JPH10256900A - デジタルプロセッシングpll - Google Patents

デジタルプロセッシングpll

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Publication number
JPH10256900A
JPH10256900A JP9078970A JP7897097A JPH10256900A JP H10256900 A JPH10256900 A JP H10256900A JP 9078970 A JP9078970 A JP 9078970A JP 7897097 A JP7897097 A JP 7897097A JP H10256900 A JPH10256900 A JP H10256900A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
input signal
phase
reference input
frequency
vcxo
Prior art date
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Pending
Application number
JP9078970A
Other languages
English (en)
Inventor
Akitoshi Ogino
晶敏 荻野
Takanori Ono
隆徳 大野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Communication Equipment Co Ltd
Original Assignee
Toyo Communication Equipment Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toyo Communication Equipment Co Ltd filed Critical Toyo Communication Equipment Co Ltd
Priority to JP9078970A priority Critical patent/JPH10256900A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 GPSよりの基準入力信号が無くなり自走状
態となった場合でも高い周波数安定度を得ることができ
るDPPLLを提供する。 【解決手段】 電圧制御発振器(VCXO)の出力信号
の位相または周波数をGPSからの基準入力信号の位相
または周波数と比較し、両者が一致する様に帰還制御ル
ープによってCPUを介して上記VCXOを制御するデ
ジタルプロセッシングPLL(DPPLL)であって、
上記出力信号の位相または周波数と上記基準入力信号の
位相または周波数との位相差または周波数差の変動を平
均化して抑圧する平均化処理手段と、上記抑圧された位
相差または周波数差の変動に従って変動する上記VCX
Oの制御電圧を逐次平均化処理して逐次平均値を出して
おくための逐次平均化処理手段とを有し、上記基準入力
信号の入力が停止した時に、上記制御電圧の逐次平均値
によって上記VCXOを制御する様にした構成となって
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、電圧制御発振器
(VCXO)の出力信号の位相または周波数をGPSか
らの基準入力信号の位相または周波数と比較し、両者が
一致する様に帰還制御ループによってCPUを介して上
記VCXOを制御するデジタルプロセッシングPLL
(DPPLL)に関し、特に上記GPSよりの基準入力
信号が無くなり自走状態となった場合でも高い周波数安
定度を得ることができるDPPLLに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、電圧制御発振器(VCXO)の
出力信号の位相または周波数をGPSからの基準入力信
号の位相または周波数と比較し、両者が一致する様に帰
還制御ループによってCPUを介して上記VCXOを制
御するデジタルプロセッシングPLL(DPPLL)が
知られている。図4は、上記DPPLLの基本的な構成
図である。図4において、このDPPLLは、基準信号
入力(この場合、GPSよりのタイミング信号)を入力
する位相比較器1と、上記位相比較器1に接続されたC
PU3と、上記CPU3に接続されたデジタルアナログ
変換器(D/A変換器)5と、上記D/A変換器5に接
続された電圧制御発振器(VCXO)7と、上記VCX
O7の出力側と上記位相比較器1の入力側との間に接続
された周波数分配器(DIV)9とを有している。上記
DPPLLの動作としては、ある基準とする高安定な入
力信号(GPS信号)と、自走状態または制御状態(ロ
ック状態)にある上記VCXO7の出力信号を上記DI
V9によって入力信号の周波数にまで分周した信号とを
上記位相比較器1にて位相比較し、上記CPU3が上記
位相比較器1から位相差量を取得して位相差、周波数差
を算出し、上記VCXO7の出力信号が上記基準入力信
号に近づく様に、上記VCXO7への制御量をデジタル
量にて出力する。出力された制御量は上記D/A変換器
5を介して電圧変換されてVCONT:制御電圧となり、上
記VCXO7を制御し、上記出力信号の位相、周波数を
上記基準入力信号へ近づける。この一連の制御を繰り返
し行うことにより、ある時間・経過を経て上記VCXO
7の出力信号は上記基準入力信号の高い周波数安定と同
等のものとなる。ここで、もし上記基準入力信号が無く
なった場合、上記位相比較器1では位相比較できないた
め、上記VCXO7は基準入力信号に追従することな
く、上記CPU3よりの前回の制御値により一定電圧で
