JPH01136417A - 位相同期回路 - Google Patents

位相同期回路

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JPH01136417A
JPH01136417A JP62294535A JP29453587A JPH01136417A JP H01136417 A JPH01136417 A JP H01136417A JP 62294535 A JP62294535 A JP 62294535A JP 29453587 A JP29453587 A JP 29453587A JP H01136417 A JPH01136417 A JP H01136417A
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JP
Japan
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phase
pulse
signal
circuit
output signal
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JP62294535A
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Inventor
Noburo Ito
修朗 伊藤
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、デジタル機器のクロック再生などに用いら
れる位相同期回路に関する。
〔従来の技術〕
従来、デジタル信号の送受信装置、記録再生装置などに
おいては、たとえば受信時、記録時に、伝送入力された
データのパルス列信号に含まれたクロック成分を抽出す
るとともに、そのクロック成分に同期したクロックパル
スを形成し、該クロックパルスにもとづいて受信、記録
などの処理を行なう必要がある。
そのため、この種装置にはPLL回路とも呼ばれる位相
同期回路が設けられ、該位相同期回路により、入力信号
と内部形成した信号との位相比較にもとづき、入力信号
に同期した前記クロックパルスを形成している。
そして、この種位相同期回路は、従来、電圧側a発振i
 、ループフィルタ(アナログローパスフィルタ)、ア
ナログ位相比較器などを用いてアナログ的に処理を行な
っているが、この場合、制御ループの帯域幅、中心周波
数の変更(調整)が容易に行なえず、また、電圧制御発
振器、ローパスフィルタを用いるので、温度変化、電源
電圧の変動の影響を受は易く、種々の不都合が生じる。
そこで、前記電圧制御発振器、ローパスフィルタ、位相
比較器などを用いる代わりに、発振周波数が固定された
発振器1分周器、カウンタなどを用いてデジタル的に処
理を行なうデジタル型の位相同期回路が提案されている
ところで、デジタ/1/型の位相同期回路は、たとえば
、電子通信学会誌(78/ 12Vol 56−ANo
 12 )の「二値量子化全ディジタル位相同期系」に
記載されているように、基本的に、入力信号(パルス列
信号)と出力信号(パルス列信号)との位相差を進み、
遅れに2値量子化して検出するとともに、検出結果を可
逆計数して積分し、積分値が正、負の設定値に達する毎
に発振器の発振パルスにパルス挿入またはパルス削除の
補正を施し、発振パルスを分周して形成された出力信号
を入力信号に同期させる。
そして、前記電子通信学会誌などに記載されている従来
のデジタル型の位相同期回路は、はぼ第8図に示すよう
に構成され、入力端子+11に伝送入力されたパ〃ス列
の入力信号、すなわちクロック成分にもとづき平均周期
Tiで2値変化する方形波パルス列の入力信号が位相比
較ブロック(2a)の2値位相比較器(3)に入力され
、比較器(3)によシ、入力信号と後述の分周回路から
出力された方形波パルス列の出力信号、すなわち出力ク
ロックパルスとが2値位相比較され、比較器(31から
可逆カウンタ(41のカウンタ部151に、進み、遅れ
の判別信号81゜b+が出力される。
すなわち、入力信号より出力クロックパルスが先に立上
がれば進みの判別信号a1がカウンタ(4)に出力され
