JPH11340827A - フェーズ・ロックド・ループ回路 - Google Patents

フェーズ・ロックド・ループ回路

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JPH11340827A
JPH11340827A JP10144839A JP14483998A JPH11340827A JP H11340827 A JPH11340827 A JP H11340827A JP 10144839 A JP10144839 A JP 10144839A JP 14483998 A JP14483998 A JP 14483998A JP H11340827 A JPH11340827 A JP H11340827A
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signal
frequency
input
voltage
outputting
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JP10144839A
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Inventor
Toshiyuki Ito
敏行 伊藤
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力信号に対して非同期状態にある出力信号
が入力信号に同期するまでの所要時間を短縮することが
可能なPLL回路を提供する。 【解決手段】 PLL回路1は,第1の分周カウンタ
3,第2の分周カウンタ5,ExORゲート7,LPF
9,VCO11,および入力信号検出部13から構成さ
れている。入力信号検出部は,入力信号Sinが入力さ
れ,リセット信号rstを第1の分周カウンタに対して
出力するとともに,ロード信号loadを第2の分周カ
ウンタに対して出力するように構成されている。入力信
号が入力される際,第1の分周カウンタおよび第2の分
周カウンタの各カウンタ・データを出力信号が入力信号
に同期しているときの値に調整することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,入力信号とフィー
ドバックされる出力信号の位相を比較することによって
出力信号の周波数を入力信号の周波数に一致させる機能
を有するフェーズ・ロックド・ループ(Phase L
ocked Loop:以下,「PLL」という。)回
路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のPLL回路101を図4に示す。
このPLL回路101は,第1の分周カウンタ103,
第2の分周カウンタ105,排他的論理和(以下,「E
xOR」という。)ゲート107,ロー・パス・フィル
タ(以下,「LPF」という。)109,および電圧制
御発振器(以下,「VCO」という。)111から構成
されている。
【0003】入力信号Sinが入力される第1の分周カ
ウンタ103の出力端子は,ExORゲート107の一
方の入力端子に接続され,第2の分周カウンタ105の
出力端子は,ExORゲート107の他方の入力端子に
接続されている。ExORゲート107の出力端子は,
LPF109の入力端子に接続され,LPF109の出
力端子は,VCO111の入力端子に接続されている。
出力信号Soutを出力するVCO111の出力端子
は,第2の分周カウンタ105の入力端子に接続されて
おり,これによっていわゆるフィード・バック・ループ
が形成されることになる。
【0004】第1の分周カウンタ103は,入力信号S
inを1/Mに分周し,信号S103として出力する。
すなわち,入力信号Sinの周波数をfinで表すと,
信号S103の周波数f103は,関係式f103=f
in/Mを満たす。また,第2の分周カウンタ105
は,出力信号Soutを1/Nに分周し,信号S105
として出力する。すなわち,出力信号Soutの周波数
をfoutで表すと,信号S105の周波数f105
は,関係式f105=fout/Nを満たす。
【0005】信号S103と信号S105が入力される
ExOR107は,排他的論理和演算を実行し,信号S
107を出力する。LPF109は,信号S107に基
づき電圧V109に調整された信号S109を出力す
る。そして,VCO111は,電圧V109に応じた周
波数foutを有する出力信号Soutを生成する。
【0006】かかる従来のPLL回路101によれば,
出力信号Soutは,入力信号Sinに同期することに
なり,この場合の入力信号Sin,信号S103,出力
信号Sout,信号S105の各周波数fin,f10
3,fout,f105の間には以下の関係が成立して
いる。
【0007】 fin/M=f103=fout/N=f105
【0008】出力信号Soutと入力信号Sinが同期
している場合の信号S103,S105,S107,S
109のタイミング・チャートを図5に示す。この場
合,信号S103と信号S105は,位相差π/2を維
持し,ExOR107の出力である信号S107のデュ
ーティ・レート(一周期あたりの論理的高レベルの時間
割合)は50%とされる。そして,LPF109から出
力される信号S109の電圧V109は,所定値を保持
することになる。
【0009】これに対して,例えば入力信号Sinの周
波数が変更されPLL回路101に状態変化が生じた
際,出力信号Soutと入力信号Sinが一時的に非同
期状態に陥ることがある。このような場合,PLL回路
101は,以下のようにして出力信号Soutと入力信
号Sinを同期状態に復帰させる。
