JPS6319916A - 位相同期発振器の定常位相誤差検出回路 - Google Patents

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〕 本発明は位相同期発振器の定常位相誤差検出回路に関す
るものでおる。

〔従来の技術〕

従来の位相同期発振器の定常位相誤差検出回路の一例を
第５図に示し説明する。

図において、１は与えられた基準入力信号に対し常に所
定の位相関係にある出力信号を発生する位相同期発振器
、２１．２２は例えば、単安定マルチバイブレータなど
の公知回路により構成される時限回路、２３．２４は例
えば、Ｄａミツリップフロップより実現される２つのり
タイミング回路、２５はこの２つのりタイミング回路２
３．２４の出力の論理和をとるオア回路である。１００
は基準入力信号が印加される入力端子、２００は出力信
号が得られる出力端子、３００は位相誤差警報出力端子
である。

そして、　　ｌ＋は基準入力信号を示し、ｆ２Ｇは位相
同期発振器１の出力信号、ｆ２Ｈ＋ｆ２ｚ　はそれぞれ
時限回路２１．２２の各出力信号を示す。

つぎにこの第５図に示す従来回路の動作を第６図および
第７図を参照して説明する。

この第６図お゛よび第７図は従来回路の各部の動作を示
す波形図で、第６図は第５図に示す位相同期発振器１が
正常に動作している場合の定常位相誤差検出回路の動作
を示す波形図であシ、第７図は第５図に示す位相同期発
振器１が定常位相誤差異常となった場合の定常位相誤差
検出回路の動作を示す波形図である。

そして、（＆）は基準入力信号ｆｌの波形を示したもの
であり、（ｂ）は位相同期発掘器１の出力信号ｆ２００
波形、　（ｅ）　、　（ｄ）はそれぞれ時限回路２１．
２２の各出力信号ｆ２ｔ　ｒ　ｆｚ２の各波形を示した
ものである。

まず、第６図において、Ｔ＋およびＴ２はそれぞれ時限
回路２１および時限回路２２によシ決定されるタイミン
グ（パルス幅）であシ、通常、両値は等しい。そして１
位相比較周期ｉＴとするとき、定常位相誤差異常の検出
しきい値は次式（１）。

（２）となる。

ｔ”−−Ｔ＋　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　・　・　−・　φ　（１）また
は ｔ＝　−Ｔ２　　　　　　　　　　・・−・・（２）す
なわち、第５図の位相同期発振器１の定常位相誤差が第
７図に示すように上記のしきい値を越えた場合、リタイ
ミング回路２４の出力が”Ｈ”となシ、定常位相誤差異
常が検出される。なお、第７図は基準入力信号ｆ＋　　
（第７図（、）参照）に対し位相同期発振器１の出力信
号ｆｚｏ（第７図（ｂ）参照）がφだけ遅れた場合を示
しているが、逆に、上記しきい値以上に進んだ場合には
、リタイミング回路２３の出力が”Ｈ”となり、定常位
相誤差が検出される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の位相同期発掘器の定常位相誤差検出回路
では、検出しきい値は式（１）　、　（２）に示すＴ。

ＴＩＩＴ２で決定されるが１位相比較周期Ｔは、位相同
期発振器の特性に強く影響するため、一般に自由度は小
さい。このため、実質的に時限回路２１．２２により発
生するパルス幅ＴＩおよびＴ２によシ検出しきい値が決
定される。ここで、しきい値の偏差に対する要求が厳し
くない場合には時限回路２１．２２は比較的簡易な単安
定マルチバイブレータなどによシ実現できる。しかし、
その出力パルス幅は主に、コンデンサ、抵抗器などのア
ナログ素子によシ決定されるため、これらの素子の容量
偏差や温度特性、経時変化などの影響を無視できない高
精度のしきい値の設定は困難であるという問題点があっ
た。

また、第５図に示す従来の位相同期発掘器の定常位相誤
差検出回路では、基準入力信号の位相急変のような通常
、位相同期発振器の障害では発生し得ない瞬時的な位相
誤差異常の場合にもこれを検出してしまい１位相同期発
振器の障害による真の警報との切分けが困難となる問題
点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の位相同期発振器の定常位相誤差検出回路は、上
記位相同期発振器の出力信号に所定の位相変動を与える
ジッタ発生回路と、基準入力信号と上記ジッタ発生回路
の出力信号の位相差に応じて２つの論理レベルを発生す
る位相比較回路と、この位相比較回路の出力信号の杜絶
を検出する信号断検出回路とを備えてなるようにしたも
のである。

