JPH1022824A - Phase-locked loop circuit - Google Patents

Phase-locked loop circuit

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Publication number
JPH1022824A
JPH1022824A JP8172563A JP17256396A JPH1022824A JP H1022824 A JPH1022824 A JP H1022824A JP 8172563 A JP8172563 A JP 8172563A JP 17256396 A JP17256396 A JP 17256396A JP H1022824 A JPH1022824 A JP H1022824A
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JP
Japan
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signal
mode
outputs
phase
frequency
Prior art date
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Pending
Application number
JP8172563A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Masuoka
岡 秀 昭 桝
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a PLL(phase-locked loop) circuit which can increase its lock-up speed and also can decrease the noises. SOLUTION: This circuit includes an R divider 12 which outputs a 1st signal obtained by applying R division on a reference signal, an N divider 11 which outputs a 2nd signal obtained by applying N division on a feedback signal, a PC 19 which outputs a phase-difference signal between the 1st and 2nd signals, a CP 13 which outputs a charge/discharge signal, based on the phase difference signal, a loop filter 14 which outputs a control signal based on the charge/ discharge signal, a VCO 15 which outputs the feedback signal, based on the control signal, and a mode controller 18 which controls the phase comparison frequency of both dividers 11 and 12 to turn them into a frequency 2n-times as high as a steady mode in a fast mode and also controls the phase comparison sensitivity of the CP 13, to turn it into a 1/2n-multiple level, respectively.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、位相同期回路に関
する。
[0001] The present invention relates to a phase locked loop circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、普及してきた携帯電話等の移動体
通信の高周波回路において、PLL(Phase Locked Loo
p )回路による高周波の周波数シンセンサイザが用いら
れている。そして、このような高周波回路では、通話チ
ャネルの選択や、送信と受信との切り替え等の各種制御
動作を行う上で、周波数の切り替えを高速に行うことが
要求される。
2. Description of the Related Art In a high-frequency circuit for mobile communication such as a mobile phone, which has become popular in recent years, a PLL (Phase Locked Loo
p) A high frequency frequency synthesizer with a circuit is used. In such a high-frequency circuit, it is required to switch the frequency at a high speed in performing various control operations such as selection of a communication channel and switching between transmission and reception.

【0003】図5に、従来のPLL回路の構成を示す。
温度保証型水晶発振器(以下、TCXOという)6から
クロック信号が出力されてR分周器2(Rは2以上の整
数)に入力され、1/Rに分周された信号が生成されて
位相比較器(以下、PCという)7に入力される。一
方、電圧制御発振器(以下、VCOという)5から出力
されたフィードバック信号がN分周器1(Nは2以上の
整数)に入力され、1/Nに分周されてPC7に入力さ
れる。PC7は、R分周器2の出力信号に対するN分周
器1の出力信号の位相のずれを検出し、位相差信号をチ
ャージポンプ回路(以下、CPという)3に出力する。
CP3は、この位相差信号に基づいて充放電信号を生成
し、ループフィルタ4に出力する。ループフィルタ4
は、充放電信号に基づいて内蔵するコンデンサを充放電
し、平滑した直流電圧信号を生成してVCO5に出力す
る。VCO5は、入力された電圧信号に対応した周波数
を持つフィードバック信号を出力してN分周器1にフィ
ードバックする。
FIG. 5 shows a configuration of a conventional PLL circuit.
A clock signal is output from a temperature-guaranteed crystal oscillator (hereinafter referred to as TCXO) 6 and input to an R frequency divider 2 (R is an integer of 2 or more) to generate a 1 / R frequency-divided signal and generate a phase. The data is input to a comparator (hereinafter, referred to as PC) 7. On the other hand, a feedback signal output from a voltage controlled oscillator (hereinafter, referred to as a VCO) 5 is input to an N frequency divider 1 (N is an integer of 2 or more), is frequency-divided by 1 / N, and is input to the PC 7. The PC 7 detects a phase shift of the output signal of the N frequency divider 1 with respect to the output signal of the R frequency divider 2 and outputs a phase difference signal to a charge pump circuit (hereinafter referred to as CP) 3.
The CP 3 generates a charge / discharge signal based on the phase difference signal and outputs the signal to the loop filter 4. Loop filter 4
Charge / discharge a built-in capacitor based on the charge / discharge signal, generate a smoothed DC voltage signal, and output it to the VCO 5. The VCO 5 outputs a feedback signal having a frequency corresponding to the input voltage signal and feeds it back to the N frequency divider 1.

【0004】ところで、PLL回路ではループの固有周
波数及び感度から成るループ定数の設定により、ロック
アップが決定される。そして、理論上はループの固有周
波数が高い程、ロックアップが高速化される。
In a PLL circuit, lock-up is determined by setting a loop constant consisting of a natural frequency and sensitivity of the loop. Then, in theory, the higher the natural frequency of the loop, the faster the lockup.

【0005】しかし、実際の回路は回路の持つ非線形性
が原因で、高速化するにも限界がある。PLL回路の有
するCPは、入力信号と基準信号との間の位相のずれに
応じてループフィルタ内のコンデンサを充放電させるた
めに、充放電信号としてパルス状の電流をループフィル
タに出力する。このパルス状の電流が、ループフィルタ
によって平滑化される。ロックアップの初期段階では、
位相誤差が大きいため、CPからはパルス幅の大きい電
流が出力されている。このため、ロックアップの高速化
のために固有周波数を高くしようとしてループフィルタ
の時定数を小さく設計すると、パルス電流が十分に平滑
されず、大きなリップル電圧を発生する。リップル電圧
が大きいと、電源電圧Vccの範囲内でクランプすること
ができずに電源電圧Vccのレベルでクランプされてしま
い、ロックアップ初期時の実効的な位相比較器感度が低
下することになる。例えば、電源電圧Vccを3Vとする
と、通常の手法で時定数を小さく設定した場合にはリッ
プル電圧は4V以上となり、電源電圧Vccを越えること
になる。
However, there is a limit in increasing the speed of an actual circuit due to the nonlinearity of the circuit. The CP included in the PLL circuit outputs a pulsed current to the loop filter as a charge / discharge signal in order to charge / discharge a capacitor in the loop filter in accordance with a phase shift between the input signal and the reference signal. This pulse-shaped current is smoothed by the loop filter. In the early stages of lockup,
Since the phase error is large, a current having a large pulse width is output from the CP. Therefore, if the time constant of the loop filter is designed to be small in order to increase the natural frequency in order to speed up the lock-up, the pulse current is not sufficiently smoothed and a large ripple voltage is generated. If the ripple voltage is large, it cannot be clamped within the range of the power supply voltage Vcc, but is clamped at the level of the power supply voltage Vcc, and the sensitivity of the effective phase comparator at the initial stage of lock-up decreases. For example, assuming that the power supply voltage Vcc is 3 V, the ripple voltage becomes 4 V or more and exceeds the power supply voltage Vcc when the time constant is set small by the usual method.

【0006】このような問題を回避しようとして、電源
電圧Vccを高く設定すると、消費電流が増加し、また装
置の寸法やコストの増大を招く。
If the power supply voltage Vcc is set high in order to avoid such a problem, current consumption increases, and the size and cost of the device increase.

【0007】上述したような、リップル電圧が電源電圧
Vccを越える問題を回避するため、従来は次のような手
法を用いていた。
In order to avoid the above-described problem that the ripple voltage exceeds the power supply voltage Vcc, the following method has conventionally been used.

【0008】ロックアップ初期時には、通常時よりも位
相比較周波数を高く設定し、位相比較感度は通常時と同
等、あるいは通常時よりも高く設定する。
At the initial stage of lock-up, the phase comparison frequency is set higher than normal, and the phase comparison sensitivity is set equal to or higher than normal.

