JP2001016077A - Variable multiplication ratio pll frequency multiplying circuit - Google Patents

Variable multiplication ratio pll frequency multiplying circuit

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JP2001016077A
JP2001016077A JP11185115A JP18511599A JP2001016077A JP 2001016077 A JP2001016077 A JP 2001016077A JP 11185115 A JP11185115 A JP 11185115A JP 18511599 A JP18511599 A JP 18511599A JP 2001016077 A JP2001016077 A JP 2001016077A
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signal
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Hitoshi Kondo
仁史 近藤
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the variable multiplication ratio PLL frequency multiplying circuit which can select a frequency multiplication ratio of a PLL, actualizes a multiplication ratio higher than that of a conventional PLL circuit, and solve the problem of the conventional PLL circuit where the maximum operating frequency of a feedback counter is restricted as the multiplication ratio is made high. SOLUTION: This circuit is equipped with a VCO 14, which has its output frequency controlled according to the control signal that a phase difference detecting circuit 11 makes a phase comparison between a reference clock signal and a feedback clock signal and outputs the signal corresponding to their phase difference, a counter 151 which inputs the output clock of the VCO, a 1st multiplexer circuit 152 which inputs multiple clocks taken out of respective stage outputs of the counter and supplies a selected signal as a feedback clock signal to the phase difference detecting circuit, a circuit 16 which generates a multiplied clock, having a frequency higher than the VCO output frequency by using the signal of the VCO, a 2nd multiplexer 17 which inputs the VCO output clock and a multiplied clock, and an N-ary counter 18 which inputs the selected output clock signal of the 2nd multiplexer.

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、半導体集積回路装
置に内蔵される周波数逓倍回路に係り、特にPLL(位
相同期ループ)を用いた可変逓倍比可変型の可変逓倍比
PLL周波数逓倍回路に関するもので、例えばデジタル
ICに使用されるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a frequency multiplier circuit incorporated in a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a variable frequency multiplier circuit of a variable variable multiplier type using a PLL (phase locked loop). For use in digital ICs, for example.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は、従来のPLL周波数逓倍回路
(PLL回路)の一例を示している。
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows an example of a conventional PLL frequency multiplier (PLL circuit).

【0003】このPLL周波数逓倍回路は、位相周波数
比較器(Phase Frequency Detector;PFD)51と、こ
のPFD出力を入力とするチャージポンプ回路(Charge
Pump ;CHP)52と、このCHP出力を入力とするロ
ーパス・フィルタ(Low PassFilter ;LPF)53と、
このLPF出力を入力とする電圧制御発振器(Voltage
Controlled Osci11ator ;VCO)54と、このVCO出
力を入力とする帰還カウンタ(Feedback Counter;FB
C)55とにより構成される。
This PLL frequency multiplier circuit has a phase frequency detector (PFD) 51 and a charge pump circuit (Charge) which receives the output of the PFD.
Pump; CHP) 52, a low-pass filter (LPF) 53 having the CHP output as an input,
Voltage-controlled oscillator (Voltage
Controlled Osci11ator (VCO) 54 and a feedback counter (FB) having the VCO output as an input.
C) 55.

【0004】このPLLの周波数逓倍比、即ち、入力ク
ロック信号RefClkの周波数fin に対する出力クロック信
号VCOoutの周波数foutの比は、次のように定義される。
The frequency multiplication ratio of the PLL, that is, the ratio of the frequency fout of the output clock signal VCOout to the frequency fin of the input clock signal RefClk is defined as follows.

【0005】fout=P・finここで、PはFBC55の分
周比であり、FBC55がn段の2進カウンタで構成され
る場合には、P=2n となる。
Fout = P ・ fin Here, P is a frequency division ratio of the FBC 55, and when the FBC 55 is composed of an n-stage binary counter, P = 2 n .

【0006】したがって、例えば10MHzの入力クロ
ックに対して160MHzの出力クロックが必要な場合
には、P=2n =16、即ち、FBC55として4段の2
進カウンタを使用すればよい。
Therefore, for example, when an output clock of 160 MHz is required for an input clock of 10 MHz, P = 2 n = 16, that is, four stages of FBC55 are used.
A hex counter may be used.

【0007】また、VCO54の特性は、VCO54の制御
電圧Vcntl を下限から上限に変化させた時、出力周波数
として所望の周波数を包含する周波数範囲をとり得るこ
とが必要であり、VCO54の出力周波数foutのとり得る
周波数範囲をPLLのロック・レンジと呼ぶ。
Further, the characteristics of the VCO 54 require that when the control voltage Vcntl of the VCO 54 is changed from the lower limit to the upper limit, the output frequency can take a frequency range including a desired frequency. Is referred to as a PLL lock range.

【0008】ところで、上記したような従来のPLLに
関して以下のような問題がある。
[0008] The following problems are involved in the conventional PLL as described above.