【0010】出力信号Soutの周波数foutが,入
力信号Sinの周波数finよりも高くなった場合(f
in<fout)の信号S103,S105,S10
7,S109のタイミング・チャートを図6に示す。こ
の場合,信号S103と信号S105の位相差がπ/2
よりも狭くなるため,信号S107のデューティ・レー
トは,50%から低下し,信号S109の電圧V109
も所定値から低下することになる。VCO111は,入
力される信号S109の電圧V109が低下すると出力
信号Soutの周波数foutを低下させるため,出力
信号Soutと入力信号Soutの位相差は,π/2に
向かって次第に広がり,最終的に出力信号Soutと入
力信号Sinは,同期状態に復帰することになる。
【0011】また,逆に,出力信号Soutの周波数f
outが,入力信号Sinの周波数finよりも低くな
った場合(fin>fout)の信号S103,S10
5,S107,S109のタイミング・チャートを図7
に示す。この場合,信号S103と信号S105の位相
差がπ/2よりも拡がるため,信号S107のデューテ
ィ・レートは,50%から上昇し,信号S109の電圧
V109も所定値から上昇することになる。VCO11
1は,入力される信号S109の電圧V109が上昇す
ると出力信号Soutの周波数foutを上昇させるた
め,出力信号Soutと入力信号Soutの位相差は,
π/2に向かって次第に狭まり,最終的に出力信号So
utと入力信号Sinは,同期状態に復帰することにな
る。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところで,従来のPL
L回路101によれば,入力信号Sinに対して非同期
状態にある出力信号Soutが入力信号Sinに同期す
るまで図6,7に示すように,ある程度の時間が必要と
されていた。従来のPLL回路101は,例えばディジ
タル伝送系におけるDSU(Digital Serv
ice Unit)等に用いられており,かかる伝送系
においては,DSUに対して対向装置等からのクロック
信号が入力されない期間が存在する。入力信号Sinと
してのクロック信号が入力されない,いわゆる入力断状
態からクロック信号が入力開始された後に出力信号So
utを入力信号Sinに同期させるためには一層長い時
間が必要とされる。これに対して,ピンポン伝送方式な
ど高速データ伝送系にPLL回路を適用するには,出力
信号Soutと入力信号Sinの同期に要する時間を短
縮する必要があった。
【0013】本発明は,上記のような問題点に鑑みてな
されたものであり,その目的は,入力信号に対して非同
期状態にある出力信号が入力信号に同期するまでの所要
時間を短縮することが可能な新規かつ改良されたPLL
回路を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に,入力信号に同期した出力信号を生成するフェーズ・
ロックド・ループ回路が提供される。そして,このフェ
ーズ・ロックド・ループ回路は,請求項1に記載のよう
に,前記入力信号を分周し,第1の分周信号を出力する
第1の分周カウンタと,前記出力信号を分周し,第2の
分周信号を出力する第2の分周カウンタと,前記第1の
分周信号と前記第2の分周信号の位相差を検出し,前記
位相差に応じた検出信号を出力する位相差検出部と,前
記検出信号に基づき制御電圧信号を出力するフィルタ部
と,前記制御電圧信号の電圧値に応じた周波数を有する
前記出力信号を出力する電圧制御発振器と,前記入力信
号を検出して,前記第1の分周カウンタのカウンタ・デ
ータを所定の一の値に設定するための第1の制御信号,
および,前記第2の分周カウンタのカウンタ・データを
所定の他の値に設定するための第2の制御信号を出力す
る入力信号検出部とを備えたことを特徴としている。
【0015】かかる構成によれば,フェーズ・ロックド
・ループ回路に対して入力信号の入力が開始された時点
に,第1の分周カウンタおよび第2の分周カウンタのカ
ウンタ・データを所定の値に設定することが可能とな
る。そして,各カウンタ・データを,フェーズ・ロック
ド・ループ回路が入力信号に同期した出力信号を出力し
ているときの第1の分周カウンタおよび第2の分周カウ
ンタの各カウンタ・データに関連した値に設定すれば,
入力信号の入力直後における第1の分周信号と第2の分
周信号の位相差は,同期状態の位相差に一致したものと
なる。したがって,入力信号が入力された後,出力信号
が入力信号に同期するまでに要する時間を短縮すること
が可能となる。
【0016】また,請求項2に記載のように,前記入力
信号を分周し,第1の分周信号を出力する第1の分周カ
ウンタと,前記出力信号を分周し,第2の分周信号を出
力するとともに,前記第2の分周信号の2倍の周波数を
有する第3の分周信号を出力する第2の分周カウンタ
と,前記第1の分周信号と前記第2の分周信号の位相差
を検出し,前記位相差に応じた検出信号を出力する位相
差検出部と,前記検出信号,または,前記第3の分周信
号のいずれか一方を選択し,選択信号として出力する信
号選択部と,前記選択信号に基づき制御電圧信号を出力
するフィルタ部と,前記制御電圧信号の電圧値に応じた
周波数を有する前記出力信号を出力する電圧制御発振器
と,前記入力信号を検出して,前記信号選択部の選択動
作を制御する選択制御信号を出力する入力信号検出部と
を備えるようにしてもよい。
【0017】かかる構成によれば,入力信号の入力中断
中に,フィルタ部に対して第3の分周信号を入力するこ
とが可能となる。この第3の分周信号の周波数は,出力
信号が入力信号に同期しているときの検出信号の周波数
と略同一であるため,フィルタ部から出力される制御電
