JPH11274922A - Phase-locked loop circuit - Google Patents

Phase-locked loop circuit

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JPH11274922A
JPH11274922A JP10070024A JP7002498A JPH11274922A JP H11274922 A JPH11274922 A JP H11274922A JP 10070024 A JP10070024 A JP 10070024A JP 7002498 A JP7002498 A JP 7002498A JP H11274922 A JPH11274922 A JP H11274922A
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JP
Japan
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phase
voltage
frequency
pull
control
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Application number
JP10070024A
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Japanese (ja)
Inventor
Keisuke Kanayama
啓介 金山
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Fujitsu Telecom Networks Ltd
Original Assignee
Fujitsu Telecom Networks Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To attain high speed phase synchronization locking, with respect to a phase locked loop(PLL) that synchronizes the phase of the output signal of a voltage controlled oscillator with the phase of an input signal. SOLUTION: A phase comparator 5 compares the phase of an input signal with the phase of a frequency dividing output signal which results from frequency-dividing the output of a voltage-controlled oscillator 1 with a frequency divider 6, and an output signal from the phase comparator is used for the control voltage of the voltage-controlled oscillator 1 in the phase-locked loop. The phase-locked loop circuit is provided with a lock control section 8 that controls 1st and 2nd changeover circuits 2, 3 in such a way that whether or not a frequency of an input signal is higher or lower than the center frequency is discriminated in the locking, a control voltage VCw with a lower limit frequency is selected when it is higher, or a control voltage VCh with a higher limit frequency is selected when it is lower, and the selected control voltage is given to the voltage-controlled oscillation 1 in place of the control voltage from the loop filter 4.

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、安定度を向上した
位相同期回路に関する。位相同期回路(PLL;Phase
Look Loop )は、電圧制御発振器と位相比較器とを
含み、入力信号位相に電圧制御発振器の出力信号位相を
同期化するように制御するものである。この位相同期回
路の引込み時間を短縮することが要望されている。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase locked loop having improved stability. Phase locked loop (PLL; Phase
Look Loop) includes a voltage controlled oscillator and a phase comparator, and controls the output signal phase of the voltage controlled oscillator to be synchronized with the input signal phase. It is desired to shorten the pull-in time of the phase synchronization circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7は従来例の位相同期回路の説明図で
あり、51は電圧制御発振器(VCO)、52は切替回
路、53は時定数の小さいループフィルタ(LPF)、
54は時定数の大きいループフィルタ(LPF)、55
は位相比較器、56は分周器、57は同期検出部であ
る。
2. Description of the Related Art FIG. 7 is an explanatory diagram of a conventional phase locked loop circuit, in which 51 is a voltage controlled oscillator (VCO), 52 is a switching circuit, 53 is a loop filter (LPF) having a small time constant,
54 is a loop filter (LPF) having a large time constant, 55
Is a phase comparator, 56 is a frequency divider, and 57 is a synchronization detector.

【0003】電圧制御発振器51の出力信号を分周器5
6により分周し、その分周出力信号と入力信号との位相
を位相比較器55により比較し、その位相比較出力信号
を、時定数の小さいループフィルタ53又は時定数の大
きいループフィルタ54を介して電圧制御発振器51の
制御電圧とし、入力信号位相に分周出力信号位相を同期
化させるように、電圧制御発振器51の出力信号位相を
制御する。
The output signal of the voltage controlled oscillator 51 is divided by a frequency divider 5
6, the phase of the divided output signal is compared with the phase of the input signal by a phase comparator 55, and the phase comparison output signal is passed through a loop filter 53 having a small time constant or a loop filter 54 having a large time constant. Thus, the output signal phase of the voltage controlled oscillator 51 is controlled so as to synchronize the frequency-divided output signal phase with the input signal phase.

【0004】又同期検出部57は、位相比較器55の位
相比較出力信号等により位相同期引込み状態か否かを判
定し、位相同期引込み動作中の時は、時定数の小さいル
ープフィルタ53を選択するように切替回路52を制御
し、位相同期引込み状態となったことを検出すると、時
定数の大きいループフィルタ54を選択するように切替
回路52を制御し、位相同期回路(PLL)の位相同期
引込みの高速化を図り、且つ位相同期引込み状態に於け
る動作の安定化を図るものである。
A synchronization detecting section 57 determines whether or not a phase lock-in state has occurred based on the phase comparison output signal of the phase comparator 55 and the like, and selects a loop filter 53 having a small time constant during the phase lock-in operation. When the switching circuit 52 is controlled to perform the phase synchronization pull-in state, the switching circuit 52 is controlled to select the loop filter 54 having a large time constant, and the phase synchronization of the phase synchronization circuit (PLL) is performed. It is intended to speed up the pull-in and to stabilize the operation in the phase-locked pull-in state.

【0005】しかし、位相同期引込みを開始する時の電
圧制御発振器51の自走周波数は、動作範囲の上限周波
数又は下限周波数となる場合が一般的であり、その自走
周波数と入力信号周波数とが近似している場合、位相差
が小さく、且つ自走周波数は安定化されているものでは
ないから、位相比較器55の位相比較出力信号が小さい
値で且つ変動することにより、時定数の小さいループフ
ィルタ53を接続しても、位相同期引込みに要する時間
を短縮することは困難であった。
However, the free-running frequency of the voltage-controlled oscillator 51 when starting the phase lock pull-in is generally the upper limit frequency or the lower limit frequency of the operating range, and the free-running frequency and the input signal frequency are different. In the case of approximation, since the phase difference is small and the free-running frequency is not stabilized, the phase comparison output signal of the phase comparator 55 has a small value and fluctuates. Even if the filter 53 is connected, it is difficult to reduce the time required for pulling in the phase synchronization.

【0006】そこで、図8に示す構成が提案されてい
る。同図に於いて、61は電圧制御発振器(VCO)、
62は切替回路、63はループフィルタを含む制御電圧
形成部、64は三角波発生器、65は位相比較器、66
は分周器、67は同期検出部、68は記憶部である。
Therefore, a configuration shown in FIG. 8 has been proposed. In the figure, 61 is a voltage controlled oscillator (VCO),
62 is a switching circuit, 63 is a control voltage forming unit including a loop filter, 64 is a triangular wave generator, 65 is a phase comparator, 66
Is a frequency divider, 67 is a synchronization detection unit, and 68 is a storage unit.

【0007】位相同期引込み状態に於いては、切替回路
62は図示状態に切替えられており、分周器66の分周
出力信号と入力信号との位相を位相比較器65により比
較し、その比較出力信号をループフィルタを含む制御電
圧形成部63を介して電圧制御発振器61の制御電圧と
する。その時の制御電圧を記憶部68に順次更新して記
憶するものである。
In the phase lock-in state, the switching circuit 62 is switched to the state shown in the drawing, and the phase of the frequency-divided output signal of the frequency divider 66 and the input signal are compared by the phase comparator 65. The output signal is used as the control voltage of the voltage controlled oscillator 61 via the control voltage forming unit 63 including the loop filter. The control voltage at that time is sequentially updated and stored in the storage unit 68.

【0008】入力信号断となると、位相比較器65の位
相比較出力信号が大きな位相差で且つ変動することを示
すものとなるから、同期検出部67は、同期外れと判定
し、切替回路62を制御電圧形成部63側から三角波発
生器64側に切替えるように制御する。それによって、
電圧制御発振器61に三角波制御電圧が入力され、出力
信号周波数を三角波制御電圧に従って走査することにな
る。
When the input signal is interrupted, the phase comparison output signal of the phase comparator 65 indicates that the phase comparison output signal has a large phase difference and fluctuates. Control is performed so as to switch from the control voltage forming section 63 to the triangular wave generator 64. Thereby,
The triangular wave control voltage is input to the voltage control oscillator 61, and the output signal frequency is scanned according to the triangular wave control voltage.

