JPH10271002A - 発振制御装置 - Google Patents

発振制御装置

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Publication number
JPH10271002A
JPH10271002A JP9068465A JP6846597A JPH10271002A JP H10271002 A JPH10271002 A JP H10271002A JP 9068465 A JP9068465 A JP 9068465A JP 6846597 A JP6846597 A JP 6846597A JP H10271002 A JPH10271002 A JP H10271002A
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JP
Japan
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control
oscillation
frequency
voltage
oscillation frequency
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JP9068465A
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English (en)
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Shinobu Nakamura
忍 中村
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L1/00Stabilisation of generator output against variations of physical values, e.g. power supply
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/099Details of the phase-locked loop concerning mainly the controlled oscillator of the loop
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/10Details of the phase-locked loop for assuring initial synchronisation or for broadening the capture range
    • H03L7/104Details of the phase-locked loop for assuring initial synchronisation or for broadening the capture range using an additional signal from outside the loop for setting or controlling a parameter in the loop

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  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)
  • Rotational Drive Of Disk (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電圧制御発振手段のC/Nを改善し、製造ば
らつき及び温度による特性変化を補正して、電圧制御発
振手段を含む位相同期ループの使用環境に適合した発振
動作を可能とした発振制御装置を提供することを目的と
する。 【解決手段】 制御電圧検出部105がVCO103に
供給される制御電圧Vcの電位を検出する。制御部10
6は、制御電圧検出部105による検出結果VMR及び
所望の発振周波数に基づき、VCO103の使用環境や
VCO103自体の製造ばらつきを認識し、該認識に応
じてVCO103が備える複数の発振周波数帯域から最
適な発振周波数帯域を選択し、制御信号CBによってV
CO103を該選択された発振周波数帯域に設定する。
また、分周器104の分周比は制御信号CDにより選択
設定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電圧制御発振手段
を備えた発振制御装置に係り、特に、電圧制御発振手段
のC/Nを改善し、電圧制御発振手段の製造ばらつきや
温度による特性変化に依存せず、使用環境に適合した発
振動作を可能とした発振制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器の複雑化及び多用途化等
に伴い、多方面で使用されている電子機器において周波
数シンセサイザ、サーボ系の速度制御、或いは検波・復
調等に利用されている位相同期ループ(以下、PLL;
Phase-Locked Loopという)回路についても、発振周波
数が広範囲に亘る周波数帯域で使用可能であることが要
求されてきている。
【0003】例えば現在、CD−ROM市場はより高速
再生化へ進んでおり、CD−ROM用の信号処理LSI
では、1倍速からより高速再生を実現する超高速のn倍
速、例えば16倍速等まで対応可能なものが要求されて
いる。CD−ROM用の信号処理LSIでは、必要な発
振周波数を得るための手段としてPLL回路を内部に構
成しているが、高速再生を実現するためには、最大発振
周波数の高い電圧制御発振器(以下、VCO;Voltage
Controlled Oscillatorという)を内蔵しなければなら
ない。
【0004】この場合、n倍速時に必要な発振周波数f
nは、以下の式で求めることができる。
【数1】 fn=4.3218×6×n[MHz] (1) 即ち、オーディオ再生を目的とした1倍速再生では、P
LL回路内部のVCOに要求される発振周波数は約25
[MHz]であり、また、16倍速のCD−ROM用信
号処理で必要となる発振周波数は約415[MHz]で
ある。つまり、1倍速から16倍速を動作させるために
は、VCOの制御電圧を電源電位VssからVddの間
で変化させた場合に、発振周波数を25[MHz]から
415[MHz]とする信号を出力するように構成しな
ければならない。
【0005】図14には、PLL回路を備えた発振制御
装置における、PLL回路内のVCOの制御電圧Vc
[V]に対する発振周波数f[MHz]の特性を示す。
同図に示すように、電源電位Vdd=5[V]のとき
に、1倍速に要求される発振周波数F1=25[MH
z]を出力する場合の制御電圧Vcに対する発振周波数
faの特性における勾配Δfa/ΔVcは、16倍速に
要求される発振周波数F16=415[MHz]を出力
する場合の制御電圧Vcに対する発振周波数fbの特性
における勾配Δfb/ΔVcと比較して、
【数2】 Δfa/ΔVc < Δfb/ΔVc (2) の関係があり、VCOに要求される発振周波数が広範囲
になる程、制御電圧Vcに対する発振周波数fの特性に
おける勾配Δf/ΔVcが急峻となり、微小な制御電圧
の変化ΔVcに対する周波数変化量Δfが大きくなる。
これにより、微小な基板ノイズが無視できなくなり、い
くら設計者がノイズを低減しても電子機器のプレイアビ
リティは改善されないという事態となる。
【0006】また、現在のプロセスでは、電源電位Vd
d=3.3[V]が主流となりつつあるが、この場合に
も同様に、図14に示すように、1倍速に要求される発
振周波数F1=25[MHz]を出力する場合の制御電
圧Vcに対する発振周波数fcの特性における勾配Δf
c/ΔVcは、16倍速に要求される発振周波数F16
=415[MHz]を出力する場合の制御電圧Vcに対
する発振周波数fdの特性における勾配Δfd/ΔVc
と比較して、
【数3】 Δfc/ΔVc < Δfd/ΔVc (3) の関係があり、しかも、電源電位Vdd=5[V]のと
きに比べて更に急峻な勾配となっている。このように、
微小な基板ノイズが無視できず、ノイズを低減しても電
子機器のプレイアビリティが改善されないという事態
は、今後製造プロセスが進んでいくに従って電源電位が
低くなるため、より顕著なものとなっていくと考えられ
る。
【0007】また、VCOには温度変化による特性の変
化があり、常温時の発振周波数に対して信号処理LSI
の推奨動作温度の下限および上限では発振周波数の変動
が大きい。以上のような温度による特性劣化に加えて、
更にVCOの製造ばらつきをも含めて考慮する場合に、
最もクリティカルな条件で発振周波数を得るためには、
VCO単体としては更に高い発振周波数帯域を狙って設
計する必要がある。このため、VCOの上記の制御電圧
対発振周波数特性の勾配はより急峻となり、C/Nが悪
化する事態となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
発振制御装置においては、発振周波数を広範囲に亘る周
