JPH02305024A - 位相同期回路 - Google Patents

位相同期回路

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JPH02305024A
JPH02305024A JP1127232A JP12723289A JPH02305024A JP H02305024 A JPH02305024 A JP H02305024A JP 1127232 A JP1127232 A JP 1127232A JP 12723289 A JP12723289 A JP 12723289A JP H02305024 A JPH02305024 A JP H02305024A
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voltage
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controlled oscillator
circuit
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Hiroyuki Harada
博行 原田
Daisuke Shichinohe
七戸 大助
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Mitsubishi Electric Corp
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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〕 この発明は人力信号の位相と発振回路の出力信号の位相
とを位相同期(以下、ロックとする)させる位相同期回
路のロック特性に関するものである。
〔従来の技術〕
第3図は、従来の位相同期回路の構成を示すブロック図
である。外部から入力端子11に入力された人力信号と
、電圧制御発振回路(以下VC:O)とする)1からフ
ィードバックされた出力信号とが位相比較器2に入力さ
れる。位相比較器2は、この2つの信号の位相差を検出
し、位相差に応じた誤差電圧を出力する。
誤差電圧は直流増幅器3に人力され増幅された後、低域
濾波器(以下LPFとする)4に入力される。LPF4
は誤差電圧の高周波成分を除去した後、誤差電圧を制御
電圧vRとしてVCOlに与える。VCOIの出力は出
力信号として出力端子12に与えられる。
VCOl、位相比較器2.直流増幅器3およびLPF4
は、位相同期ループを構成しており、入力端子11の入
力信号と出力端子12の出力信号とを位相同期させる。
第4図は第3図のVCOl内の同調回路の構成の一例を
示す回路図であり、第5図は第4図に示す同調回路を用
いたvCOの電圧−周波数変換特性を示すグラフである
第4図において、制御電圧VRが抵抗Rを介して、可変
容量ダイオードDのカソードに、またリアクタンス素子
であるキャパシタC,リアクタンスLの直列接続に与え
られる。可変容量ダイオードDのアノードおよびリアク
タンスLの一端は接地されている。可変容量ダイオード
Dのカソードから出力OUTが取り出され、図示しない
後段の回路に与えられる。
このような同調回路においては、可変容量ダイオードD
の電圧−容量特性が非線形であるため、電圧−同調周波
数特性も非線形になる。そのため、この同調回路を用い
たvCOの電圧−周波数変換特性も第5図に示すように
非線形になる。なお、第5図において、入力される制御
電圧VRの範囲は、発振回路の電源電圧などによって決
定される最小電圧V  と最大電圧V  との間になる
sin       wax また最小電圧V  、最大電圧V  のそれぞれff1
in       wax に対応して、発振周波数f   、f   が与えらt
a ! n   wax れる。また、自走発振周波数f と対応する電圧■ も
第5図に示される。
第3図に示す位相同期回路において、入力信号の振幅レ
ベルが所定レベル以下になると、位相比較器2の出力が
不正確となり、ロックはずれを起こす。この時にVCO
Iに与えられる制御電圧VRは、第5図に示すように、
特定できない電圧V、となる。
つまり、第5図に示すように、人力信号の振幅レベルが
小さくなり、ロックはずれを起こすと、制御電圧V と
して電圧V、が与えられ、対応する発振周波数f、が設
定される。このような状態においては、グラフの非線形
特性かられかるように、周波数差f   −f、と周波
数差’b  ’siIaX 。とは一般に等しくならない。そのため、再度ロック状
態に引き込む際に、与えられる制8電圧V1が比較的高
く発振周波数f  側から引き込む自ax 上側のロック範囲と、与えられる制ga電圧VRが比較
的低く発振周波数f  側から引き込む下側1n のロック範囲の広さが異なってしまう。また、上側およ
び下側のどちらの方向からロックさせるかに応じてロッ
ク特性が大きく異なってしまう。
さらに、入力信号の振幅レベルの変動が大きく、ロック
