JP2001326574A - 位相同期回路およびクロック発生回路 - Google Patents

位相同期回路およびクロック発生回路

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JP2001326574A JP2000148580A JP2000148580A JP2001326574A JP 2001326574 A JP2001326574 A JP 2001326574A JP 2000148580 A JP2000148580 A JP 2000148580A JP 2000148580 A JP2000148580 A JP 2000148580A JP 2001326574 A JP2001326574 A JP 2001326574A
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Masaru Kokubo
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】IC回路を構成する抵抗素子のように精度が低
い場合でも安定を保つことができる位相同期回路および
クロック発生回路を提供する。 【解決手段】本装置は位相比較器1、バイアス電流供給
回路2、チャージポンプ3、ループフィルタ4、電圧電
流変換器5、電流制御発振器6および分周器7により構
成される。位相比較器1は、基準信号frefと分周器
7の出力foscの位相差を検出し、UP,DN信号と
して次段のチャージポンプ3を駆動する。チャージポン
プ3の充放電電流はバイアス電流供給回路2により決定
される。チャージポンプ3の出力は、ループフィルタ4
により平滑化された電圧として、電圧電流変換器5に入
り、電流出力に変換され、電流制御発振器6を駆動す
る。電流ミラー回路を主体とするバイアス電流供給回路
2および電圧電流変換器5により、抵抗17および抵抗
12を含む装置の安定性が確保される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体上に構成する
回路のように抵抗素子の絶対値精度が低い場合において
も、安定性を保持することができる位相同期回路および
それを用いたクロック発生回路に関する。
【0002】
【従来の技術】クロック同期、クロック逓倍などを行な
う位相同期回路は、ロジックLSI内部の高速クロック
の生成や、LSI外部に接続されたRAMモジュールと
の位相調整などの目的で使用されている。特に、チャー
ジポンプ方式の位相同期回路は、定常位相誤差が小さ
く、広いキャプチャレンジを持つためマイクロプロセッ
サなどの用途に適しており幅広く用いられている。この
ような構成の位相同期回路についてはI. Young著「A
PLL Clock Generator with 5to110 MHz ofLock
Range for Microprocessor」(IEEE Journal of s
olid-state circuits, vol.SC-27, pp.1599-1607,
November 1992)などに詳しく述べられている。
【0003】まず、図6を用いて位相同期回路の動作に
ついて説明する。位相同期回路は、位相比較器1、バイ
アス電流供給回路2、チャージポンプ3、ループフィル
タ4、電圧電流変換器5、電流制御発振器6、および分
周器7から構成される。
【0004】位相比較器1は、基準信号(fref)とフ
ィードバック信号(fosc)との位相差を検出して、位
相差に応じたパルス信号(UP,DN)を出力する。チ
ャージポンプ3は、位相比較器1の出力するパルス信号
(UP,DN)に応じてループフィルタ4の容量57
(容量値C)を充放電する。このときの充放電電流は、
バイアス電流供給回路2により決定される。ループフィ
ルタ4はチャージポンプ3の出力する信号を平滑化し、
電圧電流変換器5の制御電圧信号を出力する。電圧電流
変換器5はループフィルタ4の出力する制御電圧信号を
電流信号に変換し、電流制御発振器6の発振周波数を制
御する。
【0005】最後に、電流制御発振器6の出力と位相比
較器1の一方の入力との間に分周器7を設けフィードバ
ックループが構成される。ここで、分周器7の分周数N
には任意の正の整数を選択することができ、電流制御発
振器6より出力される信号(fvco)の周波数は基準信
号のN倍となる。
【0006】このようなフィードバック構成を取ること