波数帯域での使用という近年のニーズに対応すべくVC
Oの発振周波数を広範囲とした場合、制御電圧対発振周
波数特性における勾配が急峻で、微小な制御電圧の変化
に対する周波数変化量が大きくなる。これにより、微小
な基板ノイズが無視できなくなり、いくら設計者がノイ
ズを低減しても電子機器のプレイアビリティは改善され
ないという事情があった。
【0009】また、上記事情は、今後製造プロセスが進
んでいくに従って電源電位が低くなるため、より顕著な
ものとなっていくと考えられ、また更に、VCOの温度
による特性劣化や製造ばらつきを考慮した場合、更に高
い発振周波数帯域を狙って設計する必要があることか
ら、VCOの制御電圧対発振周波数特性の勾配はより急
峻となり、C/Nが悪化するという事情があった。
【0010】本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされ
たものであって、電圧制御発振手段を備えた発振制御装
置において、電圧制御発振手段のC/Nを改善し、製造
ばらつき及び温度による特性変化を補正して、電圧制御
発振手段を含む位相同期ループの使用環境に適合した発
振動作を可能とし、更には、該位相同期ループが適用さ
れる電子機器のプレイアビリティを向上させる発振制御
装置を提供することを目的としている。
【0011】また、本発明の他の目的は、電圧制御発振
手段または電圧制御発振手段を含む位相同期ループが適
用される電子機器の稼働中におけるリアルタイムで高速
な発振周波数の制御を可能とし、また、該電子機器の動
作を制御するマイクロプロセッサ等における制御プログ
ラムのソフトウェア設計をより容易にすることである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の発振制御装置は、制御電圧により発振周波
数が制御され、部分的な重なりを持つ複数の発振周波数
帯域を備える電圧制御発振手段と、前記電圧制御発振手
段へ供給される制御電圧の電位を検出する制御電圧検出
手段と、前記制御電圧検出手段による検出結果及び所望
の発振周波数に基づき、前記電圧制御発振手段の発振周
波数帯域を選択して設定する制御手段とを具備するもの
である。
【0013】また、本発明の発振制御装置は、前記電圧
制御発振手段の出力信号を設定された分周比で分周する
分周手段を具備し、前記制御手段は、前記制御電圧検出
手段による検出結果及び所望の発振周波数に基づき、前
記電圧制御発振手段の発振周波数帯域を選択して設定
し、前記分周手段の分周比を設定するものである。
【0014】また、本発明の発振制御装置は、前記制御
電圧検出手段は、前記電圧制御発振手段へ供給される制
御電圧の電位と所定の上限値及び下限値との比較を行
い、前記制御手段は、前記制御電圧の電位が前記所定の
上限値より大きい、または、前記制御電圧の電位が前記
所定の下限値より小さい場合に、前記電圧制御発振手段
の発振周波数帯域の選択、或いは、前記分周手段の分周
比を変更設定するものである。
【0015】また、本発明の発振制御装置は、前記制御
手段は、前記電圧制御発振手段の発振周波数帯域の選択
を、該発振周波数帯域における前記所望の発振周波数よ
り高域の周波数マージンまたは前記所望の発振周波数よ
り低域の周波数マージンを考慮して行うものである。
【0016】また、本発明の発振制御装置は、制御電圧
により発振周波数が制御され、部分的な重なりを持つ複
数の発振周波数帯域を備える複数の電圧制御発振手段
と、前記複数の電圧制御発振手段へそれぞれ供給される
制御電圧の電位を検出する制御電圧検出手段と、前記制
御電圧検出手段による検出結果及び所望の発振周波数に
基づき、前記複数の電圧制御発振手段の発振周波数帯域
をそれぞれ選択して設定する制御手段とを具備するもの
である。
【0017】また、本発明の発振制御装置は、前記複数
の電圧制御発振手段の出力信号をそれぞれ設定された分
周比で分周する複数の分周手段を具備し、前記制御手段
は、前記制御電圧検出手段による検出結果及び所望の発
振周波数に基づき、前記複数の電圧制御発振手段の発振
周波数帯域をそれぞれ選択して設定し、前記複数の分周
手段の分周比をそれぞれ設定するものである。
【0018】また、本発明の発振制御装置は、前記制御
電圧検出手段は、前記複数の電圧制御発振手段へそれぞ
れ供給される制御電圧の電位と所定の上限値及び下限値
との比較を行い、前記制御手段は、それぞれの電圧制御
発振手段について、前記制御電圧の電位が前記所定の上
限値より大きい、または、前記制御電圧の電位が前記所
定の下限値より小さい場合に、該電圧制御発振手段の発
振周波数帯域の選択、或いは、前記分周手段の分周比を
変更設定するものである。
【0019】また、本発明の発振制御装置は、前記制御
手段は、前記電圧制御発振手段の発振周波数帯域のそれ
ぞれの選択を、該発振周波数帯域における前記所望の発
振周波数より高域の周波数マージンまたは前記所望の発
振周波数より低域の周波数マージンを考慮して行うもの
である。
【0020】また、本発明の発振制御装置は、前記制御
電圧検出手段は、前記複数の電圧制御発振手段へそれぞ
れ供給される制御電圧を時分割に入力して該制御電圧の
電位を検出するものである。
【0021】更に、本発明の発振制御装置は、前記制御
手段に、プログラマブルな論理回路を含むものである。
【0022】本発明の発振制御装置では、電圧制御発振
手段が部分的な重なりを持つ複数の発振周波数帯域を備
えているので、電圧制御発振手段の発振周波数を広範囲
な周波数帯域で使用可能としても、個々の発振周波数帯
域における制御電圧対発振周波数特性の勾配は小さいの
で、微小な制御電圧の変化に対する周波数変化量を抑制
でき、これにより、微小な基板ノイズを無視することが
でき、電圧制御発振手段を含む位相同期ループが適用さ
れる電子機器のプレイアビリティを向上させることがで
きる。
【0023】また、本発明の発振制御装置では、制御電
圧検出手段による制御電圧の電位検出結果及び所望の発
振周波数に基づいて使用環境や電圧制御発振手段自体の
製造ばらつきを認識し、電圧制御発振手段の発振周波数
帯域及び分周手段の分周比を選択設定するので、電圧制
御発振手段の製造ばらつき及び温度による特性変化を補
正して、電圧制御発振手段または電圧制御発振手段を含
む位相同期ループの使用環境に適合した発振動作を可能
とし、電圧制御発振手段のC/Nを改善することができ
る。
【0024】また、本発明の発振制御装置では、複数の
電圧制御発振手段がそれぞれ部分的な重なりを持つ複数
の発振周波数帯域を備えているので、電圧制御発振手段
の発振周波数を広範囲な周波数帯域で使用可能として
も、個々の発振周波数帯域における制御電圧対発振周波
数特性の勾配は小さいので、微小な制御電圧の変化に対
する周波数変化量を抑制でき、これにより、微小な基板
ノイズを無視することができ、電圧制御発振手段を含む
位相同期ループが適用される電子機器のプレイアビリテ
ィを向上させることができる。
【0025】また、本発明の発振制御装置では、制御電
圧検出手段による各電圧制御発振手段への制御電圧の電
位検出結果及び各所望の発振周波数に基づいて、それぞ
れの電圧制御発振手段の使用環境や電圧制御発振手段自
体の製造ばらつきを認識し、それぞれの電圧制御発振手
段の発振周波数帯域及び分周手段の分周比を選択設定す
るので、各電圧制御発振手段の製造ばらつき及び温度に
よる特性変化を補正して、電圧制御発振手段または電圧
制御発振手段を含む位相同期ループの使用環境に適合し
た発振動作を可能とし、電圧制御発振手段のC/Nを改
善することができる。
【0026】また、本発明の発振制御装置では、制御電
圧検出手段において、電圧制御発振手段へ供給される制
御電圧の電位と所定の上限値及び下限値との比較を行
い、例えば、制御電圧の電位が所定の上限値より大きい
場合には、制御手段は、電圧制御発振手段の発振周波数
帯域をより高い周波数帯をカバーする発振周波数帯域に
変更設定するか、或いは、分周手段の分周比を変更設定
してより高い周波数をカバーできるようにする。また、
制御電圧の電位が所定の下限値より小さい場合には、制
御手段は、電圧制御発振手段の発振周波数帯域をより低
い周波数帯をカバーする発振周波数帯域に変更設定する
か、或いは、分周手段の分周比を変更設定してより低い
周波数をカバーできるようにする。このように、制御電
圧検出手段の検出結果に基づいて電圧制御発振手段の使
用環境や電圧制御発振手段自体の製造ばらつきを認識
し、該認識に応じて電圧制御発振手段の発振周波数帯域
及び分周手段の分周比の選択を変更設定するので、電圧
制御発振手段の製造ばらつき及び温度による特性変化を
補正して、電圧制御発振手段のC/Nを改善することが
できる。
【0027】尚、本発明の発振制御装置では、例えば、
所望の発振周波数が複数の発振周波数帯域によってカバ
ーされる場合には、制御手段は、電圧制御発振手段の発
振周波数帯域の選択を、該発振周波数帯域における所望
の発振周波数より高域の周波数マージンまたは所望の発
振周波数より低域の周波数マージンを考慮して行うの
で、簡単な制御シーケンスで選択制御を行うことができ
る。
