JPS6125263B2 - - Google Patents

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JPS6125263B2
JPS6125263B2 JP4238278A JP4238278A JPS6125263B2 JP S6125263 B2 JPS6125263 B2 JP S6125263B2 JP 4238278 A JP4238278 A JP 4238278A JP 4238278 A JP4238278 A JP 4238278A JP S6125263 B2 JPS6125263 B2 JP S6125263B2
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JP
Japan
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signal
phase
frequency divider
vco
frequency
Prior art date
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Application number
JP4238278A
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Japanese (ja)
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JPS54134668A (en
Inventor
Hiroo Fujita
Akira Tsuzuki
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Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Watch Co Ltd
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Publication date
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Priority to DE19792912406 priority patent/DE2912406A1/en
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Publication of JPS54134668A publication Critical patent/JPS54134668A/en
Publication of JPS6125263B2 publication Critical patent/JPS6125263B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04GELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G7/00Synchronisation

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は低消費電力駆動の周波数分周器の構成
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to the configuration of a frequency divider driven by low power consumption.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

電子時計の時間精度を高めるのにAT板水晶発
振器等の高周波信号(例えば4MHz帯)を時間基
準信号に用いるのが有効である。
In order to improve the time accuracy of electronic clocks, it is effective to use a high frequency signal (for example, 4MHz band) such as an AT board crystal oscillator as a time reference signal.

第3図に従来の周波数分周器による分周方式の
ブロツク図を示す。
FIG. 3 shows a block diagram of a frequency division method using a conventional frequency divider.

1は高周波時間基準信号(以下HF信号とす
る)で出力周波数はである。2及び3は分周器
で全体でひとつの分周器系をなし分周器2は高周
波領域分周器でHF信号を分周して周波数
/n(但しnは分周器2の分周次数である)
を持つ信号を作成する。分周器3は低周波領域分
周器で周波数の信号を分周して例えば1Hzの
計時単位信号を作成する。
1 is a high frequency time reference signal (hereinafter referred to as HF signal) and the output frequency is . 2 and 3 are frequency dividers, and the whole makes up one frequency divider system. Frequency divider 2 is a high frequency domain frequency divider that divides the HF signal to obtain frequency 1 =
0 /n (where n is the division order of frequency divider 2)
Create a signal with . The frequency divider 3 is a low frequency region frequency divider and divides the signal of frequency 1 to create a time measurement unit signal of, for example, 1 Hz.

この様に従来の分周方式では分周器を連続的に
動作させている。
In this way, in the conventional frequency division method, the frequency divider is operated continuously.

〔発明が解決しようとする問題点〕 電子時計では低消費電力駆動が強く要求され
る。計時単位信号を作成する過程で分周器の動作
による電力消費が大きく、特に第3図に示した第
1の分周器2と第2の分周器3では高周波数帯で
の分周動作を行なう分周器2での電力消費が大き
い。本発明の目的は上述のような従来の問題点を
解消させ、高周波数帯での分周動作における消費
電力の低減化を行なう周波数分周器を提供するこ
とにある。
[Problems to be Solved by the Invention] Electronic watches are strongly required to drive with low power consumption. In the process of creating a time unit signal, the power consumption due to the operation of the frequency divider is large, and in particular, the first frequency divider 2 and the second frequency divider 3 shown in FIG. 3 require frequency division operation in a high frequency band. Frequency divider 2 consumes a large amount of power. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a frequency divider that eliminates the above-mentioned conventional problems and reduces power consumption in frequency dividing operations in high frequency bands.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記の目的を達成するために、本発明は次のよ
うな構成をしている。
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.

時間基準信号源と、時間基準信号源の源振周波
数に近い領域の高周波数帯の第1の分周器と、電
圧制御発振器と、位相比較器と、チヤージポンプ
回路と、積分器と、電圧制御発振器と位相比較器
からの信号により動作するタイミング制御部を設
け、タイミング制御部により第1の位相比較期と
第2の位相比較期間を発生させる。
a time reference signal source, a first frequency divider for a high frequency band in a region close to the source frequency of the time reference signal source, a voltage controlled oscillator, a phase comparator, a charge pump circuit, an integrator, and a voltage control A timing control section is provided which operates according to signals from the oscillator and the phase comparator, and the timing control section generates a first phase comparison period and a second phase comparison period.

第1の位相比較期間は時間基準信号の第1の分
周器の出力信号と電圧制御発振器の出力信号の位
相比較を行ない、電圧制御発振器の出力信号を制
御して両信号の位相一致を検出したら第2の位相
比較期間に移行する。
In the first phase comparison period, the output signal of the first frequency divider of the time reference signal and the output signal of the voltage controlled oscillator are compared in phase, and the output signal of the voltage controlled oscillator is controlled to detect whether the two signals match in phase. Then, the process moves to the second phase comparison period.

第2の位相比較期間は時間基準信号の第1の分
周器の分周動作は停止させて、時間基準信号源の
出力信号と電圧制御発振器の出力信号の位相比較
を行ない、電圧制御発振器の出力信号を制御して
電圧制御発信器の設定されたパルス数をカウント
したとき再び第1の位相比較期間に移行し、第1
と第2の位相比較基間を交互にくり返し動作を行
なわせ、制御された電圧制御発振器の出力信号を
低周波領域の分周を行なう第2の分周器を用いて
分周して計時単位信号を作成する。
During the second phase comparison period, the frequency division operation of the first frequency divider of the time reference signal is stopped, and the phase comparison between the output signal of the time reference signal source and the output signal of the voltage controlled oscillator is performed. When the output signal is controlled and the set number of pulses of the voltage controlled oscillator is counted, the first phase comparison period starts again.
and a second phase comparison base, and divide the output signal of the controlled voltage controlled oscillator using a second frequency divider that divides the frequency of the low frequency region to obtain a time measurement unit. Create a signal.

〔作 用〕[Effect]

以上の構成によつて低消費電力駆動の周波数分
周器を作成するとき、第1の位相比較期間で電圧
制御発振器の出力信号を高精度な時間基準信号の
分周された信号と正確に周波数及び位相が一致す
るように補償する。次の第2の位相比較期間では
高精度に補償された電圧制御発振器からの出力信
号と時間基準信号の出力信号の位相比較を行な
い、時間基準信号源の精度を持つように電圧制御
発振器の制御を行なう。このようにして高精度に
補償された電圧制御発振器からの出力信号を分周
して計時単位信号を作成する。
When creating a frequency divider driven by low power consumption using the above configuration, in the first phase comparison period, the output signal of the voltage controlled oscillator is accurately frequency-divided with the frequency-divided signal of the high-precision time reference signal. and compensate so that the phases match. In the next second phase comparison period, the output signal from the voltage controlled oscillator, which has been compensated with high accuracy, and the output signal of the time reference signal are compared in phase, and the voltage controlled oscillator is controlled to have the accuracy of the time reference signal source. Do the following. The output signal from the voltage controlled oscillator, which has been compensated with high accuracy in this manner, is frequency-divided to create a timekeeping unit signal.

第2の位相比較期間では高周波数帯域の分周動
作が停止せられているため、分周器の電圧消費は
無く、低消費電力化が実現される。
Since the frequency dividing operation in the high frequency band is stopped during the second phase comparison period, there is no voltage consumption of the frequency divider, and low power consumption is realized.

