JPH0385921A - 制御ループ切換形ディジタルpll回路 - Google Patents
制御ループ切換形ディジタルpll回路Info
- Publication number
- JPH0385921A JPH0385921A JP1221535A JP22153589A JPH0385921A JP H0385921 A JPH0385921 A JP H0385921A JP 1221535 A JP1221535 A JP 1221535A JP 22153589 A JP22153589 A JP 22153589A JP H0385921 A JPH0385921 A JP H0385921A
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- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
の改善を計った制御ループ切換形ディジタルPLL回路
に関する。
スフィルタを介してA/D変換部に入力し、サンプル指
令に基づいて連続A/D変換を行って得られる交流入力
信号のディジタル信号データと、サイクルカウンタによ
り発生させたサンプルの内部位相データとを用いる位相
追従制御によって交流入力信号の位相同期を行っている
9位相追従制御における位相検出手段は、交流入力信号
波形のゼロクロス点検出方式を用いており、このゼロク
ロス点位相データと、サンプリング数をカウントするサ
イクルカウンタにより発生させた内部位相データとを比
較して位相偏差の積分値に応じた修正サンプリング周期
を求め、これによりディジタルPLL回路は交流入力信
号波形に同期した多点サンプリングのタイミングに合致
するよう制御している。尚、この様なディジタル信号の
処理は、CPU内部で処理される。
よれば、ディジタルPLL回路動作は、CPU割込み処
理ごとにしか制御できない上に、ゼロクロス点位相デー
タの到来後、位相偏差検出から制御をかけるまでに一定
の演算時間を要するためPLL回路の制御ループ系で制
#遅れが生じる。従って、このようなディジタル制御の
非連続性がハンチングや定常振動の原因となり、PLL
回路の安定度が低下し易いという問題点があった。
ループゲインを高め、高速高精度化を計ろうとすると、
従来回路ではPLL制御を位相追従制御ループだけで行
っているため、PLLロックイン位相付近で大きなハン
チングや定常振動が生じてロックイン特性が悪くなる。
て横軸は制御サイクルを表し、縦軸は位相偏差の大きさ
であり中央が位相Oすなわち位相同期(ロックイン)の
状態を表し、上方向が進み位相を下方向が遅れ位相を表
す、破線で示す時点で位相偏差検出が行われ、遅れ時間
を伴って細い縦の実線で示した時点(T十ΔT)で位相
制御が行われる。この図の場合、位相偏差は最初大きな
進み位相が検出され、この検出値に応じて制御ポイント
で制御がされる。この結果衣のサイクルの位相偏差検出
ポイントでは、未だ進み位相ではあるけれども、その大
きさは小さくなっている。しかしながら、遅れ時間を伴
う位相制御の結果、更に次のサイクルの位相偏差検出ポ
イントでは、遅れ位相となっている。このように、位相
制御ループだけで毎回位相追従制御を行う従来の制御方
式では、位相偏差検出から制御をかけるまでの遅れ時間
が、制御サイクル時間間隔に対して大きく、−次遅れ要
素が強くなる。この結果、PLLロヅクイン位相付近で
ハンチングあるいは定常振動が大きくなり、ロックイン
特性が悪くなる。
のハンチングや定常振動を抑制し、高精度で高速なロッ
クインを可能にすると共に、制御量の演算に要するCP
Uのプログラム負担を軽減し得る制御ループ切換形ディ
ジタルPLL回路を提供するにある。
、ディジタル信号に変換された交流入力信号データから
ゼロクロス点検出により得られる位相データと、サイク
ルカウンタより得られる内部位相データとを用いて交流
入力信号の位相同期を行うディジタルPLL回路におい
て、 前記ディジタルPLL回路の制御ループに周期追従制御
サイクルおよび位相追従制御サイクルを発生する手段と
、 前記制御サイクルを前記交流入力信号のゼロクロス点毎
に所定周期で交互に切IQえる手段とを設けることを特
徴とする。
よれば、ディジタルPLL回路の制御ループを周期追従
で位相の静止化を行う周期追従制御サイクルと、やや長
い応答周期で位相補正を行う位相追従制御サイクルとに
分割し、両者をある一定サイクルで切換えることにより
、PLLロヅクイン付近でのハンチングや定常振動を抑
制でき、高精度で高速なロックインが可能となる。
回路の実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細
に説明する。
ィジタルPLL回路の制御構成を示すブロック図である
。第1図において、参照符号10は図示しないローパス
フィルタおよびA/D変換部を介して得られるディジタ
ルの交流入力信号データであり、この交流入力信号デー
タ10はゼロクロス点検出器12に入力され、ゼロクロ
ス点検出器12の出力は位相比較器14の一方の入力へ
入力されると共に周期演算部16へも入力される。
