JPS6187428A - PPL locking method - Google Patents
PPL locking methodInfo
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- JPS6187428A JPS6187428A JP60221472A JP22147285A JPS6187428A JP S6187428 A JPS6187428 A JP S6187428A JP 60221472 A JP60221472 A JP 60221472A JP 22147285 A JP22147285 A JP 22147285A JP S6187428 A JPS6187428 A JP S6187428A
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- JP
- Japan
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- pll
- oscillator
- frequency
- pll14
- lock
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- Granted
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- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はPLL (Phase tacked Loo
p)をロックレンジ内の入力信号に対して確実にロック
させるロック方式に関する。[Detailed Description of the Invention] The present invention is based on PLL (Phase tacked loop).
The present invention relates to a locking method for reliably locking p) to an input signal within a lock range.
PLLには電圧制御発振器(以下vCOという)の自走
周波数を中心としてキャプチャーレンジという、入力信
号の周波数がこのレンジ内にあれば非ロツク状fmから
ロック状態に移行するレンジと、いったん人力<n号に
ロックするとロック状態を維持することができるロック
レンジとが定義されている。市販のPLL ICではそ
の使い方によってちがいはあるが、キャプチャーレンジ
はvCOの自走周波数の±10%程度であり、ロックレ
ンジはvCOの自走周波数の士数十%程度である。した
がって周波数の変動範囲がキャプチャーレンジ外になる
ような入力信号にはPLLがロックできず、 PLLが
機能できないという欠点があった。The PLL has a capture range centered around the free-running frequency of the voltage controlled oscillator (hereinafter referred to as vCO), which transitions from the non-lock state fm to the lock state if the frequency of the input signal is within this range, and A lock range is defined within which the locked state can be maintained when locked to a specific number. Commercially available PLL ICs have a capture range of about ±10% of the free-running frequency of the vCO, and a lock range of about several tens of percent of the free-running frequency of the vCO, although there are differences depending on how they are used. Therefore, there was a drawback that the PLL could not lock onto an input signal whose frequency fluctuation range was outside the capture range, and the PLL could not function.
本発明は上記欠点を解消し、入力信号の周波数変動範囲
がキャプチャーレンジ外になってもロックレンジ内であ
ればPLLを入力信号にロックさせることができるPL
Lのロック方式を堤供することを目的とする。The present invention solves the above-mentioned drawbacks, and even if the frequency fluctuation range of the input signal is outside the capture range, the PLL can be locked to the input signal as long as it is within the lock range.
The purpose is to provide a locking method for L.
以下図面を参照しながら本発明の実施例について説明す
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は複写機のトナー濃度コントローラに本発明を実
施した例である6電源部11は1電源の入力から正及び
負の電源(+ Vcc’、 −Vcc )を作る回路で
あって抵抗R1,R2,演算増幅器ul、トランジスタ
TR1,、TR2よりなり、アース電位を基準にして抵
抗RL、 R2の分圧比で決まる正及び負の電源、本実
施例ではR1=R2として12Vの入力電圧から±6V
の電源を作っている“。発振器12はトランジスタTR
3、コイルし、コンデンサC2,C3、抵抗R3〜R6
よりなり、コンデンサC2,C3及びコイルしによって
決まる周波数で発振するコルピッツ型発振器である。コ
イルしは複写1機における@像装置の現像剤流路に設置
され、鉄粉とトナーの混合物である@像剤の混合比、つ
まり、トナー濃度によりコイルLのインダクタンスが変
化して発振器12がトナー211度に応じた周波数で発
振する。FM復調器13はPLL IC(NE565^
、シグネティクス社製) 14を利用しており、発振器
12の出力はカップリングコンデンサC4を介してPL
L 14に入力される。この復調器13において、抵抗
R7,R8はPLL 14の入力バイアス回路を構成し
、ダイオードDI、D2は振幅リミッタを構成するもの
で入力回路の保護の機能をはたす。FIG. 1 shows an example in which the present invention is implemented in a toner density controller of a copying machine. 6. A power supply section 11 is a circuit that generates positive and negative power supplies (+Vcc', -Vcc) from one power supply input, and includes a resistor R1. , R2, an operational amplifier ul, transistors TR1, , TR2, and positive and negative power supplies determined by the voltage division ratio of resistors RL and R2 with the ground potential as a reference. 6V
The oscillator 12 is a transistor TR.
