JPH0345934B2 - - Google Patents

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JPH0345934B2
JPH0345934B2 JP58250938A JP25093883A JPH0345934B2 JP H0345934 B2 JPH0345934 B2 JP H0345934B2 JP 58250938 A JP58250938 A JP 58250938A JP 25093883 A JP25093883 A JP 25093883A JP H0345934 B2 JPH0345934 B2 JP H0345934B2
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JP
Japan
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phase
clock
output
flip
flop
Prior art date
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Application number
JP58250938A
Other languages
English (en)
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JPS60142622A (ja
Inventor
Nobuo Kamanaka
Kotaro Suzuki
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Panasonic System Solutions Japan Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Graphic Communication Systems Inc
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Publication date
Application filed by Matsushita Graphic Communication Systems Inc filed Critical Matsushita Graphic Communication Systems Inc
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Publication of JPH0345934B2 publication Critical patent/JPH0345934B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はデイジタル回路のみで構成されるデイ
ジタルPLL(Phose Locked Loop)回路に関す
る。
従来例の構成とその問題点 従来、デイジタルPLL回路としては第1図に
示す構成のものが知られている。このPLL回路
は入力クロツクφINの基本周波数cの整数倍の周
波数の基本クロツクS1を発生する固定発振器1
と、入力クロツクφINと後述のように作られる出
力クロツクφOUTとの位相差に応じたデユーテイ比
の位相差信号S2を出力する位相比較器2と、上
記位相差信号S2から位相の進み・遅れ状態を後
述のように検出するためのカウンタ部3と、この
カウンタ部3の出力信号に応じて基本クロツクS
1のパルス数操作を伴う信号変換を行なうクロツ
ク変換器4と、このクロツク変換器4で処理され
た変換クロツクS5を分周して出力クロツクφOUT
を得る分周器5とで構成されている。
位相比較器2は、簡単な構成としてEOR(排他
的論理和)回路が用いられ、入力クロツクφIN
出力クロツクφOUTのEOR信号を位相差信号S2
として出力する。これら信号φIN,φOUT,S2の
関係を第2図に示している。同図イ〜ハは出力ク
ロツクφOUTの位相が入力クロツクφINの位相より
進んだ状態を示し、ニ〜ヘは同期状態を示し、ト
〜リは出力クロツクφOUTの位相が入力クロツク
φINより遅れている状態を示している。
第2図から明らかなように1周期分の位相差信
号S2におけるHレベル区間とLレベル区間の時
間差からφINとφOUTの位相差を知ることができる。
これを検出するのがカウンタ部3である。
カウンタ部3はK進のアツプダウンカウンタ回
路からなつており、位相差信号S2がHレベルの
とき所定のクロツクでアツプカウント動作し、位
相差信号S2がLレベルのときはダウンカウント
動作をする。そしてアツプ方向にKまでカウント
するとキヤリー信号S3を出力し、ダウン方向に
Kまでカウントするとボロー信号S4を出力す
る。カウント値Kは入力クロツクφINの半周期分
