JPH1117536A - 周波数シンセサイザ - Google Patents

周波数シンセサイザ

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JPH1117536A
JPH1117536A JP9167251A JP16725197A JPH1117536A JP H1117536 A JPH1117536 A JP H1117536A JP 9167251 A JP9167251 A JP 9167251A JP 16725197 A JP16725197 A JP 16725197A JP H1117536 A JPH1117536 A JP H1117536A
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JP
Japan
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signal
output
counter
count
frequency
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Withdrawn
Application number
JP9167251A
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English (en)
Inventor
Hiroki Honda
博樹 本田
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Texas Instruments Japan Ltd
Original Assignee
Texas Instruments Japan Ltd
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Publication date
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】グリッチの発生、誤動作を防止できる周波数シ
ンセサイザを提供する。 【解決手段】VCO11と、カウント信号を入力に応じ
分周値Kまたは(K+1)を分周値としてVCO11の
出力信号を分周しパルス信号を出力する分周回路12a
と、分周回路12aの出力パルス信号に基づきカウント
データ値Npを0までカウントダウンしその結果を出力
するメインカウンタ13と、分周回路12aの出力パル
ス信号に基づきカウントデータ値A(<Np)を1まで
カウントダウンするスワローカウンタ14aと、スワロ
ーカウンタの出力を分周回路12aの出力パルス信号に
基づいてラッチしてカウント信号S19を出力するフリ
ップフロップ19と、スワローカウンタ14aへ入力さ
れるカウントデータ値Aを入力し、それが0データであ
る場合にフリップフロップ19をセット状態とするアン
ドゲート20と、位相比較回路15とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、PLL(Phase Loc
ked Loop) 回路による周波数シンセサイザに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】PLL周波数シンセサイザの方式の一つ
としてパルススワロー方式が知られている。
【0003】図3は、パルススワロー方式を採用した周
波数シンセサイザの構成例を示すブロック図である。周
波数シンセサイザ10は、図3に示すように、VCO1
1、(K,K+1)分周回路12、メインカウンタ1
3、スワローカウンタ14、位相比較回路(P/C)1
5、ローパスフィルタ(LPF)16、2入力アンドゲ
ート17、インバータ18により構成されている。
【0004】この周波数シンセサイザ10において、分
周回路12では、スワローカウンタ14の出力信号であ
るカウント信号S14がローレベルで入力されていると
きはVCO11の出力信号S11が分周値K+1をもっ
て分周され、カウント信号S14がハイレベルで入力さ
れたときはVCO11の出力信号S11が分周値Kをも
って分周され、パルス信号S12が出力される。
【0005】また、メインカウンタ13では、外部から
与えられる分周用定数であるカウントデータ値Np(N
p>2)が分周回路12の出力信号S12(クロック信
号CLK)に基づきカウントダウンされ(Np個のパル
スをカウント)、カウント値が「1」になった時点で信
号S13が位相比較回路15に出力される。
