JP2004007642A - プログラム可能な位相ロックループ(pll)におけるアナログ構成の拡散スペクトル周波数変調 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のPLL回路100は信号発生装置110とこの信号発生装置110に結合された拡散スペクトル変調装置112とを備えており、拡散スペクトル変調装置112は入力として制御電圧を受取ってその制御電圧に応答して信号発生装置110に拡散スペクトル制御電圧を供給する。1実施形態では、拡散スペクトル変調装置は少なくとも1つのセレクタを備え、このセレクタは拡散モードに対応する複数の電圧レベルおよび拡散スペクトル変調装置に対する拡散のパーセンテージを選択する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は電子回路、特に電子回路で使用される位相ロックループおよび遅延ロックループ回路に関する。
【0002】
【発明の参考とする文献】
本出願は2001年5月6日出願の米国特許出願第60/289,268号明細書(発明の名称“Programmable Loop Bandwidth In Phase Locked Loop (PLL) Circuit”)および米国特許第06/289,245号明細書(発明の名称“Phase Locked Loop (PLL) And Delay Lock Loop (DLL) Counter And Delay Element Programming In User Mode”)の利点を請求している。
【0003】
本出願は(1)2000年5月3日出願のGregory W. StarrとWanli Changの米国特許出願第10/138,595号明細書(発明の名称“Programmable Loop Bandwidth In Phase Locked Loop (PLL) Circuit”)と、(2)2002年5月3日出願のGregory W. StarrとYen−Hsiang ChangとEdward P. Aungの米国特許出願第10/138,600号明細書(発明の名称“Phase Locked Loop (PLL) And Delay Lock Loop (DLL) Counter And Delay Element Programming In User Mode”)および、(3)2002年5月3日出願のWanli ChangとGregory W. Starrの米国特許出願第10/138,685号明細書(発明の名称“Programmable Current Reference Circuit”)と同時に出願されたものであり、これらの出願はここで参考文献とされている。
【0004】
【従来の技術】
消費者および市販の電子装置はFCC電磁放射標準方式を満たさなければならない。PLL回路も他の電子回路のように、FCC標準方式を満たさなければならない電磁放射を発生する。幾つかの既存のシステムでは、これは高価で重い遮蔽体を付加することにより実現される。他の既存のシステムでは、クロック信号がほぼ中心周波数を中心として制御される方法により変調される周波数を有するデジタル拡散スペクトル技術を実行することにより実現されている。前述したように、遮蔽技術は高価で物理的に重い。他方で、デジタル拡散スペクトル技術は、1組の予め定められた値にカウンタ(分割器)を設定し、第2の組の予め定められた値にカウンタ設定を変更して、予め定められた周波数変調を実現することを含んでいるので、頑強である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
別の既存のシステムは電流のアナログ拡散スペクトル変調を使用する。電流変調を使用することには多くの欠点がある。その1つは、電流変調で三角形波形を生成することが困難であることである。第2に、電流変調の出力が電圧制御発振器を制御するのに最も所望のパラメータではない電流であることである。
【0006】
本発明は既存の電流基準回路のこのおよびその他の欠点を解決する。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は位相ロックループ中で制御電圧を変調するアナログ方法を使用する。本発明のアナログ方法の1つの特徴は、既存のデジタル方法とは異なって、特別な予め定められた値にカウンタをリセットすることに頼らずにさらに制御された変調を行うことである。したがって、アナログ方法は変調からカウンタを切り離しし、さらにフレキシブルな変調方式を与える。本発明の拡散スペクトル変調装置の1つの特徴は拡散モード(即ち拡散のタイプ)と拡散スペクトル変調装置により行われた拡散のパーセンテージを容易に変更することを可能にする。本発明の拡散スペクトル変調装置の別の特徴は、高周波数スプールを減少するために含まれることのできる付加的な濾波を行うことである。別の特徴では、本発明の拡散スペクトル変調装置はプロセス、供給電圧および、温度とは無関係に拡散スペクトル変調を行うことができる。
