JPH021619A - Digital pll device - Google Patents

Digital pll device

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Publication number
JPH021619A
JPH021619A JP63088654A JP8865488A JPH021619A JP H021619 A JPH021619 A JP H021619A JP 63088654 A JP63088654 A JP 63088654A JP 8865488 A JP8865488 A JP 8865488A JP H021619 A JPH021619 A JP H021619A
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JP
Japan
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signal
data
period
clock
value
Prior art date
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Pending
Application number
JP63088654A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Takeuchi
弘 竹内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Publication of JPH021619A publication Critical patent/JPH021619A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a device which is not influenced by the temperature change of a periphery, or the secular change and the like by measuring the period of an input signal through the use of a reference clock and outputting digital data which is accompanied by the period of the input signal. CONSTITUTION:The zero cross detection circuit 4 of a micro processor 1 detects the zero cross point 100 of a commercial frequency signal (a) and supplies a signal C to an interruption control circuit 5. A timer 6 counts the clock (d) of a frequency-divider 7, and supplies a signal (f) to the interruption control circuit 5 when the value of the clock (d) reaches an overflow set point (e) which decides the basic generation interval of a data output. When the circuit 5 receives the signal C or the signal (f), it adds an interruption signal (g) to a data processing circuit 8. A counter 9 counts the clock (d) until it receives a stop signal (h) from when it receives a start signal (h). With generating digital data (b) which is synchronized with the commercial frequency signal (a), the device which is not influenced by the temperature change and the like can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) この発明は、産業応用電子制御装置において、商用周波
等に同期してディジタル制御データを発生するディジタ
ルPLL (フェーズロックドループ)装置に関するも
のである。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) This invention is a digital PLL (phase-locked loop) that generates digital control data in synchronization with a commercial frequency etc. in an industrially applied electronic control device. It is related to the device.

(従来の技術) PLL装置は通信、電力その他あらゆるエレクトロニク
スの分野で利用されており、例えば、電力の分野におい
ては、商用電源と同期をとって行う電動機の運転や、無
停電電源装置の制御等に利用されている。
(Prior art) PLL devices are used in communications, electric power, and all other electronics fields. For example, in the electric power field, they are used to operate electric motors in synchronization with commercial power supplies, control uninterruptible power supplies, etc. It is used for.

従来から用いられていた代表的なPLL装置は、電圧制
御発振器(V CO)を用いて行うアナログ式のもので
あった。
A typical PLL device that has been used in the past has been an analog type that uses a voltage controlled oscillator (VCO).

(発明が解決しようとする課題) このアナログ式のPLL装置は、構成が簡単である反面
、構成部品の温度変化、経年変化等により、特性がずれ
て性能が劣化するという問題点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) Although this analog PLL device has a simple configuration, it has a problem in that characteristics shift and performance deteriorates due to temperature changes in component parts, aging, etc.

本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
、温度変化、経年変化等によって特性が変化することが
なく、且、ジッタの少ない高精度の周波数同期を実現す
ることができるディジタルPLL装置を得ることを目的
とする。
The present invention was made to solve the above problems, and is a digital PLL that does not change its characteristics due to temperature changes, aging, etc., and can realize highly accurate frequency synchronization with little jitter. The purpose is to obtain equipment.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段) この発明に係るディジタルPLL装置は、基準クロック
を発生する手段と、前記基準クロックを用いて入力信号
の周期を計測する手段と、前記入力信号に追従する多数
のディジタル信号データを記憶する手段と、計測された
前記入力信号の周期を前記ディジタル信号データの一周
期分の個数で割算し、その商に対応する第1の時間間隔
と前記間に1を加えた値に対応する第2の時間間隔とを
前記割算の余りに応じて定まる個数比で前記入力信号周
期内に配分する手段と、この配分に従い前記第1の時間
間隔または前記第2の時間間隔で前記ディジタル信号デ
ータを順次出力する手段とを備えたことを特徴とするも
のである。
(Means for Solving the Problems) A digital PLL device according to the present invention includes means for generating a reference clock, means for measuring the period of an input signal using the reference clock, and a large number of devices that follow the input signal. means for storing digital signal data; dividing the measured period of the input signal by the number of pieces for one period of the digital signal data, and adding 1 between a first time interval corresponding to the quotient; means for allocating a second time interval corresponding to the value of the input signal within the input signal period in a number ratio determined according to the remainder of the division, and according to this allocation, the first time interval or the second time interval and means for sequentially outputting the digital signal data.

