JP2687349B2 - Digital PLL circuit - Google Patents
Digital PLL circuitInfo
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- JP2687349B2 JP2687349B2 JP62127168A JP12716887A JP2687349B2 JP 2687349 B2 JP2687349 B2 JP 2687349B2 JP 62127168 A JP62127168 A JP 62127168A JP 12716887 A JP12716887 A JP 12716887A JP 2687349 B2 JP2687349 B2 JP 2687349B2
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- output clock
- cycle
- clock
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- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
A.産業上の利用分野
本発明は、PLL(フェーズ・ロックド・ループ)動作
をディジタル的に行うディジタルPLL回路に関し、特
に、入力信号のクロック周波数に比べてマスタクロック
の周波数が低い場合でも高精度を維持できるようなディ
ジタルPLL回路に関するものである。
B.発明の概要
本発明は、最終的な出力クロック及び入力信号の間の
位相誤差検出データと出力クロックの周期検出データと
に基いてパルス周期データを求め、このパルス周期デー
タを一定周波数のマスタクロックでカウントして出力ク
ロックパルスを発生するディジタルPLL回路において、
出力クロックパルスのN個分(Nは2以上の整数)の周
期を検出し、該Nパルス分の周期を1/Nして上記の出力
クロック周期データとすることにより、PLLのロックレ
ンジが広くジッタに強いという、実質的にマスタクロッ
クの周波数を高めたと同様な効果を得ることができるよ
うにしたものである。
C.従来の技術
ディジタル信号を伝送あるいは記録・再生して得られ
た信号(入力信号)からデータを読み取る際には、ビッ
ト抜き出しのためのクロック(いわゆるビットクロッ
ク)を同期させることが必要とされる。このような入力
信号に対して周期のとれたクロック信号を得るために、
PLL(フェーズ・ロックド・ループ)回路が用いられ
る。近年においては、このPLL回路内部の動作をディジ
タル的に行わせるディジタルPLL回路が提案されてい
る。
ここで、一般にディジタルPLL回路は、入力信号のエ
ッジ(トランジェント)と、回路内部で生成した出力ク
ロックとの時間的差あるいはいわゆる位相誤差を、高速
のマスタクロックの精度でカウントして検出し、上記回
路内部からの出力クロックの位相を制御して上記入力信
号のクロック(ビットクロック)に同期させるものであ
る。この場合のマスタクロックに対しては、通常、上記
ビットクロックに比べて1桁以上高い精度が要求され
る。
すなわち、一般にPLL回路は、入力信号と出力クロッ
クとの位相誤差を検出して、この検出された位相誤差に
応じて出力クロクックの周波数を制御するものである
が、これをディジタル化したディジタルPLL回路の場合
には、上記位相誤差の検出や出力クロックの周波数制御
を上記マスタクロックに基づいて行うことになる。例え
ば、アナログの位相比較器に対応して、上記入力信号の
エッジと出力クロックパルスとの間の時間を上記マスタ
クロックによりカウントすることで量子化された位相誤
差データを得るようにし、また、アナログのVCO(電圧
制御発振器)に対応して、上記マスタクロックを分周し
その分周比を上記位相誤差データで変化させることで、
マスタクロック周期を単位として周期が制御された出力
クロックを得るようにしている。従って、マスタクロッ
ク周波数が入力信号のクロック成分の周波数に比較して
充分に高ければ、上記位相誤差検出精度や出力クロック
周期の変化の精度が得られることになる。
D.発明が解決しようとする問題点
しかしながら、PLL回路の素子の動作速度の制限等に
より上記マスタクロック周波数fMSにも制限が生じ、入
力信号のクロック周波数fINが例えば数M Hz程度以上と
高い場合には、上記周波数fMSを上記周波数fINの数倍程
度しかとれないことがある。この場合には、上記マスタ
クロックに対する出力クロックの周波数fOUTの変化幅が
粗く、上記時間的差あるいは所謂位相誤差の検出が正常
に行われなくなる虞れがある。特に、上記入力信号のエ
ッジ(トランジェント)の間隔の長い波形のクロック補
間に不都合を生ずる。
これを第3図を参照しながら具体的に説明する。第3
図は、高速のマスタクロックCKMSの周波数fMSを、入力
信号のビットクロックCKBTの周波数fBTの5倍とした場
合のディジタルPLL回路からの出力クロックのいくつか
の例を示している。先ず、第3図の出力クロックCKOUTO
は、入力信号にジッタ等が含まれない理想的な状態のPL
L出力を示しており、このときの出力クロックCKOUTOの
周波数fOUTOは、上記マスタクロックCKMSの周波数fMSの
1/5となっている。これに対して、実際のPLL動作中に
は、入力信号中のクロック成分と出力クロックとの位相
誤差に応じて出力クロック周波数fOUTが制御される。出
力クロック周波数fOUTの制御は、上記マスタクロックCK
MSの分周比を変化させることで行われるから、上記1/5
分周が基準の場合、実際のPLL動作中には、出力クロッ
クCKOUTは、上記マスタクロックCKMSの例えば1/4分周出
力とか1/6分周出力等に変化することがある。第3図の
例において、出力クロックCKOUT1はマスタクロックCKMS
を1/4分周して得られるものを、また出力クロックCK
OUT2はマスタクロックCKMSを1/6分周して得られるもの
をそれぞれ示している。ここで第3図における入力信号
をエッジ検出して得られた信号(エッジ検出信号)SED
中に、上記出力クロックCKOUTOの周期TOUTOの4倍のパ
ルス間隔(入力信号のエッジ間隔)が存在するとき、上
記マスタクロックCKMSを1/4分周して得られた出力クロ
ックCKOUT1によっては、その周期TOUT1の5倍と誤判断
されることになり、また上記マスタクロックCKMSを1/6
分周した出力クロックCKOUT2によっては、その周期T
OUT2の略々3倍と誤判断されることになる。すなわち、
入力信号のジッタ等によるビットクロック周波数の変動