〔実施列〕[Implementation row]

以下に本発明の周波数分周器の実施例を図面を
用いて説明する。
Embodiments of the frequency divider of the present invention will be described below with reference to the drawings.

〔周波数分周器システムの動作〕[Operation of frequency divider system]

第1図に本発明による周波数分周器のシステム
ブロツク図を示す。
FIG. 1 shows a system block diagram of a frequency divider according to the present invention.

1はAT板水晶発振器の如き高周波周波数を発
生する時間基準信号で、その出力周波数を
する。(以下HF信号と呼ぶ) 2はHF信号の高周波数帯の分周動作を行なう
第1の分周器(以下分周器Hと呼ぶ)で、この分
周器Hの分周次数をnとしたとき、分周器Hでの
出力周波数は/nである。
1 is a time reference signal that generates a high frequency such as an AT board crystal oscillator, and its output frequency is set to 0 . (hereinafter referred to as HF signal) 2 is a first frequency divider (hereinafter referred to as frequency divider H) that divides the high frequency band of the HF signal, and the division order of this frequency divider H is defined as n. Then, the output frequency at frequency divider H is 1 = 0 /n.

4は電圧制御発振器(以下VCOと呼ぶ)で出
力周波数とする。5は分周器Hの分周動作の
オン・オフを制御する電子的スイツチ機構、6は
分周器Hを構成する各分周段出力信号の論理演算
を行なうゲート回路で、HF信号に同期して出力
周波数がの信号を作成する(以下FS信号と
呼ぶ)。7はHF信号、FS信号、VCR信号を入力
とする位相比較器、8は位相比較器7の出力信号
に応じて動作するチヤージポンプ回路、9はチヤ
ージポンプ回路8からの出力電圧を平滑化する積
分器で、その積分器9からの電圧をVCO4にフ
イードバツクする。更にVCO4は位相比較器7
からの位相差情報信号を入力される。
4 is a voltage controlled oscillator (hereinafter referred to as VCO) with an output frequency of 2 . 5 is an electronic switch mechanism that controls on/off of the frequency division operation of frequency divider H, and 6 is a gate circuit that performs logical operations on the output signals of each frequency division stage that constitute frequency divider H, and is synchronized with the HF signal. to create a signal with an output frequency of 1 (hereinafter referred to as the FS signal). 7 is a phase comparator that receives the HF signal, FS signal, and VCR signal as input; 8 is a charge pump circuit that operates according to the output signal of the phase comparator 7; and 9 is an integrator that smoothes the output voltage from the charge pump circuit 8. Then, the voltage from the integrator 9 is fed back to the VCO 4. Furthermore, VCO4 is phase comparator 7
The phase difference information signal from

13はタイミング制御部で、VCO4と位相比
較器7からの信号を入力として動作し、位相一致
検出回路10、タイマー11、制御信号作成回路
12により構成され、分周器Hの分周動作を制御
する電子的スイツチ機構5及び位相比較器7の動
作を制御する制御信号を発生する。
Reference numeral 13 denotes a timing control section, which operates with input signals from the VCO 4 and the phase comparator 7, and is composed of a phase coincidence detection circuit 10, a timer 11, and a control signal generation circuit 12, and controls the frequency dividing operation of the frequency divider H. A control signal is generated to control the operation of the electronic switch mechanism 5 and the phase comparator 7.

3はVCO4の出力信号の分周を行なう第2の
分周器で(以下分周器Lと呼ぶ)、例えば1Hzの
計時単位信号を作成する。
A second frequency divider 3 (hereinafter referred to as frequency divider L) divides the frequency of the output signal of the VCO 4, and creates a time measurement unit signal of, for example, 1 Hz.

第2図に第1図で示した本発明の周波数分周回
路の動作の概念を説明するタイミングチヤート図
を示して動作の詳細の説明をする。
FIG. 2 shows a timing chart explaining the concept of the operation of the frequency divider circuit of the present invention shown in FIG. 1, and details of the operation will be explained.

信号21はHF信号で、例えば4MHzの出力周波
数の信号である。信号22はHF信号を分周器H
で分周し、ゲート回路6で処理して得られるFS
信号で例えば32KHz帯の信号である。信号23は
VCOの出力信号で同じく32KHz帯の信号である。
The signal 21 is an HF signal, for example, a signal with an output frequency of 4MHz. Signal 22 is the HF signal sent to frequency divider H
FS obtained by dividing the frequency by and processing in gate circuit 6
The signal is, for example, a 32KHz signal. Signal 23 is
This is the output signal of the VCO and is also in the 32KHz band.

タイミング制御部13はVCO信号と位相差信
号により第1の位相比較期間と第2の位相比較期
間を発生させる。
The timing control section 13 generates a first phase comparison period and a second phase comparison period using the VCO signal and the phase difference signal.

信号24は第1の位相比較を行なわせるPS信
号である。今、PS信号24がHレベルとなり第
1の位相比較期間では制御信号作成回路12から
信号が発せられ、電子的スイツチ機構5がオンと
なつて、第1の分周器2が分周動作を行ない、
FS信号22が位相比較器7に入力される。この
とき同じく制御信号作成回路12により制御信号
が発せられて、位相比較器7ではVCO信号23
とFS信号22の位相比較動作を行なう。
Signal 24 is the PS signal that causes the first phase comparison to be performed. Now, the PS signal 24 becomes H level, a signal is generated from the control signal generation circuit 12 during the first phase comparison period, the electronic switch mechanism 5 is turned on, and the first frequency divider 2 starts the frequency dividing operation. conduct,
The FS signal 22 is input to the phase comparator 7. At this time, the control signal generation circuit 12 also issues a control signal, and the phase comparator 7 outputs the VCO signal 23.
The phase comparison operation of the FS signal 22 and the FS signal 22 is performed.

この第1の位相比較期間にVCO信号23の位
相とFS信号22の位相の比較を行ない、位相差
に応じた位相差パルスを位相比較器7により発
し、位相差パルスでVCO4の位相制御をすると
共に(この動作については後述する)、位相差に
応じた制御電圧をチヤージポンプ回路8と積分器
9により発生させてVCO4にフイードバツクを
行なつて、VCO信号23の位相及び周波数の制
御を行ない、VCO信号23の周波数及び位相と
FS信号22の周波数及び位相とを一致させる。
During this first phase comparison period, the phase of the VCO signal 23 and the phase of the FS signal 22 are compared, a phase difference pulse corresponding to the phase difference is generated by the phase comparator 7, and the phase difference pulse controls the phase of the VCO 4. At the same time (this operation will be described later), a control voltage corresponding to the phase difference is generated by the charge pump circuit 8 and the integrator 9 and fed back to the VCO 4 to control the phase and frequency of the VCO signal 23. The frequency and phase of signal 23
The frequency and phase of the FS signal 22 are made to match.

この動作をプリスケーラー動作(P・S動作)
と呼ぶ。
This operation is called prescaler operation (P/S operation).
It is called.

このP・S動作での位相一致検出をタイミング
制御部13の構成要素である位相一致検出回路1
0で行ない、第1の位相比較期間の動作を終了さ
せる。信号25は第2の位相比較を行なわせる
PL信号である。PS信号24がLレベルになると
PL信号がHレベルとなる。このときタイミング
制御部13の構成要素である制御信号作成回路1
2により制御信号が発せられて、電子的スイツチ
機構5がオフとなり、第1の分周器2が分周動作
を停止させられ、FS信号22は作成されなくす
る。
The phase coincidence detection circuit 1 which is a component of the timing control section 13 performs phase coincidence detection in this P/S operation.
0, and the operation of the first phase comparison period is completed. Signal 25 causes a second phase comparison to take place.
It is a PL signal. When PS signal 24 goes to L level
The PL signal becomes H level. At this time, the control signal generation circuit 1 which is a component of the timing control section 13
A control signal is issued by 2 to turn off the electronic switch mechanism 5, causing the first frequency divider 2 to stop dividing and no FS signal 22 being produced.

