JPH05268080A - Pllシンセサイザ回路 - Google Patents

Pllシンセサイザ回路

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JPH05268080A
JPH05268080A JP4094770A JP9477092A JPH05268080A JP H05268080 A JPH05268080 A JP H05268080A JP 4094770 A JP4094770 A JP 4094770A JP 9477092 A JP9477092 A JP 9477092A JP H05268080 A JPH05268080 A JP H05268080A
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JP
Japan
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signal
frequency
output
comparison
output signal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4094770A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoru Kobayashi
哲 小林
Shinji Saito
伸二 斎藤
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu VLSI Ltd, Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu VLSI Ltd
Priority to JP4094770A priority Critical patent/JPH05268080A/ja
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明はPLLシンセサイザ回路の基準信号の
周波数を高くしてロックアップ時間を短縮することを目
的とする。 【構成】基準信号frと比較信号fpが位相比較器3に
入力されて両信号fr,fpの位相差に基づいてパルス
幅が増減する出力信号ΦR,ΦPが出力され、出力信号
ΦR,ΦPがチャージポンプ5でアナログ電圧信号SC
Pに変換され、出力信号SCPがローパスフィルタ6を
介して電圧制御発振器7に出力され、電圧制御発振器7
の出力信号fvco が比較分周器4に出力されて基準信号
frと比較信号fpの周波数及び位相が一致するように
動作する。比較分周器4はプリスケーラ11とスワロウ
カウンタ10とメインカウンタ9とからなるスワロウカ
ウンタ方式で構成され、前記プリスケーラ11では分周
比P−1と分周比Pの2モジュラス動作と、分周比Pと
分周比P+1の2モジュラス動作とが行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は出力信号周波数を設定
周波数に対し常に一致させるように動作するPLLシン
セサイザ回路に関するものである。
【0002】PLLシンセサイザ回路は設定された周波
数と出力信号周波数とを一致させるように動作する負帰
還回路である。近年、自動車電話や携帯電話等にPLL
シンセサイザ回路が使用され、そのアクセス時間を短縮
するために出力信号周波数が設定周波数に固定されるま
でに要する時間を短縮することが要請されている。
【0003】
【従来の技術】従来のPLLシンセサイザ回路の一例を
図7に従って説明すると、水晶発振器1は水晶振動子の
発振に基づく固有周波数の基準クロック信号CKを基準
分周器2に出力し、基準分周器2は外部から設定される
設定周波数に基づいて基準クロック信号CKを分周して
基準信号frを位相比較器3に出力する。また、位相比
較器3には後記比較分周器4から比較信号fpが出力さ
れ、位相比較器3は前記基準信号frと比較信号fpと
の周波数差及び位相差に応じたパルス信号ΦR,ΦPを
チャージポンプ5に出力する。
【0004】チャージポンプ5は位相比較器3から出力
されるパルス信号ΦR,ΦPに基づいて出力信号SCP
をローパスフィルタ(以下LPFとする)6に出力す
る。この出力信号SCPは直流成分にパルス成分が含ま
れたものであり、その直流成分は前記パルス信号ΦR,
ΦPの周波数変動にともなって昇降し、パルス成分はパ
ルス信号ΦR,ΦPの位相差に基づいて変化する。
【0005】LPF6はチャージポンプ5の出力信号S
CPを平滑して高周波成分を除去した出力信号SLPF
を電圧制御発振器(以下VCOとする)7に出力し、V
CO7はLPF6の出力信号SLPFの電圧値に応じた
周波数の出力信号fvco を外部回路に出力するととも
に、前記比較分周器4に出力する。そして、比較分周器
