JPS61125229A - Pll回路 - Google Patents
Pll回路Info
- Publication number
- JPS61125229A JPS61125229A JP59246508A JP24650884A JPS61125229A JP S61125229 A JPS61125229 A JP S61125229A JP 59246508 A JP59246508 A JP 59246508A JP 24650884 A JP24650884 A JP 24650884A JP S61125229 A JPS61125229 A JP S61125229A
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- JP
- Japan
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- voltage
- signal
- frequency
- constant current
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野]
本発明は、例えば周波数逓倍器に使用されるPLL回路
に関する。
に関する。
[発明の技術的背景とその問題点]
PLL(phase 1ocked 1oop)回
路は、周波数逓倍器及び変調波の検波器等に使用される
など、応用範囲の広い回路として知られている。従来、
PLL回路は、基本的には第2図に示すような構成の回
路である。、即ち、位相検波器10により、入力信号I
と電圧制御発振器(以下VCOと称す)11の出力信号
とが比較されて、各信号の周波数及び位相の差に応じた
誤差電圧信号Eが出力される。この誤差電圧信号Eは、
低域フィルタ(以下LPFと称す)12を通じて、VC
ollへ負帰還される。
路は、周波数逓倍器及び変調波の検波器等に使用される
など、応用範囲の広い回路として知られている。従来、
PLL回路は、基本的には第2図に示すような構成の回
路である。、即ち、位相検波器10により、入力信号I
と電圧制御発振器(以下VCOと称す)11の出力信号
とが比較されて、各信号の周波数及び位相の差に応じた
誤差電圧信号Eが出力される。この誤差電圧信号Eは、
低域フィルタ(以下LPFと称す)12を通じて、VC
ollへ負帰還される。
これにより、入力信号IとVCOllの発振周波数及び
位相差を低減する方向に、VC○11の発振周波数が変
化されるように制御される。そして、入力信号IとVC
Ollの出力信号とにおける周波数及び位相の比が一定
になる点で、PLL回路の動作が安定することになる。
位相差を低減する方向に、VC○11の発振周波数が変
化されるように制御される。そして、入力信号IとVC
Ollの出力信号とにおける周波数及び位相の比が一定
になる点で、PLL回路の動作が安定することになる。
ここで、入力信号IとVCOllの出力信号との周波数
比が1対1の場合で、入力信号Iの周波数fOとVco
llの発振周波数f1とが位相検波されると、位相検波
器1゜カラ1t rfO+fI J成分、!:rlfO
−f1 1J成分を含む信号が出力される。L P F
12では、rlfo−fI N成分のみの信号△V
が取出されて、VCOllへ帰還される。V CO11
は、信号Δ■を電圧制御信号として、発振周波数を「1
fo−fI N以上可変できるように構成されること
により、入力信号Iの周波数を引込むことが可能となる
。
比が1対1の場合で、入力信号Iの周波数fOとVco
llの発振周波数f1とが位相検波されると、位相検波
器1゜カラ1t rfO+fI J成分、!:rlfO
−f1 1J成分を含む信号が出力される。L P F
12では、rlfo−fI N成分のみの信号△V
が取出されて、VCOllへ帰還される。V CO11
は、信号Δ■を電圧制御信号として、発振周波数を「1
fo−fI N以上可変できるように構成されること
により、入力信号Iの周波数を引込むことが可能となる
。
ところで、位相検波器10の出力信号においてNfO−
fl IJ酸成分大きい場合、L P F 12のカ
ットオフ周波数を高く設定する必要がある。
fl IJ酸成分大きい場合、L P F 12のカ
ットオフ周波数を高く設定する必要がある。
しかしながら、LPF12のカットオフ周波数は、通常
では入力信号Iの高周波ノイズや位相変動に応答しない
