JPH05268078A - 周波数監視機能を有するpllキャリブレーション回路 - Google Patents

周波数監視機能を有するpllキャリブレーション回路

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JPH05268078A
JPH05268078A JP4065463A JP6546392A JPH05268078A JP H05268078 A JPH05268078 A JP H05268078A JP 4065463 A JP4065463 A JP 4065463A JP 6546392 A JP6546392 A JP 6546392A JP H05268078 A JPH05268078 A JP H05268078A
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JP
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frequency
phase
output
controlled oscillator
clock
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JP4065463A
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Osamu Nara
修 奈良
Satoshi Yamamoto
聡 山本
Koji Tokiwa
耕司 常盤
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 PLL回路に使用されるキャリブレーション
回路に関し、周波数の同期外れが生じたとき再同期の復
旧が速くなる周波数監視機能を有するPLLキャリブレ
ーション回路を提供することを目的とする。 【構成】 PLL回路と、PLL回路を設定周波数まで
誘導するキャリブレーション回路とで構成される回路に
おいて、周波数差検出部600 に、電圧制御発振器500 の
出力クロック(VCO CLK)の基準クロック(REF CLK)に対
する周波数の同期引込み幅を設定する同期引込み幅設定
部130 を設け、VCO CLKがREF CLKに位相同期した時ディ
ジタル/アナログ変換部800 でカウント値を保持し、位
相同期後、VCO CLKの周波数が同期引込み幅の周波数範
囲からはずれた時には、スイッチ部900 をオンにしてデ
ィジタル/アナログ変換部800 の出力をスイッチ部900
を介してVCO500 に加えて、短時間にVCO CLK をREF
CLK に位相同期するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は伝送装置の位相同期ルー
プ回路(以下PLL回路と称する)に使用されるキャリ
ブレーション回路の改良に関するものである。
【0002】伝送装置等に使用されるPLL回路には、
電源の投入(オン)時、又はリセット時に周波数を同期
引っ込み範囲(プルイン・レンジ)内に引き込むため
に、キャリブレーション回路を用いて設定周波数まで誘
導するが、一度周波数同期した後は再度リセットが実行
される以外はキャリブレーション回路は機能しなかっ
た。
【0003】したがって、周波数の同期外れのような障
害が生じた場合、リセットが実行されない限り同期外れ
のままであった。又、このような障害が生じた場合、中
継器として使用していると、復旧までの時間が非常に長
くなってしまうという問題点があった。このため、周波
数の同期外れが生じたとき再同期の復旧が速くなる周波
数監視機能を有するPLLキャリブレーション回路が要
望されている。
【0004】
【従来の技術】図4は一例のPLL回路とキャリブレー
ション回路の構成を示すブロック図である。
【0005】図4において、点線で囲んだ部分がキャリ
ブレーション回路であり、一点鎖線で囲んだ部分がPL
L回路である。同図において、PLL回路は電源投入
(オン)後は常時動作している。
【0006】まず、基準となるクロック(REF CLK)を外
部からPLL回路内の位相比較器(以下P−DETと称
する)1の一方の入力端子に加える。P−DET1の他
方の入力端子には電圧制御発振器(以下VCOと称す
る)5の出力のクロック(VCOCLK)を加え、P−DET
1で両者の位相を比較し位相差に比例した電圧を出力し
てチャージポンプ2に加える。チャージポンプ2で入力
電圧を充電して三角波にした出力をループフィルタ3を
通して、得られる低周波(直流)成分を加算器4に加え
る。
【0007】加算器4で、キャリブレーション回路から
の入力電圧があればこれと加算して、又なければループ
フィルタ3の出力だけをVCO5に加え、VCO5の出
力周波数を加算器4からの電圧により調整して出力す
る。そして、VCO5の出力を前述したP−DET1に