【0006】スワローカウンタ14では、分周回路12
の出力信号S12とインバータ18の出力信号S18と
の論理積をとるアンドゲート17の出力信号S17を受
けて、外部から与えられた分周用定数であるカウントデ
ータ値A(A<Np)が信号S17(クロック信号CL
K)に基づきカウントダウンされ(A個のパルスをカウ
ント)、そのカウント値が「0」になるまではローレベ
ル、「0」になるとハイレベルのカウント信号S14が
分周回路12およびインバータ18に出力される。
【0007】すなわち、スワローカウンタ14では、メ
インカウンタ13がNp個のパルスをカウントする前
に、A個のパルスがカウントされ、分周回路12にA×
(信号S12のパルス幅)の幅のローレベルのパルスが
出力される。結果的に、分周回路12はカウント信号S
14がハイレベルのとき分周値がKとなるので、分周回
路12、メインカウンタ13およびスワローカウンタ1
4による全体の分周比Dが次式で表される値に設定され
る。
【0008】
【数1】 D=A(k+1)+K(Np−A)=K・Np+A
【0009】また、この信号S13はメインカウンタ1
3およびスワローカウンタ14にプリセットイネーブル
信号PEとして入力される。プリセットイネーブル信号
PEが入力されると、メインカウンタ13およびスワロ
ーカウンタ14ではカウント値がプリセットされ、外部
から与えられるカウントデータ値NpおよびAからカウ
ントダウンが行われる。
【0010】そして、位相比較回路15では、メインカ
ウンタ13の出力信号S13の位相と基準信号Sref の
位相が比較される。比較の結果、メインカウンタ13の
出力信号S13の位相が基準信号Sref の位相より進ん
でいるか遅れているときかを示す制御信号S15がロー
パスフィルタ16を介してVCO11にフィードバック
される。そして、メインカウンタ13の出力信号S13
と基準信号Sref の位相差が零になったとき、ロック状
態となり上述したフィードバックループが安定する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところで、パルススワ
ロー方式を採用した周波数シンセサイザでは、スワロー
カウンタは分周を1〜2n までプログラムされる。この
ため通常「0」を検出し、カウント信号S14を出力す
る。上記周波数シンセサイザにおけるスワローカウンタ
はフリップフロップを多段に接続して構成されることか
ら内部遅延が潜在しており、そのため図4に示すよう
に、「0」デコード出力にグリッチが生じる場合があ
る。その結果、誤動作を起こす可能性が高い。なお、メ
インカウンタは「0」検出を行うことがないので、グリ
ッチに基づく誤動作のおそれはない。
【0012】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、グリッチの発生を防止でき、誤
動作を防止できる周波数シンセサイザを提供することに
ある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、制御信号の入力レベルに応じた周波数で
発振する発振手段と、カウント信号が第1の論理レベル
にあるときには値Kを分周比とし、上記カウント信号が
第2の論理レベルにあるときには値(K+1)を分周比
として上記発振手段の出力信号を分周してパルス信号を
出力する分周手段と、外部から与えられるカウント値N
pを上記パルス信号に応答してカウントダウンし、1を
検出するとその検出結果を出力する第1のカウンタと、
上記第1のカウンタの出力信号を上記パルス信号に応答
して保持する第1のラッチ回路と、外部から与えられる
カウント値Aを上記パルス信号に応答してカウントダウ
ンし、1を検出するとその検出結果を出力する第2のカ
ウンタと、上記第2のカウンタの出力信号を上記パルス
信号に応答して保持する第2のラッチ回路と、上記カウ
ント値Aが0のときに上記第2のラッチ回路の出力を固
定とする第1の制御回路と、上記第2のラッチ回路の出
力信号に応じて上記パルス信号の上記第2のカウンタへ
の入力を制御する第2の制御回路と、上記第1のラッチ
回路の出力信号と基準信号との位相差を比較し、その比
較結果を上記制御信号として上記発振手段に出力する位
相比較手段とを有する。
【0014】好適には、上記カウント値Aはカウント値
Npよりも小さい値である。
【0015】更には、上記第1および第2のカウンタは
上記第1のラッチ回路の出力信号によりリセットされ、
