JP2006121171A - 周波数補正機能付きクロック供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基準クロックが断たれても、ＶＣＯのクロック周波数の経年変化特性を補正して高精度の自走クロックを実現出来る周波数補正機能付きクロック供給装置を提供する。
【解決手段】基準クロックが取得出来ている時、ＣＰＵ１０６は位相比較器２より出力される位相誤差情報より、予め計時手段１１０で通知される周期毎にＶＣＯ１０４のクロック周波数の経年変化特性による位相誤差情報を予測して算出し、その位相誤差を補正する制御電圧値を自走ＤＡ設定メモリ１０９に記憶する。基準クロックが断たれると、ＣＰＵ１０６は位相比較器１０２の出力である位相誤差情報を参照せず、代わりに計時手段１１０で通知される周期毎に、対応する位相誤差情報を補正する制御電圧値を自走ＤＡ設定メモリ１０９より読み出してＤＡ変換器１０５に設定することで、ＶＣＯ１０４のクロック周波数の経年変化特性を補正して高精度の自走クロックを実現する事が可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、高精度の発振信号すなわちクロックが必要な通信装置で使用される周波数補正機能付きクロック供給装置に関する。

従来より、高精度のクロックが必要な無線通信装置のクロック供給装置においては、具備する発振器の出力発振信号すなわち出力クロックを、網回線すなわちネットワークの上位装置から抽出された基準発振信号すなわち基準クロックに位相を同期させて使用する。そのため、周波数補正が可能なフェーズロックドループ（ＰＬＬ）が使用される。ＰＬＬは、基準クロックと、制御電圧値で発振周波数を補正できる電圧制御発振器（ＶＣＯ）と、その出力信号である従属クロックと基準クロックの位相誤差を検出する位相比較器と、検出された位相誤差情報に基づいて位相誤差を補正するための制御電圧値を算出し、その算出値をＶＣＯに設定する制御手段（ＣＰＵ）で構成される。ＶＣＯは制御電圧値で発振周波数を補正できるため、その制御電圧値を調整することで基準クロックとの位相差を補正できる。すなわち、ＶＣＯの位相が進んでいれば発振周波数を下げ、遅れていれば発振周波数を上げる。この補正により、最終的に基準クロックとＶＣＯの発振周波数誤差はある一定以内に収まる、すなわち同期状態となる。

なお、この位相誤差情報を補正する制御電圧値は、予め要求される同期状態までの収束時間やＶＣＯの感度、または同期状態の安定性等を考慮してコンピュータシミュレーションにより算出され、更に実測で調整して決定される。

また、ＰＬＬはＶＣＯの電源立ち上がり時に、予め所定の発振周波数に対応する制御電圧値を調整して取得し、その値をメモリに記憶する構成をとる場合もある。この初期制御電圧値を立ち上がり時に設定することにより、従属クロックの位相と基準クロックの位相を高速に同期させることが可能となる。

ところで、上記従来の方法において、ネットワークが切断された場合や、基準クロック抽出処理部の故障、またはノイズの混入による基準クロック信号のＳＮ比または精度の劣化などにより基準クロックの供給が断たれて同期が外れた時は、クロック供給装置が自立して従属クロックを使用して高精度の自走クロックを生成しなければならない。一般にこの自走クロックは、上記の初期制御電圧値が使用される。しかし、この固定された制御電圧値の精度では動作の継続は困難である。すなわち、自走クロックの発振周波数は制御電圧値を固定しても変動してしまう。この自走クロックの発振周波数が変動する主要因は、ＶＣＯの発振周波数の経年変化特性と温度特性である。しかし、高精度のクロックが必要とされる通信機器のクロック供給装置は恒温槽に内蔵されるため、温度特性は精度上での問題はない。

