JPS5875322A - Phase and frequency comparator - Google Patents

Phase and frequency comparator

Info

Publication number
JPS5875322A
JPS5875322A JP16465382A JP16465382A JPS5875322A JP S5875322 A JPS5875322 A JP S5875322A JP 16465382 A JP16465382 A JP 16465382A JP 16465382 A JP16465382 A JP 16465382A JP S5875322 A JPS5875322 A JP S5875322A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
gate
bistable circuit
frequency
input line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP16465382A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0215136B2 (en
Inventor
Hiroshi Mizuguchi
博 水口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP16465382A priority Critical patent/JPS5875322A/en
Publication of JPS5875322A publication Critical patent/JPS5875322A/en
Publication of JPH0215136B2 publication Critical patent/JPH0215136B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/22Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral
    • H03K5/26Circuits having more than one input and one output for comparing pulses or pulse trains with each other according to input signal characteristics, e.g. slope, integral the characteristic being duration, interval, position, frequency, or sequence

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an ideal 3-state output through a simple constitution of circuit, by using the 1st and 2nd bistable networks which are set by the output signals given from a frequency detecting means. CONSTITUTION:For a frequency comparator containing a frequency detecting mean and a frequency discriminating means, an inverting action is repeated with an inverting period corresponding to the distributing period in case the effective pulse that can invert the output state of the 1st and 2nd bistable networks 16 or 22 is applied alternately to input terminals A and B. As a result, the output level is kept at an L level for AND gates 12 and 13 respectively. At the same time, the frequency of the pulse signal applied to an input terminal of one side is set higher than that of the pulse signal applied to the other terminal to produce ineffective pulses. Even in such case, the output states of the networks 16 and 22 are not inverted, and the frequency comparing signals are obtained through output terminals E and F of the 3rd bistable network 17.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は位相および周波数比較器に関するもので、その
第1の目的は、簡単な構成で2系統のパルス信号間の位
相差ならびに周波数差を比較することの出来る位相およ
び周波数比較器を得ることにあり、さらには前記パルス
信号間の位相比較出力ならびに周波数比較出力を独立し
て取り出すことの出来る位相および周波数比較器を得る
ことにある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a phase and frequency comparator, and its first purpose is to provide a phase and frequency comparator that can compare the phase difference and frequency difference between two systems of pulse signals with a simple configuration. The object of the present invention is to obtain a frequency comparator, and further to obtain a phase and frequency comparator capable of independently taking out a phase comparison output and a frequency comparison output between the pulse signals.

本発明の第2の目的は、2系統のパルス信号の一方の周
波数が他方よりも高い場合あるいは低い場合、さらには
2系統のパルス信号間の周波数差が零の場合に応じてそ
れぞれに対応した出力を取り出すことの出来る周波数比
較器を得ることにある。
A second object of the present invention is to respond to cases where the frequency of one of the two systems of pulse signals is higher or lower than the other, and furthermore, when the frequency difference between the two systems of pulse signals is zero. The object of the present invention is to obtain a frequency comparator whose output can be taken out.

本発明の第3の目的は、2系統のパルス信号の一方の周
波数が他方よりも高い場合には第1の直流レベル出力が
得られ、低い場合には第2の直流レベル出力が得られ、
さらには2系統のパルス信号間の周波数差が零の場合に
は前記パルス信号間の位相差に応じた位相誤差出力が得
、られる3ヌテ−ト出力の位相および周波数比較器の構
成を実現することにある。
A third object of the present invention is that when the frequency of one of the two pulse signals is higher than the other, a first DC level output is obtained, and when the frequency is lower, a second DC level output is obtained,
Furthermore, when the frequency difference between the two systems of pulse signals is zero, a phase error output corresponding to the phase difference between the pulse signals is obtained, realizing the configuration of a phase and frequency comparator with three nutate outputs. There is a particular thing.

近年、フユイズ、ロックド、ル−プ(以下PLLという
)の急速な普及などによって位相比較器あるいは周波数
比較器の用途はますます増加しつつある。
In recent years, the use of phase comparators or frequency comparators has been increasing due to the rapid spread of locked loops (hereinafter referred to as PLLs).

2系統のパルス信号間の位相差ならびに周波数差を同時
に比較することの出来る位相および周波数比較器の代表
的なものとしては、米国特許第3.610,954  
最明側寄に示されている回路如あげられるが、この論理
構成図を第1図に示す。
A typical phase and frequency comparator that can simultaneously compare the phase difference and frequency difference between two systems of pulse signals is disclosed in U.S. Pat. No. 3,610,954.
The circuit shown at the brightest side is shown in FIG. 1, and its logical configuration is shown in FIG.

第1図に示した回路は例えば、米国特許第2.985 
、773号明細書、米国特許第3,206,438号明
細書、米国特許第3,328,688号明細書。
The circuit shown in FIG.
, No. 773, U.S. Pat. No. 3,206,438, U.S. Pat. No. 3,328,688.

米国特許第3,370,252号明細書、あるいは特公
昭47−12923号公報、さらにはG111氏論文0
(Use IC5inYour Phase−Lock
ed Loop、+−IKIectronic Deg
ign、ムpri1.11 、1968 。
U.S. Patent No. 3,370,252, Japanese Patent Publication No. 47-12923, and G111's paper 0
(Use IC5inYour Phase-Lock
ed Loop, +-IKI electronic Deg
ign, pri1.11, 1968.

76頁〜79頁に示されているような位相比較器に比べ
ると入力端子ムあるいはBに印加される信号周波数が他
方の入力端子に印加される信号周波数よりも高いか低い
かによって出力端子Xあるい。
Compared to the phase comparator shown on pages 76 to 79, output terminal X depends on whether the signal frequency applied to input terminal M or B is higher or lower than the signal frequency applied to the other input terminal. Yes.

はYの一方の出力が完全に・H・レベルに固定されるた
め(他方の出力端子には入力信号間の位相差に応じた平
均レベルを有する矩形波が現われる)例えば第2図に示
すようなコンプリメンタリ−MOS)ランジスタを用い
たチャージポンプ回路によって第1図のXおよび!端子
に現われる出力を合成すると、第2図の出力端子2には
比較されるパルス信号の周波数が他方に比べて高いかあ
るいは低いかによって・L#もしくは・H・に完全に固
定されるため、PLLを構成した場合には電圧制御発振
器(VCO)の追随が可能な限りキャップチャーレンジ
を広く出来ると云う利点がある。
Since one output of Y is completely fixed at the H level (a rectangular wave with an average level corresponding to the phase difference between the input signals appears at the other output terminal), for example, as shown in Figure 2. A charge pump circuit using complementary MOS transistors can be used to convert X and ! When the outputs appearing at the terminals are combined, the output terminal 2 in Fig. 2 is completely fixed at either L# or H depending on whether the frequency of the pulse signal being compared is higher or lower than the other. When a PLL is configured, there is an advantage that the cap charge range can be widened as much as possible to follow the voltage controlled oscillator (VCO).

また、第1図の回路は9個の1致ゲートのシーケンシャ
ルな動作を利用してエツジトリガ動作を行なうよう構成
されているため、入力信号が60%のデユーティを有す
る方形波に限定されないと云う特徴も有している。
Furthermore, since the circuit shown in Figure 1 is configured to perform edge trigger operation using the sequential operation of nine match gates, it has the characteristic that the input signal is not limited to a square wave with a duty of 60%. It also has

しかしながら第1図に示した位相および周波数比較器も
いくつかの欠点を有している。
However, the phase and frequency comparator shown in FIG. 1 also has some drawbacks.

第1に、位相比較出力と周波数比較出力が独立して取ら
出し得ないことである。
First, the phase comparison output and the frequency comparison output cannot be taken out independently.

例えば交流発電機が連結されたモータなどの動的要素を
ループ内に含むPLLを構成した場合(モータと交流発
電機々らびに前記モータの駆動回路は−mのローパスフ
ィルタをvCOが組み合ワさったものとみなすことが出
来る。)、前記モータの回転子の慣性などによって特に
電源投入直″後にオーバーシュート、アンダーシュート
などの同期逸脱現象を生じ易く特に精度の高い制御を必
要とするものについては、オーバーシュートを起こした
場合にはブレーキを駆動してモータを減速せしめ、アン
ダーシュートを起こした場合にはモータを加速するよう
な両方向サーボ駆動回路が用いられるが、このような場
合第1図の回路の出力端子XおよびYに現われる出力は
矩形波かもしくは・H〃レベルの固定出力であるので両
方向サーボ回路の制御信号(減速動作、加速動作の切り
換え信号でありオーバーシュート、アンダーシュート時
以外にサイクリックに変動しては不都合が生じる。)と
して用いるためにはいったん平滑する必要があるが、シ
ステムをLSI化する場合にはこの様な平滑用のコンデ
ンサの増加はICの端子数の増加、部品点数の増加によ
るシステムの信頼性の悪化など、はなはだ好ましくない
結果を生じる。
For example, when configuring a PLL that includes a dynamic element such as a motor connected to an alternator in its loop (the motor, the alternator, and the drive circuit for the motor are (It can be regarded as a motor with a high degree of accuracy.) The inertia of the motor's rotor is particularly likely to cause out-of-sync phenomena such as overshoot and undershoot immediately after power is turned on, and particularly for motors that require highly precise control. A bidirectional servo drive circuit is used that drives the brake to decelerate the motor when an overshoot occurs, and accelerates the motor when an undershoot occurs. The output that appears at the output terminals X and Y of the circuit is either a rectangular wave or a fixed output of the H level, so the control signal for the bidirectional servo circuit (it is a switching signal for deceleration operation and acceleration operation, and is not used at times other than overshoot or undershoot). (Cyclic fluctuations cause problems.) However, when converting the system into an LSI, an increase in the number of smoothing capacitors will result in an increase in the number of IC terminals. This results in extremely unfavorable results such as deterioration of system reliability due to an increase in the number of parts.

また第1図の回路が周波数判別の機能を有して11””
′ いるものの、例えばThe Be1l system 
TechnicalJournal、 March、1
962.559頁〜602頁に記載ノC,J I By
rne氏の論文中のFig、 3に見られるようなセッ
ト−リセットフリップフロップを1個使った位相比較器
に比べて多くのゲート数を必要としくセット−リセット
フリップフロップは周知のように2個の2人力NAND
ゲートもしくは2個の2人NORゲートのクロスカップ
リング接続によって簡単に構成出来る。)、さらに入力
信号間の位相差だけに応じた出力が必要な場合には、も
っとゲート数が増加すると云う欠点も有している。
In addition, the circuit shown in Figure 1 has a frequency discrimination function.
’ However, for example, The Be1l system
Technical Journal, March, 1
962.C, J I By, described on pages 559 to 602
Compared to the phase comparator that uses one set-reset flip-flop as shown in Figure 3 in Mr. Two-person NAND
It can be easily configured by a gate or a cross-coupling connection of two two-person NOR gates. ), and also has the disadvantage that the number of gates increases if an output is required that corresponds only to the phase difference between input signals.

第2の欠点として(これはPLLの精度、安定性を左右
する重要な問題である。)、第1図の回路に第2図のチ
ャージポンプを連結した場合、入力端子Bの信号周波数
が入力端子ムの信号周波数よりも低いとき出力端子2の
出力は・L#レベルに固定され入力端子ムの信号周波数
と入力端子Bの信号周波数が等しくなったとき、両信号
間の位相差に応じた平均レベlv(信号を平滑したとき
の直流レベルに相当するもの)を有する矩形波出力がZ
端子から得られ、さらには入力端子Bの信号周波数が入
力端子ムの信号周波数よりも高くなつたとき出力端子2
の出力は−H#レベμに固定される。すなわち3ステー
ト出力を得ることが出来ると考えられがちであるが(実
際にそのように解説した文献も見受けられる。)、現実
には少なくともオーブンμmプで用いる限り、出力端子
2からは−・L・か・H・かのバイアステート出力しか
得られないことである。
The second drawback (this is an important problem that affects the accuracy and stability of the PLL) is that when the charge pump shown in Figure 2 is connected to the circuit shown in Figure 1, the signal frequency at input terminal B is When the signal frequency of the input terminal B is lower than the signal frequency of the terminal B, the output of the output terminal 2 is fixed at the L# level. A rectangular wave output with an average level lv (corresponding to the DC level when the signal is smoothed) is Z
furthermore, when the signal frequency of input terminal B becomes higher than the signal frequency of input terminal M, output terminal 2
The output of is fixed at -H# level μ. In other words, it is often thought that it is possible to obtain a 3-state output (there are some documents that actually explain this), but in reality, at least as long as it is used in an oven μm amplifier, the output from output terminal 2 is -・L. The problem is that only bias state outputs of .

すなわち、第3図の周波数fB軸上のα点において入力
端子Bの信号周波数fBは入力端子ムの信号周波数fム
よりも低いものとすると第1図のY端子のレベルは・H
−に固定されているので第2図の入力インバータを構成
するPチャネルエンハンスメント形MO8)ランジスタ
1とにチャネルエンハンスメント形MO8)ランジスタ
2のドレイン側出力は・L・レベルに固定され、ステア
リングゲート回路を構成するRチャネルエンハンスメン
ト形MO8)ランジスタs ハOF F 状態1tc固
定される。
That is, if the signal frequency fB of the input terminal B at point α on the frequency fB axis in FIG. 3 is lower than the signal frequency fB of the input terminal M, the level of the Y terminal in FIG.
- Since the drain side output of the P-channel enhancement type MO8) transistor 1 and the channel enhancement type MO8) transistor 2 constituting the input inverter in Fig. 2 are fixed at the L level, the steering gate circuit is The R channel enhancement type MO8) transistor s which constitutes the OF F state 1tc is fixed.

一方、X端子すなわちステアリングゲート回路を構成す
るPチャネルエンハンスメント形MO8トランジスタ4
のゲートにはム端子に印加される信号とB端子に印加さ
れる信号の位相関係に依存した矩形波信号が印加され、
X端子のレベルが−L・になったとき前記Pチャネルエ
ンハンスメント形MO8)ランジスタ4はON状態にな
って出力ゲート回路を構成するNチャネルエンハンスメ
ント形MO8)ランジスタロをON状態、つまり出力端
子2のレベルを・L・にさせるが、X端子のレベルが・
H・に移行して前記Pチャネルエンハンスメント形MO
8)ランジスタ4がOFF状態になっても前記Nチャネ
ルエンハンスメント形MO8)ランジスタ3のドレイン
例はハイインピーダンスに固定されているので前記Nチ
ャネルエンハンスメント形MO8)ランジスタロのゲー
ト領域にそれまで存在していた電荷はディスチャーシサ
れず、前記Nチャネルエンハンスメント型MO8)ラン
ジヌタ6はON状態を続けるので、出力端子2のレベル
は・L#に保持される。
On the other hand, the X terminal, that is, the P-channel enhancement type MO8 transistor 4 constituting the steering gate circuit.
A rectangular wave signal is applied to the gate of , which depends on the phase relationship between the signal applied to the M terminal and the signal applied to the B terminal,
When the level of the X terminal becomes -L, the P-channel enhancement type MO8) transistor 4 is turned on, and the N-channel enhancement type MO8) transistor that constitutes the output gate circuit is turned on, that is, the level of the output terminal 2 is turned on. is set to ・L・, but the level of the X terminal is ・
H. and the P channel enhancement type MO
8) Even when the transistor 4 is in the OFF state, the drain of the N-channel enhancement type MO8) transistor 3 is fixed at high impedance, so that the drain of the transistor 3 remains in the gate region of the N-channel enhancement type MO8) transistor until then. Since the charge is not discharged and the N-channel enhancement type MO 8) range nuller 6 continues to be in the ON state, the level of the output terminal 2 is held at -L#.

入力端子Bに印加される信号周波数が徐々に上昇してゆ
き、第3図fm軸上の11点において第1図の回路の出
力状態が反転したとき(第1図の位相および周波数比較
器の出力状態はそれまで出力が・H#レベルに固定され
ていたチャネルと反対側の入力端子に印加される信号の
立ち上がりから次の立ち上がりまでの間に他方の入力端
子に印加される信号の立ち上がり箇所が2箇所以上に〜
なったときに反転する。)、X端子のレベルが−H・に
固定され、今度はX端子のレベルがサイクリックに一、
H・から・L、に変動するようになる。
When the signal frequency applied to input terminal B gradually increases and the output state of the circuit in Figure 1 is reversed at 11 points on the fm axis in Figure 3 (the phase and frequency comparator in Figure 1 The output state is the rising point of the signal applied to the other input terminal between the rising edge of the signal applied to the input terminal on the opposite side of the channel whose output was previously fixed at the H# level and the next rising edge. in two or more places~
It will be reversed when ), the level of the X terminal is fixed at -H, and this time the level of the X terminal is cyclically set to 1,
It begins to fluctuate from H to L.

