JPH10209860A - 位相同期ループ装置 - Google Patents

位相同期ループ装置

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JPH10209860A
JPH10209860A JP9013611A JP1361197A JPH10209860A JP H10209860 A JPH10209860 A JP H10209860A JP 9013611 A JP9013611 A JP 9013611A JP 1361197 A JP1361197 A JP 1361197A JP H10209860 A JPH10209860 A JP H10209860A
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loop filter
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Osamu Hosoi
修 細井
Kunihiko Fujii
邦彦 藤井
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 PLLの時定数を変化させたときに、ループ
フィルタの出力の変化を抑え、数値制御発振器の周波数
が、基準の周波数から大きくずれないようにし、PLL
回路がロックしなくなるのを防ぐ補正回路の入ったPL
L回路を提供することを目的とする。 【解決手段】 補正回路が、時定数制御入力により時定
数A1から時定数A2へ変化した時点で、積分項にホー
ルドされるデータの値を2つの時定数の比(A2/A
1)の2乗で割るという構成になっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオテープレコ
ーダー(以下、VTRと略す)に用いられる位相同期ル
ープ装置(以下、PLL回路と略す)に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年、民生用のVTRは、信号処理のデ
ィジタル化が進んできている。クロマ信号の信号処理に
必要な機能である自動周波数制御手段(以下、AFCと
記す)や自動位相制御手段(以下、APCと記す)など
もディジタル処理化されてきている。そして、AFCや
APCにはPLL回路が用いられている。
【0003】以下に、AFCのPLL回路の基本構成に
ついて説明する。図2は、AFCのPLL回路のブロッ
ク図である。なお、このPLL回路は、すべてディジタ
ル処理回路である。図2において、1は水平同期信号と
後述する数値制御発振器3の出力信号とを位相比較する
位相比較器、2はループフィルタ、3は数値制御発振器
である。
【0004】以上のように構成されたPLL回路につい
て、以下図2を用いてその動作を説明する。
【0005】位相比較器1には、水平同期信号と数値制
御発振器3の出力が入力され、位相比較されて位相差信
号を出力する。入力される水平同期信号は、10MHz
以上のクロックにより2値にディジタル化されて入力さ
れており、水平同期信号部分が「1」で、それ以外の部
分が「0」となっている。
【0006】位相比較器1から出力される位相差信号は
ループフィルタ2に入力される。また、ループフィルタ
2には時定数制御信号が入力され、ループフィルタ2の
定数を変更している。時定数を変更しているのは、以下
の理由による。ヘッド切り替え時のヘッド間のスキュー
への対応や、垂直同期信号部分がノイズなどで乱れた時
にも映像信号部分までにはAFCが収束するように、ヘ
ッドの切り替え点からある一定期間は、AFCの応答を
速くし、それ以外の期間では、AFCの応答を遅くして
S/Nを良くしている。また、特殊再生時には、すべて
の期間でAFCの応答を速くしている。
【0007】ループフィルタ2から出力される位相信号
は数値制御発振器3に入力され、1クロックごとに、数
値制御発振器3の出力位相と、ループフィルタ2の出力
信号から得られる位相との和を演算し、その演算結果を
数値演算発振器3の出力信号としている。数値制御発振
器3の出力信号は、n(nは整数)ビットのディジタル
データであり、前記演算によりオーバーフローした部分
は無視される。すなわち、前記演算結果から「2」のn
乗の余りをとっていることになる。数値制御発振器3の
出力は、「2」の補数表示で考えると、「−2」の(n
−1)乗から「+2」の(n−1)乗−1までの位相信
号となる。
【0008】ここで、位相比較器1では、入力される水
平同期信号が「0」から「1」に変化した時点の数値制
御発振器3の出力信号を位相差信号としている。位相差
信号は、水平同期信号に「0」から「1」の変化が起こ
るまで保持されている。位相比較器1から出力される位
相差信号がループフィルタ2に入力され、ループフィル
タ2では位相差信号をディジタルフィルタにより平滑化
した位相信号を出力する。
