JPS6139785A - 位相同期ル−プ回路 - Google Patents

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〕 この発明は位相同期ループ回路（以下、ＰＬＬ回路と称
する）に関する。

〔発明の技術的背景〕

従来、第５図に示すようなＰＬＬ回路が゛電子科学”、
１９７３年１１月号の第４０頁に記載されている。

比較器である。１２は補償フィルタで、オペアンプ１２
１、抵抗１２２〜１２４、コンデンサ１２５で構成され
る。１３は篭手制御発振回路でアリ、発振回路本体１３
１、可変容量ダイオード１３２、コイル１３３で構成さ
れるＬＣ発振回路でちる。１４は分周器である。これら
回路によって位相同期ループが構成され、端子１５に与
えられる基準パルスの周波数の整数倍の繰返し周波数を
もつパルスを発生するようになっている。こうして゛得
られた・（ルス列は分周器１゛６で用途に応じて適宜分
周され、種々の処理に使われる。

ここで、位相比較器１１はケ゛−ト回路により構成され
る。そして、一般に、２つの入力パルスの立下がシエッ
ジ（あるいは立上がりエツジ）の位相差に応じた幅をも
つ・ぐルスを作シ、そのＡ？ルス幅に応じてチャージポ
ンプ回路を駆動するタイプのものが用いられる。例えば
、端子１５に与えられる基準パルスの位相が分周器１４
により与えられる帰還パルスの位相よシ進んでいる場合
は、抵抗１２２に位相差に対応する時間だけ電流が流し
込まれ、逆に位相が遅れている′　場合には、抵抗１２
３に位相差に対応すや時間だけ電流が流し込まれる。

〔背景技術の問題点〕

上記ＰＬＬ回路は比較的簡単に構成できる利点がある。

また、基準ノ臂ルスとして水晶発振回路の発振出力パル
スのように高精度のパルスを使用する場合は、安定なル
ープ特性を得ることができる。　　　　　　□ ところで、ビデオテープレコーダにおいては、再生され
たビデオ信号をメモリに書き込む際の□、、。ｙ　’　
ｌ’ムユよ、□１゜□□い、。

この場合、基準パルスとしては、ビデオ信号の再生出力
から分離した水平同期パルス（ＨＤ）が用いられる。と
ころが、ビデオテープレコーダが２ヘツドヘリカルスキ
ヤン型の場合、水平同期・ぐルスの間隔はヘッドスイッ
チング点で不連続となシ、通常、数μ１ｉｅｅのスキュ
ー歪が生じる。

このため、位相比較器１１の出力には、スキュー歪に相
当する大きな時間幅の・ぐルスが現われ、電圧制御発振
回路１３のロックレンジを越える。

、その結果、位相、同期ループが再び引き込むまで、電
圧制御発振回路１３の出カッ４ルスの位相は所１定位相
から大きくずれることになる。

このよう□に、第・５図のＰＬＬ回路は基準パルスが安
定である場合は問題がないが、基準パルスが不安定であ
ると出力Ａ？ルスも不安定となるため、ビデオ信号をメ
舌りに書き込むだめの書き込みクロックの生成には、用
い難いものがあった。

〔発明の目的〕

この発明は上記の事情に対処すべくなされた、もので、
基準パルスとして用、いられる水平同期パルスにスキュ
ー歪が生じても、ループの応答特性が悪化したシ、同期
はずれが生じたシするこ、とか１．ないＰＬＬ回路を提
供することを目的とする。

〔発明の概要〕

この発明は、位相比較値をデジタルデータとして出力す
る位相比較手段と、この位相比較手段から出力される位
相比較値の現在値と１水平走査期間前の値を保持する手
投を設け、現在の位相比較値と１水平走査期間前の位相
比較値の差分出力の変化を監視することにより、スキ五
−歪の有無を検出し、スキュー歪がある場合は１水平走
査期間前の位相比較値のアナログ変換出力により電圧″
制御発振手段を制御するようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照してこの発明の一実施例を詳細に説明
する。・ 第１図はこの発明の一実施例の構成を示す回路図である
。

第１図において、２１はｎビットカウンタであシ、位相
比較器を成す。この■ピットカウンタ２１は後述するＬ
Ｃ発振の電圧制御発振回路６一 ３２の出力パルスで駆動される。

このカウンタ２１のカウント出力（Ｑ）と端子２２に印
加される水平同期ノソルス（ＨＤ）との定常ロック状態
における関係を第２図に示す。彦お、第２図は、カウン
タ２１のカウント出力（Ｑ）をアナログ波形で示してい
る。カウンタ２１には水平同期ノぐルス（ＨＤ）の立下
がシエッジのタイミングで初期値発生回路２３から初期
位動がロードされる。この後、カウンタ２１はこの初期
値（へ）から電圧制御発振回路３２０２０発振出カミ４
ルスウントする。そして、次の水平同期ｉＲパルスＨＤ
）のタイミングで、カウンタ２１のカウント出力（Ｑ）
がレジスタ２４にセットされるとともに、カウンタ２１
に初期値□□□がロードされ〜再び同じ動作を行う。こ
の動作を繰り返すことにより、カウンタ２１からは１水
平走査周期毎に、水平同期パルス（Ｉ（Ｄ）と発振出力
パルスとの位相比較値が得られ、これを保持するレジス
タ２４のデータは１水平走査周期で更新されることにな
る。