X端子のレベルが・L・になると前記Pチャネルエンハ
ンスメント形M’OS )ランジスタ1がON状態とな
り、前記Nチャネルエンハンスメント形MO8)ランジ
スタ3がON状態となって前記Nチャネルエンハンスメ
ント形MO8)ランジスタロのゲート領域に蓄積されて
いた電荷をディスチャージするとともに出力インバータ
を構成するPチャネルエンハンスメント形MOSトラン
ジスタ6をON状態にさせて出力端子2のレベルを・L
・から・H・に移行きせる。
When the level of the X terminal becomes L, the P-channel enhancement type MO8) transistor 1 turns on, the N-channel enhancement type MO8) transistor 3 turns on, and the N-channel enhancement type MO8) transistor transistor turns on. The charge accumulated in the gate region is discharged, and the P-channel enhancement type MOS transistor 6 constituting the output inverter is turned on to lower the level of the output terminal 2 to .L.
・Transition from ・H・.

X端子の信号レベルが・L、から−H#にサイクリック
に変動したとしてもX端子のレベルが・H−に固定され
ている限り、2端子のレベルは・H・に固定され続ける
のはすでに述べた通りである。
Even if the signal level of the X terminal changes cyclically from -L to -H#, as long as the level of the X terminal is fixed at -H-, the level of the second terminal will continue to be fixed at -H. As already stated.

つまり、第3図のα点から出発してfmを徐々に上昇さ
せてゆきβ点まで変化させるとX端子ならびにi端子か
らの信号の平均レベルξは第4図aのXならびにyのよ
う、に変化するが、第2図のチャージボンデ回路によっ
て得られた合成出力はfB ニア1になった時点で急激
に・L#から・H#に移行してしまい、第3図のα点か
らβ点への経路中において入力信号間の位相差に依存し
た出力を取り出すことは不可能である。
In other words, if fm is gradually increased starting from point α in Figure 3 and changed to point β, the average level ξ of the signals from the X terminal and the i terminal will be as shown by X and y in Figure 4 a. However, when fB reaches near 1, the composite output obtained by the charge bonding circuit in Figure 2 suddenly shifts from ・L# to ・H#, and from point α to β in Figure 3. It is not possible to extract an output that depends on the phase difference between the input signals during the path to the point.

さて、第3図あるいは第4図においていったんβ点まで
上昇したfBが徐々に低くなっていったとすると、fm
  がfムよりも低くなった時点(正確にはB端子の信
号の立ち上がりから次の立ち上がりまでの区間にム端子
の信号の立ち上がり箇所が2箇所以上存在したとき) 
f2 において、X端子とX端子の出力状態は反転し、
第4図すに示すようにX端子からの出力信号の平均レベ
ルはXのように鋸歯状波特性を示し、X端子からの出力
信号の平均レベルはyのように・H−に固定される。
Now, in Figure 3 or Figure 4, if fB once rose to point β gradually becomes lower, then fm
When becomes lower than f (more precisely, when there are two or more rising points of the signal of the terminal B in the interval from the rise of the signal of the terminal B to the next rising)
At f2, the output states of the X terminal and the X terminal are reversed,
As shown in Figure 4, the average level of the output signal from the X terminal exhibits sawtooth wave characteristics as shown by X, and the average level of the output signal from the Ru.

したがって、第3図f2点において第2図の出力端子2
0レベルは・H−から−L−に急激に移行し、β点から
α点への復路においても入力信号間の位相差に依存した
出力を取り出すことは出来ない。
Therefore, at point f2 in FIG. 3, output terminal 2 in FIG.
The 0 level rapidly shifts from -H- to -L-, and even on the return trip from point β to point α, it is not possible to extract an output that depends on the phase difference between the input signals.

つまり第1図の位相および周波数比較器と第2図のチャ
ージポンプ回路を連結した場合、オープンル−プで用い
る限り、入力信号間の位相差に依存した出力を取り出す
ことは不可能となる。
In other words, when the phase and frequency comparator of FIG. 1 and the charge pump circuit of FIG. 2 are connected, as long as the circuit is used in an open loop, it is impossible to extract an output that depends on the phase difference between input signals.

このようなオープンル−プ特性を有する位相および周波
数比較器ならびにチャージポンプ回路を用いて第6図に
示すような簡単なPLLを構成してみると、ローパスフ
ィルタを構成するコンデンサ7の容量を零に近づけたと
き、電圧制御発振器8の出力信号波形は同図1に示すよ
うに基本周波数の2分の1の周波数を有する大きなジッ
タ成分を含んでいることが確認出来る。
When a simple PLL as shown in FIG. 6 is constructed using a phase and frequency comparator and a charge pump circuit having such open-loop characteristics, the capacitance of the capacitor 7 constituting the low-pass filter can be reduced to zero. As shown in FIG. 1, it can be confirmed that the output signal waveform of the voltage controlled oscillator 8 includes a large jitter component having a frequency of one half of the fundamental frequency.

このときチャージポンプ回路9からは基本周波数の2分
の1の周波数を有する位相誤差出力が得られ、その平均
出力レベルは第3図のγ線上を移動する。
At this time, a phase error output having a frequency of one half of the fundamental frequency is obtained from the charge pump circuit 9, and its average output level moves on the γ line in FIG.

オープンループでの使用時には得られなかった入力信号
間の位相差に依存した矩形波出力がクローズトル−プを
構成したときに得られる模様は第4図を用いて簡単に説
明することが出来る。
The pattern obtained when the rectangular wave output dependent on the phase difference between the input signals forms a closed loop, which cannot be obtained when used in an open loop, can be easily explained using FIG.

まず入力周波数fmが第4図aのγ1 点にあるときに
は出力端子20レベルは・L−であるので電圧制御発振
器8の出力周波数を上昇させるようにループが働き(そ
のように動作条件が設定されているものとする。)、f
lはfl を通り越して、第4図すの12点に達しX端
子出力でもってZ端子出力を@H#に移行せしめる。
First, when the input frequency fm is at the γ1 point in FIG. ), f
l passes through fl and reaches the 12 point in Figure 4, causing the X terminal output to shift the Z terminal output to @H#.

2端子出力が・H−になるとループは前記電圧制御発振
器8の出力周波数を下降せしめるように働き、fm は
f2を通り越してCfmがf2 よりも低くなると今度
は再びX端子のレベルが変化するようになる。)、再び
第4図1の11 点に戻り、X端子出力でもって2端子
出力を・L・に移行せしめる。
When the two-terminal output becomes H-, the loop works to lower the output frequency of the voltage controlled oscillator 8, and when fm passes f2 and Cfm becomes lower than f2, the level of the X terminal changes again. become. ), return to point 11 in FIG. 4 1 again, and shift the 2-terminal output to ・L・ with the X terminal output.

以後、同様のサイクルを繰り返すため前記電圧制御発振
器8の出力信号は第6図工に示すように1サイクル毎に
周波数が高くなったり低くなったりする。すなわち基本
周波数の2分の1の周波数のジッタ成分を含むのである
Thereafter, since the same cycle is repeated, the frequency of the output signal of the voltage controlled oscillator 8 increases or decreases every cycle as shown in Figure 6. That is, it includes a jitter component with a frequency that is half the fundamental frequency.

このような現象は位相および周波数比較器もしくはチャ
ージポンプ回路のオープンループでの出力特性が第3図
のようになるものを用いてPLLを構成する限シ避ける
ことの出来ないものであり、ローパスフィルタを構成す
るコンデンサのi量を増加したりあるいはローパスフィ
ルタの構成をよ抄高度な特定を有するように変更するこ
とによってべろ程度の改善が可能であるが、ループの応
答性の問題と出力信号のC/N比の問題が対立関係にあ
るため(C/N比を向9止させると応答性が悪くなる。
This phenomenon cannot be avoided as long as a PLL is constructed using a phase and frequency comparator or a charge pump circuit whose open-loop output characteristics are as shown in Figure 3. Although it is possible to improve the degree of flatness by increasing the amount of capacitors constituting the filter or by changing the configuration of the low-pass filter to have a higher degree of specificity, problems with loop responsiveness and output signal Since the problems of the C/N ratio are in a conflicting relationship (if the C/N ratio is changed in the opposite direction, the responsiveness will deteriorate.

)、安定度が良く精度の高いループを構成する場合には
多くのトラブルが絶えなかった。
), many troubles were encountered when constructing a stable and highly accurate loop.

ところで第1図に示した位相および周波数比較器、第2
図に示したチャージポンプも若干の修正を行なうだけで
、O7N比と応答性に関する限りかなりの特性改善が可
能である。
By the way, the phase and frequency comparator shown in FIG.
The charge pump shown in the figure can also be significantly improved in characteristics as far as the O7N ratio and responsiveness are concerned by only making slight modifications.

つまり、第5図のPLLにおける出力信号のC/)f比
を悪化させている原因はチャージポンプ回路9の出力特
性(第3図)にあるのであるからチャージポンプ回路と
して例えば米国特許第3.748,589号明細書に示
されている第6図のような回路を用いるとか、第2図に
示したチャージポンプ回路のPチャネルエンハンヌメン
ト形MOSトランジヌタ4、Nチャネルエンハンヌメン
ト形MO8)ランジヌタ3のそれぞれのドレイン−ソー
ス間に抵抗値の等しい抵抗を接続することによって前記
G111氏の論文のFig、4b 、あるいは前記特公
和47−12923号公報の第4図Fに示されているよ
うな出力特性(第7図に示す。)が得られるようになる
し、あるいは、第1図に示した位相および周波数比較器
のX端子もしくは!端子に現われる出力信号をそのまま
ローパスフィルタに印加することによって第4図1のX
特性もしくはy特性が得られ、いずれの場合においても
、第5図のコンデンサ7の容量を零に近づけたときの出
力波形は同図■のように、ジッタ成分の非常に少ない波
形となる。
In other words, the cause of the worsening of the C/)f ratio of the output signal in the PLL shown in FIG. 5 is the output characteristic (FIG. 3) of the charge pump circuit 9. Therefore, as a charge pump circuit, for example, US Pat. 748,589, or the P-channel enhancement type MOS transistor 4 and N-channel enhancement type MO8 of the charge pump circuit shown in FIG. 2). By connecting resistors with the same resistance value between the drain and source of each of the Langinuta 3, it is possible to achieve the same result as shown in Fig. 4b of the paper by Mr. G111 or Fig. 4F of the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 47-12923. The output characteristic (shown in Figure 7) can be obtained, or the X terminal of the phase and frequency comparator shown in Figure 1 or! By applying the output signal appearing at the terminal as it is to the low-pass filter,
In either case, when the capacitance of the capacitor 7 in FIG. 5 is brought close to zero, the output waveform becomes a waveform with very little jitter component, as shown in (2) in the same figure.

しかしながら、第7図に示した出力特性を有する位相お
よび周波数比較器は、一応の周波数判別機能を有してい
るものの、第8図のような理想的なるステート出力特性
を有する位相および周波数比較器に比べると、PLLを
構成したときの応答特性の悪化、キャプチャーレンジの
縮少などの問題が残る。
However, although the phase and frequency comparator with the output characteristics shown in FIG. 7 has a certain frequency discrimination function, the phase and frequency comparator with the ideal state output characteristics as shown in FIG. Compared to the above, problems such as deterioration of response characteristics and reduction of capture range when configuring a PLL remain.

ところで、米国特許第3,069,623号明細書のF
ig、2には2個のセット−リセットフリップフロップ
と2個の1致ゲートを組み合わせて2系統の入力信号の
一方の周波数が他方の周波数に比べて高いか低いかを判
別する装置として、第9図に示すような回路構成が開示
されている。
By the way, F of US Patent No. 3,069,623
ig, 2 is a device that combines two set-reset flip-flops and two match gates to determine whether the frequency of one of the two input signals is higher or lower than the other. A circuit configuration as shown in FIG. 9 is disclosed.

第9図の回路の入力端子ムおよび入力端子Bに第10図
ム、Bの実線で示すパμヌ列が印加されたとき、HOR
ゲート10,11、ムNllゲート12.13、)fO
Rゲー)14.15の出力信号波形となり、前記入力端
子ムに印加されるパルス信号のリーディングエツジ(l
eading eddga)から次のリーディングエツ
ジまでの間に前記入力端子Bに印加されるパルス信号の
リーディングエツジが2箇所以上存在したときに前記ム
NDゲート13は出力信号を発生し、前記NORゲート
16の出力レベルを・L・にせしめ、その結果、前記N
ORゲート14の出力レベルがw H#移行し、逆に前
記入力端子Bに印加されるパルス信号のリーディングエ
ツジから次のリーディ ングエッジまでの間に前記入力
端子ムに印加されるパルス信号のリーディングエツジが
2箇所以上存在したとき、前記ムNDゲート12は出力
信号を発生し、前記NORゲート14の出力レベyvヲ
・L′−にせしめ、その結果、前記N OR’ゲート1
6の出力レベルか−H#に移行する。   ゛ したがって、前記NORゲート14と前記NORゲート
16の入力端子と出力端子がたがいにクロスカップリン
グされて構成された双安定回路の出力状態によって、前
記入力端子ムおよび前記入力端子Bに印加されるパルス
信号の周波数の高低を判別することが出来る。
When the input terminals M and B of the circuit shown in FIG.
gates 10, 11, mNll gates 12, 13, )fO
R game) 14.15 output signal waveform, and the leading edge (l) of the pulse signal applied to the input terminal
When there are two or more leading edges of the pulse signal applied to the input terminal B during the period from leading edge (leading edge) to the next leading edge, the ND gate 13 generates an output signal, and the NOR gate 16 outputs an output signal. The output level is set to ・L・, and as a result, the above N
The output level of the OR gate 14 shifts to wH#, and conversely, the leading edge of the pulse signal applied to the input terminal B changes between the leading edge of the pulse signal applied to the input terminal B and the next leading edge of the pulse signal applied to the input terminal B. exists at two or more locations, the ND gate 12 generates an output signal and causes the output level of the NOR gate 14 to be yvwo.L'-, so that the NOR' gate 1
6 output level or shifts to -H#.゛Therefore, depending on the output state of the bistable circuit configured by cross-coupling the input terminals and output terminals of the NOR gate 14 and the NOR gate 16, the voltage applied to the input terminal M and the input terminal B is It is possible to distinguish between high and low frequencies of pulse signals.

すなわち、前記入力端子Bに印加されるパルヌ信号の周
波数が前記入力端子ムに印加されるパルス信号の周波数
よりも高くなれば前記NORゲート14の出力レベルが
・H・になり、反対に、前記入力端子Bに印加されるパ
ルス信号の周波数が前記入力端子ムに印加されるパルス
信号の周波数よりも低くなれば、前記NORゲート16
の出力レベルが@HMとなる。
That is, if the frequency of the PALNU signal applied to the input terminal B becomes higher than the frequency of the pulse signal applied to the input terminal B, the output level of the NOR gate 14 becomes H; If the frequency of the pulse signal applied to the input terminal B becomes lower than the frequency of the pulse signal applied to the input terminal B, the NOR gate 16
The output level becomes @HM.

つまり、第9図に示した回路は、入力端子と出力端子が
たがいにクロスカップリングされたN。
In other words, the circuit shown in FIG. 9 is an N circuit in which the input terminal and the output terminal are cross-coupled to each other.

Rゲート1oとNORゲート11によるセット−リセッ
トフリップフロップ(双安定回路)のセット端子が第1
の入力線路aに接続され、同タセット端子が第2の入力
線路すに接続され、入力端子が前記第1の入力線路aと
前記NORゲート11の出力端子に接続されたムNDゲ
ート(一致ゲート)12による第1の周波数検出手段の
出力端子がNORゲート14とNORゲート1゛6によ
るセット−リセットフリップフロップのセット端子に接
続され、入力端子が前記第2の入力線路すと前記NOR
ゲー)10の出力端子に接続されたANDゲート(一致
ゲート)13による第2の周波数検出手段の出力端子が
前記NORゲート14と前記NORゲート16によるセ
ット−リセットフリップフロップのリセット端子に接続
されて構成されたものであり、前記入力線路aあるいは
前記入力線路すに交互に1個ずつのパルス信号が印加さ
れている間は前記パルス信号がすべて有効パルスとなり
、その分配周期に応じた反転周期で反転動作を繰り返す
が、一方の入力線路に印加されるパルス信号の周波数が
他方よりも高くなったと藪、すなわち、他方の入力線路
に印加されるパルス信号のリーディングエツジから次の
リーディングエツジまでの間に一方の入力線路に印加さ
れるパルス信号のリーディングエツジが2箇所以上存在
したときに、2個目以後のパルス信号は前記NORゲー
ト10と前記NORゲート11によるフリップフロップ
の出力状態を反転させ得ない無効パルスとなるので、そ
のリーディングエツジにおいて前記ANDゲート12あ
るいは前記ムNDゲート13の入力端子のレベルがとも
に・H・となって出力信号を発生し、前記出力信号によ
ってNORゲート14とNORゲート16によるフリッ
プフロップの出力状態が決定される。
The set terminal of the set-reset flip-flop (bistable circuit) by R gate 1o and NOR gate 11 is the first
A muND gate (coincidence gate) is connected to the input line a of the NOR gate 11, its tasset terminal is connected to the second input line S, and its input terminal is connected to the first input line a and the output terminal of the NOR gate 11. ) 12 is connected to the set terminal of the NOR gate 14 and the set-reset flip-flop formed by NOR gate 1 and 6, and the input terminal is connected to the second input line and the NOR
An output terminal of a second frequency detection means formed by an AND gate (coincidence gate) 13 connected to the output terminal of the gate 10 is connected to a reset terminal of a set-reset flip-flop formed by the NOR gate 14 and the NOR gate 16. While one pulse signal is applied alternately to the input line a or the input line A, all the pulse signals become valid pulses, and the pulse signals are inverted at an inversion period corresponding to the distribution period. If the inversion operation is repeated, but the frequency of the pulse signal applied to one input line becomes higher than the other, there will be a thicket, that is, between the leading edge of the pulse signal applied to the other input line and the next leading edge. When there are two or more leading edges of a pulse signal applied to one input line, the second and subsequent pulse signals can invert the output states of the flip-flops formed by the NOR gate 10 and the NOR gate 11. Therefore, at the leading edge of the pulse, the input terminals of the AND gate 12 or the MND gate 13 both become H, and an output signal is generated. The output state of the flip-flop by 16 is determined.