【0009】次に、上記PLL回路の具体回路構成につ
いて、図3を用いて説明する。図3に示すように、位相
比較器1、ループフィルタ2、数値制御発振器3につい
て、それぞれ点線で囲んだ部分が具体的な回路例であ
る。4はDフリップフロップ(以下D−FFと略す)、
5は第1の係数器、6は第2の係数器、7は第1の係数
器5か第2の係数器6かを切り換えて出力する第1の切
換回路、8は第1のD−FF4の出力と第2のD−FF
10の出力を加算する第1の加算器、9はリミッタ、1
0は第2のD−FF、11は第3の係数器、12は第4
の係数器、13は第3の係数器11の出力と第4の係数
器12の出力とを切り換える第2の切換回路、14は第
1の切換回路7と第2の切換回路13との出力を加算す
る第2の加算器、15は定数発生器、16は定数発生器
15の出力と第2の加算器14の出力とを減算する減算
器、17は減算器16の出力と第3のD−FF18の出
力とを加算する加算器、18は第3のD−FF、19は
第4のD−FFである。
【0010】ただし、上記回路は、AFCの機能として
必要な回路だけで構成しており、実際のLSI回路で
は、加算器や減算器などの後にD−FFが入る。このD
−FFの入る数は、LSIの素子の速さで変わるため省
略している。
【0011】なお、図3において、接続線の太い部分は
信号線が1ビットではなく、複数ビットであることを示
している。
【0012】以上のように構成された従来の位相同期ル
ープ装置について、以下その動作について説明する。
【0013】第1のD−FF4には、クロックに水平同
期信号が入力され、D入力に、数値制御発振器3の出力
が入力されている。水平同期信号が0から1に変化した
時点でのD入力がQ出力へと、出力される。D入力は、
複数ビットのディジタルデータである。このビット数
は、AFCのS/Nと回路規模を勘案して決める必要が
ある。実際の回路では、23ビットに設定している。第
1のD−FF4は、位相比較器であり、水平同期信号の
位相を基準にして数値制御発振器の位相のずれを出力し
ている。水平同期信号の位相と数値制御発振器の位相が
合えば、出力は0になる。
【0014】第1のD−FF4のQ出力は、ループフィ
ルタ2に入力される。ループフィルタ2は、比例項と積
分項の和を出力としている。係数器5の値Aが時定数が
速い時の比例項の係数である。係数器6は、時定数が遅
い時の設定であり、時定数の速い時との比の係数にして
いる。この例では、時定数の比を1/8にしている。切
換回路7では、時定数制御入力が第4のD−FF19か
ら出力されるが、この出力に応じて比例項の係数を切り
換えている。時定数制御入力がHのとき、時定数が速
く、比例項の係数はAとなり、時定数制御入力がLの
時、時定数が遅く、比例項の係数はA/8になる。
【0015】また、加算器8とリミッタ9および第2の
D−FF10でループフィルタの積分項を演算してい
る。水平同期信号が入力されるごとに位相比較器から位
相差が出力されるが、この位相差を水平同期信号ごとに
積算している。リミッタ9は積算した結果がオーバーフ
ローしないようにしている。
【0016】係数器11の値Bが時定数が速い時の積分
項の係数である。係数器12は、時定数が遅い時の設定
であり、時定数の速い時との比の2乗の係数にしてい
る。この例では、時定数の比1/8の2乗の1/64に
している。切換回路13では、時定数制御入力が第4の
D−FF19から出力されるが、この出力に応じて積分
項の係数を切り換えている。時定数制御入力がHのと
き、時定数が速く、積分項の係数はBとなり、時定数制
御入力がLの時、時定数が遅く、積分項の係数はB/6
4になる。
【0017】切換回路7の出力と切換回路13の出力を
加算器14で加算し、加算器14の出力をループフィル
タの出力としている。
【0018】数値制御発振器3は、定数発生器15と減
算器16と加算器17と第3のD−FF18とで構成さ
れている。基準発振周波数を示す定数器15からループ
フィルタ2の出力を減算器16で引いている。この出力
が、数値制御発振器3の1クロックの位相変化となり、
数値制御発振器3のPLL回路がロックしたときには、
水平同期信号の周波数と、この位相変化から得られる周
波数とが一致する。この出力を加算器17と第3のD−
FF18で積算し、その出力を数値制御発振器3の出力
としている。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、通常再生から特殊再生に切り換えた時、
PLLの時定数も遅いものから速いものに切り換える
が、切り換えた時点で積分項の値が従来ロックしていた
出力の64倍の出力が出てしまい、ループフィルタの出
力が大きく変化し、この出力変化によって、数値制御発
振器3の周波数が、基準周波数から大きくはずれてしま
い、PLL回路がロックしなくなるという問題点があっ
た。