加えるとともに、周波数比較器(以下f−DETと称す
る)6に加える。
【0008】今、電源のオン時、又はリセット時には、
周波数をプルイン・レンジ内に引き込むためにキャリブ
レーション回路を用いて設定周波数(今の場合、REF CL
K の周波数)まで誘導する。即ち、図4に点線で囲んで
示すキャリブレーション回路において、f−DET6
で、基準となるクロック(REF CLK)の周波数とVCO5
の出力クロック(VCO CLK)の周波数とを比較して、両者
の差に比例したディジタル値の電圧を出力して、ディジ
タル/アナログ・コンバータ(以下DACと称する)カ
ウンタ7に加え、ディジタル電圧値をカウントした後D
AC8に加える。
【0009】DAC8では、DACカウンタ7の出力の
カウント値により、例えば12ビットのディジタル信号を
アナログ値(例えば0〜5V)に変換して、スイッチ部
(以下SWと称する)9に加える。SW9では、VCO CL
K の周波数がREF CLK の周波数に等しくなった時DAC
8の出力を加算器4に加えるのを止めるが、等しくなる
まではDAC8のアナログ出力を加算器4に加える。以
下、前述した動作を繰り返す。
【0010】このようにして、電源のオン時、又はリセ
ット時に、周波数をプルイン・レンジ内に引き込むため
にキャリブレーション回路を用いて設定周波数まで誘導
する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
回路構成においては、一度周波数同期した後は、再度リ
セットが実行される以外はキャリブレーション回路は機
能しなかった。したがって、ノイズ等により周波数の同
期外れのような障害が生じた場合、リセットが実行され
ない限り同期外れのままであるという問題点があった。
【0012】又、このような障害が生じた場合、例えば
中継器として使用していると、復旧までの時間が非常に
長くなってしまうという問題点があった。したがっ本発
明の目的は、周波数の同期外れが生じたとき再同期の復
旧が速くなる周波数監視機能を有するPLLキャリブレ
ーション回路を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記問題点は図1に示す
回路の構成によって解決される。即ち図1において、位
相比較器100 で電圧制御発振器500 の出力クロックの位
相と基準クロックの位相との比較を行い位相差に対応す
る信号出力を、加算器400 で第2の入力端子に加えた信
号と加算した後電圧制御発振器500 に加え、基準クロッ
クの位相に位相同期したクロックを出力するPLL回路
と、電圧制御発振器500 の出力クロックの周波数と基準
クロックの周波数とを比較して差に比例する信号を出力
する周波数差検出部600 と、周波数差検出部600 の出力
信号をカウントしカウント値をアナログ信号に変換して
出力するディジタル/アナログ変換部800 と、電源のオ
ン時又はリセット時にはオンにしてディジタル/アナロ
グ変換部800 の出力を加算器400 の第2の入力端子に加
え、電圧制御発振器500 の出力クロックの位相が基準ク
ロックの位相に同期した後はオフにするスイッチ部900
とを有するキャリブレーション回路とで構成されるPL
Lキャリブレーション回路において、周波数差検出部60
0に、電圧制御発振器500 の出力クロックの周波数の、
前記基準クロックの周波数に対する同期引込み幅を設定
し、同期引込み幅の上限及び下限周波数に対応する信号
を出力する同期引込み幅設定部130 を設け、電圧制御発
振器500 の出力クロックの位相が前記基準クロックの位
相に同期した時、ディジタル/アナログ変換部800 で前
記カウント値を保持するようにする。
【0014】又、電圧制御発振器500)の出力クロックの
位相が前記基準クロックの位相に同期した後、電圧制御
発振器500 の出力クロックの周波数が同期引込み幅設定
部130 で設定される同期引込み幅の周波数範囲からはず
れた時には、スイッチ部900をオンにしてディジタル/
アナログ変換部800 の出力をスイッチ部900 を介して電
圧制御発振器500 に加えて、短時間に電圧制御発振器50
0 の出力クロックの位相を前記基準クロックの位相に同
期するように構成する。
【0015】
【作用】図1において、電圧制御発振器500 の出力クロ
ックの位相が前記基準クロックの位相に同期した時、デ
ィジタル/アナログ変換部800 では初期化せずに前記カ
ウント値を保持するようにする。
【0016】又、電圧制御発振器500 の出力クロックの
位相が前記基準クロックの位相に同期した後、電圧制御
発振器500 の出力クロックの周波数が同期引込み幅設定
部130 で設定される同期引込み幅の周波数範囲からはず
れた時には、スイッチ部900をオンにしてディジタル/
アナログ変換部800 の出力をスイッチ部900 を介して電
圧制御発振器500 に加える。
