JPH0653822A - ダブルpll装置 - Google Patents

ダブルpll装置

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JPH0653822A
JPH0653822A JP4225104A JP22510492A JPH0653822A JP H0653822 A JPH0653822 A JP H0653822A JP 4225104 A JP4225104 A JP 4225104A JP 22510492 A JP22510492 A JP 22510492A JP H0653822 A JPH0653822 A JP H0653822A
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JP
Japan
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signal
clock
pll
output
voltage
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JP4225104A
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Motoshige Mizuno
幹滋 水野
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外来的なCビットの設定ミスによって誤動作
するということのないWPLL回路を提供する。 【構成】 外来的なCビットインターフェース回路の代
わりに、第1のPLLのサンプリングクロック、あるい
はその分周出力を電圧に変換するFVコンバータ17
と、その出力の電圧比較を行うウインドウコンパレータ
18とからなるfs情報生成回路16を用いた構成とす
る。 【効果】 実際のサンプリングクロックとfs情報の間
にミスマッチが生じることがなく、正常な動作を行うこ
とのできるWPLL装置が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はダブルPLL装置に関
し、特にディジタル信号を受け、該ディジタル信号から
クロック成分を抽出し、該クロック信号に同期したディ
ジタル信号を出力する第1段目のPLL (Phase Locked
Loop)回路と、該第1段目のPLL回路で抽出したクロ
ック信号により、ジッター成分の少ないクロック信号で
該第1段目のPLL回路の出力であるディジタル信号を
同期させる第2段目のPLL回路とから構成されるダブ
ルPLL装置 (以後WPLL装置と称す) に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】図6は従来の2つのPLL回路から構成
されるWPLL装置のブロック図である。このWPLL
装置は、ジッター成分の少ない高精度なクロック信号を
必要とするディジタル音声信号処理を行う場合によく用
いられる。ディジタル音声信号は、ディジタル信号入力
端子1に入力される。データインタフェース回路2は、
VCO (Voltage Controlled Oscillator)3で発生した
クロック信号を、分周器4で所定の周波数まで分周した
クロック信号を用い、ディジタル信号入力端子1から入
力したディジタル音声信号に所定の処理を施して出力さ
せる。反転間隔検出回路5は、ディジタル信号入力端子
1からのディジタル音声信号が、“L”から“H”、あ
るいは“H”から“L”に変化する反転間隔を検出す
る。分周器6は、反転間隔検出回路5の出力を受け所定
の周波数まで分周する。位相比較器7は、VCO3の出
力を分周した分周器4の出力信号と、反転間隔検出回路
5の出力を分周した分周器6の出力信号とを受け、分周
器4の出力信号の位相に対し、分周器6の出力信号の位
相の方が進んでいる場合に“L”(あるいは“H”)を
出力し、分周器4の出力信号の位相に対し、分周器6の
出力信号の位相の方が遅れている場合に“H”(あるい
は“L”)を出力する。フィルタ回路8は、位相比較器
7の出力を受け不用な帯域を除去するローパスフィルタ
で、その出力はVCO3に入力する。太い実線で囲んだ
