JPS63193614A - 発振装置 - Google Patents

発振装置

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JPS63193614A
JPS63193614A JP62023441A JP2344187A JPS63193614A JP S63193614 A JPS63193614 A JP S63193614A JP 62023441 A JP62023441 A JP 62023441A JP 2344187 A JP2344187 A JP 2344187A JP S63193614 A JPS63193614 A JP S63193614A
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Toshiro Kinugasa
敏郎 衣笠
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、基準となるパルス信号に位相同期した標本化
パルス、クロックパルスなどの高周波パルスを形成する
のに用いて好適な発振装置に関する。
〔従来の技術〕
ビデオ機器においては、ビデオ信号の、たとえば水平同
期信号と一定の位相関係にある高周波パルス信号を用い
るものが多い。このようなビデオ機器としては、たとえ
ば、ビデオ信号のテイシタル符号化装置、電荷転送素子
を用いたビデオ信号遅延装置、固体撮像素子を用いたビ
デオカメラ装置などがあり、これらに用いらり、る標本
化パルスもしくはクロックパルスは、処理されるヒデオ
甑号の水平開1iJl信号と一定の位相関係に保たれる
このようなりロックパルスもしくは標本化パルスを生成
するだめの発振装置としては、従来、電圧制御発振2:
;(以下、Vooという)、でフェーズロックドループ
(以下、I) L l=という)を構成し、このVCO
の出力周波数および出力位相を水平開jjJ]伯号など
の基(1(となる信号(以−ド、基準信号とい・う)に
ロックさせる方式か採用されている。この−例とし−(
は、たとえば、[=1立民生用ICデータブックーV 
T R用I C(111)、1.4007A)(昭和5
9年2月)p、136に開示されているが、基本的には
、V COの出力(li号を、その周波数か基準信号の
周波数と等しくなるように分周して比較信号とし、これ
を基(1(信号と位相比較し、1)られろ位相差信号で
VCOを制御するものであって、VCOから基準信号よ
りも高い周波数のパルス信号を安定に得られるようにし
ている。
一般に上記のようなビデオ機器においては、クロックパ
ルスや標本化パルスを得る手段には、基!′1(信号周
波数を水平走査周波数f IIとし、そのN倍(但し、
Nは整vj、)の周波数で発振するVCOを用いた、上
記の基本的なP L I−構成が採用されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
とごろで、かかる従来の発振装置においては、比較信号
を基準信号と同一周波数とするための分周器か用いられ
ているために、この分周器がらこの比較111号の整数
倍の周波数の分周ノイズが電圧制?’I11発振器の出
力信号に混入し、この出力信号が分周ノイスで位相変調
されるなど影啓を受ける。
そして、この電圧制御発振器の出力信号をL記のように
利用する場合、ビデオ信号の帯域内に分周ノイズが混入
することになり、ビデオ信号を劣化させてしまう。
また、使用される分周器の分周比が大きいときには、こ
の分周器は()4成が複雑で大型となり、発振装置が大
型となるという問題もあった。
本発明の目的は、かかる問題点を解消し、分周ノイズの
影響を回避できて規模を縮小可能とした発振装置を提供
するごとにある。
〔問題点を解決するための手段〕
−4−記目的を達成するために、本発明は、電圧制御発
振器の出力信号のm(但し、nlは1以上の整数)毎に
n (但し、nは3以上の整数)個の位相範囲を設定し
、該位相範囲を用いて基iB倍信号対する該電圧制御発
振器の出力信号の位相遷移を検出し、この検出結果に応
じて該電圧制御発振器の発振周波数を制御する。
〔作用〕
基準信号のエツジに対して電圧制御発振器の出力信号の
エツジが進んでレベか遅れていくかに応して、該電圧制
御発振器の出力信号が該基準信号の周波数のN倍(但し
、Nは整8)よりも高いか低いかが判定でき、この判定
結果にもとすいて該電圧制御発振器を制御することによ
り、該電圧制御発振器の発振周波数を該基準信号の周波
数のN倍にする。
;実施例〕 以下、本発明の実施例をM面によって説明する。
第1図は本発明による発振装置の一実施例を示すブロッ
ク図であって、■は入力端子、2は位相遷移検出器、3
はLPF (ローパスフィルタ)、4はVCO85は出
力端子、6は位相差生成器である。
同図において、入力端子1から水平同期信号などの基準
信号Aが入力される。この基準信号Aは位相遷移検出器
2に供給され、位相差生成回路6が出力する比較信号C
を用いて基準信号Aに対するVCO4の出力信号Bの位
相遷移状態が検出される。位相遷移検出回路2の出力信
号りはLPF3で平滑され、制御信号EとしてVCO4
に供給される。VCO4はこの制御信号已によって発振
周波数、発振位相が制御され、基準信号Aに位相がロッ
クし、高周波のパルス信号Bが得られる。
ここでは、VCO4から出力される高周波パルス信号B
の周波数は基準信号Aの周波数のN倍(但し、Nは2以
上の整数)とし、第2図に示すように、基準信号への立
下り時点(同図でP、P+1゜P+2として示している
)に高周波パルス信号Bの立上り時点をロックさせるも
のとする。
そこで、第3図に示すように、基準信号Aの立下りエツ
ジPに高周波パルス信号Bの1番目の周期(以下、周期
1という。同様にして、一般にi番目の周期を周期iと
いう)の立上りエツジが一致し、基準信号Aの次の立下
りエツジ(P+1)に高周波パルス信号Bの周期(N+
1)の立上りエツジが一致し、基準信号Aのさらに次の
立下りエツジ(P+2)が高周波パルス信号Bの周期(
2N+1)の立上りエツジに一致し、以下、高周波パル
ス信号BのN個毎の周期の立上りエツジが順次基準信号
Aの立下りエツジと一致するときには、基準信号Aを水
平同期信号としてその周波数をflI、高周波パルス信
号Bの周波数をrvc。
とすると、 fVC8−N−f o       −−−−−−−−
−−−(1)となる。この状態をVCO4が基準信号A
にロックしているという。これに対して、VCO4から
出力される高周波パルス信号Bの周波数が上式(1)%
式% るとすると、第4図に示すように、基準信号Aの立下り
エツジPに高周波パルス信号Bの周期1の立上りエツジ
が一致するとき、基準信号Aの次の立下りエツジ(P+
1)では高周波パルス信号Bの周期(N+1)の立上り
エツジがΔTだけずれ、基イM信号のさらに次の立下り
エツジ(P+2)では高周波パルス信号Bの周期(2N
+1)の立上りエツジが2八Tだけずれ、以下、基準信
号Aの立下りエツジ毎に高周波パルス信号BのN個目毎
の周期の立上りエツジのずれが順次ΔTずつ大きくなっ
ていくごとになる。この場合、高周波パルス信号Bの周
波数が上式(1)で表わされるr vcoよりも高い場
合には、高周波パルス信号BのN個毎の周期の立上りエ
ツジは基準信号Aの立下りエツジに対して順次ΔTずつ
進んでいき、逆に、高周波数パルス信号Bの周波数が上
式(1)で表わ〆れるr vcoよりも低い場合には、
高周波パルス信号BのN個毎の周期の立上りエツジは基
準信号Aの立下りエツジに対して順次ΔTずつ遅れてい
