JPH09191420A - Pll回路装置 - Google Patents

Pll回路装置

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JPH09191420A
JPH09191420A JP8002473A JP247396A JPH09191420A JP H09191420 A JPH09191420 A JP H09191420A JP 8002473 A JP8002473 A JP 8002473A JP 247396 A JP247396 A JP 247396A JP H09191420 A JPH09191420 A JP H09191420A
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frequency
output
signal
input
circuit
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Yukitomi Fujishima
之富 藤嶋
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Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、位相比較を入力周期の全期間では
なく、入力周期中の一部の期間において間欠的に動作す
る、テレビジョン信号等の水平同期信号のPLL等を行
うPLL回路装置を提供することを課題とする。 【解決手段】水平同期信号Hsyncと基準信号Href とを
位相比較回路12で位相比較し、その結果によりセレクタ
30を制御し、Href または位相比較回路12の出力の一方
を選択する。位相比較回路12は、HsyncおよびHref の
周波数fHsyuncとfHref との差を検出して、fHref
がfHsyncより低い場合には、アンド回路24の出力の
出力によりスイッチ回路26が閉じ、VCOに与える電圧
を上げる。また、fHref がfHsyncより高い場合に
は、ノット回路23に“L”を固定入力し、常にHref が
Hsyncに対して位相が進んでいる状態として、VCOの
周波数が下げられる方向に制御されるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、特に位相比較を
入力周期の全期間ではなく、入力周期中の一部の期間に
おいて間欠的に動作する、例えばテレビジョン信号の水
平同期信号のPLL等を行うPLL回路装置に関する。
【0002】
【従来の技術】テレビジョン信号の水平同期信号のPL
Lにあっては、例えば図7で示されるような位相比較が
行われる。すなわち、入力映像信号から水平同期信号H
syncを分離し、この分離された水平同期信号Hsyncと水
平基準出力Href との位相を比較して、位相比較出力が
得られるようにする。すなわち、水平同期分離期間にお
いてのみ位相比較を行い、他の期間では位相比較が行わ
れていない。
【0003】図8は、この様な間欠的な位相比較を行
う、従来のPLL回路の例を示すもので、入力端子11か
らは映像信号から同期分離された水平同期信号(Hsyn
c)が取り込まれる。この入力水平同期信号は、所定の
窓期間(Hmask期間と呼ばれる)のみにおいて取り込ま
れ、ノイズが除去されることもあるが一般的には低S/
Nでは幅・周期が規定されなくなる。
【0004】この入力された水平同期信号は、位相比較
回路12に供給され、この位相比較回路12で水平基準信号
(Href )と位相比較され、この位相比較出力はループ
フィルタ13で適当にフィルタされて、その出力電圧が電
圧制御型発振器(VCO)14に供給されて、入力電圧に
応じた周波数信号か発振出力される。
【0005】この電圧制御型発振器14からの発振出力
は、出力端子15よりクロック出力として取り出され、必
要な個所に分配される。また、この電圧制御型発振器14
からの発振出力は分周回路16で分周され、位相比較回路
12に水平基準信号(Href )として供給される。さら
に、この分周回路16にあっては、適当の幅と位相の水平
偏向用のドライブHD出力が出力端子17から必要な個所
に分配される。
【0006】PLL動作という点についてのみ考える
と、テレビジョン信号の水平同期信号を同期分離して、
この水平同期信号の立上がりもしくは立ち下がりエッジ
