JPH0468813A - 位相検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、テレビジョン受像機やビデオテープレコーダ
等の機器における位相同期に適用される位相検出回路に
関するものである。

〔従来の技術］ テレビジョン受像機等においては、機器の制御に同期信
号に位相同期した各種の信号が必要となり、このような
信号を発生する同期発振器を備えている。この同期発振
器は、一般にＰ　Ｌ　Ｌ　（ＰｈａｓｅＬｏｃｋｅｄ　
Ｌｏｏｐ）回路で構成されるため、通常、同期信号等の
基準信号に対する出力信号の位相を検出する位相検出回
路が設けられている。以下に、その−例として鋸歯状波
サンプリング型の位相検出回路を備えた同期発振器につ
いて説明する。

第３図に示すように、定電流源２１の出力端子がコンデ
ンサＣ２１およびスイッチＳ　Ｗ、、の一端に接続され
、コンデンサＣＺ＋およびスイッチＳＷ２□の他端は、
ともに接地されている。上記スイッチＳＷ２．の一端は
、オペアンプの出力端子と反転入力端子とが接続されて
形成されるバッフ７アンブ２２の非反転入力端子に接続
されている。また、スイッチＳＷ、、は、後述の分周器
２７からの分周クロックにより閉じるようになっている
。一方、バッファアンプ２２の出力端子は、スイッチ５
Ｗｚｔの一端に接続されている。このスイッチＳＷ２□
は、ＭＭ（単安定マルチバイブレーク）２３から出力さ
れる立上り検出パルスにより閉しるようになっている。

スイッチＳＷ２□の他端は、抵抗Ｒ１Ｉを介してコンデ
ンサＣ０の一端に接続されるとともに、バッファアンプ
２２と同様に形成されるバッファアンプ２４の非反転入
力端子に接続されている。バッファアンプ２４は、出力
端子がＬＰＦ　（ローパスフィルタ）２５の入力端子に
接続され、このＬＰＦ２５は、出力端子がＶＣＯ（電圧
制御発振器）２６の入力端子に接続されている。そして
、ｖＣ０２６は、出力端子が分周器２７の入力端子に接
続されている。分周器２７は、ＶＣＯ２６から出力され
るクロックを所定の分周比で分周して、分周クロックを
出力するようになっている。

上記のように構成される同期発振器では、分周器２７か
ら第４図の（ａ）に示すような分周クロックが供給され
ると、スイッチＳ　Ｗｚ、が開閉することによりコンデ
ンサＣｔ＋が充放電を繰り返し、同図の（ｂ）に示すよ
うな鋸歯状波が発生する。

この鋸歯状波は、バッファアンプ２２を介してスイッチ
ＳＷ２□に出力される。

一方、ＭＭ２３には、同図の（Ｃ）に示すような同期信
号が入力され、ここで、この同期信号より幅の狭い立上
り検出パルスが発生し、同期信号の立上りが検出される
。すると、上記立上り検出パルスによりスイッチＳ　Ｗ
　ｚ□が閉して、バ・ノファアンプ２２の出力電圧がサ
ンプリングされる。この電圧は、同図の（ｄ）に示すよ
うに、サンプリングのタイミングが分周クロックの位相
に応して異なることから、同期信号と分周クロックとの
位相差に応じた誤差電圧となり、抵抗Ｒ２１を介してコ
ンデンサＣ２□に保持される。

コンデンサＣ２□に保持された誤差電圧は、７〜・７フ
アアンプ２４を介してＬＰＦ２５に入力され、ここで不
要な高周波成分等が除去されて補正された後ＶＣＯ２６
に入力され、ＶＣＯ２６では、入力された電圧に応じて
発振周波数が制御される。

これにより、ＶＣＯ２６から出力されるクロックは、位
相が補正されて、他の回路に供給されるとともに、分周
器２７により所定の分周比で分周されスイッチＳ　Ｗ　
ｚ　ｚに供給される。

そして、上記のような処理が繰り返されることにより、
同期信号の位相と分周クロックの位相とが近づき、最終
的には両者が一致するようになる。

続いて、他の例としてチャージポンプ型の位相検出回路
を備えた同期発振器について説明する。

第５図に示すように、アンド回路３１は、一方の入力端
子に同期信号が入力され、他方の入力端子がインバータ
３２の出力端子に接続されている。アンド回路３３は、
一方の入力端子に上記同期信号が入力され、他方の入力
端子がインバータ３２の入力端子に接続されるとともに
、後述の分周器３７の出力端子に接続されている。また
、スイ・ンチ５Ｗ３１は、一端が電源３４に接続され、
他端がスイッチ５Ｗ３ｚの一端に接続されており、この
スイッチＳＷ、、は、他端が接地されている。上記スイ
ッチＳ　Ｗ　３１・ＳＷｏは、それぞれアンド回路３１
・３３のハイレベルの出力により閉しるようになってい
る。

