JP2002009617A - Pll回路 - Google Patents

Pll回路

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JP2002009617A
JP2002009617A JP2000189126A JP2000189126A JP2002009617A JP 2002009617 A JP2002009617 A JP 2002009617A JP 2000189126 A JP2000189126 A JP 2000189126A JP 2000189126 A JP2000189126 A JP 2000189126A JP 2002009617 A JP2002009617 A JP 2002009617A
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JP
Japan
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controlled oscillator
voltage controlled
pll circuit
signal
charge
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Application number
JP2000189126A
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English (en)
Inventor
Osamu Tamakoshi
修 玉越
Takashi Sugimura
貴史 杉村
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化およびコストダウンを図ることができ
るPLL回路を提供する。 【解決手段】 PLL回路10は、周波数帯域が異なる
第1の電圧制御発振器12aおよび第2の電圧制御発振
器12bを含み、それらの出力端は、分周器14を介し
て、位相比較器16の一方の入力端に接続される。位相
比較器16の他方の入力端には、基準信号が与えられ
る。位相比較器16の出力端は、チャージポンプ18お
よびループフィルタ20を介して、第1の電圧制御発振
器12aおよび第2の電圧制御発振器12bの入力端に
接続される。チャージポンプ18は、それから出力され
る充放電信号の電流値が可変である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はPLL回路に関
し、特に周波数帯域が全く異なる複数の電圧制御発振器
を有し、たとえばPCS/CDMAというデュアルモー
ドまたはトリプルモードなどの複合方式に対応した無線
装置などに使用されるPLL回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来のPLL回路の一例を示すブ
ロック図である。図4に示すPLL回路1は、第1の電
圧制御発振器2aおよび第2の電圧制御発振器2bを含
む。第1の電圧制御発振器2aおよび第2の電圧制御発
振器2bは、周波数帯域が全く異なって部分的にも重な
らない。第1の電圧制御発振器2aの出力端および第2
の電圧制御発振器2bの出力端は、分周器3の入力端に
接続される。分周器3は、第1の電圧制御発振器2aの
出力信号および第2の電圧制御発振器2bの出力信号を
所定周波数に分周するためのものである。分周器3の出
力端は、位相比較器4の一方の入力端に接続される。位
相比較器4の他方の入力端には、基準信号発生器(図示
せず)の出力端が接続され、基準信号が与えられる。位
相比較器4は、分周器3の出力信号と基準信号とを比較
し、それらの信号の位相差に応じた位相差信号を出力す
るためのものである。位相比較器4の出力端は、チャー
ジポンプ5の入力端に接続される。チャージポンプ5
は、位相比較器4の出力信号である位相差信号に基づい
て、電流値が一定である充放電信号を出力するためのも
のである。チャージポンプ5の出力端は、第1のループ
フィルタ6aの入力端および第2のループフィルタ6b
の入力端に接続される。第1のループフィルタ6aの出
力端および第2のループフィルタ6bの出力端は、第1
の電圧制御発振器2aの入力端および第2の電圧制御発
振器2bの入力端にそれぞれ接続される。第1のループ
フィルタ6aおよび第2のループフィルタ6bは、チャ
ージポンプ5から出力される充放電信号が与えられ、こ
の充放電信号に応じて充電または放電を行い、第1の電
圧制御発振器2aおよび第2の電圧制御発振器2bに供
給する制御電圧信号を生成するためのものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図4に示す従来のPL
L回路1では、周波数帯域の異なる第1の電圧制御発振
器2aと第2の電圧制御発振器2bとの2種類の電圧制
御発振器があり、それぞれ使用されるモードが異なるの
で、電圧制御発振器の制御感度および分周数が異なり、
ループ利得が異なる。このようにループ利得が異なるの
で、PLL回路の過渡特性を決める自然角周波数ωnお
よびダンピングファクタζが異なってしまう。したがっ
て、自然角周波数ωnおよびダンピングファクタζを一
定にするためには、ループフィルタの定数を個々の電圧
制御発振器およびモードに合わせて用意する必要が生じ
る。結果的に、図4に示す従来のPLL回路1では、1
個の電圧制御発振器2a(2b)に対して1個のループ
フィルタ6a(6b)が必要になる。
【0004】ここで、図4に示すPLL回路1につい
て、PCSのモードとCDMAのモードとのデュアルモ
ードである場合を例にして表1などを用いて具体的に説
明する。
【0005】
【表1】
【0006】表1において、比較周波数frは、分周器
から出力され位相比較器に入力される信号の周波数であ