圧信号の電圧値は,同期時のものと略同一とされる。し
たがって,入力信号の入力が開始された際,フィルタ部
から出力される制御電圧信号を出力信号が入力信号に同
期しているときの値に調整する必要がなく,結果的に,
出力信号が入力信号に同期するまでに要する時間を短縮
することが可能となる。また,請求項4に記載のよう
に,請求項1に記載の構成に対して請求項2に記載の構
成を組み合わせることも可能である。
【0018】さらに,請求項3に記載のように,前記入
力信号を分周し,第1の分周信号を出力する第1の分周
カウンタと,前記出力信号を分周し,第2の分周信号を
出力する第2の分周カウンタと,前記第1の分周信号と
前記第2の分周信号の位相差を検出し,前記位相差に応
じた検出信号を出力する位相差検出部と,前記検出信号
に基づき制御電圧信号を出力するフィルタ部と,前記制
御電圧信号,または,所定の電圧値を有する定電圧信号
のいずれか一方を選択し,選択電圧信号として出力する
電圧信号選択部と,前記選択電圧信号の電圧値に応じた
周波数を有する前記出力信号を出力する電圧制御発振器
と,前記入力信号を検出して,前記電圧信号選択部の選
択動作を制御する選択制御信号を出力する入力信号検出
部とを備えるようにしてもよい。
【0019】かかる構成によれば,入力信号の入力中断
中に,電圧制御発振器に対して定電圧信号を入力するこ
とが可能となる。そして,この定電圧信号の電圧値を出
力信号が入力信号に同期しているときの制御電圧信号の
電圧値に一致させることで,電圧制御発振器から出力さ
れる出力信号の周波数を同期時の周波数に一致させるこ
とが可能となる。したがって,入力信号の入力が開始さ
れた際,電圧制御発振器から出力される出力信号の周波
数を同期状態における周波数に調整する必要がなく,結
果的に出力信号が入力信号に同期するまでに要する時間
を短縮することが可能となる。また,請求項5に記載の
ように,請求項1に記載の構成に対して請求項3に記載
の構成を組み合わせることも可能であり,請求項6に記
載のように,請求項1,請求項2,請求項3に記載の構
成を組み合わせることも可能である。かかる組み合わせ
により,入力信号の入力が開始された後,出力信号が入
力信号に同期するまでの時間をより短縮させることが可
能となる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しながら,
本発明にかかるの好適な実施の形態について詳細に説明
する。なお,以下の説明において,略同一の機能および
構成を有する構成要素については,同一符号を付するこ
とにより,重複説明を省略することにする。
【0021】(第1の実施の形態)本発明の第1の実施
の形態にかかるPLL回路1を図1に示す。このPLL
回路1は,第1の分周カウンタ3,第2の分周カウンタ
5,位相差検出部としてのExORゲート7,フィルタ
部としてのLPF9,VCO11,および入力信号検出
部13から構成されている。
【0022】入力信号Sinが入力される第1の分周カ
ウンタ3の出力端子は,ExORゲート7の一方の入力
端子に接続され,第2の分周カウンタ5の出力端子は,
ExORゲート7の他方の入力端子に接続されている。
ExORゲート7の出力端子は,LPF9の入力端子に
接続され,LPF9の出力端子は,VCO11の入力端
子に接続されている。出力信号Soutを出力するVC
O11の出力端子は,第2の分周カウンタ5の入力端子
に接続されている。
【0023】入力信号検出部13は,入力信号Sinが
入力され,第1の制御信号としてのリセット信号rst
を第1の分周カウンタ3に対して出力するとともに,第
2の制御信号としてのロード信号loadを第2の分周
カウンタ5に対して出力するように構成されている。
【0024】次に,出力信号Soutが,入力信号Si
nに同期している状態における第1の実施の形態にかか
るPLL回路1の動作を説明する。この場合,入力信号
検出部13は,入力信号Sinを検出し,リセット信号
rstおよびロード信号loadを論理的低レベル(以
下,「Lレベル」という。)とする。リセット信号rs
tがLレベルであるため,第1の分周カウンタ3は,リ
セットされず,入力信号Sinのカウント・アップを継
続する。そして,入力信号Sinを1/Mに分周し,第
1の分周信号としての信号S3として出力する。すなわ
ち,入力信号Sinの周波数をfinで表すと,信号S
3の周波数f3は,関係式f3=fin/Mを満たす。
【0025】また,第2の分周カウンタ5は,ロード信
号loadに従って所定のカウンタ・データがロードさ
れるように構成されているが,ここではロード信号lo
adがLレベルであるためデータがロードされることは
なく,第2の分周カウンタ5は,継続して出力信号So
utをカウント・アップするとともに,1/Nに分周
し,第2の分周信号としての信号S5として出力する。
すなわち,出力信号Soutの周波数をfoutで表す
と,信号S5の周波数f5は,関係式f5=fout/
Nを満たす。
【0026】そして,信号S3と信号S5が入力される
ExOR7は,排他的論理和演算を実行し検出信号とし
ての信号S7を出力する。LPF9は,信号S7に基づ
き電圧V9に調整された制御電圧信号としての信号S9
を出力する。VCO11は,電圧V9に応じた周波数f
outを有する出力信号Soutを生成する。
【0027】次に,入力信号Sinが入力されていな
い,いわゆる入力断状態にある第1の実施の形態にかか
るPLL回路1の動作を説明する。この場合,入力信号
検出部13は,入力信号SinがPLL回路1に入力さ
れていないことを検出し,リセット信号rstを論理的
高レベル(以下,「Hレベル」という。)とする。そし