く。
以上のことから、すなわち、基準信号Aの立下りエツジ
に対して高周波パルス信号Bの立上りエツジが順次進ん
でいくか、遅れていくかあるいは常に一致しているかを
検出することにより、高周波パルス信号Bの周波数が上
記式+11のr vcoよりも高いか低いかもしくはr
 vcoに一致しているかを判定できる。
位相遷移検出器2はこの基準信号Aに対する高−周波パ
ルス信号Bの関係を検出するものであり、この検出結果
(すなわち、出力信号D)に応じてVCO4が制御され
、高周波パルス信号Bが式fl)で表わされる周波数r
 vcoとなるようにする。このために、位相差生成器
6で、第5図に示すように、VCO4が出力する高周波
パルス信号Bを1周期毎にp 、 、 p 2+ p 
1.−−−−−−−、、  p、、とn個(但し、nは
3以上の整数)の位相範囲に等分割し、位相遷移検出器
2は、基準信号Aの順次の立下りエツジがこれら位相範
囲のいずれにあるかを検出して、基準信号Aの立下りエ
ツジに対して高周波パルス信号Bの立上りエツジが順次
進んでいくか、遅れていくのかを検出する。
たとえば、基準信号Aの立下りエツジが常時高周波パル
ス信号BのN個毎の周期の位相範囲P1にあるときには
、基準信号Aと高周波パルス信号Bの周波数r vco
は上記式(11の関係にある。以下、これをロック状態
という。また、高周波パルス信号Bの周波数r vco
が上記式(1)で表わされるNfl(よりも高いときに
は、基準信号への立下りエツジPが高周波パルス信号B
の周期1の位相範囲にあるとすると、次の立下りエツジ
(P+1)以降の立下りエツジは、これらと一致すべき
高周波パルス信号Bの周期1の立上りエツジから次第に
ずれていき、ついには、位相範囲P2内にあるようにな
り、順次基準信号Aの所定周期毎に位相範囲P3+■)
4.   とずれていく。さらに、高周波パルス信号B
の周波数rvc。が上記式(1)で表わされるN f 
、。
よりも低いときには、逆に、基準信号への立下りエツジ
は所定周期毎に位相範囲P++ Pn +  P n−
11−とずれていく。
第6図はこのような位相遷移を図式的に示したものであ
って、破線は高周波パルス信号Bの周波数r vcoが
Nfllよりも高い場合を示し、実線は逆にNf、より
も低い場合を示している。ここで、破線で示される位相
遷移状態では、基準信号Aの立下りエツジPが高周波パ
ルス信号Bの周期1の位相範囲P1にあるとすると、基
(IL信号Aの次の立下りエツジ(P」i)は高周波パ
ルス信号Bの周期(N+1)の位相p1にあり、以下、
[高周波パルス化ηBの周期」という用語を省略し、基
準信号Aの次の2つの立下り工゛シジ(P+2)。
(P+3)は位相範囲P2にあり、さらに基準信号Aの
次の2つの立下りエツジD’l/l)、(Pl−5)が
位相範囲P、にあるというように、順次基準信号への立
上゛リコーツシが2つずつを単位としI て後の位相範囲に1つずつずれていくことを示している
。以下、このような位相遷移状態を遅れ位相遷移状態と
いう。また、実線で示す位相遷移状態では、同しく基準
信号Aの立下りエツジが2つずつを単位として、位相範
囲が1つずつP3.P2゜]’l、Pn+   −と前
の位相範囲にずれていくことを示している。以下、この
ような位相遷移状態をI!Lの位相遷移状態という。
このように、位相遷移状態は高周波パルス信号Bを基準
とした基準信号Aの立下りエツジの遷移を表わすものと
しており、高周波パルス信号Bの周波数f VCOがN
f、、よりも高いときには遅れ位相遷移状態となり、逆
にこれがN f +Iよりも低いときには進み位相遷移
状態となる。
ところで、いま、遅れ位相遷移状態にあり、高周波パル
ス信号Bの周期をTとし、基準信号Aの立I:リエツジ
Pか高周波パルス信号Bの周!IJI 1の立上りエツ
ジに一致して次の立下りエツジ(P+1)が高周波パル
ス信号Bの周期(N+1)の立上りエツジよりも八T(
但し、0くΔT<T)だけ遅れるとずろと、基準信号A
の周波数rHは、となる。ごこて、′/Tは高周波パル
ス信号Bの周波数fVC6であるから、式(2)は次の
ようになる。
−(N+ΔN)f。
=Nf、、+Δrvc。       −(3)(但し
、Δゴ/゛「−ΔN20〈ΔN〈1.かつΔN−f、、
−Δfvco) したがって、高周波パルス信号Bの周波数r vc。
はNrlIよりもΔr vcoだり高くなる。進み位相
遷移状態にあって同様に基準信号Δの立下りエツジ(1
)+1)がΔ′Fだ番ノ進むものとすると、高周波パル
ス信号13の周波数f VCOは、f vco −’−
’ (N−八N)  fH”’N f u−Δf VC
O(4)となり、N f nよりもΔr vcoだけ低
くなる。
ごこて、高周波パルス化ΣBの1191期毎に設定され
る位相範囲の数nを2とし、このときの遅れ4i7.4
11遷移状態と進め位相遷移状態とCごついで、第7図
により説明する。
同図のI3□は八T/ T=”/10とした進み位相遷
移状態での高周波パルス信号Bであり、基準信号への立
下りエツジPが高周波パルス信号B1の周iiJ] l
の立上りエツジよりもT/4だけ遅れているとすると、
基準信号Aの順次の立下りエツジP、  P(−1、り
 + 2.  P + 3.−−−−−に対して高周波
パルス信号B1の位相範囲は、 Pl−・P 、−P 2− P2−−−−−−−と移っ
ていく。第7図の13□は同しくΔT/T =2/10
としたときの遅れ位相遷移状態での高周波パルス信号B
であり、基準信号Aの順次の立下りエツジに対して高周
波パルス信号B2の位相範囲は、p、−p、−・P 2
−P2−=−−−と移っていき、進め位相遷移状態と同
しになる。
2+V ”i” 仏”j’ Aの立下りエツジが高周波
パルス信号Bの周ijJ] ]の立」二りエツジよりも
T/4だげ進んでいる場合も同様である。このことから
、位相遷移状態から高周波パルス信号Bの周波数r v
coがNf、。
よりも高いか低いかを判定することができない。
一般に、高周波パルス信号の1周期毎に設定される位相
範囲の数nを2とすると、基準信号への立下りエツジは
高周波パルス信号Bに設定された位相範囲P + 、 
P 2を移るだけであり、位相遷移状態から高周波パル
ス信号Bの周波数r vcoがNfHよりも高いか低い
かを判定することは困難である。
次に、高周波パルス信号Bの1周期毎に設定される位相
範囲の数nを3とした場合について、第8図を用いて説
明する。
同図の81はΔT/T=’/6 としたときの進み位相
遷移状態での高周波パルス信号Bであり、基準信号Aの
立下りエツジPが高周波パルス信号B。
の周期1の立上りエツジよりも1V12だけ遅れている
とすると、基準信号Aの順次の立下りエツジP、P+1
.P+2.P+3. − に対して、高周波パルスイル
号B、の位相範囲は、 P、→P、l→P3→P2→−−−−−−と移っていく
。第8図のB2は同じくΔT/T −176としたとき
の遅れ位相遷移状態での高周波パルス信号Bであり、基
準信号Aの順次の立下り工1 ζ ツジに対して高周波パルス信号B2の位相範囲は、P、
→Pl→P2→P2→−−−−−−−と移っていく。し
たがって、進み位相遷移状態と遅れ位相遷移状態とで位
相範囲の移り順序が異なる。
第8図の83.B4は夫々Δ’r/’r=’/zとした
ときの進み位相遷移状態、遅れ位相遷移状態での高周波
パルス信号Bであり、いずれも基準信号B2の位相範囲
は、 P1→P2→P1→P2→−−−−− と移ってい(。このために、進み位相遷移状態か遅れ位
相遷移状態かを判定できず、高周波パルス信号Bの周波
数fVC8がNfHよりも高いか低いかを判定できない
