JPS61236361A - 3相pll回路 - Google Patents

3相pll回路

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JPS61236361A
JPS61236361A JP60074790A JP7479085A JPS61236361A JP S61236361 A JPS61236361 A JP S61236361A JP 60074790 A JP60074790 A JP 60074790A JP 7479085 A JP7479085 A JP 7479085A JP S61236361 A JPS61236361 A JP S61236361A
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JP
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Noriaki Katsumata
憲明 勝俣
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Power Conversion In General (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】 A、産業上の利用分野 この発明は3相PLL回路に関する。
B0発明の概要 この発明は3相PLL回路において、 3個の位相比較器の出力信号を各々ローパスフィルタを
介して位相差電圧信号に変換し、これら電圧信号を2個
のアンプで比較増幅して各々2個の電圧制御発振器に入
力させ、これら発振器の出力信号と入力信号とを位相比
較器で比較させたことにより、 120 0位相差と240  の位相差の出力を同時に
得ることができるようにしたものである。
C0従来の技術 PLL回路は第【1@に示すように、位相比較器1、ロ
ーパスフィルタ2.増幅器3および電圧制御発振器4(
以下VCOと称す)から構成される。
位相比較器1は入力信号f in とVCo4の出力信
号f ontとの位相差を比較するものである。この位
相比較器1の位相差出力電圧は、ローパスフィルタ2で
平滑化され、増幅器3で増幅されてVCo4に入力され
る。この入力信号はVCo4の制卸電圧として働き、V
Co4の出力信号f ontの周波数を入力信号f i
nの周波数に自動的に周波数制御するものである。
上記のように構成されたPLL回路では第12図に示す
ように、入力信号電圧fin(図a)とVCo4の出力
電圧信号f ont (図b)が位相比較器1に与えら
れると、その出力には図Cのような誤差信号波形が出力
される。この信号はローパスフィルタ2により図dに示
す位相差信号に変換され、増幅器3で増@(図e)され
る。
D0発明が解決しようとする問題点 このように従来のPLL回路では入力信号に対してVC
o 4の出力信号は900位相差をもつ出力を送出する
。このため、従来のPLL回路では入力信号に対しては
90以外の位相差をもった出力信号を得ることができな
かった。
E6問題点を屏決するための平段 第1発明は3個の位相比較器とローパスフィルタを設け
、これらローパスフィルタの出力t−2個のアンプで比
較してそれぞれ各別に2個のvCOに入力させ、vCO
の両出力の位相比較1に前記1位相比較器のIIIIで
行い、他の位相比較器では入力信号f1と各vCOの出
力信号’2sf5とを各別に比較するようにしたもので
ある。
第2発明は前記出力信号f2*!5を整相器に入力させ
て整相させるようにしたものである。
20作 用 入力信号f1と、出力信号’2*f5は位相比較器で比
較さn、これら比較器の出力にf2  ’1mf5−f
2およびf5−flの出力信号を得る。
これら出力信号はローパスフィルタ(入力され、出力圧
所定の位相差電圧信号ψ12.ψ25およびψ51を得
る。これら電圧信号のうちψ25を2個のアンプの一方
の入力に基準信号として与え、前記ψ12.951ヲア
ンプの他方の入力に与えて増幅する。これらアンプの出
力ψ25−ψ12とψ51−ψ12の出力信号をvCO
に入力させ、その出力に120と240の位相差を持っ
た出力を送出する。
第2発明は上記のように得られた出力信号を整相aC入
力させて出力に整相出力を得るようにしたものである。
G、実施例 まず、この発明の原酒を第2図象〜dを参照して述べる
。第2@aにおいて、次式(1) 、 (2)式が成立
する入力信号fx を与えると、出力信号f2゜f5と
いう120  ずつ離れた3相交流を得ることができる
f2中f1+(ψ25−912)・K ・・・・・・・
・・(1)f5中f1+(ψ3l−923)・K・・・
・・・・・・(2)但し、ψ12りψ25−ψ51はf
l+f2ef3間の位相角、Kは定数である。
いま、出力信号f2が第2図すの破縦で示すf21のよ
うKずれたときの912を60  とする。するとψ2
)−ψ12−180 −60  = 120  となり
、(1)式よシf2はfl+120にと増加する。する
とf21は第2@aに示すようく時計方向に修正する力
が生じ、第2@aに示す電常状態に戻る。このとき、ψ
12−ψ25−ψ5t=x120  となシ、(’1)
 、 (2)式よシf2=fl、f5=fとなる。
上記し念原理に基づいて得られた実施例を次に示す。
第1図はこの発明の第1実施例を示すブロック図で、図
