と設定する。
Therefore, the discharge control signal 214 is at the logic level "
A predetermined constant time width jzoo at which the signal becomes “H” is set as 1 (phase comparison period)<t+daa.

このように、データ列信号212の周波数と復調クロッ
クの周波数との差がPLL回路の周波数引き込み範囲(
キャプチャレンジ)外であることを、データ列信号21
2の周波数と電圧制御発振回路の発振周波数とを比較す
ることによって検出し、さらに、周波数比較結果をもと
に、実施例1で示したPLL回路を復調クロックとデー
タ列信号212との周波数差が減少するように動作させ
るための信号を生成する。
In this way, the difference between the frequency of the data string signal 212 and the frequency of the demodulated clock is the frequency pull-in range of the PLL circuit (
The data string signal 21 indicates that it is outside the capture range.
2 and the oscillation frequency of the voltage controlled oscillation circuit, and based on the frequency comparison result, the PLL circuit shown in Example 1 detects the frequency difference between the demodulated clock and the data string signal 212. A signal is generated to operate the device so that the amount decreases.

発明の詳細 な説明したように、データ列信号の周波数と復調クロッ
クの周波数の差がPLL回路の周波数引き込み範囲(キ
ャプチャレンジ)外である場合に、周波数比較器がこれ
を検出し、周波数比較器による周波数引き込み動作を行
って、データ列信号の周波数と復調クロックの周波数の
差がPLL回路の周波数引き込み範囲内となるよう動作
するので、実質的な周波数引き込み範囲を拡大すること
が可能となる。
As described in detail of the invention, when the difference between the frequency of the data string signal and the frequency of the demodulated clock is outside the frequency capture range of the PLL circuit, the frequency comparator detects this and The frequency pull-in operation is performed so that the difference between the frequency of the data string signal and the frequency of the demodulated clock is within the frequency pull-in range of the PLL circuit, so it is possible to expand the actual frequency pull-in range.

