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JPS63219225A - クロック信号発生器 - Google Patents

クロック信号発生器

Info

Publication number
JPS63219225A
JPS63219225A JP63030217A JP3021788A JPS63219225A JP S63219225 A JPS63219225 A JP S63219225A JP 63030217 A JP63030217 A JP 63030217A JP 3021788 A JP3021788 A JP 3021788A JP S63219225 A JPS63219225 A JP S63219225A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
loop
output
oscillator
signal generator
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.)
Pending
Application number
JP63030217A
Other languages
English (en)
Inventor
Hawaado Kosuta Jiyon
ジョン・ハワード・コスタ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hewlett Packard Japan Inc
Original Assignee
Yokogawa Hewlett Packard Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Hewlett Packard Ltd filed Critical Yokogawa Hewlett Packard Ltd
Publication of JPS63219225A publication Critical patent/JPS63219225A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/16—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/18—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop
    • H03L7/183—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop a time difference being used for locking the loop, the counter counting between fixed numbers or the frequency divider dividing by a fixed number
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/16—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/22—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using more than one loop
    • H03L7/23—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using more than one loop with pulse counters or frequency dividers

Landscapes

  • 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は低コストで広範な周波数のクロック信号を発生
することができるクロック信号発生器に関する。
〔従来技術およびその問題点〕
たとえば遠隔通信テスト装置のようないくつかの応用に
おいて、クロック信号発生器は、典型的には５ｐｐｍの
、高精度の特定なりロック周波数の組で信号を発生する
必要がある。電圧制御水晶発振器を基にしたクロック信
号発生器が知られている。−組のクロック周波数は、必
要な周波数毎にひとつの水晶発振器を有するクロック信
号発生器を設けることによって、発生させることができ
る。各発振器の水晶回路内に可変コンデンサデバイスを
接続することにより、設定された各周波数を小さくオフ
セットさせることも知られている。
装置のコンデンサを変化することにより、各発振器の周
波数を公称値から約１１００ｐｐ程変化させることがで
きる。
しかしながら、従来のクロック信号発生器では高精度で
広範囲の周波数のクロックを発生するためには多数の水
晶発振器を必要とするという問題があった。
〔発明の目的〕
本発明は、水晶発振器の数を増やさないで、広い範囲の
正確に定まった周波数を発生できるクロック信号発生器
を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明の一実施例によれば、位相ロックループ構成を含
むタイプのクロック信号発生器が供給される。このクロ
ック信号発生器はループの出力でのクロック信号レート
を調整するための可変分周手段、およびループに対する
基準信号を発生するための手段を含み、信号発生器はさ
らに、基準信号発生手段をループに結合する可変分周手
段を含むことで特徴づけられる。
ループ分周手段、および基準信号分周手段の分周比を入
念に選択することにより、広い出力周波数レンジが得ら
れる。基準信号発生手段が電圧制御水晶発振器の場合、