ように設定される必要がある。また、LPF12のカッ
トオフ周波数は、VCOll及びLPF12等の遅れ時
間を考慮して、PLLループ系が過制御にならないよう
に設定される必要があり、通常では数百kHz以下に設
定されている。このため、入力信号IとV CO11の
発1辰周波数(自走発振周波数)との差が数百kHz以
上であると、V CO11は入力信号Iの周波数を引込
むことが不可能となる。したがって、従来のPLL回路
では、vCO11の自走発振周波数が不安定で、L P
F 12のカットオフ周波数が固定の場合には入力信
号1に対する引込み範囲が比較的狭い範囲に限定される
問題がある。
では入力信号Iの高周波ノイズや位相変動に応答しない
ように設定される必要がある。また、LPF12のカッ
トオフ周波数は、VCOll及びLPF12等の遅れ時
間を考慮して、PLLループ系が過制御にならないよう
に設定される必要があり、通常では数百kHz以下に設
定されている。このため、入力信号IとV CO11の
発1辰周波数(自走発振周波数)との差が数百kHz以
上であると、V CO11は入力信号Iの周波数を引込
むことが不可能となる。したがって、従来のPLL回路
では、vCO11の自走発振周波数が不安定で、L P
F 12のカットオフ周波数が固定の場合には入力信
号1に対する引込み範囲が比較的狭い範囲に限定される
問題がある。
[発明の目的]
本発明の目的は、LPFのカットオフ周波数が固定で、
vCOの自走発振周波数が多少不安定な場合でも、簡単
な回路を付加するだけで動作が安定で入力信号に対する
広い引込み範囲を得ることができるPLL回路を提供す
ることにある。
vCOの自走発振周波数が多少不安定な場合でも、簡単
な回路を付加するだけで動作が安定で入力信号に対する
広い引込み範囲を得ることができるPLL回路を提供す
ることにある。
[発明の概要コ
本発明では、PLL回路において、LPFの出力信号の
電圧レベルを検出し、この電圧レベルが予め決定された
上記電圧制御発振器の発振周波数の範囲に応じた設定電
圧範囲の上限又は下限に到達した際に、制御信号を出力
する電圧レベル検出手段が設けられる。この電圧レベル
検出手段から出力される制卸信号に応じて、スイッチ手
段はスイッチ動作し、予め上記設定電圧範囲の上限及び
下限に基づいて決定された各定電流の一方を位相検波手
段の誤差電圧信号に重畳させるように構成されている。
電圧レベルを検出し、この電圧レベルが予め決定された
上記電圧制御発振器の発振周波数の範囲に応じた設定電
圧範囲の上限又は下限に到達した際に、制御信号を出力
する電圧レベル検出手段が設けられる。この電圧レベル
検出手段から出力される制卸信号に応じて、スイッチ手
段はスイッチ動作し、予め上記設定電圧範囲の上限及び
下限に基づいて決定された各定電流の一方を位相検波手
段の誤差電圧信号に重畳させるように構成されている。
このような構成により、LPFの特性に関係なく、VC
Ollの発振周波数を上記設定電圧範囲で決定される周
波数範囲内で可変することができるため、入力信号に対
する広い引込み周波数を得ることができる。
Ollの発振周波数を上記設定電圧範囲で決定される周
波数範囲内で可変することができるため、入力信号に対
する広い引込み周波数を得ることができる。
[発明の実施例コ
以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第1
図は一実施例に係わるPLL回路の構成を示すブロック
図である。第1図において、シュミット回路13は、L
PF12の出′カ信号ΔVの電圧レベルが予め設定され
る高レベル閾値電圧VHに到達した際に立上がり、及び
低レベル閾値電圧VLに到達した際に立下がるパルス信
@Pを出力する。スイッチ回路14は、シュミット回路
13から出力されるパルス信号Pに応じてスイッチ動作
する。
図は一実施例に係わるPLL回路の構成を示すブロック
図である。第1図において、シュミット回路13は、L
PF12の出′カ信号ΔVの電圧レベルが予め設定され
る高レベル閾値電圧VHに到達した際に立上がり、及び
低レベル閾値電圧VLに到達した際に立下がるパルス信
@Pを出力する。スイッチ回路14は、シュミット回路
13から出力されるパルス信号Pに応じてスイッチ動作
する。
このスイッチ回路14のスイッチ動作に応じて、定電流
源15からの定電流+1が位相検波器10の出力信号に
重畳し、または定電流源16からの定電流−■が位相検