3. Coil, capacitors C2, C3, resistors R3 to R6
This is a Colpitts-type oscillator that oscillates at a frequency determined by the capacitors C2 and C3 and the coil. The coil is installed in the developer flow path of the imager in a copying machine, and the inductance of the coil L changes depending on the mixing ratio of the imager, which is a mixture of iron powder and toner, that is, the toner concentration, and the oscillator 12 is activated. The toner oscillates at a frequency corresponding to 211 degrees. The FM demodulator 13 is a PLL IC (NE565^
, manufactured by Signetics) 14, and the output of the oscillator 12 is connected to the PL via a coupling capacitor C4.
It is input to L14. In this demodulator 13, resistors R7 and R8 constitute an input bias circuit of the PLL 14, and diodes DI and D2 constitute an amplitude limiter and function to protect the input circuit.
抵抗R9,RIO及びコンデンサC5はl’LL 14
におけるVCOの自走周波数を決定する素子であり、抵
抗R9を可変してvCOの自走周波数を可変することに
よってFM復調器13の出力レベルを変えトナー濃度を
調整することができる。FM復調器13の後段のバッフ
ァ15.積分器16から明らかなように最終段の出力は
Ovを基準にして+Vcc側から−Vcc側にスイング
するので、所定トナー濃度のときにPLL 14の出力
、すなわちその6,7番端子間の電圧がOVになるよう
に抵抗R9が調整される。コンデンサC6゜C7はPL
L 14の帰還ループのローパスフィルタを構成し、制
御ループの安定のためのものである。バッファ15は演
算増幅器u2、コンデンサC8、抵抗Rts〜R14よ
りなり、 PLL 14の出力を過負荷にならないよう
にバッファする。積分器16は演算増幅器u3゜コンデ
ンサC9、抵抗R15,R16よりなり、バッファ15
の出力をOvを基準として積分してレベル検知を行う、
積分器16によるレベル検知を行なったのはPLL 1
4の出力にリップルを含むためと、現像剤の流通性の悪
さによるリップルを含むためで1周波数の高いリップル
によって出力がでるのをさけるためである。なお、ここ
で、トナーを現像装置の現像剤に補給する部分は示して
ないが、積分器16の出力が低レベルのとき補給用トナ
ーの入ったボトルを回転させ、濃いトナーを現像タンク
中に導く構成となっている。Resistor R9, RIO and capacitor C5 are l'LL 14
This element determines the free-running frequency of the VCO in the VCO, and by varying the free-running frequency of the VCO by varying the resistor R9, the output level of the FM demodulator 13 can be changed and the toner density can be adjusted. Buffer 15 after the FM demodulator 13. As is clear from the integrator 16, the output of the final stage swings from the +Vcc side to the -Vcc side with Ov as the reference, so when the toner concentration is a predetermined value, the output of the PLL 14, that is, the voltage between its 6th and 7th terminals. Resistor R9 is adjusted so that OV becomes OV. Capacitor C6゜C7 is PL
It constitutes a low-pass filter for the feedback loop of L14 and is for stabilizing the control loop. The buffer 15 includes an operational amplifier u2, a capacitor C8, and resistors Rts to R14, and buffers the output of the PLL 14 to prevent overload. The integrator 16 consists of an operational amplifier u3°, a capacitor C9, resistors R15 and R16, and a buffer 15.
Level detection is performed by integrating the output of Ov as a reference.
Level detection by the integrator 16 was performed by PLL 1.
This is because the output of No. 4 includes ripples, and because the output includes ripples due to poor circulation of the developer, and to avoid output caused by ripples with high frequencies. Although the part where toner is replenished into the developer of the developing device is not shown here, when the output of the integrator 16 is at a low level, the bottle containing the replenishing toner is rotated, and the dense toner is poured into the developing tank. It is structured to guide you.
