JPH0376426A - 位相同期回路 - Google Patents

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〕 本発明はマイクロプロセッサを利用した位相同期回路に
関し、特にＡＦＣ回路などで利用される簡単な回路構成
の位相同期回路に関する。

〔従来の技術〕

従来、位相外れを検出して位相同期を行う回路として、
第２図にブロック図を示す構成のものが用いられている
。この図において、位相同期をかける入力信号と電圧制
御発振器９の出力信号を周波数混合器１で周波数混合し
、両信号の差周波数信号を出力する。

また、基準信号発振器２から出力される基準周波数の出
力信号は位相比較器３と９０°移相器４に加えられる。

位相比較回路３は周波数混合器１と基準信号発振器３の
再出力信号の位相比較を行い、その誤差電圧をアナログ
−デジタル変換器６に加える。また、別の位相比較器５
は周波数混合器１の出力信号と、９０′位相器４で９０
°進ませた基準信号発振器２の出力信号との位相比較を
行い、その誤差電圧を前記アナログ−デジタル変換器６
に加える。

アナログ−デジタル変換器６は入力アナログ信号をデジ
タル信号に変換してマイクロプロセ・ンサ７に加える。

マイクロプロセッサ７はアナログ−デジタル変換器６に
入力される２つの入力信号のうちのいずれをアナログ−
デジタル変換するかを制御し、位相比較器５の出力情報
を受けた場合は位相外れを検出して位相外れ同期信号を
送出し、位相比較器３の出力情報を受けた場合は、この
情報を基に電圧制御発振器９の制御電圧情報を算出して
デジタル−アナログ変換器８に加える。デジタル−アナ
ログ変換器８は入力された制御電圧情報をアナログ値に
変換して電圧制御発振器９に加えることにより、負帰還
をかけて位相同期制御を行っている。

ここで、位相同期と位相外れ検出方法は、次の様にして
行っている。第３図において、周波数混合器１の出力信
号の瞬時位相をθ、ｔ）、基準信号発振器２の出力信号
の瞬時位相をθ。代〉、９０”移相器４の出力信号の瞬
時位相をθ（。＋π／２とすれば、位相比較器３及び位
相比較器５の出力電圧■３及びｖｃはそれぞれ以下の様
に表される。

Ｖ　＄　（ｔ）　＝Ａ１５ｔｎ（θ（１）　−θ０１ｔ
））　＋ｖｓ　Ｏｆｔ・・・（１） Ｖｅｎｔ）　＝Ａ（ｃｏｓ（θ（１）　　　（θ。。、
＋π／２））＝Ａｃｃｏｓ（θ３２．−θ０（ｔ））　
＋Ｖｃ　ｏｆｆ・・・（２） （１）、（２）式においてＡｓ　、Ａｃは比例定数、ｖ
３゜ｆｆ＋Ｖｃ。ｆｆはそれぞれ周波数位相比較回路Ａ
、Ｂの出力オフセット電圧である。

ここで、入力信号に位相同期がかかると、θ（１）　−
θ。（１）　　・・・（３）となる。

（３）式を（１）、（２）式にそれぞれ代入すると、 Ｖ３＋ｔ＋　＝Ａｓ　ｓｉｎ　Ｏ＋Ｖｓ　ｏｒｅ　＝Ｖ
ｓ　ｏｔｔ・・・　（４） ＶＣ（Ｌ）　＝Ａｃ　ｃｏｓ　　Ｏ＋　Ｖｃ　ｏｔｔ　
　＝Ａｃ　　＋　Ｖｏｔｔ・・・　（５） 以上のように、従来の位相外れ検出を行うことのできる
位相同期回路では（２）、（４）式に示すように位相外
れの場合は位相比較器５の出力信号にビート成分が含ま
れ、位相同期の場合は、そのビート成分が一定となる。

このように従来の位相同期回路では、位相比較器５の出
力信号のビート成分が一定かどうか検出して位相同期を
検出している。

ここで、（１）、（２）式を比べてみると、両式の主な
違いはビート成分が正弦関数か余弦関数で表されるとい
うことであり、位相比較器３及び位相比較器５の両信号
のもつ情報の価値は等価であると考えられる。実際には
位相同期の検出は（４）式で示される様に位相比較器３
の出力信号のビート成分が零であるか否かを調べて実現
することもできる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の位相同期回路は、９０’移相器４と位相
同期回路５が必要となり回路構成が複雑となる。さらに
、正確な位相外れ検出を行うためには９０’移相器４の
微調整が必要となり、検査工数が増大するという問題が
ある。

本発明の目的は上述の問題点を解決して構成の簡略化を
実現した位相同期回路を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の位相同期回路は、電圧制御発振器と、この電圧
制御発振器の出力と入力信号との差周波数信号を出力す
る周波数混合器と、基準信号発振器の基準信号と差周波
数信号との位相を比較して両者の誤差電圧を出力する位
相比較器と、この誤差電圧をデジタル値に変換するアナ
ログ−デジタル変換器と、このデジタル値を入力し、か
つこのデジタル値に基づいて系の位相外れを検出し、位
相外れ同期信号を送出すると共に前記電圧制御発振器の
制御電圧情報を出力するマイクロプロセッサと、この制
御電圧情報をアナログ電圧に変換して前記電圧制御発振
器に負帰還させるデジタルーアナログ変換器とを備えて
いる。

