JP2003218693A - ハーフレートcdr回路 - Google Patents

ハーフレートcdr回路

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JP2003218693A JP2002018210A JP2002018210A JP2003218693A JP 2003218693 A JP2003218693 A JP 2003218693A JP 2002018210 A JP2002018210 A JP 2002018210A JP 2002018210 A JP2002018210 A JP 2002018210A JP 2003218693 A JP2003218693 A JP 2003218693A
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    • H04L7/02Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハーフレートで動作することにより動作余裕
を増大させることのできるハーフレートCDR回路を提
供する。 【解決手段】 ハーフレートCDR回路において、ハー
フレート位相検出器が、第1の1段目ラッチ回路と、第
2の1段目ラッチ回路と、第1の2段目ラッチ回路と、
第2の2段目ラッチ回路と、第1及び第2の1段目ラッ
チ回路からの出力信号を受けて、リタイミング信号と反
転リタイミング信号を出力する選択回路と、第1及び第
2の2段目ラッチ回路からの出力信号を受けて、基準信
号と反転基準信号を出力する排他OR回路とを備える。

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、構成部品が10
GHzのフルレートの半分に等しい5GHzのハーフレ
ートで動作するハーフレートCDR(Clock and Data R
ecovery)回路に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、光通信ネットワークの高速化に伴
い、10Gbps(ビット/秒)以上のデータ伝送速度
で動作するCDR回路が要求されている。従来、CMO
Sプロセスで形成されるCDR回路を10Gbps以上
の高いデータ伝送速度で動作させるためには、構成トラ
ンジスタが10GHzのフルレートで動作しなければな
らない構成になっていた。
【0003】一方、CMOSプロセスで形成されるレシ
ーバチップのいくつかは5GHzのハーフレートで動作
し得るハーフレート回路技術を用いて作製されている。
このハーフレート回路技術は、CMOSトランジスタで
CDR回路を高速に動作させるのに必要な技術と考えら
れている。
【0004】図13は、従来のCDR回路の全体構成の
一例を示す。この従来のCDR回路は、この順で互いに
直列接続された位相検出器110、チャージポンプ回路
120、低域フィルタ(LPF(low-pass filter))
130と電圧制御発振器(VCO(voltage controlled
oscillator))140とを備える。
【0005】位相検出器110は、基準信号Srefと
電圧制御発振器140からフィードバックされた発振信
号Soの位相差を検出して、その位相差に応じた信号S
pdをチャージポンプ回路120に出力する。位相検出
器110からの位相差信号Spdは、チャージポンプ回
路120によって3値信号Stに変換される。次に、低
域フィルタ130は、チャージポンプ回路120からの
3値信号Stを積分して、電圧制御発振器140を制御
する制御電圧Vcを生成する。更に、電圧制御発振器1
40は、制御電圧Vcに応じた周波数を有する発振信号
Soを位相検出器110に出力する。
【0006】図14は、図13の従来のCDR回路に用
いられる位相検出器110の回路図であり、図15は、
図14の従来の位相検出器110の信号のタイミングチ
ャートである。図15において、点線は従来の位相検出
器110の各信号が取り得るいくつかの波形を示す。従
来の位相検出器110は、入力信号Data及び反転入
力信号/DataとハーフレートクロックCLKを受け
る1段目ラッチ回路151、入力信号Data及び反転
入力信号/Dataと反転ハーフレートクロック/CL
Kを受ける1段目ラッチ回路152、反転ハーフレート
クロック/CLKを受ける2段目ラッチ回路153、ハ
ーフレートクロックCLKを受ける2段目ラッチ回路1
54、誤差信号Errorを出力する排他OR回路15
5と基準信号Refを出力する排他OR回路156を備
える。
【0007】図15に示す誤差信号Errorと基準信
号Refの波形から明らかなように、誤差信号Erro
