JPH0770993B2 - Digital loop filter - Google Patents
Digital loop filterInfo
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- JPH0770993B2 JPH0770993B2 JP62321817A JP32181787A JPH0770993B2 JP H0770993 B2 JPH0770993 B2 JP H0770993B2 JP 62321817 A JP62321817 A JP 62321817A JP 32181787 A JP32181787 A JP 32181787A JP H0770993 B2 JPH0770993 B2 JP H0770993B2
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- value
- phase
- bit
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Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 データをディジタル変調の例えば4相PSK変調した送信
波を受信し検波して復調する為の搬送波を,電圧制御発
振器VCOの出力として再生する搬送波再生回路用等のPLL
のディジタル・ループフィルタに関し、PLLの位相検出
器の検出誤差を積分するループフィルタの役目をするア
ップダウンカウンタ1の出力値Cと該誤差の打消し用に
与えられた補正値ΔFとを其の誤差の遅れ進みΦにより
加算/減算を選択して加算した加算器3の出力値Aが大
きくなり偶に所定の正側の上限値を越えるオーバフロー
時,負側の下限値を越えるアンダフロー時に該PLLが同
期状態から外れて同期外れとなる事の防止を目的とし、
該検出誤差の遅れ進みΦと加算器3の出力の所定ビット
より1ビット上位のMSBビットにより前記オーバフロー
又はアンダフローを検出する検出部(4)と,該検出部
の出力d2により該カウンタ1の計数動作を停止させると
同時に加算器3の出力の所定ビット数のデータAの代り
に,該所定ビット数の全てを論理値H又は論理値Lとし
た出力d1を選択(5)して電圧制御発振器へ出力するよ
うに構成する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Outline] For a carrier wave regenerating circuit for regenerating a carrier wave for receiving, detecting and demodulating a transmission wave in which data is digitally modulated, for example, 4-phase PSK modulation, as an output of a voltage controlled oscillator VCO. PLL
Of the digital loop filter, the output value C of the up / down counter 1 serving as a loop filter that integrates the detection error of the phase detector of the PLL and the correction value ΔF provided for canceling the error are When the output value A of the adder 3 added by selecting addition / subtraction by the delay advance Φ becomes large and the overflow exceeds the predetermined upper limit value on the positive side by chance and the underflow exceeds the lower limit value on the negative side, For the purpose of preventing the PLL from getting out of sync and out of sync,
A detection unit (4) for detecting the overflow or underflow by the MSB bit that is one bit higher than the predetermined bit of the detection error and the output of the adder 3, and the output d2 of the detection unit of the counter 1. At the same time as stopping the counting operation, instead of the data A of the predetermined number of bits of the output of the adder 3, the output d1 having all of the predetermined number of bits of the logical value H or the logical value L is selected (5) to control the voltage. It is configured to output to the oscillator.
本発明は、送信側で一つの無線周波数の搬送波を、デー
タでディジタル変調の例えば4相PSK変調した送信波
を、受信側で受信し直交検波し送信側のデータを復元す
る復調装置において該直交検波用に必要な搬送波を電圧
制御発振器の出力として再生する搬送波再生回路用等の
位相同期ループPLLのディジタル式のループフィルタに
関するものであり、該PLLの電圧制御発振器VCOの出力に
より,受信信号を直交検波し復調したデータの位相を基
準とし電圧制御発振器VCOの出力位相との位相差を検出
する位相検出器の出力の位相誤差をディジタル的に積分
して,該電圧制御発振器VCOの一定範囲の直流DCの制御
電圧とするディジタル・ループフィルタの出力値が、偶
々大きくなって,所定の正側に上限値を越えるオーバフ
ロー時,又は負側の下限値を越えるアンダフロー時に、
該PLLが引込状態の同期状態から外れて同期外れを起こ
す事が自動的に防止される様なディジタル・ループフィ
ルタを目的とする。The present invention is directed to a demodulator for receiving a quadrature detection of a transmission wave obtained by digitally modulating, for example, four-phase PSK modulation of a carrier of one radio frequency on the transmission side on the reception side and restoring the data on the transmission side. The present invention relates to a digital loop filter of a phase-locked loop PLL such as for a carrier recovery circuit that reproduces a carrier required for detection as an output of a voltage controlled oscillator, and the received signal is output by the output of the voltage controlled oscillator VCO of the PLL. The phase error of the output of the phase detector that detects the phase difference from the output phase of the voltage controlled oscillator VCO with the phase of the quadrature detected and demodulated data as a reference is digitally integrated to When the output value of the digital loop filter used as the DC DC control voltage increases by accident and exceeds the upper limit on the specified positive side, or when it exceeds the lower limit on the negative side. During that underflow,
It is an object of the present invention to provide a digital loop filter capable of automatically preventing the PLL from getting out of synchronization by being out of synchronization with a pull-in state.
従来の4層PSK変調信号波等を復調する為の搬送波再生
回路用のPLLのディジタル・ループフィルタの構成を第
3図に示す。FIG. 3 shows the configuration of a conventional PLL digital loop filter for a carrier recovery circuit for demodulating a 4-layer PSK modulated signal wave or the like.
