JPH05327492A - Pllシンセサイザ回路 - Google Patents

Pllシンセサイザ回路

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JPH05327492A
JPH05327492A JP4126375A JP12637592A JPH05327492A JP H05327492 A JPH05327492 A JP H05327492A JP 4126375 A JP4126375 A JP 4126375A JP 12637592 A JP12637592 A JP 12637592A JP H05327492 A JPH05327492 A JP H05327492A
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JP
Japan
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circuit
signal
output signal
phase
output
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4126375A
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English (en)
Inventor
Susumu Kato
進 加藤
Kazumi Ogawa
一美 小川
Takehiro Akiyama
岳洋 秋山
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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  • 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消費電力を
低減しながらロックアップ時間の短縮を図ることを目的
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、チャージポンプ5の出力信号SCPがロ
ーパスフィルタ6を介してVCO7に出力され、VCO
7の出力信号fvco がプリスケーラ8に出力され、前記
各回路は同期して間歇駆動される。そして、プリスケー
ラ8の出力信号と基準クロック信号CKとの位相差が所
定値以下となったとき前記各回路を活性化する初期位相
回路9が備えられ、プリスケーラ8の出力信号は遅延時
間を選択可能としたプログラマブルディレイ回路10を
介して初期位相回路9に入力される。

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あるいはコ
ードレス電話等にPLLシンセサイザ回路が使用されて
いる。そして、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ロッ
クアップ時間を短縮することが要請されているととも
に、電源としてバッテリーを使用することが多いので消
費電力の低減が要請されている。
【0003】
【従来の技術】従来のPLLシンセサイザ回路の一例を
図4に従って説明すると、基準信号発生回路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
をカウンタ2に出力し、カウンタ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。
【0004】また、位相比較器3には後記カウンタ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。
【0005】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。
【0006】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、プリスケーラ8に出力する。そして、プリスケーラ
8はVCO7の出力信号fvco を分周して前記カウンタ
4に出力する。
【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、VCO7の出力信号fvco の周波数が一定に維持さ
れてロック状態にあるときには、消費電力を低減するた
めに各回路を間歇動作させているが、各回路をオフ状態
からオン状態に移行させると、カウンタ4から出力され
る比較信号fpとカウンタ2から出力される基準信号f
rとの周波数が一致していても位相関係は不定である。
【0010】このため、位相比較器3から出力されるパ
ルス信号ΦR,ΦPの位相差成分が大きくなってチャー
ジポンプ5の出力信号SCPが変動し、VCO7の出力
信号fvco が変動してロック状態から外れてしまうこと
がある。
【0011】そこで、このような不具合を解決するため
に、前記PLLシンセサイザ回路では初期位相回路9が
設けられている。すなわち、初期位相回路9には前記プ