そして、マイクロプロセッサはサンプリングされた位相
比較器の出力信号をｎ個ごとに累積加算し、その加算結
果により位相同期状態であるか否かを判断して制御電圧
を出力するように構成している。

〔作用〕

この構成では、マイクロプロセッサはサンプリングされ
た位相比較器の出力信号をｎ個ごとに累積加算し、その
加算結果により位相同期状態であるか否かを判断して電
圧制御発振器の制御電圧を出力する。

〔実施例］ 次に、本発明を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例のブロック回路図である。同
図において、位相同期を行う入力信号と電圧制御発振器
９の出力信号を周波数混合器ｌで周波数混合し、両信号
の差周波数信号を出力する。

また、基準信号発振器２は位相比較を行う基準周波数を
発生し、その出力信号は位相比較器３に加えられる。こ
の相比較器３は周波数混合器１と基準信号発振器２の再
出力信号の位相比較を行い、その誤差電圧をアナログ−
デジタル変換器６に加える。このアナログ−デジタル信
号変換器６は入力された信号をデジタル信号に変換して
マイクロプロセッサ７に加える。マイクロプロセッサ７
はアナログ−デジタル変換器６を介して人力された位相
比較器３の出力信号を基に電圧制御発振器９の制御電圧
情報を算出し、デジタル−アナログ変換器８に加えると
共に、位相外れ検出を行い位相外れ同期信号を送出する
。マイクロプロセッサ７より出力される制御電圧はデジ
タル−アナログ変換器８によりアナログ信号に変換され
電圧制御発振器９に加エラレ位相同期が行われる。

次に、本発明の動作を第３図を併用して詳細に説明する
。

マイクロプロセッサ７は位相比較器３の位相誤差信号を
アナログ−デジタル変換器６を介して一定時間Δｔでサ
ンプリングして取り込み、このサンプリング信号を基に
位相同期状態か否かを判断する。

位相同期の状態では位相比較器３の出力は（４）式で示
したようにビート成分が零となるので、このことを位相
同期の判断に用いれば良い。ここで、位相同期がかかっ
ていない状態の従来における位相比較器５の出力信号の
ビート成分は第３図に示したように正弦波になるが、図
中Ａ点やＢ点でデータをサンプリングした場合には、位
相外れであるにもかかわらず位相同期状態であると判断
してしまうおそれがある。

そこで、ここではマイクロプロセッサ７へ入力されるサ
ンプリングされた位相比較器３の出力信号をｎ個ごとに
累積加算し、その加算結果により位相同期状態であるか
否かを判断している。具体的には第３図においてサンプ
リングデータＶｓ＜ｔｉ）を次式で累積加算する。

（６）式において、Ｘ＝Ｏとなるのは Ｖｓ＋ｔｉ＋　　＝Ｖｏｔｔ　　（ｉ＝１．　２．−、
　　ｎ）となる場合であり、このことは、期間（ｎ−１
）Δｔで位相比較器３の誤差出力電圧がＶ、。ｆｆで一
定、すなわち位相同期状態であるとみなすことができる
。

よって、（６）式の計算結果が０であるかどうかにより
正確な位相同期検出を行うことが可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、マイクロプロセッサにお
いては、サンプリングされた位相比較器の出力信号をｎ
個ごとに累積加算し、その加算結果により位相同期状態
であるか否かを判断して電圧制御発振器の制御電圧を出
力しているので、位相同期の確立に際しては９０°移相
器及び１つの位相比較器が不要となり、回路構成の簡略
化が実現できる。また、これにより９０’移相器の微調
整等の検査工数が不要となる。更に、アナログ−デジタ
ル変換器の入力チャネルの使用数を１つ低減でき、アナ
ログ−デジタル間のインタフェース設計上の自由度を向
上できる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック回路図、第２図は
従来の位相同期回路のブロック回路図、第３図は位相同
期状態を検出する状態を示す電圧特性図である。 １・・・周波数混合器、２・・・基準信号発振器、３・
・・位相比較器、４・・・９０°移相器、５・・・位相
比較器、６・・・アナログ−デジタル変換器、７・・・
マイクロプロセッサ、８・・・アナログ−デジタル変換
器、９・・・電圧制御発振器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、制御電圧により発振周波数が変化される電圧制御発
   振器と、この電圧制御発振器の出力と入力信号とを混合
   して両者の差周波数信号を出力する周波数混合器と、基
   準信号を発生する基準信号発振器と、前記差周波数信号
   と基準信号との位相を比較して両者の誤差電圧を出力す
   る位相比較器と、この誤差電圧をデジタル値に変換する
   アナログ−デジタル変換器と、このデジタル値を入力し
   、かつこのデジタル値に基づいて系の位相外れを検出し
   、位相外れ同期信号を送出すると共に前記電圧制御発振
   器の制御電圧情報を出力するマイクロプロセッサと、こ
   の制御電圧情報をアナログ電圧に変換して前記電圧制御
   発振器に負帰還させるデジタル−アナログ変換器とを備
   え、前記マイクロプロセッサはサンプリングされた位相
   比較器の出力信号をｎ個ごとに累積加算し、その加算結
   果により位相同期状態であるか否かを判断するように構
   成したことを特徴とする位相同期回路。