JPS63292826A - 位相比較器 - Google Patents
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- JPS63292826A JPS63292826A JP62128971A JP12897187A JPS63292826A JP S63292826 A JPS63292826 A JP S63292826A JP 62128971 A JP62128971 A JP 62128971A JP 12897187 A JP12897187 A JP 12897187A JP S63292826 A JPS63292826 A JP S63292826A
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/18—Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
- H04L27/22—Demodulator circuits; Receiver circuits
- H04L27/227—Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation
- H04L27/2271—Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation wherein the carrier recovery circuit uses only the demodulated signals
- H04L27/2273—Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation wherein the carrier recovery circuit uses only the demodulated signals associated with quadrature demodulation, e.g. Costas loop
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
- H03D13/00—Circuits for comparing the phase or frequency of two mutually-independent oscillations
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/08—Details of the phase-locked loop
- H03L7/085—Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
- H03L7/087—Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal using at least two phase detectors or a frequency and phase detector in the loop
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/0014—Carrier regulation
- H04L2027/0024—Carrier regulation at the receiver end
- H04L2027/0026—Correction of carrier offset
- H04L2027/003—Correction of carrier offset at baseband only
-
- H—ELECTRICITY
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- H04L27/0014—Carrier regulation
- H04L2027/0044—Control loops for carrier regulation
- H04L2027/0046—Open loops
- H04L2027/0051—Harmonic tracking
-
- H—ELECTRICITY
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- H04L27/0014—Carrier regulation
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- H04L2027/0063—Elements of loops
- H04L2027/0067—Phase error detectors
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は位相比較器に係り、特に位相同期ループ(Ph
ase Lock Loop:P L L )の中にお
いて2つの入力位相を比較しそれらの位相差を検出する
目的て=使用される位相比較器に関する。
ase Lock Loop:P L L )の中にお
いて2つの入力位相を比較しそれらの位相差を検出する
目的て=使用される位相比較器に関する。
(従来の技術)
周知のように、PLLは、例えば第6図に示す如く、電
圧制御発振器(VCO)61と、ループフィルタ62と
、増幅器63と、位相比較器64とを備え、入力信号6
5の位相とvCOの出力信号66の位相とを位相比較器
64において比較してそれらの位相誤差を検出し、その
位相誤差をループフィルタ62および増幅器63を介し
てvC061にフィードバックさせることによって、入
力信号65の位相にVCO61の出力信号66の位相を
追従させることを目的とした回路であって、位相比較器
64は当該PLLの特性、を規定する重要な要素となっ
ている。
圧制御発振器(VCO)61と、ループフィルタ62と
、増幅器63と、位相比較器64とを備え、入力信号6
5の位相とvCOの出力信号66の位相とを位相比較器
64において比較してそれらの位相誤差を検出し、その
位相誤差をループフィルタ62および増幅器63を介し
てvC061にフィードバックさせることによって、入