ところで、以上に述べた動作は入力端千人およびBに印
加されるパルス信号のパルス幅がきわめて短い場合(た
だし短かすぎると、各ゲートが全く反応しなくなる。)
に限って行なわれる。
By the way, the above-mentioned operation occurs when the pulse width of the pulse signal applied to the input terminals 100 and B is extremely short (however, if it is too short, each gate will not respond at all).
It is carried out only in

このもようを第10図を用いて説明すると、あらかじめ
、NORゲー)10,1.5の出力レベルが−H#、N
ORゲー)11.14の出力レベルが・L・となってい
るもとで、入力端子ムに正のパルス信号が印加されたと
き、そのリーディングエツジにおいて前記NORゲー)
10の一方の入力端子のレベルが・H・になるがら、1
ゲ一ト分の信号伝達時間だけ遅れてその出力レベルは・
L・になり、さらに1ゲ一ト分だけ遅れて前記NORゲ
ート11の出力レベルが@H#になる。
To explain this situation using FIG. 10, in advance, the output levels of NOR game) 10,1.
OR game) 11. When a positive pulse signal is applied to the input terminal while the output level of 14 is -L, the above-mentioned NOR game)
While the level of one input terminal of 10 becomes ・H・, 1
The output level is delayed by the signal transmission time of one gate.
Then, with a further delay of one gate, the output level of the NOR gate 11 becomes @H#.

前記NORゲート11の出力レベルがm Hnに移行す
るまでに入力端子ムのパルスが消滅している。すなわち
前記入力端子ムに印加され°たパルス信号のトレイリン
グエツジ(Trailing eddge)が過ぎてい
ればANDNOゲートの出力レベル力・H−になること
はないが、第10図ムの破線で示したように前記NOR
ゲート11の出力レベルが・H・に移行したときに前記
入力端子ムのレベルがツレのままになっていると、1ゲ
一ト分遅れて前記ムNDゲート12の出力レベルが・H
・になる。
By the time the output level of the NOR gate 11 shifts to mHn, the pulse at the input terminal M has disappeared. In other words, if the trailing edge of the pulse signal applied to the input terminal has passed, the output level of the ANDNO gate will not reach H-, but as shown by the broken line in FIG. so that the NOR
If the level of the input terminal M remains unstable when the output level of the gate 11 shifts to ・H, the output level of the ND gate 12 becomes ・H with a delay of one gate.
·become.

この時点ではNORゲート14の出力レベルがすでに・
L#になっているため、前記NORゲー’)14とNO
Rゲ−)15によるフリッフロップの出力状態が反転す
ることはないが、次に入力端子Bにパルス信号が印加さ
れて前fdNORゲート1oの出力レベルが再び・H#
に戻ったとき、第10図Bの破線で示すように前記入力
端子Bのレベルが・H#のままになっていると、1ゲー
ト公達れてムNDゲート13の出力レベIvf)i −
H−になり、前記ムNDゲート13の出力レペpが・H
・になると、第10図14.15に示すように1ゲ一ト
分遅れてNORゲート15の出力レベルが・L・になり
、その結果、NORゲート14の出力レベルが・H・に
なる。
At this point, the output level of the NOR gate 14 is already
Since it is L#, the above NOR game')14 and NO
Although the output state of the flip-flop by the R gate) 15 is not inverted, next, a pulse signal is applied to the input terminal B, and the output level of the previous fdNOR gate 1o becomes ・H#
When returning to , if the level of the input terminal B remains at -H# as shown by the broken line in FIG. 10B, the output level of the ND gate 13 reaches Ivf)
becomes H-, and the output rep of the ND gate 13 becomes H-.
When it becomes ., the output level of the NOR gate 15 becomes .L. with a delay of one gate as shown in FIG. 10, 14.15, and as a result, the output level of the NOR gate 14 becomes .H.

以後、入力端子ムおよびBに有効パルスが印加される毎
に前記NORゲート14と前記NORゲート16による
フリップ70ツブは反転動作を繰り返すので、前記NO
Rゲート14と前記NORゲート16によるフリップフ
ロップの出力状態で入力パルス信号の周波数の高低を判
別するのは不可能となってしまう。
Thereafter, each time a valid pulse is applied to the input terminals M and B, the flip 70 knobs formed by the NOR gate 14 and the NOR gate 16 repeat the inversion operation, so that the NOR
It becomes impossible to determine whether the frequency of the input pulse signal is high or low based on the output state of the flip-flop formed by the R gate 14 and the NOR gate 16.

第10図からもわかるように、第9図の回路が正常な動
作をする。つまり周波数判別回路として動作するために
は入力端子ムおよびBに印加するパルス信号のパルス幅
(リーディングエツジカラ11111 トレイリングエツジまでの幅)を2ゲ一ト分の遅れ時間
の相当する幅よりも狭くする必要がある。
As can be seen from FIG. 10, the circuit shown in FIG. 9 operates normally. In other words, in order to operate as a frequency discrimination circuit, the pulse width of the pulse signal applied to the input terminals M and B (width to the leading edge color 11111 trailing edge) must be greater than the width corresponding to the delay time of 2 gates. It needs to be narrowed.

前記米国特許第3.069 、132:3 !′:j′
明ル、重書の実、殊例では微分回路によって第10図ム
およびBのパルス信号を作成しているが、一般の微分回
路(例えばコンデンサと抵抗による微分回路)によって
2ゲ一ト分の遅れ時間に相当する幅よりも短かいパルス
幅を得ることは難かしくあまり短かくしすぎると今度は
各ゲートを充分ドライブするだけのパワーがなくなって
しまうなどの問題が生じ、特にシステムをLSI化する
場合などには個々の回路部分の細かい調整が不可能にな
ってしまうので、入力信号のパルス幅が少しでも広くな
ると誤動作を起こしてしまう第9図の回路をそのまま用
いるのは信頼性の点からも好ましくない。
No. 3,069, 132:3! ′:j′
In special cases, the pulse signals in Figure 10 and B are created using a differentiating circuit, but the pulse signals for two gates are created using a general differentiating circuit (for example, a differentiating circuit using a capacitor and a resistor). It is difficult to obtain a pulse width shorter than the width equivalent to the delay time, and if it is made too short, problems such as not having enough power to drive each gate will occur, especially when converting the system to an LSI. If the pulse width of the input signal becomes even slightly wider, it will cause a malfunction, so it is not recommended to use the circuit shown in Figure 9 as is from the point of view of reliability. I also don't like it.

しかしながら、第9図に示した回路においてNORゲー
ト1oとNORゲート11によるフリップフロップは前
記Byrne論文中に見られる位相比較器そのものであ
り、回路が正常な動作をしたときには)1ORゲート1
4とNORゲート15によるフリップフロップからは入
力信号の周波数比較出力が得られる。つまり、第9図の
出力端子CおよびDからは入カバμス信号間の位相差に
応じた矩形波出力信号が得られ、同出力端子EおよびF
からは入力パルス信号の周波数比較出力信号が得られる
ので、第1図に示した位相および周波数比較器に比べて
簡単な構成で、位相比較出力信号と周波数比較出力信号
を独立して取り出すことが出来ると云う特徴を有してい
る。
However, in the circuit shown in FIG. 9, the flip-flops formed by NOR gate 1o and NOR gate 11 are exactly the phase comparators seen in the above-mentioned Byrne paper, and when the circuit operates normally, 1OR gate 1
4 and a NOR gate 15, a frequency comparison output of the input signal is obtained. In other words, from the output terminals C and D in FIG.
Since the frequency comparison output signal of the input pulse signal can be obtained from the input pulse signal, the phase comparison output signal and the frequency comparison output signal can be taken out independently with a simpler configuration than the phase and frequency comparator shown in Fig. 1. It has the characteristic that it can be done.

本発明は周波数検出手段と周波数判別手段とを備えた周
波数比較器において、前記周波数判別手段に少なくとも
一方の入力端子に印加されるパルス信号の周波数が他方
の入力端子に印加されるパルス信号の周波数よりも低い
とき、高いとき、さらには同じであるときの3段階に対
応した出力信号を発生させることにより、理想的な3ス
テート出力が得られる周波数比較器あるいは位相および
周波数比較器を構成したことにある。
The present invention provides a frequency comparator comprising a frequency detection means and a frequency discrimination means, in which the frequency of a pulse signal applied to at least one input terminal of the frequency discrimination means is set to the frequency of a pulse signal applied to the other input terminal. A frequency comparator or a phase and frequency comparator that can obtain an ideal three-state output by generating output signals corresponding to three stages: lower than, higher than, and equal to. It is in.

第11図は本発明に関連して構成された周波数比較器の
論理構成図を示したものであり、第11図において入力
端子101L、111Lと出力端子100.110がた
がいにクロスカップリングされて構成されたNORゲニ
)10とNORゲート11による第1の双安定回路16
と、一方の入力端子121Lが第1の入力線路aに接続
され、他方の入力端子12bが前記第1の双安定回路1
6の出力端子110に接続された第1のANDNOゲー
ト、一方の入力端子131Lが第2の入力線路すに接続
され、他方の入力端子13bが前記第1の双安定回路1
6の出力端子100に接続された第2のANDNOゲー
ト、入力端子141L 、 151Lと出力端子140
,150が念がいにクロスカップリングされて構成され
たNORゲート14とNORゲート16による第2の双
安定回路17のセット端子14bが前記ムNDゲート1
2の出力端子120に接続され、同リセット端子15b
が前記ムNDゲート13の出力端子130に接続された
構成は第9図と全く同じであるが、第11図ではさらに
、NORゲート18とNORゲート1久3人カNORグ
ー)20.3人カNORゲート21による遅延手段が付
加されている。
FIG. 11 shows a logical configuration diagram of a frequency comparator constructed in connection with the present invention. In FIG. 11, input terminals 101L and 111L and output terminals 100 and 110 are cross-coupled to each other. A first bistable circuit 16 with a configured NOR gate 10 and a NOR gate 11
, one input terminal 121L is connected to the first input line a, and the other input terminal 12b is connected to the first bistable circuit 1.
6, one input terminal 131L is connected to the second input line S, and the other input terminal 13b is connected to the output terminal 110 of the first bistable circuit 1.
A second ANDNO gate connected to the output terminal 100 of 6, the input terminals 141L, 151L and the output terminal 140
, 150 are carefully cross-coupled to each other.
The reset terminal 15b is connected to the output terminal 120 of No.2.
is connected to the output terminal 130 of the ND gate 13, which is exactly the same as in FIG. 9, but in FIG. A delay means using a NOR gate 21 is added.

すなわち、入力端子181L 、 191Lと出力端子
1.80,190がたがいにクロスカップリングされて
構成されたNORゲート18とNORゲート19による
第3の双安定回路22のセント端子18bは入力線路a
に接続され、同リセット端子19bは、入力線路すに接
続され、前記第3の双安定回路22の出力端子180,
190にはそれぞれNORゲート20,21の入力端子
2o&。
In other words, the cent terminal 18b of the third bistable circuit 22 including the NOR gate 18 and the NOR gate 19 configured by cross-coupling the input terminals 181L and 191L and the output terminals 1.80 and 190 is connected to the input line a.
The reset terminal 19b is connected to the input line S, and the output terminal 180 of the third bistable circuit 22,
190 are input terminals 2o& of NOR gates 20 and 21, respectively.

211Lが接続され、入力線路aには前記NORゲート
20の入力端子20bが接続され、入力線路すには前記
NORゲート21の入力端子21bが接続され、さらに
前記NORゲート20.21の第3の入力端子200,
210はそれぞれ前記第、1の双安定回路16の出力端
子100,110に接続され、前記NORゲーj20の
出力端子2δdは前記第1の双安定回路16のセット端
子10bに接続され、前記NORゲート21の出力端子
21(1は前記第1の双安定回路16のリセット端子1
1bに接続されている。
211L is connected to the input line a, the input terminal 20b of the NOR gate 20 is connected to the input line a, the input terminal 21b of the NOR gate 21 is connected to the input line a, and the third input terminal 200,
210 are connected to the output terminals 100, 110 of the first bistable circuit 16, respectively, the output terminal 2δd of the NOR gate j20 is connected to the set terminal 10b of the first bistable circuit 16, and the NOR gate 21 output terminal 21 (1 is the reset terminal 1 of the first bistable circuit 16
1b.

さて、かかる論理構成において、入力端子ムおよびB、
NORゲー)18,19,20,21 。
Now, in such a logical configuration, the input terminals M and B,
NOR game) 18, 19, 20, 21.

10.11.ムMDゲー)12,13.1fORゲ−)
 14.、15の出力側に現われる信号波形を示した第
12図をもとに、第3の双安定回路22とNORゲー)
20.21によって構成された遅延手段の動作を中心に
説明する。
10.11. MMD game) 12, 13.1fOR game)
14. , 15, the third bistable circuit 22 and the NOR game)
20. The operation of the delay means constructed by 21 will be mainly explained.

まず、あらかじめNORゲート18,10の出力レベル
が@H,,NORゲート19.11の出力レベルが・L
・になっているもとで、前記入力端子ムに第12図ムに
示すようなパルヌ信号が印加されたとき、1発目のパル
スのリーディングエツジにおいて前記NORゲート18
の入力端子18bのレベルが・H#になるから、1ゲ一
ト分遅れて前記NORゲート18の出力レベルハ・L・
に移行し、さらに1ゲ一ト分遅れて前記NORゲート1
9の出力レベルが・H#に移行する。
First, the output levels of NOR gates 18 and 10 are @H, and the output level of NOR gates 19 and 11 is ・L.
, when a PALNU signal as shown in FIG. 12 is applied to the input terminal M, the NOR gate 18 is activated at the leading edge of the first pulse.
Since the level of the input terminal 18b of the NOR gate 18 becomes ・H#, the output level of the NOR gate 18 becomes ・L・ with a delay of one gate.
, and after a delay of one gate, the NOR gate 1
The output level of 9 shifts to ・H#.

尚、このときNORゲート20.21は入力端子のどれ
かが・H−レベルになっているので、その出力レベルは
・L・であり、ムNDゲート12゜13も入力端子のど
ちらかが・L・レベルになっているのでその出力レベル
は・L・である。
At this time, one of the input terminals of the NOR gates 20 and 21 is at the H- level, so its output level is L, and the ND gates 12 and 13 also have either of their input terminals at the H- level. Since it is at L level, its output level is L.

前記入力端子ムに印加されるパルス信号のトレイリング
エツジにおいて、入力線路aのレベルが・L−に移行す
ると、前記NORゲート20のすべての入力端子のレベ
ルが・L・になり、1ゲ一ト分遅れて前記NORゲー)
20の出力レベルは=・H・に移行する。
When the level of the input line a shifts to -L- at the trailing edge of the pulse signal applied to the input terminal 20, the level of all the input terminals of the NOR gate 20 becomes -L, and the 1-game (The NOR game was delayed by a minute)
The output level of 20 shifts to =.H.

その結果NORゲー)10の出力レベルが1ゲ一ト分遅
れて・L・に移行し、さらに1ゲ一ト分遅れてNORゲ
ート11の出力し勺しが〜・H・に移行する。
As a result, the output level of the NOR gate 10 shifts to -L with a delay of one gate, and the output level of the NOR gate 11 shifts to -H with a delay of one gate.

前記NORゲート11の出力レベルが−(、に移行する
左、1ゲ一ト分遅れて前記NORゲート2oの出力レベ
ルは・L・に戻る。
When the output level of the NOR gate 11 shifts to -(,), the output level of the NOR gate 2o returns to -L with a delay of one gate.

次に入力端子Bに第12図Bに示すようなパルス信号が
印加されると、1発目のパルスのリーディングエツジに
おいて入力線路すのレベルが・H・となり、1ゲ一ト分
遅れてNORゲート19の出力レベルは・L・に移行し
、さらに1ゲ一ト分遅些てNORゲート18の出力レベ
ルが@H#に移行する。
Next, when a pulse signal as shown in FIG. 12B is applied to the input terminal B, the level of the input line becomes H at the leading edge of the first pulse, and after a delay of one gate, the NOR The output level of the gate 19 shifts to .L., and after a delay of one gate, the output level of the NOR gate 18 shifts to @H#.

前記入力端子Bに印加されるパルス信号のトレイリング
エツジにおいて入力線路すのレベルが・L#に移行する
と、NORゲート21のすべての入力端子のVベルが・
L・になり、1ゲ一ト分遅れて前記NORゲート21の
出力レベルはIIH・に移行する。
When the level of the input line S shifts to -L# at the trailing edge of the pulse signal applied to the input terminal B, the V level of all input terminals of the NOR gate 21 becomes -
The output level of the NOR gate 21 shifts to IIH. with a delay of one gate.