波器10の出力信号に重畳するように構成されている。
源15からの定電流+1が位相検波器10の出力信号に
重畳し、または定電流源16からの定電流−■が位相検
波器10の出力信号に重畳するように構成されている。
尚、他の構成は上記第2図に示す回路と同様であるため
、同一符号を付して説明を省略する。
、同一符号を付して説明を省略する。
このような構成のPLL回路において、一実施例に係わ
る動作を説明する。先ず、基本的には、vCollの制
御電圧即ちL P F 12の出力電圧ΔVを可変して
、VCOllの発振周波数を可変することにある。この
とき、VCOllの発振周波数の可変範囲は、シュミッ
ト回路13の設定電圧である閾値電圧VH及び閾値電圧
VLにより決定される。
る動作を説明する。先ず、基本的には、vCollの制
御電圧即ちL P F 12の出力電圧ΔVを可変して
、VCOllの発振周波数を可変することにある。この
とき、VCOllの発振周波数の可変範囲は、シュミッ
ト回路13の設定電圧である閾値電圧VH及び閾値電圧
VLにより決定される。
シュミット回路13はLPF12の出力電圧ΔVに応じ
てパルス信号Pを出力する。このパルス信号Pにより、
スイッチ回路14は、出力電圧ΔVが間値−〇− 電圧VLより低下した場合には定電流源15からの定電
流+Iが位相検波器10の出力信号Eに重畳するように
動作する。また、スイッチ回路14は、出力電圧ΔVが
閾値電圧VHより高くなった場合には定電流源16から
の定電流−1が位相検波器10の出力信号Eに重畳する
ように動作する。これにより、V CO11の制御電圧
ΔVを閾値電圧V H乃至同値電圧VLまで可変させる
ことができ、この制御電圧ΔVに比例してV CO11
の発振周波数を大きく可変させることができる。
てパルス信号Pを出力する。このパルス信号Pにより、
スイッチ回路14は、出力電圧ΔVが間値−〇− 電圧VLより低下した場合には定電流源15からの定電
流+Iが位相検波器10の出力信号Eに重畳するように
動作する。また、スイッチ回路14は、出力電圧ΔVが
閾値電圧VHより高くなった場合には定電流源16から
の定電流−1が位相検波器10の出力信号Eに重畳する
ように動作する。これにより、V CO11の制御電圧
ΔVを閾値電圧V H乃至同値電圧VLまで可変させる
ことができ、この制御電圧ΔVに比例してV CO11
の発振周波数を大きく可変させることができる。
ところで、位相検波器10により、入力信号IとVCO
llの出力信号との位相検波動作が実行されると、位相
検波器10の出力である誤差電圧信号Eが発生する。P
LL回路が安定状態になると、誤差電圧信号Eには直流
成分が発生する。このとき、LPF12の出力電圧ΔV
はDC電圧にな、す、またV CO11の発振周波数が
一定になる。ここで、入力信号I及びVCOllの出力
信@Aが、それぞれ矩形波で基本各回波数がそれぞれm
、nで位相0度の場合、下記式<1)、(2)のように
表現される。
llの出力信号との位相検波動作が実行されると、位相
検波器10の出力である誤差電圧信号Eが発生する。P
LL回路が安定状態になると、誤差電圧信号Eには直流
成分が発生する。このとき、LPF12の出力電圧ΔV
はDC電圧にな、す、またV CO11の発振周波数が
一定になる。ここで、入力信号I及びVCOllの出力
信@Aが、それぞれ矩形波で基本各回波数がそれぞれm
、nで位相0度の場合、下記式<1)、(2)のように
表現される。
I−Σ (1/x)cos xm ・(1)A=
E (1/y)cos yn −(2)但し、x
m1.3,5.7・・・、!、/=1.3.5゜7・・
・である。
E (1/y)cos yn −(2)但し、x
m1.3,5.7・・・、!、/=1.3.5゜7・・
・である。
このとき、位相検波器10の出力信号Eは、上記式(1
)、(2)より、下記式(3)のように表現される。
)、(2)より、下記式(3)のように表現される。
E=α(IxA)=α、45 <1/x)cos xm
・ (1/y)cos yn=αΣΣ(1/2xy)
y −(cos (xm+yn)+cos (xm−y
n))・・・(3) 但し、αは位相検波器10のゲインである。
・ (1/y)cos yn=αΣΣ(1/2xy)
y −(cos (xm+yn)+cos (xm−y
n))・・・(3) 但し、αは位相検波器10のゲインである。
上記式(3)において[xm−ynJがOのときに、位
相検波器10の出力信号に直流成分が発生するため、上
