JPH03235521A - 位相同期回路 - Google Patents

位相同期回路

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JPH03235521A
JPH03235521A JP2031977A JP3197790A JPH03235521A JP H03235521 A JPH03235521 A JP H03235521A JP 2031977 A JP2031977 A JP 2031977A JP 3197790 A JP3197790 A JP 3197790A JP H03235521 A JPH03235521 A JP H03235521A
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Koichi Irie
浩一 入江
Hisao Agawa
阿川 久夫
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Yokogawa Electric Corp
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Yokogawa Electric Corp
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

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、位相同期回路におけるプルインレンジと位相
ノイズの改良に関するものである。
〈従来の技術〉 第3図は従来の位相同期回路(Phase Locke
d Loop C1rcuit : P L L回路)
の−例を示す構成プロ/り図である。電圧制御発振器1
の出力は分周器2で分周された後、位相検出器3におい
て基準信号発生器4の出力と位相か比較される。位相検
出器3の出力はループフィルタ5で直流成分が抽出され
、電圧制御発振器1に加わって、その発振周波数を制御
する。位相検出器3としては大きく分けて2つの方式が
あり、その第1ははモトローラ社のMC4044に代表
されるフリップフロップを使用したもの、その第2はミ
キサーまたはEXOR(排他論理和)回路を使用した乗
算型のものである。
〈発明が解決しようとする課駅〉 しかしながら、前者はPLLに引込む周波数範囲か無限
大と広いが、位相ノイズが大きいという欠点かある。ま
た後者は位相ノイズが小さい反面、引込む周波数範囲か
狭いという欠点がありカこ。
本発明は上記の問題を解決するためになされたもので、
引込み周波数範囲を広くしたまま、位相ノイズの小さい
位相同期回路を実現することを目的とする。
く課題を解決するための手段〉 本発明の第1は電圧制御発振器の出力を分周した分周信
号を乗算型の位相検出器で基準信号と比較し、位相検出
器の出力をループフィルタを介して前記電圧制御発振器
に帰還する位相同期回路に係るもので、その特徴とする
ところは分周信号を計数する第1のカウンタと、基準信
号を計数する第2のカウンタと、前記第1および第2の
カウンタの計数値の少なくともLSBを含む所定の連続
する下位ビットを除いた出力同士を比較する比較回路と
、この比較回路の出力に対応して電圧制御発振器の制御
入力に電圧を加算または減算する出力回路とを備え、基
準信号と分周信号の周波数の差が位相検出器の引込み周
波数範囲を越えた場合に、引込み動作を行うように構成
した点にある。
(2)本発明の第2は電圧制御発振器の出力を分周した
分周信号を乗算型の位相検出器で基準信号と比較し、位
相検出器の出力をループフィルタを介して前記電圧制御
発振器に帰還する位相同期回路に係るもので、その特徴
とするところは基準信号を所定の分周比で分周する分周
器と、分周信号を計数するとともに前記分周器の出力に
よりリセットされるカウンタと、このカウンタの計数値
を前記分周比に対し少なくともLSBを含む所定の連続
する下位ビットが示す最大値だけ上下にずれた値と比較
する比較回路と、この比較回路の出力に対応して電圧制
御発振器の制御入力に電圧を加算または減算する出力回
路とを備え、基準信号と分周信号の周波数の差が位相検
出器の引込み周波数範囲を越えた場合に、引込み動作を
行うように構成した点にある。
く作用〉 下位ビットに不感帯を有する比較回路を用いて分周信号
と基準信号の計数値を比較することにより、ロック外れ
状態を検出して発振周波数を引込み周波数範囲内に引き
戻すことかできる。
〈実施例〉 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明に係る位相同期回路の一実施例を示す構
成ブロック図である。第3図と同じ部分は同一の記号を
付して説明を省略する。第3図の分周器2および基準信
号発生器4は第1図では省略している。
6は分周器2からの分周信号の周波数fvを分周比Mで
分周する第2の分周器、7は分周器6の出力を計数する
第1のカウンタ、8はカウンタ7の出力を保持する第1
のラッチ回路である。9は基準信号の周波数fRを分周
比Mで分周する第3の分周器、10は分周器9の出力を
計数する第2のカウンタ、11はカウンタlOの出力を
保持する第2のラッチ回路である。12はカウンタ8お
よびカウンタ11の計数値のLSB (Q。)を除いた
出力(Q1〜Qo)同士を比較するディジタルコンパレ
ータからなる比較回路、13.14はそれぞれ正の電圧
源VS+および負の電圧源VS−にその一端が接続する
定電流源、SWl、3W2はそれぞれの一端に定電流源
13.14の他端が接続しそれぞれ比較器12のA >
 B出力、A<B出力によって駆動されるスイッチ、1
5はスイッチSWI、SW2の他端が入力に接続し、出
力電圧が電圧制御発振器1の制御入力に加算される電流
/電圧変換器である。13〜15.SWI  SW2は
比較回路12の出力に対応して電圧制御発振器1の制御
入力に電圧を加算または減算する出力回路を構成する。
カウンタ7.10のリセット端子およびラッチ回18.
