JPH09331251A - 位相同期発振回路 - Google Patents

位相同期発振回路

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JPH09331251A
JPH09331251A JP8168245A JP16824596A JPH09331251A JP H09331251 A JPH09331251 A JP H09331251A JP 8168245 A JP8168245 A JP 8168245A JP 16824596 A JP16824596 A JP 16824596A JP H09331251 A JPH09331251 A JP H09331251A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
circuit
frequency
phase
pass filter
Prior art date
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Pending
Application number
JP8168245A
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English (en)
Inventor
Koichi Sakamoto
本 浩 一 坂
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NEC Engineering Ltd
Original Assignee
NEC Engineering Ltd
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Publication date
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】外付けの抵抗やコンデンサ等からなるループフ
ィルタを内部に実装し、フィルタ特性の微調整を可能と
し、入力周波数が変動しても各々最適なカットオフ周波
数を有するフィルタの特性を確保できる位相同期発振回
路を提供すること。 【課題を解決するための手段】入力信号のM(M=2,
3,・・・)分周信号と、電圧制御発振回路6の発振信号
のN(N=2,3,・・・)分周信号とを比較回路2により
比較して得られた比較結果信号に対応する制御信号に基
づいて電圧制御発振回路6の発振信号の周波数を制御
し、前記N分周信号の位相と周波数とを前記M分周信号
に一致するようになした位相同期発振回路であり、前記
比較結果信号に対応する信号の低域成分を除去するカッ
トオフ周波数の変更が可能で、前記制御信号を出力する
プログラマブル低域ろ波回路5を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は位相同期発振回路に
関し、特に磁気ディスク装置等に使用されている位相同
期発振回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の位相同期発振回路は、図4のブロ
ック図に示すように記憶媒体からの読み出し信号mを分
周回路7によりM分周した分周信号nと、電圧制御発振
(VCO)回路12の発振周波数rを分周回路10でN
分周した分周信号sとを、位相周波数比較回路8で比較
して、位相周波数誤差信号oを得、得られた位相周波数
誤差信号oに基づいて誤差信号p、qの出力電流又は電
圧を適宜調整するチャージポンプ回路9を設け、誤差信
号p,qを、ロー・パス・フィルタであるパッシブ素子
11に導いて高域成分を除去すると共に電圧制御発振回
路12の印加電圧を制御することにより、発振周波数を
変化させる。変化した発振周波数は、N分周されて位相
周波数比較回路8に導かれ、分周回路7のM分周信号m
と比較され、位相周波数誤差信号oはさらに小さくな
る。このように、フィード・バック制御されるPLL(P
hase Locked Loop)系によって、分周回路7のM分周信
号に発振周波数のN分周信号の位相が一致するまで電圧
制御発振回路12の発振周波数が制御される。分周回路
7、10の分周数は、例えばフリップフロップの2段接
では4分周、3段接続では8分周され、また4段接続と
NANDゲートの組み合わせにより10分周されるの
で、分周数の設定は任意に可能である。
【0003】ここで、例えばM=Nであれば、読み出し
信号mに位相と周波数とが一致した電圧制御発振回路1
2の出力が得られる。N/M=10に設定すれば、正確
に10倍の発振周波数が得られる。このPLL系で大切
