JPH0447714A - phase synchronizer - Google Patents

phase synchronizer

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JPH0447714A
JPH0447714A JP2155981A JP15598190A JPH0447714A JP H0447714 A JPH0447714 A JP H0447714A JP 2155981 A JP2155981 A JP 2155981A JP 15598190 A JP15598190 A JP 15598190A JP H0447714 A JPH0447714 A JP H0447714A
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JP
Japan
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phase
signal
voltage controlled
output
controlled oscillator
Prior art date
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Pending
Application number
JP2155981A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisahiro Koga
古賀 寿浩
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0447714A publication Critical patent/JPH0447714A/en
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the synchronization lock time by synchronizing an input signal with an oscillation signal in phase when a phase difference between the input signal and the oscillation signal is a prescribed value or over and by inverting the oscillation signal from a voltage controlled oscillator means so as to synchronize the input signal with the oscillating signal in opposite phase when the phase difference between the input signal and the oscillation signal is a prescribed value or below. CONSTITUTION:The phase locked loop is provided with a voltage controlled oscillator means 3, a phase difference discrimination means, an inversion means and a phase comparison control means comparing a phase of an output signal of the inversion means with a phase of an input signal so as to control the voltage controlled oscillator means 3. When a phase difference between the input signal and the oscillation signal is a prescribed value or over, the input signal and the oscillating signal are synchronized in opposite phase, and when a phase difference between the input signal and the oscillation signal is a prescribed value or below, the input signal and the oscillating signal are synchronized in phase. However, when the input signal and the oscillating signal are synchronized in opposite phase, the inverting signal of the voltage controlled oscillator means 3 is outputted. Thus, the maximum synchronization lock time is reduced to nearly a half at most without varying the integration time constant and the phase control variable.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は入力信号と同位相の出力信号を発生する位相同
期装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a phase synchronization device that generates an output signal that is in phase with an input signal.

従来の技術 従来から位相同期装置は送受信機やファクシミリ等に欠
くことのできない構成要素となっている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Phase synchronizers have been an essential component of transmitters and receivers, facsimile machines, and the like.

以下、従来のディジクル位相同期装置について説明する
A conventional digital phase synchronization device will be described below.

第4図は従来のディジタル位相同期装置のブロック図で
ある。第4図において、1は入力クロックと出力クロッ
クの位相を比較する位相比較器、2は位相比較器1の出
力を積分するループフィルタ、3はディジタル電圧制御
発振器でループフィルタ2の出力信号により制御されて
いる。
FIG. 4 is a block diagram of a conventional digital phase synchronizer. In Figure 4, 1 is a phase comparator that compares the phases of the input clock and output clock, 2 is a loop filter that integrates the output of phase comparator 1, and 3 is a digital voltage controlled oscillator that is controlled by the output signal of loop filter 2. has been done.

以上のように構成されたディジタル位相同期装置につい
て、以下その動作を説明する。
The operation of the digital phase synchronization device configured as described above will be explained below.

入力クロックに対する出力クロックの位相は位相比較器
1により比較され、位相進みまたは遅れ情報としてルー
プフィルタ2へ出力される。ループフィルタ2は位相比
較器1の出力信号を積分し、その積分結果にもとづきデ
ィジタル電圧制御発振器3を制御する。ディジタル電圧
制御発振器3はこの制御信号にもとづき入力クロックと
出力クロックの位相の同期をとる。
The phase of the output clock with respect to the input clock is compared by a phase comparator 1 and outputted to the loop filter 2 as phase lead or lag information. Loop filter 2 integrates the output signal of phase comparator 1 and controls digital voltage controlled oscillator 3 based on the integration result. The digital voltage controlled oscillator 3 synchronizes the phases of the input clock and output clock based on this control signal.

以上の動作について、入力クロツクと出力クロックの位
相が第6図に示すような関係にあるときの同期引き込み
過程を説明する。
Regarding the above operation, the synchronization pull-in process when the phases of the input clock and the output clock have a relationship as shown in FIG. 6 will be explained.

