JPS595739A - 位相比較器 - Google Patents

位相比較器

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JPS595739A
JPS595739A JP57113684A JP11368482A JPS595739A JP S595739 A JPS595739 A JP S595739A JP 57113684 A JP57113684 A JP 57113684A JP 11368482 A JP11368482 A JP 11368482A JP S595739 A JPS595739 A JP S595739A
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JP
Japan
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nand
output side
nand gate
input terminal
input
Prior art date
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Pending
Application number
JP57113684A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshio Tomikawa
富川 壽夫
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS595739A publication Critical patent/JPS595739A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は受信装置等の復調用位相同期装置に役立てられ
る論理回路で構成された位相比較器の改良に関1する。
この種の位相比較器は2位相同期装置におけるフェーズ
ロックループ(PLL )内に設けられ、与えられる2
つの入力信号の位相差を検出するために用いられる。近
年9機器の小型化のために、この位相比較器も、ケ゛−
ト回路を組み合わせた非同期型の順序回路で構成された
も−のが多く用いられるようになってきた。一般に、非
同期型の順序回路では、入力の変化にもとづいて出力が
変化するが、過渡的にイン・々ルスを出力した後安定状
態になる場合がある。この種の位相比較器においては。
入力される2つの信号のうちの片方の信号の位相をもう
1つの信号の位相に追従させているため。
定常的には位相比較器に入力される2つの信号の位相差
はほとんど零になる。
ところが、この2つの入力信号の位相差が零になった場
合でも、入力信号の位相差に無関係に過渡的なインパル
スが出力に現われるという欠点があった。しかも、その
イン・ぐルスの幅は位相比較回路を構成するダート回路
の信号伝達遅延時間に依存するため、入力信号の位相差
が小さいときに出力に現われるインパルスの幅にばらつ
きが生じ。
そのために位相比較器の検出感度の直線性が劣化して2
つの入力信号の位相を完全に一致させることができない
という不都合を招いていた。
本発明の目的は、上記従来の欠陥を除去し、非同期型の
順序回路中に遅延回路を挿入することによって、2つの
入力信号の位相差が小さいときに生ずる・ぐルスの発生
を防ぎ、検出感度の直線性を改善することのできる高性
能な位相比較回路を提供するにある。
本発明によれば、第1の入力信号が一方の入力端子に加
えられる第1の2人力NANDケ゛−トと、該第1の2
人力NANDゲートの出力側がS端子に接続された第1
のフリップフロップと、第2の入力信号が一方の入力端
子に加えられる第2の2人力NANDダートと、該第2
の2人力NANDゲートの出力側がS端子に接続された
第2のフリップフロップと、前記第1の2人力NAND
ダートの出力側が第1の入力端子に、前記第1のフリッ
プフロップのQ出力側が第2の入力端子に、前記第2の
フリップフロップ0のQ出力側が第3の入力端子に、前
記第2の2人力NANDダートの出力側が第4の入力端
子にそれぞれ接続された4人力NANDダートと、前記
第1の2人力NANDダートの出力側が第1の入力端子
に、前記第1のフリップフロップのQ出力側が第2の入
力端子に、前記4人力NANDケ゛−トの出力側が第3
の入力端子にそれぞれ接続された第1の3人力NAND
ケ8−トと、前記第2の2人力NANDケゝ−トの出力
側が第1の入力端子に、前記第2のフリップフロップの
Q出力側が第2の入力端子に、前記4人力NANDダー
トの出力側が第3の入力端子にそれぞれ接続された第2
の3人力NANDケゝ−トとを有し、更に、前記4人力
NANDダートの出力側が前記第1のフリップフロップ
のR端子と前記第2のフリップフロップのR端子とに接
続され、前記第1の3人力NANDケ8−トの出力側が
前記第1の2人力NANDケ゛−トの他方の入力端子に
接続され、該第1の3人力NANDケ゛−トの出力側か
ら第1の出力信号を取シだし、かつ前記第2の3人力N
ANDケ゛−トの出力側か前j記第2の2人力NAND
ゲートの他方の入力端子に接続され、該第2の3人力N
ANDケ゛−トの出力側から第2の出力信号を取9だす