(作 用) この発明においては、基準クロックを用いて入力信号の
周期を計測すると共に、PLLの原理に従い、入力信号
の周期に追従したディジタルデータを出力するようにな
っている。入力信号に追従する方法として、ディジタル
出力周期を、ディジタルデータ出力個数をパラメータと
して埋合わせる方法が採られる。この場合、追従出力周
期をディジタルデータの一周期分の個数で割算し、この
割算の商に対応する第1の時間間隔ごとに一周期分の全
データを出力すると、上記割算の余りに対応する時間分
だけ入力信号周期より出力データ周期が短くなり周波数
同期がうまく取れないことになる。そこで、第1の時間
間隔に加えて、上記商に1を加えた値に対応する第2の
時間間隔も採用し、第1の時間間隔と、前記系りに応じ
た個数の第2の時間間隔を入力信号周期内に配分し、こ
の配分した時間間隔でディジタル信号データを順次出力
する。これにより、前記系りによる時間差は第2の時間
間隔によって埋合わされて、入力信号周期と出力データ
周期とがうまく一致し、極めて精度の高い周波数同期が
実現される。
(Function) In the present invention, the period of the input signal is measured using a reference clock, and digital data that follows the period of the input signal is output according to the principle of PLL. As a method of following the input signal, a method is adopted in which the digital output period is compensated for by using the number of digital data outputs as a parameter. In this case, if the tracking output period is divided by the number of pieces of digital data for one period, and all data for one period is output at each first time interval corresponding to the quotient of this division, the remainder of the above division will be The output data period becomes shorter than the input signal period by a corresponding amount of time, and frequency synchronization cannot be achieved properly. Therefore, in addition to the first time interval, a second time interval corresponding to the value obtained by adding 1 to the above quotient is also adopted, and the first time interval and the second time interval of the number according to the system are used. Intervals are allocated within the input signal period, and digital signal data is sequentially output at the allocated time intervals. As a result, the time difference due to the system is compensated for by the second time interval, the input signal period and the output data period match well, and extremely accurate frequency synchronization is realized.

(実施例) 第1図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。これは、商用電源に同期させて運転する電動機や
無停電電源装置などの制御に利用されるもので、水晶発
振器3からの高分解能クロックdにより駆動されるマイ
クロプロセッサシステム1を備えている。このマイクロ
プロセッサシステム1は、外部から商用周波信号aを入
力してこれに同期した正弦波データbを発生するように
機能し、出力された正弦波データbはD/A変換器2に
よりアナログ正弦波信号に変換される。
(Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. This is used to control motors, uninterruptible power supplies, etc. that operate in synchronization with a commercial power supply, and includes a microprocessor system 1 driven by a high-resolution clock d from a crystal oscillator 3. This microprocessor system 1 functions to input a commercial frequency signal a from the outside and generate sine wave data b synchronized with it, and the output sine wave data b is converted into analog sine data by a D/A converter 2. converted into a wave signal.

マイクロプロセッサシステム1について、その主要構成
要素を説明すると、零クロス検出回路4は商用周波信号
aの負から正への零クロス点100を検出して、零クロ
ス信号Cを割込制御回路5に与える。また、タイマ6は
、分周器7により分周されたクロックdをカウントし、
そのカウント値がデータ出力の基本発生間隔を定めるオ
ーバフロー設定値eに達すると、オーバフロー信号fを
割込制御回路5に与える。割込制御回路5は、零クロス
信号Cまたはオーバフロー信号fを受けると、割込み信
号gをデータ処理回路8に加える。
To explain the main components of the microprocessor system 1, a zero cross detection circuit 4 detects a zero cross point 100 of the commercial frequency signal a from negative to positive, and sends a zero cross signal C to the interrupt control circuit 5. give. Further, the timer 6 counts the clock d divided by the frequency divider 7,
When the count value reaches an overflow setting value e that determines the basic generation interval of data output, an overflow signal f is applied to the interrupt control circuit 5. When the interrupt control circuit 5 receives the zero cross signal C or the overflow signal f, it applies an interrupt signal g to the data processing circuit 8.

