JPH11308097A - 周波数比較器およびこれを用いたpll回路 - Google Patents

周波数比較器およびこれを用いたpll回路

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JPH11308097A
JPH11308097A JP10114491A JP11449198A JPH11308097A JP H11308097 A JPH11308097 A JP H11308097A JP 10114491 A JP10114491 A JP 10114491A JP 11449198 A JP11449198 A JP 11449198A JP H11308097 A JPH11308097 A JP H11308097A
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frequency
output
clock
phase
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Tatsuya Kubo
達哉 久保
Akira Tamaki
亮 玉木
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 NRZデータの変化が連続的でないときでも
比較を行うと、UP/DOWNの判定を誤ってしまう可
能性があり、この誤りが偶然続くと、例えば本当はUP
信号を出力しなければならないところでDOWN信号を
出力し続け、ハーモニックロックを起こす危険性があ
る。 【解決手段】 NRZ信号のデータ変化を検出する手段
(11,12) と、クロックCLKおよびこれよりも位相が9
0°遅れたクロックSCKの論理状態を、NRZ信号の
データ変化があったときに取り込むことにより、クロッ
クCLKの一周期内におけるNRZ信号のデータ変化位
置を検出する手段(13,14) と、NRZ信号の周期を検出
するための基準点を設定する手段(15,18) と、この基準
点をもとにクロックCLKの次の一周期の中でのNRZ
信号の位相を検出し、ずれがあるときUP/DOWN信
号を出力する手段(16,19/17,20) とを有する構成とす
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、周波数比較器およ
びこれを用いたPLL(phase locked loop) 回路に関
し、特にNRZ(non return to zero)信号と同期をとる
PLL回路とこれに用いて好適な周波数比較器に関す
る。
【0002】
【従来の技術】NRZ信号と同期をとるPLL回路で
は、従来、周波数を比較する場合に、電圧制御発振器
(VCO)の発振クロックと、NRZ信号に同期した外
部からの参照クロックの周波数を比較する構成が採られ
ていた。このPLL回路の回路例を図5に示す。
【0003】図5において、電圧制御発振器101の発
振クロックは、位相比較器(PD)102の一方の入力
になるとともに、分周器103で1/n(nは自然数)
に分周されて周波数位相比較器(PFD)104の一方
の入力となる。位相比較器102は、NRZ信号を他方
の入力とし、電圧制御発振器101の発振クロックとN
RZ信号の位相を比較し、その位相差に基づいて位相を
進めるためのUP信号または位相を遅らせるためのDO
WN信号を出力する。
【0004】一方、周波数位相比較器104は、NRZ
信号に同期した参照クロックを他方の入力とし、1/n
分周された電圧制御発振器101の発振クロックと参照
クロックの周波数を比較し、その周波数差に基づいて周
波数を高くするためのUP信号または周波数を低くする
ためのDOWN信号を出力する。
【0005】位相比較器102および周波数位相比較器
104の各比較出力は、セレクタ105の2入力とな
る。セレクタ105は、外部の回路(図示せず)から与
えられる切替信号に基づいて位相比較器102および周
波数位相比較器104の各比較出力の一方を選択する。
このセレクタ105で選択された比較出力は、チャージ
ポンプ回路106およびループフィルタ107を経て電
圧制御発振器101にその制御電圧として供給される。
【0006】上記構成のPLL回路においては、先ず、
セレクタ105を周波数位相比較器104側に切り替え
て、周波数位相比較器104の比較出力に基づいて、電
圧制御発振器101の発振クロックの1/nクロックの
周波数を参照クロックの周波数近傍に引き込む処理が行
われる。この引き込み処理が終わり、外部の回路から切
替信号を与えることにより、セレクタ105を位相比較