4はVCO7の出力信号fvco を分周して前記位相比較
器3に出力する。
【0006】前記位相比較器3から出力されるパルス信
号ΦRはロック検出回路8にパルス信号fΔとして出力
され、そのロック検出回路8は同パルス信号fΔのパル
ス幅が一定値以下となった場合あるいは同パルス信号f
Δが全く出力されなくなった場合にロック信号LDを出
力し、VCO7の出力信号fvco が変動してパルス信号
fΔのパルス幅が一定値以上である場合にはLレベルの
アンロック信号LDを出力する。
【0007】このように構成されたPLLシンセサイザ
回路では基準信号frと比較信号fpの周波数及び位相
が一致するロック状態から例えば比較信号fpの設定を
変更してその周波数を引き下げると、基準信号frと比
較信号fpの周波数及び位相にずれが生じ、位相比較器
3からパルス信号ΦR,ΦPが出力されてLレベルのア
ンロック信号LDが出力される状態となる。
【0008】そして、チャージポンプ5の出力信号SC
Pの直流成分が変動するとともにパルス成分が生じ、そ
の出力信号SCPに基づいてLPF6の出力信号SLP
Fの電圧レベルが下降し、やがてLPF6の出力信号S
LPFが新たに設定された比較信号fpに対応した電圧
レベルに収束してロック状態に復帰する。
【0009】上記のようなPLLシンセサイザ回路では
比較信号fpの設定が変更されてからVCO7の出力信
号fvco の周波数が収束するまでのロックアップ時間を
短縮するには基準信号frの周波数を高くする必要があ
る。また、基準信号frを高くした状態でチャネルセパ
レーションを向上させる必要がある。
【0010】このような要求を満足するために、前記比
較分周器4をパルススワロウ方式としたものがある。す
なわち、パルススワロウ方式の比較分周器4を図8に従
って説明すると、前記VCO7の出力信号fvco はデュ
アルモジュラスプリスケーラ8に入力され、そのプリス
ケーラ8は入力信号fvco の周波数をP分周若しくはP
+1分周してメインカウンタ9及びスワロウカウンタ1
0に出力する。
【0011】スワロウカウンタ10はプリスケーラ8の
分周比を制御するものであり、同スワロウカウンタ10
がプリスケーラ8の出力信号のパルスをカウントしてい
る間はプリスケーラ8はP+1分周で動作し、スワロウ
カウンタ10がA個のパルスをカウントするとプリスケ
ーラ8はP分周で動作する。
【0012】前記メインカウンタ9はプリスケーラ8の
出力信号をN分周して前記位相比較器3に出力する。従
って、前記比較分周器4の分周比はA/Nの時間は1/
(P+1)・Nの分周比で動作し、(N−A)/Nの時
間は1/P・Nの分周比で動作する。
【0013】このような動作により、前記比較分周器4
の出力信号fpは
【0014】
【数1】
【0015】となり、VCO7の出力信号fvco は
【0016】
【数2】
【0017】となる。但し、上記各式においてはN>
A、N>Pであることが必要である。また、上記式によ
【0018】
【数3】
【0019】となる。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のパ
ルススワロウ方式の比較分周器を使用したPLLシンセ
サイザ回路で実現できる基準信号frの最大周波数は上
記式より
【0021】
【数4】
【0022】となり、この結果、
【0023】
【数5】
【0024】となる。従って、基準信号frの周波数を
fvco /P2 より大きくした場合には設定できない分周
比が発生するため、基準信号frの周波数を高くしてロ
ックアップ時間を充分短縮することはできないという問
題点がある。
【0025】この発明の目的は、基準信号frの周波数
を高くしてロックアップ時間を短縮可能とするPLLシ
ンセサイザ回路を提供することにある。
【0026】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。すなわち、基準分周器2から出力される基準
信号frと比較分周器4から出力される比較信号fpが
位相比較器3に入力されて該位相比較器3から前記両信
号fr,fpの位相差に基づいてパルス幅が増減する出
力信号ΦR,ΦPが出力され、前記位相比較器3の出力
信号ΦR,ΦPがチャージポンプ5でアナログ電圧信号
SCPに変換され、前記チャージポンプ5の出力信号S
CPがローパスフィルタ6を介して電圧制御発振器7に
出力され、前記電圧制御発振器7の出力信号fvco が前
記比較分周器4に出力されて前記基準信号frと比較信
号fpの周波数及び位相を一致させるように負帰還動作
が行われる。そして、前記比較分周器4はプリスケーラ
11とスワロウカウンタ10とメインカウンタ9とから
なるスワロウカウンタ方式で構成され、前記プリスケー
ラ11では複数の2モジュラス動作を可能とする複数の
分周比が設定可能である。
