JPH07147538A - Pll回路 - Google Patents

Pll回路

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JPH07147538A
JPH07147538A JP5291873A JP29187393A JPH07147538A JP H07147538 A JPH07147538 A JP H07147538A JP 5291873 A JP5291873 A JP 5291873A JP 29187393 A JP29187393 A JP 29187393A JP H07147538 A JPH07147538 A JP H07147538A
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JP
Japan
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control voltage
voltage
signal
vco
control
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5291873A
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English (en)
Inventor
Takeshi Nakayama
猛 中山
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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】 【構成】 基準信号aと1/Nカウンタ16からの比較
信号bとの位相差をPC12で比較し、その位相差に応
じた出力信号を積分回路18に与え制御信号cを得る。
制御信号cをVCO20および比較器38に与える。比
較器38で、制御信号cと基準信号発生回路40からの
基準電圧eとを比較し、その大小関係に応じた比較信号
を積分回路42に与えて制御電圧fを得、制御電圧fを
可変容量ダイオード46に与える。制御電圧cと基準信
号eとが等しくなるまで、可変容量ダイオード46は制
御電圧fによってVCO20のF−V特性を制御する。
すると、所定範囲内の周波数を有する基準信号aがPC
12に与えられる限りにおいて、VCO20に与えられ
る制御電圧cは常に最適値に設定される。 【効果】 より広範囲の周波数を有する基準信号につい
て良好に同期に引き込むことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はPLL回路に関し、特
にたとえば液晶プロジェクタなどの民生用機器に用いら
れる、PLL回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図5に一般的なPLL回路1を示す。P
LL回路1は位相比較器(以下、単に「PC」という)
2を含む。PC2には、端子3からの基準信号aと1/
Nカウンタ4からの比較信号bとが与えられる。PC2
では、基準信号aと比較信号bとの位相を比較して、そ
の位相差の検波出力を適当な積分回路5を通して制御電
圧cとし、その制御電圧cによって電圧制御発振器(以
下、単に「VCO」という)6を制御する。そして、V
CO6によって発振された出力信号dは、端子7から出
力されるとともに、1/Nカウンタ4によって1/Nに
分周されて、比較信号bとされる。ここで、VCO6に
与えられる制御電圧cは、基準信号aと比較信号bとの
位相差が小さくなる方向にVCO6を制御する。したが
って、出力信号dは常に基準信号aに同期するようにな
る。
【0003】このように構成されるPLL回路1におい
て、一般にVCO6の発振周波数−制御電圧特性(以下
単に、「F−V特性」という)が図6に示されるような
特性をもつ場合、VCO6の制御電圧cの最適値は、制
御電圧cの変化範囲Xすなわちダイナミックレンジの中
心電位Aとなり、このときのVCO6の発振周波数はf
0 となる。VCO6の制御電圧cのダイナミックレンジ
が大きくなると、たとえば温度変化によってVCO6の
F−V特性が変化(たとえばF−V特性の傾きが変わっ
たり直線性が保てなくなる)しても、基準電圧aと比較
信号bとの同期が外れにくい。また、制御電圧cのダイ
ナミックレンジが大きいとVCO6の発振周波数範囲を
大きくとれるため、1度同期が外れた場合でも早く基準
信号aに引き込むことができ、PLL回路1を安定さ
せ、ノイズによる同期ずれの影響を少なくすることがで
きる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図6に示すF
−V特性をもつVCO6において、基準信号aの周波数
をf1 にしてVCO6からの出力信号dを同期させる場
合、VCO6に入力される制御電圧cはB電位となる。
したがって、ダイナミックレンジすなわち制御電圧cの
変化範囲XのうちB電位より小さい範囲はX1に示すよ
うに狭くなるので、特に制御電圧cがB電位より小さい
場合には同期への引き込みが遅くなる。これは、基準信
号aの周波数をf2 にしてVCO6の出力信号dを同期
させる場合にも同様であり、この場合の制御電圧cはC
電位となる。
【0005】したがって従来では、複数種類の基準信号
に同期するPLL回路を構成する場合には、どの基準信
号においてもVCO6の制御電圧cを最適値に調整する
ために、それぞれの基準信号に応じたVCO6を複数個
用意する必要があった。または、VCO6の定数を基準
信号に応じて切り換えるために、VCO6の定数を決定
