JPH05276033A - Phase locked loop circuit - Google Patents

Phase locked loop circuit

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JPH05276033A
JPH05276033A JP4071427A JP7142792A JPH05276033A JP H05276033 A JPH05276033 A JP H05276033A JP 4071427 A JP4071427 A JP 4071427A JP 7142792 A JP7142792 A JP 7142792A JP H05276033 A JPH05276033 A JP H05276033A
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frequency
vco
circuit
output
coarse tuning
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Koichi Irie
浩一 入江
Hisao Agawa
久夫 阿川
Tetsuro Inagaki
哲朗 稲垣
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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

PURPOSE:To reduce a rough tuning time because the rough tuning is implemented at a high speed when a frequency step is large by varying a rough tuning output depending on a difference between a count of a counter and a setting frequency. CONSTITUTION:A subtractor 43 obtains a difference QDIF between a count QVCO by a counter 41 counting an oscillating frequency fVCO of a VCO and a preset frequency digital signal frequency DSET. The output data QDIF are inputted to digital comparators 44-47, in which how much the frequency fVCO is larger or smaller than upper and lower limit frequency data D1, D2, -D1, -D1 is obtained. That is, in the case of the frequency difference QDIF>D1 and the difference QDIF<-D1, since the frequency fVCO is sufficiently apart from the upper/lower limit frequency data, a large voltage +V1 or -V1 is outputted as a control signal VP and the rough tuning is implemented quickly. Thus, the rough tuning time when a frequency step is large is reduced by changing the rough tuning output in response to the difference between the count of the counter and the setting frequency.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は位相同期回路に関し、更
に詳しくは、粗同調回路の粗同調時間の短縮に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase locked loop circuit, and more particularly to reduction of coarse tuning time of a coarse tuning circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に位相同期回路(Phase Locked Loo
p Circuit:以下PLL回路という)では、電圧制御発振
器(Voltage Controlled Oscillator:以下VCOとい
う)の発振周波数を同期可能な範囲まで追い込むため
に、従来から粗同調回路が用いられている。
2. Description of the Related Art Generally, a phase locked circuit (Phase Locked Loo
In a p Circuit: hereinafter referred to as a PLL circuit, a coarse tuning circuit has been conventionally used in order to drive an oscillation frequency of a voltage controlled oscillator (hereinafter referred to as a VCO) to a synchronizable range.

【0003】図3は従来のPLL回路の一例を示す回路
ブロック図、図4は図3で用いる粗同調回路のブロック
図である。図中、VCO1の出力は周波数変換器2で分
周された後、位相比較器3により参照信号発生器4の出
力と位相が比較される。位相比較器3の出力はループフ
ィルタ5で直流成分が抽出されてVCO1に加えられ、
その発振周波数を制御する。ループフィルタ5の出力は
粗同調回路6の積分器60にも加えられ、該積分器60
の出力電圧は電圧比較器61に入力される。該入力され
た電圧信号Vは電圧比較器61において予め設定され
た上限比較電圧V及び下限比較電圧Vと比較され
る。アップダウンカウンタ62は電圧比較器61からの
信号によりV<VまたはV<Vに対応してクロ
ックパルス発生器63からのクロックをアップカウント
またはダウンカウントし、V≦V ≦Vになるとカ
ウントを停止する。該アップダウンカウンタ62の出力
は加算器64に入力され、設定回路65が発生する設定
用ディジタル値と加算される。加算器64の出力はD/
A変換器66でアナログ信号に変換され、VCO1の粗
同調制御端子に入力される。
FIG. 3 is a circuit showing an example of a conventional PLL circuit.
Block diagram, Fig. 4 is the block of coarse tuning circuit used in Fig. 3.
It is a figure. In the figure, the output of VCO 1 is divided by frequency converter 2.
After being divided, the phase comparator 3 outputs the reference signal generator 4.
Force and phase are compared. The output of the phase comparator 3 is loop
The DC component is extracted by the filter 5 and added to the VCO 1,
The oscillation frequency is controlled. The output of loop filter 5 is
It is also added to the integrator 60 of the coarse tuning circuit 6,
The output voltage of is input to the voltage comparator 61. The input
Voltage signal VXIs preset in the voltage comparator 61
Upper limit comparison voltage VBAnd lower limit comparison voltage VACompared to
It The up / down counter 62 outputs the voltage from the voltage comparator 61.
V by signalX<VAOr VB<VXCorresponding to black
Clock from the clock pulse generator 63
Or down count, VA≤V X≤VBWhen it comes to
Stop und. Output of the up / down counter 62
Is input to the adder 64 and is set by the setting circuit 65.
The digital value for use is added. The output of the adder 64 is D /
It is converted into an analog signal by the A converter 66, and the VCO1 coarse
Input to the tuning control terminal.