リスケーラ8の出力信号と前記基準信号発生回路1から
出力される基準クロック信号CKが入力され、同初期位
相回路9は間歇動作制御信号ITに基づいて前記プリス
ケーラ8の出力信号と基準クロック信号CKとの位相差
が例えば10ns以内になったときカウンタ2,4及び
位相比較器3を動作させる。
【0012】従って、各回路がオフ状態からオン状態に
移行する際のカウンタ2から出力される基準信号fr
と、カウンタ4から出力される比較信号fpとの位相差
を縮小してVCO7の出力信号fvco の変動を防止する
ようになっている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】上記のようなPLLシ
ンセサイザ回路において動作状態ではカウンタ2から出
力される基準信号frと、カウンタ4から出力される比
較信号fpとの位相差が完全に「0」ではなく、一定の
位相差αが存在する状態でロック状態となる。
【0014】すなわち、図5に示すように前記チャージ
ポンプ5の出力信号SCPに含まれるプラス側のパルス
成分のエネルギー量Epとマイナス側のパルス成分のエ
ネルギー量Emは比較信号fpの位相が基準信号frの
位相より進み、その位相差が「α」である場合にそのエ
ネルギー量が一致する。そして、例えば前記位相差
「α」は20ns程度でロックしているとする。
【0015】ところが、このように位相差「α」が20
ns程度でロックしている状態で、基準信号frと比較
信号fpとの位相差が±10ns以内となったときに前
記各回路を動作させるように前記初期位相回路9が動作
すると、図5にハッチングで示すように位相差が±10
ns以内にある範囲ではチャージポンプ5が出力するパ
ルス成分のプラス側のエネルギー量Epはマイナス側の
エネルギー量Emより小さくなる。
【0016】この結果、基準信号frと比較信号fpの
周波数は位相差「α」で一致してロック状態にあったに
も関わらず、VCO7の出力信号fvco の周波数が変動
してしまうため、ロックアップ時間が長くなるという問
題点があった。
【0017】この発明の目的は、間歇動作して消費電力
を低減しながらロックアップ時間の短縮を図り得るPL
Lシンセサイザ回路を提供することにある。
【0018】
【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、基準クロック信号CKをカウンタ
2で分周した基準信号frとプリスケーラ8の出力信号
をカウンタ4で分周した比較信号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,Φ
P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、前記
電圧制御発振器7の出力信号fvco が前記プリスケーラ
8に出力されて前記基準信号frと比較信号fpの周波
数及び位相が一致するように負帰還動作され、前記各回
路は同期して間歇駆動される。そして、前記プリスケー
ラ8の出力信号と前記基準クロック信号CKとの位相差
があらかじめ設定された位相差以下となったとき前記各
回路を活性化する初期位相回路9が備えられ、前記プリ
スケーラ8の出力信号は遅延時間を選択可能としたプロ
グラマブルディレイ回路10を介して前記初期位相回路
9に入力される。
【0019】また、図2に示すように前記プログラマブ
ルディレイ回路10は、一方の入力端子に前記プリスケ
ーラ8の出力信号がそれぞれ異なる段数のバッファ回路
11を介して入力されるとともに他方の入力端子に制御
信号Cが入力されるAND回路12と、前記AND回路
12の出力信号が入力されるOR回路13とで構成され
る。
【0020】
【作用】初期位相回路9はプログラマブルディレイ回路
10で遅延されたプリスケーラ8の出力信号と前記基準
クロック信号CKとの位相差があらかじめ設定された位
相差以下となったときPLLシンセサイザ回路を活性化
させるので、PLLシンセサイザ回路の負帰還ループが
ロック状態となるときのプリスケーラ8の出力信号と前
記基準クロック信号CKとの位相差を前記プログラマブ
ルディレイ回路10の遅延時間として設定すれば、同P
LLシンセサイザ回路を間歇動作させる際に同PLLシ
ンセサイザ回路の出力信号周波数の変動が抑制される。
【0021】
【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図2
及び図3に従って説明する。なお、前記従来例と同一構
成部分は同一符号を付して説明する。
【0022】図2に示すPLLシンセサイザ回路はプロ
グラマブルディレイ回路10を除いて前記従来例と同一
構成である。すなわち、基準信号発生回路1は基準クロ
ック信号CKをカウンタ2に出力し、カウンタ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。
【0023】また、位相比較器3にはカウンタ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f
