JPH06338791A - Pll周波数シンセサイザ回路 - Google Patents

Pll周波数シンセサイザ回路

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JPH06338791A
JPH06338791A JP5128952A JP12895293A JPH06338791A JP H06338791 A JPH06338791 A JP H06338791A JP 5128952 A JP5128952 A JP 5128952A JP 12895293 A JP12895293 A JP 12895293A JP H06338791 A JPH06338791 A JP H06338791A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
pulse
output
frequency
pll
Prior art date
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Pending
Application number
JP5128952A
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English (en)
Inventor
Masaru Horikoshi
勝 堀越
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 PLLのロックアップタイムを短くし、電源
投入時間の短縮を可能とする。 【構成】 位相比較回路9によって、可変分周回路6の
分周出力と基準分周回路8の分周出力の位相を比較し、
位相差に応じた幅のパルスを出力する。この位相比較回
路9の出力パルスのパルス幅を、パルス伸長回路10に
よって、パルス幅が長いほどより長く伸長し、このパル
ス伸長回路10の出力パルスに基づいてローパスフィル
タ4によって、電圧制御発振回路2を制御する電圧を生
成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コードレス電話や携帯
電話等の移動体無線通信機器分野あるいは放送受信機器
分野に使用されるPLL周波数シンセサイザ回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】無線通信機器あるいは放送受信機器で
は、第1局部発振器としてPLL(フェーズロックトル
ープ)を用いた周波数シンセサイザが用いられている。
一般に、これらの分野で使用されるPLL周波数シンセ
サイザ回路は、外部接続された水晶振動子によって基準
発振信号を発生する水晶発振回路と、この水晶発振回路
の発振出力を分周して基準信号を生成する基準分周回路
と、電圧制御発振回路(以下、VCOとも記す。)の発
振信号を分周する可変分周回路と、基準分周回路の分周
出力周波数と可変分周回路の分周出力周波数の位相比較
を行いその位相差信号を出力する位相比較回路と、この
位相比較回路の出力を積分し、その位相差に応じた電圧
でVCOを制御するローパスフィルタと、基準分周回路
の分周比と可変分周回路の分周比を設定する分周データ
保持回路とから構成されている。
【0003】従来、このようなPLL周波数シンセサイ
ザ回路は、前記位相差信号出力をそのまま積分して、V
COを制御している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般にコー
ドレス電話や携帯電話等では、電源にバッテリを用いて
おり、消費電力を節約するため間欠駆動を行っている。
例えば、図7に示すように、子機は所定の周期Tで親機
と通信(ポーリング)を行って着呼信号の受信等を行
う。この場合、電源が投入されるごとにPLLを動作さ
せ、PLLがロックするのを待ってデータ転送を行って
いる。従って、電源を投入している時間はPLLのロッ
クアップタイムt1 と通信時間t2 の和となる。そのた
め、PLLのロックアップタイムが長いと、待ち受け時
において電源を投入している時間が長くなり、バッテリ
の寿命が短くなってしまうという問題点がある。
【0005】そこで本発明の目的は、PLLのロックア
ップタイムを短くして電源投入時間の短縮を可能とした
PLL周波数シンセサイザ回路を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のPLL周波数シ
ンセサイザ回路は、基準信号を発生する水晶発振回路
と、この水晶発振回路の出力を分周してPLLの基準周
波数信号を生成する基準分周回路と、印加される電圧に
よって発振周波数が制御される電圧制御発振回路と、こ
の電圧制御発振回路の信号を分周する可変分周回路と、
この可変分周回路の分周出力と基準分周回路の分周出力
の位相を比較し、位相差に応じた幅のパルスを出力する
位相比較回路と、この位相比較回路の出力パルスのパル