r用の排他OR回路155の動作速度は、基準信号Re
f用の排他OR回路156の動作速度よりも高い。
【0008】1段目ラッチ回路151の出力端子Qから
出力された信号X1と1段目ラッチ回路152の出力端
子Qから出力された信号X2を排他OR回路155に入
力するために、図15における信号X1とX2のハッチ
ング部のパルスが必要となる。よって、排他OR回路1
55は、信号X1とX2におけるフルレートに対応する
このハッチング部のパルスを取込むために、フルレート
のスイッチング速度を必要とする。よって、従来のCD
R回路の位相検出器110では、1段目ラッチ回路15
1及び152と排他OR回路155がフルレートで動作
する必要がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従って、図14及び図
15に示す従来の位相検出器110では、排他OR回路
155がフルレートで動作する必要があるので、動作余
裕が少ないという問題点があった。
【0010】この発明は、従来技術の上記問題点を解決
するためになされたもので、ハーフレートで動作するこ
とにより動作余裕を増大させることのできるハーフレー
トCDR回路を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1にかかるハーフ
レートCDR回路は、ハーフレートで動作し得る位相検
出器と、チャージポンプ回路と、低域フィルタと、電圧
制御発振器とを含むハーフレートCDR回路において、
前記位相検出器が、入力信号及びその反転入力信号とハ
ーフレートクロックを受ける第1の1段目ラッチ回路
と、前記入力信号及び前記反転入力信号と反転ハーフレ
ートクロックを受ける第2の1段目ラッチ回路と、前記
第1の1段目ラッチ回路からの出力信号及びその反転出
力信号と前記反転ハーフレートクロックを受ける第1の
2段目ラッチ回路と、前記第2の1段目ラッチ回路から
の出力信号及びその反転出力信号と前記ハーフレートク
ロックを受ける第2の2段目ラッチ回路と、前記第1の
1段目ラッチ回路からの前記出力信号及び前記反転出力
信号、前記第2の1段目ラッチ回路からの前記出力信号
及び前記反転出力信号と前記ハーフレートクロック及び
前記反転ハーフレートクロックを受けて、リタイミング
されたリタイミング信号とその反転リタイミング信号を
出力する選択回路と、前記第1の2段目ラッチ回路から
の出力信号及びその反転出力信号と前記第2の2段目ラ
ッチ回路からの出力信号及びその反転出力信号を受け
て、基準信号とその反転基準信号を出力する排他OR回
路とを備えるものである。
【0012】請求項2にかかるハーフレートCDR回路
は、前記チャージポンプ回路が、前記低域フィルタに信
号を出力するカレントスイッチと、複数のPチャネルM
OSトランジスタを有して、ポンプアップ信号を出力す
るポンプアップ回路と、複数のNチャネルMOSトラン
ジスタを有して、第1ポンプダウン信号を出力する第1
ポンプダウン回路と、複数のNチャネルMOSトランジ
スタを有して、第2ポンプダウン信号を出力する第2ポ
ンプダウン回路と、前記カレントスイッチ回路、前記ポ
ンプアップ回路、前記第1ポンプダウン回路と前記第2
ポンプダウン回路に接続された定電流源とを備え、又、
前記ポンプアップ回路のPチャネルMOSトランジスタ
と前記第1ポンプダウン回路及び第2ポンプダウン回路
のNチャネルMOSトランジスタが論理回路を形成する
こととにより、前記チャージポンプ回路がハーフレート
入力に対してフルレート出力を生成し得るものである。
【0013】請求項3にかかるハーフレートCDR回路
は、前記チャージポンプ回路の電圧レベルを調整する増
幅回路が、前記チャージポンプ回路に接続されて、前記
ハーフレートCDR回路の動作中の前記チャージポンプ
回路の前記カレントスイッチにおける不必要なオフリー
ク電流を低減するものである。
【0014】請求項4にかかるハーフレートCDR回路
は、前記チャージポンプ回路が、前記低域フィルタに信
号を出力するカレントスイッチと、複数のPチャネルM
OSトランジスタを有して、第1ポンプアップ信号を出
力する第1ポンプアップ回路と、複数のPチャネルMO
Sトランジスタを有して、第2ポンプアップ信号を出力
する第2ポンプアップ回路と、複数のNチャネルMOS
トランジスタを有して、ポンプダウン信号を出力するポ
ンプダウン回路と、前記カレントスイッチ回路、前記第
1ポンプアップ回路、前記第2ポンプアップ回路と前記
ポンプダウン回路に接続された定電流源とを備え、又、
ハーフレート相当の(立上り時間/立下り時間)が存在
する場合に、前記第1ポンプアップ信号及び前記第2ポ
ンプアップ信号のオン状態時間の前記ポンプダウン信号
のオン状態時間に対する比が1に近似するように、第1
