JPS6387816A - 位相比較回路 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は位相比較回路に係り、特にデジタル通信のタイ
ミング抽出用Ｐ　Ｌ　Ｌ　（Ｐｈａｓｅ−Ｌｏｃｋｅｄ
　Ｌｏｏｐ）に好適な位相比較回路に関する。

〔従来の技術〕

従来、デジタル通信のタイミング抽出に適用されるＰＬ
Ｌの位相比較回路については、アイ・イー・イー・イー
ジャーナルオンセレクテドインコミュニケーションズ、
ニスニーシー１．Ｎａ３（１９８３年）第７２３頁から
第７３３頁（ＩＥＥＥ、Ｊ。

ｏｎ　５ｓｌａｃｔｅｄ　ｉｎ　ｃｏ　ｍｕｎｉｃａｔ
ｉｏｎｓ、５ＡＣ−１ｋ　５（１９８３）ＰＰ７２３−
７３３）　　に開示されている。この従来の位相比較回
路の構成を第７図、第８図により説明する。

従来の位相比較回路は図に示すように、フリッププロッ
プ回路１５０，２５０と２人力ｏＲｍ路３５０から成っ
ており、第８図のように動作する。

第１の信号１００及び第２の信号２００図のように仮定
すると、第１の８力信号１６０は該信号１００の立上り
で“１”となり、第２の出力信号２６０は該信号１６０
が“１”になると該信号２００の立上りで“１”となる
、該信号２６０が“１”となると該フリップフロップ回
路１５０はクリヤされ、該信号１６０は′Ｏ″′となる
。該フリップフロップ回路２５０は該信号１６ｏ。

２００が共に“Ｏ”のときにクリヤされて“Ｏ″となる
。

以上の結果、該信号１６０のパルス幅Ｔｕは該信号２０
０が“０″となる時間をＴｔ、　、位相差をｔ　とする
と次式で示される。

Ｔｕ　＝ＴＬ−ｔ　　　　　　　・・・・・・・・・・
・・・・・（１）一方、該信号２６０のパルスＩＩ　Ｔ
　ｏは該信号２００が“１″となる時間ＴＨと等しい、
このため、該パルス幅ＴＤとＴｕの差は次式となる。

ＴＤ　−Ｔｕ　＝　ｔ　　＋ＴＨ−ＴＬ　　　−−（２
）（２）式から、該パルス［ＴＤとＴｕの差は位相差ｔ
　と時間差ＴＨ−Ｔムの和で示される。ここで、時間差
ＴＨ−ＴＬは該信号２００のデユーティ比で変化し、デ
ユーティ比が５０％のとき零となる。

このため１位相差ｔ　は該パルス幅ＴＤ、ＴＵの差によ
り求めることができるが、該信号２００のデユーティ比
の影響を受ける。

また、図から、該第１の出力信号１２０の立下りと該第
２の出力信号２６０の立上りのタイミングは等しい、こ
のため、高速化すると該信号１２０と２６０は相互に干
渉し、該パルスｌｉ　Ｔ　ｕ　＊ＴＤが変化する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は第２の入力信号のデユーティ比や、第１
．第２の出力信号の相互干渉について配慮がされていな
いため、検出した位相信号はこれらの影響を受ける間層
があり、位相比較回路の高速化は困難であった。

本発明の目的は上記デユーティ比や信号の相互干渉の影
響を受けずに、安定で、高速な位相比較回路を提供する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は主にプリップフロップ回路で構成される第１
〜第４の手段で、第１の信号の変化点Ｔ１と第２の信号
の第１〜第３の変化点Ｔ２〜Ｔ、を検出し、論理回路で
構成する第５．第６の手段で該Ｔ１とＴ、の時間差と該
Ｔ、とＴ４の時間差を検出することにより、達成される
。

【作用〕

前記第１〜第４の手段は信号の各変化点Ｔ、〜Ｔ４で変
化するよう動作する。それによって、前記第５，６の手
段は前記変化点Ｔ□、Ｔ１間のパルス信号と前記変化点
Ｔ、と７４間のパルス信号を出力するよう動作する。こ
こで、該第５，６で発生する出力パルスは前記第２の信
号が“０”又は“１”のタイミングで出力されるので、
前記第２の信号のデユーティ比や、出力パルスの相互干
渉で検出した位相信号は変化しない、　　　−〔実施例
〕 以下１本発明の一実施例を第１図、第２図により説明す
る。