ス幅を、パルス幅が長いほどより長く伸長する伸長回路
と、この伸長回路の出力パルスに基づいて電圧制御発振
回路を制御する電圧を発生するローパスフィルタとを備
えたものである。
【0007】
【作用】このPLL周波数シンセサイザ回路では、位相
比較回路によって、可変分周回路の分周出力と基準分周
回路の分周出力の位相が比較され、位相差に応じた幅の
パルスが出力される。この位相比較回路の出力パルスの
パルス幅は、伸長回路によって、パルス幅が長いほどよ
り長く伸長され、この伸長回路の出力パルスに基づいて
ローパスフィルタによって、電圧制御発振回路を制御す
る電圧が発生される。従って、可変分周回路の分周出力
と基準分周回路の分周出力の位相差が大きく、位相比較
回路の出力パルスのパルス幅が長いほど、パルス幅がよ
り長く伸長されてループゲインが高くなり、位相差が小
さいときはパルス幅はあまり伸長されないのでループゲ
インは低いままとなり、その結果、ロックアップタイム
が短くなる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。
【0009】図1は本発明の一実施例のPLL周波数シ
ンセサイザ回路の構成を示すブロック図である。この図
に示す回路は、通信機器あるいは放送受信機器用のPL
L周波数シンセサイザ回路であり、PLL周波数シンセ
サイザ集積回路1と、このPLL周波数シンセサイザ集
積回路1に接続された電圧制御発振回路(VCO)2、
水晶振動子3およびチャージポンプ12と、チャージポ
ンプ12の出力を積分してVCO2に制御電圧V0 を与
えるローパスフィルタ(LPF)4とを備えている。
【0010】PLL周波数シンセサイザ集積回路1は、
VCO2の発振信号fV を増幅する高感度な増幅回路5
と、この増幅回路5によって増幅されたVCO2の発振
信号fV を設定された分周比で分周する可変分周回路6
と、接続された水晶振動子3によって発振周波数が決定
される水晶発振回路7と、この水晶発振回路7の発振出
力を設定された分周比で分周する基準分周回路8と、可
変分周回路6の分周出力fP と基準分周回路8の分周出
力である基準周波数信号fR との位相差を検出し、この
位相差に応じたパルス幅のパルスを出力する位相比較回
路9と、この位相比較回路9の出力パルスのパルス幅
を、パルス幅が長いほどより長く伸長するパルス伸長回
路10と、可変分周回路6の分周比と基準分周回路8の
分周比を設定するデータ保持回路11とを備えている。
【0011】本実施例における位相比較回路9は、位相
差が正の値の場合にその絶対値に応じた幅のパルスを出
力する端子と、位相差が負の値の場合にその絶対値に応
じた幅のパルスを出力する端子の2つの出力端子を有し
ており、パルス伸長回路10は位相比較回路9の各出力
端子からのパルスをそれぞれ別個に伸長して2つの出力
端子から出力する。
【0012】チャージポンプ12は、パルス伸長回路1
0の出力パルスを入力し、位相差の正,負,ゼロに応じ
て三値の信号を出力する回路である。
【0013】次に、本実施例の動作の概要について説明
する。
【0014】本実施例のPLL周波数シンセサイザ回路
では、基準分周回路8によって基準周波数信号fR が生
成され、可変分周回路6によってVCO2の発振信号f
V を設定された分周比で分周した分周出力fP が得られ
る。そして、位相比較回路9によって、可変分周回路6
の分周出力fP と基準分周回路8からの基準周波数信号
R の位相が比較され、位相差に応じた幅のパルスが出
力される。この位相比較回路9の出力パルスのパルス幅
は、パルス伸長回路10によって、パルス幅が長いほど
より長く伸長される。このパルス伸長回路10の出力パ
ルスはチャージポンプ12によって三値の信号に変換さ
れてローパスフィルタ4によって積分され、VCO2を
制御する制御電圧V0 が得られる。そして、この制御電
圧V0 によってVCO2の発振周波数が制御される。こ
のようにして、基準周波数信号fR の周波数の整数倍の
周波数の発振信号fV が得られる。この発振信号fV
周波数は可変分周回路6の分周比を変えることで変える
ことができる。そして、この発振信号fV が例えば第1
局部発振周波数信号として利用される。
【0015】次に、本実施例の特徴であるパルス伸長回
路10について詳しく説明する。
【0016】図2,図3はパルス伸長回路10の構成を
示すブロック図である。このパルス伸長回路10は、入
力パルスINの幅をクロックCLによってカウントし、
このカウント値を二乗した値に対応する幅の出力パルス
OUTを出力する回路である。
【0017】図2に示すように、このパルス伸長回路1
0は、縦列接続されたフリップフロップ(以下、FFと
記す。)31〜33からなる。クロックカウント用のカ
ウンタ30と、縦列接続されたFF41〜43から構成
され所定のタイミングでカウンタ30のカウント値をラ
ッチするラッチ回路40とを備えている。FF31〜3