ポンプアップ信号及び前記第2ポンプアップ信号と前記
ポンプダウン信号のオン状態時間を入力信号に対して設
定したものである。
【0015】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の各実施の形態
を図面を参照して説明する。
【0016】実施の形態1.図1は、この発明の実施の
形態1にかかるハーフレートCDR回路に用いられるハ
ーフレート位相検出器10の回路図であり、図2は、図
1のハーフレート位相検出器10の信号のタイミングチ
ャートである。図2において、点線はハーフレート位相
検出器10の各信号が取り得るいくつかの波形を示す。
ハーフレート位相検出器10では、図15に示す従来の
位相検出器110において誤差信号を出力する排他OR
回路155が選択回路15に置換されている。選択回路
15は、ハーフレートクロックCLKと反転ハーフレー
トクロック/CLKを受けて、リタイミングされた信号
Y6とその反転信号/Y6を出力する。ハーフレート位
相検出器10の他の構成は従来の位相検出器110と同
様である。
【0017】従って、ハーフレート位相検出器10は、
更に、入力信号Data及び反転入力信号/Dataと
ハーフレートクロックCLKを受ける1段目ラッチ回路
11、入力信号Data及び反転入力信号/Dataと
反転ハーフレートクロック/CLKを受ける1段目ラッ
チ回路12、反転ハーフレークロック/CLKを受ける
2段目ラッチ回路13、ハーフレークロックCLKを受
ける2段目ラッチ回路14と、基準信号Y5及びその反
転基準信号/Y5を出力する排他OR回路16を備え
る。又、入力信号Dataと反転入力信号/Data
は、夫々、出力信号Y0とその反転出力信号/Y0とし
て出力される。
【0018】上記構成のハーフレート位相検出器10に
おいて、信号Y1とY2が、夫々、1段目ラッチ回路1
1と12の出力端子Qから出力される。次に、信号Y3
とY4が、夫々、2段目ラッチ回路13の出力端子Qと
2段目ラッチ回路14の出力端子/Qから出力される。
信号Y3とY4は、両エッジ共、ハーフレートクロック
CLKの位相に同期している。排他OR回路16は、信
号Y3とY4を受けて、基準信号Y5を出力する。基準
信号Y5の波形は、入力信号Data(=出力信号Y
0)の隣合う信号部分0と1、1と2、2と3等を排他
OR演算したものである。又、基準信号Y5のパルス幅
はハーフレートクロックCLKの半周期幅に等しい。
【0019】一方、選択回路15は、フルレートの信号
パターン部は選択しないように構成されていて、信号Y
1とY2をハーフレートクロックCLKで選択して、リ
タイミングされた信号Y6を出力する。図2に示すよう
に、信号Y6の波形は、入力信号Data(=出力信号
Y0)と同じ波形であり、ハーフレートクロックCLK
の位相に同期している。よって、1段目ラッチ回路11
と12はハーフレートで動作して構わない。
【0020】位相比較は信号Y6、Y0とY5に基づい
て行われる。信号Y0とY5は、位相検出器10の後段
のチャージポンプ回路によって位相比較される。
【0021】この実施の形態では、ハーフレートCDR
回路のハーフレート位相検出器10の1段目ラッチ回路
11及び12と選択回路15がハーフレートで動作する
ので、ハーフレート位相検出器10がハーフレートで動
作し得るから、ハーフレートCDR回路の動作余裕を増
大させることができる。
【0022】実施の形態2.図3は、この発明の実施の
形態2にかかるハーフレートCDR回路に用いられるハ
ーフレートチャージポンプ回路20の回路図であり、図
4は、図1のハーフレート位相検出器10と図3のハー
フレートチャージポンプ回路20の信号のタイミングチ
ャートである。図5は、図3のハーフレートCDR回路
の位相比較原理を示し、図6は、ハーフレートチャージ
ポンプ回路20のポンプダウン信号のタイミングチャー
トであり、時間と電源電圧Vddを、夫々、横軸と縦軸
に取っている。図7(A)と図7(B)は、夫々、ハー
フレートチャージポンプ回路20に組込まれたNOR回
路とAND回路を示す。
【0023】チャージポンプ回路20は、カレントスイ
ッチ21、第1定電流源22、第2定電流源23、Pチ
ャネルMOSトランジスタ31と32を有するポンプア
ップ回路24、NチャネルMOSトランジスタ33−3
5を有する第1ポンプダウン回路25とNチャネルMO
Sトランジスタ36−38を有する第2ポンプダウン回
路26を備える。ポンプアップ回路24はポンプアップ
信号UPを出力する一方、第1ポンプダウン回路25と
第2ポンプダウン回路26は、夫々、ポンプダウン信号
DOWN1とDOWN2を出力する。
【0024】チャージポンプ回路20は、ハーフレート