100は、第1段目のPLL回路を示すブロックで、デ
ータインタフェース回路2,VCO3,分周器4,反転
間隔検出回路5,分周器6,位相比較器7,フィルタ回
路8,およびCビットインタフェース回路9から構成さ
れる。
【0003】データインタフェース回路12は、データ
インタフェース回路2の出力を受け、VCXO(Voltag
e Controlled Oscillator)10の出力を分周器11で分
周したクロック信号に同期したディジタル音声信号を発
生し、ディジタル信号出力端子15に出力する。位相比
較器13はVCXO10出力を分周器11で分周した信
号とVCO3出力を分周器4で分周した信号を受け、V
CXO10出力を分周した信号の位相に対しVCO3出
力を分周した信号の位相が進んでいる場合は、“L”
(あるいは“H”)を出力し、VCXO10出力を分周
した信号の位相に対しVCO3出力を分周した信号の位
相が遅れている場合は、“H”(あるいは“L”)を出
力する。フィルタ回路14は、位相比較器13の出力を
受け不用な帯域を除去するローパスフィルタで、その出
力はVCXO10に入力する。点線で囲んだ102は、
第2段目のPLL回路のブロックを示し、データインタ
フェース回路12,VCXO10,分周器11,位相比
較器13,およびフィルタ回路14から構成される。
【0004】次に従来例の動作について説明する。ディ
ジタル入力端子1から日本電子機械工業会規格(CP−
340)に規定されたフォーマットでディジタル音声信
号が入力するものとする。日本電子機械工業会規格(C
P−340)は、ディジタルオーディオ機器間の相互接
続に用いるシリアル,自己同期伝送方式のインターフェ
ースについて規定されたものである。日本電子機械工業
会規格(CP−340)で規定されている自己同期伝送
可能なシリアルデータ、つまりディジタル入力端子1に
入力するディジタル音声信号は、2つの連続した2進数
からなるシンボルでデータビットが表現され、伝送され
るデータビットが“0”であれば、該シンボルは、2番
目の2進数が最初の2進数の状態を維持する“00”ま
たは“11”であり、伝送されるビットが“1”であれ
ば、該シンボルは、2番目の2進数が最初の2進数の状
態を変化する“01”または“10”であり、かつシン
ボルの最初の2進数の状態は先行するシンボルの2番目
の2進数の状態と必ず異なるものとなるバイフェーズマ
ーク方式で変調されている。つまり、バイフェーズマー
ク変調されたディジタル音声信号は、2種類の周波数し
か存在しないことになり、反転間隔検出回路5はこの周
波数を抽出することにより、分周器6に入力する所定の
周波数のクロックを出力する。反転間隔検出回路5の出
力を受けた分周器6は、所定の周波数になるまで分周
し、位相比較器7に入力する。VCO3は、フィルタ回
路8の出力を受け、所定の周波数で発振する電圧制御発
振器で、その出力は分周器4に入力される。分周器4は
VCO3の出力を所定の周波数に分周し、その出力は位
相比較器7と位相比較器13とに入力される。位相比較
器7は分周器4の出力信号の位相と分周器6の出力信号
の位相を比較し、分周器4の出力信号の位相が分周器6
の出力信号の位相よりも進んでいる場合は“L”(ある
いは“H”)を出力し、分周器4の出力信号の位相が分
周器6の出力信号の位相より遅れている場合は、“H”
(あるいは“L”)を出力する。フィルタ回路8は、V
CO3を制御するのに不用な帯域を除去するローパスフ
ィルタで、位相比較器7の出力を受け高周波成分を除去
した後、VCO3に入力する。VCO3,分周器4,位
相比較器7,フィルタ回路8は、フィードバックループ
を形成し、ディジタル入力端子1から入力されたディジ
タル音声信号に同期するクロックを発生する。データイ
ンタフェース回路2は、該フィードバックループで発生
したクロックを用い、変調されているディジタル入力端
子1から入力するディジタル音声信号を復調したり、日
本電子機械工業会規格(CP−340)に規定されてい
るディジタル音声信号に含まれる冗長データの分離及び
制御を行い、ディジタル音声データのみを2段目のPL
L回路102に出力する。Cビットインターフェース回
路9は,上記冗長データのうちチャネルステータスビッ
ト(以下Cビットと略す)に乗せられているサンプリン