器102側に切り替える。すると、位相比較器102の
比較出力に基づいて、電圧制御発振器101の発振クロ
ックをNRZ信号に位相同期させる処理が行われる。
【0007】この従来のPLL回路では、NRZ信号に
同期した参照クロックを生成する回路が必要であるとと
もに、VCOクロックの1/nクロックの周波数が参照
クロックの周波数近傍に引き込まれたことを検知し、切
替信号を発生してセレクタ105を切り替えるための外
部回路が必要となるため、その分だけ回路構成が複雑に
なる。また、位相比較器102のループゲインを大きく
する必要があるため、PLLトランスファ特性が悪くな
るという問題点があった。
【0008】これらの問題を改善するために、NRZ信
号に同期した参照クロックを必要とせず、NRZ信号の
みで位相を比較する構成のPLL回路がある。このPL
L回路の回路例を図6に示す。同図において、電圧制御
発振器(VCO)111の発振クロックは、位相比較器
(PD)112および周波数比較器(FD)113の各
一方の入力となる。位相比較器112および周波数比較
器113は、NRZ信号を各他方の入力としている。
【0009】位相比較器112は、電圧制御発振器11
1の発振クロックとNRZ信号の位相を比較し、その位
相差に基づいて位相を進めるためのUP信号または位相
を遅らせるためのDOWN信号を出力する。この位相比
較器112の比較出力は、チャージポンプ回路114お
よびループフィルタ115を経て電圧制御発振器111
にその位相を制御するための制御電圧として供給され
る。
【0010】一方、周波数比較器113は、電圧制御発
振器111の発振クロックとNRZ信号の周波数を比較
し、その周波数差に基づいて周波数を高くするためのU
P信号または周波数を低くするためのDOWN信号を出
力する。この周波数比較器113の比較出力は、チャー
ジポンプ回路116およびループフィルタ117を経て
電圧制御発振器111にその周波数を制御するための制
御電圧として供給される。
【0011】図7に、周波数比較器113の回路構成の
従来例を示す。この従来回路には、NRZ信号、図6の
電圧制御発振器111の発振クロック、即ちVCOクロ
ックCLK、このVCOクロックCLKと同相のクロッ
クICLKおよびこのクロックICLKより位相が90
°遅れたクロックQCLKがそれぞれ入力されるように
なっている。
【0012】図7において、NRZ信号はD‐フリップ
フロップ(以下、D‐FFと記す)121のD(デー
タ)入力となるとともに、エクシクルーシブOR(以
下、EX‐ORと記す)ゲート122の一方の入力とな
る。D‐FF121は、VCOクロックCLKをCK
(クロック)入力としている。このD‐FF121の正
相出力Qは、EX‐ORゲート122の他方の入力とな
る。
【0013】クロックICLK,QCLKは、ANDゲ
ート123,124の各2入力となる。なお、ANDゲ
ート124のクロックICLK側の入力は、負論理入力
となっている。これらANDゲート123,124の各
出力は、D‐FF125,126の各D入力となる。D
‐FF125,126は、EX‐ORゲート122の出
力をCK入力とする。
【0014】D‐FF125,126の各正相出力Qは
次段のD‐FF127,128の各D入力となり、D‐
FF127,128の各正相出力Qはさらに次段のD‐
FF129,130の各D入力となるとともに、AND
ゲート132,131の各一方の入力となる。これらD
‐FF127,128,129,130は、VCOクロ
ックCLKをCK入力としている。
【0015】D‐FF129,130の各正相出力Q
は、ANDゲート131,132の各他方の入力とな
る。そして、ANDゲート131の出力が周波数を低く
するためのDOWN信号として、ANDゲート132の
出力が周波数を高くするためのUP信号としてそれぞれ
出力されることになる。
【0016】次に、上記構成の周波数比較器の回路動作
について、図8のタイミングチャートに基づいて説明す
る。なお、図8のタイミングチャートにおいて、AND
ゲート123の出力を(a)、ANDゲート124の出
力を(b)、EX‐ORゲート122の出力を(c)と
それぞれ示し、図7の対応する部分には同一符号を付す
ものとする。
【0017】ANDゲート123の出力(a)は、クロ
ックICLK,QCLKが共に高レベル(以下、“H”
レベルと記す)のときに“H”レベルとなり、ANDゲ
ート124の出力(b)は、クロックICLKが低レベ
ル(以下、“L”レベルと記す)、クロックQCLKが
“H”レベルのときに“H”レベルとなる。ここで、A
NDゲート123の出力(a)が“H”レベルの期間を