PLL(全体は図示されていない)の電圧制御発振器20Aの
出力により受信信号を直交検波し復調したデータの位相
を基準とした該電圧制御発振器20Aの出力の位相差を検
出する位相検出器10Aは、その出力の基準位相から外れ
た位相誤差の遅れ(L),進み(H)の符号Φを,アッ
プ・ダウンカウンタ1Aに入力し、該アップ・ダウンカウ
ンタ1Aは、該符号Φの位相遅れ誤差の論理値Lにより入
力クロックCLKをカウントアップし、該符号Φの位相進
み誤差の論理値Hにより入力クロックCLKをカウントダ
ウンする事により、位相検出器10Aの出力の位相遅れ進
み誤差を積分し一定範囲の直流DCの出力電圧に相当する
カウント値Cを出力する。The phase detector 10A for detecting the phase difference of the output of the voltage controlled oscillator 20A based on the phase of the data obtained by orthogonally detecting and demodulating the received signal by the output of the voltage controlled oscillator 20A of the PLL (not shown in the whole) is , The sign Φ of the phase error of the output deviating from the reference phase (L), the lead (H) is input to the up / down counter 1A, and the up / down counter 1A receives the phase delay error of the code Φ. The input clock CLK is counted up by the logical value L of and the input clock CLK is counted down by the logical value H of the phase advance error of the code Φ, thereby integrating the phase lag advanced error of the output of the phase detector 10A A count value C corresponding to the DC DC output voltage is output.
加算減算セレクタ2Aは、位相検出器10Aの出力の位相誤
差の遅れ(L),進み(H)の符号Φ(正負の極性を表
す信号)を選択信号SELとして、外部のΔF回路にて前
記誤差の打消用として設定され与えられる例えば12ビッ
トの無極性の補正値ΔFを加算するか減算するかを選択
して、加算時には極性ビットMSBを付し13ビットのΔF
値を出力し(但しMSBの13ビット目を「0」とする)、
減算時には同じく極性ビットMSBを付した13ビットのΔ
F値の符号1/0の反転値を出力する。又、アップ・ダウ
ンカウンタ1Aも、カウントアップ時にはΔF値を選びΔ
F値だけカウントアップし、全体が13ビットで,MSBの13
ビットを「0」とした中身12ビットのカウント値Cを出
力し、カウントダウン時には、同じく全体が13ビットの
ΔFの反転値を選びカウントダウンする。The adder / subtractor selector 2A uses the sign Φ (a signal representing positive or negative polarity) of the delay (L) or advance (H) of the phase error of the output of the phase detector 10A as a selection signal SEL, and the error is generated in an external ΔF circuit. For example, it is selected whether to add or subtract a non-polarity correction value ΔF of 12 bits, which is set and given for canceling, and adds a polarity bit MSB at the time of addition and adds 13 bits of ΔF.
Output the value (however, the 13th bit of MSB is "0"),
When subtracting, the 13-bit Δ with the polarity bit MSB
The inverted value of the sign 1/0 of the F value is output. In addition, the up / down counter 1A also selects the ΔF value when counting up
Only the F value is counted up, the total is 13 bits, and the MSB is 13
A 12-bit count value C with the bit set to "0" is output, and at the time of countdown, similarly, the entire 13-bit inverted value of ΔF is selected and counted down.
加算器3Aは、アップ・ダウンカウンタ1Aからの13ビット
のMSBを「0」としたカウント値Cの13ビットと、加算
減算セレクタ2Aからの13ビットのMSBを「0」とした13
ビットの補正値ΔF又はΔF反転値との13ビット加算を
行い、その13ビットの加算値Aの下位12ビットの中身デ
ータを所定の12ビットの制御信号として電圧制御発振器
20Aへ出力する。なお、加算器3Aにて,カウント値Cに
対しΔFの反転値を加算することは、カウント値Cから
ΔF値を減算することである。The adder 3A sets 13 bits of the count value C for which the 13-bit MSB from the up / down counter 1A is “0” and the 13-bit MSB from the addition / subtraction selector 2A is “0”.
13-bit addition with the bit correction value ΔF or ΔF inverted value is performed, and the lower 12 bits of the 13-bit addition value A are used as the predetermined 12-bit control signal for the voltage-controlled oscillator.
Output to 20A. The addition of the inverted value of ΔF to the count value C by the adder 3A means the subtraction of the ΔF value from the count value C.
第3図に示した従来の搬送波再生回路用のPLLのディジ
タル・ループフィルタは、上述の如く、位相検出器10A
の検出誤差の打消し用として外部のΔF回路から与えら
れた例えば12ビットの補正値ΔFを、加算減算セレクタ
2Aで加算するか減算するかを選択して、13ビット加算器
3Aにて、アップ・ダウンカウンタ1Aの出力のカウント値
Cと加算又は減算し、その結果の出力値そのままの13ビ
ットの下位の中身12ビットを、所定の12ビットの制御信
号Aとして電圧制御発振器20Aへ出力している。そのた
め、位相検出器10Aの出力の位相誤差がPLLの制御範囲の
正側の上限値と負側の下限値の間の任意の一定の値の上
/下に変動していて, ΔFを加算した加算器3Aの出力値が所定の上限値を或る
確率で越えるオーバフロー又はΔFを減算して所定の下
限値を越えるアンダフローが起きると、電圧制御発振器
20Aへの所定の12ビットの出力値Aが急激に下ったり上
ったりして、電圧制御発振器20Aの発振周波数が急激に
変化する。そのため、第3図のアップ・ダウンカウンタ
1A,加算減算セレクタ2A,加算器3Aの従来のディジタル・
ループフィルタと、電圧制御発振器20Aと位相検出器10A
とで構成されるPLLループが、入力データに同期して一
定範囲の値に引き込まれる同期状態から外れて同期外れ
となってしまうという問題点を生じていた。The digital loop filter of the PLL for the conventional carrier recovery circuit shown in FIG. 3 has the phase detector 10A as described above.
For example, a 12-bit correction value ΔF given from an external ΔF circuit for canceling the detection error of
13-bit adder by selecting whether to add or subtract at 2A
At 3A, the output value of the up / down counter 1A is added to or subtracted from the count value C, and the lower 12 bits of the lower 13 bits of the resulting output value are used as the predetermined 12-bit control signal A for the voltage controlled oscillator. Outputs to 20A. Therefore, the phase error of the output of the phase detector 10A fluctuates above and below any fixed value between the positive upper limit value and the negative lower limit value of the PLL control range, and ΔF is added. When an output value of the adder 3A exceeds a predetermined upper limit value with a certain probability or an underflow exceeding a predetermined lower limit value occurs by subtracting ΔF, a voltage controlled oscillator is generated.