まず、第5図@)に示すように、入力クロックに対する
出力クロックの位相が時刻1 = 10において180
度より僅かに小さい値だけ進んでいる場合、位相比較器
1の出力はH信号を出力する。この状態がループフィル
タ2の積分特定数に相当する時間だけ続いたときにルー
プフィルタ2はディジタル電圧制御発振器3に位相を遅
らせるよう制御信号を出力する。その結果入力クロック
に対する出力クロックの位相は同図1 = 11に示す
ように位相差が縮小する。この動作を順次繰り返して、
時刻t == t 4にて出力クロックが入力クロック
に同期する。
First, as shown in Figure 5 @), the phase of the output clock with respect to the input clock is 180 at time 1 = 10.
If the phase comparator 1 is ahead by a value slightly smaller than the degree, the output of the phase comparator 1 outputs an H signal. When this state continues for a time corresponding to the specific number of integrals of the loop filter 2, the loop filter 2 outputs a control signal to the digital voltage controlled oscillator 3 to delay the phase. As a result, the phase difference between the output clock and the input clock is reduced as shown in FIG. 1=11. Repeat this operation one after another,
At time t==t4, the output clock is synchronized with the input clock.

つぎに、第6図(ロ)に示すように、入力クロックに対
する出力クロックの位相が時刻1==10において18
0度より僅かに小さい値だけ遅れている場合位相比較器
1はL信号を出力する。この状態がループフィルタ2の
積分時定数に相当する時間タケ続いたときにループフィ
ルタ2はディジクル電圧制御発振器3に位相を進めるよ
う制御信号を出力する。その結果入力クロックに対する
出力クロックの位相は時刻1 =11に示すように位相
差が縮小する。この動作を順次繰り返しt = t 4
において出力クロックが入力クロックに同期する。
Next, as shown in FIG. 6(b), the phase of the output clock with respect to the input clock is 18 at time 1==10.
If the delay is a value slightly smaller than 0 degrees, the phase comparator 1 outputs an L signal. When this state continues for a period of time corresponding to the integration time constant of the loop filter 2, the loop filter 2 outputs a control signal to the digital voltage controlled oscillator 3 to advance the phase. As a result, the phase difference between the output clock and the input clock is reduced as shown at time 1=11. Repeat this operation sequentially t = t 4
The output clock is synchronized with the input clock.

この最大同期引き込み時間は、同期引き込み過程の経過
時間を横軸に、入力クロックと出力クロックの位相差を
縦軸にとって表すと第6図に示すように位相差180度
を最高に位相差と経過時間は比例して位相差は0度に近
づく。
This maximum synchronization pull-in time is expressed with the elapsed time of the synchronization pull-in process on the horizontal axis and the phase difference between the input clock and the output clock on the vertical axis, as shown in Figure 6. Time is proportional and the phase difference approaches 0 degrees.

このディジタル位相同期回路の重要な性能として、同期
状態の安定度と同期引き込み時間がある。
The important performance of this digital phase synchronized circuit is the stability of the synchronized state and the synchronization pull-in time.

同期状態安定度の向上のためには、ループフィルタの積
分時定数を大きくするか、またはディジタル電圧制御発
振器の位相制御量を小さくとシ、同期引き込み時間を短
縮するためには、同期状態安定度を向上するときとは逆
にループフィルタの積分時定数を小さくするかディジタ
ル電圧制御発振器の位相制御量を大きくする方法がとら
れる。つまり、同期状態安定度の向上と同期引き込み時
間の短縮は相反する条件をもっている。
To improve the synchronization state stability, increase the integration time constant of the loop filter or reduce the phase control amount of the digital voltage controlled oscillator.In order to shorten the synchronization pull-in time, increase the synchronization state stability. In order to improve this, the opposite approach is to reduce the integration time constant of the loop filter or to increase the phase control amount of the digital voltage controlled oscillator. In other words, improving the synchronization state stability and shortening the synchronization pull-in time have contradictory conditions.

この同期状態安定度の向上と同期引き込み時間の短縮の
両方をみたすだめの手段の一例として従来の改良型のデ
ィジクル位相同期装置を第7図に示す。
A conventional improved digital phase synchronizer is shown in FIG. 7 as an example of a means for achieving both the improvement of the stability of the synchronization state and the shortening of the synchronization pull-in time.