に弱いのみならず、ノイズに弱く、ロックレンジやキャ
プチャレンジの狭いPLLとなってしまう。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであ
り、マスタクロック周波数を実質的に高めたと同様な動
作精度を得ることができ、ビットクロック周波数の数倍
程度のマスタクロック周波数でも、安定で広いロックレ
ンジを持ち得るようなディジタルPLL回路の提供を目的
とする。
E.問題点を解決するための手段
本発明に係るPLL回路は、上述の問題点を解決するた
め、出力クロック発生手段からの出力クロックパルスと
入力信号との間の位相誤差を示す位相誤差補正データを
出力する位相誤差検出手段と、上記出力クロック発生手
段から発生する出力クロックパルスのN個(Nは2以上
の整数)のパルスが出力される期間内でマスタクロッッ
クをカウントすると共に、上記カウント値を1/N倍して
出力クロック周期データを検出する出力クロック周期検
出手段とを備えたディジタルPLL回路であって、上記出
力クロック発生手段は、上記位相誤差検出手段から出力
される位相誤差補正データと、上記出力クロック周期検
出手段で検出した出力クロック周期データと、累積加算
を行うための加算出力結果とが入力され可変周期累積デ
ータを算出する加算手段と、上記加算手段からの可変周
期累積データと一定周波数の上記マスタクロックのカウ
ント値とを比較する比較手段とを有し、上記比較手段に
て上記加算手段からの可変周期累積データと一定周波数
のマスタクロックのカウント値とが略一致する毎に、上
記一致したカウント値を出力クロックパルスとして上記
出力クロック周期検出手段に出力するようにしたもので
ある。
ここで、上記加算手段からの可変周期累積データと上
記出力クロック周期検出手段からの出力クロック周期デ
ータとを演算する1周期間演算手段を備え、上記1周期
間演算手段での演算結果と上記マスタクロックのカウン
ト値とに基づいて位相ずれ検出範囲を決定することが好
ましい。
F.作用
上記出力クロックパルスのN個が出力される期間を上
記マスタクロックによりカウントした後、このカウント
値を1/N倍して出力クロック周期データを得ているた
め、PLL動作のための演算精度が実質的にN倍にまで高
められる。
G.実施例
以下、本発明に係るディジタルPLL回路の実施例につ
いて、図面を参照しながら説明する。
第1図は本発明の実施例を示すブロック回路図であ
る。
この第1図において、位相誤差検出回路部10の入力端
子1には、例えば記録媒体から再生され、波形等化をさ
れた信号SINが供給されている。この入力信号SINは、ビ
ットクロック周波数fBTが例えば9.4M Hzとなっており、
このビットクロックの周期TBTの整数倍の間隔で該信号S
INのエッジ(トランジェント)が得られる。この入力信
号SINはエッジ検出回路11に送られて、信号波形のエッ
ジの検出がなされる。このエッジ検出回路11からの出力
は、シフトレジスタ21に送られて並列データに変換さ
れ、ラッチ回路13、エリアセレクト回路14a、14b、位置
・数値変換回路15及びフィルタ16を介すことにより位相
誤差が検出される。
入力端子2には、上記周波数fBTの整数倍の周波数
fMS、例えば56.4M Hz(=6fBT)の高速マスタクロックC
KMSが供給されている。このマスタクロックCKMSは、上
記位相誤差検出回路部10のエッジ検出回路11及びシフト
レジスタ12に送られるとともに、最終的な出力クロック
CKOUTを発生する出力クロック発生回路部20のカウンタ2
1に送られる。このカウンタ21からのカウント出力は、
比較器22に送られ、この比較器22において加算器23から
の可変周期累積データと比較される。この加算器23は、
3つの入力を加算するものであり、この加算出力をラッ
チ回路24を介して1つの入力に戻すことにより累積的な
加算を行うように構成されている。3入力加算器23の他
の2つの入力としては、上記位相誤差検出回路部10から
の位相誤差補正データと、周期データ検出回路部30から
の検出周期データとが供給されている。
周期データ検出回路部30は上記出力クロックCKOUTの
周期TOUTを検出するものであり、従来においては、該出
力クロックCKOUTのパルス間(1周期内)のマスタクロ
ックCKMSのパルス数をカウントすることにより該周期T
OUTを検出しているが、本発明の実施例においては、上
記出力クロックCKOUTのパルスの所定数N(Nは2以上
の自然数)個分の周期
(説明を簡略化するためN・TOUTとする)をマスタクロ
ックCKMSでカウントし、そのカウント値を1/N倍するこ
とにより、周期検出精度(あるいは分解能)を実質的に
N倍に高めている。
すなわち、出力クロック発生回路部20からの出力クロ
ックCKOUT(周波数fOUT)を、周期データ検出回路部30
のN進カウンタ(あるいは1/N分周器)31に送ることに
より、上記周波数fOUTの1/N倍の周波数(周期はN・T
OUT)のカウント出力を得、このカウント出力をカウン
タ32のゼロクリア端子(リセット端子)に送っている。
このカウンタ32には上記マスタクロックCKMSが供給され
ており、上記カウント出力の周期N・TOUTの間のマスタ
クロックCKMSのパルス数がカウントされることになる。
このカウンタ32からのカウント出力は、上記マスタクロ
ックCKMSを単位として上記出力クロックCKOUTの周期T
OUTのN倍の期間を測定したものであり、このカウント
出力値を1/N倍することにより、出力クロック周期デー
タを得ることができる。
ここで、上記N進カウンタ31のNを2n(nは自然数)
のように2の巾乗の値に設定することにより、上記カウ
ンタ32からのカウント出力値の1/N倍の演算がビット・
シフト操作、あるいは並列出力データに対する小数点の
位置の変更のみで済む。例えばカウンタ31の進数Nを16
(=24)に設定した場合には、カウンタ32からのカウン
ト出力値を1/16倍するために下位4ビットを小数点以下
の値と見なせばよい。
このようにして得られたカウンタ32からの出力クロッ
ク周期データ(カウント出力値の1/16のデータ)は、ラ
ッチ回路33を介して上記出力クロック発生回路部20の加
算器23に送られる。この加算器23にて取り扱われるデー
タについては、例えば8ビット並列データの上記4ビッ
トを整数部、下位4ビットを小数部と見なしており、比
較器22へは、上位4ビットの整数部のデータのみを送る
ようにしている。
また、位相誤差検出回路部10内の上記エリアセレクト
回路14a、14bは、上記ラッチ回路13から得られる並列デ
ータのうち、位相誤差を検出すべき範囲としてのクロッ