The predetermined 12-bit output value A to 20A sharply drops or rises, and the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 20A drastically changes. Therefore, the up / down counter in Fig. 3
1A, adder / subtractor selector 2A, adder 3A
Loop filter, voltage controlled oscillator 20A and phase detector 10A
There is a problem that the PLL loop composed of and is out of synchronization because it is out of the synchronization state in which it is pulled to a value in a certain range in synchronization with the input data.
第4図は従来のディジタル・ループフィルタの問題点を
説明するための説明図であって、縦軸はループフィルタ
の積分出力である加算器3Aの出力値であり、位相検出器
10Aの出力の位相誤差を積分するアップ・ダウンカウン
タ1Aの出力のカウンタ値Cと其の検出誤差の打消し用と
して外部から与えられる補正値ΔFとの加算値を表す。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the problems of the conventional digital loop filter, in which the vertical axis is the output value of the adder 3A which is the integral output of the loop filter, and the phase detector
It represents the added value of the counter value C of the output of the up / down counter 1A that integrates the phase error of the output of 10A and the correction value ΔF given from the outside for canceling the detection error.
其の加算値は、通常は、0V(12ビット符号1000 0000 00
00)を中心とし,正側の限界値127V(12ビット符号1111
1111 1111)と負側の限界値−128V(12ビット符号0000
0000 0000)の間の任意の一定の値の上下に分布してい
るが、正側で上限値127Vを越えてオーバフローし、即
ち、カウンタ値C(1111 1111 1111)と例えば補正値Δ
F(0000,0000,0011)とが加算された加算値が、図示の
如く、(13ビット符号1 0000 0000 0011)になると、加
算器3Aの所定の12ビット出力Aは(0000 0000 0011)と
いう値で出力され、所定の12ビット出力Aが、(1111 1
111 1111)から(0000 0000 0011)へ急激に変化する。
又、位相検出器10Aの出力の位相誤差が負側に大きくな
って,カウンタ1Aのカウンタ値Cが小さくなり,負側の
下限値−128Vを越えてアンダフローし、即ちカウンタ値
C(0000 0000 0000)から補正値ΔF(0000,0000,001
1)を減算する、即ち該カウンタ値Cと該補正値ΔFの
反転値(1111,1111,1100)とを加算した加算値が、(11
11 1111 1110)になると、加算器3Aの所定の12ビット出
力Aが(0000 0000 0000)から(1111 1111 1110)へ急
激に変化し,出力Aの極性も負から正へ変化する。The added value is usually 0V (12-bit code 1000 0000 00
Centered around 00), positive limit value 127V (12-bit code 1111
1111 1111) and negative limit value -128V (12-bit code 0000
Although it is distributed above and below any constant value between 0000 0000), it overflows beyond the upper limit value 127V on the positive side, that is, the counter value C (1111 1111 1111) and the correction value Δ, for example.
When the added value obtained by adding F (0000,0000,0011) becomes (13-bit code 1 0000 0000 0011) as shown in the figure, the predetermined 12-bit output A of the adder 3A is called (0000 0000 0011). Is output as a value and the predetermined 12-bit output A is (1111 1
It changes rapidly from (111 1111) to (0000 0000 0011).
Also, the phase error of the output of the phase detector 10A becomes large on the negative side, the counter value C of the counter 1A becomes small, and it underflows beyond the lower limit value -128V on the negative side, that is, the counter value C (0000 0000 0000) to the correction value ΔF (0000,0000,001
1) is subtracted, that is, the addition value obtained by adding the counter value C and the inverted value (1111, 1111, 1100) of the correction value ΔF is (11
11 1111 1110), the predetermined 12-bit output A of the adder 3A suddenly changes from (0000 0000 0000) to (1111 1111 1110), and the polarity of the output A also changes from negative to positive.
即ち、位相検出器10Aの出力の位相誤差が、受信入力の
何らかの原因で大きく変動して,加算器3Aの出力値が、
偶々所定の上限又は下限の限界値を超えるオーバフロー
又はアンダフローを起こすと、電圧制御発振器20Aへの
所定の12ビット出力Aが、急激に下ったり,上ったり
し、電圧制御発振器20Aの発振周波数が急変して、PLLの
通常の制御が不能となる。That is, the phase error of the output of the phase detector 10A largely fluctuates due to some cause of the reception input, and the output value of the adder 3A becomes
When an overflow or underflow accidentally exceeds a predetermined upper or lower limit value, a predetermined 12-bit output A to the voltage controlled oscillator 20A suddenly drops or rises, and the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 20A. Suddenly changes, and normal control of the PLL becomes impossible.