第7図において、1は位相比較器、3はディジタル電圧
制御発振器でこれらは第4図に示しだ従来例の構成と同
じものであるので詳細な説明を省略する。10は出力り
口、りの位相を9o度遅らせる9o度移相器、11は9
0度移相器10より出力されたクロックと入力クロック
を比較する移相比較器である。12は出力クロックの位
相を90度進ませる一90度移相器、13は一〇〇度移
相器12より出力されたクロックと入力クロックを比較
する位相比較器である。14は判定器で位相比較器11
と13の出力により入力クロックに対する出力クロック
の位相差が90度より大きいかどうかを判定する。15
は位相比較器1の出力を積分するループフィルタで、判
定器14の出力信号により積分時定数を変えることがで
きる。
In FIG. 7, numeral 1 is a phase comparator, and numeral 3 is a digital voltage controlled oscillator. Since these are the same as the configuration of the conventional example shown in FIG. 4, detailed explanation will be omitted. 10 is a 9o degree phase shifter that delays the phase of the output gate by 9o degrees, and 11 is a 9o degree phase shifter.
This is a phase shift comparator that compares the clock output from the 0 degree phase shifter 10 and the input clock. 12 is a 190 degree phase shifter that advances the phase of the output clock by 90 degrees, and 13 is a phase comparator that compares the clock output from the 100 degree phase shifter 12 with the input clock. 14 is a determiner and a phase comparator 11
Based on the outputs of and 13, it is determined whether the phase difference between the output clock and the input clock is greater than 90 degrees. 15
is a loop filter that integrates the output of the phase comparator 1, and the integration time constant can be changed depending on the output signal of the determiner 14.

以上のように構成されたディジタル位相同期装置につい
て以下その動作を説明する。
The operation of the digital phase synchronization device configured as described above will be explained below.

入力クロックに対する出力クロックの位相は位相比較器
1により比較されるのと同時に90度移相器1o、位相
比較器11、−90度移相器12、位相比較器13、判
定器14により位相差が±90度以下かどうかが判定さ
れる。入力クロックと出力クロックの位相差が±90度
以下である場合、90度位相比較器10と位相比較器1
1の組み合わせは位相比較器11に入る位相差が0度〜
180度の範囲にあるため位相遅れ信号であるL信号を
、−90度移相器12と位相比較器13の組み合わせは
位相比較器13に入る位相差が一180度〜○度の範囲
にあるため位相進み信号であるH信号を出力する。判定
器14はこの位相比較器11の出力がL信号、位相比較
器13の出力信号がHであるとき位相差は90度以下で
あると判定し、これ以外の組み合わせであるときは位相
差が90度より太きいと判定する。ループフィルタ15
は判定器14の出力1言号により位A″口差が9o度以
下のときは積分時定数をτ1、位、lS目差が9o度よ
り犬きい間は時定数をτ1よυも小さくτ2と決めこの
積分時定数に従って位相比較器1より出力される位相進
みまたは位相遅れ情報を積分し、その積分結果にもとづ
きディジタル電圧制御発振器3を制御するディジタル電
圧制御発振器3はこの制御信号により入カクロックと出
力クロックの位相の同期をとる。
The phase of the output clock with respect to the input clock is compared by the phase comparator 1, and at the same time, the phase difference is determined by the 90 degree phase shifter 1o, the phase comparator 11, the -90 degree phase shifter 12, the phase comparator 13, and the determiner 14. It is determined whether or not the angle is ±90 degrees or less. When the phase difference between the input clock and the output clock is ±90 degrees or less, the 90 degree phase comparator 10 and the phase comparator 1
For combination 1, the phase difference entering the phase comparator 11 is 0 degrees ~
The combination of the -90 degree phase shifter 12 and the phase comparator 13 means that the phase difference input to the phase comparator 13 is in the range of 1180 degrees to ○ degrees for the L signal, which is a phase delayed signal, because it is in the range of 180 degrees. Therefore, an H signal, which is a phase advance signal, is output. The determiner 14 determines that the phase difference is 90 degrees or less when the output signal of the phase comparator 11 is an L signal and the output signal of the phase comparator 13 is an H signal, and in other combinations, the phase difference is It is determined that the angle is thicker than 90 degrees. Loop filter 15
According to the output 1 word of the determiner 14, when the position A'' gap difference is 9o degrees or less, the integration time constant is set to τ1, and when the position A'' difference is smaller than 9o degrees, the time constant is set to be smaller than τ1 by υτ2. The digital voltage controlled oscillator 3 integrates the phase lead or phase lag information output from the phase comparator 1 according to this integral time constant, and controls the digital voltage controlled oscillator 3 based on the integration result. Synchronizes the phase of the output clock with the output clock.

以上の動作について、入力クロックと出力クロックの位
相が第8図に示すような関係にあるときの同期引き込み
過程を説明する。
Regarding the above operation, the synchronization pull-in process when the phases of the input clock and the output clock have a relationship as shown in FIG. 8 will be explained.