により、ループフィルタ4は周波数軸上に極、零点を生
成する。したがって、位相同期回路を設計する際、安定
な収束をするよう各種定数を設定する必要がある。ま
た、半導体製造時のプロセス変動や温度変化による素子
変動により安定性が変化するため、変動を考慮したうえ
で安定性が保持できる設計が必要である。しかし、受動
素子、能動素子の変動が大きくなった場合、位相同期回
路を構成する要素の変動範囲が大きくなり、安定性の保
持は困難になる。
【0007】そこで、位相同期回路の構成要素が素子変
動に対する依存性を互いに打ち消す技術が必要になる。
以下に「A Wide-Bandwidth Low-Voltage PLL for
PowerPc(TM)Microprocessors」(IEEE Journal of
Solid-State Circuits, Vol.30, No.4, pp383-39
1,April 1995)を例にして、位相同期回路安定性の素
子変動に対する依存性を打ち消す従来技術について説明
する。
【0008】図7に位相同期回路の線形モデルを示す。
線形モデルは位相同期回路を、(位相比較器+チャージ
ポンプ)24、(ループフィルタ)25、(電圧電流変
換器+電流制御発振器)26、(分周器)27のブロッ
クに分割し、それぞれのブロックの伝達関数により表す
ことができる。ここで、Icpはチャージポンプ電流、K
vcoは電圧電流変換器5と電流制御発振器6により構成
される電圧制御発振器の電圧周波数変換利得である。ま
た、φREFは基準信号の位相、φOSCはフィードバック信
号の位相である。線形モデルより開ループ伝達関数は数
1、零点の位置Z1は数2で与えられる。
【0009】
【数1】
【0010】
【数2】
【0011】また、数1、数2より、ボード線図は図8
のようになる。位相同期回路が安定な収束をするために
は、ゲイン曲線が0dBとなる点(ループ帯域ωu)よ
りも低い位置に零点が存在し、かつループ帯域ωuにお
ける位相と180°との差(以下、位相余裕とする)が
十分大きくなる必要がある。
【0012】つぎに、上述した開ループ伝達関数におい
て、温度変化による素子変動が生じた場合を考える。電
圧制御発振器は高温時において、常温時に対し電圧制御
発振器の電圧周波数変換利得が減少する。したがって、
位相曲線は変化しないのに対し、ループゲインが減少す
るため位相余裕が降下する。
【0013】そこで高温時のループゲインを補うため、
図9のバイアス電流供給回路を適用している。このバイ
アス電流供給回路は、トランジスタ44,45により構
成されるカレントミラー回路が電流I3,I4を等しく
し、トランジスタ42,43とダイオード48,49に
より数3で与えられるバイアス電流を発生する。
【0014】
【数3】
【0015】ここで、A(48),A(49)は、それ
ぞれダイオード48,49のサイズであり、W(4
2),W(43),L(42),L(43)はそれぞれ
トランジスタ42,43のゲート幅およびゲート長であ
る。また、βはNMOSトランジスタのコンダクタンス
係数であり、kはボルツマン定数、qは電子電荷、Tは
温度である。
【0016】上記バイアス電流はトランジスタ45と4
6により構成されるカレントミラー回路によりトランジ
スタ47に伝達され、Vbp,Vbn端子とチャージポ
ンプを接続することによりチャージポンプ電流を決定す
る。
【0017】数3より、バイアス電流が正の温度特性を
有するため、チャージポンプ電流も同様に正の温度特性
を有する。したがって、(位相比較器+チャージポン
プ)24の温度特性も正となり、高温時の電圧制御発振
器利得の減少を打ち消してループゲインの降下による、
位相余裕の劣化を防止することができる。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術で
は、温度変化に対する位相余裕劣化を抑えることが可能
であるが、ループフィルタには抵抗を用いており、温度
やプロセスの変動により抵抗値が変動した場合における
位相余裕の劣化に関しては考慮されていなかった。
【0019】本発明は、温度やプロセスの変動による抵
抗値の変動に対しても一定の位相余裕を保ち、かつトラ
ンジスタ特性の変動に対する位相余裕の変動を抑えるこ
とができる位相同期回路の提供を目的としてなされたも
のである。
【0020】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では抵抗値の変動に対する位相同期回路のゲ