この従来例の問題点は、ディジタル・ループフィルタの
出力の加算器3の出力であるカウンタ値Cと補正値ΔF
との加算値の所定ビットA(従来例では12ビット)より
1ビット上位のMSBビット(D13)の通常時の論理値0
「L」が、正側の上限値でΔFを加算してオーバフロー
した時には論理値1「H」となり、負側の下限値でΔF
を減算してアンダフローした時は加算器3の出力値の極
性が変って、MSBビット(D13)の通常時の論理値「L」
が、論理値「H」となる事に着目し、第1図の本発明の
基本構成を示す原理図を参照し、其の加算器3の所定出
力A(12ビット)より1ビット上のMSBビット(D13)
と、位相検出器10の出力の位相誤差の遅れ進み符号Φ
と、PLLのスイープ/トラックの状態信号S(スイープ
状態は、PLLを同期外れ状態から同期状態へ引き込む為
に電圧制御発振器の制御電圧を正常制御の下限値から上
限値へ繰り返し掃引している同期外れ状態であり、トラ
ック状態は、PLLを同期状態に引き込んだ後に,PLLが限
度値内の一定値の上下に生ずる位相誤差を打消す様に通
常的に制御している同期状態であって、スイープ状態を
例えば論理値Lで指定し、トラック状態を論理値Hで指
定する信号)とを入力してゲート処理し、該トラック状
態にて加算器3の出力が偶に正側の上限値を越えるオー
バフロー又は負側の下限値を越えるアンダフローを検出
する検出器(4)と、其の検出信号(d2)により,カウ
ンタ1の計数動作を停止させると同時に加算器3の所定
のビット数の出力Aの代りに,該所定ビット数の全ビッ
トを論理値H又は論理値Lとした信号(d1)を選択する
出力セレクタ(5)とを具え、該出力セレクタ(5)を
出力として、通常時は加算器3の所定ビット数の出力A
を出力し、オーバフロー又はアンダフロー時には所定の
ビット数の全ビットを論理値H又は論理値Lとした信号
(d1)を制御信号として電圧制御発振器20へ出力するよ
うに構成した本発明により解決される。即ち、検出部
(4)の検出信号d2により、カウンタ1は其の計数動作
を停止し,出力セレクタ(5)は其の選択動作を起動し
て、加算器3の所定の出力Aの代りに検出部(4)の検
出信号d1の論理値H/Lを選択し、所定のビット数の出力
ビットの全ビットを論理値H又は論理値Lとした信号d1
を、オーバフロー又はアンダフロー時の制御信号として
電圧制御発振器20へ出力する構成とする。The problem with this conventional example is that the counter value C, which is the output of the adder 3 of the output of the digital loop filter, and the correction value ΔF.
The normal logical value of the MSB bit (D13), which is one bit higher than the predetermined bit A (12 bits in the conventional example) of the addition value of
When "L" overflows by adding ΔF at the upper limit value on the positive side, it becomes logical value 1 "H", and at the lower limit value on the negative side ΔF.
When subtracting and underflowing, the polarity of the output value of the adder 3 changes and the normal logical value "L" of the MSB bit (D13)
Paying attention to the fact that the logical value becomes “H”, referring to the principle diagram showing the basic configuration of the present invention in FIG. 1, the MSB one bit above the predetermined output A (12 bits) of the adder 3 Bit (D13)
And the lag lead code Φ of the phase error of the output of the phase detector 10.
And PLL sweep / track status signal S (in the sweep state, the control voltage of the voltage controlled oscillator is repeatedly swept from the lower limit value to the upper limit value of normal control in order to pull the PLL from the out-of-sync state to the synchronized state. The out-of-track condition is the track condition, in which the PLL is normally controlled so as to cancel the phase error that occurs above and below the fixed value within the limit value after pulling the PLL into the sync condition. The sweep state is designated by, for example, a logical value L, and the track state is designated by a logical value H), and gate processing is performed. A detector (4) that detects an overflowing overflow or an underflow that exceeds the lower limit value on the negative side and the detection signal (d2) stop the counting operation of the counter 1 and at the same time the predetermined number of bits of the adder 3 Instead of output A , An output selector (5) for selecting a signal (d1) having all of the predetermined number of bits as a logical value H or a logical value L. The output selector (5) is used as an output, and the adder 3 is normally provided. Output A of specified number of bits of
Is output, and a signal (d1) having all bits of a predetermined number of bits as a logical value H or a logical value L is output to the voltage controlled oscillator 20 as a control signal at the time of overflow or underflow. It That is, the counter 1 stops its counting operation by the detection signal d2 of the detection unit (4), and the output selector (5) activates its selection operation, instead of the predetermined output A of the adder 3. A signal d1 in which the logical value H / L of the detection signal d1 of the detection unit (4) is selected and all bits of the output bits of a predetermined number of bits are set to the logical value H or the logical value L
Is output to the voltage controlled oscillator 20 as a control signal at the time of overflow or underflow.
カウンタ1は、位相同期ループPLLの位相検出器10から
の位相誤差の遅れ進み符号Φの論理値L/Hに従って、入
力クロックCLKを,位相遅れ時にはカウントアップし、
位相進み時にはカウントダウンして、そのカウント結果
のカウント値Cを、加算器3へ出力する。The counter 1 counts up the input clock CLK at the time of phase delay according to the logical value L / H of the delay lead code Φ of the phase error from the phase detector 10 of the phase locked loop PLL,
When the phase advances, it counts down and outputs the count value C of the count result to the adder 3.
加算減算セレクタ2は、位相検出器10の出力の位相誤差
と,外部から該誤差の打消し用として与えられた補正値
ΔFとの加算/減算を、位相検出器10の出力の位相誤差
の進み遅れ,即ち正負極性を表す信号Φを選択信号SEL
として選択し、加算時にはΔF値を加算器3へ出力し、
減算時にはΔF値の符号H/Lの反転値を加算器3へ出力
する。The addition / subtraction selector 2 performs addition / subtraction of the phase error of the output of the phase detector 10 and a correction value ΔF given for canceling the error from the outside, and advances the phase error of the output of the phase detector 10. The signal Φ representing the delay, that is, the positive / negative polarity is selected
And outputs the ΔF value to the adder 3 during addition,
At the time of subtraction, the inverted value of the sign H / L of the ΔF value is output to the adder 3.