r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。
【0024】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LPF6に出力する。LPF6はチャージポンプ5の
出力信号SCPを平滑して高周波成分を除去した出力信
号SLPFをVCO7に出力し、VCO7はLPF6の
出力信号SLPFの電圧値に応じた周波数の出力信号f
vco を外部回路に出力するとともに、プリスケーラ8に
出力する。そして、プリスケーラ8はVCO7の出力信
号fvcoを分周して前記カウンタ4に出力する。
【0025】前記プリスケーラ8の出力信号はプログラ
マブルディレイ回路10にも出力される。そのプログラ
マブルディレイ回路10はプリスケーラ8の出力信号が
バッファ回路11aを介してAND回路12aの一方の
入力端子に入力される。
【0026】前記バッファ回路11aの出力信号はバッ
ファ回路11bを介してAND回路12bの一方の入力
端子に入力され、前記バッファ回路11bの出力信号は
バッファ回路11cを介してAND回路12cの一方の
入力端子に入力され、前記バッファ回路11cの出力信
号はバッファ回路11dを介してAND回路12dの一
方の入力端子に入力されている。
【0027】前記AND回路12a〜12dの他方の入
力端子には外部から入力される制御信号C1〜C4がそ
れぞれ入力され、その制御信号C1〜C4はいずれか一
つだけがHレベルで入力される。
【0028】前記NAND回路12a〜12dの出力信
号はOR回路13に入力され、そのOR回路13の出力
信号は初期位相回路9に入力される。このように構成さ
れたプログラマブルディレイ回路10は例えば制御信号
C1がHレベルであれば、プリスケーラ8の出力信号が
バッファ回路11a、AND回路12a及びOR回路1
3を介して初期位相回路9に出力され、制御信号C4が
Hレベルであれば、プリスケーラ8の出力信号がバッフ
ァ回路11a〜11d、AND回路12d及びOR回路
13を介して初期位相回路9に出力される。
【0029】従って、制御信号C1〜C4のいずれをH
レベルとするかにより、プリスケーラ8の出力信号を初
期位相回路9に入力するまでの遅延時間を選択可能とな
っている。
【0030】前記初期位相回路9には前記基準クロック
信号CKと前記プログラマブルディレイ回路10の出力
信号が入力され、同初期位相回路9は間歇動作制御信号
ITに基づいて前記両信号の位相差が10ns以内にな
ったとき前記カウンタ2,4及び位相比較器3を動作さ
せる。
【0031】上記のように構成されたPLLシンセサイ
ザ回路は、例えば図3に示すような送受信機器の受信用
PLLシンセサイザ回路11及び送信用PLLシンセサ
イザ回路12に使用される。
【0032】この送受信機器の動作の概要を説明する
と、受信動作時にはアンテナ13で受信された受信信号
はアンテナスイッチ(ANT・SW)14を介して受信
アンプ15に入力される。
【0033】受信アンプ15は入力された受信信号を増
幅してミキサー16に出力し、ミキサー16は受信用P
LLシンセサイザ回路11からの出力信号に基づいて前
記受信信号の中から特定の信号周波数を取り出す。
【0034】そして、ミキサー16の出力信号はIFア
ンプ17及びAFアンプ18の出力に基づいて復調され
てスピーカー19から音声として出力される。なお、受
信用PLLシンセサイザ回路11はマイコン20の制御
に基づいてその出力信号周波数が設定され、同マイコン
20はPROM23に格納されたプログラム及びキーボ
ード(KEY)22からの入力信号に基づいて動作す
る。
【0035】一方、送信動作時にはマイク24で受信さ
れた音声信号はアンプ25で増幅され、モデム(MOD
EM)26を介してマイコン20に入力される。マイコ
ン20はモデム26からの入力信号に基づいて受信用P
LLシンセサイザ回路12を制御し、同受信用PLLシ
ンセサイザ回路12の出力信号は帯域フィルタ(BP
F)27を介してパワーアンプ28で増幅され、前記ア
ンテナスイッチ14を介してアンテナ13から出力され
る。
【0036】次に、図2に示す本実施例のPLLシンセ
サイザ回路の作用を説明する。さて、このPLLシンセ
サイザ回路ではプログラマブルディレイ回路10を除く
各回路の動作は前記従来例と同様である。初期位相回路
9には基準クロック信号CKとプログラマブルディレイ
回路10の出力信号が入力されている。
【0037】そして、初期位相回路9は基準クロック信
号CKとプログラマブルディレイ回路10の出力信号と
の位相差が10ns以下となったときカウンタ2,4及
び位相比較器3を活性化させる。
【0038】ここで、このPLLシンセサイザ回路は前
記従来例と同様に比較信号fpの位相が基準信号frの
位相より進み、その位相差「α」が20ns程度となっ
たときチャージポンプの出力信号SCPがロック状態と
なる場合には、制御信号C1〜C4のいずれをHレベル