【0027】また、前記プリスケーラ11は分周比P−
1と分周比Pの2モジュラス動作と、分周比Pと分周比
P+1の2モジュラス動作とを可能としている。
【0028】
【作用】プリスケーラ11はスワロウカウンタ10の出
力信号に基づいて分周比P−1,Pと分周比P,P+1
の動作を行うため、基準信号frの周波数を倍増させる
ことが可能となる。
【0029】
【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図2
〜図6に従って説明する。この実施例のPLLシンセサ
イザ回路は前記図7に示すPLLシンセサイザ回路の比
較分周器4を新たな構成としたものであり、図2にその
構成を示す。
【0030】すなわち、この実施例の比較分周器は前記
VCO7の出力信号fvco はプリスケーラ11に入力さ
れ、そのプリスケーラ11はスワロウカウンタ10の制
御に基づいて入力信号fvco の周波数をP分周とP+1
分周若しくはP−1分周とP分周してメインカウンタ9
及びスワロウカウンタ10に出力する。また、スワロウ
カウンタ10及びメインカウンタ9は前記従来例と同様
に動作する。
【0031】前記プリスケーラ11のカウンタ回路の具
体的構成を図3に従って説明すると、フリップフロップ
回路FF1はOR回路12の出力信号が入力信号Dとし
て入力され、モジュール信号M1及びクロック信号CK
が入力されている。
【0032】そして、モジュール信号M1がHレベルの
ときには出力信号バーQ1 と同バーQ1 Rが同一となる
フリップフロップ回路として動作し、モジュール信号M
1がLレベルのときには出力信号バーQ1 RがLレベル
となり出力信号バーQ1 は通常のDフリップフロップ回
路の出力信号となる。
【0033】前記出力信号バーQ1 Rは前記OR回路1
2に入力され、出力信号バーQ1 は次段のフリップフロ
ップ回路FF2に入力されるとともに出力信号OUTと
して前記スワロウカウンタ10及びメインカウンタ9に
出力される。
【0034】前記フリップフロップ回路FF2は前記フ
リップフロップ回路FF1の出力信号バーQ1 が入力信
号Dとして入力されるとともに前記クロック信号CKが
入力され、通常のDフリップフロップ回路として動作し
てその出力信号Q2 を前記OR回路12に出力するとと
もに、フリップフロップ回路FF3に出力する。
【0035】前記フリップフロップ回路FF3は前記フ
リップフロップ回路FF2の出力信号Q2 が入力信号D
として入力されるとともに、クロック信号CKとモジュ
ール信号M3が入力され、出力信号Q3 が前記OR回路
12に出力される。
【0036】そして、モジュール信号M3がLレベルの
ときは出力信号Q3 がLレベルとなり、モジュール信号
M3がHレベルのときは出力信号Q3 は通常のDフリッ
プフロップの出力信号となる。
【0037】上記のようなプリスケーラ11の動作を図
4及び図5に従って説明する。まず、モジュール信号M
1がLレベルの場合を図4に従って説明すると、モジュ
ール信号M3がLレベルである間は出力信号OUTはク
ロック信号CKのパルスを3つカウントする毎に1つの
パルス信号を出力する3分周動作を行う。
【0038】一方、モジュール信号M3がHレベルとな
ると、フリップフロップ回路FF2の出力信号Q2 の立
ち下がりに基づいてフリップフロップ回路FF3の出力
信号Q3 が立ち上がる。この結果、プリスケーラ11は
クロック信号CKのパルスを4つカウントする毎に1つ
のパルス信号を出力する4分周動作を行う。
【0039】また、モジュール信号M1がHレベルの場
合を図5に従って説明すると、モジュール信号M3がL
レベルである間は出力信号OUTはクロック信号CKの
パルスを4つカウントする毎に1つのパルス信号を出力
する4分周動作を行う。
【0040】一方、モジュール信号M3がHレベルとな
ると、フリップフロップ回路FF2の出力信号Q2 の立
ち上がりに基づいてフリップフロップ回路FF3の出力
信号Q3 が立ち上がる。この結果、プリスケーラ11は
クロック信号CKのパルスを5つカウントする毎に1つ
のパルス信号を出力する5分周動作を行う。
【0041】すなわち、上記プリスケーラ11はP分周
とP+1分周動作に加えてP−1分周動作を行うことが
でき、P分周及びP+1分周動作を行うときは前記従来
例と同様にスワロウカウンタ10がプリスケーラ8の出
力信号のパルスをカウントしている間はプリスケーラ1
1はP+1分周で動作し、スワロウカウンタ10がA個
のパルスをカウントするとプリスケーラ11はP分周で
動作する。
【0042】従って、A/Nの時間は1/(P+1)・
Nの分周比で動作し、(N−A)/Nの時間は1/P・
Nの分周比で動作する。このような動作により、VCO
7の出力信号fvco は
【0043】
【数6】
【0044】となる。また、P−1分周及びP分周動作