カウンタ9は、データ処理回路8から起動信号りを受け
てから停止信号りを受けるまでの間、分周器7によって
分周されたクロックdのカウントを行う。後述するよう
に、このカウント時間は商用周波周期TIと一致し、従
ってカウンタ9は商用周波周期T、をクロック数に換算
して計測したことになり、そのカウント値(商用周波周
期T、)はデータ処理回路8に読込まれる。データ処理
回路8は、商用同期用メインルーチンを実行しており、
零りロス割込み、および、タイマオーバフロー割込みに
伴う割込み信号gを用いて、商用周波信号aに同期した
正弦波ディジタルデータbを発生ずる。
The counter 9 counts the clock d frequency-divided by the frequency divider 7 from when it receives the start signal from the data processing circuit 8 until when it receives the stop signal. As will be described later, this count time coincides with the commercial frequency period TI, so the counter 9 measures the commercial frequency period T by converting it into the number of clocks, and the count value (commercial frequency period T,) is The data is read into the data processing circuit 8. The data processing circuit 8 is executing a main routine for commercial synchronization,
Using the zero loss interrupt and the interrupt signal g associated with the timer overflow interrupt, sine wave digital data b synchronized with the commercial frequency signal a is generated.

このマイクロプロセッサシステム1は概路次のように動
作する。零りロス割込みCを用いてカウンタ9を動作せ
しめ、商用周波周期T1を読取る。
This microprocessor system 1 generally operates as follows. The counter 9 is operated using the zero loss interrupt C, and the commercial frequency period T1 is read.

そして、この値よりディジタルデータ発生基本間隙を求
め、この値を微妙に調整するべく、タイマ6に設定し、
オーバフロー割込みを発子しながら商用周波信号aに追
従する正弦波ディジタルデータbを出力するもので、そ
の詳細な動作について、第2図のタイムチャートをも参
照して以下に説明する。
Then, from this value, the basic interval for digital data generation is determined, and in order to finely adjust this value, it is set in timer 6.
It outputs sine wave digital data b that follows the commercial frequency signal a while generating an overflow interrupt, and its detailed operation will be explained below with reference to the time chart of FIG.

周波数同期は、原理的には、カウンタ9で計測された商
用同期信号T1に追従する周期T。の正弦波ディジタル
データを発生させることにより達成できる。こめ場合、
一周期分のディジタルデータ発生個数をNとすれば、は
ぼ、T  /Nごとにディジタルデータを発生して、同
期が実現される。
In principle, frequency synchronization is a cycle T that follows the commercial synchronization signal T1 measured by the counter 9. This can be achieved by generating sine wave digital data. In case of rice,
If the number of digital data generated for one period is N, then synchronization is achieved by generating digital data every T/N.

ここでは、この原理に更に改良を加えた方法で精度の高
い周波数同期を達成するもので、具体的には次のように
して行う。
Here, highly accurate frequency synchronization is achieved using a method that further improves this principle, and specifically, it is performed as follows.

前述したとおりタイマ6にはオーバフロー割込みの機能
があり、この機能を用いて正弦波データの発生間隔を設
定する手法を用いる。
As mentioned above, the timer 6 has an overflow interrupt function, and this function is used to set the generation interval of sine wave data.

今、タイマ6に8ビツトのカウンタを用い、オーバフロ
ー設定値をeとして、次のように設定したとする。
Now, suppose that an 8-bit counter is used as the timer 6, and the overflow setting value is set as e, as follows.

ただし T :追従周波周期 N :正弦波データの個数 である。however T: Follow-up frequency period N: Number of sine wave data It is.

タイマ6は分周されたクロックdを入力するごとにカウ
ント値をアップしてゆき、その値が上記オーバフロー値
256に達したときにオーバフロー信号fを発生する。
The timer 6 increments the count value each time the frequency-divided clock d is input, and when the value reaches the overflow value 256, it generates an overflow signal f.

つまり、タイマ6は、追従周波周期T を正弦波データ
個数Nで割算した値T  /Nごとに、オーバフロー信
号fを発生し、この期間内に正弦波データbを出力して
ゆく。
In other words, the timer 6 generates an overflow signal f every time T/N, which is obtained by dividing the follow-up frequency period T by the number N of sine wave data, and outputs the sine wave data b within this period.

このように、オーバフロー割込みを用いながら一周期分
のN個の各正弦波データbを追従周波周期T のN分割
値T  /Nごとに順次出力してゆけば、原理的には、
正弦波データbの一周期の長さはほぼ商用周波周期T1
に一致し、周波数同期がとれるはずである。
In this way, if N pieces of sine wave data b for one period are sequentially output for each N division value T /N of the tracking frequency period T while using an overflow interrupt, in principle,
The length of one period of the sine wave data b is approximately the commercial frequency period T1
should match, and frequency synchronization should be achieved.