クロックCLKの位相を入力信号Dataの位相の中心
に合わせるように、ポンプアップ信号UPとポンプダウ
ン信号DOWN1とDOWN2を低域フィルタ(LP
F)(不図示)に出力する。図4に示すように、信号Y
0と信号Y6は同じ波形を有し、又、信号Y6の位相は
ハーフレートクロックCLKの位相と同期している。
【0025】図7(A)に示すように、NOR回路を、
第1ポンプダウン回路25のNチャネルMOSトランジ
スタ33−35によって形成し得る。又、図7(B)に
示すように、AND回路を、第2ポンプダウン回路26
のNチャネルMOSトランジスタ36−38によって形
成し得る。更に、排他OR回路を、第1ポンプダウン回
路25と第2ポンプダウン回路26のNチャネルMOS
トランジスタ33−38によって形成し得る。論理回路
を、ポンプダウン回路25と26のNチャネルMOSト
ランジスタだけでなく、ポンプアップ回路24のPチャ
ネルMOSトランジスタによっても形成し得る。位相検
出器10がロックされた時点で、図4に示すように、入
力信号DataとハーフレートクロックCLKの位相が
半周期ずれるように構成されている。
【0026】上記構成のハーフレートCDR回路の電圧
制御発振器(不図示)の周波数は、低域フィルタから入
力される制御電圧の上昇により上昇する一方、制御電圧
の下降により下降する。もし入力信号DataがHLレ
ベルの連続パターン<HLHL…>で入力された時、信
号Y0と信号Y6の波形は図4に示すようになる。信号
Y0がLレベルからHレベルに変化した時、ポンプダウ
ン信号DOWN1が立上る一方、信号Y0がHレベルか
らLレベルに変化した時、ポンプダウン信号DOWN2
が立上る。図5に示すように、ポンプダウン信号DOW
N1とDOWN2のパルス幅は、入力信号Dataの位
相を固定することにより、エッジE2側において固定さ
れる一方、エッジE1側においてハーフレートクロック
CLKの位相により変動する。
【0027】よって、ハーフレートクロックCLKの位
相が入力信号Dataの位相に対して遅くなる、即ち、
図5において右方にずれると、ポンプダウン信号DOW
N1とDOWN2のパルス幅は増加する。反対に、ハー
フレートクロックCLKの位相が入力信号Dataの位
相に対して早くなる、即ち、図5において左方にずれる
と、ポンプダウン信号DOWN1とDOWN2のパルス
幅は減少する。つまり、ハーフレートクロックCLKの
位相により、ポンプダウン信号DOWN1とDOWN2
のパルス幅が変動する。これが位相比較の原理となる。
【0028】一方、基準信号Y5のデータパターンはポ
ンプダウン信号DOWN1とDOWN2と同じで、基準
信号Y5のパルス周期はポンプダウン信号DOWN1と
DOWN2の2倍となる。又、基準信号Y5のパルス幅
の両エッジE3とE4が、共に、ハーフレートクロック
CLKに同期しているので、基準信号Y5のパルスは、
常にハーフレートクロックの半周期相当のパルス幅で立
上る。ポンプアップ信号UPが基準信号Y5に基づいて
ポンプアップ回路24によって出力される。このように
して、ポンプアップ信号UPとポンプダウン信号DOW
N1とDOWN2によって基準信号Y5の位相を調整す
ることができる。又、ポンプアップ信号UPのパルス幅
とポンプダウン信号DOWN1とDOWN2のパルス幅
が違うので、第1定電流源22の電流I1と第2定電流
源23の電流I2は、I1/I2=1/2の関係を満た
すように設定されている。
【0029】チャージポンプ回路20内に上記論理回路
を形成するために、図6に示すように、信号Y0と信号
Y6の入力レベルを変更している。信号Y6がポンプダ
ウン信号DOWN1でオンした時は、図3のノードN1
の電圧がHレベルに上がり、信号Y0の入力に関係無く
ポンプダウン信号DOWN1は流れない。図5に示すよ
うに、信号Y6がオフの場合、ポンプダウン信号DOW
N1は、信号Y0がオンした時には流れるが、信号Y0
がオフの時には流れないように構成されている。
【0030】この実施の形態では、論理回路をハーフレ
ートCDR回路のハーフレートチャージポンプ回路20
に組込むので、ハーフレートチャージポンプ回路20
は、フルレートで出力するのにフルレートの入力を必要
とせず、ハーフレートの入力に対してフルレートで出力
し得るから、ハーフレートCDR回路の動作余裕を増大
させることができる。
【0031】実施の形態3.図8は、この発明の実施の
形態3にかかるハーフレートCDR回路に用いられるハ
ーフレートチャージポンプ回路40の回路図である。ハ
ーフレートチャージポンプ回路40は、図3のハーフレ
ートチャージポンプ回路20に大略同様の構成を有し、
更に、ハーフレートチャージポンプ回路40の電圧レベ