【0009】従って、入力信号が復旧して入力される
と、この入力信号の位相と分周器66の分周出力信号の
位相(三角波制御信号に従って変化する)とを位相比較
器65により比較し、位相が一致した時の位相比較出力
信号を同期検出部67が検出し、切替回路62を制御電
圧形成部63側に切替え、且つ記憶部68に記憶されて
いる制御電圧を初期値として制御電圧形成部63に入力
し、この初期値に従った制御電圧を電圧制御発振器61
に入力し、その初期値から位相同期引込み状態に移行す
る。
Therefore, when the input signal is restored and input, the phase of the input signal is compared with the phase of the frequency-divided output signal of the frequency divider 66 (which changes according to the triangular wave control signal) by the phase comparator 65. The synchronization detector 67 detects the phase comparison output signal when the phases match, switches the switching circuit 62 to the control voltage forming unit 63, and sets the control voltage stored in the storage unit 68 as the initial value. The voltage is input to the forming unit 63, and the control voltage according to the initial value is
To shift from the initial value to the phase lock-in state.

【0010】図9は引込み用三角波制御電圧の説明図で
あり、図8に於ける三角波発生器64は、最大電圧VC
maxと、最小電圧VCminとの間を周期Taで三角
波状に変化する三角波制御電圧を発生するものであり、
入力信号断等の位相同期外れの状態の時に、切替回路6
2を介して電圧制御発振器61に入力する。例えば、時
刻t1以前は入力信号断により位相同期外れ状態で、三
角波制御電圧が電圧制御発振器61に入力され、その時
刻t1に入力信号が復旧して位相比較器65に入力され
たとすると、その時刻t1に於いては、三角波制御電圧
は最小電圧VCminに向かって変化する途中であり、
次に最小電圧VCminから最大電圧VCmaxに向か
って変化することなる。
FIG. 9 is an explanatory diagram of the triangular wave control voltage for pull-in. In FIG.
A triangular wave control voltage that changes in a triangular wave form between the maximum voltage and the minimum voltage VCmin with a period Ta is generated.
When the phase is out of phase due to input signal disconnection or the like, the switching circuit 6
2 to the voltage-controlled oscillator 61. For example, if the triangular wave control voltage is input to the voltage-controlled oscillator 61 before the time t1 due to the input signal disconnection and the input signal is restored and input to the phase comparator 65 at the time t1, then the time At t1, the triangular wave control voltage is changing toward the minimum voltage VCmin,
Next, the voltage changes from the minimum voltage VCmin to the maximum voltage VCmax.

【0011】そして、入力信号位相と分周出力信号位相
とがほぼ一致した時の位相比較出力信号を基に、同期検
出部67は位相同期引込みを検出し、三角波発生器64
から制御電圧形成部63側に切替回路62を切替える。
同期検出部67は、例えば、位相比較出力信号の変化率
(位相差変化率)がほぼ零となった時に、位相同期外れ
状態から位相同期引込み状態に入ったと判定する構成と
することができる。
Then, based on the phase comparison output signal when the input signal phase and the frequency-divided output signal phase substantially coincide with each other, the synchronization detecting section 67 detects the phase synchronization pull-in, and the triangular wave generator 64
The switching circuit 62 is switched to the control voltage forming unit 63 side.
For example, when the rate of change (phase difference change rate) of the phase comparison output signal becomes substantially zero, the synchronization detecting unit 67 can be configured to determine that the phase synchronization has been lost and the phase synchronization has been pulled in.

【0012】切替回路62を制御電圧形成部63側に切
替えると共に、記憶部68からの初期値を制御電圧形成
部63に入力し、電圧制御発振器61の制御電圧をその
初期値から位相差に従った値に移行させる。そして、時
刻t2に位相比較出力信号の変化率がほぼ零となり、そ
れに対応した制御電圧が安定状態となって、位相同期引
込み状態となる。
The switching circuit 62 is switched to the control voltage forming section 63, and the initial value from the storage section 68 is input to the control voltage forming section 63, and the control voltage of the voltage controlled oscillator 61 is changed from the initial value according to the phase difference. Value. Then, at time t2, the rate of change of the phase comparison output signal becomes substantially zero, the control voltage corresponding thereto becomes stable, and the phase lock-in state is established.

【0013】又時刻t3に入力信号断等により、位相比
較出力信号の変化率が大きくなると、同期検出部67
は、位相同期外れと判定して、切替回路62を制御し、
制御電圧形成部63側から三角波発生器64側へ切替え
る。それによって、三角波発生器64からの三角波制御
電圧が電圧制御発振器61に入力され、電圧制御発振器
61の出力信号位相は、三角波制御電圧に従って変化す
る。
When the rate of change of the phase comparison output signal increases at time t3 due to an input signal interruption or the like, the synchronization detecting section 67
Determines that the phase is out of synchronization, controls the switching circuit 62,
The control voltage generator 63 switches to the triangular wave generator 64. Thereby, the triangular wave control voltage from the triangular wave generator 64 is input to the voltage controlled oscillator 61, and the output signal phase of the voltage controlled oscillator 61 changes according to the triangular wave control voltage.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】従来例の例えば図7に
示すループフィルタの時定数を切替える構成は、位相同
期引込み開始時に、入力信号と分周出力信号との位相差
に、時定数の小さいループフィルタを用いることによ
り、高速に追従して電圧制御発振器51の出力信号位相
を制御しようとするものである。しかし、位相同期引込
み開始時の入力信号と分周出力信号との周波数差が僅か
な場合に、位相同期引込み状態に移行する時間が長くな
る問題があった。
In the prior art configuration for switching the time constant of a loop filter, for example, as shown in FIG. 7, a small time constant is applied to the phase difference between the input signal and the frequency-divided output signal at the start of phase synchronization pull-in. By using a loop filter, the output signal phase of the voltage controlled oscillator 51 is controlled at a high speed. However, when the frequency difference between the input signal and the frequency-divided output signal at the start of the phase lock pull-in is small, there is a problem that the time required to shift to the phase lock pull-in state becomes long.

【0015】又図8に示す三角波制御電圧を入力する構
成は、位相同期引込み開始時に、電圧制御発振器61の
制御電圧を強制的に三角波状に変化させるものであり、
三角波制御電圧の周期Taは入力信号の周期に比較して
充分に長いものであり、従って、位相同期引込み開始か
ら位相同期引込み状態までに要する時間は、最悪三角波
制御電圧の1周期Taに近い期間が必要となる問題があ
る。本発明は、比較的簡単な構成により位相同期引込み
の高速化を図ることを目的とする。
The configuration for inputting the triangular wave control voltage shown in FIG. 8 forcibly changes the control voltage of the voltage controlled oscillator 61 into a triangular wave shape at the start of phase lock pull-in.
The cycle Ta of the triangular wave control voltage is sufficiently longer than the cycle of the input signal. Therefore, the time required from the start of the phase lock pull-in to the phase lock pull-in state is the worst case in which the period Ta is close to one cycle Ta of the triangular wave control voltage. There are issues that need to be addressed. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to increase the speed of phase locking by a relatively simple configuration.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明の位相同期回路
は、(1)入力信号位相と電圧制御発振器(VCO)1
の出力信号を分周器6により分周した信号位相とを位相
比較器5により比較し、この位相比較器5の比較出力信
号をループフィルタ(LPF)4を介して電圧制御発振
器1の制御電圧とする位相同期回路であって、入力信号
の周波数が中心周波数より高いか低いかを判定し、高い
場合は引込み用の下限周波数の制御電圧VCwを選択
し、低い場合は引込み用の上限周波数の制御電圧VCh
を選択し、この選択した引込み用の制御電圧をループフ
ィルタ4を介した制御電圧と切替えて同期引込み時に電
圧制御発振器1に入力する引込み制御部8を備えてい
る。
According to the present invention, there is provided a phase locked loop circuit comprising: (1) an input signal phase and a voltage controlled oscillator (VCO) 1;
Is compared by a phase comparator 5 with a signal phase obtained by dividing the output signal by the frequency divider 6, and a comparison output signal of the phase comparator 5 is passed through a loop filter (LPF) 4 to a control voltage of the voltage controlled oscillator 1. It is determined whether the frequency of the input signal is higher or lower than the center frequency. If the frequency is higher, the control voltage VCw of the lower limit frequency for pull-in is selected. Control voltage VCh
And a pull-in control unit 8 which switches the selected control voltage for pull-in to the control voltage via the loop filter 4 and inputs the voltage to the voltage-controlled oscillator 1 at the time of synchronous pull-in.