【0009】ロックアップ初期時には位相比較周波数が
高く、位相比較器感度が同じかあるいは高い。このた
め、位相比較周波数と位相比較器感度を掛けた値は高く
なり、この値により定まるループ定数である固有周波数
及び制動係数が高くなる。これにより、高速ロックアッ
プが可能となる。通常動作時には、ロックアップ初期時
よりも位相比較周波数が低くなり、位相比較器感度は同
じ又は低くなるため、ループ定数の固有周波数は低くな
り、上述したようなリップル電圧は減少しノイズが低減
される。
At the beginning of lock-up, the phase comparison frequency is high, and the sensitivity of the phase comparator is the same or high. For this reason, the value obtained by multiplying the phase comparison frequency by the phase comparator sensitivity becomes higher, and the natural frequency and the damping coefficient, which are loop constants determined by this value, become higher. Thereby, high-speed lockup becomes possible. During normal operation, the phase comparison frequency is lower than at the beginning of lockup, and the phase comparator sensitivity is the same or lower, so that the natural frequency of the loop constant is lower, the ripple voltage as described above is reduced, and noise is reduced. You.

【0010】しかし、このようなロックアップ初期時と
通常時とで固有周波数を変える手法を用いた場合にも、
次のような問題があった。
However, even when such a method of changing the natural frequency between the initial state of lockup and the normal state is used,
There were the following problems.

【0011】第1に、ロックアップ初期時には、固有周
波数が高くなるだけではなく、もう一つのループ定数で
ある制動係数も高くなる。このため、入力信号の位相が
基準信号の位相からオーバシュートした後に落ち着いて
ほぼ一致するまでに時間がかかり、高速化が達成されな
くなる。
First, at the initial stage of lock-up, not only the natural frequency increases, but also the braking coefficient, which is another loop constant, increases. For this reason, it takes time until the phase of the input signal overshoots from the phase of the reference signal and calms down and almost coincides, so that high speed cannot be achieved.

【0012】一般に、PLL回路では制動係数は約0.
9が最適であるとされている。ところが、ロックアップ
初期時と通常時とでループ定数が異なるため、両モード
で制動係数を最適に設定することができなかった。
In general, a PLL circuit has a damping coefficient of about 0.5.
9 is considered to be optimal. However, since the loop constant differs between the initial lock-up and the normal lock-up, the braking coefficient cannot be set optimally in both modes.

【0013】第2に、通常動作時におけるロックアップ
が遅くなるという問題があった。例えば、携帯電話等で
は1.607GHzから1.631GHzの間に960
個のチャネルが存在し、チャネルを切り替える時には2
5kHzという一定の周波数間隔でロックアップする必
要がある。通常動作時にはこの周波数間隔でロックアッ
プするが、ロックアップ初期時には本来の周波数間隔か
ら少しオフセットした周波数でロックアップさせること
で高い位相比較周波数を実現させている。このため、ロ
ックアップ初期時には、ロックアップさせるべき基準の
周波数に誤差が存在し、通常動作モードに切り替えた後
にロックアップするまでにタイムラグが発生する。特
に、通常動作時には固有周波数及び制動係数とも小さく
なるため、よりロックアップの低速化を招く。
Second, there is a problem that lock-up during normal operation is delayed. For example, in a mobile phone or the like, 960 GHz
Channels exist, and when switching channels, 2
It is necessary to lock up at a constant frequency interval of 5 kHz. During normal operation, lock-up is performed at this frequency interval. At the beginning of lock-up, a high phase comparison frequency is realized by locking up at a frequency slightly offset from the original frequency interval. For this reason, at the initial stage of lock-up, there is an error in the reference frequency to be locked up, and a time lag occurs before the lock-up after switching to the normal operation mode. In particular, at the time of normal operation, the natural frequency and the damping coefficient are both small, so that the lockup speed is further reduced.

【0014】第3に、モード切り替え時には上述したよ
うにループ定数が変化する。このことが、ループの外乱
要素となって、一時的に周波数誤差を大きくする結果と
なっていた。
Third, at the time of mode switching, the loop constant changes as described above. This becomes a disturbance element of the loop, resulting in a temporary increase in the frequency error.

【0015】さらには、モード切り替え時にロックアッ
プの不連続点が発生したり、ループフィルタの誘電吸収
によってスプリアス増加するといった問題もあった。
Further, there are problems that a discontinuity of lock-up occurs at the time of mode switching, and that spurious increases due to dielectric absorption of the loop filter.

【0016】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、ロックアップの高速化及び雑音の低減を達成するこ
とが可能な位相同期回路を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a phase locked loop circuit capable of achieving a high-speed lockup and a reduction in noise.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明の位相同期回路
は、基準信号を与えられて第1の所定値で分周した第1
の信号を出力する第1の分周器と、フィードバック信号
を与えられて第2の所定値で分周した第2の信号を出力
する第2の分周器と、前記第1の信号と前記第2の信号
とを与えられてそれぞれの位相を比較し、位相差信号を
出力する位相比較器と、前記位相差信号に基づいて充放
電信号を生成し出力するチャージポンプと、前記充放電
信号に基づいて内蔵する容量を充電又は放電し、制御信
号を出力するループフィルタと、前記制御信号に基づい
た周波数の前記フィードバック信号を出力する電圧制御
発振器と、動作状態を高速モードと定常モードとの間で
切り替える場合、前記第1、第2の分周器における位相
比較周波数を高速モードでは定常モードの2n倍になる
ようにし、前記チャージポンプにおける位相比較感度を
高速モードでは定常モードの1/2n倍になるように制
御するモード制御器とを備えることを特徴としている。
According to the present invention, there is provided a phase locked loop circuit comprising: a first synchronizing circuit which receives a reference signal and divides a frequency by a first predetermined value;
A first frequency divider that outputs a second signal, a second frequency divider that receives a feedback signal and outputs a second signal that is frequency-divided by a second predetermined value, A phase comparator which receives the second signal and compares respective phases to output a phase difference signal; a charge pump which generates and outputs a charge / discharge signal based on the phase difference signal; A loop filter that charges or discharges a built-in capacitance based on the control signal, outputs a control signal, a voltage-controlled oscillator that outputs the feedback signal having a frequency based on the control signal, and sets an operation state between a high-speed mode and a steady mode. When switching between the first and second frequency dividers, the phase comparison frequency in the first and second frequency dividers is set to 2n times in the high-speed mode as compared with the steady mode, and the phase comparison sensitivity in the charge pump is fixed in the high-speed mode. It is characterized by comprising a mode controller for controlling such that the 1 / 2n times the mode.

【0018】あるいは、本発明の位相同期回路は、第1
の分周器、第2の分周器、位相比較器、チャージポン
プ、ループフィルタ、電圧制御発振器と、さらに、前記
位相比較器において前記第1の信号と前記第2の信号の
それぞれの位相を比較した結果、位相差が第3の所定値
以下になった場合にはロックアップ信号を出力するロッ
クアップ検出器、前記ロックアップ検出器が前記ロック
アップ信号を出力すると、前記第1、第2の分周器と前
記チャージポンプとにモード切り替え信号を出力するモ
ード制御器とを備え、前記第1の分周器は前記モード切
り替え信号を与えられると、前記第1の所定値を1/2
n倍した値で前記基準信号を分周して前記第1の信号を
出力し、前記第2の分周器は前記モード切り替え信号を
与えられると、前記第2の所定値を1/2n倍した値で
前記フィードバック信号を分周して前記第2の信号を出
力し、前記チャージポンプは前記モード切り替え信号を
与えられると、前記充放電信号の電流量を2n倍にする
ことを特徴としている。
Alternatively, the phase locked loop circuit of the present invention comprises the first
, A second frequency divider, a phase comparator, a charge pump, a loop filter, a voltage controlled oscillator, and further, the phase comparator compares the phases of the first signal and the second signal. As a result of the comparison, when the phase difference becomes equal to or less than a third predetermined value, a lock-up detector that outputs a lock-up signal. When the lock-up detector outputs the lock-up signal, the first and second lock-up detectors output the lock-up signal. And a mode controller for outputting a mode switching signal to the charge pump. The first frequency divider reduces the first predetermined value by と when the mode switching signal is given.
The reference signal is frequency-divided by a value multiplied by n to output the first signal, and the second frequency divider, when given the mode switching signal, multiplies the second predetermined value by 1 / 2n. The charge pump divides the feedback signal by the calculated value and outputs the second signal, and the charge pump increases the current amount of the charge / discharge signal by 2n times when the mode switching signal is given. .