ところが、商用周波周期T をデータ個数Nで割った場
合、完全に割切れるとは限らず通常は余りがでるが、タ
イマ6には整数しか設定できないので、この余りは切捨
てられて割算の商だけがタイマ6にオーバフロー設定値
eとして設定される。
However, when the commercial frequency period T is divided by the number of data pieces N, it is not always completely divisible and there is usually a remainder, but since only integers can be set in timer 6, this remainder is rounded down and becomes the quotient of the division. only is set in the timer 6 as an overflow setting value e.

このため、上記令りに対応したクロック数分だけ人出力
信号周期間にずれが生じてしまい正確に商用周波数を一
致させ得ない現象が生じる。
For this reason, a shift occurs between the periods of the human output signals by the number of clocks corresponding to the above order, and a phenomenon occurs in which the commercial frequencies cannot be accurately matched.

この実施例は、かかる状態において、正確に周波数を一
致せしめる手段を提供するものである。
This embodiment provides a means for accurately matching frequencies in such a situation.

つまり、上記余りに相当するビット数(下記(3)式の
(TLO)’ )を知って、それを補うようにデータ発
生間隔を調整するものである。
That is, the number of bits corresponding to the above-mentioned remainder ((TLO)' in equation (3) below) is known and the data generation interval is adjusted to compensate for it.

今、商用周波周期をT1とし、クロックとして1μse
cを用い、追従すべき正弦波ディジタルデータ出力周期
T を16ビツトで表すと、T はT  −(THO)
 x28+[TLOI usec・・・(2) (THO): 16ビツトカウンタ上位バイトの値 (TLO):16ビツトカウンタ下位バイトの値 で与えられる。この(2)式をデータ発生個数Nに応じ
て下記のように変換する。
Now, the commercial frequency period is T1, and the clock is 1μse.
If the sine wave digital data output period T to be tracked is expressed in 16 bits using c, then T is T - (THO)
x28+[TLOI usec...(2) (THO): Value of the upper byte of the 16-bit counter (TLO): Given as the value of the lower byte of the 16-bit counter. This equation (2) is converted as follows according to the number N of data generation.

T  −(THO)’ XN+ (TLOI ’・・・
(3)[TLO)’ <N ここで、(THO)’ は追従周波周期T をデータ発
生個数Nで割った商であり、(TLO)’ はその余り
である。
T - (THO)' XN+ (TLOI'...
(3) [TLO)'<N Here, (THO)' is the quotient of the tracking frequency period T divided by the number of data generation N, and (TLO)' is the remainder.

この(3)式は次のことを意味している。すなわち、高
分解能を有する1μsecのクロックを用いた場合、(
THO)’ μSeeの基本データ発生間隔てN個のデ
ィジタルデータの発生を行うものの、その中の〔TLO
〕′回だけ、(THO〕’ +1μsecの発生間隙で
データを発生させれば傘りを生しさせずに商用周波周期
T、とデータ発生周期l T とを正確に一致させることができる。
This equation (3) means the following. That is, when using a 1 μsec clock with high resolution, (
Although N pieces of digital data are generated at the basic data generation interval of μSee, among them [TLO
]' times, with a generation interval of (THO)' +1 μsec, it is possible to accurately match the commercial frequency period T and the data generation period l T without causing any overlap.

今、データ発生間隔の設定を、歪みの少ない波11′、
を実現するべく  (THO)’  μsecと、[T
HO]’ +1μsecとを各々均等に織り混ぜて行う
場合を想定する。この手法として、[THO)’ とl
:THOI ’ +1の発生比率を(THOI ’の値
に応じて計算式にて求める手法が考えられる。すなわち
、下式に従い発生比率mを求める。
Now, set the data generation interval to wave 11' with less distortion.
In order to realize (THO)' μsec and [T
HO]' +1 μsec are evenly interwoven. As this method, [THO)' and l
A possible method is to calculate the occurrence ratio of :THOI'+1 using a calculation formula according to the value of THOI'. That is, the occurrence ratio m is determined according to the following formula.

m: 1=N−(TLO)’  :  (TLOI ’
o< (TLO)’ ≦N/2 ] :m−N−(TLO)’  :  (TLOI ’
N/2< [TLOI ’ <N 1、かるに、上式によりmを求めるとmは整数値のみし
かとり得ないので、小数点以下が切捨てられ、rTHO
)’ と、(THO)’ +1の発生比率に誤差を生じ
、正確なT を実現できない。
m: 1=N-(TLO)' : (TLOI'
o<(TLO)' ≦N/2 ] :m-N-(TLO)' : (TLOI'
N/2<[TLOI'<N 1, when calculating m using the above formula, m can only take integer values, so the decimal places are rounded down, and rTHO
)' and (THO)' +1, resulting in an error in the occurrence ratio, making it impossible to achieve accurate T.