本実施例は第１図に示すように、第１の信号１００の変
化点を検出する手段１０．第２の信号２００の第１〜第
３の変化点Ｔ２〜Ｔ４を検出する手段、２０，３０，４
０．該変化点Ｔ工とＴ。

の時間差を検出する手段５０．該変化点Ｔ、とて、の時
間差を検出する手段６０から成り、該手段１０〜６０は
フリップフロップ１１，２１゜３１．４１．インバータ
回路２２，４２，２人力Ａ　Ｎ　Ｄ回路！５１．６１で
構成し、第２図に示すように動作する。

ここで、フリップフロップ回路はＴ入力端子の立上りの
タイミングでＤ入力の状態をＱ出力にセットするよう動
作する。また、ττ入力端子が“ＯｎのときＱ出力は“
Ｏ”となり、Ｑ出力とＱ出力は常に反転状態となる。

該フリップフロップ１１のＱ出力１１０は該信号１００
の立上りで“１”となり、第１の信号の変化点Ｔ、を検
出する。

該フリップフロップ２１．４１のＴ入力端子は、それぞ
れインバータ２２．４２を介して該信号２００と接続し
ている。このため、該フリップフロップ２１．４１は該
信号２００の立下りで動作する。

該フリップフロップ２１のＤ入力端子には該Ｑ出力信号
１１０が入力されるので、Ｑ出力２１０は該変化点Ｔ、
の後の該信号２００の立下りで“１”となり、第２の信
号の第１の変化点Ｔ２　を検出する。

該フリップフロップ３１のＤ入力端子には該Ｑ出力２１
０が入力されるので、Ｑ出力３１０は該信号２００の立
上りでパ１”となり、第２の信号の第２の変化点Ｔ、を
検出する。

さらに、該ブリップフロップ４１のＤ入力端子には該Ｑ
出力３１０が入力されるので、Ｑ出力４１０は該信号２
００の立下りで“１”となり、第２の信号の第３の変化
点Ｔ４を検出する。

一方、該フリップフロップ１１のＱ出力１１０は該フリ
ップフロップ２１のて出力が“０”でり′セットされる
ので、該Ｑ出力２１０が“１”のとき、該Ｑ出力１１０
は“ＯＮとなる。以後、該信号２００の変化点でフリッ
ププロップ２１，３１゜４１のＱ出力２１０，３１０，
４１０は順に“０”となる。

２人力ＡＮＤ回路５１の出力５１０は該フリッププロッ
プ１１のＱ出力１１０が“１”でかつ。

該フリップフロップ２１のＱ出力２１０が“０”のとき
パ１”となり、２人力ＡＮＤ回路６１の出力６１０は該
フリップフロップ３１の自出力３１０が“１”でかつ、
該ブリップフロップ４１のＱ出力４１０が“０″のとき
に“１”となる。

すなわち、該出力５１０のパルス幅は該変化点Ｔ１とＴ
８の時間差となり、該出力６１０のパルス幅は該変化点
Ｔ、、Ｔ、の時間差となる。

したがって、該出力５１０のパルス幅Ｔｕは該信号２０
０の“１”の期間ＴＨと位相差ｔ　との差となり、次式
で示される。

Ｔｕ　＝ＴＤ　−ｔ　　　　　　　　　−・−・・（４
）一方、該出力１１０のパルス幅ＴＤは該期間ＴＨと等
しく、次式となる。

ＴＤ＝ＴＤ　　　　　　　　　　　　・・・・・・・・
・（５）（４）、　（５）式から１位相差ｔ　は次式と
なる。

ｔ　　＝ＴＤ−ＴＵ　　　　　　　・・・・・・・・・
（６）（６）式より、該信号２００のデユーティ比によ
ってＴＨが変化しても、位相差ｔ　は該信号５１０．６
１０のパルス幅の差ＴＤ−ＴＵで安定に検出することが
できる。また、該出力５１０と６１０の変化点は同一タ
イミングでないため、信号の相互干渉の影響がない。