【0017】又(2)引込み制御部8は、同期引込み時
に選択された引込み用の上限周波数の制御電圧VCh又
は下限周波数の制御電圧VCwを一定時間だけ切替え
て、電圧制御発振器1に入力する制御を行う構成を備え
ることができる。
(2) The pull-in control unit 8 switches the control voltage VCh of the upper limit frequency or the control voltage VCw of the lower frequency selected for pull-in for a certain period of time during synchronization pull-in, and inputs the voltage to the voltage-controlled oscillator 1. Can be provided.

【0018】又(3)引込み制御部8は、同期引込み開
始時に、電圧制御発振器1に中心周波数の制御電圧VC
cを入力し、電圧制御発振器の出力信号をクロック信号
として、入力信号のハイレベル(又はローレベル)の期
間をカウントする第1のカウンタと、電圧制御発振器の
出力信号を分周器6により分周した分周出力信号のハイ
レベル(又はローレベル)の期間をカウントする第2の
カウンタと、第1,第2のカウンタのカウント値を比較
して、入力信号周波数が中心周波数より高いか低いかを
判定する周波数判定部とを有する構成とすることができ
る。
(3) The pull-in control section 8 supplies the voltage-controlled oscillator 1 with the control voltage VC of the center frequency at the start of the synchronization pull-in.
c, a first counter that counts a high-level (or low-level) period of the input signal using the output signal of the voltage-controlled oscillator as a clock signal, and a frequency divider 6 that divides the output signal of the voltage-controlled oscillator. The second counter that counts the high-level (or low-level) period of the frequency-divided output signal and the count values of the first and second counters are compared, and the input signal frequency is higher or lower than the center frequency. And a frequency determination unit that determines whether the frequency is low.

【0019】又(4)入力信号の立上り位相又は立下り
位相とから所定範囲の位相比較窓を形成して、分周出力
信号の立上り位相又は立下り位相が、位相比較窓内に存
在する時に同期引込みと判定し、ループフィルタ4を介
した制御電圧を電圧制御発振器1に入力する制御を行う
同期検出制御部7を備えることができる。
(4) A phase comparison window within a predetermined range is formed from the rising phase or the falling phase of the input signal, and when the rising phase or the falling phase of the divided output signal exists in the phase comparison window. It is possible to include a synchronization detection control unit 7 that determines that synchronization has been pulled in and performs control to input a control voltage via the loop filter 4 to the voltage controlled oscillator 1.

【0020】又(5)引込み制御部8又は同期検出制御
部7の制御によって、ループフィルタ4を介した制御電
圧と同期引込み時の制御電圧とを切替えて電圧制御発振
器1に入力する第1の切替回路2と、引込み制御部8の
制御によって電圧制御発振器1に、中心周波数の制御電
圧VCcと、上限周波数の制御電圧VChと、下限周波
数の制御電圧VCwとを切替えて第1の切替回路2に加
える第2の切替回路3とを備えることができる。
(5) Under the control of the pull-in control unit 8 or the synchronization detection control unit 7, the first control voltage is switched between the control voltage via the loop filter 4 and the control voltage at the time of pull-in and input to the voltage controlled oscillator 1. The first switching circuit 2 switches the central frequency control voltage VCc, the upper limit frequency control voltage VCh, and the lower limit frequency control voltage VCw to the voltage controlled oscillator 1 under the control of the switching circuit 2 and the pull-in control unit 8. And a second switching circuit 3 in addition to the above.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態の説明
図であり、1は電圧制御発振器(VCO)、2,3は第
1,第2の切替回路、4はループフィルタ(LPF)、
5は位相比較器、6は分周器、7は同期検出制御部、8
は引込み制御部、VCcは中心周波数の制御電圧、VC
hは上限周波数の制御電圧、VCwは下限周波数の制御
電圧を示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is an explanatory view of an embodiment of the present invention, wherein 1 is a voltage controlled oscillator (VCO), 2, 3 are first and second switching circuits, and 4 is a loop filter (LPF). ),
5 is a phase comparator, 6 is a frequency divider, 7 is a synchronization detection control unit, 8
Is the pull-in control unit, VCc is the control voltage of the center frequency, VC
h indicates the control voltage of the upper limit frequency, and VCw indicates the control voltage of the lower limit frequency.

【0022】例えば、入力信号周波数を8kHzとし、
電圧制御発振器1の発振周波数を5MHzとすると、分
周器6は、1/625の分周比を有するものとなる。又
入力信号と分周出力信号とを矩形波信号とすると、位相
比較器5は、ナンド回路とフリップフロップとを含む論
理回路によって構成することができる。そして、入力信
号位相に対して分周出力信号位相が遅れている場合、例
えば、ハイレベルの位相遅れ検出信号をループフィルタ
4を介することにより、電圧制御発振器1の出力信号位
相を進めるように制御電圧を高くし、反対に、入力信号
位相に対して分周出力信号位相が進んでいる場合、ロー
レベルの位相進み検出信号をループフィルタ4を介する
ことにより、電圧制御発振器1の出力信号位相を遅らせ
るように制御電圧を低くする。
For example, if the input signal frequency is 8 kHz,
Assuming that the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 1 is 5 MHz, the frequency divider 6 has a frequency division ratio of 1/625. If the input signal and the frequency-divided output signal are rectangular wave signals, the phase comparator 5 can be constituted by a logic circuit including a NAND circuit and a flip-flop. When the phase of the divided output signal is delayed with respect to the input signal phase, for example, the output signal phase of the voltage controlled oscillator 1 is controlled to be advanced by passing a high-level phase delay detection signal through the loop filter 4. When the voltage is increased, and conversely, when the divided output signal phase is advanced with respect to the input signal phase, the output signal phase of the voltage controlled oscillator 1 is reduced by passing the low-level phase advance detection signal through the loop filter 4. Lower the control voltage to delay.

【0023】又同期検出制御部7は、入力信号と分周器
6の分周出力信号とを入力し、入力信号の立上り位相又
は立下り位相を基に位相比較窓を形成し、その位相比較
窓内に分周出力信号の立上り位相又は立下り位相が存在
する時に同期引込みと判定する構成を用いることができ
る。又従来例と同様、位相比較器5の位相比較出力信号
の変化率が小さくなった時に位相同期引込み状態を検出
する構成とすることも可能である。
The synchronization detection control unit 7 receives the input signal and the frequency-divided output signal of the frequency divider 6 and forms a phase comparison window based on the rising or falling phase of the input signal. When the rising phase or the falling phase of the frequency-divided output signal exists in the window, it is possible to use a configuration in which it is determined that the synchronization is pulled in. Further, similarly to the conventional example, it is also possible to adopt a configuration in which the phase lock-in state is detected when the rate of change of the phase comparison output signal of the phase comparator 5 becomes small.