スイッチＳ　Ｗ　ｘ　ｌとスイッチＳ　Ｗ　ｘ　ｚとの
接続点は、抵抗Ｒ３１を介してコンデンサＣ！Ｉの一端
に接続されるとともに、ＬＰＦ３５の入力端子に接続さ
れ、上記コンデンサＣ３＋は、他端が接地されている。

そして、ＬＰＦ３５は、出力端子がＶＣＯ３６の入力端
子に接続され、このＶＣＯ３６は、出力端子が分周器３
７の入力端子に接続されている。

このような同期発振器では、アンド回路３１の出力がハ
イレベルになってスイッチＳ　Ｗ　：＋　＋が閉じるこ
とにより、コンデンサＣ３１が充電を行う一方、アンド
回路３３の出力がハイレベルになってスイッチＳＷ３□
が閉、しることにより、コンデンサＣ３＋が放電を行い
、この充放電のタイミングにより、同期信号と分周器３
７からの分周クロックとの位相差が誤差電圧として検出
される。そして、同期信号の位相と分周クロックの位相
とが一致すると、アンド回路３１・３３の出力のハイレ
ベルになる期間が同じになり、このときコンデンサＣａ
１ｌに保持されていた電圧によりＰＬＬ回路がロック状
態となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記前者の鋸歯状波サンプリング型の位相検
出回路を備えた同期発振器では、鋸歯状波形の傾斜部の
電圧を同期信号の立上りのタイミングでサンプリングし
ているため、ドロップアウトやノイズにより同期信号の
立上りのエツジが欠落したり歪んだりすると、鋸歯状波
形のサンプリングのタイミングがずれて分周クロ・ンク
の位相検出が正しく行われなくなるという問題点を有し
ている。

また、上記後者のチャージポンプ型の位相検出回路を備
えた同期発振器では、アンド回路３１・３３の出力でス
イッチｓｗ３．−　ｓｗ３□の開閉を制御することによ
り、同期信号の両エツジを用いて位相検出を行うため、
上記のような立上りのエツジのみで位相検出を行う場合
ムこ比べ誤検出が軽減される。しかしながら、この同期
発振器では、第２図の破線で示すように、位相検出出力
の変化が位相差のＯ°付近で急峻に変化するため、ごく
狭い範囲でしか分周クロツクの位相検出を行うことがで
きないという問題点を有している。

そこで、本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので
あって、ドロップアウトやノイズ等による誤検出を軽減
するとともに、検出範囲の広い位相検出回路を提供する
ことを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る位相検出回路は、上記の課題を解決するた
めに、人力パルスと位相を比較する比較パルスの周期で
鋸歯状波を発生する鋸歯状波発生手段と、例えば、単安
定マルチバイブレータにより構成され、上記人力パルス
の立上りおよび立下りを検出する立上り／立下り検出手
段と、例えば、この立上り／立下り検出手段検出手段に
よる入力パルスの立上りおよび立下りのタイミングで閉
しるスイッチにより構成され、上記鋸歯状波発生手段で
発生した鋸歯状波の傾斜部における電圧を抽出する電圧
抽出手段と、この電圧抽出手段により抽出された電圧を
コンデンサ等により保持する電圧保持手段とを備えてい
ることを特徴としている。

［作　用〕 上記の構成では、鋸歯状波発生手段により発生した鋸歯
状波が、人力パルスの立上りおよび立下りのタイミング
で電圧抽出手段により抽出される。上記のタイミングは
、立上り／立下り検出手段を構成する単安定マルチハイ
ブレークの検出出力で決まる。そして、上記電圧抽出手
段により抽出された電圧が、入力パルスと比較パルスと
の位相差に応じた電圧として電圧保持手段のコンデンサ
等に保持されることにより、比較パルスの位相検出が行
われる。

このように、上記の構成によれば、鋸歯状波の傾斜部に
おける電圧を人力パルスの立上りおよび立下りのタイミ
ングで抽出するので、人力パルスの一方のエツジが欠落
したり歪んだりした場合でも、他方の正常なエツジを用
いて比較パルスの位相検出を行うことができる。また、
鋸歯状波を位相検出に用いるので、電圧保持手段に保持
される電圧の変化を緩慢にし、位相の検出範囲を広く確
保することも可能となる。

［実施例］ 本発明が同期発振器に適用された一実施例を第１図およ
び第２図に基づいて説明すれば、以下の通りである。

第１図に示すように、本実施例に係る同期発振器は、鋸
歯状波発生回路１、サンプルホールド回路２、ＭＭ（単
安定マルチハイブレーク）３・４、混合回路５、ＬＰＦ
　（ローパスフィルタ）６、ＶＣ○（電圧制御発振器）
７および分周器８により構成されており、これらにより
ＰＬＬ回路が形成される。