第8図(イ)に示すように入力クロックに対する出力ク
ロックの位相が時刻t−1oにおいて、180度より僅
かに小さい値だけ進んでいる場合、位相比較器1はH信
号を出力するのと同時にループフィルタ16の積分時定
数は判定器14の判定信号によりτ2となる。この状態
がループフィルタ16の積分時定数τ2に相当する時間
線いたときにループフィルタ15はディジタル電圧制御
発振器3に位相を遅らすよう制御信号を出力する。その
結果人力クロックに対する出力クロックの位相差は縮小
し、時刻t−11にての入力クロックに対する出力クロ
ックの位相進みは9o度以下になる。このとき判定器1
4の判定信号が変化しループフィルタ16は積分時定数
をτ2からτ1に切シ換え、前記と同様にディジタル電
圧制御発振器3に制御信号を出力し、時刻t−13にお
いて出力クロックが入力クロックに同期する。。
As shown in FIG. 8(a), when the phase of the output clock with respect to the input clock is ahead by a value slightly smaller than 180 degrees at time t-1o, the phase comparator 1 outputs the H signal at the same time. The integration time constant of the loop filter 16 becomes τ2 based on the determination signal of the determiner 14. When this state reaches a time line corresponding to the integral time constant τ2 of the loop filter 16, the loop filter 15 outputs a control signal to the digital voltage controlled oscillator 3 to delay its phase. As a result, the phase difference of the output clock with respect to the human clock is reduced, and the phase lead of the output clock with respect to the input clock at time t-11 becomes 90 degrees or less. At this time, determiner 1
4 changes, the loop filter 16 switches the integration time constant from τ2 to τ1, outputs a control signal to the digital voltage controlled oscillator 3 in the same way as above, and at time t-13, the output clock becomes the input clock. Synchronize. .

つぎに、第8図(ロ)に示すように、入力クロックに対
する出力クロックの位相が時刻1=10において180
度より僅かに小さい値だけ遅れている場合、位相比較器
1はL信号を出力するのと同時に判定器140判定信号
によりループフィルタ15の積分時定数をτ2として時
刻t=t1の入力クロックに対する出力クロックの位相
差が90度以下になるまでディジクル電圧制御発振器3
に制御信号を出力する。入力クロックに対する出力クロ
ックの位相進みが90度以下になると判定器14の判定
信号によりループフィルタ15の積分時定数をτ1とし
てディジタル電圧制御発振器3に制御信号を出力し、時
刻t=t3において出力9 ・ 、 クロックが入力クロックに同期するまでこれを繰り返す
Next, as shown in FIG. 8(b), the phase of the output clock with respect to the input clock is 180 at time 1=10.
If the delay is a value slightly smaller than 1, the phase comparator 1 outputs an L signal, and at the same time, the judgment signal of the judgment unit 140 is used to set the integration time constant of the loop filter 15 to τ2 and output an output corresponding to the input clock at time t=t1. digital voltage controlled oscillator 3 until the clock phase difference becomes 90 degrees or less.
Outputs a control signal to. When the phase lead of the output clock with respect to the input clock becomes 90 degrees or less, a control signal is outputted to the digital voltage controlled oscillator 3 by setting the integration time constant of the loop filter 15 to τ1 according to the judgment signal of the judgment unit 14, and at time t=t3, the control signal is output to the digital voltage controlled oscillator 3.・Repeat this until the clock is synchronized with the input clock.

この同期引き込み時間を同期引き込み過程の経過時間を
横軸に、入力クロックと出力クロックの位相差を縦軸に
とって表すと第9図の実線に示すようになシ、最大同期
引き込み時間が点線で表した第4図従来例の最大同期引
き込み時間t4よりt3に改善されているのがわかるが
、最大位相差は180度のままである。
If this synchronization pull-in time is expressed with the elapsed time of the synchronization pull-in process on the horizontal axis and the phase difference between the input clock and the output clock on the vertical axis, the result will be as shown by the solid line in Figure 9, and the maximum synchronization pull-in time is shown by the dotted line. It can be seen that the maximum synchronization pull-in time in the conventional example shown in FIG. 4 is improved to t3 from t4, but the maximum phase difference remains at 180 degrees.