、逆に、出力クロックパルスが遅れて立上がれば遅れの
判別信号b+がカウンタ部C51に出力される。
そして、カウンタ部(5)はリセット毎に規定の初期値
Nが設定されるとともに判別信号a+、btをq逆計数
し、判別信号atの入力によって1を加算計数し、判別
信号hlの入力によって1を減数計数する。
さらに、カウンタ部(5)の計数信号が計数値判定部(
61に入力され、カウンタ部r5)が増、減方向にNを
計数し、計数値信号が2N、0それぞれに達すると、判
定部(6)の進み、遅れ判定用の判定器(6a) 。
(6b)から制御ブロック(7a)の時間軸制御回路(
8)に、挿入指令用の正制御信号a2 、削除指令用の
負制御信号b2それぞれが出力される。
′ ところで、制御回路(81には一定周期To/(2
M)で発振する発振器(9)の発振パルスが入力され、
前記両制御信号a2.bgのいずれもが入力されないと
きは、入力された発振パルスがそのまま制御回路(8)
から出力される。
そして、制御信号a2.bzそれぞれが制御回路(8)
に入力されると、制御回路(8)は、発振パルスを、た
とえばlパルス削除、挿入し、出力パルスの周期を標準
のTo/(2M)からTo/(2M−1) 、 To/
(2M+1)それぞれに可変し、発振パルスに時間軸補
正を施すとともに、カウンタ部(5)のリセット端子(
rst)にリセット/<A/スを出力してカウンタ(4
)ラリセットする。
サラニ、クロックパルスとして周期Toのパルスを形成
するため、制御回路r8)から出力された発振バルクが
2M分周回路+10に入力され、分周回路rIaによっ
て制御回路f81の出力パルスが2M分周されるととも
に、分周回路顛の分周パルスが内部形成したクロックパ
ルスとして出力端子(Il+および比較器(31に出力
される。
そして、判別信号a+、b+の可逆計数値のデジタル積
分による制御信号a2.b2の形成と、制御信号a3h
zによる発振パルスの位相の1パルス補正とにより、出
力端子Qllの出力信号がループ制御されて入力端子f
i+の入力信号の立上りに同期する。
なお、時間軸補正を施すために削除、挿入するパルス数
は、1回の補正量などに応じて設定すればよく、パルス
数を多くする程1回の補正量が多くなる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、前記従来のデジタル型の位相同期回路の場合
、入力端子(1)の入力信号に対する出力端子GDの出
力信号、すなわち出力クロックパルスの位相の進み、遅
れを検出し、いわゆる2値情報にもとづいて発振パルス
の位相を1パルス、すなわち単位量補正するため、出力
クロックパルスの位相ずれ量の大、小によらず常に単位
量の位相補正が施される。
そして、位相補正にもとづく同期引込みの速度はカウン
タ(4)の初期値Nに依存し、Nを小さくする程、応答
性が向上する。
しかし、とくに出力クロックパルスが入力信号の位相に
ほぼ引込まれ、はぼ安定して同期した状。
態(以下安定状態と称する)に達したときは、単位量の
位相補正が過剰な補正となるため、応答性を向上させる
ために初期値Nが比較的小さく設定されていれば、過剰
な補正による位相の乱れが頻繁に生じる。
そのため、従来のデジタル型の位相同期回路では、とぐ
に同期安定状態のときに、補正にもとづく出力信号のジ
ッタが多くなシ、出力信号が不安定になる問題点がある
この発明は、前記の問題点に留意してなされたものであ
り、比較的簡単な構成で安定状態のときの出力信号の位
相変動を防止することを技術的課題とする。
〔問題点を解決するための手段〕
@記問題点を解決するための技術的手段を、実施例に対
応する第1図を用いて以下に説明する。
この発明は、パルス列の入力信号と発振器(9)の一定
周期の発振パルスを分周して形成した出力信号との位相
ずれを検出し、前記出力信号の位相の進み、遅れの判別
信号を選択的に形成するとともに、前記両判別信号を可
逆カウンタ(4)で増、減計数し、かつ、前記カウンタ
(41の計数値が増、減方向それぞれに一定値変化する
毎に、変化方向に応じて前記発振パルスにパルス削除ま
たはパルス挿入の時間軸補正を施すとともに前記カウン
タ(4)をリセットし、前記出力信号の位相を前記入力
