JPH04343524A - Pll circuit - Google Patents

Pll circuit

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JPH04343524A
JPH04343524A JP3143959A JP14395991A JPH04343524A JP H04343524 A JPH04343524 A JP H04343524A JP 3143959 A JP3143959 A JP 3143959A JP 14395991 A JP14395991 A JP 14395991A JP H04343524 A JPH04343524 A JP H04343524A
Authority
JP
Japan
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circuit
signal
output
frequency
clock
Prior art date
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Pending
Application number
JP3143959A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Sakurai
桜井 敬一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
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Publication of JPH04343524A publication Critical patent/JPH04343524A/en
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To allow a VCO to generate clocks with frequency of wide range without extending the high frequency characteristics of a loop filter. CONSTITUTION:A phase detecting circuit 21 detects the phases of a data clock signal and a clock outputted from the VCO 25 and a formation circuit 22 forms control voltage corresponding to their phase difference. The control voltage is supplied to the VCO 25 through a loop filter 23 and an adder 24. On the other hand, control voltage corresponding to a frequency error between the data input signal and the clock is outputted from a frequency detecting circuit 26 and supplied to the VCO 2 through the adder 24.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、R−DAT(回転ヘッ
ド型デジタルオーディオテープレコーダ)などのように
PCMオーディオデータを再生するためのクロックを抽
出する場合に用いて好適なPLL回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a PLL circuit suitable for use in extracting a clock for reproducing PCM audio data, such as in an R-DAT (rotating head type digital audio tape recorder).

【0002】0002

【従来の技術】例えばR−DATにおいてデジタルオー
ディオデータを読み取るには、再生データからクロック
成分を抽出する必要がある。このクロックは、例えば図
9に示すように、位相比較器1と、ループフィルタ2と
、電圧制御発振器(VCO)3とにより構成されるPL
L回路により抽出される。位相比較器1は、入力される
再生データとVCO3より出力されるクロックとの位相
を比較し、その位相誤差を出力する。この位相誤差はル
ープフィルタ2により所定の周波数特性に補償された後
、VCO3に制御電圧として供給される。VCO3は、
ループフィルタ2より入力された制御電圧に対応する周
波数と位相のクロックを発生する。このようにして、再
生データに対応するクロックが抽出される。
2. Description of the Related Art For example, in order to read digital audio data in an R-DAT, it is necessary to extract a clock component from reproduced data. For example, as shown in FIG.
Extracted by L circuit. The phase comparator 1 compares the phases of the input reproduced data and the clock output from the VCO 3, and outputs the phase error. After this phase error is compensated to a predetermined frequency characteristic by the loop filter 2, it is supplied to the VCO 3 as a control voltage. VCO3 is
A clock having a frequency and phase corresponding to the control voltage inputted from the loop filter 2 is generated. In this way, the clock corresponding to the reproduced data is extracted.

【0003】ループフィルタ2は、例えば図10に示す
ように演算増幅器11と、抵抗13,14と、コンデン
サ12により構成される。抵抗13と14の値をそれぞ
れR1,R2、コンデンサ12の値をCとすると、その
ローパスフィルタとしての周波数特性は図11に示すよ
うになる。このときのカットオフ点の角周波数ωは1/
(CR2)で、その際の利得Aは(R2/R1)となる
The loop filter 2 is composed of an operational amplifier 11, resistors 13 and 14, and a capacitor 12, as shown in FIG. 10, for example. Assuming that the values of the resistors 13 and 14 are R1 and R2, respectively, and the value of the capacitor 12 is C, the frequency characteristics of the low-pass filter are as shown in FIG. The angular frequency ω of the cutoff point at this time is 1/
(CR2), and the gain A at that time is (R2/R1).

【0004】ところでVCO3は、その発振周波数が温
度に対応して変化する。VCO3の発振周波数(中心周
波数)が温度に対応して変化すると、入力される再生デ
ータとの周波数のずれが大きくなる。従って、VCO3
の位相を入力される再生データの位相に引き込ませるた
めには、ループフィルタ2の高域通過帯域を伸ばすこと
が必要になる。
By the way, the oscillation frequency of the VCO 3 changes depending on the temperature. When the oscillation frequency (center frequency) of the VCO 3 changes in accordance with the temperature, the frequency deviation from input reproduction data becomes large. Therefore, VCO3
In order to bring the phase of the input reproduced data into the phase of the input reproduced data, it is necessary to extend the high-pass band of the loop filter 2.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の装置においては
、このようにループフィルタ2の高域通過帯域を広くし
て温度変化に対応するようにしているため、通過帯域を
広げる分だけノイズの通過帯域も広がり、結局、VCO
3より出力されるクロックのジッタが増加する課題があ
った。
[Problem to be Solved by the Invention] In the conventional device, the high-pass band of the loop filter 2 is widened in this way to cope with temperature changes, so that the noise can be passed by the widening of the pass band. Bandwidth also expanded, and eventually VCO
There was a problem in that the jitter of the clock output from 3 increased.