発振器の周波数を公称値からオフセットさせることによ
り、周波数レンジを増大することができる。これを行う
には、たとえば水晶回路内に可変キャパシタンスデバイ
スを設け、そのキャパシタンスを変化することにより、
水晶発振器の公称周波数を変化させればよい。水晶発振
器の周波数はフィードバック制御ループ手段により制御
できる。マイクロプロセッサの制御下で、これら分周手
段の分周比を自動的にセットすることができる。このマ
イクロプロセッサは水晶発振器も制御してよい。
［発明の実施例］ はじめに第１図を参照すると、テジタルクロック信号発
生器には、位相検出器１１、ループ増幅器Ｉ２、発振器
１４、およびループ分周器１５を含む位相ロックループ
１０が設けられている。ループ分周器１５は、後に説明
するように、マイクロプロセッサ１６の制御下で、選択
された値にセントできるような可変デバイスである。位
相ロックループ１０用の基準信号は電圧制御水晶発振器
１７から導出される。この電圧制御水晶発振器１７は基
準分周器１８によって位相ロックループ１０に接続する
。基準分周器１８もまた同じマイクロブロセンサ１６の
制御下でその分周比を選択値にセットできるような可変
デバイスである。
マイクロプロセッサ１６からの制御信号を受信するデジ
タル／アナログ変換器２０の出力に応じて電圧制御発振
器が同調される。電圧制御発振器１７からの出力はカウ
ンタ２１にも与えられ、カウンタ２１はカウント信号を
マイクロプロセッサ１６に供給する。
位相ロックループ１０からの出力は分周器２２に加えら
れ、この分周器がクロック出力信号を与える。
動作中、位相ロックループ１０は、周波数が基準分周器
１日の出力からの基準入力周波数の倍数となるような出
力信号を生ずる。この動作は専門家には明らかであり、
したがって、詳細には説明しない。ループ分周器１５を
可変にすることにより、位相ロックループの出力にある
範囲の周波数が離散的に現れることがわかる。ゆえに、
ループに引加される信号がある固定の周波数ｆであると
仮定すると、ループ分周器１５にセットされた値＝４− に依存して、出力はＮＸｆとなる。
本構成において基準分周器１８も可変である。
基準分周器１８およびループ分周器１５の分周比の値を
適切に選択することにより、位相ロックループ１０の出
力に、多数の非常に接近した間隔の一組の周波数のうち
から選択した１つの周波数を出力することが可能である
。次の式が出力周波数Ｆ（＋、）をあたえる。
ここでＭは基準分周器１８の分周比であり、Ｆは基準分
周器１８への入力周波数である。
さらに、水晶発振器回路において、可変キャパシタンス
デバイス２４を用いて電圧制御水晶発振器１７の周波数
を公称値の近傍でわずかに変化させることもできる。こ
の変化により、分周器１８および１５によって得られる
変化とあいまって、位相ロックループ１０の出力には実
質的にほとんど連続したレンジの出力周波数を生ずるこ
とができる。
ユーザが周波数値を選択すると、マイクロプロセッサ１
６と共に動作するデジタル／アナログ変換器２０、およ
びカウンタ２１から成るフィードバックループ手段によ
り、電圧制御水晶発振器１７が同調される。このデジタ
ルクロック信号発生器を特定の出力周波数にセットする
と電圧制御水晶発振器１７に印加されるオフセットは、
マイクロプロセッサ１６から供給される信号に従って、
デジタル／アナログ変換器２０の出力によって制御され
る。カウンタ２１は電圧制御水晶発振器１７の出力の周
波数を測定することによりオフセットの実際の値をセン
スする。マイクロプロセッサはカウンタに質問し、もし
必要なら補正信号を供給し、所望の値となるようにオフ
セットを調節する。ゆえに、もしプロセッサが特定のオ
フセットを供給するようにセットされると、デジタル／
アナログ変換器２０にこのオフセットを供給するよう命
令することによって、プロセッサは最初に必要な値の初
期近似値を作る。次に、カウンタに質問することによっ
て実際のオフセットを求め、基準周波数を再測定するこ
とにより、正しい値が得られるまで必要な補正を行う。
オフセットおよびデジタル／アナログ変換器２０によっ
て印加された信号の間の関係は線形ではないのでフィー
ドバックループが必要である。
どんな所望出力周波数に対しても基準分周器１８および
ループ分周器１５の分周比には最適値があることがわか
る。これらはたとえば参照テーブルの形で供給され、マ
イクロプロセッサ１６に付随したメモリ内にストアされ
る。周波数を選択するたびにマイクロプロセッサはテー
ブルを参照し、各分周器を最適分周比にセットするのに
必要な信号を供給する。
位相ロックループ１０からの出力はバイナリ分周器２２
に印加され、適正な出力周波数を得る。
出力波形の各遷移はたとえば位相ロックループ１０から
の出力の立ち上がり遷移で起こるので、バイナリ分周器
は良好なマーク／スペース比率を与える機能をも持って
いる。
第１図に示したクロック信号発生器の実用バージョンは
公称周波数８１９２ＫＨｚで動作するように設計された
電圧制御水晶発振器１７を用いる。
デジタル通信アプリケーションでよく用いられる６４Ｋ
Ｈｚおよび３２　Ｋ　Ｈｚの倍数であるので、これは有
用な周波数である。たとえば８１９２ＫＨｚの発振器で
は、その周波数を２５６で割れば、位相ロックループ１
０に印加するための３２ＫＨ２の基準周波数が得られる
。ループ発振器１４は典型的には５０から１００ＭＨｚ
のレンジを持つ。
注目すべき点は、電圧制御水晶発振器１７を同調するた
めのループにおいて用いられるカウンタ２１は、発振器
ループの基準周波数でのみ動作すればよいことである。
公称周波数はわかっているので基準周波数のオフセット
を測定するのに足るステージだけが必要である。たとえ