信号に同期させるデジタル制御式の位相同期回路におい
て、 前記発振パフレスを分周する分周回路f’ll)と、前
記分周回路αOの分周パルスを一定期間ずつ遅力信号と
して出力する遅延回路09と、前記分周パルス、後段の
前記遅延器(15b)から出力された第2遅延パルスそ
れぞれの前記入力信号に対する位相の進み、遅れを検出
し、前記分周パルス、前記第2遅延パルスそれぞれの位
相の進み、遅れの判別信号を前記出力信号の位相の進み
遅れの補助判別信号として出力する第1.第2位相比較
回路αの、a3と、 前記各補助判別信号の有、無の組合わせにもとづき前記
入力信号°と前記出力信号との前記一定期間を超える位
相ずれを検出し、前記出力信号の位相の前記一定期間に
相当する位相範囲を超えた進み、遅れの検出時にのみ進
み、遅れに応じて前記両判別信号を選択的に前記カウン
タに出力する位相差判定回路(14)と を備えるという技術的手段を講じている。
〔作用〕
したがって、この発明によると、出力信号の位相が一定
期間以内だけ進み方向、遅れ方向それぞれにずれる同期
安定状態の間には、判定回路04から判別信号が出力さ
れず、カウンタ(41の計数が停止して時間軸補正が停
止される。
そのため、出力信号が同期安定状態に引込まれたときに
は、時間軸補正による位相変動が防止され、安定なりロ
ック再生などが行なえる。
そして、入力信号と出力信号の位相差量の測定などを行
なうことなく、進み、遅れの2値判別のみによって制御
が行なえるため、簡単な構成で出力信号の位相変動が防
止され、技術的課題が解決される。
〔実施例〕
つぎに、この発明を、その1実施例を示した第1図およ
び第2図とともに詳細に説明する。
第1図は1パルスの削除、挿入を施す場合を示し、同図
において、第8図と同一記号は同一もしくは相当するも
のを示し、(2b)、(7b)は第8図のブロック(2
a)、(7m)の代わりに設けられた位相比較ブロック
、制御ブロック、■、αaは入力端子(1)の入力信号
8aが入力される第1.第2位相比較回路であシ、入力
信号8aと分周回路α0の分周パルスSb。
後述の遅延回路の後段の遅延器から出力された第2遅延
パルスSdそれぞれの入力信号8aに対する位相の進み
、遅れを判別する2値位相比較器からなり、分周パルス
sbの位相の進み、遅れの判別信号ao、bo 、第2
遅延パルスSdの位相の進み、遅れの判別信号ao’、
bo’それぞれを出力端子aGの出力信号、すなわち出
力クロックパルスの位相の進み。
遅れの補助判別信号として出力する。
α滲は判別信号ao、bo、ao’、bo’が入力され
る位相差判定回路であり、判別信号ao、bo、ao’
、bo’の有、無の組合せにもとづき、出力クロックパ
ルスの位相が進み、遅れ方向それぞれに設定された一定
期間を超えてずれたときにのみ、ずれの方向に応じて進
み、遅れの判別信号a+、b+を選択的にカウンタ(4
)に出力する。
a9は分周回路面の分周パルスsbを発振器【9)の発
振パルスの周期(=TO/(2M))を単位とする一定
期間a(δ=KTo/(2M))の2倍だけ遅延する遅
延回路であシ、一定期間δずつ遅延する2個の遅延器(
15B)。
(15b)の縦列回路からなり、前段の遅延器(15a
)から出力される第1遅延パルス8cを出力クロックパ
ルスとして出力端子ODに出力するとともに、後段の遅
延器(15b)から出力される第2遅延°バμス8dを
位相比較回路a3に供給する。
なお、この実施例では一定期間δが発振パルスの1周期
(=To/(2M))に設定され、遅延器(15a)。
(15b)がそれぞれD型のフリップフロップで形成さ
れている。
また、説明を簡単にするため、To=Tiに設定されて
いる。
そして、第2図(a)に示す平均周波数’(=1/Ti
)の方形波パルス別の入力信号8aが位相比較回路(2
)。
α3に入力されるとともに、発振器(9)の一定周波数
2Mfの方形波パルス列の発振パルスが制御回路(8)
を介して分周回路αOに入力され、分周回路aGから遅
延器(15B)のデータ入力端子(d)に発振パルスを
2M分周したパルス、すなわち入力信号8aの周期の同
図(b)に示す分周パルスsbが出力される。なお、第
2図1a)〜(j)のflI、Lはハイレベル、ローレ