を映像の位相基準として、エッジ比較型のPLL回路を
構成できる。しかし、この様なエッジ比較型ではなく、
水平同期分離出力期間においてのみ位相比較を行う、間
欠的な面積比較型が一般的に用いられている。
【0007】図9の(A)は従来の位相比較回路12の構
成を示すもので、入力端子20から水平同期分離された水
平同期信号Hsyncが入力され、入力端子21からは基準信
号Href が入力される。入力されたHsyncおよびHref
は、それぞれノット回路22および23を介してアンド回路
24に供給され、また直接的にアンド回路25に供給される
もので、アンド回路24および25の出力でスイッチ回路26
および27がオン制御される。そして、電源Vccが定電流
源28を介してスイッチ回路26に接続され、このスイッチ
回路26はスイッチ回路27および定電流源29を介して接地
され、スイッチ回路26および27の接続点がループフィル
タ13に接続される。
【0008】ここで、水平同期信号Hsyncと基準信号H
ref との関係が同図の(B)で示すようになったとする
と、Hsyncに対してHref が遅れている部分において
は、位相比較部分が(+)となり、この(+)の範囲に
おいてはノット回路22および23の出力が“1”となっ
て、アンド回路24からの出力によりスイッチ回路26がオ
ンされ、スイッチ回路27がオフされる。したがって、定
電流源28からの電流のみがループフィルタ13に出力さ
れ、VCO14に供給される電圧が高められ、その発振周
波数が上昇されて分周回路16からの出力である基準信号
Href の位相が進められるように制御される。
【0009】逆に、Hsyncf に対してHref が進んでい
る部分においては、アンド回路25の出力によってスイッ
チ回路27がオンされ、スイッチ回路26がオフされるもの
であり、位相比較部分が(−)となる。したがって、定
電流源29の電流のみが流されるようになり、ループフィ
ルタ13の充電電流を抜くようになってVCO14に加えら
れる電圧を下げ、分周された基準信号Href を遅れるよ
うに制御される。
【0010】この様な位相比較回路12を使用した場合、
その位相比較出力は(B)図でPD出力として示した場
合のように、(+)部分の面積と、(−)部分の面積と
が一致するまで、VCO14に供給される電圧が可変制御
され、この両者の面積が一致するような状態とされる
と、その状態におけるVCO14に対する印加電圧が維持
され、PLL回路の全体がロック状態とされる。
【0011】この様に位相比較に際してエッジ比較型で
はなく、水平同期信号の分離出力期間のみ位相比較を行
い、間欠的な面積比較型が用いられる理由は、第1のテ
レビジョン信号にあってはゴーストや低S/N信号の場
合に、同期信号の立上がりや立ち下がりのエッジの位相
は、規定されないことが挙げられる。そればかりか、低
S/N信号の同期分離出力は、本来の水平同期信号部分
以外の部分におけるノイズも分離出力されるようにな
り、周波数も規定されなくなる。
【0012】一方、水平同期PLL回路に用いられるV
COのに発振中心周波数fo は、ICの内部を含めて
L、C、Rの発振周波数を決定する定数の絶対値精度を
保つことが困難であり、発振周波数の安定性に乏しい。
そして、これによりVCOを可変周波数範囲が引き込み
に必要な範囲内に入らなくなると、発振中心周波数fo
の調整が必要となる。
【0013】ここで、PLL回路の製作時において発振
中心周波数fo の無調整化の要望がある。このために
は、VCOの周波数の可変範囲が、引き込みに必要な範
囲を不安定性の部分を含めて、網羅することができるよ
うにする必要がでてくる。しかしながら、VCOの周波
数可変範囲を単に広くさせるようにすると、テレビジョ
ンのように水平同期期間のみに位相比較を行い、間欠的
な面積比較型の位相比較を行う場合に、ロック状態を発
生するようになる虞が多い。この様な図7を用いて説明
したロック状態を、以後サイドロックと呼ぶものとす
る。
【0014】この様なサイドロックは、入力される水平
同期信号の周波数に対して再生した水平同期信号出力の
周波数が、“m/n倍(m、nは正の整数)”でPLL
がロックしてしまう現象を示す。図7では分かり易いモ
デルとして出力周波数foutが入力周波数finの4/5
倍の場合を示した。そして、5水平同期期間の5水平同
期分離出力に対して、最初の水平同期分離出力Hsyncの