その結果、NORゲート11の出力レベルが1ゲ一ト分
遅れて・L・に移行し、さらに1ゲ一ト分遅れてNOR
ゲート10の出カレベy75E二H・に移行する。
As a result, the output level of the NOR gate 11 shifts to L with a delay of one gate, and then shifts to L with a delay of one gate.
Move to output bay y75E2H of gate 10.

前記NORゲート1oの出力レベルが@H,[移行する
と、1ゲ一ト分遅れて前記NORゲート21の出力レベ
ルは再び・L−に戻る。
When the output level of the NOR gate 1o shifts to @H, the output level of the NOR gate 21 returns to -L- again with a delay of one gate.

以後、全く同様にして・前記入力端子ムおよびBに前記
第1の双安定回路16あるいは第3の双安定回路22の
出力状態を反転させ得る有効パルスが交互に印加された
とき、その分配周期に応じた反転周期で反転動作を繰り
蓮すため、ムNDゲー172およびムNDゲート13の
出力レベルは・L−に保持されるが、一方の入力端子に
印加されるパルス信号の周波数が他方の入力端子に印加
されるパルス信号の周波数よりも高くなって、例えば第
12図ムのム1あるいは第12図の81に示すような無
効パルスが生じたとき、前記第1の双安定回路16およ
−び前記第2の氷安定回路22の出力状態は反転せず、
その無効パルスのリーディングエツジにおいて前記ムN
Dゲート12あるいは前記ムNDゲート13の入力レベ
ルがII HIfになるから1ゲ一ト分遅れて前記ムN
Dゲート12あるいは前記ムNDゲート13は第12図
12あるいは第12図13に示すような出力信号を発生
する。
Thereafter, in exactly the same way, when effective pulses capable of inverting the output state of the first bistable circuit 16 or the third bistable circuit 22 are alternately applied to the input terminals M and B, the distribution period In order to repeat the inversion operation at an inversion period corresponding to When the frequency becomes higher than the frequency of the pulse signal applied to the input terminal of the first bistable circuit 16, and an invalid pulse as shown in FIG. and the output state of the second ice stabilizing circuit 22 is not inverted;
At the leading edge of the invalid pulse, the m
Since the input level of the D gate 12 or the ND gate 13 becomes II HIf, the input level of the ND gate 13 is delayed by one gate.
The D gate 12 or the ND gate 13 generates an output signal as shown in FIG. 12 or 13.

尚、第11図の回路の入力端子ムあるいはBに第12図
に示すようなパルス幅の広いパルス信号が印加されたと
しても、第3の双安定回路22が前記パルス信号のリー
ディングエツジにおいて反転動作を行ない、第1の双安
定回路16が前記パルス信号のトレイリングエツジにお
いて反転動作を行ない、周波数検出手段を構成するムN
Dゲート12およびムNDゲート13は前記第1の双安
定回路の反転動作が完了してから無効パルスのリーディ
ングエツジにおいて出力信号を発生するように接続され
ているため、動作の確実性は論理的に保証される。
Note that even if a pulse signal with a wide pulse width as shown in FIG. 12 is applied to the input terminal M or B of the circuit in FIG. operation, the first bistable circuit 16 performs an inversion operation at the trailing edge of the pulse signal, and the module N constituting the frequency detection means
Since the D gate 12 and the ND gate 13 are connected to generate an output signal at the leading edge of the invalid pulse after the inversion operation of the first bistable circuit is completed, the reliability of operation is logical. guaranteed.

尚、第11図に示した周波数比較器は第1の双安定回路
および第3の双安定回路の出力端子からは第12図18
.19,10.11に示すような位相比較出力信号が得
ら7れ、第2の双安定回路の出力端子からは周波数比較
信号(直流レベIv )が得られ、第1図に示した位相
および周波数比較器に比べると、位相比較出力と周波数
比較出力が独立して取り出せると云う特徴を有している
が、第11図の位相比較出力端子0.Dおよび周波数比
較出力端子R,Fに第13図に示すような合成回路を接
続することによって、その出力端子X、Yからは第1図
の回路の出力端子X、Yと全く同じ信号を得ることも出
来る。
Note that the frequency comparator shown in FIG.
.. A phase comparison output signal as shown in Fig. 19 and 10.11 is obtained, and a frequency comparison signal (DC level Iv) is obtained from the output terminal of the second bistable circuit. Compared to a frequency comparator, it has the feature that the phase comparison output and the frequency comparison output can be taken out independently, but the phase comparison output terminal 0. By connecting a synthesis circuit as shown in Fig. 13 to D and frequency comparison output terminals R and F, the output terminals X and Y obtain exactly the same signals as the output terminals X and Y of the circuit shown in Fig. 1. You can also do that.

尚、第11図では第3の双安定回路22の出力端−子’
180,190が位相比較出力端子りおよびCKJ&’
続されているが、第14図に示すように、第1の双安定
回路16の出力端子100,110を前記位相比較出力
端子りおよびCに接続してもよい。
In addition, in FIG. 11, the output terminal ' of the third bistable circuit 22
180 and 190 are phase comparison output terminals and CKJ&'
However, as shown in FIG. 14, the output terminals 100, 110 of the first bistable circuit 16 may be connected to the phase comparison output terminals RI and C.

さて、第16図も本発明に関連して構成された別の周波
数比較器の論理構成図を示したもので、入力端子231
L 、24L 、出力端子23 d、24dがたがいに
クロスカップリングされたNORゲート23とNORゲ
ート24によって第1の双安定回路26が構成され、前
記NORゲート23の入力端子23bは第1の入力線路
既に接続され、前記NORゲート24の入力端子24b
は第2の入力線路すに接続され、一方の入力端子26a
が第2の入力線路すに接続され1、他方の入力端子26
bが前記第1の双安定回路26の出力端子24dに接続
されたORゲート26の出力端子260が前記NORゲ
ート23の入力端子23Qに接続され一方の入力端子2
7&が第1の入力線路aに接続され、他方の入力端子2
7bが前記第1の双安定回路26の出力端子23dに接
続されたORゲート27の出力端子270が、前記NO
Rゲート24の入力端子240に接続されて遅延手段が
構成されている。
Now, FIG. 16 also shows a logical configuration diagram of another frequency comparator constructed in connection with the present invention, in which the input terminal 231
A first bistable circuit 26 is constituted by a NOR gate 23 and a NOR gate 24 whose output terminals 23d and 24d are cross-coupled to each other, and an input terminal 23b of the NOR gate 23 is a first input terminal. The line is already connected to the input terminal 24b of the NOR gate 24.
is connected to the second input line 26a, and one input terminal 26a
is connected to the second input line 1, and the other input terminal 26
b is connected to the output terminal 24d of the first bistable circuit 26, and the output terminal 260 of the OR gate 26 is connected to the input terminal 23Q of the NOR gate 23, one input terminal 2.
7& is connected to the first input line a, and the other input terminal 2
7b is connected to the output terminal 23d of the first bistable circuit 26, and the output terminal 270 of the OR gate 27 is connected to the NO
It is connected to the input terminal 240 of the R gate 24 to constitute a delay means.

第16図は第16図の各部の信号波形図を示したもので
あり、NORゲート23 、14の出力レペ)vが@L
、、NORゲート24 、15の出力レベルが・H・と
なっているもとて入力端子ムに第16図ムに示すような
パルス信号が印加されたとき、そのリーディングエツジ
においてORゲート27の入力端子271Lのレベルが
・H,になるから、1ゲ一ト分遅れて前記ORゲート2
7の出力レベルが・H−に移行する。
FIG. 16 shows a signal waveform diagram of each part in FIG.
, , the output level of the NOR gates 24 and 15 is H. When a pulse signal as shown in FIG. 16 is applied to the input terminal M, the input of the OR gate 27 is Since the level of the terminal 271L becomes ・H, the above-mentioned OR gate 2 is delayed by one gate.
7's output level shifts to ・H-.

前記ORゲート27の出力レベルが・HIIに移行する
と、1ゲ一ト分遅れてNORゲート24の出力レベルが
、・L・に移行し、さらに1ゲ一ト分遅れてORゲート
26の出力レベルが@ HIIから・L・に移行する。
When the output level of the OR gate 27 shifts to -HII, the output level of the NOR gate 24 shifts to -L with a delay of one gate, and the output level of the OR gate 26 shifts to -L with a delay of one gate. moves from @HII to ・L・.

この時点で入力端子ムのパルヌが消滅している。At this point, the parnu of the input terminal has disappeared.

すなわち、前記入力端子ムのレベルが・L IIに戻っ
ていれば前記ORゲート26の出力レベルが・L#に移
行してから1ゲ一ト分遅れてNORゲート23の出力レ
ベルが@L#からII H#に移行するが、第10図ム
のように入力パルス信号のパルス幅が広く、前記ORゲ
ート26の出力レベルがto L・に移行した直後に前
記入力端子ムのレベルが・H・になっている場合には、
前記NORゲート23の出力レベルは・L−のままとな
る。
That is, if the level of the input terminal M returns to -L II, the output level of the NOR gate 23 shifts to @L# with a delay of one gate after the output level of the OR gate 26 shifts to -L#. However, as shown in FIG. 10, the pulse width of the input pulse signal is wide, and immediately after the output level of the OR gate 26 shifts from・If it is,
The output level of the NOR gate 23 remains at L-.

前記入力端子ムに印加されたパルスのトレイリングエツ
ジにおいて、そのレベルが・L#に移行すると、ORゲ
ート27を介してNORゲート24の入力端子240の
レベルが・L・になるよりも早<NORゲート23の入
力端子23bのレベルがto L 、になるので、−前
記NORゲート23の出力レベルがいち早く・H・に移
行し、前記NORゲート24の出力レベルは・L#のま
まとなる。−同様に、今度は入力端子Bにパルスが印加
されたときニーそのリーディングエツジにおいて、OR
ゲート26の出力レベルがa l(nに移行し、その結
果、NORゲー)2gの出力レベルが@L、になり、続
いてORゲート27の出力レベルが・L。
At the trailing edge of the pulse applied to the input terminal, when the level shifts to -L#, the level at the input terminal 240 of the NOR gate 24 changes to -L# via the OR gate 27 faster than the level at the input terminal 240 becomes -L. Since the level of the input terminal 23b of the NOR gate 23 becomes to L, the output level of the NOR gate 23 quickly shifts to -H, and the output level of the NOR gate 24 remains at -L#. -Similarly, when a pulse is applied to input terminal B, at the leading edge of the knee, OR
The output level of the gate 26 shifts to a l (n, and as a result, the output level of the NOR game) 2g becomes @L, and then the output level of the OR gate 27 becomes -L.

に移行し、トレイリングエツジにおいてNORゲート2
4の出力レベルが・H・に移行する。
NOR Gate 2 at Trailing Edge
4's output level shifts to ・H・.

この様な動作を繰り返している間(入力端子ムと入力端
子Bに交互に1個ずつのパルスが印加されている間)は
第16図からもわかるようにムNDゲー)12.13の
出°カレベルは@L#であるが、例えば、入力端子Bに
第16図Bの82の如き無効パルスが印加されたとき、
そのリーディングエ・ツジにおいて前記ムNDゲート1
3の人出端子131Lおよび13bのレベルがともに@
H#になるので、その出力レベルは・H・に移行するが
、前記入力端子Bのレベルが・H・・になることによっ
てNORゲート24の出力レベルが鵠L#に移行するの
で、前記ムNDゲート13の出力レベルが・H・になっ
ている期間は前記NORゲート24の信号伝達遅れ時間
に相当するだけの期間となる。
While repeating this operation (while one pulse is applied alternately to input terminals M and B), as can be seen from Figure 16, the output of 12.13 The voltage level is @L#, but when an invalid pulse such as 82 in FIG. 16B is applied to the input terminal B, for example,
At the leading edge, the Mund Gate 1
The levels of output terminals 131L and 13b of 3 are both @
Since the output level becomes H#, the output level shifts to ・H. However, as the level of the input terminal B becomes ・H..., the output level of the NOR gate 24 shifts to L#, so the output level of the input terminal B becomes ・H. The period during which the output level of the ND gate 13 is .H. is a period corresponding to the signal transmission delay time of the NOR gate 24.

入力端子ムに第16図ムのム2に示すような無効パルス
が印加された場合にはムNDゲート12の出力レベルが
ごく短かい期間だけ、・H・に移行する。
When an invalid pulse as shown in FIG. 16, M2 is applied to the input terminal M, the output level of the MND gate 12 shifts to H for a very short period.

入力端子Bに印加される無効パルスB2によってムND
ゲート13の出力レベルがto Hyrに移行すると、
第16図14.15に示すように、まず1ゲ一ト分遅れ
てNORゲート16の出力レベルが・L−に移行し、続
いてNORゲート14の出力レベルが・H・に移行する
。 − さらに、入力端子ムに印加される無効パルスム2によっ
てムNDゲート12の出力レベルが・H・に移行すると
、今度はNORゲート14の出力レベルが@L#に移行
し、続いてNoIn’−)15の出力レベルか−・H・
に移行する。
Due to the invalid pulse B2 applied to the input terminal B, the
When the output level of gate 13 shifts to Hyr,
As shown in FIG. 14.15, first, the output level of the NOR gate 16 shifts to -L- with a delay of one gate, and then the output level of the NOR gate 14 shifts to -H. - Further, when the output level of the ND gate 12 shifts to ・H due to the invalid pulse 2 applied to the input terminal MU, the output level of the NOR gate 14 shifts to @L#, and then the output level of the NOR gate 14 shifts to @L#, and then the output level of the NOR gate 14 shifts to ) 15 output level -・H・
to move to.

第16図の回路も第11図の回路と同様に、入力端子ム
あるいはBに印加される有効パルスのトレイリングエツ
ジの後に第1の双安定回路26の反転動作が完了する遅
延手段を備えているので入力信号の周波数判別のだめの
周波数検出手段の動作の確実性は論理的に保証される。
The circuit of FIG. 16, like the circuit of FIG. 11, also includes delay means for completing the inversion operation of the first bistable circuit 26 after the trailing edge of the valid pulse applied to the input terminal M or B. Therefore, the reliability of the operation of the frequency detecting means for determining the frequency of the input signal is logically guaranteed.

ところで、第16図を見れば、第15図のORゲート2
6あるいはORゲート27の出力信号波形も入力端子ム
およびBに印加されるパルス信号間の位相差に依存して
いることがわかるが、当然のことながら、第17図に示
すように、前記OR比較出力信号を取り出すことも出来
る。
By the way, if you look at Figure 16, you will see that OR gate 2 in Figure 15
It can be seen that the output signal waveform of OR gate 27 also depends on the phase difference between the pulse signals applied to input terminals M and B. Naturally, as shown in FIG. It is also possible to take out a comparison output signal.

尚、第11図あるいは第15図に示した周波数比較器を
チャージポンプ回路、あるいは位相比較出力信号と周波
数比較出力信号の合成回路を付加せずに、そのまま単独
に位相比較器として用いても第1図に示した位相および
周波数比較器に第2図に示したチャージポンプ回路を連
結した装置と同等の機能を発揮させることが出来る。
Note that the frequency comparator shown in FIG. 11 or 15 may be used as a phase comparator alone without adding a charge pump circuit or a circuit for synthesizing the phase comparison output signal and the frequency comparison output signal. It is possible to achieve the same function as the device in which the phase and frequency comparator shown in FIG. 1 is connected to the charge pump circuit shown in FIG. 2.

例えば、第11図あるいは第16図の周波数比較器を用
いて第6図に示したPLLを構成した場合(第6図の2
端子は第11図あるいは第16図の!端子に接続する。
For example, if the PLL shown in FIG. 6 is configured using the frequency comparator shown in FIG. 11 or FIG.
The terminals are shown in Figure 11 or Figure 16! Connect to the terminal.

)、ループの動作は第1図の位相および周波数比較器と
第2図のチャージポンプ回路を用いた場合と全く同じで
あることが確認出来る。
), it can be confirmed that the operation of the loop is exactly the same as when using the phase and frequency comparator of FIG. 1 and the charge pump circuit of FIG. 2.

第11図あるいは第16図の周波数比較器がそのままP
LLにおける位相および周波数比較器として用いること
が出来るのは、第12図あるいは第16図からもわかる
ように、一方の入力端子に印加される信号周波数が第4
6図の1に示すように交互に高くなったり低くなったり
したときには出力端子EあるいはFからは入力端子ムお
よびBに印加されるパルス信号の位相関係に依存した矩
形波出力が得られるためである。
The frequency comparator in Figure 11 or Figure 16 can be used as is.
As can be seen from FIG. 12 or FIG. 16, it can be used as a phase and frequency comparator in LL when the signal frequency applied to one input terminal is 4th.
6 This is because when the pulse signal alternately increases and decreases as shown in Figure 1, a rectangular wave output is obtained from the output terminal E or F depending on the phase relationship of the pulse signal applied to the input terminals M and B. be.