【0004】これにより、加算器64の出力の増減に対
応してVCO1に加えられる粗同調周波数も増減するの
で、VCO1の発振周波数は同期可能な周波数に追い込
まれて保持される。
As a result, the coarse tuning frequency applied to the VCO 1 also increases / decreases in response to the increase / decrease in the output of the adder 64, so that the oscillation frequency of the VCO 1 is held at a frequency that can be synchronized.

【0005】ところが、上記従来の同期位相回路では粗
同調回路に積分器,電圧比較器,設定回路,D/A変換
器等のアナログ回路が含まれており、小形化,IC化に
不利である。
However, in the above-mentioned conventional synchronous phase circuit, the coarse tuning circuit includes analog circuits such as an integrator, a voltage comparator, a setting circuit, and a D / A converter, which is disadvantageous in miniaturization and IC integration. ..

【0006】そこで、本発明の出願人は、粗同調回路の
小形化及びIC化が容易な位相同期回路として、実願平
2−12002号(以下先願1という)を出願してい
る。図5は先願1に係る粗同調回路の要部構成ブロック
図であり、図3と同じ部分には同一の記号を付してそれ
らの説明を省略する。1はVCO、3は参照信号と前記
周波数変換器2の出力の位相を比較する位相比較器、1
0は位相比較器3の出力を一方の入力としてその出力が
ループフィルタ5に加わえられるアナログ加算器、9は
VCO1の出力に対応した制御信号を加算器10の他方
の入力に加える粗同調回路である。
Therefore, the applicant of the present invention has filed an application for Japanese Patent Application No. 2-12002 (hereinafter referred to as prior application 1) as a phase-locked circuit which can easily make a coarse tuning circuit small and integrated. FIG. 5 is a block diagram of a main part of the coarse tuning circuit according to the prior application 1. The same parts as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. 1 is a VCO, 3 is a phase comparator for comparing the phase of the reference signal and the phase of the output of the frequency converter 2, 1
Reference numeral 0 is an analog adder whose output is added to the loop filter 5 with the output of the phase comparator 3 as one input, and 9 is a coarse tuning circuit for adding a control signal corresponding to the output of the VCO 1 to the other input of the adder 10. Is.

【0007】図6は図5の粗同調回路9の詳細を示す構
成回路図である。91はVCO1の出力を計数するカウ
ンタ、92はカウンタ91の出力を保持する第1のレジ
スタ、93は予め上限周波数が設定される第2のレジス
タ、94は予め下限周波数が設定される第3のレジス
タ、95はレジスタ92と93の大小を比較する第1の
ディジタルコンパレータ、96はレジスタ92と94の
大小を比較する第2のディジタルコンパレータ、97〜
99はディジタルコンパレータ95,96の出力に対応
するスイッチ駆動信号を発生するための論理回路、10
0,101はそれぞれ正電圧+V及び負電圧−Vに接続
されそれぞれ論理回路97,99の出力によって駆動さ
れるスイッチである。クロック信号fCKはカウンタ9
1のクリア端子,レジスタ92のクロック端子及びAN
D回路97,99の入力端子に加えられている。
FIG. 6 is a circuit diagram showing the details of the coarse tuning circuit 9 shown in FIG. Reference numeral 91 is a counter for counting the output of the VCO 1, 92 is a first register for holding the output of the counter 91, 93 is a second register for which an upper limit frequency is preset, and 94 is a third register for which a lower limit frequency is preset. A register, 95 is a first digital comparator for comparing the sizes of the registers 92 and 93, 96 is a second digital comparator for comparing the sizes of the registers 92 and 94, 97-
99 is a logic circuit for generating a switch drive signal corresponding to the outputs of the digital comparators 95 and 96;
Switches 0 and 101 are connected to the positive voltage + V and the negative voltage -V, respectively, and are driven by the outputs of the logic circuits 97 and 99, respectively. The clock signal f CK is the counter 9
1 clear terminal, register 92 clock terminal and AN
It is added to the input terminals of the D circuits 97 and 99.

