JPH09116427A - 位相同期回路 - Google Patents

位相同期回路

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JPH09116427A
JPH09116427A JP7270776A JP27077695A JPH09116427A JP H09116427 A JPH09116427 A JP H09116427A JP 7270776 A JP7270776 A JP 7270776A JP 27077695 A JP27077695 A JP 27077695A JP H09116427 A JPH09116427 A JP H09116427A
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Sadayoshi Saito
定祥 斎藤
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 位相同期を行う際に、非同期状態から同期状
態までの引き込み時間を短くし、同期状態のときの同期
はずれに対する耐力の強い特性をもつ位相同期回路を得
ることを目的とする。 【解決手段】 入力クロックfi は引き込み特性の異な
る位相比較器10と位相比較器20に入力する。位相比
較器10と位相比較器20のそれぞれの同期状態を示す
信号11,21を引き込み検出器40に入力し、引き込
み検出器40の出力は、両位相比較器10,20のどち
らかを切替器30により選択する。両位相比較器10,
20が非同期または位相比較器20だけが非同期のとき
は位相比較器10を選択する。同期の時は、引き込み検
出器40は、位相比較器20を選択する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、入力クロックに位
相同期した出力クロックを得るために非同期状態からの
引き込み時間を短縮し、かつ同期はずれに対する耐力を
強くする方式に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の位相同期回路では、図4
に示すような例で入力クロックfi に対して位相同期を
行っていた。位相比較器110は、入力クロックfi
出力クロックfo を比較し比較結果を低域ろ波器120
に送出し、低域ろ波器120は、位相比較器110の出
力を積分してVCO130に出力し、VCO130は低
域ろ波器120からの積分結果の電圧に対応した出力ク
ロックfo を出力し、出力クロックfo は分岐され位相
比較器110にフィードバックされる。
【0003】次に、動作について説明すると、位相比較
器110は入力クロックfi と出力クロックfo を比較
していて、入力クロックfi で周波数が変動したりやV
CO130の同期がはずれている時は位相比較器110
の結果が変化し、低域ろ波器120の出力電圧が変化す
ることによってVCO130の入力電圧が変わり、出力
周波数が変わる。非同期状態から同期状態までの引き込
み時間や同期外れに対する耐力は、使用している位相比
較器110の特性によって決まる。
【0004】以上の位相同期回路は、従来より種々の回
路があり、例えば、特開昭60−142621号公報に
も開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】位相同期を行う際に、
非同期状態から同期状態までの引き込み時間が短く同期
状態のときの同期はずれに対する耐力の弱い特性の位相
比較器を使用すると同期状態がやや不安定になってしま
い、また、非同期状態から同期状態までの引き込み時間
が長く同期状態のときの同期はずれに対する耐力の強い
特性の位相比較器を使用すると同期はずれのときから同
期状態になるまで非同期の時間が長くなるという問題が
あった。
【0006】
【課題を解決するための手段】入力クロックに対して位
相同期を行い、出力クロックを得る位相同期回路におい
て、入力クロックは、第1の位相比較器と第2の位相比
較器に分岐され、第1の位相比較器は、入力クロックと
位相比較信号生成器の出力を位相比較し、非同期状態か
ら同期状態までの引き込み時間は短いが同期状態のとき
の同期はずれに対する耐力の弱い特性を持ち、第2の位
相比較器は、入力クロックと位相比較信号生成器の出力
を位相比較し、非同期状態から同期状態までの引き込み
時間は長いが同期状態のときの同期はずれに対する耐力
の強い特性を持ち、引き込み検出器は、第1の位相比較
器の同期状態か非同期状態かを示す第1の位相比較器の
同期信号と第2の位相比較器の同期状態か非同期状態か
を示す第2の位相比較器の同期信号とを収集し同期状態
であるかどうか判断し、非同期状態のときは第1の位相
比較器を選択し、同期状態のときは第2の位相比較器を
選択するように切替器に制御を行い、切替器は、引き込
み検出器の制御によって第1の位相比較器と第2の位相
比較器の出力を切り替えてフィルターに送出し、フィル
ターは、切替器からの出力を積分して電圧制御発振器
(Voltage Contorolled Osci
