JPH11185395A - Clock reproducing pll device - Google Patents

Clock reproducing pll device

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JPH11185395A
JPH11185395A JP9354560A JP35456097A JPH11185395A JP H11185395 A JPH11185395 A JP H11185395A JP 9354560 A JP9354560 A JP 9354560A JP 35456097 A JP35456097 A JP 35456097A JP H11185395 A JPH11185395 A JP H11185395A
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phase
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Takashi Kiyofuji
藤 隆 志 清
Akinori Suyama
山 明 昇 須
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Victor Company of Japan Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a PLL(phase-locked loop) device capable of preventing the deviation of the locking of the PLL due to a temp. change and also capable of generating the reference voltage of its own with high accuracy with a resolution finer than a phase difference signal. SOLUTION: In generating the output signal of a CLK in a VOC 9 by a control voltage to be applied to the VOC 9 through an LPF 8 from a differential amplifier 7, an input signal from a signal input terminal 1 is converted into a digital signal in an A/D converter 2 and the phase of this signal is compared with that of the output of the CLK in a phase comparator 3 and the digital phase difference signal of 8 bits is generated to be converted into an analog voltage in a D/A converter 4 and the analog voltage is made a first input of a differential amplifier 7. Besides, reference voltage data having the resolution of 12 bits are modulated in a time base direction in a data modulating circuit 19 to be converted into the reference voltage data having 8 bits capable of expressing 12 bits with the average value of the time base direction and these data are converted into an analog voltage in a D/A converter 20 to be made a second input of the amplifier 7 and a control voltage having a satisfactory accuracy is generated based on the reference voltage having the accuracy of 12 bits substantially. Moreover, temp. characteristics of the D/A converters 4,20 are roughly equal.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、PLL(位相ロッ
クループ)装置、特に、磁気記録再生装置などから伝送
されてくるディジタル信号からクロックを抽出するに際
して温度変化の影響を低減できるPLL装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a PLL (Phase Locked Loop) device, and more particularly to a PLL device capable of reducing the influence of a temperature change when extracting a clock from a digital signal transmitted from a magnetic recording / reproducing device or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディジタル信号を記録再生するための磁
気記録再生装置において、信号の記録時には、ディジタ
ル信号の“1”または“0”に応じて磁区が形成される
ので、そのまま直接的に信号記録が行われるが、記録し
た信号の再生時には、磁区の変化部でのみ得られる信
号、すなわち磁気記録信号のエッジ部分の微分波形とし
て得られる信号に基づいて再生信号が形成される。
2. Description of the Related Art In a magnetic recording / reproducing apparatus for recording / reproducing a digital signal, when recording a signal, a magnetic domain is formed in accordance with the digital signal "1" or "0". When a recorded signal is reproduced, a reproduced signal is formed based on a signal obtained only at a change portion of the magnetic domain, that is, a signal obtained as a differential waveform of an edge portion of the magnetic recording signal.

【0003】図4は、(a)のクロック(CLK)に対
応して記録された、(b)のような磁気記録信号Srに
対して、(c)のような再生信号Sdが得られることを
示している。
FIG. 4 shows that a reproduced signal Sd as shown in FIG. 4C is obtained with respect to a magnetic recording signal Sr as shown in FIG. 4B recorded in correspondence with the clock (CLK) shown in FIG. Is shown.

【0004】実際の磁気記録においては、クロック自体
は記録されないので、それは再生信号Sdから生成する
必要がある。本発明は、そのようなクロック再生のため
に用いられるPLL装置に関するものである。
In actual magnetic recording, since the clock itself is not recorded, it must be generated from the reproduction signal Sd. The present invention relates to a PLL device used for such clock recovery.

【0005】図5は、従来のPLL装置のブロック図で
ある。このPLL装置は、再生信号入力端子1に入力さ
れた再生信号に基づいて、CLK出力端子10からCL
K出力信号を抽出するための装置である。再生信号入力
端子1に入力された再生入力信号Sdは、A/D(アナ
ログ/ディジタル)変換器2において、CLK出力信号
に同期してディジタル信号に変換される。このディジタ
ル信号は、次段の位相比較器3に与えられる。A/D変
換器2からのディジタル信号の位相を、CLK出力信号
と位相と比較する。
FIG. 5 is a block diagram of a conventional PLL device. The PLL device outputs a CL signal from a CLK output terminal 10 based on a reproduction signal input to a reproduction signal input terminal 1.
A device for extracting a K output signal. The reproduction input signal Sd input to the reproduction signal input terminal 1 is converted into a digital signal in an A / D (analog / digital) converter 2 in synchronization with the CLK output signal. This digital signal is provided to the next-stage phase comparator 3. The phase of the digital signal from the A / D converter 2 is compared with the phase of the CLK output signal.