【0020】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、PLLの時定数を変化させたときに、ループフィル
タの出力の変化を抑え、数値制御発振器の周波数が、基
準の周波数から大きくずれないようにし、PLL回路が
ロックしなくなるのを防ぐ補正回路の入った位相同期ル
ープ装置を提供することを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の位相同期ループ装置は、2つの入力信号の位
相差を検出する位相比較器と、前記位相比較器から出力
された位相差信号が入力されるループフィルタと、ルー
プフィルタから出力された信号が入力され、入力された
信号に応じた周波数の信号を出力し前記位相比較器に入
力する数値制御発振器とから構成された位相同期ループ
装置において、ループフィルタに時定数制御入力が入力
され、ループフィルタの比例項と積分項のそれぞれに、
2種類の係数をもち、前記係数を時定数制御入力により
切り換えるとともに、時定数制御入力を切り換える時
に、ループフィルタの出力が変化しないように積分項に
補正回路を備え、この補正回路が、時定数制御入力によ
り時定数Aから時定数Bへ変化した時点で、積分項にホ
ールドされるデータの値を2つの時定数の比(B/A)
の2乗で割るという構成を有している。
【0022】この構成によって、PLLの時定数を変化
させたときに、ループフィルタの出力の変化を抑え、数
値制御発振器の周波数が、基準の周波数から大きくずれ
ないようにし、PLL回路がロックしなくなるのを防い
でいる。
【0023】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1及び2に記載の
発明は、2つの入力信号の位相差を検出する位相比較器
と、前記位相比較器から出力された位相差信号が入力さ
れるループフィルタと、ループフィルタから出力された
信号が入力され、入力された信号に応じた周波数の信号
を出力し前記位相比較器に入力する数値制御発振器とか
ら構成された位相同期ループ装置において、ループフィ
ルタに時定数制御入力が入力され、ループフィルタの比
例項と積分項のそれぞれに、2種類の係数をもち、前記
係数を時定数制御入力により切り換えるとともに、時定
数制御入力を切り換えた時に、ループフィルタの出力が
変化しないように積分項に補正回路を備えたものであ
り、この構成によって、PLLの時定数を変化させたと
きに、ループフィルタの出力の変化を抑え、数値制御発
振器の周波数が、基準の周波数から大きくずれないよう
にし、PLL回路がロックしなくなるのを防いでいる。
【0024】以下、本発明の実施の形態について図面を
用いて説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の位相同期ループ装置の
実施の形態を示す回路図である。
【0025】図1において、従来技術と同様の構成要素
については同一番号を付与してその詳細な説明は省略す
る。20は第5のD−FF、21はインバータ回路、2
2は第4のD−FF19のQ出力とインバータ回路21
の出力とを論理積演算するAND回路、23は係数器、
24は係数器23を介すか否か切り換える第3の切換回
路であり、これらで補正回路を構成している。ただし、
上記回路はAFCの機能として必要な回路だけで構成し
ており、実際のLSI回路では、加算器や減算器などの
あとにD−FFが入る。このD−FFの入る数は、LS
Iの素子のスピードで変わるため省略している。
【0026】なお、図2において接続線の太い部分は信
号線が1ビットではなく複数ビットであることを示して
いる。
【0027】以上のように構成された本実施の形態の位
相同期ループ装置について、以下その動作について説明
する。
【0028】第1のD−FF4には、クロックに水平同
期信号が入力され、D入力に、数値制御発振器3の出力
が入力されている。水平同期信号が0から1に変化した
時点でのD入力がQ出力へと出力される。D入力は複数
ビットのディジタルデータである。第1のD−FF4は
位相比較器であり、水平同期信号の位相を基準にして数
値制御発振器3の位相のずれを出力している。水平同期
信号の位相と数値制御発振器3の位相が合えば出力は0
になる。
【0029】第1のD−FF4のQ出力は、ループフィ
ルタ2に入力される。ループフィルタ2は、比例項と積
分項の和を出力としている。係数器5の値Aが時定数が
速い時の比例項の係数である。係数器6は、時定数が遅
い時の設定であり、時定数の速い時との比の係数にして
いる。この例では、時定数の比を1/8にしている。切
換回路7では、時定数制御入力が第4のD−FF19を
経て第5のD−FF20から出力されるが、この出力に
応じて比例項の係数を切り換えている。時定数制御入力
がHのとき、時定数が速く、比例項の係数はAとなり、
時定数制御入力がLの時、時定数が遅く、比例項の係数
はA/8になる。
【0030】また、加算器8とリミッタ9と第2のD−