制御される自走状態となり、上記出力信号は上記VCX
O7の自走安定度で出力されることになる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記D
PPLLの自走状態においては、必ずしも上記VCXO
7の自走安定度が高くないため、上記基準入力信号に対
して位相が大きくずれて行き、十分な安定状態とはなら
なくなってしまうものであった。そこで、上記自走状態
に限らずロック状態においても位相ずれを減少させる方
法として、上記CPU3において、上記基準入力信号と
上記DIV9との位相差を平均化して上記VCXO7に
対する制御を行う方法が提案されている。この方法によ
れば、上記基準入力信号に対する位相ずれを除去しつつ
ロック状態(周波数の安定な状態)に入れることがで
き、その後、上記基準入力信号がなくなったとしても、
上記CPU3が前回の制御値(上記基準入力信号の位相
ずれが除去された状態での制御値)を出力することによ
り上記基準入力信号の真の周波数に近い周波数を出力す
ることができるが、これには位相ずれの非常に少ない高
安定な基準入力信号が絶対条件となっている。
【0004】しかしながら、前述した図4に示したDP
PLLの場合、GPSからのタイミング信号を基準入力
信号としており、上記GPSからのタイミング信号に
は、SA(意図的精度劣化)による位相ずれがあるた
め、上記平均化処理の方法を用いても上記基準入力信号
に対して大きな位相ずれが生じてしまうものであった。
【0005】すなわち、もう少し詳しく説明すると、図
2に示す様に、上記GPSの基準入力信号の入力時(ロ
ック状態)において上記基準入力信号のSAによるふら
つきによって上記DPPLLの位相比較器1における位
相差は、Aで示す様に大きくふらつくため、一般的には
その位相差を上記CPU3で平均化処理することにより
Bで示す様に位相ずれを抑圧している。この状態では、
上記VCXO7の制御電圧VCONTの値は上記位相ずれの
変動に従ってCで示す様に変動する。ここで、上記基準
入力信号の入力が停止する自走状態が、上記VCONTが最
も大きく変動している時(図2のDで示す状態)に起こ
った場合、EおよびFで示す様に上記位相比較器1にお
ける位相差は非常に大きくなっていってしまう。以上の
様に、GSPのタイミング信号を用いたDPPLLにお
いては、上記位相差を平均化処理しても上記SAによる
位相ずれが十分に除去できない問題点があった。また、
上記SAによる位相ずれの周期が1日であるため平均化
に時間がかかり、1日の間高安定を保つVCXOが必要
となる問題点があった。本発明は、上記事情に鑑みてな
されたもので、上記GPSよりの基準入力信号が無くな
り自走状態となった場合でも高い周波数安定度を得るこ
とができるDPPLLを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、電圧制御発振器(VCXO)の出力信号
の位相または周波数をGPSからの基準入力信号の位相
または周波数と比較し、両者が一致する様に帰還制御ル
ープによってCPUを介して上記VCXOを制御するデ
ジタルプロセッシングPLL(DPPLL)において、
上記出力信号の位相または周波数と上記基準入力信号の
位相または周波数との位相差または周波数差の変動を平
均化して抑圧する平均化処理手段と、上記抑圧された位
相差または周波数差の変動に従って変動する上記VCX
Oの制御電圧を逐次平均化処理して逐次平均値を出して
おくための逐次平均化処理手段とを有し、上記基準入力
信号の入力が停止した時に、上記制御電圧の逐次平均値
によって上記VCXOを制御する様にしたことを特徴と
する。また、本発明は、上記逐次平均化処理手段が、複
数の時間における上記VCXOの制御電圧の平均値を計
算する様になっていることを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示した実施形態
に基づいて説明する。図1は、本発明によるデジタルプ
ロセッシングPLL(DPPLL)の一実施形態を示す
構成図である。図1に示す様に、基準信号入力(この場
合、GPSよりのタイミング信号)を入力する位相比較
器1と、上記位相比較器1に接続されたCPU11と、
上記CPU11に接続されたデジタルアナログ変換器5
と、上記デジタルアナログ変換器5に接続された電圧制
御発振器(VCXO)7と、上記VCXO7の出力側と
上記位相比較器1の入力側との間に接続された周波数分
配器(DIV)9とを有しており、上記CPU11が、
上記位相比較器1における位相差を平均化処理するため
の平均化処理部13と、後述する様に上記VCXO7の
制御電圧VCONTを逐次平均化処理するための逐次平均化
処理部15とを有している。このDPPLLの基本的動
作としては、ある基準とする高安定な入力信号(GPS
信号)と、自走状態または制御状態(ロック状態)にあ
る上記VCXO7の出力信号を上記DIV9によって入
力信号の周波数にまで分周した信号とを上記位相比較器
1にて位相比較し、上記CPU11が上記位相比較器1
から位相差量を取得して平均化処理して位相差、周波数
差を算出し、上記VCXO7の出力信号が上記基準入力
信号に近づく様に、上記VCXO7への制御量をデジタ
ル量にて出力する。出力された制御量は上記デジタルア
ナログ変換器5を介して電圧変換されてVCONT:制御電
圧となり、上記VCXO7を制御し、出力信号の位相、
周波数を上記基準入力信号へ近づける。この一連の制御
を繰り返し行うことにより、ある時間・経過を経て上記
VCXO7の出力信号は上記基準入力信号の高い周波数
安定と同等のものとなる。
【0008】そして、本発明の特徴としては、このDP
PLLでは、上記平均化処理部13によって平均化して
