JPS6390217A - 基準周波数に周波数同期されたクロック信号発生回路装置 - Google Patents

基準周波数に周波数同期されたクロック信号発生回路装置

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JPS6390217A
JPS6390217A JP62241031A JP24103187A JPS6390217A JP S6390217 A JPS6390217 A JP S6390217A JP 62241031 A JP62241031 A JP 62241031A JP 24103187 A JP24103187 A JP 24103187A JP S6390217 A JPS6390217 A JP S6390217A
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JP
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reference frequency
frequency
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phase comparator
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JP62241031A
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フリードリッヒ・ガイスラー
エドウアルド・ツヴアツク
ユルゲン・ハイトマン
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Siemens AG
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/085Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
    • H03L7/087Details 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
    • HELECTRICITY
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    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/14Details of the phase-locked loop for assuring constant frequency when supply or correction voltages fail or are interrupted
    • H03L7/143Details of the phase-locked loop for assuring constant frequency when supply or correction voltages fail or are interrupted by switching the reference signal of the phase-locked loop

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  • 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】 産業上の利用分野 本発明は、外部からの基準周波数を受信しまた第1の位
相比較装置の第1の入力側と接続されている基準周波数
受信部を有し、供給された基準周波数と周波数同期され
たクロック信号発生装置であって、第1の位相比較装置
を積分装置を介して第1のフィルタと接続することがで
き、この第1のフィルタを、後置接続されている電圧制
御発振器と接続することができ、この電圧制御発振器は
、周波数同期さnたクロック信号を本回路装置の出力側
と第1の位相比較装置の第2の入力側に供給する基準周
波数に周波数同期されたクロック信号発生装置に関する
従来技術 所定の通信技術を用いた装置に2いてはクロック信号は
供給基準周波数に依存して発生される。クロック信号の
周波数はこの場合に基準周波数に等しいかまたはクロッ
ク信号周波数は基準周波数に対して1以外の比例定数で
比例する。
伝送区間上に例えは温度の影響やt磁的影響で発生する
、基準周波数の障害が、発生するクロック信号に与える
影響はできる限シ少なくなければならない。
基準周波数に対して周波数同期されたタ日ツク信号の発
生のためにそして基準周波数における障害の抑圧のため
に通常には、発振器を有する位相制御装置を使用する。
この場合に、クロック信号を発生するための回路装置の
引込み範囲は、位相制御回路装置において便用される発
振器の引込み範囲に限られている。それ自体としては望
ましい高安定性の発振器に2いては引込み範囲は非常に
小さい。この引込み範囲は通常では、本来の周波数偏差
より僅かに大きい程匿である。
安定度は低いがよシ広い範囲で引込みを行うことができ
