JPS5834985B2 - Pll ホウシキ - Google Patents

Pll ホウシキ

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JPS5834985B2
JPS5834985B2 JP50053691A JP5369175A JPS5834985B2 JP S5834985 B2 JPS5834985 B2 JP S5834985B2 JP 50053691 A JP50053691 A JP 50053691A JP 5369175 A JP5369175 A JP 5369175A JP S5834985 B2 JPS5834985 B2 JP S5834985B2
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JP
Japan
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phase
voltage
sampling
output
controlled oscillator
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JP50053691A
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English (en)
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JPS51128250A (en
Inventor
寿一 入江
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Publication of JPS51128250A publication Critical patent/JPS51128250A/ja
Publication of JPS5834985B2 publication Critical patent/JPS5834985B2/ja
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/16Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/18Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop
    • H03L7/183Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop a time difference being used for locking the loop, the counter counting between fixed numbers or the frequency divider dividing by a fixed number

Landscapes

  • Rectifiers (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は過渡特性を著しく改善したPLL(Phase
−1ocked−1oop )方式に関する。
PLLは広く応用されつつあり、そのPLLの効果的な
応用の一つは入力信号から、その整数倍または整数分の
1で且つ入力信号に同期した無数の基準信号又は任意の
多相信号を発生させ得ることである。
ここでサイリスクを使用した三相位相制御順変換器の制
御信号発生器を一例にとって示せば、三相位相制御変換
器の順変換器出力は三個のサイリスクの各点弧位相を変
化させることによって可変できるけれどもそれぞれのサ
イリスクの各点弧信号を正確に120°づつの位相差を
保ったまま電源交流波形に対しての位相を変化させる必
要がある。
第1図は前記各点弧信号を得るための従来のPLL方式
三相位相制御器の内部構成ブロック図であって、同図に
おいては1は移相器、2は位相比較器、3はローパスフ
ィルター 4は増幅器、5は電圧制御発振器、6は分局
器(3進カウンター)であり、fは商用周波数である。
分周器の出力周波数foは常に移相器1の出力周波数f
sと一定の位相差関係となり、従って電圧制御発振器5
の出力周波数はfsの3倍の周波数となる。
サイリスク点弧信号は3進カウンター即ち分局器6の並
列出力1,2.3を利用するので各出力1゜2.3はそ
れぞれ120°づつの位相差角をもっており、このこと
から1つの移相器によって電源交流波に対する位相を変
化させることができるので3相の平衡がくずれることが
ないという利点がある。
しかしながら前記従来の制御器にあっては電圧制御発振
器5の周波数を正確に3fsに設定する為にはローパス
フィルター3の出力にリップルが含まれてはならず、そ
の為のリップル除去用ローパスフィルター3の時定数を
周波数fsの周期Ts(=1/f5)より十分長くする
必要を生じるとともにこのように長い時定数はfsが商
用周波数(50又は60Hz)のように低い場合には移
相器1で位相を変化させたときに分周器6の出力信号の
応答が著しく遅くなり、その結果実用上障害を生じるよ
うになるという欠点があった。
そこで、本発明は位相比較器と電圧制御発振器の特性に
一定の関係をもたせることによって分周器出力信号の応
答速度を著しく改善できるようにしたPLL方式を提供
することを目的とするものである。