て,第1の分周カウンタ3は,Hレベルのリセット信号
rstによってリセットされカウンタ・データはイニシ
ャル値とされる。なお,ロード信号loadは,Lレベ
ルに保持されている。
【0028】その後,第1の実施の形態にかかるPLL
回路1に対する入力信号Sinの入力が開始されると,
入力信号検出部13は,リセット信号rstをLレベル
とするとともに,Hレベルのロード信号loadをワン
ショット出力する。
【0029】Hレベルのロード信号loadを受けた第
2の分周カウンタ5は,所定のカウンタ・データがロー
ドされ,このカウンタ・データを基準にカウント・アッ
プを開始する。ここで,第2の分周カウンタ5に対して
ロードされるカウンタ・データは,出力信号Soutと
入力信号Sinが同期している状態において,第1の分
周カウンタ3のカウンタ・データがイニシャル値にある
時点での第2の分周カウンタ5のカウンタ・データと同
一のものとする。
【0030】一方,第1の分周カウンタ3は,入力断状
態においてリセットされているため入力信号Sinの入
力開始時には,必ずイニシャル値にあるカウンタ・デー
タからカウント・アップを開始する。
【0031】ところで,従来のPLL回路101の場
合,入力断状態から入力信号Sinの入力が開始された
際,第1の分周カウンタ3および第2の分周カウンタ5
それぞれのカウンタ・データは不定である。したがっ
て,ほとんどの場合,この時点での出力信号Soutと
入力信号Sinとの位相差がπ/2となることはない。
その後,VCO11から出力される出力信号Soutの
周波数foutは,LPF9から出力される出力信号S
9の電圧V9に応じて制御され,漸次,出力信号Sou
tと入力信号Sinの位相差は,π/2に調整されるこ
とになるのだが,最終的に出力信号Soutと入力信号
Sinが同期に至るまでにはある程度の時間を要してい
た。
【0032】これに対して,第1の実施の形態にかかる
PLL回路1によれば,入力断状態から入力信号Sin
の入力が開始された際,第1の分周カウンタ3および第
2の分周カウンタ5それぞれのカウンタ・データの相対
値は,出力信号Soutと入力信号Sinが同期状態に
ある場合のものと同一とされているため,ここでの信号
S3と信号S5の位相差はπ/2である。したがって,
出力信号Soutが入力信号Sinに同期するまでに要
する時間は,従来のPLL回路101に比べて短縮化さ
れ,例えば,第1の実施の形態にかかるPLL回路1を
高速データ送信を目的としたディジタル伝送系に用いる
ことが可能となる。
【0033】(第2の実施の形態)本発明の第2の実施
の形態にかかるPLL回路21を図2に示す。このPL
L回路21は,第1の分周カウンタ3,第2の分周カウ
ンタ23,ExORゲート7,信号選択部としてのセレ
クタ25,LPF9,VCO11,および入力信号検出
部27から構成されている。なお,第2の分周カウンタ
23は,第1の実施の形態にかかるPLL回路1におけ
る第2の分周カウンタ5に対して,VCO11からの出
力信号Soutを2/Nに分周し,信号S23−2とし
て出力する機能が追加されたものである。また,入力信
号検出部27は,第1の実施の形態にかかるPLL回路
1における入力信号検出部13に対して,入力信号Si
nの検出結果に応じて選択制御信号としての選択信号s
elを出力する機能が追加されたものである。
【0034】入力信号Sinが入力される第1の分周カ
ウンタ3の出力端子は,ExORゲート7の一方の入力
端子に接続され,出力信号Soutを1/Nに分周して
第2の分周信号としての信号S23−1として出力する
第2の分周カウンタ23の第1の出力端子は,ExOR
ゲート7の他方の入力端子に接続されている。ExOR
ゲート7の出力端子は,セレクタ25の第1の入力端子
に接続されている。また,出力信号Soutを2/Nに
分周して第3の分周信号としての信号S23−2として
出力する第2の分周カウンタ23の第2の出力端子は,
セレクタ25の第2の入力端子に接続されている。セレ
クタ25の出力端子は,LPF9の入力端子に接続さ
れ,LPF9の出力端子は,VCO11の入力端子に接
続されている。出力信号Soutを出力するVCO11
の出力端子は,第2の分周カウンタ23の入力端子に接
続されている。
【0035】入力信号検出部27は,入力信号Sinが
入力され,リセット信号rstを第1の分周カウンタ3
に対して出力するとともに,ロード信号loadを第2
の分周カウンタ5に対して出力し,さらに選択信号se
lをセレクタ25に対して出力するように構成されてい
る。
【0036】次に,出力信号Soutが,入力信号Si
nに同期している状態における第2の実施の形態にかか
るPLL回路21の動作を説明する。この場合,入力信
号検出部27は,入力信号Sinを検出し,リセット信
号rst,ロード信号load,および選択信号sel
を全てLレベルとする。リセット信号rstがLレベル
であるため,第1の分周カウンタ3は,リセットされ
ず,継続して入力信号Sinをカウント・アップし,1
/Mに分周し,信号S3として出力する。すなわち,入
力信号Sinの周波数をfinで表すと,信号S3の周
波数f3は,関係式f3=fin/Mを満たす。
【0037】また,第2の分周カウンタ23は,ロード
信号loadに従って所定のカウンタ・データがロード
されるように構成されているが,ここではロード信号l
oadがLレベルであるためデータがロードされること
はなく,第2の分周カウンタ23は,出力信号Sout
のカウント・アップを継続する。そして,出力信号So
utを1/Nに分周し,第1の出力端子から信号S23
−1としてExORゲート7の他の入力端子に対して出
