DE19532910A1 - Spannungsgesteuerter Oszillator und phasenstarre Schleife - Google Patents
Spannungsgesteuerter Oszillator und phasenstarre SchleifeInfo
- Publication number
- DE19532910A1 DE19532910A1 DE19532910A DE19532910A DE19532910A1 DE 19532910 A1 DE19532910 A1 DE 19532910A1 DE 19532910 A DE19532910 A DE 19532910A DE 19532910 A DE19532910 A DE 19532910A DE 19532910 A1 DE19532910 A1 DE 19532910A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- pair
- signal lines
- input
- output signal
- oscillator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 2
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 7
- 206010044565 Tremor Diseases 0.000 description 5
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 5
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 3
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 3
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
- H03K5/13—Arrangements having a single output and transforming input signals into pulses delivered at desired time intervals
- H03K5/133—Arrangements having a single output and transforming input signals into pulses delivered at desired time intervals using a chain of active delay devices
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/023—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of differential amplifiers or comparators, with internal or external positive feedback
- H03K3/0231—Astable circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/027—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of logic circuits, with internal or external positive feedback
- H03K3/03—Astable circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/027—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of logic circuits, with internal or external positive feedback
- H03K3/03—Astable circuits
- H03K3/0315—Ring oscillators
- H03K3/0322—Ring oscillators with differential cells
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/08—Details of the phase-locked loop
- H03L7/099—Details of the phase-locked loop concerning mainly the controlled oscillator of the loop
- H03L7/0995—Details of the phase-locked loop concerning mainly the controlled oscillator of the loop the oscillator comprising a ring oscillator
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen phasengesteuerten Oszillator
zur Abgabe eines Ausgangssignals mit verdoppelter Frequenz,
und auf eine phasenstarre Schleifenschaltung unter Verwen
dung des Oszillators.
Ein bekannter spannungsgesteuerter Oszillator weist eine
spannungsgesteuerte Verzögerungseinheit mit veränderbarer
Verzögerung auf, mit der die Verzögerungszeit gesteuert
werden kann, mit der ein Differenzsignal von einem Paar von
Referenzeingangssignalleitungen auf ein Paar von Referenz
ausgangssignalleitungen mittels eines Steuersignals über
tragen wird. Die spannungsgesteuerte, veränderbare Verzöge
rungseinheit umfaßt eine Anzahl von Verstärkerelementen,
denen ein Paar von Eingangssignalleitungen, ein Paar von
Ausgangssignalleitungen und eine oder mehrere Steuersignal
leitungen zugeordnet sind. Die Verstärkerelemente sind
linear hintereinander geschaltet zur Verbindung mit dem
Paar von Eingangssignalleitungen und dem Paar von Ausgangs
signalleitungen. Die Schaltung umfaßt ferner Exklusiv-ODER-
Glieder zur Erzeugung eines verdoppelten Signals unter Aus
nutzung der Phasendifferenz der von dem jeweiligen Paar von
Ausgangssignalleitungen von der spannungsgesteuerten verän
derbaren Verzögerungseinheit erhaltenen Signale. Dabei sind
die spannungsgesteuerten veränderbaren Verzögerungseinhei
ten und die Exklusiv-ODER-Glieder mittels der Paare von
Ausgangssignalleitungen in Form einer Pyramide geschaltet.
Wenn bei diesem bekannten spannungsgesteuerten Oszillator
die Steuersignalleitung so gesteuert wird, daß die Phasen
differenz zwischen dem an dem Paar von Referenzeingangs
signalleitungen eingegebenen periodischen Signal und dem an
dem Paar von Referenzausgangssignalleitungen abgegebenen
periodischen Signal 180° beträgt, dann wird ein periodi
sches Signal mit der vierfachen Frequenz 4f (wobei f die
Frequenz des periodischen Signals ist) an dem Paar von Aus
gangssignalleitungen erhalten.
Hierbei wird jedoch die Schwankung oder das Zittern in dem
von den Ausgangssignalleitungen erhaltenen verdoppelten
Signal direkt von der Streuung der Qualität der Verstärker
elemente und der Exklusiv-ODER-Glieder beeinflußt, und des
halb kann bei dem erhaltenen verdoppelten oder vervierfach
ten Signal ein beträchtliches Zittern (Jitter) auftreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen spannungs
gesteuerten Oszillator, sowie eine phasenstarre Schleifen
schaltung unter Verwendung des Oszillators, anzugeben, bei
dem die zeitliche Schwankung eines Ausgangstaktsignals, d. h.
das Zittern, auch dann wesentlich reduziert werden kann,
wenn eine starke Streuung in den Kennwerten der Verstärker
elemente oder dgl., die in dem spannungsgesteuerten Oszil
lator vorhanden sind, vorliegt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den in Anspruch 1
angegebenen spannungsgesteuerten Oszillator bzw. die in
Anspruch 5 angegebene phasenstarre Schleifenschaltung ge
löst.