このとき同じく制御信号作成回路12により、
位相比較器7に制御信号を発し、位相比較器7で
はVCO信号23とHF信号21の位相比較を行な
う。
At this time, the control signal generation circuit 12 also generates
A control signal is issued to the phase comparator 7, and the phase comparator 7 compares the phases of the VCO signal 23 and the HF signal 21.

この第2の位相比較期間では第1の位相期間で
高精度に補償されたVCO信号23とHF信号の位
相比較を行ない、位相差に応じた位相差パルスを
位相比較器7により発し、位相差に応じた制御電
圧をチヤージポンプ回路8と積分器9により発生
させてVCO4にフイードバツクを行なつて、
VCO信号23の制御を行ない、HF信号の精度を
有するように補償する。この動作をフエイズロツ
ク動作(P・L動作)と呼ぶ。
In this second phase comparison period, the phases of the VCO signal 23 and the HF signal, which were compensated with high precision in the first phase period, are compared, and the phase comparator 7 emits a phase difference pulse corresponding to the phase difference. A control voltage according to the voltage is generated by the charge pump circuit 8 and the integrator 9 and fed back to the VCO 4,
The VCO signal 23 is controlled and compensated to have the accuracy of an HF signal. This operation is called a phase lock operation (P/L operation).

この第2の位相比較期間はタイミング制御部1
3の構成要素であるタイマー11によりVCO信
号23のパルス数をカウントすることで制御さ
れ、タイマー11が設定されたVCO信号23の
パルス数をカウントしたら、第2の位相比較期間
の動作を停止させて、再び前述した第1の位相比
較期間に移行し、この動作をくり返す。
This second phase comparison period is
It is controlled by counting the number of pulses of the VCO signal 23 by the timer 11, which is a component of 3, and when the timer 11 counts the set number of pulses of the VCO signal 23, the operation of the second phase comparison period is stopped. Then, the process returns to the first phase comparison period described above, and this operation is repeated.

以上述べたように第1の位相比較期間でVCO
信号23を高精度に補償してやれば、第2の位相
比較期間でHF信号21の1周期以内の範囲で
VCO信号23の変動があつてもVCO信号23を
HF信号の精度に補償することができ、この第2
の位相比較期間は高周波数帯の分周を行なう分周
器Hの分周消費電力を低減することができる。
As mentioned above, in the first phase comparison period, VCO
If the signal 23 is compensated with high precision, within one cycle of the HF signal 21 during the second phase comparison period,
Even if the VCO signal 23 fluctuates, the VCO signal 23
This second function can compensate for the accuracy of the HF signal.
During the phase comparison period of , it is possible to reduce the frequency division power consumption of the frequency divider H that performs frequency division of a high frequency band.

第2の位相比較期間が長いほど、消費電力の低
減効果は大きいが、VCO4をCR発振器で構成す
れば、周波数を決定する要因であるコンデンサー
の電荷の自然放電や、抵抗の温度変化などで周波
数のずれが起こることがあるため、VCO4の発
振安定度に応じた第2の位相比較期間に設定する
ことが必要である。
The longer the second phase comparison period, the greater the effect of reducing power consumption, but if VCO4 is configured with a CR oscillator, the frequency will be reduced by natural discharge of the charge in the capacitor, which is a factor that determines the frequency, and temperature changes in the resistor. Since a deviation may occur, it is necessary to set the second phase comparison period according to the oscillation stability of the VCO 4.

次に周波数分周器を構成する各部の構成と動作
について説明する。
Next, the configuration and operation of each part constituting the frequency divider will be explained.

〔VCOの動作〕[VCO operation]

第4図aに位相差を0に収束させるVCO回路
の構成を示し、bに信号波形図を示して動作を説
明する。
FIG. 4a shows the configuration of a VCO circuit that converges the phase difference to 0, and FIG. 4b shows a signal waveform diagram to explain the operation.

31,32はCMOSインバータ、33,34は
抵抗で各々R1、R2なる値を持つ。35はnチ
ヤンネルMOSトランジスタでそのソース、ドレ
イン電極は抵抗34の両端に接続され、ゲート電
極は積分器9の出力側と接続される。36はコン
デンサーでその容量をC1とする。
31 and 32 are CMOS inverters, and 33 and 34 are resistors having values of R1 and R2, respectively. 35 is an n-channel MOS transistor whose source and drain electrodes are connected to both ends of the resistor 34, and whose gate electrode is connected to the output side of the integrator 9. 36 is a capacitor whose capacity is C1 .

この様にVCO4の基本構成は抵抗と容量をふ
くむリングオシレータタイプであるが、ここで位
相制御手段37をコンデンサーの充放電回路に挿
入することにより位相収束の得られる構成とす
る。
As described above, the basic configuration of the VCO 4 is a ring oscillator type including a resistor and a capacitor, but the phase control means 37 is inserted into the capacitor charging/discharging circuit to achieve phase convergence.

VCO4はnチヤンネルトランジスタ35のゲ
ート電圧VGにより合成低抗Rが定まりRC1に依
存して発振周波数が変化するが理想状態ではVG
=0の場合は合成低抗は(R1+R2)となり、
G=V(電源電圧)の場合は合成抵抗がR1と
なる。
For VCO4, the composite low resistance R is determined by the gate voltage V G of the n-channel transistor 35, and the oscillation frequency changes depending on RC 1 , but in an ideal state V G
If = 0, the synthetic resistance will be (R1 + R2),
When V G =V (power supply voltage), the combined resistance is R1.

従つて前述のFS信号22の周波数に応じてR
1,R2を設定することが必要でVG=0のとき
の発振周波数をL、VG=Vのときの発振周波数
HとすればLHとなつていれば周
波数補償が可能であるが、周波数補償は位相差に
より判断されるので位相比較器7の構成によつて
は、両信号の位相差が絶対値で2πの範囲をこえ
ると不都合な事がある。第4図bの波形図におい
て時刻t1においてFS信号が立ち上がり、時刻t2
おいてVCO信号が立ち上がれば、FS信号に対し
てVCO信号の位相がおくれている状態で位相比
較器7により位相差に応じた位相差パルスが発せ
られる。この位相差パルスはと判断さ
れVCO出力信号の周波数を高めるためチヤージ
ポンプ8により図のような充電パルスが発せら
れ、積分器9を通して積分された電圧信号が
VCOのnチヤンネルトランジスター35のゲー
ト電極に印加され、VGは時刻t1以前の電位より
も高くなつてVCOの合成低抗が小さくなり発振
周波数が高くなる。ここではVCO4の出力
信号の周波数である。
Therefore, depending on the frequency of the FS signal 22 mentioned above, R
It is necessary to set 1 and R2, and if the oscillation frequency when V G = 0 is L and the oscillation frequency when V G = V is H , frequency compensation is possible if L < 1 < H. However, since frequency compensation is determined by the phase difference, depending on the configuration of the phase comparator 7, it may be inconvenient if the absolute value of the phase difference between the two signals exceeds the range of 2π. If the FS signal rises at time t 1 and the VCO signal rises at time t 2 in the waveform diagram of FIG. A corresponding phase difference pulse is emitted. This phase difference pulse is determined to be 1 > 2 , and in order to increase the frequency of the VCO output signal, the charge pump 8 issues a charging pulse as shown in the figure, and the voltage signal integrated through the integrator 9 is
It is applied to the gate electrode of the n-channel transistor 35 of the VCO, and V G becomes higher than the potential before time t1 , so that the combined resistance of the VCO becomes smaller and the oscillation frequency becomes higher. Here, 2 is the frequency of the output signal of VCO4.