記式(1)、<2>のm、nが互いに素である奇数の場
合に安定点が現われる。次に、m、nを互いに素である
奇数とし、上記式(3)の直流成分を求める。いま、x
m=yn=amn(aは奇数)であるから、x=anS
y=amとすると、 位相検波器10の出力直流電圧=αΣ1/(2(an)
・(am))−(1/mn)・(απ2/16)
・・・〈4)となる。したがって、位相検
波器10の出力は、入力信号Iの周波数に対してVCO
llの発振周波数が(n/m)−1倍のときを1とする
と、入力信号Iの周波数がn/m倍の時は1/(mn)
倍を出力することになる。
相検波器10の出力信号に直流成分が発生するため、上
記式(1)、<2>のm、nが互いに素である奇数の場
合に安定点が現われる。次に、m、nを互いに素である
奇数とし、上記式(3)の直流成分を求める。いま、x
m=yn=amn(aは奇数)であるから、x=anS
y=amとすると、 位相検波器10の出力直流電圧=αΣ1/(2(an)
・(am))−(1/mn)・(απ2/16)
・・・〈4)となる。したがって、位相検
波器10の出力は、入力信号Iの周波数に対してVCO
llの発振周波数が(n/m)−1倍のときを1とする
と、入力信号Iの周波数がn/m倍の時は1/(mn)
倍を出力することになる。
ここで、入力信号Iの周波数とV CO11の出力信号
Aの周波数の比を、1対1の場合を想定する。
Aの周波数の比を、1対1の場合を想定する。
この場合、定電流?1115.16の定電流1±11を
、位相検波器10の出力電流(最大時)の2/3に設定
する。そして、前記のようにLPF12の出力電圧ΔV
に応じて、シュミット回路13及びスイッチ回路14の
動作により、上記定電流1±I+が位相検波器10の出
力信号Eに重畳されたとする。このとき、上記のような
周波数比が1対1であれば、定電流±1よりも位相検波
器10の出力信号Eの方が高レベルであるため、その周
波数で安定することになる。また、上記周波数比が1対
3又は3対1になる点では、位相検波器10の出力信号
Eの電流が1/3になり、定電流±Iより小さくなるた
め、その点では安定しない。このため、入力信号IとV
COllの出力信号との周波数比が1対1以外では、上
記のように予め設定された定電流±1による妨害電流の
ため、PLL回路は安定しない。
、位相検波器10の出力電流(最大時)の2/3に設定
する。そして、前記のようにLPF12の出力電圧ΔV
に応じて、シュミット回路13及びスイッチ回路14の
動作により、上記定電流1±I+が位相検波器10の出
力信号Eに重畳されたとする。このとき、上記のような
周波数比が1対1であれば、定電流±1よりも位相検波
器10の出力信号Eの方が高レベルであるため、その周
波数で安定することになる。また、上記周波数比が1対
3又は3対1になる点では、位相検波器10の出力信号
Eの電流が1/3になり、定電流±Iより小さくなるた
め、その点では安定しない。このため、入力信号IとV
COllの出力信号との周波数比が1対1以外では、上
記のように予め設定された定電流±1による妨害電流の
ため、PLL回路は安定しない。
このようにして、L P F 12の出力電圧ΔVに応
じて、予め決定された定電流±Iを位相検波器10の出
力信号Eに重畳させることにより、VC○11の制御電
圧(出力電圧ΔV)を可変させることになる。このため
、VCOllの発振周波数を、LPF12の特性とは無
関係に可変させることができる。
じて、予め決定された定電流±Iを位相検波器10の出
力信号Eに重畳させることにより、VC○11の制御電
圧(出力電圧ΔV)を可変させることになる。このため
、VCOllの発振周波数を、LPF12の特性とは無
関係に可変させることができる。
このとき、発振周波数の可変幅は、VCOllの自走周
波数及び入力信号Iの各周波数が不安定に変化する場合
、その周波数変化以上に可変できるように設定される。
波数及び入力信号Iの各周波数が不安定に変化する場合
、その周波数変化以上に可変できるように設定される。
この周波数の可変幅の設定値は、上記のようにシュミッ
ト回路13の各閾値電圧VH及び閾値電圧VLにより決
定される。
ト回路13の各閾値電圧VH及び閾値電圧VLにより決
定される。
さらに、LPF12の出力電圧ΔVに応じて、VC01
1の発振周波数を可変させる場合、上記のように定電流
±Iは予め所定の値に決定されているため、必要な周波