加算器3は、カウンタ1の出力のカウント値Cと加算減
算セレクタ2の出力のΔF値又はΔFの反転値とを加算
し、加算値の正負極性を表すMSBを除いた所定ビット数
(例えば12ビット)のデータAを出力セレクタ4へ出力
し、該所定ビットA(12ビット)より1ビット上位のMS
Bビット(D13)を検出部4へ出力する。The adder 3 adds the count value C of the output of the counter 1 and the ΔF value or the inverted value of ΔF of the output of the addition / subtraction selector 2 and removes the MSB representing the positive / negative polarity of the added value by a predetermined number of bits (for example, 12 Bit A) data A is output to the output selector 4, and the MS one bit higher than the predetermined bit A (12 bits)
The B bit (D13) is output to the detection unit 4.
検出部4は、加算器3の出力のMSBビット(D13)と,位
相検出器10の出力の位相誤差の遅れ進み符号Φと,スイ
ープ/トラックの状態信号Sとを入力してゲート処理
し、PLLが入力データの位相に同期したトラック状態に
おいて加算器3の出力が偶に所定の正側の上限値を越え
るオーバフロー又は負側の下限値を越えるアンダフロー
を検出して、検出信号d(d1,d2)を出力する。The detection unit 4 inputs the MSB bit (D13) of the output of the adder 3, the delay lead code Φ of the phase error of the output of the phase detector 10, and the sweep / track state signal S to perform gate processing, In the track state in which the PLL is synchronized with the phase of the input data, the output of the adder 3 accidentally detects an overflow exceeding a predetermined positive upper limit value or an underflow exceeding a negative lower limit value, and detects a detection signal d (d1 , d2) is output.
出力セレクタ5は、検出部4の出力信号d2により起動さ
れ、該出力信号d2により動作を停止したカウンタ1の出
力の加算器3の所定の出力データAの代りに、検出部4
の出力信号d1のH/Lを選択して、出力Aの所定ビット数
の全てを論理値H又は論理値Lとした信号d1を、電圧制
御発振器20へ出力する。The output selector 5 is activated by the output signal d2 of the detection unit 4, and instead of the predetermined output data A of the adder 3 of the output of the counter 1 stopped by the output signal d2, the detection unit 4
H / L of the output signal d1 is output to the voltage controlled oscillator 20 as a signal d1 in which all of the predetermined number of bits of the output A have the logical value H or the logical value L.
本発明のディジタル・ループフィルタは、加算器3の出
力,即ち位相検出器10の出力の正負の検出誤差の積分値
であるカウンタ1の出力のカウンタ値Cと該誤差の打消
し用に外部から与えられた補正値ΔFとの和又は差の加
算値Aが、所定の上限又は下限の限界値を越えてオーバ
フロー又はアンダフローした時、其れを該位相検出器10
の出力の検出誤差の位相遅れ進み符号Φと,加算器3の
出力の所定ビットA(12ビット)より1ビット上位のMS
Bビット(D13)の論理値Hとにより、検出部4が検出し
たオーバフロー又はアンダフローの検出信号d(d1,d
2)が、カウンタ1の動作を停止させ,出力セレクタ5
の動作を起動させ、該出力セレクタ5から電圧制御発振
器20への出力を、所定ビット数の全てをH又はLにする
‘オールH'又は‘オールL'として出力させる。そのた
め、加算器3の出力がオーバフロー又はアンダフローし
た時に次段の電圧制御発振器20への制御信号としての出
力値が急激に変わることが無くなり、電圧制御発振器20
の発振周波数の制御が徐々に行われることになる。従っ
て、本発明のディジタル・ループフィルタと電圧制御発
振器20と位相検出器10とで構成されるPLLが、同期状態
で偶に起きるオーバフロー又はアンダフローにより同期
外れとなるとが防止されて問題は解決される。The digital loop filter of the present invention has a counter value C of the output of the counter 1 which is the integrated value of the positive and negative detection error of the output of the adder 3, that is, the output of the phase detector 10, and an external value for canceling the error. When the added value A of the sum or difference with the given correction value ΔF overflows or underflows beyond the predetermined upper or lower limit value, it is detected by the phase detector 10
Of the detection error of the output of the output of Φ and the MS of 1 bit higher than the predetermined bit A (12 bits) of the output of the adder 3
Depending on the logical value H of the B bit (D13), the overflow or underflow detection signal d (d1, d
2) stops the operation of the counter 1 and outputs the output selector 5
The above operation is started, and the output from the output selector 5 to the voltage controlled oscillator 20 is output as “all H” or “all L” that sets all of a predetermined number of bits to H or L. Therefore, when the output of the adder 3 overflows or underflows, the output value as the control signal to the voltage controlled oscillator 20 in the next stage does not change abruptly.
The oscillating frequency is gradually controlled. Therefore, the PLL constituted by the digital loop filter of the present invention, the voltage controlled oscillator 20 and the phase detector 10 is prevented from being out of synchronization due to an overflow or an underflow which occurs accidentally in the synchronized state, and the problem is solved. It
第2図は本発明の実施例のディジタル・ループフィルタ
の構成を示すブロック図である。第2図において、カウ
ンタ1は、アップダウンカウンタ11で構成されて、PLL
の位相検出器10の出力の位相誤差の遅れ進み符号Φの位
相遅れ時の例えば論理値Lと,位相進み時の論理値Hに
より起動されて、位相遅れ時には入力クロックCLKによ
りカウントアップし、位相進み時には論理値Lにより入
力クロックCLKによりカウントダウンして、その結果の
カウント値Cの、例えば12ビット符号を加算器3へ出力
する。但し,1ビット上位のMSBを「L」とした13ビット
として出力する。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the digital loop filter according to the embodiment of the present invention. In FIG. 2, the counter 1 comprises an up-down counter 11 and a PLL.