って、システムで決まる。同様に、電圧制御発振器の周
波数帯域も、システムで決まる。また、電圧制御発振器
の制御感度Kvは、電圧制御発振器の周波数帯域の幅お
よび電源電圧などによりおおよそ決まる。分周数Nは、
N=電圧制御発振器の周波数/比較周波数frで決まる
(ただし、ここでの値は、平均的なものである)。位相
比較器の感度Kpは、Kp=チャージポンプから出力さ
れる充放電信号の電流値/検出位相幅で決まる。ここで
は、チャージポンプから出力される充放電信号の電流値
を5mAとし、検出位相幅を2πとし、Kp=5×10
-3/2π=0.8×10-3としている。ループ利得Kt
は、Kt=(Kp×Kv)/Nで求まる。また、ループ
フィルタ6a(6b)を簡易的に図5に表すと、自然角
周波数ωnおよびダンピングファクタζは、次の式で決
まる。 ωn=(Kt/C)1/2 ζ=(C・R/2)・ωn つまり、図4に示すPLL回路1では、電圧制御発振器
2a(2b)やモードに合わせて、CおよびRの最適化
されたループフィルタ6a(6b)を用意する必要があ
る。
【0007】上述のように、図4に示す従来のPLL回
路1では、モードの異なるシステムに対して電圧制御発
振器は複数個必要であるが、それぞれの電圧制御発振器
に個別にループフィルタを用意する必要があるので、小
型化およびコストダウンに限界がある。
【0008】それゆえに、この発明の主たる目的は、小
型化およびコストダウンを図ることができるPLL回路
を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明にかかるPLL
回路は、周波数帯域の異なる複数の電圧制御発振器と、
電圧制御発振器の出力信号を所定周波数に分周するため
の分周器と、分周器の出力信号と基準信号とを比較し、
それらの信号の位相差に応じた位相差信号を出力するた
めの位相比較器と、位相差信号に基づいて、電流値が可
変である充放電信号を出力するためのチャージポンプ
と、充放電信号が与えられ、この充放電信号に応じて充
電または放電を行い、電圧制御発振器に供給する制御電
圧信号を生成するための1種類のループフィルタとを含
む、PLL回路である。この発明にかかるPLL回路で
は、電圧制御発振器をロジック的にON/OFFさせる
ためのスイッチ手段が電圧制御発振器に設けられてもよ
い。
【0010】この発明にかかるPLL回路では、チャー
ジポンプから出力される充放電信号の電流値が可変であ
るので、各モードに対してチャージポンプから出力され
る充放電信号の電流値を変えることによって、全ての各
モードでループ利得Ktをほぼ一定にすることができ
る。そのため、複数の電圧制御発振器のためのループフ
ィルタを共通にすることが可能になる。
【0011】この発明の上述の目的、その他の目的、特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【0012】
【発明の実施の形態】図1はこの発明にかかるPLL回
路の一例を示すブロック図である。図1に示すPLL回
路10は、第1の電圧制御発振器12aおよび第2の電
圧制御発振器12bを含む。第1の電圧制御発振器12
aおよび第2の電圧制御発振器12bは、周波数帯域が
全く異なって部分的にも重ならない。
【0013】第1の電圧制御発振器12aの出力端およ
び第2の電圧制御発振器12bの出力端は、分周器14
の入力端に接続される。分周器14は、第1の電圧制御
発振器12aの出力信号および第2の電圧制御発振器1
2bの出力信号を所定周波数に分周するためのものであ
る。
【0014】分周器14の出力端は、位相比較器16の
一方の入力端に接続される。位相比較器16の他方の入
力端には、基準信号発生器(図示せず)の出力端が接続
され、基準信号が与えられる。位相比較器16は、分周
器14の出力信号と基準信号とを比較し、それらの信号
の位相差に応じた位相差信号を出力するためのものであ
る。
【0015】位相比較器16の出力端は、チャージポン
プ18の入力端に接続される。チャージポンプ18は、
位相比較器16の出力信号である位相差信号に基づい
て、電流値が可変である充放電信号を出力するためのも
のである。
【0016】チャージポンプ18の出力端は、ループフ
ィルタ20の入力端に接続される。ループフィルタ20
の出力端は、第1の電圧制御発振器12aの入力端およ
び第2の電圧制御発振器12bの入力端に接続される。
ループフィルタ20は、チャージポンプ18から出力さ
れる充放電信号が与えられ、この充放電信号に応じて充
電または放電を行い、第1の電圧制御発振器12aおよ
び第2の電圧制御発振器12bに供給する制御電圧信号
を生成するためのものである。
【0017】図1に示すPLL回路10では、チャージ
ポンプ18から出力される充放電信号の電流値が可変で
あるので、各モードに対してチャージポンプ18から出
力される充放電信号の電流値を切換えることによって、
両モードでループ利得Ktをほぼ一定にすることができ
る。そのため、第1の電圧制御発振器12aおよび第2
の電圧制御発振器12bのためのループフィルタを共通
にすることが可能である。
【0018】ここで、図1に示すPLL回路10につい
て、PCSのモードとCDMAのモードとのデュアルモ
ードである場合を例にして表2などを用いて具体的に説
明する。
【0019】
【表2】
【0020】表1および表2から明らかなように、図1
に示すPLL回路10では、比較周波数fr、電圧制御
発振器の周波数帯域、電圧制御発振器の制御感度Kvお
よび分周数Nが、図4に示す従来のPLL回路1のもの
と同じである。また、図1に示すPLL回路10では、
PCSのモードのときには、チャージポンプ18から出
力される充放電信号の電流値が5mAに設定され、検出
位相幅が2πとされる。そのため、位相比較器の感度K
pは、Kp=5×10-3/2π=0.8×10-3とな