【0006】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、ジッタ量を増加することなく、広い帯域の
周波数を引き込むことができるようにするものである。
The present invention has been made in view of the above situation, and it is an object of the present invention to make it possible to draw in a wide band of frequencies without increasing the amount of jitter.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明のPLL回路は、
制御信号に対応するクロックを発生する発振回路と、ク
ロックと、入力信号との位相誤差を検出する位相比較回
路と、位相比較回路の出力を所定の周波数特性に補償す
るループフィルタと、入力信号とクロックの周波数誤差
を検出する周波数比較回路と、ループフィルタの出力と
周波数比較回路の出力を加算して制御信号を生成する加
算回路とを備えることを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The PLL circuit of the present invention has the following features:
An oscillation circuit that generates a clock corresponding to a control signal, a phase comparison circuit that detects a phase error between the clock and the input signal, a loop filter that compensates the output of the phase comparison circuit to a predetermined frequency characteristic, and an input signal It is characterized by comprising a frequency comparison circuit that detects a frequency error of the clock, and an addition circuit that adds the output of the loop filter and the output of the frequency comparison circuit to generate a control signal.

【0008】[0008]

【作用】上記構成のPLL回路においては、入力信号と
クロックの周波数誤差が検出され、その周波数誤差がル
ープフィルタを介さずに制御信号として発振回路に供給
される。従って、ループフィルタの高域周波数特性を伸
ばすことなく、広い範囲の周波数の入力信号に対応する
クロックを生成することが可能となる。
[Operation] In the PLL circuit configured as described above, a frequency error between the input signal and the clock is detected, and the frequency error is supplied to the oscillation circuit as a control signal without going through a loop filter. Therefore, it is possible to generate a clock that corresponds to input signals with a wide range of frequencies without increasing the high frequency characteristics of the loop filter.

【0009】[0009]

【実施例】図1は、本発明のPLL回路の一実施例の構
成を示すブロック図である。位相検出回路21には電圧
制御発振器(VCO)25より出力されるクロックと、
図示せぬ回路から供給されるデータ入力信号とが供給さ
れている。位相検出回路21は入力信号とクロックの位
相誤差を検出し、位相誤差に対応してアップ(UP)信
号またはダウン(DOWN)信号を出力する。抵抗31
が並列に接続されているスイッチ33と、抵抗32が並
列に接続されているスイッチ34には、このアップ信号
またはダウン信号が切り換え信号として入力されている
。このように、スイッチ33,34と抵抗31,32を
有する生成回路22は、位相検出回路21より出力され
るアップ信号とダウン信号に対応してデータ入力信号と
クロック信号の位相誤差に対応する信号を生成する。 この位相誤差信号は、ループフィルタ23を介して加算
器24に入力されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a PLL circuit according to the present invention. The phase detection circuit 21 includes a clock output from a voltage controlled oscillator (VCO) 25,
A data input signal is supplied from a circuit not shown. The phase detection circuit 21 detects a phase error between an input signal and a clock, and outputs an up (UP) signal or a down (DOWN) signal in response to the phase error. resistance 31
This up signal or down signal is input as a switching signal to the switch 33 to which the resistor 32 is connected in parallel and the switch 34 to which the resistor 32 is connected in parallel. In this way, the generation circuit 22 having the switches 33 and 34 and the resistors 31 and 32 generates a signal corresponding to the phase error between the data input signal and the clock signal in response to the up signal and down signal output from the phase detection circuit 21. generate. This phase error signal is input to an adder 24 via a loop filter 23.

【0010】一方、位相検出回路21はデータ入力信号
とクロック信号に対応してCHG信号を生成し、これを
周波数検出回路26に出力している。周波数検出回路2
6は、入力されたCHG信号からデータ入力信号とクロ
ック信号の周波数誤差を検出し、その周波数誤差信号を
加算器24に出力している。加算器24は、ループフィ
ルタ23の出力と周波数検出回路26の出力とを加算し
、VCO25に制御信号として出力している。
On the other hand, the phase detection circuit 21 generates a CHG signal in response to the data input signal and the clock signal, and outputs this to the frequency detection circuit 26. Frequency detection circuit 2
6 detects the frequency error between the data input signal and the clock signal from the input CHG signal, and outputs the frequency error signal to the adder 24. The adder 24 adds the output of the loop filter 23 and the output of the frequency detection circuit 26, and outputs the result to the VCO 25 as a control signal.

【0011】位相検出回路21は、例えば図2に示すよ
うに構成される。この実施例においては、データ入力(
REF)信号がラッチ回路41により、VCO25より
供給されるクロックを基準としてラッチされる。また、
ラッチ回路41の出力は、VCO25が出力するクロッ
ク(VAR)をインバータ43により反転したクロック
によりラッチ回路42にラッチされる。イクスクルーシ
ブオア回路44はデータ入力信号とラッチ回路41の出
力の排他的論理和を演算し、これをCHG信号(i信号
)として出力する。また、イクスクルーシブオア回路4
5は、ラッチ回路41とラッチ回路42の出力の排他的
論理和(i信号)を演算している。
The phase detection circuit 21 is configured as shown in FIG. 2, for example. In this example, the data input (
REF) signal is latched by the latch circuit 41 using the clock supplied from the VCO 25 as a reference. Also,
The output of the latch circuit 41 is latched by the latch circuit 42 using a clock obtained by inverting the clock (VAR) outputted by the VCO 25 by an inverter 43 . The exclusive OR circuit 44 calculates the exclusive OR of the data input signal and the output of the latch circuit 41, and outputs this as a CHG signal (i signal). In addition, exclusive OR circuit 4
5 calculates the exclusive OR (i signal) of the outputs of the latch circuit 41 and the latch circuit 42.