【0008】図5の位相同期回路において、位相同期が
行われると周波数変換器2の出力周波数fは参照周波
数fと等しくなる。この場合、粗同調回路9の出力V
は0になり、位相比較器3の出力がそのままループフ
ィルタ5を介してVCO1の周波数制御端子に入力され
る。
In the phase locked loop circuit of FIG. 5, when phase locking is performed, the output frequency f I of the frequency converter 2 becomes equal to the reference frequency f R. In this case, the output V of the coarse tuning circuit 9
P becomes 0, and the output of the phase comparator 3 is directly input to the frequency control terminal of the VCO 1 via the loop filter 5.

【0009】位相同期が外れている状態において、VC
O1の発振周波数fVCOが上限周波数より高い場合に
は発振周波数fVCOを下げるような制御信号Vが粗
同調回路9から出力され、VCO1の発振周波数f
VCOが下限周波数より低い場合には発振周波数f
VCOを上げるような制御信号Vが粗同調回路9から
出力される。
When the phase synchronization is lost, VC
O1 when the oscillation frequency f VCO is higher than the upper limit frequency of the output control signal V P, such as to lower the oscillation frequency f VCO from coarse tuning circuit 9, VCO 1 in the oscillation frequency f
Oscillation frequency f when VCO is lower than the lower limit frequency
A control signal V P that raises the VCO is output from the coarse tuning circuit 9.

【0010】図7は図6の粗同調回路9の動作を示すタ
イミングチャートである。VCO1の出力はクロック信
号fCKがLレベルの期間だけカウンタ91で計数され
る。該カウンタ91の内容はレジスタ92に移され、レ
ジスタ93及び94の内容とそれぞれディジタルコンパ
レータ95及び96で比較される。発振周波数fVC
を下限周波数fと上限周波数fの間に同調させたい
場合、レジスタ93,94のD〜D端子には予め次
式で示すデータをセットしておく。
FIG. 7 is a timing chart showing the operation of the coarse tuning circuit 9 of FIG. The output of the VCO 1 is counted by the counter 91 only while the clock signal f CK is at the L level. The contents of the counter 91 are transferred to the register 92 and compared with the contents of the registers 93 and 94 by digital comparators 95 and 96, respectively. Oscillation frequency f VC O
When it is desired to tune to between the lower limit frequency f 1 and the upper limit frequency f 2 , the data shown by the following equation is set in advance in the terminals D 0 to D 7 of the registers 93 and 94.

【0011】 レジスタ94のデータ=f×T レジスタ93のデータ=f×T レジスタ92にはfVCO×Tが入力されるので、論理
回路97〜99及びスイッチ100,101の動作によ
り、制御出力Vは、 fVCO≦fのときV=+V f<fVCO<fのときV=0 fVCO≧fのときV=−V となる(図7(E))。
Data of register 94 = f 1 × T Data of register 93 = f 2 × T Since f VCO × T is input to the register 92, control is performed by operations of the logic circuits 97 to 99 and the switches 100 and 101. the output V P becomes V P = + V f 1 < V P = -V when V P = 0 f VCO ≧ f 2 when f VCO <f 2 when f VCOf 1 (Fig. 7 (E) ).

【0012】図8は粗同調動作時における発振周波数f
VCOの変化説明図であり、(a)は周波数ステップが
小さい場合を示し、(b)は周波数ステップが大きい場
合を示している。ここで、粗同調時間tは、電圧Vの
値に比例する発振周波数f COを変化させるスピード
をdfVCO/dt(図8の傾きと等しい)、周波数ス
テップをΔfVCO(図8のf−f)とすると、 t=ΔfVCO/(dfVCO/dt) になる。
FIG. 8 shows the oscillation frequency f during the coarse tuning operation.
It is a change explanatory view of VCO , (a) shows the case where a frequency step is small, (b) has shown the case where a frequency step is large. Here, the coarse tuning time t s is df VCO / dt (equal to the slope of FIG. 8) for changing the oscillation frequency f V CO proportional to the value of the voltage V, and Δf VCO (f of FIG. 8) for the frequency step. When 1 -f 0), becomes t s = Δf VCO / (df VCO / dt).