ようにした位相比較器において、前記第1の2人力NA
NDケ゛−トの出力側と前記第1の3人力NANDケ8
エトの第1の入力端子との間に第1の遅延回路を挿入し
、前記第2の2人力NANDゲートの出力側と前記第2
の3人力NANDケ゛−トの第1の入力端子との間に第
2の遅延回路を挿入したことを特徴とする位相比較器が
得られる。
ここで1本発明との比較を容易にするために。
従来の位相比較器について、第1図の回路例を参照して
説明する。この図において、1および2はそれぞれ位相
を比較される入力信号の加えられる端子、11〜16は
2人力NANDダート、17は4入力NAND )f”
−ト、 18 +’ 19は3人力NANDダート。
つの入力信号が与えられておシ、その出力側はNAND
ケ”−ト12のS端子、NANDケゝ−ト17お工び1
8のそれぞれ第1の入力端子に接続されている。
NANDゲート12および13は、いわゆるR−Sフリ
ップフロッゾ回路を構成しておシ、フリッフ0フロッフ
0の一方のNANDケ8−ト12のQ出力側はNAND
入力端子には端子2を介してもう1つの入力信号が与え
られておシ、その出力側はNANDケゝ−ト15のS端
子、 NANDケ゛−ト17および19のそれぞれ第4
および第1の入力端子に接続されている。
NANDダート15および16はR−Sフリップフロッ
ゾ回路を構成しておシ、その片方のNANDケ゛−ト1
5のQ出力側はNANDダートJ7および19のそれぞ
れ第3および第2の入力端子に接続されギいる。そして
、 NANDケ゛−ト17の出力側は上記2つのR−S
フリッゾフロッグ回路のもう一つの入力端子であるNA
NDケゝ−ト13および16のR端子にそれぞれ接続さ
れ、さらに、 NANDゲート18および19のそれぞ
れ第3の入力端子に接続されている。また、 NAND
ケ”−)18および19の出力側はそれぞれNANDケ
ゝ−ト11および14の他方の入力端子に接続され、同
時に本位相比較器の出力を端子3および4から取シだし
ている。
上記のように構成された位相比較器の動作について第2
図および第3図の波形図を参照しつつ説明する。まず、
端子1に印加される入力信号の位相が端子2に印加され
る入力信号の位相より進んでいる場合には、第2図のチ
ャートに示すように。
その位相差に等しい幅の低レベルのパルスが端子3から
出力される。一方、端子4には高レベルのままの出力が
でている。逆に、端子lに加えられる入力信号の位相が
端子2に加えられる入力信号の位相よシ遅れている場合
には、第3図のチャートに示すように、端子3の出力は
高レベルのままであるが、端子4には両者の信号の位相
差に等しい幅の低レベルのパルスが取シだされる。すり
わち入力信号の位相の進み、遅れによシ低レベルの・ぐ
ルスの取シだされる端子が異なシ、マた位相差の大小に
よシ低レベルパルスの幅を変化させるよう動作すること
が判る。
しかるに、入力される2つの信号の周波数および位相が
たがいに相等しい場合には、第2図および第3図に見ら
れるような動作から推測すれば。
端子3および4にはいずれも高レベルのままの状態が得
られねばならないが、実際には端子3および4の両方か
ら時間的に短かい過渡的なインパルスが出力されると言
う好ましくない結果が得られる。以下に、2つの入力信
号の周波数および位゛相が相等しいときの動作について
、第4図のタイムチャートを参照して説明する。なお、
以下の説明において、簡単のために論理回路の入力およ
び出力に現われ゛る高レベルおよび低レベルの状態をそ
れぞれ“1″′および°゛O″とする。まず、端子1お
よび2に加えられる入力信号のレベルが共に°°1′″
になシ、 NANDゲート18および19の出力が“′
1″の場合を考えると、 NANDゲート11および1
4の出力は+1011になる。これにともなって、R−
Sフリップフロッゾ回路の性質からNANDケ”−)1
2の出力はII I IIになる。同様に、 NAND
ケ゛−ト14の出力も0″′となり、R−Sフリップフ
ロップ回路を構成するNANDケ゛−ト15の出力もI
I I IIとなる。NANDゲート17の入力のうち
NAND r −) 11および14に接続された端子
が°′0″であるため、その出力はTt 171になシ
、同様に、 NANDゲート18および19の出力もそ
れぞれNANDゲート11および14に接続されている
入力端子が°0″のために°′1″になって安定してい
る。
次の段階で、端子1および2の状態がともに!1171
からtO”に変化することによって、 NANDグー)
11および14の出力もパ0”から“′1″へ変化する
NAND r −) 12の出力は、今までNANDゲ
ート17の出力が′”1″′であったことと、 NAN
D r”−ト11の出力も°°1″に変化したことによ
り保持状態となシ゛1″′のままである。同様の動作に
より、NAND+”−ト14および15の出力はともに
°′l″になり、その結果、 NANDゲート18およ
び19のすべての入力がIt I IHとなるから、そ
れらの出力、すなわち端子3および4の出力は′0″に
変化する。しかしながら、 NANDゲート11,12
,14および15の出力はすべてパ1″′になっている
ため、 NANDケ8−ト17の出力は僅かな時間のの