【0006】位相比較器3は、位相比較の結果としてデ
ィジタルの位相誤差信号Seを出力する。この位相誤差
信号SeはCLK出力信号に基づいて動作するD/A
(ディジタル/アナログ)変換器4を介してアナログ信
号に変換され、差動アンプ7の第1の入力端子に入力さ
れる。
[0006] The phase comparator 3 outputs a digital phase error signal Se as a result of the phase comparison. This phase error signal Se is a D / A that operates based on the CLK output signal.
The signal is converted into an analog signal via a (digital / analog) converter 4 and input to a first input terminal of the differential amplifier 7.

【0007】他方、基準電圧データ入力端子5から基準
電圧データが電子式ボリューム調整器と称される電子式
電圧調整器(EVR)6に入力されると、EVR6はそ
れに対応するアナログの直流基準電圧を発生してそれを
差動アンプ7の第2の入力端子に入力する。差動アンプ
7は、D/A変換器4からの位相誤差信号をEVR6か
らの基準電圧と比較し、両者の差に相当する電圧を出力
する。差動アンプ7の出力電圧は、十分大きな時定数を
有するロウパスフィルタ(LPF)8を介して波形整形
され、電圧制御発振器(VCO)9に対し、位相誤差を
減少させるための制御信号として入力される。VCO9
は、入力された制御電圧に応じてCLKの出力周波数を
制御し、CLK出力端子10から出力する。
On the other hand, when reference voltage data is input from a reference voltage data input terminal 5 to an electronic voltage regulator (EVR) 6 called an electronic volume regulator, the EVR 6 converts the analog DC reference voltage corresponding thereto. And inputs it to the second input terminal of the differential amplifier 7. The differential amplifier 7 compares the phase error signal from the D / A converter 4 with a reference voltage from the EVR 6, and outputs a voltage corresponding to the difference between the two. The output voltage of the differential amplifier 7 is shaped through a low-pass filter (LPF) 8 having a sufficiently large time constant, and is input to a voltage-controlled oscillator (VCO) 9 as a control signal for reducing a phase error. Is done. VCO9
Controls the output frequency of CLK according to the input control voltage, and outputs the output from the CLK output terminal 10.

【0008】さて、以上のようなPLL装置において、
位相誤差の検出は、位相比較器3により行われるが、次
に、その動作について説明する。
Now, in the above-described PLL device,
The detection of the phase error is performed by the phase comparator 3. Next, the operation will be described.

【0009】図6は位相比較器3の詳細構成を示すもの
である。この位相比較器3は、入力端子11、第1の遅
延回路12、第2の遅延回路13、レベル判別器14、
減算器15、乗算器16、および出力端子17を備えて
いる。
FIG. 6 shows a detailed configuration of the phase comparator 3. The phase comparator 3 includes an input terminal 11, a first delay circuit 12, a second delay circuit 13, a level discriminator 14,
A subtractor 15, a multiplier 16, and an output terminal 17 are provided.

【0010】図6の位相比較器3の作用について説明す
るのに先立ち、図4および図7〜図9を参照して位相誤
差検出の原理について説明する。
Prior to describing the operation of the phase comparator 3 in FIG. 6, the principle of phase error detection will be described with reference to FIG. 4 and FIGS.

【0011】図7は、図4において再生信号Sdにつき
最初の微分出力を生じた“A”部の拡大図である。図4
に示すように、再生信号Sdに対し正負2つのしきい値
THおよびTLを設定し、レベル信号aとして、 Sd>THのとき、a=“+1”を出力し、 …(1) Sd<TLのとき、a=“−1”を出力し、 …(2) TL≦Sd≦THのとき、a=“0”を出力する …(3) ことにする。位相比較器3では、a=“+1”または
“−1”の時のみ、ある値を持った位相誤差信号δを出
力し、a=“0”の時は、δ=0の出力となる。
FIG. 7 is an enlarged view of a portion "A" where the first differential output is generated for the reproduced signal Sd in FIG. FIG.
, Two threshold values TH and TL are set for the reproduction signal Sd, and when Sd> TH, a = “+ 1” is output as the level signal a, and (1) Sd <TL In this case, a = “− 1” is output, and (2) a = “0” is output when TL ≦ Sd ≦ TH (3) The phase comparator 3 outputs a phase error signal δ having a certain value only when a = “+ 1” or “−1”, and outputs δ = 0 when a = “0”.