次に時刻t3においてVCO信号が立ち上がり、時
刻t4においてFS信号が立ち上がれば今度はFS信
号に対してVCO信号の位相進み状態となつて、
位相差に応じた位相パルスが位相比較回路7から
発せられる。この位相差パルスはと判
断されVCOの出力周波数を下げるため、チヤー
ジポンプ7から放電パルスが発せられる。
Next, when the VCO signal rises at time t3 and the FS signal rises at time t4 , the VCO signal is in a phase lead state with respect to the FS signal.
A phase pulse corresponding to the phase difference is emitted from the phase comparator circuit 7. This phase difference pulse is determined to be 1 < 2 , and a discharge pulse is emitted from the charge pump 7 in order to lower the output frequency of the VCO.

従来のVCO回路では位相制御を行なう電子的
スイツチ機構37が付加されておらず、例えば今
回得られた放電パルスを積分器9により平滑化し
てVCO回路に加えるとトランジスター35のゲ
ート電圧VGは以前の状態よりも低くなり合成抵
抗Rが大きくなり周期が伸ばされる。時刻t5にお
いて位相が一致してもそのときVCO信号の周期
は時刻t3、t5の期間のものとなり以後の位相比較
では今度は前述の時刻t1、t2のときの状態が得ら
れ再び充電パルスが発せられることになる。即ち
このようにして位相差は収束せず常に進み、おく
れの状態が得られ振動的安定状態にしかなり得な
い。nチヤンネルトランジスタ35のゲート電圧
GでみればVGを中心として電位に+、−の状態
が得られる。この状態は一般に三角関数的な振動
を行ない、振幅は初期状態により決まる。
In the conventional VCO circuit, an electronic switch mechanism 37 for controlling the phase is not added. For example, when the discharge pulse obtained this time is smoothed by the integrator 9 and applied to the VCO circuit, the gate voltage V G of the transistor 35 becomes the same as before. , the combined resistance R becomes larger, and the period is lengthened. Even if the phases match at time t 5 , the period of the VCO signal is then that of the period between times t 3 and t 5 , and in subsequent phase comparisons, the state at times t 1 and t 2 described above will be obtained. A charging pulse will be emitted again. That is, in this way, the phase difference does not converge but always advances, resulting in a lag state, which can only result in an oscillatory stable state. When looking at the gate voltage V G of the n-channel transistor 35, + and - states of potential are obtained with V G as the center. This state generally oscillates in a trigonometric manner, and the amplitude is determined by the initial state.

このときVCO信号は長周期でみれば平均値的
にはFS信号周波数に近くなつているといえるが
短期間でみると、FS信号に対してゆらぎ成分を
持ちPS動作以後のPL動作における位相補償のマ
ージンが小さくなり、また動作の移りかわり時に
誤差が積算される可能性もあり時間信号としては
不安定である。またこの様なVCO信号を用いる
と位相同期検出が不可能となり、分周器2を停止
させるタイミングが得られない。次に位相制御ス
イツチ手段37を付加したときの動作の説明を時
刻t3、t4の例で行なう。
At this time, it can be said that the average value of the VCO signal is close to the FS signal frequency when viewed over a long period, but when viewed over a short period of time, it has a fluctuation component with respect to the FS signal and phase compensation in PL operation after PS operation. The margin becomes small, and errors may be accumulated when the operation changes, making it unstable as a time signal. Further, if such a VCO signal is used, phase synchronization detection becomes impossible, and the timing for stopping the frequency divider 2 cannot be obtained. Next, the operation when the phase control switch means 37 is added will be explained using an example of times t 3 and t 4 .

第4図bのような放電パルスが得られると、そ
のパルスの間だけの時間、電子スイツチ37をオ
フ動作させインバータ32の出力側とコンデンサ
ー36のスイツチ側の経路をオープンにする。そ
うすればRとC1の充放電状態が制御されVCO信
号の位相制御が行なわれる。この間放電パルスが
VCOにフイードバツクされているから合成抵抗
Rの値は以前とは異なつており、時刻t4において
再びスイツチ37をオンとして通常の充放電経路
を作ればVCO信号の周期が伸ばされると同時に
位相状態も異なつている。時刻t5において位相一
致得られればそのときはVCO信号の周期はt4,t5
期間で定まりVCO出力信号とFS信号の周期が等
しくなつているから位相修正パルスは発せられ
ず、それ以後も位相一致していて正確にVCO信
号の周期はFS信号の周期と等しくなつている。
When a discharge pulse as shown in FIG. 4b is obtained, the electronic switch 37 is turned off for the duration of the pulse to open the path between the output side of the inverter 32 and the switch side of the capacitor 36. By doing so, the charge/discharge states of R and C1 are controlled, and the phase of the VCO signal is controlled. During this time, the discharge pulse
Since the feedback is being fed back to the VCO, the value of the combined resistance R is different from before, and if the switch 37 is turned on again at time t4 to create a normal charging/discharging path, the period of the VCO signal will be lengthened and at the same time the phase state will also change. It's different. If phase matching is obtained at time t 5 , then the periods of the VCO signal are t 4 and t 5
Since the period of the VCO output signal and the FS signal are determined by the period, no phase correction pulse is emitted, and the phases continue to match, and the period of the VCO signal is exactly equal to the period of the FS signal.

この位相収束は指数関数的収束となることが証
明できる。位相収束が得られればVGの電位も一
定値に収束する。
It can be proven that this phase convergence is exponential convergence. If phase convergence is achieved, the potential of V G will also converge to a constant value.

この様にPS動作中に位相収束が得られるよう
に構成すれば分周器2の停止情報が容易に得ら
れ、またゆらぎのないVCR信号を得ると以後の
PL動作中の補償マージンが高まり、動作の移り
かわりのときの誤差をなくすことができる。第4
図での説明は進み信号を用いてVCOの位相制御
を行なう例を示したが、位相おくれ信号を用いて
位相制御することも可能である。
If the configuration is configured so that phase convergence can be obtained during PS operation in this way, stop information of frequency divider 2 can be easily obtained, and if a VCR signal without fluctuation is obtained, subsequent
The compensation margin during PL operation is increased, and errors at the time of transition of operation can be eliminated. Fourth
Although the explanation in the figure shows an example in which the phase of the VCO is controlled using a lead signal, it is also possible to perform phase control using a phase lag signal.

〔タイミング制御部の動作〕[Operation of timing control section]

第5図にタイミング制御部13の構成を示し、
第6図にタイミングチヤート図を示して第1の位
相比較期間と第2の位相比較期間の切り替えの動
作の説明をする。
FIG. 5 shows the configuration of the timing control section 13,
The operation of switching between the first phase comparison period and the second phase comparison period will be explained with reference to a timing chart shown in FIG.