【0012】イクスクルーシブオア回路44と45の出
力は、ナンド回路46に入力され、ナンド回路46の出
力(k信号)がアンド回路47と48に入力されている
。アンド回路47と48の他方の入力には、イクスクル
ーシブオア回路44と45の出力がそれぞれ供給されて
いる。そして、アンド回路47の出力がアップ信号とし
て、アンド回路48の出力がダウン信号として、それぞ
れ生成回路22に出力されるようになっている。
The outputs of the exclusive OR circuits 44 and 45 are input to a NAND circuit 46, and the output (k signal) of the NAND circuit 46 is input to AND circuits 47 and 48. The outputs of exclusive OR circuits 44 and 45 are supplied to the other inputs of AND circuits 47 and 48, respectively. The output of the AND circuit 47 is output as an up signal, and the output of the AND circuit 48 is output as a down signal to the generation circuit 22.

【0013】また、周波数検出回路26は、例えば図7
に示すように構成されている。この実施例においては、
インバータ67とアンド回路69によりCHG信号の立
上りエッジ(HE)が検出されるようになっている。ま
た、インバータ68とノア回路72よりCHG信号の立
下がりエッジ(LE)が検出されるようになっている。 定電流源51が出力する定電流は、スイッチ52を介し
てコンデンサ55をチャージするようになっている。コ
ンデンサ55に充電された電荷は、スイッチ54を介し
てコンデンサ56に転送されるか、またはスイッチ53
を介して放電されるようになされている。
Further, the frequency detection circuit 26 is configured as shown in FIG. 7, for example.
It is configured as shown in . In this example,
The rising edge (HE) of the CHG signal is detected by the inverter 67 and the AND circuit 69. Further, the falling edge (LE) of the CHG signal is detected by the inverter 68 and the NOR circuit 72. The constant current output from the constant current source 51 is configured to charge a capacitor 55 via a switch 52. The charge stored in the capacitor 55 is transferred to the capacitor 56 via the switch 54 or transferred to the capacitor 56 via the switch 53.
It is designed to be discharged through.

【0014】比較器57は、コンデンサ55と56に充
電された電圧を比較し、その比較結果がラッチ回路58
によりラッチされ、ラッチ回路58の出力がさらにラッ
チ回路59にラッチされるようになっている。ラッチ回
路58の出力と59の出力は、アンド回路60に入力さ
れ、アンド回路60の出力がカウンタ62の正入力端子
に供給されている。また、ラッチ回路58と59の出力
はノア回路61に入力され、ノア回路61の出力はカウ
ンタ62の負入力端子に供給されている。カウンタ62
の出力はPWM回路63に供給され、PWM回路63の
出力が抵抗64とコンデンサ65からなるローパスフィ
ルタ66を介して、図1の加算器24に供給されるよう
になっている。
Comparator 57 compares the voltages charged in capacitors 55 and 56, and the comparison result is sent to latch circuit 58.
The output of the latch circuit 58 is further latched by the latch circuit 59. The output of the latch circuit 58 and the output of the latch circuit 59 are input to an AND circuit 60, and the output of the AND circuit 60 is supplied to the positive input terminal of the counter 62. Further, the outputs of the latch circuits 58 and 59 are input to a NOR circuit 61, and the output of the NOR circuit 61 is supplied to a negative input terminal of a counter 62. counter 62
The output of the PWM circuit 63 is supplied to the adder 24 in FIG. 1 via a low-pass filter 66 consisting of a resistor 64 and a capacitor 65.

【0015】次に、その動作について説明する。最初に
、図3乃至図5のタイミングチャートを参照して図2に
示す位相検出回路21の動作について説明する。ラッチ
回路41は、データ入力信号REF(図3(A))をV
CO25が出力するクロックVAR(図3(B))の立
上りエッジに同期してラッチする(図3(C))。この
ラッチ回路41にラッチされた信号g(図3(C))は
ラッチ回路42に供給され、インバータ43により反転
されたクロックの立上りエッジ(インバータ43により
反転されていないクロックVARの立下がりエッジ)に
同期してラッチされる(図3(D))。
Next, its operation will be explained. First, the operation of the phase detection circuit 21 shown in FIG. 2 will be described with reference to the timing charts of FIGS. 3 to 5. The latch circuit 41 converts the data input signal REF (FIG. 3(A)) to V
It is latched in synchronization with the rising edge of the clock VAR (FIG. 3(B)) output by the CO25 (FIG. 3(C)). The signal g (FIG. 3(C)) latched by the latch circuit 41 is supplied to the latch circuit 42, and the rising edge of the clock inverted by the inverter 43 (the falling edge of the clock VAR not inverted by the inverter 43) is latched in synchronization with (FIG. 3(D)).

【0016】排他的論理和回路44は、データ入力信号
(図3(A))とラッチ回路41によりラッチされたデ
ータg(図3(C))との排他的論理和を演算する(図
3(E))。このイクスクルーシブオア回路44の出力
i(図3(E))がCHG信号として周波数検出回路2
6に供給されるとともに、アンド回路47とナンド回路
46に供給されている。
The exclusive OR circuit 44 calculates the exclusive OR of the data input signal (FIG. 3(A)) and the data g latched by the latch circuit 41 (FIG. 3(C)) (FIG. 3(A)). (E)). The output i (FIG. 3(E)) of this exclusive OR circuit 44 is sent to the frequency detection circuit 2 as a CHG signal.
6, and is also supplied to an AND circuit 47 and a NAND circuit 46.