ただし、経年変化特性は時間に依存するため、長期間に渡り基準クロックの供給が断たれると、要求される性能を実現する上で必要な精度が維持できなくなるという課題が発生する。
上記課題に対する解決手段として、従来よりホールドオーバ機能付きクロック供給装置が提案されている（例えば特許文献１）。
この従来のホールドオーバ機能付きクロック供給装置は、基準クロックを複数個備えており、各々を切替えて使用する。その各々が使用されたときの基準クロックと従属クロックの位相を比較し、その比較結果に基づいて位相誤差情報の記憶とＶＣＯの制御電圧値の算出を行う。また、同時に最良の品質を持つ基準クロックを検出し、この最良の品質を持つ基準クロックを使用したときの位相情報を、全ての基準クロックが断たれたときの従属クロックの自走動作時の位相誤差情報として使用してＶＣＯの制御電圧値を算出する。この様に、最良の品質を持つ基準クロックを使用したときの位相誤差情報より電圧制御発振器の制御電圧値を算出して設定することで、基準クロックが断たれたときでも高精度の自走クロックを得ることが可能となる。
特開２００２−２３２４０７号公報（図１） 市田浩三、吉本富士市 共著、「スプライン関数とその応用」、初版第８刷、教育出版発行、１９９０年８月８日

しかしながら、上記従来のホールドオーバ機能付きクロック供給装置は、ＶＣＯの発振周波数の経年変化特性に対する情報を考慮していないため、経年変化特性による精度誤差が補正できないという課題があった。すなわち、全ての基準クロックが断たれたとき、ＶＣＯの発振周波数の自走動作開始時までの経年変化特性による誤差は、最良の品質を持つ基準クロックを使用したときの位相誤差情報を参照することで解消される。しかし、ＶＣＯの発振周波数の経年変化特性は時刻と共に変化するため、自走動作開始以降は発振周波数の経年変化特性による位相誤差が発生する。つまり、従来のホールドオーバ機能付きクロック供給装置では、自走動作開始以降も自走動作開始時までの経年変化特性による誤差情報を解消するように制御されるため、自走動作開始前後の発振周波数の経年変化特性情報が一致しない限り、位相誤差が発生する。

次に図２を用いて従来のクロック供給装置の課題を説明する。図２（Ａ）はＶＣＯの発振周波数の経年変化特性を示す。横軸は時間、縦軸は周波数変動量である。動作開始時は予め指定された目標周波数に調整している。図２（Ａ）に示すとおり、ＶＣＯの発振周波数は時刻の経過と共に単調増加する。なお、単調減少する場合もある。この特性は個々のＶＣＯで異なるため、個別に補正値を求める必要がある。

図２（Ｂ）は従来の制御電圧値固定方式のクロック供給装置を用いた場合のＶＣＯの従属クロック周波数の経年変化特性を示す。破線で示す基準クロックが断たれた時刻に、ＶＣＯの初期制御電圧値、すなわち予め所定の周波数に対応する制御電圧値が設定されるため、動作開始時から基準クロックが断たれた時刻までの周波数の経年変化特性分の誤差が発生する。以降、ＶＣＯの周波数の経年変化特性に従う位相誤差が発生する。

図２（Ｃ）は従来のホールドオーバ機能付きクロック供給装置を用いた場合のＶＣＯ従属クロック周波数の経年変化特性を示す。破線で示す基準クロックが断たれた時刻に、基準クロックと同期したＶＣＯの従属クロックの周波数に対応する制御電圧値が設定される。従って、経年変化特性による周波数誤差は発生しない。しかし、以降は基準クロックが断たれた時刻以前の経年変化特性を補正する様に制御されるため、周波数の経年変化特性による位相誤差が発生する。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、基準クロックがネットワークの上位装置より抽出されている時の基準クロックとＶＣＯの従属クロックの位相誤差情報を記憶手段に記憶し、記憶された位相誤差情報よりＶＣＯのクロック周波数の経年変化特性の傾向を割り出すことで、計時手段で通知される将来の制御電圧値の設定時の経年変化特性情報を予測する。その予測された経年変化特性による位相誤差情報を補正するための制御電圧値を算出することで、基準クロックが断たれてもＶＣＯの経年変化特性を補正して高精度のクロックを実現する。その結果、図２（Ｄ）で示す特性が得られる優れた周波数補正機能付きクロック供給装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記従来の課題を解決するために、網回線から抽出される基準発振信号の有無または異常を検出する基準発振信号監視手段と、発振周波数を制御電圧値で調整可能な電圧制御発振器と、電圧制御発振器より出力される発振信号と基準発振信号の位相比較を行ってその位相誤差情報を検出する位相比較手段と、電圧制御発振器の制御電圧値を設定する制御手段と、時刻を計時して変更可能な特定の周期を検出する計時手段と、電圧制御発振器の発振信号の周波数の経年変化特性による位相誤差情報に基づいてその位相誤差を補正するための制御電圧値を記憶する記憶手段と、で構成され、基準発振信号監視手段が基準発振信号の異常または消失を検出しない時は、制御手段は位相比較手段より通知される位相誤差情報に基づいて、その位相誤差を補正するように電圧制御発振器の制御電圧値を設定し、基準発振信号監視手段が基準発振信号の異常または消失を検出した時は、制御手段は計時手段より通知される特定の周期で、記憶手段に記憶された制御電圧値を電圧制御発振器に設定することを特徴とする構成を採る。