【0012】位相比較器3に入力される再生信号Sdに
関し、レベル信号a=“+1”となる最初の信号部分
“A”を拡大したものが図7〜図9である。図7では、
サンプリング周期をTとし、サンプリング時刻tでレベ
ル信号a=“+1”が得られたものとし、時刻tを基準
としてその前後のサンプリング時刻t−T,t+Tにお
ける入力再生信号Sdの瞬時値Sd(t−T),Sd
(t+T)を比較し、 Sd(t−T)−Sd(t+T)=0 …(4) の関係にあるので、位相ロックが正常に行われている
(すなわち、位相誤差なし)と判断する。それに対し
て、図8では、 Sd(t−T)−Sd(t+T)>0 …(5) であって、この場合は、CLKに対して再生信号が位相
進みの状態にあるものと判断する。図9では、 Sd(t−T)−Sd(t+T)<0 …(6) であって、この場合は、CLKに対して再生信号が位相
遅れの状態にあるものと判断する。
With respect to the reproduced signal Sd input to the phase comparator 3, FIGS. 7 to 9 are enlarged views of the first signal portion "A" where the level signal a = "+ 1". In FIG.
Assuming that the sampling cycle is T, the level signal a = "+ 1" is obtained at the sampling time t, and the instantaneous value Sd (t of the input reproduction signal Sd at the sampling times t-T and t + T before and after the time t is used as a reference. −T), Sd
Since (t + T) is compared, Sd (t−T) −Sd (t + T) = 0 (4) Therefore, it is determined that the phase lock is normally performed (that is, there is no phase error). On the other hand, in FIG. 8, Sd (t−T) −Sd (t + T)> 0 (5), and in this case, it is determined that the reproduction signal is in a phase advanced state with respect to CLK. . In FIG. 9, Sd (t−T) −Sd (t + T) <0 (6), and in this case, it is determined that the reproduced signal is in a state of being delayed in phase with respect to CLK.

【0013】さて、入力再生信号Sdは、遅延時間Tを
有する遅延回路12を介して、一方ではレベル判別器1
4に入力され、他方では第2の遅延回路13に入力され
る。第2の遅延回路13も第1の遅延回路12と同一の
遅延時間Tを有する。ここで遅延時間Tは、ディジタル
回路におけるサンプリング周期Tに対応する時間であ
る。入力端子11に入力信号を与え、それが遅延回路1
2を通して得られる信号の発生時点tを基準として、そ
の時点tの再生信号をSd(t)と表すことにすると、
その時点tで入力端子11に入力される再生信号は1サ
ンプリング周期Tだけ後の時点t+Tで入力される再生
信号Sd(t+T)であり、同様に遅延回路13の出力
端で得られる再生信号は時点t−Tに入力端子11に入
力された再生信号Sd(t−T)である。
The input reproduced signal Sd is passed through a delay circuit 12 having a delay time T.
4 and, on the other hand, to the second delay circuit 13. The second delay circuit 13 also has the same delay time T as the first delay circuit 12. Here, the delay time T is a time corresponding to the sampling period T in the digital circuit. An input signal is supplied to an input terminal 11 and the delay signal
When the reproduced signal at the time point t is represented as Sd (t) with reference to the signal generation time point t obtained through the step S2,
The reproduction signal input to the input terminal 11 at the time point t is the reproduction signal Sd (t + T) input at the time point t + T one sampling cycle T later. Similarly, the reproduction signal obtained at the output terminal of the delay circuit 13 is This is the reproduction signal Sd (t-T) input to the input terminal 11 at the time point t-T.

【0014】減算器15に入力される信号は、時刻t+
Tでの再生信号Sd(t+T)および時刻(t−T)で
の再生信号Sd(t−T)であり、ここで、Sd(t+
T)−Sd(t−T)の演算を行い、その差を乗算器1
6に第1の入力として与える。レベル判別器14は、時
刻tでの再生信号Sd(t)のレベル判別を行い、
(1)〜(3)式に従って、0(ゼロ)または正または
負の内容を持ったレベル信号aを出力し、乗算器16の
第2の入力として与える。
The signal input to the subtractor 15 is at time t +
A reproduction signal Sd (t + T) at T and a reproduction signal Sd (t-T) at time (t-T), where Sd (t + T)
T) −Sd (t−T), and the difference is calculated by the multiplier 1
6 as a first input. The level discriminator 14 discriminates the level of the reproduced signal Sd (t) at time t,
According to the equations (1) to (3), a level signal a having 0 (zero) or positive or negative content is output and given as a second input of the multiplier 16.

【0015】以上の結果、乗算器16の出力信号として
得られる位相誤差信号δは、 δ=a{(Sd(t−1)−Sd(t+1)} …(7) となる。
As a result, the phase error signal δ obtained as an output signal of the multiplier 16 is as follows: δ = a {(Sd (t−1) −Sd (t + 1)} (7)

【0016】図6の位相比較器においては、減算器15
に入力される再生信号の両サンプリング時刻(t−T,
t+T)と、レベル判別の時刻(t)との間にサンプリ
ング周期相当の時間Tだけの時間差が存在するが、図5
において説明したように、位相誤差信号δを処理する信
号経路には十分大きい時定数を有するLPF8が設けら
れるので、実用回路としては、図6の回路構成で十分実
用的な演算結果を得ることができる。
In the phase comparator shown in FIG.
At both sampling times (t-T,
(t + T) and the time (t) of the level determination, there is a time difference of time T corresponding to the sampling period.
As described in, the LPF 8 having a sufficiently large time constant is provided in the signal path for processing the phase error signal δ, so that a sufficiently practical operation result can be obtained with the circuit configuration of FIG. 6 as a practical circuit. it can.