【0024】又引込み制御部8は、電圧制御発振器1の
出力信号をクロック信号として、入力信号のハイレベル
の期間又はローレベルの期間をカウントし、又分周器6
の分周出力信号の倍レベルの期間又はローレベルの期間
をカウントし、それぞれのカウント値を比較し、同期引
込み開始時に電圧制御発振器1に中心周波数の制御電圧
VCcを入力することにより、入力信号の周波数が中心
周波数より高いか低いかを判定し、第2の切替回路3を
制御する構成を有するものである。なお、入力信号の周
波数が中心周波数より高いか低いかを他の基準値と比較
して判定する構成を適用することも可能である。
The pull-in controller 8 counts a high level period or a low level period of the input signal using the output signal of the voltage controlled oscillator 1 as a clock signal.
By counting the double-level period or the low-level period of the frequency-divided output signal, comparing the respective count values, and inputting the control voltage VCc of the center frequency to the voltage-controlled oscillator 1 at the start of synchronization pull-in. Is determined to be higher or lower than the center frequency, and the second switching circuit 3 is controlled. It is also possible to apply a configuration in which it is determined whether the frequency of the input signal is higher or lower than the center frequency by comparing it with another reference value.

【0025】電源投入時や入力信号断から復旧した時の
同期引込み開始時に、引き制御部8は、第1の切替回路
2をループフィルタ4側から第2の切替回路3側へ切替
制御し、又第2の切替回路3を中心周波数の制御電圧V
Ccを選択するように切替制御する。それによって、電
圧制御発振器1には、中心周波数の制御電圧VCcが入
力される。例えば、電圧制御発振器1の制御電圧が0〜
5Vの範囲で変化可能とすると、2.5Vの制御電圧を
選択して電圧制御発振器1に入力する。
At the start of the synchronization pull-in when the power is turned on or when the input signal is restored, the pull control unit 8 controls the switching of the first switching circuit 2 from the loop filter 4 side to the second switching circuit 3 side, Further, the second switching circuit 3 controls the control voltage V at the center frequency.
Switching control is performed so as to select Cc. Thereby, the control voltage VCc of the center frequency is input to the voltage controlled oscillator 1. For example, if the control voltage of the voltage controlled oscillator 1 is 0 to
Assuming that the voltage can be changed in the range of 5 V, a control voltage of 2.5 V is selected and input to the voltage controlled oscillator 1.

【0026】従って、この電圧制御発振器1の出力信号
をクロック信号(例えば、5MHz)とし、入力信号
(例えば、8kHz±Δfの矩形波信号)のハイレベル
期間をカウントし、又分周出力信号(例えば、8kHz
の矩形波信号)のハイレベル期間をカウントし、カウン
ト値を比較すると、入力信号が中心周波数より高いか低
いかを判定することができる。この場合、正確に中心周
波数を設定する必要はなく、従って、入力信号周波数が
中心周波数より高いか低いかを判定する周波数判定部
は、比較的簡単な構成で実現することができる。
Therefore, the output signal of the voltage controlled oscillator 1 is used as a clock signal (for example, 5 MHz), the high level period of the input signal (for example, a rectangular wave signal of 8 kHz ± Δf) is counted, and the divided output signal (for example, For example, 8 kHz
By counting the high-level period of the square wave signal) and comparing the count values, it is possible to determine whether the input signal is higher or lower than the center frequency. In this case, it is not necessary to set the center frequency accurately. Therefore, the frequency determination unit that determines whether the input signal frequency is higher or lower than the center frequency can be realized with a relatively simple configuration.

【0027】又引込み制御部8は、前述のように、同期
引込み開始時の入力信号周波数が中心周波数より高いか
低いかを判定する為の中心周波数の制御電圧VCcを第
2の切替回路3により選択するように制御し、入力信号
周波数の高低判定後に、入力信号周波数が中心周波数よ
り高い時に下限周波数の制御電圧VCwを選択し、入力
信号周波数が中心周波数より低い時に上限周波数の制御
電圧VChを選択するように、第2の切替回路3を制御
する。
As described above, the pull-in control unit 8 controls the second switching circuit 3 to control the control voltage VCc of the center frequency for determining whether the input signal frequency at the start of the synchronization pull-in is higher or lower than the center frequency. When the input signal frequency is higher than the center frequency, the control voltage VCw of the lower limit frequency is selected when the input signal frequency is higher than the center frequency, and when the input signal frequency is lower than the center frequency, the control voltage VCh of the upper limit frequency is changed. The second switching circuit 3 is controlled so as to make a selection.

【0028】それによって、分周出力信号周波数と入力
信号周波数との差が大きくなるように電圧制御発振器1
が制御され、引込み制御部8のタイマ等による一定時間
後、又は位相同期検出制御部7による同期引込み判定に
よって、第1の切替回路2を制御し、ループフィルタ4
側に切替えて、定常状態の位相同期制御を行うことにな
る。なお、第1,第2の切替回路2,3は、電界効果ト
ランジスタ等のスイッチング素子を用いて構成すること
ができる。
Thereby, the voltage controlled oscillator 1 is controlled so that the difference between the frequency of the divided output signal and the frequency of the input signal is increased.
The first switching circuit 2 is controlled after a predetermined time period by a timer or the like of the pull-in control unit 8 or by a synchronization pull-in determination by the phase synchronization detection control unit 7.
Side to perform steady-state phase synchronization control. Note that the first and second switching circuits 2 and 3 can be configured using switching elements such as field effect transistors.

【0029】図2は本発明の実施の形態の引込み制御部
の要部説明図であり、11,12は第1,第2のカウン
タ、13は周波数判定部、14は切替制御部、15は引
込み開始判定制御部、16は切替回路を示す。この切替
回路16は、図1に於ける第1,第2の切替回路2,3
を一体化し、トランジスタ等のスイッチング素子により
構成して、電圧制御発振器VCOに対して、ループフィ
ルタLPFを介した制御電圧と、中心周波数の基準電圧
VCcと、上限周波数の制御電圧VChと、下限周波数
の制御電圧VCwとを切替えて入力する構成の場合を示
し、切替制御部14によって切替制御する。
FIG. 2 is an explanatory view of a main part of the pull-in control unit according to the embodiment of the present invention, wherein 11 and 12 are first and second counters, 13 is a frequency judgment unit, 14 is a switching control unit, and 15 is The pull-in start determination control unit 16 is a switching circuit. The switching circuit 16 includes the first and second switching circuits 2 and 3 in FIG.
And a switching element such as a transistor. The voltage control oscillator VCO has a control voltage via a loop filter LPF, a center frequency reference voltage VCc, an upper limit frequency control voltage VCh, and a lower limit frequency. In this case, the switching control unit 14 switches and inputs the control voltage VCw.

【0030】又引込み開始判定制御部15は、電源投入
信号又は入力信号Finにより、同期引込み開始を判定
して切替制御部14に制御信号を入力する。それによ
り、切替制御部14は、切替回路16を図示の状態から
中心周波数の制御電圧VCc側に切替えて電圧制御発振
器VCOに入力する。例えば、上限周波数の制御電圧V
Chを4.5V、下限周波数の制御電圧VCwを0.5
Vとすると、中心周波数の制御電圧は2.5Vとすれば
良いことになる。
The pull-in start determination control section 15 determines the start of synchronous pull-in based on a power-on signal or an input signal Fin, and inputs a control signal to the switching control section 14. As a result, the switching control unit 14 switches the switching circuit 16 from the state shown in the figure to the control voltage VCc at the center frequency and inputs the same to the voltage controlled oscillator VCO. For example, the control voltage V at the upper limit frequency
Ch is 4.5 V, and the control voltage VCw of the lower limit frequency is 0.5
Assuming that the control voltage is V, the control voltage of the center frequency should be 2.5 V.