X、ANDゲート124の出力(b)が“H”レベルの
期間をYとする。
【0018】VCOクロックCLKのある周期におい
て、図8のタイミングチャートに示すように、NRZ信
号のデータ変化が期間Xに入ると、そのデータ変化がD
‐FF121およびEX‐ORゲート122にて検知さ
れ、EX‐ORゲート122の出力(c)が“H”レベ
ルとなる。
【0019】このとき、ANDゲート123の出力
(a)が“H”レベルであることから、この出力(a)
はEX‐ORゲート122の出力(c)の遷移タイミン
グでD‐FF125にラッチされる。これにより、D‐
FF125の正相出力Qが“H”レベルとなる。そし
て、VCOクロックCLKの次の周期の立上がりのタイ
ミングでD‐FF125の正相出力QがD‐FF127
に取り込まれる。
【0020】このVCOクロックCLKの次の周期にお
いて、図8のタイミングチャートに示すように、NRZ
信号の次のデータ変化が期間Yに入ると、そのデータ変
化がD‐FF121およびEX‐ORゲート122にて
検知され、EX‐ORゲート122の出力(c)が再び
“H”レベルとなる。
【0021】このとき、ANDゲート124の出力
(b)が“H”レベルであることから、この出力(b)
はEX‐ORゲート122の出力(c)の遷移タイミン
グでD‐FF126に取り込まれる。これにより、D‐
FF126の正相出力Qが“H”レベルとなる。そし
て、VCOクロックCLKの次の周期の立上がりのタイ
ミングでD‐FF126の正相出力QがD‐FF128
に取り込まれる。
【0022】このとき同時に、D‐FF127の正相出
力QがD‐FF129に取り込まれる。これにより、D
‐FF128,129の各正相出力Qが共に“H”レベ
ルとなり、ANDゲート131の2入力が共に“H”レ
ベルとなるため、ANDゲート131の出力、即ちUP
信号が“H”レベルとなる。
【0023】すなわち、ある周期でNRZ信号のデータ
変化が期間Xに入り、次の周期でNRZ信号の次のデー
タ変化が期間Yに入る場合には、NRZ信号の周期に対
してVCOクロックCLKの周期が短い、即ちVCOク
ロックCLKの周波数が高い訳であるから、VCOクロ
ックCLKの周波数を低くするためのDOWN信号を出
力することになる。
【0024】一方、図8のタイミングチャートには示さ
ないが、ある周期でNRZ信号のデータ変化が期間Yに
入り、次の周期でNRZ信号の次のデータ変化が期間X
に入る場合には、NRZ信号の周期に対してVCOクロ
ックCLKの周期が長い、即ちVCOクロックCLKの
周波数が低い訳であるから、VCOクロックCLKの周
波数を高くするためのUP信号を出力することになる。
【0025】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の周波数比較器では、NRZデータが10001
のように変化が連続的でないときでも比較を行う構成と
なっているため、実際には数%の位相のズレが、NRZ
データの変化の間が空くことによって数十%のズレとな
り、UP/DOWNの判定を誤ってしまう可能性があ
る。この誤りが偶然続くと、例えば本当はUP信号を出
力しなければならないところでDOWN信号を出力し続
け、NRZ信号の丁度倍の周期のところでロックする等
の、いわゆるハーモニックロックを起こす危険性があ
る。
【0026】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、参照クロックを必要
とせず、NRZ信号のみで周波数比較を行うことができ
る周波数比較器およびハーモニックロックを起こす心配
の無いPLL回路を提供することを目的とする。
【0027】
【課題を解決するための手段】本発明による周波数比較
器は、NRZ信号のクロック周波数に対して所定のクロ
ック信号の周波数を比較する周波数比較器であって、ク
ロック信号の一周期の期間内にNRZ信号のデータ変化
があるか否かを検出する検出手段と、この検出手段によ
ってデータ変化があると検出されたときだけ比較結果を
出力する比較手段とを備えた構成となっている。
【0028】また、本発明によるPLL回路は、NRZ
信号のクロックと電圧制御発振器の発振クロックの周波
数を比較する周波数比較器として、上記構成の周波数比
較器を用いた構成となっている。
【0029】上記構成の周波数比較器およびこれを用い
たPLL回路において、NRZ信号のみを用いて周波数
比較を行う際に、先ず、所定のクロック信号(電圧制御
発振器の発振クロック)の一周期の期間内でのNRZ信
号のデータ変化の有無を検出する。そして、当該クロッ
クの一周期の期間内にデータ変化があるときだけ比較結