また、第11図あるいは第16図の周波数比較器の位相
比較出力と周波数比較出力を第18図に示すような簡単
な抵抗合成回路によって合成すると、第1図の位相およ
び周波数比較器に第6図のチャージポンプ回路を連結し
た場合と全く同じ出力特性が得られる。
Furthermore, if the phase comparison output and frequency comparison output of the frequency comparator shown in FIG. 11 or 16 are combined using a simple resistance combining circuit as shown in FIG. Exactly the same output characteristics as when the charge pump circuits shown in the figure are connected can be obtained.

このように、第11図あるいは第15図(第14図、第
17図についても同じである。、)に示した周波数比較
器、第1図およ−び第2図、あるいは第1図および第6
図の回路に比べてはるかに簡単な構成で、同じ機能を発
揮することが出来るだけでなく、位相比較出力と周波数
比較出力が独立して取り出せるので、位相比較出力と周
波数比較出力の合成回路の構成をもつと複雑なものにす
ることによ−てさらに多くの機mlを発揮させることも
出来る。
In this way, the frequency comparator shown in FIG. 11 or FIG. 15 (the same applies to FIGS. 14 and 17), FIGS. 6th
It has a much simpler configuration than the circuit shown in the figure, and not only can it perform the same function, but also the phase comparison output and frequency comparison output can be taken out independently. By making the configuration more complex, even more functionality can be achieved.

さて、本発明の実施態様は、第2の入力線路に印加され
るパルス信号のリーディングエツジカラ次のリーディン
グエツジまでの間に第1の入力線路に印加されるパルス
信号のリーディングエツジが2箇所以上存在したときに
出力信号を発生すぬ第1の周波数検出手段と、前記第1
の入力線路に印加されるパルヌ信号のリーディングエツ
ジから次のリーディングエツジまでの間に、前記第2の
入力線路に印加されるパルス信号のリーディングエツジ
が2箇所以上存在したときに出力信号を発生する第2の
周波数検出手段を備えたものにおいて、前記第1および
第2の周波数検出手段からの出力信号によって動作する
少なくとも2個の双安定回路(備え、前記双安定回路の
出力状態によって前記第2の入力線路に印加されるパル
ス信号の周波数が前記第1の入力線路に印加されるパル
ヌ信号の周波数よりも低い、同じ高いの判別を行なうよ
う構成したものである。
Now, in an embodiment of the present invention, the leading edge of the pulse signal applied to the first input line is set at two or more points between the leading edge of the pulse signal applied to the second input line and the leading edge of the pulse signal applied to the first input line. a first frequency detection means that generates an output signal when the first frequency detection means is present;
An output signal is generated when there are two or more leading edges of the pulse signal applied to the second input line between one leading edge of the PALNU signal applied to the input line of the second input line and the next leading edge of the PALNU signal applied to the input line of In the device comprising a second frequency detecting means, at least two bistable circuits are operated by the output signals from the first and second frequency detecting means, and the second frequency detecting means operates according to the output state of the bistable circuit. The frequency of the pulse signal applied to the first input line is lower than or higher than the frequency of the PALNU signal applied to the first input line.

第19図は本発明に基づいて構成された位相お・よび周
波数比較器の論理構成□図であり、第10周波数検出手
段の出力信号によってセットされる第1の双安定回路と
、第2の周波数検出手段の出力信号によってセットされ
る第2の双安定回路と、前記第1および第2の双安定回
路がともにセ、スト状態になったとき、前記第1および
第2の双安定回路をリセットするリセット手段を有して
いる。
FIG. 19 is a logical configuration diagram of a phase and frequency comparator constructed based on the present invention, which includes a first bistable circuit set by the output signal of the tenth frequency detection means, and a second bistable circuit set by the output signal of the tenth frequency detection means. When the second bistable circuit set by the output signal of the frequency detection means and the first and second bistable circuits are both in the set state, the first and second bistable circuits are set. It has a reset means for resetting.

第19図において、)NORゲート10とNORゲート
11による双安定回路1′6は第1の入力線路aと第2
の入力線路すに印加されるパルメ信号間の位相差を検出
する位相差検出手段を構成しており、Dフリップフロッ
プ28とDフリップフロップ29が第1および第2の双
安定回路を構成しており、前記双安定回路16と前記D
フリップフロップ28のD端子D1 ならびにクロック
端子C1が第1の周波数検出手段を構成しており前記双
安定回路16と前記Dフリップフロップ29のD端子D
2ならびにクロック端子C2が第2の周波数検出手段を
構成しており、ムllIDゲート30によるリセットゲ
ートがリセット手段を構成している。
In FIG. 19, a bistable circuit 1'6 consisting of a NOR gate 10 and a NOR gate 11 has a first input line a and a second input line a.
The D flip-flop 28 and the D flip-flop 29 constitute a first and second bistable circuit. The bistable circuit 16 and the D
The D terminal D1 of the flip-flop 28 and the clock terminal C1 constitute the first frequency detection means, and the D terminal D of the bistable circuit 16 and the D flip-flop 29 constitute the first frequency detection means.
2 and the clock terminal C2 constitute the second frequency detection means, and the reset gate formed by the mul ID gate 30 constitutes the reset means.

さて、第19図に示した位相および周波数比較器の入力
端子ムおよびBに第20図ムおよびBに示すようなパル
ス信号を印加したとき、NORゲート10,11、Dフ
リップフロップ28の出力端子Q1. Dフリップフロ
ップ29の出力端子Q2゜ムNDゲート30.NORゲ
ート31.ムNDゲート32、NORゲート33の出力
信号波形はそれぞれ第20図の10.11.2B、29
,30゜31.32.33の如く変化するが、まず、あ
らかじめ前記Dフリップフロップ28.29の出力レベ
ルが・L・になっているもとで、入力端子Bに印加され
るパルス信号の周波数が低くなって第20図のムのム3
で示すような無効パルスが現われたとき、Dフリップフ
ロップ28のD端子D1のレベル、つ4すNORゲート
11の出力レベyはあらかとめ・H・になっているから
前記Dフリップフロップ28の出力レベルは@H#にセ
ットされる。
Now, when a pulse signal as shown in FIG. 20 M and B is applied to the input terminal M and B of the phase and frequency comparator shown in FIG. Q1. Output terminal Q2゜ND gate 30 of D flip-flop 29. NOR gate 31. The output signal waveforms of the ND gate 32 and NOR gate 33 are shown in 10.11.2B and 29 in FIG. 20, respectively.
, 30° 31, 32, 33. First, the frequency of the pulse signal applied to the input terminal B is changed with the output level of the D flip-flop 28, 29 set to ・L・becomes lower and the number 3 in Figure 20 is lowered.
When an invalid pulse as shown in the figure appears, the level of the D terminal D1 of the D flip-flop 28 and the output level y of the NOR gate 11 are clearly H. The output level is set to @H#.

前記Dフリップフロップ28がセットされて出力端子Q
1のレベルが・H・になると同時に前記Dフリップフロ
ップ28のセット端子S1のレベルも・H・になるから
、以後前記Dフリップフロップ2Bのクロック端子C1
にパルス信号が印加されても前記Dフリップフロップ2
8の出力状態が反転することはない。
The D flip-flop 28 is set and the output terminal Q
Since the level of the set terminal S1 of the D flip-flop 28 becomes H at the same time as the level of the D flip-flop 28 becomes H, the clock terminal C1 of the D flip-flop 2B becomes
Even if a pulse signal is applied to the D flip-flop 2
The output state of 8 is never reversed.

つぎに、入力端子Bに印加されるパルス信号の周波数が
高くなって(あるいは入力端子ムに印加されるパルス信
号の周波数が低くな゛つて)、第20図のBのB5で示
すような無効パルスが生じると、今度はDツーリップフ
ロップ29の出力レベルが・H・にセットされるが、前
記Dフリップフロップ29の出力レベル75f、H,に
移行するとムNDゲー)30の入力端子301L 、3
0bのレベルがともに41 H・になり、前記ムNDゲ
ート3oの出力レベルが−H・に移行して前記Dフリッ
プフロップ28および29はいずれもリセットされる。
Next, as the frequency of the pulse signal applied to the input terminal B increases (or as the frequency of the pulse signal applied to the input terminal B decreases), an invalid state as shown by B5 in B in FIG. 20 occurs. When the pulse is generated, the output level of the D-two flip-flop 29 is set to H, but when the output level 75f of the D flip-flop 29 shifts to H, the input terminal 301L of the ND game) 30, 3
Both the levels of 0b become 41 H., the output level of the ND gate 3o shifts to -H., and both the D flip-flops 28 and 29 are reset.

(ANDNOゲートの出力端子−300はDフリソフリ
ロップ28.29のリセット端子R1,R2に接続され
ている。) 入力端子Bに印加されるパルス信号の周波数がさらに高
くなって第20図BのB4で示される無効パルスが生じ
ると、再び前記pフリップフロップ29の出力レベルが
at Hnにセットされるが、今度は前記Dフリ、ツブ
フロップ28の出力レベルが・L・になっているため、
前記Dフリップフロップ290セット状態は入力端子ム
に無効パルスが生じるまで保持される。
(The output terminal -300 of the ANDNO gate is connected to the reset terminals R1 and R2 of the D Friso flip flop 28.29.) The frequency of the pulse signal applied to the input terminal B becomes higher and reaches B4 in FIG. 20B. When the indicated invalid pulse occurs, the output level of the P flip-flop 29 is set to at Hn again, but this time the output level of the D flip-flop 28 is set to L.
The D flip-flop 290 set state is maintained until an invalid pulse occurs at the input terminal.

一方、NORゲート31の出力レベルは入力端子ムおよ
びBに印加されるパルメ信号の周波数が完全に等しくな
−ったときにのみ2H・レベルとなり(第20図に示し
だ信号波形は動作の説明をわかり易くす々ために、入力
端子ムおよびBに印加されるパルス信号の周波数が急廠
に変化した場合を例にとって示しであるので、あたかも
周波数が等しくなっていなくともNORゲート31の出
力レベルが・H・になるように見えるが、実際には周波
数が少しでも異なっていればきらず無効パルスが連続的
に発生するため、NORゲート31の出力レベルは必ら
ず・L・になる。)、このとき双安定回路16による位
相差検出手段からの矩形波出力信号がムNDゲート32
を通してNORゲート33の一方の入力端子33aに印
加される。
On the other hand, the output level of the NOR gate 31 becomes 2H level only when the frequencies of the palme signals applied to the input terminals M and B become completely equal (the signal waveform shown in Fig. 20 is an explanation of the operation). In order to make it easier to understand, the following example shows a case where the frequency of the pulse signals applied to the input terminals M and B suddenly changes, so even if the frequencies are not equal, the output level of the NOR gate 31 will be It appears to be ・H, but in reality, if there is even a slight difference in frequency, invalid pulses are generated continuously, so the output level of the NOR gate 31 is always ・L.) At this time, the rectangular wave output signal from the phase difference detection means by the bistable circuit 16 is transmitted to the ND gate 32.
The signal is applied to one input terminal 33a of the NOR gate 33 through the signal.

前記NORゲート33の他方の入力端子33bはDフリ
ップフロップ28の出力端子Q1に接続されているので
、前記NORゲート33の出力端子330に現われる出
力信号、すなわち、出力端子2の信号は第20図33に
示すようになり、入力端子Bに印加されるパルス信号の
周波数が入力端子ムに印加されるパルス信号の周波数よ
りも低いときには・L、−レベル一定で、同じになった
とき、両信号の位相差に依存した矩形波信号が現われ、
高くなったときには・H・レベル一定となる。
Since the other input terminal 33b of the NOR gate 33 is connected to the output terminal Q1 of the D flip-flop 28, the output signal appearing at the output terminal 330 of the NOR gate 33, that is, the signal at the output terminal 2 is as shown in FIG. As shown in 33, when the frequency of the pulse signal applied to input terminal B is lower than the frequency of the pulse signal applied to input terminal B, L, - level is constant, and when they become the same, both signals A square wave signal appears that depends on the phase difference of
When it gets high, the H level remains constant.

したがって、第21図に示した位相および周波数比較器
によれば、第8図に示したような理想的な3ヌテートの
出力特性が得られることになる。
Therefore, according to the phase and frequency comparator shown in FIG. 21, the ideal 3-nutate output characteristics as shown in FIG. 8 can be obtained.

もちろん、第19図のDフリップフロップ28および2
9を外部操作(手動操作)によりリセット出来る様なリ
セット回路を設けておけば、オープンループで用いた場
合にも周波数を制御することの出来る位相比較器として
動作することは云うまでもない。
Of course, D flip-flops 28 and 2 in FIG.
It goes without saying that if a reset circuit is provided so that 9 can be reset by external operation (manual operation), it will operate as a phase comparator that can control the frequency even when used in an open loop.

尚、第19図においてムNDゲート32とNORゲート
33は位相比較出力と周波数比較出力を合成する合成手
段を構成しているが、第19図の場合、前記ムNDゲー
ト32は負論理の論理和ゲートとして用いられ、前記N
ORゲート33は同じく負論理の論理積ゲートとして用
いられている。
In FIG. 19, the ND gate 32 and the NOR gate 33 constitute a synthesizing means for synthesizing the phase comparison output and the frequency comparison output, but in the case of FIG. It is used as a sum gate, and the N
The OR gate 33 is also used as a negative logic AND gate.

さて、第21図は第19図と同様の動作を行なう位相お
よび周波数比較器の別の論理構成を示したもので、NA
NI)ゲート34とNARDゲート36による第1の双
安定回路36、NARDゲート37とNARDゲート3
8による第2の双安定回路39.4人力NANI)ゲー
ト40によるリセットゲート(リセット手段)、ORゲ
ート41とムNDゲート42による合成手段は本発明に
基づいて構成され、IIANDゲート43とNARDゲ
ート44による第3の双安定回路46、NARDゲート
46と貨ムNDゲート47による第4の双安定回路48
、前記第4の双安定回路48と3人カHANDゲート4
9と3人力HムNDゲート60による遅延手段、前記第
3の双安定回路46.と前記遅延手段とORゲート51
による第1の周波数検出手段、前記第3の双安定回路4
6と前記遅延手段とORゲート62による第2の周波数
検出手段はいずれも第11図に基づいて構成されている
Now, FIG. 21 shows another logical configuration of a phase and frequency comparator that performs the same operation as FIG.
NI) First bistable circuit 36 with gate 34 and NARD gate 36, NARD gate 37 and NARD gate 3
The second bistable circuit 39 by 8, the reset gate (reset means) by 4 manual NANI) gate 40, the synthesis means by OR gate 41 and ND gate 42 are constructed according to the present invention, and the IIAND gate 43 and NARD gate A third bistable circuit 46 based on 44 and a fourth bistable circuit 48 based on a NARD gate 46 and a common ND gate 47.
, the fourth bistable circuit 48 and the three-person HAND gate 4
9 and a delay means by a three-way ND gate 60, the third bistable circuit 46. and the delay means and the OR gate 51
the third bistable circuit 4;
6, the delay means, and the second frequency detection means including the OR gate 62 are all constructed based on FIG.

第21図における第1の周波数検出手段と第2の周波数
検出手段は第11図の第1の周波数検出手段と第2の周
波数検出手段と全く同じ構成であり、一方が正論理構成
であるのに対して、他方は負論理構成である。
The first frequency detection means and second frequency detection means in FIG. 21 have exactly the same configuration as the first frequency detection means and second frequency detection means in FIG. 11, and one has a positive logic configuration. In contrast, the other has a negative logic configuration.

尚、第21図においてHANDゲート34、HANDゲ
ート36、HANDゲート37 、NARDゲート38
.4人力NANDゲート40による回路構成は第1図に
おける4個の2人カHANDゲートと1個の4人力HA
NDゲートによる回路構成と全く同じであるが、第1図
ではこれら6個のNANDゲートが2個の入力端子に交
互に印加されるパルス信号の位相差の検出および周波数
の高低の検出を行なうのに対して、第21図においては
これらの動作機能は別個に設けられた位相差検出手段な
らびに第1および第2の周波数検出手段が受は持ってお
り、6個のNANDゲートによって構成された回路は前
記第1および第2の周波数検出手段からの出力信号に基
づいて、一方の入力端子に印加されるパルス信号の周波
数が他方よりも低い場合、高い場合、あるいは等しい場
合の3段階に対応した直流出力を発生する判別回路を構
成しており、入力パルス信号の周波数が゛急変したとき
の遷移時を除いては6個のHANDゲートの出力レベル
が変化することはない。
In addition, in FIG. 21, HAND gate 34, HAND gate 36, HAND gate 37, NARD gate 38
.. The circuit configuration of the 4-man power NAND gate 40 consists of four 2-man power HAND gates and one 4-man power HA in FIG.
The circuit configuration is exactly the same as the circuit configuration using ND gates, but in Figure 1, these six NAND gates detect the phase difference and the high/low frequency of the pulse signals that are applied alternately to the two input terminals. On the other hand, in FIG. 21, these operating functions are carried out by separately provided phase difference detection means and first and second frequency detection means, and the circuit is composed of six NAND gates. corresponds to three stages in which the frequency of the pulse signal applied to one input terminal is lower than, higher than, or equal to the other, based on the output signals from the first and second frequency detection means. It constitutes a discrimination circuit that generates a DC output, and the output levels of the six HAND gates do not change except during transitions when the frequency of the input pulse signal suddenly changes.