【0009】PLLの出力を例えばマイクロプロセッサ
のクロック入力に用いるような場合、マイクロプロセッ
サの動作周波数の向上に伴い、求められるVCO54の出
力周波数foutは高くなる。一方、PLLに与える入力周
波数fin は、PLL搭載チップの低消費電力化とボード
設計の容易性のために低周波であることが望ましい。
In the case where the output of the PLL is used, for example, for clock input of a microprocessor, the required output frequency fout of the VCO 54 increases as the operating frequency of the microprocessor increases. On the other hand, the input frequency fin given to the PLL is desirably a low frequency in order to reduce the power consumption of the chip mounted with the PLL and to facilitate the board design.

【0010】したがって、PLLの周波数逓倍比P(=
fout/fin )を大きくとれることが望まれるので、PL
L内部のFBC55を2進カウンタで構成する場合には、
2進カウンタの段数nがN=2n よりも大きくなる。
Therefore, the PLL frequency multiplication ratio P (=
fout / fin) is desired to be large, so PL
When the FBC55 inside L is constituted by a binary counter,
The number n of stages of the binary counter becomes larger than N = 2 n .

【0011】しかし、この2進カウンタの段数nを大き
くすると、信号遅延によりFBCの最高動作周波数Fmax
が低くなり、VCO54が最高周波数で自走している状態
では、VCO54の出力周波数foutがFBC55を通過でき
なくなる。これにより、PFD51、CHP52、LPF53
を介してVCO54の制御電圧Vcntl を変動させてVCO
54の出力周波数foutを下げる方向の制御が不可能にな
り、VCO54の動作がロック不能になるという間題が生
じる。この間題は、VCO54の出力周波数foutを大きく
とる必要性が高まるにつれて顕著になる。
However, when the number n of stages of the binary counter is increased, the maximum operating frequency Fmax of the FBC is increased due to signal delay.
Is low, and the output frequency fout of the VCO 54 cannot pass through the FBC 55 when the VCO 54 is running at the highest frequency. Thereby, PFD51, CHP52, LPF53
The control voltage Vcntl of the VCO 54 is varied through
This makes it impossible to control the output frequency fout of the VCO 54 so as to decrease the output frequency fout. This problem becomes more pronounced as the need to increase the output frequency fout of the VCO 54 increases.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
PLL周波数逓倍回路は、PLLの周波数逓倍比P(=
fout/fin )を大きくとるために帰還カウンタ用の2進
カウンタの段数nを大きくすると、帰還カウンタの最高
動作周波数Fmaxが低くなり、VCOの動作がロック不能
になるという間題があった。
As described above, the conventional PLL frequency multiplication circuit has a frequency multiplication ratio P (=
When the number of stages n of the binary counter for the feedback counter is increased in order to increase fout / fin), the maximum operating frequency Fmax of the feedback counter decreases, and the operation of the VCO becomes unlockable.

【0013】本発明は上記の問題点を解決すべくなされ
たもので、PLLの周波数逓倍比を選択可能とし、従来
のPLL回路より高い逓倍比を実現でき、高逓倍比化に
伴って帰還カウンタの最大動作周波数が制約されるとい
う従来のPLL回路の問題を解決し得る可変逓倍比PL
L周波数逓倍回路を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. The present invention has made it possible to select a frequency multiplication ratio of a PLL, realize a higher multiplication ratio than a conventional PLL circuit, and provide a feedback counter with a higher multiplication ratio. Variable multiplication ratio PL that can solve the problem of the conventional PLL circuit that the maximum operating frequency of
It is an object to provide an L frequency multiplier.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の可変逓倍
比PLL周波数逓倍回路は、基準クロック信号と帰還ク
ロック信号とを位相比較し、位相差に応じた制御信号を
出力する位相差検出回路と、前記位相差検出回路の制御
信号出力に応じて周波数が制御されたクロック信号を出
力する電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器の出力を
入力とする帰還カウンタと、前記帰還カウンタの各段出
力から取り出した複数のクロック信号を入力とし、第1
の選択制御信号により選択したクロック信号を前記位相
差検出回路に帰還クロック信号として供給する第1のマ
ルチプレクサ回路と、前記電圧制御発振器の信号を用い
て電圧制御発振器の出力周波数よりも高い周波数を有す
る逓倍クロック信号を生成する逓倍クロック生成回路
と、前記電圧制御発振器の出力クロック信号と前記逓倍
クロック生成回路から出力する逓倍クロック信号を入力
とし、第2の選択制御信号により選択する第2のマルチ
プレクサ回路とを具備し、前記第1のマルチプレクサ回
路および第2のマルチプレクサ回路の選択制御により前
記第2のマルチプレクサ回路から出力される信号の周波
数を可変制御することを特徴とする。
A first variable frequency multiplier PLL frequency multiplier of the present invention compares the phase of a reference clock signal with the phase of a feedback clock signal and outputs a control signal corresponding to the phase difference. A voltage-controlled oscillator that outputs a clock signal whose frequency is controlled according to a control signal output of the phase difference detection circuit; a feedback counter that receives an output of the voltage-controlled oscillator as an input; and each stage of the feedback counter The plurality of clock signals extracted from the output are used as inputs, and the first
A first multiplexer circuit for supplying a clock signal selected by the selection control signal to the phase difference detection circuit as a feedback clock signal, and having a frequency higher than the output frequency of the voltage controlled oscillator using the signal of the voltage controlled oscillator A multiplied clock generation circuit for generating a multiplied clock signal, a second multiplexer circuit which receives as input the output clock signal of the voltage controlled oscillator and the multiplied clock signal output from the multiplied clock generation circuit, and selects the same with a second selection control signal Wherein the frequency of the signal output from the second multiplexer circuit is variably controlled by selection control of the first multiplexer circuit and the second multiplexer circuit.