果を出力する。すなわち、NRZ信号のデータ変化が連
続した場合に限り、周波数比較を行ってその比較結果を
出力するようにする。
【0030】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ詳細に説明する。
【0031】図1は、本発明の一実施形態を示すブロッ
ク図である。本実施形態に係る周波数比較器10には、
NRZ信号、このNRZ信号のクロック周波数と同じ周
波数のクロックCLKおよびこのクロックCLKよりも
位相が90°遅れたクロック(補助クロック)SCKが
それぞれ入力される。
【0032】図1において、NRZ信号はD‐FF11
のD入力となるとともに、EX‐ORゲート12の一方
の入力となる。D‐FF11は、クロックCLKをCK
入力としている。このD‐FF11の正相出力Qは、E
X‐ORゲート12の他方の入力となる。
【0033】ここで、NRZデータが変化すると、その
変化タイミングのデータがD‐FF11で1クロック分
遅延されて次のクロックタイミングのデータと共にEX
‐ORゲート12に入力されることから、EX‐ORゲ
ート12の出力は“L”レベルから“H”レベルに遷移
する。そして、クロックCLKの立上がりで“L”レベ
ルに戻る。すなわち、D‐FF11およびEX‐ORゲ
ート12は、NRZ信号のデータ変化を検出する手段を
構成している。
【0034】EX‐ORゲート12の出力は、D‐FF
13,14の各CK入力となるとともに、3入力ORゲ
ート15の一入力となる。D‐FF13は、クロックC
LKをD入力とし、NRZデータが変化したときに、C
K入力として与えられるEX‐ORゲート12の出力に
応答してクロックCLKの論理状態を取り込む。D‐F
F13の正相出力Qは、ORゲート15の他の一入力と
なるとともに、3入力ORゲート16,17の各一入力
となる。
【0035】D‐FF14は、クロックSCKをD入力
とし、NRZデータが変化したときに、CK入力として
与えられるEX‐ORゲート12の出力に応答してクロ
ックSCKの論理状態を取り込む。D‐FF14の正相
出力Qは、ORゲート15の残りの一入力となるととも
に、ORゲート16,17の各他の一入力となる。これ
らD‐FF13,14は、クロックCLKの一周期内に
おけるNRZデータの変化位置を検出する手段を構成し
ている。
【0036】3入力ORゲート15の2つの入力、即ち
EX‐ORゲート12の出力が与えられる入力およびD
‐FF14の正相出力Qが与えれる入力は、負論理入力
となっている。ORゲート15の出力は、D‐FF18
のD入力となる。D‐FF18は、クロックCLKをC
K入力とし、その立上がりのタイミングでORゲート1
5の出力の論理状態を取り込む。ORゲート15および
D‐FF18は、NRZ信号の周期を検出するための基
準点を設定する手段を構成している。
【0037】D‐FF18の正相出力QはORゲート1
6,17の各残りの一入力となる。3入力ORゲート1
6の2つの入力、即ちD‐FF13の正相出力Qが与え
れる入力およびD‐FF14の正相出力Qが与えれる入
力は、負論理入力となっている。ORゲート16,17
の各出力は、D‐FF19,20の各D入力となる。D
‐FF19,20は、クロックCLKをCK入力とし、
その立上がりのタイミングでORゲート16,17の各
出力の論理状態を取り込む。
【0038】そして、D‐FF19の逆相出力Qxが周
波数を高くするためのUP信号として、D‐FF20の
逆相出力Qxが周波数を低くするためのDOWN信号と
してそれぞれ出力されることになる。すなわち、ORゲ
ート16およびD‐FF19は、クロックCLKの次の
一周期の中でのNRZ信号の位相を検出し、ずれていと
きUP信号を出力する手段を、ORゲート17およびD
‐FF20は、クロックCLKの次の一周期の中でのN
RZ信号の位相を検出し、ずれていときDOWN信号を
出力する手段をそれぞれ構成している。
【0039】次に、上記構成の本実施形態に係る周波数
比較器の回路動作について、図2および図3のタイミン
グチャートを用いて説明する。
【0040】なお、図2および図3のタイミングチャー
トにおいて、(a)はEX‐ORゲート11の出力を、
(b)はD‐FF13の正相出力Qを、(c)はD‐F
F14の正相出力Qを、(d)はORゲート15の出力
を、(e)はORゲート16の出力を、(f)はORゲ
ート17の出力を、(g)はD‐FF18の正相出力Q
をそれぞれ示し、図1の対応する部分には同一符号を付
すものとする。
【0041】先ず、図2および図3のタイミングチャー
トにおいて、NRZデータが時刻t3と時刻t4の期間
