JP2000188527A - 電圧制御発振器 - Google Patents

電圧制御発振器

Info

Publication number
JP2000188527A
JP2000188527A JP10364240A JP36424098A JP2000188527A JP 2000188527 A JP2000188527 A JP 2000188527A JP 10364240 A JP10364240 A JP 10364240A JP 36424098 A JP36424098 A JP 36424098A JP 2000188527 A JP2000188527 A JP 2000188527A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
circuit
control voltage
voltage
oscillation
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.)
Pending
Application number
JP10364240A
Other languages
English (en)
Inventor
Masashi Kiyose
雅司 清瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP10364240A priority Critical patent/JP2000188527A/ja
Priority to TW088118369A priority patent/TW476192B/zh
Priority to US09/465,958 priority patent/US6222421B1/en
Priority to KR10-1999-0059558A priority patent/KR100418009B1/ko
Publication of JP2000188527A publication Critical patent/JP2000188527A/ja
Priority to US09/783,631 priority patent/US6515520B2/en
Priority to KR10-2002-0086951A priority patent/KR100388875B1/ko
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発振周波数の変動帯域を補正できるようにす
る。 【解決手段】 発振回路10に対してレベルシフト20
から第1の制御電圧Vc1を供給し、補償回路20から第
2の制御電圧Vpを供給する。レベルシフト回路30で
は、制御電圧Vc0を制御情報SCに応答してレベルシフ
トし、第1の制御電圧Vc0を生成するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、位相ロックループ
等に用いられ、集積回路として形成される電圧制御発振
器に関する。
【0002】
【従来の技術】一定周期の基準クロックに対して正確な
周波数追尾を行う位相ロックループにおいては、制御電
圧に応じて発振周波数が変化する電圧制御発振器と、こ
の発振器の発振するクロックを基準クロックと位相比較
する位相比較器と、位相比較出力を制御電圧として電圧
制御発振器に与えるフィルタと、で閉ループが構成され
る。このような位相ロックループに用いられるリングオ
シレータ型の電圧制御発振器を図4に示す。
【0003】入力に対して反転出力が得られる論理ゲー
トとして、例えば、CMOSインバータ1が奇数段直列
に接続され、最終段のインバータ1の出力が初段のイン
バータ1の入力に帰還される。これにより、リングオシ
レータが構成され、発振クロックCKが出力される。そ
して、各インバータ1の接地側には、Nチャンネル型の
MOSトランジスタ2がそれぞれ接続され、各ゲートに
発振周波数を制御するための制御電圧Vcが与えられ
る。
【0004】このような電圧制御発振器においては、各
インバータ1に接続されたMOSトランジスタ2のオン
抵抗値が制御電圧Vcに応じて変化すると、各インバー
タ1に流れる電流量が変わるため、それに応じて各イン
バータ1の遅延量が変化する。従って、発振クロックC
Kの周期は、制御電圧Vcに応答して変化することにな
る。例えば、制御電圧Vcを高くすると、各MOSトラ
ンジスタ2のオン抵抗値が低くなって各インバータ1に
流れる電流が増大し、各インバータ1の遅延量が小さく
なって発振クロックCKの周波数が高くなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述の電圧制御発振器
においては、制御電圧Vcの変化に比例して発振クロッ
クCKの周波数が変化する。通常の発振動作は、発振ク
ロックCKの周波数が制御電圧Vcの変化に対して線形
性を保てる範囲に設定される。即ち、発振クロックCK
の発振周波数は、図5に示すように、制御電圧VcがM
OSトランジスタ2のしきい値を越えた時点で上昇を始
め、MOSトランジスタ2が完全にオンした時点である
値に収束する。このため、制御電圧Vcの変動範囲は、
線形性を保つことができるVlからVhの範囲に設定さ