そこで、この実施例では上記方式に変え、CTHO)’
 、  [THOI ’ +1の発生順序を予め定めた
テーブルをROM化しておき、このテーブルに従いディ
ジタルデータの出力を行い、精度の高い周波数同期を実
現せしめる。
Therefore, in this embodiment, instead of using the above method, CTHO)'
, [THOI'+1] A table predetermining the generation order is stored in a ROM, and digital data is output according to this table to realize highly accurate frequency synchronization.

具体的には、追従周期T が定まった場合に得られる[
TLO]’ ごとのテーブルを用意しておき、このテー
ブルに従い、出力を発生せしめる。
Specifically, when the tracking period T is determined, [
A table is prepared for each TLO]' and output is generated according to this table.

このテーブルの形式を第3図に示す。前述したとおり(
TLO)′は基本データ発生間隙[THO]’に1を加
えた(THOI ’ +1間隙の発生頻度を表すもので
あるから、N個の“0″データのうち、(THO)’ 
+1の発生間隙の所のみ“1“に代わったテーブルを用
意すればよい。
The format of this table is shown in FIG. As mentioned above (
TLO)' is the basic data generation interval [THO]' plus 1 (THOI' + 1 interval), so among the N "0" data, (THO)'
It is only necessary to prepare a table in which "1" is substituted for the occurrence gap of +1.

“1′の発生順序は、出力波形に歪みが生じないように
均等に分散させることは言うまでもない。
Needless to say, the order in which "1's" are generated is uniformly distributed so as not to cause distortion in the output waveform.

このテーブルは、(TLO)’の個数分だけ、すなわち
、0〜N−1までのN個用意すればよい。
It is sufficient to prepare as many tables as (TLO)', that is, N tables from 0 to N-1.

これらN個のテーブルを1パターンだけ用意しておけば
、あらゆる追従周波周期T に対する追従出力周期を設
定できる。この理由は(3)式によりT が大幅に変化
しても、変わるのは [THO:l’ の値たけであり、余り分(TLO)’
 はO≦(TLO)’ <Nの範囲にとどまるからであ
る。第4図および第5図は以上の内容を実現するための
データ処理回路8の処理手順を示すフローチャートであ
る。
By preparing only one pattern of these N tables, it is possible to set the follow-up output period for any follow-up frequency period T. The reason for this is that even if T changes significantly according to equation (3), the only thing that changes is the value of [THO:l', and the remainder (TLO)'
This is because it remains in the range O≦(TLO)′<N. 4 and 5 are flowcharts showing the processing procedure of the data processing circuit 8 for realizing the above contents.

データ処理回路8は普段、第4図(a)のメインルーチ
ンを実行している。
The data processing circuit 8 normally executes the main routine shown in FIG. 4(a).

このメインルーチンでは、商用周波の周期計測値T、と
、自局正弦波ディジタルデータ出力信号の進み、遅れ状
況を基にして、追従正弦波ディジタルデータ出力周期T
 の増減を行う。始めの追従すべき対象となる商用周波
の周期51測値T、は、零りロス割込みを用いて計測さ
れる。
In this main routine, the follow-up sine wave digital data output period T is calculated based on the commercial frequency period measurement value T and the advance and delay status of the own station sine wave digital data output signal.
Increase or decrease. The cycle 51 measurement value T of the commercial frequency to be initially tracked is measured using a zero loss interrupt.

すなわち、第1図において、メインルーチンの実行中、
商用周波周期T、ごとに、零クロス検出回路4が零クロ
ス信号を発生し、これを受けて割込制御回路5がデータ
処理回路8に零りロス割込み信号gを加える。この割込
みがかかると、データ処理回路8は第4[Z(b)のル
ーチンを実行する。
That is, in FIG. 1, during execution of the main routine,
Every commercial frequency period T, the zero cross detection circuit 4 generates a zero cross signal, and in response to this, the interrupt control circuit 5 applies a zero loss interrupt signal g to the data processing circuit 8. When this interrupt occurs, the data processing circuit 8 executes the fourth [Z(b) routine].