において、PC1〜PC5は第1〜第3位相比較器で、
これら第1.第3位相比較器PCI、PO2の第1人力
には入力信号f1が供給され、それらの第2人力にはv
oolとVCO2の出力信号f2+f5が供給される。
また!@2位相比較器PC2(7)第11第2人力には
vcotとVCO2の出力信号f2+’3が供給さ几る
。各PC1〜PC5の出力信号f2−fl 、f3−f
2 、f5−flはそれぞれ第1〜第3ローパスフィル
タLPFI−、、LP11に入力され、そのLPF1〜
LpF3の出力に出力信号(位相差電!E)ψ12.ψ
25、ψ31を得る。LPF’lの出力信号は第1アン
プOPIのマイナス入力端に供給され、LPF2の出力
信号は第1アンプOP1のプラス入力端と第2アンプO
P2のマイナス入力端に供給される。
また、LP11の出力信号は第2アンプOP2のプラス
入力端に供給される。両アンプOPI、OP2の出力信
号ψ25−ψ12・ψ51−ψ12はvColとVCO
2にそれぞれ入力される。
次に上記実施例の動作を述べる。
第3図は3相PLL回路のタイムチャートで、入力信号
f1に対し、第1.第2VCOL、VCO2の出力信号
f2・f5がロックされるまでの各過程の電圧波形を示
す。すなわち、入力信号f1(W;3図a)に対し、第
1VCO1の出力信号f2が第3図すのように位相が6
0 .70 .80  とずれた仮に入力信号f1よシ
120  ffLft位置にぐる。すると第1アンプO
PIの出力は零によりこの状態でロックされる。一方、
g2VcO2の出力信号f5は入力信号f1に対して3
00 .310’・・・とずれた後に入力信号f1より
240  遅れた位置でロックされる。なお、図中第1
位相比較器PCIの出力信号f2−fl、第1位相比較
@PC2の出力信号f3−f2、第1位相比較器PC3
の出力信号f3−flの各電圧信号は第3図(d) 、
 (e)、(f)に示す波形となる。また第1・第2・
第3ローパスフィルタ、LPF 1 、LPF 2 、
LPF3の各出力信号ψ12・ψ23・ψ31は第3図
g−hmiに示す出力変動となシ、ざらに第1アンプO
P1、第27ンプOP2の各出力信号ψ25−ψ12゜
ψ51−ψ23は第3図j9kに示す出力変動となる0
いま、第1 VCO1の出力信号f2について注目する
と、第1アンプOPIの出力信号は第3図jに示す如く
、負のレベルとなる。この負のレベルの出力信号ψ23
−ψ12は第1図に示す第1 VCOLに入力されるの
で、この出力信号f2の周波数は低下し、スカ信号f1
よj5120  位相がずれる。
この時点で第1アンプOPIの出力は零となシ、この状
態でロックされる。
同様に第2VCO2の出力信号f5については、第2ア
ンプOP2の出力信号が第3図にのように、正レベルな
ので、第2図に示す第2VCO2の出力信号f2の周波
数は上昇し、入力信号f1より240  おく几た位置
でロックされる。
上記のように第2図に示した回路に入力信号f1が入力
されると、3相交流となるための出力信号f2・f5を
発生させることができる。なお、第4図は第1VCO1
の出力信号f2と第1アンプOPIの出力信号ψ23−
9’12との関係を位相差で示したものである。
次に、この発明の第2実施例を説明する。
第1実施例の3相PLL回路では、第5図に示すように
出力信号f2 * 15に正相領域と逆相領域が存在す
るので好ましくないことがある。例えば第6図に示すよ
うに逆相領域は安定度の悪い状態であり、通常はより安
定な正相状態になる。上記の状態の変化を示したのが第
7図である。ここでこの第7図に示すように、出力信号
f2に注目すると、例えばa時点では信号f1に対し逆
相となっているが、b時点で第1VCO1の出力信号f
2が変動すると位相が進み、C時点では正相となる。こ
のように逆相でも平衡しているが、多少でもVCOが変
動すると直ちに正相に8なる。
第2実施例は第1実施例で形成された3相PLL回路の
出力信号を常に正相に保持させる3相PLL回路の付加
整相回路である。第8図はその原理的構成を示すブロッ
ク図である。同図において、四は第1実施例の3相P 
L L、加は整相回路である。位相比較器31には3相
PLLの出力信号f2とf5とが入力され、この何れの
信号の位相が進んでいるかを判別し、出力信号f5が出
力信号f2より位相が進んでいると判別されたときには
、マルチプレクサ諺に切替信号を送出する。マルチプレ
クサ32は上記切替信号によって、出力信号f2s’l
を切替え、その出力に整相出力信号f52゜f33を送
出する。
第9図は3相整相器の具体的回路の1伺を示す。
同図において、位相比較器31は3個のフリップフロッ
プF F 31 a 〜F F 31 cとアンド回路
AND31a931fから構成され、出力信号f2はF
 F 31 aのセット端子SとF F 31 bのク
ロック端子CLKに供給される。また出力信号f5はF
 F 31 aのクロック端子CLKとFF31bのセ
ット端子Sに供給される。F F 31 aの出力Q信
号はF’F’31Cのセット端子SETに、FF’31
bの出力Q信号はF’F31Cのクリア端子CLHにそ
れぞれ与えられる。上記FF31cの出力Q(111号
とF F 31 bの出力Q信号とはアンド回路A N
 D 31 aに、上記rraiaの出力アンド回路菊
および41の各出力信号を入力するオア回路42から成
ろマルチプレクサMUX32aと、アンド回路43およ