抑圧した位相差の変動(図2のB参照)に従って変動す
る制御電圧VCONT(図2のC参照)を上記逐次平均化処
理部15によって逐次平均化処理して逐次平均値V
CONT・A(図2のG参照)を出力することにより、上記基
準入力信号の入力が停止して自走状態に入った時に上記
逐次平均値VCONT・Aによって上記VCXO7を制御する
様にしたものである。上記逐次平均化処理部15におけ
る上記VCONTの逐次平均化処理としては、図3に示す様
に、時間t1における上記VCONTの値をVCONT1 とし、
時間t2における上記VCONTの値をVCONT2 とし、時間
t3における上記VCONTの値をVCONT3 とし、以下同じ
様に符号を付けた場合、上記時間t3において逐次平均
値VCONT・A1 =VCONT1 +VCONT2 +VCONT3 /3を計
算して出し、上記時間t4において逐次平均値V
CONT・A2 =VCONT2 +VCONT3 +VCONT4 /3を計算し
て出し、上記時間t5において逐次平均値VCONT・A3
CONT3 +VCONT4 +VCONT5/3を計算して出し、以
下同様にして、時間tN毎に順々に逐次平均値V
CONT・AN を計算して出す様にしている。
【0009】従って、上記の様にして計算された逐次平
均値VCONT・Aを上記基準入力信号が停止した時に、上記
CPU11より上記VCXO7に供給すれば、上記GP
Sの基準入力信号の真値に近い周波数での自走状態とな
り、図2のHで示す様に、位相ずれが大きくなることは
なく、高い周波数安定度が得られる。なお、上記CPU
11の逐次平均化処理部15において計算され出力され
る逐次平均値はデジタル値であり、上記D/A変換器5
によってアナログ値に変換されて逐次平均値電圧となる
ことは言うまでもないことである。また、上記逐次平均
化処理では3つの電圧値の平均をとる様にしていたが、
複数の電圧値の平均であればいくつの値の平均値でも良
い。また、上記逐次平均化の計算のための電圧値のサン
プリングタイムtは自由に設定できる。また、この実施
形態では、基準入力信号とVCXOの出力信号との位相
差を比較する構成となっていたが、上記両者の周波数差
を比較する構成でも良いことは言うまでもない。
【0010】
【発明の効果】本発明は、以上説明した様に、このDP
PLLでは、平均化処理部によって平均化して抑圧した
位相差の変動に従って変動する制御電圧VCONTを逐次平
均化処理部によって逐次平均化処理して逐次平均値V
CONT・Aをだしておき、上記基準入力信号の入力が停止し
て自走状態に入った時に上記逐次平均値VCONT・Aによっ
てVCXOを制御する様にしたので、GPSよりの基準
入力信号が無くなり自走状態となった場合でも高い周波
数安定度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるデジタルプロセッシングPLL
(DPPLL)の一実施形態を示す構成図である。
【図2】図1および図4に示したDPPLLにおける時
間に対する位相差および制御電圧の変化を示す図であ
る。
【図3】図1に示した逐次平均化処理部における逐次平
均化処理の説明図である。
【図4】一般のDPPLLの構成図である。
【符号の説明】
1…位相比較器、 3、11…
CPU、5…D/A変換器、 7
…VCXO、9…DIV、
13…平均化処理部、15…逐次平均化処理部、

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電圧制御発振器(VCO)の出力信号の
    位相または周波数をGPSからの基準入力信号の位相ま
    たは周波数と比較し、両者が一致する様に帰還制御ルー
    プによってCPUを介して上記VCOを制御するデジタ
    ルプロセッシングPLL(DPPLL)であって、上記
    出力信号の位相または周波数と上記基準入力信号の位相
    または周波数との位相差または周波数差の変動を平均化
    して抑圧する平均化処理手段と、上記抑圧された位相差
    または周波数差の変動に従って変動する上記VCOの制
    御電圧を逐次平均化処理して逐次平均値を出しておくた
    めの逐次平均化処理手段とを有し、上記基準入力信号の
    入力が停止した時に、上記制御電圧の逐次平均値によっ
    て上記VCOを制御する様にしたことを特徴とするデジ
    タルプロセッシングPLL。
  2. 【請求項2】 上記逐次平均化処理手段が、複数の時間
    における上記VCXの制御電圧の平均値を計算する様に
    なっていることを特徴とする請求項1に記載のデジタル
    プロセッシングPLL。
JP9078970A 1997-03-13 1997-03-13 デジタルプロセッシングpll Pending JPH10256900A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000216760A (ja) * 1999-01-27 2000-08-04 Nec Eng Ltd デ―タ伝送システム及びそのシステムにおけるクロック伝送方法
KR101062232B1 (ko) 2011-03-10 2011-09-05 삼성탈레스 주식회사 Gps 클럭에 동기되는 디지털 pll 회로

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000216760A (ja) * 1999-01-27 2000-08-04 Nec Eng Ltd デ―タ伝送システム及びそのシステムにおけるクロック伝送方法
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