丁度中央部分に、水平基準信号Href の立上がりが位置
した場合を示している。
【0015】位相比較回路の出力は、その最初の1つは
1/2Hsyncの期間がハイ(H)となり、また1/2H
syncの期間がロー(L)となるもので、続けた1水平同
期期で(H)の状態が2回、1水平同期期で(L)の状
態が2回、そして再度1/2水平同期期で(H)、1/
2水平同期期で(L)の状態に戻る。このモデルの場
合、位相比較出力の全体の出力の積分値は、“±0”の
ロック状態となる。つまり、“fout =4/5fin”の
状態の図7の状態のまま、位相および周波数共にロック
して動かなくなる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な点に鑑みなされたもので、VCOにおける発振中心周
波数fo の無調整化が実現されるように、VCOの周波
数可変範囲が引き込みに必要な範囲をばらつき分を含め
て網羅することが可能とされ、サイドロックが起こさな
いようにされるPLL回路装置を提供しようとするもの
である。
【0017】
【課題を解決するための手段】この発明に係るPLL回
路装置は、入力信号の一周期中の一部の期間のみで位相
比較を行い、その位相比較動作が間欠的にされるように
したPLL回路において、入力信号と基準信号とに基づ
いて非同期状態を検出する非同期検出手段を備え、位相
比較手段でこの非同期検出手段の検出出力に基き、出力
電圧を上昇設定しもしくは下降設定し、電圧制御型発振
手段で位相比較手段で制御された電圧に対応した周波数
の信号を発振させるもので、この発振出力がPLL制御
された出力周波数信号とされるようにしている。
【0018】この様に構成されるPLL回路装置によれ
ば、電圧制御型発振手段の周波数可変範囲が、引き込み
に必要な範囲をばらつき分を含めて網羅することが可能
とされるものであり、入力信号と基準信号とが同期して
いない場合において、出力信号周波数を希望値に近付け
る方向に制御できるように位相比較出力を制御できるよ
うになる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
一実施の形態を説明する。この実施の形態における基本
構成は、図8で示した構成と同じであるが、その中で位
相比較回路12の構成に特徴を有するものであり、以下こ
の位相比較回路12について説明する。ここで、電圧制御
型発振器(VCO)14にあっては、その発振周波数範囲
を広げるのみであり、その構成には変化が及ばない。
【0020】図1はPLL回路装置に用いられる位相比
較回路12の構成を示すもので、入力端子20に水平同期信
号(Hsync)が入力され、また入力端子21にはVCOの
出力を分周することで得られた基準信号(Href )が入
力される。そして、Hsyncはノット回路22を介して第1
および第2のアンド回路24および25に供給し、Hrefは
セレクタ30の一方の入力とされ、このセレクタ30からの
出力は、ノット回路23を介して第1のアンド回路24に供
給し、また直接的に第2のアンド回路25に供給する。
【0021】第1および第2のアンド回路24および25か
らのハイレベル(H)出力は、相互に直列接続されるス
イッチ回路26および27をそれぞれオン制御するもので、
スイッチ回路26には電源Vccに接続される定電流源28が
接続され、スイッチ回路27は定電流源29を介して接地す
る。そして、スイッチ回路26および27の接続点は、ルー
プフィルタ13に接続する。
【0022】入力端子11および12にそれぞれ入力された
Hsyncの周波数、およびHref の周波数は、周波数比較
回路31において比較される。この周波数比較回路31にお
いては、Hsyncの周波数fHsyncと、Href の周波数f
Href との比較を行っているもので、その比較結果が
“fHsync>fHfef ”の場合は“H”を、“fHsync
<fHfef ”の場合は“L”の出力をそれぞれ発生す
る。そして、その出力がセレクタ30に入力される。ま
た、周波数比較回路31では周波数fHsyunc と周波数f
Href との差が、特定される一定値α以上であるか否か
を判定出力している。その判定結果はセレクタ30に選択
指令Cと指定供給されるもので、この選択指令は、 |fHsync−fHref |≦αの場合は“L”出力 |fHsync−fHref |>αの場合は“H”出力 を発生する。ここで、一定値αはサイドロックを起こす