【0017】以上のようにして算出された位相誤差信号
δが位相比較器3から出力される。
The phase error signal δ calculated as described above is output from the phase comparator 3.

【0018】図7〜図9に示すように、磁気記録再生に
おける個々の再生波形はほぼ左右対称となることが知ら
れている。したがって、時刻tに対して、時刻t−Tの
時点の信号レベルと、時刻t+Tの時点の信号レベル
は、位相ロックしている限り、同一値をとる。つまり、
図7に示すように、ロック状態においては、(Sd(t
+1)−Sd(t−1)=0であり、したがって、減算
器15の出力は“0”であり、乗算器16から出力され
る位相誤差信号δも、δ=0である。
As shown in FIGS. 7 to 9, it is known that individual reproduction waveforms in magnetic recording / reproduction are substantially symmetrical. Therefore, with respect to time t, the signal level at time t-T and the signal level at time t + T have the same value as long as the phase is locked. That is,
As shown in FIG. 7, in the locked state, (Sd (t
+1) -Sd (t-1) = 0, therefore, the output of the subtractor 15 is "0", and the phase error signal δ output from the multiplier 16 is also δ = 0.

【0019】一方、図8に示すように、位相進み状態で
は、減算器17から出力される信号は、(Sd(t−
1)−Sd(t+1)>0であり、位相誤差に対応する
プラスの値となる。また、図9に示すように、位相遅れ
状態では、(Sd(t−1)−Sd(t+1)<0であ
り、位相誤差に対応するマイナスの値となる。
On the other hand, as shown in FIG. 8, in the phase advance state, the signal output from the subtractor 17 is (Sd (t−
1) -Sd (t + 1)> 0, which is a positive value corresponding to the phase error. Further, as shown in FIG. 9, in the phase delay state, (Sd (t-1) -Sd (t + 1) <0), which is a negative value corresponding to the phase error.

【0020】以上のようにして得られた位相誤差信号δ
は、位相誤差出力端子17からD/A変換器4に出力さ
れ、ここでアナログ信号に変換され、差動アンプ7に入
力される。
The phase error signal δ obtained as described above
Is output from the phase error output terminal 17 to the D / A converter 4, where it is converted to an analog signal and input to the differential amplifier 7.

【0021】差動アンプ7は、位相誤差信号δをEVR
6からの基準電圧と比較演算し、位相比較器3からの位
相誤差信号δが“0”となるように、つまりロック状態
となるように、差動アンプ7で制御電圧を発生し、LP
F8を介してVCO9に与えることにより、位相ロック
したCLK出力信号を得て、CLK出力端子10に出力
する。
The differential amplifier 7 converts the phase error signal δ into an EVR
6, the differential amplifier 7 generates a control voltage so that the phase error signal δ from the phase comparator 3 becomes “0”, that is, a locked state.
By giving it to the VCO 9 via F8, a phase-locked CLK output signal is obtained and output to the CLK output terminal 10.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】以上のように構成され
た従来のPLL装置は、以下に述べるような問題点があ
る。
The conventional PLL device configured as described above has the following problems.

【0023】位相比較器3で得られる位相誤差信号δ
は、入力信号の振幅に対して、微少振幅の信号どうしの
差を取るため、振幅が非常に小さいものである。このた
め、位相誤差信号を制御電圧に変換するためには、利得
の大きな増幅器を用いる必要がある。また、位相誤差信
号の直流成分から増幅するため、増幅器としては、直流
の基準電圧に基づいて動作する差動アンプを用いる必要
がある。
The phase error signal δ obtained by the phase comparator 3
Is very small in amplitude because the difference between signals of minute amplitude with respect to the amplitude of the input signal is calculated. Therefore, in order to convert the phase error signal into the control voltage, it is necessary to use an amplifier having a large gain. Further, in order to amplify the DC component of the phase error signal, it is necessary to use a differential amplifier that operates based on a DC reference voltage.

【0024】以上のような理由から、VCO9の制御電
圧を得るために、差動アンプ7を適用しており、基準電
圧データ入力端子5から基準電圧データを入力するEV
R6から参照電圧を与えている。
For the reasons described above, the differential amplifier 7 is applied to obtain the control voltage of the VCO 9, and the EV for inputting the reference voltage data from the reference voltage data input terminal 5.
A reference voltage is given from R6.

【0025】ところが、D/A変換器4は、直流電圧に
対し温度依存性を持つものが多く、出力電圧が温度によ
って変動してしまうという問題点がある。これに対し
て、基準電圧を発生するEVR6は、ほとんど温度依存
性を持たないため、結果的に差動アンプ7の出力に相当
する制御電圧は温度依存性を持ってしまうことになる。
その結果、VCO9は、温度によって大幅に変動する制
御電圧を与えられることになり、発生するCLK出力信
号の位相ロックを保持することができない状態、つまり
温度による位相外れ状態を引き起こしてしまうという問
題点があった。
However, many D / A converters 4 have a temperature dependency with respect to the DC voltage, and there is a problem that the output voltage fluctuates depending on the temperature. On the other hand, the EVR 6 that generates the reference voltage has almost no temperature dependency, and consequently, the control voltage corresponding to the output of the differential amplifier 7 has the temperature dependency.
As a result, the VCO 9 is supplied with a control voltage that fluctuates greatly depending on the temperature, and a state where the phase lock of the generated CLK output signal cannot be maintained, that is, a state in which the phase is out of phase due to the temperature is caused. was there.