【0015】本発明の第2の可変逓倍比PLL周波数逓
倍回路は、基準クロック信号と帰還クロック信号を入力
とする位相周波数比較器と、前記位相周波数比較器の出
力を入力とするチャージポンプ回路と、前記チャージポ
ンプ回路の出力を入力とするローパス・フィルタと、前
記ローパス・フィルタの出力電圧により周波数が制御さ
れたクロック信号を出力するリング発振回路からなる電
圧制御発振器と、前記電圧制御発振器の出力を入力とす
る帰還カウンタと、前記帰還カウンタの各段出力から取
り出した複数のクロック信号を入力とし、第1の選択制
御信号により選択したクロック信号を前記位相周波数比
較器に帰還クロック信号として供給する第1のマルチプ
レクサ回路と、前記電圧制御発振器を構成するリング発
振回路の各段から出力を取り出して電圧制御発振器の出
力周波数よりも高い周波数を有する逓倍クロック信号を
生成する論理回路と、前記電圧制御発振器の出力クロッ
ク信号と前記論理回路から出力する逓倍クロック信号を
入力とし、第2の選択制御信号により選択する第2のマ
ルチプレクサ回路とを具備し、前記第1のマルチプレク
サ回路および第2のマルチプレクサ回路の選択制御によ
り前記第2のマルチプレクサ回路から出力される信号の
周波数を可変制御することを特徴とする。
A second variable frequency multiplier PLL frequency multiplier of the present invention comprises a phase frequency comparator receiving a reference clock signal and a feedback clock signal, and a charge pump circuit receiving an output of the phase frequency comparator as an input. A voltage-controlled oscillator including a low-pass filter receiving an output of the charge pump circuit as an input, a ring oscillation circuit outputting a clock signal whose frequency is controlled by an output voltage of the low-pass filter, and an output of the voltage-controlled oscillator. And a plurality of clock signals extracted from the output of each stage of the feedback counter, and a clock signal selected by a first selection control signal is supplied to the phase frequency comparator as a feedback clock signal. From the first multiplexer circuit and each stage of the ring oscillation circuit constituting the voltage controlled oscillator A logic circuit for extracting a force to generate a multiplied clock signal having a frequency higher than the output frequency of the voltage-controlled oscillator, a second clock signal output from the voltage-controlled oscillator and a multiplied clock signal output from the logic circuit, And a second multiplexer circuit for selecting the first multiplexer circuit and the second multiplexer circuit, the frequency of a signal output from the second multiplexer circuit being variably controlled by selection control of the first multiplexer circuit and the second multiplexer circuit. It is characterized by the following.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0017】<第1の実施の形態>図1は、本発明の第
1の実施の形態に係る可変逓倍比PLL周波数逓倍回路
(以下、可変逓倍比PLL回路)を示している。
<First Embodiment> FIG. 1 shows a variable frequency multiplier PLL frequency multiplier (hereinafter referred to as a variable frequency multiplier PLL) according to a first embodiment of the present invention.

【0018】この可変逓倍比PLL回路は、PFD11
と、このPFD出力を入力とするCHP12と、このCH
P出力を入力とするLPF13と、このLPF出力を入力
とするVCO14と、このVCO出力が入力する帰還カウ
ンタ151 およびその各段出力を選択して選択出力を前記
PFD11に帰還クロック信号を供給する第1のマルチプ
レクサ(Muxl)152 を含むFBC15と、前記VCO14を
用いてVCO出力周波数よりも高い周波数を有する逓倍
クロック信号を生成する逓倍クロック生成回路16と、第
2のマルチプレクサ(Mux2)17と、前記第2のマルチプ
レクサ17の選択出力クロック信号を入力とする出力カウ
ンタ(Output Counter;OPC)18とを有する。
This variable multiplication ratio PLL circuit has a PFD 11
, A CHP12 having the PFD output as an input,
An LPF 13 having the P output as an input, a VCO 14 having the LPF output as an input, a feedback counter 151 having the VCO output input, and an output of each stage selected to supply a feedback clock signal to the PFD 11 as a selected output. An FBC 15 including one multiplexer (Muxl) 152; a multiplied clock generation circuit 16 for generating a multiplied clock signal having a frequency higher than the VCO output frequency using the VCO 14; a second multiplexer (Mux2) 17; An output counter (OPC) 18 to which the selected output clock signal of the second multiplexer 17 is input.