【0019】ここで前記チャージポンプは、前記モード
切り替え信号を入力される第1の入力端子と、前記位相
差信号を入力される第2、第3の入力端子と、前記充放
電信号を出力して前記ループフィルタに与える出力端子
と、第1の電源端子と第1のノードとの間に接続され、
前記モード切り替え信号により出力電流量を制御される
第1の定電流源と、第2の電源端子と第2のノードとの
間に接続され、前記モード切り替え信号により出力電流
量を制御される第2の定電流源と、第1の電源端子と前
記第2のノードとの間に直列に両端が接続された第1、
第2のPチャネルトランジスタであって、前記第1のP
チャネルトランジスタのゲートは第2の電源端子に接続
され、前記第2のPチャネルトランジスタのゲートは前
記第2のノードに接続された、前記第1、第2のPチャ
ネルトランジスタと、前記第1のノードと第2の電源端
子との間に直列に両端が接続された第1、第2のNチャ
ネルトランジスタであって、前記第1のNチャネルトラ
ンジスタのゲートは第1のノードに接続され、前記第2
のNチャネルトランジスタのゲートは前記第1の電源端
子に接続された、前記第1、第2のNチャネルトランジ
スタと、第1、第2の電源端子の間に直列に両端が接続
された第3、第4のPチャネルトランジスタ及び第3、
第4のNチャネルトランジスタであって、前記第3のP
チャネルトランジスタのゲートは前記第2の入力端子に
インバータを介して接続され、前記第4のPチャネルト
ランジスタのゲートは前記第2のノードに接続され、前
記第3のNチャネルトランジスタのゲートは前記第1の
ノードに接続され、前記第4のNチャネルトランジスタ
のゲートは前記第3の入力端子に接続され、前記第4の
Pチャネルトランジスタの一端と前記第3のNチャネル
トランジスタの一端との接続ノードに前記出力端子が接
続された、前記第3、第4のPチャネルトランジスタ及
び第3、第4のNチャネルトランジスタとを備えたもの
であってもよい。
Here, the charge pump outputs a first input terminal for receiving the mode switching signal, second and third input terminals for receiving the phase difference signal, and outputs the charge / discharge signal. An output terminal applied to the loop filter, a first power supply terminal and a first node,
A first constant current source whose output current amount is controlled by the mode switching signal, a second constant power source connected between a second power supply terminal and a second node, and an output current amount controlled by the mode switching signal. And a first constant current source having a first terminal connected in series between a first power supply terminal and the second node.
A second P-channel transistor, wherein said first P-channel transistor is
A gate of the channel transistor is connected to a second power supply terminal; a gate of the second P-channel transistor is connected to the second node; First and second N-channel transistors having both ends connected in series between a node and a second power supply terminal, wherein a gate of the first N-channel transistor is connected to a first node; Second
The gate of the N-channel transistor is connected to the first power supply terminal, and the third end is connected in series between the first and second N-channel transistors and the first and second power supply terminals. , A fourth P-channel transistor and a third,
A fourth N-channel transistor, wherein the third P-channel transistor
The gate of the channel transistor is connected to the second input terminal via an inverter, the gate of the fourth P-channel transistor is connected to the second node, and the gate of the third N-channel transistor is connected to the second input terminal. And a gate of the fourth N-channel transistor is connected to the third input terminal, and a connection node between one end of the fourth P-channel transistor and one end of the third N-channel transistor And the third and fourth P-channel transistors and the third and fourth N-channel transistors connected to the output terminal.

【0020】あるいは、前記チャージポンプは、前記モ
ード切り替え信号を入力される第1の入力端子と、前記
位相差信号を入力される第2の入力端子と、第1の電源
端子と第2の電源端子との間に直列に複数のスイッチン
グ素子が接続された少なくとも2つの電流経路と、前記
第1及び第2の入力端子に接続され、前記モード切り替
え信号と前記位相差信号とに基づいて、前記スイッチン
グ素子の開閉を切り替える論理回路と、それぞれの前記
電流経路における複数の前記スイッチング素子の接続ノ
ードと前記ループフィルタの入力端子とを接続する出力
端子とを備え、前記論理回路は前記モード切り替え信号
に従い高速モードで動作するときは、前記電流経路のう
ちのp個の電流経路に含まれる前記スイッチング素子の
開閉を前記位相差信号に基づいて切り替えて前記出力端
子を充電又は放電して前記充放電信号を出力し、定常モ
ードで動作するときは、前記電流経路のうちのq個の電
流経路に含まれる前記スイッチング素子の開閉を前記位
相差信号に基づいて切り替えることを特徴とするもので
あってもよい。
Alternatively, the charge pump includes a first input terminal for receiving the mode switching signal, a second input terminal for receiving the phase difference signal, a first power supply terminal, and a second power supply. At least two current paths in which a plurality of switching elements are connected in series between the first and second input terminals, and based on the mode switching signal and the phase difference signal, A logic circuit for switching the opening and closing of a switching element, and an output terminal for connecting a connection node of the plurality of switching elements and an input terminal of the loop filter in each of the current paths, wherein the logic circuit follows the mode switching signal. When operating in the high-speed mode, the switching of the switching elements included in p current paths among the current paths is performed by the phase difference. The charge / discharge signal is output by charging or discharging the output terminal by switching based on the signal, and when operating in the steady mode, opening and closing of the switching element included in q current paths among the current paths May be switched based on the phase difference signal.

【0021】また、前記nの値は2であることが望まし
い。
Preferably, the value of n is 2.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0023】先ず、本発明の位相同期回路は高速モード
と定常モードとで動作を切り替える。高速モードでは定
常モードよりも位相比較周波数を高くし、逆に位相比較
器感度は定常モードよりも低く設定する。このようにし
て、位相比較周波数と位相比較器感度とを乗算した値
が、高速モードと定常モードとで一定となるようにし、
ループ常数(固有周波数及び制動係数)が一定を維持す
るようにする。
First, the operation of the phase locked loop circuit of the present invention is switched between a high-speed mode and a steady mode. In the high-speed mode, the phase comparison frequency is set higher than in the steady mode, and conversely, the phase comparator sensitivity is set lower than in the steady mode. In this way, the value obtained by multiplying the phase comparison frequency and the phase comparator sensitivity is constant between the high-speed mode and the steady mode,
The loop constant (natural frequency and damping coefficient) is kept constant.

【0024】ここで、位相比較周波数を高速モードでは
定常モードよりも2n (nは1以上の整数)倍高くし、
位相比較器感度を高速モードでは定常モードよりも1/
2n低いと設定することが望ましい。さらには、nを1
にした場合には、モードによる違いが小さく、nを3以
上にすると所望の周波数間隔でロックアップすることが
できない場合がある。そこで、一般にはnを2に設定す
るのが望ましい。
Here, the phase comparison frequency is 2 n (n is an integer of 1 or more) times higher in the high-speed mode than in the steady mode,
In the high-speed mode, the phase comparator sensitivity is 1 /
It is desirable to set 2n lower. Furthermore, n is set to 1
In this case, the difference between the modes is small, and if n is set to 3 or more, it may not be possible to lock up at a desired frequency interval. Therefore, it is generally desirable to set n to 2.