で変化したとすると、EX‐ORゲート12の出力
(a)が“L”レベルから“H”レベルに遷移する。こ
のとき、クロックCLKが“L”レベル、クロックSC
Kが“H”レベルの論理状態にあり、その論理状態がD
‐FF13,14にそれぞれ取り込まれる。これによ
り、D‐FF13の正相出力Q(b)が“L”レベル、
D‐FF14の正相出力(c)が“H”レベルとなるた
め、ORゲート15の出力(d)が“L”レベルとな
り、ORゲート16,17の各出力(e),(f)が共
に“H”レベルとなる。
【0042】そして、時刻t5でクロックCLKが立ち
上がることにより、これに同期してEX‐ORゲート1
2の出力(a)が“L”レベルに、ORゲート15の出
力(d)が“H”レベルにそれぞれ戻り、またD‐FF
18がそれまでのORゲート15の出力(d)の“H”
レベルの論理状態を取り込むことにより、その正相出力
Q(g)が“L”レベルとなる。この時点が、NRZ信
号の周期を検出するための基準点となる。このとき同時
に、D‐FF19,20がORゲート16,17の各出
力(e),(f)の“H”レベルの論理状態を取り込
み、それらの逆相出力QxであるUP信号およびDOW
N信号が共に“L”レベル状態にある。
【0043】そして、図2のタイミングチャートに示す
ように、NRZ信号の次のデータ変化が時刻t6と時刻
t7の期間で起こると、EX‐ORゲート12の出力
(a)が再び“L”レベルから“H”レベルに遷移す
る。このとき、クロックCLK,SCKが共に“H”レ
ベルの論理状態にあり、その論理状態がD‐FF13,
14にそれぞれ取り込まれる。これにより、D‐FF1
3の正相出力Q(b)が“H”レベルとなり、D‐FF
14の正相出力Q(c)が引き続き“H”レベルの状態
を維持する。
【0044】これに伴って、ORゲート16の出力
(e)が“L”レベルとなり、ORゲート17の出力
(f)が引き続き“H”レベルの状態を維持する。そし
て、時刻t9でクロックCLKが立ち上がることによ
り、これに同期してEX‐ORゲート12の出力(a)
が“L”レベルに戻り、またD‐FF18がORゲート
15の“H”レベルの論理状態を取り込むことにより、
その正相出力Q(g)が“H”レベルとなる。
【0045】このとき同時に、D‐FF19がORゲー
ト16の出力(e)の“L”レベルの論理状態を取り込
み、D‐FF20がORゲート17の出力(f)の
“H”レベルの論理状態を取り込むことになるため、D
‐FF19の逆相出力QxであるUP信号のみが“H”
レベルとなる。このとき、D‐FF18の正相出力Q
(g)が“H”レベルに遷移することに伴って、ORゲ
ート16の出力(e)も“H”レベルに遷移する。
【0046】そして、時刻t13でクロックCLKが立ち
上がることにより、D‐FF19がORゲート16の出
力(e)の“H”レベルの論理状態を取り込むため、U
P信号が“L”レベルとなる。すなわち、NRZ信号の
クロック周波数とクロックCLKの周波数とを比較した
結果、クロックCLKの方の周波数が低い(周期が長
い)ことから、クロックCLKの周波数を高くするため
のUP信号が、クロックCLKの1周期分の期間だけ出
力されることになる。
【0047】なお、NRZ信号の次のデータ変化が時刻
t7と時刻t8の期間で起こった場合には、この期間で
はクロックCLKが“L”レベル、クロックSCKが
“H”レベルの論理状態にあり、NRZデータが最初に
変化したとき、即ち時刻t3と時刻t4の期間と同じで
あるため、状態は変わらない。したがって、この場合に
は、クロックCLKの次の一周期である時刻t9から時
刻t13の期間においてNRZ信号のデータ変化を見る。
【0048】次に、図3のタイミングチャートに示すよ
うに、NRZ信号の次のデータ変化が時刻t8と時刻t
9の期間で起こると、先の場合と同様に、EX‐ORゲ
ート12の出力(a)が再び“L”レベルから“H”レ
ベルに遷移する。このとき、クロックCLK,SCKが
共に“L”レベルの論理状態にあることから、その論理
状態を取り込むD‐FF13の正相出力(b)はそのま
ま“L”レベルの状態にあり、D‐FF14の正相出力
(c)は“H”レベルから“L”レベルに遷移する。
【0049】これにより、ORゲート17の3入力が全
て“L”レベルとなるため、その出力(f)も“L”レ
ベルとなる。そして、時刻t9でクロックCLKが立ち
上がることにより、これに同期してEX‐ORゲート1
2の出力(a)が“L”レベルに戻り、またD‐FF1
8がORゲート15の“H”レベルの論理状態を取り込
むことにより、その正相出力Q(g)が“H”レベルと
なる。