る。さらに、図1に示すPLL回路10では、CDMA
のモードのときには、チャージポンプ18から出力され
る充放電信号の電流値が1.5mAに設定され、検出位
相幅が2πとされる。そのため、位相比較器の感度Kp
は、Kp=1.5×10-3/2π=0.24×10-3
なる。したがって、図1に示すPLL回路10では、両
モードにおいてループ利得Ktが約2.0となりほぼ等
しい。つまり、図1に示すPLL回路10では、両モー
ドにおいてループ利得Ktがほぼ等しいため、第1の電
圧制御発振器12aのためのループフィルタのCおよび
Rと第2の電圧制御発振器12bのためのループフィル
タのCおよびRとが同一であっても、自然角周波数ωn
およびダンピングファクタζは一定であるために、ルー
プフィルタの共通化が可能である。
【0021】上述のように、図1に示すPLL回路10
では、第1の電圧制御発振器12aおよび第2の電圧制
御発振器12bに対して1種類のループフィルタ20を
共用できるため、従来のPLL回路1に比べて、部品点
数の削減による省スペース化、小型化およびコストダウ
ンが可能となる。
【0022】図2はこの発明にかかるPLL回路の他の
例を示すブロック図である。図2に示すPLL回路10
は、図1に示すPLL回路10と比べて、第1の電圧制
御発振器12aおよび第2の電圧制御発振器12bにス
イッチ手段として第1のスイッチ回路22aおよび第2
のスイッチ回路22bがそれぞれ設けられる。第1のス
イッチ回路22aは、たとえば、図3に示すように、P
NP型ディジタルトランジスタを含み、そのトランジス
タは、コレクタが第1の電圧制御発振器12aの電源端
子に接続され、エミッタが電源に接続され、ベースにこ
のトランジスタのON/OFFを制御して第1の電圧制
御発振器12aのON/OFFを制御するための制御信
号が入力される。同様に、第2のスイッチ回路22b
は、たとえば、図3に示すように、PNP型ディジタル
トランジスタを含み、そのトランジスタは、コレクタが
第2の電圧制御発振器12bの電源端子に接続され、エ
ミッタが電源に接続され、ベースにこのトランジスタの
ON/OFFを制御して第2の電圧制御発振器12bの
ON/OFFを制御するための制御信号が入力される。
【0023】図2に示すPLL回路10では、図1に示
すPLL回路10と同様に小型化およびコストダウンを
図ることができるとともに、各モードに対応して第1の
電圧制御発振器12aおよび第2の電圧制御発振器12
bをON/OFFすることができる。
【0024】なお、上述の各PLL回路10は2つの電
圧制御発振器を有するデュアルモードに対応したPLL
回路であるが、この発明は3つ以上の電圧制御発振器を
有するトリプルモードに対応したPLL回路にも適用さ
れ得る。
【0025】
【発明の効果】この発明によれば、小型化およびコスト
ダウンを図ることができるPLL回路が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかるPLL回路の一例を示すブロ
ック図である。
【図2】この発明にかかるPLL回路の他の例を示すブ
ロック図である。
【図3】図2に示すPLL回路に用いられるスイッチ回
路の一例を示す回路図である。
【図4】従来のPLL回路の一例を示すブロック図であ
る。
【図5】図5に示すPLL回路に用いられるループフィ
ルタを簡易的に表した図である。
【符号の説明】
10 PLL回路 12a 第1の電圧制御発振器 12b 第2の電圧制御発振器 14 分周器 16 位相比較器 18 チャージポンプ 20 ループフィルタ 22a 第1のスイッチ回路 22b 第2のスイッチ回路
フロントページの続き Fターム(参考) 5J106 AA04 CC20 CC21 CC41 CC53 DD08 DD32 GG01 GG15 HH03 HH10 KK38 KK39 PP03 QQ12 RR17 RR20

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 周波数帯域の異なる複数の電圧制御発振
    器、 前記電圧制御発振器の出力信号を所定周波数に分周する
    ための分周器、 前記分周器の出力信号と基準信号とを比較し、それらの
    信号の位相差に応じた位相差信号を出力するための位相
    比較器、 前記位相差信号に基づいて、電流値が可変である充放電
    信号を出力するためのチャージポンプ、 前記充放電信号が与えられ、この充放電信号に応じて充
    電または放電を行い、前記電圧制御発振器に供給する制
    御電圧信号を生成するための1種類のループフィルタを
    含む、PLL回路。
  2. 【請求項2】 前記電圧制御発振器をロジック的にON
    /OFFさせるためのスイッチ手段が前記電圧制御発振
    器に設けられたことを特徴とする、請求項1に記載のP
    LL回路。
JP2000189126A 2000-06-23 2000-06-23 Pll回路 Pending JP2002009617A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007221689A (ja) * 2006-02-20 2007-08-30 Yagi Antenna Co Ltd 広帯域高周波発振回路
CN100409573C (zh) * 2003-11-10 2008-08-06 夏普株式会社 Pll时钟信号生成电路

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100409573C (zh) * 2003-11-10 2008-08-06 夏普株式会社 Pll时钟信号生成电路
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