イン曲線と位相曲線の変動を等しくするものであり、そ
の手法として互いの抵抗値の変動に対する依存性を打ち
消し合うことができるバイアス電流供給回路と電圧電流
変換回路を適用するものである。
【0021】本発明の位相同期回路およびクロック発生
回路は、より具体的かつ代表的には以下のように構成さ
れる。
【0022】(1)位相比較器とチャージポンプとルー
プフィルタと電圧制御発振器と分周器により構成され、
基準信号と分周器の出力信号を位相比較器において検出
し、位相差信号をチャージポンプとループフィルタを通
して電圧制御発振器に入力することにより発振周波数が
制御される位相同期回路を、チャージポンプの電流が抵
抗値の2乗に反比例するバイアス回路と、極および零点
の位置が抵抗値に反比例するループフィルタにより構成
したことを特徴とする位相同期回路。
【0023】(2)位相比較器とチャージポンプとルー
プフィルタと電圧制御発振器と分周器により構成され、
基準信号と分周器の出力信号を位相比較器において検出
し、位相差信号をチャージポンプとループフィルタを通
して電圧制御発振器に入力することにより発振周波数が
制御される位相同期回路を、チャージポンプの電流が抵
抗値に反比例するバイアス回路と、極および零点の位置
が抵抗値に反比例するループフィルタと、電圧制御発振
器の電圧−周波数変換利得が抵抗値に反比例する電圧電
流変換器により構成したことを特徴とする位相同期回
路。
【0024】(3)上記(1)において、チャージポン
プ電流を決定するバイアス回路が第1から第4の4つの
トランジスタと1つの抵抗により構成され、抵抗が第1
のトランジスタのソース端子とグランドとの間に接続さ
れ、第1のトランジスタのゲート端子が第2のトランジ
スタのゲート端子およびドレイン端子に接続され、第2
のトランジスタのソース端子がグランドに接続され、さ
らに、第3および第4のトランジスタから構成されるカ
レントミラー回路を上記第1および第2のトランジスタ
と正電源の間に挿入することにより、上記バイアス回路
の電流が抵抗の2乗に反比例することを特徴とした位相
同期回路。
【0025】(4)上記(1)において、電圧制御発振
器が電圧電流変換器と電流制御発振器により構成され、
電圧電流変換器が少なくとも1つ以上のトランジスタに
より構成され、同トランジスタのゲート端子をループフ
ィルタの出力に、また、ソース端子をグランドに接続す
ることにより上記ループフィルタの出力を電流信号に変
換し、さらに同電流信号が電流制御発振器に入力される
ことを特徴とする位相同期回路。
【0026】(5)上記(2)において、チャージポン
プ電流を決定するバイアス回路が、1つの抵抗と第1か
ら第4の4つのトランジスタにより構成され、第1のト
ランジスタのソース端子をグランドに接続し、第1のト
ランジスタのゲート端子とグランドの間に抵抗を挿入
し、第2のトランジスタのソース端子と第1のトランジ
スタのゲート端子を接続し、第2のトランジスタのゲー
ト端子と第1のトランジスタのドレイン端子に接続し、
さらに第1および第2のトランジスタと正電源との間に
第3および第4のトランジスタにより構成されるカレン
トミラー回路を挿入し、上記カレントミラー回路により
抵抗および第2のトランジスタのドレインを通過する電
流を第1のトランジスタのドレインに折り返すことによ
り、第1から第4のトランジスタと抵抗に流れる電流が
抵抗値に反比例することを特徴とする位相同期回路。
【0027】(6)上記(2)において、電圧制御発振
器が電圧電流変換器と電流制御発振器により構成され、
さらに、電圧電流変換器が少なくとも1つ以上のトラン
ジスタと抵抗により構成され、同トランジスタのゲート
端子をループフィルタの出力に接続し、また、ソース端
子とグランドの間に抵抗を挿入し、抵抗に反比例した電
圧電流変換を行なうことにより、電圧制御発振器の電圧
−周波数変換利得が抵抗に反比例することを特徴とする
位相同期回路。
【0028】(7)クロック信号により動作する集積回
路に対し、上記集積回路の外部より供給される基準信号
の周波数を定数倍して同半導体内部に供給するクロック
発生回路が、上記(1)から(6)のいずれか記載の位
相同期回路により構成されることを特徴とするクロック
発生回路。
【0029】(8)データ送信を行なう第1の集積回路
と、第1の集積回路とは別の基板上に構成されデータ受
信を行なう第2の集積回路とのデータ送受信に時におい
て、第1の集積回路の内部クロックと第2の集積回路の