数以外ではPLL回路は安定しない。したがって、LP
F12の特性とは無関係にPLL回路の引込み周波数の
範囲を広くできると共に、定電流±Iの設定により常に
必要な周波数を確実に引込むことができる。ここで、例
えば3倍(または1/3倍)の周波数で引込む場合、定
電流±Iの設定では1±11がほぼ4/15になるよう
に決定される。これは、3倍(又は1/3倍)の次に位
相検波効率の高い5倍(又は115倍)の周波数で、P
LL回路を安定させないためである。そして、VCOl
lの発振周波数が1倍の周波数にならないように、シュ
ミット回路13の閾値電圧VH及び閾値電圧VLを設定
すれば、3倍の周波数で引込むことが可能となる。
1の発振周波数を可変させる場合、上記のように定電流
±Iは予め所定の値に決定されているため、必要な周波
数以外ではPLL回路は安定しない。したがって、LP
F12の特性とは無関係にPLL回路の引込み周波数の
範囲を広くできると共に、定電流±Iの設定により常に
必要な周波数を確実に引込むことができる。ここで、例
えば3倍(または1/3倍)の周波数で引込む場合、定
電流±Iの設定では1±11がほぼ4/15になるよう
に決定される。これは、3倍(又は1/3倍)の次に位
相検波効率の高い5倍(又は115倍)の周波数で、P
LL回路を安定させないためである。そして、VCOl
lの発振周波数が1倍の周波数にならないように、シュ
ミット回路13の閾値電圧VH及び閾値電圧VLを設定
すれば、3倍の周波数で引込むことが可能となる。
[発明の効果]
以上詳述したように本発明によれば、PLL回路におい
て、LPFの特性とは無関係で、VCOの自走発振周波
数及び入力信号が多少不安定な場合でも、簡単な回路を
付加するだけで動作が安定で入力信号に対する広い引込
み範囲を得ることができる。
て、LPFの特性とは無関係で、VCOの自走発振周波
数及び入力信号が多少不安定な場合でも、簡単な回路を
付加するだけで動作が安定で入力信号に対する広い引込
み範囲を得ることができる。
また、vCOの自走発振周波数が多少不安定な場合でも
よいため、VCOを構成する回路素子のC,R時定数を
正確に設定する必要がなくなる。
よいため、VCOを構成する回路素子のC,R時定数を
正確に設定する必要がなくなる。
このため、PLL回路をIC化する場合、VCOの回路
素子にコスト高の水晶振動子やセラミックフィルタを使
用する必要がなく、しかもVCoの自走周波数の正確な
調整も不要にできる。したがって、PLL回路全体のコ
ストを大幅に低減できる効果も得ることができるもので
ある。
素子にコスト高の水晶振動子やセラミックフィルタを使
用する必要がなく、しかもVCoの自走周波数の正確な
調整も不要にできる。したがって、PLL回路全体のコ
ストを大幅に低減できる効果も得ることができるもので
ある。
第1図は本発明の一実施例に係わるPLL回路の構成を
示すブロック図、第2図は従来のPLL回路の構成を示
すブロック図である。 10・・・位相検波器、11・・・VCO112・・・
LPF、13・・・シュミット回路、14・・・スイッ
チ回路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 ば)
示すブロック図、第2図は従来のPLL回路の構成を示
すブロック図である。 10・・・位相検波器、11・・・VCO112・・・
LPF、13・・・シュミット回路、14・・・スイッ
チ回路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 ば)
Claims (1)
- 入力信号と電圧制御発振器の出力信号とを比較し各周波
数及び位相の差に応じた誤差電圧信号を出力する位相検
波手段と、この位相検波手段から出力される誤差電圧信
号を低域フィルタを通じて上記電圧制御発振器へ負帰還
させる帰還手段と、上記低域フィルタの出力信号の電圧
レベルを検出しこの電圧レベルが予め決定された上記電
圧制御発振器の発振周波数の範囲に応じた設定電圧範囲
の上限又は下限に到達した際に制御信号を出力する電圧
レベル検出手段と、この電圧レベル検出手段から出力さ
れる制御信号に応じてスイッチ動作し予め上記設定電圧
範囲の上限及び下限に基づいて決定された各定電流の一
方を上記位相検波手段の誤差電圧信号に重畳させるスイ
ッチ手段とを具備してなることを特徴とするPLL回路