グクロックの情報(以下fs情報と呼ぶことにする。)
を2ビットで表現されるディジタル値に変換し、VCX
O10に送信する。また、サンプリングクロックと、こ
の2ビットディジタル値信号は、便宜を図り
【0005】
【表1】
【0006】のように対応させているものとする。ここ
でサンプリングクロックとは、アナログ信号をディジタ
ル化する場合に必要なクロックであり、CD(Compact D
isc)やDAT(Digital Audio Taperecorder)、あるいは
BS(Broadcasting Satellite)チューナなどのディジタ
ルオーディオ機器では、32kHz ,44.1kHz ,48
kHz の3種類が標準となっており、よって本WPLL装
置の場合もサンプリングクロックと記しておけば、特に
ことわらない限り、前記3種類のクロックのうちのいず
れかを指すものとする。また、分周器4から位相比較器
7と13に送信されるクロック、あるいは分周器11か
ら位相比較器13に送信されるクロックはサンプリング
クロックと同等の値か、あるいはサンプリングクロック
の整数倍の値を持つ。VCXO10は、フィルタ回路1
4の出力を受け所定の周波数で発振する電圧制御型発振
器で、該VCO3よりジッター成分が少なくかつ水晶発
振器に近い精度で発振する。VCXO10では上記3種
類のサンプリングクロックに対応した3種類の発振器を
備えており、Cビットインターフェース回路9から送信
されたfs情報により発振器を切り換えている。分周器
11は所定の周波数で発振しているVCXO10の出力
を受け、所定の周波数に分周し、位相比較器13に入力
する。位相比較器13は1段目のPLL回路100の位
相比較器7と同じ様に動作する。位相比較器13は、分
周器11の出力信号と分周器4の出力信号を受け、分周
器11の出力信号の位相が分周器4の出力信号の位相よ
り進んでいる場合は“L”(あるいは“H”)を出力
し、分周器11の出力信号の位相が分周器4の出力信号
の位相より遅れている場合は、“H”(あるいは
“L”)を出力する。フィルタ回路14はVCXO10
を制御するのに不用な帯域を除去するローパスフィルタ
で、位相比較器13の出力を受け高調波成分を除去した
後、VCXO10に入力する。VCXO10,分周器1
1,位相比較器13,フィルター回路14は、フィード
バックループを構成し、第1段目のPLL回路100の
データインタフェース回路2の出力に同期したクロック
を発生する。第2段目のPLL回路102のデータイン
タフェース回路12は、第2段目のPLL回路102の
フィードバックループで発生したジッタ成分の少ないク
ロックを用い、第1段目のPLL回路のデータインタフ
ェース回路2の出力であるディジタル音声信号をリトリ
ガし、ディジタル出力端子15に出力する。以上が通常
の動作であるが、この場合第1段目のPLLから第2段
目のPLLに送信するfs情報は実際のサンプリングク
ロックとは全く独立なCビットに乗せられるため、Cビ
ットに設定エラーがあった場合、第1段目のPLLで正
常な動作をしているにもかかわらず、第2段目のPLL
に間違ったfs情報が送信されてしまう。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来のWPLL装置
は、以上のように構成されており、上述のように、WP
LL側では何も異常が無い場合でも、外来的なCビット
の設定ミスがあるとこれのみが原因で正常な動作ができ
なくなってしまうという問題があった。
【0008】本発明は、上記のような従来の問題点を解
決するためになされたもので、外来的なCビットの設定
ミスのみに起因して正常な動作ができなくなってしまう
ことを防止することのできるWPLL装置を提供するこ
とを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明にかかるWPLL
装置は、第1段目のPLL回路で発生したサンプリング
クロック、あるいはサンプリングクロックの整数倍のク
ロックを用いて、fs情報を生成するfs情報生成回路
を、第1段目のPLL回路と第2段目のPLL回路との
間に設けたものである。
【0010】
【作用】本発明におけるWPLL装置では、第1段目の
PLL回路で発生したサンプリングクロック、あるいは