さらに、第8図のB、はΔT/T=5/6としたときの
進み位相遷移状態での高周波パルス信号Bであり、基準
信号Aの立下りエツジP、P+1゜P +2.  P 
+3.−−−−に対して高周波パルス信号B、の位相範
囲は、 Pl−・P+→P2→P2→−−〜− と移っていく。これは第8図B2で示したΔT/T−I
/6としたときの遅れ位相遷移状態での高周波パルス信
号Bの場合と同じである。一般に、ΔNの遅れ位相遷移
状態(または進み位相遷移状態)と(1−ΔN)の進み
位相遷移状態とでは、基準信号Aの順次の立下りエツジ
に対する高周波パルス信号Bの位相範囲の移り順序は等
しくなる。
以上のように、ΔNが0くΔN<1の任意の値をとると
すると、遅れ位相遷移状態か進み位相遷移状態かの判定
が不能もしくはこれらを誤判定することになる。
これに対して、0〈ΔN≦」−とすると、第8図のB 
+ 、B 2のように、進み位相遷移状態と遅れ位相遷
移状態での高周波パルス信号Bの位相範囲の移り順序は
、前者で、 P1→−−−シP3→〜−址PZ−→ −→P、→−の
ようになるのに対し、後者では、 P、→−→P2→−→l)1→ →P1−→=−のよう
になり、互いに異なるために両者の判別が可能となる。
したがって、高周波パルス信号Bの1t、+ 1周期に設定される位相範囲の数nを3とすると、する
ことにより、進み位相遷移状態か遅れ位相遷移状態かの
判定が可能となる。
ここで、この条件を満足するVCO4の周波数安定度に
ついて、NTSC方式カラーテレビジョン信号を例にし
て説明する。この場合、第1図において、入力端子1に
人力される基準信号Aを水平同期信号とし、VCO4は
色副搬送周波数rscの4倍の周波数の高周波パルス信
号Bを発生するものとする。
水平同期信号の周波数をfHとすると、色副搬送周波数
fSCは、 であるから、VCO4が出力する高周波パルス信号Bの
周波数r vcoは、 f vco = 4 E sc= 91 OfH−−(
5)である。このVCO4の発振周波数fVC8は上記
式(3)や式(4)で表わされるが、このときの周波数
安に度は、 となる。ここで、式(5)からN−910であり、ΔN
は最大1八まで許容されるから、 −3/nppm となる。一方、水晶振動子の周波数安定度は数+ppr
nであり、VC○4に水晶振動子を用いるごとによって
上記の条件は満足される。
第9図は第1I21における位相差生成器6の一具体例
を示す構成図であって、7は入力端子、8ばインバータ
、9〜11ば出力乾1子である。また、第1O図は第9
図の各部の信号を示す波形図であり、第9図に対応する
信号には同一符号をつLJでいる。なお、この具体例で
は、VCO4(第1図)から出力される高周波パルス信
号Bの1周!lJl毎に設定される位相範囲の数nを3
としている。
第9図および第10図において、入力端子7にはVCO
4からの高周波パルス信号Bが入力され、第1の比較信
号C3として出力端子9から位相遷移検出器2 (第1
図)に供給される。この高周波パルス信号Bは、また、
所定段数のインバータ8を通り、それらの内部遅延量に
よって遅延される。
ここで、高周波パルス信号Bの周期をTとすると、これ
らインバータ8の総内部遅延量はT/3に設定され、こ
れにより、比較信号C1よりもT/3だけ遅れた第2の
比中々信号C2が得られ、出力端子1゜から位相遷移検
出器2に供給される。この第2の比較信号C2は、また
、所定段数のインバータ8でT/3だi、J遅延され、
第3の比較信号c3として出力端子11から位相遷移検
出器2に供給される。
かかる比較信号CI 、C2、G3において、比軸(+
4号C1の立上りエツジから比較信号c2の立上りエツ
ジまでのT/3!lII間が高周波パルス信号Bの第5
図に示した位相範囲P1であり、以下、比較部りC2の
立上りエツジから比較信号c3の立上りエツジまでが位
相範囲P2、比較信号c3の立」−リエッジから比較信
号C,の立上りエツジまでが位相範囲P3である。
第11図は第1図における位相遷移検出器2の一具体例
を示す構成図であって、12〜15は入力端子、16〜
24ばD−FF(D型フリップフロップ回路)、254
よノア回路、26は出力端子、27は電源端子である。
以下、ごの具体例の動作を説明する。
同図において、入力端子12には基準信号Aが入力され
、r)−FF16,17.]8のデータ入力D I6+
  D I71  D Illとなる。入力端子13に
は比較信号C0が入力され、D−F F]、 6のりし
ノック人力ψ16となり、同様にして、入力端子14.
.15にしよ比較信号C2,G3が入力され、夫々D−
FF17.1Bのりし1ツク入力ψ17.φ18となる
D−FF16,17.18は基準信号への立下りエツジ
が比較信号Cの位相範囲P+、Pz、P3のいずれにあ
るかを判定するだめのものであって、夫々比較信号C+
 、C2,Caの立」ニリエツジで基準信M、 Aをザ
ンプルポールトする。第12図によってその判定動作を
説明する。
第12図(a+は基準信号への立下りエツジが比較信号
Cの位相範囲P1にある場合であって、この立下りエツ
ジの前に比較信号C1が立上がり、その後に比較信号C
2,G3の順で立上がる。このために、D−FF 16
.17.l 8のσ16.ζ17゜5.8出力は、 頁1□−回、8−司、6 の順で立上がる。第12図fblは基準信号Aの立下り
エツジが比較信号Cの位相範囲P2にある場合であって
、この立下りエツジの前に比較信号C2が立上がり、そ
の後に比較信号C3,C,の順で立上がろ。このために
、D−FF16〜18のG16゜G17.σ18出力ば
、 Q I 11−σ1.−亘、7 の順に立」二がる。第12図FC+は基準信号への立下
りエツジが比較信号Cの位相範囲P3にある場合であっ
て、この立下りエツジの前に比較信号C3が立上がり、
その後に比較信号C,,C2の順で立上がる。このため
に、D−1F16〜18のG16゜σ17.σIll出
力は、 σ16−”σ1□−100 の順て立−にがる。
ごのようにして、基準信号への立下りエツジが比較信号
Cの位相範囲PI、P2.P3のいずれにあるかに応じ
てD−FF 16,17.18のQ、、。
σ17+ Q18出力の立上り順序が異なる。
次に、D−FF16の貝、6出力はD−FF19にデー
タ入力D1.として供給され、また、D−FF21にク
ロック人力φ2.とじて供給される。D−FF17のσ
17出力はD−FF20にデータ入力D20として供給
され、また、I)−FF 19にクロック人力φ1.と
して供給される。D−FF 18のQ18出力はD −
F F21にデータ入力D21として供給され、また、
D−F F 20にクロック人力φ2゜として供給され
る。これらD −F F 19〜21は基準信号Aの立
下りエツジが位相範囲PI−P2−p 3−+ p 、
 −−−と遷移するのか、あるいはその逆方向に遷移す
るのかを判定するものである。
さらに、I)−FF 19のQl、出力はD−FF22
にクロック人力ψ2□として供給され、また、D−FF
24にリセット人力RZ4として供給される。
D−FF20のQ2o出力はI)−FF23にクロッり
入力φ2.として供給され、また、D−FF22にリセ
ット人力R2□として供給される。D−FF21のQ2
.出力ばD−FF24にクロック人力φ24として供給
され、また、D−FF23にリセット人力R23として
供給される。これらD−FF22゜23.24には夫々
電源端子27からの電源電圧か“′H”のデータ入力D
2□+  D23+  D24として供給され、また、
これらD−FF22,23.24のQZ2. Q23.