この場合、データ処理回路8から停止信号りが発せられ
てカウンタ9のカウント動作が停止しくステップ301
)、その時のカウント値が商用周波周期T、と【7てデ
ータ処理回路8に読込まれる(ステップ302)。次い
で、直ちに起動信号りが発せられてカウンタ9のカウン
ト動作が再開する(ステップ303)。つまり、零クロ
ス点100ごとにカウンタ9が停止/起動され、その間
にカウントしたクロックdの数が商用周波周期T、とじ
てデータ処理回路8に取込まれる。
In this case, a stop signal is issued from the data processing circuit 8 and the counting operation of the counter 9 is stopped.
), the count value at that time is the commercial frequency period T, [7] and is read into the data processing circuit 8 (step 302). Then, an activation signal is immediately issued and the counting operation of the counter 9 is restarted (step 303). That is, the counter 9 is stopped/started at every zero cross point 100, and the number of clocks d counted during that period is taken into the data processing circuit 8 as the commercial frequency period T.

データ処理回路8は、この商用周波周期T+に追従すべ
く(3)式の〔TLO〕′を微小増減せしめる。通常は
1μSeeの精度で追従せしめる。追従の仕方として、
始めに周波数追従を行い、しかる後位相追従を行う。周
波数追従の方式は、商用周波周期T5と現追従出力周期
T の差を求め、その差が所定値になるまで、l:TL
o)’を+1する(ステップ201)のでありその方法
は自明なのでここではその説明を省略する。
The data processing circuit 8 slightly increases or decreases [TLO]' in equation (3) in order to follow this commercial frequency period T+. Normally, tracking is performed with an accuracy of 1 μSee. As a way to follow
First, frequency tracking is performed, and then phase tracking is performed. The frequency tracking method calculates the difference between the commercial frequency period T5 and the current tracking output period T, and continues l:TL until the difference reaches a predetermined value.
o)' is incremented by 1 (step 201), and since the method is self-evident, its explanation will be omitted here.

次に位相同期について説明する。位相同期は商用周波信
号aが、正弦波ディジタルデータ出力データbより位相
的に進んでいるか遅れているかにより(TLO:l’を
増減せしめて行う。ここで、進み遅れは第6図における
O番目のディジタルデータを出力する時点のカウンタ9
の値が、商用周波周期T、の1/2の時刻よりも大きい
か小さいかを判断し、例えば、第6図b1の如く、0番
目のディジタルデータを出力する時点のカウンタ9の値
103が、商用周波周期の1/2の点102より小さけ
れば商用周波信号aは正弦波ディジタルデータbよりも
進んでいると判断する。一方、第6図b2の如く、カウ
ンタ9の値104が商用周波周期T、の1/2の点10
2よりも大きければ商用周波信号aは正弦波ディジタル
データbよりも遅れていると判断する。商用周波信号a
が、正弦波ディジタルデータbよりも進んでいる場合、
正弦波ディジタルデータbを進めるべく(3)式の(T
LO)’から1を引く (ステップ203)。
Next, phase synchronization will be explained. Phase synchronization is performed by increasing or decreasing TLO: l' depending on whether the commercial frequency signal a leads or lags the sine wave digital data output data b in phase. Counter 9 at the time of outputting the digital data of
For example, as shown in FIG. 6 b1, the value 103 of the counter 9 at the time of outputting the 0th digital data is determined as follows: , is smaller than 1/2 point 102 of the commercial frequency period, it is determined that the commercial frequency signal a is ahead of the sine wave digital data b. On the other hand, as shown in FIG. 6b2, the value 104 of the counter 9 is at point 10, which is 1/2 of the commercial frequency period T.
If it is larger than 2, it is determined that the commercial frequency signal a lags behind the sine wave digital data b. Commercial frequency signal a
is ahead of the sine wave digital data b,
In order to advance the sine wave digital data b, (T
LO)' is subtracted by 1 (step 203).

また、商用周波15号aが、正弦波ディジタルデータb
よりも遅れている場合、正弦波ディジタルデータbを遅
らせるべく(3)式の(TLOI’ に1を加える(ス
テップ204)。ここで、(TLO)’の増減により、
(TLO)’がNに等しくなった場合、もしくは、−1
になった場合には、上位[THO]’の値を更新し、0
≦(THO)’ <Nに調整する。いずれにせよ、最終
的に(TLO)’が求まり、出力データ発生間隙調整用
のテーブルアクセス先頭アドレスが求まる(ステップ2
05)。アクセスすべきテーブルの先頭アドレスは、例
えば、CTLO)’ −0のときの先頭アドレスをTB
L  Oとした場合、TBL   (TLO)’ −TBL  O+NX (TLOI ’ ・・・(4)
で求まる。
In addition, commercial frequency No. 15 a is sine wave digital data b
If it is delayed, 1 is added to (TLOI' in equation (3)) to delay the sine wave digital data b (step 204).Here, by increasing or decreasing (TLO)',
(TLO)' becomes equal to N, or -1
If it is, update the value of the upper [THO]' and set it to 0.
Adjust to ≦(THO)'<N. In any case, (TLO)' is finally determined, and the table access start address for adjusting the output data generation gap is determined (step 2
05). The start address of the table to be accessed is, for example, the start address when CTLO)' -0 is TB.
If L O, TBL (TLO)' - TBL O+NX (TLOI'...(4)
It can be found by