Der erfindungsgemäße spannungsgesteuerte Oszillator nutzt
die Tatsache aus, daß die Oszillationsfrequenz in einem
ringförmigen Oszillator sich verdoppelt, wenn die Anzahl
der den Ringoszillator bildenden Verstärkerelemente hal
biert wird. Beispielsweise ist ein ringförmiger Oszillator
mit vier Verstärkerelementen, die in Form eines Rings ge
schaltet sind, sowie ein ringförmiger Oszillator mit zwei
in Ringform geschalteten Verstärkerelementen, vorgesehen,
die mit der spannungsgesteuerten veränderbaren Verzöge
rungseinheit mit 8 in Serie geschalteten Verstärkerelemen
ten verbunden sind. Die jeweiligen Verstärkerelemente haben
die Steuersignalleitung gemeinsam, so daß sie die gleiche
Verzögerungszeit aufweisen. Wenn die Phasendifferenz zwi
schen dem Referenzeingangssignal und dem Referenzausgangs
signal in der spannungsgesteuerten veränderbaren Verzöge
rungseinheit 180° beträgt und ihre Frequenz f ist, dann
wird die Oszillationsfrequenz in dem Ringoszillator mit
vier Verstärkerelementen 2f und die Oszillationsfrequenz in
dem Ringoszillator mit zwei Verstärkerelementen wird 4f.
Ohne zusätzliche Maßnahmen würde dabei jedoch die Phasen
differenz zwischen dem Referenzeingangssignal und dem ver
vierfachten Signal instabil werden. Erfindungsgemäß werden
deshalb die Phasenkorrekturglieder verwendet, um die Pha
sendifferenz zwischen der spannungsgesteuerten veränderba
ren Verzögerungseinheit und dem Ringoszillator mit vier
Verstärkerelementen bzw. zwischen diesem und dem Ringoszil
lator mit zwei Verstärkerelementen zu stabilisieren.
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnun
gen näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 das Blockschaltbild eines spannungsgesteuerten Os
zillators nach dem Stand der Technik.
Fig. 2 das Schaltbild für ein Beispiel einer Exklusiv-ODER-
Schaltung, das in dem Oszillator nach Fig. 1 verwendet
wird.
Fig. 3 ein Zeitdiagramm der jeweiligen Eingangs- und Aus
gangssignale bei dem Oszillator nach Fig. 1.
Fig. 4 das Blockschaltbild eines spannungsgesteuerten Os
zillators gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Er
findung.
Fig. 5 das Schaltbild für ein Beispiel eines Verstärkerele
mentes, das bei dem Oszillator nach Fig. 4 verwendet wird.
Fig. 6 das Schaltbild eines Phasenkorrekturgliedes, das bei
dem Oszillator nach Fig. 4 verwendet wird.
Fig. 7 ein Blockschaltbild einer phasenstarren Schleifen
schaltung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Er
findung.
Fig. 8 das Schaltbild für ein Beispiel eines Phasenverglei
chers, der bei der phasenstarren Schleife nach Fig. 7 ver
wendet wird.
Fig. 9 das Schaltbild für ein Beispiel einer Ladungspumpen
schaltung, die bei der phasenstarren Schleife nach Fig. 7
verwendet wird.
Fig. 10 das Schaltbild für ein Beispiel eines Tiefpaßfil
ters, das bei der phasenstarren Schleife nach Fig. 7 ver
wendet wird.
Zunächst wird der spannungsgesteuerte Oszillator gemäß dem
Stand der Technik anhand von Fig. 1 bis 3 erläutert. Gemäß
Fig. 1 umfaßt der spannungsgesteuerte Oszillator nach dem
Stand der Technik eine spannungsgesteuerte, veränderbare
Verzögerungseinheit, mit der die Verzögerungszeit steuerbar
ist, mit dem ein Differenzsignal von einem Paar von Refe
renzeingangssignalleitungen 102 zu einem Paar von Referenz
ausgangssignalleitungen 103 übertragen wird. Die span
nungsgesteuerte veränderbare Verzögerungseinheit umfaßt
eine Anzahl von Verstärkerelementen 100 (acht Verstärker
elemente nach Fig. 1), denen jeweils ein Paar von Eingangs
signalleitungen, ein Paar von Ausgangssignalleitungen und
eine oder mehrere Steuersignalleitungen 104 zugeordnet
sind. Die Verstärkerelemente 100 sind hintereinander als
Verbindung zwischen dem Paar von Eingangssignalleitungen
und dem Paar von Ausgangssignalleitungen geschaltet. Ferner
sind Exklusiv-ODER-Glieder 106 vorgesehen, um ein frequenz
verdoppeltes Signal zu erhalten durch Ausnutzung der Pha
sendifferenz der Signale, die von dem jeweiligen Paar von
Ausgangssignalleitungen von den spannungsgesteuerten verän
derbaren Verzögerungseinheiten erhalten werden, wobei die
spannungsgesteuerten veränderbaren Verzögerungseinheiten
und die Exklusiv-ODER-Glieder mittels der Paare von Aus
gangssignalleitungen 105a, 105b, 105c usw. bis 105n in Form
einer Pyramide geschaltet sind.
Ein Beispiel für die Konfiguration eines Exklusiv-ODER-
Gliedes 106 ist in Fig. 2 gezeigt. Die Paare von Anschlüs
sen 1, 2, 3, 4, 5 und 6 der Exklusiv-ODER-Schaltung sind
mit jeweils einem Paar von Ausgangssignalleitungen gemäß
Fig. 1 verbunden. Die jeweiligen Eingangssignale der Exklu
siv-ODER-Schaltung sind in Fig. 3 gezeigt. Wenn bei dem be
schriebenen spannungsgesteuerten Oszillator die Steuersig
nalleitung 104 so gesteuert wird, daß die Phasendifferenz
zwischen dem an dem Paar von Referenzeingangssignalleitun
gen 102 eingegebenen periodischen Signal und dem von dem
Paar von Referenzausgangssignalleitungen 103 abgegebenen
periodischen Signal 180° beträgt, dann wird ein periodi
schen Signal mit der vierfachen Frequenz 4f (wenn f die
Frequenz des periodischen Signals ist) von dem Paar von
Ausgangssignalleitungen 105 erhalten.