 Q24出力はノア回路25に供給される。ごれらD−
FF22〜24およびノア回路25は、D−FF19〜
21の判定結果にもとづいてレベルが異なる出力信号り
を形成するものである。
したがって、これらD−FF19〜24およびノア回路
25は、D−FF16〜18の判定結果により、高周波
パルス信号B(第1図)の周波数r vcoが遅れ位相
遷移状態か進み位相遷移状態かを判定する。これらの動
作を第13図および第14図を用いて説明する。
まず、第13図を用い、基準信号Aの立下り工ツジが高
周波パルス信号Bの位相範囲P、−Pg−11P 3−
+ p 、 −+−−−−一の順に移る遅れ位相遷移状
態の場合について説明する。
いま、初期状態として、I)−FF22,23゜24の
02□、 Q23. Q、、出力の全てが“L”であれ
ばノア回路25の出力信号りは“H”となり、これらの
少なくとも1つが“H”であれば出力信号りは“L ”
となる。第13図では、初期状態でのノア回路25の出
力信号りは11”としている。
また、I)−FF 16〜21の初期状態も任意である
が、第12図の説明から明らかなように、入力端子12
から基準信号への立下りエツジが入力されるとD−FF
16〜18のσ16.亘17+ Ql[l出力は必ず”
H”となり、基準信M、 Aの次の立上りエツジでこれ
らは必ず” L”となる。したがって、基準信号へのそ
の次の立下りエツジでは、第3図fan、 fb)、 
(C)で説明したように、この立下りエツジが高周波パ
ルス信号B(第1図)の位相範囲Pl+P2+P3のい
ずれにあるかに応した順序で、D−FF16〜18のσ
I6〜σI8出力が立上がることになる。
そこで、第13図では、D−FF16〜18のσ16〜
G18出力が“L”であり、そこに基準信号への立下り
エツジが高周波パルス信号Bの位相範囲P1にあるとき
からの位相遷移を示している。
このように、基準信号Aの立下りエツジ(時刻to)が
高周波パルス信号Bの位相範囲P1にあると、第12図
fa)で説明したように、D−FF16〜18のσ出力
はσI 71 Q + e + Q + bの順で“L
”から“H”に反転する。このために、D−FF19〜
21のQl、〜Q21出力が“H−“L”のいずンLで
あっても、D−FF19の01.出力はD−FF17の
017出力の立上りエツジで” L”となり、D−FF
20のQ2o出力はD−FF18の石、8出力の立上り
エツジ(時刻to)で“H”となり、D−FF21のQ
2.出力はD−FF16のd16出力の立−にりエツジ
(時刻to)で′H”となる。
−力、D−FF22〜24の初期状態でこれらのQ出力
が全て” L”であり、ノア回路25の出力信号りが”
 H”だとすると、時刻り、でD−FF20のQ、。出
力か” r−”から“11゛となることにより、1l−
FF22はリセット状態となってそのQ2□出力は“′
I、゛のままに保持されろか、D−FF21のQ21出
力が゛LパであるためにリセツI・解除されているD−
FF23では、Q2o出力の立上りエツジによって“H
”のデータ入力D23がサンプルホールドされ、023
出力は’ 11 ”となる。このために、ノア回路25
の出力信号1つは” H”から” L ”に反転する。
また、このとき、D−FF19のQ19出力が” L 
”であってD −F F24はリセット解除されている
が、Ll−FF21のQ21出力に立上りエツジがない
から、D −F F 24の02.出力は” L ”に
保持される。
時刻LAでD  FF21のQ21出力が立上がると、
D−FF23はリセットされるためにそのQ23出力は
” L ”となり、また、リセッI・解除されているD
−FF24ては、このQZI出力の立上りエツジで■(
゛のデータ人力DZ4かり″ンプルホールドされ、その
024出力は” L ″からパト■”に反転する。した
がって、ノア回路25の出力信号りは” L ”のまま
に保持される。
’M= 8’ f+ffi号への立下りエツジが高周波
パルス信号B(第1図)の位相範囲P、にあるときには
D−FF 19〜21の各Q出力はそのままの状態に保
持されるが、基準信号Aの立下りエツジが位相範囲P2
に移ると、第12図(b)で説明したように、D −F
F 16〜18のQ出力ば頁18+  QI6+ ζ1
7の順で°“L ”から“H”に反転するから、まず、
σ1o出力の立上りエツジで6.7出力レベルがサンプ
ルホールドされてD−FF20のQ2o出力が“H”か
ら” L”に反転しく時刻1+)、次に、ζ16出力の
立−トリエツジでζ18出力のレベルがサンプリングホ
ールトされるが(時刻tz)、D−FF21の02、出
力はそのまま” H”に保持される。次いで、1) −
FF 17のG1□出力の立−トリエツジでD−FF1
6のQ 、 、、出力がサンプルホールドされ(時刻t
a)、D−FF19のQl、出力は“L”から” H”
に反転する。
基くv−信号Aが高周波パルス信号Bの位相範囲P1か
ら1)2に移る前には、初1す1状態により、ノア回路
25の出力信号りが’ H”であるように、D−FF2
2〜24のQ22〜Q2.出力は全て“’ I−”であ
る。また、これらD−FF22〜24はリセット入力1
で2゜〜R24が” H”のときリセット状態にあり、
Q2□〜Q24出力は“I−゛となる。
そごで、時刻t3にD−FF]9のQ3.出力が“I、
゛から” +(”に反転すると、その1)11の時刻1
゜でD−FF20のQ2o出力が’ II ”からL′
に反転してI)−FF22がリセツI・解除されている
ために、このT:l−F F 22ではこのQl、出力
の立」ニリエツジで’ il ”のデータ人力I〕22
がサンプルボールドされ、そのQ22出力は” L ”
からH″に反転する。また、D−FF23は、リセット
人力R23であるI)−F F 2]のQ2I出力が“
’ II ”のままに保持されるから、リセット状態に
保持される。
さらに、l) −F F24は、そのりしエツジ人力φ
24であるD−FF2]のQ21出力に立上りエツジが
生じないから、データ入力D24のサンプルホールドを
行なわず、しかも、その後時刻t3でD−FF19のQ
l、出力が” Iビとなることにより、リセット2つ b 状態に保持される。このようにしてD−FF22のQ2
□出力は“14゛から“H”に反転し、この時刻Llか
らノア回路25の出力信号りは“L”となる。
その後ある時間経過して基準信号Aの立下りエツジが高
周波パルス信号Bの位相範囲P2からF3に移ると、第
12図FC+で説明したように、I)−FF16〜18
のQ出力ばσ16.σ、ワ、σ18の順序でl、”から
“H”に反転する。そこで、まず、向、6出力の立トリ
エツジ(時刻14)でCI8出力のレベルがサンプルボ
ールドされてD−FF21のQ2I出力は” H”から
“L”に反転し、D−FF23がリセット解除される。
次に、ζ17出力の立上りエツジ(時刻ts)でσ、6
出力のレベルがサンプルボールドされるが、このとき亘
、6出力は“F1゛であるからD−FF19の01.出
力はそのまま1」”に保持され、r)−FF24はリセ
ット状態に保持される。さらに、ζ18出力の立上りエ
ツジ(時刻t、1)が6,7出力のレベルをサンプルホ
ールドし、D−F F 20のQ2o出力は” L ”
からH”に反転する。リセット解除されたll−FF2
3では、このQ2゜出力の立上りエツジて“′■−ビパ
のデータ人力D23がサンプルホールドされ、そのQ 
Z s 出力が“H゛となる。また、これと同時に、D
−FF22は、そのリセット人力R2゜であるQ2o出
力が“H”となることにより、リセット状態となり、そ
のQ2□出力は“H”から“′L”に反転する。したが
って、時刻t6以降では、D−FF23のQ23出力の