【0025】図1に、第1の実施の形態による位相同期
回路の構成を示す。本実施の形態は、TCXO16、N
分周器11、R分周器12、PC19、CP13、ルー
プフィルタ14、VCO15の他に、モード制御器1
8、ロックアップ検出器(以下、LDという)17をさ
らに備えている。
FIG. 1 shows the configuration of the phase locked loop circuit according to the first embodiment. In the present embodiment, TCXO16, N
In addition to the frequency divider 11, the R frequency divider 12, the PC 19, the CP 13, the loop filter 14, and the VCO 15, the mode controller 1
8, a lock-up detector (hereinafter, referred to as LD) 17 is further provided.

【0026】TCXO16からクロック信号が出力され
てR分周器12に入力され、定常モードでは1/Rに分
周された信号が生成されてPC19に入力される。高速
モードでは、クロック信号は分周器により2n/Nに分
周される。
A clock signal is output from the TCXO 16 and input to the R frequency divider 12. In the steady mode, a signal divided by 1 / R is generated and input to the PC 19. In the high-speed mode, the clock signal is divided by the frequency divider to 2n / N.

【0027】一方、VCO15から出力されたフィード
バック信号がN分周器11に入力される。定常モードで
は、フィードバック信号はN分周器11により1/Nに
分周され、高速モードでは2n/Nに分周されて、PC
19に出力される。
On the other hand, the feedback signal output from the VCO 15 is input to the N frequency divider 11. In the steady mode, the feedback signal is frequency-divided by the N frequency divider 11 into 1 / N. In the high-speed mode, the feedback signal is frequency-divided by 2n / N.
19 is output.

【0028】PC19は、N分周器11からの出力とR
分周器12からの出力との間の位相差を比較し、位相の
ずれを示す位相差信号を生成してCP13に出力する。
CP13は、位相差信号に基づいて充放電信号を生成
し、ループフィルタ14に出力する。CP13の充放電
信号は、ループフィルタ14が有するコンデンサを充電
するためのパルス状の電流信号であって、この電流量は
位相比較感度に対応する。定常モードにおける位相比較
感度を1とすると、高速モードにおける位相比較感度は
1/2nである。よって、充放電信号の電流量は、高速
モードでは定常モードの約1/2nとなる。
The PC 19 outputs the output from the N frequency divider 11 and R
The phase difference between the output from the frequency divider 12 and the output from the frequency divider 12 is compared, and a phase difference signal indicating a phase shift is generated and output to the CP 13.
The CP 13 generates a charge / discharge signal based on the phase difference signal and outputs the signal to the loop filter 14. The charge / discharge signal of the CP 13 is a pulse-like current signal for charging a capacitor included in the loop filter 14, and this current amount corresponds to the phase comparison sensitivity. Assuming that the phase comparison sensitivity in the steady mode is 1, the phase comparison sensitivity in the high-speed mode is 1 / 2n. Therefore, the current amount of the charge / discharge signal is about 1 / n in the high-speed mode compared to the steady mode.

【0029】ループフィルタ14は、充放電信号に基づ
いて内蔵するコンデンサを充放電し、充放電信号を平滑
した直流電圧信号を生成してVCO15に出力する。V
CO15は、入力された電圧信号に基づいた周波数を持
つフィードバック信号を発生し、N分周器11にフィー
ドバックする。
The loop filter 14 charges / discharges a built-in capacitor based on the charge / discharge signal, generates a DC voltage signal obtained by smoothing the charge / discharge signal, and outputs the DC voltage signal to the VCO 15. V
The CO 15 generates a feedback signal having a frequency based on the input voltage signal and feeds it back to the N frequency divider 11.

【0030】LD17は、N分周器11が出力した信号
と、R分周器12が出力した基準信号との位相のずれを
検出し、ずれ量が所定値以下になるとロックしたことを
示すロックアップ検出信号をモード制御器18に出力す
る。モード制御器18は、ロックアップ検出信号を入力
される前は、位相比較器が高速モードで動作し、ロック
検出信号が入力された時点から定常モードで動作するよ
うにモード切り替え信号を出力する。即ち、LD17が
ロック検出信号をモード制御器18に出力すると、モー
ド制御器8はこの位相同期回路の動作モードを高速モー
ドから定常モードに切り替えるためのモード切り替え信
号を生成し、N分周器11、R分周器12及びCP13
に出力する。
The LD 17 detects a phase difference between the signal output from the N frequency divider 11 and the reference signal output from the R frequency divider 12, and when the amount of the deviation becomes equal to or less than a predetermined value, a lock indicating that locking has been performed. An up detection signal is output to the mode controller 18. The mode controller 18 outputs a mode switching signal so that the phase comparator operates in the high-speed mode before the lock-up detection signal is input, and operates in the steady mode from the time when the lock detection signal is input. That is, when the LD 17 outputs the lock detection signal to the mode controller 18, the mode controller 8 generates a mode switching signal for switching the operation mode of the phase locked loop circuit from the high-speed mode to the steady mode, and the N frequency divider 11 , R frequency divider 12 and CP 13
Output to

【0031】上述したように、N分周器11及びR分周
器12は、モード切り替え信号を入力される前の段階で
は、位相同期回路を高速モードで動作させるために、位
相比較周波数を定常モードよりも2n倍高く設定してい
る。モード切り替え信号を入力されると、N分周器11
及びR分周器12は定常モードにおける位相比較周波
数、即ち、N分周器11はフィードバック信号を1/N
に分周し、R分周器12はクロック信号を1/Rに分周
した信号を出力する。
As described above, before the N frequency divider 11 and the R frequency divider 12 receive the mode switching signal, the N frequency divider 11 and the R frequency divider 12 set the phase comparison frequency to a steady state in order to operate the phase locked loop circuit in the high-speed mode. 2n times higher than the mode. When a mode switching signal is input, the N frequency divider 11
And the R frequency divider 12 calculates the phase comparison frequency in the steady mode, that is, the N frequency divider 11 calculates the feedback signal as 1 / N
The R divider 12 outputs a signal obtained by dividing the clock signal by 1 / R.

【0032】CP13は、モード切り替え信号を入力さ
れる前段階では高速モードで動作し、位相比較感度が定
常モードの1/2nとなるように充放電信号の電流量は
約1/2nであり、モード切り替え信号を入力されると
定常モードに切り替わり、位相比較感度が高速モード時
の2n倍となるように電流量は約2n倍となる。
The CP 13 operates in the high-speed mode before the mode switching signal is input, and the current amount of the charge / discharge signal is about 1 / 2n so that the phase comparison sensitivity is 1 / 2n of the steady mode. When the mode switching signal is input, the mode is switched to the steady mode, and the current amount becomes about 2n times so that the phase comparison sensitivity becomes 2n times that in the high-speed mode.

【0033】このように、第1の実施の形態によれば、
高速モードと定常モードとにおいて、位相比較周波数と
位相比較感度とを乗算した値が一定であるため、ループ
定数は一定値を維持する。これにより、ループ定数であ
る固有周波数と制動係数は一定に保たれるので、いずれ
のモードにおいても制動係数を最適値に設定することが
でき、ロックアップの高速化が実現される。
As described above, according to the first embodiment,
In the high-speed mode and the steady mode, since the value obtained by multiplying the phase comparison frequency and the phase comparison sensitivity is constant, the loop constant maintains a constant value. As a result, the natural frequency and the damping coefficient, which are loop constants, are kept constant, so that the damping coefficient can be set to an optimum value in any of the modes, and the lockup can be sped up.

【0034】また、高速モードから定常モードに切り替
える時には、上述したように高速モードにおいて周波数
誤差が存在するため、切り替え後のロックアップを高速
化することが重要である。本実施の形態では、ループ定
数が一定であるため高速化が可能であり、切り替え後の
ロックアップ時間を短縮することができる。
When switching from the high-speed mode to the steady mode, since the frequency error exists in the high-speed mode as described above, it is important to speed up the lock-up after the switching. In the present embodiment, since the loop constant is constant, the speed can be increased, and the lockup time after switching can be reduced.

