JPS626371B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS626371B2 JPS626371B2 JP60221472A JP22147285A JPS626371B2 JP S626371 B2 JPS626371 B2 JP S626371B2 JP 60221472 A JP60221472 A JP 60221472A JP 22147285 A JP22147285 A JP 22147285A JP S626371 B2 JPS626371 B2 JP S626371B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pll
- frequency
- circuit
- vco
- free
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 14
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229920000729 poly(L-lysine) polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はPLL（Phase Locked Loop）をロツ
クレンジ内の入力信号に対して確実にロツクさせ
るロツク方式に関する。
クレンジ内の入力信号に対して確実にロツクさせ
るロツク方式に関する。
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ヤプチヤーレンジと
いう、入力信号の周波数がこのレンジ内にあれば
非ロツク状態からロツク状態に移行するレンジ
と、いつたん入力信号にロツクするとロツク状態
を維持することができるロツ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つ
てちがいはあるが、キヤプチヤーレンジはVCO
の自走周波数の±10％程度であり、ロツクレンジ
はVCOの自走周波数の±数＋％程度である。し
たがつて周波数の変動範囲がキヤプチヤーレンジ
外になるような入力信号にはPLLがロツクでき
ず、PLLが機能できないという欠点があつた。
の自走周波数を中心としてキヤプチヤーレンジと
いう、入力信号の周波数がこのレンジ内にあれば
非ロツク状態からロツク状態に移行するレンジ
と、いつたん入力信号にロツクするとロツク状態
を維持することができるロツ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つ
てちがいはあるが、キヤプチヤーレンジはVCO
の自走周波数の±10％程度であり、ロツクレンジ
はVCOの自走周波数の±数＋％程度である。し
たがつて周波数の変動範囲がキヤプチヤーレンジ
外になるような入力信号にはPLLがロツクでき
ず、PLLが機能できないという欠点があつた。
本発明は上記欠点を解消し、入力信号の周波数
変動範囲がキヤプチヤーレンジ外になつてもロツ
クレンジ内であればPLLを入力信号にロツクさせ
ることができるPLLのロツク方式を提供すること
を目的とする。
変動範囲がキヤプチヤーレンジ外になつてもロツ
クレンジ内であればPLLを入力信号にロツクさせ
ることができるPLLのロツク方式を提供すること
を目的とする。
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。
て説明する。
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。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
回路であつて抵抗Ｒ１，Ｒ２、演算増幅器ｕ１、
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Ｒ１，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の電源を作つている。発
振器１２はトランジスタTR３、コイルＬ、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Ｌによつて決まる
周波数で発振するコルピツツ型発振器である。コ
イルＬは複写機における現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現像剤の
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がトナー濃度
に応じた周波数で発振する。FM復調器１３は
PLL IC（NE565A、シグネテイクス社製）１４
を利用しており、発振器１２の出力はカツプリン
グコンデンサＣ４を介してPLL１４に入力され
る。この復調器１３において、抵抗Ｒ７，Ｒ８は
PLL１４の入力バイアス回路を構成し、ダイオー
ドＤ１，Ｄ２は振幅リミツタを構成するもので入
力回路の保護の機能をはたす。抵抗Ｒ９，Ｒ１０
及びコンデンサＣ５はPLL１４におけるVCOの
自走周波数を決定する素子であり、抵抗Ｒ９の可
変によりVCOにおける時定数回路の電流を可変
してVCOの自走周波数を可変することによつて
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
バツフア１５、積分器１６から明らかなように最
終段の出力は0V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
PLL１４の出力、すなわちその６、７番端子間の
電圧が0Vになるように抵抗Ｒ９が調整される。
コンデンサＣ６，Ｃ７はPLL１４の帰還ループの
ローパスフイルタを構成し、制御ループの安定の
ためのものである。バツフア１５は演算増幅器ｕ
２、コンデンサＣ８、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４よりな
り、PLL１４の出力を過負荷にならないようにバ
ツフアする。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、バツ
フア１５の出力を0V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
なつたのはPLL１４の出力にリツプルを含むため
と、現像剤の流通性の悪さによるリツプルを含む
ためで、周波数の高いリツプルによつて出力がで
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
ナーの入つ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つている。
発明を実施した例である。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
回路であつて抵抗Ｒ１，Ｒ２、演算増幅器ｕ１、