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記従来の構成では、同期引き込み時間を
短縮するために入出力クロックの位相差が所定の位相差
以下であるかどうかを判定するための回路、およびルー
プフィルタの積分時定数切換回路を用いており、前記し
た所定の位相差の値を下げることや積分時定数を小さく
することにより同期引き込み時間を短縮することはでき
るが、これらの所定の位相差の値を下げることや積分時
定数を小さくすることには限界があるため同期弓き込み
時間の短縮にも限界がある。
Problems to be Solved by the Invention However, in the above-mentioned conventional configuration, in order to shorten the synchronization pull-in time, a circuit for determining whether the phase difference between input and output clocks is less than a predetermined phase difference, and an integration circuit for a loop filter are required. A time constant switching circuit is used, and the synchronization pull-in time can be shortened by lowering the value of the predetermined phase difference mentioned above or by reducing the integration time constant. Since there is a limit to reducing the integral time constant, there is also a limit to reducing the synchronous bowing time.

1゜ 本発明は上記従来の課題を解決し同期引き込み時間を短
縮し、かつ安定度の高い位相同期装置を提供するのを目
的とする。
1. An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, shorten the synchronization pull-in time, and provide a highly stable phase synchronization device.

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、電圧制御発振手段
と、前記電圧制御発振手段より出力される発振信号の位
相と入力信号との位相差が所定値・より大きいか否かを
判定する位相差判定手段と、前記位相差判定手段の出力
に応じて前記電圧制御発振手段出力発振の信号を反転さ
せるか否かを選択する反転手段と、前記反転手段の出力
信号と入力信号の位相を比較する位相比較制御手段とを
備えた構成となっている。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention provides voltage controlled oscillation means, and a phase difference between the phase of the oscillation signal outputted from the voltage controlled oscillation means and the input signal is greater than a predetermined value. a phase difference determining means for determining whether or not the output oscillation occurs; an inverting means for selecting whether or not to invert the signal of the output oscillation of the voltage controlled oscillation means according to an output of the phase difference determining means; and phase comparison control means for comparing the phases of input signals.

作用 本発明は上記した構成において、位相差判定手段と反転
手段によって、入力信号と発振信号との位相差が所定値
より大きい場合は電圧制御発振手段の発振信号を反転さ
せ、入力信号と発振信号とを逆位相で同期させ、前記反
転手段により反転した、入力と同位相の出力を得、入力
信号と発振信号との位相差が所定値以下の場合は入力信
号と発振信号とを同位相で同期させ、前記反転手段から
、反転しない、入力と同位相の出力を得るものである。
In the above configuration, the present invention inverts the oscillation signal of the voltage controlled oscillation means by the phase difference determination means and the inversion means when the phase difference between the input signal and the oscillation signal is larger than a predetermined value, so that the input signal and the oscillation signal are are synchronized in opposite phases to obtain an output inverted by the inverting means and in the same phase as the input, and when the phase difference between the input signal and the oscillation signal is less than a predetermined value, the input signal and the oscillation signal are synchronized in the same phase. By synchronizing them, the inverting means obtains an output that is not inverted and has the same phase as the input.

実施例 第1図は本発明の一実施例のディジクル位相同期回路の
ブロック図を示す。
Embodiment FIG. 1 shows a block diagram of a digital phase synchronization circuit according to an embodiment of the present invention.

第1図において、位相比較器1と、ループフィルタ2と
で位相比較制御手段を構成し、3は電圧制御発振手段で
あるディジタル電圧制御発振器で、これらは第4図に示
した従来例の構成と同じものであるので詳細な説明は省
略する。ディジタル電圧制御発振器3の出力信号を反転
させるインパーク4と、位相比較器6の出力信号に応じ
電圧制御発振器3の出力信号とインバータ4の出力信号
とのどちらかを選択するセレクタ5とで反転手段を構成
している。ディジタル電圧制御発振器3の出力信号の位
相を90度遅らせる90度移相器6と、90度移相器6
より出力された信号と入力クロックを比較する位相比較
器7とで位相差判定手段を構成している。
In FIG. 1, a phase comparator 1 and a loop filter 2 constitute a phase comparison control means, and 3 is a digital voltage controlled oscillator which is a voltage controlled oscillation means, which has the configuration of the conventional example shown in FIG. Since it is the same as , detailed explanation will be omitted. Inverter 4 inverts the output signal of digital voltage controlled oscillator 3 and selector 5 which selects either the output signal of voltage controlled oscillator 3 or the output signal of inverter 4 according to the output signal of phase comparator 6. constitutes a means. a 90 degree phase shifter 6 that delays the phase of the output signal of the digital voltage controlled oscillator 3 by 90 degrees;
The phase comparator 7 that compares the signal outputted from the input clock with the input clock constitutes a phase difference determining means.