【0028】また、本発明の発振制御装置では、制御電
圧検出手段により複数の電圧制御発振手段にそれぞれ供
給される制御電圧の電位を検出する場合には、該制御電
圧を時分割に入力して該制御電圧の電位を検出する。こ
れにより、電圧制御発振手段の個数に関係なく、制御電
圧検出手段を実現するハードウェアを1個のだけ具備す
ればよく、より少ないハードウェア量で装置を構成する
ことができる。
【0029】更に、本発明の発振制御装置では、制御手
段における電圧制御発振手段の発振周波数帯域及び分周
手段の分周比の選択設定を、PLA(Programmable Log
ic Array)、FPGA(Field Programmable Gate Arra
y)等のプログラマブルな論理回路で実現する。これに
より、電圧制御発振手段または電圧制御発振手段を含む
位相同期ループが適用される電子機器の稼働中における
リアルタイムで高速な発振周波数の制御が可能となり、
また、該電子機器の動作を制御するマイクロプロセッサ
等における制御プログラムにおいて、電圧制御発振手段
の発振周波数帯域及び分周手段の分周比を最適化する制
御シーケンスやコマンド転送等のステップが不要となる
ので、該電子機器のソフトウェア設計が容易となる。
【0030】
【発明の実施の形態】以下、本発明の発振制御装置の実
施の形態について、〔第1実施例〕、〔第2実施例〕の
順に図面を参照して詳細に説明する。
【0031】〔第1実施例〕図1は本発明の第1実施例
に係る発振制御装置の基本的な構成図である。同図にお
いて、本実施例の発振制御装置は、位相比較器101、
ローパスフィルタ(以下、LPF;Low Pass Filterと
いう)102、電圧制御発振器(以下、VCO;Voltag
e Controlled Oscillatorという)103、分周器10
4、制御電圧検出部105及び制御部106を備えて構
成されている。
【0032】ここで、位相比較器101、LPF10
2、VCO103及び分周器104は位相同期ループ
(以下、PLL;Phase-Locked Loopという)回路を形
成しており、この系に入力信号Viが加わると、位相比
較器101において該入力信号Viと分周器104の出
力である内部クロックICKの周波数と位相差に対応す
る誤差電圧が発生する。この誤差電圧はLPF102に
より高域成分が除去されてVCO103の制御電圧Vc
となり、入力信号Viと内部クロックICKの周波数差
が小さくなるようにVCO103を制御する。この動作
を繰り返した後、VCO103の周波数と入力信号Vi
の周波数とが一致してロック状態となる。
【0033】以上がPLL回路の基本的動作であるが、
本実施例の発振制御装置の第1の特徴として、VCO1
03が部分的な重なりを持つ複数の発振周波数帯域を備
え、制御部106からの制御信号CBによって一の発振
周波数帯域を選択設定可能となっており、また、分周器
104の分周比も制御部106からの制御信号CDによ
って選択設定可能となっていることが挙げられる。
【0034】また、本実施例の発振制御装置の第2の特
徴としては、制御電圧検出部105によりVCO103
に供給される制御電圧Vcの電位を検出し、制御部10
6により、制御電圧検出部105による検出結果VMR
及び適用される電子機器の所望の発振周波数に基づい
て、VCO103の発振周波数帯域及び分周器104の
分周比を選択設定可能となっていることが挙げられる。
【0035】PLL回路の各構成要素の具体的構成につ
いては、上記第1及び第2の特徴を具備することを除い
ては特に限定されない。また、制御電圧制御部105を
実現する構成手段としては、例えば、制御電圧Vcの電
位を検出してそのまま出力するもの、或いは、制御電圧
Vcの電位と所定の上限値及び下限値との比較を行い、
これらの大小関係を出力するもの、等が考えられる。何
れの構成とするかは、制御部106を実現する構成手段
との兼ね合いで最適なものを選択すればよい。
【0036】また、制御部106を実現する構成手段と
しては、マイクロプロセッサ等のCPUとする構成や、
VCO103の発振周波数帯域及び分周器104の分周
比の選択ロジックを、PLA、FPGA等のプログラマ
ブルな論理回路で実現する構成等が考えられる。例え
ば、プログラマブルな論理回路による構成とすれば、P
LL回路が適用される電子機器の稼働中におけるリアル
タイムで高速な発振周波数の制御が可能となり、また、
該電子機器の動作を制御するマイクロプロセッサ等にお
ける制御プログラムに、電圧制御発振手段の発振周波数
帯域及び分周手段の分周比を最適化する制御シーケンス
が不要となるので、該電子機器のソフトウェア設計が容
易となるという効果も得られる。
【0037】次に、本実施例の発振制御装置において行
われる、VCO103の発振周波数帯域の選択設定及び
分周器104の分周比の選択設定について説明する。
【0038】先ず、制御電圧検出部105がVCO10
3に供給される制御電圧Vcの電位を検出する。次に、
制御部106は、制御電圧検出部105による検出結果
VMR及びPLL回路が適用される電子機器の所望の発
振周波数に基づき、VCO103の使用環境(使用温度
等)やVCO103自体の製造ばらつきを認識し、該認
識に応じてVCO103が備える複数の発振周波数帯域
から最適な発振周波数帯域を選択し、制御信号CBによ
ってVCO103を該選択された発振周波数帯域に設定
する。また、分周器104の分周比についても、VCO
103の発振周波数帯域の選択設定とは別に、内部クロ
ックICKが所望の発振周波数となるように、制御信号
CDにより選択設定される。
【0039】また、制御電圧検出部105を制御電圧V
cの電位と所定の上限値及び下限値との比較を行う構成
とすれば、制御部106におけるVCO103の発振周
波数帯域及び分周器104の分周比の選択設定は、次の
ようにして行われる。即ち、制御電圧Vcの電位が上限
値より大きい場合には、制御部106は、VCO103
の発振周波数帯域をより高い周波数帯をカバーする発振
周波数帯域に変更設定するか、或いは、分周器104の
分周比を1/Kから1/2Kと変更設定するなどしてよ
り高い周波数をカバーできるようにする。また、制御電
圧Vcの電位が下限値より小さい場合には、制御部10
6は、VCO103の発振周波数帯域をより低い周波数
帯をカバーする発振周波数帯域に変更設定するか、或い
は、分周器104の分周比を変更設定してより低い周波
数をカバーできるようにする。
【0040】尚、VCO103の発振周波数帯域の選択
の際に、所望の発振周波数が複数の発振周波数帯域によ
ってカバーされる場合には、制御部106は、該発振周
波数帯域における所望の発振周波数より高域の周波数マ
ージンまたは所望の発振周波数より低域の周波数マージ
ンを考慮して行う。このように、選択制御は、CPUに
おける簡単な制御プログラム、或いは、より簡単なプロ
グラマブルロジックで行うことができる。
【0041】以上のように、本実施例の発振制御装置で
は、VCO103が部分的な重なりを持つ複数の発振周
波数帯域を備えているので、VCO103の発振周波数
を広範囲な周波数帯域で使用可能としても、個々の発振
周波数帯域における制御電圧対発振周波数特性の勾配は
小さいので、微小な制御電圧の変化に対する周波数変化
量を抑制でき、これにより、微小な基板ノイズを無視す
ることができ、電圧制御発振手段を含む位相同期ループ
が適用される電子機器のプレイアビリティを向上させる
ことができる。
【0042】また、本実施例の発振制御装置では、制御
電圧検出部105による制御電圧Vcの電位検出結果V
MR及び適用される電子機器の所望の発振周波数に基づ
いて、VCO103の使用環境(使用温度等)やVCO
103自体の製造ばらつきを認識し、該認識に応じてV
CO103の発振周波数帯域及び分周器104の分周比
を選択設定するので、製造ばらつき及び温度による特性
変化を補正して、使用環境に適合した発振動作を可能と
し、VCO103のC/Nを改善することができる。
【0043】〔第2実施例〕次に、図2は本発明の第2
実施例に係る発振制御装置の基本的な構成図である。同
図において、本実施例の発振制御装置は、第1位相比較
器101、第1LPF102、第1VCO103及び第
1分周器104を含む第1PLL回路、第2位相比較器
201、第2LPF202、第2VCO203及び第2
分周器204を含む第2PLL回路、制御電圧検出部2
05、第1制御部106、並びに、第2制御部206を
備えて構成されている。
【0044】第1PLL回路及び第2PLL回路の系に
それぞれ第1入力信号Vi1及び第2入力信号Vi2が
加わると、第1位相比較器101及び第2位相比較器2
01のそれぞれにおいて、該第1入力信号Vi1及び第
2入力信号Vi2と、第1分周器104及び第2分周器
204のそれぞれの出力である第1内部クロックICK
1及び第2内部クロックICK2との周波数と位相差に
対応する誤差電圧が発生する。これらの誤差電圧は、そ
れぞれ第1LPF102及び第2LPF202により高
域成分が除去されて、それぞれが第1VCO103の第
1制御電圧Vc1及び第2VCO203の第2制御電圧