また、記憶手段は位相誤差を補正するための制御電圧値を記憶するだけでなく、電圧制御発振器の発振信号の周波数が規定の基準周波数となるように予め設定した初期制御電圧値を記憶し、基準発振信号監視手段が基準発振信号の異常または消失を検出しない時に、電圧制御発振器の発振信号の制御電圧値と初期制御電圧値または位相誤差を補正するための制御電圧値との誤差が一定値以上であるとき、電圧制御発振器の発振信号の制御電圧値を初期制御電圧値とする構成を採る。

また、制御手段は、記憶手段に電圧制御発振器の発振信号の周波数の経年変化特性による位相誤差情報を記憶し、基準発振信号監視手段が基準発振信号の異常または消失を検出した時は、計時手段より制御電圧値を設定する周期を通知されると、記憶した位相誤差情報に基づいてその位相誤差を補正するための制御電圧値を算出し、その制御電圧値を電圧制御発振器に設定することを特徴とする構成を採る。

また、制御手段は、基準発振信号監視手段が基準発振信号の異常または消失を検出しない時の位相比較手段より通知される位相誤差情報を、計時手段で通知される周期で抽出して記憶手段に記憶し、記憶された位相誤差情報より経年変化特性による位相誤差情報の傾向を割り出すことで、計時手段で通知される将来の制御電圧値を設定する周期に対応する経年変化特性による位相誤差情報を予測し、その予測された経年変化特性による位相誤差情報を補正するための制御電圧値を算出して記憶し、計時手段より制御電圧値を設定する周期を通知されると、対応する制御電圧値を電圧制御発振器に設定することを特徴とする構成を採る。

また、記憶手段に記憶される位相比較手段より通知される位相誤差情報は、位相比較手段より通知された位相誤差情報を平均化した位相誤差情報であることを特徴とする構成を採る。

以上の構成で、基準クロックがネットワークの上位装置より抽出されている時の基準クロックとＶＣＯの従属クロックとの位相誤差情報を記憶手段に記憶し、記憶された位相誤差情報よりＶＣＯのクロック周波数の経年変化特性による位相誤差情報の傾向を割り出す。また、位相誤差情報を移動平均処理や積分演算処理を行って平均化して記憶すると、ノイズを除去できるので誤差情報の精度を向上させることが出来る。そして、ＶＣＯのクロック周波数の経年変化特性による位相誤差を補正するための制御電圧値を設定する周期を計時手段に設定する。割り出された経年変化特性の傾向と制御電圧値の設定周期より将来の制御電圧値の設定時の経年変化特性情報を予測し、その予測された経年変化特性による位相誤差情報を補正するための制御電圧値を算出して制御手段がＶＣＯに設定することで、基準クロックが断たれてもＶＣＯの経年変化特性による位相誤差情報を補正して高精度のクロックを実現する事が可能となる。

本発明の周波数補正機能付きクロック供給装置によれば、基準クロックが断たれても、ＶＣＯの発振周波数の経年変化特性による位相誤差情報を予測して補正することが可能となる。従って、長期に渡るＶＣＯ自走動作が必要な場合においても、位相誤差を自動的に補正出来るためメンテナンスフリーを実現できる。

以下、本発明の実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１から図３を用いて本発明の第一の実施の形態にかかる周波数補正機能付きクロック供給装置の構成と動作について説明する。