【0031】又第1,第2のカウンタ11,12のクロ
ック端子CKに電圧制御発振器VCOの出力信号Fcを
クロック信号として入力し、第1のカウンタ11のイネ
ーブル端子Eに入力信号Finを入力し、第2のカウン
タ12のイネーブル端子Eに分周出力信号Fdvを入力
し、入力信号Finと分周出力信号Fdvとのそれぞれ
ハイレベルの期間をカウントイネーブル期間としてカウ
ントアップする。なお、ローレベル期間をカウントイネ
ーブル期間としてカウントアップすることも可能であ
る。
The output signal Fc of the voltage controlled oscillator VCO is input as a clock signal to the clock terminal CK of the first and second counters 11 and 12, and the input signal Fin is input to the enable terminal E of the first counter 11. The frequency division output signal Fdv is input to the enable terminal E of the second counter 12, and the high level period of the input signal Fin and the frequency division output signal Fdv is counted up as a count enable period. The low level period can be counted up as a count enable period.

【0032】周波数判定部13は、入力信号Finが中
心周波数より高いか低いかを判定するものであり、引込
み開始時に、切替回路16によって中心周波数の制御電
圧VCcが電圧制御発振器VCOに入力されるから、分
周出力信号FdVも中心周波数に相当するものとなり、
ハイレベル期間をカウントイネーブル期間とすると、第
2のカウンタ12のカウント値に対して、第1のカウン
タ11のカウント値がが大きい場合、引込み開始時の入
力信号Finの周波数は、中心周波数より高いと判定す
ることができ、又第2のカウンタ12のカウント値に対
して、第1のカウンタ11のカウント値が小さい場合、
入力信号Finの周波数は、中心周波数より低いと判定
することができる。
The frequency determination unit 13 determines whether the input signal Fin is higher or lower than the center frequency. At the start of the pull-in, the switching circuit 16 inputs the control voltage VCc of the center frequency to the voltage controlled oscillator VCO. Therefore, the divided output signal FdV also corresponds to the center frequency,
When the high level period is a count enable period, when the count value of the first counter 11 is larger than the count value of the second counter 12, the frequency of the input signal Fin at the start of the pull-in is higher than the center frequency. If the count value of the first counter 11 is smaller than the count value of the second counter 12,
The frequency of the input signal Fin can be determined to be lower than the center frequency.

【0033】この入力信号Finの周波数の判定結果を
切替制御部14に入力する。切替制御部14は、入力信
号Finの周波数が中心周波数より高い場合、下限周波
数の制御電圧VCwを選択するように切替回路16を制
御する。それによって、電圧制御発振器VCOの発振周
波数は中心周波数から下限周波数に向かって急速に変化
する。反対に、入力信号Finの周波数が中心周波数よ
り低い場合、上限周波数の制御電圧VChを選択するよ
うに切替回路16を制御する。それによって、電圧制御
発振器VCOの発振周波数は中心周波数から上限周波数
に向かって急速に変化する。
The determination result of the frequency of the input signal Fin is input to the switching control unit 14. When the frequency of the input signal Fin is higher than the center frequency, the switching control unit 14 controls the switching circuit 16 to select the control voltage VCw having the lower limit frequency. Thereby, the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator VCO changes rapidly from the center frequency to the lower limit frequency. Conversely, when the frequency of the input signal Fin is lower than the center frequency, the switching circuit 16 is controlled so as to select the control voltage VCh of the upper limit frequency. Thereby, the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator VCO changes rapidly from the center frequency toward the upper limit frequency.

【0034】又切替制御部14にタイマを設け、上限周
波数の制御電圧VCh又は下限周波数の制御電圧VCw
を選択するように切替回路16を制御した後、所定時間
後に、ループフィルタLPFを介した制御電圧を電圧制
御発振器VCOに入力するように、切替回路16を制御
する構成とすることができる。即ち、入力信号Finの
周波数が、中心周波数より高い場合に、電圧制御発振器
VCOの発振周波数を下限周波数となるように制御する
ことにより、入力信号Finの周波数と、分周出力信号
Fdvの周波数との差を大きくし、又入力信号Finの
周波数が、中心周波数より低い場合に、電圧制御発振器
VCOの発振周波数を上限周波数となるように制御する
ことにより、入力信号Finの周波数と、分周出力信号
Fdvの周波数との差を大きくする。
A timer is provided in the switching control unit 14 to control the control voltage VCh of the upper limit frequency or the control voltage VCw of the lower limit frequency.
After the switching circuit 16 is controlled so as to select, the switching circuit 16 is controlled such that the control voltage via the loop filter LPF is input to the voltage controlled oscillator VCO after a predetermined time. That is, when the frequency of the input signal Fin is higher than the center frequency, by controlling the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator VCO to be the lower limit frequency, the frequency of the input signal Fin and the frequency of the divided output signal Fdv can be reduced. And when the frequency of the input signal Fin is lower than the center frequency, the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator VCO is controlled to be the upper limit frequency, so that the frequency of the input signal Fin and the divided output The difference from the frequency of the signal Fdv is increased.

【0035】このように周波数差が大きくなることによ
り、入力信号Finの位相に分周出力信号Fdvの位相
を急速に引込むことができる。前述のように、タイマ等
による一定時間、上限周波数の制御電圧VCh又は下限
周波数の制御電圧VCwを電圧制御発振器VCOに入力
した後、ループフィルタLPFを介した制御電圧を電圧
制御発振VCOに入力するか、或いは、同期検出制御部
7(図1参照)により同期引込み状態となったことを検
出して、ループフィルタLPFを介した制御電圧電圧制
御発振器VCOに入力するように切替える。
By increasing the frequency difference in this way, the phase of the frequency-divided output signal Fdv can be rapidly pulled into the phase of the input signal Fin. As described above, after the control voltage VCh of the upper limit frequency or the control voltage VCw of the lower limit frequency is input to the voltage controlled oscillator VCO for a certain period of time by a timer or the like, the control voltage via the loop filter LPF is input to the voltage controlled oscillation VCO. Alternatively, the synchronization detection control unit 7 (see FIG. 1) detects that the lock-in state has occurred, and switches to input to the control voltage / voltage controlled oscillator VCO via the loop filter LPF.

【0036】図3は本発明の実施の形態の同期検出制御
部の要部説明図であり、21は位相比較窓形成回路、2
2は位相比較回路を構成するアンド回路、23は切替制
御回路、24,25,27は遅延回路(DL)、26,
28はフリップフロップである。入力信号Finを位相
比較窓形成回路21の遅延回路24とフリップフロップ
24のセット端子Sとに入力し、分周出力信号Fdvを
遅延回路27とフリップフロップ28のセット端子Sと
に入力する。
FIG. 3 is an explanatory view of a main part of the synchronization detection control unit according to the embodiment of the present invention.
2 is an AND circuit constituting a phase comparison circuit, 23 is a switching control circuit, 24, 25, 27 are delay circuits (DL), 26,
28 is a flip-flop. The input signal Fin is input to the delay circuit 24 of the phase comparison window forming circuit 21 and the set terminal S of the flip-flop 24, and the frequency-divided output signal Fdv is input to the delay circuit 27 and the set terminal S of the flip-flop 28.