【0035】いずれのモードにおいてもループ定数が一
定であることから、切り替え前後における位相は連続的
に変化し、不連続点は存在せず、ループに外乱を与えな
い。よって、モード切り替え時にも周波数誤差を小さく
抑制することができる。
In any of the modes, since the loop constant is constant, the phase before and after the switching changes continuously, there is no discontinuity point, and no disturbance is given to the loop. Therefore, the frequency error can be suppressed to be small even at the time of mode switching.

【0036】次に、本発明の第2の実施の形態につい
て、図2を用いて説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0037】本実施の形態は、図1に示された第1の実
施の形態において、ループフィルタ14の構成を図2に
示されるように限定したものに相当する。入力端子31
はモード制御器18の出力端子に接続されており、入力
端子32及び33はPC19の二つの出力端子に接続さ
れている。入力端子31は、定電流電源35及び36の
制御端子に接続され、モード制御器18から出力された
モード切り替え信号を定電流電源35及び36にそれぞ
れ与える。入力端子32は、PC19の位相比較結果に
応じて出力端子45を充電すべきときにハイレベルを受
けるもので、この信号はインバータ34を介してPチャ
ネルトランジスタ41のゲートに入力される。入力端子
33は、PC19の位相比較結果に応じて出力端子45
を放電すべきときにハイレベルを受けるもので、この信
号はNチャネルトランジスタ44のゲートに入力され
る。
This embodiment corresponds to the first embodiment shown in FIG. 1 in which the configuration of the loop filter 14 is limited as shown in FIG. Input terminal 31
Is connected to the output terminal of the mode controller 18, and the input terminals 32 and 33 are connected to two output terminals of the PC 19. The input terminal 31 is connected to control terminals of the constant current power supplies 35 and 36, and supplies a mode switching signal output from the mode controller 18 to the constant current power supplies 35 and 36, respectively. The input terminal 32 receives a high level when the output terminal 45 is to be charged according to the phase comparison result of the PC 19, and this signal is input to the gate of the P-channel transistor 41 via the inverter 34. The input terminal 33 is connected to the output terminal 45 according to the phase comparison result of the PC 19.
This signal is input to the gate of the N-channel transistor 44 when the signal is to be discharged.

【0038】電源電圧Vcc端子と接地電圧Vss端子との
間には、Pチャネルトランジスタ37及び38の両端
と、定電流電源36の両端が直列に接続され、これと並
列に、定電流電源35の両端と、Nチャネルトランジス
タ39及び40の両端が直列に接続され、さらにこれと
は並列に、Pチャネルトランジスタ41及び42、Nチ
ャネルトランジスタ43及び44の両端が直列に接続さ
れている。トランジスタ37のゲートは接地され、トラ
ンジスタ38及び42のゲートは定電流電源36の一端
に接続され、トランジスタ39及び43のゲートは定電
流電源35の一端に接続され、トランジスタ40のゲー
トは電源電圧Vcc端子に接続されている。トランジスタ
42及び43の共通接続されたドレインは、出力端子4
5に接続されている。
Between the power supply voltage Vcc terminal and the ground voltage Vss terminal, both ends of P-channel transistors 37 and 38 and both ends of a constant current power supply 36 are connected in series. Both ends and both ends of N-channel transistors 39 and 40 are connected in series, and further in parallel, both ends of P-channel transistors 41 and 42 and N-channel transistors 43 and 44 are connected in series. The gate of transistor 37 is grounded, the gates of transistors 38 and 42 are connected to one end of constant current power supply 36, the gates of transistors 39 and 43 are connected to one end of constant current power supply 35, and the gate of transistor 40 is power supply voltage Vcc. Connected to terminal. The commonly connected drains of the transistors 42 and 43 are connected to the output terminal 4
5 is connected.

【0039】このような構成を有するCP13の動作
は、以下のようである。モード制御器18からモード切
り替え信号が出力され、入力端子31を介して定電流電
源35及び36の制御端子に入力される。定常モードで
動作するときは、高速モードよりも2n倍の電流が流れ
るように定電流電源35及び36が制御される。
The operation of the CP 13 having such a configuration is as follows. A mode switching signal is output from the mode controller 18 and input to the control terminals of the constant current power supplies 35 and 36 via the input terminal 31. When operating in the steady mode, the constant current power supplies 35 and 36 are controlled such that a current 2n times higher than in the high-speed mode flows.

【0040】入力端子32にハイレベル、入力端子33
にロウレベルの信号がPC19より入力されると、トラ
ンジスタ41、42がオンし、トランジスタ43及び4
4がオフして出力端子45が充電され、ハイレベルの充
放電信号が出力端子45よりループフィルタ14に出力
される。この場合は、ループフィルタ14のコンデンサ
が充電される。
The input terminal 32 has a high level and the input terminal 33
When a low level signal is input from the PC 19, the transistors 41 and 42 are turned on, and the transistors 43 and 4 are turned on.
4 turns off, the output terminal 45 is charged, and a high-level charge / discharge signal is output from the output terminal 45 to the loop filter 14. In this case, the capacitor of the loop filter 14 is charged.

【0041】逆に、入力端子32にロウレベル、入力端
子33にハイレベルの信号がPC19より入力される
と、トランジスタ41、42がオフし、トランジスタ4
3及び44がオンして出力端子45が放電され、ロウレ
ベルの充放電信号がループフィルタ14に与えられ、ル
ープフィルタ14内のコンデンサが放電される。
Conversely, when a low level signal is input to the input terminal 32 and a high level signal is input to the input terminal 33 from the PC 19, the transistors 41 and 42 are turned off, and the transistor 4 is turned off.
3 and 44 are turned on, the output terminal 45 is discharged, a low-level charge / discharge signal is supplied to the loop filter 14, and the capacitor in the loop filter 14 is discharged.

【0042】ここで、出力端子45が充放電される速度
は、定電流電源35及び36の出力電流量に対応する。
即ち、高速モードでは定電流原35及び36の出力電流
量が小さく、トランジスタ42又は43のオン時の閾値
に対するゲート電圧の絶対値が小さい。この結果、トラ
ンジスタ42又は43の導通抵抗が大きく、出力端子4
5を充電又は放電する電流量が小さくなる。逆に、定常
モードでは定電流源35及び36の出力電流量が大き
く、トランジスタ42又は43のオン時の閾値に対する
ゲート電圧の絶対値が大きい。よって、トランジスタ4
2又は43の導通抵抗は小さく、出力端子45を充放電
する電流量が大きくなる。
Here, the speed at which the output terminal 45 is charged / discharged corresponds to the amount of output current of the constant current power supplies 35 and 36.
That is, in the high-speed mode, the output current amounts of the constant current sources 35 and 36 are small, and the absolute value of the gate voltage with respect to the threshold when the transistor 42 or 43 is on is small. As a result, the conduction resistance of the transistor 42 or 43 is large, and the output terminal 4
The amount of current for charging or discharging 5 is reduced. Conversely, in the steady mode, the output current amounts of the constant current sources 35 and 36 are large, and the absolute value of the gate voltage with respect to the threshold when the transistor 42 or 43 is on is large. Therefore, transistor 4
The conduction resistance of 2 or 43 is small, and the amount of current for charging and discharging the output terminal 45 is large.

【0043】次に、本発明の第3の実施の形態は、CP
13が図3に示される構成を備えている。入力端子51
及び52はPC19の出力端子に接続され、入力端子5
3はモード制御器18の出力端子に接続されている。
Next, in a third embodiment of the present invention, the CP
13 has the configuration shown in FIG. Input terminal 51
And 52 are connected to the output terminal of the PC 19, and the input terminal 5
3 is connected to the output terminal of the mode controller 18.