【0019】この可変逓倍比PLL回路は、従来例のP
LL回路と比べて、以下の点が異なり、その他は同じで
ある。
This variable multiplication ratio PLL circuit has a P
The following points are different from those of the LL circuit, and the other points are the same.

【0020】(1)FBC15には、VCO出力を入力と
する従来例と同様のカウンタ151 と、その各段(BC)の
出力から取り出した複数のクロック信号を入力とし、第
1の選択制御信号SelMux1 により選択したクロック信号
をPFD11に帰還クロック信号として供給する第1のマ
ルチプレクサ152 が設けられている。つまり、第1のマ
ルチプレクサ152 により、カウンタ151 の各段出力のう
ち帰還位置クロック信号として取り出す位置を選択す
る。
(1) The FBC 15 receives a counter 151 similar to the conventional example having the VCO output as input, and a plurality of clock signals extracted from the output of each stage (BC), and receives a first selection control signal. A first multiplexer 152 is provided for supplying the clock signal selected by SelMux1 to the PFD 11 as a feedback clock signal. That is, the first multiplexer 152 selects a position to be extracted as a feedback position clock signal from the output of each stage of the counter 151.

【0021】(2)逓倍クロック生成回路16としては、
VCO14を構成するリング発振回路の各段から出力を取
り出してVCO出力クロック信号VCOoutの周波数fVCOよ
りも高い周波数(従来のVCO出力周波数に対してM倍
の周波数、MはVCOの段数)を有する逓倍クロック信
号LGCoutを生成する論理回路(Logic)16が設けられて
いる。
(2) As the multiplied clock generation circuit 16,
An output is taken out from each stage of the ring oscillation circuit constituting the VCO 14, and a multiplier having a frequency higher than the frequency fVCO of the VCO output clock signal VCOout (M times the frequency of the conventional VCO output frequency, where M is the number of stages of the VCO). A logic circuit (Logic) 16 for generating the clock signal LGCout is provided.

【0022】(3)第2のマルチプレクサ17は、前記V
CO14の出力クロック信号VCOoutと論理回路16から出力
する逓倍クロック信号LGCoutを入力とし、第2の選択制
御信号SelMux2 により選択する。
(3) The second multiplexer 17 has the V
The output clock signal VCOout of the CO 14 and the multiplied clock signal LGCout output from the logic circuit 16 are input and selected by the second selection control signal SelMux2.

【0023】(4)OPC18は、第2のマルチプレクサ
17の出力を入力とするN進カウンタからなり、その出力
クロック信号をPLL出力信号PLLoutとする。
(4) The OPC 18 is a second multiplexer.
It comprises an N-ary counter to which the output of 17 is input, and its output clock signal is used as a PLL output signal PLLout.

【0024】図2は、図1中のVCO14、論理回路16の
構成の一例を示しており、その動作波形とPLL入力ク
ロック信号RefClkのタイミングとの関係を図3に示す。
FIG. 2 shows an example of the configuration of the VCO 14 and the logic circuit 16 in FIG. 1. FIG. 3 shows the relationship between the operation waveform and the timing of the PLL input clock signal RefClk.

【0025】図2において、VCO14は、制御入力Vcnt
l により遅延時間を制御可能な奇数段のインバータ回路
IV1 〜IV5 がリング接続されてなるリング発振回路によ
り構成されている。
In FIG. 2, VCO 14 has a control input Vcnt
Odd stage inverter circuit whose delay time can be controlled by l
It is configured by a ring oscillation circuit in which IV1 to IV5 are connected in a ring.

【0026】論理回路16は、VCO14を構成するリング
発振回路の各段から出力を取り出し、異なる組み合わせ
の2段分の出力を5個のアンド(AND)回路21〜25に入
力し、それぞれのアンド出力をオア(OR)回路26に入力
することにより、VCO出力クロック信号VCOoutの周波
数fVCOの5倍の周波数を有する逓倍クロック信号LGCout
を生成する。
The logic circuit 16 takes out outputs from each stage of the ring oscillation circuit constituting the VCO 14, inputs the outputs of two stages of different combinations to five AND circuits 21 to 25, and By inputting the output to an OR circuit 26, a multiplied clock signal LGCout having a frequency five times the frequency fVCO of the VCO output clock signal VCOout is output.
Generate