図１に、本発明の第一の実施の形態にかかる周波数補正機能付きクロック供給装置の全体構成を示す。図１において、１０１はネットワーク上の上位装置より抽出される基準発振信号すなわち基準クロックを監視してその有無および異常検出を行う基準クロック監視手段、１０４は本発明の周波数補正機能付きクロック供給装置が出力するクロック源となるＶＣＯ、１０３はＶＣＯ１０４の出力クロックを分周する分周器１０３、１０２は分周器１０３の分周されたＶＣＯ１０４の出力クロックと基準クロックとの位相誤差を検出する位相比較器、１０５はＶＣＯ１０４の制御電圧値をディジタル信号からアナログ信号に変換するＤＡ変換器、１０８はＶＣＯ１０４の初期動作時にＤＡ変換器１０５に設定するために、予めＶＣＯ１０４の出力クロックが特定の周波数となるように調整されたＶＣＯ１０４の初期制御電圧値を保持する初期自走ＤＡ設定メモリ、１０９は基準クロックが断たれたときにＶＣＯ１０４が出力するクロックの自走周波数の精度を維持するためにＤＡ変換器１０５に定期的に設定されるＶＣＯ１０４の制御電圧値を保持する自走ＤＡ設定メモリ、１１０は位相比較器１０２から出力される位相誤差情報を取得する周期と自走ＤＡ設定メモリ１０９に記憶された制御電圧値をＤＡ変換器１０５に設定する周期を通知する計時手段、１０６は本発明の第一の実施の形態にかかる周波数補正機能付きクロック供給装置全体の制御、および位相誤差情報より自走ＤＡ設定メモリ１０９に記憶される制御電圧値を算出して自走ＤＡ設定メモリ１０９に記憶し、更にＶＣＯ１０４の自走動作時に計時手段１１０より通知される周期でＤＡ変換器１０５に算出した制御電圧値を設定するＣＰＵ、１０７はＣＰＵ１０６が演算処理や制御処理で使用するためのＷORK用メモリである。

以上のように構成された本発明の第一の実施の形態にかかる周波数補正機能付きクロック供給装置の動作を詳細に説明する。本発明の周波数補正機能付きクロック供給装置が動作を開始すると、まず、ＶＣＯ１０４の出力クロックを特定の周波数に合わせこむために、ＣＰＵ１０６は初期自走ＤＡ設定メモリに記憶された初期制御電圧値をＤＡ変換器１０５に設定する。そしてＶＣＯ１０４は設定された制御電圧値に対応する周波数でクロックを出力する。以下、基準クロック監視手段１０１でネットワーク上の上位装置より抽出される基準クロックが検出されている状態（従属モード）と、検出されない状態（自走モード）について順に説明する。

まず、従属モードでは、本発明の周波数補正機能付きクロック供給装置はＰＬＬとして動作する。すなわち、ＶＣＯ１０４の出力クロックは、分周器１０３で分周されたのち、位相比較器１０２で基準クロックと位相比較されて基準クロックと同期する様にクロック周波数を調整される従属クロックとして動作する。まず、計時手段１１０で通知される周期で位相比較器１０２で従属クロックと基準クロックとの位相誤差情報が抽出され、その位相誤差情報を補正する制御電圧値が算出されてＤＡ変換器１０５に設定される。そしてＶＣＯ１０４の出力クロック周波数が調整されることで基準クロックと従属クロックとの位相誤差が解消される。つまり、位相誤差情報は周波数誤差を一定時間積分することで得られるので、一定周期で抽出された位相誤差情報、すなわち位相誤差の微分情報より周波数誤差情報が得られる。この位相誤差情報に対応する周波数誤差情報を補正する制御電圧値をＤＡ変換器１０５に設定して周波数誤差を補正する。周波数誤差情報が解消されると、次は抽出される位相誤差情報を補正する制御電圧値をＤＡ変換器１０５に設定することで位相誤差が解消されて、基準クロックと従属クロックが同期する。

また、この従属モードでは、ＣＰＵ１０６は長周期に渡り位相誤差情報をＷORK用メモリ１０７に記憶し、ＶＣＯ１０４のクロック周波数の経年変化特性の傾向を割り出す。そして自走モード動作時に使用するため、計時手段１１０で通知される周期でＤＡ変換器１０５に設定する制御電圧値を算出し自走ＤＡ設定メモリ１０９に記憶する。なお、本実施例では、位相誤差情報を補正する制御電圧値を算出する演算手段の実現は一般に困難であるので、予め位相誤差情報に対する制御電圧値を算出し、その算出結果をＷORK用メモリ１０７上の不揮発性メモリに記憶する方法で実現している。ＣＰＵ１０６は位相誤差情報よりＶＣＯ１０４の制御電圧値を算出するときは、この不揮発性メモリに記憶された算出結果の情報を参照する。