みが“H”となり、ノア回路25の出力信号りは“L”
のままに保持される。
そして、その後基準信号Aの立下りエツジが高周波パル
ス信号Bの位相範囲P3からPlに移ると、第12図f
alで説明したように、D−FF16〜18のQ出力は
H+7+ a、Il、  Q16の順で反転するから、
まず、d17出力の立上りエツジ(時刻11)でσ、6
出力のレベルがサンプルホールドされてD−FF19の
Q、9出力が“H”から゛′Lパに反転する。この結果
、D−FF24がリセット解除される。次に、頁、B出
力の立上りエツジ(時刻ta)で心、、出力レベルがサ
ンプルボールドされるが、I)−FF20のQ2o出力
はそのまま“′H″に保持される。このために、D−F
F22はリセット状態に保持される。さらに、σ16出
力の立上りエツジ(時刻t、)でで、B出力のレベルが
サンプルホールドされ、D−FF21のQ21出力は“
L”から′“■]゛に反転する。先にリセット解除され
たD−FF24では、このQ21出力の立上りエツジで
データ入力D24がサンプルボールドされ、そのQ24
出力は’ L ”から“H”に反転する。これと同時に
、I)−FF23はリセット状態となり、そのQ23出
力は“11 ”から“L”に反転する。したがって、時
刻t、以降では、D−FF24のQ24出力のみが“[
I”となり、ノア回路25の出力信号りは“L”に保持
される。これば時刻tE以降の基準信号Aの立下りエツ
ジが高周波パルス信号Bの位相範囲P1にある状態と同
じ状態である。
以下、基準信号Aの立下りエツジが高周波パルス信号B
の位相範囲をP I−Pz −P a −P +の順に
移るにつれて、D−FF22〜24のQ出力はQ、2−
” q23−” ct2.の順に“H”となり、したが
って、遅れ位相遷移状態では、出力端子26にL″゛の
出力信号が得られる。
なお、上記の動作では、初期状態でD−FF22〜24
のQ出力を全て′L”とし、出力信号りを■]”とした
が、これらのいずれかが“H”であって出力信号りが”
 L”の場合も同様である。すなわち、たとえば第13
図で出力信号りの初期レベルが” L”の場合、時刻t
。での基準信号Aの立下りエツジが高周波パルス信号B
の位相範囲P。
にあるとすると、D−FF19〜21のQ出力は上記と
同様に変化する。そこで、D−ドF22゜23のQ2□
、Q23出力が“H”であっても、D−FF20.21
のQ、、、Q、、出力の立上り(時刻tA、LB)によ
ってともに′L″となるし、また、D−FF24のQ2
4出力が“I−ビである場合には、Q2.出力の立上り
エツジでI]”のデータ人力1)zaをサンプルホール
ドし、結局、時刻1B以降は上記の出力信号りが” H
”の場合と同様になる。
次に、第14図を用い、基準信号への立下りエツジが高
周波パルス信号Bの位相範囲P、−P3−+ p 2−
+ p 、 −−−−一の順に移る進み位相遷移状態の
場合について説明する。この場合にも、第13図で説明
した動作と同様に、初期状態として基準信号Aの立下り
エツジ(時刻to)が高周波パルス信号Bの位相範囲P
1にあり、D−FF22〜24のQ出力は”L”であっ
てノア回路25の出力信号りはH”であるとする。
D −F F 22〜24のQ出力が全て” L″のと
きに基準信号Aの立下りエツジが高周波パルス信号I3
の位相範囲P1にあると(時刻t。)、第13図で説明
した動作と同様に、D−FF1BのQ、ll出力の立上
りエツジ(時刻LA) テD−F F 23のQ2J出
力が“L ”から“トビに反転してノア回路25の出力
信号りは“H”から“′L゛′に反転し、次に、D−F
F16のQ、6出力の立上りエツジ(時刻ta)でD 
−F’ F 23のQ23出力はパ11”から” L”
に反転し、D −F F24のQ、4出力が“L”から
” II ”に反転する。このために、ノア回路25の
出力信号りは“L ”のままである。
基準イへ号Aの立下りエツジが高周波パルス信号Bの位
相範囲P1からPJに移ると、第13図と同様に、D−
FF19のC19出力は“L”、D−FF20,21の
C20,C21出力は’ ]l ”であり、D−FF1
6〜18のG出力はσ1612頁、7.σ18の順に立
上がるが、まず、頁、、1出力の立」二りエツジでσI
fi出力のレベルがサンプルホールドされ、D−FF2
1のC2,出力は’ H”からL”に反転する。しかし
、D−FF19.20のQ、7.  C2゜出力のレベ
ルは変化しないから、D−FF 22゜23のC2゜、
C23出力ば“l、゛のままであり、ノア回路25の出
力信号りば゛” L ”である。次に、C17出力の立
」二りエツジでG16出力のレベルがサンプルホールド
され(時刻tz)、D−F Fl 9のQl、出力ば’
 L ”から“■]′′に反転する。このために、D−
F F 24はリセットされてそのC24出力は“I−
ビから14゛に反転し、また、このQI9出力の立上り
エツジがD−FF22に供給されるが、このD−FF2
2はD−FF20のC2o出力によってリセットされて
いるから、そのC2゜出力は“L”のままである。さら
に、D −F F 20ではC10出力の立上りエツジ
で回、7出力のレベルがサンプルホールドされるが、こ
のI)−FF20のC2o出力は“+(”のままで変化
しない。
以」二のごとから、基準信号Aの立下りエツジが高周波
パルス信号Bの位相範囲P3に移るとともに、I)−F
F19のQl、出力のみに立上りエツジが生ずるが、こ
れをクロック入力とするD−FF22はD−FF20の
C2o出力が“H”であることによってリセット状態に
あり、このD−FF22のC2□出力は“L”である。
また、他のD−FF23 、 24 (DQz3. C
24出力にt: ” L ” ニ保持すレ、この結果、
ノア回路25の出力信号りばH”となる。
以下、説明は省略するが、上記動作と同様にして、基準
信号への立下りエツジが高周波パルス信号Bの位相範囲
P3からP2に移るときには、D−l” F 21の0
21出力が“L”から“H″に反転するか(時刻ts)
、これをクロック入力とするD−F F 24はD−F
F 19の01.出力がH”となっているためにリセッ
ト状態にあり、また、基 G 単信号への立下りエツジが高周波パルス信号Bの位相範
囲P2からPlに移るときには、D−FF20のC2o
出力がL″から“I−1″に反転するかぐ時刻to)、
これをクロック入力とするD−FF23はD−FF21
のC21出力が” H”となっているためにリセット状
態にある。したがって、進み位相遷移状態ではD−FF
22〜24のQ出力は全て“’ L”に保持され、ノア
回路25の出力信号りは” H”に保持される。
以上のようにして、位相遷移検出器2 く第1図)から
は、進み位相遷移状態と遅れ位相遷移状態とでレベルが
異なる出力信号りが得られる。
第15図は第1図におけるL P F 3とvCO4の
一具体例を示す回路図であって、27は入力端子、28
〜30は抵抗、31〜33ばコンデンサ、34は水晶振
動子、35はインバータ、36は可変容量グイオート、
37は出力端子であり、抵抗28とコンデンサ31がL
 P F 3を、他の部分がvCO4を夫々構成してい
る。
同図において、ごれらLPF3.vCO4は周知のもの
であり、入力端子27に位相遷移検出器2 (第1図)
の出力信号りが入力され、ごれをLP F3に通すこと
により、この出力信号りの直流成分のレベルを表わす制
御信号Eが得られる。この制御信号Eは、抵抗29を介
し、バイアス電圧として可変容量ダイオード36に印加
される。可変容量ダイオード36はバイアス電圧に応じ
て容量が変化し、これによってvCO4の発振周波数(
すなわち、高周波パルス信号Bの周波数)が変化する。