第2図は本発明の一実施例に係るPLL方式による三相
位相制御信号発生器のブロック図である。
第2図において、7は移相器、8はのこぎり波発生器、
9は位相比較器、10は電圧制御発振器、11は分局器
(3進カウンター)である。
ここで入力源信号は第1図の場合と同様に周波数fなる
電源交流波であり、移相器7も第1図の移相器1と同様
の動作でその出力信号の周波数は入力周波数fに等しく
位相のみ可変する。
なお以下の説明を簡便化する為便宜上1々をTsと表わ
す。
第3図は前記のこぎり波発生器8の具体的回路構成図で
ある。
また位相比較器9はサンプリングホールド回路で構成さ
れ分周器11(3進カウンタ)の出力でサンプリングさ
れる。
電圧制御発振器10は位相比較器9の出力制御電圧Vs
の変化に比例した周期で発振し、例えば第4図のユニジ
ャンクション・トランジスタUJTを使用した発振回路
で構成される。
第5図は第2図の制御信号発生器における各部の動作波
形図と電圧制御発振器10の特性を示すものである。
のこぎり波発生器8は第3図の回路で示されるように、
移相器7からの出力を波形整形回路12に加えて波形整
形しこの波形整形回路の出力を微分回路13に加えて微
分する。
この微分回路の出力部はユニジャンクショントランジス
タ(UJT)14の一方のベースb1に接続されるとと
もに抵抗R1を介して電源+Vccにも接続される。
他方のベースb2は接地され、UJT14のエミッタe
とアース間にコンデンサCsが挿入され、さらにエミッ
タeは抵抗を介して演算増幅器15の負端子(→に接続
されると共に、抵抗Roと電池Eoからなる直流レベル
設定回路16を介して接地される。
演算増幅器15の正端子(ト)は接地され、この増幅器
15の出力は抵抗を介して負端子に)に帰還され、出力
からのこぎり波電圧υS(周期Ts)を得るように構成
される。
第4図の電圧制御発振器10にあっては、ユニジャンク
ショントランジスタ(UJT)Tγのベースb1には抵
抗を介してのこぎり波電圧υSをサンプリングしたサン
プリング電圧Vsが加えられ、ベースb2は抵抗を介し
て接地されると共に分周器11の入力部に接続される。
UJT17のエミッタeは電流器Ioを介して電源+V
ccに接続されると共にコンデンサCoを介して接地さ
れる。
ここでコンデンサCoの電圧波形は第5図に示すように
のこぎり波となり、そのピーク値はベースb1に加えら
れた電圧Vsに比例する。
すなわち発振周期TはVsに比例しその比例定数はI。
によって調整できる。
コンデンサCoの放電時にベースb2に生じる電圧パル
スは分周器(3進カウンタ)11に加えられ、その度に
カウント内容は1づつ進み、第5図に示すように3進カ
ウンタ出力1〜3が順次アクティブになる。
次に第5図によって電圧制御発振器10j6よび分周器
11に位相応答動作について説明する。
のこぎり波υSは移相器7の出力によってトリガーされ
、その周期はTsで一定のピーク値と一定の傾斜を持っ
ている。
・のこぎり波υSはカウンタ出力1の立上りでサンプリ
ングされ、その瞬時電圧Vsは次のサンプリング時点ま
でホールドされ、電圧制御発振器10に加えられる。
ここで電圧制別発振器10の動作は図中一点鎖線で示さ
れるコンデンサCoの電圧波形で表わされ、そのピーク
値はVsに等しく描いてあり、発振周波はVsに比例す
る。
また分周器11は3進カウンタであるから、コンデンサ
Coの電圧波形の3周期毎にサンプリングが行なわれる
今、図のようにのこぎり波υSの1サイクル目の波形υ
s1に対して、制御発振器10の位相が遅れており、サ
ンプリング1が遅い位相で行なわれたとすれば、υs1
の瞬時電圧は低くなっているのでサンプリングされた電
圧Vsが低くなり、コンデンサCoの放電開始電圧が低
くなるので、制御発振器10の発振周期はTs//3よ
り短くなる。
このとき発振位相は進み、サンプリング2は、2サイク
ル目ののこぎり波υs2に対して、サンプリング1より
進んだ位相で行なわれる。
同様に、発振位相が進んでいる場合はサンプリング電圧
Vsが大きくなり、発振周期はTs//3より大きくな
って位相が遅れる。
このように、発振位相の進み、遅れがサンプリング毎に
修正され、カウンタ出力1の位相はのこぎり波υSに対
して一定の位相となり、カウンタ出力2および3は等間
隔となる。
ここで、定常状態でのこぎり波υSの仮想延長線がOボ
ルトとなる時刻t。
における次周期ののこぎり波の瞬時電圧をV。
とし、電圧制御発振器10はその制御電圧VsがV。
のとき、発振周期TがTS//3になるように調整され
ているとする。
第5図はこの条件の下に描いである。
その結果、のこぎり波υSの位相が移相器7によって変
化した後、最初のサンプリング1でのサンプリングホー
ルド電圧Vsは時刻t。
までの時間差tに比例し、制御発振器10の周期Tもt
に比例し、3Tは時間差tに等しいので、次のサンプリ
ング2は必ず時刻t。
で行なわれる。すなわち、カウンタ出力1の位相はサン
プリング1とサンプリング2の間に修正を完了し、サン
プリング2でサンプリングホールド電圧VsはV。
に、制御発振器10の周期はTs/3に戻り、定常状態
となる。
サンプリング3以降はVsもTも変化しない。
以上の動作はサンプリング毎に行なわれるので上記第2
図に示した移相器7の位相を変化させた後、それに従っ
てのこぎり波υSの位相が変化するが、分局器11の3
進カウンタ出力はのこぎり波の1サイクルで応答して移