Of the phase error of the output of the phase detector 10 is started by, for example, the logical value L at the time of the phase delay of the phase advance code Φ and the logical value H at the time of the phase advance, and is counted up by the input clock CLK at the time of the phase delay. At the time of advancing, the count value C is counted down by the input clock CLK, and the resulting count value C, for example, a 12-bit code is output to the adder 3. However, the MSB, which is one bit higher, is output as 13 bits with "L".
加算減算セレクタ2は、12ビットのセレクタ21で構成さ
れ、PLLの位相検出器10の出力の12ビットの位相誤差を
打ち消す為に外部のΔF回路から与えられた補正値ΔF
を入力し、該位相検出器10の出力の位相誤差の進み遅れ
即ち正負を表す信号Φを選択信号SELとして,該ΔFを
加算するか減算するかを選択し、加算時には、出力のMS
Bビットを「L」とした13ビットのΔF値を加算器3へ
出力し、減算時には同じく13ビットのΔFの反転値を加
算器3へ出力する。The adder / subtractor selector 2 is composed of a 12-bit selector 21 and has a correction value ΔF given from an external ΔF circuit in order to cancel the 12-bit phase error of the output of the phase detector 10 of the PLL.
Is input and a signal Φ representing the lead or lag of the phase error of the output of the phase detector 10, that is, positive or negative, is used as a selection signal SEL, and whether the ΔF is added or subtracted is selected.
The 13-bit ΔF value with the B bit set to “L” is output to the adder 3, and the inverted value of 13-bit ΔF is also output to the adder 3 during subtraction.
加算器3は、13ビットの加算器31で構成され、通常はカ
ウンタ1からの全体が13ビットのMSB「L」とした中身1
2ビットのカウント値Cと,加算減算セレクタ2からの
全体が13ビットのMSBを「L」とした中身12ビットの誤
差補正値ΔF又はΔF反転値とを加算して、加算結果と
して13ビットの下位の中身12ビットの出力値Aを所定ビ
ットの出力として出力セレクタ4へ出力するが、位相検
出器10の出力誤差が正側の上限値の付近で上下に変化し
て、カウンタ11のカウント値Cが大きくなり,ΔFを加
算した加算器3の出力Aが大きくなって所定の12ビット
の正側の限界値を偶に越えてオーバフローすると、出力
Aの所定の12ビットより1ビット上位の13ビット目のMS
BのD13の論理値「L」が「H」に変わる。又、位相検出
器10の出力誤差が負側の下限値の付近で変化し、カウン
タ11のカウント値Cが小さくなり,誤差補正値ΔFの減
算により,加算器3の出力Aが負側の下限値を偶に越え
て,其の出力Aの極性が負から正へ急変するアンダフロ
ーを起こすと、其の出力の負の極性を表すMSBのD13の論
理値「L」が「H」に変わる。加算器3は、その出力の
MSBのD13を、オーバフロー・アンダフローを検出する検
出部4へ出力する。The adder 3 is composed of a 13-bit adder 31, and normally the contents from the counter 1 are all 13-bit MSB "L" contents 1
The 2-bit count value C is added to the 12-bit error correction value ΔF or ΔF inverted value in which the MSB of 13 bits as a whole from the addition / subtraction selector 2 is added, and the addition result of 13 bits is added. The output value A of the lower 12-bit contents is output to the output selector 4 as the output of a predetermined bit, but the output error of the phase detector 10 changes up and down in the vicinity of the upper limit value on the positive side, and the count value of the counter 11 When C becomes large and the output A of the adder 3 to which ΔF is added becomes large and overflows by accidentally exceeding the predetermined positive limit value of 12 bits, 13 bits higher than the predetermined 12 bits of output A by 13 Bit MS
The logical value "L" of D13 of B changes to "H". Also, the output error of the phase detector 10 changes in the vicinity of the lower limit value on the negative side, the count value C of the counter 11 becomes smaller, and the subtraction of the error correction value ΔF causes the output A of the adder 3 to reach the lower limit value on the negative side. When the value of the output A suddenly exceeds the value and causes an underflow in which the polarity of the output A suddenly changes from negative to positive, the logical value "L" of D13 of the MSB indicating the negative polarity of the output changes to "H". . The adder 3 outputs
The MSB D13 is output to the detection unit 4 which detects overflow / underflow.
検出部4は、インバータ41,アンドゲート42,EX−ORゲー
ト43,アンドゲート44,インバータ45で構成され、アンド
ゲート42,EX−ORゲート43は、加算器3の所定出力Aの1
2ビットより1ビット上位のMSBビットD13と、位相検出
器10の出力の位相誤差の遅れ進み符号Φのインバータ41
で反転した符号とを入力して夫々ゲート処理し、アンド
ゲート42の処理出力の出力信号d1が、加算器31からの通
常時の12ビット出力Aと並列に,出力セレクタ5に入力
される。また、EX−ORゲート43の出力はアンドゲート44
に入力され、外部からPLLのスイープ/トラックの状態
信号S(スイープ時は論理値Lを取り,トラック時には
論理値Hを取るとする)とアンド処理され、そのアンド
処理出力の出力信号d2が、アップダウンカウンタ11のEN
ABLE端子と出力セレクタ5のセレクト信号端子とに入力
される。The detection unit 4 is composed of an inverter 41, an AND gate 42, an EX-OR gate 43, an AND gate 44, and an inverter 45. The AND gate 42, EX-OR gate 43 is one of the predetermined outputs A of the adder 3.
MSB bit D13, which is 1 bit higher than 2 bits, and the inverter 41 with the lag lead code Φ of the phase error of the output of the phase detector 10.
The inverted signal is input to perform gate processing, and the output signal d1 of the processed output of the AND gate 42 is input to the output selector 5 in parallel with the normal 12-bit output A from the adder 31. The output of EX-OR gate 43 is AND gate 44.