上記第2のラッチ回路の出力信号が上記カウント信号で
ある。
【0016】本発明の周波数シンセサイザによれば、分
周手段では、第2のラッチ回路の出力カウント信号が第
1の論理レベルにあるときには発振手段の出力信号が分
周値Kをもって分周され、上記カウント信号が第2の論
理レベルにあるときには発振手段の出力信号が分周値
(K+1)をもって分周され、パルス信号として第1の
カウンタ及び第2のカウンタに出力される。第1のカウ
ンタでは、外部から与えられるカウントデータ値Npが
分周手段の出力パルス信号に基づきカウントダウンさ
れ、カウント値が1になったことを示す信号が第1のラ
ッチ回路に出力される。第1のラッチ回路では、第1の
カウンタから出力される信号が分周手段の出力パルス信
号に応答して位相比較手段に出力される。
【0017】第2のカウンタでは、分周手段の出力パル
ス信号を受けて、外部から与えられるカウントデータ値
A(A<Np)が上記出力パルス信号に基づきカウント
ダウンされ、カウント値が1になったことを示す信号が
第2のラッチ回路に出力される。第2のラッチ回路で
は、第2のカウンタから出力される信号が分周手段の出
力パルス信号に応答して分周手段に出力される。カウン
トデータ値Aが「1」以上であるときには、第2のカウ
ンタがカウント値が1になったことを示す信号を第2の
ラッチ回路に出力し、その信号が分周手段の出力パルス
信号に応答して分周手段に出力される。一方、カウント
データ値Aが「0」で与えられるときには、第2の制御
回路により第2のラッチ回路の出力が固定される。した
がって、このときカウンタ内の遅延等に基づくグリッチ
が発生することがない。第2のラッチ回路の出力信号に
応じて分周手段の分周値がK又は(K+1)と変化する
ので、結果として、分周手段、第1及び第2のカウン
タ、並びに第1及び第2のラッチ回路による全体の分周
比Dが(K・Np+A)に設定される。位相比較手段で
は、第1のラッチ回路の出力信号の位相と基準信号の位
相とが比較され、比較結果に応じた制御信号が発振手段
に出力される。そして、第1のラッチ回路の出力信号と
基準信号の位相差が零になったとき、ロック状態となり
上述のフィードバックループが安定する。
【0018】
【発明の実施の形態】図1は、本発明に係る周波数シン
セサイザの一実施形態を示すブロック図であって、従来
例を示す図3と同一構成部分は同一符号をもって表して
いる。
【0019】すなわち、この周波数シンセサイザ10a
は、発振手段としてのVCO11、分周手段としての
(K,K+1)分周回路12a、メインカウンタ13、
スワローカウンタ14a、位相比較回路(P/C)1
5、ローパスフィルタ(LPF)16、2入力アンドゲ
ート17、インバータ18、フリップフロップ19およ
び5つの負入力を有するリセット手段としてのアンドゲ
ート20により構成されている。
【0020】分周回路12aは、フリップフロップ19
の出力カウント信号S19がローレベルで入力されてい
るときはVCO11の出力信号S11を分周値(K+
1)をもって分周し、カウント信号S19がハイレベル
で入力されたときはVCO11の出力信号S11を分周
値Kをもって分周し、パルス信号S12aとしてメイン
カウンタ13、アンドゲート17、およびフリップフロ
ップ19に出力する。
【0021】メインカウンタ13は、外部から与えられ
る分周用定数としてのカウントデータ値Np(Np>
2)を分周回路12aの出力パルス信号S12a(クロ
ック信号CLK)に基づいてカウントダウンし(Np個
のパルスをカウント)、カウント値が「0」になった時
点で信号S13を位相比較回路15に出力する。なお、
メインカウンタ13は、複数段のフリップフロップで構
成され、ラッチ回路としての最終段のフリップフロップ
FF2はカウント値1をラッチし、その出力タイミング
がカウント0となるように構成されている。
【0022】スワローカウンタ14は、分周回路12a
の出力パルス信号S12aとインバータ18の出力信号
S18との論理積をとるアンドゲート17の出力信号S
17を受けて、外部から与えられる分周用定数としての
カウントデータ値A(A<Np)を信号S17(クロッ
ク信号CLK)に基づきカウントダウンし(A個のパル
スをカウント)、そのカウント結果をフリップフロップ
19に出力する。
【0023】この周波数シンセサイザ10aにおいて
は、プログラムカウンタであるスワローカウンタ14a
へのカウントデータ値Aは5ビットデータとして与えら
れる。そして、スワローカウンタ14aの出力端子がフ