【0008】
本発明はPLL回路を含んでいる。1実施形態では、本発明のPLL回路は、信号発生装置と、この信号発生装置に結合された拡散スペクトル変調装置とを含んでおり、拡散スペクトル変調装置は入力として制御電圧を受取ってその制御電圧に応答して信号発生装置に拡散スペクトル制御電圧を提供する。1実施形態では、拡散スペクトル変調装置は少なくとも1つのセレクタを含み、この少なくとも1つのセレクタは拡散モードに対応する複数の電圧レベルおよび拡散スペクトル変調装置に対する拡散のパーセンテージを選択する。
【0009】
1実施形態では、位相ロックループ回路は拡散スペクトル変調装置を含んでおり、ここで拡散スペクトル変調装置は電圧分割器と、その電圧分割器に結合されたセレクタを含んでおり、セレクタは拡散レートに対応する複数の電圧および拡散スペクトル変調装置に対する拡散のパーセンテージを選択する。1実施形態では、セレクタは複数のマルチプレクサを含んでおり、複数のマルチプレクサの第1のマルチプレクサは高い電圧を選択し、複数のマルチプレクサの第2のマルチプレクサは低い電圧を選択し、複数のマルチプレクサの第3のマルチプレクサは基準電圧を選択する。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明を図面を参照して、以下さらに詳細に説明する。
本発明はアナログ拡散スペクトル変調装置を有するPLL回路を含んでいる。以下の説明は当業者が本発明を行い使用することを可能にするために与えられ、特定の応用およびその要求の文脈で与えられている。示されている実施形態に対する種々の変形は当業者に容易に明白であり、ここで規定されている一般原理は本発明の技術的範囲を逸脱せずに他の実施形態および応用に適用されてもよい。したがって本発明は、示されている実施形態に限定されることを意図せず、ここで説明する原理および特徴と一貫した最も広い範囲に従う。
【0011】
本発明はPLL回路を参照して主に説明され請求される。しかしながら、PLLおよび遅延ロックループ(DLL)回路はここでは交換可能に使用されることに注意すべきである。それ故、説明または特許請求の範囲におけるここでのPLL回路の参照はPLL回路に限定されず、DLL回路も同様に含んでいる。
【0012】
図1は本発明のPLL回路100の1実施形態のブロック図である。図1では、PLL回路100は位相周波数検出器(PFD)105と、プログラム可能な電流基準回路を有するチャージポンプ(CP)110と、アナログ拡散スペクトル変調装置112と、選択可能な帯域幅を有するループフィルタ115と、電圧制御発振器(VCO)120と、カウンタN 125と、カウンタM 130と、カウンタO 135とを含んでいる。
【0013】
図1では、シフトレジスタ127、132、152、137も示されており、1実施形態ではDタイプのフリップフロップを含んでいる。シフトレジスタ127、132、137はカウンタN 125、カウンタM 130、カウンタO 135にそれぞれ結合されている。1実施形態では、シフトレジスタ152はCP110、ループフィルタ115、拡散スペクトル変調装置112に結合されている。1実施形態では、シフトレジスタ152はCP110の対応するホールドレジスタ、ループフィルタ115、拡散スペクトル変調装置112に結合されている。
【0014】
選択可能な帯域幅を有するループフィルタ115はここではプログラム可能な帯域幅を有するループフィルタ(またはプログラム可能な帯域幅のループフィルタ)または可変の帯域幅を有するループフィルタ(または可変帯域幅のループフィルタ)と呼ばれる。プログラム可能な帯域幅を有するループフィルタ115はPLL回路の開ループ帯域幅の実効的なシフトを可能にする。1実施形態では、ループフィルタ115の帯域幅はシフトレジスタ152を使用してユーザモードでプログラム可能である。本出願と同時出願でここで参考文献とされているGregory W.StarrとWanli Changの米国特許出願第10/138,595号明細書(発明の名称“Programmable Loop Bandwidth In Phase Locked Loop (PLL) Circuit”)はプログラム可能な帯域幅を有するこのようなループフィルタを記載している。
【0015】