次に図３（Ａ）を用いてＣＰＵ１０６が自走ＤＡ設定メモリ１０９に記憶する制御電圧値を算出する方法を説明する。ＣＰＵ１０６はＷORK用メモリ１０７に記憶した位相誤差情報を使用してＶＣＯ１０４のクロック周波数の経年変化特性に対応する位相誤差情報の傾向を近似する関数（スプライン関数Ｆ（Ｘ））を算出する。本実施例では、この関数を３次スプライン補間法を用いて算出する。３次スプライン補間法については、例えば非特許文献１に詳しく開示されている。

図３（Ａ）において、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、それぞれ計時手段１１０より通知される周期のＡｉ、Ａｊ、Ａｋでサンプリングされた位相誤差情報である。最新の位相誤差情報はＰ３である。以降、Ｂ０からＢＮ＋１は計時手段１０より通知される将来のサンプリング周期、Ｐ３からＰＮ＋１は各サンプリング周期Ｂ０からＢＮ＋１に対応してサンプリングされる位相誤差情報である。ＣＰＵ６は位相誤差情報Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を使用して区間ＡｊからＡｋにおけるスプライン関数Ｆｊ（Ｘ）を算出する。算出されたスプライン関数Ｆｊ（Ｘ）より区間Ｂ０からＢＮの位相誤差情報（それぞれＰ４からＰＮ）を算出し、補正する制御電圧値をＷORK用メモリ１０７上の不揮発性メモリより読み出す。そして自走ＤＡメモリ１０９に記憶する制御電圧値を更新する。計時手段１１０より次の周期が通知されると、最新の位相誤差情報はＰ４となるため、ＣＰＵ１０６は位相誤差情報Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を使用して区間ＡｋからＢ０におけるスプライン関数Ｆｋ（Ｘ）を算出する。以下同様に区間Ｂ１からＢＮ＋１の位相誤差情報（それぞれＰ５からＰＮ＋１）を算出し、自走ＤＡメモリ１０９に記憶する制御電圧値を更新する。

なお、本方法においては、ＶＣＯ１０６のクロック周波数の経年変化特性による位相誤差情報の傾向を正確に割り出すために、高精度の位相誤差情報が必要となる。位相比較器１０２より出力される位相誤差情報は雑音等により変動してしまうため、高精度の位相誤差情報を取得する必要がある場合はＣＰＵ１０６で平均化処理を行う。平均化処理を行う場合のＣＰＵ１０６の位相誤差情報を取得する処理を図３（B）を用いて説明する。ＣＰＵ１０６は計時手段１１０の周期を制御し、図３（B）に示す様にＴ１とＴ２の２種類の周期を切り替える。Ｔ１は計時手段１１０の周期、そしてＴ２はＤＡ変換回路１０５に設定する電圧値を算出するために必要な位相誤差情報の平均化処理を行うために必要な位相誤差情報のサンプリング周期である。ＣＰＵ１０６は計時手段１１０の周期Ｔ１とＴ２を切替えることで、平均化回数を位相誤差情報の取得周期毎に設定することが可能となる。例えば、図２（Ａ）に示す様にＶＣＯ１０４の動作開始時は、周波数の経年変化特性の単位時間に対する変化量が大きいため平均化回数を減らし、十分に時間が経過すると平均化回数を増やすことで位相誤差情報の精度が向上する。

ところで、従属モードにおいてもノイズ等により同期状態が外れてしまう場合が発生する。これは従属クロックと基準クロックとの位相誤差情報が予め設定しておいたしきい値以上となる状態をＣＰＵ１０６で検出することで検知できる。この場合、予め予測位相誤差が算出できていれば次に説明する自走モードと同じ動作となり、算出できていなければ、ＣＰＵ１０６が初期自走ＤＡ設定メモリ１０９に記憶された初期制御電圧値をＤＡ変換器１０５に設定する。