ルを調整する増幅回路50がハーフレートチャージポン
プ回路40のPチャネルMOSトランジスタ41に接続
されている。増幅回路50は、ハーフレートCDR回路
の動作中のハーフレートチャージポンプ回路40のカレ
ントスイッチ21における不必要なオフリーク電流を低
減する。
【0032】本来、信号Y6がオンした時は、信号Y0
のオン/オフに拘わらず、ポンプダウン信号DOWN1
は流れてはならない。しかしながら、電圧レベルを調整
する増幅回路がチャージポンプ回路に設けられない場
合、信号Y0がオンした時、図3のノードN1が電源電
圧Vddに上がる。そのため、信号Y0がオンすると、
ノードN1の電圧レベルが図3のノードN2の電圧レベ
ルより高くなる、即ち、(ノードN1>ノードN2)と
なるから、電流がノードN1からノードN2に流れ込
む。
【0033】ノードN1からノードN2への電流の上記
流れを防止するために、増幅回路50を設ける。図8に
おいて、増幅回路50により、ノードN3の電圧レベル
がノードN4の電圧レベルが等しくなる。よって、たと
え信号Y0とY6がオンしても、ノードN3の電圧レベ
ルとノードN4の電圧レベルが常に等しいので、ノード
N5の電圧レベルがノードN4の電圧レベルよりも高く
なることはない、即ち、(ノードN5≦ノードN4)と
なるから、無駄なオフリーク電流は流れない。これをポ
ンプダウン信号DOWN1とDOWN2用のNチャネル
MOSトランジスタのみならず、ポンプアップ信号UP
用のPチャネルMOSトランジスタにも適用する。
【0034】この実施の形態では、電圧レベルを調整す
る増幅回路50がハーフレートCDR回路のハーフレー
トチャージポンプ回路40に設けられているので、ハー
フレートCDR回路の動作中のハーフレートチャージポ
ンプ回路40のカレントスイッチ21における不必要な
オフリーク電流が低減される。
【0035】実施の形態4.図9は、この発明の実施の
形態4にかかるハーフレートCDR回路に用いられるハ
ーフレートチャージポンプ回路60の回路図であり、図
10と図12(A)及び図12(B)は、図9のハーフ
レートチャージポンプ回路60の信号のタイミングチャ
ートである。ハーフレートチャージポンプ回路60は、
図3のチャージポンプ回路20と同様に各々が2個のP
チャネルMOSトランジスタを有する第1ポンプアップ
回路61及び第2ポンプアップ回路62と3個のNチャ
ネルMOSトランジスタを有するポンプダウン回路63
を備え、他の構成は図3のチャージポンプ回路20と同
様である。
【0036】第1ポンプアップ回路61と第2ポンプア
ップ回路62は、夫々、ポンプアップ信号UP1とUP
2を出力する一方、ポンプダウン回路63はポンプダウ
ン信号DOWN1を発生する。チャージポンプ回路60
では、入力信号Dataに対するポンプアップ信号UP
1及びUP2とポンプダウン信号DOWN1の依存性を
低減するように、ポンプアップ信号UP1及びUP2と
ポンプダウン信号DOWN1のオン状態時間が入力信号
Dataに対して設定される。
【0037】図1のCDR回路と図3のCDR回路は、
ハーフレートで動作し得るが、ハーフレート相当の(立
上り時間Tr/立下り時間Tf)を考慮に入れた場合、
入力パターンによってチャージポンプ回路の出力が影響
を受ける。図9のチャージポンプ回路60は、ハーフレ
ート相当のTr/Tfを持っていたとしても、入力パタ
ーンによる影響を最小限に抑える機能を有する。
【0038】図9のチャージポンプ回路60の機能と対
比するために、例えば、図3のチャージポンプ回路20
のように、入力パターンに対する出力の依存性の大きい
チャージポンプ回路の機能を図11(A)乃至図11
(C)のタイミングチャートを参照して説明する。図1
1(A)乃至図11(C)においてポンプアップ信号U
Pとポンプダウン信号DOWNのオン状態時間を比較す
る時、ポンプアップ信号UPの電流量を1に対して、ポ
ンプダウン信号DOWNの電流量を2に設定することに
より、ポンプアップ信号UPのオン状態時間をそのまま
維持するのに対して、ポンプダウン信号のオン状態時間
を2倍する。
【0039】図11(B)に示すように、このチャージ
ポンプ回路では、Tr/Tf=0ps(ピコ秒)の場合
は、入力信号Dataのレベルが<HLLLLL…>で
ある最適条件下で、上記したようにポンプダウン信号D
OWNのオン状態時間を2倍することにより、オン状態
時間が(UP:DOWN=1:1)となって、ポンプア
ップ信号UPとポンプダウン信号DOWNのオン状態時
間が釣合う。
【0040】しかしながら、例えば、ハーフレート相当
のTr/Tf=100psを有する場合は、図11
(A)に示す出力パターンになり、ポンプダウン信号D