する抵抗,インダクタおよびコンデンサを各基準信号に
対応させて複数個準備し、その中から基準信号に応じた
適当な素子を選択するといった手段などが必要であっ
た。
【0006】しかし、これらの従来技術では、PC2に
入力されることが予定されている複数種類(周波数の異
なる)の基準信号については制御電圧cを最適値に保つ
ことができるが、それ以外の周波数の基準信号について
は、制御電圧cを最適値に保つことができず、上述のよ
うに同期への引き込みが遅くなるという問題点があっ
た。
【0007】それゆえに、この発明の主たる目的は、同
期への引き込みを良好に行える、PLL回路を提供する
ことである。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、入力される
制御電圧に応じた周波数の信号を発振する電圧制御発振
手段、電圧制御発振手段からの信号と基準信号とに基づ
いて制御電圧を出力する第1比較手段、制御電圧の最適
値と同電位の基準電圧を発生する基準電圧発生手段、制
御電圧と基準電圧とを比較する第2比較手段、および第
2比較手段での比較結果に応じて電圧制御発振手段の発
振周波数−制御電圧特性を変化させ、電圧制御発振手段
に入力される制御電圧を最適値に設定する特性変化手段
を備える、PLL回路である。
【0009】
【作用】位相比較器を含む第1比較手段は、たとえばV
COを含む電圧制御発振手段からの出力信号と基準信号
とに基づいて制御電圧を出力する。この制御電圧と基準
電圧発生手段からの基準電圧とが第2比較手段で比較さ
れる。特性変化手段は、第2比較手段での比較結果に応
じて電圧制御発振手段のF−V特性を変化させ、電圧制
御発振手段に与えられる制御電圧を最適値に設定する。
この処理は、電圧制御発振手段のダイナミックレンジに
対応する範囲の周波数を有する基準信号について行われ
る。したがって、所定範囲内の周波数を有する基準信号
について制御電圧を最適値に設定できる。
【0010】
【発明の効果】この発明によれば、従来とは異なり、所
定範囲内であれば任意の周波数の基準信号について制御
電圧を最適値に設定できるので、回路構成をさほど複雑
にすることなく、より広範囲の周波数を有する基準信号
について良好に同期に引き込むことができるPLL回路
を得ることができる。
【0011】この発明の上述の目的,その他の目的,特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【0012】
【実施例】図1を参照して、この実施例のPLL回路1
0はPC12を含む。PC12には、端子14からの基
準信号aと1/Nカウンタ16からの比較信号bとが入
力される。PC12では、基準信号aと比較信号bとの
位相を比較して、その位相差に応じた信号を出力する。
この出力信号は、積分回路18を通って、VCO20の
制御電圧cとしてVCO20に与えられる。VCO20
では、入力された制御電圧cに応じた周波数の出力信号
dを端子21から出力するとともに、1/Nカウンタ1
6に出力する。1/Nカウンタ16は、出力信号dを1
/Nに分周して、比較信号bを生成する。
【0013】ここでVCO20は、たとえば以下のよう
に構成される。VCO20は、インバータ22,抵抗2
4,インダクタ26およびコンデンサ28を含み、これ
らの素子によって帰還をかけており、出力信号dを発振
する。そして、可変容量ダイオード30のダイオードに
印加される制御電圧cを変化させることによって、VC
O20の発振周波数が制御される。すなわち、可変容量
ダイオード30に印加される制御電圧cによって可変容
量ダイオード30の容量が変わり、その容量に応じてV
CO20の帰還定数が変化して、VCO20の発振周波
数が変わる。制御電圧cは、基準信号aと比較信号dと
の位相差が小さくなるようにVCO20の発振周波数を
制御する。これによって、出力信号dを、常に基準信号
aに同期させることができる。また、印加された制御電
圧cの直流成分をコンデンサ32によってカットして後
続の素子を保護し、可変容量ダイオード30の容量だけ
では足りない容量分をコンデンサ34によって補う。
【0014】ここで、積分回路18からの制御電圧c
は、抵抗36を介してたとえばコンパレータを含む比較
器38に与えられる。そして、比較器38では、制御電
圧cと基準電圧発生回路40からの基準電圧eとが比較
される。基準電圧発生回路40は、たとえば直流可変電
源を含み、基準電圧eはVCO20への制御電圧cの最
適値と同電位の電圧である。ここで、制御電圧cの最適
値とは、VCO20の制御電圧cのダイナミックレンジ
(制御電圧cの変化範囲)の中心電位をいう。図2では
最適値はAとして表される。
【0015】比較器38は、制御電圧cが基準電圧eよ
り大きいときにはハイレベルの比較信号を、制御電圧c
が基準電圧eより小さいときにはローレベルの比較信号
を、制御電圧cと基準電圧eとが等しいときには安定的
に発振した比較信号をそれぞれ積分回路42に与える。
積分回路42は、与えられた比較信号から直流成分を取
り出し、それを制御電圧fとして、VCO20とアース
間に直列接続されるコンデンサ44と可変容量ダイオー
ド46との間に与える。すなわち、制御電圧fは、VC
O20のF−V特性を制御する可変容量ダイオード46
の制御電圧として与えられる。この制御電圧fによって
VCO20のF−V特性を制御し、制御電圧cと基準電
圧eとの電位差を小さくしていき、最終的に制御電圧c
と基準電圧eとの電位差をなくす。すなわち、制御電圧
cを基準電圧eに等しくする。このようにして、VCO
20の制御電圧cが常に最適値になるように制御され
る。
【0016】このように構成されるPLL回路10の動