力信号65の位相にVCO61の出力信号66の位相を
追従させることを目的とした回路であって、位相比較器
64は当該PLLの特性、を規定する重要な要素となっ
ている。
ここで、入力信号65は、ディジタル変調が施された変
調信号、即ち正弦信号または余弦信号若しくはこれらの
合成信号として表される信号であって、ASK (^m
plitude 5hift Keyiog)信号、P
S K (Phase 5hirt Keying)
信号やFSK(Frequency 5hift Ke
ying)信号等も含まれる。
調信号、即ち正弦信号または余弦信号若しくはこれらの
合成信号として表される信号であって、ASK (^m
plitude 5hift Keyiog)信号、P
S K (Phase 5hirt Keying)
信号やFSK(Frequency 5hift Ke
ying)信号等も含まれる。
また、VCO61の出力信号66は正弦信号または余弦
信号のいずれか一方からなり、位相比較器64が位相誤
差信号を形成する際の基準となる基準信号である。
信号のいずれか一方からなり、位相比較器64が位相誤
差信号を形成する際の基準となる基準信号である。
要するに、本発明が対象とする位相比較器の2人力とは
、ディジタル変調が施された変調信号と基準信号をいう
。
、ディジタル変調が施された変調信号と基準信号をいう
。
(発明が解決しようとする問題点)
ところで、位相比較器を乗算器あるいは乗算特性を有す
るバランスド・ミキサで構成する場合、その位相比較特
性は第7図に示す如き正弦波特性となる。第7図におい
て、横軸は位相誤差θ。、縦軸は位相誤差信号の振幅値
である。第7図から明らかな如く、位相誤差θ、が−J
K−<e*<−f−の区間(単調増加区間)では位相誤
差信号の振幅値は位相誤差θ。の大きさに応じたものに
なる。
るバランスド・ミキサで構成する場合、その位相比較特
性は第7図に示す如き正弦波特性となる。第7図におい
て、横軸は位相誤差θ。、縦軸は位相誤差信号の振幅値
である。第7図から明らかな如く、位相誤差θ、が−J
K−<e*<−f−の区間(単調増加区間)では位相誤
差信号の振幅値は位相誤差θ。の大きさに応じたものに
なる。
つまり、当該PLLでは、位相誤差θ。がこの単調増加
区間内にあるときには速やかに同期引込くπおよび−π
くθ、 <−−2−の区間(単調減少区間)では、位相
誤差θ、が大きくなるにつれて位相誤差信号の振幅値は
小さくなる。従って、位相誤差θ、がこの単調減少区間
内にあるときには、当該PLLでは同期引込みに長時間
を要することになる。
区間内にあるときには速やかに同期引込くπおよび−π
くθ、 <−−2−の区間(単調減少区間)では、位相
誤差θ、が大きくなるにつれて位相誤差信号の振幅値は
小さくなる。従って、位相誤差θ、がこの単調減少区間
内にあるときには、当該PLLでは同期引込みに長時間
を要することになる。
一般に、位相比較器が正弦波位相比較特性をもつ場合の
PLLでは、n=0.1,2.・・・とすれば、ループ
が安定になるのは位相誤差θ、がθ。=±2nπのとき
であり、位相誤差θ、がθ、=±(2n+1)πのとき
はループは不安定となる。そして、位相誤差θ、がこの
不安定点近傍にあるときは、安定点に向かって収束する
その速度は非常に遅くなるという問題点がある。
PLLでは、n=0.1,2.・・・とすれば、ループ
が安定になるのは位相誤差θ、がθ。=±2nπのとき
であり、位相誤差θ、がθ、=±(2n+1)πのとき
はループは不安定となる。そして、位相誤差θ、がこの
不安定点近傍にあるときは、安定点に向かって収束する
その速度は非常に遅くなるという問題点がある。
この欠点を解消するために種々の改良が施されているこ
とは周知の通りであり、特願昭60−183862号公
報記載のものもその一例として挙げることができる。
とは周知の通りであり、特願昭60−183862号公
報記載のものもその一例として挙げることができる。
前記公報記載のものは、互いに直交位相関係にある一対
のディジタル入力信号の振幅値の組合わせに対応したデ
ィジタル信号からなる位相情報を変換テーブルから出力
するものであり、この変換テーブルはROMからなる。
のディジタル入力信号の振幅値の組合わせに対応したデ
ィジタル信号からなる位相情報を変換テーブルから出力
するものであり、この変換テーブルはROMからなる。
ところで、このROMをアクセスする回路構成は明示さ
れていないが、その思想に基づいて位相比較器を構成す
るとすれば第8図に示す如くになると推測される。
れていないが、その思想に基づいて位相比較器を構成す
るとすれば第8図に示す如くになると推測される。
第8図において、この位相比較器は、基準信号発生器1
と、−2−位相推移器2と、乗算器3および同4と、ロ
ーパスフィルタ5および同6と、A/D変換器81およ
び同82と、ROM83と、D/A変換器84とを備え
る。この位相比較器の動作は概路次の如くになる。
と、−2−位相推移器2と、乗算器3および同4と、ロ
ーパスフィルタ5および同6と、A/D変換器81およ
び同82と、ROM83と、D/A変換器84とを備え
る。この位相比較器の動作は概路次の如くになる。
入力信号9は、例えばacos(ωt+θ^)と表され
、乗算器3および同4の一方の入力へ供給されている。
、乗算器3および同4の一方の入力へ供給されている。
基準信号発生器1は、acos(ωt+θB)なる基準
信号10を発生し、それを乗算器3の他方の入力π と丁位相推移器2とへ供給する。
信号10を発生し、それを乗算器3の他方の入力π と丁位相推移器2とへ供給する。
十位相推移器2では、基準信号1oの位相を1ヒ進めな
1ヒ移相信号N丁5in(ωt+θm))11を形成し
、それを乗算器4の他方の入力へ供給する。
1ヒ移相信号N丁5in(ωt+θm))11を形成し
、それを乗算器4の他方の入力へ供給する。
演算器3は、2人力の積を求め、それをローパスフィル
タ5へ送出する。この2人力のIAは、A=fΣcos
(ωt+θA) X N’TCOI+((A) j+θ
a) −−−−一(1)であり、加法定理によっ
て A=cos(θ8−θA)+C0112(&) t c