さて、略2ん図は第21図の周波数判別回路および合成
回路の各部の信号波形図を示したもので第1の周波数検
出手段を構成するORゲート51、第2の周波数検出手
段を構成するORゲート62からそれぞれ第22図51
.52に示すような信号波形が印加されたとき、HAN
Dゲート34、NANDゲート36、HANDゲート3
7、NANDゲート38、HANDゲート4oの出力信
号波形はそれぞれ第22図34 、35 、37 、3
8 。
Now, Fig. 2 shows a signal waveform diagram of each part of the frequency discrimination circuit and synthesis circuit of Fig. 21, in which the OR gate 51 constitutes the first frequency detection means and the second frequency detection means constitutes the signal waveform diagram. FIG. 22 51 from the OR gate 62, respectively.
.. When a signal waveform as shown in 52 is applied, HAN
D gate 34, NAND gate 36, HAND gate 3
7. The output signal waveforms of the NAND gate 38 and HAND gate 4o are shown in FIG. 22, 34, 35, 37, and 3, respectively.
8.

40の如くなる。It will be like 40.

すなわち、あらかじめ前記HANDゲート34゜37の
出力レベルが@L H1前記NANDゲート35.38
の出力レベルが・H#になっているもとで、まず、第1
の周波数検出手段の出力線路Cに負方向のパルスが印加
されたとき(この状態は入力端子ムに印加されるパルス
信号の周波数が入力端子Bに印加されるパルス信号の周
波数よりも高くなったときに生じる。)、そのリーディ
ング・  エツジにおいて前記WANDゲート34の出
力レベルが・H#に移行し、続いて前記NムーHDゲー
ト36の出力レベルが・L#に移行する。
That is, the output level of the HAND gate 34.37 is set to @L H1 the NAND gate 35.38
First, with the output level of ・H#,
When a negative direction pulse is applied to the output line C of the frequency detection means (this state occurs when the frequency of the pulse signal applied to the input terminal B becomes higher than the frequency of the pulse signal applied to the input terminal B). ), at its leading edge, the output level of the WAND gate 34 shifts to -H#, and then the output level of the Nmu HD gate 36 shifts to -L#.

前記出力線路Cにさらに続いてパルス信号が印加されて
も前記HANDゲート34.35.37゜38.40の
出力レベルは全ぐ変化しないが、入力端子ムに印加され
るパルス信号の周波数が低く、なって第2の周波数検出
手段の出力線路dに第22図62に示すような負゛方向
のパルスが印加されると、そのリーディングエ′ツジに
おいて前記HANDゲート37の出力レベルが・H−に
移行し、続いて前記HANDゲート38の出力レベ〜が
舗L#に移行する。
Even if a pulse signal is further applied to the output line C, the output level of the HAND gate 34, 35, 37, 38, 40 does not change at all, but the frequency of the pulse signal applied to the input terminal M is low. , so that when a negative direction pulse as shown in FIG. 22 is applied to the output line d of the second frequency detection means, the output level of the HAND gate 37 becomes .H- at its leading edge. Then, the output level of the HAND gate 38 shifts to L#.

前記出力線路dに印加されるパルヌのトレイリングエツ
ジにおいて前記NANDゲート40のすべての入力端子
のレベルが・H−になるから前記HA)inゲート40
の出力レベルはM L jlに移行し、双安定回路36
および39がリセットされた後に再び・H・に復帰する
(第22図の1点)。
Since the level of all input terminals of the NAND gate 40 becomes H- at the trailing edge of the PALNU applied to the output line d, the HA)in gate 40
The output level of shifts to M L jl, and the bistable circuit 36
And after 39 is reset, it returns to .H. (point 1 in FIG. 22).

入力端子ムに印加されるパルス信号の周波数が再び高く
なって前記出力線路Cに第22図すに示すパルスが印加
されたとき、NANDゲート34は再び・H・に移行し
、続いてHANDゲート36の出力レベルが@L#にな
る。
When the frequency of the pulse signal applied to the input terminal C becomes high again and the pulse shown in FIG. 22 is applied to the output line C, the NAND gate 34 shifts to H again, and then The output level of 36 becomes @L#.

続いて入力端子ムに印加されるパルス信号の周波数が低
くなって前記出力線路dに第22図Cに示すパルスが印
加されたときHANDゲート37の出力レベルが・H・
に移行し、続いてHANDゲート38の出力レベルが・
L・に移行するが、HANDゲート40によるリセット
ゲートがリセットパルスを発生するので双安定回路36
および39はリセットされる。
Subsequently, when the frequency of the pulse signal applied to the input terminal M becomes low and the pulse shown in FIG. 22C is applied to the output line d, the output level of the HAND gate 37 becomes .H.
Then, the output level of the HAND gate 38 becomes -
However, since the reset gate by the HAND gate 40 generates a reset pulse, the bistable circuit 36
and 39 are reset.

入力端子ムに印加されるパルス信号のM+波数が入力端
子Bに印加されるパルス信号の周波数よりもわずかでも
低くなっていれば、第22図のC゛。
If the M+ wave number of the pulse signal applied to the input terminal B is even slightly lower than the frequency of the pulse signal applied to the input terminal B, C' in FIG.

d、e、fのように出力線路dには次々と負方向のパル
スが印加されるが、第22図のdに示すパルスが印加さ
れたとき、HANDゲート37の出力レベルが・H#に
移行し続いてNARDゲート38の出力レベルが・L・
に移行して、以後は出力線路Cにパルスが印加されない
限り、この状態は不変となる。
Negative direction pulses are applied to the output line d one after another like d, e, and f, but when the pulse shown in d in FIG. 22 is applied, the output level of the HAND gate 37 reaches ・H#. Then, the output level of the NARD gate 38 becomes ・L・
This state remains unchanged unless a pulse is applied to the output line C.

以上の動作をまとめると、入力端子ムに印加されるパル
ス信号の周波数が入力端子Bに印加されるパルス信号の
周波数よりも高くなると第1の周波数検出手段を構成す
るORゲート61は連続的に負方向のパルスを発生する
からHANDゲート。
To summarize the above operation, when the frequency of the pulse signal applied to the input terminal B becomes higher than the frequency of the pulse signal applied to the input terminal B, the OR gate 61 constituting the first frequency detection means continuously It is a HAND gate because it generates a pulse in the negative direction.

34の出力レベルは・H#に固定され、一方、入力端子
ムに印加されるパルス信号の周波数が入力端子Bに印加
されるパルス信号の周波数よりも低くなると、第2の周
波数検出手段を構成するORゲート62は連続的に負方
向のパルスを発生するから、HA)iDゲート37の出
力レベルは@ H#1に固定され、これらの遷移領域に
おいて、前記第1および第2の周波数検出手段からパル
ス信号が供給されなくなったとき、すなわち入力端子ム
と入力端子Bに印加されるパルス信号の周波数が完全に
等しくなったときには前記NARDゲート34および前
記NARDゲート37の出力レベルハいずれも・L・に
固定される。
The output level of 34 is fixed to H#, and on the other hand, when the frequency of the pulse signal applied to the input terminal B becomes lower than the frequency of the pulse signal applied to the input terminal B, the second frequency detection means is configured. Since the OR gate 62 continuously generates negative pulses, the output level of the HA) iD gate 37 is fixed at @H#1, and in these transition regions, the first and second frequency detection means When the pulse signal is no longer supplied from the input terminal B, that is, when the frequencies of the pulse signals applied to the input terminals M and B become completely equal, the output levels of the NARD gate 34 and the NARD gate 37 both become ・L・Fixed.

したがって、一方の入力端子41!LがWANDゲート
46とNANI)ゲート47による双安定回路48によ
って構成された位相差検出手段の出力端子460に接続
され、他方の入力端子41bが第1の双安定回路36の
出力端子340に接続されたORゲート41による正論
理の論理和ゲートと、一方の入力端子42!Lが前記O
Rゲート41の出力端子410に接続され、他方の入力
端子42bが第2の双安定回路の出力端子380に接続
されたムN・・Dゲート42による正論理の論理積ゲー
トによって構成された合成手段の出力端子2には第22
図42に示すように、入力端子ムに印加されるパルス−
信号の周波数が、入力端子Bに印加されるパルス信号の
周波数と同じになったときには、両信号の位相差に依存
した矩形波信号が現われ、入力端子Bに印加されるパル
ス信号の周波数よりも高くなったときには・H・レベル
出力が現われ、入力端子Bに印加されるパルス信号の周
波数よりも低くなったときには・L・レベル出力が現わ
れる。
Therefore, one input terminal 41! L is connected to the output terminal 460 of a phase difference detection means constituted by a bistable circuit 48 made up of a WAND gate 46 and a NANI) gate 47, and the other input terminal 41b is connected to the output terminal 340 of the first bistable circuit 36. A positive logic OR gate formed by the OR gate 41 and one input terminal 42! L is the above O
A combination composed of a positive logic AND gate using a N...D gate 42 connected to the output terminal 410 of the R gate 41 and whose other input terminal 42b is connected to the output terminal 380 of the second bistable circuit. The output terminal 2 of the means has a 22nd
As shown in FIG. 42, the pulse applied to the input terminal -
When the frequency of the signal becomes the same as the frequency of the pulse signal applied to input terminal B, a rectangular wave signal that depends on the phase difference between the two signals appears, and the frequency of the signal becomes higher than the frequency of the pulse signal applied to input terminal B. When the frequency becomes high, an H level output appears, and when the frequency becomes lower than the frequency of the pulse signal applied to input terminal B, an L level output appears.

尚、第21図に示した回路では、第1の双安定回路36
あるいは第2、の双安定回路39にセットパルスが印加
されたとき、そのトレイリングエツジにおいてWAND
ゲート40がリセットノくルスを発生するように構成し
ているが、構成を簡略化するために第2−3図のように
、第1の双安定回路と第2の双安定回路の出力端子に接
続された2人カHANDゲート(もしくは2人力ORゲ
ート)によってリセット手段を構成しても良い。
In the circuit shown in FIG. 21, the first bistable circuit 36
Alternatively, when a set pulse is applied to the second bistable circuit 39, the WAND
Although the gate 40 is configured to generate a reset pulse, in order to simplify the configuration, the output terminals of the first bistable circuit and the second bistable circuit are connected as shown in Fig. 2-3. The reset means may be constituted by a two-man HAND gate (or a two-man OR gate) connected to the two-man HAND gate (or two-man OR gate).

ただし、回路動作の確実性から考えれば、シーケンシャ
ルな動作を行なう第21図のリセット手段の方が好まし
い。
However, from the standpoint of reliability of circuit operation, the reset means shown in FIG. 21, which operates sequentially, is preferable.

さて、第24図は第16図に示した第1の周波数検出手
段および第2の周波数検出手段、さらに位相差検出手段
に第21図に示した周波数判別手段と合成手段を組み合
わせたものであり、7<ソファアンプ53.54は第1
6図12あるいは第16図13で示される出力パルヌの
パルス幅を広くするための遅延手段として用いられてい
る。
Now, FIG. 24 shows a combination of the first frequency detection means and second frequency detection means shown in FIG. 16, and the phase difference detection means, with the frequency discrimination means and synthesis means shown in FIG. , 7<sofa amplifier 53.54 is the first
6 is used as a delay means to widen the pulse width of the output PULLN shown in FIG. 12 or FIG. 16 and FIG. 13.

尚、第21図、第23図、第24図はいずれも位相およ
び周波数比較器として構成されているが第1および第2
の双安定回路の出力信号を適当に合成することによって
3段階の比較出力が得られる周波数比較器を構成するこ
とが出来る。
21, 23, and 24 are all configured as phase and frequency comparators, but the first and second
By suitably combining the output signals of the two bistable circuits, a frequency comparator that can obtain three-stage comparison outputs can be constructed.

例えば、第26図に示した周波数比較器では、入力端子
ムおよびBに印加されるパルス信号の周波数が等しくな
ったときのみ出力端子Gのレベルは・H・になり、入力
端子ムに印加されるパルス信号の周波数が入力端子Bに
印加されるパルス信号の周波数よりも高ぐなったときに
のみ・H・レーベルとなる。
For example, in the frequency comparator shown in FIG. 26, the level of the output terminal G becomes H only when the frequencies of the pulse signals applied to the input terminals M and B become equal, and the level of the pulse signal applied to the input terminal M becomes H. Only when the frequency of the pulse signal applied to input terminal B becomes higher than the frequency of the pulse signal applied to input terminal B, an H label is generated.

また、先にも説明したように、第1図に示した従来の位
相および周波数比較器は、第1の周波数検出手段と第2
の周波数検出手段を備えているから、例えば第26図の
回路から第1の周波数検出手段と第2の周波数検出手段
を省いて、出力線路Cおよびdに第1図の回路のXおよ
び!端子を接続することによって、本発明の周波数比較
器を構成することが出来るし、適当な一致ゲートを用い
て第1図の回路から位相差検出信号を取り出せば本発明
の位相および周波数比較器を構成することも出来る。
Furthermore, as explained earlier, the conventional phase and frequency comparator shown in FIG.
For example, the first frequency detection means and the second frequency detection means can be omitted from the circuit of FIG. 26, and the output lines C and d can be connected to the output lines X and ! of the circuit of FIG. The frequency comparator of the present invention can be constructed by connecting the terminals, and the phase and frequency comparator of the present invention can be constructed by extracting the phase difference detection signal from the circuit of FIG. 1 using an appropriate matching gate. It can also be configured.

尚、以上に示した本発明の周波数比較器、あるいは位相
および周波数比較器はいずれもその具体的な実施構成図
においてAND、OR,NOR。
It should be noted that the frequency comparator or phase and frequency comparator of the present invention shown above are all AND, OR, and NOR in their specific implementation configuration diagrams.

HANDなどの論理ゲートを用いているが必らずしもこ
れらの論理ゲートの使用に限定される訳ではなく、シス
テムあるいはLSIを構成する上で最も合理的な回路を
構成すればよい。
Although logic gates such as HAND are used, the use is not necessarily limited to these logic gates, and any circuit that is most rational in configuring the system or LSI may be configured.

第26図、第27図はいずれもIILエレメント(もし
くはマルチ出力インバータ論理)を用いて本発明の位相
および周波数比較器を構成した例を示したもので(回路
結線図が複雑になるので、電流源は省略しである。)、
第26図では第1のIILエレメント96.第2のII
Lエレメント96、第3のI工Lエレメント97、第4
のIII。
Figures 26 and 27 both show examples in which the phase and frequency comparator of the present invention is constructed using IIL elements (or multi-output inverter logic). (The source is omitted.)
In FIG. 26, the first IIL element 96. Second II
L element 96, third I engineering L element 97, fourth
III.

エレメント9B、第5のIII、エレメント99、第6
のI I L 工V) ン) 10−0.第7のIIL
zレメント101、第8の工ILエレメント1o2、第
9+7)IIL工L/しント103、第10のIILエ
レメン−ト104によって第11図に基づぐ位相差検出
手段と、第1および第2の周波数検出手段が構成され、
第11のIILエレメント105、第12OI ILx
V) ン)106、第13(7)IILエレメント10
7、第14のIILエレメント10B、第15(DI 
IL工V)1 ン)109、第16のIILエレメント
11o、第17のIILエレメント111、第18のI
ILエレメント112によって第21図に基づく周波数
判別手段と合成手段が構成されている。
Element 9B, 5th III, element 99, 6th
10-0. 7th IIL
The phase difference detection means based on FIG. 11 and the first and second The frequency detection means is configured,
11th IIL element 105, 12th OI ILx
V) N) 106, 13th (7) IIL element 10
7, 14th IIL element 10B, 15th (DI
IL engineering V) 1) 109, 16th IIL element 11o, 17th IIL element 111, 18th I
The IL element 112 constitutes frequency discrimination means and synthesis means based on FIG.

同様に第27図では前段の8個のIILエレメントによ
って第16図に基づく位相差検出手段と第1および第2
の周波数検出手段が構成され、後段の8個のIILエレ
メントによって第21図に基づく周波数判別手段と合成
手段が構成されている。
Similarly, in FIG. 27, the eight IIL elements at the front stage are used to detect the phase difference detection means based on FIG.
The eight IIL elements in the latter stage constitute frequency discrimination means and synthesis means based on FIG. 21.

ところで、第11図、第14図、第16図、第17図、
第19図、第21図、第23図、第24図、第26図、
第26図、第27図に示した位相および周波数比較器は
いずれも入力信号としてパルス幅の狭いパルス信号、す
なわちパルス波形のリーディングエツジからトレイリン
グエツジまでの長さがその繰り返し周期に比べて充分短
かいパルス信号を必要とする。
By the way, Fig. 11, Fig. 14, Fig. 16, Fig. 17,
Fig. 19, Fig. 21, Fig. 23, Fig. 24, Fig. 26,
The phase and frequency comparators shown in Figures 26 and 27 all use a pulse signal with a narrow pulse width as an input signal, that is, the length from the leading edge to the trailing edge of the pulse waveform is sufficient compared to its repetition period. Requires a short pulse signal.