【0013】上式から明らかなように、粗同調時間t
を短縮するためには、dfVCO/dtを大きくする
か、ΔfVCOを小さくすればよい。ところが、df
VCO/dtを大きくし過ぎると図7のクロック信号f
CKの周期Tと等しい粗同調の遅れにより発振周波数f
VCOが図9に示すように目標周波数fの近傍で振動
する恐れがあり、dfVCO/dtはできるだけ小さく
する必要がある。すなわち、発振周波数fVCOと粗同
調時間がトレードオフになり、発振周波数fVCOが大
きい時にはどうしても粗同調時間が長くなってしまう。
As is clear from the above equation, the coarse tuning time t s
In order to shorten .DELTA.f VCO , df VCO / dt may be increased or .DELTA.f VCO may be decreased. However, df
If VCO / dt is made too large, the clock signal f of FIG.
Oscillation frequency f due to delay of coarse tuning equal to cycle T of CK
Since the VCO may oscillate near the target frequency f 1 as shown in FIG. 9, it is necessary to make df VCO / dt as small as possible. That is, there is a trade-off between the oscillation frequency f VCO and the coarse tuning time, and when the oscillation frequency f VCO is large, the coarse tuning time will inevitably become long.

【0014】そこで、このような対策として、本発明の
出願人は、更に特願平3−43642号(以下先願2と
いう)を出願している。図10は先願2に係る2段階で
粗同調動作を行う粗同調回路の要部構成ブロック図であ
り、粗同調回路9以外の構成は図5の位相同期回路と同
じである。図において、21はVCO1の発振周波数を
計数するカウンタ、22はカウンタ21の計数値を保持
するレジスタ、23は2種類の下限周波数データのいず
れかを選択する第1のデータセレクタ、24は2種類の
上限周波数データのいずれかを選択する第2のデータセ
レクタ、25はカウンタ21の計数時間を決めるための
2種類のゲート信号を発生するゲート発生回路、26は
ゲート発生回路25のゲート信号出力を選択してカウン
タ21およびレジスタ22を制御する切換スイッチ、2
7はレジスタ22の出力値をデータセレクタ23の出力
値と比較する第1のディジタルコンパレータ、28はレ
ジスタ22の出力値をデータセレクタ24の出力値と比
較する第2のディジタルコンパレータである。AND回
路29,30および切換スイッチ32〜37はディジタ
ルコンパレータ27,28の出力に基づいて各計数時間
に対応して異なる大きさの制御信号Vを発生する出力
回路を構成する。±V,±Vは異なる大きさの正負
の電圧源である。ただし、V>Vである。31は周
波数設定入力およびディジタルコンパレータ27,28
の出力に対応してデータセレクタ23,24および切換
スイッチ26,32,33を制御する切換回路である。
Therefore, as a countermeasure against this problem, the applicant of the present invention has applied for Japanese Patent Application No. 3-43642 (hereinafter referred to as prior application 2). FIG. 10 is a block diagram of a main part of a coarse tuning circuit which performs coarse tuning operation in two stages according to the prior application 2. The configuration other than the coarse tuning circuit 9 is the same as that of the phase locked loop circuit of FIG. In the figure, 21 is a counter that counts the oscillation frequency of the VCO 1, 22 is a register that holds the count value of the counter 21, 23 is a first data selector that selects one of two types of lower limit frequency data, and 24 is two types. Of the upper limit frequency data, 25 is a gate generation circuit for generating two kinds of gate signals for determining the counting time of the counter 21, and 26 is a gate signal output of the gate generation circuit 25. Changeover switch for selecting and controlling the counter 21 and the register 22, 2
Reference numeral 7 is a first digital comparator for comparing the output value of the register 22 with the output value of the data selector 23, and 28 is a second digital comparator for comparing the output value of the register 22 with the output value of the data selector 24. The AND circuits 29 and 30 and the change-over switches 32 to 37 constitute an output circuit that generates control signals V P of different magnitudes corresponding to the counting times based on the outputs of the digital comparators 27 and 28. ± V 1 and ± V 2 are positive and negative voltage sources having different magnitudes. However, V 1 > V 2 . 31 is a frequency setting input and digital comparators 27, 28
Is a switching circuit for controlling the data selectors 23, 24 and the selector switches 26, 32, 33 in accordance with the output of the.