Vc2となり、第1入力信号Vi1及び第2入力信号V
i2と第1内部クロックICK1及び第2内部クロック
ICK2とのそれぞれの周波数差が小さくなるように第
1VCO103及び第2VCO203を制御する。第1
PLL回路及び第2PLL回路のそれぞれの系におい
て、以上の動作を繰り返した後、第1VCO103及び
第2VCO203の周波数と第1入力信号Vi1及び第
2入力信号Vi2の周波数とがそれぞれ一致してロック
状態となる。
【0045】以上が第1PLL回路及び第2PLL回路
の基本的動作であるが、本実施例の発振制御装置の第1
の特徴として、第1VCO103及び第2VCO203
がそれぞれ部分的な重なりを持つ複数の発振周波数帯域
を備え、第1制御部106及び第2制御部206からの
制御信号CB1及びCB2によって、それぞれ一の発振
周波数帯域を選択設定可能となっており、また、第1分
周器104及び第2分周器204のそれぞれの分周比
も、第1制御部106及び第2制御部206からの制御
信号CD1及びCD2によって、それぞれ選択設定可能
となっていることが挙げられる。
【0046】また、本実施例の発振制御装置の第2の特
徴としては、制御電圧検出部105により、第1VCO
103及び第2VCO203にそれぞれ供給される第1
制御電圧Vc1及び第2制御電圧Vc2の電位をそれぞ
れ検出し、第1制御部106及び第2制御部206によ
り、制御電圧検出部105による検出結果VMR1及び
VMR2、並びに、適用される電子機器の所望の発振周
波数に基づいて、第1VCO103及び第2VCO20
3の発振周波数帯域、並びに、第1分周器104及び第
2分周器204の分周比をそれぞれ選択設定可能となっ
ていることが挙げられる。
【0047】次に、図3に本実施例の発振制御装置の概
略的な構成図を示す。図3に示す本実施例の発振制御装
置は、従来の技術の説明においても例示したCD−RO
M用の信号処理LSIに適用したものである。尚、本実
施例のCD−ROM用の信号処理LSI300は、可変
速再生を実現するために位相同期ループ(PLL回路)
を2個内蔵した構成となっている。
【0048】また、本実施例の発振制御装置の図3に示
す構成は、図2における第1PLL回路、第2PLL回
路、制御電圧検出部205、第1制御部106及び第2
制御部206を、CD−ROM用の信号処理LSI30
0の内部に構成して実現し(但し、第1LPF102及
び第2LPF202は外付け)、更に、該信号処理LS
I300等の適用される電子機器(CD−ROMドライ
バ等)を構成する各要素の動作を制御するマイクロプロ
セッサ等のCPU350を備えて構成したものである。
【0049】信号処理LSI300は、第1PLL回路
について、第1位相比較器101を第1位相比較器(図
中、第1PC;Phase Comparaterと記載)311に、第
1VCO103を第1VCO313に、第1分周器10
4を第1分周器314にそれぞれ置き換え、また第2P
LL回路について、第2位相比較器201を第2位相比
較器(図中、第2PCと記載)321に、第2VCO2
03を第2VCO323に、第2分周器204を第2分
周器324にそれぞれ置き換え、第1PLL回路及び第
2PLL回路の第1位相比較器311及び第2位相比較
器321の前段に、それぞれプリスケーラ分周器31
5,316及び325,326を具備した構成である。
【0050】また、第1LPF102は、信号処理LS
I300に外付けの抵抗317及び318、並びに、容
量素子319を備えたラグフィルタで構成している。即
ち、第1位相比較器311の出力を外部端子を介して抵
抗317の一端に接続し、抵抗317の他端と抵抗31
8の一端と容量素子319の一端とをそれぞれ接続し、
容量素子319の他端を第2電源電位Vddに接続し、
抵抗318の他端を第1電源電位Vss(接地電位GN
D)に接続し、抵抗317,318及び容量素子319
の接続点を外部端子を介して第1VCO313の入力と
した構成である。
【0051】また、第2LPF202も第1LPF10
2と同様に、信号処理LSI300に外付けの抵抗32
7及び328、並びに、容量素子329を備えたラグフ
ィルタで構成している。即ち、第2位相比較器321の
出力を外部端子を介して抵抗327の一端に接続し、抵
抗327の他端と抵抗328の一端と容量素子329の
一端とをそれぞれ接続し、容量素子329の他端を第2
の電源電位Vddに接続し、抵抗328の他端を第1電
源電位Vssに接続し、抵抗327,328及び容量素
子329の接続点を外部端子を介して第2VCO323
の入力とした構成である。
【0052】更に、図3に示す信号処理LSI300
は、図2における制御電圧検出部205を制御電圧検出
部330に、第1制御部106を第1制御部331に、
第2制御部206を第2制御部332にそれぞれ置き換
え、更に、ビジー信号生成部333、インタフェース部
334及び転送信号生成部335を備えた構成である。
【0053】また、CPU350から信号処理LSI3
00に供給される制御信号として、第1VCO313の
発振周波数帯域を選択設定する制御信号CB1c、第2
VCO323の発振周波数帯域を選択設定する制御信号
CB2c、第1分周器314の分周比1/K1を選択設
定する制御信号CD1c、第2分周器324の分周比1
/K2を選択設定する制御信号CD2c、並びに、制御
電圧検出部330における第1制御電圧Vc1及び第2
制御電圧Vc2の電位検出結果と比較を行うための上限
値及び下限値を設定する制御信号LIMcがあり、これ
らの制御信号は、CPU350が発行する信号処理LS
I300の制御コマンドの制御コードとして供給され
る。尚、図3では、理解のし易さのために、これらの信
号群がCPU350から信号処理LSI300にパラレ
ル転送される如く描かれているが、実際には、CPU3
50及び信号処理LSI300間のインタフェース信号
の本数を削減するため、CPU350から信号処理LS
I300にシリアル転送され、信号処理LSI300内
部の図示しないシリアル/パラレル変換器によってパラ
レル信号に変換された後、制御すべき各構成要素に供給
される構成としている。
【0054】また、信号処理LSI300からCPU3
50に対して供給される信号としては、第1VCO31
3及び第2VCO323の発振周波数帯域を選択設定す
る制御信号、並びに、第1分周器314及び第2分周器
324の分周比を選択設定する制御信号など、信号処理
LSI300内部で生成した制御信号をインタフェース
部334によりパラレル/シリアル変換したシリアル転
送信号$8OUT、該シリアル転送に使用されるクロッ
ク信号CKOUT及びラッチ信号XLTOUT、並び
に、信号処理LSI300内部の各構成要素を上記内部
で生成した制御信号によって制御する旨を示すビジー信
号BUSYがある。
【0055】次に、信号処理LSI300内部の各構成
部分について、その基本的動作、特性または詳細な回路
構成を示してそれぞれの機能を説明する。
【0056】図3において、先ず第1PLL回路では、
プリスケーラ分周器315に第1入力信号Vi1が加わ
ると、第1位相比較器311において該第1入力信号V
i1とプリスケーラ分周器316を介して供給される第
1内部クロックICK1の周波数と位相差に対応する誤
差電圧が発生する。この誤差電圧は第1LPFにより高
域成分が除去され、第1VCO313の発振周波数を制
御する第1制御電圧Vc1となり、第1入力信号Vi1
と第1内部クロックICK1の周波数差が小さくなるよ
うに第1VCO313を制御する。この動作を繰り返し
た後、第1VCO313の周波数と第1入力信号Vi1
の周波数とが一致してロック状態となる。
【0057】また、第2PLL回路においても同様に、
プリスケーラ分周器325に第2入力信号Vi2が加わ
ると、第2位相比較器321において該第2入力信号V
i2とプリスケーラ分周器326を介して供給される第
2内部クロックICK2の周波数と位相差に対応する誤
差電圧が発生する。この誤差電圧は第2LPFにより高
域成分が除去され、第2VCO323の発振周波数を制
御する第2制御電圧Vc2となり、第2入力信号Vi2
と第2内部クロックICK2の周波数差が小さくなるよ
うに第2VCO323を制御する。この動作を繰り返し
た後、第2VCO313の周波数と第2入力信号Vi2
の周波数とが一致してロック状態となる。
【0058】第1PLL回路における第1VCO313
は、図4に示すように、第1制御電圧Vc1のVssか
らVdd(3.3[V])までの変化に対して発振周波
数が部分的な重なりを持つ帯域A,帯域B,帯域C及び
帯域Dの4つの発振周波数帯域を備えている。ここで、
第1VCO313の帯域A,帯域B,帯域C及び帯域D
の発振周波数帯域は、CPU350からの制御信号CB
1cまたは第1制御部331で生成される制御信号V1
SL0,V1SL1によって一の発振周波数帯域が選択
設定される。
【0059】また、第2PLL回路における第2VCO
323は、図5に示すように、第2制御電圧Vc2のV
ssからVdd(3.3[V])までの変化に対して発
