JPS6363224A - Digital pll circuit - Google Patents
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- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明はデジタルPLL (フェーズロックドループ、
Phase Locked Loop )回路に関す
る。[Detailed Description of the Invention] <Industrial Application Field> The present invention is a digital PLL (phase-locked loop).
(Phase Locked Loop) circuit.
〈従来の技術〉
従来、PLL回路としては、アナログ回路によるもの、
水晶同期発振器方式によるものが知られている。<Conventional technology> Conventionally, PLL circuits are based on analog circuits,
A crystal synchronous oscillator system is known.
また、デジタルPLL回路としては、シフトレジスタを
用いたものが知られている。Further, as a digital PLL circuit, one using a shift register is known.
〈発明が解決しようとする問題点〉
アナログ回路方式のPLL回路、水晶同期発振器方式〇
PLL回路はいずれも、特定の周波数に対してしか利用
できず、周波数を変えるとPLL自体を調整し直さねば
ならないという問題がある。また、これらのPLL回路
は構成部品点数が多く、コスト高になるという問題があ
る。<Problems to be solved by the invention> Analog circuit type PLL circuits and crystal synchronous oscillator type PLL circuits can only be used for a specific frequency, and when the frequency is changed, the PLL itself must be readjusted. The problem is that it doesn't. Further, these PLL circuits have a large number of component parts, and there is a problem that the cost is high.
一方、シフトレジスタを用いたデジタルPLL回路は、
回路の構成部品点数が多いためクリティカルバスが長く
なり、マスタクロックの周波数の上限が規定されるとい
う問題がある。On the other hand, a digital PLL circuit using a shift register is
Since the number of circuit components is large, the critical bus becomes long, and there is a problem in that the upper limit of the frequency of the master clock is defined.
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたも
のであり、適用周波数範囲が広いデジタルPLL回路を
提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the problems of the prior art described above, and it is an object of the present invention to provide a digital PLL circuit having a wide applicable frequency range.
く問題点を解決するための手段〉
上記目的を達成する本発明によるデジタルPLL回路は
、mを2以上の整数とし、m段縦続接続の第1のフリッ
プフロップ回路及び第1のゲート回路より構成された位
相比較部と、nを2以上の整数とし、nビットのカウン
タ、マスタクロック発生回路、第2のフリップフロップ
回路、第3のフリップフロップ回路及び第2のゲート回
路より構成された周波数制御パルス発生部とを具備する
。Means for Solving the Problems> A digital PLL circuit according to the present invention that achieves the above object is composed of a first flip-flop circuit and a first gate circuit in which m stages are cascaded, where m is an integer of 2 or more. A frequency control circuit comprising a phase comparator, an n-bit counter, a master clock generation circuit, a second flip-flop circuit, a third flip-flop circuit, and a second gate circuit, where n is an integer of 2 or more. and a pulse generator.
但し、第1のフリップフロップ回路は各段のクロック入
力端子に位相歪矯正対象の信号と第2のフリップフロッ
プ回路の出力信号とのうち一方が与えられ、且つ、初段
のデータ入力端子に他方が与えられる回路である。However, in the first flip-flop circuit, one of the signal to be corrected for phase distortion and the output signal of the second flip-flop circuit is given to the clock input terminal of each stage, and the other is given to the data input terminal of the first stage. This is the given circuit.
第1のゲート回路は第1のフリップフロップ回路の各段
の出力信号を入力し、第2のフリップフロップ回路の出
力信号が前記位相歪矯正対象の信号に対して連続m回収
上位相遅れの場合に特定論理レベルの第1の信号を出力
すると共に、第2のフリップフロップ回路の出力信号が
前記位相歪矯正対象の信号に対して連続m回以上遅れま
たは連′am回以上進みいずれの場合にも同じ特定論理
レベルの第2の信号を出力する回路である。The first gate circuit inputs the output signal of each stage of the first flip-flop circuit, and when the output signal of the second flip-flop circuit has a phase lag in continuous m recovery with respect to the signal to be corrected for phase distortion. outputs a first signal of a specific logic level, and when the output signal of the second flip-flop circuit lags behind the signal to be corrected for phase distortion by more than m consecutive times or leads by more than 'am times consecutively; is also a circuit that outputs a second signal of the same specific logic level.
マスタクロック発生回路は前記位相歪矯正対象の信号の
公称周期の2−”の周期を持つマスタクロック信号を発
生する回路である。The master clock generation circuit is a circuit that generates a master clock signal having a period of 2-'' of the nominal period of the signal to be corrected for phase distortion.
カウンタはリップルキャリー出力端子、データ入力端子
及びロード入力端子を有し、クロック入力端子に前記マ
スタクロック信号が与えられ且つデータ入力端子に第1
のゲート回路からの第1の信号が与えられる回路である
。The counter has a ripple carry output terminal, a data input terminal, and a load input terminal, the master clock signal is applied to the clock input terminal, and the first clock signal is applied to the data input terminal.
This is the circuit to which the first signal from the gate circuit is applied.
第2のフリップフロップ回路はデータ入力端子に前記カ
ウンタのnビット目の出力信号が与えられ且つクロック
入力端子に該カウンタのn−1ビット目の出力信号が与
えられ、位相歪の矯正された信号を出力する回路である
。The second flip-flop circuit has a data input terminal supplied with an output signal of the n-th bit of the counter, and a clock input terminal supplied with an output signal of the n-1 bit of the counter, so that a phase distortion of the output signal is corrected. This is a circuit that outputs .
第3のフリップフロップ回路はデータ入力端子に前記カ
ウンタのリップルキャリー信号が与えられ且つクロック
入力端子に前記マスククロック信号が与えられる回路で
ある。The third flip-flop circuit is a circuit whose data input terminal is supplied with the ripple carry signal of the counter and whose clock input terminal is supplied with the mask clock signal.