な点は、読み出し信号mの周波数が変動しても一定の関
係を維持しながら発振回路12の発振出力rが追従する
点である。
【0004】パッシブ素子11は、外付け実装であっ
て、抵抗とコンデンサとを接続した低域ろ波回路から成
り、高周波成分の除去作用がある。
【0005】図4に示した各回路ブロックの内、パッシ
ブ素子11以外は、すべて集積回路化しているが、この
パッシブ素子11だけは外付けであるため、実装面積の
縮小が困難であるばかりでなく、外来ノイズを拾い易
く、機械的及び電気的衝撃に弱く、誤動作の原因ともな
っていた。
【0006】特開平3ー136522号公報には、入力
信号の位相及び周波数それぞれと、電圧制御発振器の出
力信号の位相及び周波数それぞれとの比較結果を直流増
幅器で増幅し、増幅出力信号の高域成分をローパスフィ
ルタで除去する位相同期回路において、直流増幅器とロ
ーパスフィルタとの間に、ループ/特性可変用の複数の
チャージポンプと、これらチャージポンプのいずれかを
選択する選択手段を並列に設け、位相同期回路を集積化
した場合に外付けすべき部品点数を大幅に低減する位相
同期回路が開示されている。
【0007】しかしながら、かかる構成においては、複
数のチャージポンプを切り替えるようにしているが、各
チャージポンプの電流値を微調整する手段がなく、最適
調整をするためには、やむなく外付けの抵抗やコンデン
サ等を増やさざるを得ない状態であった。
【0008】更に、特開昭63ー227120号公報に
開示されているクロック抽出回路においては、入力され
るクロック成分の周波数変動が考慮されていないため、
ループ・フィルタとして唯一つのスイッチド・キャパシ
タ・フィルタしか用意されておらず、入力周波数に応じ
た最適フィルタをループ系に使用できないという難点が
ある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、外付けの抵抗やコンデンサ等からなるループフィル
タを内部に実装し、フィルタ特性の微調整を可能とし、
入力周波数が変動しても各々最適なカットオフ周波数を
有するフィルタの特性を確保できる位相同期発振回路を
提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め本発明による位相同期発振回路は、入力信号のM(M
=2,3,・・・)分周信号と、電圧制御発振回路の発振信
号のN(N=2,3,・・・)分周信号とを比較回路により
比較して得られた比較結果信号に対応する制御信号に基
づいて前記電圧制御発振回路の発振信号の周波数を制御
し、前記N分周信号の位相と周波数とを前記M分周信号
に一致するようになした位相同期発振回路において、前
記比較結果信号に対応する信号の低域成分を除去するカ
ットオフ周波数の変更が可能で、前記制御信号を出力す
るプログラマブル低域ろ波回路を備えて構成される。
【0011】ここで、前記プログラマブル低域ろ波回路
は、複数ビットのデジタル信号の設定値によりカットオ
フ周波数を変更する機能を有し、また前記比較回路と前
記プログラマブル低域ろ波回路の間にチャージポンプ回
路が設けられる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態のブロック
図を示す図1のブロック図を参照すると、この位相同期
発振回路は、外付せず、内蔵したプログラマブル低域ろ
波回路5を備えている点が、図4の従来のブロック図と
相違しており、この他は図4のブロック構成と共通して
いる。
【0013】本実施の形態の位相同期発振回路におい
て、入力信号aはM分周回路1に入力され、N分周回路
4からの出力信号IとM分周回路1からの出力信号bと
は位相周波数比較回路2に入力される。位相周波数比較
回路2から出力された位相周波数誤差信号cはチャージ
ポンプ回路3に入力される。チャージポンプ回路3から
出力された誤差信号dと誤差信号eと、制御信号f、制
御信号g、制御信号hとは、プログラマブル低域ろ波回
路5に入力され、プログラマブル低域ろ波回路5から出
力された誤差信号i、誤差信号jは、電圧制御発振回路
12に入力され、電圧制御発振回路6からの出力信号k
はN分周回路4に入力される。
【0014】次に、例えば、ディスク装置が読み出しを
開始する場合、制御信号f、制御信号g、制御信号h
は、プログラマブル低域ろ波回路5に周波数帯域に関す
るデータを入力する。この設定が完了すると、媒体から
の読み出し信号aと電圧制御発振回路6の分周出力Iと
の位相と周波数とを比較し、チャージポンプ回路3から
は誤差信号dと誤差信号eとが出力され、プログラマブ
ル低域ろ波回路5に入力され、高周波成分を除去する。