振周波数が部分的な重なりを持つ帯域A2及び帯域B2
の2つの発振周波数帯域を備えている。ここで、第2V
CO323の帯域A2及び帯域B2の発振周波数帯域
は、CPU350からの制御信号CB2cまたは第2制
御部332で生成される制御信号V2SLによって一の
発振周波数帯域が選択設定される。
【0060】また、第1分周器314における分周比1
/K1についても、CPU350からの制御信号CD1
cまたは第1制御部331で生成される制御信号KSL
2,KSL3によって、1/1,1/2,1/4,1/
8と選択設定可能であり、第1VCO313の発振周波
数帯域の選択設定とは別に、第1PLL回路としてより
細かい設定が可能となっている。
【0061】また、第2分周器324における分周比1
/K2についても、CPU350からの制御信号CD2
cまたは第2制御部332で生成される制御信号KSL
0,KSL1によって、1/1,1/2,1/4,1/
8と選択設定可能であり、第2VCO323の発振周波
数帯域の選択設定とは別に、第2PLL回路としてより
細かい設定が可能となっている。
【0062】次に、図6は、信号処理LSI300内の
制御電圧制御部330及びビジー信号生成部333の詳
細な回路構成図である。図6において、制御電圧制御部
330は、アナログスイッチ401、A/D変換器40
2、圧縮器403、マグニチュードコンパレータ40
4、第1上限判定レジスタ405、第1下限判定レジス
タ406、第2上限判定レジスタ407、第2下限判定
レジスタ408、第1上限値レジスタ411、第1下限
値レジスタ412、第2上限値レジスタ413、第2下
限値レジスタ414、及びセレクタ415を備えて構成
されている。
【0063】先ず、アナログスイッチ401では、第1
VCO313への第1制御電圧Vc1及び第2VCO3
23への第2制御電圧Vc2を、制御信号CSWにより
時分割に切り換えて入力する。このように2つの制御電
圧Vc1及びVc2を時分割で入力して電位検出するよ
うにすることにより、1個の制御電圧検出のための構成
のみを具備すればよく、より少ないハードウェア量とす
ることができる。
【0064】アナログスイッチ401を介して入力され
た制御電圧Vc1またはVc2は、A/D変換器402
でアナログ信号からデジタル信号に変換される。使用す
るA/D変換器402がpビットの場合、第1電源電位
Vssから第2電源電位Vddの範囲を2pステップで
分割することとなる。この場合、LSB(Least Signif
icant Bit)の重みを電圧換算するとVdd/2p
[V]となる。
【0065】この変換されたpビットのデジタル信号
は、更に、圧縮器403により、qビットのデジタルデ
ータにビット圧縮される。このビット圧縮によって、後
段に続く論理回路を圧縮したビット分だけ簡略化するこ
とができ、ハードウェア量の削減に貢献できる。尚、本
実施例の構成のように圧縮器403を具備するか或いは
具備しないかは、A/D変換器402の分解能で決定す
ればよく、A/D変換器402の分解能が電位検出に要
求される精度よりも高い場合に具備して構成すればよ
い。
【0066】VCOの発振限界は周波数の低側及び高側
の両サイドで存在する。これは、VCOの制御電圧で
は、それぞれ第2電源電位Vddに近い高側電位及び第
1電源電位Vssに近い低側電位に対応することにな
る。従って、制御電圧の電位検出からVCOの発振周波
数帯域及び分周器の分周比の選択設定の変更をするか否
かの判断を行うためには、リファレンスデータとして制
御電圧の上限値及び下限値を予め設定しておき、これら
リファレンスデータと検出した電位との比較を行えばよ
い。
【0067】即ち、第1上限値レジスタ411及び第1
下限値レジスタ412には、それぞれ第1VCO313
に対する第1制御電圧Vc1の上限値及び下限値が設定
され、第2上限値レジスタ413及び第2下限値レジス
タ414には、それぞれ第2VCO323に対する第2
制御電圧Vc2の上限値及び下限値が設定される。尚、
これらレジスタ411〜414の値は、CPU350が
発行する信号処理LSI300の制御コマンドによる制
御信号LIMc(図6中、それぞれLIM1H、LIM
1L、LIM2H及びLIM2L)によって供給され
る。
【0068】セレクタ415は、アナログスイッチ40
1において第1制御信号Vc1が選択されている時は、
選択信号CSELの選択制御により、第1上限値レジス
タ411及び第1下限値レジスタ412の出力を順次選
択してマグニチュードコンパレータ404に供給する。
マグニチュードコンパレータ404では、第1上限値及
び第1下限値と第1制御信号Vc1の検出結果である圧
縮されたデジタル値とをそれぞれ比較する。これらの比
較結果は、第1上限判定レジスタ405及び第1下限判
定レジスタ406に、それぞれイネーブル信号EN1H
及びEN1Lのタイミング制御でセットされる。
【0069】また、セレクタ415は、アナログスイッ
チ401において第2制御信号Vc2が選択されている
時は、選択信号CSELの選択制御により、第2上限値
レジスタ413及び第2下限値レジスタ414の出力を
順次選択してマグニチュードコンパレータ404に供給
する。マグニチュードコンパレータ404では、第2上
限値及び第2下限値と第2制御信号Vc2の検出結果で
ある圧縮されたデジタル値とをそれぞれ比較する。これ
らの比較結果は、第2上限判定レジスタ407及び第2
下限判定レジスタ408に、それぞれイネーブル信号E
N2H及びEN2Lのタイミング制御でセットされる。
【0070】図7は、本実施例の発振制御装置におい
て、制御電圧の検出電位と上限値及び下限値とからVC
Oの発振周波数帯域及び分周器の分周比の選択設定の変
更をするか否かの判断を行う場合の概念的規則を説明す
る説明図である。
【0071】図7(a)は、第1PLL回路に関するも
のであり、第1制御電圧Vc1の検出電位が第1上限値
を越える場合には、第1VCO313の発振周波数帯域
または第1分周器314の分周比を、発振周波数が1段
速くなるように選択設定を変更し、また、第1制御電圧
Vc1の検出電位が第1下限値を下回る場合には、第1
VCO313の発振周波数帯域または第1分周器314
の分周比を、発振周波数が1段遅くなるように選択設定
を変更し、更に、それ以外の場合には、第1VCO31
3の発振周波数帯域または第1分周器314の分周比を
変更せずそのまま(ホールド)とする。
【0072】従って、第1上限判定レジスタ405に
は、第1制御信号Vc1の検出電位が第1上限値よりも
大きい場合には”1”がセットされ、小さい場合には”
0”がセットされる。また、第1下限判定レジスタ40
6には、第1制御信号Vc1の検出電位が第1下限値よ
りも大きい場合には”0”がセットされ、小さい場合に
は”1”がセットされることとなる。
【0073】また図7(b)は、第2PLL回路に関す
るものであり、同様にして、第2制御電圧Vc2の検出
電位が第2上限値を越える場合には、第2VCO323
の発振周波数帯域または第2分周器324の分周比を、
発振周波数が1段速くなるように選択設定を変更し、ま
た、第2制御電圧Vc2の検出電位が第2下限値を下回
る場合には、第2VCO323の発振周波数帯域または
第2分周器324の分周比を、発振周波数が1段遅くな
るように選択設定を変更し、更に、それ以外の場合に
は、第2VCO313の発振周波数帯域または第2分周
器324の分周比を変更せずそのまま(ホールド)とす
る。
【0074】従って、第2上限判定レジスタ407に
は、第2制御信号Vc2の検出電位が第2上限値よりも
大きい場合には”1”がセットされ、小さい場合には”
0”がセットされる。また、第2下限判定レジスタ40
8には、第2制御信号Vc2の検出電位が第2下限値よ
りも大きい場合には”0”がセットされ、小さい場合に
は”1”がセットされることとなる。
【0075】次に、図6において、ビジー信号生成部3
33は、更新検出部409及びビジーフラグレジスタ4
10を備えて構成され、また、更新検出部409は、フ
ラグレジスタ421〜424、排他的論理和ゲート回路
425〜428、及び4入力論理和ゲート回路429を
備えた構成である。
【0076】即ち、更新検出部409においては、第1
上限判定レジスタ405、第1下限判定レジスタ40
6、第2上限判定レジスタ407及び第2下限判定レジ
スタ408の何れか1つでも”1”になったか否かを検
出し、何れか1つが”1”になっていれば”1”となる
信号を出力する。ビジーフラグレジスタ410は、更新
検出部409の出力信号の立ち上がりでセットされ、後
述のラッチ信号XLTOUTの立ち下がりでリセットさ
れる。このビジーフラグレジスタ410の出力がビジー
信号BUSYであり、該ビジー信号BUSYが有効(”
H”レベル)である時、第1VCO313及び第2VC
O323の発振周波数帯域並びに第1分周器314及び
第2分周器324の分周比の選択設定を、信号処理LS
I300内部の第1制御部331及び第2制御部332
によって行っていることを示す。尚、ビジー信号BUS
YはCPU350に対して通知される。