OWNは、入力信号DataのHレベルからLレベル又
はLレベルからHレベルの変化点で50ps立上る一
方、ポンプアップ信号UPは、HレベルからLレベル又
はLレベルからHレベルの変化点で100ps立上り、
ポンプダウン信号DOWNのオン状態時間を2倍するこ
とにより、オン状態時間が(UP:DOWN=3:2)
となって、同期していたとしてもポンプアップ信号UP
とポンプダウン信号DOWNのオン状態時間の釣合いが
取れなくなる。
【0041】更に、このチャージポンプ回路では、図1
1(C)に示すように、入力信号DataのHLレベル
の連続パターン<HLHL…>が出現した最悪条件下
で、オン状態時間が(UP:DOWN=2:1)となっ
てしまう。
【0042】一方、この発明のチャージポンプ回路60
では、図12(A)に示すように、ポンプアップ信号U
P1は、入力信号DataのHレベルからLレベルへの
変化点で立上り、ポンプダウン信号DOWN1は、入力
信号DataのHレベルからLレベルへの変化点とLレ
ベルの連続パターン<LL>において立上るのに対し
て、Lレベルの連続パターン<LL>において立上るポ
ンプダウン信号DOWN1のパターンを打ち消すため
に、Lレベルの連続パターン<LL>の際にはポンプア
ップ信号UP2が出力されるように構成する。
【0043】従って、図12(B)に示すように、チャ
ージポンプ回路60では、入力信号DataのHLレベ
ルの連続パターン<HLHL…>が出現した最適条件下
でTr/Tf=0psの場合は、上記したようにポンプ
ダウン信号DOWN1とポンプアップ信号UP2が打ち
消しあうので、オン状態時間が(UP1:DOWN1=
1:1)となって、ポンプアップ信号UP1とポンプダ
ウン信号DOWN1のオン状態時間が釣合う。
【0044】又、図12(A)に示すように、ハーフレ
ート相当のTr/Tf=100psを有する場合に、入
力信号Dataの図12(A)の線Aで示すHLLレベ
ルの連続パターン<HLLHLL…>が出現する最悪条
件下において、ポンプダウン信号DOWN1は連続して
立上るため、上記したようにポンプダウン信号DOWN
1とポンプアップ信号UP2が打ち消しあうので、オン
状態時間が(UP1:DOWN1=4:5)となる。
【0045】チャージポンプ回路60では、入力パター
ンに対する出力の依存性を示す(ポンプアップ信号のオ
ン状態時間:ポンプダウン信号のオン状態時間)が、最
悪条件下で、入力パターンに対する出力の依存性を低減
するように構成されていないチャージポンプ回路の
(2:1)と比較して、より(1:1)に近似した
(4:5)となるから、入力パターンに対する出力の依
存性が低減される。
【0046】この実施の形態では、ハーフレートチャー
ジポンプ回路60では、入力パターンに対する出力の依
存性が低減されるので、ハーフレートチャージポンプ回
路60の出力が入力パターンによる影響を受けにくい。
【0047】
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、ハーフレートで動作し得る位相検出器と、チャージ
ポンプ回路と、低域フィルタと、電圧制御発振器とを含
むハーフレートCDR回路において、前記位相検出器
が、入力信号及びその反転入力信号とハーフレートクロ
ックを受ける第1の1段目ラッチ回路と、前記入力信号
及び前記反転入力信号と反転ハーフレートクロックを受
ける第2の1段目ラッチ回路と、前記第1の1段目ラッ
チ回路からの出力信号及びその反転出力信号と前記反転
ハーフレートクロックを受ける第1の2段目ラッチ回路
と、前記第2の1段目ラッチ回路からの出力信号及びそ
の反転出力信号と前記ハーフレートクロックを受ける第
2の2段目ラッチ回路と、前記第1の1段目ラッチ回路
からの前記出力信号及び前記反転出力信号、前記第2の
1段目ラッチ回路からの前記出力信号及び前記反転出力
信号と前記ハーフレートクロック及び前記反転ハーフレ
ートクロックを受けて、リタイミングされたリタイミン
グ信号とその反転リタイミング信号を出力する選択回路
と、前記第1の2段目ラッチ回路からの出力信号とその
反転出力信号と前記第2の2段目ラッチ回路からの出力
信号とその反転出力信号を受けて、基準信号とその反転
基準信号を出力する排他OR回路とを備えるので、位相
検出器がハーフレートで動作し得るから、ハーフレート
CDR回路の動作余裕を増大させることができる。
【0048】又、請求項2の発明によれば、前記チャー
ジポンプ回路が、前記低域フィルタに信号を出力するカ
レントスイッチと、複数のPチャネルMOSトランジス
タを有して、ポンプアップ信号を出力するポンプアップ
回路と、複数のNチャネルMOSトランジスタを有し
て、第1ポンプダウン信号を出力する第1ポンプダウン