【0026】したがって本発明は、温度依存性によるP
LLロック外れを防止し、また基準電圧自体も、位相誤
差信号よりも細かな分解能で、精度良く生成させること
の可能なPLL装置を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention provides a method for controlling the temperature dependence of P
An object of the present invention is to provide a PLL device capable of preventing LL lock loss and generating a reference voltage itself with a finer resolution than a phase error signal with high accuracy.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、入力信号をディジタル変換するA/D変
換手段と、制御信号に基づいてクロック信号を発生する
発振手段と、A/D変換手段の出力とクロックとの間の
位相差をディジタル演算してディジタル位相誤差データ
を発生する位相比較手段と、位相誤差データをアナログ
量の位相誤差信号に変換する第1のD/A変換手段と、
ディジタル基準電圧データを与える基準電圧発生手段
と、基準電圧データをアナログ量の基準電圧信号に変換
する第2のD/A変換手段と、位相誤差信号を基準電圧
信号と比較演算し発振手段に対する制御信号を発生する
演算手段と、制御信号を時間軸方向で平順化するフィル
タ手段とを備えたPLL装置を提供するものである。
To achieve the above object, the present invention provides an A / D converter for digitally converting an input signal, an oscillator for generating a clock signal based on a control signal, and an A / D converter. Phase comparison means for digitally calculating the phase difference between the output of the D conversion means and the clock to generate digital phase error data, and first D / A conversion for converting the phase error data into a phase error signal of an analog amount Means,
Reference voltage generating means for providing digital reference voltage data; second D / A conversion means for converting the reference voltage data into an analog amount of reference voltage signal; control of the oscillating means by comparing the phase error signal with the reference voltage signal It is an object of the present invention to provide a PLL device provided with arithmetic means for generating a signal and filter means for leveling a control signal in a time axis direction.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態を説明する。図1は、本発明の実施の形
態によるPLL装置のブロック図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a PLL device according to an embodiment of the present invention.

【0029】図において、データ変調(DM)回路19
は、基準電圧データに対しデータ変調処理をする回路で
ある。DM回路19の出力は、第2のD/A変換器20
を通じてアナログ変換され、差動アンプ7に与えられ
る。ここで、D/A変換器20としては、温度特性が第
1のD/A変換器4のそれとまったく、または、ほとん
ど同じものが用いられる。その他の構成部分について
は、図5に示した従来の装置と同様である。
In the figure, a data modulation (DM) circuit 19
Is a circuit for performing data modulation processing on reference voltage data. The output of the DM circuit 19 is supplied to a second D / A converter 20.
, And supplied to the differential amplifier 7. Here, as the D / A converter 20, one having a temperature characteristic completely or almost the same as that of the first D / A converter 4 is used. Other components are the same as those of the conventional device shown in FIG.

【0030】図1のPLL装置の動作について説明す
る。まず、DM回路19の作用について説明する。DM
回路19は、限られたビット数のデータを、時間変化と
共に変化させ、その時間軸方向でとった平均値で、本来
の出力ビットでは表現できない細かな量までを、その出
力に盛り込むことを目的に配置される。
The operation of the PLL device shown in FIG. 1 will be described. First, the operation of the DM circuit 19 will be described. DM
The purpose of the circuit 19 is to change data of a limited number of bits with time, and to incorporate, into its output, an average value taken in the direction of the time axis to a fine amount that cannot be represented by the original output bits. Placed in

【0031】ここでDM回路19の出力データ、および
位相比較器3の出力データが共に8ビットであり、D/
A変換器4および20が共に8ビットのデータをアナロ
グ変換するものとする。一方、基準電圧データは、12
ビットであるものとする。
Here, the output data of the DM circuit 19 and the output data of the phase comparator 3 are both 8 bits,
It is assumed that A converters 4 and 20 both convert 8-bit data into analog. On the other hand, the reference voltage data is 12
Bit.

【0032】DM回路19は、12ビットのデータに基
づいて、DM変調される8ビットのデータを生成し、D
/A変換器20の入力とする。なお、この場合、D/A
変換器20の出力は、8ビットのデータがDM変調され
ているので、時間軸で変化するアナログ量となるが、こ
の量は、時間軸方向で平順化することにより、16ビッ
トに相当する分解能のアナログ量に変換することができ
る。
The DM circuit 19 generates 8-bit data to be DM-modulated based on the 12-bit data,
/ A converter 20 input. In this case, D / A
The output of the converter 20 is an analog quantity that changes on the time axis because the 8-bit data is DM-modulated, and this quantity is equalized to a resolution equivalent to 16 bits by flattening in the time axis direction. Can be converted to an analog quantity.