【0077】次に、図8は、信号処理LSI300内の
第1制御部331及び第2制御部332周辺の回路構成
図である。同図において、第1制御部331は第1PL
A501によって、第2制御部332は第2PLA50
2によってそれぞれ実現されている。また、第1PLA
501及び第2PLA502の出力段にはそれぞれ第1
セレクタ503及び第2セレクタ504を具備して、更
に、第1セレクタ503及び第2セレクタ504によっ
て選択された結果は、それぞれ第1レジスタ505及び
第2レジスタ506に保持される構成である。
【0078】第1PLA501は、現在の第1VCO3
13の発振周波数帯域及び第1分周器314の分周比の
選択設定と、制御電圧検出部330による第1制御電圧
Vc1の検出結果とに基づいて、次に設定すべき第1V
CO313の発振周波数帯域及び第1分周器314の分
周比の選択設定を得る。即ち、第1VCO313の発振
周波数帯域の選択制御信号V1SL0,V1SL1と、
第1分周器314の分周比の選択制御信号KSL2,K
SL3と、第1上限判定レジスタ405の出力REG1
H及び第1下限判定レジスタ406の出力REG1Lと
を入力信号として、新たな第1VCO313の発振周波
数帯域の選択制御信号V1SL0,V1SL1及び第1
分周器314の分周比の選択制御信号KSL2,KSL
3を出力信号として得る。
【0079】図9は、第1PLA501においてプログ
ラムされる論理機能を説明する説明図である。図7
(a)の規則に従って、第1制御信号Vc1の検出電位
が第1上限値よりも大きい場合(REG1H=1)に
は、第1VCO313の発振周波数帯域または第1分周
器314の分周比を、発振周波数帯域A,B,C,Dの
範囲または分周比1/1,1/2,1/4,1/8の範
囲で、発振周波数が1段速くなるように選択設定を変更
し、第1制御信号Vc1の検出電位が第1下限値よりも
小さい場合(REG1L=1)には、第1VCO313
の発振周波数帯域または第1分周器314の分周比を、
発振周波数帯域A,B,C,Dの範囲または分周比1/
1,1/2,1/4,1/8の範囲で、発振周波数が1
段遅くなるように選択設定を変更し、また、それ以外の
場合、並びに、更に1段速く或いは1段遅く設定変更で
きない場合には、第1VCO313の発振周波数帯域ま
たは第1分周器314の分周比を変更せず、そのまま
(ホールド)とする論理となっている。
【0080】また、第2PLA502は、現在の第2V
CO323の発振周波数帯域及び第2分周器324の分
周比の選択設定と、制御電圧検出部330による第2制
御電圧Vc2の検出結果とに基づいて、次に設定すべき
第2VCO323の発振周波数帯域及び第2分周器32
4の分周比の選択設定を得る。即ち、第2VCO323
の発振周波数帯域の選択制御信号V2SLと、第2分周
器324の分周比の選択制御信号KSL0,KSL1
と、第2上限判定レジスタ407の出力REG2H及び
第2下限判定レジスタ408の出力REG2Lとを入力
信号として、新たな第2VCO323の発振周波数帯域
の選択制御信号V2SL及び第2分周器324の分周比
の選択制御信号KSL0,KSL1を出力信号として得
る。
【0081】図10は、第2PLA502においてプロ
グラムされる論理機能を説明する説明図である。図7
(b)の規則に従って、第2制御信号Vc2の検出電位
が第2上限値よりも大きい場合(REG2H=1)に
は、第2VCO323の発振周波数帯域または第2分周
器324の分周比を、発振周波数帯域A2,B2の範囲
または分周比1/1,1/2,1/4,1/8の範囲
で、発振周波数が1段速くなるように選択設定を変更
し、第2制御信号Vc2の検出電位が第2下限値よりも
小さい場合(REG2L=1)には、第2VCO323
の発振周波数帯域または第2分周器324の分周比を、
発振周波数帯域A2,B2の範囲または分周比1/1,
1/2,1/4,1/8の範囲で、発振周波数が1段遅
くなるように選択設定を変更し、また、それ以外の場
合、並びに、更に1段速く或いは1段遅く設定変更でき
ない場合には、第2VCO323の発振周波数帯域また
は第2分周器324の分周比を変更せず、そのまま(ホ
ールド)とする論理となっている。
【0082】尚、第1PLA501及び第2PLA50
2において、所望の発振周波数が複数の発振周波数帯域
によってカバーされる場合には、VCOの発振周波数帯
域の選択を、該発振周波数帯域における所望の発振周波
数より高域の周波数マージンまたは所望の発振周波数よ
り低域の周波数マージンを考慮して行うようにしてい
る。これにより、簡単な制御シーケンスで選択制御を行
うことができるという効果も奏している。
【0083】次に、図11は、信号処理LSI300内
のインタフェース部334の構成図である。インタフェ
ース部334は、信号処理LSI300からCPU35
0に対して供給されるシリアル転送信号$8OUTを出
力するパラレル/シリアル変換器510を具備して構成
されている。パラレル/シリアル変換器510は、第1
PLA501で生成された第1VCO313及び第2V
CO323の発振周波数帯域を選択設定する制御信号V
1SL0,V1SL1及びV2SL、並びに、第1分周
器314及び第2分周器324の分周比を選択設定する
制御信号KSL2,KSL3及びKSL0,KSL1な
どを含む、本来CPU350によって発行される制御コ
マンドの各制御コード信号をシリアル信号に変換する。
尚、パラレル/シリアル変換器510のロード端子XL
には、”L”レベルで有効の反転されたビジー信号BU
SYNが供給され、該反転ビジー信号BUSYNの立ち
下がりで入力のパラレル信号がロードされる。また、イ
ネーブル端子Eには、所定遅延時間を備える遅延素子5
11を介してビジー信号BUSYが供給される。
【0084】シリアル転送信号$8OUTを信号処理L
SI300からCPU350に対して供給する際には、
CPU350側でシリアル転送信号$8OUTを読み取
るためのクロック信号CKOUTとロードするためのラ
ッチ信号XLTOUTが必要である。これらの転送信号
を生成するための転送信号生成部335の回路構成図を
図12に示す。
【0085】図12において、クロック信号CKOUT
を生成する部分回路としては、6ビットカウンタ52
1、デコーダ522及び所定の遅延時間を備える遅延素
子524を備え、また、ラッチ信号XLTOUTを生成
する部分回路としては、所定の遅延時間を備える遅延素
子531,532,533及び4入力ANDゲート回路
534からなる幅拡大回路523、並びに、遅延素子5
25を備えて構成されている。
【0086】6ビットカウンタ521において、データ
入力には第2電源電位Vddが、ロード端子XLにはデ
コーダ522の出力が、端子Ciには遅延素子524を
介してビジー信号BUSYがそれぞれ供給されている。
即ち、ビジー信号BUSYが立ち上がると、カウンタ5
21はインクリメントされていき、デコーダ522にお
いて、カウンタ521の出力が48D(添え字Dは10
進数であることを示す)になったことが検出されると、
ロード端子XLに”H”レベルのデコーダ522出力が
供給され、カウンタ521のデータ入力に全て”1”が
入力される。この間、カウンタ521出力のLSBであ
るクロック信号CKOUTには、24回のネガティブパ
ルスが出力される。また、ビジー信号BUSYが”L”
レベルであるときは、クロック信号CKOUTは”H”
レベルで固定となる。
【0087】ラッチ信号XLTOUTは、デコーダ52
2が48Dを検出したときに出力される”L”レベルと
なるロウパルスの”L”レベル区間を幅拡大回路523
によって引き延ばされ、遅延素子525の遅延時間だけ
遅延された信号として生成される。ラッチ信号XLTO
UTは、図6に示すように、ビジー信号BUSYを出力
するビジーフラグレジスタ410のリセット端子に供給
され、ラッチ信号XLTOUTが”L”レベルに立ち下
がるとビジーフラグレジスタ410の内容がリセットさ
れ、信号処理LSI300内部で生成される制御信号に
よる発振周波数帯域及び分周比の選択設定のためのオー
トシーケンスは終了する。
【0088】以上説明したように、本実施例の発振制御
装置では、第1VCO313及び第2VCO323がそ
れぞれ部分的な重なりを持つ複数の発振周波数帯域を備
えているので、第1VCO313及び第2VCO323
の発振周波数を広範囲な周波数帯域で使用可能として
も、個々の発振周波数帯域における制御電圧対発振周波
数特性の勾配は小さいので、微小な制御電圧の変化に対
する周波数変化量を抑制でき、これにより、微小な基板
ノイズを無視することができ、適用される電子機器のプ
レイアビリティを向上させることができる。
【0089】また、本実施例の発振制御装置では、制御
電圧検出部330において、VCOへ供給される制御電
圧の電位と上限値及び下限値との比較を行い、制御電圧
の電位が所定の上限値より大きい場合には、VCOの発
振周波数帯域をより高い周波数帯をカバーする発振周波
数帯域に変更設定するか、或いは、分周器の分周比を変
更設定してより高い周波数をカバーできるようにする。