力するとともに,出力信号Soutを2/Nに分周し,
第2の出力端子から信号S23−2としてセレクタ25
の第2の入力端子に対して出力する。出力信号Sout
の周波数をfoutで表すと,信号S23−1の周波数
f23−1は,関係式f23−1=fout/Nを満た
し,信号S23−2の周波数f23−2は,関係式f2
3−2=2×fout/Nを満たす。
【0038】信号S3と信号S23−1が入力されるE
xOR7は,排他的論理和演算を実行し,信号S7を出
力する。セレクタ25は,Lレベルの選択信号selに
よって第1の入力端子に入力される信号S7を選択し,
信号S25としてLPF9に供給する。LPF9は,信
号S27に基づき電圧V9に調整された信号S9を出力
する。VCO11は,電圧V9に応じた周波数fout
を有する出力信号Soutを生成する。このように,出
力信号Soutが入力信号Sinに同期している場合の
第2の実施の形態にかかるPLL回路21は,第1の実
施の形態にかかるPLL回路1と略同一の動作を行うも
のである。
【0039】次に,入力信号Sinが入力されない,い
わゆる入力断状態にある第2の実施の形態にかかるPL
L回路21の動作を説明する。この場合,入力信号検出
部27は,入力信号SinがPLL回路21に入力され
ていないことを検出し,リセット信号rstをHレベル
とする。このHレベルのリセット信号rstによって,
第1の分周カウンタ3はリセットされ,カウンタ・デー
タはイニシャル値とされる。なお,ロード信号load
は,Lレベルに保持されている。
【0040】また,入力信号検出部27は,セレクタ2
5に対してHレベルの選択信号selを出力し,これに
よってセレクタ25は,第2の入力端子に入力される信
号S23−2を選択し,信号S25としてLPF9に出
力する。この信号S23−2は,出力信号Soutが,
入力信号Sinに同期している状態における信号S7と
略同一の周波数を有するものであるため,LPF9には
同期状態と略同一の周波数およびデューティ・レートを
有する信号S25が入力されることになる。
【0041】次に,第2の実施の形態にかかるPLL回
路21への入力信号Sinの入力が開始されると,入力
信号検出部27は,リセット信号rstをLレベルとす
るとともに,Hレベルのロード信号loadをワンショ
ット出力し,さらに選択信号selをLレベルとする。
【0042】Hレベルのロード信号loadを受けた第
2の分周カウンタ23は,所定のカウンタ・データがロ
ードされ,このカウンタ・データを基準にカウント・ア
ップを開始する。ここで,第2の分周カウンタ23に対
してロードされるカウンタ・データは,出力信号Sou
tと入力信号Sinが同期している状態において,第1
の分周カウンタ3のカウンタ・データがイニシャル値に
ある時点での第2の分周カウンタ23のカウンタ・デー
タと同一のものとする。
【0043】一方,第1の分周カウンタ3は,入力断状
態においてリセットされているため入力信号Sinの入
力開始時には,必ずイニシャル値にあるカウンタ・デー
タからカウント・アップを開始する。
【0044】以上のように,第2の実施の形態にかかる
PLL回路21によれば,第1の実施の形態にかかるP
LL回路1と同様の効果の他,以下の更なる効果が得ら
れることになる。すなわち,従来のPLL回路101の
場合,入力信号Sinの入力が開始される直前に第1の
分周カウンタ103から出力される信号S103は,H
レベルまたはLレベルのいずれかに保持されている。し
たがって,入力断状態から入力信号Sinの入力が開始
された直後において,ExORゲート107から出力さ
れる信号S107の周波数は,同期状態での値に対して
1/2とされている。このため,LPF109から出力
される信号S109の電圧V109の値も同期状態の1
/2であり,これを戻すためにはある程度の時間が必要
とされていた。
【0045】これに対して,第2の実施の形態にかかる
PLL回路21によれば,入力断状態におけるLPF9
から出力される信号S9の電圧V9は,同期状態での値
と略同一とされており,従来,入力断状態から入力信号
Sinの入力が開始された際に電圧V9を所定値まで復
帰させるために必要とされていた時間を短縮することが
可能となる。したがって,出力信号Soutが入力信号
Sinに同期するまでに必要な時間は短縮化され,例え
ば,第2の実施の形態にかかるPLL回路21を,高速
データ送信を目的としたディジタル伝送系に用いること
が可能となる。
【0046】(第3の実施の形態)本発明の第3の実施
の形態にかかるPLL回路31を図3に示す。このPL
L回路31は,第1の分周カウンタ3,第2の分周カウ
ンタ23,ExORゲート7,セレクタ25,LPF
9,電圧信号選択部としてのアナログスイッチ33,V
CO11,および入力信号検出部27から構成されてい
る。なお,第2の実施の形態にかかるPLL回路21に
対して追加されているアナログスイッチ33は,LPF
9からの信号S9の電圧V9,または,別途与えられる
電圧Vcのいずれか一方を入力信号検出部27から出力
される選択信号selに従って選択する機能を有するも
のである。なお,電圧Vcは,VCO11の発振周波数
帯域における中心周波数に対応するものである。
【0047】入力信号Sinが入力される第1の分周カ
ウンタ3の出力端子は,ExORゲート7の一方の入力
端子に接続され,出力信号Soutを1/Nに分周して
信号S23−1として出力する第2の分周カウンタ23
の第1の出力端子は,ExORゲート7の他方の入力端
子に接続されている。ExORゲート7の出力端子は,
セレクタ25の第1の入力端子に接続され,出力信号S
outを2/Nに分周して信号S23−2として出力す