〔作用〕

本発明においては、ジッタ発生回路で位相同期発振器の
出力信号に所定の位相変動を与え１位相比較回路で基準
入力信号と上記ジッタ発生回路の出力信号の位相差に応
じて２つの論理レベルを発生し、信号断検出回路で上記
位相比較回路の出力信号の杜絶を検出する。

〔実施例〕

以下１図面に基づき本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明による位相同期発振器の定常位相誤差検
出回路の一実施例を示すブロック図である。

図において、１は与えられた基準入力信号に対し常に所
定の位相関係にある出力信号を発生する位相同期発振器
、２はこの位相同期発振器１の出力信号に所定の位相変
動を与えるジッタ発生回路。

３は基準入力信号と上記シック発生回路２の出力信号の
位相差に応じて２つの論理レベルを発生する位相比較回
路、４はこの位相比較回路３の出力信号の社鞄を検出す
る信号断検出回路である。そして、１００は位相同期発
振器１の基準入力信号、２００は監視対象である位相同
期発振器１の出力端子、３００は本発明の位相同期発振
器の定常位相誤差検出回路に対する醤報出力端子である
。

ここで１位相同期発振器１の出力位相は基準入力に対し
て同相であるとする。

また、ジッタ発生回路２は位相同期発振器１の出力信号
に所定のジッタを付加するもので１例えば、第２図に示
す回路により実現される。

この第２図は第１図に示したジッタ発生回路の実施例を
示すブロック図で、第１図に示す位相同期発振器１の出
力信号周波数を基準入力信号の周波数に変換する周波数
変換回路としての機能も有する場合の回路を示したもの
である。この第２図において、５００はジッタ発生回路
の入力端子、５０１はそのジッタ発生回路の出力端子で
、それぞれ第１図の同番号端子に対応している。また、
１０はプリセット機能付カウンタ、１１は分周回路であ
る。

この第２図において、プリセット機能付カウンタ１０の
出力信号は出力端子５０１よシ出力されると共に分周回
路１１に加えられている。そして、この分周回路１１は
この信号を分周し、プリセット・データとしてプリセッ
ト機能付カウンタ１０に与える。この結果、このプリセ
ット機能付カウンタ１０の分周比は分周回路１１０周期
毎に周期的に変化する。その−例として、第２図のプリ
セット機能付カウンタ１０に分周回路１１により加えら
れるプリセット・データが”０”のとき８分周を行ない
、また、プリセット・データが“１”のとき６分周を行
なう。

そして５分周回路１１が２分周回路の場合では。

プリセット機能付カウンタ１０は、８分周と６分周を又
互に行なうことになる。この結果、この第２図に示す回
路構成のジッタ発生回路は平均的に７分周を行なうが、
出力信号の各ビット位相は、通常の７分周回路の出力信
号に比して入力クロック信号周期の１／２周期に相当す
る時間の振幅を有するジッタを含むことになる。

また１位相比較回路３は、加えられる基準入力信号ｆｓ
　とジッタ発生回路２の出力信号ｆ２の２つの信号の位
相差に応じて２つの論理レベルを発生するもので、例え
ば、Ｄ型フリップフロップなどにより実現される。

つぎにその動作を第３因および第４図を参照して説明す
る。

この第３図および１４１１は第１図の動作説明に供する
波形図で、位相比較回路３の入出力信号の波形を示すも
のである。そして、第３図は監視現象の位相同期発振器
１の定常位相差が正常な状態にある場合を示し、第４図
は上記位相同期発振器１の定常位相差が異常となった場
合を示している。

そして、第３図において、（、）の破線で示す波形゛ｆ
は位相同期発振器１の出力信号にジッタを含まない仮想
信号の波形を示したものであシ、＜ｂ）はジッタ発生回
路２の出力信号ｆ２の波形、（ｅ）は基準入力信号ｆｓ
の波形、（ｄ）は位相比較回路３の出力信号ｆ３の波形
を示したものである。また、第４図において、（、）の
ｆ＆ａで示すｆａ′はジッタ発生回路２の出力イδ号波
形を示し、（ｂ）　、　（ｃ）　、（ｄ）はそれぞれ第
３図の（ｂ）　ｆ　ｔ　　、（ｃ）　ｆ　Ｉ、（ｄ）　
ｆ　ｓに対応している。

まず、本発明の位相同期発振器の定常位相誤差検出回路
では、ジッタ発生回路２により位相比較回路３の一方の
入力信号ｆ２には常に振＠Ｊなるジッタが含まれている
（第３図（ｂ）参照）。

そして、例えば、Ｄ型フリップフロップで構成される位
相比較回路３は、基準入力信号ｆＩに対し位相同期発振
器１の出力が遅れているときは論理レベル“１″を、進
んでいるときは論理レベル″′Ｏ″なる２つの論理レベ
ルを発生する。