さらに、該信号１ｏＯの変化点Ｔ１及び該信号２００の
第１〜第３の変化点Ｔ２〜Ｔｓは同種類のフリッププロ
ップ回路１１，２１，３１，４１で検出できるので、各
変化点の検出タイミングは同一の遅れとなり、該信号５
１０，６１０のパルス幅υＴＤはフリップフロップの動
作遅れの影響を受けない。

以上のように１本実施例によれば、第２の入力信号のデ
ユーティ比や出力信号の相互干渉によって、検出位相差
が変化しないため、誤差の小さな位相比較回路を実現で
きる。

更に、検出位相差はフリップフロップ回路の動作遅れに
依存しないため、高速動作の位相比較回路を実現できる
効果がある。

次に、本発明の他の実施例を第３図、第４図により説明
する。

本実施例は第２の入力信号２００の第１の変化点を検出
する手段２０と該信号２００の第３の変化点を検出する
手段４０の構成が第１図に示す本発明の一実施例と異な
る。また、第１図と同一機能の要素は同一符号で示した
。

該手段２０のフリップフロップ回路２１のＤ入力２４０
はブリップフロップ回路１１のＱ出力１１０と第１の入
力信号１００を２人力ＯＲ回路２４を介して接続する。

更に、該フリッププロップ２１のττ入力２６０は該信
号１００をインバータ回路２５を介した信号と、フリッ
プフロップ３１のＱ出力３１０を２人力ＮＡＮＤ回路２
６を介して接続する。また、ブリッププロップ２１と４
１の百出力に相当する信号はＱ出力をインバータ回路２
３．４３を介して出力する。

以上のように構成した本発明の他の実施例の動作を第４
図の動作タイミング図で説明する。

第４図において、該第１の入力信号１００と該第２の入
力信号２００の位相差は−ｔ　とし、フリップフロップ
回ｍｌｌ、２１，３１，４１の遅延時間はｔｄとした。

該手段２ｏの該り入力２４０は該第１の信号１００と該
Ｑ出力１１０の論理和であり、第４図の条件では該第１
の信号１００と等しい信号となる。また、該ブリップフ
ロップ回路２１の該ττ入力２６０は該第１の信号１０
０の反転信号と該Ｑ出力３１０の論理積の反転信号であ
る。このため、該第１の信号１００が、１”のとき該Ｃ
Ｌ大入力６０は１１１”となり、該フリップフロップ回
路２１はクリアされない。

該フリッププロップ２１は該第２の信号２００の立下り
のタイミングで動作するので、該フリップフロップ２１
のＱ出力２１０は該第１の信号が１”となり、かつ該第
２の信号が立下がった時刻のｔｄ後に１゛１”に反転す
る。これより、該手段２０は該第２の信号２００の第１
の変化点を検出できる。

該第１の信号１００の変化点を検出する手段１０と該第
２の信号２００の第２，３の変化点を検出する手段３０
．４０の動作は基本的に第１図に示す本発明の実施例と
等しい。

つまり、該手段１ｏのＱ出力１１０は該第１の信号１０
０の立上り時刻ｔｄ後に“１”に反転し。

該フリップフロップ回路２１の該Ｑ出力２１０が１″に
なるとｔｄ後に“Ｏ”となる。

該手段２０のＱ出力２１０は該第２の信号が立下がった
ｔｄ後に“１”になった後、該ＣＬ大入力６０が４１０
”になるとｔｄ後に“０”となる。

該手段３０のＱ出力３１０は該Ｑ出力２１０が“１＃ま
たは“０”となり、かつ該第２の信号が立上った時刻の
ｔｄ後に“１”または“０”に反転し、該手段４０のＱ
出力４１０は該Ｑ出力３１０が“１″または“０”とな
り、かつ該第２の信号が立下がった時刻のｔｄ後に１”
または“Ｏｎに反転する。