Da hierbei eine Streuung in der Qualität der Verstärkerele
mente 100 oder Exklusiv-ODER-Glieder 106 sich direkt auf
das Zittern in dem an dem Paar von Ausgangssignalleitungen
105 erhaltenen frequenzverdoppelten Signal auswirkt, neigt
das verdoppelte oder vervierfachte Signal dazu, eine be
trächtliche zeitliche Schwankung bzw. Zittern aufzuweisen.
Ein spannungsgesteuerter Oszillator gemäß der bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung wird anhand von Fig. 4 be
schrieben, wobei die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1
für korrespondierende Teile verwendet werden. Der span
nungsgesteuerte Oszillator umfaßt eine Anzahl von ersten
Verstärkerelementen 100 und eine Anzahl von Phasenkorrek
turgliedern 101. Jedes der ersten Verstärkerelemente 100
ist mit einem Paar von Eingangssignalleitungen, einem Paar
von Ausgangssignalleitungen und einer oder mehreren Steuer
signalleitungen versehen, und kann aufgrund des auf der
Steuersignalleitung zugeführten Steuersignals die Verzöge
rungszeit steuern, mit der ein Differenzsignal von dem Paar
von Eingangssignalleitungen auf das Paar von Ausgangssig
nalleitungen übertragen wird.
Jedes der Phasenkorrekturglieder 100 ist mit einem Paar von
Eingangssignalleitungen, einem Paar von Ausgangssignallei
tungen, einem ersten Paar von Eingangsanschlüssen und einem
zweiten Paar von Eingangsanschlüssen versehen. Ferner ist
es mit einem Schaltelement versehen, das von einem MOS-
Transistor oder bipolarem Transistor gebildet wird, und
welches derart geschlossen oder geöffnet wird, daß das Paar
von Eingangssignalleitungen und das Paar von Ausgangssig
nalleitungen ein vorgegebenes logisches Niveau haben, wenn
das erste Paar von Einganganschlüssen und das zweite Paar
von Eingangsanschlüssen ein voneinander verschiedenes logi
sches Niveau haben, und der ferner derart geschlossen oder
geöffnet wird, daß das Paar von Eingangssignalleitungen und
das Paar von Ausgangssignalleitungen ein dem vorgegebenen
logischen Niveau entgegengesetztes logisches Niveau haben,
wenn das erste Paar von Eingangsanschlüssen und das zweite
Paar von Eingangsanschlüssen gleiches logisches Niveau
haben.
Weiterhin umfaßt der in Fig. 4 gezeigte spannungsgesteuerte
Oszillator eine spannungsgesteuerte veränderbare Verzöge
rungseinheit D(8), die acht erste Verstärkerelemente AP1(1)
AP1(2) . . . AP1(8) aufweist und in der die Paare von Ein
gangssignalleitungen und Paare von Ausgangssignalleitungen
jeweils linear geschaltet sind; einen Ringoszillator P(4),
der vier zweite Verstärkerelemente AM(1), AM(2) . . . AM(4)
umfaßt, wobei Phasenkorrekturglieder M(1), M(2). . ., M(4)
mit den jeweiligen Paaren von Ausgangssignalleitungen von
den vier ersten Verstärkerelementen AP2(1). . . AP2(4) ver
bunden sind, wobei die Paare von Eingangssignalleitungen
und Paare von Ausgangssignalleitungen in Form eines Rings
geschaltet sind; sowie ferner einen Ringoszillator B(2),
der zwei zweite Verstärkerelemente AP2(1) und AP2(2) auf
weist, wobei Phasenkorrekturglieder M(1) und M(2) mit dem
jeweiligen Paar von Ausgangssignalleitungen von den vier
zweiten Verstärkerelementen AP2(1). . . AP2(4) verbunden sind
und das Paar von Eingangssignalleitungen und das Paar von
Ausgangssignalleitungen in Form eines Rings geschaltet ist.
Die Paare von Ausgangssignalleitungen der ersten Verstär
kerelemente AP1(1). . . AP1(8) sind mit einem ersten Paar von
Eingangsanschlüssen und einem zweiten Paar von Eingangsan
schlüssen der zugeordneten Phasenkorrekturglieder M(1)
M(4) in dem Ringoszillator P(4) verbunden, und die Paare
von Ausgangssignalleitungen von den Phasenkorrekturgliedern
M(1) . . . M(4) in dem Ringoszillator P(4) sind mit einem
ersten Paar von Eingangsanschlüssen und einem zweiten Paar
von Eingangsanschlüssen des Phasenkorrekturgliedes M(1) und
M(2) in dem Ringoszillator P(2) verbunden.