Is externally inputted to the PLL sweep / track status signal S (the logical value L is taken during the sweep and the logical value H is taken during the track), and the output signal d2 of the ANDed output is Up-down counter 11 EN
It is input to the ABLE terminal and the select signal terminal of the output selector 5.
検出部4のアンドゲート44は、スイープ/トラックの状
態信号Sが論理値Hを取るトラック状態において、加算
器3の出力のMSBビットD13のHと,位相検出器10の出力
の位相誤差の遅れ進み符号Φの反転値とを入力とするEX
−OR43の出力により,アップダウンカウンタ11のカウン
トアップ時のオーバフローを検出し、カウントダウン時
のアンダフローを検出する。又、その時のアンドゲート
44の処理出力の出力信号d2、即ち検出信号d2が、アップ
ダウンカウンタ11のカウント動作を停止させ、其のオー
バフロー時又はアンダフロー時のカウント値を保持す
る。そして同時に該検出信号d2が、出力セレクタ5を起
動する。The AND gate 44 of the detector 4 delays the phase error between the MSB bit D13 of the output of the adder 3 and the phase error of the output of the phase detector 10 in the track state where the sweep / track state signal S takes the logical value H. EX with lead sign Φ and the inverted value
-The output of OR43 detects the overflow when the up / down counter 11 counts up, and the underflow when the countdown occurs. Also, AND gate at that time
The output signal d2 of the processing output of 44, that is, the detection signal d2 stops the counting operation of the up / down counter 11, and holds the count value at the time of overflow or underflow. At the same time, the detection signal d2 activates the output selector 5.
出力セレクタ5は、12ビットのセレクタ51で構成され、
オーバフロー時に、前記の検出信号d2により起動し,ア
ンドゲート42の出力信号d1のHを選択して所定の出力の
12ビットの全ビットを論理値Hとし、アンダフロー時に
は,該検出信号d2をインバータ45で符号反転した検出信
号d2′により,出力信号d1のLを選択し全ビットを論理
値Lとして、電圧制御発振器20へ出力する。The output selector 5 is composed of a 12-bit selector 51,
At the time of overflow, it is activated by the detection signal d2 and selects H of the output signal d1 of the AND gate 42 to output a predetermined output.
All the 12 bits are set to logical values H, and at the time of underflow, L of the output signal d1 is selected by the detection signal d2 'which is the sign of the detection signal d2 inverted by the inverter 45, and all bits are set to the logical value L to perform voltage control. Output to oscillator 20.
出力セレクタ5の12ビットのセレクタ51は、正常時には
加算器31の出力値A,即ちカウンタ11のカウント値Cと位
相検出器10の出力の位相誤差を打ち消す補正値ΔFとの
和又は差の12ビットの出力値Aを、位相検出器10の出力
の位相誤差の遅れ進み符号ΦのL/Hにしたがって、次段
の電圧制御発振器20へ出力しているが、出力値Aが所定
の限界値を越えてオーバフロー又はアンダフローする
と、13ビット加算器31の出力AのMSBのD13のHを入力と
する検出部4のアンドゲート44の出力信号d2により、カ
ウンタ11の動作を停止させると同時に,出力セレクタ51
を起動させて、アンドゲート42の出力信号d1のHを選択
し、所定の出力の12ビットの全ビットを論理値Hとする
‘オールH'、又は全ビットを論理値Lとする‘オールL'
とする。そのため、次段の電圧制御発振器20への出力値
が急激に変わることが無くなり、電圧制御発振器20の発
振周波数の制御が徐々に行われる。従って、本発明の実
施例のディジタル・ループフィルタと電圧制御発振器20
と位相検出器10とで構成されるPLLは、その同期状態に
おいて偶にオーバフロー又はアンダフローが起きても、
其れにより同期外れになることが防止される。The 12-bit selector 51 of the output selector 5 is normally 12 or the sum of the difference between the output value A of the adder 31, that is, the count value C of the counter 11 and the correction value ΔF for canceling the phase error of the output of the phase detector 10. The output value A of the bit is output to the voltage controlled oscillator 20 of the next stage according to the L / H of the lag lead code Φ of the phase error of the output of the phase detector 10, but the output value A is a predetermined limit value. When it overflows or underflows beyond, the operation of the counter 11 is stopped at the same time by the output signal d2 of the AND gate 44 of the detection unit 4 which receives H of D13 of MSB of the output A of the 13-bit adder 31 as an input. Output selector 51
Is activated to select H of the output signal d1 of the AND gate 42, and all bits of 12 bits of a predetermined output are set to logical value H'all H ', or all bits are set to logical value L'all L'. '
And Therefore, the output value to the voltage controlled oscillator 20 in the next stage does not change suddenly, and the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 20 is gradually controlled. Therefore, the digital loop filter and voltage controlled oscillator 20 of the embodiment of the present invention
The PLL composed of the phase detector 10 and the phase detector 10, even if overflow or underflow occurs even in the synchronous state,
It prevents out of sync.