れ、その制御電圧Vcに対応する発振クロックCKの発
振周波数は、flからfhの間で変化する。
【0006】電圧制御発振器を位相ロックループに用い
る際、発振クロックの周波数が所望の帯域となるように
してインバータ1の段数や各トランジスタの動作特性が
設定される。しかしながら、製造ばらつきに起因するト
ランジスタの動作特性のずれや、動作環境の温度変化に
よる動作特性の変動が生じたときには、発振クロックの
周波数が所望の帯域から外れる場合がある。このような
発振周波数帯域の変化を防止するように、補償回路を設
けることが考えられているが、このような補償回路は、
その動作特性を予め決定するようにしているため、製造
ばらつきに対しては十分に対応することができない。
【0007】そこで本発明は、製造工程でばらつきが生
じたとしても、集積化が完了した後に、そのばらつきを
補正できるようにすることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するためになされたもので、その特徴とするところ
は、第1及び第2の制御電圧に応答して発振周波数を変
動させる発振回路と、外部から供給される調整情報を保
持し、この調整情報に応じて原制御電圧をシフトして上
記第1の制御電圧として上記発振回路に供給するレベル
シフト回路と、動作環境の変化に応答して変動する補償
電圧を上記第2の制御電圧として上記発振回路に供給す
る補償回路と、を備え、上記調整情報に応じて上記発振
回路の発振帯域を可変設定可能にしたことにある。
【0009】本発明によれば、第1の電圧を外部からの
制御情報によってレベルシフトできるようにしたことで
回路を集積化した後でも動作特性、詳しくは、発振クロ
ックの周波数帯域を補正することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の電圧制御発振器
の構成を示すブロック図であり、図2は、その動作特性
を示す図である。
【0011】本発明の電圧制御発振器は、発振回路1
0、補償回路20及びレベルシフト回路30により構成
される。発振回路10は、リングオシレータにより構成
され、第1の制御電圧Vc1及び第2の制御電圧Vpによ
って発振クロックCKの周波数が可変設定される。第1
の制御電圧Vc1は、レベルシフト回路30から入力され
るものであり、発振回路10の発振クロックCKの周波
数を直接的に決定する。第2の制御電圧Vpは、補償回
路20から入力されるものであり、主に、温度変化及び
電源電位の変化によって発振回路10の発振クロックC
Kの周波数が変動するのをうち消すように作用する。
【0012】補償回路20は、周辺温度の変化に応じて
飽和電流量が変動するトランジスタを用いた電流ミラー
回路によって構成され、第2の制御電圧を生成して発振
回路20に供給する。レベルシフト回路30は、制御情
報SCを記憶するレジスタを含み、発振クロックCKの
周波数を制御するために与えられる原制御電圧Vc0を取
り込むと共に、その原制御電圧Vc0を制御情報SCに応
じて、線形性を維持しながら、レベルシフトした後、第
1の制御電圧Vc1として発振回路10に供給する。
【0013】ここで、制御情報SCを2ビットで構成し
た場合、発振クロックCKの周波数の変化は、図2の曲
線a〜dに示すように、4段階の特性に設定可能であ
る。例えば、レベルシフト回路30のシフト量が「0」
のときには、曲線aに示すように、図5の場合と同等の
発振特性を得られる。そして、レベルシフト回路30の
シフト量を変えて第1の制御電圧Vc1を3段階で変更す
ると、発振特性についても、曲線b〜dに示すように3
段階に変化する。これにより、発振クロックCKの周波
数の最大値(Vc=Vhのとき)は、fh1からfh2まで段
階的に低くなる。
【0014】以上の電圧制御発振器においては、レベル
シフト回路30に記憶される制御情報に応じて発振クロ
ックCKの周波数の変動の帯域を変更することができ
る。この制御情報は、発振器を集積化して形成した後で
も容易に変更可能なものであるため、製造ばらつき等に
よって発振クロックの周波数帯域が所望の範囲からずれ
たとしても容易に修正をすることができる。
【0015】図3は、本発明の電圧制御発振器の具体的
な回路構成を示す回路図である。
【0016】発振回路10は、奇数段のCMOSインバ
ータ11、各インバータ11の接地側に接続されるNチ
ャンネル型のMOSトランジスタ12及び各インバータ
11の電源側に接続されるPチャンネル型のMOSトラ
ンジスタ13により構成される。インバータ11は、直
列に接続され、最終段の出力が初段の入力に帰還されて
リングオシレータを構成する。トランジスタ12のゲー
トには、レベルシフト回路30から入力される第1の制
御電圧Vc1がそれぞれ接続され、制御電圧Vc1に応答し
て、各インバータ11から接地側へ流れる電流を制御す
る。トランジスタ13のゲートには、補償回路20から
入力される第2の制御電圧Vpがそれぞれ接続され、制
御電圧Vpに応答して、電源から各インバータ11に流
れこむ電流を制御する。ここで、第1の制御電圧Vc1が
高くなると、各トランジスタ12の抵抗値が低くなり、
各インバータから接地側に流れ出す電流が増加するた
め、各インバータ11の応答が早くなり、発振クロック