内部クロックの位相を合わせる位相調整回路が上記
(1)から(6)のいずれか記載の位相同期回路により
構成されることを特徴とした位相調整回路。
【0030】
【発明の実施の形態】図1は本発明による第1の実施例
の位相同期回路を示した図である。位相同期回路は位相
比較器1、第1のバイアス電流供給回路2、チャージポ
ンプ3、ループフィルタ4、第1の電圧電流変換器5、
電流制御発振器6および分周器7により構成される。
【0031】位相比較器1は、基準信号(fref)と分
周器7の出力(fosc)の位相差を検出し、位相差に応
じたUP,DN信号をチャージポンプ2に出力する。チ
ャージポンプ3は位相比較器1の出力信号に応じて、ル
ープフィルタ4の容量から電荷を充放電する。このとき
チャージポンプ3の充放電電流はバイアス電流供給回路
2により決定される。ループフィルタ4はチャージポン
プ3の出力信号を平滑化し、電圧電流変換器5に電圧信
号を出力する。
【0032】電圧電流変換器5はループフィルタ4の出
力信号を電流に変換し、電流制御発振器6の周波数(f
vco)を調整する。その出力は分周器7によりN分周さ
れ、位相比較1に帰還される。このような帰還構成をと
ることにより、電圧制御発振器4の出力は基準信号のN
倍の周波数となる。
【0033】つぎに、位相同期回路を構成する個別構成
要素について説明する。位相比較器1は2つの信号の位
相差を検出し、位相差に応じた幅のUP,DN信号をチ
ャージポンプ3に出力する。このUP,DN信号のパル
ス幅の差は位相差をパルス変調した信号となる。
【0034】バイアス電流供給回路2は4つのトランジ
スタ(8,9,10,11)および抵抗12(抵抗値R
1)により構成される。このような構成のバイアス電流
供給回路については、「CMOS Analog Integrated Ci
rcuits Based on Weak Inversion Operation」(I
EEE Journal of Solid-State Circuits,Vol.SC-12,
No.3,pp224-231,June 1977)などに記載されている。
【0035】電流I1,I2は2つのトランジスタ8、
9により構成されるカレントミラー回路により等しくな
り、その電流値は2つのトランジスタ10、11のサイ
ズの比と、NMOSトランジスタのコンダクタンス係数
βと、抵抗12の値R1により決定される。具体的に
は、トランジスタ10に対しトランジスタ11のサイズ
をK倍に設定すると数4となり、抵抗12の2乗に反比
例した電流となる。
【0036】
【数4】
【0037】この電流I1,I2は、トランジスタ9,
10とチャージポンプ3の電流源トランジスタ13,1
4の間に形成されるカレントミラー回路によりチャージ
ポンプ2に伝達され、チャージポンプ2の電流値を決定
する。
【0038】チャージポンプ3は電流源トランジスタ1
3,14とスイッチトランジスタ15,16により構成
される。スイッチトランジスタ15,16のゲート端子
(UP,DN)は位相比較器1より出力された信号に駆
動され、UP,DN信号に応じてスイッチオン・オフを
繰り返す。これにより、ループフィルタ4の容量から電
流源トランジスタ13,14の出力する電流値およびス
イッチのオン時間に応じた電荷を充放電する。
【0039】ループフィルタ4は抵抗17(抵抗値R
s)、容量18(容量値Cs),容量19(容量値C
p)により構成される。ループフィルタ4ではチャージ
ポンプ3により容量18,19の電荷が充放電され、そ
れに応じた電圧信号Vlpfを電圧電流変換器5に出力す
る。このとき、Rs,Cs,Cpの時定数に応じた極零
点が周波数軸上に生成される。
【0040】電圧電流変換回路5はトランジスタ20,
21,22,23により構成される。ループフィルタ4
から出力される電圧信号Vlpfはトランジスタ20のゲ
ート端子に接続され、電流Ivicに変換される。Ivicは
Vlpfを用いて、数5で表すことができる。
【0041】
【数5】
【0042】ここで、Vthはトランジスタの閾値電圧で
ある。Ivicはトランジスタ21と22により構成され
るカレントミラー回路によりトランジスタ23に折り返
され、端子Ipおよび端子Inから電流制御発振器6に
伝達される。
【0043】電流制御発振器6は電圧電流変換器5の電
流に応じた周波数で発振する。ここで適用する電流制御
発振器6の詳細については特開平11−298302に