以上のように構成された位相同期回路について、以下そ
の動作を説明する。
The operation of the phase synchronized circuit configured as described above will be explained below.

90度移相器6、位相比較器7により入力クロックとデ
ィジクル電圧制御発振器3の出力信号の位4’l差が9
0度より大きいかどうかを判定しセレクタ5に判定結果
を出力する。セレクタ5は入力クロックとディジクル電
圧制御発振器3の出力信号の位相差が90度より大きい
ときはインパーク4の出力信号を選択し、位相差が90
度以下のときはディジタル電圧制御発振器3の出力を選
択する。位相比較器1は入力クロックとセレクタ5の出
力信号の位相を比較する。ループフィルタ2は位相比較
器1の出力信号を積分し、その積分結果にもとづきディ
ジタル電圧制御発振器3を制御する。ディジクル電圧制
御発振器3はこの制御信号にもとづき入力クロックと出
力クロックの位相の同期をとる。
The 90 degree phase shifter 6 and the phase comparator 7 reduce the phase difference between the input clock and the output signal of the digital voltage controlled oscillator 3 by 9.
It is determined whether or not it is greater than 0 degrees, and the determination result is output to the selector 5. When the phase difference between the input clock and the output signal of the digital voltage controlled oscillator 3 is greater than 90 degrees, the selector 5 selects the output signal of the impark 4;
When the voltage is below 30°C, the output of the digital voltage controlled oscillator 3 is selected. The phase comparator 1 compares the phases of the input clock and the output signal of the selector 5. Loop filter 2 integrates the output signal of phase comparator 1 and controls digital voltage controlled oscillator 3 based on the integration result. The digital voltage controlled oscillator 3 synchronizes the phases of the input clock and output clock based on this control signal.

まず、第2図(イ)に示すように入力クロックに対する
ディジクル電圧制御発振器3の出力信号の位13・\ 
7 相が時刻1=10[おいて90度より僅かに大きな値だ
け進んでいる場合、位相比較器1はH信号を出力するの
と同時にセレクタ6は位相比較器7の出力信号Hにより
インパーク4の出力信号を選択する。位相比較器1の出
力信号はループフィルタ2に入力され、この状態が積分
時定数に相当する時間続いたときループフィルタ2はデ
ィジタル電圧制御発振器3に位相を進めるよう制御信号
を出力する。その結果人力クロックに対するディジタル
電圧制御発振器3の出力信号の位相は時刻tt2におい
て反転位相で同期する。このときセレクタ6は位相比較
器7の出力信号がHであるため、ディジタル電圧制御発
振器3の出力の反転信号であるインバータ4の出力信号
を選択しているため、出力クロックは入力クロックと同
相で同期する。
First, as shown in FIG. 2(a), the output signal of the digital voltage controlled oscillator 3 with respect to the input clock is
7 If the phase is ahead by a value slightly larger than 90 degrees at time 1 = 10[, the phase comparator 1 outputs an H signal, and at the same time the selector 6 is impeded by the output signal H of the phase comparator 7. Select output signal 4. The output signal of the phase comparator 1 is input to the loop filter 2, and when this state continues for a time corresponding to the integration time constant, the loop filter 2 outputs a control signal to the digital voltage controlled oscillator 3 to advance the phase. As a result, the phase of the output signal of the digital voltage controlled oscillator 3 with respect to the human clock is synchronized with the inverted phase at time tt2. At this time, since the output signal of the phase comparator 7 is H, the selector 6 selects the output signal of the inverter 4, which is the inverted signal of the output of the digital voltage controlled oscillator 3, so the output clock is in phase with the input clock. Synchronize.