CKの周波数は高くなる。逆に、第1の制御電圧Vc1が
低くなると、各トランジスタ12の抵抗値が高くなり、
各インバータから接地側に流れ出す電流が減少するた
め、各インバータ11の応答が遅くなり、発振クロック
CKの周波数は低くなる。尚、第2の制御電圧Vpにつ
いては、第1の制御電圧Vc1とは逆の作用を示し、電圧
が高くなると発振クロックCKの周波数を低くし、電圧
が低くなると発振クロックCKの周波数を高くする。
【0017】補償回路20は、抵抗21及びトランジス
タ22〜25より構成される。抵抗21とNチャンネル
型のMOSトランジスタ22とが電源接地間に直列に接
続され、その間の接続点にトランジスタ22のゲートが
接続される。また、Pチャンネル型のMOSトランジス
タ23とNチャンネル型のMOSトランジスタ24とが
電源接地間に直列に接続され、抵抗21とトランジスタ
22との間の接続点に各トランジスタ23、24のゲー
トが接続される。そして、Pチャンネル型のMOSトラ
ンジスタ25が、トランジスタ23を並列に接続され、
そのゲートが、トランジスタ23とトランジスタ24と
の間の接続点に接続される。
【0018】トランジスタ24、25は、抵抗21及び
トランジスタ22に対して電流ミラー回路を形成し、抵
抗21及びトランジスタ22を流れる電流の変化に応じ
て、トランジスタ25とトランジスタ24との間の接続
点の電位を変化させる。また、トランジスタ23は、ゲ
ートに印加される電位、即ち、抵抗21及びトランジス
タ22の間の電位の変化に応じて電流量を変化させ、ト
ランジスタ25に流れる電流を補償する。そして、トラ
ンジスタ24とトランジスタ25との間の接続点の電位
と接地電位との間の電位差が第2の電圧Vpとして発振
回路10に供給される。従って、周辺温度の変化によっ
てトランジスタ13の抵抗値が変化したときでも、その
変化をうち消すようにして制御電圧Vpが変化するた
め、各インバータ11に流れる電流の変動が防止され
て、発振クロックCKの周波数の変動が防止される。
【0019】レベルシフト回路30は、デコーダ31、
スイッチ群32、抵抗33、34、デプレション型トラ
ンジスタ35及び抵抗列36より構成される。抵抗3
3、34は電源接地間に直列に接続され、電源電位と接
地電位との間から分圧電位Vdを取り出す。デプレショ
ン型トランジスタ35及び抵抗列36は、電源と抵抗3
3、34の接続点との間に接続され、トランジスタ35
のゲートに制御電圧Vc0が印加される。これにより、ソ
ースフォロワ回路が構成され、抵抗列36の各抵抗間か
ら制御電圧Vc0を段階的にレベルシフトした複数の電位
が取り出される。デコーダ31は、制御情報SCを記憶
し、その記憶した内容に応じて、スイッチ群32に対し
て選択指示を与える。スイッチ群32は、各スイッチが
抵抗列36の各抵抗間にそれぞれ接続され、デコーダ3
1からの選択指示に応答して、特定の電位を取り出す。
ここで取り出される電位と接地電位との間の電位差が第
1の制御電圧Vc1として発振回路10に供給される。
【0020】レベルシフト回路31においては、デコー
ダ31に不揮発性の記憶素子を内蔵させることにより、
任意に設定可能な制御情報を記憶し、制御電圧Vc0に対
する第1の制御電圧Vc1のシフト量を任意に設定可能な
ようにしている。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、回路を形成した後で
も、発振クロックの周波数の変動帯域を容易に変更する
ことができ、製造ばらつきに対応することができる。こ
れと同時に、発振回路のゲインの変更も可能になる。従
って、電圧制御発振器を用いる位相ロックループにおい
ては、発振周波数の変動の減少により回路動作を安定化
し、信頼性を向上できる。さらには、自己発振周波数の
帯域を容易に変更することができるため、回路の利用範
囲を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電圧制御発振器の構成を示すブロック
図である。
【図2】本発明の電圧制御発振器の動作特性を示す図で
ある。
【図3】本発明の電圧制御発振器の具体的な構成を示す
回路図である。
【図4】従来の電圧制御発振器の構成を示すブロック図
である。
【図5】従来の電圧制御発振器の動作特性を示す図であ
る。
【符号の説明】
1、11 インバータ 2、12 Nチャンネル型MOSトランジスタ 13 Pチャンネル型MOSトランジスタ 10 発振回路 20 補償回路 30 レベルシフト回路 21 抵抗 22、24 Nチャンネル型MOSトランジスタ 23、25 Pチャンネル型MOSトランジスタ 31 デコーダ 32 スイッチ群 33、34 抵抗 35 デプリション型トランジスタ 36 抵抗列
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J043 AA14 AA22 BB01 DD00 DD02 DD07 DD15 LL01 5J056 AA00 BB38 CC02 CC14 CC16 CC21 DD29 EE07 EE12 FF07 GG00 5J106 AA01 AA04 CC01 DD01 DD08 DD46 GG01 HH01 JJ01 KK32 KK36