【0033】ここで、データ変調のやり方について説明
する。12ビットのデータを8ビットのデータに変換す
る最も簡単なやり方は、上位8ビットだけを表現するこ
とにし、下位4ビットを切り捨てることであるが、それ
では不満足である。しかし、データ変調により、時間軸
方向の平均値により、下位4ビット分を表現することが
可能である。つまり、下位4ビット分で表される量を、
時間分割して表現することにより、平均値として8ビッ
トのデータの最下位ビット以下の量を表現することがで
きる。
Here, a method of data modulation will be described. The simplest way to convert 12-bit data to 8-bit data is to represent only the upper 8 bits and truncate the lower 4 bits, but that is not satisfactory. However, the lower 4 bits can be represented by an average value in the time axis direction by data modulation. That is, the amount represented by the lower 4 bits is
By expressing the data in a time-division manner, an amount equal to or less than the least significant bit of 8-bit data can be expressed as an average value.

【0034】下位4ビット分のデータを時間分割で表現
するためには、16進法による16個の数値0(HE
X)〜F(HEX)の時間単位の中に、下位4ビット分
を表現することになる。したがって、12ビットの上位
の8ビットのデータの最下位ビットの“1”を、16個
の時間単位の中に、下位4ビットのデータで表される比
率で出現させることにより、16個の時間単位で構成さ
れる時間フレームの中に、8ビットのデータの最下位ビ
ット以下の量を表現することができる。
In order to represent the lower 4 bits of data in a time division manner, 16 numerical values 0 (HE
The lower 4 bits are expressed in the time unit of X) to F (HEX). Therefore, by causing the least significant bit “1” of the upper 8 bits of 12 bits to appear in the 16 time units at a ratio represented by the lower 4 bits of data, 16 times In the time frame constituted by the unit, the amount of the least significant bit of the 8-bit data can be expressed.

【0035】さて、本実施の形態では、時間単位として
1クロック分の時間を割り当て、16クロック幅を1つ
の時間フレームとしている。そして、データの差が、1
LSB(リーストシグニフィカントビット=最下位桁)
となる2個の8ビットデータを用いてデータ変調変換を
行う。
In this embodiment, one clock period is allocated as a time unit, and one clock frame has a width of 16 clocks. And the difference between the data is 1
LSB (Least Significant Bit = Least Significant Digit)
Data modulation conversion is performed using two pieces of 8-bit data.

【0036】ここで、DM回路19の動作について、図
2および図3のタイミングチャートに基づいて説明す
る。
Here, the operation of the DM circuit 19 will be described with reference to the timing charts of FIGS.

【0037】いま、入力端子5に入力される基準電圧デ
ータが、803(HEX)であったとする。この場合、
上位の8ビットの80(HEX)と、これに“1”を加
算した81(HEX)のデータでデータ変調を行う。一
方、下位の4ビットのデータは、3(HEX)なので、
16クロックの内の、81(HEX)のデータを3クロ
ック、80のデータを13クロック分それぞれ出力す
る。この様子は、図2に示すとおりである。
Assume that the reference voltage data input to the input terminal 5 is 803 (HEX). in this case,
Data modulation is performed using the upper 8 bits of 80 (HEX) and 81 (HEX) data obtained by adding “1” thereto. On the other hand, the lower 4-bit data is 3 (HEX),
Of the 16 clocks, 81 (HEX) data is output for 3 clocks and 80 data for 13 clocks. This is as shown in FIG.

【0038】次に、基準電圧データが、81D(HE
X)であったとする。この場合、上位の8ビットの81
(HEX)と、これに“1”を加算した82(HEX)
のデータでデータ変調を行う。他方、下位の4ビットの
データは、D(HEX)なので、16クロックの内の、
82(HEX)のデータを13クロック、81のデータ
を3クロック分それぞれ出力する。この様子は、図3に
示すとおりである。
Next, the reference voltage data is 81D (HE
X). In this case, the upper 8 bits 81
(HEX) and 82 (HEX) obtained by adding “1” thereto
Data modulation is performed with the data. On the other hand, the lower 4 bits of data are D (HEX), so of the 16 clocks,
The data of 82 (HEX) is output for 13 clocks, and the data of 81 is output for 3 clocks. This is as shown in FIG.

【0039】以上のようにしてデータ変調により得られ
た8ビットのデータは、D/A変換器20に与えられる
が、このようなデータ変調されたデータのA/D変換値
は、LPF8による平滑処理により、平均値を取ると、
元の16ビット相当のデータとなる。
The 8-bit data obtained by the data modulation as described above is supplied to the D / A converter 20. The A / D converted value of such data-modulated data is smoothed by the LPF 8. By processing, take the average value,
The original data is equivalent to 16 bits.