【0050】このとき同時に、D‐FF19がORゲー
ト16の出力(e)の“H”レベルの論理状態を取り込
み、D‐FF20がORゲート17の出力(f)の
“L”レベルの論理状態を取り込むため、D‐FF20
の逆相出力QxであるDOWN信号のみが“H”レベル
となる。このとき、D‐FF18の正相出力Q(g)が
“H”レベルに遷移することに伴って、ORゲート17
の出力(f)も“H”レベルに遷移する。
【0051】そして、時刻t13でクロックCLKが立ち
上がることにより、D‐FF20がORゲート17の出
力(f)の“H”レベルの論理状態を取り込むため、D
OWN信号が“L”レベルとなる。すなわち、NRZ信
号のクロック周波数とクロックCLKの周波数とを比較
した結果、クロックCLKの方の周波数が高い(周期が
短い)ことから、クロックCLKの周波数を低くするた
めのDOWN信号が、クロックCLKの1周期分の期間
だけ出力されることになる。
【0052】なお、NRZ信号が時刻t5と時刻t6の
期間でデータ変化したときには、この期間ではクロック
CLKが“H”レベル、クロックSCKが“L”レベル
の論理状態にあり、D‐FF13の出力(b)が“H”
レベル、D‐FF14の出力(c)が“L”レベルとな
り、ORゲート16,17の各出力(e),(f)が共
に“H”レベルとなるため、UP信号およびDOWN信
号は共に“L”レベルのままである。
【0053】また、時刻t5から時刻t9の期間でデー
タ変化がなかったときには、クロックデータが最初に変
化したときの状態、即ちD‐FF13の出力(b)が
“L”レベル、D‐FF14の出力(c)が“H”レベ
ルの状態が維持され、ORゲート16,17の各出力
(e),(f)が共に“H”レベルとなるため、UP信
号およびDOWN信号は共に“L”レベルのままであ
る。
【0054】さらに、クロックCLKの立上がりの時刻
t5の前にデータ変化があった場合には、その期間では
D‐FF18の正相出力Q(g)が“H”レベルの状態
にあり、ORゲート16,17の各出力(e),(f)
が共に“H”レベルとなるため、UP信号およびDOW
N信号は共に“L”レベルのままである。
【0055】以上の説明から明かなように、本実施形態
に係る周波数比較器10によれば、参照クロックを用い
なくても、NRZ信号のみで周波数比較を行うことがで
きるとともに、NRZ信号の連続したデータ変化に限り
周波数比較を行うため、UP/DOWNの判定を誤るこ
ともない。
【0056】図4は、本発明に係るPLL回路の構成の
一例を示すブロック図である。図4から明かなように、
本発明に係るPLL回路30は、電圧制御発振器(VC
O)31、位相比較器(PD)32、周波数比較器(F
D)33、チャージポンプ回路34,35およびループ
フィルタ35,36を有し、周波数比較器33として、
図1に示した構成の周波数比較器10を用いている。
【0057】上記構成のPLL回路30において、電圧
制御発振器31の発振クロック(VCOクロック)は、
位相比較器32および周波数比較器33の各一方の入力
となる。位相比較器32および周波数比較器33は、N
RZ信号を各他方の入力としている。
【0058】位相比較器32は、VCOクロックとNR
Z信号の位相を比較し、その位相差に基づいて位相を進
めるためのUP信号または位相を遅らせるためのDOW
N信号を出力する。この位相比較器32の比較出力は、
チャージポンプ回路34およびループフィルタ35を経
て電圧制御発振器31にその位相を制御するための制御
電圧として供給される。
【0059】一方、周波数比較器33は、VCOクロッ
クとNRZ信号の周波数を比較し、その周波数差に基づ
いて周波数を高くするためのUP信号または周波数を低
くするためのDOWN信号を出力する。この周波数比較
器33の比較出力は、チャージポンプ回路36およびC
Rループフィルタ37を経て電圧制御発振器31にその
周波数を制御するための制御電圧として供給される。
【0060】このように、図1に示した本実施形態に係
る周波数比較器10を用いてPLL回路30を構成する
ことにより、当該周波数比較器10は、NRZ信号の連
続したデータ変化に限り周波数比較を行うことから、誤
ったUP信号/DOWN信号を出力することがないた
め、NRZ信号の丁度倍の周期のところでロックするハ
ーモニックロックを起こす心配の無いPLL回路を作る
ことができる。
【0061】なお、上記実施形態で示した回路構成は一
例に過ぎず、これに限定されるものではない。
【0062】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