os(θA+θB)−sin2ωtsin(θえ+θa
) ==−−−−−(2)となる0式(2)
の第2項および第3項はローバスフィルタ5で除去され
るので、ローパスフィルタ5の出力はcos(θB−θ
^)なるCOS信号12となる。
タ5へ送出する。この2人力のIAは、A=fΣcos
(ωt+θA) X N’TCOI+((A) j+θ
a) −−−−一(1)であり、加法定理によっ
て A=cos(θ8−θA)+C0112(&) t c
os(θA+θB)−sin2ωtsin(θえ+θa
) ==−−−−−(2)となる0式(2)
の第2項および第3項はローバスフィルタ5で除去され
るので、ローパスフィルタ5の出力はcos(θB−θ
^)なるCOS信号12となる。
また、乗算器4は、2人力の積を求め、それをローパス
フィルタ6へ送出する。この2人力の積Bは、 B=a−cos(ωt+θA)X a−sin(ωt+
θa) −−−(3)であり、これは加法定理によ
って B =sin(θB−θA)+CO32ωt 5in(
θ^+θB)+5io2ωtcos(θ^+θm)
・=−(4)となる0式(4)の第2項および
第3項は同様にローパスフィルタ6で除去されるので、
ローパスフィルタ6の出力は5in(θB−θ^)なる
sin信号13となる。ここに、前記式、(2)、同(
4)においてθ8−θ^は前記位相誤差θ、である。第
7図はsin信号13の波形図である。
フィルタ6へ送出する。この2人力の積Bは、 B=a−cos(ωt+θA)X a−sin(ωt+
θa) −−−(3)であり、これは加法定理によ
って B =sin(θB−θA)+CO32ωt 5in(
θ^+θB)+5io2ωtcos(θ^+θm)
・=−(4)となる0式(4)の第2項および
第3項は同様にローパスフィルタ6で除去されるので、
ローパスフィルタ6の出力は5in(θB−θ^)なる
sin信号13となる。ここに、前記式、(2)、同(
4)においてθ8−θ^は前記位相誤差θ、である。第
7図はsin信号13の波形図である。
A/D変換器81は入力したcos信号12を、またA
/D変換器82は入力したs jn信号13をNビット
のディジタル信号へ変換し、それぞれをROM83へア
ドレスデータとして送出する。
/D変換器82は入力したs jn信号13をNビット
のディジタル信号へ変換し、それぞれをROM83へア
ドレスデータとして送出する。
即ち、一対のディジタル信号でROM83をアクセスす
るのである。
るのである。
ROM83は位相情報が格納された極座標変換テーブル
であって、前記アドレスデータに従って対応する位相情
報を発生する。この位相情報はD/A変換器84を介し
て比較器出力15となる。
であって、前記アドレスデータに従って対応する位相情
報を発生する。この位相情報はD/A変換器84を介し
て比較器出力15となる。
その結果、位相比較特性は、第9図に示す如く、位相誤
差θ、が一π〈θ、くπの範囲で単調増加特性となるの
で、前述した不安定点(±π)近傍での収束速度を速く
することができる。
差θ、が一π〈θ、くπの範囲で単調増加特性となるの
で、前述した不安定点(±π)近傍での収束速度を速く
することができる。
ところが、一対のディジタル信号でROMをアクセスす
る方式の位相比較器にあっては、所望の分解能を得るた
めには大容量のROMが必要である。即ち、A/D変換
器の出力がNビットだとすると、ROMアドレス入力に
は2つのA/D変換器が接続されるので、2Nビツトの
アドレスが必要で、ROMの容量は22Nワードのもの
が必要となる。近年の半導体集積回路技術の進展は目覚
しく記憶装置の大容量化が急速に図られているが、これ
らのものは現時点では未だ高価であり、また上記要件に
合致した所望容量のROMを入手することは必ずしも容
易ではない、そこで、入手容易なROMで構成すること
になるが、この場合には複数個のROMで所望容量を得
ることになるので、回路規模が増大し小形化が困難であ
る、等の種々の問題点がある。
る方式の位相比較器にあっては、所望の分解能を得るた
めには大容量のROMが必要である。即ち、A/D変換
器の出力がNビットだとすると、ROMアドレス入力に
は2つのA/D変換器が接続されるので、2Nビツトの
アドレスが必要で、ROMの容量は22Nワードのもの
が必要となる。近年の半導体集積回路技術の進展は目覚
しく記憶装置の大容量化が急速に図られているが、これ
らのものは現時点では未だ高価であり、また上記要件に
合致した所望容量のROMを入手することは必ずしも容
易ではない、そこで、入手容易なROMで構成すること
になるが、この場合には複数個のROMで所望容量を得
ることになるので、回路規模が増大し小形化が困難であ
る、等の種々の問題点がある。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもの
で、その目的は、位相誤差がPLLの不安定点近傍にあ
るときでも速やかに安定点に収束させ得る位相比較特性
を有したものを安価に入手可能な部品で構成できる位相
比較器を提供することにある。
で、その目的は、位相誤差がPLLの不安定点近傍にあ
るときでも速やかに安定点に収束させ得る位相比較特性
を有したものを安価に入手可能な部品で構成できる位相
比較器を提供することにある。
(問題点を解決するための手段)
前記目的を達成するために、本発明の位相比較器は次の
如き構成を有する。
如き構成を有する。
即ち、本発明の位相比較器は、ディジタル変調された変
調信号とこの変調信号と位相比較するための基準となる
信号であって正弦信号または余弦信号のいずれか一方か
らなる基準信号とを受けて両者の積を求める第1の乗算
器と; 前記第1の乗算器の出力についてろ波処理を施
し位相誤差・の正弦成分信号(または余弦成分信号)を
出力する第1のローパスフィルタと; 前記基準信号の
位相を1宛移相する1位相推移器と: 前記変調信号と
前記1ヒ位相推移器の出方とを受けて両者の積を求める
第2の乗算器と: 前記第2の乗算器の出力についてろ
波処理を施し位相誤差の余弦成分信号(または正弦成分
信号)を出力する第2のローパスフィルタと; 前記第
1のローパスフィルタまたは前記第2のローパスフィル