第16図fa+は可変容量ダイオード36のバイアス電
圧に対する容量特性を表わすものであり、バイアス電圧
が高い程可変容量ダイオード36の容量は小さくなる。
第16図(b)は可変容量ダイオード36の容量とvC
O4の発振周波数fVC8との関係を示1ものであって
、ごの容量が大きい程■CO4の発振周波数f vCO
が低くなる。したがって、可変容量ダイオード36のバ
イアス電圧が高い程VCO4の発振周波数は高くなる。
いま、第16図(blにおけるr。を前記式(1)を満
足する(すなわち、基準信号への周波数fHのN倍)V
CO4の発振周波数r vcoとすると、このときの可
変容量ダイオ−1” 36の容量はC6であり、また、
この容量がC8となるための可変容量ダイオード36に
印加されたバイアス電圧は、第16図fa)により、v
。である。ところで、先にも説明したように、位相遷移
検出器2の出力信号りは“H” 、  “L”の2つの
レベルのいずれかをとるものであり、しかも、その“H
″の期間、” L″の期間は、第17図に示すように、
基準信号Aの周期T。の整数倍である。かかる信号りの
直流レベルがLPF3で得られ、この直流レベルが第1
6図の■。であるとき、VCO4の発振周波数fVC0
が第16図fblの所望周波数f。となるのである。
そこで、いま、電源投入による起動時をみると、可変容
量ダイオード36にはバイアス電圧が印加されていなか
ったから、第16図により、可変容量ダイオード36の
容量はC8よりも充分大きく、したがって、VCO4の
発振周波数r vcoも所望周波数f0よりも充分低い
。このために、進み位相遷移状態にある。この場合には
、第14図で説明したように、位相遷移検出器2の出力
信号りは“HI+であり、この結果、第15図において
、LPF3を通してVCO4の可変容量ダイオード36
に印加されるバイアス電圧Eは上昇していき、第18図
に示すように、VCO4の発振周波数r vcoは高く
なっていく。
その後、バイアス電圧Eは第16図の■。に等しくなり
、VCO4の発振周波数f VCOは所望周波数f。に
等しくなるが、このときは基準信号Aの立下りエツジは
VCO4の出力信号Bの同じ位相範囲に留まることにな
り、位相遷移検出器2の出力信号りはこれまでのレベル
、すなわち“H”に保持される。このために、バイアス
電圧Eは■。
を越えてしまう。このために、VCO4の発振周波数r
 vcoは所望周波数f。よりも高くなり、進み位相遷
移状態から遅れ位相遷移状態に転換する。
そこで、位相遷移検出器2の出力信号りは“H”から“
L”に反転し、バイアス電圧Eは低下していき、VCO
4の発振周波数fVC8は低くなっていく。バイアス電
圧EがV、よりも低くなってVCO4の発振周波数f 
VCOがf。よりも低くなると、再び進み位相遷移状態
となり、バイアス電圧Eが上昇し始めてVCO4の発振
周波数f VCOも上昇し始める。
この場合、位相遷移状態の転換は基準信号Aの立下りエ
ツジがVCO4の出力信号Bの他の位相範囲に移ったと
きに検出されるから、この出力信号Bの隣あう2つの位
相範囲の境界が基準信号Aの立下りエツジを中心として
変動するようにして、すなわち、第10図に示した比較
信号C,,C2゜C3のいずれかの立上りエツジが基準
信号Aの立下りエツジを中心としてその前後にふらつく
ようにして、VCO4が発振する。このときのVCO4
の発振周波数r vcoの平均周波数がfoであり、こ
の状態がロック状態である。
VCO4がこのロック状態にあるときに、ノイズなどに
よって可変容量ダイオード36のバイアス電圧EがV。
から変動すると、VCO4の発振周波数f VCOも変
動するが、バイアス電圧Eの変4 υ 動労が除かれるような位相遷移状態になり、VCO4は
元のロック状態に引き込まれる。
以上のようにして、VCO4の発振周波数r vc。
は所望周波数f。となる。
以上はVCO4の出力信号Bの1周期を3分割し、3つ
の位相範囲P+ 、Pz 、P3を設定した場合である
が、一般に、nを3以上の整数とし、mを1以上の整数
とすると、VCO4の出力信号Bのm周期毎にn個の位
相範囲P、、P2.−。
Pnを設けるようにしてもよい。この場合には、前記式
(3)に定義づけたΔNは、 ΔN≦□         −山−(61を満足すれば
進み位相遷移状態と遅れ位相遷移状態とが判別できる。
また、前記式(1)のように、VCO4の出力信号Bの
周波数r vcoが基準信号Aの周波数fHのN倍のと
きには、このNがmの倍数となるように、式(6)のm
が設定される。これは、VCO4の発振周波数r vc
oが前記式[1)を満足するとき、基準信号Aの順次の
立下りエツジはこのVCO4の出力信号Bの同じ位相範
囲の境界に口ツクしなりればならないが、これを満足さ
せるために必要な要件である。
上記式(6)において、nが大きくなる程VCO4の周
波数安定度に対する条件が厳しくなるが、mを大きくす
ることによってこの条件も緩和される。
以上説明した実施例はm=l、n=3の場合であったが
、次に、m−2,n=4の場合の本発明による発振装置
の他の実施例を第19図〜第24図によって説明する。
なお、この実施例も全体的構成は第1図と同様であり、
各部を表わす符号も第1図と同様とする。
第19図はこの実施例における位相差生成器6の一具体
例を示すブロック図てあつC138は入力端子、39は
2分周器、40はインバータ、41はD−FF、42〜
45は出力端子である。また、第20図はこの具体例の
動作を示すタイミングチャートであって、第19図に対
応する信号には同一符号をつけている。
第19図および第20図において、入力端子38には、
VCO4の出力信号である高周波パルス信号Bが入力さ
れる。2分周器39はT型フリップフロップであり、高
周波パルス信号Bの立上りエツジでトリガーされる。こ
れにより、2分周器39からは高周波パルス信号Bが2
分周されたQ3.出力とこれより高周波パルス信号Bの
1周期遅れた員、、出力が得られる。また、高周波パル
ス信号Bはインバータ40で反転され、クロック人力φ
41としζD−FF41に供給される。D−FF41で
は、このクロック人力φ4.の立上りエツジで2分周器
39の03.出力をサンプルホールドする。
これにより、D−FF41からは、2分周器39の03
.出力よりも高周波パルス信号Bのl/2周期遅れたQ
4.出力と同じ372周期遅れたd41出力とが得られ
る。
2分周器39の03.出力の立上りエツジは高周波パル
ス信号Bの2周期毎の立上りエツジに一致しており、Q
4.出力、亘3.出力、Q、、出力は順次Q3.出力か
ら高周波パルス信号Bのz周期ずつ立上りエツジがずれ
ている。そこで、Q39出力を比較(A号C1とし、同
様に、Q41出力、σ3.出力。
Q4.出力を夫々比較信号C2,C3,C4とすること
により、比較信号C,,C2の立上りエツジ間を高周波
パルス信号Bの2周期に対して位相範囲1)1 とし、
同様にして、比較信号C2,C,の立上りエツジ間、比
較信号C,,C4の立上りエツジ間、比較信号Ca、C
+ の立」二りエツジ間を夫々位相範囲P2 、P3 
、Pa とすることができる。これら比較信号C,,C
2,CJ、C4は出力端子42,4#、43,4.5を
介して位相遷移検出器2(第1図)に供給される。
第21図は第19図に示した位相差生成器6から比較信
号が供給される位相遷移検出器2の一具体例を示すブロ
ック図であって、46〜50ば入力部j子、51〜62
はD−FF、63はノア回路、64は電源端子、65は
出力端子である。
この具体例は、第11図と比較して明らかなように、第
11同のD−FF16〜24に相当するD−FF51〜
53にD−FF54を追加し、第11図のD−FF16