Fig. 5 zeigt ein Beispiel für die Schaltung eines Verstär
kerelementes 100, das bei dem erfindungsgemäßen spannungs
gesteuerten Oszillator verwendet werden kann. Das Verstär
kerelement 100 hat zwei Steuerleitungen 120 und 121, ein
Paar von Eingangssignalleitungen 122, ein Paar von Aus
gangssignalleitungen 123, p-MOS-Transistoren 124 und 125,
die über die Steuersignalleitung 120 gesteuert werden,
einen als Konstantstromquelle arbeitenden m-MOS-Transistor
126, der über die Steuersignalleitung 121 gesteuert wird,
und ein Differenzialpaar von n-MOS-Transistoren 127 und
128, die über das Paar von Eingangssignalleitungen 122 ge
steuert werden. Durch Erhöhen der in der Steuersignallei
tung 121 angelegten Spannung kann die Verzögerungszeit zwi
schen dem Eingang und Ausgang dieses Verstärkerelementes
verringert werden. Obwohl hierbei die Strombeaufschlagung
erhöht wird, kann die Amplitude des von dem Paar von Aus
gangssignalleitungen 123 erhaltenen Signals konstant gehal
ten werden durch Verringern der an die Steuersignalleitung
120 angelegten Spannung. Das Verstärkerelement 100 ist je
doch nicht auf die in Fig. 5 gezeigte Schaltung beschränkt.
Fig. 6 zeigt ein Beispiel für die Schaltung eines Phasen
korrekturgliedes 101, das bei dem Oszillator nach Fig. 4
verwendet wird. Das Phasenkorrekturglied 101 umfaßt ein
Paar von Eingangssignalleitungen 10 und 11, ein Paar von
Ausgangssignalleitungen 12 und 13, ein erstes Paar von Ein
gangsanschlüssen 1 und 2, und ein zweites Paar von Ein
gangsanschlüssen 3 und 4. Die Eingangssignalleitung 10 und
Ausgangssignalleitung 12, sowie auch die Eingangssignallei
tung 11 und Ausgangssignalleitung 13 werden jeweils gemein
sam benutzt. Wenn die Signale bei 2 und 3 auf niedrigem
Niveau und die Signale bei 1 und 4 auf niedrigem Niveau
sind, sind die Signalleitungen 10 und 12 mit einer ersten
Stromversorgung verbunden. Wenn die Signale bei 1 und 3 auf
hohem Niveau und die Signale bei 2 und 4 auf hohem Niveau
sind, sind die Signalleitungen 10 und 12 mit einer zweiten
Stromversorgung verbunden. Wenn andererseits die Signale
bei 2 und 4 auf niedrigem Niveau und die Signale bei 1 und
3 auf hohem Niveau sind, sind die Signalleitungen 11 und 13
mit einer ersten Stromversorgung verbunden. Wenn die Sig
nale bei 1 und 4 auf hohem Niveau und die Signale bei 2 und
3 auf hohem Niveau sind, sind die Signalleitungen 11 und 13
mit einer zweiten Stromversorgung verbunden. Die erste
Stromversorgung hat dabei ein Potential, das das hohe
Niveau in dem Verstärkerelement 100 angibt, und die zweite
Stromversorgung hat ein Potential, das das niedrige Niveau
in dem Verstärkerelement 100 angibt. Das Phasenkorrektur
glied 101 ist nicht auf die Schaltung gemäß Fig. 6 be
schränkt.
Die die Signalleitung bezeichnenden Bezugszeichen 10, 11,
12 und 13 und die die Signalanschlüsse bezeichnenden Be
zugszeichen 1, 2, 3 und 4 von Fig. 6 sind auch an entspre
chender Stelle in den Blocksymbolen der Phasenkorrektur
glieder 101 in Fig. 7 angegeben, so daß die Beschaltung
jedes der gemäß Fig. 6 ausgebildeten Korrekturglieder 101
in der Gesamtschaltung gemäß Fig. 4 verstanden werden.
Bei dem erfindungsgemäßen spannungsgesteuerten Oszillator
wird die Tatsache ausgenutzt, daß die Oszillationsfrequenz
in dem Ringoszillator sich verdoppelt, wenn die Anzahl der
den Ringoszillator bildenden Verstärkerelemente halbiert
wird. So ist bei der Schaltung nach Fig. 4 ein Ringoszilla
tor P(4) mit vier zu einem Ring geschalteten Verstärkerele
menten und ein Ringoszillator mit P(2) mit zwei zu einem
Ring geschalteten Verstärkerelementen und ferner die span
nungsgesteuerte veränderbare Verzögerungseinheit D(8) mit
acht in Serie geschalteten Verstärkerelementen vorgesehen.
Alle Verstärkerelemente haben eine gemeinsame Steuersignal
leitung 104 und somit die gleiche Verzögerungszeit. Wenn
die Phasendifferenz zwischen dem Referenzeingangssignal bei
102 und dem Referenzausgangssignal bei 103 in der span
nungsgesteuerten veränderbaren Verzögerungseinheit 180° be
trägt und f die Frequenz dieser Signale ist, dann beträgt
die Oszillationsfrequenz in dem Ringoszillator mit vier
Verstärkerelementen 2f und in dem Ringoszillator mit zwei
Verstärkerelementen 4f. Ohne zusätzliche Maßnahmen würde
dabei jedoch die Phasendifferenz zwischen dem Referenzein
gangssignal und dem vervierfachten Signal instabil werden.
Erfindungsgemäß werden deshalb die Phasenkorrekturglieder
101 verwendet, um die Phasendifferenz zwischen der span
nungsgesteuerten veränderbaren Verzögerungseinheit D(8) und
dem Ringoszillator P(4) mit vier Verstärkerelementen, so
wie die Phasendifferenz zwischen dem letzteren und dem
Ringoszillator P(2) mit zwei Verstärkerelementen zu stabi
lisieren.