リップフロップ19の入力端子Dに接続され、また、ス
ワローカウンタ14aへの5ビットデータAの入力ライ
ンはアンドゲート20の各反転入力端子に接続されてお
り、アンドゲート20の出力端子はフリップフロップ1
9のセット端子Sに接続されれている。すなわち、5ビ
ットデータAがすべて「0」で与えられるときに、アン
ドゲート20によりフリップフロップ19をセット状態
(1)に保持する。5ビットデータ値Aが「0」以外の
ときには、スワローカウンタ14aは「1」をカウント
するタイミングでフリップフロップ19に1を出力す
る。
【0024】次に、上記構成による動作を説明する。分
周回路12aでは、フリップフロップ19の出力カウン
ト信号S19がローレベルで入力されているときはVC
O11の出力信号S11が分周値(K+1)をもって分
周され、カウント信号S19がハイレベルで入力された
ときはVCO11の出力信号S11が分周値Kをもって
分周され、パルス信号S12aとしてメインカウンタ1
3、アンドゲート17およびフリップフロップ19のク
ロック入力に出力される。
【0025】また、メインカウンタ13では、外部から
与えられるカウントデータ値Np(Np>2)が分周回
路12の出力信号12a(クロック信号CLK)に基づ
いてカウントダウンされ(Np個のパルスをカウン
ト)、カウント値が0になったことを示す信号S13が
位相比較回路15に出力される。
【0026】スワローカウンタ14aでは、分周回路1
2aの出力パルス信号S12aとインバータ18の出力
信号S18との論理積をとるアンドゲート17の出力パ
ルス信号S17を受けて、外部から与えられたカウント
データ値A(A<Np)がその信号S17に基づきカウ
ントダウンされる。そして、そのカウント値が1になる
と「1」の信号をフリップフロップ19に出力する。こ
のとき、スワローカウンタ14aへの定数データAは5
ビットデータとして与えられるいるが、スワローカウン
タ14aへの入力に並行してアンドゲート20に入力さ
れる。そして、5ビットデータAがすべて「0」で与え
られるときに、アンドゲート20の出力がハイレベルと
なり、フリップフロップ19がセットされる。すなわ
ち、5ビットデータAが「0」でないときはスワローカ
ウンタ14aが「1」をカウントするタイミングでフリ
ップフロップ19の入力Dに「1」が入力され、5ビッ
トデータAが「0」のときはフリップフロップ19はセ
ット状態にあって常に「1」を出力している。したがっ
て、このときカウンタ内の遅延等に基づくグリッチが発
生することがない。
【0027】すなわち、スワローカウンタ14aおよび
フリップフロップ19では、メインカウンタ13がNp
個のパルスをカウントする前に、A個のパルスがカウン
トされ、分周回路12aにA×(信号S12aのパルス
幅)の幅のローレベルのパルスが出力される。結果的
に、分周回路12aはカウント信号S19がハイレベル
のとき分周値がKとなるので、分周回路12a、メイン
カウンタ13およびスワローカウンタ14aにより全体
の分周比Dが(K・Np+A)に設定される。
【0028】また、信号S13はメインカウンタ13お
よびスワローカウンタ14aにプリセットイネーブル信
号PEとして入力される。プリセットイネーブル信号P
Eが入力されると、メインカウンタ13およびスワロー
カウンタ14aではカウント値がプリセットされ、外部
から与えられる分周用定数としてのカウントデータ値N
pおよびAからカウントダウンが行われる。
【0029】そして、位相比較回路15では、メインカ
ウンタ13の出力信号S13の位相と基準信号Vref の
位相が比較される。比較の結果、メインカウンタ13の
出力信号S13の位相が基準信号Vref の位相より進ん
でいるか遅れているときかを示す制御信号S15がロー
パスフィルタ16を介してVCO11にフィードバック
される。そして、メインカウンタ13の出力信号S13
と基準信号Vref の位相差が零になったとき、ロック状
態となり上述したフィードバックループが安定する。
【0030】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、制御信号の入力レベルに応じた周波数で発振するV
CO11と、ローレベルのカウント信号を入力した場合
には値(K+1)、ハイレベルのカウント信号を入力し
た場合には値Kを分周値としてVCO11の出力信号を
分周しパルス信号を出力する分周回路12aと、分周回
路12aの出力パルス信号に基づき外部から与えられる