カウンタN、M、Oはまた分割器N、M、Oとも呼ばれる。各分割器N、M、Oの出力はそれぞれN、M、Oにより分割されたそれぞれの入力に等しい。1実施形態では、各N、M、Oは整数である。別の実施形態では、各N、M、Oは整数ではない。1実施形態では、各N、M、Oは1に等しい。別の実施形態ではPLLは1以上の分割器N、M、Oをもたない。1実施形態では各カウンタN、M、Oとそれらの関連する遅延はユーザモードでプログラムされてもよく、即ちそれらのカウントと遅延設定はユーザモードでプログラムされてもよい。本出願と同時出願でここで参考文献とされているGregory W. StarrとYen−Hsiang ChangとEdward P. Aungの米国特許出願第10/138,600号明細書(発明の名称“Phase Locked Loop (PLL) And Delay Lock Loop (DLL) Counter And Delay Element Programming In User Mode”)はこのようなカウンタを記載している。
【0016】
1実施形態では、プログラム可能な電流基準回路を有するCP110はシフトレジスタ152を使用してユーザモードでプログラム可能である。プログラム可能な電流基準回路を有するCP110は本出願と同時出願でここで参考文献とされているWanli ChangとGregory W. Starrの米国特許出願第10/138,685号明細書(発明の名称“Programmable Current Reference Circuit”)でさらに詳細に説明されている。別の実施形態では、プログラム可能な電流基準回路をもたないが通常の電流基準回路を有するCPが本発明のPLL回路100で使用されてもよい。
【0017】
PFD105はフィードバッククロック信号を、基準クロック信号の分割されたバージョン、即ち基準クロック回路が分割器N 125を通過した後と比較する。PFD105により比較される2つの信号間の差に応じて(即ちVCO120が高いまたは低い周波数で動作する必要があるか否かに基づいて)アップまたはダウン信号がチャージポンプ110に与えられる。それに応答して、チャージポンプ110はループフィルタ115に与えられる電流を増加するか、ループフィルタ115の電流を減少させる。結果として、高いまたは低い制御電圧(VCTRL)が拡散スペクトル変調装置112に与えられる。拡散スペクトル変調装置112は制御電圧SS(VCTRL _ SS)、拡散スペクトル制御電圧を生成するために制御電圧を拡散スペクトル変調する。VCO120は信号(例えば波形)を発生し、その周波数は制御電圧(厳密には制御電圧SS)に基づいている。
【0018】
図2は本発明のアナログ拡散スペクトル変調装置112の回路図である。アナログ拡散スペクトル変調装置112はバッファ210、電圧レベルセレクタ220、波形発生装置240、電圧加算器260、電圧減算器270を具備している。バッファ210は電圧レベルセレクタ220と電圧加算器260に結合されている。電圧レベルセレクタ220はその後波形発生装置240と電圧加算器260に結合されている。波形発生装置240と電圧加算器260は両者とも電圧減算器270に結合されている。
【0019】
バッファ210は増幅器211を具備し、これは1実施形態では、利得が1の演算増幅器である。バッファ210は制御電圧の過剰な負荷を防止することを目的とする(しかしながら、1実施形態ではバッファ210はアナログ拡散スペクトル変調装置112から除外されることに注意する)。増幅器211のマイナス(または反転)入力端子は増幅器211の出力端子に結合されている。制御電圧は増幅器211のプラス(または非反転)入力端子への入力である。増幅器211の出力はVA である。増幅器211が利得1を有する1実施形態では、VA は単にVCTRLのバッファされたバージョンである。したがって以下はVA とVCTRL間の関係を保持する。 VA =VCTRL (式1)
電圧レベルセレクタ220は電圧分割器221とマルチプレクサ222、223、224を具備している。電圧分割器221は1連の直列抵抗、厳密には抵抗230、232、234、236、238を有する抵抗ネットワークを具備している。ノード231は抵抗230と232の間にある。ノード233は抵抗232と234との間にある。ノード235は抵抗234と236との間にある。ノード237は抵抗236と238との間にある。電圧分割器221は電圧VA を分割する。したがって、ノード231、233、235、237の電圧は漸進的に低くなる。さらにノード231、233、235、237の各電圧はVA よりも低い。
【0020】
ノード231、233、235の電圧はマルチプレクサ222への入力として使用される。ノード233、235、237の電圧はマルチプレクサ223への入力として使用される。ノード231、233、235、237の電圧はマルチプレクサ224への入力として使用される。各マルチプレクサ222、223、224は出力としてその入力の1つを選択する。その選択はマルチプレクサ222、223、224へ与えられる選択(SEL)信号に応答して行われる。1実施形態では、選択はシフトレジスタ152を使用してユーザモードで行われてもよい。マルチプレクサ222、223、224の出力はVH 、VL 、VREF である。以下はVH 、VL 、VREF をVCTRLと関連する式である。