【0027】図1に示すPLLにおいて、VCO14を構
成するリング発振回路の段数=5段、FBC15のカウン
タ151 は2段の2進カウンタからなり、その分周比P=
2=4、OPC18は1段の2進カウンタからなり、そ
の分周比D=21 =2である。 したがって、第1の選
択制御信号SelMux1 と第2の選択制御信号SelMux2 の論
理の組み合わせにより、PLL出力クロック信号PLLout
の周波数foutとPLL入力クロック信号RefClkの周波数
fin の関係は以下の組み合わせをとり得る。
In the PLL shown in FIG. 1, the number of stages of the ring oscillation circuit constituting the VCO 14 is five, and the counter 151 of the FBC 15 is a binary counter having two stages, and the dividing ratio P =
2 2 = 4, the OPC 18 comprises a one-stage binary counter, and its frequency division ratio D = 2 1 = 2. Therefore, the combination of the logic of the first selection control signal SelMux1 and the logic of the second selection control signal SelMux2 makes the PLL output clock signal PLLout
Frequency fout and frequency of PLL input clock signal RefClk
The relationship of fin can take the following combinations.

【0028】(1)SelMux1 =“L”、SelMux2 =
“L”の場合 fout=fVCO/2=2/2=1*fin (2)SelMux1 =“H”、SelMux2 =“L”の場合 fout=fVCO/2=4/2=2*fin (3)SelMux1 =“L”、SelMux2 =“H”の場合 fout=fVCO*5 /2=2*5/2=5*fin (4)SelMux1 =“H”、SelMux2 =“H”の場合 fout=fVCO*5/2=4*5/2=10*fin 上記から分かるように、VCO出力周波数fVCO(従来例
のVCO出力周波数foutに対応)=2*fin あるいは4
*fin のいずれの場合でも、fout=5*fin あるいは1
0*fin という高い周波数逓倍比の可変逓倍比PLL回
路を実現することができる。
(1) SelMux1 = “L”, SelMux2 =
In the case of "L" fout = fVCO / 2 = 2/2 = 1 * fin (2) In the case of SelMux1 = "H" and SelMux2 = "L" fout = fVCO / 2 = 4/2 = 2 * fin (3) When SelMux1 = "L", SelMux2 = "H" fout = fVCO * 5/2 = 2 * 5/2 = 5 * fin (4) When SelMux1 = "H", SelMux2 = "H" fout = fVCO * 5/2 = 4 * 5/2 = 10 * fin As can be seen from the above, the VCO output frequency fVCO (corresponding to the conventional VCO output frequency fout) = 2 * fin or 4
In any case of * fin, fout = 5 * fin or 1
A variable frequency multiplier PLL circuit having a high frequency frequency multiplier of 0 * fin can be realized.

【0029】本実施の形態に係る可変逓倍比PLL回路
によれば、FBC15の実質的な分周段数を制御信号SelM
ux1 により選択可能にし、VCO14の各段出力から信号
を取り出して論理処理する論理回路16を設け、この論理
回路16の出力あるいはVCO14の出力を制御信号により
選択可能にし、この選択出力を出力カウンタ18に入力す
る構成により、PLL出力逓倍比を選択可能とし、か
つ、従来のPLL回路より高い周波数逓倍比を実現する
ことが可能になる。
According to the variable multiplication ratio PLL circuit of this embodiment, the actual number of frequency division stages of the FBC 15 is controlled by the control signal SelM.
ux1 and a logic circuit 16 for taking out a signal from the output of each stage of the VCO 14 and performing logical processing on the output. The output of the logic circuit 16 or the output of the VCO 14 is made selectable by a control signal. , The PLL output multiplication ratio can be selected, and a higher frequency multiplication ratio than the conventional PLL circuit can be realized.

【0030】換言すれば、VCO出力周波数fVCOを従来
のPLL回路に比べて低くしても、PLL出力周波数を
高くすることが可能になり、PLL回路の高逓倍比化に
伴ってFBC15の最大動作周波数Fmaxが制約されるとい
う従来の問題を解決することが可能になる。
In other words, even if the VCO output frequency fVCO is lower than that of the conventional PLL circuit, the PLL output frequency can be increased, and the maximum operation of the FBC 15 can be increased with the increase of the PLL circuit. The conventional problem that the frequency Fmax is restricted can be solved.

【0031】また、従来のPLL回路と同じPLL出力
周波数を得る場合には、原発振周波数であるVCO入力
信号周波数fin を下げることができるので、低消費電力
化およびボード設計の容易化を図ることが可能になる。
When the same PLL output frequency as that of the conventional PLL circuit is obtained, the VCO input signal frequency fin, which is the original oscillation frequency, can be reduced, thereby reducing power consumption and facilitating board design. Becomes possible.

【0032】また、VCO14の内部回路として奇数段の
反転論理回路を使用するので、従来のPLL回路では実
現の難しい奇数逓倍比のPLL回路を実現することが可
能になる。
Further, since an odd-numbered inversion logic circuit is used as an internal circuit of the VCO 14, it is possible to realize a PLL circuit having an odd multiplication ratio which is difficult to realize with a conventional PLL circuit.