【0040】このことを、803(HEX)で説明する
と、データ80(HEX)が3クロック分、81(HE
X)が13クロックであるので、16クロックの間の平
均レベルを求めると、{800(HEX)×3+810
(HEX)×13}/16であり、803(HEX)と
なる。
This will be described with reference to 803 (HEX). Data 80 (HEX) is equivalent to three clocks and 81 (HEX).
Since X) is 13 clocks, when an average level during 16 clocks is obtained, $ 800 (HEX) × 3 + 810
(HEX) × 13} / 16, which is 803 (HEX).

【0041】同様に、81D(HEX)で説明すると、
データ82(HEX)が13クロック分、81(HE
X)が3クロックであるので、16クロックの間の平均
レベルを求めると、{820(HEX)×3+810
(HEX)×13}/16であり、81D(HEX)と
なる。
Similarly, in the case of 81D (HEX),
Data 82 (HEX) is equivalent to 13 clocks and 81 (HEX).
Since X) is 3 clocks, when an average level during 16 clocks is obtained, {820 (HEX) × 3 + 810
(HEX) × 13} / 16, which is 81D (HEX).

【0042】以上述べたようにしてDM回路19で得ら
れた基準電圧は、温度特性がD/A変換器4と全く同じ
D/A変換器20でアナログ変換処理されるので、温度
が変化しても、その変化量は、D/A変換器4と全く同
様であり、位相誤差との差分は変わらない。このため、
温度変化があっても、差動アンプ7で生成されるVCO
9の制御電圧は変化しない。
As described above, the reference voltage obtained by the DM circuit 19 is subjected to analog conversion processing by the D / A converter 20 whose temperature characteristic is exactly the same as that of the D / A converter 4, so that the temperature changes. However, the amount of change is exactly the same as that of the D / A converter 4, and the difference from the phase error does not change. For this reason,
VCO generated by the differential amplifier 7 even if there is a temperature change
9 does not change.

【0043】一方、LPF8で処理された制御電圧は、
平均レベルで、12ビット相当の基準電圧データに基づ
いて得られたものと等価である。このため、位相比較器
3で得られた位相誤差に対して、より高い分解能の基準
値でVCO9を制御することになるため、より精度の高
いPLL装置を実現することができる。
On the other hand, the control voltage processed by the LPF 8 is
The average level is equivalent to that obtained based on reference voltage data corresponding to 12 bits. Therefore, the VCO 9 is controlled with a higher resolution reference value for the phase error obtained by the phase comparator 3, so that a more accurate PLL device can be realized.

【0044】なお、本実施の形態では、基準電圧データ
として、12ビットを用い、D/A変換器20の入力と
して扱うデータを、8ビットとした場合を例示したが、
これは装置の要求仕様に応じて、任意に選択可能なもの
であることは言うまでもない。
In this embodiment, an example has been described in which 12 bits are used as the reference voltage data and the data handled as the input of the D / A converter 20 is 8 bits.
Needless to say, this can be arbitrarily selected according to the required specifications of the device.

【0045】また、DM回路19では、上位8ビットデ
ータの最下位ビットの“1”を時間分割で表現する場合
を例示したが、データ変調によるデータの表現方法には
種々のものがあり、例えば、より上位の高い周波数のク
ロックを用いて、時間分割したり、最下位ビットを、1
つの時間フレームの中に、分散させて表現するようにす
ることにより、より質の高い、平滑処理に向いたアナロ
グ量を得ることができる。
In the DM circuit 19, the case where the least significant bit "1" of the upper 8 bits of data is represented by time division is exemplified. However, there are various methods of representing data by data modulation. , Time division using a higher frequency clock,
By dispersing and expressing in one time frame, a higher quality analog amount suitable for smoothing processing can be obtained.

【0046】[0046]

【発明の効果】本発明のPLL装置は、ディジタルデー
タで得られる微少な位相誤差信号に対して、等価的に、
より分解能の高い基準電圧を用いてVCOの制御電圧を
発生させるので、精度の高いPLL動作が可能である。
他方、VCOの制御電圧を発生するために用いられる演
算増幅器に、同じ温度特性を持つD/A変換器を通じ
て、基準電圧と誤差電圧を与えるように構成したので、
温度による特性変動の少ないPLL動作を可能にするこ
とができる。
The PLL device according to the present invention is equivalent to a small phase error signal obtained by digital data,
Since the control voltage of the VCO is generated using the reference voltage having higher resolution, a highly accurate PLL operation can be performed.
On the other hand, since the reference voltage and the error voltage are applied to the operational amplifier used to generate the control voltage of the VCO through the D / A converter having the same temperature characteristic,
A PLL operation with less characteristic fluctuation due to temperature can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるPLL装置の実施の形態を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a PLL device according to the present invention.

【図2】図1のデータ変調回路の動作の一例を示すタイ
ミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart showing an example of the operation of the data modulation circuit of FIG.