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1及び第2の制御電圧に応答して発振
    周波数を変動させる発振回路と、外部から供給される調
    整情報を保持し、この調整情報に応じて原制御電圧をシ
    フトして上記第1の制御電圧として上記発振回路に供給
    するレベルシフト回路と、動作環境の変化に応答して変
    動する補償電圧を上記第2の制御電圧として上記発振回
    路に供給する補償回路と、を備え、上記調整情報に応じ
    て上記発振回路の発振帯域を可変設定可能にしたことを
    特徴とする電圧制御発振器。
  2. 【請求項2】 上記発振回路は、奇数段のCMOSイン
    バータが直列に接続され、最終段のインバータの出力が
    初段のインバータの入力に帰還されると共に、上記CM
    OSインバータの電源側及び接地側に電流制御トランジ
    スタがそれぞれ直列に接続され、上記電流制御トランジ
    スタのゲート間に、上記第1及び第2の制御電位がそれ
    ぞれ印加されることを特徴とする請求項1に記載の電圧
    制御発振器。
  3. 【請求項3】 上記レベルシフト回路は、ゲートに原制
    御電位が印加されて電源または接地に接続されるデプリ
    ション型トランジスタと、上記デプリション型トランジ
    スタと直列に接続され、電源接地間の電圧を分圧して上
    記原制御電圧に応答して変動する複数の分圧電圧を発生
    する抵抗列と、上記調整情報を保持し、上記調整情報の
    内容に応じて上記複数の分圧電圧の1つを選択するデコ
    ーダと、を備え、上記デコーダの選択出力から上記第1
    の制御電圧を得ると共に、上記補償回路は、電源接地間
    に直列に接続される抵抗及び第1のトランジスタと、電
    源接地間に直列に接続される第2及び第3のトランジス
    タと、上記第2のトランジスタと並列に接続される第4
    のトランジスタと、を備え、上記第1のトランジスタの
    ゲートが上記抵抗及び上記第1のトランジスタの間の接
    続点に接続され、上記第2及び上記第3のトランジスタ
    のゲートが上記抵抗及び上記第1のトランジスタの間の
    接続点に接続され、上記第4のトランジスタのゲートが
    上記第2及び第3のトランジスタの間の接続点に接続さ
    れ、この接続点から第2の制御電圧を得ることを特徴と
    する請求項2に記載の電圧制御発振器。
JP10364240A 1998-12-22 1998-12-22 電圧制御発振器 Pending JP2000188527A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10364240A JP2000188527A (ja) 1998-12-22 1998-12-22 電圧制御発振器
TW088118369A TW476192B (en) 1998-12-22 1999-10-25 Phase lock loop and a charge pump circuit using the phase lock loop, and voltage control oscillation circuit
US09/465,958 US6222421B1 (en) 1998-12-22 1999-12-17 Phase-locked loop
KR10-1999-0059558A KR100418009B1 (ko) 1998-12-22 1999-12-21 위상 동기 루프, 및 이것에 이용하는 차지펌프 회로와 전압 제어 발진기
US09/783,631 US6515520B2 (en) 1998-12-22 2001-02-14 Charge pump circuit for phase-locked loop circuitry
KR10-2002-0086951A KR100388875B1 (ko) 1998-12-22 2002-12-30 위상 동기 루프, 및 이것에 이용하는 차지펌프 회로와전압 제어 발진기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10364240A JP2000188527A (ja) 1998-12-22 1998-12-22 電圧制御発振器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000188527A true JP2000188527A (ja) 2000-07-04

