JPH05191276A - 位相検出器 - Google Patents

位相検出器

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JPH05191276A
JPH05191276A JP4083366A JP8336692A JPH05191276A JP H05191276 A JPH05191276 A JP H05191276A JP 4083366 A JP4083366 A JP 4083366A JP 8336692 A JP8336692 A JP 8336692A JP H05191276 A JPH05191276 A JP H05191276A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 位相検出器20は、電圧制御発振器の出力信
号から得られるゲート信号及び基準信号源からのストロ
ーブ信号を受ける。ゲート期間の間に、第1コンデンサ
は、ゲート期間の始点からストローブ信号の発生まで充
電され、次に、第2コンデンサは、ストローブ信号の発
生からゲート期間の終点まで充電され、2つのコンデン
サの電荷の差が、電圧制御発振器用の制御電圧信号とし
て、位相検出器の出力端に現れる。 【効果】 電圧制御発振器から周波数及び位相が安定し
た信号を発生させるための制御電圧信号を得ることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、位相検出器、特に、位
相ノイズ、サンプリング周波数の高調波の疑似(スプリ
アス)位相変調成分を十分に減少させるN分周位相ロッ
ク・ループ・システム用の位相検出器に関する。
【0002】
【従来の技術】第1信号に対し正確な時間関係にある第
2信号を発生する回路構成を必要とすることがよくあ
る。この目的を達成させるために、通常、位相ロック・
ループ回路が使用される。位相ロック・ループ回路で
は、2つの信号が位相検出器に供給され、その出力は、
2つの信号の位相差の関数となる。生じた誤差電圧は、
ループ・フィルタで低域通過ろ波された後、電圧制御発
振器の制御入力端に供給され、発振器の信号の位相は、
基準信号の位相に追従する。フィリップ・S・クロスビ
ーによる「イネーブル・パルスにより制御される位相検
出システムを有する位相ロック・ループ」と題された1
982年2月16日に発行された米国特許第43161
50号明細書に記載される様に、大半の2次位相ロック
・ループでは、誤差増幅器は、位相検出器及び電圧制御
発振器間に挿入される。クロスビーのこの発明では、位
相及び周波数ノイズの変動の1つの発生源を減らすため
に、誤差増幅器は省かれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のクロス
ビーの位相ロック回路では、イネーブル・パルスの繰り
返し周波数の不要の信号成分及びその高調波が生じる。
位相ロック・ループの帯域幅が十分に大きく、又はイネ
ーブル・パルスが十分に広ければ、この不要の周波数成
分の振幅は、イネーブル・パルスの幅の2乗に比例し、
電圧制御発振器の周波数に不要の変動を生じさせる。更
に、ループ・フィルタに出力信号を供給する複数のトラ
ンジスタは、動作速度がイネーブル・パルスの幅と比例
する他に、切換られる電流と比例する面積を有する必要
がある。これらの要求は、最小漏れ電流及びショット・
ノイズのレベルである他の不要のデバイス・パラメータ
と両立しない。
【0004】そこで、ループ帯域幅及びチャプチャ・レ
ンジを増加させるために不要の信号成分のレベルを減少
させ、漏れ電流のレベルを低くするために出力デバイス
の面積を減少させて、静的オフセットを減少させ、ノイ
ズ・レベルを減少させたデバイスを使用できるように出
力デバイスの動作速度を減少させた位相検出器が必要と
される。
【0005】したがって、本発明の目的は、電圧制御発
振器が安定した周波数及び位相の信号を発生するための
制御信号を発生する位相検出器の提供にある。
【0006】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明の位相検
出器は、電圧制御発振器の出力信号から取り出したゲー
ト信号及び基準信号源からのストローブ信号を受け取
る。ゲート期間の間、第1コンデンサは、ゲート期間の
始点からストローブ信号が発生するまで充電され、次
に、第2コンデンサは、ストローブ信号の発生からゲー
ト期間の終点まで充電される。ゲート期間が終了する
と、2つのコンデンサの充電電荷の差が制御電圧信号と
して電圧制御発振器の制御入力端に供給され、安定した
周波数及び位相の出力信号を発生させる。
【0007】
【実施例】図2は、本発明の位相検出器を使用した位相
ロック・ループのブロック図である。電圧制御発振器1
0は、制御入力端子を有し、出力端子からは基本周波数
Foの出力信号を出力する。周波数Foの信号は、アッ
プ・カウンタ12及びJK・フリップ・フロップ(以下
JK・FFという)14のクロック入力端子に供給され
る。アップ・カウンタ12は、N分周カウンタとして機
能し、JK・FF14はカウンタと共にパルス幅回路と
して働く。カウンタ12のN−K出力端子は、JK・F
F14のJ入力端子に接続され、カウンタ12のN出力
端は、JK・FF14のK入力端子に接続される。更
に、カウンタ12のN出力端子は、そのロード端子に接
続され、計数値Nの直後の周波数Foのクロック・パル
スで、カウンタを1にリセットする。周波数Foのクロ
ック・パルスをN−Kだけ計数したとき、ゲート信号G
ATE、即ちJK・FF14からの出力信号は、Q出力
端子でアクティブ(高レベル)になり、/Q出力端子で
非アクティブ(低レベル)になり、差動ゲート信号とな
る。計数値Nで、ゲート信号は低レベルになり、ゲート
・パルスの幅は、周波数Foの8クロック・サイクル分
になる。差動GATE信号及び基準信号源18からの周
波数Freqの差動STROBE信号は、位相検出器2
0の入力端子に供給される。位相検出器20の出力信号
は、制御電圧信号Voであり、低域通過フィルタ16を
介して、電圧制御発振器10の制御入力端子に供給され
る。