したがって、基準入力信号ｆ＋　とジッタ発生回路２の
出力信号ｆ２の位相差をこの位相比較回路３により検出
すると、周期的に進み状態と遅れ状態が現われるため、
＄３図（ｄ）に示すようなりロック信号状の出力信号ｆ
１を得る。ここで、この出力信号ｆ３の周期はジッタ発
生回路２によシ付加されたジッタ同期に等しいので、１
知である。

つぎに、位相同期発振器１の定常位相誤差が増大した場
合について説明する。。

第４図において、（＆）のｆ２’で示す波形は定常位相
誤差が正常な場合のジッタ発生回路２の出力信号、すな
わち、第３図（ｂ）のｆ２を示しており、位相同期発振
器１の障害でＰなる定常位相誤差が生じた場合を示して
いる。ここで、この定常位相誤差Ｐが次式（３） ％式％（３） を満たすと、ジッタ発生回路２の出力信号ｆ２は常に基
準入力信号ｆ＋　よりも進んでいることになり、位相比
較回路３の出力信号ｆ３は常にＯ″となる。

また、ジッタ発生回路２の出力信号ｆ２が基準入力信号
ｆｌに対してＰ以上遅れた場合には上記と同様にして、
位相比較回路３の出力信号ｆ３は常に”１″となる。

以上説明したように、位相比較回路３の出力信号ｆ３は
位相同期発振器１の定常位相誤差が予め加えたジッタ撮
幅以下の場合にはクロック信号状の信号となるが、ジッ
タ振幅をこえる定常位相誤差が発生すると、”１パまた
はＮＯ”の論理レベルに固定する。

したがって、位相比較回路３の出力信号ｆ３をクロック
信号とみなし、信号断検出回路４で監視すれば、位相同
期発振器１の定常位相誤差がジッタ振幅で定めたしきい
値をこえているか否かを容易に検出することができる。

なお、基準入力信号ｆ１の位相急変などの瞬時的な位相
異常は、位相同期発振器１の過渡応答特性で定まる短か
い時間で解消され、定常的な位相誤差状態にもどる。し
たがって、信号断検出回路４の信号断検出時間を、位相
同期発掘器１の過渡応答時間以上としておけば、通常、
位相同期発振器１の障害では発生し得ない瞬時的な位相
誤差異常に対しては警報を発生しない。

このように、本発明の位相同期発振器の定常位相誤差検
出回路では、位相誤差量のみならず、その継続時間の長
短に対しても警報の発生を容易に制御することができる
。

さらに１本発明の位相同期発振器の定常位相誤差検出回
路では、定常位相誤差異常の検出しきい値は、ディジタ
ル素子だけで発生させたジッタ振幅によって決定される
ため、素子の偏差や温度変化・経時変化の影響がなく、
上記の簡素な回路により高精度の位相誤差検出が可能で
従来回路では困難であった微少な位相誤差の検出も容易
である。

カお、本発明の位相同期発掘器の定常位相誤差検出回路
におけるジッタ発生回路は、監視対象である位相同期発
掘器の特性には何ら影響を与えないことは明らかである
。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、簡素な回路構成
により、容易に微少、精密な定常位相誤差全検出するこ
とができ、また、定常位相誤差異常の継続時間に対して
も検出しきい値を定めることができるので、夾用上の効
果は極めて犬である。

また、定常位相誤差異常の検出しきい値はディジタル素
子だけで発生させたジッタＳ幅によって決定されるため
、素子の偏差や温度変化および経年変化の影響がなく、
また、位相同期発振器の障害に上らない瞬時的な位相誤
差異常による警報を容易に防止することができるという
点において極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による位相同期発掘器の定常位相誤差検
出回路の一実施例を示すブロック図、第２図は第１図に
おけるジッタ発生回路の実施例を示すブロック図、第３
図および第４図は第１図の動作説明に供する波形図、第
５図は従来の位相同期発掘器の定常位相誤差検出回路の
一例を示すブロック図、第６図および第７図は第５図の
動作説明に供する波形図である。 １・・・・位相同期発振器、２・・・・ジッタ発生回路
、３・・・・位相比較回路、４・・・・信号断検出回路
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　与えられた基準入力信号に対し常に所定の位相関係に
   ある出力信号を発生する位相同期発振器において、前記
   位相同期発振器の出力信号に所定の位相変動を与えるジ
   ッタ発生回路と、前記基準入力信号と前記ジッタ発生回
   路の出力信号の位相差に応じて２つの論理レベルを発生
   する位相比較回路と、この位相比較回路の出力信号の杜
   絶を検出する信号断検出回路とを備えてなることを特徴
   とする位相同期発振器の定常位相誤差検出回路。