る第2の分周カウンタ23の第2の出力端子は,セレク
タ25の第2の入力端子に接続されている。セレクタ2
5の出力端子は,LPF9の入力端子に接続され,LP
F9の出力端子は,アナログスイッチ33の第1の入力
端子に接続されている。アナログスイッチ33の第2の
入力端子には,電圧Vcが印加されており,アナログス
イッチ33の出力端子は,VCO11の入力端子に接続
されている。そして,出力信号Soutを出力するVC
O11の出力端子は,第2の分周カウンタ23の入力端
子に接続されている。
【0048】入力信号検出部27は,入力信号Sinが
入力され,リセット信号rstを第1の分周カウンタ3
に対して出力するとともに,ロード信号loadを第2
の分周カウンタ23に対して出力し,さらにセレクタ2
5およびアナログスイッチ33に対して選択信号sel
を出力するように構成されている。
【0049】次に,出力信号Soutが,入力信号Si
nに同期している状態における第3の実施の形態にかか
るPLL回路31の動作を説明する。この場合,入力信
号検出部27は,入力信号Sinを検出し,リセット信
号rst,ロード信号load,および選択信号sel
を全てLレベルとする。リセット信号rstがLレベル
であるため,第1の分周カウンタ3は,リセットされる
ことなく入力信号Sinのカウント・アップを継続す
る。そして,入力信号Sinを1/Mに分周し,信号S
3として出力する。
【0050】また,第2の分周カウンタ23は,ロード
信号loadに従って所定のカウンタ・データがロード
されるように構成されているが,ここではロード信号l
oadがLレベルであるためデータがロードされること
はなく,第2の分周カウンタ23は,継続して出力信号
Soutをカウント・アップを継続する。そして,出力
信号Soutを1/Nに分周し,第1の出力端子から信
号S23−1としてExORゲート7の他の入力端子に
対して出力するとともに,出力信号Soutを2/Nに
分周し,第2の出力端子から信号S23−2としてセレ
クタ25の第2の入力端子に対して出力する。出力信号
Soutの周波数をfoutで表すと,信号S23−1
の周波数f23−1は,関係式f23−1=fout/
Nを満たし,信号S23−2の周波数f23−2は,関
係式f23−2=2×fout/Nを満たす。
【0051】信号S3と信号S23−1が入力されるE
xOR7は,排他的論理和演算を実行し,信号S7を出
力する。セレクタ25は,Lレベルの選択信号selに
よって第1の入力端子に入力される信号S7を選択し,
信号S25としてLPF9に供給する。LPF9は,信
号S27に基づき信号S9をアナログスイッチ33の第
1の入力端子に対して出力する。このアナログスイッチ
33は,Lレベルの選択信号selによって第1の入力
端子に入力される信号S9を選択し,信号S33として
VCO11に対して出力する。そして,VCO11は,
信号S33の電圧V33に応じた周波数foutを有す
る出力信号Soutを生成する。すなわち,出力信号S
outが入力信号Sinに同期している場合の第3の実
施の形態にかかるPLL回路31は,第1,2の実施の
形態にかかるPLL回路1,21と略同一の動作を行う
ものである。
【0052】次に,入力信号Sinが入力されない,い
わゆる入力断状態にある第3の実施の形態にかかるPL
L回路31の動作を説明する。この場合,入力信号検出
部27は,入力信号SinがPLL回路31に入力され
ていないことを検出し,リセット信号rstをHレベル
とする。このHレベルのリセット信号rstによって,
第1の分周カウンタ3はリセットされ,カウンタ・デー
タはイニシャル値とされる。なお,ロード信号load
は,Lレベルに保持されている。
【0053】入力信号検出部27は,セレクタ25に対
してHレベルの選択信号selを出力し,これによっ
て,セレクタ25は第2の入力端子に入力される信号S
23−2を選択し,信号S25としてLPF9に出力す
る。この信号S23−2は,出力信号Soutが,入力
信号Sinに同期している状態における信号S7と略同
一の周波数を有するものであるため,LPF9には,同
期状態と略同一の周波数およびデューティ・レートを有
する信号25が入力されることになる。
【0054】また,入力信号検出部27は,アナログス
イッチ33に対してHレベルの選択信号selを出力
し,これによって,アナログスイッチ33は,第2の入
力端子に印加されている電圧Vcを選択し信号S33と
してVCO11に出力する。この信号S33の電圧V3
3は,VCO11の発振周波数帯域における中心周波数
に対応する電圧Vcに一致しており,VCO11から出
力される信号Soutの周波数foutは,同期状態に
おける周波数に近似したものになる。
【0055】次に,第3の実施の形態にかかるPLL回
路31に対する入力信号Sinの入力が開始されると,
入力信号検出部27は,リセット信号rstをLレベル
とするとともに,Hレベルのロード信号loadをワン
ショット出力し,さらに選択信号selをLレベルとす
る。
【0056】Hレベルのロード信号loadを受けた第
2の分周カウンタ23は,所定のカウンタ・データがロ
ードされ,このカウンタ・データを基準にカウント・ア
ップを開始する。ここで,第2の分周カウンタ23に対
してロードされるカウンタ・データは,出力信号Sou
tと入力信号Sinが同期している状態において,第1
の分周カウンタ3のカウンタ・データがイニシャル値に
ある時点での第2の分周カウンタ23のカウンタ・デー
タと同一のものとする。
【0057】一方,第1の分周カウンタ3は,入力断状
態においてリセットされているため入力信号Sinの入
力開始時には,必ずイニシャル値にあるカウンタ・デー