【0015】図10の回路の動作を図11の動作説明図
および図12のタイミングチャートを用いて説明する。
新たな周波数設定によりVCO1の発振周波数fVCO
を変化させると、切換回路31は粗同調回路を速い粗同
調モードに切り換える。このとき、ゲート発生回路25
および切換スイッチ26において計数時間はTが選択
され、データセレクタ23,24において周波数データ
はD,Dが選択され、出力部の切換スイッチ32,
33においてa側が選択される。そして、図11のよう
にループのキャプチャレンジをf、目標周波数を
、ウィンド幅の比をNとすると、下限データD
上限データDは次のように設定される。
The operation of the circuit of FIG. 10 will be described with reference to the operation explanatory view of FIG. 11 and the timing chart of FIG.
Oscillation frequency f VCO of VCO 1 by new frequency setting
.., the switching circuit 31 switches the coarse tuning circuit to the fast coarse tuning mode. At this time, the gate generation circuit 25
The selector switch 26 selects the counting time T 1 , the data selectors 23 and 24 select the frequency data D 1 and D 3 , and the output selector switch 32,
At 33, the side a is selected. Then, when the loop capture range is f C , the target frequency is f T , and the window width ratio is N as shown in FIG. 11, the lower limit data D 1 and the upper limit data D 3 are set as follows.

【0016】 D=(f−N・f)・T=(f+N・f)・T また、カウンタ21における計数値QVCOは、 QVCO=fVCO・T になるので、 fVCO<f−N・f のときにディジタルコンパレータ27,28の各出力A
<B,A≦Bが1、AND回路29の出力が1、切換ス
イッチ34がオンとなって、粗同調出力Vとして+V
が出力され、fVCOが上昇する(図11)。同様
に、 fVCO>f+N・f のときに粗同調出力Vとして−Vが出力され、f
VCOを下げる(図11,図12)。
D 1 = (f T −N · f C ) · T 1 D 3 = (f T + N · f C ) · T 1 Further , the count value Q VCO in the counter 21 is Q VCO = f VCO · T since 1, the output a of the digital comparator 27, 28 when the f VCO <f T -N · f C
<B, A ≦ B is 1, the output of the AND circuit 29 is 1, the changeover switch 34 is turned on, and the coarse tuning output V P is + V.
1 is output and f VCO rises (FIG. 11). Similarly, when f VCO > f T + N · f C , −V 1 is output as the coarse tuning output V P , and f
Lower the VCO (Figs. 11 and 12).

【0017】そして、 f−N・f≦fVCO≦f+N・f となると、切換回路31は粗同調動作を高分解能の粗同
調モードに切り換える。すなわち、計数時間はTより
長いTが、周波数データはD,Dが、出力部の切
換スイッチはbがそれぞれ選択される。ここで、下限デ
ータDと上限データDは次のように設定される。
When f T −N · f C ≦ f VCO ≦ f T + N · f C , the switching circuit 31 switches the coarse tuning operation to the high resolution coarse tuning mode. That is, the counting time T 2 longer than T 1 , the frequency data D 2 and D 4 , and the output changeover switch b are selected. Here, the lower limit data D 2 and the upper limit data D 4 are set as follows.

【0018】 D=(f−f)・T=(f+f)・T また、カウンタ21における計数値QVCOは、 QVCO=fVCO・T になるので、 fVCO<f−f のときに+VによりfVCOを上げ(図11)、 fVCO>f+f のときに−VによりfVCOを下げる(図11,図1
2)。
D 2 = (f T −f C ) · T 2 D 4 = (f T + f C ) · T 2 Since the count value Q VCO in the counter 21 is Q VCO = f VCO · T 2 , , F VCO <f T −f C , the f VCO is raised by + V 2 (FIG. 11), and when f VCO > f T + f C , the −V 2 lowers f VCO (FIG. 11, FIG. 1).
2).

【0019】そして、 f−f≦fVCO≦f+f となると、粗同調動作を終了する。When f T -f C ≤f VCO ≤f T + f C , the coarse tuning operation is terminated.