ベルを示す。
このとき、遅延器(15a)、(t5b)のクロック端
子(ck)に発振パルスが供給され、遅延器(15a)
 、 (15b)それぞれが発振パルスの1周期1/(
2Mf) (=Ti /(2M))の期間δだけ入力信
号を遅延するため、遅延器(15B)により、分周パル
スsbの位相をδだけ遅らせた第2図(e)の第1遅延
パルス8cが形成され、遅延器(15b)により、第1
遅延パルス8cの位相をδだけ遅延したバ)I/;x、
、すなわち同図(d)に示すように分周パルス8bの位
相を2δ(−Ti7M)遅延した第2遅延パルス8dが
形成される。
ソシて、第1遅延パルス8cが出力クロックパルスとし
て出力端子011に出力されるとともに、分周パルスS
c 、第2遅延パルスSdが位相比較回路υ。
03それぞれに供給される。
さらに、位相比較回路亜、α3により、入力信号8aの
立上りを基準にして分周パルスSb、第2遅延パルスS
dの進み、遅れが検出され、このとき、位相比較回路(
2)は、分周パルスsbが入力信号8aより先に立上る
進み検出時に、分周パルス8bからなるハイレベルの判
別信号aOを出力するとともに、分周パルスshが入力
信号Saより遅れて立上る遅れ検出時に、分周パルスs
bからなるハイレベルの判別信号bOを出力し、同様に
、位相比較回路α3は、第2遅延パルスSdが入力信号
Saよシ先に立上る進み検出時に、第2遅延パμスSd
からなるハイレベルの判別信号ao’を出力するととも
に、第2遅延パルスSdが入力信号8aよシ連れて立上
る遅れ検出時に、第2遅延パルスSdからなるハイレベ
ルの判別信号bo’を出力する。
そして、入力信号8a 、分周パルスSb 、第2遅延
パルス8dが第2図(at 、 (b) 、 (dDそ
れぞれになるときは、判別信号ao、ao’が同図(e
)、 (g)に示すタイミングで出力され、判別信号b
o、bo’が同図げ)、山)に示すタイミングで出力さ
れる。
ところで、第1.第2遅延パルスSc、Sdは分周パル
スsbより必らず〃、2δそれぞれだけ遅れて立上るが
、分周パルス8bは非同期状態の量大力信号Saとの位
相関係が不定になる。
そして、入力信号Saに対する分周パルスsbの位相の
進み、遅れに応じて判別信号ao、bo、ao’、bo
’が選択的に出力され、分周パルスsbが2I以下だけ
進み位相になるときは、第2遅延パ〜スSdが必ず遅れ
位相になって判別信号ao、bo’が出力され、分周パ
ルスsbが2δを超える進み位相になるときは、その進
み量に応じて判別信号aoと判別信号ao’またはbo
’が出力され、分周パルスsbが2δを超える遅れ位相
になるときは、第2遅延パルスsbも必らず遅れ位相に
なって判別信号bo、bo’が出力される。
一方、第1遅延パルスScを出力信号とするため、第1
遅延パルス8cを入力信号Saに同期させる必要がある
そして、第1遅延パルスScが分周パルスsbよりiだ
け遅れるため、第1遅延パルスScが入力信号8gに同
期すると、分周パルスScが進み位相になり、かつ、第
2遅延パルスSdが遅れ位相になる。
そして、前述したように分周パルスsbが2δ以下だけ
進み位相になる範囲、すなわち第1遅延パルスSeがδ
だけ進み、遅れする±δの範囲を同期安定状態の範囲と
すると、判別信号ao、bo、ao’、bo’の有、無
の組合せから、つぎの表に示すように、出力信号、すな
わち第1遅延パルスScの位相の進み、遅れを判別する
ことができる。
なお、表中のH,Lは信号の有、無に対応する。
表 そこで、判定回路α4は判別信号an、bo、ao’、
bo’ノ有、無(H,L)の組合せにもとづき、第1遅
延パルスScの±δを超える進み、遅れを検出し、判別
信号ao、ao’が同時にハイレベルになる判別信号a
o、ao’の有検出時および判別信号bo、ao’が同
時にハイレベ〃になる判別信号bo、ao’の有検出時
、すなわち6以上の進み検出時に判別信号a1をカウン
タ部(51に出力するとともに、判別信号ha、bo’
が同時にハイレベルになる判別信号bo、ho’の有検
出時。
すなわち6以上の遅れ検出時に判別信号b+をカウンタ
部f51に出力する。
一方、判別口fao、bo’が同時にハイレベルになる