メインルーチンは、ここで得られたテーブルアクセス先
頭アドレスの値と、基本データ発生間隙[THO)’の
値を、データ伝達用RAMエリアを介して、オーバフロ
ー割込みルーチンへ渡す。
The main routine passes the value of the table access start address obtained here and the value of the basic data generation interval [THO)' to the overflow interrupt routine via the data transmission RAM area.

次に、出力データ発生間隙を定めるオーバフロー割込み
ルーチンについて説明する。
Next, an overflow interrupt routine that determines the output data generation interval will be described.

第5図に示すように、オーバフロー割込みがかかると、
始めに、データ発生番号のチエツクが行われる(ステッ
プ401)。このデータ発生番号が最終データ+1であ
れば、データ発生番号とROMデータ読出し番号をクリ
アし、カウンタ9の値を読取ってメインルーチンへ渡す
(ステップ402)。メインルーチンはこの値を用いて
進み遅れの判定を行うことは前述したとおりである。
As shown in Figure 5, when an overflow interrupt occurs,
First, a data generation number is checked (step 401). If this data generation number is the final data + 1, the data generation number and ROM data readout number are cleared, and the value of counter 9 is read and passed to the main routine (step 402). As described above, the main routine uses this value to determine lead/lag.

次に。メインルーチンはデータ発生番号SNに対応する
正弦波ディジタルデータbを出力する(ステップ403
)。次に、割込みルーチンは、メインルーチンで決定さ
れ、次いで、情報伝送用RAMエリアを介して伝達され
る基本データ発生間隔と、テーブルアクセス先頭アドレ
スデータを用いて基本データ発生間隔(THO)’の補
正を行う。すなわち、(4)式とテーブルデータ読出し
番号TNを用いてROMデータの読出しを行い(ステッ
プ404)、データが零であれば(THO)’のままと
しくステップ405)、1であれば(THO)’ +1
とする(ステップ406)。この値を<1>式のT  
/Hに代えて代人し、オーバフロー設定値eを求め、タ
イマ6に設定する(ステップ407)。最後にデータ発
生番号SNと、ROMテーブル参照番号TNとにそれぞ
れ1を加えて(ステップ408)このルーチンを終了す
る。
next. The main routine outputs sine wave digital data b corresponding to data generation number SN (step 403).
). Next, the interrupt routine corrects the basic data generation interval (THO)' using the basic data generation interval determined by the main routine and then transmitted via the information transmission RAM area and the table access start address data. I do. That is, the ROM data is read using equation (4) and the table data readout number TN (step 404), and if the data is zero, it is left as (THO)' (step 405), and if it is 1, it is (THO). )' +1
(Step 406). This value is expressed as T in formula <1>
/H is substituted, the overflow setting value e is obtained, and it is set in the timer 6 (step 407). Finally, 1 is added to each of the data generation number SN and ROM table reference number TN (step 408), and this routine ends.

以後、同様の動作がオーバフロー割込み毎に最終データ
の出力まで縁返されて行く。すなわち、タイマのオーバ
フロー割込みにより、メインルーチンから渡された基本
データ発生間隙を元にして、ROMテーブルデータを参
照しながら基本データ発生間隙の調整が行われ、次々と
正弦波ディジタルデータが出力される。
Thereafter, the same operation is repeated every time an overflow interrupt occurs until the final data is output. That is, based on the basic data generation gap passed from the main routine by a timer overflow interrupt, the basic data generation gap is adjusted while referring to the ROM table data, and sine wave digital data is output one after another. .

この結果、上記割算の余り(TLOI’ に相当する回
数だけ[TLO)’ +1μsec間隔でのデータ発生
が行われることになり、これにより余り(TLO)’ 
による周期ずれが埋合わされて、正確に周波数同期がと
れた正弦波データが出力されることになる。
As a result, data is generated at intervals of [TLO)' +1 μsec a number of times corresponding to the remainder (TLOI') of the above division, and as a result, the remainder (TLO)'
This compensates for the period shift caused by the oscillation, and outputs sine wave data with accurate frequency synchronization.