【0017】また、イクスクルーシブオア回路45はラ
ッチ回路41の出力g(図3(C))とラッチ回路42
によりラッチされた信号h(図3(D))との排他的論
理和を演算する(図3(F))。
The exclusive OR circuit 45 also connects the output g of the latch circuit 41 (FIG. 3(C)) and the latch circuit 42.
(FIG. 3(F)).

【0018】ナンド回路46は、排他的論理和回路44
の出力i(図3(E))と排他的論理和回路45の出力
j(図3(F))との否定論理積kを演算する(図3(
G))。アンド回路47は、排他的論理和回路44の出
力i(図3(E))とナンド回路46の出力k(図3(
G))との論理積を演算し、これをアップ信号(図3(
H))として生成回路22のスイッチ33の切り換え信
号として出力する。
The NAND circuit 46 is an exclusive OR circuit 44
The negative logical product k of the output i (FIG. 3(E)) and the output j (FIG. 3(F)) of the exclusive OR circuit 45 is calculated (FIG. 3(E)).
G)). The AND circuit 47 outputs the output i of the exclusive OR circuit 44 (FIG. 3(E)) and the output k of the NAND circuit 46 (FIG. 3(E)).
G)) and this is used as the up signal (Fig. 3(
H)) is output as a switching signal of the switch 33 of the generation circuit 22.

【0019】また、アンド回路48は、排他的論理和回
路45の出力j(図3(F))とナンド回路46の出力
k(図3(G))との論理積を演算し、これをダウン信
号(図3(I))として生成回路22のスイッチ34の
切り換え信号として出力する。
Furthermore, the AND circuit 48 calculates the logical product of the output j of the exclusive OR circuit 45 (FIG. 3(F)) and the output k of the NAND circuit 46 (FIG. 3(G)), and The down signal (FIG. 3(I)) is output as a switching signal for the switch 34 of the generation circuit 22.

【0020】図3に示すように、入力信号REF(図3
(A))のエッジとクロックVAR(図3(B))の立
上りエッジの位相がT/2(TはクロックVARの周期
)(データ入力信号の最低周波数の信号の位相の90度
)だけずれていると、アップ信号(図3(H))とダウ
ン信号(図3(I))の長さ(高レベルである期間)は
等しくなる。
As shown in FIG. 3, the input signal REF (FIG. 3
(A)) and the rising edge of clock VAR (Figure 3 (B)) are out of phase by T/2 (T is the period of clock VAR) (90 degrees of the phase of the lowest frequency signal of the data input signal) If so, the lengths (high level periods) of the up signal (FIG. 3(H)) and down signal (FIG. 3(I)) are equal.

【0021】これに対して図4に示すように、データ入
力信号REF(図4(A))に対してクロックVAR(
図4(B))の位相が進むと、アップ信号(図4(H)
)の幅が狭くなる。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the clock VAR (
When the phase of Fig. 4 (B)) advances, the up signal (Fig. 4 (H)
) becomes narrower.

【0022】逆に、データ入力信号REF(図5(A)
)に対してクロックVAR(図5(B))の位相が遅れ
ると、アップ信号(図5(H))の長さが長くなり、ダ
ウン信号(図5(I))の長さが短くなる。
Conversely, data input signal REF (FIG. 5(A)
), the length of the up signal (Figure 5 (H)) becomes longer and the length of the down signal (Figure 5 (I)) becomes shorter. .

【0023】排他的論理和回路44の出力信号iは、デ
ータ入力信号REFの立上りエッジからクロックVAR
の立上りエッジまでの期間に対応している。信号i(C
HG信号)の幅について考察すると、図6に示すように
信号iの幅は位相差が90度のときT/2となり、18
0度のときTとなる。そして、0度から180度の間に
位相差に正比例して、その幅が変化する。さらに、18
0度から360度の間においても0度から180度にお
ける場合と同様に変化する。即ち、信号i(CHG信号
)の幅は位相差が180度を周期として鋸歯状波的に変
化することになる。
The output signal i of the exclusive OR circuit 44 changes from the rising edge of the data input signal REF to the clock VAR.
It corresponds to the period up to the rising edge of . Signal i(C
Considering the width of the HG signal, as shown in Figure 6, the width of the signal i is T/2 when the phase difference is 90 degrees, and 18
When it is 0 degrees, it becomes T. The width changes in direct proportion to the phase difference between 0 degrees and 180 degrees. Furthermore, 18
The angle changes between 0 degrees and 360 degrees in the same way as between 0 degrees and 180 degrees. That is, the width of the signal i (CHG signal) changes like a sawtooth wave with a period of 180 degrees of phase difference.