記載されている。
【0044】つぎに、図2の線形モデルを用いて位相同
期回路の位相余裕と抵抗値の関係について述べる。ここ
で、位相同期回路の構成要素をそれぞれ、(位相比較器
+チャージポンプ)24、ループフィルタ25、(電圧
電流変換器+電流制御発振器)26、分周器27に分割
している。また、φREFは基準信号の位相、φOSCはフィ
ードバック信号の位相である。同図から開ループ伝達関
数を求めると、数6となる。
【0045】
【数6】
【0046】ここで、Icpはチャージポンプ電流、Kvc
oは電圧電流変換器5と電流制御発振器6により構成さ
れる電圧制御発振器の電圧電流変換利得である。
【0047】上述したように、位相同期回路は3つの極
と1つの零点を周波数軸上に有する。直流に存在する2
個つの極をP1,P2、その他の極をP3、零点をZ1
とおくと、P3およびZ1は開ループ伝達関数から、数
7および数8となる。
【0048】
【数7】
【0049】
【数8】
【0050】位相同期回路の安定性を確保するために
は、開ループ伝達関数の利得が1となる周波数(以下、
ループ帯域ωuとする)よりも低い位置に零点Z1が存
在し、ループ帯域ωuよりも周波数が高い位置にP3が
存在し、さらに位相余裕が十分大きくなるようP3,Z
1および各ブロックの伝達関数を設定する必要がある。
マイクロプロセッサ等の用途では、通常30°から40
°の位相余裕が確保できるよう設計される。
【0051】抵抗値が変動した場合、バイアス電流供給
回路2の電流値は数4で示したように抵抗12の2乗に
反比例して変化する。したがって、位相比較器1とチャ
ージポンプ3の伝達関数は抵抗12の2乗に反比例して
変化する。また、極P3および零点Z1の位置は抵抗1
7に反比例して変化する。さらに、電圧電流変換器5と
電流制御発振器6により構成される電圧制御発振器の電
圧−周波数変換利得は抵抗値に依存しない。
【0052】集積回路上では素子間の相対的な精度が十
分高く、プロセス変動や温度変化に起因する抵抗12,
17の変化率が等しいため、抵抗値の変動に対するゲイ
ン曲線および位相曲線の変動は図3のようになる。ここ
で、図中の実線は抵抗値変動前、破線は抵抗値変動後を
示している。同図より、ゲイン曲線および位相曲線とも
に抵抗値に反比例して変動する。したがって、位相曲線
とループ帯域ωuの位置関係は、温度やプロセス等の変
動により抵抗値が変動したとしても一定であり、位相余
裕は変化しない。
【0053】上述した位相同期回路では、バイアス電流
供給回路2と、電圧電流変換回路5および電流制御発振
器6により構成される電圧制御発振器を適用したが、チ
ャージポンプ電流が抵抗の2乗に依存して変化し、電圧
制御発振器の電圧−周波数変換利得が抵抗に依存しない
回路構成であれば、どのような回路でも抵抗値の変動に
対し位相余裕を一定に保つことができる。
【0054】また、バイアス電流供給回路2と電圧電流
変換回路5を用いた場合、バイアス電流供給回路2の電
流はNMOSトランジスタのコンダクタンス係数βに反
比例し、電圧電流変換回路5の電流はβに正比例する。
したがって、トランジスタ特性の変動に対する位相余裕
の変動を、電流制御発振器6の電流周波数変換利得の変
動のみに抑えることが可能である。
【0055】つぎに、位相余裕の抵抗値変動に対する依
存性を打ち消すことができる位相同期回路の第2の実施
例として、図1のバイアス電流供給回路2と電圧電流変
換器5を、それぞれ、第2のバイアス電流供給回路(図
4)と第2の電圧電流変換回路(図5)に変更した構成
を挙げる。
【0056】図4のバイアス電流供給回路はトランジス
タ29,30,31,32,33,34と抵抗35(抵
抗値R2)により構成される。トランジスタ31,32
はカレントミラー回路を構成し、トランジスタ29,3
0および抵抗35の電流が等しくなるよう動作する。ト
ランジスタ29の電流はゲート・ソース間電位Vgs29
で決定され、Vgs29と抵抗値R2によりトランジスタ
30の電流が決定される。その結果、バイアス電流供給
回路の電流は、数9となり、抵抗35に反比例する。
【0057】
【数9】
【0058】同電流はトランジスタ32,33からなる
カレントミラー回路によりトランジスタ34に伝搬さ
れ、さらにVbp,Vbn端子をチャージポンプ3の電流制
御トランジスタ13,14のゲート端子に接続すること
によりチャージポンプ電流を決定する。
【0059】図5の電圧電流変換器はトランジスタ3