相器出力に従った位相となる。
このように電圧制御発振器10をその発振周期が制御電
圧に比例するように構成し、入力信号に同期したのこぎ
り波をサンプリングホールドするように位相比較器9を
構成し、その出力を電圧制御発振器10の制御電圧とす
れば、第2回目の位相比較時点で位相比較器出力が最終
値に等しくなるような関係を持つPLLを構成すること
ができる。
第6図は従来のPLL方式と本発明によるPLL方式と
の位相の応答特性を比較したものである。
ここで移相器の位相を同図のAのように突然変化させた
場合、従来のPLL方式では一点鎖線Bのように分周器
出力の位相が指数的に応答するのに対し、本発明のPL
L方式では破線Cのように分周器出力位相が直線的に応
答し、■サイクルで応答を完了する。
応答開始までの時間は信号線の1サイクル以内である。
もし、第5図で示される同期Tとサンプリング電圧Vs
の特性またはのこぎり波υSの直線性が悪く、サンプリ
ング2におけるサンプリング電圧Vsが周期T=心にな
る電圧Voに等しくなり、10%の誤差があったとして
も位相関係はサンプリング1で10%、サンプリング2
で1%、サンプリング3で0.1%の誤差となり速やか
に応答する。
また、第2図で移相器7を省略してのこぎり波υSの位
相を電源交流波fに固定し、第3図の電池Eoを変化し
てυSに重畳される直流電位を変化し、サンプリング電
圧VsがVoとなる位相を変化することによって分局器
11の出力パルスの位相を変化させることも可能である
第5図かられかるように、のこぎり波υSの直流レベル
が変化しても、その仮想延長線が0ボルトとなる時点t
における次周期ののこぎり波電圧がVoとなる関係は保
たれ、■サンプリング周期で出力の位相が応答する特性
は変らず、toすなわちカウンタ出力1の位相がのこぎ
り波υSに対して変化し、電池Eoによって出力の位相
が変化できるのである。
尚、上記した分周器11の3進カウンタをn進カウンタ
に、制御電圧Voにおける発振周期をbに変更すること
によりn相パルス列が得られることは自明である。
又移相器を使用せずサンプリング信号をn進カウンタの
出力1から出力2あるいは他の出力信号に変更すること
によって位相可変パルス列を得ることも可能である。
上記詳述した如く本発明のPLL方式によれば。
入力信号に同期したのこぎり波をサンプリングホールド
した電圧で電圧制御発振器の発振周期を制御しているた
め出力信号の応答特性が著しく改善され、信号源の周波
数が低い場合には特に有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のPLL方式による三相位相制御信号発生
器のブロック図、第2図は本発明のPLL方式による三
相位相制御信号発生器のブロック図、第3図は同上PL
L方式の位相比較器の一実施例を示す回路図、第4図は
同上PLL方式の電圧制御発振器の一実施例を示す回路
図、第5図は同上PLL方式の動作説明図、第6図は同
上PLL方式の出力信号位相応答特性図を示す。 7:移相器、8:のこぎり波発生器、9:位相比較器、
10:電圧制御発振器、11:分周器(n進カウンタ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 人力信号に同期したのこぎり波電圧を発生するのこ
    ぎり波発生器と、電圧制御発振器に係わる出力信号の位
    相に応じて前記のこぎり波電圧をサンプリングホールド
    する位相比較器と、前記位相比較器からのサンプリング
    電圧で発振周期を制御される電圧制御発振器とを有し、
    前記電圧制御発振器の発振出力の位相を前記サンプリン
    グ電圧によって制御することを特徴とする、PLL方式
JP50053691A 1975-04-30 1975-04-30 Pll ホウシキ Expired JPS5834985B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP50053691A JPS5834985B2 (ja) 1975-04-30 1975-04-30 Pll ホウシキ

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JP50053691A JPS5834985B2 (ja) 1975-04-30 1975-04-30 Pll ホウシキ

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JPS51128250A JPS51128250A (en) 1976-11-09
JPS5834985B2 true JPS5834985B2 (ja) 1983-07-30

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ID=12949827

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JP50053691A Expired JPS5834985B2 (ja) 1975-04-30 1975-04-30 Pll ホウシキ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPS51128250A (en) 1976-11-09

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