第2のゲート回路は第1のゲート回路からの第2の信号
と第3のフリップフロップ回路の出力信号とを入力し、
第2の信号が特定論理レベルの場合に第3のフリップフ
ロップ回路の出力信号に対応したロード指令信号を前記
カウンタのロード入力端子に与える回路である。The second gate circuit inputs the second signal from the first gate circuit and the output signal of the third flip-flop circuit,
This circuit provides a load command signal corresponding to the output signal of the third flip-flop circuit to the load input terminal of the counter when the second signal is at a specific logic level.
〈実施例1〉
本発明によるデジタルPLL回路の実施例を、図面を参
照して説明する。<Embodiment 1> An embodiment of a digital PLL circuit according to the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図にデジタルPLL回路の一実施例を示し、デジタ
ルPLL回路は大別すると、位相比較部10と周波数制
御可能なパルス発生部50とから構成されている。更に
、位相比較部10は第1のフリップフロップ回路20と
、第1のゲート回路40とから構成されている。またパ
ルス発生部50はカウンタ60と、マスタクロック発生
回路70と、第2のフリ、プフロソプ回路80と、第3
のフリップフロップ回路90と、第2のゲート回路10
0とから構成されている。FIG. 1 shows an embodiment of a digital PLL circuit, and the digital PLL circuit is roughly divided into a phase comparator 10 and a frequency controllable pulse generator 50. Further, the phase comparator 10 includes a first flip-flop circuit 20 and a first gate circuit 40. Further, the pulse generation section 50 includes a counter 60, a master clock generation circuit 70, a second clock generation circuit 80, and a third pulse generation circuit 80.
flip-flop circuit 90 and second gate circuit 10
It is composed of 0.
第1のフリップフロップ回路20は本実施例ではm=2
即ち2つのD形フリップフロフプ回路FFI、FF2が
縦続接続されたものであり、初段のFFIのデータCD
)入力端子21に、第2のフリップフロップ回路80が
位相歪の矯正された信号5を出力するQ出力端子83が
接続されている。初段のFFIのQ出力端子23は2段
目のFF2のデータCD)入力端子25に接続されてい
る。初段及び2段目のFFI、FF2のクロック(CL
K)入力端子22.26は共通に、位相歪対象の信号2
が入力される端子3に接続されている。In this embodiment, the first flip-flop circuit 20 has m=2
That is, two D-type flip-flop circuits FFI and FF2 are connected in series, and the data CD of the first stage FFI is
) A Q output terminal 83 is connected to the input terminal 21 from which the second flip-flop circuit 80 outputs the signal 5 whose phase distortion has been corrected. The Q output terminal 23 of the first stage FFI is connected to the data CD) input terminal 25 of the second stage FF2. First stage and second stage FFI, FF2 clock (CL
K) Input terminals 22 and 26 are commonly used for signal 2 to be phase distorted.
is connected to terminal 3, where is input.
第1のゲート回路40はANDゲート41と3つのNA
NDゲート42.43.44とから構成されている。A
NDゲート41の2つの入力端子41a、41bにはそ
れぞれ第1のフリップフロップ回路20の初段、2段目
のi出力端子24.28が接続されている。The first gate circuit 40 includes an AND gate 41 and three NA
It is composed of ND gates 42, 43, and 44. A
The two input terminals 41a and 41b of the ND gate 41 are connected to the i output terminals 24 and 28 of the first stage and second stage of the first flip-flop circuit 20, respectively.
ANDゲート41の出力端子41eはカウンタのデータ
(D2)入力端子62に接続されており、第1の信号4
5を出力する。 NANOゲート42の2つの入力端子
42a、42bにはそれぞれ第1のフリップフロップ回
路20の初段、2段目のQ出力端子23.27が接続さ
れている。またNANDゲート43の2つの入力端子4
3a、43bには第1のフリップフロップ回路20の初
段、2段目の石出力端子24.28が接続されている。The output terminal 41e of the AND gate 41 is connected to the data (D2) input terminal 62 of the counter, and the first signal 41e is connected to the data (D2) input terminal 62 of the counter.
Outputs 5. The two input terminals 42a and 42b of the NANO gate 42 are connected to the Q output terminals 23 and 27 of the first stage and second stage of the first flip-flop circuit 20, respectively. In addition, the two input terminals 4 of the NAND gate 43
The first and second stage stone output terminals 24 and 28 of the first flip-flop circuit 20 are connected to 3a and 43b.
更に両NANDゲート42.43の出力端子42C14
3CはN A N Dゲート44の入力端子44a。Furthermore, the output terminal 42C14 of both NAND gates 42 and 43
3C is an input terminal 44a of the NAND gate 44;
44bに接続されている。このNANDゲート44の出
力端子44cは第2のゲート回路100としてのNAN
Dゲートの1つの入力端子101に接続されており、第
2の信号46を出力する。44b. The output terminal 44c of this NAND gate 44 serves as a NAND gate circuit 100.
It is connected to one input terminal 101 of the D gate and outputs the second signal 46.
カウンタ60は本実施例ではn=4即ち4ビットのカウ
ンタであり、クロック(CL K)入力端子及びデータ
(Ql〜Q4)出力端子の他、リップルキャリー(CA
R)出力端子、データCDI〜D4)入力端子及びロー
ド(LOAD)入力端子を持つ、カウンタ60のクロッ
ク入力端子61にはマスタクロック発生回路70の出力
端子71が接続されており、マスククロック信号72が
入力される。In this embodiment, the counter 60 is a 4-bit counter with n=4, and has a clock (CLK) input terminal, a data (Ql to Q4) output terminal, and a ripple carry (CA)
The output terminal 71 of the master clock generation circuit 70 is connected to the clock input terminal 61 of the counter 60, which has an R) output terminal, a data CDI to D4) input terminal, and a load (LOAD) input terminal, and the output terminal 71 of the master clock generation circuit 70 is is input.