回路と、複数のNチャネルMOSトランジスタを有し
て、第2ポンプダウン信号を出力する第2ポンプダウン
回路と、前記カレントスイッチ回路、前記ポンプアップ
回路、前記第1ポンプダウン回路と前記第2ポンプダウ
ン回路に接続された定電流源とを備え、又、前記ポンプ
アップ回路のPチャネルMOSトランジスタと前記第1
ポンプダウン回路及び第2ポンプダウン回路のNチャネ
ルMOSトランジスタが論理回路を形成することとによ
り、前記チャージポンプ回路がハーフレート入力に対し
てフルレート出力を生成し得るので、チャージポンプ回
路は、フルレートで出力するのにフルレートの入力を必
要とせず、ハーフレートの入力に対してフルレートで出
力し得るから、ハーフレートCDR回路の動作余裕を増
大させることができる。
【0049】又、請求項3の発明によれば、前記チャー
ジポンプ回路の電圧レベルを調整する増幅回路が、前記
チャージポンプ回路に接続されて、前記ハーフレートC
DR回路の動作中の前記チャージポンプ回路の前記カレ
ントスイッチにおける不必要なオフリーク電流を低減す
るので、ハーフレートCDR回路の動作中のチャージポ
ンプ回路のカレントスイッチにおける不必要なオフリー
ク電流が低減される。
【0050】又、請求項4の発明によれば、前記チャー
ジポンプ回路が、前記低域フィルタに信号を出力するカ
レントスイッチと、複数のPチャネルMOSトランジス
タを有して、第1ポンプアップ信号を出力する第1ポン
プアップ回路と、複数のPチャネルMOSトランジスタ
を有して、第2ポンプアップ信号を出力する第2ポンプ
アップ回路と、複数のNチャネルMOSトランジスタを
有して、ポンプダウン信号を出力するポンプダウン回路
と、前記カレントスイッチ回路、前記第1ポンプアップ
回路、前記第2ポンプアップ回路と前記ポンプダウン回
路に接続された定電流源とを備え、又、ハーフレート相
当の(立上り時間/立下り時間)が存在する場合に、前
記第1ポンプアップ信号及び前記第2ポンプアップ信号
のオン状態時間の前記ポンプダウン信号のオン状態時間
に対する比が1に近似するように、第1ポンプアップ信
号及び前記第2ポンプアップ信号と前記ポンプダウン信
号のオン状態時間を入力信号に対して設定したので、チ
ャージポンプ回路の出力が入力パターンによる影響を受
けにくい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1にかかるハーフレー
トCDR回路に用いられるハーフレート位相検出器の回
路図である。
【図2】 図1のハーフレート位相検出器の信号のタイ
ミングチャートである。
【図3】 この発明の実施の形態2にかかるハーフレー
トCDR回路に用いられるハーフレートチャージポンプ
回路の回路図である。
【図4】 図1のハーフレート位相検出器と図3のハー
フレートチャージポンプ回路の信号のタイミングチャー
トである。
【図5】 図3のハーフレートCDR回路の位相比較原
理を示す図である。
【図6】 図3のハーフレートチャージポンプ回路のポ
ンプダウン信号のタイミングチャートである。
【図7】 (A)と(B)は、夫々、図3のハーフレー
トチャージポンプ回路内で形成し得るNOR回路とAN
D回路である。
【図8】 この発明の実施の形態3にかかるハーフレー
トCDR回路に用いられるハーフレートチャージポンプ
回路の回路図である。
【図9】 この発明の実施の形態4にかかるハーフレー
トCDR回路に用いられるハーフレートチャージポンプ
回路の回路図である。
【図10】 図9のハーフレートチャージポンプ回路の
信号のタイミングチャートである。
【図11】 (A)、(B)と(C)は、図9のハーフ
レートチャージポンプ回路の比較例としてのチャージポ
ンプ回路の信号のタイミングチャートである。
【図12】 (A)と(B)は、図9のハーフレートチ
ャージポンプ回路の信号のタイミングチャートである。
【図13】 従来のCDR回路の構成を示すブロック図
である。
【図14】 図13の従来のCDR回路に用いられる位
相検出器の回路図である。
【図15】 図14の従来の位相検出器の信号のタイミ
ングチャートである。
【符号の説明】
10 ハーフレート位相検出器、11 1段目ラッチ回
路、12 1段目ラッチ回路、13 2段目ラッチ回
路、14 2段目ラッチ回路、15 選択回路、16
排他OR回路、20 ハーフレートチャージポンプ回
路、21 カレントスイッチ、22 第1定電流源、2
3 第2定電流源、24 ポンプアップ回路、25 第
1ポンプダウン回路、26 第2ポンプダウン回路、4
0 ハーフレートチャージポンプ回路、50 増幅回
路、60 ハーフレートチャージポンプ回路、61 第
1ポンプアップ回路、62 第2ポンプアップ回路、6