【0017】ディジタル/アナログ変換部800 では初期
化せずに前記カウント値を保持しているため、電圧制御
発振器500 では、短時間に出力クロックの位相を前記基
準クロックの位相に同期することができる。
【0018】この結果、PLL回路で周波数同期が外れ
たとき再同期の復旧を速くすることが可能となる。
【0019】
【実施例】図2は本発明の実施例のキャリブレーション
回路の構成を示すブロック図である。
【0020】図3は実施例の動作を説明するためのフロ
ーチャートである。全図を通じて同一符号は同一対象物
を示す。 図2及び図3において、電源を投入(オン)した時、又
はリセット時、まず(ステップ1(S.1)) 内部ク
リア制御部10の出力のリセット信号により、図4に示す
f−DET6内の基準クロック用カウンタ(以下REF CL
K 用カウンタと称する)11、VCO CLK用カウンタ12の初
期化を行う。この時、SW9はオンになっている。
【0021】(S.2) REF CLK 用カウンタ11、及び
VCO CLK 用カウンタ12でカウントUPを開始する。 (S.3) REF CLK 用カウンタ11で、カウント値が予
め設定した値(図4に示すVCO5が立ち上がるまでの
時間に対応する値、仮にCC1とする)に達したか否か
の判定を行う。CC1に達していない時には引き続きカ
ウントUPする。
【0022】(S.4) REF CLK 用カウンタ11でカウ
ント値がCC1に達した時にはVCO5の出力クロック
(VCO CLK)の周波数がほぼ一定値に達したことを示して
おり、内部クリア制御部10の出力のリセット信号によ
り、再びREF CLK 用カウンタ11、及びVCO CLK用カウン
タ12を初期化する。
【0023】(S.5) 再びREF CLK 用カウンタ11及
びVCO CLK用カウンタ12のカウントUPを開始する。 (S.6) 例えば、上記REF CLK の周波数を8MHz、
REF CLK 用カウンタ11を12ビット構成とすると、REF CL
K 用カウンタ11で"0" からスタートしてこの12ビットが
すべて"1" になるまでの時間(250 μS)に対応する値
(仮にCC2とする)に達したか否かの判定を行う。C
C2に達していない時には引き続きカウントUPする。
【0024】(S.7) REF CLK 用カウンタ11でカウ
ント値がCC2に達した時制御信号を出力して、同期監
視発生部13及び基準信号発生部14に加える。一方、図4
に示すSW9は、今の場合オンになっているため、周波
数比較用のセレクタ15は実線で示す側に切替え接続され
ており、上述した制御信号により基準信号発生部14から
"1" のパルスを出力して、セレクタ15を介して位相比較
部16に加える。
【0025】(S.8) 位相比較部16にはVCO CLK用
カウンタ12からもその時点における"1" のパルスを加
え、基準信号発生部14から加えたパルスとの間でクロッ
クの位相の比較、即ちREF CLK とVCO CLK の周波数の比
較を行う。
【0026】(S.9) 位相比較部16で周波数の比較
を行った結果、VCO CLK の周波数<REF CLKの周波数の
時、即ち図4に示すVCO5の出力クロック(VCO CLK)
の周波数が基準クロックの周波数に達していない時に
は、このことを示す制御信号を周波数判定結果出力部18
を介してDACカウンタ7に加える。DACカウンタ7
では、カウントを1だけUPする。その後、再び上述し
た(S.1)〜(S.8)を繰り返す。(図3に示すフ
ィードバック・ループ(a))。
【0027】(S.10) 上述した位相比較部16でREF
CLK とVCO CLK の周波数の比較を行った結果、VCO CLK
の周波数>REF CLKの周波数の時、即ち図4に示すVC
O5の出力周波数が基準クロックの周波数に達した時に
は、このことを示す制御信号をSW9に加え、SW9を
オフにする。この結果、図4に示すキャリブレーション
回路のDAC8の出力は、PLL回路の加算器4に加え
られなくなる。その後、再び上述した(S.1)〜
(S.7)を繰り返す。(図3に示すフィードバック・
ループ(b))。
【0028】(S.11) 前述した(S.7)で、SW
9がオフの時には、SW9からの制御信号によりセレク
タ15を点線の側に切替え接続する。そして、同期監視発
生部13で、PLL回路のロックイン・レンジ幅(位相同
期範囲、仮に下限及び上限の周波数をそれぞれC1 、C
2 とする)を与えるデータを作り出して、セレクタ15を
介して位相比較部16に加える。
【0029】位相比較部16で、VCO CLK の周波数が上記
PLL回路のロックイン・レンジ幅(下限C1 、上限C
2)の中に入っているか否かを判定し、下限C1 <VCO CL
K の周波数<上限C2 の時にはVCO5の出力クロック
の周波数はロックイン・レンジ幅内に引き込まれて安定
動作になったと判定して、上述した(S.4)〜(S.