マスタクロック発生回路70は、n=4であるから、位
相歪矯正対象の信号2の公称周ツク信号72を発生する
。Since n=4, the master clock generating circuit 70 generates a nominal frequency signal 72 of the signal 2 to be corrected for phase distortion.
第2のフリップフロップ回路80はD形のものであり、
そのデータ(D)入力端子81にカウンタ60の4ビッ
ト目のデータ(D4)出力端子64が接続され、クロッ
ク(CL K)入力端子82に同じくカウンタ60の3
ビット目のデータ(D3)出力端子63が接続されてい
る。更にQ出力端子83はデジタルPLL回路としての
出力端子4に接続されており、位相歪の矯正された信号
5を出力する。The second flip-flop circuit 80 is of D type,
The 4th bit data (D4) output terminal 64 of the counter 60 is connected to the data (D) input terminal 81, and the 3rd bit of the counter 60 is connected to the clock (CLK) input terminal 82.
A bit-th data (D3) output terminal 63 is connected. Further, the Q output terminal 83 is connected to the output terminal 4 as a digital PLL circuit, and outputs a signal 5 whose phase distortion has been corrected.
第3のフリップフロップ回路90もD形のものであり、
そのデータ(D)入力端子91にカウンタ60のリップ
ルキャリー出力端子65が接続され、クロック(CLK
)入力端子92にマスククロック発生回路70の出力端
子71が接続されている。The third flip-flop circuit 90 is also of D type,
The ripple carry output terminal 65 of the counter 60 is connected to the data (D) input terminal 91, and the clock (CLK
) The output terminal 71 of the mask clock generation circuit 70 is connected to the input terminal 92.
第2のゲート回路100はNANDゲートであり、2つ
の入力端子101.102にそれぞれ第1のゲート回路
40のN A N Dゲート44の出力端子44C1第
3のフリップフロップ回路90のQ出力端子93が接続
されている。第2のゲート回路100の出力端子103
はカウンタ60のロード入力端子66に接続されており
、カウンタ60にロード指令信号104を与える。The second gate circuit 100 is a NAND gate, and has two input terminals 101 and 102, respectively, an output terminal 44C of the NAND gate 44 of the first gate circuit 40, and a Q output terminal 93 of the third flip-flop circuit 90. is connected. Output terminal 103 of second gate circuit 100
is connected to the load input terminal 66 of the counter 60 and provides a load command signal 104 to the counter 60.
第1図に示したデジタルPLL回路の動作を、第2図及
び第3図を参照して説明する。The operation of the digital PLL circuit shown in FIG. 1 will be explained with reference to FIGS. 2 and 3.
なお、第2図は主として引き込みまでの動作タイミング
を示し、第3図は主として引き込み後の動作タイミング
を示す。また、第2図。Note that FIG. 2 mainly shows the operation timing up to the pull-in, and FIG. 3 mainly shows the operation timing after the pull-in. Also, Fig. 2.
第3図中、(克)カウント内容におけるC印は、ロード
入力がローレベルであることを示す。In FIG. 3, the mark C in the count contents indicates that the load input is at a low level.
第1のフリップフロップ回路20中のFFIは、位相歪
矯正対象の信号2がクロック入力端子22に与えられる
都度、第2のフリップフロップ回路80からデータ入力
端子21に与えられる位相歪の矯正された信号5をラッ
チする。即ち、両信号2.5の位相差を比較する0位相
歪の矯正された信号5の方が位相歪矯正対象の信号2よ
りも進んでいる場合、FFIのQ出力はハイレベル(論
理“1”)になり、逆の場合はローレベル(論理“0”
)となる。第1のフリップフロップ回路20中0FF2
は、位相歪矯正対象の信号2がクロック入力端子26に
与えられる都度、FFIのQ出力をラッチする。即ち、
FF2は1クロツク前の時点における2つの信号2,5
間の位相差を検出し、1クロツク前に位相歪の矯正され
た信号5の方が位相歪矯正対象の信号2よりも進んでい
た場合にはQ出力がハイレベル(論理“1゛)になり、
逆の場合はローレベル(論理″0°)になる。The FFI in the first flip-flop circuit 20 corrects the phase distortion applied from the second flip-flop circuit 80 to the data input terminal 21 every time the signal 2 to be corrected for phase distortion is applied to the clock input terminal 22. Latch signal 5. That is, when the phase difference between the two signals 2.5 is compared and the signal 5 corrected for zero phase distortion is ahead of the signal 2 to be corrected for phase distortion, the Q output of the FFI is at a high level (logic "1"). ”), and vice versa, low level (logic “0”).
). 0FF2 in the first flip-flop circuit 20
latches the Q output of the FFI every time the signal 2 to be corrected for phase distortion is applied to the clock input terminal 26. That is,
FF2 is the two signals 2 and 5 at the time one clock ago.
If the signal 5 whose phase distortion was corrected one clock ago is ahead of the signal 2 whose phase distortion is to be corrected, the Q output becomes high level (logic "1"). Become,
In the opposite case, it becomes a low level (logic "0°").