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Ｒ１，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の電源を作つている。発
振器１２はトランジスタTR３、コイルＬ、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Ｌによつて決まる
周波数で発振するコルピツツ型発振器である。コ
イルＬは複写機における現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現像剤の
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がトナー濃度
に応じた周波数で発振する。FM復調器１３は
PLL IC（NE565A、シグネテイクス社製）１４
を利用しており、発振器１２の出力はカツプリン
グコンデンサＣ４を介してPLL１４に入力され
る。この復調器１３において、抵抗Ｒ７，Ｒ８は
PLL１４の入力バイアス回路を構成し、ダイオー
ドＤ１，Ｄ２は振幅リミツタを構成するもので入
力回路の保護の機能をはたす。抵抗Ｒ９，Ｒ１０
及びコンデンサＣ５はPLL１４におけるVCOの
自走周波数を決定する素子であり、抵抗Ｒ９の可
変によりVCOにおける時定数回路の電流を可変
してVCOの自走周波数を可変することによつて
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
バツフア１５、積分器１６から明らかなように最
終段の出力は0V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
PLL１４の出力、すなわちその６、７番端子間の
電圧が0Vになるように抵抗Ｒ９が調整される。
コンデンサＣ６，Ｃ７はPLL１４の帰還ループの
ローパスフイルタを構成し、制御ループの安定の
ためのものである。バツフア１５は演算増幅器ｕ
２、コンデンサＣ８、抵抗Ｒ１１〜Ｒ１４よりな
り、PLL１４の出力を過負荷にならないようにバ
ツフアする。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、バツ
フア１５の出力を0V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
なつたのはPLL１４の出力にリツプルを含むため
と、現像剤の流通性の悪さによるリツプルを含む
ためで、周波数の高いリツプルによつて出力がで
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
ナーの入つ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つている。
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0V
になるとは限らず、カタログ値から最大200ｍＶ
のオフセツトをもつているので、この最大200ｍ
Ｖをキヤ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fr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PLL１４におい
てはキヤプチヤーレンジは約±10％、ロツクレン
ジは約60％であるので、20％だけ自走周波数foを
ずらしてある場合は自走周波数foの調整により発
振周波数frがキヤプチヤーレンジからはずれてし
まうため、従来は電源投入時にPLL１４が発振器
１２の出力信号にロツクせず、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Ｒ１７〜Ｒ１９、コンデンサ１
０、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，Ｒ１０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，Ｒ１０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
VC０における時定数回路の電流が減つてコンデ
ンサＣ５への充電電流がへる構成にし、VCOの
自走周波数foをスイープ発振させてPLL１４を発
振器１２の出力信号に確実にロツクさせるように
したものである。この状態をコンデンサＣ５の端
子電圧の交流分にて示したのが第３図のfoであ
る。第３図のfr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
りキヤプチヤ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がキヤプチヤ
ーレンジ内に入つてPLL１４がロツク状態にな
る。PLL１４は一たんロツク状態になれば第２図
の鎖線で示すロツクレンジで作動するので、トナ
ーの流れのリツプルによつて生ずるfrの大きな変
動に対しても確実な動作が可能になる。
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0V
になるとは限らず、カタログ値から最大200ｍＶ
のオフセツトをもつているので、この最大200ｍ
Ｖをキヤ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fr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PLL１４におい
てはキヤプチヤーレンジは約±10％、ロツクレン
ジは約60％であるので、20％だけ自走周波数foを
ずらしてある場合は自走周波数foの調整により発
振周波数frがキヤプチヤーレンジからはずれてし
まうため、従来は電源投入時にPLL１４が発振器
１２の出力信号にロツクせず、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Ｒ１７〜Ｒ１９、コンデンサ１
０、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，Ｒ１０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，Ｒ１０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
VC０における時定数回路の電流が減つてコンデ
ンサＣ５への充電電流がへる構成にし、VCOの
自走周波数foをスイープ発振させてPLL１４を発
振器１２の出力信号に確実にロツクさせるように
したものである。この状態をコンデンサＣ５の端
子電圧の交流分にて示したのが第３図のfoであ
る。第３図のfr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