タからカウント・アップを開始する。
【0058】以上のように,第3の実施の形態にかかる
PLL回路31によれば,第1,2の実施の形態にかか
るPLL回路1,21と同様の効果の他,以下の更なる
効果が得られることになる。すなわち,従来のPLL回
路101の場合,入力信号Sinの入力が開始される直
前に,LPF109から出力される信号S109の電圧
V109の値は,同期状態における電圧値と異なってお
り,その後,この値を同期状態における電圧値に戻すた
めにはある程度の時間が必要とされていた。
【0059】これに対して,第3の実施の形態にかかる
PLL回路31によれば,入力断状態におけるVCO1
1に入力される信号S33の電圧V33は,発振周波数
帯域における中心周波数に対応した電圧Vcに一致して
おり,VCO11から出力される出力信号Soutの周
波数は,同期状態における周波数に近似したものとされ
ている。このため,入力信号Sinの入力が開始された
際に必要であった出力信号Soutの周波数の調整時間
は,短縮されることになる。したがって,出力信号So
utが入力信号Sinに同期するまでに必要な時間は短
縮化され,第3の実施の形態にかかるPLL回路31を
より高速のデータ送信を目的としたディジタル伝送系に
用いることが可能となる。
【0060】以上,添付図面を参照しながら本発明の好
適な実施形態について説明したが,本発明はかかる例に
限定されない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載
された技術的思想の範疇内において各種の変更例または
修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについ
ても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解され
る。
【0061】
【発明の効果】以上説明したように,本発明によれば,
PLL回路に対して入力信号が入力された際の第1の分
周カウンタ,第2の分周カウンタ,フィルタ部,および
電圧制御発振器は,出力信号が入力信号に同期している
ときの状態に調整されることになるため,出力信号が入
力信号に同期するまでの時間は,従来に比べて短縮され
ることになる。したがって,例えばPLL回路を高速デ
ィジタル伝送系に用いることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態にかかるPLL回路
の回路図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態にかかるPLL回路
の回路図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態にかかるPLL回路
の回路図である。
【図4】従来のPLL回路の回路図である。
【図5】図4のPLL回路の動作を示すタイミング・チ
ャート図である。
【図6】図4のPLL回路の他の動作を示すタイミング
・チャート図である。
【図7】図4のPLL回路の他の動作を示すタイミング
・チャート図である。
【符号の説明】
1 PLL回路 3 第1の分周カウンタ 5 第2の分周カウンタ 7 ExORゲート 9 LPF 11 VCO 13 入力信号検出部 Sin 入力信号 Sout 出力信号

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号に同期した出力信号を生成する
    フェーズ・ロックド・ループ回路であって:前記入力信
    号を分周し,第1の分周信号を出力する第1の分周カウ
    ンタと;前記出力信号を分周し,第2の分周信号を出力
    する第2の分周カウンタと;前記第1の分周信号と前記
    第2の分周信号の位相差を検出し,前記位相差に応じた
    検出信号を出力する位相差検出部と;前記検出信号に基
    づき制御電圧信号を出力するフィルタ部と;前記制御電
    圧信号の電圧値に応じた周波数を有する前記出力信号を
    出力する電圧制御発振器と;前記入力信号を検出して,
    前記第1の分周カウンタのカウンタ・データを所定の一
    の値に設定するための第1の制御信号,および,前記第
    2の分周カウンタのカウンタ・データを所定の他の値に
    設定するための第2の制御信号を出力する入力信号検出
    部と;を備えたことを特徴とするフェーズ・ロックド・
    ループ回路。
  2. 【請求項2】 入力信号に同期した出力信号を生成する
    フェーズ・ロックド・ループ回路であって:前記入力信
    号を分周し,第1の分周信号を出力する第1の分周カウ
    ンタと;前記出力信号を分周し,第2の分周信号を出力
    するとともに,前記第2の分周信号の2倍の周波数を有
    する第3の分周信号を出力する第2の分周カウンタと;
    前記第1の分周信号と前記第2の分周信号の位相差を検
    出し,前記位相差に応じた検出信号を出力する位相差検
    出部と;前記検出信号,または,前記第3の分周信号の
    いずれか一方を選択し,選択信号として出力する信号選
    択部と;前記選択信号に基づき制御電圧信号を出力する
    フィルタ部と;前記制御電圧信号の電圧値に応じた周波
    数を有する前記出力信号を出力する電圧制御発振器と;
    前記入力信号を検出して,前記信号選択部の選択動作を
    制御する選択制御信号を出力する入力信号検出部と;を
    備えたことを特徴とするフェーズ・ロックド・ループ回
    路。
  3. 【請求項3】 入力信号に同期した出力信号を生成する
    フェーズ・ロックド・ループ回路であって:前記入力信