【0044】電源電圧Vcc端子と接地電圧Vss端子との
間には、定電流電源54、Nチャネルトランジスタ62
及びNチャネルトランジスタ63の両端が直列に接続さ
れ、これと並列に、Pチャネルトランジスタ60及び6
1、定電流源55の両端が直列に接続され、さらにこれ
と並列にPチャネルトランジスタ66及び67とNチャ
ネルトランジスタ68及び69の両端が接続され、これ
と並列にPチャネルトランジスタ70及び71とNチャ
ネルトランジスタ72及び73の両端が接続されてい
る。トランジスタ60のゲートは接地され、トランジス
タ63のゲートは電源電圧Vcc端子に接続され、トラン
ジスタ66のゲートはインバータ64の出力端子に接続
され、トランジスタ61、67及び71のゲートは定電
流源55の一端に接続され、トランジスタ62、68及
び72のゲートは定電流源54の一端に接続されてい
る。トランジスタ70のゲートはインバータ65の出力
端子、トランジスタ73のゲートはNOR回路59の出
力端子にそれぞれ接続されている。
A constant current power supply 54 and an N-channel transistor 62 are connected between the power supply voltage Vcc terminal and the ground voltage Vss terminal.
And both ends of N-channel transistor 63 are connected in series, and in parallel with this, P-channel transistors 60 and 6
1. Both ends of a constant current source 55 are connected in series, and furthermore, both ends of P-channel transistors 66 and 67 and N-channel transistors 68 and 69 are connected in parallel with this, and P-channel transistors 70 and 71 and N Both ends of the channel transistors 72 and 73 are connected. The gate of the transistor 60 is grounded, the gate of the transistor 63 is connected to the power supply voltage Vcc terminal, the gate of the transistor 66 is connected to the output terminal of the inverter 64, and the gates of the transistors 61, 67 and 71 are connected to one end of the constant current source 55. , And the gates of the transistors 62, 68 and 72 are connected to one end of the constant current source 54. The gate of the transistor 70 is connected to the output terminal of the inverter 65, and the gate of the transistor 73 is connected to the output terminal of the NOR circuit 59.

【0045】入力端子51は、NOR回路56の一方の
入力端子とNOR回路57の一方の入力端子に接続さ
れ、NOR回路56の他方の入力端子は接地され、NO
R回路57の他方の入力端子は入力端子53に接続され
ている。NOR回路58の一方の入力端子は入力端子5
2に接続され、他方の入力端子は接地されている。NO
R回路59の一方の入力端子は入力端子52に接続さ
れ、他方の入力端子は入力端子53に接続されている。
NOR回路56の出力端子はインバータ64の入力端子
に接続され、NOR回路57の出力端子はインバータ6
5の入力端子に接続されている。
The input terminal 51 is connected to one input terminal of the NOR circuit 56 and one input terminal of the NOR circuit 57, and the other input terminal of the NOR circuit 56 is grounded.
The other input terminal of the R circuit 57 is connected to the input terminal 53. One input terminal of the NOR circuit 58 is the input terminal 5
2 and the other input terminal is grounded. NO
One input terminal of the R circuit 59 is connected to the input terminal 52, and the other input terminal is connected to the input terminal 53.
An output terminal of the NOR circuit 56 is connected to an input terminal of the inverter 64, and an output terminal of the NOR circuit 57 is connected to the inverter 6.
5 input terminals.

【0046】上述した第2の実施の形態では、モードの
切り替えに伴う位相比較感度の制御を、定電流源の出力
電流量を変えることで行っている。これに対し、本実施
の形態では、トランジスタ60〜63、トランジスタ6
6〜69、トランジスタ70〜73のうち、定常モード
にのみ動作するものがあり、これにより出力端子74を
充放電する速度を変えている。
In the above-described second embodiment, the control of the phase comparison sensitivity accompanying the mode switching is performed by changing the output current amount of the constant current source. On the other hand, in the present embodiment, the transistors 60 to 63 and the transistor 6
6 to 69 and transistors 70 to 73 that operate only in the steady mode, thereby changing the speed at which the output terminal 74 is charged and discharged.

【0047】高速モードでは、入力端子53にロウレベ
ルの信号が入力され、定常モードではハイレベルの信号
が入力される。
In the high-speed mode, a low-level signal is input to the input terminal 53, and in the steady mode, a high-level signal is input.

【0048】高速モードでは、トランジスタ60〜63
及びトランジスタ70〜73が入力端子51及び52か
ら入力された位相比較信号に応じてオン・オフする。入
力端子51にハイレベル、入力端子52にロウレベルが
入力されたときは、トランジスタ66及び67がオフ
し、トランジスタ68及び69がオンする。入力端子5
1にロウレベル、入力端子52にハイレベルが入力され
たときは、トランジスタ66及び67がオンし、トラン
ジスタ68及び69がオフする。
In the high-speed mode, transistors 60 to 63
The transistors 70 to 73 are turned on / off according to the phase comparison signals input from the input terminals 51 and 52. When a high level is input to the input terminal 51 and a low level is input to the input terminal 52, the transistors 66 and 67 are turned off and the transistors 68 and 69 are turned on. Input terminal 5
When a low level is input to 1 and a high level is input to the input terminal 52, the transistors 66 and 67 are turned on and the transistors 68 and 69 are turned off.

【0049】しかし、トランジスタ70のゲートにはハ
イレベル、トランジスタ73のゲートにはロウレベルの
信号が入力されて、トランジスタ70〜73は位相比較
信号にかかわらずオフ状態にある。この結果、出力端子
74はトランジスタ66〜69によってのみ充電又は放
電される。
However, a high-level signal is input to the gate of the transistor 70 and a low-level signal is input to the gate of the transistor 73, and the transistors 70 to 73 are off regardless of the phase comparison signal. As a result, the output terminal 74 is charged or discharged only by the transistors 66 to 69.

【0050】定常モードでは、トランジスタ70のゲー
トにはロウレベル、トランジスタ73のゲートにはハイ
レベルの信号が入力され、共にオンする。これにより、
トランジスタ66〜69のみならず、トランジスタ70
〜73も、入力端子51及び52から入力される位相比
較信号に応じてオン・オフ動作をする。この結果、出力
端子74はトランジスタ66〜69とトランジスタ70
〜73によって充放電されるので、高速モードよりも充
放電速度が高速化される。モードによる速度の比率は、
トランジスタ66〜73のサイズを変えることで、所望
の値に設定することができる。
In the steady mode, a low-level signal is input to the gate of the transistor 70 and a high-level signal is input to the gate of the transistor 73, and both transistors are turned on. This allows
Not only the transistors 66 to 69 but also the transistor 70
73 also perform on / off operations according to the phase comparison signals input from the input terminals 51 and 52. As a result, the output terminal 74 is connected to the transistors 66 to 69 and the transistor 70.
Since the charging and discharging are performed by -73, the charging and discharging speed is higher than in the high-speed mode. The speed ratio depending on the mode is
By changing the size of the transistors 66 to 73, a desired value can be set.

【0051】第1〜第3の実施の形態では、動作を開始
した時点では高速モードで動作し、LD17がロックア
ップを検出すると定常モードで動作する。これに対し、
第4の実施の形態では、定常モードと高速モードとの間
を自在に切り替えることが可能である。特に、携帯電話
等においてチャネルを切り替える場合には、チャネルを
切り替えた直後は高速モードで動作し、ロックアップす
ると定常モードで動作し、さらにチャネルを切り替えた
時には高速モードで動作してロックアップ後に定常モー
ドで動作するようにする必要があるので、本実施の形態
を適用することは有効である。
In the first to third embodiments, when the operation is started, the operation is performed in the high-speed mode, and when the LD 17 detects the lock-up, the operation is performed in the steady mode. In contrast,
In the fourth embodiment, it is possible to freely switch between the steady mode and the high-speed mode. In particular, when switching channels in a mobile phone or the like, it operates in the high-speed mode immediately after switching the channel, operates in the steady mode when locked up, and operates in the high-speed mode when the channel is switched, and normally operates after the lock-up. Since it is necessary to operate in the mode, it is effective to apply this embodiment.

【0052】この第4の実施の形態は、図4に示される
ような構成を備え、モード制御器18の動作をCPU2
1が制御器22を介して制御する点に特徴がある。
The fourth embodiment has a configuration as shown in FIG. 4 and controls the operation of the mode controller 18 by the CPU 2.
1 is controlled via the controller 22.