7)及び(S.11)を繰り返す。(図3に示すフィード
バック・ループ(d))。
【0030】(S.12) 位相比較部16で、VCO CLK の
周波数が上記PLL回路のロックイン・レンジ幅(下限
1 、上限C2 )の中に入っていないと判定した時に
は、図4に示すSW9をオンにしてキャリブレーション
回路とPLL回路を接続した後、上述した(S.1)〜
(S.11)の動作を繰り返す。(図3に示すフィードバ
ック・ループ(c))。
【0031】この場合、(S.9)の動作、即ちDAC
カウンタ7では、リセット(初期化)していないため前
回のカウント値がそのまま使用でき、この値をDAC8
によりアナログ値に変換した後SW9、加算器4を介し
てVCO5に加えることにより、VCO5の出力(VCO
CLK)の周波数は直ちにPLL回路のロックイン・レンジ
幅(下限C1 、上限C2 )の中に引き込まれ、周波数は
安定する。
【0032】この結果、従来のPLL回路では、何らか
の原因で周波数の同期が外れた場合、DACカウンタ7
にもリセットがかかり初期状態からキャリブレーション
がかかるため、再同期には電源オン、リセット時と同等
の時間が必要であったが、本発明の回路を用いた場合に
は、一度同期した後はその同期時のVCOの電圧をDA
Cカウンタに保持しているため、従来の回路に比べ再同
期の復旧が速くなる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、P
LL回路で周波数同期が外れたとき再同期の復旧を速く
することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】は本発明の原理図、
【図2】は本発明の実施例のキャリブレーション回路の
構成を示すブロック図、
【図3】は実施例の動作を説明するためのフローチャー
ト、
【図4】は一例のPLL回路とキャリブレーション回路
の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
100は位相比較器、130 は同期引込み幅設定部、400 は
加算器、500 は電圧制御発振器、600 は周波数差検出
部、800 はディジタル/アナログ変換部、900 はスイッ
チ部を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 位相比較器(100) で電圧制御発振器(50
    0) の出力クロックの位相と基準クロックの位相との比
    較を行い位相差に対応する信号出力を、加算器(400) で
    第2の入力端子に加えた信号と加算した後該電圧制御発
    振器(500) に加え、該基準クロックの位相に位相同期し
    たクロックを出力するPLL回路と、 該電圧制御発振器(500) の出力クロックの周波数と該基
    準クロックの周波数とを比較して差に比例する信号を出
    力する周波数差検出部(600) と、該周波数差検出部(60
    0) の出力信号をカウントし該カウント値をアナログ信
    号に変換して出力するディジタル/アナログ変換部(80
    0) と、電源のオン時又はリセット時にはオンにして該
    ディジタル/アナログ変換部(800) の出力を該加算器(4
    00) の第2の入力端子に加え、該電圧制御発振器(500)
    の出力クロックの位相が該基準クロックの位相に同期し
    た後はオフにするスイッチ部(900) とを有するキャリブ
    レーション回路とで構成されるPLLキャリブレーショ
    ン回路において、 前記周波数差検出部(600) に、 前記電圧制御発振器(500) の出力クロックの周波数の、
    前記基準クロックの周波数に対する同期引込み幅を設定
    し、該同期引込み幅の上限及び下限周波数に対応する信
    号を出力する同期引込み幅設定部(130) を設け、 前記電圧制御発振器(500) の出力クロックの位相が前記
    基準クロックの位相に同期した時、前記ディジタル/ア
    ナログ変換部(800) で前記カウント値を保持するように
    し、 前記電圧制御発振器(500) の出力クロックの位相が前記
    基準クロックの位相に同期した後、前記電圧制御発振器
    (500) の出力クロックの周波数が該同期引込み幅設定部
    (130) で設定される同期引込み幅の周波数範囲からはず
    れた時には、前記スイッチ部(900) をオンにして前記デ
    ィジタル/アナログ変換部(800) の出力を前記スイッチ
    部(900) を介して前記電圧制御発振器(500) に加えて、
    短時間に前記電圧制御発振器(500) の出力クロックの位
    相を前記基準クロックの位相に同期する構成にしたこと
    を特徴とする周波数監視機能を有するPLLキャリブレ
    ーション回路。
JP4065463A 1992-03-24 1992-03-24 周波数監視機能を有するpllキャリブレーション回路 Withdrawn JPH05268078A (ja)

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Cited By (5)

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Legal Events

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Effective date: 19990608