クの1周期の範囲内に相当するデータを選択するもので
あり、このエリアセレクト回路14a、14bからの出力がOR
回路17を介してJKフリップロップ18に送られている。こ
のJKフリップロップ18のクロック入力端子には上記出力
クロックCKOUTが供給されており、該JKフリップロップ1
8のQ出力が再生データ出力となる。ここで上記エリア
セレクト回路14a、14bには、1周期間演算回路19からの
1周期間範囲データが供給されている。この1周期間演
算回路19は、上記加算器23の出力に上記ラッチ回路33か
らの上記出力クロック周期データの1/2を加えたり、引
いたりして、上記1周期間範囲データを算出している。
すなわち、出力クロック発生回路部20は、周期データ
検出回路部30からの出力クロック周期データを、3入力
加算器23とラッチ回路24とで累積加算することにより、
出力クロック周期データの累積値を求め、カウンタ21か
らのカウント出力が上記累積値に一致する毎に出力クロ
ックパルスを比較器22から出力すると共に、位相誤差検
出回路部10からの位相誤差補正データにより、上記出力
クロック周期データの累積値を補正するようにしてい
る。このときの周期データについて、N個の出力クロッ
クパルスが出力される期間をマスタクロックでカウント
した後に1/Nすることにより、検出精度をN倍に高めて
いる。
次に、以上の構成を有するディジタルPLL回路の具体
的な動作の一例について、第2図を参照しながら説明す
る。
この第2図の具体例においては、カウンタ32からの上
記出力クロック周期データを、16進数の小数点表示で、
“5.D(h)”、すなわち整数部を“5(h)”、小数
部を“D(h)”(十進数13、すなわち13/16)として
いる。ここで、(h)は16進表示値であることを示して
いる。
先ず、加算器23の出力が“B.4(h)”のときには、
比較器22には整数部データ“B(h)”が供給され、カ
ウンタ21の出力との比較が行われる。従って、カウンタ
21からの出力が“B(h)”となるタイミングt1にて比
較器22から一致出力が得られ、この一致出力によりマス
タクロック周期の後縁のタイミングt2にて累算用ラッチ
24が動作して上記加算出力“B.4(h)”が加算器23に
供給されるから、この“B.4(h)”と出力クロック周
期データ“5.D(h)”とが加算される。この場合B.4
(h)+5.D(h)=11.1(h)と9ビットのデータに
なるが、8ビットのディジタル加算であることにより、
下位8ビットの“1.1(h)”が加算出力となる。この
加算出力の上位4ビットの整数部データ“1(h)”が
比較器22に送られて、カウンタ21の出力との比較が行わ
れるから、カウンタ21からの出力が“1(h)”となる
タイミングt4にて比較器22から一致出力が得られ、次の
タイミングt5で現在の加算出力である“1.1(h)”が
上記出力クロック周期データ“5.D(h)”と加算(8
ビットのディジタル加算)され、“6.E(h)”の加算
出力が得られる。以下同様に、加算器23からの加算出力
とカウンタ21からの出力とが一致する毎に比較器22から
一致出力が得られ、これが上記出力クロックCKOUTとな
る。
これに対して、上記シフトレジスタ12の中央の出力S
MDが第2図のように得られる場合において、この出力S
MD及び上記出力クロックCKOUTの各パルス間のずれ量
(いわゆる位相誤差)を検出するために、このずれを検
出する範囲を決めることが必要とされる。これは、上記
出力SMDのパルス(例えば第2図のパルスPMD)について
の位相誤差を検出する際に、出力クロックCKOUTの各パ
ルス(例えば第2図のパルスPOUT1、POUT2等)のうちい
ずれのパルスからのずれ量を検出すべきかを決定するこ
とに相当し、このため、各パルスPOUT1、POUT2等につい
て位相ずれを検出する範囲をそれぞれ決めておき、これ
らの各パルスについてそれぞれの検出範囲内に存在する
上記出力SMDのパルスの位相ずれを検出するようにして
いる。
すなわち第2図の例において、1周期間演算回路19か
らの1周期間範囲データは、上記出力クロックCKOUTの
パルスに対応して決定される位相ずれ検出範囲(の例え
ば終端)を、上記カウンタ21による上記マスタクロック
のカウント数で表現したものとなっている。上記加算器
23の出力が上記“B.4(h)”のとき、1周期間範囲デ
ータは例えば“E.2(h)”となっており、カウンタ21
からの出力が“E(h)”となるタイミングt3までの範
囲内に得られた上記信号SMDのパルスと、時刻t1で得ら
れた出力クロックパルスとの間の位相ずれを検出するよ
うにし、上記時刻t3以降に得られた信号SMDのパルスに
ついては、次の時刻t4で得られた出力クロックパルスと
の間の位相ずれを検出するようにしている。
このようにして、第2図の各時刻t3、t6、t9、‥‥が
決定され、出力クロックCKOUTの各パルスに対応した位
相ずれの検出範囲はt3〜t6、t6〜t9、‥‥となる。なお
第1図の回路構成においては、上記シフトレジスタ12に
より時系列データが並列データに変換されているから、
上記各時刻範囲t3〜t6、t6〜t9、‥‥に対応するビット
線をエリアセレクト回路14a、14bにて選択することによ
り上記位相ずれ検出範囲を選択するようにしている。こ
のエリアセレクト回路14a、14bからの出力及び上記中央
のビット線出力SMDの論理和出力、すなわち上記OR回路1
7からの出力は、上記出力クロックCKOUTの各パルスに対
応する位相ずれの検出範囲内で上記信号SMDのパルスが
存在するか否かを示すことになり、第2図の出力SORと
なる。この出力SORを上記JKフリップフロップ18に送る
ことにより、上記入力端子1に供給された上記入力信号
SINの内容を読み取ったデータ出力信号DOUTを出力端子
4より得ることができる。
以上のようなディジタルPLL回路によれば、出力クロ
ックCKOUTの周期検出を行う際に、Nパルス分をマスタ
クロックCKMSでカウントし、そのカウント値を1/Nする
ことにより、実質的に該マスタクロック周波数fMSをN
倍のN・fMSにまで高めたと同等な周期検出精度を得る
ことができる。この高い精度で検出された出力クロック
CKOUTの周期TOUTは小数部分を有し、加算器23での演算
を小数点以下の部分も含めて行うことにより、精度演算
が従来のN倍にまで高められることになる。すなわち、
出力クロック発生回路部10と周期データ発生回路部30と
は、アナログPLLのVCO(電圧制御発振器)に相当する部
分であるが、この部分の発振周波数を決定する周期デー
タ発生回路部30からの周期データを、出力クロックパル