【0015】プログラマブル低域ろ波回路5は、チャー
ジポンプ回路3からの誤差信号d、eに基づいて、電圧
制御発振回路6を電圧を制御する誤差信号i,jを出力
する際に、デジタル値である制御信号f,g,hによ
り、最適なカットオフ周波数を備えたフィルタが選択さ
れる。制御信号f,g,hは、外部の一時記憶手段から
供給される。入力信号aの周波数に応じて制御する場合
には、周波数弁別器と弁別によりデジタル値を設定する
デコーダとが必要である。
【0016】図1のプログラマブル低域ろ波回路のフィ
ルタの一例が図2に示されている。図2において、LP
F(ローパスフィルタ)は、多重帰還一低域通過回路と
し、オクターブ12dBの減衰特性を有し、カットオフ
周波数を3段階に切り替える機能を有し、入力端子21
と、節点23との間に、アナログスイッチ30と抵抗4
0との直列回路と、アナログスイッチ31と抵抗41と
の直列回路と、アナログスイッチ32と抵抗42との直
列回路とを並列接続し、節点23と節点24との間にも
アナログスイッチ30と抵抗60との直列回路、アナロ
グスイッチ31と抵抗61との直列回路、アナログスイ
ッチ32と抵抗62との直列回路を並列接続し、出力端
子22と節点23との間にも、アナログスイッチ30と
抵抗50との直列回路、アナログスイッチ31と抵抗5
1との直列回路、アナログスイッチ32と抵抗52との
直列回路を並列接続し、更に出力端子22と逆相入力端
子24との間に、アナログスイッチ30とコンデンサ7
0との直列回路、アナログスイッチ31とコンデンサ7
1との直列回路、アナログスイッチ32とコンデンサ7
2との直列回路を並列接続し、節点23と接地との間
に、アナログスイッチ30とコンデンサ80との直列回
路、アナログスイッチ31とコンデンサ81との直列回
路、アナログスイッチ32とコンデンサ82との直列回
路を並列接続し、逆相入力端子24と接地の正相入力端
子25とを入力とし、出力端子22を出力とする演算増
幅器20を設ける。
【0017】ここで、共通の参照数字で示したアナログ
スイッチは、構成上は別々となるが、制御信号により導
通・非導通動作は共通する。各抵抗の抵抗値、各コンデ
ンサの容量値は、カットオフ周波数や増幅度等により算
出されるが、公知であるので、ここでは詳述しない。
【0018】アナログスイッチ30が導通する場合は、
他のアナログスイッチ31、32は非導通となり、アナ
ログスイッチ31が導通する場合は他のアナログスイッ
チ30、32は非導通となり、アナログスイッチ32が
導通する場合は、他のアナログスイッチ30、31は非
導通となっている。
【0019】図3には、このようなアナログスイッチの
制御回路が示されており、この回路は、論理入力端子1
4、15と、アナログスイッチ30を制御するための出
力端子90、アナログスイッチ31を制御するための出
力端子91、アナログスイッチ32を制御するための出
力端子92と、入力端子14、15の入力信号をそれぞ
れ反転するインバータ17、18と、入力端子14、1
5の入力信号を2入力とするNANDゲート29と、イ
ンバータ17の出力と入力端子15の入力信号とを2入
力とするNANDゲート28と、インバータ18の出力
と入力端子14の入力信号とを2入力とするNANDゲ
ート26と、インバータ17、18の2出力を2入力と
するNANDゲート27とを備える。
【0020】ここで、NANDゲート26の出力端子9
0の論理レベルは、入力端子14、15の論理レベルが
[1、0]の時だけ[0]となるため、この0レベル信号に
よりアナログスイッチ30のみを導通となす。NAND
ゲート28の出力端子91の論理レベルは、入力端子1
4、15の論理レベルが[0,1]の時だけ[0]となるた
め、この信号によりアナログスイッチ31のみを導通と
なす。また、NANDゲート29の出力端子92の論理
レベル[0]は、入力端子14、15の論理レベルが
[1,1]の時となるため、この信号によりアナログスイ
ッチ32を導通させる。
【0021】NANDゲート27の出力端子16の論理
レベル[0]は、入力端子14、15の論理レベル[0,
0]の時であり、この信号は、この回路のループ系を解
除し、電圧制御発振回路12をフリーランニングさせて
みる場合等に使用される。
【0022】出力端子90、91、92でそれぞれアナ
ログスイッチ30、31、32を制御するには、ドライ
バが必要であるが、図示はしない。
【0023】本実施の形態によれば、2ビットの制御信
号を組み合わせるだけで、フィルタを3種類に変更でき
る利点がある。さらに、ビット数を増加させることによ
り、実質的にフィルタ数を増加させることができる。
