JPH06311030A - Pll回路 - Google Patents

Pll回路

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JPH06311030A
JPH06311030A JP5117960A JP11796093A JPH06311030A JP H06311030 A JPH06311030 A JP H06311030A JP 5117960 A JP5117960 A JP 5117960A JP 11796093 A JP11796093 A JP 11796093A JP H06311030 A JPH06311030 A JP H06311030A
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JP
Japan
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output
voltage
data input
circuit
vco
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Application number
JP5117960A
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English (en)
Inventor
Kanenori Honma
謙徳 本間
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 PLL回路において、データ入力に“0”が
多く存在する場合(マーク率が小なる場合)、VCO出
力にジッタが多くなって安定性が悪くなることを防ぎ、
またデータ入力に対する“0”連続耐力を大とする。 【構成】 データ入力1の“0”を“0”検出回路6に
て検出し“0”検出信号を生成する。“0”検出信号の
存在期間中、直前のLPF4の出力電圧をサンプル/ホ
ールド回路7でサンプリングし、ホールドしつつVCO
5の制御入力とする。データ入力が“0”以外(“1”
の間)はサンプル/ホールド回路7は動作せず、LPF
出力をそのままVCO制御入力とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はPLL(フェイズロック
ドループ)回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のPLL回路は図3に示す様な構成
である。このPLL回路は、データ入力とVCO(電圧
制御発振器)5の出力との位相を比較する位相比較回路
3と、この位相比較出力の高周波成分を除去するLPF
(ローパスフィルタ)4と、このフィルタ出力により発
振出力が制御されるVCO5とからなっている。これ等
一連の回路を図に示す如くループ構成とすることによっ
て、データ入力に位相同期したVCO出力信号が得られ
ることになる。
【0003】このPLL回路を構成する位相比較回路3
としては、例えば図4に示す様ないわゆるトライステー
ト型の回路が用いられる。トランジスタQ1,Q2及び
電流源34は電流源切替え回路を構成しており、トラン
ジスタQ1のベースにデータ入力32が、トランジスタ
Q2のベースにバイアス電圧が夫々印加され、エミッタ
共通接続点とアースとの間に電流源34が設けられてい
る。
【0004】トランジスタQ3,Q4及び抵抗R1,R
2は差動回路であり、トランジスタQ3のベースにクロ
ック信号(VCO出力)31が、トランジスタQ4のベ
ースにバイアス電圧が夫々印加され、エミッタ共通接続
点にトランジスタQ1のコレクタが接続されている。
【0005】トランジスタQ3のコレクタ出力aは、ト
ランジスタQ5と抵抗R3とからなるエミッタフォロワ
回路へ入力され、トランジスタQ4のコレクタ出力b
は、トランジスタQ6と抵抗R4とからなるエミッタフ
ォロワ回路へ入力されている。
【0006】トランジスタQ7,Q8,電流源35及び
抵抗R5,R6は差動増幅回路であり、トランジスタQ
5のエミッタフォロワ出力がトランジスタQ7のベース
へ、トランジスタQ6のエミッタフォロワ出力がトラン
ジスタQ8のベースへ夫々印加されており、トランジス
タQ8のコレクタ出力33から位相差信号が導出される
ようになっている。尚、36は回路電源を示している。
【0007】かかる構成において、トランジスタQ2及
びQ4のベース電圧は、クロック入力、データ入力に対
してバランス状態になるように、夫々所望にバイアスさ
れているものとする。
【0008】データ入力がローレベルのとき、トランジ
スタQ1,Q2及び電流源34により構成される電流切
替え回路の動作によって、トランジスタQ1のコレクタ
電流はオフとなる。従って、図4のa点及びb点の電圧
はクロック入力のハイ、ローにかかわらず共に電源電圧
36と同じ電圧となる。従って、トランジスタQ7,Q
8のベースにはそれと同一電圧が印加され、出力33か
らは電流源35と抵抗R6とにより定まる一定の電圧が
得られる。
【0009】式を用いて表わせば、電源電圧をVcc,電
流源35の電流値をI35とすれば、出力33の電圧Vo
は、 Vo =Vcc−R6(I35/2)………(1) となる。
【0010】次に、データ入力がハイレベルのとき、ト
ランジスタQ1には電流源34の電流(I35) が流れ
る。よって、a点にはクロック入力と逆相の信号が得ら
れ、b点にはクロック入力と同相の信号が得られるとこ
になる。従って、出力33からはa点と同相(すなわち
クロック入力と逆相)で、(1)式のVo を中心として