る発振器と、安定度の高い発振器と合有する回路装置も
公知である。基準周波数が欠落した場合には、安定度が
低く引込み範囲が広い発珈器から、引込み範囲が狭い発
振器への切換えが行われる。したがってこれらの回路装
置の便用例は、基準周波数が、狭い変動範囲で変動する
場合に限られている。安定度の低い発振器から安定度の
筒い発振器への切換えによシ、最後に供給された基準周
波数と新しいクロック信号との間の周波数同期を生じな
くする、周波数のステップ変化が行われる。
発明が解決しようとする問題点 不発明の課題は、前もって与えられている範囲内で基準
周波数が変動する場合には基準周波数に作用しないが基
準周波数が欠落すると、最後に供給された基準周波数と
周波数同期されたクロック信号を発生する、基準周波数
に周波数同期され九クロック信号の発生回路装置を提供
することにある。
問題を解決するための手段 上記問題は、特許請求の範囲第1項および第3項記載の
特徴部分に記載の構成によ多解決さCる。
発明の効果 本発明の回路装置の利点は、本回路装置が、比較的に広
い変pIIh範囲で、前もって与えられている定格周波
数の周り金変動する基準周波数に対して周波数同期され
たクロック信号も発生することにある。
実施例 次に本発明を実施例に基すいて図を用いて詳しく説明す
る。
第1図に示されている第1の回路装置は入力側に基準周
波数受信部FRBを有する。基準周波数受信部F■には
外部の基準周波数信号が供給され、この基準周波数信号
は、短時間にわたシ障害となる周波数偏差金有する。こ
の回路装置は入力側に更に標準周波数発生器FNGを有
する。
基準周波数受信部FRBと標準周波数発生器P“NC)
はそれぞれ第1の位相比較装置PAの第1の入力側E1
PAまたは第2の位相比較装置PBの第1の入力側E1
PBに接続されている。第1の位相比較装置PAは積分
素子工を介して第1のフィルタF1と接続され第2の位
相比較装置PBは第1のスイッチ素子S1を介してM2
のフィルタF2と接続されている。第1のスイッチ素子
S1は例えは、後述のように基準周波数受信g FRE
から制御可能である。第1および第2のフィルタF1お
よびF2には第2の、同様に基準周波数受信部FRBか
ら制御可能なスイッチ素子S2が後置接続されておシこ
のスイッチ素子82はその出力側を介して電圧制御発′
#R器’7COと接続されている。場合に応じてディジ
タル/アナログ変侠装置D / Aが前置接続されてい
る電圧制御発振器VCOはクロック信号すなわち出力周
波数fA′f:発生し、この出力周波数fAは本発明の
回路装置の出力側から取出されて更に処理される。電圧
制御発振器VCOはその出力側を介して第1および第2
の位相比較装置FAおよびPBのそれぞれ第2の入力側
”’ 2 FA、E 2PBと接続されている。
電圧制御発振器VCOの安定度は低くまたその引込み周
波数範囲は広く、基準周波数fiの、その定格値の周シ
の変動範囲に少なくとも相応する。
標準周波数発生器FNGと基準周波数受信部PREと電
圧制御発振器’/Coとに、その都度に供給された周波
数の、任意の分周比を有する周波数を得る分周装置を後
置接続することができる。
第1図に示されている実施例においては分周器設けられ
ている。
第1のスイッチ素子S1とi@2のフィルタF2との間
に第3のフィルタF6と減算素子とが設けられている。
外部の基準周波数fRは基準周波数受信部FREに供給
されこの基準周波数受信部FREはこの基準周波数幀を
、引続いての処理に対して場合に応じて必要な整合を行
った後に第1の位相比較装置PAの第1の入力側)fl
IpAに供給する。
七の第2の入力側E 2FAに、本回路装置によ多形成
され比出力信号fAが供給される。この出力信号fAは
、基準周波数fRが障害を受けていない場合にはこの周
波数fRに等しく障害を受けた場合には、障害を受けた
基準周波数rlに依存して形成される。
第1の位相比較装置PAは、決められた、規則的に等し
い標本化期間Δtに対して、2つの人力信号fRとfA
との間の位相差を求める。位相比較装置PAはまず初め
に第1の時点t1において第1の位相差の値を記憶しこ
の第1の値を、第1の時点t1に後続する第2の時点t
2にその入力側に供給される第2の位相差と比較する。
2つの値の差はtlとt2との間の期間における位相差
の変化を表わす。
この差値は、後置接続さnている積分装置工に供給され
る。この積分装置工は位相差値を形成する。このように
まず差を形成し引続いて積分する方法を選択したのは差
形成を回路技術的に簡単に実現するためである。更に、
このような方法によ、り、360°を上回るすなわち1
つの周期期間Tを上回る位相差を検出することができる
フィルタF1は、供給される位相差値に依存して、電圧
制御発揚器VCOの制御に用いられる調整信号を形成す
る。
本装置のピルドアツノの際に第1の位相比較装置PAの
入力側に位相差が供給されない場合すなわち、この回路
に外部から供給される基準周波数fRが、回路内部で形
相される出力周波数1人に等しい場合にはフィルタF1
は、電圧?tilJ御発振器VCOに対する第1の電圧