可能性のある周波数差よりも小さく設定し、この周波数
比較回路31からの判定出力Cが“H”とされる際に、セ
レクタ16は周波数比較回路31からの比較結果を選択出力
する。すなわち、周波数fHsyncとfHref との差がα
以上の場合は、基準周波数Href の高低に応じた位相比
較出力が出力される。
【0023】具体的には、fHref がfHsyncより低い
場合には、ノット回路17に“H”レベル固定入力がさ
れ、常にHref がHsyncに対して位相が遅れている状態
とし、アンド回路24にゲート信号を与えてスイッチ回路
26が閉じ、VCOに与えられる制御電圧が上げられる方
向に制御される。また、fHref がfHsyncより高い場
合には、ノット回路23に“L”を固定入力し、常にHre
f がHsyncに対して位相が進んでいる状態として、VC
Oの周波数が下げられる方向に制御される。この様にす
ると、このPLL回路の全体がサイドロックを起こさず
に、正常なPLL動作を行うようになる。
【0024】図2は第2の実施の形態に係る位相比較回
路12を示しているもので、この実施の形態にあっては、
入力されるHsyncおよびHref をアンロック検出回路32
に入力する。そして、このアンロック検出回路32からの
出力Cをセレクタ30に選択指令として供給する。その
他、図1と同一構成部分は同一符号を付してその説明は
省略する。
【0025】アンロック検出回路32は、HsyncとHref
の2信号の位相関係を検出し、PLL回路全体がロック
状態であるか否かを検出するもので、その出力はロック
状態であれば“L”レベルの信号を出力して通常のPL
L動作を行わせ、ロック状態ではないと判断されたとき
は“H”レベルの出力を出して周波数比較回路12の出力
に従わせる。すなわち、サイドロックをアンロック検出
回路32でアンロック状態として検出させる。
【0026】次に、上記のように構成される位相比較回
路12を構成する周波数比較回路31およびアンロック検出
回路31それぞれの具体的な構成例について説明する。図
3は周波数比較回路31を示すもので、入力端子311 から
は基準信号Href を入力し、入力端子312 から固定周波
数の固定クロック信号を入力する。ここで、この固定ク
ロックとは、例えばテレビジョン受像機において適用さ
れる場合は、色復調用の色副搬送周波数のクロック信号
が使用されので、このクロックをそのまま使用すればよ
い。
【0027】この入力Href および固定クロックは周波
数検出回路313 に供給され、この周波数検出回路313 に
おいては、入力Href に1周期を固定クロックによって
カウントし、その周期から算出される周波数を出力す
る。そして、この周波数検出回路313 からの出力信号で
あるHref の周波数と、入力端子314 に入力される基準
値とを、周波数比較器315 において比較する。ここで、
Href の基準値はテレビジョン受像機の場合には、NT
SC信号に対応した場合15.734KHzとなる。こ
の比較器315 における比較結果は、“fHref <基準周
波数”のときには“L”レベルの出力を、“fHref >
基準周波数”のときには“H”出力をそれぞれ発生し、
出力端子356 から出力する。
【0028】さらに、Href の周波数と基準周波数との
差が一定値以上、(例えば、15.734KHzに対し
て1KHz程度)であるときには、つまり“|fHref
−基準周波数|≧α”のときには“H”レベルを出力
し、それ以外のときには“L”レベルを出力するように
して、周波数差検出出力端子317 から出力する。この出
力によって図1で示した周波数比較回路31の動作が満足
される。
【0029】図4は周波数比較回路31の第2の例を示す
もので、H周期カウンタ318 を備える。このカウンタ31
8 には、Hsyncと入力端子312 からのVCOの出力クロ
ックを入力し、カウンタ318 においてはHsync入力でリ
セットしながら、入力クロックをカウントする。その結
果、カウンタ318 の最大値は理想的なロック状態ならば
周期の基準値と一致するもので、このカウンタ318 の最
大カウント値を入力端子310 に入力されるH周期基準値
と比較器319 で比較する。
【0030】この様にH周期の基準値と比較することに
よって、Hsyncの周期が基準より多くカウントされたな
らば“L”、少なくカウントされたならば“H”の出力