判別信号ao、bo’の有検出時、すなわち±δ以内の
進み、遅れの検出時は、このとき第1遅延パルスScが
ほぼ入力信号S8−に同期し、出力端子0Dの出力信号
の位相が入力信号Saにほぼ同期していわゆる安定状態
になるため、判定回路α冶は判別信号a+、h+の出力
を禁止する。
そして、カウンタ部C3)9判定部(6)の動作にもと
づき、カウンタ(4)は、従来と同様、判別信号at。
blが8回入力され、計数値信号が2N、0それぞれに
達する毎に、制御信号a2.b2それぞれを制御回路+
81に出力し、このとき、制御回路f81は、制御信号
a2.bzの入力によって発振パルスにlパルス削除、
lパルス挿入それぞれの時間軸補正を施すとともに、カ
ウンタ部C51にリセットパルスを出力してカウンタ(
4)をリセットする。
さらに、制御回路(8)の時間軸補正にもとづき、分周
パルスsbはハイレベルの期間が1パルス削除。
挿入によって長、短それぞれに変化し、第x、l/rt
2遅延′<ルスSe・Sdの位相が検出された方向と逆
方向に発振パルスの1周期Tiだけ補正される0ところ
で、入力信号8aおよび発振パルスのデユーティ−によ
らず、分周パルスsbおよび第1a第2遅延パルス8c
 、 8dはデユーティ−50%のパルスになる。
また、M=8.、N72とした場合は、各パルス8b、
8c、8dのハイレベル、ローレベルの正規の期間、長
は第2図(b)〜(d)それぞれの■で示す発振パルス
の8周期になる。
そして、第2図(a) 、 (b)のように入力信号8
aに対して分周パルスsbが遅れ位相となるときは、判
定回路α4の判定信号a+、btが同図(i)、(j)
に示すように変化し、このとき、N=2であるため第1
遅延パルスSeの位相ずれが±δ以内になるまでの非同
期状態の間、同図(k)に示すカウンタ部r51の計数
値が4になる毎に1パルス挿入の時間軸補正が施され、
各パルス8b、Sc、Sdのハイレベルの期間長が同図
Cb)、 ((3) 、 (d)の■に示すようにほぼ
発振パルスの7周期に短縮される。なお、第2図(k)
の■、■。
■はカウンタ部(51の計数値を示す。・さらに、時間
軸補正のくシ返しにより、第1遅延パルスSCの位相ず
れが±δ以内になシ、同期安定状態に達すると、このと
き、判別信号a+、btが出力されなくなシ、カウンタ
部【5)の計数が停止して時間軸補正が施されなくなる
そして、第1遅延パ〃スBeの位相ずれが再び±δを超
えると、前述と同様にして時間軸補正が施される。
したがって、第1遅延パルスSCからなる出力端子OD
の出力信号の位相ずれが、入力信号8aに対して遅延回
路α0の遅延時間によって設定される±1以内になる同
期安定状態の間には、時間軸補正が行なわれず、時間軸
補正による出力信号の位相乱れが防止され、安定したク
ロツクパIL/−の再生形成が行なえる。
なお、実施例のよりにδを発振パルスの1周期の微小な
量に設定すると、同期安定状態に引込まれた後の出力信
号はジッタなどによる変動なく中心周波数に安定に保持
され、高い精度でクロックパルスの再生形成などが行な
える。
そして、入力信号Saと出力信号の位相差量の測定など
を行なうことなく、出゛力信号よりδだけ進み位相、遅
れ位相のパルス8b、Sdそれぞれの入力信号に対する
進み、遅れを2値判別して制御を行なうため、簡単な構
成で良好な制御が行なえる。
しかも、入力信号8a 、発振パルスのデユーティ−に
よらず、分周回路αOの分周にもとづき、出力信号とし
てデユーティ−50%のパルス信号が出力されるため、
デユーティ−50%のクロックパルスを簡単に得ること
ができる利点も有する。
なお、1回に削除または挿入するパルス数は任意に設定
できるのは勿論であり、たとえば発振パルス(DI同周
期ハイレベル、ローレベtvfニレツレに1パルスの削
除または挿入を行なってもよい。
また゛、遅延器(15a)、(15b)の遅延量を可変
設定し、前記δを任意に設定してよいのも勿論で纏る。
さらに、周期Ti、Toおよび定数M、N、になどを任
意に設定してよいのも勿論である。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明の位相同期回路によると、出力