【0024】アップ信号が高レベルのとき、スイッチ3
3がオンされる。このとき、ループフィルタ23には所
定の電圧VDDが出力される。ダウン信号が高レベルの
ときスイッチ34がオンされる。このとき、ループフィ
ルタ23には零レベルの信号が入力される。アップ信号
およびダウン信号の両方が低レベルのとき、所定の電圧
VDDを2つの抵抗31と32により分圧した電圧VD
D/2がループフィルタ23に供給される。このように
して、ループフィルタ23にはデータ入力信号REFと
クロック信号VARとの位相誤差に対応した電圧が入力
される。この位相誤差信号は、ループフィルタ23によ
り所定の周波数特性に処理された後、加算器24に入力
される。
When the up signal is at a high level, switch 3
3 is turned on. At this time, a predetermined voltage VDD is output to the loop filter 23. When the down signal is at a high level, switch 34 is turned on. At this time, a zero level signal is input to the loop filter 23. When both the up signal and the down signal are at low level, a voltage VD is obtained by dividing a predetermined voltage VDD by two resistors 31 and 32.
D/2 is supplied to loop filter 23. In this way, a voltage corresponding to the phase error between the data input signal REF and the clock signal VAR is input to the loop filter 23. This phase error signal is processed into a predetermined frequency characteristic by a loop filter 23 and then input to an adder 24 .

【0025】次に、図7の周波数検出回路26の動作に
ついて説明する。CHG信号は、インバータ67により
その極性が反転された後、アンド回路69に供給されて
いる。インバータ67は、その反転処理のため入力信号
を若干遅延した後、出力する。その結果、アンド回路6
9よりCHG信号の立上りエッジに同期したパルスが出
力される。また、同様にインバータ68はCHG信号を
若干遅延して反転出力を発生するため、ノア回路70は
CHG信号の立下がりエッジに同期したパルスを出力す
る。
Next, the operation of the frequency detection circuit 26 shown in FIG. 7 will be explained. The CHG signal is supplied to an AND circuit 69 after its polarity is inverted by an inverter 67 . The inverter 67 outputs the input signal after slightly delaying it for inversion processing. As a result, AND circuit 6
9 outputs a pulse synchronized with the rising edge of the CHG signal. Similarly, since the inverter 68 slightly delays the CHG signal and generates an inverted output, the NOR circuit 70 outputs a pulse synchronized with the falling edge of the CHG signal.

【0026】CHG信号が高レベルであるとき、スイッ
チ52がオンされ、定電流回路51より出力される定電
流によりコンデンサ55が充電される。そして、CHG
信号が高レベルから低レベルに立下がったとき、その立
下がりエッジに同期してスイッチ52がオフされるとと
もに、スイッチ54がオンし、コンデンサ55に充電さ
れている電荷がコンデンサ56に転送される。その後、
CHG信号が再び低レベルから高レベルに反転すると、
その立上りエッジに同期してスイッチ53が一瞬だけオ
ンされ、コンデンサ55に充電されている電荷が放電さ
れる。そして、CHG信号が高レベルである期間スイッ
チ52がオンされるため、定電流源51より出力される
定電流によりコンデンサ55が再び充電される。
When the CHG signal is at a high level, the switch 52 is turned on and the capacitor 55 is charged by the constant current output from the constant current circuit 51. And CHG
When the signal falls from a high level to a low level, the switch 52 is turned off in synchronization with the falling edge, the switch 54 is turned on, and the charge stored in the capacitor 55 is transferred to the capacitor 56. . after that,
When the CHG signal flips from low level to high level again,
The switch 53 is turned on for a moment in synchronization with the rising edge, and the charge stored in the capacitor 55 is discharged. Since the switch 52 is turned on while the CHG signal is at a high level, the capacitor 55 is charged again by the constant current output from the constant current source 51.

【0027】即ち、コンデンサ55にはCHG信号の高
レベルである期間に対応する電圧が充電され、コンデン
サ56にはその直前のCHG信号の高レベルの期間に対
応する電圧が充電されていることになる。その結果、比
較器57はコンデンサ55と56の電圧を比較すること
により、CHG信号の高レベルの期間とその直前の高レ
ベルの期間との比較をしていることになる。
That is, the capacitor 55 is charged with a voltage corresponding to the high level period of the CHG signal, and the capacitor 56 is charged with a voltage corresponding to the immediately preceding high level period of the CHG signal. Become. As a result, by comparing the voltages of capacitors 55 and 56, comparator 57 compares the high level period of the CHG signal with the immediately preceding high level period.

【0028】比較器57は、現在のCHG信号の期間が
その直前のCHG信号の期間の長さより長いとき論理1
を出力し、短いとき論理0を出力する。ラッチ回路58
と59はCHG信号の立下がりエッジに同期して、比較
器57より入力された信号をラッチする。即ちラッチ回
路58は、そのとき比較器57より出力された論理をラ
ッチし、ラッチ回路59はラッチ回路58より出力され
たその直前のCHG信号の期間に対応するデータをラッ
チする。
Comparator 57 is at logic 1 when the period of the current CHG signal is longer than the length of the period of the immediately preceding CHG signal.
and outputs logic 0 when it is short. Latch circuit 58
and 59 latch the signal input from the comparator 57 in synchronization with the falling edge of the CHG signal. That is, the latch circuit 58 latches the logic output from the comparator 57 at that time, and the latch circuit 59 latches the data corresponding to the immediately preceding period of the CHG signal output from the latch circuit 58.

【0029】いま、もしデータ入力信号の周波数がクロ
ックの周波数より高くなっているとすると、CHG信号
の長さは徐々に長くなる傾向が生じる。その結果、比較
器57の出力は、連続して論理1を出力するようになる
。ラッチ回路58と59の出力が共に論理1であるとき
、アンド回路60が導通し、カウンタ62に論理1が入
力される。
If the frequency of the data input signal is higher than the clock frequency, the length of the CHG signal tends to gradually increase. As a result, the output of the comparator 57 continuously outputs logic 1. When the outputs of latch circuits 58 and 59 are both logic 1, AND circuit 60 becomes conductive and logic 1 is input to counter 62.