第5図1は高周波時間基準信号(HF信号)を
作成する水晶発振回路で101は例えばAT板水
晶振動子である。2はリセツト端子付きのHF信
号の第1の分周器で、第1図5の電子的スイツチ
機構が第1の分周器2のリセツト機構に対応す
る。ゲート回路6はANDゲートで構成し、HF信
号と第1の分周器2を構成する各々の分周段出力
信号とAND演算する。このANDゲート出力信号
は正確に/nの周波数を持つ。このよ
うに第1の分周器2の最後の出力段からの信号
(やはり周波数は/nである)を使わないの
は、分周器の遅廷の影響を無くし、PL動作から
PS動作に移るときの時間誤差をなくすためであ
る。
FIG. 51 shows a crystal oscillation circuit for creating a high frequency time reference signal (HF signal), and 101 is an AT plate crystal oscillator, for example. 2 is a first frequency divider for HF signals with a reset terminal, and the electronic switch mechanism shown in FIG. 1 corresponds to the reset mechanism of the first frequency divider 2. The gate circuit 6 is constituted by an AND gate, and performs an AND operation on the HF signal and the output signals of each frequency division stage constituting the first frequency divider 2. This AND gate output signal has a frequency of exactly 1 = 0 /n. In this way, not using the signal from the last output stage of the first frequency divider 2 (which has a frequency of 0 /n) eliminates the influence of the delay of the frequency divider and prevents the PL operation from occurring.
This is to eliminate time errors when shifting to PS operation.

タイミング制御部13は位相一致検出回路、タ
イマー11、制御信号作成回路12により構成さ
れる。
The timing control section 13 includes a phase coincidence detection circuit, a timer 11, and a control signal generation circuit 12.

位相一致検出回路10は例えばリセツト端子付
きバイナリーフリツプフロツプで構成され、OR
ゲート102の出力信号によりリセツト動作が制
御される。タイマー11も同様にリセツト端子付
きのバイナリーフリツプフロツプで構成され、前
記位相一致検出回路10と交互に動作する。制御
信号作成回路12は103,104,107に示
す3つのANDゲート及び105,106,10
8,109のリセツト端子付きD型フリツプフロ
ツプで構成される。
The phase coincidence detection circuit 10 is composed of, for example, a binary flip-flop with a reset terminal, and has an OR
The output signal of gate 102 controls the reset operation. The timer 11 is similarly constructed of a binary flip-flop with a reset terminal, and operates alternately with the phase coincidence detection circuit 10. The control signal generation circuit 12 includes three AND gates 103, 104, 107 and 105, 106, 10.
It consists of 8,109 D-type flip-flops with reset terminals.

位相一致検出回路10、タイマー11を構成す
るフリツプフロツプは入力信号の立ち上がりに同
期して分周作用を行なうものとする。第6図の波
形図に示すように今D型フリツプフロツプ105
の出力QA及び106の出力QBがHルベルになり
第1の分周器2がリセツトされている状態とす
る。このときANDゲート6の出力はLレベルで
FS信号は発せられなく、位相比較器7ではHF信
号とVCO信号の比較を行なうPL動作である。
It is assumed that the flip-flops constituting the phase coincidence detection circuit 10 and the timer 11 perform frequency division in synchronization with the rising edge of the input signal. As shown in the waveform diagram of FIG.
It is assumed that the output Q A of 106 and the output Q B of 106 are at the H level, and the first frequency divider 2 is reset. At this time, the output of AND gate 6 is at L level.
The FS signal is not emitted, and the phase comparator 7 performs a PL operation in which the HF signal and the VCO signal are compared.

AがLレベルであるからタイマー11のリセ
ツトは解除されていて、タイマーを構成するフリ
ツプフロツプは動作を行ないANDゲート107
で信号及びフリツプフロツプ11の各段の
出力信号がHレベルとなるときアンドゲート10
7でAND演算を行ない、VCO信号がm回得られ
たらタイマー11のリセツト信号がHレベルにな
るように設定しておく。
Since A is at the L level, the reset of the timer 11 is released, and the flip-flop composing the timer operates and the AND gate 107
When the signal and the output signal of each stage of the flip-flop 11 become H level, the AND gate 10
An AND operation is performed in step 7, and the reset signal of the timer 11 is set to become H level when the VCO signal is obtained m times.

今(m―1)個のVCO信号パルスが得られる
と、その立ち下がりに同期してANDゲート10
7の出力がHレベルとなり、フリツプフロツプ1
08のクロツク入力端に立ち上がり信号が得られ
フリツプフロツプ108の出力QDがHレベルと
なる。続いて時刻toにおいてフリツプフロツプ
109の出力QEがHレベルとなる。このPL動作
中フリツプフロツプ106の出力であるQB信号
がHレベルであるから位相一致検出回路10のリ
セツト端子への入力となるORゲート102がH
レベルとなつて、位相一致検出回路10は動作を
停止している。フリツプフロツプ109の出力信
号であるところのQEがHレベルとなればフリツ
プフロツプ105,106のリセツト端子がHレ
ベルとなり、QA,QBはLレベルとなり、第1の
分周器2が動作して次のPS動作に移り信号が発
せられる。このときAがHとなるのでタイマー
11は動作を停止する。
Now, when (m-1) VCO signal pulses are obtained, the AND gate 10
The output of flip-flop 7 becomes H level, and flip-flop 1
A rising signal is obtained at the clock input terminal of the flip-flop 108, and the output Q D of the flip-flop 108 becomes H level. Subsequently, at time t o , the output Q E of the flip-flop 109 becomes H level. During this PL operation, the Q B signal which is the output of the flip-flop 106 is at the H level, so the OR gate 102 which is the input to the reset terminal of the phase coincidence detection circuit 10 is at the H level.
level, and the phase coincidence detection circuit 10 stops operating. When Q E , which is the output signal of flip-flop 109, goes to H level, the reset terminals of flip-flops 105 and 106 go to H level, Q A and Q B go to L level, and the first frequency divider 2 operates. A signal is issued for the next PS operation. At this time, since A becomes H, the timer 11 stops operating.

このPS動作においてFS信号とVCO信号の位相
比較を行なうがもし位相差があればORゲート1
02の出力がHレベルとなる。Q1,Q2信号は第
7図に示すがPS動作中の位相比較器出力信号で
ある。
In this PS operation, the phases of the FS signal and VCO signal are compared, and if there is a phase difference, the OR gate 1
The output of 02 becomes H level. The Q 1 and Q 2 signals shown in FIG. 7 are phase comparator output signals during PS operation.

位相差収束が得られると、ORゲート102の
出力はLレベルとなり信号が分周される。
When the phase difference is converged, the output of the OR gate 102 becomes L level, and the signal is frequency-divided.

例えば位相一致検出回路10のフリツプフロツ
プで信号を1/4分周するとすればti1
おいてANDゲート104がHとなり、フリツプ
フロツプ108,109がリセツトされ出力Q
D,QEはLとなる。
For example, if the frequency of the signal is divided into 1/4 by the flip-flop of the phase coincidence detection circuit 10, the AND gate 104 becomes H at t i - 1 , the flip-flops 108 and 109 are reset, and the output Q
D and Q E become L.