7,38,39,40と抵抗41(抵抗値R3)により
構成される。トランジスタ37および抵抗41に流れる
電流と、抵抗41の両端の電位差と、トランジスタ37
のゲート・ソース間電位に対しキルヒホッフの法則を適
用すると、トランジスタ37の電流は、数10で与えら
れる。ここで、数11が成立するよう各パラメータを選
択している。
【0060】
【数10】
【0061】
【数11】
【0062】したがって、電圧電流変換器37の電圧−
電流変換利得は抵抗値に反比例し、電流制御発振器6と
組み合わせて構成した電圧制御発振器の電圧−周波数変
換利得も同様に抵抗値に反比例する。
【0063】上述した第2の実施例による位相同期回路
では、位相比較器1とチャージポンプ2の伝達関数は抵
抗値に反比例し、極P3および零点Z1の位置は抵抗値
に反比例し、電圧制御発振器4の電圧−周波数変換利得
は抵抗値に反比例する。したがって、抵抗値の変動に対
するボード線図の変動は第1の実施例に示した位相同期
回路と同様に図3のようになる。同図より、ループ帯域
ωuと位相曲線の抵抗値に対する依存性が等しいため位
相余裕は変化しない。
【0064】以上の実施例では、図4のバイアス電流供
給回路と図5の電圧電流変換回路を適用したが、電流が
抵抗値に反比例するチャージポンプと電圧−周波数変換
利得が抵抗値に反比例する電圧制御発振器であれば、ど
のような回路構成でも抵抗値の変動に対して位相余裕が
変動しない位相同期回路を構成することが可能である。
【0065】以上のように位相同期回路を構成する個別
構成要素が、互いの抵抗値に対する依存性を打ち消すこ
とによって、抵抗値の変動に対するゲイン曲線および位
相曲線の依存性が等しくなり、抵抗値の変動に対して位
相余裕が変動しない位相同期回路が構成可能である。
【0066】
【発明の効果】本発明により、抵抗変動に対する位相余
裕の変動がなくなるため、半導体上に回路を構成した場
合のように抵抗値の絶対値精度が低い場合においても、
安定な位相同期回路を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例になる位相同期回路の回
路図。
【図2】第1の実施例の位相同期回路の線形モデルの説
明図。
【図3】本発明の実施例による抵抗変動に対するボード
線図の変動の説明図。
【図4】本発明の第2の実施例のバイアス電流供給回路
の回路図。
【図5】本発明の第2の実施例の電圧電流変換器の回路
図。
【図6】従来例の位相同期回路の構成を示すブロック
図。
【図7】従来例の位相同期回路の線形モデルの説明図。
【図8】従来例の位相同期回路のボード線図の説明図。
【図9】従来例の位相同期回路のバイアス電流供給回路
の回路図。
【符号の説明】
1…位相比較器、2…バイアス電流供給回路、3…チャ
ージポンプ、4…ループフィルタ、5…電圧電流変換
器、6…電流制御発振器、7…分周器、8,9,10,
11,12,13,14,15,16,20,21,2
2,23,29,30,31,32,33,34,3
7,38,39,40,42,43,44,45,4
6,47…トランジスタ、17,35,41…抵抗、1
8,19…容量、24…位相比較器+チャージポンプの
伝達関数、25…ループフィルタの伝達関数、26…電
圧制御発振器の伝達関数、27…分周器の伝達関数、4
8,49…ダイオード。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 郭和 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体グループ内 Fターム(参考) 5J106 AA04 CC00 CC01 CC24 CC38 CC41 CC52 DD00 DD32 GG01 GG15 HH10 JJ01 JJ08 KK36 KK37

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】位相比較器とチャージポンプとループフィ
    ルタと電圧制御発振器と分周器により構成され、基準信
    号と分周器の出力信号を位相比較器において検出し、位
    相差信号をチャージポンプとループフィルタを通して電
    圧制御発振器に入力することにより発振周波数が制御さ
    れる位相同期回路を、チャージポンプの電流が抵抗値の
    2乗に反比例するバイアス回路と、極および零点の位置
    が抵抗値に反比例するループフィルタにより構成したこ