を、周波数比較結果出力端子316 から出力する。さら
に、周波数差検出出力端子317から、カウント値が基準
値から一定値以上離れていたときに“H”、一定値未満
のときに“L”を出力させて、図1の周波数比較回路31
の動作をも満足させることができる。ただし、これは入
力映像信号のS/Nが充分に高く、ノイズ状のHsync出
力がない場合に限る。
【0031】図5の(A)は、アンロック検出回路32の
具体例を示す。このアンロック検出回路32には、同図の
(B)で示すようなHsyncが入力されるもので、この例
では入力映像信号が低S/Nであった場合について示し
ている。したがって、この場合に入力される、本来Hsy
ncのあるべき位置の出力は、他に比べて幅が広いもの
の、多数のノイズ状の不必要なパルスが入る可能性が高
い。
【0032】(B)図において、Href1およびHmask1
は、入力にほぼロックした位相での水平基準信号とHsy
nc取り込み用の窓信号を示す。また、Href2およびmask
2 は入力に対して1/4周期ほど遅れた位相での水平基
準信号とHsync取り込み用の窓信号を示している。
【0033】アンロック検出回路32を構成するHマスク
発生回路321 は、Href を基準にした固定クロック入力
端子から入力された固定周波数のクロックをカウントし
て、ロックした場合にHref に対してHsyncがあるべき
期間を、取り込み用タイミングパルスとして作る。H幅
検出回路322 においては、Hマスク発生回路321 から出
力されたHmask信号の期間の、Hsyncの幅をカウントす
る。(B)図で示したHmask1 の場合には、ノイズ状の
Hsyncとはいえ、本来の幅の半分以上の幅となるが、H
mask2 の場合には、ノイズの発生した幅のほとんどない
Hsyncが、僅かにカウントされるだけである。そして、
これらの値を比較器323 において基準固定H幅と比較
し、ロック状態あるいはアンロック状態のいずれである
かを判定してして、ロック・アンロック検出出力を得
る。
【0034】例えば、正規のH幅に対して1/2以上の
幅があれば、ロック状態と判定し、また1/2未満の幅
であるときにアンロック状態と判定すれば、(B)図で
示したHref1の場合はロック状態、Href2の場合はアン
ロック状態と判断できる。そして、その結果をロック時
“L”、アンロック時には“H”として出力するなら
ば、図2で示したアンロック検出回路32の動作が満足さ
れる。
【0035】図6の(A)はアンロック検出回路32の第
2の例を示すもので、(B)図で示すHsyncは、ラッチ
回路324 で入力され、Href でラッチされる。そして、
ラッチ回路324 からの出力が、そのままロック・アンロ
ック検出信号として出力される。
【0036】この場合、入力信号が高S/NであってH
syncにノイズがなければ、ロック状態のHref1はHsync
の“L”レベルの期間をラッチして“L”出力を発生
し、アンロック状態のHref2は“H”レベルの期間をラ
ッチして“H”レベルを出力して、図2で示したアンロ
ック検出回路32の動作が満足される。ただし、これは入
力映像信号のS/Nが充分に高く、ノイズ状のHsync出
力のない場合に限る。
【0037】
【発明の効果】以上のようにこの発明に係るPLL回路
装置によれば、PLL内のVCOの周波数可変範囲が引
き込みに必要な範囲を、ばらつき要素も含めて網羅する
ことができ、さらにサイドロックを起こさないように制
御することができて、結果的にはVCOの発振中心周波
数fo の無調整化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態に係るPLL回路装置
を説明する回路構成図。
【図2】この発明の第2の実施の形態を説明する回路構
成図。
【図3】上記実施の形態における位相比較回路の構成例
を示す図。
【図4】上記実施の形態における位相比較回路の第2の
構成例を示す図。
【図5】(A)は上記実施の形態のロック・アンロック
検出回路の例を説明する構成図、(B)は信号波形図。
【図6】(A)は上記実施の形態のロック・アンロック
検出回路の他の例を説明する構成図、(B)は信号波形
図。
【図7】テレビジョン信号におけるサイドロックを説明
するための信号波形図。
【図8】従来のPLL回路層を説明する回路構成図。
【図9】(A)はこの例の位相比較回路を説明する回路