また、制御電圧の電位が下限値より小さい場合には、V
COの発振周波数帯域をより低い周波数帯をカバーする
発振周波数帯域に変更設定するか、或いは、分周器の分
周比を変更設定してより低い周波数をカバーできるよう
にする。このように、制御電圧検出部330の検出結果
に基づいてVCOの使用環境やVCO自体の製造ばらつ
きを認識し、該認識に応じてVCOの発振周波数帯域及
び分周器の分周比の選択を変更設定するので、VCOの
製造ばらつき及び温度による特性変化を補正して、VC
OのC/Nを改善することができる。
【0090】更に、本実施例の発振制御装置では、第1
制御部331及び第2制御部332におけるVCOの発
振周波数帯域及び分周手段の分周比の選択設定を、第1
PLA501及び第2PLA502によるプログラマブ
ルな論理回路で実現している。これにより、VCOまた
はVCOを含むPLL回路が適用される電子機器の稼働
中におけるリアルタイムで高速な発振周波数の制御が可
能となる。
【0091】次に、本実施例の発振制御装置により行わ
れるVCOの製造ばらつきと温度による特性変化の補正
について、詳細に考察する。VCOは製造ばらつきが大
きく、概ね標準品に対して±25[%]程度の周波数特
性の差が生じる可能性がある。
【0092】ここで、本実施例のCD−ROM用の信号
処理LSI300において、n倍速再生時に第1VCO
313及び第2VCO323にそれぞれ要求される発振
周波数f1及びf2は、以下の式で求めることができ
る。
【数4】 f1=4.3218×6×n[MHz] (4)
【数5】 f2=16.9344÷2×n[MHz] (5) 従って、1倍速再生時には第1VCO313は23.9
308[MHz]、第2VCO323は8.4672
[MHz]となり、16倍速再生時には第1VCO31
3は414.8928[MHz]、第2VCO323は
135.4752[MHz]となる。
【0093】第1VCO313にのみに着目して後段の
第1分周器314の分周比を1/1固定で再生速度を考
えた場合、図4を参照すると、発振周波数帯域Aから帯
域Dは、それぞれ、8倍速から20倍速、4倍速から1
2倍速、2倍速から8倍速、0倍速(実際には、信号処
理LSI300の動作限界)から5倍速となる。以上
が、標準サンプルにおける周波数範囲と再生速度範囲の
対応であるが、図13には、製造ばらつきを考慮した再
生速度範囲の変化を示す。
【0094】例えば、CPU350により再生速度を常
に監視して、8倍速を境に、発振周波数帯域A及び分周
比1/1の設定を発振周波数帯域B及び分周比1/1の
設定に切り換えるような制御プログラムを構成すると、
製造ばらつきによってVCOの発振限界を超えてしまい
制御不能となるケースが出てくる。このため、再生速度
を監視することによって制御を行う場合には、製造ばら
つきを考慮に入れた制御プログラムを構成するしかな
い。しかしながら、この制御プログラムによる設定で
は、必然的に冗長な領域が存在してしまい、VCOを複
数の発振周波数帯域に分割したことによるデメリットが
生じることとなる。
【0095】更に、VCOには温度特性変化があり、常
温時に対して信号処理LSI300の推奨動作温度の下
限および上限で発振周波数の変動が大きい。つまり、最
終的には、製造ばらつき及び温度特性変化の両者を考慮
しなければならないので、CPU350による再生速度
の監視、並びに、制御プログラムによる発振周波数帯域
及び分周比の設定制御はより困難なものとなる。
【0096】これに対して、本実施例の発振制御装置で
は、第1VCO313及び第2VCO323の制御電圧
Vc1及びVc2を、信号処理LSI300内で直接監
視して、発振周波数帯域及び分周比の設定を1段ずつ自
動的に変更していくので、VCOの製造ばらつき及び温
度特性変化を含んだ上での制御となり、VCOの特性変
化をもたらすパラメータによる影響を受けない。また更
に、CPU350は再生速度を監視する必要がなくな
り、発振周波数帯域及び分周比の最適化、制御コマンド
転送などの一連の制御フローが無くなるので、ソフトウ
ェア設計のし易さについても寄与することができる。ま
た、再生速度とそれに見合う発振周波数帯域及び分周比
の設定を完全に分けて考えることが可能となり、信号処
理LSI300外で、直接スピンドルモータを制御して
も、PLL回路は自動的に追従することができる。
【0097】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の発振制御
装置によれば、電圧制御発振手段のC/Nを改善し、製
造ばらつき及び温度による特性変化を補正して、電圧制
御発振手段を含む位相同期ループの使用環境に適合した
発振動作を可能とし、更には、該位相同期ループが適用
される電子機器のプレイアビリティを向上させることが
できる。
【0098】また、本発明の発振制御装置によれば、電
圧制御発振手段または電圧制御発振手段を含む位相同期
ループが適用される電子機器の稼働中におけるリアルタ
イムで高速な発振周波数の制御を可能とし、また、該電
子機器の動作を制御するマイクロプロセッサ等における
制御プログラムのソフトウェア設計をより容易にするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る発振制御装置の基本
的な構成図である。
【図2】本発明の第2実施例に係る発振制御装置の基本
的な構成図である。
【図3】第2実施例の発振制御装置の概略的な構成図で
ある。
【図4】第2実施例の第1VCOの制御電圧対発振周波
数の特性を例示する説明図である。
【図5】第2実施例の第2VCOの制御電圧対発振周波
数の特性を例示する説明図である。
【図6】第2実施例の信号処理LSI内の制御電圧制御
部及びビジー信号生成部の詳細な回路構成図である。
【図7】第2実施例の発振制御装置において、制御電圧
の検出電位と上限値及び下限値とからVCOの発振周波
数帯域及び分周器の分周比の選択設定の変更をするか否
かの判断を行う場合の概念的規則を説明する説明図であ
る。
【図8】第2実施例の信号処理LSI内の第1制御部及
び第2制御部周辺の回路構成図である。
【図9】第2実施例の第1PLAにおいてプログラムさ
れる論理機能を説明する説明図である。
【図10】第2実施例の第2PLAにおいてプログラム
される論理機能を説明する説明図である。
【図11】第2実施例の信号処理LSI内のインタフェ
ース部の構成図である。
【図12】第2実施例の信号処理LSI内の転送信号生
成部の回路構成図である。
【図13】周波数範囲と再生速度範囲の対応において、
製造ばらつきを考慮した再生速度範囲の変化を示す説明
図表である。
【図14】従来のVCOの制御電圧対発振周波数の特性
を示す説明図である。
【符号の説明】
101,311…位相比較器,第1位相比較器、10
2,313…ローパスフィルタ(LPF;Low Pass Fil
ter),第1LPF、103,313…電圧制御発振器
(VCO;Voltage Controlled Oscillator)第1VC
O、104,314…分周器,第1分周器、105,2
05,330…制御電圧検出部、106,331…制御
部,第1制御部、Vi…入力信号、Vc…制御電圧、I
CK…内部クロック、CB,CD…制御信号、VMR…
検出結果、201,321…第2位相比較器、202,
322…第2LPF、203,323…第2VCO、2
04,324…第2分周器、206,332…第2制御
部、Vi1…第1入力信号、Vi2…第2入力信号、V
c1…第1制御電圧、Vc2…第2制御電圧、ICK1
…第1内部クロック、ICK2…第2内部クロック、C
B1,CD1,CB2,CD2…制御信号、CB1c,
CD1c,CB2c,CD2c…制御信号、VMR1,
VMR2…検出結果、300…CD−ROM用の信号処
理LSI、315,316,325,326…プリスケ
ーラ分周器、350…CPU(マイクロプロセッサ)、
Vss…第1の電源電位(接地電位)、Vdd…第2の
電源電位、317,318,327,328…抵抗、3
19,329…容量素子、333…ビジー信号生成部、
334…インタフェース部、335…転送信号生成部、
401…アナログスイッチ、402…A/D変換器、4
03…圧縮器、404…マグニチュードコンパレータ、
405…第1上限判定レジスタ、406…第1下限判定
レジスタ、407…第2上限判定レジスタ、408…第
2下限判定レジスタ、411…第1上限値レジスタ、4
12…第1下限値レジスタ、413…第2上限値レジス
タ、414…第2下限値レジスタ、415…セレクタ、
CSW…制御信号、CSEL…選択信号、LIMc(L
IM1H,LIM1L,LIM2H,LIM2L)…制
御信号、EN1H,EN1L,EN2H,EN2L…イ
ネーブル信号、409…更新検出部、410…ビジーフ
ラグレジスタ、421〜424…フラグレジスタ、42
5〜428…排他的論理和ゲート回路、429…4入力
論理和ゲート回路、XLTOUT…ラッチ信号、BUS
Y…ビジー信号、501…第1PLA501、502…
第2PLA502、503…第1セレクタ、504…第
2セレクタ、505…第1レジスタ、506…第2レジ