サンプリングクロックの整数倍のクロックを、fs情報
生成回路内部のFVコンバータにより周波数に比例した
電圧に変換し、その電圧をさらに次段のウインドウコン
パレータに送信し、さらにこのウインドウコンパレータ
にて、第2段目PLLの発振器の切り替えに使用する2
ビットのディジタル信号を発生させるから、外来的なC
ビットの設定ミスのみに起因して正常な動作ができなく
なることを回避できる。
【0011】
【実施例】以下この発明の一実施例を図について説明す
る。 実施例1.図1は、本発明の一実施例によるWPLL装
置を示すブロック図である。図において、1はディジタ
ル信号を入力するディジタル入力端子、2はディジタル
入力端子1から入力したディジタル信号に対し、VCO
3で発生させた信号を分周器4で所定の周波数まで分周
した信号を用いて、信号処理を行うデータインタフェー
ス回路である。5はディジタル入力端子1から入力した
ディジタル信号が、“L”から“H”あるいは“H”か
ら“L”と極性が反転する間隔を検出する反転間隔検出
回路、6は反転間隔検出回路5の出力を受け、所定の周
波数まで分周する分周器である。7は分周器4の出力と
分周器6の出力の位相を比較する位相比較器である。フ
ィルタ回路8は、位相比較器7の出力を受け不要な周波
数帯域を除去するローパスフィルタで構成されており、
その出力はVCO3に入力される。12はデータインタ
フェース回路2の出力を、VCXO10の出力を受け、
分周器11で所定の周波数まで分周した信号を用いて信
号処理するデータインタフェース回路である。13は分
周器11の出力と分周器4の出力の位相を比較する位相
比較器である。フィルタ回路14は、位相比較器13の
出力を受け不要な周波数帯域を除去するローパスフィル
タで構成されており、その出力はVCXO10に入力さ
れる。また、従来例と大きく異なる点は、第1段目のP
LL装置に装備されていたCビットインタフェース回路
9のかわりに、fs情報生成回路16を第1段目のPL
L回路100と第2段目のPLL回路102との間に装
備していることである。
【0012】図2はこのfs情報生成回路16のブロッ
ク構成図を示し、本fs情報生成回路16は、FVコン
バータ17,ウインドウコンパレータ18,そしてサン
プリングクロック入力端子19,およびVCXO10の
発振器を制御する“H”もしくは“L”レベルのディジ
タル信号を出力する端子20,21を備えている。
【0013】図3はFVコンバータ17の回路例を示
し、これはカップリングコンデンサCp22,ダイオー
ドD1,D2からなるポンプ回路23,および帰還抵抗
Rfおよび帰還コンデンサCfを有する演算増幅器より
なる積分器24より構成される。なお、25はFVコン
バータ17の出力端子と、ウインドウコンパレータ18
の入力端子の両者を示すものである。
【0014】図4はウインドウコンパレータ18の回路
例を示し、閾値を可変抵抗VR1,VR2により制御で
きるコンパレータ26,27を装備している。なお25
は先程説明したように、FVコンバータ17の出力端子
と、ウインドウコンパレータ18の入力端子の両者を示
す。
【0015】図5は、上記本発明の特徴であるfs情報
生成回路16を用いて、サンプリングクロックがVCX
O10の発振器切替信号にまで変換される過程を示して
いる。28は上から48kHz ,44.1KHz ,32KHz
のサンプリングクロック、あるいはサンプリングクロッ
クの整数倍の周波数値を持つクロックを示す。ここで、
これらのクロックは、図5においては単に直観上の違い
を強調するために使用しており、周期や立ち上がり、立
ち下がりエッジの位置などは、実際のクロックとは全く
異なるものである。29は電圧レベルを表現するために
用いたグラフであり、縦軸は電圧を示し、横軸は特にパ
ラメータの指定はしていない。30は48KHz のサンプ
リングクロック、あるいはその整数倍の周波数値を持つ
クロックのFV変換後のレベルを表す。31は44.1
KHz のサンプリングクロック、あるいはその整数倍の周
波数値を持つクロックのFV変換後のレベルを表す。3
2は32KHz のサンプリングクロック、あるいはその整
数倍の周波数値をもつクロックのFV変換後の電圧レベ