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

第1図は本発明の第1の実施例であるPLL回路のブロ
ック図、第2図は本発明の第2の実施例である周波数比
較器のブロック図、第3図は同実施例の動作説明に供す
る波形図、第4図は従来のPLL回路の一例を示すブロ
ック図である。 101・・・データ列信号、  102・・・位相比較
器、103.201・・・周波数比較器、  104・
・・制御回路、  105・・・セレクタ、  106
・・・チャージ・ポンプ、  107・・・Pチャネル
FET1 108・・・NチャネルFET、   10
9・・・ローパス・フィルタ、  110・・・電圧制
御発振回路、  111・・・分周回路、  112・
・・復調クロック、  202・・・エツジ検出回路、
  203・・・カウンタ、204・・・インバータ、
  205・・・Dフリップ・フロップ、  206,
207・・・検出回路、  208・・・チャージ制御
回路、  209・・・ディスチャージ制御回路。
Fig. 1 is a block diagram of a PLL circuit which is a first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram of a frequency comparator which is a second embodiment of the invention, and Fig. 3 is an operation of the same embodiment. A waveform diagram for explanation and FIG. 4 is a block diagram showing an example of a conventional PLL circuit. 101...Data string signal, 102...Phase comparator, 103.201...Frequency comparator, 104.
...Control circuit, 105...Selector, 106
...Charge pump, 107...P channel FET1 108...N channel FET, 10
9...Low pass filter, 110...Voltage controlled oscillation circuit, 111...Frequency dividing circuit, 112.
... Demodulation clock, 202 ... Edge detection circuit,
203...Counter, 204...Inverter,
205...D flip-flop, 206,
207...Detection circuit, 208...Charge control circuit, 209...Discharge control circuit.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)データ列信号の復調クロックを発生する電圧制御
発振回路と、 前記電圧制御発振回路の出力を分周する分周回路と、 前記分周回路の分周出力を可変入力とし、データ列信号
を基準入力として両者の位相を比較し、位相差に応じた
信号を出力する位相比較器と、前記電圧制御発振回路に
制御電圧を印加するための電荷をチャージあるいはディ
スチャージするチャージ・ポンプと、 前記チャージ・ポンプの動作による電圧変化を平滑化し
、前記電圧制御発振回路に制御電圧を印加するローパス
・フィルタとから構成されるPLL回路において、 前記電圧制御発振回路の出力クロックとデータ列信号と
を比較し、復調クロックの周波数とデータ列信号との周
波数差が所定範囲内であるかどうかを判定するとともに
予め定められた時間、周波数差に応じた信号を出力する
周波数比較器と、前記周波数比較器の判定結果に基づき
、セレクタへの制御信号を生成する制御回路と、 前記位相比較器の出力信号及び前記周波数比較器の出力
信号が入力され、前記制御回路の出力信号によって、何
れか一方を前記チャージ・ポンプのチャージ動作及びデ
ィスチャージ動作の制御を行う制御信号として選択出力
するセレクタとを備え、 前記セレクタは、前記周波数比較器による比較結果が、
復調クロックの周波数とデータ列信号の周波数との周波
数差が所定範囲内となった場合に、前記制御回路の指示
に基づいて前記位相比較器の出力信号を選択出力し、前
記周波数比較器による比較結果が所定範囲外となった場
合に、前記制御回路の指示に基づいて前記周波数比較器
の出力信号を選択出力することを特徴とするPLL回路
(1) A voltage-controlled oscillator circuit that generates a demodulated clock for a data string signal, a frequency divider circuit that divides the output of the voltage-controlled oscillator circuit, and a frequency-divided output of the frequency divider circuit as a variable input, and a data string signal. a phase comparator that compares the phases of the two using as a reference input and outputs a signal according to the phase difference; a charge pump that charges or discharges a charge for applying a control voltage to the voltage controlled oscillation circuit; In a PLL circuit comprising a low-pass filter that smoothes voltage changes due to charge pump operation and applies a control voltage to the voltage controlled oscillation circuit, the output clock of the voltage controlled oscillation circuit and the data string signal are compared. a frequency comparator that determines whether the frequency difference between the demodulated clock frequency and the data string signal is within a predetermined range and outputs a signal according to the frequency difference for a predetermined time; and the frequency comparator a control circuit that generates a control signal to the selector based on the determination result; and an output signal of the phase comparator and an output signal of the frequency comparator are input, and depending on the output signal of the control circuit, one of the and a selector that selectively outputs a control signal for controlling charge and discharge operations of the charge pump, and the selector is configured to select whether the comparison result by the frequency comparator is
When the frequency difference between the frequency of the demodulated clock and the frequency of the data string signal is within a predetermined range, the output signal of the phase comparator is selected and output based on the instruction of the control circuit, and the frequency comparator performs a comparison. A PLL circuit that selectively outputs the output signal of the frequency comparator based on an instruction from the control circuit when the result is outside a predetermined range.
(2)周波数比較器は、データ列信号の最大反転間隔内
に、電圧制御発振回路の出力クロックが何周期入るかを
検出し、所定の数を越えた場合にデータ列信号に対して
復調クロックの周波数が高く所定範囲外と判定すること
を特徴とする請求項1記載のPLL回路。
(2) The frequency comparator detects how many cycles the output clock of the voltage controlled oscillation circuit enters within the maximum inversion interval of the data string signal, and if it exceeds a predetermined number, the frequency comparator detects the demodulated clock for the data string signal. 2. The PLL circuit according to claim 1, wherein the frequency is determined to be high and outside a predetermined range.
(3)周波数比較器は、データ列信号の最小反転間隔内
に、電圧制御発振回路の出力クロックが何周期入るかを
検出し、所定の数より小さい場合にデータ列信号に対し
て復調クロックの周波数が低く所定範囲外と判定するこ
とを特徴とする請求項1記載のPLL回路。
(3) The frequency comparator detects how many cycles the output clock of the voltage controlled oscillation circuit enters within the minimum inversion interval of the data string signal, and if it is smaller than a predetermined number, 2. The PLL circuit according to claim 1, wherein the PLL circuit determines that the frequency is low and outside a predetermined range.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7663998B2 (en) 2004-03-19 2010-02-16 Sony Corporation Information reproduction device and read clock monitoring method
CN117420579A (en) * 2023-12-19 2024-01-19 中天引控科技股份有限公司 Data signal positioning method and system based on satellite tracking

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