カウントデータ値Npを1までカウントダウンするカウ
ンタ部と当該カウンタ部の出力信号を分周回路12aの
出力パルス信号に基づいてラッチするフリップフロップ
FF2とを含むメインカウンタ13と、分周回路12a
の出力パルス信号に基づいて外部から与えられるカウン
トデータ値Npより小さいカウントデータ値Aを1まで
カウントダウンするスワローカウンタ14aと、スワロ
ーカウンタ14aの出力を分周回路12aの出力パルス
信号に基づいてラッチするフリップフロップ19と、ス
ワローカウンタ14aへ入力されるカウントデータ値A
を入力し、当該カウントデータ値Aが0データの場合に
フリップフロップ19をセット状態にするアンドゲート
20と、メインカウンタ13の出力信号と基準信号との
位相差を比較し、その結果を制御信号としてLPF16
を介してVCO11に出力する位相比較回路15とを設
けたので、グリッチの発生を確実に防止でき、誤動作の
発生を防止でき、精度の高い周波数シンセサイザを実現
できる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の周波数シ
ンセサイザによれば、グリッチの発生を防止でき、誤動
作を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るパルススワロー方式周波数シンセ
サイザの一実施形態を示すブロック図である。
【図2】図1の回路の分周動作を説明するための図であ
る。
【図3】従来のパルススワロー方式周波数シンセサイザ
の構成例を示すブロック図である。
【図4】図3の回路の分周動作を説明するための図であ
る。
【符号の説明】
10a…パルススワロー方式周波数シンセサイザ 11…VCO 12a…分周回路 13…メインカウンタ 14a…スワローカウンタ 15…位相比較回路(P/C) 16…ローパスフィルタ(LPF) 17…2入力アンドゲート 18…インバータ 19…フリップフロップ 20…アンドゲート

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制御信号の入力レベルに応じた周波数で
    発振する発振手段と、 カウント信号が第1の論理レベルにあるときには値Kを
    分周比とし、上記カウント信号が第2の論理レベルにあ
    るときには値(K+1)を分周比として上記発振手段の
    出力信号を分周してパルス信号を出力する分周手段と、 外部から与えられるカウント値Npを上記パルス信号に
    応答してカウントダウンし、1を検出するとその検出結
    果を出力する第1のカウンタと、 上記第1のカウンタの出力信号を上記パルス信号に応答
    して保持する第1のラッチ回路と、 外部から与えられるカウント値Aを上記パルス信号に応
    答してカウントダウンし、1を検出するとその検出結果
    を出力する第2のカウンタと、 上記第2のカウンタの出力信号を上記パルス信号に応答
    して保持する第2のラッチ回路と、 上記カウント値Aが0のときに上記第2のラッチ回路の
    出力を固定とする第1の制御回路と、 上記第2のラッチ回路の出力に応じて上記パルス信号の
    上記第2のカウンタへの入力を制御する第2の制御回路
    と、 上記第1のラッチ回路の出力信号と基準信号との位相差
    を比較し、その比較結果を上記制御信号として上記発振
    手段に出力する位相比較手段とを有する周波数シンセサ
    イザ。
  2. 【請求項2】 上記カウンタ値Aは上記カウント値Np
    よりも小さい値である請求項1に記載の周波数シンセサ
    イザ。
  3. 【請求項3】 上記第1および第2のカウンタは上記第
    1のラッチ回路の出力信号によりリセットされ、上記第
    2のラッチ回路の出力信号が上記カウント信号である請
    求項1又は2に記載の周波数シンセサイザ。
JP9167251A 1997-06-24 1997-06-24 周波数シンセサイザ Withdrawn JPH1117536A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001289918A (ja) * 2000-04-10 2001-10-19 Fujitsu Ltd Pll半導体装置並びにその試験の方法及び装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Effective date: 20040907