ここで、追従精度について述べておけば、例えば、50
 Hzの商用周波は1μsecのクロックで計数すると
、2000カウントの値となり、本発明の方式は、この
値に対して±1カウントの精度で追従することを意味す
る。
Here, if we talk about the tracking accuracy, for example, 50
When a commercial frequency of Hz is counted with a clock of 1 μsec, it becomes a value of 2000 counts, which means that the method of the present invention follows this value with an accuracy of ±1 count.

以上、本発明を好適な実施例について説明したが、マイ
クロプロセッサシステムに限らず、マイクロプロセッサ
と、カウンタ、タイマおよび割込み処理回路を一体化し
たワンチップマイコンでも実現できることは言うまでも
ない。
Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it goes without saying that the present invention is not limited to a microprocessor system, and can be realized by a one-chip microcomputer that integrates a microprocessor, a counter, a timer, and an interrupt processing circuit.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明によって明らかなように、この発明によれば
、基準クロックを用いてディジタル処理をしているので
、周囲の温度変化や経年変化等による影響を受けない安
定したPLL装置が得られる。
As is clear from the above description, according to the present invention, since digital processing is performed using a reference clock, a stable PLL device that is not affected by changes in ambient temperature, aging, etc. can be obtained.

また、ディジタルデータ発生間隔の調整を周期計測クロ
ックの最小分解能で行うようにしているので、ジッタの
少ない高精度の周波数同期が実現できる。
Furthermore, since the digital data generation interval is adjusted using the minimum resolution of the period measurement clock, highly accurate frequency synchronization with little jitter can be achieved.

さらに、PLL処理をマイクロプロセッサのソフト処理
で行うことにより、使用部品が小数で済み、PLL利用
装置をコンパクト、小型にできるという利点がある。
Furthermore, by performing PLL processing using software processing by a microprocessor, there is an advantage that only a small number of parts are used, and the PLL-based device can be made compact and small.

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

第1図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
2図は同実施例の動作を説明するために、データ発生間
隔の調整により、周波数同期をとることの説明図、第3
図は同実施例の主要素の構成説明図、第4図(a) 、
 (b)および第5図は同実施例の動作を説明するため
のフローチャート、第6図は同実施例の動作を説明する
ためのタイムチャートである。 1・・・マイクロプロセッサシステム、2・・・D/A
変換器、3・・・水晶発振器、4・・・零クロス検出器
、5・・・割込み制御回路、6・・・タイマ、7・・・
分周器、8・・・データ処理回路、9・・・カウンタ。 出願人代理人  佐  藤  −雄 TBL−〇 為1 図 為3図 為2図 為4 図 為5図
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of frequency synchronization by adjusting the data generation interval, and FIG.
The figure is an explanatory diagram of the configuration of the main elements of the same embodiment, FIG. 4(a),
(b) and FIG. 5 are flowcharts for explaining the operation of the same embodiment, and FIG. 6 is a time chart for explaining the operation of the same embodiment. 1...Microprocessor system, 2...D/A
Converter, 3... Crystal oscillator, 4... Zero cross detector, 5... Interrupt control circuit, 6... Timer, 7...
Frequency divider, 8... data processing circuit, 9... counter. Applicant's agent Sato - Male TBL - 〇 1. 3. 2. 4. 5.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 基準クロックを発生する手段と、前記基準クロックを用
いて入力信号の周期を計測する手段と、前記入力信号に
追従する多数のディジタル信号データを記憶する手段と
、計測された前記入力信号の周期を前記ディジタル信号
データの一周期分の個数で割算し、その商に対応する第
1の時間間隔と前記商に1を加えた値に対応する第2の
時間間隔とを前記割算の余りに応じて定まる個数比で前
記入力信号周期内に配分する手段と、この配分に従い前
記第1の時間間隔または前記第2の時間間隔で前記ディ
ジタル信号データを順次出力する手段とを備えたことを
特徴とするディジタルPLL装置。
means for generating a reference clock; means for measuring the period of an input signal using the reference clock; means for storing a large number of digital signal data that follows the input signal; A first time interval corresponding to the quotient and a second time interval corresponding to a value obtained by adding 1 to the quotient are divided by the number of digital signal data for one cycle, and a first time interval corresponding to the quotient is calculated according to the remainder of the division. and means for sequentially outputting the digital signal data at the first time interval or the second time interval according to the distribution within the input signal period in a number ratio determined by Digital PLL device.
JP63088654A 1988-01-28 1988-04-11 Digital pll device Pending JPH021619A (en)

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