FF10および係数器23と第3の切換回路24とでル
ープフィルタの積分項を演算している。水平同期信号が
入力されるごとに位相比較器1から位相差が出力される
が、この位相差を水平同期信号ごとに積算している。リ
ミッタ9は積算した結果がオーバーフローしないように
している。また、時定数切換入力が、遅いものから速い
ものへ変化したことを(LからHに変化したことを)第
4のD−FF19と第5のD−FF20とインバータ回
路21とAND回路22から検出し、その検出結果によ
り、時定数がLからHへ切り替わる1水平期間のみ、第
3の切換回路24で係数器23の出力を選択することに
より、積分項の出力が変化しないようにしている。
【0031】係数器11の値Bが時定数が速い時の積分
項の係数である。係数器12は、時定数が遅い時の設定
であり、時定数の速い時との比の2乗の係数にしてい
る。この例では、時定数の比1/8の2乗の1/64に
している。第2の切換回路13では、時定数制御入力が
第4のD−FF19を経て第5のD−FF20から出力
されるが、この出力に応じて積分項の係数を切り換えて
いる。時定数制御入力がHのとき、時定数が速く、積分
項の係数はBとなり、時定数制御入力がLの時、時定数
が遅く、積分項の係数はB/64になる。
【0032】第1の切換回路7の出力と第2の切換回路
13の出力を加算器14で加算し、加算器14の出力を
ループフィルタの出力としている。
【0033】数値制御発振器3は、定数発生器15と減
算器16と加算器17と第3のD−FF18で構成され
ている。基準発振周波数を示す定数15からループフィ
ルタ2の出力を減算器16で引いている。この出力が、
数値制御発振器3の1クロックの位相変化となり、数値
制御発振器3のPLL回路がロックしたときには、水平
同期信号の周波数と、この位相変化から得られる周波数
とが一致する。この出力を加算器17と第3のD−FF
18で積算し、その出力を数値制御発振器3の出力とし
ている。
【0034】
【発明の効果】以上のように本発明は、PLLの時定数
を変化させたときに、ループフィルタの出力の変化を抑
え、数値制御発振器の周波数が、基準の周波数から大き
くずれないようにし、PLL回路がロックしなくなるの
を防ぐ補正回路の入ったPLL回路を提供できるという
優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における位相同期ループ装
置の構成を示す回路図
【図2】位相同期ループ装置のブロック図
【図3】従来の位相同期ループ装置の構成を示す回路図
【符号の説明】
1 位相比較器 2 ループフィルタ 3 数値制御発振器 4 第1のD−FF 5 係数器 6 係数器 7 切換回路 8 加算器 9 リミッタ 10 第2のD−FF 11 係数器 12 係数器 13 切換回路 14 加算器 15 定数 16 減算器 17 加算器 18 第3のD−FF 19 第4のD−FF 20 第5のD−FF 21 インバータ回路 22 AND回路 23 係数器 24 切換回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2つの入力信号の位相差を検出する位相
    比較器と、前記位相比較器から出力された位相差信号が
    入力されるループフィルタと、前記ループフィルタから
    出力された信号に応じた周波数の信号を出力し前記位相
    比較器に入力する数値制御発振器とから構成された位相
    同期ループ装置であって、前記ループフィルタに時定数
    制御入力が入力され前記ループフィルタの比例項と積分
    項のそれぞれに2種類の係数をもち、前記係数を時定数
    制御入力により切り換えるとともに、時定数制御入力を
    切り換えた時に前記ループフィルタの出力が変化しない
    ように積分項に補正回路を備えたことを特徴とする位相
    同期ループ装置。
  2. 【請求項2】 補正回路は、時定数制御入力により時定
    数A1から時定数A2へ変化した時点で、積分項にホー
    ルドされるデータの値を2つの時定数の比(A2/A
    1)の2乗で割るという構成であることを特徴とする請
    求項1記載の位相同期ループ装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009027581A (ja) * 2007-07-23 2009-02-05 Renesas Technology Corp 半導体集積回路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009027581A (ja) * 2007-07-23 2009-02-05 Renesas Technology Corp 半導体集積回路

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