【図3】図1のデータ変調回路の動作の他の例を示すタ
イミングチャートである。
FIG. 3 is a timing chart illustrating another example of the operation of the data modulation circuit in FIG. 1;

【図4】一般的な磁気記録再生信号の波形図である。FIG. 4 is a waveform diagram of a general magnetic recording / reproducing signal.

【図5】従来のPLL装置のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of a conventional PLL device.

【図6】図5の位相比較器の内部構成を示すブロック図
である。
FIG. 6 is a block diagram showing an internal configuration of the phase comparator of FIG.

【図7】図4の再生信号波形から領域Aを抜き出して示
した位相ロック状態の波形図である。
FIG. 7 is a waveform diagram in a phase locked state, showing an area A extracted from the reproduction signal waveform of FIG. 4;

【図8】再生信号が位相進み状態にある場合の波形図で
ある。
FIG. 8 is a waveform diagram when a reproduction signal is in a phase advanced state.

【図9】再生信号が位相遅れ状態にある場合の波形図で
ある。
FIG. 9 is a waveform diagram when a reproduction signal is in a phase delay state.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 信号入力端子 2 A/D変換器 3 位相比較器 4 D/A変換器 5 基準電圧データ入力端子 7 差動アンプ 8 LPF 9 VCO 10 クロック出力端子 12 遅延回路 13 遅延回路 14 レベル判別器 15 減算器 16 乗算器 19 データ変調(DM)回路 20 D/A変換器 Reference Signs List 1 signal input terminal 2 A / D converter 3 phase comparator 4 D / A converter 5 reference voltage data input terminal 7 differential amplifier 8 LPF 9 VCO 10 clock output terminal 12 delay circuit 13 delay circuit 14 level discriminator 15 subtraction Unit 16 multiplier 19 data modulation (DM) circuit 20 D / A converter

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力信号をディジタル変換するA/D変換
手段と、制御信号に基づいてクロック信号を発生する発
振手段と、前記A/D変換手段の出力と前記クロックと
の間の位相差をディジタル演算してディジタル位相誤差
データを発生する位相比較手段と、前記位相誤差データ
をアナログ量の位相誤差信号に変換する第1のD/A変
換手段と、ディジタル基準電圧データを与える基準電圧
発生手段と、前記基準電圧データをアナログ量の基準電
圧信号に変換する第2のD/A変換手段と、前記位相誤
差信号を前記基準電圧信号と比較演算し前記発振手段に
対する制御信号を発生する演算手段と、前記制御信号を
時間軸方向で平順化するフィルタ手段とを備えたことを
特徴とするクロック再生用PLL装置。
A / D conversion means for digitally converting an input signal, oscillation means for generating a clock signal based on a control signal, and a phase difference between an output of the A / D conversion means and the clock. Phase comparison means for performing digital operation to generate digital phase error data, first D / A conversion means for converting the phase error data into a phase error signal of an analog amount, and reference voltage generation means for providing digital reference voltage data Second D / A conversion means for converting the reference voltage data into a reference voltage signal having an analog amount, and calculation means for comparing the phase error signal with the reference voltage signal and generating a control signal for the oscillation means And a filter means for levelizing the control signal in the time axis direction.
【請求項2】前記第1のD/A変換手段および前記第2
のD/A変換手段が、ほぼ同じ温度特性を有する、請求
項1に記載のクロック再生用PLL装置。
2. The first D / A converter and the second D / A converter.
2. The clock recovery PLL device according to claim 1, wherein the D / A conversion means has substantially the same temperature characteristics.
【請求項3】前記基準電圧発生手段が、前記第2のD/
A変換手段の入力ビット数よりも、ビット数の多い元デ
ータから、前記第2のD/A変換手段の入力ビットに対
応したビット数の基準電圧データを生成するデータ変換
手段を有する、請求項1または請求項2に記載のクロッ
ク再生用PLL装置。
3. The method according to claim 2, wherein the reference voltage generating means is configured to generate the second D /
The data conversion means for generating reference voltage data of a bit number corresponding to the input bits of the second D / A conversion means from original data having a larger number of bits than the number of input bits of the A conversion means. The PLL device for clock recovery according to claim 1 or 2.
【請求項4】前記データ変換手段が、前記元データから
上位の第1のビット数分を抜き出し、これに下位の第2
のビット数分のデータに基づく変調をかけて、時間的に
変化するデータに変換し、時間軸方向の平均値で、前記
元データの分解能の量を表現する、請求項3に記載のク
ロック再生用PLL装置。
4. The data conversion means extracts the upper first bit number from the original data, and adds it to the lower second bit.
4. The clock recovery according to claim 3, wherein the data is converted into data that changes with time by performing modulation based on the number of bits of data, and the amount of resolution of the original data is expressed by an average value in the time axis direction. PLL device.
【請求項5】前記第1のビット数と、前記第2のビット
数の合計が、前記元データのビット数に相当する、請求
項4に記載のクロック再生用PLL装置。
5. The PLL device for clock recovery according to claim 4, wherein the sum of said first number of bits and said second number of bits corresponds to the number of bits of said original data.
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