スのN個の期間のマスタクロックをカウントし、これを
1/Nすることで、出力クロックの周波数の検出精度を実
質的にN倍に高めている。従って、比較的低いマスタク
ロックでも、 入力データのジッタ等によるビットクロ
ック周波数の変動に強く、ロックレンジやキャプチャレ
ンジの広いPLL回路を提供できる。
なお本発明は、上述の実施例のみに限定されるもので
はなく、例えば、上記各クロック周波数等は上述の例に
限定されることは勿論である。この他、本発明の要旨を
逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
H.発明の効果
本発明に係るディジタルPLL回路によれば、実質的に
マスタクロック周波数を高めたと同様な精度を得ること
ができ、入力信号のクロック周波数の数倍程度の周波数
のマスタクロックを用いる場合でも、ロックレンジが広
く、ジッタに強いPLL回路を実現できる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Field of Industrial Application The present invention relates to a digital PLL circuit that digitally performs a PLL (Phase Locked Loop) operation. The present invention relates to a digital PLL circuit that can maintain high accuracy even when the frequency is low. B. Summary of the Invention The present invention obtains pulse period data based on the phase error detection data between the final output clock and the input signal and the output clock period detection data, and uses this pulse period data as a master of a constant frequency. In a digital PLL circuit that counts with a clock and generates an output clock pulse,
By detecting N cycles of the output clock pulse (N is an integer of 2 or more) and 1 / N the cycle of the N pulses to obtain the above output clock cycle data, the lock range of the PLL is widened. This is tolerant to jitter, which is substantially the same as the effect of increasing the frequency of the master clock. C. Prior art When reading data from a signal (input signal) obtained by transmitting or recording / reproducing a digital signal, it is necessary to synchronize a clock for extracting bits (so-called bit clock). It In order to obtain a clock signal with a cycle for such an input signal,
A PLL (Phase Locked Loop) circuit is used. In recent years, a digital PLL circuit has been proposed that digitally performs the operation inside the PLL circuit. Here, in general, a digital PLL circuit counts and detects a time difference between an edge (transient) of an input signal and an output clock generated inside the circuit, or a so-called phase error, by detecting it with the accuracy of a high-speed master clock. The phase of the output clock from the inside of the circuit is controlled to synchronize with the clock (bit clock) of the input signal. In this case, the master clock is generally required to have an accuracy higher than that of the bit clock by one digit or more. That is, generally, the PLL circuit detects the phase error between the input signal and the output clock and controls the frequency of the output clock signal according to the detected phase error. In this case, the phase error is detected and the output clock frequency is controlled based on the master clock. For example, corresponding to an analog phase comparator, the time between the edge of the input signal and the output clock pulse is counted by the master clock to obtain quantized phase error data. Corresponding to the VCO (voltage controlled oscillator) of, by dividing the master clock and changing the division ratio with the phase error data,