抵抗R9の調整においてPLL(NE565A) 14
の特性から所定のトナー濃度における発振器12の発振
周波数frとvCOの自走周波数foを一致させたとき
、PLL14の6,7番の端子間電圧はOvになるとは
限らず、カタログ値から最大200m Vのオフセット
をもっているので、この最大200m Vをキャンセル
するように抵抗R9で自走周波数fOを変えて調整する
必要が生ずる。その調整量はFM復調の感度により決ま
り、最悪の条件のものでは発振周波数ftに対して20
%、自走周波数fOをずらす必要がある。しかし、この
PLL 14においてはキャプチャーレンジは約±10
%、ロックレンジは約60%であるので、20%だけ自
走周波数fOをずらしである場合は自走周波数foの調
整により発振周波数frがキャプチャーレンジからはず
れてしまうため、従来は電源投入時にPLL 14が発
振器12の出力信号にロックせず、トナー濃度コントロ
ーラとしての機能がはたせない事態が生じた。本実施例
は抵抗RL7〜R19,コンデンサ10、トランジスタ
TR4からなる時定数回路制御回路を設けて抵抗R9,
RIOの電流を電源投入後に徐々に変化させることによ
りvCOの自走周波数決定素子R9,RIOへの印加電
圧の立ち上りを指数関数状にしてその立ち上りの途中で
はコンデンサC5への充電電流がへる構成にし、 VC
Oの自走周波数foをスイープ発振させてPLL 14
を発振器12の出力信号に確実にロックさせるようにし
たものである。この状態をコンデンサC5の端子電圧の
交流会にて示したのが第3図のfoである。第3図のf
rは発振器12の出力波形であり、発振器12は電源投
入と共に所定の電圧が印加されるので、初期から一定の
周波数frが発振する。第2図はfrとfOの関係を周
波数を横軸にして示したもので、前述したようにfoが
frに対して高くなりキャプチャーレンジをこえること
がある。このときでも、第3図に示した°ようにfoを
スイープさせればfoが低い周波数からだんだん高い周
波数に移行してfrとすれちがい、またはfrがキャブ
、チャーレンジ内に入ってPLL 14がロック状態に
なる。PLL 14は−たんロック状態になれば第2図
の鎖線で示すロックレンジで作動するので、トナーの流
れのリップルによって生ずるfrの大きな変動に対して
も確実な動作が可能になる。PLL (NE565A) 14 in adjusting resistor R9
According to the characteristics, when the oscillation frequency fr of the oscillator 12 and the free-running frequency fo of the vCO are matched at a predetermined toner concentration, the voltage between the terminals 6 and 7 of the PLL 14 is not necessarily Ov, and the maximum voltage is 200 m from the catalog value. Since there is an offset of V, it is necessary to adjust the free running frequency fO by changing the resistor R9 to cancel this maximum of 200 mV. The amount of adjustment is determined by the sensitivity of FM demodulation, and under the worst conditions, 20
%, it is necessary to shift the free-running frequency fO. However, in this PLL 14, the capture range is approximately ±10
%, the lock range is about 60%, so if the free-running frequency fO is shifted by 20%, the oscillation frequency fr will deviate from the capture range by adjusting the free-running frequency fo, so conventionally, when the power is turned on, the PLL 14 was not locked to the output signal of the oscillator 12, and a situation occurred where the toner concentration controller could not function. In this embodiment, a time constant circuit control circuit consisting of resistors RL7 to R19, a capacitor 10, and a transistor TR4 is provided.
By gradually changing the RIO current after the power is turned on, the rise of the voltage applied to the free-running frequency determining element R9 of vCO and RIO is made into an exponential function, and the charging current to the capacitor C5 decreases in the middle of the rise. VC
Sweep oscillation of the free running frequency fo of O to generate PLL 14
is made to reliably lock to the output signal of the oscillator 12. Fo in FIG. 3 shows this state in terms of the exchange of the terminal voltage of capacitor C5. f in Figure 3
r is the output waveform of the oscillator 12, and since a predetermined voltage is applied to the oscillator 12 when the power is turned on, the oscillator 12 oscillates at a constant frequency fr from the beginning. FIG. 2 shows the relationship between fr and fO with frequency as the horizontal axis. As mentioned above, fo may become higher than fr and exceed the capture range. Even in this case, if you sweep fo as shown in Figure 3, fo will gradually move from a low frequency to a high frequency and pass each other with fr, or fr will enter the cab or charge range and PLL 14 will lock. become a state. Since the PLL 14 operates in the lock range shown by the dashed line in FIG. 2 when it is in the lock state, reliable operation is possible even with large fluctuations in fr caused by ripples in the flow of toner.
ここに電源投入後には徐々に発光ダイオードLEDの電
流が増加し、その、光を受けるフォトトランジスタPT
Rで抵抗R9,RIOの電流が制御してfoを低い方か
ら高い値ヘスイープさせている。なお、上記実施例にお
いて第4図に示すように、抵抗R17とコンデンサCI
Oとを逆にしフォトトランジスタPTRと並列に抵抗R
20を接続すればfoを高い方から低い値ヘスイープす
ることができる。このようなスイープはfrに対してf
oが低い方ヘシフトしている場合に使用される。抵抗R
20はフォトトランジスタPTRがカットオフしたとき
のfoを決めるための抵抗である。又foをスイープす
るためにコンデンサC5を同様に制御することもできる
。以上、PLLとしてシグネティクス社製のNE565
Aを用いた例について説明したが1本発明はPLL全般
に適用可能である。特にモータの速度制御装置や、複写
機のトナー濃度コントローラ等に用いられて入力の周波
数の偏移帯域が広い場合に必要であり、PLLは確実な
制御を行うことができる。又発振器12 (又は信号の
受信器)とPLL 14の電源が別の場合は立ち上りの
遅い方の電源の立ち上り時にPLLのfOをスイープす
ればよい。After the power is turned on, the current of the light emitting diode LED gradually increases, and the phototransistor PT receives the light.