を行うとき、VCO7の出力信号fvco は
【0045】
【数7】
【0046】となる。上記のようにP分周及びP+1分
周動作と、P−1分周及びP分周動作を可能としたプリ
スケーラ11を使用すると、前記メインカウンタ9の分
周比とプリスケーラ11の分周比Pとの間の条件は
【0047】
【数8】
【0048】となる。この条件から
【0049】
【数9】
【0050】であるから、前記(7)式の分周比P・N
−AをPの関数として表すと、P・N−Aの分周比は
【0051】
【数10】
【0052】から
【0053】
【数11】
【0054】までと、
【0055】
【数12】
【0056】から
【0057】
【数13】
【0058】までと、
【0059】
【数14】
【0060】から
【0061】
【数15】
【0062】までと、
【0063】
【数16】
【0064】から
【0065】
【数17】
【0066】までという範囲となる。また、前記(6)
式の分周比P・N+AをPの関数として表すと、P・N
+Aの分周比は
【0067】
【数18】
【0068】から
【0069】
【数19】
【0070】までとなる。従って、図6に示すように分
周比設定可能範囲Sは整数値としては連続する。この結
果、N>P/2すなわち基準信号frの周波数を2倍と
しても整数値として連続した分周比を設定することがで
きるので、基準信号frの周波数を高めてロックアップ
速度を向上させることができる。
【0071】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明は基準信
号frの周波数を高くしてロックアップ時間を短縮可能
とするPLLシンセサイザ回路を提供することができる
優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】一実施例の比較分周器を示すブロック図であ
る。
【図3】一実施例のプリスケーラを示すブロック図であ
る。
【図4】一実施例のプリスケーラの動作を示す波形図で
ある。
【図5】一実施例のプリスケーラの動作を示す波形図で
ある。
【図6】一実施例の周波数設定範囲を示す説明図であ
る。
【図7】PLLシンセサイザ回路を示すブロック図であ
る。
【図8】従来例の比較分周器を示すブロック図である。
【符号の説明】
2 基準分周器 3 位相比較器 4 比較分周器 5 チャージポンプ 6 ローパスフィルタ 7 電圧制御発振器 9 メインカウンタ 10 スワロウカウンタ 11 プリスケーラ fr 基準信号 fp 比較信号 ΦR,ΦP 出力信号 SCP アナログ電圧信号

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基準分周器(2)から出力される基準信
    号(fr)と比較分周器(4)から出力される比較信号
    (fp)を位相比較器(3)に入力して該位相比較器
    (3)から前記両信号(fr,fp)の位相差に基づい
    てパルス幅が増減する出力信号(ΦR,ΦP)を出力
    し、前記位相比較器3の出力信号(ΦR,ΦP)をチャ
    ージポンプ(5)でアナログ電圧信号(SCP)に変換
    し、前記チャージポンプ(5)の出力信号(SCP)を
    ローパスフィルタ(6)を介して電圧制御発振器(7)
    に出力し、前記電圧制御発振器(7)の出力信号(fvc
    o )を前記比較分周器(4)に出力して前記基準信号
    (fr)と比較信号(fp)の周波数及び位相を一致さ
    せるように負帰還動作するPLLシンセサイザ回路であ
    って、前記比較分周器(4)はプリスケーラ(11)と
    スワロウカウンタ(10)とメインカウンタ(9)とか
    らなるスワロウカウンタ方式で構成し、前記プリスケー
    ラ(11)は複数の2モジュラス動作を可能とする複数
    の分周比を設定可能としたことを特徴とするPLLシン
    セサイザ回路。
  2. 【請求項2】 前記プリスケーラ(11)は分周比P−
    1と分周比Pの2モジュラス動作と、分周比Pと分周比
    P+1の2モジュラス動作とを可能としたことを特徴と
    する請求項1記載のPLLシンセサイザ回路。
JP4094770A 1992-03-20 1992-03-20 Pllシンセサイザ回路 Withdrawn JPH05268080A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100355837B1 (ko) * 1993-03-10 2002-10-12 내셔널 세미콘덕터 코포레이션 위상 동기 루프 및 신호발생방법

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Effective date: 19990608