【0037】フリップフロップ26のリセット端子Rに
遅延回路24,25を介した入力信号Finが入力され
るから、フリップフロップ26の出力端子Qからは、遅
延回路24,25による遅延時間に相当する位相比較窓
の信号が出力されて、アンド回路22に入力される。又
フリップフロップ28のリセット端子Rに遅延回路27
を介した分周出力信号Fdvが入力されるから、フリッ
プフロップ28の出力端子Qからは、遅延回路27によ
る遅延時間に相当する信号が出力されて、アンド回路2
2に入力される。即ち、フリップフロップ28の出力端
子Qからは、分周出力信号Fdvの立上り位相の信号が
出力され、アンド回路22は、この信号が位相比較窓内
に出力されると、出力信号は“1”となり、同期引込み
検出信号が出力されることになる。
Since the input signal Fin via the delay circuits 24 and 25 is input to the reset terminal R of the flip-flop 26, a phase corresponding to the delay time by the delay circuits 24 and 25 is output from the output terminal Q of the flip-flop 26. The signal of the comparison window is output and input to the AND circuit 22. A delay circuit 27 is connected to the reset terminal R of the flip-flop 28.
, The signal corresponding to the delay time of the delay circuit 27 is output from the output terminal Q of the flip-flop 28, and the AND circuit 2
2 is input. That is, a signal of the rising phase of the frequency-divided output signal Fdv is output from the output terminal Q of the flip-flop 28, and when this signal is output in the phase comparison window, the output signal is "1". And the synchronization pull-in detection signal is output.

【0038】切替制御回路23は、図1に第1の切替回
路2を制御する場合を示し、アンド回路22からの同期
引込み検出信号によって、第1の切替回路2を、第2の
切替回路3側からループフィルタ4側に切替えて、通常
の位相同期ループを形成することになる。
The switching control circuit 23 controls the first switching circuit 2 in FIG. 1. The switching control circuit 23 controls the first switching circuit 2 according to the synchronization pull-in detection signal from the AND circuit 22. The normal phase locked loop is formed by switching from the side to the loop filter 4 side.

【0039】図4は同期検出制御部の動作説明図であ
り、(a)は入力信号Fin、(b)は遅延時間τの遅
延回路24により遅延された信号、(c)は遅延時間τ
の遅延回路25により更に遅延された信号、(d)は入
力信号Finの立上りでセットされ、遅延回路25から
の信号によりリセットされたフリップフロップ26の出
力信号、即ち、位相比較窓を示す信号、(e)は分周出
力信号Fdv、(f)は遅延時間τの遅延回路27によ
り遅延された信号、(g)は分周出力信号Fdvの立上
りでセットされ、遅延回路27からの信号によりリセッ
トされたフリップフロップ28の出力信号を示す。
FIGS. 4A and 4B are diagrams for explaining the operation of the synchronization detection control unit. FIG. 4A shows the input signal Fin, FIG. 4B shows the signal delayed by the delay circuit 24 having a delay time τ, and FIG.
(D) is an output signal of the flip-flop 26 set at the rising edge of the input signal Fin and reset by the signal from the delay circuit 25, that is, a signal indicating the phase comparison window. (E) is a divided output signal Fdv, (f) is a signal delayed by the delay circuit 27 having a delay time τ, (g) is set at the rising edge of the divided output signal Fdv, and is reset by a signal from the delay circuit 27. 5 shows the output signal of the flip-flop 28 that has been set.

【0040】即ち、位相比較窓形成回路21によって、
図4の(d)に示す位相比較窓の信号を形成し、分周出
力信号Fdvの立上り微分出力信号に相当するフリップ
フロップ28の出力端子Qからの信号は、図4の(g)
に示すものとなり、この信号が位相比較窓内に出力され
ると、同期引込みの状態と判定することができる。な
お、入力信号Finの立上り位相を基に位相比較窓を形
成し、分周出力信号Fdvの立上り位相が位相比較窓内
に入るか否かを判定して同期引込みを検出する場合を示
すが、入力信号Finの立下り位相を基に位相比較窓を
形成し、その位相比較窓内に、分周出力信号Fdvの立
下り位相が入るか否かを判定して、同期引込みを検出す
る構成とすることも可能である。
That is, the phase comparison window forming circuit 21
A signal from the output terminal Q of the flip-flop 28, which forms a signal of the phase comparison window shown in FIG. 4D and corresponds to a rising differential output signal of the divided output signal Fdv, is shown in FIG.
When this signal is output in the phase comparison window, it can be determined that the synchronization is established. Note that a case where a phase comparison window is formed based on the rising phase of the input signal Fin, and it is determined whether or not the rising phase of the divided output signal Fdv falls within the phase comparison window to detect synchronization pull-in, Forming a phase comparison window based on the falling phase of the input signal Fin, determining whether the falling phase of the frequency-divided output signal Fdv falls within the phase comparison window, and detecting synchronization pull-in. It is also possible.

【0041】図5は電源投入時の動作説明図であり、
(A)は従来例、(B)は本発明の実施の形態に於ける
それぞれ実測データを示し、(A),(B)に於ける
(a)は入力信号、(b)は分周出力信号、(c)は制
御電圧、(d)は電源電圧を示す。又入力信号周波数は
8kHz+110ppmで、この入力信号周波数は、電
圧制御発振器1の上限周波数近傍の自走周波数の分周出
力信号周波数に近い場合について示す。
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation when the power is turned on.
(A) shows a conventional example, (B) shows measured data in the embodiment of the present invention, (a) and (a) in (A) and (B) are input signals, and (b) is a divided output. A signal, (c) indicates a control voltage, and (d) indicates a power supply voltage. The input signal frequency is 8 kHz + 110 ppm, and this input signal frequency is shown in the case where it is close to the frequency-divided output signal frequency of the free-running frequency near the upper limit frequency of the voltage controlled oscillator 1.

【0042】図5の(A)の従来例に於いて、時刻t0
に、(d)に示すように、電源電圧を立上げた場合、位
相比較器には入力信号が先に入力されており、電源電圧
立上げ後に分周出力信号が位相比較器に入力される状態
となるから、位相比較器は、先に入力された入力信号に
対して、後から入力された分周出力信号の位相が遅れて
いると判定し、ハイレベルの遅れ位相検出信号を出力す
る。従って、電圧制御発振器の制御電圧は(c)に示す
ように高くなる。
In the conventional example of FIG. 5A, at time t0
As shown in (d), when the power supply voltage rises, the input signal is input to the phase comparator first, and the divided output signal is input to the phase comparator after the power supply voltage rises. In this state, the phase comparator determines that the phase of the frequency-divided output signal input later is delayed with respect to the input signal input earlier, and outputs a high-level delayed phase detection signal. . Therefore, the control voltage of the voltage controlled oscillator increases as shown in FIG.

【0043】この場合、電圧制御発振器の出力信号位相
(分周出力信号位相)の進む速度は、入力信号周波数と
電圧制御発振器の自走周波数の信号を分周した周波数と
の差に対応したものとなる。従って、電源電圧立上げ直
後の(a)に示す入力信号位相と、(b)に示す分周出
力信号位相とが約180度ずれている場合でも、時刻t
0に電源電圧を立上げた後、位相同期引込み状態となる
には、ta≒7.4秒を要した。
In this case, the speed at which the output signal phase (divided output signal phase) of the voltage controlled oscillator advances corresponds to the difference between the input signal frequency and the frequency obtained by dividing the signal of the free running frequency of the voltage controlled oscillator. Becomes Therefore, even when the input signal phase shown in (a) immediately after the rise of the power supply voltage and the divided output signal phase shown in (b) are shifted by about 180 degrees, the time t
After the power supply voltage was raised to 0, it took ta ≒ 7.4 seconds to enter the phase synchronization pull-in state.