以上の時間に相当するように設定されている。
したがつて、出力クロツクφOUTの位相が入力ク
ロツクφINの位相より一定値以上進むと上記ボロ
ー信号S4がオンとなり、反対に遅れると上記キ
ヤリー信号S3がオンとなる。
キヤリー信号S3、ボロー信号S4がともにオ
フのとき(φOUTの位相がφINに同期していると)、
クロツク変換器4は、基本クロツクS1の2パル
ス毎に1パルスを削除する処理を行なつて変換ク
ロツクS5とする。つまりこの状態では、基本ク
ロツクS1を1/2分周した信号が変化クロツクS
5となり、さらにこれを分周器5で1/N分周し
た信号が出力クロツクφOUTとなる。ここで明かな
ように、固定発振器1は入力クロツクφINの基本
周波数cの2×N倍で発振している。
キヤリー信号S3がオンになると(φOUTの位相
がφINより遅れると)、クロツク変換器4は上述の
パルス削除処理を行なわず、基本クロツクS1を
そのまま変換クロツクS5とする。つまり基本ク
ロツクS1の2パルスに1パルスを削除する同期
状態と比較すると、基本クロツクS1の2パルス
毎に変換クロツクS5に1パルスが追加されるこ
とになる。これで出力クロツクφOUTの位相を進ま
せ、φINに追従させる。
ボロー信号S4がオンになると(φOUTの位相が
φINより進むと)、クロツク変換器4は基本クロツ
クS1の2パルスを連続して削除する。つまり、
上述の同期状態と比較すると、基本クロツクS1
の2パルス毎に変換クロツクS5の1パルスが削
除されることになる。これで出力クロツクφOUT
位相を遅らせ、入力クロツクφINに追従させる。
なお、変化クロツクS5を分周器5で1/N分
周して最終的に出力クロツクφOUTとしているの
は、このPLLを入力クロツクφINの基本周波数c
の2×N倍のクロツクで動作させることで、出力
クロツクφOUTのジツタを少なくさせるためであ
り、一般に回路系が許す限りNの値を大きくとる
のが望ましい。
上述した従来のデイジタルPLL回路は、位相
比較器2、カウンタ部3、クロツク変換器4、分
周器5というそれぞれ異なる機能の多くの回路の
組み合せで構成されており、回路規模が大きくな
るという問題があつた。回路規模が大きいという
ことは、全体をLSI化する場合であつても、チツ
プサイズが大きくなるなどの様々な問題を生じ、
根本的な欠点である。
また、従来の回路では入力クロツクの高速化に
対応しきれないという問題がある。その原因の1
つは、入力クロツクの基本周波数の2×N倍とい
う高い周波数の基本クロツクが必要である点であ
る。またカウンタ部3および分周器5など、論理
の深いカウンタ構成の回路が多く含まれており、
この点が高速化の阻害原因でもある。
発明の目的 本発明は、回路構成が簡単で、入力クロツクの
高速化にも容易に対応することのできるデイジタ
ルPLL回路を提供することを目的とする。
発明の構成 上記の目的を達成するために、本発明はシフト
レジスタによる単純な構成のリングカウンタで基
本クロツクを分周して出力クロツクを得るととも
に、これに簡単な論理回路を付加してリングカウ
ンタとしての構成段数を増減させ得るように構成
し、これで出力クロツクの位相を変化させる。ま
た、入力クロツクの変化点を検出する回路を設け
るとともに、その出力と上記リングカウンタの出
力とに基づいて入力クロツクの位相とリングカウ
ンタの動作位相との進み・遅れを検出する位相差
検出回路を設け、この位相検出回路の出力に従つ
てリングカウンタの構成段数の増減制御を行なう
ように回路構成している。
実施例の説明 第3図はこの発明の一実施例によるデイジタル
PLL回路の構成を示している。この実施例では
説明を簡単にするため、入力クロツクφINの基本
周波数の6倍の速度で動作する構成としている。
第3図において、固定発振器6はデータ列など
である入力クロツクφINの基本周波数の6倍の周
波数の基本クロツクS6を出力する。このの
PLL回路は基本クロツクS6に同期して動作す
る。
入力クロツクφINは変化点検出回路7に印加さ
れる。入力クロツクφINの立上りおよび立下がり
の両変化点に応答し、変化点検出回路7からエツ
ヂ信号S7が出力される。このエツヂ信号S7は
基本クロツクS6の周期と等しい幅のパルス信号
である。
D型フリツプフロツプF1〜F7はシフトレジ
スタによるリングカウンタ20を構成している。
ただし、リングカウンタ20としての信号経路中
に段数制御回路の一部である2つの切換器9およ
び10とORゲートG5が組み合わされており、
カウンタ段数が5段、6段、7段に切換え可能に
なつている。
リングカウンタ20は基本クロツクS6を受け
て動作し、フリツプフロツプF1〜F7のいずれ
か1つのみがセツトされていて、その“1”ビツ
トがリング中を循環する。したがつて、リングカ
ウンタ20で基本クロツクS6が分周されること