従って、第1のゲート回路40のANDゲート41は、
位相歪の矯正された信号5が位相歪矯正対象の信号2よ
りも、連続2回以上位相遅れである場合に、ハイレベル
(論理“l”)の信号45を出力し、カウンタ60のD
2人力をハイレベルにする。一方、第1のゲート回路4
0のNANDゲート44は、位相歪の矯正された信号5
が位相歪矯正対象の信号2よりも連続2回以上位相遅れ
である場合、逆に位相歪の矯正された信号5が位相歪矯
正対象の信号2よりも連続2回以上位相遅みである場合
、いずれの場合もハイレベル(論理“1”)の信号46
を出力する。これにより、第2のゲート回路100が開
き、第3のフリップフロップ回路90の後述するQ端子
93の信号り−”カウンタ60のロード入力端子66に
与えられる。Therefore, the AND gate 41 of the first gate circuit 40 is
When the phase distortion-corrected signal 5 is behind the phase distortion target signal 2 two or more times in a row, a high-level (logic "L") signal 45 is output, and the counter 60's D
Raise the power of two people to a high level. On the other hand, the first gate circuit 4
0 NAND gate 44 outputs the phase distortion corrected signal 5.
is delayed in phase by two or more consecutive times from signal 2 to be corrected for phase distortion, and conversely, when signal 5 whose phase distortion has been corrected is delayed by two or more consecutive times in phase from signal 2 to be corrected for phase distortion. , the signal 46 is at high level (logic “1”) in both cases.
Output. As a result, the second gate circuit 100 opens, and a signal from the Q terminal 93 of the third flip-flop circuit 90, which will be described later, is applied to the load input terminal 66 of the counter 60.
第3のフリップフロップ回路90は、カウンタ60が「
15」をカウントすると1ビット分ハイレベルになるリ
ップルキャリー信号をマスタクロツタ信号72の1ビッ
ト分だけずらした信号をQ端子93に出力し、これを第
2のゲート回路100に与える。In the third flip-flop circuit 90, the counter 60 is
A signal obtained by shifting the ripple carry signal which becomes high level by one bit when counting "15" by one bit of the master clock signal 72 is output to the Q terminal 93, and this signal is applied to the second gate circuit 100.
カウンタ60は4ビットカウンタなので基本的には、Q
1出力端子にはマスタクロフタ信号72を2分周したも
のが、Q2出力端子には同じく4分周したものが、Q3
出力端子現われ、マスタクロツタ信号72のパルスを1
6個入力したときカウントが「15」になる。従って、
第2のフリップフロップ回路80の出力信号5はカウン
タ60のQ4出力をQ3出力でラッチしたものであるか
ら、基本的にはマスタクロツタ信号72を16分周した
信号であり、その周期は位相歪矯正対象の信号2の公称
周期に一致する。Since the counter 60 is a 4-bit counter, basically Q
The master crofter signal 72 frequency-divided by 2 is output to the 1 output terminal, and the frequency-divided signal 72 is similarly divided by 4 to the Q2 output terminal.
The output terminal appears and the pulse of the master clock signal 72 is output to 1.
When 6 items are input, the count becomes "15". Therefore,
Since the output signal 5 of the second flip-flop circuit 80 is obtained by latching the Q4 output of the counter 60 with the Q3 output, it is basically a signal obtained by dividing the master clock signal 72 by 16, and its period is determined by phase distortion correction. It corresponds to the nominal period of signal 2 of interest.
しかし、カウンタ601;Ifデータ入力端子D1〜D
4を持ら、2ビット目のD2入力端子62以外はローレ
ヘル一定にされている。そのため、ロード入力端子66
がローレベルになったとき、D2入力端子62がハイレ
ベルであればカウント「2」がセットされ、D2入力端
子62がローレベルであればカウント「0」がセットさ
れる。ロード入力端子66がハイレベルのときはD2人
力のいかんにかかわらず、カウンタ60のカウントは「
0」から「15」まで繰り返される。However, the counter 601; If data input terminals D1 to D
4, and all other bits except the D2 input terminal 62 of the second bit are kept at a constant low level. Therefore, the load input terminal 66
When the D2 input terminal 62 becomes a low level, a count "2" is set if the D2 input terminal 62 is a high level, and a count "0" is set if the D2 input terminal 62 is a low level. When the load input terminal 66 is at a high level, the count of the counter 60 is "
Repeats from 0 to 15.
以上のことから、
■ D2入力端子62に与えられる第1のゲート回路4
0からの第1の信号45がハイレベルであり且つロード
指令信号104を出力する第2のゲート回路100を制
御する第2の信号46がハイレベルであれば、カウンタ
60はマスタクロック信号72のパルスを15個入力し
たときにカウント「15」となり、第2のクリップフロ
ップ回路80の出力信号5はマスククロック信号72を
15分周したものとなる。これは第2のクリップフロッ
プ回路80の出力信号5が位相歪矯正対象の信号2より
も連続2回以上位相遅れの場合であり、マスククロック
信号72の分周が16分周から15分周へと早まること
により、位相遅れがマスククロツク信号7201ビット
れる。From the above, ■ the first gate circuit 4 applied to the D2 input terminal 62;
If the first signal 45 from 0 is at a high level and the second signal 46 that controls the second gate circuit 100 that outputs the load command signal 104 is at a high level, the counter 60 outputs the master clock signal 72. When 15 pulses are input, the count becomes "15", and the output signal 5 of the second clip-flop circuit 80 becomes the mask clock signal 72 divided by 15. This is a case where the output signal 5 of the second clip-flop circuit 80 is delayed in phase by two or more consecutive times than the signal 2 to be corrected for phase distortion, and the frequency division of the mask clock signal 72 is changed from 16 to 15. As a result, the phase delay is increased by 7201 bits of the mask clock signal.