ば８１９２ＫＨｚを基準に±１１００ｐｐのオフセット
は±８１９．２Ｈｚであるので、電圧制御水晶発振器１
７からの周波数は大体８１９１ＫＨｚから８１９３ＫＨ
ｚまで変化する。ゆえにカウンタ２１には最初の８１９
個のパルスをカウントするに足るステージだけが必要で
ある。
電圧制御水晶発振器１７を６４ＫＨｚの倍数で動作させ
て用いている他の理由は以下の通りである。
（１）　水晶の特性のため、小型の周波数引き込み水晶
は８ＭＨｚの方が６４ＫＨｚのものより手に入れやすい
。
（２）　オフセットのカウントに必要な分解能を得るた
めのカウンタゲート時間をスピードアップするため。ゲ
ート時間１秒の標準カウンタの分解能はＩＨｚである。
ゆえに６４ＫＨｚで１秒間カウントすれば６４０００分
の１、すなわち１５゜６ｐｐｍの分解能が得られる。８
１９２ＫＨｚでの分解能は８１９２０００分の１、すな
わち０゜１２２ｐｐｍである。６４ＫＨｚでＩＰＰｍの
分解能を得るために必要なゲート時間は約１６秒である
。これはシンセサイザのオフセットを変化させる場合、
ユーザが長い間待つということを意味する。
位相ロックループ１０内の分周器は二重係数（ｄｕａｌ
　　ｍｏｄｕｌｕｓ）プリスケーラを用いて実現される
。第２図に専門家には明白なこのタイプの分周器の構成
を示す。これは分周器の多くの部分をＣＭＯ３で実現で
きるので特に便利な実現形態である。分周器の付加的ス
テージ１．５　ａは値ｎあるいはｎ＋１のどちらかで分
周できる。
ある動作サイクル部分ではｎ＋１で動作し、残りの部分
ではｎで動作する。具体的には、例えば、２つの分周器
１５ａと１５の間から取り出されたクロックにより動作
するダウンカウンタにセットされた数が非ゼロの間はｎ
分周を行い、ゼロになるとｎ＋１分周を行う。これは、
そのときの動作における特定の分周比に従って、マイク
ロプロセッサの制御の下で実行される。第３図は二重係
数プリスケーラを組み込んだクロック発生器を示す。
この図は、商業的に入手可能な部品で、いくつかの素子
をどのように実現できるかをも示している。
点線３０内に示した素子はＭＣ１４５１４６を用いて実
現でき、素子１５ａはＭＣＩ２０１５を用いて実現され
る。ループ発振器１４はＭＣ１６／１８を用いて実現さ
れる。
マイクロプロセッサは何らかの適当なデバイスであれば
よく、典型的には、クロック発生器と一緒に用いられる
ような装置、たとえばピットエラーレートテスタ、の一
部分である。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように、本発明によれば低価格で広
範囲で多数の周波数のクロックを発生ずることができる
。また、発振器に周波数を変化させることができる電圧
制御水晶発振器等を用いれば、実質的に連続周波数でク
ロック周波数を設定することもできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は第１
図中に用いることができる分周器の構成例を示す図、第
３図は第１図の実施例に第２図の形式の分周器を用いた
構成を示す図である。 １０：位相ロックループ １に位相検出器 １２：ループ増幅器 １４：発振器 １６：マイクロプロセッサ １５：ループ分周器 １７：電圧制御水晶発振器 １８：基準分周器 ２０：デジタル／アナログ変換器 ２１：カウンタ ２２：分周器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）基準信号発生手段と、第１の可変分周手段を含む
    位相ロックループと、前記基準信号発生手段の出力を分
    周して前記位相ロックループへ与える第２の可変分周手
    段とを設けてなるクロック信号発生器。
  2. （２）請求項１記載のクロック信号発生器において、前
    記基準信号発生手段は発振周波数を変化させることがで
    きる信号発生手段であることを特徴とするクロック信号
    発生器。
  3. （３）請求項２記載のクロック信号発生器において、前
    記信号発生手段の周波数を観測することによりその周波
    数を制御することを特徴とするクロック信号発生器。
JP63030217A 1987-02-12 1988-02-12 クロック信号発生器 Pending JPS63219225A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP87301206.6 1987-02-12
EP87301206A EP0278140A1 (en) 1987-02-12 1987-02-12 Clock signal generation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63219225A true JPS63219225A (ja) 1988-09-12

Family

ID=8197788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63030217A Pending JPS63219225A (ja) 1987-02-12 1988-02-12 クロック信号発生器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4835491A (ja)
EP (1) EP0278140A1 (ja)
JP (1) JPS63219225A (ja)

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Also Published As

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