[发明专利]锁相环电路

说明书

本发明涉及例如作为再生与数字电视的基带信号等数字信号同步的时钟的电路来使用的，优选的PLL电路。

近年来，在电视和广播等的无线电广播中，开发了数字数据的收发新技术，通过卫星的数字电视广播和在一部分国家中的地面数字电视广播，已经实用化了。在对这样的数字电视的数字数据进行解调时，必须利用与数字数据同步的时钟来进行解调。因此，在数字解调电路中，具备时钟再生电路，用来再生在数字数据中所包含的时钟。一般来说，如图3所示，这样的时钟再生电路由以数字数据作为参考信号的PLL电路构成。再者，利用再生时钟来进行解调并不局限于数字电视信号，可以说，是数字解调的总体。

在图3中，首先，从可根据控制电压来控制其振荡频率的VCOX(电压控制型晶体振荡器)1发生振荡信号，由分频器2对该振荡信号进行分频。其后，由相位比较器3来检测参考信号、与VCXO1的分频输出信号的相位差，输出对应于相位差的数字信号。由环形滤波器4把相位比较器3的输出数据平坦化，并将其输入到脉冲宽度调制(PWM)电路5中。

PWM电路5根据环形滤波器4的输出数据，发生PWM脉冲。PWM电路5根据环形滤波器4的输出数据，输出具有『H』及『L』电平比的脉冲。PWM脉冲是频率恒定的脉冲，但是，『H』电平的宽度与『L』电平的宽度之比、即占空比，根据输入数据而发生变化。例如，在环形滤波器4的输出数据大的情况下，PWM脉冲的『H』电平的宽度变宽，占空比变大。相反，在环形滤波器4的输出数据小的情况下，PWM脉冲的『L』电平的宽度变宽，占空比变小。

把PWM脉冲输入到LPF6中，LPF6通过除去PWM脉冲的高频分量、并加以平滑，来进行数一模变换。如果PWM脉冲的占空比大，则LPF6的输出电平变高，还有，如果PWM脉冲的占空比小，则LPF6的输出电平变低。把LPF6的输出信号施加到VCXO1上，根据LPF6的输出信号来控制VCXO1的振荡频率。

在图3的电路中，VCXO1是由相位比较器3根据参考信号与VCXO1的输出信号的相位误差来控制的，以使得VCXO1的振荡频率实质上与参考信号的频率一致的方式来控制PLL电路。

在图3的PLL电路中，由于以高精度来设定振荡频率，故作为振荡器使用了VCXO。由于VCXO需要石英振子或变容二极管，故在把图3的电路集成化方面，是不理想的。还有，在卫星数字电视广播等中，由于基带传送速度随国家和地区而不同，故在使用可变频率范围窄的VCXO时，需要对每一个目的地来改变石英振子。

为了消除上述不良情况，使用可变频率范围宽的VCO(电压控制振荡器)，使用一个VCO就能与全部目的地对应。但是，存在下述问题，为了使VCO的可变频率范围宽而引起PLL的引入时间变长，或者，由于制造上的工艺离散性而引起VCO本身的振荡频率偏离，由此，使得PLL不能引入。

在本发明的根据振荡频率信号与输入信号的相位误差对振荡频率信号进行控制的PLL电路中，其特征在于：具备根据上述振荡频率信号及基准信号来检测振荡频率的误差的频率检测器，根据频率检测器的输出信号来补正振荡频率。

其特征在于，至少具备：电压控制型振荡器；相位比较器，检测输入信号、与电压控制型振荡器的输出振荡信号的相位差；环形滤波器，根据上述相位差输出控制上述电压控制型振荡器的频率用的信号；以及加法器，对上述频率检测器及环形滤波器的输出信号进行加法运算。

其特征在于，上述频率检测器特别由下列部分构成：第1计数器，对上述电压控制型振荡器的输出信号的频率进行计数；比较器，检测该第1计数器的计数值是大于、小于、还是等于规定值或规定的范围；以及加减计器，根据该比较器的检测结果，进行加计数或减计数，把上述加减计数器的计数值作为上述频率检测器的输出信号。

其特征在于，还具备：第1乘法器，对上述环形滤波器的输出信号及第1系数进行乘法运算；以及第2乘法器，对上述频率检测器的输出信号及第2系数进行乘法运算。

其特征在于，进而具备：第1计数器，对上述电压控制型振荡器的输出信号的频率进行计数；以及比较器，检测该第1计数器的计数值等于规定值或规定的范围的情况，如果该比较器的检测结果持续了规定时间以上，则发生表示PLL电路已锁定的情况的锁定检测信号。

按照本发明，利用频率检测器来检测振荡频率的误差，根据该误差，对振荡频率进行粗调。另外，根据振荡频率信号与输入信号的相位误差，对振荡频率进行微调。

图1为示出本发明的实施例的框图；

图2为示出图1的频率检测器9的具体例的框图；以及