R controls the currents of resistors R9 and RIO to sweep fo from a low value to a high value. In addition, in the above embodiment, as shown in FIG. 4, the resistor R17 and the capacitor CI
A resistor R is connected in parallel with the phototransistor PTR, with the
If 20 is connected, fo can be swept from a high value to a low value. Such a sweep is f for fr
Used when o is shifted to the lower side. Resistance R
20 is a resistor for determining fo when the phototransistor PTR is cut off. Capacitor C5 can also be similarly controlled to sweep fo. As mentioned above, the NE565 manufactured by Signetics is used as a PLL.
Although an example using PLL has been described, the present invention is applicable to PLL in general. This is especially necessary when used in motor speed control devices, toner density controllers for copying machines, etc., where the input frequency shift band is wide, and the PLL can perform reliable control. If the power supplies for the oscillator 12 (or signal receiver) and the PLL 14 are different, the fO of the PLL may be swept when the power supply that rises slowly rises.
以上のように本発明によるPLLのロック方式によれば
PLLの■COを電源投入後に時定数回路を制御するこ
とによりスイープ発振させるので、 PLLの入力信号
の周波数変動がキャプチャーレンジ外になってもロック
レンジ内にあればPLLをロック状態にすることができ
、PLLは入力の周波数変動が広い場合でも使用可能と
なる。As described above, according to the PLL locking method according to the present invention, the CO of the PLL is caused to sweep oscillate by controlling the time constant circuit after power is turned on, so even if the frequency fluctuation of the PLL input signal is outside the capture range, If it is within the lock range, the PLL can be put into a locked state, and the PLL can be used even when the input frequency fluctuations are wide.
第1図は本発明を応用したトナー濃度コントローラの一
例を示す回路図、第2図及び第3図は本発明を説明する
ための図、第4図は本発明の詳細な説明するための回路
図である。
11・・・・電源部、13・・・・FM復調器、14・
・・・PLL、R9,RIO・・・・抵抗、C5・・・
・コンデンサ、R17〜R20・・・抵抗、C10・・
・・コンデンサ、 TR4・・・・トランジスタ、LE
D・・・・発光ダイオード、 PTR・・・・フォトト
ランジスタ。FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a toner density controller to which the present invention is applied, FIGS. 2 and 3 are diagrams for explaining the present invention, and FIG. 4 is a circuit diagram for explaining the present invention in detail. It is a diagram. 11...Power supply unit, 13...FM demodulator, 14...
...PLL, R9, RIO...Resistance, C5...
・Capacitor, R17-R20...Resistance, C10...
...Capacitor, TR4...Transistor, LE
D...Light emitting diode, PTR...Phototransistor.
Claims (1)
徐々に変化する信号を発生しこの信号により上記電圧制
御発振器の時定数回路を制御して上記電圧制御発振器を
スィープ発振させることによって当該PPLをロックレ
ンジ内の入力信号に対してロックさせる時定数回路制御
回路を備えたPLLのロック方式。In a PPL having a voltage controlled oscillator, a signal that gradually changes after the power is turned on is generated, and this signal controls the time constant circuit of the voltage controlled oscillator to cause the voltage controlled oscillator to sweep oscillate, thereby keeping the PPL within the lock range. A PLL locking method that includes a time constant circuit control circuit that locks to the input signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60221472A JPS6187428A (en) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | PPL locking method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60221472A JPS6187428A (en) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | PPL locking method |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12063477A Division JPS5453949A (en) | 1977-10-07 | 1977-10-07 | Locking method for pll |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6187428A true JPS6187428A (en) | 1986-05-02 |
| JPS626371B2 JPS626371B2 (en) | 1987-02-10 |
Family
ID=16767250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60221472A Granted JPS6187428A (en) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | PPL locking method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6187428A (en) |
-
1985
- 1985-10-04 JP JP60221472A patent/JPS6187428A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS626371B2 (en) | 1987-02-10 |
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