3の各Q出力であるQA1〜QA3は、それぞれFF4
1〜43のD入力端に印加されている。
【0018】また、入力パルスINはノアゲート34の
第1の入力端に印加されている。このノアゲート34の
出力端は、ノアゲート35の第1の入力端に接続される
と共にノアゲート36の第2の入力端に接続されてい
る。ノアゲート35の第2の入力端には初期リセット信
号POCが印加され、第3の入力端には後述する信号O
UTSが印加されている。ノアゲート35の出力端はノ
アゲート34の第2の入力端に接続されると共に、この
ノアゲート35の出力が出力パルスOUTとなってい
る。また、初期リセット信号POCはインバータ37に
も印加され、インバータ37の出力端はFF41〜43
の各クリア端子に接続されている。また、入力パルスI
Nは、遅延回路61,ノアゲート62,及び負論理入力
のアンドゲート63からなる立下りエッジ検出部38に
も印加されている。この立下りエッジ検出部38は入力
パルスINの立下りエッジを検出し、検出信号DCKを
出力するものである。この検出信号DCKはノアゲート
36の第3の入力端とFF41〜43の各クロック入力
端Cに印加されている。
【0019】FF31のQ出力QA1とFF41のQ出
力L1はEXORゲート(イクスクルーシブオアゲー
ト)44の各入力端に印加され、FF32のQ出力QA
2とFF42のQ出力L2はEXORゲート45の各入
力端に印加され、FF33のQ出力QA3とFF43の
Q出力L3はEXORゲート46の各入力端に印加され
ている。EXORゲート44〜46の各出力端は負論理
入力のアンドゲート47の各入力端に接続され、このア
ンドゲート47の出力QB1Cがノアゲート36の第1
の入力端に印加されている。
【0020】また、パルス伸長回路10は、図3に示す
ように、縦列接続されたFF51〜53から構成されア
ンドゲート47の出力QB1Cをカウントするカウンタ
50を備えている。FF51〜53の各クリア端子には
ノアゲート35(図2)の出力OUTが印加されてい
る。
【0021】FF51のQ出力QB1とFF41のQ出
力L1はEXORゲート54の各入力端に印加され、F
F52のQ出力QB2とFF42のQ出力L2はEXO
Rゲート55の各入力端に印加され、FF53のQ出力
QB3とFF43のQ出力L3はEXORゲート56の
各入力端に印加されている。EXORゲート54〜56
の各出力端は負論理入力のアンドゲート57の各入力端
に接続され、このアンドゲート57の出力OUTSがノ
アゲート35(図2)の第3の入力端に印加されてい
る。
【0022】次に、図4に示すタイミングチャートを参
照して、パルス伸長回路10の動作について説明する。
【0023】(c)に示すように初期リセット信号PO
Cがロウになった後、(b)に示すように入力パルスI
Nが立上ると、(h)に示すように信号QA1Rがハイ
になり、カウンタ30が(a)に示すクロックCLのカ
ウントを開始する。また、(d)に示すように出力パル
スOUTが立上る。
【0024】次に、(b)に示すように入力パルスIN
が立下ると、立下りエッジ検出部38によって立下りエ
ッジが検出され、(i)に示すように検出信号DCKが
出力される。この検出信号DCKの出力のタイミング
で、(e)〜(g)に示すFF31〜33の各出力QA
1〜QA3が、ラッチ回路40の各FF41〜43にラ
ッチされ、また、FF31〜33がリセットされる。こ
のようにして、入力パルスINの幅に対応するクロック
CLのカウント値がラッチ回路40に記憶される。図4
に示す例では、入力パルスINの幅に対応するクロック
CLのカウント値は“4”(2進数では“100”)で
あり、(j)〜(l)に示すようにFF41〜43の出
力L1〜L3がこの値を示している。
【0025】その後もカウンタ30はカウントを続け、
カウンタ30のカウント値とラッチ回路40の出力値が
一致すると、(m)に示すようにアンドゲート47の出
力QB1Cがハイになり、カウンタ30がリセットさ
れ、QB1Cはロウに戻る。従って、カウント30が最
初にカウントした入力パルスINの幅に対応するカウン
ト値だけクロックCLをカウントするごとに、QB1C
がパルス状に出力される。
【0026】(n)〜(p)に示すように、カウンタ5
0はQB1Cをカウントする。そして、カウンタ50の
カウント値とラッチ回路40の出力値が一致すると、
(q)に示すようにアンドゲート57の出力OUTSが
ハイになり、(d)に示すようにノアゲート35の出力
である出力パルスOUTがロウになる。また、カウンタ
50がリセットされ、OUTSはロウに戻るが、ノアゲ
ート35に入力されるノアゲート34の出力がハイのま
まとなるので出力パルスOUTはロウのままとなる。
【0027】このようにして、出力パルスOUTは、入
力パルスINの幅をクロックCLによってカウントした
カウント値を二乗した値に対応する幅(図4の例ではク