鋸歯状波発生手段としての鋸歯状波発生回路１は、定電
流源９と、コンデンサＣＩと、スイッチＳＷ１とからな
っている。定電流源９の出力端子は、コンデンサＣ１お
よびスイッチＳＷ１の一端に接続されており、コンデン
サＣ５およびスイ。

チＳＷ１の他端は、ともに接地されている。スイッチＳ
Ｗ１は、後述の分周器８から出力される分周クロックに
より閉じるようになっている。このように構成される鋸
歯状波発生回路１は、コンデンサＣＩを上記分周クロッ
クのタイミングで充放電させることにより鋸歯状波を発
生するようになっている。

サンプルホールド回路２は、バッファアンプ１０〜１２
と、スイッチＳＷ、　　・ＳＷ３　と、抵抗Ｒ１・Ｒ２
と、コンデンサＣ２・Ｃ３とからなっている。バッファ
アンプ１０〜１２は、オペアンプの出力端子と反転入力
端子とが接続されて形成されており、入力側が高インピ
ーダンスになっている。バッファアンプ１０は、非反転
入力端子が上記鋸歯状波発生回路１のスイッチＳＷｌの
一端に接続され、出力端子がスイッチＳＷ２　・スイッ
チＳＷ３の一端に接続されている。このスイッチＳＷ２
・ＳＷ３は、それぞれ後述のＭＭ３・４から出力される
立上り検出パルスと立下り検出パルスにより閉じて、上
記鋸歯状波発生回路１が発生する鋸歯状波における傾斜
部の電圧を次段の回路に入力するようになっており、電
圧抽出手段としての機能を有している。

また、スイッチＳ　Ｗ　ｚ　　・ＳＷ３の他端は、それ
ぞれ抵抗Ｒ，−Ｒ，を介してコンデンサＣ２・Ｃ１の一
端およびバッファアンプ１１・１２の非反転入力端子に
接続され、コンデンサＣ２・Ｃ３の他端は、ともに接地
されている。これらコンデンサＣ２・Ｃ３は、スイッチ
ＳＷ、　　・ＳＷｓにより入力される電圧を保持するよ
うになっており、電圧保持手段としての機能を有してい
る。このように構成されるサンプルホールド回路２は、
上記鋸歯状波における傾斜部の電圧を同期信号の立上り
および立下りのタイミングで抽出し保持するようになっ
ている。

ＭＭ３は、入力パルスとしての同期信号の立上りエツジ
で立上る同期信号の幅より狭い立上り検出パルスを出力
し、一方のＭＭ４は、同期信号の立下りエツジで立上る
同期信号の幅より狭い立下り検出パルスを出力するよう
になっている。すなわち、上記ＭＭ３・４は、立上り／
立下り検出手段としての機能を有している。

混合回路５は、入力端子が上記バッファアンプ１１・１
２の出力端子に接続されており、バッファアンプ１１・
１２を介して出力される電圧を混合して出力する回路で
ある。ＬＰＦ６は、入力端子が混合回路５の出力端子に
接続されており、混合回路５から出力される電圧の高周
波成分を除去するなどして補正電圧を出力する回路であ
る。■ＣＯ７は、入力端子がＬＰＦ６の出力端子に接続
されており、ＬＰＦ６から出力される補正電圧に応じて
発振周波数を制御する発振器である。分周器８は、入力
端子がＶＣＯ７の出力端子に接続されており、例えばカ
ウンタにより構成され、■Ｃ０７から出力されるクロッ
クを所定の分周比で分周して分周クロックを出力する回
路である。

続いて、上記のように構成された同期発振器の動作につ
いて説明する。

鋸歯状波発生回路１において、分周器８からの分周クロ
ックが比較パルスとしてスイッチＳＷ。

に供給されると、上記分周クロックの周期でスイッチＳ
Ｗ１が開閉する。すると、コンデンサＣ１が定電流源９
による充電とスイッチＳＷＩを通じて行われる放電とを
繰り返すことで鋸歯状波が発生する。一方、ＭＭ３から
は、同期信号の立上りで立上り検出パルスが出力され、
ＭＭ４からは、同期信号の立下りで立下り検出パルスが
出力される。