れる。基本タイマ20の出力はサイクルカウンタ22へ
入力され、サイクルカウンタ22の出力は前記位相比較
器14の他方の入力へ入力されると共に、1/2カウン
タ24およびラッチ26.28へ入力される0周期演算
部16の出力は制御量t、演算部30へ入力され、制御
量t1演算部30の出力はラッチ26を介して切換スイ
ッチ34の端子Aに接続される。一方、制御jltz演
算部32は周期演算部16および位相偏差演算部18の
両出力が入力され、制御ff1t2演算部32の出力は
ラッチ28を介して切換スイッチ34の端子Bに接続さ
れる。切換スイッチ34の共通端子Cは、基本夕・イマ
20の入力に接続される。また、1/2カウンタの出力
は、切換スイッチ34の制御端子に接続される。
L回路の動作について、以下説明する。
て得られるディジタルの交流入力信号データ10は、ゼ
ロクロス点検出器12において演算し、ゼロクロス点が
検出される。検出された交流入力信号のゼロクロス点の
値を用い、周期演算部16で周期演算を行って周期Tを
求める。一方、基本タイマ20は、図示しないA/D変
換部に対して送られるサンプル指令パルス間の時間、す
なわち、次のサンプリング点までの時間をカウントし、
所定のサンプリング設定時間毎にパルスを出力する。サ
ンプリング数に相当するこの出力パルス数を、サイクル
カウンタ22によりカウントする0位相比較器14は、
ゼロクロス点検出器12から得た交流入力信号の位相と
、サイクルカウンタ22から得たPLL内部信号の位相
とのゼロクロス点検出時の位相比較を行う0位相比較器
14の出力信号より、位相偏差演算部18にて演算を行
って位相偏差ΔTを求める0周期演算部16で求めた周
期1゛を用いて、制9II量t1演算部30において、 t、=T/N ・・・(1)の式によ
り演算し周期追従サイクルの制御量t1を求める。尚、
ここでNは、1周期当たりのサンプリング数である。ま
た、周期Tと位相偏差ΔTとを用いて、制御量t2演算
部32にて位相追従サイクルの制御量t2を次式により
演算する。
これらの制御量t、とt2とは、それぞれラッチ26.
28においてサイクルカウンタ22の出力により1サイ
クル毎にラッチされる。このラッチ26.28は、基本
タイマ20に加えられる制御量tl+j2をそれぞれ1
サイクル保持しておくためのものである。
により1サイクル毎に切換えることによって、周期追従
サイクルと位相追従サイクルの2つの制御ループをサイ
クル毎に切換え制御する0周期追従サイクルにおいては
、交流入力信号に対して前サイクルの位相を保持したま
ま周期追従を行うように、すなわち、位相の静止化を行
うように基本タイマ2oとサイクルカウンタ22を制御
する。一方、位相追従制御サイクルにおいては、やや長
い応答周期(時定数大)で位相補正を行うように、すな
わち、周期Tに位相備差ΔTを上乗せした形で制御する
。この2つの制御の様子を第2図に示す、この図は、第
3図と同様に、横軸は制御サイクルを表し、縦軸は位相
偏差の大きさであり中央が位相0すなわち位相同期(ロ
ックイン)の状態を表し、上方向が進み位相を下方向が
遅れ位相を表す、尚、横軸の■は周期追従サイクルを示
し、■は位相追従サイクルを示す6本実施例の場合、先
ず、切換スイッチ34は端子A側に接続され、周期追従
サイクルとなっており位相偏差は最初大きな進み位相が
検出され、その位相偏差に基づき進み位相を0にするよ
う制御するが、遅れ時間を伴う制御ポイントまでは検出
された位相が保持されたままである。制御ポイントの時
点で切換スイッチ34は端子BIIIIに接続され、位
相追従制御に切換えられて周期Tに位相偏差ΔTを上乗
せした形で位相偏差が小さくなるようifi’J御する
0周期追従サイクルでの制御ポイントによる制御の結果
を位相追従サイクルでの位相偏差検出ポインLで検出し
て制御する。このため進み位相が小さくなるよう制御す
るが、遅れ時間を伴う制御によるため制御ポイントでは
位相偏差は行き過ぎて少し遅れ位相となっている。しか
し、この時点で次のサイクルに入るため、再び周期追従
制御的に切換スイッチ34が切換えられる。
さな遅れ位相が保持されたままとなる。この保持された
小さな遅れ位相を検出し位相偏差がOになるよう制御す
るが、制御ポイントの時点でまた位相追従制御に移り、
位相偏差が小さくなるよう制御され、位相偏差検出ポイ
ントでは位相0となってロックインする。このように、
2つの制御ループを切換えて使用することによって、位
相偏差検出から制御をかけるまでの遅れ時間と位相追従
サイクル時間間隔との比率が、従来の毎回位相追従制を
行う場合に比べて小さくなり、−次遅れ要素が弱くなる
。この結果、PLLロックイン位相付近でハンチングや
定常振動が抑制され、高速ロックインが可能となる。従
って、応答安定度の改首が計れる。
比較器14、切換スイッチ342/1カウンタ24等の
全ては、汎用CPUやディジタルシグナルプnセッサ(
DSP>などで構成することができる。
プ切換形ディジタルPLL団路によれば、制御ループを
基本的に位相の靜j1化を行う周期追従サイクルと、や
や長い応答周期(時定数大)で位相補正を行う位相追従