11のクロック端子には周波数f。/2のクロック信号
が印加される。
上記の構成の位相同期回路の動作を次に説明する。周波
数fvの分周信号および周波数fRの基準信号はそれぞ
れ分周器6および9で分周されてそれぞれ周波数fv/
M、fR/Mとなる。カウンタ7および10は周波数f
o/2のクロック信号の立上がりとともに、カウントア
ツプ端子に加わる周波数fv/M、f、/Mの信号の計
数を開始し、前記クロック信号の立ち下がりとともに1
/fo秒間の計数値fv/Mfo、f、/Mf。
がランチ回路8,11にそれぞれ保持される。ラッチ回
#1s、iiのL S B (Least 51gn1
ficantBat )を除いた出力がディジタルコン
パレータ12のそれぞれA入力(Ao〜A、、)、B人
カ(B 〜B  )となっているので、fv/MfOn
−1 ゜かfR/Mfoより2以上大きいとき、すなわち fv/Mfo>fR/Mfo+1 、’、f■>fR+Mf。
のときA>Bとなり、SWtがオン、sw2はオフとな
る。f/MfOがf R/ M f oより2以上手さ
いとき、すなわち fv/Mfo<fR/Mfo−1 、’、f■<fR−MfO のときA<8となるので、SWIがオフ、SW2はオン
となる。また fR−Mfo<fv<fR+Mf。
のときSWl、SW2は共にオフとなる。SWIがオン
になると電圧制m発振器1の発振周波数foutか低く
なり、周波数fv  (=fout/N)が低くなる。
SW2がオンになると電圧制御発振器1の発振周波数f
  が高くなり、周波数f、がut 高くなる。SWl、SW2が共にオフのときは位相検出
器3を介してPLL動作が行なわれる。したがってM 
f oを乗算型位相検出器3の引込み周波数範囲と対応
して設定すれば、基準信号と分周信号の周波数の差が位
相検出器3の引込み周波数範囲を越えた場合に、引込み
動作を行うように構成することができる9 このような構成の位相同期回路によれば、引込み周波数
範囲を乗算型位相検出器のそれよりも大幅に拡大するこ
とができる。
また乗算型位相検出器を用いているので、位相ノイズが
小さい。
また周波数検出器としてカウンタおよびディジタルコン
パレータを使用しているので、従来のものと異なり、ロ
ーパスフィルタを入れる必要がなく、小形化、IC化が
容易である。
なお上記の実施例において、カウンタのLSBを除いた
出力をディジタルコンパレータで比較しているが、引込
み周波数範囲に対応j7て、LSBを含んで連続する任
意の数の下位ビットを除いた出力同士(例えばQ3〜Q
o>を比較することができる。
また分周器6.9は周波数f、fRをカランν りの動作周波数まで落すために用いているが、発振周波
数か低い場合や高速のカウンタを用いる場合には省略し
てもよい。
また出力回路の構成は上記の構成に限らず、コンパレー
タの出力に応じて電圧制御発振器の制御入力に電圧を加
減算することのできる任意の回路構成をとることができ
る。
第2図は本発明に係る位相同期回路の第2の実施例を示
す構成ブロック図である。第1図と同じ部分は同一の記
号を付して説明を省略する。第1図と異なり、タロツク
パルスとして基準信号を利用している。16は分周器9
の出力を分周比21で分周する第4の分周器、17は分
周器16の出力を入力とするトグルフリップフロップ回
路である、フリップフロ71回路17の出力はカランタ
フのリセント端子およびランチ回路8のクロック端子に
入力する。18はAND回路161 164、OR回路
162およびNOR回路163を用いて、ラッチ回路8
の出力を後述の設定値と比較する比較回路を構成してい
る。
上記の構成の位相同期回路の動作を次に説明する。トグ
ルスイッチ17は入力パルスか入る度に出力をハイまた
はローに切換える。カウンタ7のクロック端子に入力す
る周波数fV/Mの信号は2 ・M/fRの周期で計数
されるので、その計数値は n (f  /Mix (2−M/fR)”2  fv/f
R・・・(1) となる。比較回路18はランチ回路8の出力がカウンタ
7のM S B (Ho5t 51gn1ficant
 Bit>に対応する2 より2以上大きいとき、すな
わち211十1より大きいとき、したがって n 2  fv/fR>2  +1 、’、fV >fR−(2°+ 1 ) /2nのとき
にSWlかオン、SW2がオフとなる。ランチ回路8の
出力が2 より2以上小さいとき、すなわち21−1よ