NRZ信号のみを用いて周波数比較を行う際に、クロッ
ク信号の一周期の期間内でのNRZ信号のデータ変化の
有無を検出し、クロック信号の一周期の期間内にデータ
変化があるときだけ比較結果を出力するようにしたこと
により、誤ったUP信号/DOWN信号を出力すること
がなく、またNRZ信号の丁度倍の周期のところでロッ
クするハーモニックロックを起こす心配の無いPLL回
路を作ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る周波数比較器を示す
ブロック図である。
【図2】本実施形態に係る周波数比較器の回路動作を説
明するためのタイミングチャート(その1)である。
【図3】本実施形態に係る周波数比較器の回路動作を説
明するめのタイミングチャート(その2)である。
【図4】本発明の係るPLL回路の構成の一例を示すブ
ロック図である。
【図5】PLL回路の一従来例を示すブロック図であ
る。
【図6】PLL回路の他の従来例を示すブロック図であ
る。
【図7】従来例に係る周波数比較器の構成を示すブロッ
ク図である。
【図8】従来例に係る周波数比較器の回路動作を説明す
るためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
10,33…周波数比較器、11,13,14,18,
19,20…D‐フリップフロップ、12…EX(エク
シクルーシブ)‐ORゲート、15,16,17…3入
力ORゲート、30…PLL回路、31…電圧制御発振
器(VCO)、32…位相比較器、34,35…チャー
ジポンプ回路

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 NRZ信号のクロック周波数に対して所
    定のクロック信号の周波数を比較する周波数比較器であ
    って、 前記クロック信号の一周期の期間内に前記NRZ信号の
    データ変化があるか否かを検出する検出手段と、 前記検出手段によってデータ変化があると検出されたと
    きだけ比較結果を出力する比較手段とを備えたことを特
    徴とする周波数比較器。
  2. 【請求項2】 前記検出手段は、前記NRZ信号のデー
    タ変化を検出するデータ変化検出手段と、前記クロック
    信号およびこれよりも位相が90°遅れた補助クロック
    信号の論理状態を、前記データ検出手段の検出出力に応
    答して取り込むことにより、前記クロック信号の一周期
    内における前記NRZ信号のデータ変化位置を検出する
    変化位置検出手段とを有することを特徴とする請求項1
    記載の周波数比較器。
  3. 【請求項3】 前記比較手段は、前記NRZ信号の周期
    を検出するための基準点を設定する設定手段と、前記設
    定手段によって設定された前記基準点をもとに前記クロ
    ック信号の次の一周期の中での前記NRZ信号の位相を
    検出して前記比較結果を出力する位相検出手段とを有す
    ることを特徴とする請求項1記載の周波数比較器。
  4. 【請求項4】 電圧制御発振器と、NRZ信号のクロッ
    ク周波数と前記電圧制御発振器の発振クロックの周波数
    とを比較する周波数比較器とを有し、前記周波数比較器
    の比較出力に基づいて前記電圧発振器の発振クロックの
    周波数を制御するPLL回路であって、 前記周波数比較器は、 前記クロック信号の一周期の期間内に前記NRZ信号の
    データ変化があるか否かを検出する検出手段と、 前記検出手段によってデータ変化があると検出されたと
    きだけ比較結果を出力する比較手段とを備えたことを特
    徴とするPLL回路。
  5. 【請求項5】 前記検出手段は、前記NRZ信号のデー
    タ変化を検出するデータ変化検出手段と、前記クロック
    信号およびこれよりも位相が90°遅れた補助クロック
    信号の論理状態を、前記データ検出手段の検出出力に応
    答して取り込むことにより、前記クロック信号の一周期
    内における前記NRZ信号のデータ変化位置を検出する
    変化位置検出手段とを有することを特徴とする請求項4
    記載のPLL回路。
  6. 【請求項6】 前記比較手段は、前記NRZ信号の周期
    を検出するための基準点を設定する設定手段と、前記設
    定手段によって設定された前記基準点をもとに前記クロ
    ック信号の次の一周期の中での前記NRZ信号の位相を
    検出して前記比較結果を出力する位相検出手段とを有す