【0030】これに対してデータ入力信号の周波数がク
ロック信号の周波数より低くなっているとき、CHG信
号の長さは次第に短くなる傾向が発生する。その結果、
比較器57の出力は連続して論理0を出力するようにな
る。ラッチ回路58と59の出力が共に論理0であると
き、ノア回路61の出力は論理1となる。このノア回路
61の出力は、カウンタ62の負入力端子に供給される
On the other hand, when the frequency of the data input signal is lower than the frequency of the clock signal, the length of the CHG signal tends to become gradually shorter. the result,
The output of the comparator 57 continuously outputs logic 0. When the outputs of latch circuits 58 and 59 are both logic 0, the output of NOR circuit 61 is logic 1. The output of this NOR circuit 61 is supplied to a negative input terminal of a counter 62.

【0031】カウンタ62は、正入力端子に論理1が入
力されたとき、カウント値を1だけカウントアップさせ
る。また、負入力端子に論理1が入力されたとき、カウ
ント値を1だけカウントダウンする。PWM回路63は
、カウンタ62のカウント値に対応する幅のパルスを出
力する。このPWM回路63より出力されるパルスは、
ローパスフィルタ66により平滑され、加算器24に出
力される。
The counter 62 increments the count value by 1 when a logic 1 is input to the positive input terminal. Further, when a logic 1 is input to the negative input terminal, the count value is counted down by 1. The PWM circuit 63 outputs a pulse having a width corresponding to the count value of the counter 62. The pulse output from this PWM circuit 63 is
The signal is smoothed by a low-pass filter 66 and output to the adder 24 .

【0032】即ち、データ入力信号がクロックより周波
数が高くなる傾向にあるとき、カウンタ62のカウント
値は増加され、PWM回路63より出力されるパルスの
高レベルの期間が長くなる。その結果、ローパスフィル
タ66を介して出力される制御電圧は大きくなる。これ
に対して、入力信号の周波数がクロック信号の周波数よ
り小さくなる傾向にあるとき、カウンタ62のカウント
値は低くなり、PWM回路63より出力されるパルスの
高レベルの幅は小さくなる。その結果、ローパスフィル
タ66より出力される制御電圧のレベルも小さくなる。
That is, when the frequency of the data input signal tends to be higher than that of the clock, the count value of the counter 62 is increased, and the high level period of the pulse output from the PWM circuit 63 becomes longer. As a result, the control voltage output through the low-pass filter 66 becomes larger. On the other hand, when the frequency of the input signal tends to be smaller than the frequency of the clock signal, the count value of the counter 62 becomes lower and the width of the high level of the pulse output from the PWM circuit 63 becomes smaller. As a result, the level of the control voltage output from the low-pass filter 66 also decreases.

【0033】一方、データ入力信号とクロック信号の周
波数が等しい場合、アップ信号とダウン信号の発生頻度
はほぼ等しくなる。このとき、CHG信号の幅はほぼ前
回の場合と同一となることが多くなる。その結果、比較
器57より同一の論理が連続的に何回も出力されるよう
なことが少なくなり、論理1と論理0の発生回数はほぼ
等しくなる。その結果、カウンタ62のカウント値はほ
ぼ一定となる。その結果、PWM回路63より出力され
るパルスの幅も一定となる。これにより、加算器24に
出力される制御電圧もほぼ一定となる。
On the other hand, when the frequencies of the data input signal and the clock signal are equal, the frequencies of occurrence of the up signal and the down signal are approximately equal. At this time, the width of the CHG signal is often almost the same as in the previous case. As a result, the same logic is less likely to be continuously output from the comparator 57, and the number of occurrences of logic 1 and logic 0 becomes approximately equal. As a result, the count value of the counter 62 remains approximately constant. As a result, the width of the pulse output from the PWM circuit 63 also becomes constant. As a result, the control voltage output to the adder 24 also becomes approximately constant.

【0034】加算器24はループフィルタ23より供給
される位相誤差に対応する制御電圧と、周波数検出回路
26より供給される周波数誤差に対応する制御電圧とを
加算し、最終的な制御電圧としてVCO25に供給する
。VCO25は、この入力される制御電圧に対応する周
波数と位相のクロックを発生することになる。
The adder 24 adds the control voltage corresponding to the phase error supplied from the loop filter 23 and the control voltage corresponding to the frequency error supplied from the frequency detection circuit 26, and outputs the final control voltage to the VCO 25. supply to. The VCO 25 generates a clock having a frequency and phase corresponding to this input control voltage.

【0035】温度変化に対応してVCO25の中心周波
数が変動すると、周波数検出回路26より出力される制
御電圧が変化する。これにより、VCO25が出力する
クロックの周波数が補正されることになる。この周波数
誤差に対応する制御電圧は、ループフィルタ23を介さ
ずにVCO25に供給される。従って、ループフィルタ
23を温度変化に対応する周波数変動を考慮して、広い
通過帯域に設定する必要がなくなる。
When the center frequency of the VCO 25 changes in response to temperature changes, the control voltage output from the frequency detection circuit 26 changes. As a result, the frequency of the clock output by the VCO 25 is corrected. A control voltage corresponding to this frequency error is supplied to the VCO 25 without passing through the loop filter 23. Therefore, it is no longer necessary to set the loop filter 23 to a wide passband in consideration of frequency fluctuations corresponding to temperature changes.