llator:以下VCOとする)に送出し、VCOは
フィルターから入力された積分結果の電圧に対応した出
力クロックを出力し、位相比較信号生成器は、分岐され
た出力クロックから第1の位相比較器と第2の位相比較
器各々に対応した信号を生成することを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は、入力クロックfi を2つ
の位相比較器10,20に入力している。この2つの位
相比較器10,20の各々の出力は切替器30に入力さ
れ、切替器30の出力は、引き込み検出器40の出力に
よってどちらかが選択されている。
【0008】切替器30の出力は、低域ろ波器50を介
してVCO60に入力され、出力クロックfo を出力し
ている。また、VCO60の出力は位相比較信号生成器
70に入力されている。
【0009】位相比較信号生成器70の出力は、前述し
た位相比較器10,20に入力されることによりフィー
ドバックループが構成されている。
【0010】また、図2、図3は、それぞれ図1の構成
における位相比較器10,20の入力クロックfi 、位
相比較信号生成器70の出力、位相比較器出力、低域ろ
波器50の出力のタイムチャートを示した図である。
【0011】以下、図1〜図3を用いて、本発明の動作
を詳細に説明する。
【0012】図1〜図3に基づいて本発明の一実施例を
説明すると、位相比較器10は図2に示すような非同期
状態から同期状態までの引き込み特性を持ち、常に位相
比較が行われるため非同期状態から同期状態までの引き
込み時間は短いが、入力クロックfi の位相変化、周波
数変化により大きな影響を受けるため同期状態のときの
同期はずれに対する耐力の弱い特性を持つEX−OR型
(排他的論理和)の位相比較器である。入力クロックf
i と位相比較信号生成器70からの信号を比較して、入
力クロックfi と位相比較信号生成器70からの信号が
同期している時には、同期信号11に同期状態であるこ
とを示す信号を送り、非同期の時には、同期信号11に
非同期状態であることを示す信号を送る。
【0013】一方、位相比較器20は図3に示すような
非同期状態から同期状態までの引き込み特性を持ち位相
比較信号生成器70からの信号の立ち上がり点でのみ位
相比較が行われるため非同期状態から同期状態までの引
き込み時間は長いが、位相比較信号生成器70からの信
号の立ち上がり点から次の立ち上がり点まで位相比較が
行われないため入力クロックfi の位相変化、周波数変
化により大きな影響を受けにくいことから、同期状態の
ときの同期はずれに対する耐力の強い特性を持つフリッ
プフロップ型の位相比較器で、入力クロックfi と位相
比較信号生成器70からの信号を比較して入力クロック
i と位相比較信号生成器70からの信号が同期してい
る時には、同期信号21に同期状態であることを示す信
号を送り、非同期の時には、同期信号21に非同期状態
であることを示す信号を送る。
【0014】引き込み検出器40は、位相比較器10、
位相比較器20からの同期信号11、同期信号21を監
視していて、位相比較器10と位相比較器20が共に同
期しているとき、または位相比較器10だけが非同期の
ときは位相比較器20を選択する制御を切替器30に送
出し、位相比較器10と位相比較器20が共に非同期の
とき、または位相比較器20だけが非同期のときは、位
相比較器10を選択する制御を切替器30に送出する。
【0015】切替器30は、引き込み検出器40からの
信号により切替を行い、位相比較器10と位相比較器2
0とで切り替えを行い、切り替えた結果を低域ろ波器5
0に送出する。
【0016】低域ろ波器50は、切替器30からの出力
を積分し、フィルタリングするため位相比較器10と位
相比較器20の切り替えを行った時も、過渡応答するこ
とがない。
【0017】VCO60は、低域ろ波器50からの積分
後の電圧に対応した出力クロックfo を出力し、また位
相比較信号生成器70にも分岐して出力する。
【0018】位相比較信号生成器70は、位相比較器1
0と位相比較器20に適合した位相比較用の信号を位相
比較器10と位相比較器20に送出する。
【0019】次に、動作について説明すると、入力クロ
ックfi が入力されたとき、位相比較器10と位相比較
器20に分岐されるが、分岐された後位相比較器10と
位相比較器20で同期検出を行う。位相比較器10と位
相比較器20が共に非同期状態の時は、引き込み検出器
40で非同期であることを検出するため切替器30で
は、位相比較器10の出力信号を選択する。切替器30
で選択された出力信号は低域ろ波器50を通り、VCO
60に電圧が入力されクロックが出力される。位相比較
器10は、非同期状態から同期状態までの引き込み時間
が短いので位相比較器20に比べて短時間に同期状態に
なる。
【0020】非同期状態から同期状態になると、引き込
み検出器40は、同期信号11と同期信号21によって
位相比較器10と位相比較器20が両方とも同期状態で
あることが確認できるため、引き込み検出器40は、切
替器30の切替制御を行い、切替器30は位相比較器2