び祠の各出力信号を入力するオア回路6からなるマルチ
プレクサM U X 32 bとから構成される。アン
ド回路40 、43の入力端子に、ディレィ回路34b
i介して出力信号f2が入力され、またアンド回路41
 、44の第1入力端子にはディレィ回路34cを介し
て出力信号f5が入力される。位相比IR器31のアン
ド回路31 aおよび31 bの各出力信号は夫々アン
ド回路41.43の第2入力端子およびアンド回路栃、
44の第2入力端子に与えられる0さらに出力信号f1
はディレィ回路34aを介して出力信号f51となシ、
オア回路42 、45の各出力信号は’52 m f5
5となる。上記ディレィ回路34a 、 34b 、 
34cはクロックの切替えが生じたとき、マルチプレク
サが動作するまでには時間がかかる丸め、クロックを遅
らせ先に切替えを終らせるためのものである。このディ
レィ回路34a。
34b、34c+寥諌曖肩簾ヂメ切替時に生じるスノく
イクノイズを除去するためである。
第10図は第2実施例のタイムチャートで、このタイム
チャートは3相PLL回路四の出力信号f2が出力信号
f5よシ遅れている場合でも、進んでいる場合でも、位
相整相器艶により出力信号f52、f53が逆転するこ
とはなくなる。
H0発明の効果 以上述べたように、この発明によれば120  と24
0°との位相差を同時に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1実施例の構成を示すブロック図
、第2図はこの発明の原理を述べる説明図、第3@は3
相PLLのタイムチャート、第4図は入力信号f1と、
第1VCOIの出力信号f2と、第1アンプ出力信号ψ
23−ψ12との関係を位相差で示す説明図、第5図は
3相PLL信号の正相と逆相との対比用タイムチャート
、第6図は3相PLL回路の正相と逆相との関係を示す
特性図、第7囚は3相PLL回路の逆相から正相へ復帰
する場合の各過程のタイムチャート、第8図はこの発明
の第2実施例を示す構成図、第9rIAは第8図の具体
的な構成を示すブロック図、第1θ図は3相整相器のタ
イムチャート、第11図は従来のPLL回路構成のブロ
ック図、第12図は従来のPL、L回路の各過程のタイ
ムチャートである。 fl・・・入力信号、f2・f5・・・出力信号、Pc
t、PO2,PO2・・・第1.第2.第3位相比IR
器、LPFI、LP11.LPI;”5  ・・・第1
.第2.第3ローパスフィルタ、OP 1 、 OP 
2・・・第1.第2アンプ、VCOL 、 VCO2・
・・第1.第2電圧制御発振器、四・・・3相PLL回
路、(資)・・・整相回路、31・・・位相地絞器、3
2−−−−F ルチプレクサ、F F31a 、 F 
F31b 、 F F31c −・・フリップ・フロッ
プ、AND31a 、 AND31b・・・アンド回路
、MUX32a 、 M[JX32b  −・−r ル
チプレクサ、34 a 、 34 b 、 34 c 
”−ディレィ回路。 第1図 第6図 第8図 第9図 第11図 第12図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1、第2および第3位相比較器と、これら位相
    比較器に対応して設けられ、これら比較器の出力信号を
    各別に位相差電圧信号に変換する第1、第2および第3
    ローパスフィルタと、これらローパスフィルタのうちの
    出力信号の1つを基準信号として入力され、他の2つの
    出力信号が各別に入力される第1、第2アンプと、これ
    らアンプの出力信号が各別に入力され、その信号により
    制御される発振出力信号を送出する第1、第2電圧制御
    発振器とを備え、前記第1、第3位相比較器に入力信号
    (f_1)と第1、第2電圧制御発振器の発振出力信号
    (f_2)、(f_3)とを各別に与え、かつ第2位相
    比較器には第1、第2電圧制御発振器の発振出力信号(
    f_2)、(f_3)を与えるようにしたことを特徴と
    する3相PLL回路。
  2. (2)第1、第2および第3位相比較器と、これら位相
    比較器に対応して設けられ、これら比較器の出力信号を
    各別に位相差電圧信号に変換する第1、第2および第3
    ローパスフィルタと、これらローパスフィルタのうちの
    出力信号の1つを基準信号として入力され、他の2つの
    出力信号が各別に入力される第1、第2アンプと、これ
    らアンプの出力信号が各別に入力され、その信号により
    制御される発振出力信号を送出する第1、第2電圧制御
    発振器とを備え、前記第1、第3位相比較器に入力信号
    (f_I)と第1、第2電圧制御発振器の発振出力信号
    (f_2)、(f_3)とを各別に与え、かつ第2位相
    比較器には第1、第2電圧制御発振器の発振出力信号(
    f_2)、(f_3)を与え前記発振出力信号(f_2
    )と(f_3)の位相を比較する第4位相比較器と、前
    記発振出力信号(f_2)と(f_3)が与えられるマ
    ルチプレクサとを設け、第4位相比較器の出力によりマ
    ルチプレクサを切替制御して出力信号(f_2)、(f
    _3)が逆相にならないようにしたことを特徴とする3
    相PLL回路。
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