り小さいとき、したがって2 fν/fR<2  1 、’、f  <f  −(2−1)/2nR のときにSWIがオフ、SW2がオンとなる。また fR・(2−1)/2  <f  <f  ・〈2゜n R +1>/2゜ のときはSWl、3W2が共にオフとなる。
したがって第1図の場合と同様に出力回路が動作するこ
とにより、fR/2 を位相検出器3の引込み周波数範
囲と対応させれば、基′$信号と分周信号の周波数の差
が乗算型位相検出器3の引込み周波数範囲を越えた場合
に、引込み動作を行うように構成することができる。
このような構成の位相同期回路によれば、第1図の構成
の場合の利点に加えて、周波数で。のクロック信号を必
要としないという利点がある。
なお上記の実施例において、比較回路18はカウンタ7
の計数値を、分周比2nに対しLSBか示す最大@(す
なわち1)だけ上下にずれた値と比較しているか、これ
に限らず、引込み周波数範囲に対応して、少なくともL
SBを含む所定の連続する下位ピットが示す最大値(例
えば2ビツトの時は3)たけ上下にずれた値と比較する
ことができる。
〈発明の効果〉 以上述べたように本発明によれば、引込み周波数範囲を
広くしたまま、位相ノイズの小さい位相同期回路を簡単
な回路構成で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る位相同期回路の第1の実施例を示
す構成ブロック図、第2図は本発明に係る位相同期回路
の第2の実施例を示す構成ブロック図、第3図は従来の
位相同期回路を示す構成ブロック図である。 1・・・電圧制御発振器、3・・・位相検出器、5・・
・ループフィルタ、7・・・第1のカウンタ、10・・
・第2のカウンタ、12.18・・・比較回路、13.
14・・定電流回路、15・・・′SS雷電圧変換回路
16・・・分周器、SWI、SW2・・・スイッチ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電圧制御発振器の出力を分周した分周信号を乗算
    型の位相検出器で基準信号と比較し、位相検出器の出力
    をループフィルタを介して前記電圧制御発振器に帰還す
    る位相同期回路において、分周信号を計数する第1のカ
    ウンタと、 基準信号を計数する第2のカウンタと、 前記第1および第2のカウンタの計数値の少なくともL
    SBを含む所定の連続する下位ビットを除いた出力同士
    を比較する比較回路と、 この比較回路の出力に対応して電圧制御発振器の制御入
    力に電圧を加算または減算する出力回路とを備え、 基準信号と分周信号の周波数の差が位相検出器の引込み
    周波数範囲を越えた場合に、引込み動作を行うように構
    成したことを特徴とする位相同期回路。
  2. (2)電圧制御発振器の出力を分周した分周信号を乗算
    型の位相検出器で基準信号と比較し、位相検出器の出力
    をループフィルタを介して前記電圧制御発振器に帰還す
    る位相同期回路において、基準信号を所定の分周比で分
    周する分周器と、分周信号を計数するとともに前記分周
    器の出力によりリセットされるカウンタと、 このカウンタの計数値を前記分周比に対し少なくともL
    SBを含む所定の連続する下位ビットが示す最大値だけ
    上下にずれた値と比較する比較回路と、 この比較回路の出力に対応して電圧制御発振器の制御入
    力に電圧を加算または減算する出力回路とを備え、 基準信号と分周信号の周波数の差が位相検出器の引込み
    周波数範囲を越えた場合に、引込み動作を行うように構
    成したことを特徴とする位相同期回路。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008035217A (ja) * 2006-07-28 2008-02-14 Asahi Kasei Electronics Co Ltd 周波数比較回路、pll周波数シンセサイザテスト回路及びそのテスト方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008035217A (ja) * 2006-07-28 2008-02-14 Asahi Kasei Electronics Co Ltd 周波数比較回路、pll周波数シンセサイザテスト回路及びそのテスト方法

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