次に自走モードの動作を説明する。自走モードでは自走ＤＡ設定メモリ１０９に記憶された制御電圧値を使用してＶＣＯ１０４のクロック周波数の経年変化特性による位相誤差を補正する。その結果、長期に渡るＶＣＯ１０４の自走動作が必要な場合においても、位相誤差を自動的に補正出来るため高精度の自走クロックを実現する事が可能となる。ＣＰＵ１０６は基準クロック監視手段１０１より基準クロックが断たれたことを通知されると、位相比較器１０２の動作を停止する。従って、次に基準クロック監視手段１０１が基準クロックを検出するまで位相比較器１０２の位相誤差情報は使用されない。代わりに自走ＤＡ設定メモリ１０９に記憶された制御電圧値を用いてＶＣＯ１０４の自走周波数が制御される。

次に図３（Ａ）を用いて、ＣＰＵ１０６が自走ＤＡ設定メモリ１０９に記憶された制御電圧値を使用してＶＣＯ１０４のクロック周波数の経年変化特性による位相誤差を補正する方法を説明する。本例では、図３（Ａ）の周期Ａｋの直後に基準クロックが断たれた場合を想定する。計時手段１１０よりＤＡ変換器５に制御電圧値を設定する周期（本例では図３（Ａ）のＢ０）を通知されると、ＣＰＵ１０６はその周期に相当する位相誤差情報（本例では図３のＰ４）に対する制御電圧値を自走ＤＡ設定メモリ１０９より読み出し、ＤＡ変換器１０５に設定する。そして次に読み出す周期（本例では図３（Ａ）のＢ１）とその周期に相当する位相誤差情報（本例では図３（Ａ）のＰ５）に対する制御電圧値を決める。次の設定周期（Ｂ１）が通知されると自走ＤＡ設定メモリ１０９より所定の制御電圧値を読み出し、その値をＤＡ変換器１０５に設定する。この様に、予め算出された制御電圧値によりＶＣＯ１０４の自走周波数が補正されるので、自走モードでも高精度の自走周波数でＶＣＯ１０４を動作させることが可能となる。

なお、本実施例ではクロック周波数の経年変化特性の傾向を正確に割り出すために、従属モード時の基準クロックと従属クロックとの位相誤差情報を検出し、その位相誤差情報より３次スプライン関数を算出して使用する方法を採用したが、他のスプライン関数を使用する方法でも実現可能である。

また、本実施例では位相誤差情報を補正する制御電圧値を自走ＤＡ設定メモリ１０９に記憶する構成としたが、制御電圧値の代わりに位相誤差情報を自走ＤＡ設定メモリ１０９に記憶し、ＣＰＵ１０６がＤＡ変換器１０５に制御電圧値を設定するときに、自走ＤＡ設定メモリ１０９より位相誤差情報を読み出し、対応する制御電圧値を算出して自走ＤＡ設定メモリ１０９に設定する構成でも実現可能である。

また、本実施例では、ＷＯＲＫ用メモリ１０７、初期自走ＤＡ設定メモリ１０８、自走ＤＡ設定メモリ１０９の３つのメモリを使用したが、これらを１つにまとめて、例えばＷＯＲＫ用メモリ１０７だけを使用する構成とし、上記各メモリに記憶する情報をＷＯＲＫ用メモリ１０７のメモリマップ上で指定する方法としても実現可能である。

以上のように、本実施の形態により、基準クロックが断たれても、ＶＣＯ１０４の発振周波数の経年変化特性による位相誤差を予測して補正することが可能となる。従って、長期に渡るＶＣＯ１０４の自走動作が必要な場合においても、位相誤差を自動的に補正することが出来る。

本発明にかかる周波数補正機能付きクロック供給装置は、ネットワーク上の上位装置より供給される基準クロックが断たれても、ＶＣＯの発振周波数の経年変化特性による位相誤差を予測して補正することで、長期に渡るＶＣＯの自走動作が必要な場合においても、位相誤差を自動的に補正出来ることが出来る。

以上の様に、基準クロックが断たれても高精度なＶＣＯの自走クロックが生成できるため、携帯電話の基地局や通信回線の交換局などに搭載され、ネットワーク上の上位装置より供給される基準クロックが断たれた時も高精度のクロックが必要とされる周波数補正機能付きクロック供給装置として有用である。