An output clock whose period is controlled in units of the master clock period is obtained. Therefore, if the master clock frequency is sufficiently higher than the frequency of the clock component of the input signal, the phase error detection accuracy and the output clock cycle change accuracy can be obtained. D. Problems to be Solved by the Invention However, the master clock frequency f MS is also limited due to the limitation of the operation speed of the elements of the PLL circuit, and the clock frequency f IN of the input signal is, for example, about several MHz or more. When it is high, the frequency f MS may be only a few times higher than the frequency f IN . In this case, the change width of the frequency f OUT of the output clock with respect to the master clock is coarse, and there is a possibility that the above-mentioned time difference or so-called phase error cannot be detected normally. In particular, there is a problem in clock interpolation of a waveform having a long interval between edges (transients) of the input signal. This will be specifically described with reference to FIG. Third
The figure shows some examples of output clocks from the digital PLL circuit when the frequency f MS of the high speed master clock CK MS is set to 5 times the frequency f BT of the bit clock CK BT of the input signal. First, the output clock CK OUTO of FIG.
Is the PL in an ideal state where the input signal does not include jitter, etc.
L output is shown, and the frequency f OUTO of the output clock CK OUTO at this time is the frequency f MS of the master clock CK MS.
It is 1/5. On the other hand, during the actual PLL operation, the output clock frequency f OUT is controlled according to the phase error between the clock component in the input signal and the output clock. The output clock frequency f OUT is controlled by the master clock CK above.
Since it is performed by changing the division ratio of MS ,
When the frequency division is the reference, the output clock CK OUT may change to, for example, 1/4 frequency division output or 1/6 frequency division output of the master clock CK MS during the actual PLL operation. In the example of FIG. 3, the output clock CK OUT1 is the master clock CK MS.
Output clock CK
OUT2 indicates the one obtained by dividing the master clock CK MS by 1/6. Here, the signal (edge detection signal) S ED obtained by edge detection of the input signal in FIG.
When there is a pulse interval (edge interval of the input signal) that is four times the cycle T OUTO of the output clock CK OUTO , the output clock CK OUT1 obtained by dividing the master clock CK MS by 1/4. In some cases, it is erroneously determined to be 5 times the cycle T OUT1 , and the master clock CK MS is set to 1/6.