【0044】これに対して、図2の(B)の本発明の実
施の形態に於いては、(A)の従来例と同様に、時刻t
0に、(d)に示すように電源電圧を立上げた場合、前
述の(A)の場合と同様に位相比較器はハイレベルの位
相遅れ検出信号を出力し、電圧制御発振器の制御電圧
(c)に示すように高くなる。この時、例えば、図2に
於いては、引込み開始判定制御部15に電源投入信号が
入力されることにより、引込み開始と判定して切替制御
部14を制御する。切替制御部14は、切替回路16に
より、中心周波数の制御電圧VCcを選択して電圧制御
発振器VCOに入力するように制御する。
On the other hand, in the embodiment of the present invention shown in FIG. 2B, as in the conventional example shown in FIG.
When the power supply voltage rises to 0 as shown in (d), the phase comparator outputs a high-level phase delay detection signal as in the case of (A) described above, and the control voltage of the voltage-controlled oscillator ( It becomes higher as shown in c). At this time, for example, in FIG. 2, when a power-on signal is input to the pull-in start determination control unit 15, it is determined that the pull-in is to start, and the switching control unit 14 is controlled. The switching control unit 14 controls the switching circuit 16 to select the control voltage VCc of the center frequency and to input the control voltage VCc to the voltage controlled oscillator VCO.

【0045】そして、前述のように、入力信号Finの
周波数が中心周波数より高いか低いかを判定すると、こ
の場合は、8kHz+110ppmで、中心周波数より
高い場合であるから、周波数判定部13の判定結果に応
じて、切替制御部14により下限周波数の制御電圧VC
wを選択して電圧制御発振器VCOに入力することにな
る。即ち、図5の(B)の(c)の*印で示す下限周波
数の制御電圧VCwが電圧制御発振器VCOに一定時間
入力され、入力信号Finの周波数と分周出力信号Fd
vの周波数との差が大きくなり、同期引込みはtb≒4
秒となった。即ち、従来例に比較して同期引込みに要す
る時間を約3.4秒短縮することができた。
As described above, it is determined whether the frequency of the input signal Fin is higher or lower than the center frequency. In this case, the frequency is 8 kHz + 110 ppm, which is higher than the center frequency. In accordance with the control voltage VC of the lower limit frequency by the switching control unit 14.
w is selected and input to the voltage controlled oscillator VCO. That is, the control voltage VCw of the lower limit frequency indicated by the mark * in (c) of FIG. 5B is input to the voltage controlled oscillator VCO for a certain period of time, and the frequency of the input signal Fin and the divided output signal Fd
The difference from the frequency of v becomes large, and the synchronization pull-in is tb ≒ 4
Seconds. That is, the time required for synchronization pull-in can be reduced by about 3.4 seconds as compared with the conventional example.

【0046】図6は入力信号断から復旧時の動作説明図
であり、入力信号断から復旧した入力信号の周波数が引
込み範囲の下限周波数に近い8kHz−90ppmの場
合についての実測データを示し、(A)は従来例、
(B)は本発明の実施の形態を示す。又(A),(B)
に於ける(a)は入力信号、(b)は分周出力信号、
(c)は制御電圧を示し、図5に於ける電源電圧(d)
は省略している。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the operation at the time of restoration from the interruption of the input signal. FIG. 6 shows actual measurement data when the frequency of the input signal restored from the interruption of the input signal is 8 kHz-90 ppm which is close to the lower limit frequency of the pull-in range. A) is a conventional example,
(B) shows an embodiment of the present invention. (A), (B)
(A) is an input signal, (b) is a divided output signal,
(C) shows the control voltage, and the power supply voltage (d) in FIG.
Is omitted.

【0047】(A)の従来例に於いては、時刻t0に
(a)に示すように、断状態からの入力信号が復旧して
入力された時、位相比較器は、分周出力信号が先に入力
されており、復旧した入力信号が後に入力されるから、
入力信号の位相に対して分周出力信号の位相は進んでい
ると判定される。この場合、(b)に示す分周出力信号
の位相と入力信号の位相とは約180度の差があって
も、入力信号周波数と分周出力信号周波数とがほぼ近似
している場合であり、位相比較出力信号は(c)に示す
ものとなり、同期引込みは、tc≒7.2秒となった。
In the conventional example of (A), as shown in (a) at time t0, when the input signal from the disconnected state is restored and input, the phase comparator outputs the divided output signal. Since the input signal is input first and the recovered input signal is input later,
It is determined that the phase of the divided output signal is ahead of the phase of the input signal. In this case, although the phase of the divided output signal and the phase of the input signal shown in (b) have a difference of about 180 degrees, the input signal frequency and the divided output signal frequency are almost similar. , The phase comparison output signal is as shown in (c), and the synchronization pull-in is tc ≒ 7.2 seconds.

【0048】これに対して、(B)に示す本発明の実施
の形態に於いては、時刻t0に、従来例の場合と同様に
(a)に示すように入力信号が断状態から復旧した場
合、入力信号Finの周波数が中心周波数より高いか低
いかを判定し、この場合は低い場合であるから、上限周
波数の制御電圧VChを電圧制御発振器VCOに入力す
ることになる。即ち、(B)の(c)の*印で示す上限
周波数の制御電圧VChが電圧制御発振器VCOに一定
時間入力され、電圧制御発振器VCOの発振周波数は上
限周波数となるように変化し、入力信号Finの周波数
との差が多くなる。それによって、引込み速度が大きく
なり、td≒2.8秒で同期引込み状態となった。即
ち、従来例に比較して入力信号復旧時の同期引込みに要
する時間を、約4.4秒短縮することができた。
On the other hand, in the embodiment of the present invention shown in (B), at time t0, the input signal is restored from the disconnected state as shown in (a) as in the case of the conventional example. In this case, it is determined whether the frequency of the input signal Fin is higher or lower than the center frequency. Since this case is lower, the control voltage VCh of the upper limit frequency is input to the voltage controlled oscillator VCO. That is, the control voltage VCh of the upper limit frequency indicated by the mark * in (c) of (B) is input to the voltage controlled oscillator VCO for a certain period of time, and the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator VCO changes so as to be the upper limit frequency. The difference from the frequency of Fin increases. As a result, the pull-in speed was increased, and a synchronous pull-in state was established at td ≒ 2.8 seconds. That is, the time required for synchronization pull-in at the time of restoration of the input signal can be reduced by about 4.4 seconds as compared with the conventional example.

【0049】本発明は、前述の各実施の形態のみに限定
されるものでなく、種々付加変更することができるもの
であり、例えば、入力信号の中心周波数に対する高低の
判定を、簡単な構成のほぼ中心周波数の発振周波数とな
る他の発振器を設けて行う構成とすることも可能であ
る。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be variously added and changed. For example, the determination of the level relative to the center frequency of the input signal can be performed by a simple configuration. It is also possible to adopt a configuration in which another oscillator having an oscillation frequency substantially at the center frequency is provided.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、入力信
号位相と電圧制御発振器1の出力信号を分周器6により
分周した信号位相とを位相比較器5により比較し、この
位相比較器5の比較出力信号をループフィルタ4を介し
て電圧制御発振器1の制御電圧とする位相同期回路であ
って、入力信号の周波数が中心周波数より高いか低いか
を判定し、高い場合は引込み用の下限周波数の制御電圧
VCwを選択し、低い場合は引込み用の上限周波数の制
御電圧VChを選択し、この選択した引込み用の制御電
圧をループフィルタを介した制御電圧と切替えて同期引
込み時に電圧制御発振器1に入力する引込み制御部8を
備えているもので、電源投入時や入力信号復旧時等の同
期引込み開始時の入力信号周波数と分周出力信号周波数
との差を大きくすることによって、同期引込みを高速化
することができる利点がある。
As described above, according to the present invention, the input signal phase is compared with the signal phase obtained by dividing the output signal of the voltage controlled oscillator 1 by the frequency divider 6 by the phase comparator 5, and this phase comparison is performed. A phase-locked loop that uses the comparison output signal of the input device 5 as a control voltage of the voltage controlled oscillator 1 via the loop filter 4 and determines whether the frequency of the input signal is higher or lower than the center frequency. The control voltage VCw of the lower limit frequency is selected, and if it is lower, the control voltage VCh of the upper limit frequency for pull-in is selected. It is provided with a pull-in control unit 8 for inputting to the control oscillator 1, and increases the difference between the input signal frequency and the frequency-divided output signal frequency at the start of synchronous pull-in such as when power is turned on or input signal is restored. By, there is an advantage that it is possible to speed up the pull-in.