ここで、カウンタ２１のビット数を１１とし、電圧制御
発振回路３２の発振周波数を３０　ＭＨｚとする。また
、レジスタ２４へは、カウンタ２１の下位８ビツトをラ
ッチするものとする。さらに、位相比較特性のリニアな
範囲は第２図の（Ａ）の範囲とし、目標値はこのリニア
な範囲（Ａ）の中間点とする。以上の条件における初期
値例は次式を満たすものとなる。

Ｎ＝２０４８−（ＴＨＤｘｆｃＫ＋１２８）　　・・・
（１）ここで、（ＴＨＤ）は水平同期パルス（ＨＤ）の
繰返し周期であり、（ｆｃＫ）は電圧制御発振回路３２
の発振周波数である。上記の条件では、ＣＣ工Ｒの場合
、Ｎ＝Ｏとなる。

位相差の検出範囲は目標値を中心に約±０．４２ｒａｄ
であり、検出分解能は３３ｎｉｅｃとなる。ところで、
カウンタ２１は、基本的には、位相比較のみを行うもの
であシ、カウンタ入力の周波数がある条件のときは、ル
ープに別の安定点が存在する。例えば、上記の条件の（
ｆｏＫ）だけを変えて次式の条件を満たしたときのカウ
ンタ２１のカウント出力波形を第３図に示す。

この場合、第３図に示すように、カウンタ２１のキャリ
イー（ｃｙ）が発生する。このキャリイー　（ｃ、ｙ　
）はＳＲフリッゾフロップ２５に保持される。このＳＲ
フリップフロップ２５の出力はレジスタ２６を介して判
別器２７に与えられ、キャリイー（ｃｙ）が有るか否か
が判別される。

データセレクタ２８は、判別器２７からキャリイー（ｃ
ｙ）があるとの判別結果が得られると、オーバーフロー
値発生回路２９から出力されるオーバーフロー値（０）
を選択する。このオーバーフロー値はデジタル／アナロ
グコンバータ３０でアナログ化され、補償フィルタ３１
を通して電圧制御発振回路３２に与えられる。これによ
り、電圧制御発振回路３２の発振周波数が下げられ、上
述したような擬似安定点に落ち込むことが回避される。

なお、データセレクタ２８はキャリイー（ｃ’ｙ）無し
との判別結果が得られる場合は、後述するデータセレク
タ３９を通して入力される位相比較値を選択する。

第４図はスキュー歪の生じた水平同期パルス（ＨＤ’）
を示す。図において、Ｉイン）、（Ｂ）がスキュー歪の
発生タイミングを示す。スキュー歪の発生前には位相同
期ループが同期状態にあると仮定すると、スキュー歪発
生タイミング（Ｂ）では、カウンタ２１のカウント出力
には大きな位相誤差が発生することになる。レジスタ２
４は水平同期パルス（ＨＤ）のタイミングでカウンタ２
１のカウント出力（Ｑ）を保持することにより、位相検
波を行っている。また、レジスタ３３は、水平同期ノぐ
ルス（ＨＤ）のタイミングでレジスタ２４のデータをラ
ッチすることにより、ＩＨ前の位相比較値を保持してい
る。

一般に、角周波数変化Δω（１）は位相変化Δφ（１）
の微分値で与えられるが、任意の２つの時刻（ｔＳ）と
（ｔｉ−Ｔ）における期間でΔφ（１）がほぼ直線状に
変化するとみなせる場合には、次式が成シ立つ。