【0036】位相誤差に対応する制御電圧は、ループフ
ィルタ23により所定の周波数(位相)特性に補償され
た後、加算器24を介してVCO25に供給される。従
って、データ入力信号とクロックの位相誤差に対応する
補正は、ループフィルタ23の特性に対応して設定され
る。
The control voltage corresponding to the phase error is compensated to a predetermined frequency (phase) characteristic by the loop filter 23 and then supplied to the VCO 25 via the adder 24. Therefore, the correction corresponding to the phase error between the data input signal and the clock is set in accordance with the characteristics of the loop filter 23.

【0037】このように、データ入力信号と予め設定さ
れた固定周波数の基準信号とを比較するようにせず、V
CO25より出力されるクロックの周波数と比較するよ
うにすると、データ入力信号の周波数が予め設定した標
準値より相当に離れた場合においても良好にその周波数
に追従させることが可能になる。
In this way, without comparing the data input signal with a preset fixed frequency reference signal, the V
If the frequency of the data input signal is compared with the frequency of the clock output from the CO 25, even if the frequency of the data input signal deviates considerably from a preset standard value, it is possible to follow the frequency well.

【0038】図8は、周波数検出回路26の他の実施例
の構成を示すブロック図である。この実施例においては
、CHG信号が高レベルである期間、アンド回路81よ
り入力される所定の計時動作用のクロック(VCO25
より出力されるクロックではない)をカウンタ82でカ
ウントし、そのカウント値をCHG信号の立上りエッジ
に同期してリセットするようになっている。また、カウ
ンタ82のカウント値は、CHG信号の立下がりエッジ
に同期してラッチ回路83にラッチされるようになって
いる。即ちラッチ回路83は、直前のCHG信号の高レ
ベルの期間に対応するカウント値を記憶している。
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of another embodiment of the frequency detection circuit 26. In this embodiment, during the period when the CHG signal is at a high level, a predetermined clock for clock operation (VCO 25
(not the clock output from the CHG signal) is counted by a counter 82, and the count value is reset in synchronization with the rising edge of the CHG signal. Further, the count value of the counter 82 is latched by the latch circuit 83 in synchronization with the falling edge of the CHG signal. That is, the latch circuit 83 stores the count value corresponding to the immediately previous high level period of the CHG signal.

【0039】比較回路84は、ラッチ回路83にラッチ
されている直前のLHG信号の高レベルの期間に対応す
るカウント値と、カウンタ82にカウントされている現
在のCHG信号の高レベルの期間に対応するカウント値
とを比較する。そして、カウンタ82の出力の方がラッ
チ回路83の出力より大きいとき、ラッチ回路85に論
理1を出力する。また、カウンタ82の出力の方がラッ
チ回路83の出力より小さいとき、ラッチ回路87に論
理1を出力する。
The comparison circuit 84 calculates a count value corresponding to the high level period of the immediately preceding LHG signal latched by the latch circuit 83 and a count value corresponding to the high level period of the current CHG signal counted by the counter 82. Compare with the count value. When the output of the counter 82 is greater than the output of the latch circuit 83, a logic 1 is output to the latch circuit 85. Further, when the output of the counter 82 is smaller than the output of the latch circuit 83, a logic 1 is output to the latch circuit 87.

【0040】ラッチ回路85と87は、LHG信号の立
下がりエッジに同期して比較回路84の出力をラツチす
る。また、ラッチ回路86と88は、やはりCHG信号
の立下がりエッジに同期してラッチ回路85または87
の出力をラッチする。即ち、ラッチ回路86と88は直
前のCHG信号の期間に対応するカウント値をラッチす
る。
Latch circuits 85 and 87 latch the output of comparison circuit 84 in synchronization with the falling edge of the LHG signal. Also, the latch circuits 86 and 88 are connected to the latch circuit 85 or 87 in synchronization with the falling edge of the CHG signal.
Latch the output of That is, the latch circuits 86 and 88 latch the count value corresponding to the immediately previous period of the CHG signal.

【0041】アンド回路89は、ラッチ回路85と86
の出力が共に論理1であるとき、カウンタ91に論理1
を出力する。また同様に、アンド回路90はラッチ回路
87と88の出力が共に論理1であるとき、カウンタ9
1の負入力端子に論理1を出力する。カウンタ91は、
アンド回路89より論理1が入力されたときカウント値
を1だけカウントアップし、アンド回路90より論理1
が入力されたとき、カウント値を1だけカウントダウン
する。PWM回路92は、カウンタ91の出力に対応す
る幅のパルスを出力する。PWM回路92より出力され
たパルスは、ローパスフィルタ93により平滑され、加
算器24に出力される。
The AND circuit 89 connects the latch circuits 85 and 86.
When the outputs of both are logic 1, the counter 91 has logic 1.
Output. Similarly, when the outputs of the latch circuits 87 and 88 are both logic 1, the AND circuit 90 outputs the counter 9.
Logic 1 is output to the negative input terminal of 1. The counter 91 is
When a logic 1 is input from the AND circuit 89, the count value is incremented by 1, and a logic 1 is input from the AND circuit 90.
When is input, the count value is counted down by 1. PWM circuit 92 outputs a pulse with a width corresponding to the output of counter 91. The pulses output from the PWM circuit 92 are smoothed by a low-pass filter 93 and output to the adder 24.