【0020】このような構成の先願2の位相同期回路に
よれば、粗同調動作を2段階にし、VCOの発振周波数
を変化させるとき、発振周波数がキャプチャレンジから
離れているときは短い計数時間で粗同調し、キャプチャ
レンジに近付いたときは長い計数時間による高分解能で
粗同調することにより、粗同調時間を短縮できる。
According to the phase-locked loop circuit of the prior application 2 having such a configuration, when the coarse tuning operation is performed in two stages and the oscillation frequency of the VCO is changed, when the oscillation frequency is far from the capture range, a short counting time is obtained. The coarse tuning time can be shortened by performing coarse tuning with and performing coarse tuning with high resolution due to a long counting time when approaching the capture range.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような先
願2の構成では、計数時間を切り換えた時に切り換え以
前の計数値が無効になるので、図12(E)に示すよう
に、改めて計数する間粗同調を休止する区間Tを設け
る必要がある。
However, in the configuration of the prior application 2 as described above, when the counting time is switched, the count value before the switching becomes invalid, and therefore, as shown in FIG. It is necessary to provide a section T 3 during which coarse tuning is suspended.

【0022】また、切り換え部分が多いため、回路構成
が複雑になる。本発明はこのような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、カウンタの計数値と設定
周波数との差に応じて粗同調出力を変化させることによ
り、周波数ステップが大きいときの粗同調時間を短縮す
ることにある。
Further, since there are many switching portions, the circuit structure becomes complicated. The present invention has been made in view of such a problem, and an object thereof is to change the coarse tuning output according to the difference between the count value of the counter and the set frequency, so that the coarse step when the frequency step is large is performed. It is to shorten the tuning time.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】本発明に係る位相同期回
路は、粗同調回路により電圧制御発振器の発振周波数を
同期可能な範囲まで制御する位相同期回路において、前
記粗同調回路が、電圧制御発振器の発振周波数を計数す
るカウンタと、該カウンタの計数値と予め設定された周
波数データとの差を求める減算器と、該減算器の出力デ
ータと予め設定された複数組の異なる上下限周波数デー
タとを比較する複数組のディジタルコンパレータと、こ
れらディジタルコンパレータの出力に基づき異なる大き
さの制御信号を発生する出力回路とを備え、2段階以上
の粗同調動作を行うように構成したことを特徴とする。
A phase locked loop circuit according to the present invention is a phase locked loop circuit in which a coarse tuning circuit controls the oscillation frequency of a voltage controlled oscillator to a synchronizable range. A counter for counting the oscillation frequency of the counter, a subtractor for obtaining a difference between the count value of the counter and preset frequency data, output data of the subtractor, and preset plural sets of different upper and lower limit frequency data. Is provided with a plurality of sets of digital comparators for comparing the above and an output circuit that generates control signals of different magnitudes based on the outputs of these digital comparators, and is configured to perform a coarse tuning operation in two or more stages. ..

【0024】[0024]

【作用】カウンタの計数値と予め設定された周波数デー
タとの差に応じて、異なる大きさの粗同調制御信号が出
力される。
According to the difference between the count value of the counter and the preset frequency data, different coarse tuning control signals are output.

【0025】これにより、カウンタの計数値と設定周波
数データとの差が大きい場合には粗同調動作を高速に行
えるので、粗同調時間を短縮できる。
As a result, when the difference between the count value of the counter and the set frequency data is large, the coarse tuning operation can be performed at high speed, and the coarse tuning time can be shortened.

【0026】[0026]

