JPH02295224A - 位相同期回路 - Google Patents

位相同期回路

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JPH02295224A
JPH02295224A JP1114966A JP11496689A JPH02295224A JP H02295224 A JPH02295224 A JP H02295224A JP 1114966 A JP1114966 A JP 1114966A JP 11496689 A JP11496689 A JP 11496689A JP H02295224 A JPH02295224 A JP H02295224A
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Taiichirou Kurita
泰市郎 栗田
Yutaka Tanaka
豊 田中
Daiji Nishizawa
台次 西澤
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Japan Broadcasting Corp
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Nippon Hoso Kyokai NHK
Japan Broadcasting Corp
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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
    • H03L7/16Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/18Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop
    • H03L7/197Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop a time difference being used for locking the loop, the counter counting between numbers which are variable in time or the frequency divider dividing by a factor variable in time, e.g. for obtaining fractional frequency division
    • H03L7/1972Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop a time difference being used for locking the loop, the counter counting between numbers which are variable in time or the frequency divider dividing by a factor variable in time, e.g. for obtaining fractional frequency division for reducing the locking time interval

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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) この発明は位相同期ループに係り、特に安定状態で位相
ジッタが少なくかつ高速な同期引き込み時間を必要とさ
れる位相同期回路に関するものである。
(発明の概要) この発明は位相同期ループに関するもので、当該ループ
が、同期引き込み過程にあるときに、その分周カウンタ
の分周比をループが安定状態にあるときの値とは異なる
値に切り換える手段を具備している。
かくして位相同期ループの同期引き込み時間を大幅に短
縮するようにしている。
(従来の技術) 通常の位相同期ループ(PLL)は同期引き込み時間と
、引き込み後の安定状態のジッタ特性とに両立性の限界
があり、これを解決する1つの手段として、同期引き込
み過程と安定状態とでループフィルタの時定数を切り換
える2モードPLLなどがあった (発明が解決しようとする課題) しかし、通常のPLLや従来の2モードPLLなどでは
、前述の両立性を飛躍的に向上させた、引き込み後のジ
ッタ特性のよい引き込み時間の高速な位相同期回路を提
供することは困難であり、その1つの原因にはPLL用
の電圧制御発振器(VCO)の発振周波数の範囲に制限
があるためである。
位相同期ループの同期引き込み過程では、入力信号の初
期位相と回路の初期状態によっては、最悪の場合1サイ
クルずれてから始めて同期引き込みにはいる場合があり
、この時1サイクルずれるのに要する時間は、入力信号
の周波数をr0, VCOの発振周波数範囲をf,(1
±Δ)、分周カウンタの分周比をNとしてf,=NfO
とすると1/Δf0となる。例えばfo=60Hz, 
Δ=3X10−’の場合には1サイクルずれる時間は約
555秒となり実用に耐えない値となる。
例えば具体的な適用例としては、カラーテレビジョンの
NTSC伝送方式と両立性を有するAD (Advan
cedDefinition)TV信号の受信機で、P
CM音声を再生するために59.94tlzの垂直同期
信号からPCM音声用のクロック信号を再生する必要が
あるが、このクロック再生のためには高速なPLLが要
求される。
そこで本発明の目的は、上述の要求に答えるべく同期引
き込み時間の高速な、しかも引き込み後のジッタ特性も
良好な比較的簡単な構成の位相同期回路を提供せんとす
るものである。
(課題を解決するための手段) この目的を達成するため本発明位相同期回路は、位相比
較器と電圧制御発振器および分周カウンタを有する位相
同期ループにおいて、当該ループが、同期引き込み過程
にあるときに、前記分周カウンタの分周比を前記ループ
が安定状態にあるときの値とは異なる値に切り換える手
段を具備することを特徴とするものである。
(実施例) 以下添付図面を参照し実施例により本発明を詳細に説明
する。
第1図に本発明位相同期回路の実施例構成プロック線図
を示す。
入力信号は周波数59.94Hzのパルス信号であると
し、位相比較器1は入力信号と信号bの立ち下がりを比
較し、入力信号に対する信号bの位相差に比例した電圧
を出力する。このとき信号bが入力信号に比べ遅れ位相
であれば負の電圧を、進みであれば正の電圧を出力する
ものとする。
一Kの利得を持つ反転増幅器2は抵抗Rll Rz,コ
ンデンサC1と合わせて完全積分型のループフィルタを
形成し、位相比較器1の出力信号を積分した信号(信号
a)を出力する。反転増幅器2の電源電圧は電圧+VC
eおよび電圧−Vccであり、従って信号aの電圧は電
圧+Vcc〜電圧−Veeの範囲で変動する。