構成図、(B)は信号波形図。
【符号の説明】 11、21…水平同期信号入力端子、12…位相比較回路、13
…ループフィルタ、14…電圧制御型発進器(VCO)、
15…クロック出力端子、16…分周回路、21…水平基準信
号入力端子、22、23…ノット回路、24、25…アンド回
路、26、27…スイッチ回路、28、29…定電流源、30…セ
レクタ、31…周波数比較回路、32…アンロック検出回
路。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号の一周期中の一部の期間のみで
    位相比較を行い、その位相比較動作が間欠的にされるよ
    うにしたPLL回路において、 前記入力信号と基準信号とに基づいて非同期状態を検出
    する非同期検出手段と、 この非同期検出手段の検出出力に基づいて、出力電圧を
    上昇設定しもしくは下降設定する論理手段と、 この論理手段で制御された電圧に対応した周波数の信号
    を発振する電圧制御型発振手段とを具備し、 この電圧制御型発振手段からの出力がPLL制御された
    出力周波数信号とされると共に、この出力周波数周波数
    に基づき前記基準信号が設定されるようにしたことを特
    徴とするPLL回路装置。
  2. 【請求項2】 前記非同期検出手段は、前記入力信号と
    前記基準信号との周波数差を検出する手段を含み構成さ
    れ、入出力の周波数差により非同期状態が検出されるよ
    うにした請求項1記載のPLL回路装置。
  3. 【請求項3】 前記入出力の周波数差により非同期状態
    を検出する手段は、前記入力信号と、入力信号の周波数
    に対応する固定周波数のクロックに基づいて前記周期数
    差を検出する手段からの検出周波数に基づき、非同期状
    態が検出されるようにした請求項2記載のPLL回路装
    置。
  4. 【請求項4】 前記入力信号と基準信号との周波数差を
    検出する手段は、前記入力信号の周波数と前記基準信号
    の周波数との差を特定される一定値αと比較する手段を
    含み構成され、前記一定値αはサイドロックを起こす可
    能性のある周波数より小さく設定されるようにした請求
    項2記載のPLL回路装置。
  5. 【請求項5】 前記周波数差により非同期状態を検出す
    る手段は、前記入力信号と前記基準信号との周波数差を
    検出する手段を含み構成され、この手段は前記電圧制御
    型発振手段からの発振出力クロックで前記入力信号を計
    数する手段によって構成されるようにした請求項2記載
    のPLL回路装置。
  6. 【請求項6】 前記非同期検出手段は、前記入力信号と
    前記基準信号との位相差を検出する手段を含み構成さ
    れ、その位相差により非同期状態が検出されるようにし
    た請求項1記載のPLL回路装置。
  7. 【請求項7】 前記位相差により非同期状態を検出する
    手段は、前記入力信号および基準信号に基づいてロック
    状態を検出する手段を含み構成され、そのロック状態検
    出時に前記入力が存在する期間の入力信号幅を計測する
    ようにした請求項5記載のPLL回路装置。
  8. 【請求項8】 前記位相差により非同期状態を検出する
    手段は、前記入力信号および基準信号に基づいてロック
    状態を検出する手段を含み構成され、そのロック状態時
    の一点の入力信号状態が検出されるようにした請求項5
    記載のPLL回路装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010119075A (ja) * 2008-11-14 2010-05-27 Fujitsu Microelectronics Ltd 位相検出回路
CN110830742A (zh) * 2019-12-02 2020-02-21 锐捷网络股份有限公司 一种消除vga信号抖动的方法及装置

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CN110830742B (zh) * 2019-12-02 2021-12-17 锐捷网络股份有限公司 一种消除vga信号抖动的方法及装置

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