ロックCLの4×4=16個分)となる。
【0028】このように本実施例によれば、位相比較回
路9の出力パルスのパルス幅は、パルス伸長回路10に
よって、パルス幅が長いほどより長く伸長される。その
結果、図5に示すように位相差と制御電圧V0 の関係を
従来の場合と本実施例の場合とで比べると、符号61で
示す従来の場合に比べ、本実施例では符号62で示すよ
うに位相差の絶対値が大きいほど制御電圧V0 の絶対値
がより大きくなる。
【0029】従って、本実施例のPLL周波数シンセサ
イザ回路の動作では、PLLがロックしていない(位相
差大)のときはループゲインが高くなり、PLLがロッ
クしている状態またはロック過程において位相が合って
いるときにはループゲインが低くなる。その結果、図6
に示すようにPLLが周波数f0 にロックするまでの発
振周波数の変化を従来の場合と本実施例の場合とで比べ
ると、符号63で示す従来の場合に比べ、本実施例では
符号64に示すようにより早いロックが可能となる。
【0030】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
例えば実施例では、パルスの幅をクロックによるカウン
ト値で二乗となるように伸長したが、位相差に対してパ
ルス幅が指数関数的に増大するようにパルス幅を伸長さ
せても良いし、所定のパルス幅以上の場合にのみ一定の
割合であるいはパルス幅に応じてパルス幅を伸長するよ
うにしても良い。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、位
相比較回路の出力パルスのパルス幅を、パルス幅が長い
ほどより長く伸長するようにしたので、位相差が大きい
ほどループゲインが高くなり、位相差が小さいときはル
ープゲインは低いままとなり、PLLのロックアップタ
イムを短くでき、電源投入時間の短縮が可能になるとい
う効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のPLL周波数シンセサイザ
回路の構成を示すブロック図である。
【図2】図1におけるパルス伸長回路の前半部分の構成
を示すブロック図である。
【図3】図1におけるパルス伸長回路の後半部分の構成
を示すブロック図である。
【図4】図2のパルス伸長回路の動作を示すタイミング
チャートである。
【図5】位相差とVCOの制御電圧の関係について従来
の場合と本発明の一実施例の場合とで比較して示す特性
図である。
【図6】PLLがロックするまでの発振周波数の変化を
従来の場合と本発明の一実施例の場合とで比較して示す
特性図である。
【図7】コードレス電話等における電源投入時間とPL
Lのロックアップタイムと通信時間の関係を示す説明図
である。
【符号の説明】
1 PLL周波数シンセサイザ集積回路 2 電圧制御発振器 3 水晶振動子 4 ローパスフィルタ 6 可変分周回路 7 水晶発振回路 8 基準分周回路 9 位相比較回路 10 パルス伸長回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基準信号を発生する水晶発振回路と、 この水晶発振回路の出力を分周してPLLの基準周波数
    信号を生成する基準分周回路と、 印加される電圧によって発振周波数が制御される電圧制
    御発振回路と、 この電圧制御発振回路の信号を分周する可変分周回路
    と、 この可変分周回路の分周出力と前記基準分周回路の分周
    出力の位相を比較し、位相差に応じた幅のパルスを出力
    する位相比較回路と、 この位相比較回路の出力パルスのパルス幅を、パルス幅
    が長いほどより長く伸長する伸長回路と、 この伸長回路の出力パルスに基づいて前記電圧制御発振
    回路を制御する電圧を発生するローパスフィルタとを具
    備することを特徴とするPLL周波数シンセサイザ回
    路。
JP5128952A 1993-05-31 1993-05-31 Pll周波数シンセサイザ回路 Pending JPH06338791A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4867769A (en) * 1988-01-16 1989-09-19 Asahi Glass Company, Ltd. Supporting structure for ceramic tubes in a gas system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4867769A (en) * 1988-01-16 1989-09-19 Asahi Glass Company, Ltd. Supporting structure for ceramic tubes in a gas system

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