電圧制御水晶発振器(VCXO) 3は水晶×1を使用
し、信号aの電圧に従ってf1(1±Δ)の範囲の周波
数を発振する。この実施例ではf+=4.8MHzとし
ている。VCXO3の出力がこの位相同期ループの出力
信号となる。VCXO3の入力電圧対発振周波数の特性
例を第3図に示す。VCXOの出力周波数は入力電?(
信号aの電圧)が電圧+Vim〜電圧−■.■の範囲内
にあるときのみ入力電圧に比例して変化し、範囲外では
飽和してr,N±Δ)となる。従って前述の反転増幅器
2の電源電圧は電圧+Vim〜電圧−Vimの範囲外に
設定しても無意味であり、この実施例では+νt m 
= + V c c +  V t n+ =V c 
cとする。
また周波数変動範囲Δは、安定な水晶発振器では通常3
X10−5程度以下であり、ここでもΔ−3×10−5
とする。
VCXO3の出力信号は分周カウンタ4で分周されて位
相比較器の入力信号bとなる。このとき安定ることか要
求される。
一方、積分器の出力信号である信号aは電圧比較器5,
6にも入力されて各々の電圧比較器で電圧+Vい,電圧
−Vthと比較される。比較器5の出力は信号aの電圧
が電圧+Vthより大きければ“H“゜であり、小さけ
れば“′L゛である。比較器6の出力は信号aの電圧が
電圧−Vthより小さければ“H”であり大きければ゛
L゛である。電圧+Vい,Vthは各々電圧+V ce
+  Vccより若干絶対値の小さい電圧である。
分周比設定回路7は“+n .   ++の2つの入力
信号を持ち、“+゛′入力が“H IIのときは分周カ
ウンタ4の分周比をN+に、゛一“入力が“H ++の
ときは分周比をN一に、両入力とも“L”ならば分周比
をNに設定する機能を有するものとする。
ここでNは前述の通り N = 1001 x 80 であり、またN + =1001 X79N 一=10
01X81 であるとする。従って回路5,6.7により分周カウン
タ4の分周比は信号の電圧が電圧+Vい以上のときはN
+、電圧−Vth以下のときはN−、電圧+Vth〜電
圧−Vthの範囲内ではNに設定される。
次に第2図に第1図の回路の動作例を示す。第2図上段
の図は入力信号に対する信号bの位相差θ.の時間に対
する変化であり、下段の図は上段の図と同じ時間スケー
ルで表わした信号aの電圧V.の変化である。図におい
て1=0におけるθ.(初期位相差)は−2π、1=0
におけるV. (積分電圧の初期値)は+VeCである
とする。これは最悪の初期状態の1つを示している。
従来のループの動作例を第2図の点線で示す。
この場合、1=0〜t =73の期間は位相差が−2π
からOまで変化する時間、即ち1サイクルスリップ時間
である。この間位相比較器1は負の電圧を出力し続ける
ので積分器の出力電圧は飽和したままであり、電圧v1
は電圧+Vccに保たれる。L=T.ではじめて位相比
較器Iの出力電圧が正に転じるのではじめて電圧v1が
下降し始める。この後位相差θ1,電圧V,ともに減衰
振動しながら安定状態に収束する。ここで減衰振動する
時間はよく知られているようにループフィルタの定数R
l+ RZ+C,やVCXO、位相比較器の特性、分周
比などで総合的に決定される。しかし、サイクルスリッ
プの時間T3は入力信号の周波数f0とΔで決定されて
しまう。すなわち、T.=1/Δf0であり、この実施
例のようにfo=59.94Flz,  Δ= 3 X
IO−’であるとTs=約555秒となる。従ってこの
場合、同期引き込みに少なくとも555秒要することに
なり、これは実用に耐えない値である。
一方、第2図示実線で示される第1図示の回路の動作例
では1=0から、電圧V.=電圧+Vいとなるt=Tz
までは前述のように分周カウンタ4の分周比がN + 
=1001X79に設定されるために、等価的に第3図
示ΔがΔζ1779になったのと同じスピードでサイク
ルスリップを起すことになる。従って、この実施例での
サイクルスリップ時間T,はT. =79/59.94
−1.3秒となる。これは前述の従来例のループの場合
のT2=555秒に比べ格段に短い時間となっている。
従来のループでは同期引き込み時間のうちT,の占める
割合がほとんどであったので、この時間を大幅に短縮で
きる本実施例の回路では同期引き込み時間も大幅に短縮
できることが明らかである。
以上実施例により本発明を詳細に説明してきたが、本発
明はこれに限定されるものではなく、その特許請求の範
囲に記載された範鴫内で変形、修正のなされ得ることは
当業者に自明であろう。
(発明の効果) 以上詳細に説明してきたように、本発明位相同期回路に
よれば、ジッタ特性の良好な発振周波数範囲の狭い電圧
制御水晶発振器などを使用し、位相比較の周波数が低い
場合その同期引き込み時間が従来かなり大きかったのを
大幅に短縮することができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に係る実施例の構成ブロック線図を示
し、 第2図は、第1図示回路と従来例回路の動作例を示し、 第3図は、電圧制御発振器の特性例を示す。 l・・・位相比較器    2・・・反転増幅器3・・
・電圧制御水晶発振器 4・・・分周カウンタ   5,6・・・電圧比較器7
・・・分周比設定回路

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、位相比較器と電圧制御発振器および分周カウンタを
    有する位相同期ループにおいて、当該ループが、同期引
    き込み過程にあるときに、前記分周カウンタの分周比を
    前記ループが安定状態にあるときの値とは異なる値に切
    り換える手段を具備することを特徴とする位相同期回路
    。 2、積分器をさらに有する請求項1記載の位相同期ルー
    プにおいて、前記積分器の出力電圧または前記電圧制御
    発振器の入力電圧が所定範囲の値より高いときには、前
    記分周カウンタの分周比を前記ループが安定状態にある
    ときの中心値とは異なる第1の値に切り換える手段と、
    前記所定範囲の値より低いときには、前記分周比を前記
    中心値とも前記第1の値とも異なる第2の値に切り換え
    る手段とを具備することを特徴とする位相同期回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6980499B1 (en) 1999-07-22 2005-12-27 Ricoh Company, Ltd. Data recording clock signal generator for generating a recording clock signal for recording data on a recordable medium

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62257218A (ja) * 1986-04-30 1987-11-09 Nec Corp 位相同期回路

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