振幅がR6・I35である様な信号が得られる。
【0011】実際の入力信号と出力信号との関係を図5
(a)〜(c)を参照しつつ説明する。図5において
は、データ入力に対してクロック入力(VCO出力)が
(1/2)π遅れたとき(データ入力の立上りエッジに
対してクロック入力の立上りエッジが(1/2)π遅れ
ているとき)を、位相差0(rad)と定義する。
【0012】データ入力とクロック入力との位相差が0
radのとき、出力OUT(33)は、図5(a)の如
く、(1)式で示す電圧Vo を中心にしてハイレベルと
ローレベルとが上下対称となる。この信号をLPF4
(図3)を通過させると、高周波成分が除去されて直流
的には中心値Vo を示すことになる。すなわち、図5
(a)の出力OUTが時間積分されたものとなる。
【0013】次に、クロック信号がデータ入力に対して
(3/8)π(rad)進んだとき(すなわち、位相差
0(rad)に対してクロック信号の立上りエッジが
(3/8)π(rad)早くなったとき)を、位相差−
(3/8)π(rad)と定義する。
【0014】図5(b)に示す如く、このときの出力O
UTは、中心値を境に、ハイレベル側の波形領域が少な
く、ローレベル側のそれが多くなる。この信号をLPF
4を通過させると、直流的には中心値よりも低い電圧を
示す。
【0015】更に、位相差(3/8)π(rad)のと
きも同様に、出力OUTは図5(c)に示す如く中心値
よりも高い電圧を示すことになる。
【0016】以上、図5(a)〜(c)に説明した事実
を基に図4に示した位相比較回路の位相差に対するLP
F4の出力電圧をグラフに表すと、図6の如くなる。
【0017】図3に示すPLL回路において、PLLが
同期状態にあるものとすると、VCO5の出力周波数と
位相とは、データ入力の周波数と位相とに夫々一致した
状態にあり、位相比較回路3の出力信号は中心値Vo を
境に上下対称となり、LPF4の出力電圧はこの中心値
そのものとなる。
【0018】しかしながら、PLL回路が長期に亘って
同期を維持するためには常にVCO5を制御してデータ
入力に同期させる必要があるので、位相比較回路3の出
力の積分電圧(LPF4の出力)は中心値ではあり得
ず、この中心値に対してある差電圧が必要となる。従っ
て、その電圧に対応する位相差が必ず存在することにな
る。
【0019】この様に、図4で示す如き位相比較回路を
用いた場合、図3のPLL回路では、位相比較回路3の
入力信号1と、VCO出力信号2との位相関係は、図4
(a)の関係ではあり得ず、ある位相誤差を有する状態
にあることになる。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】図3のPLL回路で、
図4に示す位相比較回路を用いた場合、PLL回路がデ
ータ入力に同期して同期状態での動作を行っているとき
に、データ入力に“0”が存在すると、位相比較回路は
位相比較を行えず、位相比較出力は中心値に戻ってしま
い、LPFの出力電圧(VCOの制御入力電圧)は同期
状態の電圧からはずれてしまうことになる。
【0021】すなわち、データ入力に“0”が連続する
と、VCOの入力電圧はデータ入力に同期することがで
きず、いわゆる零連続耐力が劣化する。
【0022】また、瞬間的な動作を考えると、データ入
力に“0”が入力されたとき、位相比較回路はその都度
位相比較動作を止めて中心値を出力するので、LPFの
出力電圧(VCOの制御電圧)としては安定性がなくな
り、VCO出力のジッタを招来するという欠点がある。
【0023】そこで、本発明はこの様な従来技術の欠点
を解消すべくなされたものであって、その目的とすると
ころは、データ入力に“0”が存在した場合にも、VC
O出力が安定に得られるようにしたPLL回路を提供す
ることにある。
【0024】
【課題を解決するための手段】本発明によるPLL回路
は、電圧制御発振手段と、この発振出力と入力データと
の位相差を検出してこの位相差に応じて前記電圧制御発
振手段の制御電圧を生成する位相比較手段と、前記デー
タ入力が論理0になったときに0検出信号を生成する手
段と、この0検出信号に応答して直前の前記制御電圧を
ホールドしつつ前記電圧制御発振手段の制御電圧として
供給制御する制御電圧供給制御手段とを含むことを特徴
とする。
【0025】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ詳述する。
【0026】図1は本発明の実施例のブロック図であ
り、図3と同等部分は同一符号により示している。デー
タ入力1とVCO5の出力2とは位相比較回路3にて位
相比較され、その位相差出力はLPF4及びサンプル/
ホールド回路7を介してVCO5の制御電圧として用い
られる。図1における位相比較回路3は図4に示した回
路構成であるものとする。
【0027】一方、“0”検出回路6が設けられてお
り、データ入力1の“0”を検出して“0”検出信号を
生成し、この信号がサンプル/ホールド回路7のサンプ
ル/ホールド動作を制御する信号として用いられる。こ
の“0”検出信号が発生されていなければ、サンプル/
ホールド回路7はサンプル/ホールド動作をなすことな
く、LPF4の出力をそのままVCO5の制御電圧とし
て供給する。“0”検出信号が発生されれば、サンプル
/ホールド回路7は動作して“0”検出信号発生直前の
LPF4の出力電圧をサンプル/ホールドしつつ、VC
O5の制御電圧として供給する。“0”検出信号が存在
している間、このホールド状態は維持されるものとす
る。
【0028】“0”検出回路6は、例えば図示の如く、