■ D2入力端子62に与えられる第1の信号45がロ
ーレベルであり且つ、ロード指令信号104を出力する
ゲート100の入力である第2の信号46がハイレベル
であれば、カウンタ60はマスタクロフタ信号72のパ
ルスを17個入力したときにカウント「15」となり、
第2のクリップフロップ回路80の出力信号5はマスタ
クロック信号72を17分周したものとなる。これは第
2のフリップフロップ回路80の出力信号5が位相歪矯
正対象の信号2よりも連続2回以上位相遅みの場合であ
り、マスククロック信号72の分周が16分周から17
分周へと遅れることにより、位相進みがマスククロック
信号72の1ビット分是正される。■ If the first signal 45 applied to the D2 input terminal 62 is at a low level and the second signal 46, which is the input of the gate 100 that outputs the load command signal 104, is at a high level, the counter 60 outputs the master crofter signal. When 17 pulses of 72 are input, the count becomes "15",
The output signal 5 of the second clip-flop circuit 80 is obtained by dividing the master clock signal 72 by 17. This is a case where the output signal 5 of the second flip-flop circuit 80 is delayed in phase by two or more consecutive times than the signal 2 to be corrected for phase distortion, and the frequency division of the mask clock signal 72 is from 16 to 17.
By delaying the frequency division, the phase lead is corrected by one bit of the mask clock signal 72.
■ 第2の信号46がローレベルであり、ロード指令信
号104が与えられない場合は、カウンタ60はマスタ
クロフタ信号72のパルスを16個入力したときにカウ
ント「15jとなり、第2のクリップフロップ回路80
の出力信号5はマスタクロ、り信号72を16分周した
ものとなる。これは第2のフリップフロップ回路80の
出力信号5が位相歪矯正対象の信号2に対し、位相遅れ
、位相進みいずれも1回以内に収まっている場合であり
、信号5は自走発振の状態にある。■ When the second signal 46 is at a low level and the load command signal 104 is not given, the counter 60 counts "15j" when 16 pulses of the master crofter signal 72 are input, and the second clip-flop circuit 80
The output signal 5 is obtained by dividing the master black signal 72 by 16. This is a case where the output signal 5 of the second flip-flop circuit 80 has a phase delay and a phase lead within one time or less relative to the signal 2 to be corrected for phase distortion, and the signal 5 is in a free-running oscillation state. It is in.
■ 上記■,■,■のカウンタ制御の結果、第2のクリ
ップフロップ回路80の出力信号5は位相歪矯正対象の
信号2に対し、位相遅れ、位相進みいずれも1回以内で
追従することになり、PLL出力信号として用いること
ができる。なお、マスククロック信号72の周波数を上
げれば、即ちnを大きくすれば引き込みまでの時間が長
くかかるが、引き込んだ後はPLL信号5と位相歪矯正
対象の信号2との位相差が少な(なる。また、第1のゲ
ート回路40の第1の信号45をカウンタ60のD2入
力端子62に与えるだけでなく、カウント「3」以上を
セントするようにデータ入力端子に与えれば、位相遅れ
に対する引き込みが早くなる。■ As a result of the counter control described in ■, ■, and ■ above, the output signal 5 of the second clip-flop circuit 80 follows the signal 2 to be corrected for phase distortion within one phase delay and one phase lead. Therefore, it can be used as a PLL output signal. Note that if you increase the frequency of the mask clock signal 72, that is, if you increase n, it will take longer to pull in the signal, but after the pull-in, the phase difference between the PLL signal 5 and the signal 2 to be corrected for phase distortion will be smaller. Furthermore, if the first signal 45 of the first gate circuit 40 is not only applied to the D2 input terminal 62 of the counter 60 but also applied to the data input terminal so that the count is "3" or more, the pull-in against the phase delay can be reduced. becomes faster.
〈実施例2〉 第4図に、第1図に示したPLL回路の変形例を示す。<Example 2> FIG. 4 shows a modification of the PLL circuit shown in FIG. 1.
第4図の回路は、第1図のものに比べ、第1のゲート回
路40の構成が異るだけで、他は同じである。The circuit of FIG. 4 is the same as that of FIG. 1 except for the configuration of the first gate circuit 40.
第4閏に示すゲート回路40は3つの)IANDゲート
42,43.44と1つのインバータ47とから構成さ
れている。3つのNANDゲート42.43.44の組
合せは、位相歪の矯正された第2のフリップフロップ回
路80の出力信号5が位相歪矯正対象の信号2よりも連
’tr、”t 2回以上位相遅れである場合、逆に連続
2回以上位相進みである場合、いずれの場合もハイレベ
ルとなる第2の信号46を出力する。これらのNAND
ゲート42.43゜44のうちNANDゲート43は、
第2のフリップフロップ回路80の出力信号5が位相歪
矯正対象の信号2よりも連続2回以上位相遅れである場
合に、ローレベルの信号を出力する。これは第1図中の
第1の信号45の反転信号に相当するから、第4図では
NANDゲート43の出力信号をインバータ47に通し
て第1の信号45を得ている。The gate circuit 40 shown in the fourth leap is composed of three IAND gates 42, 43, and 44 and one inverter 47. The combination of the three NAND gates 42, 43, and 44 is such that the output signal 5 of the second flip-flop circuit 80 whose phase distortion has been corrected is more than twice in phase than the signal 2 to be corrected for phase distortion. If there is a delay, or if there is a phase advance two or more times in a row, the second signal 46 which becomes high level is output in both cases.
Among the gates 42.43°44, the NAND gate 43 is
When the output signal 5 of the second flip-flop circuit 80 is delayed in phase by two or more consecutive times than the signal 2 to be corrected for phase distortion, a low level signal is output. Since this corresponds to an inverted signal of the first signal 45 in FIG. 1, the output signal of the NAND gate 43 is passed through the inverter 47 in FIG. 4 to obtain the first signal 45.