ち°′0″に変化し、このため端子3および4の出力は
再びII I IIに戻る。
この端子3および4に現われる′0”の・ぐルスの時間
幅は、 NANDケ゛−ト17の入力端子がすべて°°
1″′になって出力が0″′になるまでのNANDケ”
−)17の信号伝達遅延時間に依存する。このNAND
ケ゛−ト17の出力が一定の時間おくれの後II OI
Iに変化したことにより 、 NANDケ”−)12お
よび15の出力は°゛0″になる。これによjl 、 
NANDグー)17の出力は再び°°1″に戻るが、R
−Sフリップフロップ回路のNANDゲート12および
13 、 NANDゲート15および16はいずれも保
持状態になシ、それらの出力は変化しない。したがって
、 NANDケ゛−ト12および15の出力はII O
IHのままであるから、端子3および4の出力は°゛1
″′に復帰し、安定状態に移行する。次の段階で、端子
1および2の入力信号が同時に°1″′になると、、N
ANDケ”−ト18および19の出力はn1mであるか
ら、 NANDゲート11および14の出力は°゛1”
から0”に変化する。この110+1なる論理状態がそ
れぞれのR−Sフリップフロップ回路に加えられた結果
、 NANDケ゛−ト12および15の出力は′1″に
、 NANDゲート17,18および19はそれぞれ”
1″となって安定する。
このように、上記の従来例によれば、端子1および2に
加えられる2つの入力信号の論理状態が同時に+11 
jlから“0”になった瞬間に、出力端子3および4か
らは過渡的に0″々るインパルスが出力されることが判
る。そして、このインパルスの幅は、 NANDケ゛−
ト17の信号伝達遅延時間に依存し、入力の位相差とは
無関係であることが明らかである。
次に2本発明による位相比較器について実施例を示し2
図面を参照して説明する。
第5図は本発明による実施例の構成を示す回路図である
。々お、この図において、第1図における従来例と同じ
符号で示したものは、それぞれ同じ機能を有するものと
して理解されたい。他に付加された21および22はそ
れぞれ遅延回路を示しており、入力の論理状態が°゛0
′″から°“1″に変化するとき遅延時間が大きく、入
力が1″から°゛0″′に変化するとき遅延時間が小さ
くはたらく回路である。さて、この例によれば、入力さ
れる2つの信号の位相および周波数が相等しいとき、入
力信号が同時に°′1″′からIt OIIに変化した
瞬間、 NANDゲート11および14の出力が0″′
からII I P+に変化するが2図に見られるように
、遅延回路21および22がそれぞれNANDケ゛−ト
11の出力側と18の入力側との間、およびNANDダ
ート14の出力側と19の入力側との間に挿入されてい
るために。
NANDゲート11および14の出力状態が“°0″か
らII 1 #になった時点から、 NANDデート1
7が1″′から°°0″に変化してR−Sフリッゾフロ
ッゾ回路12゜13および15,16が反転するまでの
時間だけ。
これらの遅延回路によるNANDゲート18および19
への信号の伝達を遅らすことができる。これによって、
NAND)f″’−)18および19の3つの入力端子
がすべて′1″に力ることがなくなり、端子3および4
から過渡的なイン・ぐルスの発生を除くことができる。
々お、これらの遅延回路21.22は、この回路に与え
られる入力信号が°゛1″から°°0″に変化したとき
には遅延をもたせる必要がない。したがって、遅延回路
21および22として、入力パルスの立上シと立下がシ
とによって遅延時間の異る回路を使用すればよい。第6
図は、これ等の遅延回路21.22の具体的な回路例と
して、遅延回路21を例にとって示したものである。こ
の図において、5は入力端子、6は出力端子、21−1
は抵抗、21−2はコンデンサ、21−3はダイオード
である。このような回路において、最初に、入力端子5
に低レベルの電圧がかかっているとする。また、 NA
NDダート11の出力インピーダンスは低く。
NANDケ゛−ト18の入力インピーダンスは高いこと
を考李→を通じて電荷が蓄積され、コンデンサ21−2
の両端電圧は入力端子5の電圧とほぼ等しい低レベルの
電圧がかかっていることになる。
したがって9次の段階で入力端子5の電圧が低レベルか
ら高レベルに変化すると、入力端子5から抵抗21−1
を通じて電流が流れ、コンデンサ21−2が充電される
。充電の時定数は抵抗21−1の抵抗値とコンデンサ2
1−2の容量値の積と々る。
出力端子6の電圧はコンデンサ21−2の端子電圧と等
しいから、この遅延回路は低レベルから高レベルへの立
上シの電圧に対して上記充電の時定数分だけ信号の伝達
を遅延させるように作用する。
その後に、端子50入力電圧が、高レベルから低レベル
へ変化する場合には、ダイオード21−3は順方向にバ
イアスされることになるので、コンデンサ21−2に充
電されていた電荷は抵抗21−1とダイオード21−3
を通じて放電する。ダイオード21−3のオン抵抗を抵
抗21−1の値より小さくなるよう設定しておけば、放
電時定数を充電時定数よシ小さくすることができる。な
お、充電時定数の設定は、第4図のタイムチャートから
判るように、 NANDケ゛−ト11および14の出力