Depending on the divided output clock CK OUT2 , its cycle T
It will be erroneously judged to be about 3 times that of OUT2 . That is,
Not only is it vulnerable to fluctuations in the bit clock frequency due to input signal jitter, etc., but it is also vulnerable to noise, resulting in a PLL with a narrow lock range and capture range. The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to obtain the same operation accuracy as that when the master clock frequency is substantially increased, and it is stable even at a master clock frequency of several times the bit clock frequency. The purpose of the present invention is to provide a digital PLL circuit that can have a wide lock range. E. Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the PLL circuit according to the present invention is a phase error correction indicating a phase error between the output clock pulse from the output clock generating means and the input signal. The phase error detecting means for outputting data and the master clock are counted within a period in which N (N is an integer of 2 or more) pulses of the output clock pulses generated by the output clock generating means are output, and the count value is counted. Is a digital PLL circuit provided with an output clock cycle detecting means for detecting output clock cycle data by multiplying by 1 / N, wherein the output clock generating means is the phase error correction data output from the phase error detecting means. And the output clock cycle data detected by the output clock cycle detecting means and the addition output result for performing cumulative addition are input. The adding means for calculating the data, and the comparing means for comparing the variable cycle accumulated data from the adding means with the count value of the master clock having a constant frequency, the comparing means include the variable cycle from the adding means. Each time the accumulated data and the count value of the master clock having a constant frequency substantially match, the matched count value is output to the output clock cycle detecting means as an output clock pulse. Here, there is provided one-cycle computing means for computing the variable cycle cumulative data from the adding means and the output clock cycle data from the output clock cycle detecting means, and the calculation result in the one-cycle computing means and the master. It is preferable to determine the phase shift detection range based on the clock count value. F. Action Since the period in which N of the output clock pulses are output is counted by the master clock, the count value is multiplied by 1 / N to obtain the output clock cycle data. Therefore, calculation for PLL operation is performed. The accuracy is substantially increased to N times. G. Embodiment Hereinafter, an embodiment of the digital PLL circuit according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block circuit diagram showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, an input terminal 1 of the phase error detection circuit unit 10 is supplied with a signal S IN which is reproduced from a recording medium and whose waveform is equalized. This input signal S IN has a bit clock frequency f BT of, for example, 9.4 MHz,
The signal S at an interval that is an integer multiple of the period T BT of this bit clock.
IN edge (transient) is obtained. This input signal SIN is sent to the edge detection circuit 11, where the edge of the signal waveform is detected. The output from the edge detection circuit 11 is sent to the shift register 21 and converted into parallel data, and the phase error is caused by passing through the latch circuit 13, the area select circuits 14a and 14b, the position / numerical value conversion circuit 15 and the filter 16. Is detected. The input terminal 2, an integral multiple of the frequency of the frequency f BT
f MS , for example 56.4 MHz (= 6f BT ) high-speed master clock C
K MS is supplied. This master clock CK MS is sent to the edge detection circuit 11 and shift register 12 of the phase error detection circuit section 10 and at the same time the final output clock
Counter 2 of output clock generation circuit section 20 that generates CK OUT
Sent to one. The count output from this counter 21 is
It is sent to the comparator 22, and is compared with the variable cycle accumulated data from the adder 23 in the comparator 22. This adder 23
The three inputs are added, and the addition output is returned to one input via the latch circuit 24 to perform cumulative addition. The phase error correction data from the phase error detection circuit section 10 and the detection cycle data from the cycle data detection circuit section 30 are supplied to the other two inputs of the 3-input adder 23. The cycle data detection circuit unit 30 detects the cycle T OUT of the output clock CK OUT , and conventionally counts the number of pulses of the master clock CK MS between the pulses of the output clock CK OUT (within one cycle). The cycle T
Although OUT is detected, in the embodiment of the present invention, a cycle of a predetermined number N (N is a natural number of 2 or more) of the pulses of the output clock CK OUT. The cycle detection accuracy (or resolution) is substantially increased to N times by counting (using N · T OUT for simplification of description) with the master clock CK MS and multiplying the count value by 1 / N. ing. That is, the output clock CK OUT (frequency f OUT ) from the output clock generation circuit unit 20 is
To the N-ary counter (or 1 / N divider) 31 of the frequency f OUT (the cycle is N · T
OUT ), and the count output is sent to the zero clear terminal (reset terminal) of the counter 32.
This is the counter 32 and the master clock CK MS is supplied, so that the number of pulses of the master clock CK MS during the period N · T OUT of the count output is counted.
The count output from the counter 32 is based on the period T of the output clock CK OUT in units of the master clock CK MS.
The output clock cycle data can be obtained by measuring a period N times OUT and multiplying this count output value by 1 / N. Here, N of the N-ary counter 31 is 2 n (n is a natural number)
By setting the value to the power of 2 as shown in the above, the operation of 1 / N times the count output value from the counter 32 is performed as a bit.
All that is required is a shift operation or a change in the position of the decimal point for parallel output data. For example, the decimal number N of the counter 31 is 16
When (= 2 4 ) is set, the lower 4 bits may be regarded as a value after the decimal point in order to multiply the count output value from the counter 32 by 1/16. The output clock cycle data (1/16 of the count output value) from the counter 32 thus obtained is sent to the adder 23 of the output clock generation circuit section 20 via the latch circuit 33. Regarding the data handled by the adder 23, for example, the above-mentioned 4 bits of 8-bit parallel data are regarded as the integer part and the lower 4 bits are regarded as the decimal part, and the comparator 22 receives the data of the upper 4-bit integer part. I am trying to send only. The area select circuits 14a and 14b in the phase error detection circuit section 10 correspond to a range of one cycle of a clock as a range in which a phase error is to be detected, of the parallel data obtained from the latch circuit 13. The data from the area select circuits 14a and 14b are ORed.