D−FF(ディレイドフリップフロップ)61からな
り、そのD入力にデータ入力1が、クロック入力(C)
にVCO出力2が夫々印加され、そのQ出力に“0”検
出信号が得られる。データ入力1が“1”であればQ出
力はハイレベルを維持し、“0”であればローレベルと
なる。
【0029】PLL回路においては、前述した如く、デ
ータ入力に対してPLL回路が同期を維持するために
は、VCO制御電圧としては、中心値からある程度増減
したある電圧値が与えられている必要があり、この電圧
に相当する位相誤差が常に生じている。この状態をいま
仮に図5(c)に示す様な信号の位相関係で保たれてい
るとする。
【0030】このとき、データ入力に“0”が印加され
た場合について考えると、位相比較回路3(図4の回
路)の出力波形は図7に示すOUTの波形となる。この
信号をLPF4を通すことにより、VCO5の制御入力
電圧として、図7のVCO入力として示す太線の波形と
なる。この信号がVCO5の制御電圧となるので、デー
タ入力が“1”のときは正常な発振周波数となるが、デ
ータ入力に“0”が存在すれば、VCO5の制御電圧は
その都度中心値へ向けて変化し、VCO5の制御電圧は
安定せず、よってVCOの出力信号にジッタが現われる
のである。
【0031】また、データ入力に“0”が連続的に現わ
れると、VCO5の制御電圧が同期状態の電圧から中心
値へとずれてしまい、VCO5の出力信号はデータ入力
に同期することができず、零連続耐力が劣化する。
【0032】そこで、本発明では、“0”検出回路6を
設けて、データ入力の“0”を検出して“0”検出信号
を生成させ、この“0”検出信号が生成されるとその直
前のLPF出力電圧をサンプリングし、以後“0”検出
信号がなくなるまでホールドしつつVCO制御電圧とし
ているのである。それ以外のときは、LPF4の出力は
そのままVCO5へ入力される。
【0033】こうすることにより、図7のVCO入力の
波形中の点線で示す如く、VCO制御電圧としては安定
した電圧が供給され、VCO出力が安定になる。
【0034】図2は本発明の他の実施例のブロック図で
あり、図1の回路に、同期検出回路8とスイッチ9とを
追加したものである。すなわち、PLL回路が同期状態
からはずれたことを同期検出回路8にて検出し、これに
よりその同期はずれの間スイッチ9を開制御して、
“0”検出回路6の出力を断としたものである。同期は
ずれ状態では、VCO5の出力はフリーラン状態となる
ので、D−FF61のQ出力は安定しなくなるためであ
る。
【0035】
【発明の効果】叙上の如く、本発明によれば、データ入
力が“0”のときには、直前のVCO制御電圧をホール
ドしつつVCOへ供給しているので、VCOの出力が安
定になり、データ入力に対する零連続耐力を向上させる
ことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のブロック図である。
【図2】本発明の他の実施例のブロック図である。
【図3】従来のPLL回路のブロック図である。
【図4】PLL回路における位相比較回路の例を示す図
である。
【図5】(a)〜(c)は図4の回路の入出力関係を位
相状態に応じて示す波形図である。
【図6】PLL回路の入出力特性図である。
【図7】PLL回路において、データ入力に“0”が連
続して印加された場合の各部動作波形図である。
【符号の説明】
1 データ入力 2 VCO出力 3 位相比較回路 4 LPF 5 VCO 6 “0”検出回路 7 サンプル/ホールド回路 61 D−FF(ディレイドフリップフロップ)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電圧制御発振手段と、この発振出力と入
    力データとの位相差を検出してこの位相差に応じて前記
    電圧制御発振手段の制御電圧を生成する位相比較手段
    と、前記データ入力が論理0になったときに0検出信号
    を生成する手段と、この0検出信号に応答して直前の前
    記制御電圧をホールドしつつ前記電圧制御発振手段の制
    御電圧として供給制御する制御電圧供給制御手段とを含
    むことを特徴とするPLL回路。
  2. 【請求項2】 前記制御電圧供給制御手段は、前記0検
    出信号が生成されていないときに前記位相差に応じた制
    御電圧を前記電圧制御発振手段へそのまま供給し、前記
    0検出信号が生成されているときはその間直前の位相差
    に応じた制御電圧をホールドしつつ出力するサンプルホ
    ールド手段であることを特徴とする請求項1記載のPL
    L回路。
JP5117960A 1993-04-21 1993-04-21 Pll回路 Pending JPH06311030A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020537400A (ja) * 2017-10-12 2020-12-17 シナプティクス インコーポレイテッド 位相同期回路および復元器

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6423467A (en) * 1987-07-17 1989-01-26 Canon Kk Pll circuit for information reproducing device

Patent Citations (1)

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19960528