になり、3段目のフリツプフロツプF3の出力Q
から出力クロツクφOUTが取り出される。
上記切換器9および10はまつたく同じ構成で
あり、入力Iと入力Sで出力Aと出力Bが制御さ
れる一種のデコーダである。第4図はこの入出力
I,S,A,Bの論理関係を示している。つまり
S=“0”のとき入力Iは出力Bに導出され、S
=“1”のと入力Iは出力Aに導出される。
したがつて、切換器9と10の両方の入力Sに
“1”を与えると、7個のフリツプフロツプF1
〜F7がすべて環状接続され、リングカウンタ2
0は7段になる。また、切換器9の入力Sを
“1”とし切換器10の入力Sを“0”にすると
6個のフリツプフロツプF1〜F6が環状接続さ
れ、リングカウンタ20は6段になる。また、切
換器9の入力Sも“0”にすると、5個のフリツ
プフロツプF1〜F5が環状接続され、リングカ
ウンタ20は5段になる。
上記切換器9,10の入力Sには、切換制御回
路8の出力O1,O2がそれぞれ与えられる。こ
の切換制御回路8の入力I1,I2にはORゲー
トG1,G2およびANDゲートG3,G4で構
成される位相差検出回路21の出力が与えられ
る。切換制御回路8は入力I1,I2と出力O
1,O2の状態により出力O1,O2が制御され
る簡単な順序回路であり、その入出力関係を第5
図に示している。
位相差検出回路21は、上記変化点検出回路7
の出力S7と、リングカウンタ20の1,2,
4,5段目のフリツプフロツプF1,F2,F
4,F5の各出力Qとに基づいて、入力クロツク
φINの位相とリングカウンタ20の動作位相の進
み・遅れを検出する。
変化点検出回路7の出力S7が“1”になつた
とき(上記エツヂ信号S7が出力されたとき)、
出力クロツクφOUTを取り出している4段目のフリ
ツプフロツプF3の出力Qが“1”になつている
と、入力クロツクφINと出力クロツクφOUTの位相
が同期しているとする。この状態では、S7=
“1”になつたとき、フリツプフロツプF1,F
2,F4,F5の出力Qはすべて“0”であるか
ら、ORゲートG1,G2の出力も“0”で、
ANDゲートG3,G4の出力(すなわち切換制
御回路8の入力I1,I2)はともに“0”であ
る。
切換制御回路8の入力I1,I2がともに
“0”であると、出力O1,O2の状態は変化せ
ず、したがつてリングカウンタ20の段数は変化
せず、現在の段数を維持する。これでφINとφOUT
の同期状態が保たれる。
また、エツヂ信号S7が“1”になつたとき、
フリツプフロツプF1またはF2のの出力Qが
“1”になつている場合、リングカウンタ20の
動作位相(出力クロツクφOUTの位相)が入力クロ
ツクφINの位相より遅れていると判断される。つ
まりこの場合、S7=“1”のとき、ORゲート
G2の出力が“1”になつており、したがつて
ANDゲートG4の出力(入力I2)が“1”に
なる。
切換制御回路8の入力I2が“1”になると第
5図に示すように、出力O1,O2が1,1であ
れば1,0に、あるいは1,0であれば0,0に
変化する。この出力O1,O2の変化は、リング
カウンタ20の段数を減少させる変化である。つ
まり、リングカウンタ20の段数が7段であれば
6段に、6段であれば5段に減少する。その結
果、リングカウンタ20の循環周期が短くなり、
遅れていた出力クロツクφOUTの位相が進められ、
入力クロツクφINに追従するようになる。
また、エツヂ信号S7が“1”になつたとき、
フリツプフロツプF4またはF5のの出力Qが
“1”になつている場合、出力クロツクφOUTの位
相が入力クロツクφINより進んでいると判断され、
ANDゲートG3の出力(入力I1)が“1”にな
る。
切換制御回路21の入力I1が“1”になると第
5図に示すように、出力O1,O2が0,0であ
れば1,0に、あるいは1,0であれば1,1に
変化する。この出力01,02の変化は、リング
カウンタ20の段数を増加させる変化である。つ
まり5段であれば6段に、6段であれば7段に増
加する。その結果、リングカウンタ20の循環周
期が長くなり、進んでいた出力クロツクφOUTの位
相が遅れ、入力クロツクφINに追従するようにな
る。
上記の動作によつて、入力クロツクφINに位相
同期した出力クロツクφOUTが得られる。
発明の効果 以上詳細に説明したように、この発明に係るデ
イジタルPLL回路では、シフトレジスタによる
簡単なリングカウンタとこれに組み合わされた簡
単な論理回路によつて、基本クロツクの分周処
理、出力クロツクの位相操作処理、および入力ク
ロツクと出力クロツクの位相比較処理がすべて行
なわれるので、全体の回路構成は従来より大幅に
簡素で小規模なものとなる。また、基本クロツク
を直接リングカウンタで1/N分周して出力クロ
ツクを得る構成であるため、相対的に入力クロツ