Auch wenn bei dem erfindungsgemäßen spannungsgesteuerten
Oszillator eine starke Streuung der Kennwerte der verwende
ten Verstärkerelemente oder dergleichen auftritt, kann eine
zeitliche Schwankung des Ausgangstaktsignals, d. h. ein
Zittern, wesentlich reduziert werden, da das Taktsignal im
Prinzip von dem Ringoszillator erhalten wird.
Eine phasenstarre Schleifenschaltung gemäß der Erfindung
wird nachstehend anhand von Fig. 7-10 erläutert.
Fig. 7 ist das Blockschaltbild einer phasenstarren Schlei
fenschaltung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform. Die
Schaltung umfaßt einen Phasenvergleicher 110, der ein er
stes und zweites Eingangssignal empfängt und über ein oder
mehrere Signalleitungen ein drittes Steuersignal abgibt,
das deren Phasendifferenz oder Frequenzdifferenz ent
spricht; eine Ladungspumpenschaltung 111, die das dritte
Steuersignal empfängt und ein viertes Steuersignal abgibt;
ein Tiefpaßfilterschaltung 110, die das vierte Steuersignal
empfängt und ein Signal abgibt, das durch Abschwächung der
Hochfrequenzkomponente des vierten Steuersignals erhalten
wird; und einen spannungsgesteuerten Oszillator 113, der
das Ausgangssignal von dem Tiefpaßfilter 112 als Steuersig
nal empfängt. Ein Bezugstaktsignal wird über eine Eingangs
signalleitung 114 und ein Paar von Referenzeingangsignal
leitungen 115 dem spannungsgesteuerten Oszillator 113 zuge
führt und ferner auch dem Phasenvergleicher 110 als erstes
Eingangssignal zugeführt; das zweite Eingangssignal für den
Phasenkomparator 110 wird durch ein Paar von Referenzaus
gangssignalleitungen 116 von dem spannungsgesteuerten Os
zillator 113 zugeführt.
Fig. 8 zeigt ein Schaltungsbeispiel für den gemäß Fig. 7
verwendeten Phasenvergleicher 110. Wie aus Fig. 8 ersicht
lich, umfaßt der Phasenvergleicher eine Anzahl von NAND-
Gliedern.
Fig. 9 zeigt ein Schaltungsbeispiel einer Ladungspumpen
schaltung 111, die bei der phasenstarren Schleifenschaltung
gemäß Fig. 7 verwendet wird. Die Ladungspumpenschaltung um
faßt einen p-MOS-Transistor und einen n-MOS-Transistor.
Fig. 10 zeigt ein Beispiel für eine Tiefpaßfilterschaltung
112, die in der Schaltung gemäß Fig. 7 verwendet wird. Die
Tiefpaßfilterschaltung umfaßt zwei Widerstände und einen
Kondensator.
Wenn bei der beschriebenen phasenstarren Schleifenschaltung
das System im stabilen Zustand ist, wird die Zeit für die
Übertragung eines Signals von dem Paar von Referenzein
gangssignalleitungen 115 zu dem Paar von Referenzausgangs
signalleitungen 116 derart festgelegt, daß die Phasendiffe
renz zwischen dem die Eingangstaktsignalleitung 114 durch
laufenden Signal und dem das Paar von Referenzeingangssig
nalleitungen 116 durchlaufenden Signal 180° wird.
Die phasenstarre Schleifenschaltung gemäß der beschriebenen
Ausführungsform kann im stabilen Zustand lediglich durch
Phasenübereinstimmung gehalten werden, da die Frequenzen
des das Paar von Referenzausgangssignalleitungen 116 durch
laufenden Signals und des die Eingangstaktsignalleitung 114
durchlaufenden Signals miteinander übereinstimmen. Somit
kann der erfindungsgemäße spannungsgesteuerte Oszillator in
der phasenstarren Schleifenschaltung gemäß Fig. 7 als span
nungsgesteuerter Oszillator 113 verwendet werden, um ein
Taktsignal mit geringer zeitlicher Schwankung (Zittern) zu
erhalten, das eine gegenüber dem Eingangstaktsignal verdop
pelte Frequenz hat.
Die Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der nur zur
Erläuterung beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Än
derungen und Ausgestaltungen der beschriebenen Ausführungs
formen sind für den Fachmann im Rahmen der Erfindung mög
lich.