限界付近で上下する場合には、制御電圧V、も不安定と
なり、電圧V、を含む広い範囲で変動じてしまう。その
ため、ロックはずれからの再引き込みに要する時間が非
常に長くなる場合かある。
[発明が解決しようとする課題] 従来の位相同期回路は以上のように構成されているので
、例えば人力信号の振幅レベルが小さくロック外れを起
こした場合において、再引き込みのロック範囲および特
性が上側と下側とて異なるという問題点があった。
また人力信号の振幅レベルの変動が大きくロック限界付
近で上下する場合などには、ロックはずれからの再引き
込みに要する時間が長くなるというr;it題点もあっ
た。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、再引き込みのロック範囲および再引き込み特
性を上側と下側とで同様にし、ロック外れからの再引き
込み時間を短縮した位相同期回路を得ることを目的とす
る。
[課題を解決するための手段] この発明に係る位相同期回路は、入力端子に与えられる
入力信号と、電圧制御発振器から出力される出力信号と
の位相を比較し、入力信号と出力信号との間の位相差に
応じた出力を発生する位相比較器と、位相比較器の出力
の高周波成分を除去した後、電圧制御発振器に当該出力
を与え、前記位相比較器と電圧制御発振器とともに位相
同期ループを構成する低域濾波器と、低域濾波器と前記
電圧制御発振器との間に設けられ、前記低域濾波器と、
前記電圧制御発振器の自走発振周波数に対応した所定の
電位を与える電圧源とを前記電圧制御発振器に選択的に
接続するスイッチ回路と、前記入力信号の振幅レベルを
検出し、前記振幅レベルが所定レベル以上の時には前記
スイッチ回路によって前記低域濾波器を前記電圧制御発
振器に接1続し、前記振幅レベルが所定レベル以下の時
には前記スイッチ回路によって前記電圧源を前記電圧制
御発振器に接続する検波回路とを備えたものである。
〔作用〕
この発明における検波回路は、入力信号の振幅レベルを
検出し、振幅レベルが所定レベル以上の時には、スイッ
チ回路を制御して低域濾波器と電圧制御発振器とを接続
し、振幅レベルが所定レベル以下の時には、スイッチ回
路を制御して電圧源と電圧制御発振器を接続する。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図において説明する。第1
図はこの発明の一実施例による位相同期回路の構成を示
すブロック図である。
図において、入力端子11に入力された入力信号は位相
比較器2と検波回路6とに入力される。
検波回路6は入力信号の振幅レベルを検出し、そのレベ
ルに応じた制御信号をLPF4とVCO1との間に設け
られたスイッチ7に与える。スイッチ7は振幅レベルが
所定レベル以上であれば、LPF4とVCO1とを接続
し、振幅レベルが所定レベル以下であれば、可変電圧源
5とVCOIとを接続するように制御される。また、検
波回路6には可変電圧源5を調整する際に用いるテスト
状態設定端子13が設けられる。その他の構成は前述し
た第3図に示す従来の位相同期回路と同様である。
次に動作について説明する。まず通常動作に先立って以
下に示すように可変電圧源5の調整を行い、前述した第
5図に示すVCOlの自走発振周波数f を設定する。
まず、入力端子11の人力信号の振幅レベルを減少させ
るか、または、テスト状態設定端子13にテスト状態を
示す信号を印加することにより、スイッチ7を強制的に
可変電圧源5側に切り換える。この状態で、vCOlの
出力の周波数を計数しながら、可変電圧源5を調整し、
VCOIが自走発振周波数f で発振する電圧V に設
定しておく。なお、テスト状態設定端子13を用いた方
が、自走発振周波数f の設定が容易に行える。
次に通常動作について説明する。人力信号の振幅レベル
が所定レベル以上であれば、スイッチ7はLPF4側を
選択し、前述した第3図に示す従来の位相同期回路と同
様の動作となる。
人力信号の振幅レベルが所定レベル以下になると、検波
回路6の作用によってスイッチ7は可変電圧源5側を選
択する。そのため、位相比較器2からの不正確な制御電
圧のかわりに電圧V がVCOIに与えられる。この期
間においては、第5図に示すように、VCOlは自走発
振周波数f。
で発振する。そのため、このロックはずれの期間におい
ては、周波数f   −f  と周波数差f。
ff1aX       a −f  とがほぼ等しくなっており、再度ロックIIn 状態への引き込みを行うに際して、上側のロック範囲と
下側のロック範囲とがほぼ等しくなっている。また、上
側からの再引き込み特性と下側からの再引き込み特性と
がほぼ同様の特性となる。
また入力信号の振幅レベルの変動が大きく、ロック限界
付近で上下する場合でも、ロックはずれの状態ではVC
O1は自走発振周波数f で発振しており、再引き込み
に要する時間が短くなる。
以上のように、入力信号の振幅レベルが小さくロックは
ずれが起きた時にはVCO1が自走発振周波数f で発