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59246508A JPS61125229A (ja) | 1984-11-21 | 1984-11-21 | Pll回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59246508A JPS61125229A (ja) | 1984-11-21 | 1984-11-21 | Pll回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61125229A true JPS61125229A (ja) | 1986-06-12 |
Family
ID=17149434
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59246508A Pending JPS61125229A (ja) | 1984-11-21 | 1984-11-21 | Pll回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61125229A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01209816A (ja) * | 1988-02-17 | 1989-08-23 | Nec Corp | 周波数位相同期回路 |
EP0442461A2 (en) * | 1990-02-13 | 1991-08-21 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Voltage-controlled oscillator circuit |
FR2840470A1 (fr) * | 2002-05-28 | 2003-12-05 | Samsung Electronics Co Ltd | Circuit a boucle a phase asservie et dispositif semiconducteur a circuit integre |
-
1984
- 1984-11-21 JP JP59246508A patent/JPS61125229A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01209816A (ja) * | 1988-02-17 | 1989-08-23 | Nec Corp | 周波数位相同期回路 |
EP0442461A2 (en) * | 1990-02-13 | 1991-08-21 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Voltage-controlled oscillator circuit |
US5105169A (en) * | 1990-02-13 | 1992-04-14 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Current controlled oscillator including conversion of control voltage to regular and thresholded control currents |
FR2840470A1 (fr) * | 2002-05-28 | 2003-12-05 | Samsung Electronics Co Ltd | Circuit a boucle a phase asservie et dispositif semiconducteur a circuit integre |
NL1023026C2 (nl) * | 2002-05-28 | 2004-01-27 | Samsung Electronics Co Ltd | Fasevergrendelde-lusschakeling met breed vergrendelgebied en daarmee uitgeruste geïntegreerde halfgeleiderschakeling. |
KR100510487B1 (ko) * | 2002-05-28 | 2005-08-26 | 삼성전자주식회사 | 넓은 동기 범위를 갖는 위상동기루프 회로 및 이를 구비한반도체 집적회로 장치 |
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