It is sent to the JK flip-flop 18 via the circuit 17. The clock input terminal of the JK flip-flop 18 is supplied with the output clock CK OUT , and the JK flip-flop 1
The Q output of 8 becomes the reproduction data output. Here, the area select circuits 14a and 14b are supplied with the one-cycle range data from the one-cycle arithmetic circuit 19. The one-cycle arithmetic circuit 19 calculates the one-cycle range data by adding or subtracting 1/2 of the output clock cycle data from the latch circuit 33 to the output of the adder 23. There is. That is, the output clock generation circuit section 20 cumulatively adds the output clock cycle data from the cycle data detection circuit section 30 by the 3-input adder 23 and the latch circuit 24,
The cumulative value of the output clock cycle data is obtained, and an output clock pulse is output from the comparator 22 every time the count output from the counter 21 matches the above cumulative value, and the phase error correction data from the phase error detection circuit unit 10 is used. The cumulative value of the output clock cycle data is corrected. With respect to the cycle data at this time, the detection accuracy is increased N times by counting the period in which N output clock pulses are output by 1 / N after counting by the master clock. Next, an example of a specific operation of the digital PLL circuit having the above configuration will be described with reference to FIG. In the concrete example of FIG. 2, the output clock cycle data from the counter 32 is displayed in hexadecimal decimal point notation.
"5.D (h)", that is, the integer part is "5 (h)", and the decimal part is "D (h)" (decimal number 13, that is, 13/16). Here, (h) indicates that it is a hexadecimal display value. First, when the output of the adder 23 is "B.4 (h)",
The comparator 22 is supplied with the integer part data “B (h)” and compared with the output of the counter 21. Therefore, the counter
A coincidence output is obtained from the comparator 22 at the timing t 1 when the output from 21 becomes “B (h)”, and this coincidence output causes the accumulation latch at the timing t 2 at the trailing edge of the master clock cycle.
Since 24 operates and the addition output “B.4 (h)” is supplied to the adder 23, this “B.4 (h)” and the output clock cycle data “5.D (h)” are Is added. In this case B.4
(H) + 5.D (h) = 11.1 (h) and 9-bit data, but because it is 8-bit digital addition,
The lower 8 bits "1.1 (h)" are the addition output. The higher-order 4-bit integer part data “1 (h)” of the addition output is sent to the comparator 22 and compared with the output of the counter 21, so that the output from the counter 21 is “1 (h)”. At timing t 4, a coincident output is obtained from the comparator 22, and at the next timing t 5 , the current addition output “1.1 (h)” becomes the output clock cycle data “5.D (h)”. Addition (8
The bits are digitally added), and the addition output of "6.E (h)" is obtained. Similarly, every time the addition output from the adder 23 and the output from the counter 21 match, a coincidence output is obtained from the comparator 22, which becomes the output clock CK OUT . On the other hand, the center output S of the shift register 12 is
When MD is obtained as shown in Fig. 2, this output S
In order to detect the amount of deviation (so-called phase error) between MD and each pulse of the output clock CK OUT , it is necessary to determine the range in which this deviation is detected. This is because each pulse of the output clock CK OUT (for example, the pulses P OUT1 , P OUT2 of FIG. 2) is detected when the phase error of the pulse of the output S MD (for example, the pulse P MD of FIG. 2) is detected. This is equivalent to determining which of the pulses from which the amount of deviation should be detected. Therefore, for each pulse P OUT1 , P OUT2, etc. The phase shift of the pulse of the output S MD existing in each detection range is detected. That is, in the example of FIG. 2, the one-cycle range data from the one-cycle arithmetic circuit 19 indicates the phase shift detection range (for example, the end) determined corresponding to the pulse of the output clock CK OUT as the counter. It is expressed by the count number of the above master clock according to 21. Above adder
When the output of 23 is "B.4 (h)", the range data for one cycle is "E.2 (h)", and the counter 21
Detects the phase shift between the pulse of the signal S MD obtained within the range up to the timing t 3 at which the output from the above becomes “E (h)” and the output clock pulse obtained at the time t 1. In this way, the phase shift of the pulse of the signal S MD obtained after the time t 3 from the output clock pulse obtained at the next time t 4 is detected. In this manner, the second diagram the time t 3 of, t 6, t 9, ‥‥ is determined, the detection range of the phase shift corresponding to each pulse of the output clock CK OUT is t 3 ~t 6, t 6 ~ T 9 and so on. In the circuit configuration of FIG. 1, since the time series data is converted into parallel data by the shift register 12,
Each time range t 3 ~t 6, t 6 ~t 9, the corresponding bit line areas select circuit 14a to ‥‥, so that selecting the phase shift detection range by selecting at 14b. The OR output of the outputs from the area select circuits 14a and 14b and the central bit line output S MD , that is, the OR circuit 1
The output from 7 indicates whether or not the pulse of the signal S MD exists within the detection range of the phase shift corresponding to each pulse of the output clock CK OUT , and the output S OR of FIG. Become. By sending this output S OR to the JK flip-flop 18, the input signal supplied to the input terminal 1
The data output signal D OUT obtained by reading the contents of S IN can be obtained from the output terminal 4. According to the digital PLL circuit as described above, when the period of the output clock CK OUT is detected, N pulses are counted by the master clock CK MS , and the count value is 1 / N, thereby substantially Master clock frequency f MS is N
It is possible to obtain the same cycle detection accuracy as when it is doubled to N · f MS . Output clock detected with this high accuracy
The cycle T OUT of CK OUT has a fractional part, and by performing the calculation in the adder 23 including the part after the decimal point, the precision calculation can be increased to N times that of the conventional one. That is,
The output clock generation circuit unit 10 and the period data generation circuit unit 30 correspond to the VCO (voltage controlled oscillator) of the analog PLL, and the period from the period data generation circuit unit 30 that determines the oscillation frequency of this portion. Count the master clock for N periods of output clock pulse
By 1 / N, the detection accuracy of the frequency of the output clock is substantially increased N times. Therefore, even with a relatively low master clock, it is possible to provide a PLL circuit that has a wide lock range and a wide capture range, and is resistant to fluctuations in the bit clock frequency due to jitter of input data. It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that the clock frequencies and the like are limited to the above-mentioned examples. In addition, various changes can be made without departing from the spirit of the present invention. H. Effect of the Invention According to the digital PLL circuit of the present invention, it is possible to obtain substantially the same accuracy as when the master clock frequency is increased, and a master clock having a frequency about several times the clock frequency of the input signal is used. Even in this case, a PLL circuit with a wide lock range and strong jitter can be realized.