【0024】図2に示した回路は、コンデンサを除外す
ると、アナログICとして全て集積化が可能であり、ま
た図3の論理回路はデジタルICとして全て集積化が可
能である。
【0025】本実施の形態によれば、フィルタの回路構
成やフィルタの制御回路等を半導体基板内に集積化でき
るため、外部からのノイズや衝撃に強く、また実装面積
の削減、小型、高性能化を図ることができる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の位相同期
発振回路は、プログラマブルな低域ろ波回路を有するた
め、入力信号の周波数が変動しても、適切なカットオフ
周波数を有するフィルタを通して電圧制御発振回路を制
御できることにより、上述した課題が悉く解決される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示すブロック図であ
る。
【図2】本発明の実施形態のフィルタの一例を示す回路
図である。
【図3】本発明の実施形態のフィルタの制御回路の一例
を示す回路図である。
【図4】従来の位相同期発振回路の一例を示すブロック
図である。
【符号の説明】
1、4、7、10 分周回路 2、8 位相周波数比較回路 3、9 チャージポンプ回路 5 プログラマブル低域ろ波回路 6、12 電圧制御発振回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力信号のM(M=2,3,・・・)分周信号
    と、電圧制御発振回路の発振信号のN(N=2,3,・・
    ・)分周信号とを比較回路により比較して得られた比較
    結果信号に対応する制御信号に基づいて前記電圧制御発
    振回路の発振信号の周波数を制御し、前記N分周信号の
    位相と周波数とを前記M分周信号に一致するようになし
    た位相同期発振回路において、前記比較結果信号に対応
    する信号の低域成分を除去するカットオフ周波数の変更
    が可能で、前記制御信号を出力するプログラマブル低域
    ろ波回路を備えて成ることを特徴とする位相同期発振回
    路。
  2. 【請求項2】前記プログラマブル低域ろ波回路は、複数
    ビットのデジタル信号の設定値によりカットオフ周波数
    を変更する機能を有する請求項1に記載の位相同期発振
    回路。
  3. 【請求項3】前記比較回路と前記プログラマブル低域ろ
    波回路の間にチャージポンプ回路が設けられている請求
    項1に記載の位相同期発振回路。
JP8168245A 1996-06-07 1996-06-07 位相同期発振回路 Pending JPH09331251A (ja)

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JP8168245A JPH09331251A (ja) 1996-06-07 1996-06-07 位相同期発振回路

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JP8168245A JPH09331251A (ja) 1996-06-07 1996-06-07 位相同期発振回路

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7279991B2 (en) 2004-07-13 2007-10-09 Renesas Technology Corp. Semiconductor integrated circuit with PLL circuit
JP2007336284A (ja) * 2006-06-15 2007-12-27 Alps Electric Co Ltd Pll回路
US7358800B2 (en) * 2004-04-30 2008-04-15 Industrial Technology Research Institute Programmable/tunable active RC filter
CN109314519A (zh) * 2018-09-14 2019-02-05 深圳市汇顶科技股份有限公司 计算机可读存储介质、快速启动时钟系统及其控制方法
WO2020030534A1 (en) * 2018-08-10 2020-02-13 Imperial College Of Science, Technology And Medicine Tunable electronic filter

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