つぎに、第2図(ロ)に示すように入力クロックに対す
るディジクル電圧制御発振器3の出力信号の位相が時刻
1=10において9o度より僅かに小さい値だけ進んで
いる場合、位相比較器1ばH信141、 号を出力するのと同時にセレクタ6は位相比較器7の出
力信号りによりディジクル電圧制御発振器3の出力信号
を選択する。位相比較器1の出力信号はループフィルタ
2に入力され、この状態が積分時定数に相当する時間続
いたときループフィルタ2はディジクル電圧制御発振器
3に位相を遅らすよう制御信号を出力する。その結果入
力クロックに対するディジタル電圧制御発振器3の出力
信号の位相は時刻t==t2において同位相で同期する
。このときセレクタ5は位相比較器7の出力信号がLで
あるため、ディジタル電圧制御発振器3の出力を選択し
出力クロックは入力クロックと同相で同期する。
Next, as shown in FIG. 2(b), if the phase of the output signal of the digital voltage controlled oscillator 3 with respect to the input clock is ahead by a value slightly smaller than 9 degrees at time 1=10, then the phase comparator 1 At the same time as outputting the H signal 141, the selector 6 selects the output signal of the digital voltage controlled oscillator 3 based on the output signal of the phase comparator 7. The output signal of the phase comparator 1 is input to the loop filter 2, and when this state continues for a time corresponding to the integration time constant, the loop filter 2 outputs a control signal to the digital voltage controlled oscillator 3 to delay the phase. As a result, the phase of the output signal of the digital voltage controlled oscillator 3 with respect to the input clock is synchronized with the same phase at time t==t2. At this time, since the output signal of the phase comparator 7 is L, the selector 5 selects the output of the digital voltage controlled oscillator 3, and the output clock is synchronized with the input clock in phase.

前記の同期引き込み過程とは逆に初期状態においてディ
ジクル電圧制御発振器3の出力信号が入力クロックより
も位相が遅れている場合も位相が進んでいる場合と同様
の動作をし位相差が90度より大きいときは位相比較器
7の出力により、セレクタ5がインパーク4の出力を選
択し、ディジタル電圧制御発振器3の出力信号が入カク
ロツク15 、 と逆相で同期しディジタル電圧制御発振器3の反転信号
が出力クロックとなり、位相差が90度以下のときには
ディジタル電圧制御発振器3の出力信号が入力クロック
と同相で同期しディジタル電圧制御発振器3の出力信号
が出力クロックとなるため出力クロックはいずれの場合
にも入力クロックと同相で出力されるように動作する。
Contrary to the synchronization pull-in process described above, when the output signal of the digital voltage controlled oscillator 3 is delayed in phase from the input clock in the initial state, it operates in the same way as when it is ahead of the input clock, and the phase difference is less than 90 degrees. When it is larger, the selector 5 selects the output of the impark 4 based on the output of the phase comparator 7, and the output signal of the digital voltage controlled oscillator 3 is synchronized with the input clock 15 and in opposite phase to the inverted signal of the digital voltage controlled oscillator 3. becomes the output clock, and when the phase difference is 90 degrees or less, the output signal of the digital voltage controlled oscillator 3 is synchronized with the input clock in the same phase, and the output signal of the digital voltage controlled oscillator 3 becomes the output clock, so the output clock is The clock also operates so that it is output in phase with the input clock.

この最大同期引き込み時間を同期引き込み過程の経過時
間を横軸に、入力クロックと出力クロックの位相差を縦
軸にとって表すと第3図の実線に示すようになる。第3
図において14は第4図に示す従来のディジタル位相同
期装置の最大同期引き込み時間、t3は第7図に示すデ
ィジタル位相同期装置改良型の最大同期引き込み時間、
t2は本発明のディジタル位相同期装置の最大同期引き
込み時間を表す。第3図に示すように最大同期引き込み
時間がt4から12に改善されている。
When this maximum synchronization pull-in time is expressed with the elapsed time of the synchronization pull-in process on the horizontal axis and the phase difference between the input clock and the output clock on the vertical axis, it becomes as shown by the solid line in FIG. 3. Third
In the figure, 14 is the maximum synchronization pull-in time of the conventional digital phase synchronizer shown in FIG. 4, t3 is the maximum synchronization pull-in time of the improved digital phase synchronizer shown in FIG.
t2 represents the maximum synchronization pull-in time of the digital phase synchronizer of the present invention. As shown in FIG. 3, the maximum synchronization pull-in time has been improved from t4 to 12.

なお本発明ではディジクル信号を用いたが、これはアナ
ログ信号でも実現可能である。
Although digital signals are used in the present invention, analog signals can also be used.

また90度移相器6の位相は+90度の場合で説明した
が、−90度の場合はセレクタ5の動作を逆転しで考え
ればよい。
Further, the explanation has been made for the case where the phase of the 90 degree phase shifter 6 is +90 degrees, but when the phase is -90 degrees, the operation of the selector 5 may be considered as reversed.