Claims (6)
1. Spannungsgesteuerter Oszillator umfassend:
eine spannungsgesteuerte veränderbare Verzögerungseinheit D(N) mit einer Anzahl N von ersten Verstärkerelementen AP1(1) . . . AP1(N), bei denen ein Paar von Eingangssignal leitungen und ein Paar von Ausgangssignalleitung miteinan der verbunden sind, zur Steuerung der Verzögerungszeit bei der Übertragung eines Signals von einem Paar von Referenz eingangssignalleitungen (102) auf ein Paar von Referenzaus gangssignalleitungen (103); und
eine Anzahl Q von Ringoszillatoren P(N) mit jeweils einer Anzahl M von zweiten Verstärkerelementen AM(1) . . . AM(M), bei denen eine Anzahl M von Phasenkorrekturgliedern M(1) . . . M(M) mit einem jeweiligen Paar von Ausgangssignalleitun gen von den M ersten Verstärkerelementen AP2(1) . . . AP2(M) verbunden sind, und wobei ein Paar von Eingangssignallei tungen am einen Ende und ein Paar von Ausgangssignalleitun gen am anderen Ende miteinander in Form eines Rings verbun den sind;
wobei das Paar von Ausgangssignalleitungen von jedem der ersten Verstärkerelemente AP1(1) . . . AP1(N) mit einem er sten Paar von Eingangsanschlüssen und einem zweiten Paar von Eingangsanschlüssen eines jeweiligen Phasenkorrektur gliedes M(1) . . . M(M) in dem Ringoszillator P(N) verbunden ist, wobei zusätzlich zwischen den Q Ringoszillatoren je weils ein Paar von Ausgangssignalleitungen von jedem Pha senkorrekturglied (M1 . . . M4) des ersten Ringoszillators P(4) mit einem ersten Paar von Eingangsanschlüssen und einem zweiten Paar von Eingangsanschlüssen jeweils eines Phasenkorrekturgliedes M5, M6 in dem folgenden Ringoszilla tor P(2) verbunden ist, wobei die Anzahl Q der Ringoszilla toren eins, zwei oder mehr beträgt und jeder Ringoszillator die halbe Anzahl von Verstärkerelementen und Phasenkorrek turgliedern wie der vorhergehende Ringoszillator hat.
eine spannungsgesteuerte veränderbare Verzögerungseinheit D(N) mit einer Anzahl N von ersten Verstärkerelementen AP1(1) . . . AP1(N), bei denen ein Paar von Eingangssignal leitungen und ein Paar von Ausgangssignalleitung miteinan der verbunden sind, zur Steuerung der Verzögerungszeit bei der Übertragung eines Signals von einem Paar von Referenz eingangssignalleitungen (102) auf ein Paar von Referenzaus gangssignalleitungen (103); und
eine Anzahl Q von Ringoszillatoren P(N) mit jeweils einer Anzahl M von zweiten Verstärkerelementen AM(1) . . . AM(M), bei denen eine Anzahl M von Phasenkorrekturgliedern M(1) . . . M(M) mit einem jeweiligen Paar von Ausgangssignalleitun gen von den M ersten Verstärkerelementen AP2(1) . . . AP2(M) verbunden sind, und wobei ein Paar von Eingangssignallei tungen am einen Ende und ein Paar von Ausgangssignalleitun gen am anderen Ende miteinander in Form eines Rings verbun den sind;
wobei das Paar von Ausgangssignalleitungen von jedem der ersten Verstärkerelemente AP1(1) . . . AP1(N) mit einem er sten Paar von Eingangsanschlüssen und einem zweiten Paar von Eingangsanschlüssen eines jeweiligen Phasenkorrektur gliedes M(1) . . . M(M) in dem Ringoszillator P(N) verbunden ist, wobei zusätzlich zwischen den Q Ringoszillatoren je weils ein Paar von Ausgangssignalleitungen von jedem Pha senkorrekturglied (M1 . . . M4) des ersten Ringoszillators P(4) mit einem ersten Paar von Eingangsanschlüssen und einem zweiten Paar von Eingangsanschlüssen jeweils eines Phasenkorrekturgliedes M5, M6 in dem folgenden Ringoszilla tor P(2) verbunden ist, wobei die Anzahl Q der Ringoszilla toren eins, zwei oder mehr beträgt und jeder Ringoszillator die halbe Anzahl von Verstärkerelementen und Phasenkorrek turgliedern wie der vorhergehende Ringoszillator hat.
2. Oszillator nach Anspruch 1, bei dem jedes der ersten
Verstärkerelemente AP1(1) . . . AP1(N) ein Paar von Eingangs
signalleitungen, ein Paar von Ausgangssignalleitungen und
eine oder mehrere Steuersignalleitungen aufweist und als
Differenzverstärker arbeiten kann und aufgrund eines über
die Steuersignalleitung zugeführten Steuersignals die Ver
zögerungszeit steuert, mit der ein Differenzsignal von dem
Paar von Eingangssignalleitungen zu dem Paar von Ausgangs
signalleitungen übertragen wird.
3. Oszillator nach Anspruch 1, bei dem
jedes der Phasenkorrekturglieder aufweist ein Paar von Ein
gangssignalleitungen (10, 11), ein Paar von Ausgangssignal
leitungen (12, 13), ein erstes Paar von Eingangsanschlüssen
(1, 2) und ein zweites Paar von Eingangsanschlüssen (3, 4),
ein Schaltelement, welches derart geschlossen oder geöffnet
wird, daß die Eingangssignalleitungen (10, 11) und Aus
gangssignalleitungen (12, 13) ein vorgegebenes logisches
Niveau haben, wenn das erste Paar von Eingangsanschlüssen
(1, 2) und das zweite Paar von Eingangsanschlüssen (3, 4)
auf unterschiedlichem logischem Niveau liegen und der so
geöffnet oder geschlossen wird, daß die Eingangssignallei
tungen (10, 11) und Ausgangssignalleitungen (12, 13) auf
einem logischen Niveau liegen, das dem vorgegebenen logi
schen Niveau entgegengesetzt ist, wenn das erste Paar von
Eingangsanschlüssen (1, 2) und das zweite Paar von Ein
gangsanschlüssen (3, 4) auf gleichem logischen Niveau lie
gen.