続いてVCO信号の立ち下がりでANDゲート1
03の出力がHとなり、このときフリツプフロツ
プ105の出力のQAはHとなる。続いてtiにお
いてVCO信号がHレベルとなればフリツプフロ
ツプ106の出力のQB信号もHレベルとなる。
Then, AND gate 1 is activated at the falling edge of the VCO signal.
The output of flip-flop 105 becomes H, and at this time, the output Q A of flip-flop 105 becomes H. Subsequently, when the VCO signal becomes H level at t i , the Q B signal output from flip-flop 106 also becomes H level.

A信号がHレベルとなれば第1の分周期2の
分周動作を停止させ、PS動作を終了し、QB信号
がHレベルとなつて位相比較器7はVCO信号と
HF信号の位相比較を行なうPL動作に移る。
When the Q A signal becomes H level, the frequency division operation of the first division period 2 is stopped, the PS operation is terminated, and the Q B signal becomes H level, and the phase comparator 7 outputs the VCO signal.
Moving on to the PL operation, which compares the phase of the HF signal.

PL動作中に電荷の自然放電等が起こればVCO
の発振周波数が変化するが、この様なリークは温
度の影響を受け高温になる程リークが大きくな
る。このようなときPL動作時間を短くしたり、
またPL動作を行なわないことも必要である。そ
のためタイマー11の分周段を可変としておき温
度に応じて分周比を制御すればリークによる影響
が除かれる。
If spontaneous discharge of charge occurs during PL operation, VCO
The oscillation frequency changes, but such leakage is affected by temperature, and the higher the temperature, the greater the leakage becomes. In such cases, shorten the PL operation time,
It is also necessary not to perform PL operation. Therefore, if the frequency division stage of the timer 11 is made variable and the frequency division ratio is controlled according to the temperature, the influence of leakage can be eliminated.

〔位相比較回路の動作〕[Operation of phase comparison circuit]

第7図に位相比較回路7、チヤージポンプ回路
8、積分器9の実施例を示す。
FIG. 7 shows an embodiment of the phase comparator circuit 7, charge pump circuit 8, and integrator 9.

61及び62はD型フリツプフロツプでPS動
作中の位相比較を行なう。
61 and 62 are D-type flip-flops that perform phase comparison during PS operation.

フリツプフロツプ61,62のD入力端は第5
図に示したフリツプフロツプ105のA信号を
印加し、フリツプフロツプ61のクロツク入力端
にはVCO信号、リセツト入力端にはFS信号を印
加する。
The D input terminals of flip-flops 61 and 62 are the fifth
The A signal of the flip-flop 105 shown in the figure is applied, the VCO signal is applied to the clock input terminal of the flip-flop 61, and the FS signal is applied to the reset input terminal.

フリツプフロツプ62のクロツク入力端はFS
信号、リセツト入力端はVCO信号を印加する。
The clock input terminal of flip-flop 62 is FS.
The signal and reset input terminals apply VCO signals.

第4図bに示したタイミングチヤート図を用い
て動作を説明する。
The operation will be explained using the timing chart shown in FIG. 4b.

PS動作中ではフリツプフロツプ105のA
号はHレベルであり、時刻t1においてFS信号が
立ち上がれば、フリツプフロツプ62の出力
信号がLレベルとなり、フリツプフロツプ61の
出力信号Q1もLレベルとなる。時刻t2において、
VCO信号が立ち上がると今度は信号はHレベ
ルとなるが、Q1信号は変化せずLレベルのまま
である。
During the PS operation, the A signal of the flip-flop 105 is at the H level, and when the FS signal rises at time t1 , the two output signals of the flip-flop 62 go to the L level, and the output signal Q1 of the flip-flop 61 also goes to the L level. At time t 2 ,
When the VCO signal rises, the signal becomes H level, but the Q1 signal remains unchanged and remains L level.

次に時刻t3においてVCO信号がHレベルとなる
と、Q1信号がHレベルとなり、信号はHレ
ベルのままである。時刻t4においてFS信号がH
レベルとなれば、Q1信号はLレベルとなり、
信号はHレベルのままである。時刻t5において
同時にFS信号、VCO信号がHレベルとなれば、
信号Q1,Q2は以前の状態を保ち位相差パルスは
発せられない。
Next, at time t3 , when the VCO signal becomes H level, the Q1 signal becomes H level, and the Q2 signal remains at H level. At time t4 , the FS signal goes high
level, the Q1 signal becomes L level,
2 signal remains at H level. If the FS signal and VCO signal become H level at the same time at time t5 ,
Signals Q 1 and Q 2 remain in their previous states and no phase difference pulse is generated.

以上の構成によりFS信号に対してVCO信号の
位の進み、おくれ、一致の各状態が検出される。
With the above configuration, the leading, lagging, and matching states of the VCO signal with respect to the FS signal are detected.

次にPL動作における位相比較を説明する。 Next, phase comparison in PL operation will be explained.

トランスミツシヨンゲート110、D型フリツ
プフロツプ63,64,65、アンドゲート6
6,67、ナンドゲート68がPL動作中におけ
る位相比較の構成要素である。
Transmission gate 110, D-type flip-flop 63, 64, 65, AND gate 6
6, 67, and a NAND gate 68 are components for phase comparison during PL operation.

トランスミツシヨンゲート110はフリツプフ
ロツプ106のQB出力信号で制御されて、HF信
号とLレベルの直流電圧を切り替えて出力させる
もので、QB信号がHレベルのときはHF信号を、
B信号がLレベルのときはLレベルの直流電圧
をフリツプフロツプ63,64のクロツク入力端
及びフリツプフロツプ65のD入力端に印加す
る。
The transmission gate 110 is controlled by the Q B output signal of the flip-flop 106 and outputs an HF signal and an L level DC voltage by switching between them. When the Q B signal is at an H level, the HF signal is output.
When the Q B signal is at L level, an L level DC voltage is applied to the clock input terminals of flip-flops 63 and 64 and the D input terminal of flip-flop 65.

トランスミツシヨンゲート110からHに信号
が出力されているときはP・L動作、Lレベルの
直流電圧が出力されているときはPS動作であ
る。
When the transmission gate 110 outputs an H signal, it is in P/L operation, and when an L level DC voltage is output, it is in PS operation.

このようにHF信号を切り替えて位相比較器に
入力するのはPS動作における位相比較器での消
費電力を節約するためである。
The purpose of switching the HF signal and inputting it to the phase comparator in this way is to save power consumption in the phase comparator during PS operation.

このPL動作においてはVCO信号をフリプフロ
ツプ63のD入力端及びフリツプフロツプ65の
クロツク入力端に印加する。
In this PL operation, the VCO signal is applied to the D input terminal of flip-flop 63 and the clock input terminal of flip-flop 65.

アンドゲート66はVCO信号とフリツプフロ
ツプ63の信号のアンド演算を行ない、 アンゲート67はフリツプフロツプ63のQ3
信号とフリツプフロツプ64の信号のアンド
演算を行ない、ナンドゲート68はアンドゲート
67の出力とフリツプフロツプ65のQ5信号の
ナンド演算を行なう。
The AND gate 66 performs an AND operation on the VCO signal and the three signals of the flip-flop 63, and the UN gate 67 performs an AND operation on the VCO signal and the three signals of the flip-flop 63.
An AND operation is performed between the signal and the four signals of the flip-flop 64, and a NAND gate 68 performs a NAND operation between the output of the AND gate 67 and the Q5 signal of the flip-flop 65.

第8図にPS動作のタイミングチヤート図を示
して動作の詳細を説明する。
FIG. 8 shows a timing chart of the PS operation and details of the operation will be explained.