段数を3段(m=3)にした実施例を第5図に示す、第
5図中、パルス発生部50は第1図に示したものと同じ
であるが、位相比較部lOは異なる。An embodiment in which the number of stages is three (m=3) is shown in FIG. 5. In FIG. 5, the pulse generator 50 is the same as that shown in FIG. 1, but the phase comparator IO is different.
第1のフリップフロップ回路10は3つのD形フリップ
フロフプ回路FF1.FF2゜FF3を縦続接続したも
のであり、初段0FFIのデータ入力端子21に、第2
のフリップフロップ回路80のQ出力端子83が接続さ
れている。更に初段のFFIのQ出力端子23は2段目
0FF2のデータ入力端子25に、2段目のFF2のQ
出力端子27は3段目のFF3のデータ入力端子29に
それぞれ接続されている。各段のクロック入力端子22
゜26.30は共通に、位相歪矯正対象の信号2の入力
端子3に接続されている。The first flip-flop circuit 10 includes three D-type flip-flop circuits FF1. FF2 and FF3 are connected in cascade, and the second
A Q output terminal 83 of a flip-flop circuit 80 is connected thereto. Furthermore, the Q output terminal 23 of the first stage FFI is connected to the data input terminal 25 of the second stage 0FF2, and the Q output terminal 23 of the first stage FFI is connected to the data input terminal 25 of the second stage 0FF2.
The output terminals 27 are respectively connected to the data input terminals 29 of the third stage FF3. Clock input terminal 22 of each stage
26 and 30 are commonly connected to the input terminal 3 of the signal 2 to be corrected for phase distortion.
一方、第1のゲート回路40は2つの3人力NANDゲ
ート48.49と、1つの2人力N A N Dゲート
44と、1つのインバータ47とから構成されている。On the other hand, the first gate circuit 40 includes two three-man power NAND gates 48 and 49, one two-man power NAND gate 44, and one inverter 47.
一方の3人力N A N Dゲート48の各入力端子4
8a。Each input terminal 4 of one 3-man power NAN D gate 48
8a.
4ab、48cにはそれぞれ第1のフリップフロップ回
路20の各段のQ出力端子23゜27.31が接続され
ており、各段Q出力が全てハイレベルのときのみ、出力
端子48dの信号がローレベルになる。これは、第2の
フリップフロップ回路80の出力信号5が位相歪矯正対
象信号2よりも連続3回以上位相進みであることを示す
。他方の3人力NANDゲート49の各入力端子49a
、49b、49cにはそれぞれ第1のフリップフロップ
回路20の各段の百出力端子24.28.32が接続さ
れており、各段の百出力が全てハイレベルのときのみ、
出力端子49dの信号がローレベルになる。これは、第
2のフリップフロップ回路80の出力信号5が位相歪矯
正対象の信号2よりも連続3回以上位相遅れであること
を示す、インバータ47は他方の3人力NANDゲート
49の出力信号を反転させ、第2のフリップフロップ回
路80の出力信号5が位相歪矯正対象の信号2よりも連
続3回以上位相遅れである場合にのみハイレベルとなる
第1の信号45をカウンタ60のD2入力端子62に与
える。2人力NANDゲート44は2つの3人力NAN
Dゲー)48.49の出力信号のNANDをとり、第2
のフリップフロップ回路80の出力信号5が位相歪矯正
対象の信号2よりも連続3回以上位相進みの場合、連続
3回以上位相遅れの場合、いずれの場合もハイレベルと
なる第2の信号46を第2のゲート回路100に与える
。The Q output terminals 23, 27, 31 of each stage of the first flip-flop circuit 20 are connected to 4ab and 48c, respectively, and the signal at the output terminal 48d is low only when all the Q outputs of each stage are at high level. become the level. This indicates that the output signal 5 of the second flip-flop circuit 80 is ahead of the phase distortion correction target signal 2 by three or more times in a row. Each input terminal 49a of the other three-man power NAND gate 49
, 49b, and 49c are connected to the 100 output terminals 24, 28, and 32 of each stage of the first flip-flop circuit 20, respectively, and only when all the 100 outputs of each stage are at high level,
The signal at the output terminal 49d becomes low level. This indicates that the output signal 5 of the second flip-flop circuit 80 is delayed in phase by three consecutive times or more than the signal 2 to be corrected for phase distortion. The first signal 45 that becomes high level only when the output signal 5 of the second flip-flop circuit 80 is delayed in phase by three consecutive times or more than the signal 2 to be corrected for phase distortion is input to the D2 input of the counter 60. is applied to terminal 62. Two-man power NAND gate 44 is two three-man power NAND
D game) NAND the output signals of 48.49 and
If the output signal 5 of the flip-flop circuit 80 is ahead of the signal 2 to be corrected for phase distortion three or more consecutive times in phase, or if it is delayed in phase three or more consecutive times, the second signal 46 becomes high level in both cases. is applied to the second gate circuit 100.
従って、連続3回以上位相遅れの場合は第2のフリップ
フロップ回路80の出力信号5はマスタクロック信号7
2を15分周したものとなり、連続3回以上位相進みの
場合は17分周したものとなり、これら以外では16分
周したものとなる。これにより、出力信号5は位相歪矯
正対象の信号2に対し、位相遅れ、位相進みいずれも2
回以内で追従する。Therefore, if there is a phase lag three or more times in a row, the output signal 5 of the second flip-flop circuit 80 becomes the master clock signal 7.
2 divided by 15; if the phase advances three or more times in a row, the frequency is divided by 17; otherwise, the frequency is divided by 16. As a result, the output signal 5 has a phase delay of 2 and a phase lead of 2 relative to the signal 2 to be corrected for phase distortion.