以上説明した如く、本発明によれば、例えば4相PSK変
調波を受信し直交検波し送信データを復調する復調装置
の為の搬送波再生回路用等のPLLを構成するディジタル
・ループフィルタが、該PLLの同期状態において、受信
入力波の変動等の原因で位相検出器の出力誤差が変化し
て,電圧制御発振器への所定の出力が偶に所定の限界値
を越えるオーバフロー又はアンダフローを起こしても、
其の時は検出誤差を積分するカウンタが動作を停止し
て、代りに,電圧制御発振器への所定の出力を正側の限
度値の‘オールH'または負側の限度値の‘オールL'を出
力として送出するので、電圧制御発振器の発振周波数の
制御は徐々に行われて、従来の様に同期状態のPLLがオ
ーバフロー又はアンダフローにより制御不能となる同期
外れ状態になることが防止される効果が得られる。As described above, according to the present invention, for example, a digital loop filter forming a PLL for a carrier recovery circuit for a demodulator for receiving a 4-phase PSK modulated wave, performing quadrature detection, and demodulating transmission data is provided. In the PLL synchronization state, the output error of the phase detector changes due to fluctuations in the received input wave, etc., causing the specified output to the voltage-controlled oscillator to overflow or underflow beyond the specified limit value. Also,
At that time, the counter that integrates the detection error stops operating, and instead, the predetermined output to the voltage controlled oscillator is changed to “all H” for the positive limit value or “all L” for the negative limit value. Is output as an output, the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator is gradually controlled, and it is possible to prevent the PLL in the synchronous state from becoming out of synchronization, which cannot be controlled due to overflow or underflow as in the conventional case. The effect is obtained.
第1図は本発明のディジタル・ループフィルタの構成を
示す原理図 第2図は本発明の実施例のディジタル・ループフィルタ
の構成を示すブロック図 第3図は従来例のディジタル・ループフィルタのブロッ
ク図 第4図は従来例の動作の問題点を説明するための説明図 図において、 1はカウンタ、11はアップダウンカウンタ、 2は加算減算セレクタ、 3は加算器、 4は検出部、 5は出力セレクタ、 10は位相検出器、 20は電圧制御発振器である。FIG. 1 is a principle diagram showing a configuration of a digital loop filter of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a digital loop filter of an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a block of a conventional digital loop filter. FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining problems in the operation of the conventional example. In the figure, 1 is a counter, 11 is an up / down counter, 2 is an adder / subtractor selector, 3 is an adder, 4 is a detector, and 5 is An output selector, 10 is a phase detector, and 20 is a voltage controlled oscillator.
Claims (1)
振器(20)の出力の位相との位相差を検出する位相検出
器(10)からの位相誤差の遅れ進み符号(Φ)により,
入力クロック(CLK)をカウンタ(1)でカウントアッ
プ又はカウントダウンし其の検出誤差を積分したカウン
ト値(C)と該検出誤差を打ち消す為に外部から与えら
れた補正値(ΔF)を該位相誤差の遅れ進み符号(Φ)
を選択信号(SEL)として加算するか減算するかを選択
(2)した後の補正値(ΔF値又はΔF反転値)とを加
算器(3)で加算した出力値(A)の所定のビット数
(例えば12ビット)のデータを該電圧制御発振器(20)
へ出力し前記位相検出器(10)の出力の位相誤差(Φ)
が打ち消される様に該電圧制御発振器の出力位相を制御
するPLLのディジタル・ループフィルタにおいて、該PLL
が入力データに同期して一定範囲内の値に引き込まれる
トラック状態において該加算器(3)の出力の所定ビッ
ト(12ビット)より1ビット上位のMSBビット(D13)と
該位相検出器(10)の出力の位相誤差の遅れ進み符号
(Φ)とをゲート処理して、前記加算器(3)の出力値
(A)が所定の上限値を越えるオーバフロー又は下限値
を越えるアンダフローを検出する検出部(4)と、該検
出部(4)の検出信号(d2)により前記カウンタ(1)
の計数動作を停止させると同時に該加算器(3)の出力
の所定ビット数のデータ(A)の代りに,該所定ビット
数(12ビット)の全てを論理値H又は論理値Lとした出
力(d1)を選択して該電圧制御発振器(20)へ出力する
出力セレクタ(5)とを具えることを特徴としたディジ
タル・ループフィルタ。1. A lag / lead code (Φ) of a phase error from a phase detector (10) for detecting a phase difference from an output phase of a voltage controlled oscillator (20) with reference to a phase of input data,
The input clock (CLK) is counted up or down by the counter (1) and its detection error is integrated, and a count value (C) and a correction value (ΔF) given from the outside to cancel the detection error are added to the phase error. Delay lead code (Φ)
A predetermined bit of the output value (A) obtained by adding the correction value (ΔF value or ΔF inverted value) after selecting (2) whether to add or subtract as the selection signal (SEL) by the adder (3) The number (for example, 12 bits) of data is transferred to the voltage controlled oscillator (20).
Output to the phase detector (10) output phase error (Φ)
In the digital loop filter of the PLL that controls the output phase of the voltage controlled oscillator so that
Is synchronized with the input data and is pulled to a value within a certain range, the MSB bit (D13) one bit higher than the predetermined bit (12 bits) of the output of the adder (3) and the phase detector (10 ) Output of the phase error with the delay lead code (Φ) is gated to detect an overflow in which the output value (A) of the adder (3) exceeds a predetermined upper limit value or an underflow which exceeds a lower limit value. The detection unit (4) and the counter (1) based on the detection signal (d2) of the detection unit (4)
The output of the output of the adder (3) is replaced with the data (A) of the predetermined number of bits and all of the predetermined number of bits (12 bits) are set to the logical value H or the logical value L at the same time when the counting operation is stopped. A digital loop filter comprising an output selector (5) for selecting (d1) and outputting to the voltage controlled oscillator (20).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62321817A JPH0770993B2 (en) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | Digital loop filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62321817A JPH0770993B2 (en) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | Digital loop filter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01162416A JPH01162416A (en) | 1989-06-26 |
| JPH0770993B2 true JPH0770993B2 (en) | 1995-07-31 |
Family
ID=18136749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62321817A Expired - Lifetime JPH0770993B2 (en) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | Digital loop filter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0770993B2 (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6072416A (en) * | 1983-09-29 | 1985-04-24 | Fujitsu Ltd | Sampling clock regenerating circuit |
-
1987
- 1987-12-18 JP JP62321817A patent/JPH0770993B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01162416A (en) | 1989-06-26 |
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