振するように位相同期回路を構成したので、再引き込み
のロック範囲を上側と下側とてほぼ等しくすることがで
き、またその特性もほぼ同様の特性とすることができる
さらに入力信号の振幅レベルが不安定な場合においても
再引き込みに要する時間を短くすることができる。
第2図はこの発明の他の実施例による位相同期回路の構
成を示すブロック図である。スイッチ7とVCOLとの
間に、直流増幅器8が設けられている。スイッチ7の共
通端子が直流増幅器8の正入力端子に、可変電圧源5の
正電位側端子が直流増幅器8の負入力端子に接続される
。スイッチ7と直流増幅器8はスイッチ回路7aを構成
している。その他の構成は前述した第1図に示す位相同
期回路と同様である。
位相同期回路の一部または全体を集積回路化した場合に
、集積回路内部の直流増幅器3の増幅度が固定となり、
かつ充分でないことがある。そのような場合には、集積
回路外部に第2図に示すような直流増幅器8を追加する
次に動作について説明する。入力信号の振幅レベルが所
定レベル以上の時には、検波回路6はスイッチ7を切換
えてLPF4と直流増幅器8の正入力端子とを接続状態
にする。LPF4の出力は、可変電圧源5の電圧付近で
変動する。直流増幅器8は差動入力形式となっており、
第2図の位相同期回路においてはVCOIに対してOv
付近の出力を制御電圧として与える。なお、この例にお
いてはvCOlはOvの制御電圧を与えられると自走発
振するように構成されている。
人力信号の振幅レベルが所定レベル以下になると、検波
回路6はスイッチ7を切り換えて直流増幅器8の正およ
び負入力端子のそれぞれに可変電圧源5を接続する。直
流増幅器8の出力はoVとなり、VCOIはその自走発
振周波数で発振する。
このように、スイッチ7と直流増幅器8とで構成される
スイッチ回路7aによって、ロックはずれが起きた時に
は、VCOIが自走発振周波数で発振するような制御電
圧が与えられる。
以上のように第2図に示す位相同期回路においても、検
波回路6およびスイッチ回路7aを設けて入力信号の振
幅レベルに応じてVCOIに与える制御電圧を切り換え
、第1図に示す位相同期回路と同様にロックはずれが起
きた時にはVCOIが自走発振周波数で発振するように
位相同期回路を構成したので、再引き込みのロック範囲
を上側と下側とでほぼ等しくすることができ、またその
特性もほぼ同様の特性とすることができる。
さらに入力信号の振幅レベルが不安定な場合においても
再引き込みに要する時間を短くすることができる。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明によれば、検波回路は、入力信号
の振幅レベルを検出し、振幅レベルが所定レベル以上の
時には、スイッチ回路を制御して低域濾波器と電圧制御
発振器とを接続し、振幅レベルが所定レベル以下の時に
は、スイッチ回路を制御して電圧源と電圧制御発振器を
接続する。
そのため、再引き込みのロック範囲および再引き込み特
性を上側と下側とで同様にし、ロック外れからの再引き
込み時間を短縮した位相同期回路を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による位相同期回路の構成
を示すブロック図、第2図はこの発明の他の実施例によ
る位相同期回路の構成を示すブロック図、第3図は従来
の位相同期回路の構成を示すブロック図、第4図は第3
図に示す位相同期回路の同調回路の回路図、第5図は第
3図に示す位相同期回路の特性を示すグラフである。 図において、1は電圧制御発振回路、2は位相比較器、
4は低域濾波器、5は可変電圧源、6は検波回路、7は
スイッチ、7aはスイッチ回路、8は直流増幅器、11
は入力端子、12は出力端子である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入力端子に与えられる入力信号と、電圧制御発振
    器から出力される出力信号との位相を比較し、前記入力
    信号と前記出力信号との間の位相差に応じた出力を発生
    する位相比較器と、 前記位相比較器の出力の高周波成分を除去した後、前記
    電圧制御発振器に前記出力を与え、前記位相比較器と前
    記電圧制御発振器とともに位相同期ループを構成する低
    域濾波器と、 前記低域濾波器と前記電圧制御発振器との間に設けられ
    、前記低域濾波器と、前記電圧制御発振器の自走発振周
    波数に対応した所定の電位を与える電圧源とを前記電圧
    制御発振器に選択的に接続するスイッチ回路と、 前記入力信号の振幅レベルを検出し、前記振幅レベルが
    所定レベル以上の時には前記スイッチ回路によって前記
    低域濾波器と前記電圧制御発振器とを接続し、前記振幅
    レベルが所定レベル以下の時には前記スイッチ回路によ
    って前記電圧源と前記電圧制御発振器とを接続する検波
    回路とを備えた位相同期回路。
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