タのいずれか一方の出力信号を受けてその出力信号の正
の半周期間と負の半周期間とを示す極性判定信号を出力
する極性判定器と; 前記第1のローパスフィルタまた
は前記第2のローパスフィルタのいずれか他方の出力信
号と前記極性判定信号とを受けて極性判定信号が前記圧
の半周期間を示すときその正の半周期間に対応したその
他方の出力信号の1周期の期間内で単調増加となる位相
誤差信号を発生する位相誤差変換回路と; を備えたこ
とを特徴とするも、のである。
調信号とこの変調信号と位相比較するための基準となる
信号であって正弦信号または余弦信号のいずれか一方か
らなる基準信号とを受けて両者の積を求める第1の乗算
器と; 前記第1の乗算器の出力についてろ波処理を施
し位相誤差・の正弦成分信号(または余弦成分信号)を
出力する第1のローパスフィルタと; 前記基準信号の
位相を1宛移相する1位相推移器と: 前記変調信号と
前記1ヒ位相推移器の出方とを受けて両者の積を求める
第2の乗算器と: 前記第2の乗算器の出力についてろ
波処理を施し位相誤差の余弦成分信号(または正弦成分
信号)を出力する第2のローパスフィルタと; 前記第
1のローパスフィルタまたは前記第2のローパスフィル
タのいずれか一方の出力信号を受けてその出力信号の正
の半周期間と負の半周期間とを示す極性判定信号を出力
する極性判定器と; 前記第1のローパスフィルタまた
は前記第2のローパスフィルタのいずれか他方の出力信
号と前記極性判定信号とを受けて極性判定信号が前記圧
の半周期間を示すときその正の半周期間に対応したその
他方の出力信号の1周期の期間内で単調増加となる位相
誤差信号を発生する位相誤差変換回路と; を備えたこ
とを特徴とするも、のである。
(作 用)
次に、前記の如く構成される本発明の位相比較器の作用
を説明する。
を説明する。
変調信号がacos(ωt+θ^)、基準信号がJ”’
j−cos(。t+θ8)と表されるとすると、第1の
乗算器では前記式(1)の演算が行われる結果、第1の
ローパスフィルタの出力はcos(θB−θA)なる位
相誤差(θB−θ^)の余弦成分信号となる。
j−cos(。t+θ8)と表されるとすると、第1の
乗算器では前記式(1)の演算が行われる結果、第1の
ローパスフィルタの出力はcos(θB−θA)なる位
相誤差(θB−θ^)の余弦成分信号となる。
一方、基準信号は」二位相推移器で1ヒ移相され正弦信
号(5in(ωt+θ1))となるので、第2の乗算器
では前記式(3)の演算が行われる。
号(5in(ωt+θ1))となるので、第2の乗算器
では前記式(3)の演算が行われる。
従ッテ第2のローパスフィルタの出力は5in(θS−
θA)なる位相誤差(θ8−θ^)の正弦成分信号とな
る。
θA)なる位相誤差(θ8−θ^)の正弦成分信号とな
る。
極性判定器には、余弦成分信号または正弦成分信号のい
ずれか一方が入力するが、例えば余弦成分信号が入力す
るとする。従って、位相誤差変換回路には、正弦成分信
号が入力することになる。
ずれか一方が入力するが、例えば余弦成分信号が入力す
るとする。従って、位相誤差変換回路には、正弦成分信
号が入力することになる。
極性判定器では、余弦成分信号の極性を判定し、正の半
周期間例えば高レベル、負の半周期間低レベルとなる極
性判定信号を形成し、それを位相誤差変換回路へ与える
。
周期間例えば高レベル、負の半周期間低レベルとなる極
性判定信号を形成し、それを位相誤差変換回路へ与える
。
位相誤差変換回路では、極性判定信号が正の半周期間を
示すときその正の半周期間に対応した正弦成分信号の1
廟期の期間内単調増加となる位相誤差信号を発生する0
位相誤差との関係で言えば、n=0.±1.±2.・・
・とすると、(2n−1)πから(2n+1)πの区間
単調増加となる位相誤差信号を発生するのである8例え
ば、正の半周期間を一1〜十1の区間とすれば、これに
対応した正弦成分信号の1周期の期間は一π〜+πの区
間となる。そして、この1周期の期間内において、正弦
成分信号は、−1〜十1の区間では単調増加を示し、−
π〜−1および+4〜+πの区間では単調減少を示す、
そこで、位相誤差変換回路では、例えば、単調減少の区
間を単調増加に変換するとともに、それを−1〜+」二
の区間の特性につなげることを行う、この操作は、−7
〜+十の区間にある正弦成分信号はそのまま出力し、−
π〜−]「および+7〜+πの区間にある正弦成分信号
の極性反転およびレベルシフトを行うことで容易にでき
る。つまり、入手容易な回路部品で、しかも少ない部品
数で簡単に構成できる。
示すときその正の半周期間に対応した正弦成分信号の1
廟期の期間内単調増加となる位相誤差信号を発生する0
位相誤差との関係で言えば、n=0.±1.±2.・・
・とすると、(2n−1)πから(2n+1)πの区間
単調増加となる位相誤差信号を発生するのである8例え
ば、正の半周期間を一1〜十1の区間とすれば、これに
対応した正弦成分信号の1周期の期間は一π〜+πの区
間となる。そして、この1周期の期間内において、正弦
成分信号は、−1〜十1の区間では単調増加を示し、−
π〜−1および+4〜+πの区間では単調減少を示す、
そこで、位相誤差変換回路では、例えば、単調減少の区
間を単調増加に変換するとともに、それを−1〜+」二
の区間の特性につなげることを行う、この操作は、−7
〜+十の区間にある正弦成分信号はそのまま出力し、−
π〜−]「および+7〜+πの区間にある正弦成分信号
の極性反転およびレベルシフトを行うことで容易にでき
る。つまり、入手容易な回路部品で、しかも少ない部品
数で簡単に構成できる。
しかし、このようにして得られた単調増加特性は線形と
はならず若干の湾曲部分を含む、単調増加特性を線形に
する必要があるときは、位相誤差−振幅値の変換テーブ
ルをROMに設定すれば良い、この場合にはROMをア
クセスするのは正弦成分信号であり、極性判定信号は前
記例と同様にその正弦成分信号の位相誤差が時間軸上の
どの位置にあるものかを特定する制御信号として機能す
る。つまり、ROMは大容量である必要はなく、入手容
易なROMで構成できるのである。
はならず若干の湾曲部分を含む、単調増加特性を線形に