スタ、V1SL0,V1SL1…第1VCOの発振周波
数帯域の選択制御信号、KSL2,KSL3…第1分周
器の分周比の選択制御信号、REG1H…第1上限判定
レジスタの出力、REG1L…第1下限判定レジスタの
出力、V2SL…第2VCOの発振周波数帯域の選択制
御信号、KSL0,KSL1…第2分周器の分周比の選
択制御信号、REG2H…第2上限判定レジスタの出
力、REG2L…第2下限判定レジスタの出力、510
…パラレル/シリアル変換器、511…遅延素子、52
1…6ビットカウンタ、522…デコーダ、523…幅
拡大回路、524,525,531,532,533…
遅延素子、534…4入力ANDゲート回路、CKOU
T…クロック信号。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制御電圧により発振周波数が制御され、
    部分的な重なりを持つ複数の発振周波数帯域を備える電
    圧制御発振手段と、 前記電圧制御発振手段へ供給される制御電圧の電位を検
    出する制御電圧検出手段と、 前記制御電圧検出手段による検出結果及び所望の発振周
    波数に基づき、前記電圧制御発振手段の発振周波数帯域
    を選択して設定する制御手段と、 を有する発振制御装置。
  2. 【請求項2】 前記電圧制御発振手段の出力信号を設定
    された分周比に分周する分周手段を有し、 前記制御手段は、前記制御電圧検出手段による検出結果
    及び所望の発振周波数に基づき、前記電圧制御発振手段
    の発振周波数帯域を選択して設定し、前記分周手段の分
    周比を設定する請求項1記載の発振制御装置。
  3. 【請求項3】 前記制御電圧検出手段は、前記電圧制御
    発振手段へ供給される制御電圧の電位と所定の上限値及
    び下限値との比較を行い、 前記制御手段は、前記制御電圧の電位が前記所定の上限
    値より大きい、または、前記制御電圧の電位が前記所定
    の下限値より小さい場合に、前記電圧制御発振手段の発
    振周波数帯域の選択、或いは、前記分周手段の分周比を
    変更設定する請求項1記載の発振制御装置。
  4. 【請求項4】 前記制御手段は、前記電圧制御発振手段
    の発振周波数帯域の選択を、該発振周波数帯域における
    前記所望の発振周波数より高域の周波数マージンまたは
    前記所望の発振周波数より低域の周波数マージンを考慮
    して行う請求項1記載の発振制御装置。
  5. 【請求項5】 前記制御手段は、プログラマブルな論理
    回路を含む請求項1記載の発振制御装置。
  6. 【請求項6】 制御電圧により発振周波数が制御され、
    部分的な重なりを持つ複数の発振周波数帯域を備える複
    数の電圧制御発振手段と、 前記複数の電圧制御発振手段へそれぞれ供給される制御
    電圧の電位を検出する制御電圧検出手段と、 前記制御電圧検出手段による検出結果及び所望の発振周
    波数に基づき、前記複数の電圧制御発振手段の発振周波
    数帯域をそれぞれ選択して設定する制御手段とを有する
    発振制御装置。
  7. 【請求項7】 前記複数の電圧制御発振手段の出力信号
    をそれぞれ設定された分周比で分周する複数の分周手段
    を有し、 前記制御手段は、前記制御電圧検出手段による検出結果
    及び所望の発振周波数に基づき、前記複数の電圧制御発
    振手段の発振周波数帯域をそれぞれ選択して設定し、前
    記複数の分周手段の分周比をそれぞれ設定する請求項6
    記載の発振制御装置。
  8. 【請求項8】 前記制御電圧検出手段は、前記複数の電
    圧制御発振手段へそれぞれ供給される制御電圧の電位と
    所定の上限値及び下限値との比較を行い、 前記制御手段は、それぞれの電圧制御発振手段につい
    て、前記制御電圧の電位が前記所定の上限値より大き
    い、または、前記制御電圧の電位が前記所定の下限値よ
    り小さい場合に、該電圧制御発振手段の発振周波数帯域
    の選択、或いは、前記分周手段の分周比を変更設定する
    請求項6記載の発振制御装置。
  9. 【請求項9】 前記制御手段は、前記電圧制御発振手段
    の発振周波数帯域のそれぞれの選択を、該発振周波数帯
    域における前記所望の発振周波数より高域の周波数マー
    ジンまたは前記所望の発振周波数より低域の周波数マー
    ジンを考慮して行う請求項6記載の発振制御装置。
  10. 【請求項10】 前記制御電圧検出手段は、前記複数の
    電圧制御発振手段へそれぞれ供給される制御電圧を時分
    割に入力して該制御電圧の電位を検出する請求項6記載
    の発振制御装置。
  11. 【請求項11】 前記制御手段は、プログラマブルな論
    理回路を含む請求項6記載の発振制御装置。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10106941A1 (de) * 2001-02-15 2002-09-19 Texas Instruments Deutschland Phasen- und Frequenznachlaufsynchronisationsschaltungen
US7312665B2 (en) 2004-12-15 2007-12-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Oscillation control apparatus
JP2008028683A (ja) * 2006-07-20 2008-02-07 Fujitsu Ltd 位相同期発振器
JP2008148346A (ja) * 2006-12-11 2008-06-26 Silicon Image Inc フィードフォワード分割器を有する適応帯域幅位相ロックループ
CN100401637C (zh) * 2004-08-18 2008-07-09 中兴通讯股份有限公司 一种快速锁定的锁相环
KR100847799B1 (ko) 2006-10-30 2008-07-23 지씨티 세미컨덕터 인코포레이티드 위상 동기 루프 및 그 온도 보상 방법
JP2009538592A (ja) * 2007-07-24 2009-11-05 コリア ユニバーシティ インダストリアル アンド アカデミック コラボレイション ファウンデーション 直列送受信装置及びその通信方法
JP2012009949A (ja) * 2010-06-22 2012-01-12 Fujitsu Semiconductor Ltd 位相同期ループ回路および位相同期ループ回路の制御方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10106941A1 (de) * 2001-02-15 2002-09-19 Texas Instruments Deutschland Phasen- und Frequenznachlaufsynchronisationsschaltungen
DE10106941C2 (de) * 2001-02-15 2003-05-08 Texas Instruments Deutschland Phasen- und Frequenznachlaufsynchronisationsschaltungen
CN100401637C (zh) * 2004-08-18 2008-07-09 中兴通讯股份有限公司 一种快速锁定的锁相环
US7312665B2 (en) 2004-12-15 2007-12-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Oscillation control apparatus
JP2008028683A (ja) * 2006-07-20 2008-02-07 Fujitsu Ltd 位相同期発振器
KR100847799B1 (ko) 2006-10-30 2008-07-23 지씨티 세미컨덕터 인코포레이티드 위상 동기 루프 및 그 온도 보상 방법
JP2008148346A (ja) * 2006-12-11 2008-06-26 Silicon Image Inc フィードフォワード分割器を有する適応帯域幅位相ロックループ
KR101470990B1 (ko) * 2006-12-11 2014-12-12 실리콘 이미지, 인크. 피드포워드 분파기를 구비하는 적응형 대역폭 위상 동기루프
JP2009538592A (ja) * 2007-07-24 2009-11-05 コリア ユニバーシティ インダストリアル アンド アカデミック コラボレイション ファウンデーション 直列送受信装置及びその通信方法
JP2012009949A (ja) * 2010-06-22 2012-01-12 Fujitsu Semiconductor Ltd 位相同期ループ回路および位相同期ループ回路の制御方法

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