〜24に相当するr)−FF55〜57にD −FF 
5 Bを追加し、第11図のD−FF22〜24に相当
するD−FF59〜61にD −F F62を追加した
ものであり、D−FF51〜53.55〜57.59〜
61はこれらに相当する第11図のD−FF16〜24
と同様の動作をなす。そして、D−FF54は比較信号
C4の立上りエツジで基準信号Aのレベルをサンプルホ
ールドし、D−FF58はD−FF51のC5゜出力の
立上りエツジでD−FF54の頁、4出力のレベルをサ
ンプルホールドし、D−FF62ばD−F F 58の
C5B出力の立上りエツジで“H”のデータ入力D6□
をサンプルホールドするとともに、。
D−F’ F 55のQ9.がH”のときにリセット状
態となる。
この具体例の動作は第11図に示した具体例の動作から
明らかであるので、まず、D−FF51〜54の動作結
果を第22図によって説明する。
基【1を信号への立下りエツジがVCO4の出力信号I
3の位相範囲)〕、にあるときには、D−FF51〜5
4のC出力は、第22図(a)に示すように、貢、□−
回、3−蒼、4−百、1 の順序で立上がり、基準信号Aの立下りエツジが同じく
位相範囲P2にあるときには、第22図(b)に示すよ
うに、 σS 3− ’Q S 4−て5.−互、。
の順序で立上がる。また、基準信号Aの立下りエツジが
同じく位相範囲P3にあるときには、第22図(C1に
示すように、 σ、4−σ5.−”Q5□−貞、3 の順序で立上がり、基準信号Aの立下りエツジが同じく
位相範囲P4にあるときには、第22図(d+に示すよ
うに、 σ1.−σ5□−亘、3−亘、。
の順序で立上がる。
I)−FF55〜62の動作も第11図のD−FF19
〜24の動作から明らかであるので、遅れ、進み位相遷
移状態であることを判別動作結果について簡単に説明す
る。
第23図は遅れ位相遷移状態での第21図の動作を示す
ものであって、第13図の場合と同一の初期状態をもた
せている。
同図から明らかなように、遅れ位相遷移状態では、基準
信号Aの立下りエツジがVCO4の出力信号Bの位相範
囲を移る毎にQ s q + Q b o 、 Q b
 + +Q62. C6,、−一−−−−−出力の順に
レベルが”H”となり、したがって、常にこれら出力の
うちの1つが“H”である。このために、これら出力が
供給されるノア回路63の出力信号りは“L″となる。
第24図は進み位相遷移状態での第21図の動作を示す
ものであって、第14図の場合と同一の初期状態をもた
せている。
同図から明らかなように、初期状態から基準信号Aの立
下りエツジが隣りの位相範囲に移ると、D−FF59〜
62は全てリセットされ、Ql、〜Q6□出力は全て“
L”となってノア回路63の出力信号りは“H”となる
。その後は時刻j 2+ t3+’4+  〜毎にD−
FF59〜62のクロック人力φは順番に立上がるが、
これらD−FF59〜62のクロック人力φの立上りエ
ツジが入力されたD−F Fは既にリセット状態に保持
されており、これらのQ出力は全てそのまま“L”に保
持される。
したがって、ノア回路63の出力信号りは“H”のまま
である。
以上のように、この具体例においても、進み位相遷移状
態と遅れ位相遷移状態とで得られる出力信号りのレベル
が異なる。
以上説明した具体例では、m=2.n=4であるから、
前記式(6)の条件は、 ΔN< Rじ−」− となり、先に説明したm=1.n=4のときの条件、 ΔN≦」− に比べてVCO4の周波数安定度に対する条件が緩やか
になる。
また、m=2.n=4の場合の上記具体例では、VCO
4の出力信号Bを2分周し、その1周期に対して4つの
位相範囲を設けたことと同様であり、このために、先に
説明したように、VCO4が基準信号Aにクロックする
ためには、 fvco =2k fH(但し、kは1以上の整数)一
−−−−−−−・−−−−−(7) でなければならない。しかし、 f vco = (2k + 1 )  f H−−−
−−−−−−−−−+81の場合にも、次に示す処理を
施すことにより、比較信号CがVCO4の出力信号Bを
2分周したものとして位相遷移状態の判定が可能である
いま、上記式(8)の関係を満足しているときに、第1
9図で示した位相差生成器6を用いたとすると、第25
図に示すように、基準信号Aの立下りエツジが存在する
VCO4の出力信号Bの位相範囲が変化する。すなわち
、同図において、いま、基準信号Aの立下りエツジがV
CO4の出力信号Bの周期1の立上りエツジ近傍にあり
、この立下りエツジが存在する位相範囲をPlとすると
、基準信号Aの次の立下りエツジはVCO4の出力信号
Bの周期(2k + 2)の立上りエツジ近傍にあり、
このときの基準信号Aの立下りエツジが存在する位相範
囲はP3となる。したがって、位相遷移状態と判定され
てVCO4の発振周波数f VCOは上記式(8)から
ずれてくる。これを防止するためには、VCO4がロッ
ク状態にあるときに基準信号への順次の立下りエツジが
同一位相範囲に存在するように、位相範囲P1〜l〕4
の順序をつらせばよい(第25[]B’)。
第26図は前記式(8)を満足するようにした本発明に
よる発振装置のさらに他の実施例における比較信号を形
成する手段の一具体例を示すブロック図であって、4は
第19図に示した第1図の位相差生成器、66は切換回
路、67は入力端子、68は出力端子である。
同図において、第19図および第20図で説明したよう
に位相差生成器4て生成された比較信号Cは切換回路6
6に供給され、入力端子67からの切換信号Sにより、
比較信号Cの位相かずらされて、第25図B゛に示すよ
うに、位相範囲P1〜P4の順序が変更される。これに
よる新たな比較信号C゛は第21図に示した位相遷移検
出器2の入力端子47〜50に供給される。
ここで、切換信号Sとして基4)、信号Aの立上りエツ
ジでレベル反転する基準信号Aの2分周体号とし、基準
信号Aの立上りエツジで位相範囲P。
〜P4の順序を変更させるようにした切換回路66の一
具体例を第27図に示す。なお、同図において、69〜
73は入力端子、74〜81はオア回路、82〜85は
アンドゲート、86はインバータ、87〜90は出力端
子である。また、第28図(」第27図に示した切換回
路66の動作を示すタイミングチャートであって、第2
7図に対応する信号には同一符号をつりている。なお、
比較信号C1の立」−りエツジに付される数字は、基準
信りの立下りエツジにVCO4がロックしたときのこの
出力信号B (H示せず)の立上りエツジの順序を表わ
し、基準信号への立下りエツジPに一致する出力信号B
の立上りエツジの時点を1としている。ここで、比較信
号01〜C6に対しては、比較信号C+、Czの立上り
エツジ間−位相範囲P1比軸信ηC2,C,の    
   −  〜 P2比較信号C3,C4の     
  −  〃P3社Φ々信号C,,C,の      
 −  //  P aであるごとはいうまでもない。
これら比較信号C1〜C4を直接位相遷移状態の判定に
用いると、第25図で説明した動作を生じ、ごの判定が
できなくなるのである。
第27図に示す具体例は位相遷移状態を正しく判定でき
る比較信号C,“〜C4′を形成するものであり、以下
、第28図を用いてこの具体例を動作を説明する。
入力端子69には位相差生成器4 (第26図)からの
比較信月C1が人力され、オア回路74゜79に供給さ
れる。同様にして、比較信号C2は入力端子/nからオ
ア回路76.81に、比較信号C3は入力端子71から
オア回路78.75に、比較信号C4ば入力端子72か
らオア回路80.77に夫々供給される。また、入力端
子93には基準信号Aの立上りコ曜ンジ毎に反転する切
換信号Sが入力され、直接オア回路74,76.78.