    とを特徴とする位相同期回路。
  2. 【請求項2】位相比較器とチャージポンプとループフィ
    ルタと電圧制御発振器と分周器により構成され、基準信
    号と分周器の出力信号を位相比較器において検出し、位
    相差信号をチャージポンプとループフィルタを通して電
    圧制御発振器に入力することにより発振周波数が制御さ
    れる位相同期回路を、チャージポンプの電流が抵抗値に
    反比例するバイアス回路と、極および零点の位置が抵抗
    値に反比例するループフィルタと、電圧制御発振器の電
    圧−周波数変換利得が抵抗値に反比例する電圧電流変換
    器により構成したことを特徴とする位相同期回路。
  3. 【請求項3】請求項1において、チャージポンプ電流を
    決定するバイアス回路が第1から第4の4つのトランジ
    スタと1つの抵抗により構成され、抵抗が第1のトラン
    ジスタのソース端子とグランドとの間に接続され、第1
    のトランジスタのゲート端子が第2のトランジスタのゲ
    ート端子およびドレイン端子に接続され、第2のトラン
    ジスタのソース端子がグランドに接続され、さらに、第
    3および第4のトランジスタから構成されるカレントミ
    ラー回路を上記第1および第2のトランジスタと正電源
    の間に挿入することにより、上記バイアス回路の電流が
    抵抗の2乗に反比例することを特徴とした位相同期回
    路。
  4. 【請求項4】請求項1において、電圧制御発振器が電圧
    電流変換器と電流制御発振器により構成され、電圧電流
    変換器が少なくとも1つ以上のトランジスタにより構成
    され、同トランジスタのゲート端子をループフィルタの
    出力に、また、ソース端子をグランドに接続することに
    より上記ループフィルタの出力を電流信号に変換し、さ
    らに同電流信号が電流制御発振器に入力されることを特
    徴とする位相同期回路。
  5. 【請求項5】請求項2において、チャージポンプ電流を
    決定するバイアス回路が、1つの抵抗と第1から第4の
    4つのトランジスタにより構成され、第1のトランジス
    タのソース端子をグランドに接続し、第1のトランジス
    タのゲート端子とグランドの間に抵抗を挿入し、第2の
    トランジスタのソース端子と第1のトランジスタのゲー
    ト端子を接続し、第2のトランジスタのゲート端子と第
    1のトランジスタのドレイン端子に接続し、さらに第1
    および第2のトランジスタと正電源との間に第3および
    第4のトランジスタにより構成されるカレントミラー回
    路を挿入し、上記カレントミラー回路により抵抗および
    第2のトランジスタのドレインを通過する電流を第1の
    トランジスタのドレインに折り返すことにより、第1か
    ら第4のトランジスタと抵抗に流れる電流が抵抗値に反
    比例することを特徴とする位相同期回路。
  6. 【請求項6】請求項2において、電圧制御発振器が電圧
    電流変換器と電流制御発振器により構成され、さらに、
    電圧電流変換器が少なくとも1つ以上のトランジスタと
    抵抗により構成され、同トランジスタのゲート端子をル
    ープフィルタの出力に接続し、また、ソース端子とグラ
    ンドの間に抵抗を挿入し、抵抗に反比例した電圧電流変
    換を行なうことにより、電圧制御発振器の電圧−周波数
    変換利得が抵抗に反比例することを特徴とする位相同期
    回路。
  7. 【請求項7】クロック信号により動作する集積回路に対
    し、上記集積回路の外部より供給される基準信号の周波
    数を定数倍して同半導体内部に供給するクロック発生回
    路が、請求項1から6のいずれか記載の位相同期回路に
    より構成されることを特徴とするクロック発生回路。
  8. 【請求項8】データ送信を行なう第1の集積回路と、第
    1の集積回路とは別の基板上に構成されデータ受信を行
    なう第2の集積回路とのデータ送受信に時において、第
    1の集積回路の内部クロックと第2の集積回路の内部ク
    ロックの位相を合わせる位相調整回路が請求項1から6
    のいずれか記載の位相同期回路により構成されることを
    特徴とした位相調整回路。
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