入力パルス信号のパルス幅が広くなり過ぎたとき、これ
らの位相および周波数比較器は第9図に示した周波数比
較器のような誤動作を起こさないまでも、位相比較出力
の誤差が大きくなる。(例゛ えば、入力パルス信号の
パルス幅が繰り返し周期の10パーセントを占めるよう
になると位相検出誤差も10パーセントになってしまう
。)したがって、入力信号としてデユーティ60パーセ
ントの方形波を印加するのは好ましくない。
When the pulse width of the input pulse signal becomes too wide, although these phase and frequency comparators do not malfunction like the frequency comparator shown in FIG. 9, the error in the phase comparison output increases. (For example, if the pulse width of the input pulse signal occupies 10% of the repetition period, the phase detection error will also become 10%.) Therefore, applying a square wave with a duty of 60% as the input signal is Undesirable.

しかしながら、この程度の制約はさほど大きな問題には
ならない。
However, this level of restriction is not a big problem.

なぜならば、例えば、第9図に示した周波数比較器のよ
うに、入力信号のパルス幅が2ゲ一ト分の遅れ時間に相
当する幅を越えると回路が誤動作を起こすのでは、それ
は致命的な欠点となり得るが、これらの位相および周波
数比較器にはさほど厳しい制約条件はなく、シかもパル
ス幅に厳しい制約が伴なわなければ方形波を容易に微分
波形に変換出来るからである。
This is because, for example, as in the frequency comparator shown in Figure 9, if the pulse width of the input signal exceeds the width equivalent to the delay time of two gates, the circuit will malfunction, which could be fatal. Although this can be a major drawback, these phase and frequency comparators do not have very strict constraints and can easily convert a square wave to a differential waveform if there are no severe constraints on the pulse width.

例えば、第28図はあらゆるデユーティサイクルのパル
ス波形を3ゲ一ト分の遅れ時間に相当するパルス幅を有
する微分′/<ルスに変換する回路の一例であり、J端
子に印加される矩形波は微分波に変換されてに端子に現
われる。
For example, FIG. 28 is an example of a circuit that converts a pulse waveform of any duty cycle into a differential The wave is converted into a differential wave and appears at the terminal.

また、第29図は同様の微分波発生回路を4個のIIL
エレメントで構成した例を示したものである。(第29
図では電流源としてのインジェクタは省略しである。) さらに、PLL周波数シンセサイザなどにおいては、水
晶発振器の出力が分局器に加えられ、一方、電圧制御発
振器(VCO)の出力がプログラマブル分周器に加えら
れ前、配分周器の出力信号と前記プロゲラマフ7ル分周
器の出力信号が位相比較器の入力端子に印加されるが、
前記プログラマブル分周器の出力信号としては微分波形
の方が取り出し易く(前記プログラマブル分周器のリセ
ッート信号、もしくはプリセット信号は微分波形になる
)分周器についても例えば第30図に示すような構成に
することによって各段の出力端子P、Q、R。
Moreover, FIG. 29 shows a similar differential wave generation circuit with four IILs.
This shows an example composed of elements. (29th
In the figure, the injector as a current source is omitted. ) Furthermore, in a PLL frequency synthesizer, etc., the output of a crystal oscillator is applied to a divider, while the output of a voltage controlled oscillator (VCO) is applied to a programmable frequency divider, and then the output signal of the frequency divider and the programmer amplifier are applied. The output signal of the 7-channel frequency divider is applied to the input terminal of the phase comparator,
As the output signal of the programmable frequency divider, a differential waveform is easier to extract (the reset signal or preset signal of the programmable frequency divider has a differential waveform).The frequency divider may also have a configuration as shown in FIG. 30, for example. By setting the output terminals P, Q, and R of each stage.

Sからは微分出力が得られる(出力端子り、M。A differential output is obtained from S (output terminal, M.

N、Oからは方形波出力が得られる。)から入力信号の
パルヌ幅を狭くする必要があると云う制約に関しては何
ら問題がない。
A square wave output is obtained from N and O. ), there is no problem with the constraint that it is necessary to narrow the parnu width of the input signal.

以上に示したように、本発明による周波数比較器あるい
は位相および周波数比較器では、周波数検出手段からの
出力信号によってセットされる第1および第2の双安定
回路を備えているため、簡単な回路構成で入力線路に印
加される2系統のパルス信号の一方の周波数が他方に比
べて低いとき、高いとき、あるいは等しいときの3段階
に対応した出力信号を得ることが出来、特に本発明に基
づく位相および周波数比較器によれば、簡単な回路構成
で理想的な3ステート出力が得られるなど、大きる効果
を奏する。
As described above, the frequency comparator or the phase and frequency comparator according to the present invention includes the first and second bistable circuits set by the output signal from the frequency detection means, and therefore has a simple circuit. With this configuration, it is possible to obtain output signals corresponding to three stages when the frequency of one of two systems of pulse signals applied to the input line is lower, higher, or equal than the other, and in particular, based on the present invention. The phase and frequency comparator has great effects, such as being able to obtain an ideal three-state output with a simple circuit configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図に従来の位相および周波数比較器の一例を示した
論理構成図、第2図は第1図の回路に併用されるチャー
ジポンプ回路の一例を示した回路結線図、第3図は第1
図の回路に第2図の回路を併用したときの出力特性図、
第4図は第1図の回路の動作を説明するだめの出力特性
図、第6図は簡単なPLLの一例を示したブロック図、
第6図はチャージポンプ回路の他の一例を示した回路結
線図、・第7図は第1図の回路に第6図の回路を併用し
たときの出力特性図、第8図は理想的な位相および周波
数比較器の、出力特性図、第9図は従来の周波数比較器
の一例を示した論理構成図、第1・0図は第9図の回路
の各部の信号波形図、第11図は本発明に関連した周波
数比較器、あるいは位相および周波数比較器の論理構成
図、第12図は第11図の回路の各部の信号波形図、第
13図は第11図の回路の位相比較出力信号と周波数比
較出力信号を合成するだめの合成回路の論理構成図、第
14図は本発明に関連した周波数比較器、あるいは位相
および周波数比較器の別の論理構成図、第15図は本発
明に関連した周波数比較器、あるいは位相および周波数
比較器の他の論理構成図、第16図は第16図の回路の
各部の信号波形図、第17図は本発明に関連した周波数
比較器、あるいは位相および周波数比較器の他の論理構
成図、第18図は第11図、第14図、第15図、第1
7図の回路に接続して第7図の出力特性を得るだめの合
成回路を示した回路結線図、第19図は本発明に基づく
位相および周波数比較器のブロック図、第20図は第1
9図の回路の各部の信号波形図、第21図は本発明の実
施態様に基づく位相および周波数比較器の論理構成図、
第22図は第21図の回路の各部の信号波形図、第23
図、第24図は、いずれも本発明の実施態様に基づく位
相および周波数比較器の別の論理構成図、第26図は本
発明の実施態様に基づく周波数比較器の論理構成図、第
26図、第27図はいずれも本発明の実施態様に基づい
て構成された位相および周波数比較器の回路結線図、第
28図は方形波を微分波に変換するための変換回路の論
理構成図、第29図は変換回路の回路結線図、第30図
は微分パルス出力が得られる分局器の一例を示す論理構
成図である。 a・・・−・・第1の入力線路、b・・・・・・第2の
入力線路、12.13・−・・・・ムNDゲート(一致
ゲート)、16.17,22・・・、・・・双安定回路
、20.21・・・、、−N Ol’ −) (一致ゲ
ート)、20,21゜22・・・・・・遅延手段%12
,16,20,21,22・・・・・・第1の周波数検
出手段、13,16,20゜21.22・・・・・・第
2の周波数検出手段、23゜24・・・・・・NORゲ
ート(一致ゲート)、26・川・・双安定回路、26 
、27・山・・ORゲート、23゜24.2−6.27
・・・・・・遅延手段、12,25゜26 、27・・
・・・・第1の周波数検出手段、13゜25.26.2
7・・・・・・第2の周波数検出手段、28.29・・
・・・・双安定回路、30・・・・・・ムNDゲート(
リセット手段)、32・・・・・・ムNDゲート(負論
理の論理和ゲー))、33・・・・・・hORゲート(
負論理の論理積ゲート)、36 、39 、46・・・
・・・双安定回路、40・・・・・・NARDゲート(
リセットゲート)、41・・・・・・ORゲート(論理
和ゲート)、42・・・・・・ムNDゲート(論理積ゲ
ー))、48・・・・・・双安定回路(位相差検出手段
)、49.50・・・・・・HANDゲート(一致ゲー
ト)、51.52・・・、・ORゲート(一致ゲート)
、4B 、 49 、60・・・・・・遅延手段、45
.4j、49.50.51・・・・・・第1の周波数検
出手段、45 、48 、49 。 50.52・・・・・・第2の周波数検出手段。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図 第4図 第6図 第7図 第13図 第15図 第17図 Φ       く         笥区 冥〜ミミ
βに鵜9稀− w426図 第27図 第28図
Fig. 1 is a logic configuration diagram showing an example of a conventional phase and frequency comparator, Fig. 2 is a circuit connection diagram showing an example of a charge pump circuit used in conjunction with the circuit in Fig. 1, and Fig. 1
Output characteristics diagram when the circuit shown in the figure and the circuit shown in Fig. 2 are used together,
FIG. 4 is an output characteristic diagram to explain the operation of the circuit in FIG. 1, and FIG. 6 is a block diagram showing an example of a simple PLL.
Figure 6 is a circuit connection diagram showing another example of a charge pump circuit, Figure 7 is an output characteristic diagram when the circuit in Figure 6 is used in combination with the circuit in Figure 1, and Figure 8 is an ideal diagram. Output characteristic diagram of the phase and frequency comparator. Figure 9 is a logical configuration diagram showing an example of a conventional frequency comparator. Figures 1 and 0 are signal waveform diagrams of each part of the circuit in Figure 9. Figure 11. is a logical configuration diagram of a frequency comparator or a phase and frequency comparator related to the present invention, FIG. 12 is a signal waveform diagram of each part of the circuit of FIG. 11, and FIG. 13 is a phase comparison output of the circuit of FIG. 11. A logic block diagram of a synthesis circuit for synthesizing a signal and a frequency comparison output signal, FIG. 14 is another logic block diagram of a frequency comparator or a phase and frequency comparator related to the present invention, and FIG. 15 is a logic block diagram of a synthesis circuit related to the present invention. 16 is a signal waveform diagram of each part of the circuit in FIG. 16, and FIG. 17 is a frequency comparator related to the present invention, or another logical configuration diagram of a phase and frequency comparator. Other logical configuration diagrams of the phase and frequency comparators, FIG. 18, are similar to FIGS.
7 is a circuit wiring diagram showing a synthesis circuit to obtain the output characteristics shown in FIG. 7, FIG. 19 is a block diagram of a phase and frequency comparator based on the present invention, and FIG.
9 is a signal waveform diagram of each part of the circuit, FIG. 21 is a logical configuration diagram of a phase and frequency comparator based on an embodiment of the present invention,
Figure 22 is a signal waveform diagram of each part of the circuit in Figure 21;
24 are another logical configuration diagram of a phase and frequency comparator based on an embodiment of the present invention, FIG. 26 is a logical configuration diagram of a frequency comparator based on an embodiment of the present invention, FIG. , FIG. 27 is a circuit connection diagram of a phase and frequency comparator configured according to an embodiment of the present invention, FIG. 28 is a logical configuration diagram of a conversion circuit for converting a square wave into a differential wave, and FIG. FIG. 29 is a circuit connection diagram of the conversion circuit, and FIG. 30 is a logical configuration diagram showing an example of a branching unit that can obtain a differential pulse output. a...First input line, b...Second input line, 12.13...MuND gate (coincidence gate), 16.17,22...・,...Bistable circuit, 20.21...,, -N Ol' -) (coincidence gate), 20,21°22...Delay means %12
, 16, 20, 21, 22...First frequency detection means, 13, 16, 20°21.22...Second frequency detection means, 23°24...・・NOR gate (matching gate), 26・River・・Bistable circuit, 26
, 27・Mountain...OR gate, 23゜24.2-6.27
・・・・・・Delay means, 12, 25° 26, 27...
...First frequency detection means, 13°25.26.2
7...Second frequency detection means, 28.29...
・・・Bistable circuit, 30・・・・・・muND gate (
reset means), 32...mND gate (negative logic OR game)), 33...hOR gate (
Negative logic AND gate), 36, 39, 46...
...Bistable circuit, 40...NARD gate (
reset gate), 41...OR gate (logical sum gate), 42...mu ND gate (logical product game)), 48...bistable circuit (phase difference detection means), 49.50...HAND gate (matching gate), 51.52..., OR gate (matching gate)
, 4B, 49, 60... Delay means, 45
.. 4j, 49.50.51...first frequency detection means, 45, 48, 49. 50.52...Second frequency detection means. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Figure 2 Figure 4 Figure 6 Figure 7 Figure 13 Figure 15 Figure 17