3 ポンプダウン回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J106 AA04 CC01 CC24 CC27 CC41 DD32 JJ02 KK02 KK12 LL02 5K047 MM33 MM46 MM50 MM53 MM60 MM63

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハーフレートで動作し得る位相検出器
    と、チャージポンプ回路と、低域フィルタと、電圧制御
    発振器とを含むハーフレートCDR回路において、 前記位相検出器が、入力信号及びその反転入力信号とハ
    ーフレートクロックを受ける第1の1段目ラッチ回路
    と、前記入力信号及び前記反転入力信号と反転ハーフレ
    ートクロックを受ける第2の1段目ラッチ回路と、前記
    第1の1段目ラッチ回路からの出力信号及びその反転出
    力信号と前記反転ハーフレートクロックを受ける第1の
    2段目ラッチ回路と、前記第2の1段目ラッチ回路から
    の出力信号及びその反転出力信号と前記ハーフレートク
    ロックを受ける第2の2段目ラッチ回路と、前記第1の
    1段目ラッチ回路からの前記出力信号及び前記反転出力
    信号、前記第2の1段目ラッチ回路からの前記出力信号
    及び前記反転出力信号と前記ハーフレートクロック及び
    前記反転ハーフレートクロックを受けて、リタイミング
    されたリタイミング信号とその反転リタイミング信号を
    出力する選択回路と、前記第1の2段目ラッチ回路から
    の出力信号及びその反転出力信号と前記第2の2段目ラ
    ッチ回路からの出力信号及びその反転出力信号を受け
    て、基準信号とその反転基準信号を出力する排他OR回
    路とを備えることを特徴とするハーフレートCDR回
    路。
  2. 【請求項2】 前記チャージポンプ回路が、前記低域フ
    ィルタに信号を出力するカレントスイッチと、複数のP
    チャネルMOSトランジスタを有して、ポンプアップ信
    号を出力するポンプアップ回路と、複数のNチャネルM
    OSトランジスタを有して、第1ポンプダウン信号を出
    力する第1ポンプダウン回路と、複数のNチャネルMO
    Sトランジスタを有して、第2ポンプダウン信号を出力
    する第2ポンプダウン回路と、前記カレントスイッチ回
    路、前記ポンプアップ回路、前記第1ポンプダウン回路
    と前記第2ポンプダウン回路に接続された定電流源とを
    備え、又、前記ポンプアップ回路のPチャネルMOSト
    ランジスタと前記第1ポンプダウン回路及び第2ポンプ
    ダウン回路のNチャネルMOSトランジスタが論理回路
    を形成することとにより、前記チャージポンプ回路がハ
    ーフレート入力に対してフルレート出力を生成し得るこ
    とを特徴とする請求項1に記載のハーフレートCDR回
    路。
  3. 【請求項3】 前記チャージポンプ回路の電圧レベルを
    調整する増幅回路が、前記チャージポンプ回路に接続さ
    れて、前記ハーフレートCDR回路の動作中の前記チャ
    ージポンプ回路の前記カレントスイッチにおける不必要
    なオフリーク電流を低減することを特徴とする請求項2
    に記載のハーフレートCDR回路。
  4. 【請求項4】 前記チャージポンプ回路が、前記低域フ
    ィルタに信号を出力するカレントスイッチと、複数のP
    チャネルMOSトランジスタを有して、第1ポンプアッ
    プ信号を出力する第1ポンプアップ回路と、複数のPチ
    ャネルMOSトランジスタを有して、第2ポンプアップ
    信号を出力する第2ポンプアップ回路と、複数のNチャ
    ネルMOSトランジスタを有して、ポンプダウン信号を
    出力するポンプダウン回路と、前記カレントスイッチ回
    路、前記第1ポンプアップ回路、前記第2ポンプアップ
    回路と前記ポンプダウン回路に接続された定電流源とを
    備え、又、ハーフレート相当の(立上り時間/立下り時
    間)が存在する場合に、前記第1ポンプアップ信号及び
    前記第2ポンプアップ信号のオン状態時間の前記ポンプ
    ダウン信号のオン状態時間に対する比が1に近似するよ
    うに、第1ポンプアップ信号及び前記第2ポンプアップ
    信号と前記ポンプダウン信号のオン状態時間を入力信号
    に対して設定したことを特徴する請求項1に記載のハー
    フレートCDR回路。
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