【0033】また、SSCG(Spread Spectrum Clock
Generation )対応でfVCO/fin が高くとれない(経験
的に4倍程度しかとれない)場合でも、従来のPLL回
路に比べて高い周波数逓倍比を実現することが可能にな
る。
Further, SSCG (Spread Spectrum Clock)
Generation), and even when fVCO / fin cannot be high (only about four times can be obtained empirically), it is possible to realize a higher frequency multiplication ratio than the conventional PLL circuit.

【0034】なお、本実施の形態では、FBC15とOP
C18を2進カウンタで構成したが、一般的にはN進カウ
ンタでよく、OPC18についてはその最終段を2進カウ
ンタにすることにより出力信号のデューティサイクル
(duty cycle)を50%にすることができる。
In this embodiment, the FBC 15 and the OP
Although C18 is constituted by a binary counter, an N-ary counter may be used in general, and the last stage of the OPC18 may be a binary counter so that the duty cycle of the output signal is set to 50%. it can.

【0035】即ち、本発明による可変逓倍比PLL回路
の周波数逓倍比は、一般的には次式で表現される。
That is, the frequency multiplier of the variable multiplier PLL circuit according to the present invention is generally expressed by the following equation.

【0036】fout=P・M/D・fin 特に、FBCとOPCがそれぞれn段とd段の2進カウ
ンタの場合には、PLLの周波数逓倍比は次式で表現さ
れる。
Fout = PMM / Dfin In particular, when the FBC and the OPC are n-stage and d-stage binary counters, respectively, the frequency multiplication ratio of the PLL is expressed by the following equation.

【0037】fout=2n-d ・M・fin <第2の実施の形態>前記第1の実施の形態では、VC
O14を構成するリング発振回路は、制御入力により遅延
時間を制御可能なインバータ回路の奇数段がリング接続
されたものを示したが、第2の実施の形態では、複数段
の差動増幅回路がリング接続されてなるリング発振回路
を用いる。
Fout = 2 nd · M · fin <Second Embodiment> In the first embodiment, VC
Although the ring oscillation circuit constituting O14 has an odd-numbered stage of an inverter circuit whose delay time can be controlled by a control input, which is ring-connected, in the second embodiment, a plurality of stages of differential amplifier circuits are used. A ring oscillation circuit connected by a ring is used.

【0038】図4は、第2の実施の形態に係る可変逓倍
比PLL回路のVCOを取り出して一例を示している。
FIG. 4 shows an example in which the VCO of the variable frequency multiplier PLL circuit according to the second embodiment is taken out.

【0039】図4に示すVCOを構成するリング発振回
路は、制御入力により遅延時間を制御可能な差動増幅回
路の奇数段(本例では5段)がリング接続されてなり、
各段の差動増幅回路は、反転入力端子(−)に前段出力
が入力し、非反転入力端子(+)に基準電圧Vrefが入力
することにより、それぞれ反転増幅回路として動作す
る。
The ring oscillating circuit constituting the VCO shown in FIG. 4 has a ring connection of odd-numbered stages (five stages in this example) of a differential amplifier circuit whose delay time can be controlled by a control input.
Each stage of differential amplifier circuit operates as an inverting amplifier circuit when the previous stage output is input to the inverting input terminal (-) and the reference voltage Vref is input to the non-inverting input terminal (+).

【0040】なお、制御入力により遅延時間を制御可能
な差動増幅回路の偶数段をリング接続してVCOを構成
する場合には、一部の奇数段の差動増幅回路は、反転入
力端子(−)に前段出力を入力し、非反転入力端子
(+)に基準電圧を入力することにより反転回路として
動作させ、残りの奇数段の差動増幅回路は、非反転入力
端子(+)に前段出力を入力し、反転入力端子(−)に
基準電圧を入力することにより正転増幅回路として動作
させることにより、図4中に示したVCOと等価にな
る。
When a VCO is formed by ring-connecting even-numbered stages of a differential amplifier circuit whose delay time can be controlled by a control input, some odd-numbered stages of differential amplifier circuits have inverting input terminals ( Input the pre-stage output to-) and operate as an inverting circuit by inputting the reference voltage to the non-inverting input terminal (+). The remaining odd-stage differential amplifier circuits are connected to the non-inverting input terminal (+) by the pre-stage. By inputting an output and inputting a reference voltage to an inverting input terminal (-) to operate as a non-inverting amplifier circuit, the circuit becomes equivalent to the VCO shown in FIG.