する必要があるときは、位相誤差−振幅値の変換テーブ
ルをROMに設定すれば良い、この場合にはROMをア
クセスするのは正弦成分信号であり、極性判定信号は前
記例と同様にその正弦成分信号の位相誤差が時間軸上の
どの位置にあるものかを特定する制御信号として機能す
る。つまり、ROMは大容量である必要はなく、入手容
易なROMで構成できるのである。
このように、本発明の位相比較器によれば、2個の乗算
器および2個のローパスフィルタによって位相誤差の正
弦成分信号と余弦成分信号を形成し、その正弦成分信号
または余弦成分信号のいずれか一方によって極性判定信
号を形成し、正弦成分信号または余弦成分信号のいずれ
か他方によって位相誤差信号を形成する際に極性判定信
号で定まる所定の1周期の期間、即ち(2n−1)πか
ら(2n−1)π(n=o、±1.±2.・・・)の区
間単調増加となる位相誤差信号を形成するようにしたの
で、当該位相比較器を用いて構成されなPLLでは位相
誤差が不安定点である±(2n−1)π(n=0.1,
2.・・・)の近傍にあっても速やかに安定点に収束で
きることとなり、PLLの引込時間の短縮が図れる。こ
こに、位相誤差変換回路はROMを用いないでも構成で
き、またROMを用いたとしても大容量のものである必
要はない、従って、本発明の位相比較器によれば、入手
容易な回路部品で構成できるので低価格化が図れる。ま
た、部品数も多くはならないので小形化が図れる等の効
果がある。
器および2個のローパスフィルタによって位相誤差の正
弦成分信号と余弦成分信号を形成し、その正弦成分信号
または余弦成分信号のいずれか一方によって極性判定信
号を形成し、正弦成分信号または余弦成分信号のいずれ
か他方によって位相誤差信号を形成する際に極性判定信
号で定まる所定の1周期の期間、即ち(2n−1)πか
ら(2n−1)π(n=o、±1.±2.・・・)の区
間単調増加となる位相誤差信号を形成するようにしたの
で、当該位相比較器を用いて構成されなPLLでは位相
誤差が不安定点である±(2n−1)π(n=0.1,
2.・・・)の近傍にあっても速やかに安定点に収束で
きることとなり、PLLの引込時間の短縮が図れる。こ
こに、位相誤差変換回路はROMを用いないでも構成で
き、またROMを用いたとしても大容量のものである必
要はない、従って、本発明の位相比較器によれば、入手
容易な回路部品で構成できるので低価格化が図れる。ま
た、部品数も多くはならないので小形化が図れる等の効
果がある。
(実 施 例)
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例に係る位相比較器を示す、な
お、第8図に示したものと同一構成部分には同一符号を
付し、その説明を省略する。
お、第8図に示したものと同一構成部分には同一符号を
付し、その説明を省略する。
第1図において、本発明の位相比較器は、ローパスフィ
ルタ5の後段に極性判定器7を設けるとともに、この極
性判定器7とローパスフィルタ6の後段に位相誤差変換
回路8を設け、この位相誤差変換回路8から所望の比較
器出力15が得られるようにしたものである。
ルタ5の後段に極性判定器7を設けるとともに、この極
性判定器7とローパスフィルタ6の後段に位相誤差変換
回路8を設け、この位相誤差変換回路8から所望の比較
器出力15が得られるようにしたものである。
ローパスフィルタ6は、前述した如(sinθ6なる
sin信号13を出力するもので、このsin信号13
が位相誤差変換回路8の一方の入力となる。
sin信号13を出力するもので、このsin信号13
が位相誤差変換回路8の一方の入力となる。
第3図(A)はこのsin信号13の1周期の区間にお
ける波形を示したもので、これは第7図で示したものと
同一のものである。
ける波形を示したもので、これは第7図で示したものと
同一のものである。
ローパスフィルタ5は、前述した如(COSθ。
なるcos信号12を出力するもので、このcos信号
12が極性判定器7へ入力する。
12が極性判定器7へ入力する。
極性判定器7は、cos信号12の極性を判定し、正の
半周期の期間「+1」レベル、負の半周期の期間「−1
」レベルとなる判定信号14を形成し、それを位相誤差
変換回路8へ与える。第3図(B)は、第3図(に)と
の関連で、sin信号13の1周期の区間における判定
信号14を示している。
半周期の期間「+1」レベル、負の半周期の期間「−1
」レベルとなる判定信号14を形成し、それを位相誤差
変換回路8へ与える。第3図(B)は、第3図(に)と
の関連で、sin信号13の1周期の区間における判定
信号14を示している。
第3図(A)と同(B)との比較において明らかな通り
、sin信号13の振幅変化は判定信号14が「+1」
レベルである期間では単調増加を示し、判定信号14が
「−1jレベルである期間では単調減少を示す、つまり
、判定信号14の内容によって単調減少区間を認識でき
るのである。
、sin信号13の振幅変化は判定信号14が「+1」
レベルである期間では単調増加を示し、判定信号14が
「−1jレベルである期間では単調減少を示す、つまり
、判定信号14の内容によって単調減少区間を認識でき
るのである。
位相誤差変換回路8は、sin信号13と判定信号14
とを受けて、前記単調減少部分を単調増加に変換し、第
9図に示したものと同等の位相比較特性からなる比較器
出力15を形成する。
とを受けて、前記単調減少部分を単調増加に変換し、第
9図に示したものと同等の位相比較特性からなる比較器
出力15を形成する。
具体的に言えば、位相誤差が、nをn=0.+1゜±2
.・・・とじた場合に、(2n−1)πから(2n+1
)πの範囲内にあるときの比較器出力15が、この範囲
内において単調に増加する特性となるようにするのであ
る。その結果、本発明の位相比較器を用いてPLLを構
成すれば、位相誤差が不安定点である±(2n+1)π
の近傍にあるときでも速やかに安定点へ収束させ得るこ
とになる。
.・・・とじた場合に、(2n−1)πから(2n+1
)πの範囲内にあるときの比較器出力15が、この範囲
内において単調に増加する特性となるようにするのであ