4. Oszillator nach Anspruch 3, bei dem das Schaltelement
ein oder mehrere MOS-Transistoren oder bipolare Transisto
ren aufweist.
5. Phasenstarre Schleifenschaltung mit einem spannungsge
steuerten Oszillator nach Anspruch 1, mit
einem Phasenvergleicher (110), der ein erstes und zweites Eingangssignal empfängt und über eine oder mehrere Signal leitungen ein drittes Steuersignal abgibt, das einer Farb differenz oder Frequenzdifferenz zwischen den Eingangssig nalen entspricht;
eine Ladungspumpenschaltung (111), die das dritte Steuer signal empfängt und ein viertes Steuersignal abgibt;
eine Tiefpaßfilterschaltung (112), die das vierte Steuersignal empfängt und ein Signal abgibt, das durch Ab schwächung der Hochfrequenzkomponente des vierten Steuer signals erhalten wird; und
dem spannungsgesteuerten Oszillator (113), der das Aus gangssignal von der Tiefpaßfilterschaltung (112) als Steu ersignal empfängt;
wobei ein äußeres Referenztaktsignal dem spannungsgesteuer ten Oszillator (113) durch ein Paar von Referenzeingangs signalleitungen (115) zugeführt wird und das zweite Ein gangssignal dem Phasenvergleicher über ein Paar von Refe renzausgangssignalleitungen (116) von dem phasengesteuerten Oszillator (113) zugeführt wird.
einem Phasenvergleicher (110), der ein erstes und zweites Eingangssignal empfängt und über eine oder mehrere Signal leitungen ein drittes Steuersignal abgibt, das einer Farb differenz oder Frequenzdifferenz zwischen den Eingangssig nalen entspricht;
eine Ladungspumpenschaltung (111), die das dritte Steuer signal empfängt und ein viertes Steuersignal abgibt;
eine Tiefpaßfilterschaltung (112), die das vierte Steuersignal empfängt und ein Signal abgibt, das durch Ab schwächung der Hochfrequenzkomponente des vierten Steuer signals erhalten wird; und
dem spannungsgesteuerten Oszillator (113), der das Aus gangssignal von der Tiefpaßfilterschaltung (112) als Steu ersignal empfängt;
wobei ein äußeres Referenztaktsignal dem spannungsgesteuer ten Oszillator (113) durch ein Paar von Referenzeingangs signalleitungen (115) zugeführt wird und das zweite Ein gangssignal dem Phasenvergleicher über ein Paar von Refe renzausgangssignalleitungen (116) von dem phasengesteuerten Oszillator (113) zugeführt wird.
6. Phasenstarre Schleifenschaltung nach Anspruch 5 mit
einem spannungsgesteuerten Oszillator (113) nach einem der
Ansprüche 2 bis 4.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6211640A JP2734380B2 (ja) | 1994-09-06 | 1994-09-06 | 電圧制御発振器およびフェーズロックドループ回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19532910A1 true DE19532910A1 (de) | 1996-03-21 |
DE19532910C2 DE19532910C2 (de) | 1997-08-07 |
Family
ID=16609131
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19532910A Expired - Lifetime DE19532910C2 (de) | 1994-09-06 | 1995-09-06 | Spannungsgesteuerter Oszillator und phasenstarre Schleife |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5563554A (de) |
JP (1) | JP2734380B2 (de) |
DE (1) | DE19532910C2 (de) |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5673008A (en) * | 1995-05-18 | 1997-09-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Voltage-controlled oscillator and PLL circuit exhibiting high-frequency band operation, linear frequency characteristics, and power-source variation immunity |
JP3260615B2 (ja) * | 1996-02-08 | 2002-02-25 | 株式会社東芝 | 電圧制御発振器 |
US5786715A (en) * | 1996-06-21 | 1998-07-28 | Sun Microsystems, Inc. | Programmable digital frequency multiplier |
US5960405A (en) * | 1997-02-05 | 1999-09-28 | Fox Enterprises, Inc. | Worldwide marketing logistics network including strategically located centers for frequency programming crystal oscillators to customer specification |
US5952890A (en) * | 1997-02-05 | 1999-09-14 | Fox Enterprises, Inc. | Crystal oscillator programmable with frequency-defining parameters |
JP2990171B1 (ja) * | 1998-08-24 | 1999-12-13 | 日本電気アイシーマイコンシステム株式会社 | Pll回路とその制御方法 |
CA2270516C (en) * | 1999-04-30 | 2009-11-17 | Mosaid Technologies Incorporated | Frequency-doubling delay locked loop |
US6188291B1 (en) * | 1999-06-30 | 2001-02-13 | Lucent Technologies, Inc. | Injection locked multi-phase signal generator |
US6340905B1 (en) * | 2000-06-19 | 2002-01-22 | Lsi Logic Corporation | Dynamically minimizing clock tree skew in an integrated circuit |
US6768356B1 (en) * | 2000-09-07 | 2004-07-27 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Apparatus for and method of implementing time-interleaved architecture |
US6617936B2 (en) * | 2001-02-20 | 2003-09-09 | Velio Communications, Inc. | Phase controlled oscillator |
TW513852B (en) * | 2002-01-21 | 2002-12-11 | Nat Chung Cheng Univerity | Multiphase oscillator and multiphase oscillation signal generating method |