【0008】図1は、本発明の位相検出器の回路図を示
す。差動GATE信号は、抵抗器R10及びR12を介
して、夫々トランジスタQ11及びQ12のゲートに供
給される。Q11及びQ12のベースは、抵抗器R11
及び13を介して第1電圧源Veeによりバイアスされ
る。抵抗器14である電流源は、Q11及びQ12の共
通接続されたエミッタ及び第1電圧源間に接続される。
差動GATE信号は、抵抗器14を流れる電流がQ11
又はQ12のいずれを通るかを制御する。差動STRO
BE信号は、トランジスタQ21及びQ22のベースに
供給され、これらのトランジスタのエミッタは、トラン
ジスタQ12のコレクタに接続される。Q21及びQ2
2のコレクタは、夫々トランジスタQ31及びQ32の
エミッタに接続される。Q21およQ22のコレクタ間
には、1対のコンデンサC1及びC2が接続される。ト
ランジスタQ31及びQ32のコレクタは、1976年
2月17日に発行されたフィリップ・S・クロスビーに
よる「広帯域DC電流増幅器」と題された米国特許第3
939434号明細書に記載された電流ミラー回路22
に接続される。制御電圧信号Voは、Q32のコレクタ
から取り出される。Q31及びQ32のベースは、接地
電位の様な第2電圧源に接続される。
【0009】充電トランジスタQ33のコレクタは、第
2電圧源に接続され、エミッタは、2つのコンデンサC
1及びC2間の接続点Aに接続される。Q33のベース
は、抵抗器R32を介して第2電圧源によりバイアスさ
れると共に、トランジスタQ11のコレクタに接続され
る。コンデンサC1及びC2間の接続点Aは、抵抗器R
34を介して第1電圧源に接続される。
【0010】動作上、差動GATE信号は、電圧制御発
振器10から得られ、周波数Fo/Nはである。(N
は、所望の分周比)。GATEパルスの幅は、周波数F
oの電圧制御発振器の出力信号及び周波数Freqの基
準入力信号に適応するように選択される。例えば、1つ
の使用例では、Foは約75MHz、Nは2200、G
ATE信号は、Foのクロック・サイクル分、約100
secである。C1及びC2は略等しく、C1及びR3
2は、GATE信号のパルス幅を適当な量超える時定数
を生成するように選択される。R32の電流に対するR
34の電流の比は、GATE信号のデューティ比よりも
大きい。
【0011】GATE信号が非アクティブのとき、R1
4を流れるエミッタ電流は、Q11を通ってR32を流
れる。GATE信号が十分な期間非アクティブである
と、Q33のエミッタは、C1及びC2の接続点を、R
32の負(下側)の端部よりベース・エミッタ電圧分だ
け低い電位にクランプする。このとき、Q11及びQ3
3だけが導通する。
【0012】GATE信号がアクティブになると、Q3
3のエミッタ電圧が上がり、位相検出器20をイネーブ
ルし、R14を流れる電流は、Q12及びQ22を流
れ、コンデンサC2を充電する。C2は、Q22を流れ
るコレクタ電流に、GATE信号の始めからSTROB
E信号の立ち上がりまでの時間を乗算した電荷を蓄積す
る。STROBE信号の立ち上がりで、Q12を流れる
電流は、Q22からQ21に切り替わり、コンデンサC
1を充電する。同様に、C1は、Q21を流れるコレク
タ電流に、STROBE信号の始めからGATE信号の
終わりまでの時間を乗算した電荷を蓄積する。GATE
信号がアクティブの間、Q31及びQ32のいずれも、
感知可能な電流を流さない。
【0013】GATE信号が再び非アクティブになる
と、Q33は非道通となり、C1及びC2に蓄積された
電荷は、R34により決まる速度で、Q31及びQ32
を流れる。この様に、出力信号号Voとして出力される
正味の電荷は、GATE信号がアクティブの間に、コン
デンサC1及びC2に蓄積された電荷の差に略等しい。
C1及びC2に蓄積された電荷は、GATE信号が非ア
クティブになるまで、出力端子に伝送されない。STR
OBE信号がGATE信号を2等分すると、GATE信
号の繰り返し周波数の周波数成分は、出力端子Voに現
れない。GATE信号及びSTROBE信号の信号源
は、交換可能である。即ち、KをN/2に略等しくし、
周波数Freqの信号が所望の幅のGATE波形を生成
して、適当なSTROBE信号を電圧制御発振器の出力
端から得ることができる。
【0014】
【発明の効果】本発明の位相検出器は、基準周波数信号
がゲート期間内でレベルを変化させるときに切替られ
て、2つのコンデンサを交互に充電し、2つのコンデン
サの電荷の差をゲート期間後に制御電圧信号として得
る。この制御電圧信号を電圧制御発振器に供給すること
により、位相及び周波数ノイズ変動のない信号を発生す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の位相検出器の回路図。
【図2】本発明の位相検出器を使用した位相ロック・ル
ープのブロック図。
【符号の説明】
Q11、Q12 イネーブル手段 Q21、Q22、Q33、C1、C2 充電手段 Q31、Q32、22 出力手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1パルス信号が供給されるイネーブル
    手段と、 第2パルス信号が供給されると共に、上記イネーブル手
    段により上記第1パルス信号のパルス幅期間にイネーブ
    ルされ、該パルス幅期間に対する上記第2パルス信号の
    位相に応じて第1及び第2コンデンサを充電する充電手
    段と、 上記第1及び第2コンデンサの充電電荷量の差を出力信
    号として出力する出力出力手段とを具えることを特徴と
    する位相検出器。
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DE69214691D1 (de) 1996-11-28
EP0502631A2 (en) 1992-09-09
JP2743133B2 (ja) 1998-04-22
EP0502631A3 (en) 1993-05-26
US5157290A (en) 1992-10-20

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