VCO信号はPS動作中にFS信号に対してゆらぎ
のない信号に補償されてもPS動作終了後、自然
保電等が起こりFS信号に対してVCO信号がゆら
ぐ可能性がある。
Even if the VCO signal is compensated to a signal that does not fluctuate with respect to the FS signal during the PS operation, after the PS operation ends, self-holding etc. may occur and the VCO signal may fluctuate with respect to the FS signal.

このとき例えば第8図において時刻t10及びt20
でHF信号とVCO信号の位相ずれがあるとする。
At this time, for example, in FIG. 8, times t 10 and t 20
Suppose there is a phase shift between the HF signal and VCO signal.

したがつてVCO信号がHF信号の1同期に対し
て位相的に±π以上ずれていてはVCO信号をHF
信号のn分周された信号にすることができなくな
る。逆に言えばこのような不都合を起こさないた
めにもPS動作においてマージンを十分とつてお
く必要がある。
Therefore, if the VCO signal is out of phase by more than ±π with respect to one synchronization of the HF signal, the VCO signal is
It becomes impossible to convert the signal into a signal whose frequency is divided by n. Conversely, in order to prevent such inconvenience from occurring, it is necessary to provide a sufficient margin in the PS operation.

今、位相比較の基準となるHF信号のタイミン
グt10に対してVCOの位相がおくれていることは
基準時間に対してVCO信号の時間おくれにな
り、充電動作を行なつてVCO信号の位相を進め
る必要がある。
Now, the fact that the phase of the VCO is delayed with respect to timing t 10 of the HF signal, which is the reference for phase comparison, means that the VCO signal is delayed in time with respect to the reference time. We need to move forward.

しかしこの状態ではVCO信号の側に立てばt10
タイミングはすでに通過した後で直接的な充電パ
ルスを発することができない。
However, in this state, if you stand on the side of the VCO signal, t 10
A direct charging pulse cannot be issued after the timing has already passed.

フリツプフロツプ63のD入力端にはVCO信
号、φ入力端にはHF信号が印加されるが、信号
Q3はt11でHレベルとなり、フリツプフロツプ6
4の出力Q4はt12でHレベルとなる。フリツプフ
ロツプ65の出力Q5はt10′でHレベルとなる。こ
のような出力Q3,Q4,Q5が得られたとき、AND
ゲート66は信号VCO信号、信号のANDを
行ないその出力は期間t10′,t11でHレベルとな
る。ANDゲート67は信号Q3と信号のAND
を行ないその出力は期間t11,t12でHレベルとな
り、さらにNANDゲート68は信号Q5とANDゲ
ート67の出力信号とのANDを行ないその出力
信号はちようどANDゲード67の出力信号が反
転された形の期間t11,t12でLレベルとなる信号
が得られる。
The VCO signal is applied to the D input terminal of the flip-flop 63, and the HF signal is applied to the φ input terminal, but the signal
Q 3 becomes H level at t 11 and flip-flop 6
4's output Q4 becomes H level at t12 . The output Q5 of the flip-flop 65 becomes H level at t10 '. When such outputs Q 3 , Q 4 , Q 5 are obtained, AND
The gate 66 performs an AND operation on the signal VCO signal and the signal 3 , and its output becomes H level during periods t10 ' and t11 . AND gate 67 is the AND of signal Q 3 and signal 4
The output becomes H level in periods t 11 and t 12 , and further, the NAND gate 68 performs an AND operation between the signal Q 5 and the output signal of the AND gate 67, and the output signal is the same as the output signal of the AND gate 67. A signal that becomes L level during the periods t 11 and t 12 is obtained.

以上の様に基準タイミングに対してVCO信号
の位相がおくらているときANDゲート66の出
力信号から放電のための位相差がパルスが得ら
れ、ひきつづきNANDゲート68の充電パルスが
得られる。この2つの放電動作を続けてくり返せ
ば差し引きt10,t10′間の位相差に対応する充電パ
ルスが与えられたことになる。
As described above, when the phase of the VCO signal is delayed with respect to the reference timing, a phase difference pulse for discharging is obtained from the output signal of the AND gate 66, and subsequently a charging pulse for the NAND gate 68 is obtained. If these two discharging operations are repeated in succession, a charging pulse corresponding to the phase difference between the subtractions t 10 and t 10 ' will be provided.

次に、基準点t20に対してVCO信号の位相が進
んでいてt20′でVCO信号が得られた場合はVCO信
号進みとみなして周期をおくらせる必要がある。
Next, if the phase of the VCO signal is leading with respect to the reference point t 20 and the VCO signal is obtained at t 20 ', it is necessary to consider that the VCO signal is leading and to delay the cycle.

今t20′でVCO信号がHレベルになり、t20でHF
信号がHレベルとなれば信号Q3はt20でHレベル
となる。続いて信号Q4はt21でHレベルとなる
が、信号Q5はt20′でLレベルとなりその状態を続
ける。このときANDゲート66の出力はt20′、t20
でHレベルとなり、ANDゲート67はt20、t21
でHレベルとなるが、NANDゲート68の出力は
ずつとHレベルのままである。
Now at t 20 ' the VCO signal goes to H level, and at t 20 it goes to HF.
If the signal becomes H level, the signal Q3 becomes H level at t20 . Subsequently, the signal Q 4 becomes H level at t 21 , but the signal Q 5 becomes L level at t 20 ′ and continues in that state. At this time, the output of the AND gate 66 is t 20 ′, t 20
The AND gate 67 becomes H level between t 20 and t 21 , but the output of the NAND gate 68 remains at H level.

この様にVCO信号の位相進みの場合には、位
相比較のための基準点t20があるために、先例と
ちがつて直接的な放電パルスのみが発せられる。
本実施例の位相比較回路はPS動作、PL動作毎に
分かれて動作する構成であるが、ここで電子的ス
イツチ機構69及び70を設けて、PS動作中は
信号Q1及び を位相差パルスとして選び、PL
動作中はANDゲート66及びNANDゲート68
の出力信号を位相差パルスとして選べばよい。な
お信号 を第4図で述べたVCOの位相制御の
ための制御信号に用いればPS動作中のVCO信号
の位相進みのときの位相制御ができる。PL動作
中はANDゲート66の反転信号を用いて位相制
御を行なうこともできるし、また位相制御を行な
わないときはフリツプフロツプ106の出力信号
BがHレベルのとき常時Hレベル電圧を与えて
おけばよい。
In this way, in the case of a phase advance of the VCO signal, only a direct discharge pulse is emitted, unlike the previous example, because there is a reference point t 20 for phase comparison.
The phase comparator circuit of this embodiment has a configuration that operates separately for PS operation and PL operation, but here, electronic switch mechanisms 69 and 70 are provided to adjust the phase difference between signals Q 1 and Q 2 during PS operation. Select as pulse, PL
During operation, AND gate 66 and NAND gate 68
It is sufficient to select the output signal of as the phase difference pulse. Note that if the signal Q1 is used as a control signal for the phase control of the VCO described in FIG . 4, it is possible to control the phase when the phase of the VCO signal advances during PS operation. During PL operation, phase control can be performed using the inverted signal of AND gate 66, and when phase control is not performed, an H level voltage must always be applied when output signal Q B of flip-flop 106 is at H level. Bye.

次にチヤージポンプ回路8及び積分器9の構成
を述べる。
Next, the configurations of the charge pump circuit 8 and the integrator 9 will be described.