制御発振器を一定に保持する調整信号の列を形成する。
wJlのフィルタF1と電圧制御発振器vCOとの間に
設けられている第2のスイッチ素子S2は前述のように
基準周波数受信部FREによυ制御することができる。
基準周波数ffiがはいらない場合には受信部FREは
スイッチ素子S2を位置人から位&Bに制御する。この
切換は第1の位相比較装置PAからも、前もって与えら
れている閾値ΔψSを上回った場合に行うことができる
。双方のスイッチ素子S1およびS2は2つのスイッチ
位置AおよびBを有する。双方のスイッチ素子S1およ
びS2は各時点において同一の位dAまたはBをとる。
例えは、電圧制御発#R器VCOに作用する障害または
、障害を表わす、外部の基準周波数fiの変化により発
生しフィルタF1の入力側に位相差値が発生した場合に
はフィルタF1は、電圧制御発振器VCOに対する第2
の調整信号の列を形成する。これらの調整信号列は、電
圧制御発振器’/Coがビルドアップ状態の際に、変化
された基準周波数fR′で位相差0・へ導びく周波数f
A工+  fA2*・・・を発生するように形成されて
いる。
フィルタF1は例えばP−フィルタまたはPI−フィル
タまたはPID−フィルタとして構成することができる
。第1の位相比較装置PAと積分装置工とフィルタF1
とスイッチ索子82(位置Aにおける)と場合に応じて
ディジタル/アナログ変換装置D/Aおよび電圧制御発
振器vCOとから成る制御回路におけるビルドアップ特
性を決めるためのフィルタの形式とフィルタ定数との選
択は公知の方法で行われる。
フィルタF1から送出される調整信号はディジタルの形
で形成さnるが電圧制御発振器VCOはアナログ信号に
よ多制御しなければならないかぎシそnらの双方の装置
の間にディジタル/アナログ変換装置D/Aを設ける。
双方のヌイツテ木子S1および$2が位置Aにある(基
準周波数fRが欠落していないかま合には、第2の位相
比較装置FBによシ求められた位相差値は第3のフィル
タF3に供給される。この位相差値は、双方の入力側E
aPBおよび” 2PBに供給される周波数すなわち、
内部で形成さnる出力周波数fAと、標準周波数発生器
FN()によ多発生される標準周V数fNとの比較によ
シ決まる。標準周波数発生器FNGの安定性は電圧制御
発振器VCOの安定性を大幅に上回る。
83のフィルタF3は第1のフィルタF1と同様にP−
フィルタまたはPI−フィルタまたはPID−フィルタ
として構成される。この第3のフイ青りF6は、第2の
位相比較装置PBから供給される位相差値から導出され
る値を形成する。これらの値は、内部で1L′FE制御
発振器VCOによ多形成される出力周波数fAと、標準
周波数発生器FNGから送出される標準周波数fNとの
間の差に対する尺度である。この差がOに等しい場合に
は導出値はOである。
第6のフィルタF6のフィルタ特性は第1のフィルタF
1のフィルタ特性に依存して決められる。例えはフィル
タF6の時定数は、フィルタF1を肩する制御回路の時
定数を大幅に上回る。この制御回路の時定数の典型的な
値は分の領域にある。フィルタF6に対する時定数は、
1より大きく例えば10にまで達する倍数だけ、フィル
タF1t−有する制御回路の時定数を上回る。
スイッチ位tAにおいて第3のフィルタF3の出力値を
更に処理することは無意味である、何故ならは、後置接
続されている第2のフィルタF2は電圧制御発振器VC
Oに接続されていないからである。スイッチ位置Bへの
切換えの場合すなわち基準周波数fiがはいらない場合
または閾値および巳9)sおよびΔψBを上回る場合Δ
t には第2のフィルタF2は電圧制御発振器VCOに接続
されている。同時に、フィルタF2に、mfit接続さ
れている減算素子を介して、第2の位相比較装置PBに
よ多形成される位相差値と、第3のフィルタF6によシ
保持され、前にスイッチ位tAにおいて形成された値と
から成る差値が供給される。
フィルタF2は、PBおよびF2およびVCOから成る
制御回路を実現するスイッチ位11LBにおいて、元の
制御回路におけるフィルタF1の機能を引受けるのでこ
のフィルタF2はフィルタF1と同様に構成することが
できる。第2のフィルタF2によ多形成される調整信号
列はしたがって電圧制御発振器VCOに供給される。ビ
ルドアップ状態において、フィルタF2に供給される差
値は0に調整される。第2のフィルタF2から送出され
るv!4整信号列はビルドアップ状態において、基準周
波数fiが欠落し電圧制御発′#R器VCOの動作が障
害を受けていない場合には一定である。
安定度の為い標準周波数°発生器FNGと2つの位相比
較装[PAおよびFBとフィルタF1およびF2および
F3と、安定度の低い電圧制御発シ器VCOとその他の
回路素子とを有する、本発明の回路装置によシ、発生さ
れたクロック信号すなわち出力周波数fAの安定度が、
W4準周波数fNの高い安定度に相応するようにするこ
とができる。基準周波数の欠落後の出力周波数への値は
この場合に、最後に供給される基準周波数fRの値また
は、フィルタF6により形成される平均値に等しい。