Family

ID=18481333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10364240A Pending JP2000188527A (ja) 1998-12-22 1998-12-22 電圧制御発振器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000188527A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100587064B1 (ko) * 2003-12-08 2006-06-07 주식회사 하이닉스반도체 가변 구동 전압을 갖는 오실레이타
WO2006070224A1 (en) * 2004-12-30 2006-07-06 Nokia Corporation Vco center frequency tuning and limiting gain variation
JP2006270945A (ja) * 2005-02-28 2006-10-05 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置及びそれを用いた電子機器
JP2007134865A (ja) * 2005-11-09 2007-05-31 Oki Electric Ind Co Ltd 温度制御発振器
KR100933965B1 (ko) * 2002-05-29 2009-12-28 후지쯔 마이크로일렉트로닉스 가부시키가이샤 전압 제어 발진기, pll 회로 및 반도체 장치
US8946710B2 (en) 2005-02-28 2015-02-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and electronic apparatus using the same
JP2015095849A (ja) * 2013-11-14 2015-05-18 日本電波工業株式会社 発振器及び電圧発生回路

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100933965B1 (ko) * 2002-05-29 2009-12-28 후지쯔 마이크로일렉트로닉스 가부시키가이샤 전압 제어 발진기, pll 회로 및 반도체 장치
KR100587064B1 (ko) * 2003-12-08 2006-06-07 주식회사 하이닉스반도체 가변 구동 전압을 갖는 오실레이타
US7183865B2 (en) 2003-12-08 2007-02-27 Hynix Semiconductor Inc. Oscillator circuit operating with a variable driving voltage
WO2006070224A1 (en) * 2004-12-30 2006-07-06 Nokia Corporation Vco center frequency tuning and limiting gain variation
US7142062B2 (en) 2004-12-30 2006-11-28 Nokia Corporation VCO center frequency tuning and limiting gain variation
KR100947529B1 (ko) * 2004-12-30 2010-03-12 노키아 코포레이션 전압 제어 발진기의 중심 주파수의 튜닝 및 이득 변화의제한
JP2006270945A (ja) * 2005-02-28 2006-10-05 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置及びそれを用いた電子機器
US8946710B2 (en) 2005-02-28 2015-02-03 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and electronic apparatus using the same
JP2007134865A (ja) * 2005-11-09 2007-05-31 Oki Electric Ind Co Ltd 温度制御発振器
JP4551862B2 (ja) * 2005-11-09 2010-09-29 Okiセミコンダクタ株式会社 温度制御発振器
JP2015095849A (ja) * 2013-11-14 2015-05-18 日本電波工業株式会社 発振器及び電圧発生回路

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5767748A (en) Voltage controlled oscillator and voltage controlled delay circuit
KR100388875B1 (ko) 위상 동기 루프, 및 이것에 이용하는 차지펌프 회로와전압 제어 발진기
KR102509824B1 (ko) 발진기
JP4362709B2 (ja) デューティ補正回路を備えたアナログ遅延固定ループ
US8115559B2 (en) Oscillator for providing a constant oscillation signal, and a signal processing device including the oscillator
US6385265B1 (en) Differential charge pump
US6958631B2 (en) High-speed current switch circuit
US6803831B2 (en) Current starved inverter ring oscillator having an in-phase signal transmitter with a sub-threshold current control unit
US6373303B2 (en) Sync signal generating circuit provided in semiconductor integrated circuit
JP3835561B2 (ja) 電圧制御オシレータ及びpll回路
US7342465B2 (en) Voltage-controlled oscillator with stable gain over a wide frequency range
KR100373465B1 (ko) 반도체 메모리 장치의 기록 회로
US20050264336A1 (en) Differential type delay cells and methods of operating the same
JP2002353781A (ja) 内部クロック発生回路
JPH0818444A (ja) 多重動作範囲電圧制御オシレータ
JP2008109663A (ja) 遅延同期ループ回路
JP2000059181A (ja) 電圧制御発振器
US6624706B2 (en) Automatic bias adjustment circuit for use in PLL circuit
US5714912A (en) VCO supply voltage regulator
JPH1168523A (ja) 電圧制御発振回路
JP2000188527A (ja) 電圧制御発振器
US5945883A (en) Voltage controlled ring oscillator stabilized against supply voltage fluctuations
JP2007116664A (ja) 電源補償電圧および電流源
JP2766103B2 (ja) 位相ロックループ
JP4751309B2 (ja) 電圧制御発振回路

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040203

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040401

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040601

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20041130