    ることを特徴とする請求項4記載のPLL回路。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002198806A (ja) * 2000-12-22 2002-07-12 Asahi Kasei Microsystems Kk Pll回路
US6960960B2 (en) 2002-12-27 2005-11-01 Renesas Technology Corp. Frequency detector detecting variation in frequency difference between data signal and clock signal
JP2006505986A (ja) * 2002-11-05 2006-02-16 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 平衡型4相相関器を備えたpll
JP2006505985A (ja) * 2002-11-05 2006-02-16 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 非平衡型4相相関器を用いたpll

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10301694B4 (de) * 2003-01-17 2006-03-23 Siemens Ag Verfahren zur Ermittlung einer fehlerhaften Abtastung eines digitalen Datensignals
US7873130B2 (en) * 2005-08-10 2011-01-18 Ludwig Lester F Frequency comparator utilizing enveloping-event detection via symbolic dynamics of fixed or modulated waveforms
US7587015B2 (en) * 2006-02-15 2009-09-08 Verigy (Singapore) Pte. Ltd. Asynchronous digital data capture

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4371975A (en) 1981-02-25 1983-02-01 Rockwell International Corporation Sampling NRZ data phase detector
US5276712A (en) * 1989-11-16 1994-01-04 Digital Equipment Corporation Method and apparatus for clock recovery in digital communication systems
US5164966A (en) 1991-03-07 1992-11-17 The Grass Valley Group, Inc. Nrz clock and data recovery system employing phase lock loop

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002198806A (ja) * 2000-12-22 2002-07-12 Asahi Kasei Microsystems Kk Pll回路
JP2006505986A (ja) * 2002-11-05 2006-02-16 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 平衡型4相相関器を備えたpll
JP2006505985A (ja) * 2002-11-05 2006-02-16 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 非平衡型4相相関器を用いたpll
US7804926B2 (en) 2002-11-05 2010-09-28 Nxp B.V. PLL using unbalanced quadricorrelator
US6960960B2 (en) 2002-12-27 2005-11-01 Renesas Technology Corp. Frequency detector detecting variation in frequency difference between data signal and clock signal

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