ルを表す。33は電圧レベル30と電圧レベル31の間
に設定した、コンパレータ26の閾値、34は電圧レベ
ル31と電圧レベル32の間に設定した、コンパレータ
27の閾値を示す。
【0016】
【表2】
【0017】また、表2にウインドウコンパレータ18
により出力される2ビットのディジタル信号とサンプリ
ングの周波数との対応表である。
【0018】次いで、図2、図3、図4、図5、図6を
用いて、動作について説明を行う。WPLLの動作とし
ては従来例とほぼ同様であるため、相違点である分周器
4からfs情報生成回路16を経由しVCXO10に至
る経路の動作についてのみ説明する。分周器4から出力
されたサンプリングクロック(あるいはサンプリングク
ロックの整数倍の周波数値を持つクロック)は、サンプ
リングクロック入力端子19を介して、fs情報生成回
路16中のFVコンバータ17に入力される。FVコン
バータ17内部のカップリングコンデンサ22にパルス
が加えられると、ポンプ回路23を通じて積分回路24
内部のコンデンサCfに電荷が蓄えられ、その蓄積電荷
に見合った分の電圧が、出力端子25に現れる。このと
き、当然単位時間のパルス数が多い程、つまりサンプリ
ングクロック周波数が高い程、出力端子25からは高い
電圧が出力される。他のサンプリングクロックが入力さ
れた場合も動作は全く同様であり、よって3種類のサン
プリングクロック、あるいはサンプリングクロックの整
数倍値を持つクロックは、レベルの違う3種類の電圧値
に変換される。この3種類の電圧値はウインドウコンパ
レータ18の入力端子25に入力されるが、ウインドウ
コンパレータ18では、あらかじめこの3種類の電圧を
識別できるようにコンパレータ26、27の閾値を可変
抵抗VR1,VR2により調節することにより設定して
いる。ここでは、コンパレータ26は閾値33を持ち、
電圧レベル30と31(あるいは30と32)の判別を
し、コンパレータ27は閾値34を持ち、電圧レベル3
1と32(あるいは30と32)の判別をするものとす
る。入力端子25から48KHz のサンプリングクロック
が入力された場合、コンパレータ26、27とも“H”
レベルのディジタル信号を出力する。入力端子25から
44.1KHz のサンプリングクロックが入力された場
合、コンパレータ26は“L”レベルを、コンパレータ
27は“H”レベルを出力する。入力端子25から32
KHz のサンプリングクロックが入力された場合、コンパ
レータ26、27とも“L”レベルのディジタル信号を
出力する。これらの2値信号をVCXO10の発振器切
り替えに使用する。サンプリングクロックの整数倍の値
を持つクロックを入力した場合も同様の方法で判別が可
能であるが、この場合は、コンパレータ26と27の閾
値を、可変抵抗VR1,あるいはVR2を用いてシフト
させる必要がある。
【0019】このような本実施例においては、第1段目
のPLL回路100で発生したサンプリングクロック、
あるいはサンプリングクロックの整数倍のクロックを、
fs情報生成回路16内部のFVコンバータ17により
周波数に比例した電圧に変換し、その電圧から、さらに
次段のウインドウコンパレータ18にて、第2段目PL
L102の発振器の切り替えに使用する2ビットのディ
ジタル信号を発生させるようにし、従来のようなCビッ
トインタフェース回路を用いない構成としたから、WP
LL側に何も異常が無い場合には、外来的なCビットの
設定ミスのみに起因して正常な動作ができなくなること
を回避できる。
【0020】
【発明の効果】以上のように、本発明にかかるWPLL
装置によれば、従来の構成におけるように、Cビットイ
ンタフェース回路を用いるのではなく、実際に第1段目
のPLL回路にて作られたサンプリングクロックを元に
してFVコンバータとウインドウコンパレータ等からな
る回路によりfs情報を生成するようにしたので、上記
外来的なCビットの設定ミスによってfs情報の設定ミ
スが発生することはなく、かかる設定ミスに起因して正
常な動作ができなくなることを回避できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるWPLL装置のブロッ
ク図。
【図2】上記実施例におけるfs情報生成回路のブロッ
ク図。
【図3】FVコンバータの回路例を示す図。