80に供給され、同時にインバータ86で反転されてオ
ア回路75.77.79.81に供給される。
オア回路7/1..75の出力信号はアントゲートに供
給され、同様に、オア回路76、77の出力信号はアン
ドゲート83に、オア回路78.79の出力信号はアン
トゲート84に、オア回路80。
81の出力信号はアンドゲート85に夫々供給される。
そこで、いま、切換信号Sが“L”とすると、比較信号
C1はオア回路74を通してアンドゲート82に供給さ
れ、同様にして、比較信号C2,C3。
C4は夫々オア回路76、78.80を通してアントケ
ート83,84.85に供給される。このとき、オア回
路75.77、79.81の出力信号は全てパI]”と
なるから、出力端子87.88。
89、90には夫々比較信号C.,C2,C.。
C4が得られ、比較信号C,か新たな比較信号C 、 
1として、同様に、比較信号C2.C3,C4が新たな
比較信号c2’,  C3”、04゛として夫々位相遷
移検出器2(第1図)に供給される。
次に、切換信号Sが“14゛になると、比較信号C1は
オア回路79を通してアントゲ−1・84に供給され、
同様にして、比較信号C2 、  C3 、  Caは
夫々オア回路8L  75.77を通してアンドゲート
85,82.83に供給される。このとき、オア回路7
4,76.78.80の出力信号は全て“H”であるか
ら、出力端子87,88,89゜90に夫々比較信号C
3,Ca、C1,C2が得られる。比較信号C3ば新た
な比較信号C,Iとして位相遷移検出器2に供給され、
同様にして、比較信号C4,C,、C2は新たな比較信
号C2゛。
C3”、C4゛として夫々位相遷移検出器2に供給され
る。次に切換信号Sが” L”になると、再び比較信号
C+ 、C2、C3、Caは夫々新たな比較信号C1”
、 C2’、C3’、 C4’となり、以下、切換信号
Sのレベルが反転する毎に上記の動作を繰り返す。
そこで、切換信号AとVCO4の出力信号Bとの周波数
関係が前記式(8)を満足している場合、比較信号CI
゛の立上りエツジが基準信号の立下りエツジPに一致し
ているとすると、その後の基準信号の立下りエツジ(P
+1)、  (P+2)、 −−−−−−−はこの比較
信号C’ +の立上りエツジに一致することになる。し
たがって、位相遷移状態の判定が可能となる。
なお、第28図では、動作説明上基準信号Aのデユーテ
ィ比を50%としたが、ビデオ信号の水平同期信号のよ
うにデユーティ比が異なる信号であっても同様である。
第29図は前記式(8)を満足するようにした本発明に
よる発振装置のさらに他の実施例を示す要部ブロック図
であって、91は分周器であり、第1図に対応する部分
には同一符号をつけている。また、第30図は第29図
の動作を示すタイミングチャートである。
第28図の基準信号Aと比較信号01〜C4との関係か
ら明らかなように、前記式(8)を満足しているときに
は、基準信号Aの1つおきの立下りエツジP、  (P
 + 2) 、 −−−一はVCO4の出力信号Bの同
一位相範囲に入ることになる。この実施例は、この点に
着目し、第19図で示した位相差生成器6からの比較信
号01〜C4を用い、基準信号Aの1つおきの立下りエ
ツジによって位相遷移状態を判定するものである。
第29図および第30図において、入力端子1に入力さ
れた基準信号Aは分周器91で2分周され、基準信号A
″として位相遷移検出器2に供給される。位相遷移検出
器2には、第20図で示した比較信号Cが供給される。
また、分周器91は、基準信号Aの立下りエツジ毎に基
準信号A゛のレベルが反転するように、2分周動作を行
なう。
前記式(8)を満足しているときには、基準信号A′と
比較信号01〜C4との位相関係は一定し、したがって
位相遷移状態を判別できる。
なお、この実施例において、基準信号へがビデオ信号の
同期信号である場合には、基準信号A゛のエツジが帰線
期間内であるように分周器91の分周動作を帰線期間に
限定することにより、ビデオ信号の劣化を防止できる。
以上、本発明の詳細な説明したが、本発明はこれらのみ
に限定されるものではない。たとえば、第19図以降に
説明した実施例はVC○4の出力信号Bを2周期毎に4
つの位相範囲を形成するために、VCO4の出力信号B
または基準信号を2分周したが、−iに、VCO4の出
力信号Bのm周期毎にn個の位相範囲を設定するために
は、比較信号Cとしては、周期がVCO4の出力信号B
の周期のl /mであって位相が互いにT/n(但し、
Tはこの出力信号Bの周期である)ずつ異なるn個の信
号が用いられる。このような比較信号Cを形成する位相
差生成器としては、第9図の具体例と同様に、遅延回路
で形成することができるし、また、第19図の具体例の
ように、フリップフロップ回路などの分周器でもって形
成することもできる。なお、位相差生成器6に分周器を
用いる場合には、前記従来技術と同様に、VCO4の出
力信号Bに分周ノイズが重畳される懸念があるが、この
分周器の出力信号の周波数は基準信号Aに比べて充分高
い。このために、たとえば、基準信号Aがビデオ信号の
水平同期信号の場合、VCO4の出力信号Bに分周ノイ
ズが重畳されることによってビデオ信号に分周波ノイズ
が混入しても、この分周ノイズの周波数はビデオ信号帯
域よりも高くなり、容易にこの分周ノイズを除去するこ
とができる。
また、上記実施例では、基準信号への立下りエツジを用
いたが、立上りエツジを用いてもよいし、比較信号Cも
立下りエツジを用いるようにしてもよい。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、基準信号と比較
信号とからVCOの制御信号を形成するに際し、該比較
信号は該基準信号よりも充分高い周波数とすることがで
きるので、該■COの出力信号を分周して該比較信号の
周波数を該基準信号の周波数に等しくする分周器を用い
る必要なく、したがって、分周ノイズの影響を回避する
ことができるし、回路規模も大幅に低減できるという優
れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第18図は本発明による発振装置の一実施例を
示すものであ−って、第1図はその全体構成を示すブロ
ック図、第2図〜第4図はこの実施例の動作原理を示す
説明図、第5図は第1図にお()る電圧制御発振器の出
力信号に設定される位相範囲の一例を示す説明図、第6
図は位相遷移状態を示す説明図、第7図は電圧制御発振
器の出力信号の1周期毎に2つの位相範囲を設けた場合
の問題点を示す説明図、第8図は同しく3つの位相範囲
を設けた場合の説明図、第9図は第1図における位相差
生成器の一具体例を示す構成図、第10図はその動作を
示すタイミングチャート、第11図は第1図におジノる
位相遷移検出器の一具体例を示す構成図、第12図〜第
14図はその動作を示すタイミングチャート、第15図
は第1図に示したローパスフィルタと電圧制御発振器の
一具体例を示す回路図、第16図は第15図における電
圧、制御発振器の制御信号による特性図、第17図はそ
の動作を示すタイミングチャート、第18図は第15図
における電圧制御発振器の出力周波数を示す特性図、第
19図〜第25図は本発明による発振装置の他の実施例
を示すものであって、第19Mはその位相差生成器の一
具体例を示す構成図、第20図はその動作を示すタイミ
ングチャート、し り 第21図は位相遷移検出器の一具体例を示す構成図、第
22図〜第24図はその動作を示すタイミングチャート
、第25図〜第28図は本発明による発振装置のさらに
他の実施例を示すものであって、第25図はこの実施例
の動作原理の説明図、第26図はその要部を示すブロッ
ク図、第27図は第26図における切換回路の一具体例
を示す構成図、第28図はその動作を示すタイミングチ
ャート、第29図および第30図は本発明による発振装
置のさらに他の実施例の要部を示すものであって、第2
9図はそのブロックM、第30図はその動作を示すタイ
ミングチャートである。 1−m−基準信号の入力端子、2−一一一位相遷移検出
器、3=−−−ローパスフィルタ、4−一一−−−電圧
制御発振器、5− 出力端子、6− 位相差生成器、6
6− 切換回路、91− 分周器。 代理人 弁理士  弐 顕次部(外1名)第1図 第2図 B側風−−−−−−−−−J皿制胛−−−−一一一−−
瀧雛−−−−−第3図 第4図 第15図 第16図 (a/                     (
b〕傾 第17図 □! 第18図 第19図 q! 第20図 第22図 (a) Pt                   
  (b) P2(c)  Ps          
               (d) P4第23図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、電圧制御発振器と、該電圧制御発振器の出力信号の
    m(但し、mは1以上の整数)周期毎にn(但し、nは
    3以上の整数)個の位相範囲を規定する比較信号を生成
    する位相差生成器と、該比較信号により基準信号の位相
    の遷移状態を検出する位相遷移検出器と、該位相遷移検
    出器の出力信号から該電圧制御発振器の制御信号を形成
    するローパスフィルタとからなり、該電圧制御発振器の
    発振周波数を該基準信号の周波数のN(但し、Nは正整
    数)倍に設定可能に構成したことを特徴とする発振装置
    。 2、特許請求の範囲第1項において、前記位相差生成器
    が生成する比較信号は、前記電圧制御発振器の出力信号
    1/m倍の周期であって互いに該出力信号の周期の1/
    n倍ずつ位相が異なるn個の信号であり、該信号の順次
    の立上りエッジ(もしくは立下りエッジ)間を前記位相
    範囲とすることを特徴とする発振装置。 3、特許請求の範囲第1項または第2項において、前記
    位相遷移検出器は、前記基準信号の立下りエッジ(もし
    くは立上りエッジ)が存在する前記位相範囲を検出する
    第1の手段と、該第1の手段の検出結果をもとに前記電
    圧制御発振器の出力信号の立上りエッジ(もしくは立下
    りエッジ)が前記基準信号の立下りエッジ(もしくは立
    上りエッジ)に対して進むか遅れるかを判定する第2の
    手段と、該第2の手段の判定結果をもとにレベルの異な
    る信号を出力する第3の手段とからなることを特徴とす
    る発振装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS60244124A (ja) * 1984-03-19 1985-12-04 ウエスタン、デジタル、コ−ポレ−シヨン デジタル・フエ−ズロツクル−プ装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS60244124A (ja) * 1984-03-19 1985-12-04 ウエスタン、デジタル、コ−ポレ−シヨン デジタル・フエ−ズロツクル−プ装置

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