る。その結果、本発明の位相比較器を用いてPLLを構
成すれば、位相誤差が不安定点である±(2n+1)π
の近傍にあるときでも速やかに安定点へ収束させ得るこ
とになる。
なお、この場合のnはn=o、1.2.・・・である。
次に、位相誤差変換回路8の具体的回路例を説明する。
第2図は、本発明の一実施例に係る位相誤差変換回路を
示す、この位相誤差変換回路はA/D変換器21と、R
OM22と、D/A変換器23とで基本的に構成される
。
示す、この位相誤差変換回路はA/D変換器21と、R
OM22と、D/A変換器23とで基本的に構成される
。
A/D変換器21は、前記sin信号13を所定ビット
数のディジタル信号に変換し、それをアドレスデータと
してROM22へ与える。
数のディジタル信号に変換し、それをアドレスデータと
してROM22へ与える。
ROM22はA/D変換器21の出力と前記判定信号1
4とを受けてディジタル信号からなる所定の位相誤差信
号をD/A変換器23へ与える。
4とを受けてディジタル信号からなる所定の位相誤差信
号をD/A変換器23へ与える。
ROM22は変換テーブルであって、位相誤差とそれに
対応する振幅値が設定してあり、判定信号14が「+1
」レベルである期間に対応するsLn信号13の一方か
ら+πまでの1周期の期間、即ち(2n−1)πから(
2n+1)π(n=o。
対応する振幅値が設定してあり、判定信号14が「+1
」レベルである期間に対応するsLn信号13の一方か
ら+πまでの1周期の期間、即ち(2n−1)πから(
2n+1)π(n=o。
+1.±2.・・・)の期間ではその位相誤差θ、に対
応した振幅値が単調に増加することとなる位相誤差信号
を発生するのである。これがD/A変換器23から比較
器出力15として送出される。
応した振幅値が単調に増加することとなる位相誤差信号
を発生するのである。これがD/A変換器23から比較
器出力15として送出される。
その結果、位相比較特性は第3図(C)に示す如くにな
る。
る。
なお、ROM22の容量であるが、A/D変換器21の
変換ビット数をNとすれば、ROM22のアドレスデー
タ仲(N+1)ビットとなるので、ROM22の容量は
2N+1ワードで済む、第8図で示した場合に比して約
半分の容量で同等に機能することが理解できる。即ち、
入手容易な小容量のROMで構成できるのである。
変換ビット数をNとすれば、ROM22のアドレスデー
タ仲(N+1)ビットとなるので、ROM22の容量は
2N+1ワードで済む、第8図で示した場合に比して約
半分の容量で同等に機能することが理解できる。即ち、
入手容易な小容量のROMで構成できるのである。
次に、第4図は本発明に係る位相誤差変換回路の他の実
施例を示す、この位相誤差変換回路はA/D変換器31
と、セレクタ32と、D/A変換器33と、(N−1)
個のインバータ34とで基本的に構成される。
施例を示す、この位相誤差変換回路はA/D変換器31
と、セレクタ32と、D/A変換器33と、(N−1)
個のインバータ34とで基本的に構成される。
A/D変換器31は、前記sin信号13をNビットの
ディジタル信号に変換し、それをセレクタ32へ与える
。 sin信号13はそのピークレベルがA/D変換
器31のダイナミックレンジの半分となるようにA/D
変換器31へ入力するとすれば、A/D変換器31の出
力信号は、第5図(A)に示す如く、「010・・・0
」から「101・・・1」までの間で変化するNビット
のディジタル信号である。このNビットのディジタル信
号は第1の入力としてそのままセレクタ32へ与えられ
る一方、Nビットのディジタル信号のうち最上位ビット
(MSB :符号ビットである)はそのままで残りのN
−1ビツトをインバータ34で極性反転させたものを第
2の入力としてセレクタ32へ与えられる。
ディジタル信号に変換し、それをセレクタ32へ与える
。 sin信号13はそのピークレベルがA/D変換
器31のダイナミックレンジの半分となるようにA/D
変換器31へ入力するとすれば、A/D変換器31の出
力信号は、第5図(A)に示す如く、「010・・・0
」から「101・・・1」までの間で変化するNビット
のディジタル信号である。このNビットのディジタル信
号は第1の入力としてそのままセレクタ32へ与えられ
る一方、Nビットのディジタル信号のうち最上位ビット
(MSB :符号ビットである)はそのままで残りのN
−1ビツトをインバータ34で極性反転させたものを第
2の入力としてセレクタ32へ与えられる。
セレクタ32では、判定信号14がr+1」レベルであ
る期間は第1の入力を、「−1」レベルである期間は第
2の入力をそれぞれ選択し、それをD/A変換器33へ
送出する0判定信号14は、第5図(B)に示す通りで
あるが、−それがr+1」レベルに期間(−7〜+−2
−)ではA/D変換器31の出力は単調増加特性を有す
るから、この部分はそのまま出力する。一方、判定信号
14の「−1」レベルの期間では次の操作が行われてい
る。A/D変換器31の出力であるNビットのディジタ
ル信号では最上位ビットは当該信号の極性を示す、そし
て残りの(N−1)ビットは極性が反転しているので、
判定信号14が「−1」レベルの期間で入力した(N−
1)ビットの信号波形は単調増加となっている。そこで
、7〜+πの期間および一号〜−πの期間における(N
−1)と十十の期間における信号波形とつなげるのであ
る。その結果、第5図(C)に示す如く一方〜+πの区
間、即ち、(2n−1)π〜(2n+1)πの区間単調
増加となる位相誤差信号15がD/A変換器33の出力
に得られる。
る期間は第1の入力を、「−1」レベルである期間は第
2の入力をそれぞれ選択し、それをD/A変換器33へ
送出する0判定信号14は、第5図(B)に示す通りで
あるが、−それがr+1」レベルに期間(−7〜+−2
−)ではA/D変換器31の出力は単調増加特性を有す
るから、この部分はそのまま出力する。一方、判定信号
14の「−1」レベルの期間では次の操作が行われてい
る。A/D変換器31の出力であるNビットのディジタ
ル信号では最上位ビットは当該信号の極性を示す、そし
て残りの(N−1)ビットは極性が反転しているので、