【0053】位相同期回路が高速モードで動作すべきで
あるとCPU21が判断すると、その旨を制御器22に
通知する。制御器22は、高速モードで動作させるため
のモード切り替え信号を出力するようにモード制御器1
8を制御する。モード制御器18は、高速モードで動作
するようにモード切り替え信号をN分周器11及びR分
周器12、CP13に出力する。ロックアップしたこと
をLD17が検出すると、上述した第1〜第3の実施の
形態と同様にモード制御器18にその旨を通知する。モ
ード制御器18は、定常モードで動作するようにモード
切り替え信号をN分周器11及びR分周器12、CP1
3に出力して位相比較周波数と位相比較感度を制御す
る。
When the CPU 21 determines that the phase synchronization circuit should operate in the high-speed mode, it notifies the controller 22 of that. The controller 22 controls the mode controller 1 so as to output a mode switching signal for operating in the high-speed mode.
8 is controlled. The mode controller 18 outputs a mode switching signal to the N frequency divider 11, the R frequency divider 12, and the CP 13 so as to operate in the high-speed mode. When the LD 17 detects that the lock-up has been performed, the LD 17 notifies the mode controller 18 to that effect as in the above-described first to third embodiments. The mode controller 18 outputs the mode switching signal to the N frequency divider 11, the R frequency divider 12, and the CP1 to operate in the steady mode.
3 to control the phase comparison frequency and phase comparison sensitivity.

【0054】次に、チャネルを切り替えた場合のように
再び高速モードにする必要がある時は、CPU21が制
御器22にその旨を通知し、制御器22はモード制御器
18に高速モードで動作させるためのモード切り替え信
号を出力させる。このように、第4の実施の形態によれ
ば、ロックアップ後に定常モードで動作していた状態か
ら、チャネルの切り替え等があった場合には、CPU2
1からの指示により高速モードで動作するように制御す
ることが可能である。この場合にも、モード切り替えの
前後においてループ定数は一定であるため、外乱が生じ
るのを防ぐことができる。
Next, when it is necessary to switch to the high-speed mode again, such as when the channel is switched, the CPU 21 notifies the controller 22 of the fact, and the controller 22 operates the mode controller 18 in the high-speed mode. A mode switching signal for causing the mode to be output. As described above, according to the fourth embodiment, when there is a channel switch or the like from a state in which the apparatus has been operating in the steady mode after lock-up, the CPU 2
It is possible to control to operate in the high-speed mode according to an instruction from 1. Also in this case, since the loop constant is constant before and after the mode switching, it is possible to prevent disturbance from occurring.

【0055】上述した実施の形態は一例であって、本発
明を限定するものではない。例えば、図2又は図3に示
されたチャージポンプの回路構成は一例であり、チャー
ジポンプの位相比較感度をモードに応じて制御し得るも
のであれば、他の構成によるものであってもよい。
The above-described embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. For example, the circuit configuration of the charge pump shown in FIG. 2 or FIG. 3 is an example, and any other configuration may be used as long as the phase comparison sensitivity of the charge pump can be controlled according to the mode. .

【0056】[0056]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の位相同期
回路は、位相を同期させる動作動作を開始した時点は位
相比較周波数が定常モードよりも2n倍高い高速モード
で動作し、ロックアップ後には定常モードで動作し、両
モードの切り替え時にもループ定数が一定を保つように
高速モードでは定常モードの1/2n倍の位相比較感度
で動作するため、ループ切り替え時に外乱が発生するの
を防止し、ロックアップの高速化及び雑音の低減を達成
することができる。
As described above, the phase synchronization circuit of the present invention operates in the high-speed mode in which the phase comparison frequency is 2n times higher than the steady-state mode when the operation for synchronizing the phases is started, and after the lock-up. Operates in the steady mode and operates at a phase comparison sensitivity of 1 / 2n times the steady mode in the high-speed mode so that the loop constant is kept constant even when switching between the two modes. However, it is possible to achieve high-speed lockup and reduce noise.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態による位相同期回路
の構成を示したブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a phase locked loop circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施の形態による位相同期回路
の構成を示したブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a phase locked loop according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施の形態による位相同期回路
の構成を示したブロック図。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a phase locked loop according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施の形態による位相同期回路
の構成を示したブロック図。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a phase locked loop according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】従来の位相同期回路の構成を示したブロック
図。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a conventional phase locked loop circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、12 N分周器 13 CP 14 ループフィルタ 15 VCO 16 TCXO 17 LD 18 モード制御器 21 CPU 22 制御器 31〜33、51〜53 入力端子 35、36、54、55 定電流源 56〜59 NOR回路 37、38、41、42、60、61、66、67、7
0、71 Pチャネルトランジスタ 39、40、43、44、62、63、68、69、7
2、73 Nチャネルトランジスタ 34、64、65 インバータ 45、74 出力端子
11, 12 N frequency divider 13 CP 14 Loop filter 15 VCO 16 TCXO 17 LD 18 Mode controller 21 CPU 22 controller 31 to 33, 51 to 53 Input terminal 35, 36, 54, 55 Constant current source 56 to 59 NOR Circuits 37, 38, 41, 42, 60, 61, 66, 67, 7
0, 71 P-channel transistors 39, 40, 43, 44, 62, 63, 68, 69, 7
2, 73 N-channel transistors 34, 64, 65 Inverters 45, 74 Output terminals