りキヤプチヤ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がキヤプチヤ
ーレンジ内に入つてPLL１４がロツク状態にな
る。PLL１４は一たんロツク状態になれば第２図
の鎖線で示すロツクレンジで作動するので、トナ
ーの流れのリツプルによつて生ずるfrの大きな変
動に対しても確実な動作が可能になる。
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、その光を受けるフオトト
ランジスタPTRで抵抗Ｒ９，Ｒ１０の電流が制
御してfoを低い方から高い値へスイープさせてい
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Ｃ１０とを逆にしフ
オトトランジスタPTRと並列に抵抗Ｒ２０を接
続すればfoを高い方から低い値へスイープするこ
とができる。このようなスイープはfrに対してfo
が低い方へシフトしている場合に使用される。抵
抗Ｒ２０はフオトトランジスタPTRがカツトオ
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
イクス社製のNE565Aを用いた例について説明し
たが、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PLL１４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。
LEDの電流が増加し、その光を受けるフオトト
ランジスタPTRで抵抗Ｒ９，Ｒ１０の電流が制
御してfoを低い方から高い値へスイープさせてい
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Ｃ１０とを逆にしフ
オトトランジスタPTRと並列に抵抗Ｒ２０を接
続すればfoを高い方から低い値へスイープするこ
とができる。このようなスイープはfrに対してfo
が低い方へシフトしている場合に使用される。抵
抗Ｒ２０はフオトトランジスタPTRがカツトオ
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
イクス社製のNE565Aを用いた例について説明し
たが、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PLL１４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。
以上のように本発明によるPLLのロツク方式に
VCOにおける時定数回路の電流を可変すること
によりVCOの自走周波数を変化させることがで
きるPLLにおいて、電源投入後に徐々に変化する
信号を発生する回路を設けてその信号により上記
時定数回路の電流を変化させてVCOをスイープ
発振させるので、PLLの入力信号の周波数変動が
キヤプチヤーレンジ外になつてもロツクレンジ内
にあればPLLをロツ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。
VCOにおける時定数回路の電流を可変すること
によりVCOの自走周波数を変化させることがで
きるPLLにおいて、電源投入後に徐々に変化する
信号を発生する回路を設けてその信号により上記
時定数回路の電流を変化させてVCOをスイープ
発振させるので、PLLの入力信号の周波数変動が
キヤプチヤーレンジ外になつてもロツクレンジ内
にあればPLLをロツ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。
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図は本発明の実施
例を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，Ｒ１０……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、LED……発光
ダイオード、PTR……フオトトランジスタ。
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図は本発明の実施
例を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，Ｒ１０……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、LED……発光
ダイオード、PTR……フオトトランジスタ。
Claims (1)
- １ 直流電源より給電され電圧制御発振器におけ
る時定数回路の電流を可変することにより上記電
圧制御発振器の自走周波数を変化させることがで
きるPLLにおいて、上記直流電源の投入後に徐々
に変化する信号を発生する回路を設け、この回路
からの信号により上記時定数回路の電流を変化さ
せて上記電圧制御発振器をスイープ発振させるこ
とによつて当該PLLをロツクレンジ内の入力信号
に対してロツクさせることを特徴とするPLLのロ
ツク方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60221472A JPS6187428A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | Ｐｐｌのロツク方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60221472A JPS6187428A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | Ｐｐｌのロツク方式 |
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 JPS6187428A (ja) | 1986-05-02 |
| JPS626371B2 true JPS626371B2 (ja) | 1987-02-10 |
Family
ID=16767250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60221472A Granted JPS6187428A (ja) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | Ｐｐｌのロツク方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6187428A (ja) |
-
1985
- 1985-10-04 JP JP60221472A patent/JPS6187428A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6187428A (ja) | 1986-05-02 |
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