更に、電圧制御発振器VCL)の比較的に広い引込み範
囲のオーダでの、周波数偏移(fAがfNK等しくない
)が可能となる。周波数偏移は大きい必要がある、何故
ならは基準周波数が欠落した場合に、場合に応じて大幅
に基準周波数fRの公称値または定格値からずれている
周波数fAを送出することができなくてはならないから
である。
スイッチ位置Bへの切換えの時点においてフィルタF2
に、状態が前もって決められていない初期値が供給され
その出力側から、ビルドアップ期間を大幅に遅らせるこ
とがある、電圧制御発振器VCOに供給される調整信号
が取出される。
本発明においてはスイッチ位置Bへの切換えにより、実
際の、調整信号の形成に用いられる中間値がフィルタに
′1からフィルタF2へ転送される。フィルタF1はこ
の目的のために、第1図においてF゛1からF2へ向い
ている矢印により示されているようにフィルタF2と接
続スることができる。これらの中間値は切換え時点にお
いて、変えることなしにフィルタF2に対する初期値と
して便用することが、双方のフィルタF1およびF2が
同一に構成されている場合には可能である。その様に構
成されていない場合には、転送されてきた信号を相応に
変換しなけれはならない。
フィルタF1からフィルタF2への信号の転送は、第2
図に示されている、本発明の第2の回路装置に2いては
不必要である。この回路装置においては、第1図に示さ
れている回路装置と異なり第1のスイッチ装置S1は省
略されるので第2の位相比較装置FBと第2のフィルタ
F2とは、M1図に示されている回路装置に設けられて
いる第1の減算素子を介して互いに固定接続されている
。第2のフィルタF2と第1のフィルタF1との出力側
に、第2図に示されているように設けられている減算素
子は第6のフィルタ?3の入力側に接続されている。
フィルタF3に対する入力信号は、フィルタF2とフィ
ルタF1とによ多発生される調整信号の差から形成され
る。第1図に示されている回路装置においては常に、2
つの制御回路(第1制御回路== PA、  工、 F
 1 、 VCOy第2制御回路=PB、  F 3.
  F 2.  VCO)のうちの1つの制御回路のみ
が閉じておシ第1の制御回路から第2の制御回路への切
換えの際にフィルタF1からフィルタF2への信号の転
送が必要となるか1九はビルドアップ期間の不所望の遅
延が発生するのに対して、第2図に示されて−る回路装
置においては正常動作では、第1図に示されている第1
の制御回路と同一である、第2図において下方に示され
ている第1の制御回路(PA、I、Fj、VCO)の他
に、第2図において上方に示されておシ第1のフィルタ
F1と第2のフィルタF2との調整信号の差を0に制御
する制御回路が閉じている。第2図に示されている回路
装置においては第2のフィルタF2は正常動作(基準周
波数fRが欠落していない、電圧制御発振器VCOが障
害を受けていない)の間に、電圧制御発振器VCOを制
御する調整信号のその都度の実際の値を形成する。これ
らの調整信号は正常動作(スイッチ位置A)においてし
かしながら発振器VCOに接続されない。フィルタはし
たがって位置Aから位置Bへの切換え(スイッチ素子8
2)を障害の場合に行5際に中断なしに、ビルドアップ
状態のフィルタの、内部の値を有し、切換え時点におい
てfAの周波数がステップ変化を行わない調整信号t−
電圧制御発振器VCOK送出する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の第1の回路装置のブロック回路図で
ある。第2図は、本発明の第2のブロック回路図である
。 A、B・・・スイッチ位置、D/A・・・ディジタル/
アナログ変換器、E1PA、”’ 1PB、E2PA。 E 2PB−入力側、Fl、F2.F3・・・フィルタ
、fA・・・出力周波数、fAl 、  fA2・・・
周波数、fN’・。 標準周波数、fR・・・基準周波数発生器、FNG・・
・標準周波数発生器、FRE・・・基準周波数受信部、
エ・・・積分素子、PA、PB・・・位相比較装置、S
l。 S2・・・スイッチ素子、T・・・周期期間、TI、 
T2゜T3・・・分周器、t工+  ’2・・・時点、
VCO・・・電圧制御発振器

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、外部の基準周波数(f_R)を受信する基準周波数
    受信部(FRE)を有し、該基準周波数受信部は第1の
    位相比較装置(PA)の第1の入力側(E1_P_A)
    に接続されており、前記第1の位相比較装置(PA)は
    積分装置(I)を介して第1のフィルタ(F1)と接続
    することができ、前記第1のフィルタ(F1)は、後置
    接続されている電圧制御発振器(VCO)と接続するこ
    とができ、前記電圧制御発振器(VCO)は、周波数同
    期されたクロック信号(f_A)を本回路装置の出力側
    と、前記第1の位相比較装置(PA)の第2の入力側 (E2_P_A)とに送出する、供給される基準周波数