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るディジタルPLL回路の一実施例を
示すブロック回路図、第2図は該実施例の動作を説明す
るためのフローチャート、第3図は従来のPLL動作を説
明するためのフローチャートである。
10……位相誤差検出回路部
11……エッジ検出回路
12……シフトレジスタ
14a、14b……エリアセレクト回路
20……出力クロック発生回路部
21……カウンタ
22……比較器
23……3入力加算器
30……周期データ検出回路部
31、32……カウンタBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block circuit diagram showing an embodiment of a digital PLL circuit according to the present invention, FIG. 2 is a flow chart for explaining the operation of the embodiment, and FIG. 5 is a flowchart for explaining a PLL operation. 10 ...... Phase error detection circuit section 11 ...... Edge detection circuit 12 ...... Shift register 14a, 14b ...... Area select circuit 20 ...... Output clock generation circuit section 21 ...... Counter 22 …… Comparator 23 …… 3 input addition Unit 30 …… Cycle data detection circuit 31, 32 …… Counter
Claims (1)
入力信号との間の位相誤差を示す位相誤差補正データを
出力する位相誤差検出手段と、 上記出力クロック発生手段から発生する出力クロックパ
ルスのN個(Nは2以上の整数)のパルスが出力される
期間内でマスタクロッックをカウントすると共に、上記
カウント値を1/N倍して出力クロック周期データを検出
する出力クロック周期検出手段とを備えたディジタルPL
L回路であって、 上記出力クロック発生手段は、 上記位相誤差検出手段から出力される位相誤差補正デー
タと、上記出力クロック周期検出手段で検出した出力ク
ロック周期データと、累積加算を行うための加算出力結
果とが入力され可変周期累積データを算出する加算手段
と、 上記加算手段からの可変周期累積データと一定周波数の
上記マスタクロックのカウント値とを比較する比較手段
とを有し、 上記比較手段にて上記加算手段からの可変周期累積デー
タと一定周波数のマスタクロックのカウント値とが略一
致する毎に、上記一致したカウント値を出力クロックパ
ルスとして上記出力クロック周期検出手段に出力するこ
と を特徴とするディジタルPLL回路。 2.上記加算手段からの可変周期累積データと上記出力
クロック周期検出手段からの出力クロック周期データと
を加算する1周期間演算手段を備え、 上記1周期間演算手段での演算結果と上記マスタクロッ
クのカウント値とに基づいて位相ずれ検出範囲を決定す
ること を特徴とする請求項1記載のディジタルPLL回路。(57) [Claims] Phase error detection means for outputting phase error correction data indicating a phase error between the output clock pulse from the output clock generation means and the input signal, and N output clock pulses generated by the output clock generation means (where N is N A digital PL including an output clock cycle detecting means for counting the master clock within a period in which a pulse of 2 or more) is output and multiplying the count value by 1 / N to detect output clock cycle data.
In the L circuit, the output clock generation means includes phase error correction data output from the phase error detection means, output clock cycle data detected by the output clock cycle detection means, and addition for performing cumulative addition. The comparing means for comparing the variable cycle cumulative data from the adding means with the count value of the master clock having a constant frequency; Each time the variable cycle accumulated data from the adding means and the count value of the master clock having a constant frequency substantially match, the matched count value is output to the output clock cycle detecting means as an output clock pulse. And digital PLL circuit. 2. There is provided one-cycle arithmetic means for adding the variable cycle accumulated data from the adding means and the output clock cycle data from the output clock cycle detecting means, and the calculation result in the one-cycle arithmetic means and the master clock count. The digital PLL circuit according to claim 1, wherein the phase shift detection range is determined based on the value.
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