Follow up within 30 seconds.
第1のフリップフロップ回路20の縦続段数mを大きく
すると、位相歪矯正対象の信号2に対するPLL出力信
号5の追従性が下り、平均的位相に一致するようになる
。そこで、PLL回路に要求される特性に応じてmとn
の数値を適宜選定すれば良い。When the number m of cascaded stages of the first flip-flop circuit 20 is increased, the followability of the PLL output signal 5 to the signal 2 to be corrected for phase distortion decreases, and the PLL output signal 5 comes to match the average phase. Therefore, depending on the characteristics required for the PLL circuit, m and n
It is sufficient to appropriately select the numerical value of .
なお、各実施例1,2.3において、第1のフリップフ
ロップ回路20のデータ入力端子21に位相歪矯正対象
の信号2を与え、各りUツク入力端子÷4に第2のフリ
ップフロップ回路80の出力信号5を与えるようにして
も良い。また、第2のフリップフロップ回路80のQ出
力の代りに百出力を用いることもできる。In each of Examples 1, 2.3, the signal 2 to be phase distortion corrected is applied to the data input terminal 21 of the first flip-flop circuit 20, and the signal 2 to be corrected for phase distortion is applied to the input terminal ÷4 of the second flip-flop circuit. 80 output signals 5 may be provided. Furthermore, instead of the Q output of the second flip-flop circuit 80, the 100 output can be used.
く応 用 例〉
第6図に、本発明によるデジタルPLL回路を、データ
伝送分野での自己同期型復号化回路のりタイミング回路
に利用した例を示す。APPLICATION EXAMPLE FIG. 6 shows an example in which the digital PLL circuit according to the present invention is used in a timing circuit for a self-synchronous decoding circuit in the data transmission field.
第6図において、送信側TXでは、符号化回路6aに送
信データがSD端子を経て入力されると共に送信側クロ
ックがSCK端子を経て入力され、符号化された信号6
bが電気・光変喚回路(LED)7aによって光信号と
して伝送路に出力される。受信側RXでは伝送路から光
信号を受信し光・電気変換回路(PD)7bがこれを電
気信号に変換する。In FIG. 6, on the transmitting side TX, transmitting data is inputted to the encoding circuit 6a via the SD terminal, and a transmitting side clock is inputted via the SCK terminal, and an encoded signal 6
b is output to the transmission line as an optical signal by an electric/optical conversion circuit (LED) 7a. On the receiving side RX, an optical signal is received from the transmission path, and an optical-to-electrical conversion circuit (PD) 7b converts it into an electrical signal.
復号化回路3はこの電気信号から抽出信号8aと抽出ク
ロック8bを得る。抽出クロック8bは一般に位相歪を
伴っている。そこで、デジタルPLL回路1の入力端子
3に抽出クロック8bを与え、位相歪の矯正されたクロ
ック8bを出力端子4から得る。このクロック8bを用
いてフリップフロップ回路9により抽出信号8aをラッ
チすることにより、送信側データに対応したデータ9a
を得る。The decoding circuit 3 obtains an extracted signal 8a and an extracted clock 8b from this electrical signal. The extracted clock 8b is generally accompanied by phase distortion. Therefore, the extracted clock 8b is applied to the input terminal 3 of the digital PLL circuit 1, and the clock 8b whose phase distortion has been corrected is obtained from the output terminal 4. By latching the extraction signal 8a by the flip-flop circuit 9 using this clock 8b, data 9a corresponding to the transmitting side data is generated.
get.
〈発明の効果〉
本発明のデジタルPLL回路によれば、マスタクロック
信号の周波数を変えるだけで、広い周波数範囲において
、位相歪のある信号の位相を矯正することができ、基本
的に無調整といえる。<Effects of the Invention> According to the digital PLL circuit of the present invention, it is possible to correct the phase of a signal with phase distortion in a wide frequency range by simply changing the frequency of the master clock signal, and basically it is possible to correct the phase of a signal with phase distortion without any adjustment. I can say that.
また本発明によれば、全てデジタル回路であるので、比
較的少ないゲート数のゲートアレイ化したIc素子でデ
ジタルPLL回路が製作でき、製造が容易で且つ安価で
あるという利点がある。Further, according to the present invention, since the circuit is entirely digital, a digital PLL circuit can be manufactured using Ic elements arranged in a gate array with a relatively small number of gates, and there is an advantage that manufacturing is easy and inexpensive.
更に、本発明によれば、シフトレジスタが不要であり、
ゲート数が少ないので、クリティカルパスが短くなるか
らマスタクロック信号の周波数上限を極めて高くとるこ
とができ、対象信号の周波数範囲が極めて広くなる。Furthermore, according to the present invention, a shift register is not required;
Since the number of gates is small, the critical path is shortened, so the upper limit of the frequency of the master clock signal can be set extremely high, and the frequency range of the target signal is extremely wide.
第1図は本発明によるデジタルPLL回路の一実施例の
回路図、第2図及び第3図はそれぞれ第1図の回路の動
作のタイミングチャート、第4図及び第5図はそれぞれ
他の実施例の回路図、第6図は本発明によるデジタルP
LL回路の応用例の説明図である。
図面中、1はデジタルPLL回路、2は入力信号、3は
入力端子、4は出力端子、5は出力信号、10は位相比
較部、20は第1のフリップフロップ回路、40は第1
のゲート回路、45は第1の信号、46は第2の信号、
50はパルス発生部、60はカウンタ、70はマスタク
ロック発生回路、80は第2のフリップフロップ回路、
90は第3のフリップフロップ回路、100は第2のゲ
ート回路である。FIG. 1 is a circuit diagram of one embodiment of a digital PLL circuit according to the present invention, FIGS. 2 and 3 are timing charts of the operation of the circuit in FIG. An example circuit diagram, FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram of an application example of the LL circuit. In the drawing, 1 is a digital PLL circuit, 2 is an input signal, 3 is an input terminal, 4 is an output terminal, 5 is an output signal, 10 is a phase comparator, 20 is a first flip-flop circuit, 40 is a first
gate circuit, 45 is a first signal, 46 is a second signal,
50 is a pulse generator, 60 is a counter, 70 is a master clock generation circuit, 80 is a second flip-flop circuit,
90 is a third flip-flop circuit, and 100 is a second gate circuit.