したがって、この場合、角周波数変化Δω（１）は位相
変化Δφ（１）の差分値に比例する。

スキュー歪は通常数μｌ１ｅｃにおよび、スキュー歪発
生タイミング（６）以外の角周波数変化Δω（１）とス
キュー歪発生タイミングΦ）の角周波数変化Δω（１）
との間に適当なしきい値を設ければ、スキュー歪を検出
することができる。このスキュー歪の検出は、レジスタ
２４，３３、インバータ３４、加算器３５、絶対値変換
器３６、比較器３７、しきい値発生回路３８から成る回
路構成によってなされる。ここで、レジスタ２４．３３
、インバータ３４、加算器３５は差分器を構成し、角周
波数変化Δω（１）を検出している。そして、この差分
器の差分出力の絶対値を絶対値変換器３６でとシ、その
値としきい値発生回路３８からのしきい値の大小を比較
器３７で比較し、スキュー歪が生じたか否かを判断する
。この判断結果はデータセレクタ３９に与えられる。デ
ータセレクタ３９はスキュー歪が生じたとの判断結果が
得られると、レジスタ２４のデータに代えてレジスタ３
３のデータを選択する。これにより、スキュー歪が生じ
たときは、ＩＨ前の位相比較値が選択される。この位相
比較値はデータセレクタ２８、デジタル／アナログコン
バータ３０、補償フィルタ３１を介して電圧制御発振回
路３２に与えられる。これにより、電圧制御発振回路３
２の発振出力が是正され、同期はずれが是正される。し
だがって、ＩＨ後からはデータセレクタ３９は再びレジ
スタ２４のデータを選択する。このような動作を行うこ
とにより、第４図に示すようなカウント出力波形が得ら
れる。すなわち、タイミング（Ｂ）でスキュー歪が生じ
ても、次の水平同期ノ臂ルｘ（ＨＤ）がきたときには、
はぼ目標値を位相検波することになり、スキュー歪によ
り電圧制御発振回路３２の出力パルスが乱されることが
ない。

したがりて、このクロックを分周器４０に通して例えば
ビデオテープレコーダにおける再生ビデオ信号のメモリ
書込みクロックを作る際でも、このメモリ書込みクロッ
クを正確に発生させることができる。

なお、上記補償フィルタ３１は安全積分型とされ、かつ
これに対応するために、デジタル／アナログコンバータ
３０の出力はチャージポンプ型とされている。このよう
な構成としたことにより、水平同期ｔ４ルス（ＨＤ）に
ジッタが生じていてもループの応答特性が不安定になる
ことがない。

以上詳述したようにこの実施例によれば、現在の位相比
較値と１Ｈ前の位相比較値の差分出力の角周波数変化Δ
ω（１）をみることにより、スキュー歪の有無を検出し
、スキュー歪がある場合は、デジタル／アナログコンバ
ータ３０にＩＨ前前位位相比較値入力する本うに構成し
たので、スキュー歪が発生しても同期外れを起こすこと
のないＰＬＬ回路を実現することができる。

また、位相差に応じてチャージｌ、ンゾ回路に与えるパ
ルスの幅を変える構成と異なシ、この実施例では、ＩＨ
Ｈ間レジスタ２４あるいは３３に保持されている位相比
較値をデジタル／アナログコンバータ３０でアナログ信
号に変換し、電圧制御発振回路３２の発振動作を制御す
る構成である。したがって、電圧制御発振回路３２の一
制御信号に不要なリップルが生じることがなく、安定な
ループ特性を得ることができる。

〔発明の効果〕

このようにこの発明によれば、基準パルスとして用いら
れる水平同期パルスにジッタやスキュー歪が生じても、
ループの応答特性が悪化したり、同期はずれが生じたシ
することがないＰＬＬ回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のＰＬＬ回路の構成を示す
回路図、第２図は定常ロック状態におけるカウント出力
と水平同期パルスとの関係を示す特性図、第３図は擬似
安定点でのカウント出力と水平同期パルスとの関係を示
す特性図、タ、２５・・・ＳＲフリップフロップ、２２
・・・判別器、２８．３９・・・データセレクタ、２９
・・・オーバーフロー値発生回路、３０・・・デジタル
／アナログコンバータ、３１・・・ｉ　償、フイｋｌ、
３２・・・電圧制御発振回路、３４・・・インバータ、
３５・・・加算器、３６・・・絶対値変換器、３７・・
・比較器、３８・・・しきい値発生回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 水平同期パルスを基準パルスとし、電圧制御発振手段の
   発振出力パルスを帰還パルスとして両者の位相を比較し
   、その比較結果により上記電圧制御発振手段の発振動作
   を制御することにより、上記水平同期パルスの繰り返し
   周波数の整数倍の繰り返し周波数をもつ発振出力パルス
   を得る位相同期ループ回路において、 上記基準パルスと帰還パルスとの位相比較値をデジタル
   データとして出力する位相比較手段と、 この位相比較器から出力される位相比較値の現在値と１
   水平走査期間前の値を保持する位相比較値保持手段と、 この位相比較値保持手段に保持されている２つの位相比
   較値の差分を取る差分検出手段と、この差分検出手段の
   検出出力の絶対値と所定のしきい値の大小を比較し、上
   記水平同期パルスにスキュー歪が生じているか否かを判
   別するスキュー歪判別手段と、 このスキュー歪判別手段によってスキュー歪が生じてい
   るとの判別結果が得られたら、上記位相比較値保持手段
   に保持されている２つの位相比較値のうち１水平走査期
   間前の値を選択し、スキュー歪が生じていないとの判別
   結果が得られたら現在値を選択する位相比較値選択手段
   と、この位相比較値選択手段で選択された位相比較値を
   アナログ信号に変換し、補償フィルタ手段を介して上記
   電圧制御発振手段に制御信号として与えるデジタル／ア
   ナログ変換手段とを具備した位相同期ループ回路。