サンプルホールド回路２では、これらの検出パルスによ
りスイッチＳ　Ｗ　２　　・Ｓ　Ｗ　’ｒが閉じる。こ
のとき、バッファアンプ１０を介してスイ・ノチＳＷ２
　・ＳＷ３の一端に現れていた上記鋸歯状波の傾斜部の
電圧がスイッチＳＷ２　・Ｓ　Ｗ　３および抵抗Ｒ１・
Ｒ２を介してコンデンサＣ２・Ｃ３に保持され、この電
圧が同期信号と分周クロックとの位相差に応じた誤差電
圧となる。

この誤差電圧は、バッファアンプ１１−１２を介して出
力され、混合回路５により混合された後、ＬＰＦ６で補
正が施されて補正電圧となり■Ｃ０７に入力される。Ｖ
ＣＯ７では、上記補正電圧により発振周波数が制御され
、制御された周波数のクロックが発生する。このクロッ
クは、供給先となる図示しない他の回路に供給されると
ともに、分周器８により、例えば１／Ｎ（Ｎは整数）に
分周されて分周クロックとなり、比較パルスとしてスイ
ッチＳＷＩに供給される。従って、分周クロックの位相
に応じてスイッチＳＷＩの開閉が制御され、鋸歯状波発
生回路１で発生する鋸歯状波の位相が決定される。そし
て、サンプルホールド回路２では、再び同期信号と分周
クロックとの位相差が求められ、この位相差に応じてＶ
ＣＯ７によりクロックの周波数が補正される。

このような処理が何回か繰り返されることにより、ＰＬ
Ｌ回路がロック状態となり、同期信号と分周クロックと
の位相が一致する。これにより、ＶＣＯ７からは、同期
信号と位相が一致し、かつ同期信号のＮ倍の周波数のク
コツクが出力されることになる。

上記のように、本実施例に係る同期発振器の位相検出器
では、同期信号の立上りおよび立下りの工・７ジのタイ
ミングで分周クロックの位相を検出するようになってい
るため、ドロップアウトやノイズ等により上記エツジの
一方が欠落したり歪んだりした場合でも、他方の正常な
エツジを用いることにより、上記位相検出を正しく行う
ことができる。また、上記位相検出に鋸歯状波を用いる
ことにより、第２図の実線で示すように、位相検出出力
の変化を、同図の破線で示すチャージポンプ型の位相検
出器の場合に較べて緩慢にすることができ、検出範囲を
大幅に広くすることができる。

〔発明の効果〕

本発明に係る位相比較回路は、以上のように、入力パル
スと位相を比較する比較パルスの周期で鋸歯状波を発生
する鋸歯状波発生手段と、上記比較パルスの立上りおよ
び立下りを検出する立上り／立下り検出手段と、この立
上り／立下り検出手段により検出された比較パルスの立
上りおよび立下りのタイミングで上記鋸歯状波発生手段
により発生した鋸歯状波の傾斜部における電圧を抽出す
る電圧抽出手段と、この電圧抽出手段により抽出された
電圧を保持する電圧保持手段とを備えている構成である
。

これにより、鋸歯状波の傾斜部における電圧を人力パル
スの立上りおよび立下りのタイミングで抽出するので、
人力パルスの一方のエツジが欠落したり歪んだりした場
合でも、他方の正常なエツジを用いて比較パルスの位相
検出を行うことができる。また、鋸歯状波を位相検出に
用いるので、位相の検出範囲を広く確保することができ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例を示すものであ
る。 第１図は同期発振器の構成を示すブロック図である。 第２図は第１図に示す同期発振器に用いられる位相検出
回路とチャージポンプ型の位相検出器とにおける位相差
対位相検出出力の関係を示す特性図である。 第３図ないし第５図は従来例を示すものである。 第３図は鋸歯状波サンプリング型の位相検出回路を用い
た同期発振器のＦＩＩＦｆ７．を示すブロック図である
。 第４図は第３図に示す同期発振器の動作を示すタイムチ
ャートである。 第５図はチャージポンプ型の位相検出回路を用いた同期
発振器の構成を示すブロック図である。 １は鋸歯状波発生回路（鋸歯状波発生手段）、３・４は
ＭＭ（立上り／立下り検出手段）、ＳＷ。 ・ＳＷ、はスイッチ（を圧抽出手段）、Ｃｚ　　−Ｃ：
＋はコンデンサ（電圧保持手段）である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、入力パルスと位相を比較する比較パルスの周期で鋸
   歯状波を発生する鋸歯状波発生手段と、上記比較パルス
   の立上りおよび立下りを検出する立上り／立下り検出手
   段と、この立上り／立下り検出手段により検出された比
   較パルスの立上りおよび立下りのタイミングで上記鋸歯
   状波発生手段により発生した鋸歯状波の傾斜部における
   電圧を抽出する電圧抽出手段と、この電圧抽出手段によ
   り抽出された電圧を保持する電圧保持手段とを備えてい
   ることを特徴とする位相検出回路。