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

【図1】本発明の実施の形態の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態の引込み制御部の要部説明
図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a main part of a pull-in control unit according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態の同期検出制御部の要部説
明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of main parts of a synchronization detection control unit according to the embodiment of the present invention.

【図4】同期検出制御部の動作説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of an operation of a synchronization detection control unit.

【図5】電源投入時の動作説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of an operation when power is turned on.

【図6】入力信号断からの復旧時の動作説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of an operation at the time of recovery from a disconnection of an input signal.

【図7】従来例の位相同期回路の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a conventional phase locked loop circuit.

【図8】従来例の引込み用制御電圧を用いた位相同期回
路の説明図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a conventional phase locked loop circuit using a pull-in control voltage.

【図9】引込み用三角波制御電圧の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a pull-in triangular wave control voltage.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電圧制御発振器(VCO) 2 第1の切替回路 3 第2の切替回路 4 ループフィルタ(LPF) 5 位相比較器 6 分周器 7 同期検出制御部 8 引込み制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Voltage controlled oscillator (VCO) 2 1st switching circuit 3 2nd switching circuit 4 Loop filter (LPF) 5 Phase comparator 6 Divider 7 Synchronous detection control part 8 Retraction control part

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力信号位相と電圧制御発振器の出力信
号を分周器により分周した信号位相とを位相比較器によ
り比較し、該位相比較器の比較出力信号をループフィル
タを介して前記電圧制御発振器の制御電圧とする位相同
期回路に於いて、 前記入力信号の周波数が中心周波数より高いか低いかを
判定し、高い場合は引込み用の下限周波数の制御電圧を
選択し、低い場合は引込み用の上限周波数の制御電圧を
選択し、該選択した引込み用の制御電圧を前記ループフ
ィルタを介した制御電圧と切替えて同期引込み時に前記
電圧制御発振器に入力する引込み制御部を備えたことを
特徴とする位相同期回路。
1. A phase comparator compares an input signal phase with a signal phase obtained by dividing an output signal of a voltage controlled oscillator by a frequency divider, and compares a comparison output signal of the phase comparator with the voltage through a loop filter. In the phase-locked loop as the control voltage of the control oscillator, it is determined whether the frequency of the input signal is higher or lower than the center frequency, and if it is higher, the control voltage of the lower limit frequency for pull-in is selected. A pull-in control unit that selects a control voltage of an upper limit frequency for the pull-in, switches the selected pull-in control voltage to a control voltage through the loop filter, and inputs the voltage to the voltage-controlled oscillator at the time of pull-in synchronously. And a phase synchronization circuit.
【請求項2】 前記引込み制御部は、同期引込み時に選
択された前記引込み用の上限周波数の制御電圧又は下限
周波数の制御電圧を一定時間だけ切替えて前記電圧制御
発振器に入力する制御を行う構成を備えたことを特徴と
する請求項1記載の位相同期回路。
2. The control device according to claim 1, wherein the pull-in control unit switches the control voltage of the upper-limit frequency or the control voltage of the lower-limit frequency selected at the time of synchronization pull-in for a predetermined time and inputs the voltage to the voltage-controlled oscillator. 2. The phase synchronization circuit according to claim 1, further comprising:
【請求項3】 前記引込み制御部は、同期引込み開始時
に、前記電圧制御発振器に中心周波数の制御電圧を入力
し、該電圧制御発振器の出力信号をクロック信号とし
て、前記入力信号のハイレベル(又はローレベル)の期
間をカウントする第1のカウンタと、前記電圧制御発振
器の出力信号を前記分周器により分周した分周出力信号
のハイレベル(又はローレベル)の期間をカウントする
第2のカウンタと、前記第1,第2のカウンタのカウン
ト値を比較して前記入力信号周波数が中心周波数より高
いか低いかを判定する周波数判定部とを有することを特
徴とする請求項1又は2記載の位相同期回路。
3. The pull-in control unit inputs a control voltage having a center frequency to the voltage-controlled oscillator at the start of synchronization pull-in, and sets an output signal of the voltage-controlled oscillator as a clock signal to a high level of the input signal (or A first counter that counts a period of a low level, and a second counter that counts a high level (or low level) period of a frequency-divided output signal obtained by dividing the output signal of the voltage controlled oscillator by the frequency divider. 3. The apparatus according to claim 1, further comprising: a counter; and a frequency determination unit configured to compare the count values of the first and second counters to determine whether the input signal frequency is higher or lower than a center frequency. Phase synchronization circuit.
【請求項4】 前記入力信号の立上り位相又は立下り位
相とから所定範囲の位相比較窓を形成して、前記分周出
力信号の立上り位相又は立下り位相が前記位相比較窓内
に存在する時に同期引込みと判定し、前記ループフィル
タを介した制御電圧を前記電圧制御発振器に入力する制
御を行う同期検出制御部を備えたことを特徴とする請求
項1記載の位相同期回路。
4. A phase comparison window in a predetermined range is formed from a rising phase or a falling phase of the input signal, and when a rising phase or a falling phase of the divided output signal exists in the phase comparison window. 2. The phase locked loop circuit according to claim 1, further comprising: a synchronization detection control unit that determines that synchronization has been pulled in and performs control for inputting a control voltage via the loop filter to the voltage controlled oscillator.
【請求項5】 前記引込み制御部又は前記同期検出制御
部の制御によって、前記ループフィルタを介した制御電
圧と同期引込み時の制御電圧とを切替えて前記電圧制御
発振器に入力する第1の切替回路と、前記引込み制御部
の制御によって前記電圧制御発振器に、中心周波数の制
御電圧と、上限周波数の制御電圧と、下限周波数の制御
電圧とを切替えて前記第1の切替回路に加える第2の切
替回路とを備えたことを特徴とする請求項1乃至4の何
れか1項記載の位相同期回路。
5. A first switching circuit that switches between a control voltage via the loop filter and a control voltage at the time of synchronization pull-in and inputs the voltage to the voltage-controlled oscillator under the control of the pull-in control unit or the synchronization detection control unit. A second switching to be applied to the first switching circuit by switching the control voltage of the center frequency, the control voltage of the upper limit frequency, and the control voltage of the lower limit frequency to the voltage controlled oscillator under the control of the pull-in control unit. 5. The phase-locked loop according to claim 1, further comprising a circuit.
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Cited By (5)

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JP2002314409A (en) * 2001-04-10 2002-10-25 Nec Corp Lock detection circuit
KR100370243B1 (en) * 2001-02-14 2003-02-05 삼성전자 주식회사 Phase locked loop circuit including fast frequency lock control circuit and method for reducing frequency lock time thereof
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