サイクlしとに分割し、入力信号のゼロクロス点検出毎
に、両者をある一定周期で切換えることによって、PL
Lロックイン位相位相遅1近ハンチングや定常振動が抑
制されて、高精度で高速なロックインが可能になる。
単になるため、制御量の演算に微分・積分等の高度な計
算が必要なく、簡単な計算で済む、従って、プログラム
共担も軽減でき、汎用cpuで十分処理可能とそる。
発明の精神を逸脱しない範囲内において種々の設計変更
をなし得ることは勿論である。
L回路の一実施例を示す要部ブロック回路図、第2図
は本発明に係る制御ループ切換形ディジタルPLL回路
の位相同期制御特性を示す波形図、第3図は従来のディ
ジタルPLL回路の位相同期制御特性を示す波形図であ
る。 10・・・交流入力信号データ 12・・・ゼロクロス点検出器 14・・・位相比較器 16・・・周期演算部 18・・・位相偏差演算部 20・・・基本タイマ 22・・・サイクルカウンタ 24・・・1/2カウンタ 26,28・・・ラッチ 30・・・制御量t1演算部 32・・・制611量t2演算部 34・・・切換スイッチ ==う :ハードイ真号 一−セ : ソフトイX号 「IG。 一 ←賀CS= 咋1を8=→
Claims (1)
- (1)ディジタル信号に変換された交流入力信号データ
からゼロクロス点検出により得られる位相データと、サ
イクルカウンタより得られる内部位相データとを用いて
交流入力信号の位相同期を行うディジタルPLL回路に
おいて、 前記ディジタルPLL回路の制御ループに周期追従制御
サイクルおよび位相追従制御サイクルを発生する手段と
、 前記制御サイクルを前記交流入力信号のゼロクロス点毎
に所定周期で交互に切換える手段とを設けることを特徴
とする制御ループ切換形ディジタルPLL回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1221535A JP2748584B2 (ja) | 1989-08-30 | 1989-08-30 | 制御ループ切換形ディジタルpll回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1221535A JP2748584B2 (ja) | 1989-08-30 | 1989-08-30 | 制御ループ切換形ディジタルpll回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0385921A true JPH0385921A (ja) | 1991-04-11 |
| JP2748584B2 JP2748584B2 (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=16768242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1221535A Expired - Lifetime JP2748584B2 (ja) | 1989-08-30 | 1989-08-30 | 制御ループ切換形ディジタルpll回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2748584B2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6233792A (ja) * | 1985-08-05 | 1987-02-13 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 燃料容器用複層Niめつき鋼板 |
| JPS62292018A (ja) * | 1986-06-12 | 1987-12-18 | Clarion Co Ltd | デ−タクロツク再生回路 |
| JPS63193714A (ja) * | 1987-02-06 | 1988-08-11 | Nec Corp | 自動周波数制御回路 |
-
1989
- 1989-08-30 JP JP1221535A patent/JP2748584B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6233792A (ja) * | 1985-08-05 | 1987-02-13 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 燃料容器用複層Niめつき鋼板 |
| JPS62292018A (ja) * | 1986-06-12 | 1987-12-18 | Clarion Co Ltd | デ−タクロツク再生回路 |
| JPS63193714A (ja) * | 1987-02-06 | 1988-08-11 | Nec Corp | 自動周波数制御回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2748584B2 (ja) | 1998-05-06 |
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