判定信号14が「−1」レベルの期間で入力した(N−
1)ビットの信号波形は単調増加となっている。そこで
、7〜+πの期間および一号〜−πの期間における(N
−1)と十十の期間における信号波形とつなげるのであ
る。その結果、第5図(C)に示す如く一方〜+πの区
間、即ち、(2n−1)π〜(2n+1)πの区間単調
増加となる位相誤差信号15がD/A変換器33の出力
に得られる。
なお、第5図(C)から明らかな如く、単調増加特性は
線形とはならず若干の湾曲を含むものとなる。線形性が
要求される場合には前記ROM 22を用いた方式を採
用すれば良いことになる。
線形とはならず若干の湾曲を含むものとなる。線形性が
要求される場合には前記ROM 22を用いた方式を採
用すれば良いことになる。
(発明の効果)
以上詳述したように、本発明の位相比較器によれば、2
個の乗算器および2個のローパスフィルタによって位相
誤差の正弦成分信号と余弦成分信号を形成し、その正弦
成分信号または余弦成分信号のいずれか一方によって極
性判定信号を形成し、正弦成分信号ま赴は余弦成分信号
のいずれか他方によって位相誤差信号を形成する際に極
性判定信号で定まる所定の1周期の期間、即ち(2n−
1)πから(2n−1)g (n=o、±1.±2 、
・’)の区間単調増加となる位相誤差信号を形成する
ようにしたので、当該位相比較器を用いて構成されたP
LLでは位相誤差が不安定点である±(2n−1)π(
n=0,1.2.・・・)の近傍にあっても速やかに安
定点に収束できることとなり、PLLの引込時間の短縮
が図れる。ここに、位相誤差変換回路はROMを用いな
いでも構成でき、またROMを用いたとしても大容量の
ものである必要はない、従って、本発明の位相比較器に
よれば、入手容易な回路部品で構成できるので低価格化
が図れる。また、部品数も多くはならないので小形化が
図れる等の効果がある。
個の乗算器および2個のローパスフィルタによって位相
誤差の正弦成分信号と余弦成分信号を形成し、その正弦
成分信号または余弦成分信号のいずれか一方によって極
性判定信号を形成し、正弦成分信号ま赴は余弦成分信号
のいずれか他方によって位相誤差信号を形成する際に極
性判定信号で定まる所定の1周期の期間、即ち(2n−
1)πから(2n−1)g (n=o、±1.±2 、
・’)の区間単調増加となる位相誤差信号を形成する
ようにしたので、当該位相比較器を用いて構成されたP
LLでは位相誤差が不安定点である±(2n−1)π(
n=0,1.2.・・・)の近傍にあっても速やかに安
定点に収束できることとなり、PLLの引込時間の短縮
が図れる。ここに、位相誤差変換回路はROMを用いな
いでも構成でき、またROMを用いたとしても大容量の
ものである必要はない、従って、本発明の位相比較器に
よれば、入手容易な回路部品で構成できるので低価格化
が図れる。また、部品数も多くはならないので小形化が
図れる等の効果がある。
第1図は本発明の一実施例に係る位相比較器の構成ブロ
ック図、第2図は本発明に係る位相誤差変換回路の具体
的構成例のブロック図、第3図は動作説明図、第4図は
本発明に係る位相誤差変換回路の具体的構成例のブロッ
ク図、第5図は動作説明図、第6図はPLLの構成ブロ
ック図、第7図は位相比較器を乗算器で構成した場合の
位相比較特性図、第8図はROMを用いて構成した位相
比較器の回路例のブロック図、第9図はROM構成の位
相比較器で得られた位相比較特性図である。 1・・・・・・基準信号発生器、 2・・・・・・十位
相推移器、 3.4・・・・・・乗算器、 5.6・・
・・・・ローパスフィルタ、 7・・・・・・極性判定
器、 8・・・・・・位相誤差変換回路、21,31,
81.82・・・・・・A/D変換器、 22.83・
・・・−ROM、 23.33゜84・・・・・・D/
A変換器、 32・・・・・・セレクタ、34・・・・
・・インバータ、 61・・・・・・電圧制御発振器(
VCO)、 62・・・・・lループフィルタ、
63・・・・・・増幅器、 64・・・・・・位相比較
器。 代理人 弁理士 八 幡 義 博 /−0−基準信号f!生巷、Z−−−−T位相推移界、
3.4−一一一乗算葵・ 6.6−−−−ローパス
スルy、 7−−−−湘?斐判定器、ターーー・入力
信号、 7/7−−−−基準信号、 //−一−−
τ俵剣盲信号、e−−−−C056号、 /3−−−−
3in M号、/4−−−一判定信号し−−−−比較器
武力 本発明の位オ@之杖巷0羞戒例 第1図 イijg富14哩しイ瞑=NさIi〕発lうS−−9ビ
イ列CI)第 2 図 1し方イ乍説rす1 図 vl 3 図 ィijgfilf換回knJfllAイ?J(II)第
4 図 動作説明図 第 5 図 PlLのS太イ列 隼 C図 イヱーJ目比幸タコ電湿1」マ東算益 て゛ある場令の住J目比校7手)・友図半 7 z
ック図、第2図は本発明に係る位相誤差変換回路の具体
的構成例のブロック図、第3図は動作説明図、第4図は
本発明に係る位相誤差変換回路の具体的構成例のブロッ
ク図、第5図は動作説明図、第6図はPLLの構成ブロ
ック図、第7図は位相比較器を乗算器で構成した場合の
位相比較特性図、第8図はROMを用いて構成した位相
比較器の回路例のブロック図、第9図はROM構成の位
相比較器で得られた位相比較特性図である。 1・・・・・・基準信号発生器、 2・・・・・・十位
相推移器、 3.4・・・・・・乗算器、 5.6・・
・・・・ローパスフィルタ、 7・・・・・・極性判定
器、 8・・・・・・位相誤差変換回路、21,31,
81.82・・・・・・A/D変換器、 22.83・
・・・−ROM、 23.33゜84・・・・・・D/
A変換器、 32・・・・・・セレクタ、34・・・・
・・インバータ、 61・・・・・・電圧制御発振器(
VCO)、 62・・・・・lループフィルタ、
63・・・・・・増幅器、 64・・・・・・位相比較
器。 代理人 弁理士 八 幡 義 博 /−0−基準信号f!生巷、Z−−−−T位相推移界、
3.4−一一一乗算葵・ 6.6−−−−ローパス
スルy、 7−−−−湘?斐判定器、ターーー・入力
信号、 7/7−−−−基準信号、 //−一−−