【図4】ウインドウコンパレータの回路例を示す図。
【図5】fs情報生成回路を用いて、サンプリングクロ
ックがVCXO10の発振器切替信号に変換されるまで
の過程を示す図。
【図6】従来のWPLL装置のブロック図を示す図。
【符号の説明】
1 ディジタル信号入力端子 2 データインタフェース回路 3 VCO 4 分周器 5 反転間隔検出回路 6 分周器 7 位相比較器 8 フィルタ回路 9 Cビットインタフェース回路 10 VCXO 11 分周器 12 データインタフェース回路 13 位相比較器 14 フィルタ回路 15 ディジタル信号出力端子 16 fs情報生成回路 17 FVコンバータ 18 ウインドウコンパレータ 19 サンプリングクロック入力端子 20 ディジタル信号出力端子 21 ディジタル信号出力端子 22 カップリングコンデンサ 23 ポンプ回路 24 積分器 25 FVコンバータ出力端子あるいはウインドウコン
パレータの入力端子 26 コンパレータ 27 コンパレータ 28 3種類のクロック図 29 電圧レベルを示したグラフ 30 48KHz のサンプリングクロックあるいはその整
数倍の周波数値をもつクロックのFV変換後の電圧レベ
ル 31 44.1KHz のサンプリングクロックあるいはそ
の整数倍の周波数値を持つクロックのFV変換後の電圧
レベル 32 32のKHz のサンプリングクロックあるいはその
整数倍の周波数値を持つクロックのFV変換後の電圧レ
ベル 33 コンパレータ26の閾値 34 コンパレータ27の閾値

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディジタル信号を受け、上記ディジタル
    信号に含まれるクロック成分を抽出する手段と、 電圧により発振周波数が変化する第1の電圧制御型発振
    器と、上記第1の電圧制御型発振器により発生させたク
    ロック信号と上記ディジタル信号から抽出したクロック
    信号の位相誤差成分を検出する第1の位相比較器とを有
    し、上記第1の位相比較器の出力に所定の処理を施した
    信号を用いて上記第1の電圧制御型発振器の発振周波数
    を制御することにより、上記第1の電圧制御型発振器に
    より発生させたクロック信号を上記ディジタル信号に同
    期させる第1のPLLと、 上記第1のPLLにより発生させたクロック信号と電圧
    により発振周波数が変化する第2の電圧制御型発振器に
    より発生させたクロック信号の位相誤差成分を検出する
    第2の位相比較器を有し、上記第2の位相比較器の出力
    に所定の処理を施した信号を用いて上記第2の電圧制御
    型発振器の発振周波数を制御し、上記第2の電圧制御型
    発振器で発生したクロック信号と上記第1のPLLで発
    生させたクロック信号を同期させる第2のPLLとを備
    え、 上記第1のPLLにより発生させたクロック信号を用い
    て前記ディジタル信号に所定の信号処理を施し、該所定
    の信号処理を施されたディジタル信号に対し、上記第2
    のPLLで発生したクロック信号を用いて所定の信号処
    理を施すダブルPLL装置において、 上記第1のPLLで生成したクロック信号を入力とし、
    該第1のPLLが生成したクロックの種類を示す信号を
    生成し、上記第2の電圧制御型発振器に与えるfs情報
    生成回路を備えたことを特徴とするダブルPLL装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のダブルPLL装置におい
    て、 上記fs情報生成回路は、サンプリングクロックまたは
    サンプリングクロックの整数倍のクロックを周波数に比
    例した電圧に変換するFVコンバータと、該FVコンバ
    ータの出力を2つの閾値と比較し、上記第2のPLL回
    路の上記第2の電圧制御型発振器の切り換えに使用する
    2ビットのディジタル信号を発生するウインドウコンパ
    レータとを備えたものであることを特徴とするダブルP
    LL装置。
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