が同時に低がそれぞれ高レベルから低レベルになるまで
の時間の間を保持できるように選べばよい。
上記の実施例においては、遅延回路21および22の付
加によるも、論理回路そのものは第1図の従来例と同じ
機能をもっているから、2つの入力信号に位相差がある
場合や2周波数差がある場合の動作に変わシはない。
以上の説明によシ明らかなように1本発明によれば、非
同期型の順序回路中に遅延回路を挿入することによって
、2つの入力信号の位相および周波数が互に一致したと
きに生ずる過渡的な・ぐルスの発生を阻止することがで
き、とれによって1位相差検出感度の直線性が改善され
、検出性能を向上すべく大きな効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の位相比較器の構成例を示す回路図、第2
図は、第1図の従来例における第1の入力信号の進み位
相による動作状態を示すタイムチャート、第3図は、第
1図の従来例における第1の入力信号の遅れ位相による
動作状態を示すタイムチャート、第4図は、第1図の従
来例における第1および第2の入力信号の同相による動
作状態を示すタイムチャート、第5図は本発明による実
施例の構成を示す回路図、第6図は、第5図の実施例に
おける遅延回路の具体例を示す回路図である。 図において、11〜16は2人力NANDケ8−ト。 17は4人力NANDゲート、18,19は3人力NA
NDケ”−ト、21122は遅延回路、21−1は抵抗
+21−1;j:コンデンサ、21−3はダイオードで
ある。 19 /撃 第1図 う  2 24            第3図 端子 1 序4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 第1の入力信号が一方の入力端子にカロえられる
    第1の2人力NANDゲートと、該第、1の2人力NA
    NDゲートの出力側がS端子に接続された第1のフリッ
    プフロップと、第2の入力信号力;一方の入力端子に加
    えられる第2の2人力NANDケ゛−トと。 該第2の2人力NANDゲートの出力側がS端子に接続
    された第2のフリップフロッグと、前言8第1の2人力
    NANDゲートの出力側が第1の入力端子に。 前記第1のフリップフロップのQ出力狽1175i第2
    の入力端子に、前記第2のフリップフロップのQ出力側
    が第3の入力端子に、前記第2の2人力NANDゲート
    の出力側が第4の入力端子にそれぞれ接続された4人力
    NANDダートと、前言8第1の2人力NANDケ゛−
    トの出力側が第1の入力端子に、前言8第1のフリップ
    フロップΩQ出力側が第2の入力端子に、前記4人力N
    ANDダートの出力側ゝ第30入力端子にそれぞれ接続
    された第1の3人力NANDケ゛−トと、前記第2の2
    人力NANDケ゛−トの出力側が第1の入力端子に、前
    記第2のフリップフロッグのQ出力側が第2の入力端子
    に、前記4人力NANDダートの出力側が第3の入力端
    子にそれぞれ接続された第2の3人力NANDケ゛−ト
    とを有し、更に。 前記4人力NANDゲートの出力側が前記第1のフリッ
    プフロップのR端子と前記第2のフリップフロップのR
    端子とに接続され、前記第1の3人力NANDダートの
    出力側が前記第1の2人力NANDゲートの他方の入力
    端子に接続され、該第1の3人力NANDダートの出力
    側から第1の出力信号を取りだし、かつ前記第2の3人
    力NANDダートの出力側が前記第2の2人力NAND
    ダートの他方の入力端子に接続され、該第2の3人力N
    ANDケ゛−トの出力側から第2の出力信号を取りだす
    ようにした位相比較器において、前記第1の2人力NA
    NDケゝ−トの出力側と前記第1の3人力NANDダー
    トの第1の入力端子との間に第1の遅延回路を挿入し、
    前記第2の2人力NANDダートの出力側と前記第2の
    3人力NANDダートの第1の入力端子との間に第2の
    遅延回路を挿入したことを特徴とする位相比較器。
JP57113684A 1982-06-30 1982-06-30 位相比較器 Pending JPS595739A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62274917A (ja) * 1986-05-23 1987-11-28 Hitachi Ltd 位相同期検出回路
JPH04129324A (ja) * 1990-09-20 1992-04-30 Nec Corp 周波数位相比較器
FR2695779A1 (fr) * 1992-09-15 1994-03-18 Cit Alcatel Procédé et dispositifs pour la transmission simultanée de deux signaux binaires hétérochrones par un même support.

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