Claims (1)
フロップ回路及び第1のゲート回路より構成された位相
比較部と、 nを2以上の整数とし、nビットのカウンタ、マスタク
ロック発生回路、第2のフリップフロップ回路、第3の
フリップフロップ回路及び第2のゲート回路より構成さ
れた周波数制御パルス発生部とを具備し; 第1のフリップフロップ回路は各段のクロック入力端子
に位相歪矯正対象の信号と第2のフリップフロップ回路
の出力信号とのうち一方が与えられ、且つ、初段のデー
タ入力端子に他方が与えられる回路であり、 第1のゲート回路は第1のフリップフロップ回路の各段
の出力信号を入力し、第2のフリップフロップ回路の出
力信号が前記位相歪矯正対象の信号に対して連続m回位
相遅れの場合に特定論理レベルの第1の信号を出力する
と共に、第2のフリップフロップ回路の出力信号が前記
位相歪矯正対象の信号に対して連続m回以上遅れまたは
連続m回以上進みいずれの場合にも同じ特定論理レベル
の第2の信号を出力する回路であり、 マスタクロック発生回路は前記位相歪矯正対象の信号の
公称周期の2^−^nの周期を持つマスタクロック信号
を発生する回路であり、 カウンタはリップルキャリー出力端子、データ入力端子
及びロード入力端子を有し、クロック入力端子に前記マ
スタクロック信号が与えられ且つデータ入力端子に第1
のゲート回路からの第1の信号が与えられる回路であり
、 第2のフリップフロップ回路はデータ入力端子に前記カ
ウンタのnビット目の出力信号が与えられ且つクロック
入力端子に該カウンタのn−1ビット目の出力信号が与
えられ、位相歪の矯正された信号を出力する回路であり
、 第3のフリップフロップ回路はデータ入力端子に前記カ
ウンタのリップルキャリー信号が与えられ且つクロック
入力端子に前記マスタクロック信号が与えられる回路で
あり、 第2のゲート回路は第1のゲート回路からの第2の信号
と第3のフリップフロップ回路の出力信号とを入力し、
第2の信号が特定論理レベルの場合に第3のフリップフ
ロップ回路の出力信号に対応したロード指令信号を前記
カウンタのロード入力端子に与える回路であることを特
徴とする、デジタルPLL回路。[Claims] A phase comparator section comprising a first flip-flop circuit and a first gate circuit in m-stage cascade connection, where m is an integer of 2 or more, and n bits, where n is an integer of 2 or more. a counter, a master clock generation circuit, a second flip-flop circuit, a third flip-flop circuit, and a frequency control pulse generation section composed of a second gate circuit; A circuit in which one of the signal to be phase distortion corrected and the output signal of the second flip-flop circuit is applied to the clock input terminal of the circuit, and the other is applied to the data input terminal of the first stage, and the first gate circuit inputs the output signal of each stage of the first flip-flop circuit, and when the output signal of the second flip-flop circuit has a phase lag of m continuous times with respect to the signal to be corrected for phase distortion, 1 signal, and the output signal of the second flip-flop circuit lags behind the signal to be corrected for phase distortion by m or more consecutive times or leads the signal to be corrected for phase distortion by m or more consecutive times. The master clock generating circuit is a circuit that generates a master clock signal having a period of 2^-^n which is the nominal period of the signal to be corrected for phase distortion, and the counter outputs a ripple carry signal. a terminal, a data input terminal and a load input terminal, the clock input terminal being supplied with the master clock signal and the data input terminal being supplied with the first clock signal.
The second flip-flop circuit is a circuit to which the first signal from the gate circuit of the counter is applied, and the second flip-flop circuit is applied to the data input terminal of the n-th bit output signal of the counter, and to the clock input terminal of the n-1 bit of the counter. The third flip-flop circuit is supplied with the bit-th output signal and outputs a phase-distorted signal, and the third flip-flop circuit has a data input terminal supplied with the ripple carry signal of the counter and a clock input terminal with the master signal. a circuit to which a clock signal is applied; the second gate circuit inputs the second signal from the first gate circuit and the output signal of the third flip-flop circuit;
A digital PLL circuit, characterized in that the circuit provides a load command signal corresponding to the output signal of the third flip-flop circuit to the load input terminal of the counter when the second signal is at a specific logic level.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61206750A JPS6363224A (en) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | Digital pll circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61206750A JPS6363224A (en) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | Digital pll circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6363224A true JPS6363224A (en) | 1988-03-19 |
Family
ID=16528475
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61206750A Pending JPS6363224A (en) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | Digital pll circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6363224A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101536316A (en) * | 2006-08-22 | 2009-09-16 | 模拟装置公司 | Method for determining the change of a signal, and an apparatus including a circuit arranged to implement the method |
-
1986
- 1986-09-04 JP JP61206750A patent/JPS6363224A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101536316A (en) * | 2006-08-22 | 2009-09-16 | 模拟装置公司 | Method for determining the change of a signal, and an apparatus including a circuit arranged to implement the method |
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