クの高速化に対応しやすい。また動作の高速化を
阻害する論理の深いカウンタ構成の回路が本発明
では非常に少なくなる。
さらに、上記リングカウンタの段数の増減は簡
単な回路で行なえるので、入力クロツクの性質に
応じたPLL動作の設定が容易になるなどの効果
も奏する。
さらに、特定信号ビツトの位置を示す信号がど
のフリツプフロツプから出力されたかによつて位
置のずれ量をも検出しているため、簡単な回路で
正確で効率の良い位相操作処理を実現することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のデイジタルPLL回路のブロツ
ク図、第2図は第1図の回路動作を説明するため
のタイミング図、第3図は本発明の一実施例によ
るデイジタルPLL回路のブロツク図、第4図は
第3図における切換器9,10の入出力論理関係
を示す図、第5図は第3図における切換制御回路
8の入出力論理関係を示す図である。 6……固定発振器、7……変化点検出回路、8
……切換制御回路、9,10……切換器、20…
…リングカウンタ、F1〜F7……フリツプフロ
ツプ、21……位相比較回路、G1,G2……
ORゲート、G3,G4……ANDゲート、G5…
…ORゲート。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 入力クロツクの変化点を検出し、この検出結
    果を出力する変化点検出回路と、前記入力クロツ
    クの基本周波数の整数倍の周波数の基本クロツク
    を発生する固定発振器と、フリツプフロツプを多
    段に接続し、前記基本クロツクに同期して特定信
    号ビツトが前記フリツプフロツプを順次循環させ
    ると共に、所定段目のフリツプフロツプより出力
    クロツクを取り出すリングカウンタと、このリン
    グカウンタの所定の複数段の出力と前記変化点検
    出回路の出力に基づいて前記入力クロツクの位相
    と前記リングカウンタの動作位相との進み・遅れ
    を検出する位相比較回路と、この位相比較回路の
    出力に従つて動作して前記特定信号ビツトが循環
    するフリツプフロツプの構成段数を増減させる段
    数制御回路とを有し、前記リングカウンタは前記
    特定信号ビツトのシフトを制御する第1の切り換
    え器及び第2の切り換え器を備え、前記所定段目
    のフリツプフロツプの上流に位置するフリツプフ
    ロツプ及び下流かつ前記第1及び第2の切り換え
    器の上流に位置するフリツプフロツプから前記特
    定信号ビツトの位置を示す位置情報を前記位相比
    較回路に出力し、前記位相比較回路は前記位置情
    報が前記上流に位置するフリツプフロツプから出
    力された時は前記リングカウンタの動作位相が前
    記入力クロツクの位相より遅れていると判断し、
    前記位置情報が下流かつ前記第1及び第2の切り
    換え器の上流に位置するフリツプフロツプから出
    力された時は前記リングカウンタの動作位相が前
    記入力クロツクの位相より進んでいると判断し、
    前記位置情報が出力されない時には前記リングカ
    ウンタの動作位相と前記入力クロツクの位相とが
    同期されていると判断して、前記段数制御回路に
    検出結果を出力し、前記段数制御回路ではこの検
    出結果により前記第1及び第2の第2の切り換え
    器を制御してフリツプフロツプの構成段数を制御
    することを特徴とするデイジタルPLL回路。
JP58250938A 1983-12-28 1983-12-28 デイジタルpll回路 Granted JPS60142622A (ja)

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JP58250938A JPS60142622A (ja) 1983-12-28 1983-12-28 デイジタルpll回路

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JPS60142622A JPS60142622A (ja) 1985-07-27
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5431260A (en) * 1977-08-15 1979-03-08 Nec Corp Digital control phase synchronizing device
JPS5469372A (en) * 1977-11-15 1979-06-04 Nec Corp Phase synchronizing circuit

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