とするかを選択することによりプログラマブルディレイ
回路10の遅延時間を20ns程度とする。
【0039】すると、初期位相回路9によりカウンタ
2,4及び位相比較器3が活性化されるときには、チャ
ージポンプ5にはプログラマブルディレイ回路10及び
初期位相回路9の動作によりα±10nsの位相差を持
つ比較信号fpと基準信号frとが入力される。
【0040】従って、このPLLシンセサイザ回路を間
歇動作させた場合に、プログラマブルディレイ回路10
の遅延時間を調整することにより、チャージポンプ5の
出力信号SCPに含まれるパルス成分のエネルギー量の
変動を抑制することができるので、消費電力を低減しな
がらロックアップ時間の短縮を図ることができる。
【0041】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明は間歇動
作して消費電力を低減しながらロックアップ時間の短縮
を図り得る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PLLシンセサイザ回路を示すブロ
ック図である。
【図3】一実施例のPLLシンセサイザ回路の使用例を
示すブロック図である。
【図4】従来例を示すブロック図である。
【図5】チャージポンプの入力信号の位相差と出力エネ
ルギー量との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
2 カウンタ 3 位相比較器 4 カウンタ 5 チャージポンプ 6 ローパスフィルタ(LPF) 7 電圧制御発振器(VCO) 8 プリスケーラ 9 初期位相回路 10 プログラマブルディレイ回路 fr 基準信号 fp 比較信号 ΦR,ΦP 出力信号 CK 基準クロック信号 SCP アナログ電圧信号SCP fvco 出力信号
フロントページの続き (72)発明者 秋山 岳洋 愛知県春日井市高蔵寺町2丁目1844番2 富士通ヴィエルエスアイ株式会社内 (72)発明者 斎藤 伸二 愛知県春日井市高蔵寺町2丁目1844番2 富士通ヴィエルエスアイ株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基準クロック信号(CK)をカウンタ
    (2)で分周した基準信号(fr)とプリスケーラ
    (8)の出力信号をカウンタ(4)で分周した比較信号
    (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 )を前記プリスケーラ(8)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し、前記各回路は同期して間歇駆
    動されるPLLシンセサイザ回路であって、 前記各回路を停止状態から動作させる時に、前記プリス
    ケーラ(8)の出力信号と前記基準クロック信号(C
    K)との位相差があらかじめ設定された位相差以下とな
    ったとき前記PLLシンセサイザ回路を活性化する初期
    位相回路(9)を備え、前記プリスケーラ(8)の出力
    信号は遅延時間を選択可能としたプログラマブルディレ
    イ回路(10)を介して前記初期位相回路(9)に入力
    したことを特徴とするPLLシンセサイザ回路。
  2. 【請求項2】 前記プログラマブルディレイ回路(1
    0)は、一方の入力端子には前記プリスケーラ(8)の
    出力信号がそれぞれ異なる段数のバッファ回路(11)
    を介して入力されるとともに他方の入力端子には制御信
    号(C)が入力されるAND回路(12)と、前記AN
    D回路(12)の出力信号が入力されるOR回路(1
    3)とで構成されることを特徴とする請求項1記載のP
    LLシンセサイザ回路。
JP4126375A 1992-05-19 1992-05-19 Pllシンセサイザ回路 Withdrawn JPH05327492A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5796311A (en) * 1996-01-26 1998-08-18 Nec Corporation Phase-locked loop circuit
KR100355837B1 (ko) * 1993-03-10 2002-10-12 내셔널 세미콘덕터 코포레이션 위상 동기 루프 및 신호발생방법
US7266171B2 (en) 1997-01-30 2007-09-04 Renesas Technology Corp. Phase-locked loop circuit and radio communication apparatus using the same

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Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990803