    号を分周し,第1の分周信号を出力する第1の分周カウ
    ンタと;前記出力信号を分周し,第2の分周信号を出力
    する第2の分周カウンタと;前記第1の分周信号と前記
    第2の分周信号の位相差を検出し,前記位相差に応じた
    検出信号を出力する位相差検出部と;前記検出信号に基
    づき制御電圧信号を出力するフィルタ部と;前記制御電
    圧信号,または,所定の電圧値を有する定電圧信号のい
    ずれか一方を選択し,選択電圧信号として出力する電圧
    信号選択部と;前記選択電圧信号の電圧値に応じた周波
    数を有する前記出力信号を出力する電圧制御発振器と;
    前記入力信号を検出して,前記電圧信号選択部の選択動
    作を制御する選択制御信号を出力する入力信号検出部
    と;を備えたことを特徴とするフェーズ・ロックド・ル
    ープ回路。
  4. 【請求項4】 入力信号に同期した出力信号を生成する
    フェーズ・ロックド・ループ回路であって:前記入力信
    号を分周し,第1の分周信号を出力する第1の分周カウ
    ンタと;前記出力信号を分周し,第2の分周信号を出力
    するとともに,前記第2の分周信号の2倍の周波数を有
    する第3の分周信号を出力する第2の分周カウンタと;
    前記第1の分周信号と前記第2の分周信号の位相差を検
    出し,前記位相差に応じた検出信号を出力する位相差検
    出部と;前記検出信号,または,前記第3の分周信号の
    いずれか一方を選択し,選択信号として出力する信号選
    択部と;前記選択信号に基づき制御電圧信号を出力する
    フィルタ部と;前記制御電圧信号の電圧値に応じた周波
    数を有する前記出力信号を出力する電圧制御発振器と;
    前記入力信号を検出して,前記第1の分周カウンタのカ
    ウンタ・データを所定の一の値に設定するための第1の
    制御信号,前記第2の分周カウンタのカウンタ・データ
    を所定の他の値に設定するための第2の制御信号,およ
    び前記信号選択部の選択動作を制御する選択制御信号を
    出力する入力信号検出部と;を備えたことを特徴とする
    フェーズ・ロックド・ループ回路。
  5. 【請求項5】 入力信号に同期した出力信号を生成する
    フェーズ・ロックド・ループ回路であって:前記入力信
    号を分周し,第1の分周信号を出力する第1の分周カウ
    ンタと;前記出力信号を分周し,第2の分周信号を出力
    するとともに,前記第2の分周信号の2倍の周波数を有
    する第3の分周信号を出力する第2の分周カウンタと;
    前記第1の分周信号と前記第2の分周信号の位相差を検
    出し,前記位相差に応じた検出信号を出力する位相差検
    出部と;前記検出信号,または,前記第3の分周信号の
    いずれか一方を選択し,選択信号として出力する信号選
    択部と;前記選択信号に基づき制御電圧信号を出力する
    フィルタ部と;前記制御電圧信号,または,所定の電圧
    値を有する定電圧信号のいずれか一方を選択し,選択電
    圧信号として出力する電圧信号選択部と;前記選択電圧
    信号の電圧値に応じた周波数を有する前記出力信号を出
    力する電圧制御発振器と;前記入力信号を検出して,前
    記信号選択部および前記電圧信号選択部の選択動作を制
    御する選択制御信号を出力する入力信号検出部と;を備
    えたことを特徴とするフェーズ・ロックド・ループ回
    路。
  6. 【請求項6】 入力信号に同期した出力信号を生成する
    フェーズ・ロックド・ループ回路であって:前記入力信
    号を分周し,第1の分周信号を出力する第1の分周カウ
    ンタと;前記出力信号を分周し,第2の分周信号を出力
    するとともに,前記第2の分周信号の2倍の周波数を有
    する第3の分周信号を出力する第2の分周カウンタと;
    前記第1の分周信号と前記第2の分周信号の位相差を検
    出し,前記位相差に応じた検出信号を出力する位相差検
    出部と;前記検出信号,または,前記第3の分周信号の
    いずれか一方を選択し,選択信号として出力する信号選
    択部と;前記選択信号に基づき制御電圧信号を出力する
    フィルタ部と;前記制御電圧信号,または,所定の電圧
    値を有する定電圧信号のいずれか一方を選択し,選択電
    圧信号として出力する電圧信号選択部と;前記選択電圧
    信号の電圧値に応じた周波数を有する前記出力信号を出
    力する電圧制御発振器と;前記入力信号を検出して,前
    記第1の分周カウンタのカウンタ・データを所定の一の
    値に設定するための第1の制御信号,前記第2の分周カ
    ウンタのカウンタ・データを所定の他の値に設定するた
    めの第2の制御信号を出力し,前記信号選択部および前
    記電圧信号選択部の選択動作を制御する選択制御信号を
    出力する入力信号検出部と;を備えたことを特徴とする
    フェーズ・ロックド・ループ回路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003008430A (ja) * 2001-06-25 2003-01-10 Hioki Ee Corp 入力回路のサンプリング方法
JP2006295719A (ja) * 2005-04-13 2006-10-26 Fuji Photo Film Co Ltd タイミング発生回路

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