DE10301239B4 (de) * | 2003-01-15 | 2005-04-28 | Infineon Technologies Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von verzögerten Signalen |
EP1772794A1 (de) * | 2005-10-10 | 2007-04-11 | Axalto S.A. | Verfahren und Schaltung zur lokalen Takterzeugung und diese enthaltende Chipkarte |
CN101141129B (zh) * | 2007-10-26 | 2010-12-22 | 威盛电子股份有限公司 | 电压控制振荡器电路 |
US8130044B2 (en) * | 2008-06-19 | 2012-03-06 | Altera Corporation | Phase-locked loop circuitry with multiple voltage-controlled oscillators |
CN102684687B (zh) * | 2010-01-08 | 2014-03-26 | 无锡中星微电子有限公司 | 一种延迟锁相环 |
US8378723B1 (en) | 2010-10-22 | 2013-02-19 | Altera Corporation | Voltage-controlled-oscillator circuitry with power supply noise rejection |
CN103795409B (zh) * | 2012-10-26 | 2016-11-23 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 锁相环 |
US9300277B2 (en) | 2013-12-17 | 2016-03-29 | Intel Corporation | Apparatus for reducing periodic jitter in a ring oscillator |
US9209821B2 (en) | 2014-01-24 | 2015-12-08 | Intel Corporation | Apparatus for generating quadrature clock phases from a single-ended odd-stage ring oscillator |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0294203A2 (de) * | 1987-06-05 | 1988-12-07 | Hewlett-Packard Company | Voll integrierter spannungsgesteuerter Ringoszillator hoher Geschwindigkeit |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4922141A (en) * | 1986-10-07 | 1990-05-01 | Western Digital Corporation | Phase-locked loop delay line |
JPH02296410A (ja) * | 1989-05-11 | 1990-12-07 | Mitsubishi Electric Corp | 遅延回路 |
DE69226627T2 (de) * | 1992-05-15 | 1998-12-24 | Sgs Thomson Microelectronics | Generator für Signale mit höher Frequenz und nicht-überlappenden Phasen |
US5349311A (en) * | 1992-11-23 | 1994-09-20 | National Semiconductor Corporation | Current starved inverter voltage controlled oscillator |
JP3455982B2 (ja) * | 1993-01-14 | 2003-10-14 | 株式会社デンソー | 偶数段リングオシレータ及びパルス位相差符号化回路 |
US5347234A (en) * | 1993-03-26 | 1994-09-13 | International Business Machines Corp. | Digital voltage controlled oscillator |
-
1994
- 1994-09-06 JP JP6211640A patent/JP2734380B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-09-06 DE DE19532910A patent/DE19532910C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-09-06 US US08/524,415 patent/US5563554A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0294203A2 (de) * | 1987-06-05 | 1988-12-07 | Hewlett-Packard Company | Voll integrierter spannungsgesteuerter Ringoszillator hoher Geschwindigkeit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0879068A (ja) | 1996-03-22 |
DE19532910C2 (de) | 1997-08-07 |
US5563554A (en) | 1996-10-08 |
JP2734380B2 (ja) | 1998-03-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19532910C2 (de) | Spannungsgesteuerter Oszillator und phasenstarre Schleife | |
DE60024393T2 (de) | PLL-Schaltung mit reduziertem Phasenoffset ohne Erhöhung der Betriebsspannung | |
DE4018614C2 (de) | Schaltungsanordnung zur Erzeugung zweier phasenverschobener Ausgangssignale | |
DE102006047958B4 (de) | Generator für eine exakte Dreieckssignalform | |
DE102007047458B4 (de) | Ringoszillatorschaltung und PLL-Schaltung | |
DE3872275T2 (de) | Cmos-referenzspannungsgeneratoreinrichtung. | |
DE69102592T2 (de) | Spannungsgesteuerte ausgeglichene Quarzoszillatorschaltung. | |
DE2541131A1 (de) | Schaltungsanordnung zur regelung der schaltverzoegerung und/oder verlustleistungsaufnahme von integrierten fet- schaltkreisen | |
DE102008023680B4 (de) | Spannungsgesteuerte Oszillatorschaltung | |
DE10214304A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung zweier Signale mit einem vorbestimmten Abstand sich entsprechender Signalflanken zueinander | |
DE102007016522B4 (de) | Quarzoszillator-Schaltkreis | |
DE10219397A1 (de) | Ladungspumpschaltung zur Jitter-Verringerung | |
DE102014118977A1 (de) | Oszillatorvorrichtungen und Verfahren | |
EP0957582B1 (de) | Schaltungsanordnung zur Erzeugung komplementärer Signale | |
DE19731478C2 (de) | Spannungsgesteuerter Doppeleingangsoszillator mit kompensierter Zweipunktfrequenz | |
DE69911281T2 (de) | Oszillator | |
EP1010236B1 (de) | Oszillatorschaltung mit einem schwingquarz | |
DE19810822C2 (de) | Phasenregelvorrichtung | |
DE3546132C2 (de) | ||
DE10049531C2 (de) | Taktgenerator | |
EP0460274B1 (de) | Verfahren und Schaltungsanordnung für einen Phasenkomparator | |
DE10032248A1 (de) | Steuerbare Stromquelle | |
DE3218363C2 (de) | ||
DE2362987A1 (de) | Impulsgenerator | |
DE69937938T2 (de) | Abstimmbares CMOS-Verzögerungsglied |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R071 | Expiry of right |