作を説明する。いま、PLL回路10のF−V特性が図
2に示す線Lの状態とする。すると、VCO20への制
御電圧cの最適値はAであり、そのときの出力信号dの
発振周波数はf0 となる。このとき、図3(A)に示す
ように、端子14から与えられる基準信号aの周波数が
0 の状態から、それよりも低いf1 になった場合に
は、当初、積分回路18からの制御電圧cは図3(B)
の期間に示すようになる。図3(B)からわかるよう
に、制御電圧cは最適値Aと同電位である基準電圧eよ
り小さいため、比較器38からはローレベルの比較信号
が出力され、その結果積分回路42からは図3(C)に
示すような制御電圧fが出力される。この制御電圧fは
可変容量ダイオード46に与えられ、それに応じてVC
O20のF−V特性が制御され、F−V特性は線Lから
1点鎖線Mへと向かう。そして、図3(B)の期間に
示すように、時間の経過とともに制御電圧cと基準電圧
eとの電位差が縮まっていき、それとともに制御電圧f
は減少していく。そして、図3(B)の期間に示すよ
うに遂に制御電圧cと基準信号eとが等しくなると、比
較器38は安定的に発振し、制御電圧fは安定する。そ
のときVCO20のF−V特性は1点鎖線Mに示す状態
になる。
【0017】すなわち、基準信号aの周波数がf0 から
それより小さいf1 に変化しても、VCO20のF−V
特性が1点鎖線Mになるように制御されるので、積分回
路18から出力される制御電圧cは最終的に最適値Aの
値を保つ。一方、図4(A)に示すように、端子14か
ら与えられる基準信号aの周波数がf0 の状態から、そ
れよりも高いf2 になった場合には、当初、制御電圧c
は図4(B)の期間に示すように基準電圧eよりも大
きい値となる。すると、比較器38からはハイレベルの
比較信号が出力され、その結果積分回路42からは図4
(C)に示すような制御電圧fを出力する。すると、V
CO20のF−V特性は線Lから2点鎖線Nへと向かう
ように制御される。そして、図4(B)の期間に示す
ように、時間の経過とともに制御電圧cが減少し基準電
圧eとの差が縮まってくると、制御電圧fは増加する。
そして、図4(B)の期間に示すように制御電圧cと
基準電圧eとが等しくなると、比較器38は安定的に発
振し、制御電圧fは安定する。このとき、VCO20の
F−V特性は2点鎖線Nに示す状態になる。
【0018】すなわち、端子14から与えられる基準信
号aの周波数がf0 からそれより大きいf2 に変化して
も、VCO20のF−V特性が2点鎖線Cになるように
制御されることによって、制御電圧cは最終的に最適値
Aの値を保つ。この実施例によれば、可変インダクタン
スや可変コンデンサなどを用いて、VCO20に与えら
れる制御電圧cが最適値Aになるように調整する必要が
ない。また、PC12に与えられる基準信号aがVCO
20のダイナミックレンジに対応する発振周波数の範囲
内に収まる限りにおいて、VCO20の制御電圧cを常
に最適値Aに制御することができるので、1つのVCO
20だけで安定したPLL回路10を構成することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】図1実施例のVCOのF−V特性を示すグラフ
である。
【図3】(A)は基準信号aの周波数がf0 からそれよ
り低いf1 になった場合を示す図解図であり、(B)は
そのときの制御電圧cと基準電圧eとの関係を示すグラ
フであり、(C)はそのときの制御電圧fを示すグラフ
である。
【図4】(A)は基準信号aの周波数がf0 からそれよ
り高いf2 になった状態を示す図解図であり、(B)は
そのときの制御電圧cと基準電圧eとの関係を示すグラ
フであり、(C)はそのときの制御電圧fを示すグラフ
である。
【図5】従来技術を示すブロック図である。
【図6】従来技術を説明するためのVCOのF−V特性
を示すグラフである。
【符号の説明】
10 …PLL回路 12 …位相比較器 16 …1/Nカウンタ 18,42 …積分回路 20 …VCO 28,32,34,44 …コンデンサ 30,46 …可変容量ダイオード 38 …比較器 40 …基準信号発生回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力される制御電圧に応じた周波数の信号
    を発振する電圧制御発振手段、 前記電圧制御発振手段からの信号と基準信号とに基づい
    て前記制御電圧を出力する第1比較手段、 前記制御電圧の最適値と同電位の基準電圧を発生する基
    準電圧発生手段、 前記制御電圧と前記基準電圧とを比較する第2比較手
    段、および前記第2比較手段での比較結果に応じて前記
    電圧制御発振手段の発振周波数−制御電圧特性を変化さ
    せ、前記電圧制御発振手段に入力される前記制御電圧を
    最適値に設定する特性変化手段を備える、PLL回路。
JP5291873A 1993-11-22 1993-11-22 Pll回路 Withdrawn JPH07147538A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010273320A (ja) * 2009-04-23 2010-12-02 Renesas Electronics Corp Pll回路
CN103368563A (zh) * 2012-03-30 2013-10-23 安凯(广州)微电子技术有限公司 一种锁相环频率调谐装置及方法

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Effective date: 20010130