発明の効果 以上述べたように本発明の位相同期装置は、電圧制御発
振手段と、前記電圧制御発振手段より出力される発振信
号の位相と入力信号の位相が所定値より大きいか否かを
判定する位相差判定手段と、前記位相差判定手段の出力
に応じて前記電圧制御発振手段の発振出力信号を反転さ
せるか否かを選択する反転手段と、前記反転手段の出力
信号と入力信号の位相を比較して電圧制御発振手段を制
御する位相比較制御手段を備えたものであり、入力信号
と発振信号との位相差が所定値より大きい場合、入力信
号と発振信号とを逆位相で同期させ、入力信号と発振信
号との位相差が所定値以下の場合は入力信号と発振信号
とを同位相で同期させるが、入力信号と発振信号が逆位
相で同期している場合は、前記電圧制御発振手段出力の
反転信号が出力されるようにしたことにより、最大同期
引き込み時間を積分時定数や位相制御量の値等を変え1
7 ・ ることなく最高約半分にまで短縮することができる実用
効果大なるものである。
Effects of the Invention As described above, the phase synchronization device of the present invention includes a voltage controlled oscillation means and a method for determining whether the phase of the oscillation signal outputted from the voltage controlled oscillation means and the phase of the input signal are larger than a predetermined value. a phase difference determining means for determining whether or not to invert the oscillation output signal of the voltage controlled oscillation means according to an output of the phase difference determining means; and a phase difference between the output signal of the inverting means and the input signal. The device is equipped with a phase comparison control means that controls the voltage controlled oscillation means by comparing the input signal and the oscillation signal, and when the phase difference between the input signal and the oscillation signal is larger than a predetermined value, the input signal and the oscillation signal are synchronized with opposite phases. , if the phase difference between the input signal and the oscillation signal is less than a predetermined value, the input signal and the oscillation signal are synchronized with the same phase, but if the input signal and the oscillation signal are synchronized with the opposite phase, the voltage control is performed. By outputting an inverted signal of the oscillation means output, the maximum synchronization pull-in time can be changed by changing the integral time constant, phase control amount, etc.
7. It has a great practical effect of being able to shorten the time by up to about half without any problems.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例のディジタル位相同期装置の
ブロック図、第2図は同じくタイムチャート図、第3図
は同じく最大同期引き込み時間図、第4図は従来例のデ
ィジタル位相同期装置のブロック図、第6図は同じくタ
イムチャート図、第6図は同じく最大同期引き込み時間
図、第7図は従来例のディジタル位相同期装置改良型の
ブロック図、第8図は同じくタイムチャート図、第9図
は同じく最大同期引き込み時間図である。 1.7・・・・・・位相比較器、2・・・・・・ループ
フィルタ、3・・・・・・ディジタル電圧制御発振器、
4・・・・・・インバータ、5・・・・・・セレクタ、
6・川・・90度移相器。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 はが1名味 イ田代へρンへ塑蛮ぺ qフ 熔ン 込 ト /は
Fig. 1 is a block diagram of a digital phase synchronizer according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a time chart diagram, Fig. 3 is a maximum synchronization pull-in time diagram, and Fig. 4 is a conventional digital phase synchronizer. , FIG. 6 is a time chart diagram, FIG. 6 is a maximum synchronization pull-in time diagram, FIG. 7 is a block diagram of an improved version of the conventional digital phase synchronizer, and FIG. 8 is a time chart diagram. FIG. 9 is also a maximum synchronization pull-in time diagram. 1.7... Phase comparator, 2... Loop filter, 3... Digital voltage controlled oscillator,
4...Inverter, 5...Selector,
6. River: 90 degree phase shifter. Name of agent: Patent attorney Shigetaka Awano.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 電圧制御発振手段と、前記電圧制御発振手段より出力さ
れる発振信号の位相と入力信号との位相差が所定値より
大きいか否かを判定する位相差判定手段と、前記位相差
判定手段の出力に応じて前記電圧制御発振手段の発振出
力信号を反転させるか否かを選択する反転手段と、前記
反転手段の出力信号と入力信号の位相を比較して、前記
電圧制御発振手段の位相を制御する位相比較制御手段と
を備えた位相同期装置。
voltage controlled oscillation means; phase difference determining means for determining whether a phase difference between the phase of the oscillation signal outputted from the voltage controlled oscillating means and the input signal is greater than a predetermined value; and an output of the phase difference determining means. inverting means for selecting whether or not to invert the oscillation output signal of the voltage controlled oscillation means according to the voltage controlled oscillation means; and controlling the phase of the voltage controlled oscillation means by comparing the phases of the output signal of the inverting means and the input signal. A phase synchronization device comprising a phase comparison control means.
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