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基準信号を与えられて第1の所定値で分周
した第1の信号を出力する第1の分周器と、 フィードバック信号を与えられて第2の所定値で分周し
た第2の信号を出力する第2の分周器と、 前記第1の信号と前記第2の信号とを与えられてそれぞ
れの位相を比較し、位相差信号を出力する位相比較器
と、 前記位相差信号に基づいて充放電信号を生成し出力する
チャージポンプと、 前記充放電信号に基づいて内蔵する容量を充電又は放電
し、制御信号を出力するループフィルタと、 前記制御信号に基づいた周波数の前記フィードバック信
号を出力する電圧制御発振器と、 動作状態を高速モードと定常モードとの間で切り替える
場合、前記第1、第2の分周器における位相比較周波数
を高速モードでは定常モードの2n(nは1以上の整
数)倍になるようにし、前記チャージポンプにおける位
相比較感度を高速モードでは定常モードの1/2n倍に
なるように制御するモード制御器と、 を備えることを特徴とする位相同期回路。
A first divider for receiving a reference signal and outputting a first signal divided by a first predetermined value; and receiving a feedback signal and dividing the frequency by a second predetermined value. A second frequency divider that outputs a second signal, a phase comparator that receives the first signal and the second signal, compares respective phases, and outputs a phase difference signal; A charge pump that generates and outputs a charge / discharge signal based on a phase difference signal, a loop filter that charges or discharges a built-in capacitance based on the charge / discharge signal, and outputs a control signal, and a frequency based on the control signal When the operation state is switched between the high-speed mode and the steady mode, the phase comparison frequency in the first and second frequency dividers is set to 2n in the steady mode in the high-speed mode. n is 1 or more Integer) so as to double the phase synchronization circuit, characterized in that it comprises a mode controller for controlling such that the 1 / 2n times the steady mode phase comparison sensitivity in the high-speed mode in the charge pump.
【請求項2】基準信号を与えられて第1の所定値で分周
した第1の信号を出力する第1の分周器と、 フィードバック信号を与えられて第2の所定値で分周し
た第2の信号を出力する第2の分周器と、 前記第1の信号と前記第2の信号とを与えられてそれぞ
れの位相を比較し、位相差信号を出力する位相比較器
と、 前記位相差信号に基づいて充放電信号を生成し出力する
チャージポンプと、 前記充放電信号に基づいて内蔵する容量を充電又は放電
し、制御信号を出力するループフィルタと、 前記制御信号に基づいた周波数の前記フィードバック信
号を出力する電圧制御発振器と、 前記位相比較器において前記第1の信号と前記第2の信
号のそれぞれの位相を比較した結果、位相差が第3の所
定値以下になった場合にはロックアップ信号を出力する
ロックアップ検出器と、 前記ロックアップ検出器が前記ロックアップ信号を出力
すると、前記第1、第2の分周器と前記チャージポンプ
とにモード切り替え信号を出力するモード制御器とを備
え、 前記第1の分周器は前記モード切り替え信号を与えられ
ると、前記第1の所定値を1/2n倍した値で前記基準
信号を分周して前記第1の信号を出力し、前記第2の分
周器は前記モード切り替え信号を与えられると、前記第
2の所定値を1/2n倍した値で前記フィードバック信
号を分周して前記第2の信号を出力し、前記チャージポ
ンプは前記モード切り替え信号を与えられると、前記充
放電信号の電流量を2n倍にすることを特徴とする位相
同期回路。
2. A first frequency divider receiving a reference signal and outputting a first signal divided by a first predetermined value, and receiving a feedback signal and dividing the frequency by a second predetermined value. A second frequency divider that outputs a second signal, a phase comparator that receives the first signal and the second signal, compares respective phases, and outputs a phase difference signal; A charge pump that generates and outputs a charge / discharge signal based on a phase difference signal, a loop filter that charges or discharges a built-in capacitance based on the charge / discharge signal, and outputs a control signal, and a frequency based on the control signal A voltage-controlled oscillator that outputs the feedback signal of the above, and the phase comparator compares the respective phases of the first signal and the second signal, and as a result, the phase difference becomes equal to or less than a third predetermined value. Output a lock-up signal A lock-up detector, and a mode controller that outputs a mode switching signal to the first and second frequency dividers and the charge pump when the lock-up detector outputs the lock-up signal, Upon receiving the mode switching signal, the first frequency divider divides the reference signal by a value obtained by multiplying the first predetermined value by nn to output the first signal. When the mode switching signal is given to the frequency divider 2, the frequency divider divides the feedback signal by a value obtained by multiplying the second predetermined value by nn to output the second signal. A phase synchronous circuit characterized in that, when the mode switching signal is given, the current amount of the charge / discharge signal is increased by 2n times.
【請求項3】前記チャージポンプは、 前記モード切り替え信号を入力される第1の入力端子
と、 前記位相差信号を入力される第2、第3の入力端子と、 前記充放電信号を出力して前記ループフィルタに与える
出力端子と、 第1の電源端子と第1のノードとの間に接続され、前記
モード切り替え信号により出力電流量を制御される第1
の定電流源と、 第2の電源端子と第2のノードとの間に接続され、前記
モード切り替え信号により出力電流量を制御される第2
の定電流源と、 第1の電源端子と前記第2のノードとの間に直列に両端
が接続された第1、第2のPチャネルトランジスタであ
って、前記第1のPチャネルトランジスタのゲートは第
2の電源端子に接続され、前記第2のPチャネルトラン
ジスタのゲートは前記第2のノードに接続された、前記
第1、第2のPチャネルトランジスタと、 前記第1のノードと第2の電源端子との間に直列に両端
が接続された第1、第2のNチャネルトランジスタであ
って、前記第1のNチャネルトランジスタのゲートは第
1のノードに接続され、前記第2のNチャネルトランジ
スタのゲートは前記第1の電源端子に接続された、前記
第1、第2のNチャネルトランジスタと、 第1、第2の電源端子の間に直列に両端が接続された第
3、第4のPチャネルトランジスタ及び第3、第4のN
チャネルトランジスタであって、前記第3のPチャネル
トランジスタのゲートは前記第2の入力端子にインバー
タを介して接続され、前記第4のPチャネルトランジス
タのゲートは前記第2のノードに接続され、前記第3の
Nチャネルトランジスタのゲートは前記第1のノードに
接続され、前記第4のNチャネルトランジスタのゲート
は前記第3の入力端子に接続され、前記第4のPチャネ
ルトランジスタの一端と前記第3のNチャネルトランジ
スタの一端との接続ノードに前記出力端子が接続され
た、前記第3、第4のPチャネルトランジスタ及び第
3、第4のNチャネルトランジスタと、 を備えたことを特徴とする請求項2記載の位相同期回
路。
3. The charge pump according to claim 1, wherein the first input terminal receives the mode switching signal, the second and third input terminals receive the phase difference signal, and outputs the charge / discharge signal. A first output terminal connected to a first power supply terminal and a first node, the output current amount being controlled by the mode switching signal.
And a second current source connected between a second power supply terminal and a second node, the output current amount of which is controlled by the mode switching signal.
And a first and a second P-channel transistor, both ends of which are connected in series between a first power supply terminal and the second node, and a gate of the first P-channel transistor. Is connected to a second power supply terminal, the gate of the second P-channel transistor is connected to the second node, the first and second P-channel transistors, the first node and the second First and second N-channel transistors having both ends connected in series between the power supply terminal of the first N-channel transistor and a gate of the second N-channel transistor connected to a first node. The gate of the channel transistor is connected to the first power supply terminal. The first and second N-channel transistors are connected between the first and second power supply terminals. 4 P-channel tigers Register and the third, fourth N
A channel transistor, wherein a gate of the third P-channel transistor is connected to the second input terminal via an inverter; a gate of the fourth P-channel transistor is connected to the second node; A gate of a third N-channel transistor is connected to the first node, a gate of the fourth N-channel transistor is connected to the third input terminal, and one end of the fourth P-channel transistor is connected to the third node. And the third and fourth P-channel transistors and the third and fourth N-channel transistors having the output terminal connected to a connection node with one end of the third N-channel transistor. The phase-locked loop according to claim 2.
【請求項4】前記チャージポンプは、 前記モード切り替え信号を入力される第1の入力端子
と、 前記位相差信号を入力される第2の入力端子と、 第1の電源端子と第2の電源端子との間に直列に複数の
スイッチング素子が接続された少なくとも2つの電流経
路と、 前記第1及び第2の入力端子に接続され、前記モード切
り替え信号と前記位相差信号とに基づいて、前記スイッ
チング素子の開閉を切り替える論理回路と、 それぞれの前記電流経路における複数の前記スイッチン
グ素子の接続ノードと前記ループフィルタの入力端子と
を接続する出力端子とを備え、 前記論理回路は前記モード切り替え信号に従い高速モー
ドで動作するときは、前記電流経路のうちのp(pは1
以上の整数)個の電流経路に含まれる前記スイッチング
素子の開閉を前記位相差信号に基づいて切り替えて前記
出力端子を充電又は放電して前記充放電信号を出力し、
定常モードで動作するときは、前記電流経路のうちのq
(qはpより大きい整数)個の電流経路に含まれる前記
スイッチング素子の開閉を前記位相差信号に基づいて切
り替えることを特徴とする請求項2記載の位相同期回
路。
4. A charge pump, comprising: a first input terminal receiving the mode switching signal; a second input terminal receiving the phase difference signal; a first power supply terminal; and a second power supply. At least two current paths in which a plurality of switching elements are connected in series between the first and second input terminals, and based on the mode switching signal and the phase difference signal, A logic circuit for switching between opening and closing of a switching element; and an output terminal for connecting a connection node of the plurality of switching elements in each of the current paths and an input terminal of the loop filter, wherein the logic circuit follows the mode switching signal. When operating in the high-speed mode, p of the current paths (p is 1)
The above-mentioned integer) number of current paths are switched based on the phase difference signal to open or close the switching element to charge or discharge the output terminal and output the charge / discharge signal;
When operating in the steady mode, q
3. The phase-locked loop according to claim 2, wherein switching of the switching elements included in (q is an integer greater than p) current paths is switched based on the phase difference signal.
【請求項5】前記nの値は2であることを特徴とする請
求項1乃至4のいずれかに記載の位相同期回路。
5. The phase-locked loop according to claim 1, wherein the value of n is 2.
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