信号の進み、遅れ方向の位相ずれが一定量以内になり、
同期安定状態に達したときに、時間軸補正が停止され、
入力信号に同期した安定な出力信号を得ることができ、
出力信号をデジタル的に入力信号に同期する際に、位相
ずれの量を測定することなく、簡単に制御性能を向上さ
せることができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の位相同期回路の1実施例のブロック
図、第2図(a)〜仮)は第1図の動作説明用のタイミ
ングチャート、第3図は従来の位相同期回路のブロック
図である。 +11・・・入力端子、(4)・・・可逆カウンタ、【
8)・・・時間軸制御回路、(9)・・・発振器、αG
・・・分周回路、0υ・・・出力端子、α2.(至)・
・・第1.第2位相比較回路、a4・・・位相差判定回
路、115・・・遅延回路、(15a)、(15b)・
・・遅延器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)パルス列の入力信号と発振器の一定周期の発振パ
    ルスを分周して形成した出力信号との位相ずれを検出し
    、前記出力信号の位相の進み、遅れの判別信号を選択的
    に形成するとともに、前記両判別信号を可逆カウンタで
    増、減計数し、かつ、前記カウンタの計数値が増、減方
    向それぞれに一定値変化する毎に、変化方向に応じて前
    記発振パルスにパルス削除またはパルス挿入の時間軸補
    正を施すとともに前記カウンタをリセットし、前記出力
    信号の位相を前記入力信号に同期させるデジタル制御式
    の位相同期回路において、 前記発振パルスを分周する分周回路と、 前記分周回路の分周パルスを一定期間ずつ遅延する2段
    の遅延器からなり、前段の遅延器から出力された第1遅
    延パルスを前記出力信号として出力する遅延回路と、 前記分周パルス、後段の前記遅延器から出力された第2
    遅延パルスそれぞれの前記入力信号に対する位相の進み
    、遅れを検出し、前記分周パルス、前記第2遅延パルス
    それぞれの位相の進み、遅れの判別信号を前記出力信号
    の位相の進み、遅れの補助判別信号として出力する第1
    、第2位相比較回路と、 前記各補助判別信号の有、無の組合わせにもとづき前記
    入力信号と前記出力信号との前記一定期間を超える位相
    ずれを検出し、前記出力信号の位相の前記一定期間に相
    当する位相範囲を超えた進み、遅れの検出時にのみ進み
    、遅れに応じて前記両判別信号を選択的に前記カウンタ
    に出力する位相差判定回路と を備えたことを特徴とする位相同期回路。
JP62294535A 1987-11-20 1987-11-20 位相同期回路 Pending JPH01136417A (ja)

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JP62294535A Pending JPH01136417A (ja) 1987-11-20 1987-11-20 位相同期回路

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JP (1) JPH01136417A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5991350A (en) * 1996-02-29 1999-11-23 Nec Corporation Phase-locked loop circuit
JP2007527667A (ja) * 2004-02-18 2007-09-27 フィッシャー−ローズマウント システムズ, インコーポレイテッド ネットワークセグメント上で共通のセンスオブタイムを維持するためのシステムおよび方法
JP2007278925A (ja) * 2006-04-10 2007-10-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 回転角度検出装置

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