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)第2の入力線路に印加されるパルス信号のリーデ
ィングエツジから次のリーディングエツジまでの間に第
1の入力線路に印加されるパルス信号のリーディングエ
ツジが2箇所以上存在したときに出力信号を発生する第
1の周波数検出手段と、前記第1の入力線路に印加され
るパルス信号のリーディングエツジから次のリーディン
グエツジまでの間に前記第2の入力線路に印加されるパ
ルス信号のリーディングエツジが2箇所以上存在したと
きに出力信号を発生する第2の周波数検出手段と、前記
第1の周波数検出手段の出力信号によってセットされる
第1の双安定回路と、前記第2の周波数検出手段の出力
信号によってセットされる第2の双安定回路と、前記第
1の双安定回路と前記第2の双安定回路がともにセット
状態になったとき前記第1および第2の双安定回路をリ
セットするリセット手段とを備え、前記第1および第2
の双安定回゛路より前記第1および第2の入力線路に印
加されるパルス信号の周波数比較出力信号を得ることを
特徴とする周波数比較器。 (2)前記第1の入力線路および第2の入力線路に交互
にパルス信号が印加されたとき、前記パルス信号の分配
周期に応じた反転周期で反転動作を繰り返す第3の双安
定回路と、前記第1および第2の入力線路に前記第3の
双安定回路の出力状態を反転させ得る有効パルスが印加
されたとき、前記有効パルスのトレイリングエツジの後
に前記第3の双安定回路の反転動作を完了させる遅延手
段と、前記第1の入力線路と前記第3の双安定回路の出
力端子に入力端子が接続され前記第1の入力線路に前記
第3の双安定回路の出力状態を反転させ得ない無効パル
スが印加されたとき、そのリーディングエツジにおいて
出力信号を発生する第1の1致ゲートと、前記第2の入
力線路と前記第3の双安定回路の出力端子に入力端子が
接続され前記第2の入力線路に前記第3の双安定回路の
出力状態を反転させ得ない無効パルスが印加されたとき
、そのリーディングエツジにおいて出力信号を発生する
第2の一致ゲートを備え、前記第3の双安定回路、前記
遅延手段、前記第1の一致ゲートによって前記第1の周
波数検出手段を構成し、前記第3の双安定回路、前記遅
延手段、前記第2の一致ゲートによって前記第2の周波
数検出手段を構成したことを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の周波数比較器。 (3)前記遅延手段は、第1の入力線路にセット端子が
接続され、第2の入力線路にリセット端子が接続され、
前記第1および第2の入力線路に印加される有効パルス
のリーディングエツジにおいて反転動作を行なう第4の
双安定回路と、°前記第1の入力線路と前記第4の双安
定回路の出力端子に□入力端子が接続され、前記第1の
入力線路に印加される有効パルスのトレイリングエツジ
において第3の双安定回路のセット信号を発生する第3
の一致ゲートと、前記第2の入力線路と前記第4の双安
定回路の出力端子に入力端子が接続され、前記第2の入
力線路に印加される有効パμヌのトレイリングエツジに
おいて前記第3の双安定回路のリセット信号を発生する
第4の一致ゲートによって構成したことを特徴とする特
許請求の範囲第2項記載の周波数比較器。 (4)前記遅延手段は、たがいにクロスカップリングさ
れた第3の一致ゲートと第4の一致ゲートによって第3
の双安定回路を構成するとともに、前記第3の一致ゲー
トの入力端子を第1の入力線路に接続し、前記第4の一
致ゲートの入力端子を第2の入力線路に接続し、入力端
子が前記第2の入力線路と前記第3の双安定回路の出力
端子に接続された第6の一致ゲートの出力端°子を前記
第3の一致ゲートの入力端子に接続し、入力端子が前記
第1の入力線路と前記第3の双安定回路の出力端子に接
続された第6の一致ゲートの出力端子を前記第4の一致
ゲートの入力端子に接続することによって構成したこと
を特徴とする特許請求゛の範囲第2項記載の周波数比較
器。 (6)前記リセット手段は、第1の周波数検出手段の出
力端子、第2の出力端子、第2の周波数検出手段の出力
端子、第1の双安定回路の出力端子、第2の双安定回路
の出力端子にそれぞれ入力端子が接続され、前記第1あ
るいは第2の周波数検出手段からの出力パルス信号によ
って前記第1の双安定回路ならびに前記第2の双安定回
路がともにセット状態になったとき、前記出力パルスの
トレイリングエツジにおいて前記第1の双安定回路およ
び前記第2の双安定回路へのリセットパルス信号を発生
するリセットゲートによって構成したことを特徴とする
特許請求の範囲第1項または第2項記載の周波数比較器
。 (6)第1の入力線路に印加されるパルス信号と第2の
入力線路に印加されるパルス信号間の位相差に応じた矩
形波出力を得る位相差検出手段と、前記第2の入力線路
に印加されるパルス信号のリーディングエツジから次の
リーディングエツジまでの間に前記第1の入力線路に印
加されるパルス信号のリーディングエツジが2箇所以上
存在したときに出力信号を発生する第1の周波数検出手
段と、前記第1の入力線路に印加されるパルス信号のリ
ーディングエツジから次のリーディングエツジまでの間
に前記第2の入力線路に印加されるパルス信号のリーデ
ィングエツジが2箇所以上存在したときに出力信号を発
生する第2の周波数検出手段と、前記第1の周波数検出
手段の出力信号によってセットされる第1の双安定回路
と、前記第2の周波数検出手段の出力信号によってセッ
トされる第2の双安定回路と、前記第1の双安定回路と
前記第2の双安定回路がともにセット状態になったとき
前記第1および第2の双安定回路をリセットするリセッ
ト手段と、前記位相差検出手段の出力信号と前記第1お
よび第2の双安定回路の出力信号を合成して、前記第1
の入力線路に印加されるパルス信号の周波数が前記第2
の入力線路に印加されるパルス信号の周波数に比べて低
いときには第1の直流レベル出力を発生し、等しいとき
には両パルス信号間の位相差に応じた矩形波出力を発生
し、高いときには第2の直流レベル出力を発生する合成
手段を備えたことを特徴とする位相および周波数比較器
。 (7)前記第1の入力線路および第2の入力線路に交互
にパルス信号が印加されたとき、前記パルス信号の分配
周期に応じた反転周期で反転動作を繰り返す第3の双安
定回路と、前記第1および第2の入力線路に前記第3の
双安定回路の出力状態を反転させ得る有効パルヌが印加
されたとき、前記有効パルスのトレイリングエツジのの
ちに前記第3の双安定回路の反転動作を完了させる遅延
手段と、前記第1の入力線路と前記第3の双安定回路の
出力端子に入力端子が接続され前記第1の入力線路に前
記第3の双安定回路の出力状態を反転させ得ない無効パ
ルスが印加されたとき、そのリーディングエツジにおい
て出力信号を発生する第1の1致ゲートと、前記第2の
入力線路と前記第3の双安定回路の出力端子に入力端子
が接続され前記第2の入力線路に前記第3の双安定回路
の出力1を 状態を反転させ得ない無効パルスが印加されたとき、そ
のリーディングエツジにおいて出力信号を発生する第2
の1致ゲートを備え、前記第3の双安定回路、前記遅延
手段、前記第1の1致ゲートによって第1の周波数検出
手段を構成し、前記第3の双安定回路、前記遅延手段、
前記第2の1致ゲートによって第2の周波数検出手段を
構成したことを特徴とする特許請求の範囲第6項記載の
位相および周波数比較器。 廼)前記遅延手段は、第1の入力線路にセット端子が接
続され、第2の入力線路にリセット端子が接続され、前
記第1および第2の入力線路に印加される有効パpヌの
リーディングエツジにおいて反転動作を行なう第4の双
安定回路と、前記第1の入力線路と前記第4の双安定回
路の出力端子に入力端子が接続され、前記第1の入力線
路に印加される有効パルスのトレイリングエツジにおい
て第3の双安定回路のセット信号を発生する第3の1致
ゲートと、前記第2の入力線路と前記第4の双安定回路
の出力端子に入力端子が接続され、前記第2の入力線路
に印加される有効パルスのトレイリングエツジにおいて
前記第3の双安定回路のリセット信号を発生する第4の
1致ゲートによって構成したことを特徴とする特許請求
の範囲第7項記載の位相および周波数比較器。 (9)前記遅延手段は、たがいにクロスカップリングさ
れた第3の1致ゲートと第4の1致ゲートによって第3
の双安定回路を構成するとともに、前記第3の1致ゲー
トの入力端子を第1の入力線路に接続し、前記第4の1
致ゲートの入力端子を第2の入力線路に接続し、入力端
子が前記第2の入力線路と前記第3の双安定回路の出力
端子に接続された第6の1致ゲートの出力端子を前記第
3の1致ゲートの入力端子に接続し、入力端子が前記第
1の入力線路と前記第3の双安定回路の出力端子に接続
された第6の1致ゲートの出力端子を前記第4の1致ゲ
ートの入力端子に接続さることによって構成したことを
特徴とする特許請求の範囲第7項記載の位相および周波
数比較器。 (1o)前記第3の双安定回路によって位相検出手段を
構成したことを特徴とする特許請求の範囲第7項記載の
位相および周波数比較器。 (11)前記第4の双安定回路によって位相検出手段を
構成したことを特徴とする特許請求の範囲第7項記載の
位相および周波数比較器。 (12)前記第6の1致ゲートによって位相検出手段を
構成したことを特徴とする特許請求の範囲第7項記載の
位相および周波数比較器。 (13)前記第6の1致ゲートによって位相検出手段を
構成したことを特徴とする特許請求の範囲第7項記載の
位相および周波数比較器。 (14)前記第1の周波数検出手段の出力端子、第2の
周波数検出手段の出力端子、第1の双安定回路の出力端
子、第2の双安定回路の出力端子にそれぞれ入力端子が
接続され、前記第1あるいは第2の周波数検出手段から
の出力パルス信号によって前記第1の双安定回路ならび
に前記第2の双安定回路がともにセット状態になったと
き、前記出力パルスのトレイリングエツジにおいて前記
第1の双安定回路および前記第2の双安定回路へのリセ
ットハルス信号を発生するリセットゲートによってリセ
ット手段を構成したことを特徴とする特許請求の範囲第
6項または第7項記載の位相および周波数比較器。 (15)前記位相検出手段からの出力信号と第1あるい
は第2の双安定回路からの出力信号が入力端子に印加さ
れた論理軸ゲートと、第2あるいは第1の双安定回路か
らの出力信号と前記論理和ゲートからの出力信号が入力
端子に印加された論理積ゲートによって合成手段を構成
したことを特徴とする特許請求の範囲第6項または第7
項記載の位相および周波数比較器。
[Claims] (1) There are two or more leading edges of the pulse signal applied to the first input line between one leading edge of the pulse signal applied to the second input line and the next leading edge of the pulse signal applied to the second input line. a first frequency detection means for generating an output signal when a pulse signal is applied to the second input line between leading edges of the pulse signal applied to the first input line; a second frequency detection means that generates an output signal when two or more leading edges of the pulse signal exist; a first bistable circuit that is set by the output signal of the first frequency detection means; a second bistable circuit that is set by the output signal of the second frequency detection means; and when both the first bistable circuit and the second bistable circuit are in the set state, resetting means for resetting the bistable circuit of the first and second bistable circuits;
A frequency comparator characterized in that a frequency comparison output signal of the pulse signals applied to the first and second input lines is obtained from a bistable circuit. (2) a third bistable circuit that repeats an inversion operation at an inversion period corresponding to a distribution period of the pulse signal when a pulse signal is applied alternately to the first input line and the second input line; When a valid pulse capable of inverting the output state of the third bistable circuit is applied to the first and second input lines, the inversion of the third bistable circuit occurs after the trailing edge of the valid pulse. a delay means for completing the operation; an input terminal is connected to the first input line and the output terminal of the third bistable circuit, and the input terminal is connected to the first input line to invert the output state of the third bistable circuit; an input terminal is connected to a first coincidence gate that generates an output signal at its leading edge when an invalid pulse that cannot be caused is applied, and an output terminal of the second input line and the third bistable circuit; a second coincidence gate that generates an output signal at its leading edge when an invalid pulse that cannot invert the output state of the third bistable circuit is applied to the second input line; The third bistable circuit, the delay means, and the first coincidence gate constitute the first frequency detection means, and the third bistable circuit, the delay means, and the second coincidence gate constitute the second frequency detection means. 2. The frequency comparator according to claim 1, wherein the frequency comparator comprises a frequency detecting means. (3) The delay means has a set terminal connected to a first input line, and a reset terminal connected to a second input line,
a fourth bistable circuit that performs an inversion operation at the leading edge of the effective pulse applied to the first and second input lines; □A third circuit to which the input terminal is connected and generates a set signal for the third bistable circuit at the trailing edge of the effective pulse applied to the first input line.
and a coincidence gate of the fourth bistable circuit, the input terminal being connected to the second input line and the output terminal of the fourth bistable circuit, and at the trailing edge of the effective signal μ applied to the second input line. 3. The frequency comparator according to claim 2, further comprising a fourth coincidence gate that generates a reset signal for the three bistable circuits. (4) The delay means is arranged so that the third coincidence gate and the fourth coincidence gate are cross-coupled to each other.
The input terminal of the third matching gate is connected to the first input line, the input terminal of the fourth matching gate is connected to the second input line, and the input terminal is connected to the second input line. An output terminal of a sixth matching gate connected to the second input line and an output terminal of the third bistable circuit is connected to an input terminal of the third matching gate, and the input terminal is connected to the input terminal of the third matching gate. A patent characterized in that the output terminal of a sixth coincidence gate connected to the first input line and the output terminal of the third bistable circuit is connected to the input terminal of the fourth coincidence gate. A frequency comparator according to claim 2. (6) The reset means includes an output terminal of the first frequency detection means, a second output terminal, an output terminal of the second frequency detection means, an output terminal of the first bistable circuit, and a second bistable circuit. When the input terminals are connected to the output terminals of the respective output terminals, and both the first bistable circuit and the second bistable circuit are set to a set state by the output pulse signal from the first or second frequency detection means. , comprising a reset gate that generates a reset pulse signal to the first bistable circuit and the second bistable circuit at the trailing edge of the output pulse, or The frequency comparator according to item 2. (6) Phase difference detection means for obtaining a rectangular wave output according to the phase difference between the pulse signal applied to the first input line and the pulse signal applied to the second input line, and the second input line a first frequency that generates an output signal when there are two or more leading edges of the pulse signal applied to the first input line between one leading edge of the pulse signal applied to the first input line and the next leading edge of the pulse signal applied to the first input line; When there are two or more leading edges of the pulse signal applied to the second input line between the leading edge of the pulse signal applied to the detection means and the first input line and the next leading edge of the pulse signal applied to the first input line. a second frequency detection means that generates an output signal, a first bistable circuit that is set by the output signal of the first frequency detection means, and a first bistable circuit that is set by the output signal of the second frequency detection means. a second bistable circuit; a reset means for resetting the first and second bistable circuits when both the first bistable circuit and the second bistable circuit are in a set state; The output signal of the phase difference detection means and the output signals of the first and second bistable circuits are combined, and the output signal of the first bistable circuit is synthesized.
The frequency of the pulse signal applied to the input line of the second
When the frequency is lower than the frequency of the pulse signal applied to the input line of the pulse signal, the first DC level output is generated, when the frequency is equal, a rectangular wave output is generated according to the phase difference between both pulse signals, and when it is high, the second DC level output is generated. A phase and frequency comparator, characterized in that it comprises a synthesis means for generating a DC level output. (7) a third bistable circuit that repeats an inversion operation at an inversion period corresponding to a distribution period of the pulse signal when a pulse signal is applied alternately to the first input line and the second input line; When a valid pulse that can reverse the output state of the third bistable circuit is applied to the first and second input lines, after the trailing edge of the valid pulse, the output of the third bistable circuit a delay means for completing an inversion operation, an input terminal connected to the first input line and an output terminal of the third bistable circuit, and an output state of the third bistable circuit to the first input line; a first match gate that generates an output signal at its leading edge when an irreversible pulse that cannot be reversed is applied; input terminals are connected to the second input line and the output terminal of the third bistable circuit; A second bistable circuit is connected to the second input line and generates an output signal at its leading edge when an invalid pulse that cannot reverse the state of the output 1 of the third bistable circuit is applied to the second input line.
The third bistable circuit, the delay means, and the first coincidence gate constitute a first frequency detection means, the third bistable circuit, the delay means,
7. The phase and frequency comparator according to claim 6, wherein the second coincidence gate constitutes a second frequency detection means. 2) The delay means has a set terminal connected to a first input line, a reset terminal connected to a second input line, and a leading of the effective PAP applied to the first and second input lines. a fourth bistable circuit that performs an inverting operation at the edge; an input terminal is connected to the first input line and the output terminal of the fourth bistable circuit; and an effective pulse is applied to the first input line. a third coincidence gate that generates a set signal for the third bistable circuit at the trailing edge of the second bistable circuit, and an input terminal connected to the second input line and the output terminal of the fourth bistable circuit; Claim 7, characterized in that it is constituted by a fourth coincidence gate that generates a reset signal for the third bistable circuit at the trailing edge of the valid pulse applied to the second input line. Phase and frequency comparator as described. (9) The delay means includes a third match gate and a fourth match gate that are cross-coupled to each other.
The input terminal of the third match gate is connected to the first input line, and the input terminal of the fourth match gate is connected to the first input line.
The input terminal of the match gate is connected to the second input line, and the output terminal of the sixth match gate whose input terminal is connected to the second input line and the output terminal of the third bistable circuit is connected to the output terminal of the sixth match gate. The input terminal of the sixth coincidence gate is connected to the input terminal of the third coincidence gate, and the output terminal of the sixth coincidence gate whose input terminal is connected to the first input line and the output terminal of the third bistable circuit is connected to the fourth coincidence gate. 8. The phase and frequency comparator according to claim 7, wherein the phase and frequency comparator is connected to an input terminal of a coincidence gate. (1o) The phase and frequency comparator according to claim 7, characterized in that the third bistable circuit constitutes phase detection means. (11) The phase and frequency comparator according to claim 7, wherein the fourth bistable circuit constitutes phase detection means. (12) The phase and frequency comparator according to claim 7, wherein the sixth coincidence gate constitutes phase detection means. (13) The phase and frequency comparator according to claim 7, wherein the sixth coincidence gate constitutes phase detection means. (14) Input terminals are connected to the output terminal of the first frequency detection means, the output terminal of the second frequency detection means, the output terminal of the first bistable circuit, and the output terminal of the second bistable circuit, respectively. , when both the first bistable circuit and the second bistable circuit are set to the set state by the output pulse signal from the first or second frequency detection means, the output pulse is detected at the trailing edge of the output pulse. The phase control system according to claim 6 or 7, wherein the reset means is constituted by a reset gate that generates a reset Hals signal to the first bistable circuit and the second bistable circuit. Frequency comparator. (15) A logic axis gate to which the output signal from the phase detection means and the output signal from the first or second bistable circuit are applied to the input terminal, and the output signal from the second or first bistable circuit. and the output signal from the OR gate is applied to the input terminal, and the synthesis means is constituted by an AND gate.
Phase and frequency comparator as described in section.
JP16465382A 1982-09-20 1982-09-20 Phase and frequency comparator Granted JPS5875322A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16465382A JPS5875322A (en) 1982-09-20 1982-09-20 Phase and frequency comparator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16465382A JPS5875322A (en) 1982-09-20 1982-09-20 Phase and frequency comparator

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP53016185A Division JPS601586B2 (en) 1978-02-14 1978-02-14 phase and frequency comparator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5875322A true JPS5875322A (en) 1983-05-07
JPH0215136B2 JPH0215136B2 (en) 1990-04-11

Family

ID=15797262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16465382A Granted JPS5875322A (en) 1982-09-20 1982-09-20 Phase and frequency comparator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5875322A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60112315A (en) * 1983-10-29 1985-06-18 プレツシー オーバーシーズ リミテツド Phase detector for frequency and phase synchronizer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60112315A (en) * 1983-10-29 1985-06-18 プレツシー オーバーシーズ リミテツド Phase detector for frequency and phase synchronizer

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0215136B2 (en) 1990-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5365119A (en) Circuit arrangement
KR100340658B1 (en) Delayedtype phase locked loop
TW449956B (en) Digital phase locked loop capable of suppressing jitter
JP4504581B2 (en) Register-controlled delay lock loop using ring delay and counter
US4277754A (en) Digital frequency-phase comparator
US7034584B2 (en) Apparatus for frequency dividing a master clock signal by a non-integer
JP2001196925A (en) Frequency comparator and phase locked loop provided with the same
JP2001007698A (en) Data pll circuit
US7822168B2 (en) Frequency divider circuit
JPH03141723A (en) High-resolution sample clock generator provided with degrrichar
US6191658B1 (en) High speed coupled oscillator topology
US5230013A (en) PLL-based precision phase shifting at CMOS levels
WO2002069499A2 (en) Divide-by-three circuit
TWI392992B (en) Clock generating circuit and clock generating method thereof
US4942595A (en) Circuit for dividing the frequency of a digital clock signal by two and one-half
JPS5875322A (en) Phase and frequency comparator
US7378885B1 (en) Multiphase divider for P-PLL based serial link receivers
US4587664A (en) High speed frequency divider dividing pulse by a number obtained by dividing an odd number by two
JPH07107122A (en) Digital signal transmission circuit
JPS601586B2 (en) phase and frequency comparator
JP3185768B2 (en) Frequency comparator and clock extraction circuit using the same
KR100214565B1 (en) Dll circuit equipped with filter function
JPH04258013A (en) Frequency multiplication digital logic circuit
WO2000018010A1 (en) Rs flip-flop and a frequency divider implemented with the flip-flop
JPH04196919A (en) Phase comparator