【0042】この場合においても、データ入力信号とク
ロックの周波数誤差に対応する制御電圧を生成すること
ができる。なお、この実施例の場合においても、CHG
信号の立上りエッジと立下がりエッジは、図7における
場合と同様に、インバータとアンド回路またはインバー
タとノア回路により検出することができる。
Even in this case, a control voltage corresponding to the frequency error between the data input signal and the clock can be generated. In addition, also in the case of this example, CHG
The rising edge and falling edge of the signal can be detected by an inverter and an AND circuit or an inverter and a NOR circuit, as in the case in FIG.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上の如く本発明のPLL回路によれば
、入力信号とクロックの周波数誤差に対応する制御信号
をループフィルタを介さずに発振回路に供給するように
したので、ループフィルタの高域周波数特性を伸ばすこ
となく、広い周波数範囲の入力信号に対応してクロック
を生成することが可能になる。その結果、クロックのジ
ッタの増加が防止される。また、温度に対して不安定な
発振回路を用いることも可能になり、LSI化に有利と
なる。さらに、コストも低減することが可能になる。
As described above, according to the PLL circuit of the present invention, since the control signal corresponding to the frequency error between the input signal and the clock is supplied to the oscillation circuit without going through the loop filter, the height of the loop filter can be reduced. It becomes possible to generate a clock corresponding to an input signal in a wide frequency range without increasing the frequency characteristics. As a result, increase in clock jitter is prevented. Furthermore, it becomes possible to use an oscillation circuit that is unstable with respect to temperature, which is advantageous for LSI implementation. Furthermore, costs can also be reduced.

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

【図1】本発明のPLL回路の一実施例の構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a PLL circuit of the present invention.

【図2】図1の実施例における位相検出回路21の一実
施例の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of an example of the phase detection circuit 21 in the example of FIG. 1;

【図3】図2の実施例の位相差が90度である場合の動
作を説明するタイミングチャートである。
FIG. 3 is a timing chart illustrating the operation of the embodiment of FIG. 2 when the phase difference is 90 degrees.

【図4】図2の実施例の位相差が90度より小さい場合
の動作を説明するタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart illustrating the operation of the embodiment of FIG. 2 when the phase difference is smaller than 90 degrees.

【図5】図2の実施例の位相差が90度より大きい場合
の動作を説明するタイミングチャートである。
FIG. 5 is a timing chart illustrating the operation of the embodiment of FIG. 2 when the phase difference is greater than 90 degrees.

【図6】図2の実施例におけるCHG信号の性質を説明
する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating the characteristics of a CHG signal in the embodiment of FIG. 2;

【図7】図1の実施例における周波数検出回路26の一
実施例の構成を示すブロック図である。
7 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the frequency detection circuit 26 in the embodiment of FIG. 1. FIG.

【図8】図1の実施例における周波数検出回路26の他
の実施例の構成を示すブロック図である。
8 is a block diagram showing the configuration of another embodiment of the frequency detection circuit 26 in the embodiment of FIG. 1. FIG.

【図9】従来のPLL回路の一例の構成を示すブロック
図である。
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of an example of a conventional PLL circuit.

【図10】図9の例におけるループフィルタ2の一例の
構成を示す図である。
10 is a diagram illustrating an example of a configuration of a loop filter 2 in the example of FIG. 9. FIG.

【図11】図10におけるループフィルタの周波数特性
を示す図である。
11 is a diagram showing frequency characteristics of the loop filter in FIG. 10. FIG.

【符号の説明】 21  位相検出回路 22  生成回路 23  ループフィルタ 24  加算器 25  電圧制御発振器 26  周波数検出回路 41,42  ラッチ回路 44,45  排他的論理和回路[Explanation of symbols] 21 Phase detection circuit 22 Generation circuit 23 Loop filter 24 Adder 25 Voltage controlled oscillator 26 Frequency detection circuit 41, 42 Latch circuit 44, 45 Exclusive OR circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  制御信号に対応するクロックを発生す
る発振回路と、前記クロックと入力信号との位相誤差を
検出する位相比較回路と、前記位相比較回路の出力を所
定の周波数特性に補償するループフィルタと、前記入力
信号とクロックの周波数誤差を検出する周波数比較回路
と、前記ループフィルタの出力と前記周波数比較回路の
出力を加算して前記制御信号を生成する加算回路とを備
えることを特徴とするPLL回路。
1. An oscillation circuit that generates a clock corresponding to a control signal, a phase comparison circuit that detects a phase error between the clock and an input signal, and a loop that compensates the output of the phase comparison circuit to a predetermined frequency characteristic. A filter, a frequency comparison circuit that detects a frequency error between the input signal and the clock, and an addition circuit that adds the output of the loop filter and the output of the frequency comparison circuit to generate the control signal. PLL circuit.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6133770A (en) * 1997-11-28 2000-10-17 Nec Corporation Phase locked loop circuit
WO2009081516A1 (en) * 2007-12-25 2009-07-02 Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd. Oscillation frequency control circuit
JP2011024274A (en) * 2010-11-05 2011-02-03 Nippon Dempa Kogyo Co Ltd Oscillation frequency control circuit

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