【0041】なお、本発明は上記した各実施の形態に限
らず、位相周波数比較器、チャージポンプ回路、ローパ
ス・フィルタとしては、基準クロック信号と帰還クロッ
ク信号とを位相比較し、位相差に応じた制御信号を出力
する位相差検出回路を用いればよい。また、論理回路と
しては、VCOの信号を用いてVCOの出力周波数より
も高い周波数を有する逓倍クロック信号を生成する逓倍
クロック生成回路を用いればよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes a phase frequency comparator, a charge pump circuit, and a low-pass filter that compare the phase of a reference clock signal with the phase of a feedback clock signal and respond to the phase difference. In this case, a phase difference detection circuit that outputs a control signal may be used. In addition, a multiplied clock generation circuit that generates a multiplied clock signal having a higher frequency than the output frequency of the VCO using a signal of the VCO may be used as the logic circuit.

【0042】[0042]

【発明の効果】上述したように本発明の可変逓倍比PL
L周波数逓倍回路によれば、周波数逓倍比を選択可能と
し、かつ、従来のPLL回路より高い逓倍比を実現で
き、高逓倍比化に伴って帰還カウンタの最大動作周波数
Fmaxが制約されるという従来のPLL回路の問題を解決
することができる。
As described above, the variable multiplication ratio PL of the present invention is
According to the L frequency multiplying circuit, the frequency multiplying ratio can be selected, and a higher multiplying ratio than that of the conventional PLL circuit can be realized.
The problem of the conventional PLL circuit that Fmax is restricted can be solved.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る可変逓倍比P
LL周波数逓倍回路の一例を示すブロック図。
FIG. 1 shows a variable multiplication ratio P according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of an LL frequency multiplier.

【図2】図1中のVCO、論理回路の構成の一例を示す
回路図。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a configuration of a VCO and a logic circuit in FIG.

【図3】図2の回路の動作波形とPLL入力クロック信
号RefClkのタイミングとの関係を示すタイミングチャー
ト。
3 is a timing chart showing the relationship between the operation waveform of the circuit of FIG. 2 and the timing of a PLL input clock signal RefClk.

【図4】本発明の第2の実施の形態に係る可変逓倍比P
LL周波数逓倍回路のVCOを取り出して一例を示す回
路図。
FIG. 4 shows a variable multiplication ratio P according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an example of a VCO of an LL frequency multiplier circuit extracted.

【図5】従来のPLL回路の一例を示すブロック図。FIG. 5 is a block diagram showing an example of a conventional PLL circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…位相周波数比較器(Phase Frequency Detector;P
FD)、 12…チャージポンプ回路(Charge Pump ;CHP)、 13…ローパス・フィルタ(Low Pass Filter ;LP
F)、 14…電圧制御発振器(Voltage Controlled Osci11ator
;VCO)、 151 …カウンタ、 152 …第1のマルチプレクサ(Muxl)、 15…帰還カウンタ(Feedback Counter;FBC)、 16…逓倍クロック生成回路、 17…第2のマルチプレクサ(Mux2)、 18…出力カウンタ(Output Counter;OPC)。
11 ... Phase Frequency Detector (P)
FD), 12: Charge pump circuit (Charge Pump; CHP), 13: Low pass filter (LP)
F), 14 ... Voltage Controlled Osci11ator
VCO), 151 ... Counter, 152 ... First multiplexer (Muxl), 15 ... Feedback counter (FBC), 16 ... Multiplied clock generation circuit, 17 ... Second multiplexer (Mux2), 18 ... Output counter (Output Counter; OPC).