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。図1は本発明の一実施例のブロック図で
あり、2組の粗同調制御信号±Vと±Vを選択的に
出力する例を示している。図において、41はVCO1
の発振周波数fVCOを計数するカウンタ、42はカウ
ンタ41の計数値QVCOを保持するレジスタ、43は
カウンタ41の計数値QVCOと予め設定された周波数
データDSETとの差QDIFを求める減算器である。
該減算器43の出力データQDIFはディジタルコンパ
レータ44〜47に入力され、予め設定された上下限周
波数データD,D,−D,−D(D>D
と比較される。48はデコーダ、49〜52はデコーダ
48の出力で駆動される切換スイッチ、±V,±V
(V>V)は異なる大きさの正負の電圧源であり、
これらはディジタルコンパレータ44〜47の出力に基
づき異なる大きさの制御信号Vを選択的に出力する出
力回路を構成する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, showing an example of selectively outputting two sets of coarse tuning control signals ± V 1 and ± V 2 . In the figure, 41 is VCO1
Counter for counting the oscillation frequency f VCO of the 42 registers are used to hold the count value Q VCO counter 41, 43 is subtracted for obtaining a difference Q DIF between preset frequency data D SET and the count value Q VCO counter 41 It is a vessel.
The output data Q DIF of the subtractor 43 is input to the digital comparators 44 to 47 and preset upper and lower limit frequency data D 1 , D 2 , -D 1 , -D 2 (D 1 > D 2 ).
Compared to. 48 is a decoder, 49-52 are changeover switches driven by the output of the decoder 48, ± V 1 , ± V 2
(V 1 > V 2 ) are positive and negative voltage sources of different magnitudes,
These constitute an output circuit that selectively outputs control signals V P of different magnitudes based on the outputs of the digital comparators 44 to 47.

【0027】図1の回路の動作を図2の動作説明図を用
いて説明する。減算器43により、VCO1の発振周波
数fVCOのカウンタ41による計数値QVCOと予め
設定された周波数データDSETとの差QDIFを求め
る。そして、該減算器43の出力データQDIFはディ
ジタルコンパレータ44〜47に入力され、発振周波数
VCOが上下限周波数データD,D,−D,−
に対してどれ位大きい(あるいは小さい)かが求め
られる。ここで、QDIF>DまたはQDI <−D
の場合は発振周波数fVCOが上下限周波数データか
ら十分離れているので図9のような振動の恐れはなく、
制御信号Vとして大きい電圧+Vまたは−Vを出
力して素早く粗同調動作を行う。
The operation of the circuit of FIG. 1 will be described with reference to the operation explanatory diagram of FIG. The subtracter 43 obtains the difference Q DIF between the count value Q VCO of the oscillation frequency f VCO of the VCO 1 by the counter 41 and the preset frequency data D SET . The output data Q DIF of the subtractor 43 is input to the digital comparators 44 to 47, and the oscillation frequency f VCO is the upper and lower limit frequency data D 1 , D 2 , -D 1 ,-.
How large (or small) D 2 is required. Here, Q DIF> D 1 or Q DI F <-D
In the case of 1 , since the oscillation frequency f VCO is sufficiently far from the upper and lower limit frequency data, there is no fear of vibration as shown in FIG.
A large voltage + V 1 or −V 1 is output as the control signal V P to quickly perform the coarse tuning operation.

【0028】そして、D<QDIF≦Dまたは−D
≦QDIF<−Dになって発振周波数fVCOが設
定周波数にある程度近付いたら粗同調動作を十分遅く行
い、−D≦QDIF≦Dになって発振周波数f
VCOがキャプチャレンジの中に入ったら粗同調動作を
終了する。
Then, D 2 <Q DIF ≤ D 1 or -D
When 1 ≤ Q DIF <-D 2 and the oscillation frequency f VCO approaches the set frequency to some extent, the coarse tuning operation is performed sufficiently slowly, and -D 2 ≤ Q DIF ≤ D 2 and the oscillation frequency f
When the VCO enters the capture range, the coarse tuning operation is finished.

【0029】先願2の場合にはディジタルコンパレータ
が1組であることから、周波数切り換え速度が常に最も
速い状態から始まってしまって大きいウィンドウの内側
に入るような周波数ステップの場合に通りすぎてしまう
ことが多かった。これに対し、本発明では、適正な速度
で始まることからステップ幅が狭い場合に特に有効であ
る。例えば、周波数ステップが320MHzの場合は先
願2及び本発明ともに80μs程度であるが、周波数ス
テップが10MHzの場合は先願2は60μs程度であ
るのに対して本発明では20μs程度に短縮される。
In the case of the prior application 2, since there is only one set of digital comparators, the frequency switching speed always starts from the fastest state and the frequency step is passed in the inside of a large window. There were many things. On the other hand, the present invention is particularly effective when the step width is narrow because it starts at an appropriate speed. For example, when the frequency step is 320 MHz, both of the prior application 2 and the present invention are about 80 μs, but when the frequency step is 10 MHz, the prior application 2 is about 60 μs, whereas in the present invention it is shortened to about 20 μs. ..