71,72はチヤージポンプ回路の構成を示
し、71はPチヤンネルMOSトランジスター
で、72はnチヤンネルMOSトランジスターで
ある。各々のゲート電極は位相比較路7に接続さ
れ、放電パルスを与えるときはトランジスタ72
がオン、71がオフとなり、充電パルスを与える
ときは逆に71をオン、72をオフとすればよ
い。
Reference numerals 71 and 72 show the configuration of a charge pump circuit, where 71 is a P-channel MOS transistor and 72 is an N-channel MOS transistor. Each gate electrode is connected to a phase comparator 7, and when applying a discharge pulse, a transistor 72 is connected.
is turned on and 71 is turned off, and when giving a charging pulse, 71 is turned on and 72 is turned off.

チヤージポンプ出力は積分器に接続されるが、
積分器は抵抗R0、容量C0から構成できる。充
放電の位相差パルスをR0、C0を通して平滑化
し、その出力をVCO回路にフイードバツクす
る。
The charge pump output is connected to the integrator,
The integrator can be constructed from a resistor R0 and a capacitor C0 . The charging/discharging phase difference pulse is smoothed through R0 and C0 , and the output is fed back to the VCO circuit.

以上の説明で明らかな如く、本発明による周波
数分周器はVCO、位相比較器、チヤージポンプ
回路、積分器という従来のPLL回路を用いて、基
準信号となるFS信号及びHF信号とVCO信号の位
相比較を行ない、VCO信号の位相、周波数の補
償を行ないながら、高周波領域の分周器を間欠的
に動作させるものである。
As is clear from the above explanation, the frequency divider according to the present invention uses a conventional PLL circuit including a VCO, a phase comparator, a charge pump circuit, and an integrator to calculate the phase difference between the FS signal as a reference signal, the HF signal, and the VCO signal. The frequency divider in the high frequency range is operated intermittently while comparing and compensating the phase and frequency of the VCO signal.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明による周波数分周回路によれば、位相差
収束が可能なVCO回路により、容易にVCO信号
を高精度に補償することができ、第1の位相比較
期間と第2の位相比較期間を設けることにより、
高周波領域の分周器を間欠的に動作させ、分周に
おける消費電力を低減することができる。
According to the frequency divider circuit according to the present invention, the VCO signal can be easily compensated with high precision by the VCO circuit capable of converging the phase difference, and the first phase comparison period and the second phase comparison period are provided. By this,
By intermittently operating a frequency divider in a high frequency range, power consumption in frequency division can be reduced.

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

第1図は本発明の周波数分周器のブロツク図、
第2図は第1図で示した周波数分周器の動作を説
明するタイミングチヤート図、第3図は従来の周
波数分周器のブロツク図、第4図aは本発明の周
波数分周器に用いる電圧制御発振器の実施例で第
4図bは電圧制御発振器の動作を説明するタイミ
ングチヤート図、第5図は本発明の周波数分周器
のタイミング制御部の実施例を示す図、第6図は
第5図のタイミング制御部の動作を説明するタイ
ミングチヤート図、第7図は本発明の周波数分周
器の位相比較器の実施例を示す図、第8図は位相
比較器の動作を説明するタイミングチヤート図で
ある。 1…高周波時間基準信号源、2…第1の分周
器、3…第2の分周器、4…電圧制御発振器、7
…位相比較器、8…チヤージポンプ回路、9…積
分器、10…位相一致検出回路、11…タイマ
ー、12…制御信号作成回路、13…タイミング
制御部。
FIG. 1 is a block diagram of the frequency divider of the present invention.
Figure 2 is a timing chart explaining the operation of the frequency divider shown in Figure 1, Figure 3 is a block diagram of a conventional frequency divider, and Figure 4a is a diagram of the frequency divider of the present invention. An embodiment of the voltage controlled oscillator used, FIG. 4b is a timing chart explaining the operation of the voltage controlled oscillator, FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of the timing control section of the frequency divider of the present invention, and FIG. 6 5 is a timing chart explaining the operation of the timing control section, FIG. 7 is a diagram showing an embodiment of the phase comparator of the frequency divider of the present invention, and FIG. 8 is a diagram explaining the operation of the phase comparator. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... High frequency time reference signal source, 2... First frequency divider, 3... Second frequency divider, 4... Voltage controlled oscillator, 7
... Phase comparator, 8... Charge pump circuit, 9... Integrator, 10... Phase matching detection circuit, 11... Timer, 12... Control signal generation circuit, 13... Timing control unit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 時間基準信号源と、該時間基準信号源の高周
波領域の分周を行なう第1の分周器と、電圧制御
発振器と、位相比較器と、該位相比較器の出力信
号に応動するチヤージポンプ回路と、該チヤージ
ポンプ回路の出力電圧を平滑化し前記電圧制御発
振器に制御電圧を印加する積分器と、前記電圧制
御発振器と前記位相比較器の信号により動作する
タイミング制御部を設け、 該タイミング制御部により前記時間基準信号源
の第1の分周器の出力信号と前記電圧制御発振器
の出力信号の位相比較を行なう第1の位相比較期
間と、前記時間基準信号源の出力信号と前記電圧
制御発振器の出力信号の位相比較を行なう第2の
位相比較期間を発生せしめ、 前記第1の位相比較期間と前記第2の位相比較
期間で、前記位相比較器の出力信号に応じて前記
電圧制御発振器の出力信号を制御せしめ、 前記第1の位相比較期間は前記時間基準信号源
の第1の分周器の出力信号と前記電圧制御発振器
の出力信号の位相の一致の検出を行なつて動作を
停止させて前記第2の位相比較期間に移行せし
め、 前記第2の位相比較期間は前期の時間基準信号
源の第1の分周器の動作を停止せしめ、前記電圧
制御発振器の出力信号の設定されたパルス数をカ
ウントしたとき動作を停止させて前記第1の位相
比較期間に移動せしめ、 前記電圧制御発振器の出力信号を第2の分周器
を用いて計時単位信号を作成することを特徴とす
る周波数分周器。
[Claims] 1. A time reference signal source, a first frequency divider that divides a high frequency region of the time reference signal source, a voltage controlled oscillator, a phase comparator, and an output of the phase comparator. A charge pump circuit that responds to a signal, an integrator that smoothes an output voltage of the charge pump circuit and applies a control voltage to the voltage controlled oscillator, and a timing control section that operates based on the signals of the voltage controlled oscillator and the phase comparator. , a first phase comparison period in which the timing control section compares the phase of the output signal of the first frequency divider of the time reference signal source and the output signal of the voltage controlled oscillator; and the output signal of the time reference signal source. and generating a second phase comparison period in which the output signal of the voltage controlled oscillator is compared, and in the first phase comparison period and the second phase comparison period, according to the output signal of the phase comparator, The output signal of the voltage controlled oscillator is controlled, and the first phase comparison period detects a phase match between the output signal of the first frequency divider of the time reference signal source and the output signal of the voltage controlled oscillator. the operation of the first frequency divider of the first time reference signal source is stopped, and the operation of the first frequency divider of the voltage controlled oscillator is stopped, and the operation of the first frequency divider of the voltage controlled oscillator is stopped; When a set number of pulses of the output signal is counted, the operation is stopped and moved to the first phase comparison period, and a time unit signal is created from the output signal of the voltage controlled oscillator using a second frequency divider. A frequency divider characterized by:
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