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基準クロック信号と帰還クロック信号と
を位相比較し、位相差に応じた制御信号を出力する位相
差検出回路と、 前記位相差検出回路の制御信号出力に応じて周波数が制
御されたクロック信号を出力する電圧制御発振器と、 前記電圧制御発振器の出力を入力とする帰還カウンタ
と、 前記帰還カウンタの各段出力から取り出した複数のクロ
ック信号を入力とし、第1の選択制御信号により選択し
たクロック信号を前記位相差検出回路に帰還クロック信
号として供給する第1のマルチプレクサ回路と、 前記電圧制御発振器の信号を用いて電圧制御発振器の出
力周波数よりも高い周波数を有する逓倍クロック信号を
生成する逓倍クロック生成回路と、 前記電圧制御発振器の出力クロック信号と前記逓倍クロ
ック生成回路から出力する逓倍クロック信号を入力と
し、第2の選択制御信号により選択する第2のマルチプ
レクサ回路とを具備し、 前記第1のマルチプレクサ回路および第2のマルチプレ
クサ回路の選択制御により前記第2のマルチプレクサ回
路から出力される信号の周波数を可変制御することを特
徴とする可変逓倍比PLL周波数逓倍回路。
1. A phase difference detection circuit that compares a phase of a reference clock signal with a phase of a feedback clock signal and outputs a control signal according to a phase difference, and a frequency is controlled according to a control signal output of the phase difference detection circuit. A voltage-controlled oscillator that outputs a clock signal, a feedback counter that receives an output of the voltage-controlled oscillator, and a plurality of clock signals extracted from each stage output of the feedback counter. A first multiplexer circuit for supplying the selected clock signal to the phase difference detection circuit as a feedback clock signal; and generating a multiplied clock signal having a frequency higher than an output frequency of the voltage controlled oscillator using the signal of the voltage controlled oscillator. A clock generator circuit, and an output clock signal of the voltage controlled oscillator and an output from the clock generator circuit. A second multiplexer circuit that receives the doubled clock signal as an input and selects the same based on a second selection control signal, and outputs from the second multiplexer circuit by selection control of the first multiplexer circuit and the second multiplexer circuit. A variable frequency multiplier PLL frequency multiplier circuit variably controlling the frequency of a signal to be generated.
【請求項2】 基準クロック信号と帰還クロック信号を
入力とする位相周波数比較器と、 前記位相周波数比較器の出力を入力とするチャージポン
プ回路と、 前記チャージポンプ回路の出力を入力とするローパス・
フィルタと、 前記ローパス・フィルタの出力電圧により周波数が制御
されたクロック信号を出力するリング発振回路からなる
電圧制御発振器と、 前記電圧制御発振器の出力を入力とする帰還カウンタ
と、 前記帰還カウンタの各段出力から取り出した複数のクロ
ック信号を入力とし、第1の選択制御信号により選択し
たクロック信号を前記位相周波数比較器に帰還クロック
信号として供給する第1のマルチプレクサ回路と、 前記電圧制御発振器を構成するリング発振回路の各段か
ら出力を取り出して電圧制御発振器の出力周波数よりも
高い周波数を有する逓倍クロック信号を生成する論理回
路と、 前記電圧制御発振器の出力クロック信号と前記論理回路
から出力する逓倍クロック信号を入力とし、第2の選択
制御信号により選択する第2のマルチプレクサ回路とを
具備し、 前記第1のマルチプレクサ回路および第2のマルチプレ
クサ回路の選択制御により前記第2のマルチプレクサ回
路から出力される信号の周波数を可変制御することを特
徴とする可変逓倍比PLL周波数逓倍回路。
2. A phase frequency comparator having a reference clock signal and a feedback clock signal as inputs, a charge pump circuit having an output of the phase frequency comparator as an input, and a low-pass circuit having an output of the charge pump circuit as an input.
A filter, a voltage-controlled oscillator including a ring oscillation circuit that outputs a clock signal whose frequency is controlled by an output voltage of the low-pass filter, a feedback counter that receives an output of the voltage-controlled oscillator as an input, and each of the feedback counter A first multiplexer circuit that receives a plurality of clock signals extracted from the stage output and supplies a clock signal selected by a first selection control signal to the phase frequency comparator as a feedback clock signal; and the voltage controlled oscillator. A logic circuit that extracts an output from each stage of the ring oscillation circuit to generate a multiplied clock signal having a frequency higher than the output frequency of the voltage-controlled oscillator, and a multiplication clock signal output from the voltage-controlled oscillator and a multiplication output from the logic circuit. A clock signal is input and a second selection control signal selects a second signal. A multiplier circuit, wherein the frequency of a signal output from the second multiplexer circuit is variably controlled by selection control of the first multiplexer circuit and the second multiplexer circuit. Multiplier circuit.
【請求項3】 前記第2のマルチプレクサ回路の選択出
力クロック信号を入力とするN進カウンタからなる出力
カウンタをさらに具備したことを特徴とする請求項1ま
たは2記載の可変逓倍比PLL周波数逓倍回路。
3. The variable frequency multiplier PLL frequency multiplier according to claim 1, further comprising an output counter comprising an N-ary counter to which a selected output clock signal of said second multiplexer circuit is inputted. .
【請求項4】 前記出力カウンタの最終段が2進カウン
タ回路で構成されたことを特徴とする請求項3記載の可
変逓倍比PLL周波数逓倍回路。
4. The variable frequency multiplier PLL frequency multiplier according to claim 3, wherein the last stage of said output counter is constituted by a binary counter circuit.
【請求項5】 前記電圧制御発振器を構成するリング発
振回路は、奇数段のインバータ回路がリング接続されて
なることを特徴とする請求項2記載の可変逓倍比PLL
周波数逓倍回路。
5. The variable multiplication ratio PLL according to claim 2, wherein the ring oscillation circuit forming the voltage controlled oscillator is formed by connecting odd-numbered stages of inverter circuits in a ring connection.
Frequency multiplier.
【請求項6】 前記電圧制御発振器を構成するリング発
振回路は、複数段の差動増幅回路がリング接続されてな
ることを特徴とする請求項2記載の可変逓倍比PLL周
波数逓倍回路。
6. The variable frequency multiplier PLL frequency multiplier according to claim 2, wherein the ring oscillation circuit forming the voltage controlled oscillator is formed by connecting a plurality of stages of differential amplifier circuits in a ring connection.
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