【0030】なお、粗同調動作は2段階に限らず任意の
複数段階にすることができる。また、本発明の回路と先
願2の回路を組み合わせてもよい。また、カウンタの前
段に分周器を設けることにより高い周波数領域まで使用
できる。
The coarse tuning operation is not limited to two steps, but can be performed in arbitrary plural steps. Further, the circuit of the present invention and the circuit of the prior application 2 may be combined. Further, by providing a frequency divider in the preceding stage of the counter, it is possible to use even a high frequency region.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上詳細に説明した本発明によれば、カ
ウンタの計数値と予め設定された周波数データとの差に
応じて異なる大きさの粗同調制御信号が出力されるの
で、カウンタの計数値と設定周波数データとの差が大き
い場合には粗同調動作を高速に行うことができ、粗同調
時間を短縮できる。
According to the present invention described in detail above, since the coarse tuning control signal of different magnitude is output according to the difference between the count value of the counter and the preset frequency data, the counter measurement is performed. When the difference between the numerical value and the set frequency data is large, the coarse tuning operation can be performed at high speed and the coarse tuning time can be shortened.

【0032】そして、回路は全てディジタル回路で構成
できるので、IC化による小形化が可能な位相同期回路
を実現できる。
Since all the circuits can be constituted by digital circuits, it is possible to realize a phase-locked circuit which can be miniaturized by IC integration.

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

【図1】本発明の一実施例のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】図1の動作説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory diagram of FIG.

【図3】従来の位相同期回路を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a conventional phase locked loop circuit.

【図4】図3の回路の粗同調回路を示す要部構成ブロッ
ク図である。
FIG. 4 is a block diagram of a main part configuration showing a coarse tuning circuit of the circuit of FIG.

【図5】先願1に係る位相同期回路を示すブロック図で
ある。
FIG. 5 is a block diagram showing a phase synchronization circuit according to Prior Application 1.

【図6】先願1の粗同調回路の要部構成ブロック図であ
る。
FIG. 6 is a block diagram of a main part configuration of a coarse tuning circuit of the prior application 1.

【図7】図6の動作を示すタイミングチャートである。FIG. 7 is a timing chart showing the operation of FIG.

【図8】図6の動作説明図である。8 is an explanatory diagram of the operation of FIG.

【図9】図6の動作説明図である。9 is an operation explanatory diagram of FIG. 6;

【図10】先願2に係る粗同調回路の要部構成ブロック
図である。
FIG. 10 is a configuration block diagram of a main part of a coarse tuning circuit according to Prior Application 2.

【図11】図10の動作説明図である。11 is an explanatory diagram of the operation of FIG.

【図12】図10の動作を示すタイミングチャートであ
る。
12 is a timing chart showing the operation of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電圧制御発振器(VCO) 9 粗同調回路 41 カウンタ 42 レジスタ 43 減算器 44〜47 ディジタルコンパレータ 48 デコーダ 49〜52 切換スイッチ 1 Voltage Controlled Oscillator (VCO) 9 Coarse Tuning Circuit 41 Counter 42 Register 43 Subtractor 44-47 Digital Comparator 48 Decoder 49-52 Changeover Switch

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 粗同調回路により電圧制御発振器の発振
周波数を同期可能な範囲まで制御する位相同期回路にお
いて、 前記粗同調回路が、電圧制御発振器の発振周波数を計数
するカウンタと、該カウンタの計数値と予め設定された
周波数データとの差を求める減算器と、該減算器の出力
データと予め設定された複数組の異なる上下限周波数デ
ータとを比較する複数組のディジタルコンパレータと、
これらディジタルコンパレータの出力に基づき異なる大
きさの制御信号を発生する出力回路とを備え、 2段階以上の粗同調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。
1. A phase-locked circuit for controlling an oscillation frequency of a voltage-controlled oscillator to a synchronizable range by a coarse tuning circuit, wherein the coarse tuning circuit counts an oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator, and a counter of the counter. A subtractor for obtaining a difference between a numerical value and preset frequency data, and a plurality of sets of digital comparators for comparing the output data of the subtractor with a plurality of preset different upper and lower limit frequency data,
A phase locked loop circuit comprising an output circuit for generating control signals of different magnitudes based on the outputs of these digital comparators, and configured to perform a coarse tuning operation in two or more stages.
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