    に周波数同期されたクロック信号発生回路装置において
    、本回路装置は、第1の入力側(E1_P_B)と電圧
    制御発振器(VCO)の出力側と接続された第2の位置
    比較装置(PB)を有し、安定度の高い標準周波数発生
    器(FNG)は前記第2の位相比較装置(PB)の第1
    の入力側(E1_P_B)と接続され、前記第2の位相
    比較装置(PB)に、前記第1の位相比較装置(PA)
    の基準周波数受信部(FRE)または前記積分装置(I
    )から制御可能な、2つの出力側(A、B)を有する第
    1のスイッチ素子(S1)が後置接続され、前記第1の
    スイッチ素子(S1)は、基準周波数(f_R)が欠落
    した場合または、基準周波数(f_R)とクロック信号
    (f_A)との間の、前もつて与えられている位相差を
    上回つた場合には第1のスイッチ位置(A)から第2の
    スイッチ位置(B)へ切換えられ、その際に前記第1の
    スイッチ素子(S1)は前記第2の位相比較装置(PB
    )を第1の減算素子の被減数入力側と接続し前記減算素
    子の出力側は第2のフィルタ(F2)と接続されており
    、前記第1のスイッチ素子(S1)の第1の出力側 (A)と前記第1の減算素子の減数入力側との間に第3
    のフィルタ(F3)が設けられており、前記第1のフィ
    ルタ(F1)は、前記第1のスイッチ素子(S1)と同
    期動作する第2のスイッチ素子(S2)の第1の入力側
    (A)と接続され前記第2のスイッチ素子の第2の入力
    側(B)は前記第2のフィルタ (F2)の出力側と接続され、前記第2のスイッチ素子
    (S2)の出力側は前記電圧制御発振器(VCO)と接
    続されていることを特徴とする、基準周波数に周波数同
    期されたクロック信号発生回路装置。 2、第1のフィルタ(F1)を第2のフィルタ(F2)
    と、基準周波数(f_R)が欠落した場合または、前記
    基準周波数(f_R)とクロック信号(f_A)との間
    の、前もつて与えられている位相差を上回つた場合に、
    第1のフィルタ(F1)の出力値を形成するために形成
    された中間値が前記第2のフィルタ(F2)に伝送され
    るように接続することができるようにした特許請求の範
    囲第1項記載の基準周波数に周波数同期されたクロック
    信号発生回路装置。 3、外部の基準周波数(f_R)を受信する基準周波数
    受信部(FRE)を有し、該基準周波数受信部は第1の
    位相比較装置(PA)の第1の入力側(E1_P_A)
    に接続されており、前記第1の位相比較装置(PA)は
    積分装置(I)を介して第1のフィルタ(F1)と接続
    され、前記第1のフィルタ(F1)は後置接続されてい
    る電圧制御発振器(VCO)と接続することができ、前
    記電圧制御発振器(VCO)は、周波数同期されたクロ
    ック信号(f_A)を本回路装置の出力側と、前記第1
    の位相比較装置(PA)の第2の入力側(E2_P_A
    )とに送出する、供給される基準周波数に周波数同期さ
    れたクロック信号発生回路装置において、本回路装置は
    、第1の入力側(E1_P_B)と電圧制御発振器(V
    CO)の出力側と接続された第2の位置比較装置(PB
    )を有し、安定度の高い標準周波数発生器(FNG)は
    前記第2の位相比較装置(PB)の第1の入力側 (E1_P_B)と接続され、第2の位相比較装置(P
    B)は直接に第1の減算素子の被減数入力側と接続され
    、前記第1減算素子の出力側は第2のフィルタ(F2)
    と接続されており、前記第1の減算素子の出力側と接続
    された第3のフィルタが設けられており、前記第2のフ
    ィルタの出力側に接続された被減数入力側を有する第2
    の減算素子が設けられており、該第2の減算素子の減数
    入力側が前記第1フィルタ(F1)の出力側と接続され
    ており、第2減算素子の出力側が前記第3フィルタ (F3)の入力側と接続されており、前記第1のフィル
    タ(F1)はスイッチ素子(S2)の第1入力側(A)
    と接続され、前記スイッチ素子の第2入力側(B)は前
    記第2のフィルタ素子(F2)の出力側と接続され、前
    記スイッチ素子(S2)の出力側は前記電圧制御発振器
    (VCO)と接続されていることを特徴とする基準周波
    数に周波数同期されたクロック信号発生回路装置。
JP62241031A 1986-09-30 1987-09-28 基準周波数に周波数同期されたクロック信号発生回路装置 Pending JPS6390217A (ja)

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DE3633189 1986-09-30

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