本発明の第一の実施の形態にかかる周波数補正機能付きクロック供給装置の全体構成図 従来のクロック供給装置の課題を示す図 本発明の第一の実施の形態にかかる周波数補正機能付きクロック供給装置の位相誤差情報を算出する方法を示す図

符号の説明

１０１ 基準クロック監視手段
１０２ 位相比較器
１０３ 分周器
１０４ ＶＣＯ
１０５ ＤＡ変換器
１０６ ＣＰＵ
１０７ ＷＯＲＫ用メモリ
１０８ 初期自走ＤＡ設定メモリ
１０９ 自走ＤＡ設定メモリ
１１０ 計時手段

Claims (5)

1. 網回線から抽出される基準発振信号の有無または異常を検出する基準発振信号監視手段と、
   発振周波数を制御電圧値で調整可能な電圧制御発振器と、
   前記電圧制御発振器より出力される発振信号と前記基準発振信号の位相比較を行ってその位相誤差情報を検出する位相比較手段と、
   前記電圧制御発振器の制御電圧値を設定する制御手段と、
   時刻を計時して変更可能な特定の周期を検出する計時手段と、
   前記電圧制御発振器の発振信号の周波数の経年変化特性による位相誤差情報に基づいてその位相誤差を補正するための制御電圧値を記憶する記憶手段と、で構成され、
   前記基準発振信号監視手段が前記基準発振信号の異常または消失を検出しない時は、前記制御手段は前記位相比較手段より通知される位相誤差情報に基づいて、その位相誤差を補正するように前記電圧制御発振器の制御電圧値を設定し、
   前記基準発振信号監視手段が前記基準発振信号の異常または消失を検出した時は、前記制御手段は前記計時手段より通知される特定の周期で、前記記憶手段に記憶された制御電圧値を前記電圧制御発振器に設定することを特徴とする周波数補正機能付きクロック供給装置。
2. 前記記憶手段は前記位相誤差を補正するための前記制御電圧値を記憶するだけでなく、前記電圧制御発振器の発振信号の周波数が規定の基準周波数となるように予め設定した初期制御電圧値を記憶し、
   前記基準発振信号監視手段が前記基準発振信号の異常または消失を検出しない時に、
   前記電圧制御発振器の発振信号の制御電圧値と前記初期制御電圧値または前記位相誤差を補正するための前記制御電圧値との誤差が一定値以上であるとき、
   前記電圧制御発振器の発振信号の制御電圧値を前記初期制御電圧値とする請求項１記載の周波数補正機能付きクロック供給装置。
3. 前記制御手段は、前記記憶手段に前記電圧制御発振器の発振信号の周波数の経年変化特性による位相誤差情報を記憶し、前記基準発振信号監視手段が前記基準発振信号の異常または消失を検出した時は、
   前記計時手段より前記制御電圧値を設定する周期を通知されると、記憶した前記位相誤差情報に基づいてその位相誤差を補正するための制御電圧値を算出し、その制御電圧値を前記電圧制御発振器に設定することを特徴とする請求項２記載の周波数補正機能付きクロック供給装置。
4. 前記制御手段は、前記基準発振信号監視手段が前記基準発振信号の異常または消失を検出しない時の前記位相比較手段より通知される前記位相誤差情報を、前記計時手段で通知される周期で抽出して前記記憶手段に記憶し、
   記憶された前記位相誤差情報より前記経年変化特性による位相誤差情報の傾向を割り出すことで、前記計時手段で通知される将来の前記制御電圧値を設定する周期に対応する前記経年変化特性による位相誤差情報を予測し、その予測された前記経年変化特性による位相誤差情報を補正するための前記制御電圧値を算出して記憶し、
   前記計時手段より前記制御電圧値を設定する周期を通知されると、対応する前記制御電圧値を前記電圧制御発振器に設定することを特徴とする請求項２記載の周波数補正機能付きクロック供給装置。
5. 前記記憶手段に記憶される前記位相比較手段より通知される前記位相誤差情報は、前記位相比較手段より通知された前記位相誤差情報を平均化した位相誤差情報であることを特徴とする請求項４記載の周波数補正機能付きクロック供給装置。