0を選択し、同期状態での同期はずれに対する耐力を強
くする。
【0021】逆に同期状態から非同期状態になったとき
は同期信号11と同期信号21によって引き込み検出器
40が両方とも非同期状態であることを認識し、切替器
30が非同期状態から同期状態までの引き込み時間が短
い位相比較器10を選択する。
【0022】また、位相比較器10が故障したときに
は、同期信号11が非同期状態であることを示し、切替
器30は位相比較器20を選択し、位相比較器20が故
障したときには、同期信号21が非同期状態であること
を示し、切替器30は位相比較器10を選択する。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、2つの異なる特性
を持つ位相比較器を使用することにより、非同期状態か
ら同期状態までの引き込み時間が短い特性と同期状態の
ときの同期はずれに対する耐力の強い特性という反する
特性を位相比較器を切り替えることにより実現でき、ま
た、どちらか一方の位相比較器が故障しても同期状態を
確保できるため高い信頼性をもたらすという効果も有し
ている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に関する位相比較器切替方式の一構成例
である。
【図2】図1の第1の位相比較器の引き込み特性を示す
図である。
【図3】図1の第2の位相比較器の引き込み特性を示す
図である。
【図4】従来の位相比較器切替方式の構成図である。
【符号の説明】
10 第1の位相比較器 11 第1の位相比較器の同期を示す同期信号 20 第2の位相比較器 21 第2の位相比較器の同期を示す同期信号 30 第1の位相比較器と第2の位相比較器の出力切
替器 40 位相比較器の引き込み検出器 50 低域ろ波器 60 電圧制御発振器:VCO 70 位相比較用の信号を生成する位相比較信号生成
器 110 位相比較器 120 低域ろ波器 130 電圧制御発振器:VCO fi 入力クロック fo 出力クロック

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力クロックに対して位相同期された出
    力クロックを得る位相同期回路において、 前記入力クロックを片方の位相比較信号として入力し、
    前記位相同期回路が非同期から同期に至る引き込み時間
    が短く、同期はずれに対する耐力が弱い第1の位相比較
    器と、 前記入力クロックを片方の位相比較信号として入力し、
    前記位相同期回路が非同期から同期に至る引き込み時間
    が前記第1の位相比較器よりも長く、同期はずれに対す
    る耐力が強い第2の位相比較器と、 前記第1、第2の位相比較器より位相引き込み状態を示
    す第1、第2の制御信号をそれぞれ入力し、非同期状態
    のときは前記第1の位相比較器を選択し、同期状態のと
    きは前記第2の位相比較器を選択するように切替器に選
    択信号を出力する引き込み検出器と、 前記選択信号に基づき前記第1の位相比較器と前記第2
    の位相比較器の出力を切り替える切替器と、 前記切替器の出力を積分して電圧制御発振器に送出する
    低域ろ波器と、 前記低域ろ波器の出力に対応した前記出力クロックを出
    力する前記電圧制御発振器と、前記出力クロックから前
    記第1の位相比較器と前記第2の位相比較器の他方の位
    相比較信号を生成する位相比較信号生成器とを具備する
    ことを特徴とする位相同期回路。
  2. 【請求項2】 前記第1の位相比較器には、排他的論理
    和を用い、前記第2の位相比較器には、フリップフロッ
    プを用いることを特徴とする請求項1記載の位相同期回
    路。
  3. 【請求項3】 前記引き込み検出器は、前記第1、第2
    の制御信号が共に非同期状態もしくは前記第2の制御信
    号のみが非同期状態の場合に、前記第1の位相比較器の
    出力を選択し、前記第1、第2の制御信号が共に同期状
    態もしくは前記第1の制御信号のみが非同期状態の場合
    に、前記第2の位相比較器の出力を選択するよう前記切
    替器に前記選択信号を出力することを特徴とする請求項
    1記載の位相同期回路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6891402B2 (en) 2001-11-21 2005-05-10 Nec Corporation Clock's out-of-synchronism state detection circuit and optical receiving device using the same
DE102006052867A1 (de) * 2006-11-09 2008-05-15 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Phasendetektoranordnung

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