以上のように、該手段１０〜４０は該第１の信号の変化
点、該第２の信号の第１〜第３の変化点をフリップフロ
ップ回路の動作遅延時間ｔｄ後に検出できるので１本発
明の他の実施例においても第１図に示す本発明の実施例
と同様の効果がある。

さらに、本発明の他の実施例においては、第１の信号の
立上りと第２の信号の立下りタイミングをフリッププロ
ップ回路で直接比較する方式なので、上記タイミングが
等しい位相の±πの近傍においても正しく位相差を検出
できる効果がある。

なお、第３図の本発明の実施例で、第１の信号１００が
“１”となる期間が短いと、この期間に第２の信号２０
０の立下りタイミングがない場合が生ずる。このとき、
該手段１０は動作するが。

他は動作しないため、誤動作となる。ＯＲゲート２４は
この誤動作を防止するものであり、該手段１０が動作し
たら必ず該手段２０が動作するよう、該Ｑ出力信号１１
０をＯＲゲート２４を介して。

該フリップフロップ回路２１のＤ入力に供給した。

次に本発明の第３の実施例を第５図、第６図により説明
する。

本実施例の構成は第２の信号の第１の変化点を検出する
手段２０が第３の変化点を検出する手段も兼ね備えてい
る点が第１図の本発明の実施例と異なる。なお、第１図
と同一機能の要素は同一符号で示した。

本実施例の動作を第６図により説明する。第６図は第１
図の信号１００が第２の信号２００に対してｔ　だけ遅
れた条件で示した。

該手段１０のＱ出力１１０は該第１の信号１００の立上
りで“１”に反転し、該手段３ｏのＱ出力３１０が“１
”になると“０”に反転する。

該手段２ｏのＱａ出力２１０該Ｑ出力１１０が“１”で
かつ該第２の信号の立下りのとき“１”に反転し、該第
２の信号の次の立下りのとき“０”に反転する。さらに
、該手段３０のＱ出力３１０は該Ｑ出力２１０が“１”
でかつ該第２の信号の立上りのとき“１”に反転し、該
Ｑ出力２１０が“０″のときクリアされ、′０”となる
。

以上のように、該手段１０は該第１の信号の変化点を検
出し、該手段２０は該第１の信号の変化点後の該第２の
信号の第１及び第３の変化点を検出し、該手段３０は該
第２信号の第２の変化点を検できる。

このため、本発明の第２の実施例においても、第１図に
示す本発明の実施例と同様の効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によ九ば入力信号のデユーティ比や、出力信号の
相互干渉によって、検出位相が変化しないため、誤差が
小さく、安定な位相比較回路を実現できるとともに、検
出位相はブリップフロップ回路の動作遅れに影響されな
いので高速動作の位相比較回路を実現できる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図、第５図は本発明の実施例を示す図、第
２図、第４図、第６図は本発明の実施例の動作を示す図
、第７図は従来例を示す図、第８図は従来例の動作を示
す図である。 １００・・・第１の信号、２００・・・第２の信号、１
０・・・第１の信号の変化点Ｔ、を検出する手段、２０
・・・第２の信号の第１の変化点Ｔ８を検出する手段。 ３０・・・第２の信号の第２の変化点Ｔ３を検出する手
段、４０・・・第２の信号の第３の変化点Ｔ４を検出す
る手段、５０・・・変化点て、とＴ、の差を検出する手
段、６ｏ・・・変化点Ｔ、とＴ４の差を検出する手段、
５１０・・・第１の出力信号、６１０・・・第２の出力
信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、第１の信号と第２の信号との位相差を検出する位相
   比較回路において、該第１の信号の変化点Ｔ＿１を検出
   する第１の手段と、該変化点Ｔ＿１の後の該第２信号の
   第１〜第３の変化点Ｔ＿２〜Ｔ＿４を検出する第２〜第
   ４の手段と、該変化点Ｔ＿１とＴ＿２の時間差Ｔ＿Ｕを
   検出する第５の手段と、該変化点Ｔ＿３とＴ＿４の時間
   差Ｔ＿Ｄを検出する第６の手段を有し、該時間差Ｔ＿Ｕ
   とＴ＿Ｄの差により該第１の信号と該第２の信号との位
   相差を検出することを特徴とする位相比較回路。