τ俵剣盲信号、e−−−−C056号、 /3−−−−
3in M号、/4−−−一判定信号し−−−−比較器
武力 本発明の位オ@之杖巷0羞戒例 第1図 イijg富14哩しイ瞑=NさIi〕発lうS−−9ビ
イ列CI)第 2 図 1し方イ乍説rす1 図 vl 3 図 ィijgfilf換回knJfllAイ?J(II)第
4 図 動作説明図 第 5 図 PlLのS太イ列 隼 C図 イヱーJ目比幸タコ電湿1」マ東算益 て゛ある場令の住J目比校7手)・友図半 7 z
Claims (1)
- ディジタル変調された変調信号とこの変調信号と位相比
較するための基準となる信号であって正弦信号または余
弦信号のいずれか一方からなる基準信号とを受けて両者
の積を求める第1の乗算器と;前記第1の乗算器の出力
についてろ波処理を施し位相誤差の正弦成分信号(また
は余弦成分信号)を出力する第1のローパスフィルタと
;前記基準信号の位相をπ/2宛移相するπ/2位相推
移器と;前記変調信号と前記π/2位相推移器の出力と
を受けて両者の積を求める第2の乗算器と;前記第2の
乗算器の出力についてろ波処理を施し位相誤差の余弦成
分信号(または正弦成分信号)を出力する第2のローパ
スフィルタと;前記第1のローパスフィルタまたは前記
第2のローパスフィルタのいずれか一方の出力信号を受
けてその出力信号の正の半周期間と負の半周期間とを示
す極性判定信号を出力する極性判定器と;前記第1のロ
ーパスフィルタまたは前記第2のローパスフィルタのい
ずれか他方の出力信号と前記極性判定信号とを受けて極
性判定信号が前記正の半周期間を示すときその正の半周
期間に対応したその他方の出力信号の1周期の期間内で
単調増加となる位相誤差信号を発生する位相誤差変換回
路とを備えたことを特徴とする位相比較器。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62128971A JPH0824260B2 (ja) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | 位相比較器 |
US07/197,851 US4920278A (en) | 1987-05-26 | 1988-05-24 | Phase comparator |
DE3854312T DE3854312T2 (de) | 1987-05-26 | 1988-05-25 | Phasenkomparator. |
CA000567600A CA1283176C (en) | 1987-05-26 | 1988-05-25 | Phase comparator |
EP88108327A EP0292935B1 (en) | 1987-05-26 | 1988-05-25 | Phase comparator |
AU16669/88A AU621049B2 (en) | 1987-05-26 | 1988-05-26 | Phase comparator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62128971A JPH0824260B2 (ja) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | 位相比較器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63292826A true JPS63292826A (ja) | 1988-11-30 |
JPH0824260B2 JPH0824260B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=14997934
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62128971A Expired - Lifetime JPH0824260B2 (ja) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | 位相比較器 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4920278A (ja) |
EP (1) | EP0292935B1 (ja) |
JP (1) | JPH0824260B2 (ja) |
AU (1) | AU621049B2 (ja) |
CA (1) | CA1283176C (ja) |
DE (1) | DE3854312T2 (ja) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5301196A (en) * | 1992-03-16 | 1994-04-05 | International Business Machines Corporation | Half-speed clock recovery and demultiplexer circuit |
JP2797916B2 (ja) * | 1993-08-05 | 1998-09-17 | 日本電気株式会社 | 搬送波再生回路 |
US5430537A (en) * | 1993-09-03 | 1995-07-04 | Dynamics Research Corporation | Light beam distance encoder |
US5583785A (en) * | 1993-12-28 | 1996-12-10 | Talkie Tooter, Inc. | Method and apparatus for signal decoder using instantaneous magnitude and phase detection |
WO1995019676A1 (en) * | 1994-01-12 | 1995-07-20 | Rca Thomson Licensing Corporation | Higher order digital phase loop filter |
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