VH =AVCTRL (式2)
VL =BVCTRL (式3)
VREF =CVCTRL (式4)
ここでAは1よりも小さく、BはAよりも小さく1よりも小さく、Cは1よりも小さい。
【0021】
A、B、Cの値はそれぞれ抵抗230、232、234、236、238の抵抗に依存している。さらに、それらの値は出力されるように選択されるマルチプレクサ222、223、224への入力信号に依存している。電圧VH 、VL 、VREF は拡散モードと変調範囲(即ち拡散のパーセンテージ)を決定する。したがって、電圧分割器221はマルチプレクサ222、223、224およびSEL信号と組合わせて、拡散モード、変調範囲(即ち拡散のパーセンテージ)、および基準電圧を設定する。SEL信号の変化は電圧VH 、VL 、VREF と、拡散モードおよび拡散のパーセンテージの変更を可能にすることに注意する。1実施形態では、SEL信号は所望の拡散モードおよび拡散のパーセンテージを実現するためにユーザにより選択される。1実施形態では、この選択はシフトレジスタ152を使用してユーザモードで行われてもよい。
【0022】
図2で示されている実施形態では、電圧分割器221には5個の抵抗が存在している。別の実施形態では異なる数のレジスタが電圧分割器221中に存在してもよい。例えば電圧分割器221に5個よりも多数の抵抗が存在してもよい。電圧分割器221中にさらに多くの抵抗が存在することはマルチプレクサ222、223、224が選択する多数の電圧レベルを提供する。これは電圧VH 、VL 、VREF と、拡散モードおよび拡散のパーセンテージの選択で多数の選択肢を与えるので、アナログ拡散スペクトル変調装置112の構成(またはプログラミング)にさらに大きなフレキシブル性を与える。
【0023】
波形発生装置240は入力として電圧VH 、VL を受信し、出力としてノード241において電圧波形VTRI (これは1実施形態では三角形の電圧波形である)を提供する。波形発生装置240は比較装置242、243と、セットリセットフリップフロップ244と、スイッチ245、246と、電流源247、248と、キャパシタCLOAD249とを具備している。
【0024】
比較装置242は(比較装置242の反転入力端子で受信された)VH を(比較装置242の非反転入力端子で受信された)VTRI と比較し、出力をセットリセットフリップフロップ244のリセット(R)入力端子へ与える。したがって、比較装置242はVTRI がVH よりも大きいときセットリセットフリップフロップ244のリセット入力端子に高い出力を提供する。同様に、比較装置242はVTRI がVH 以下であるときセットリセットフリップフロップ244のリセット入力端子に低い出力を提供する。
【0025】
比較装置243は(比較装置243の非反転入力端子で受信された)VL を(比較装置243の反転入力端子で受信された)VTRI と比較し、出力をセットリセットフリップフロップ244のセット(S)入力端子へ与える。したがって、比較装置243はVL がVTRI よりも大きいときセットリセットフリップフロップ244のセット入力端子に高い出力を供給する。同様に、比較装置243はVTRI がVL 以上のときセットリセットフリップフロップ244のセット入力端子に低い出力を提供する。
【0026】
前述の式2および3では、VH 、VL 、BがAよりも小さいと規定している。それ故、VH はVL よりも大きい。結果として、任意の所定の時間では、VTRI はVH よりも大きくなく、VL よりも小さい。代わりに、VTRI は通常、VH とVL の間である。換言すると、VH 以下であり、VL 以上である。したがって、ほとんどの時間、両比較装置242と243の出力は低い。この状態下で、セットリセットフリップフロップの出力は変更されない。このように、スイッチ245と246の一方が閉じられ、他方が開かれ、電流はノード241から与えられるか、シンク(流出)される。
【0027】
ノード241からの電流の供給または電流のシンクはキャパシタCLOAD249から電流を供給(またはチャージ)するか電流をシンクする(またはチャージ)ことを含んでいることに注意する。したがって、ノード241からの電流の供給または電流のシンクはここではキャパシタCLOAD249からの電流の供給(またはチャージ)または電流のシンク(またはチャージ)と交換可能に使用される。
【0028】
電流がノード241へ供給されるならば、VTRI は増加される。VTRI がVH よりも大きいとき、比較装置242はセットリセットフリップフロップ244のリセット入力端子で高い出力を与える。さらに、VTRI がVH よりも大きいとき、VL よりも大きく、それ故セットリセットフリップフロップ244のセット入力端子への比較装置243の出力は低い。したがって、VTRI がVH よりも大きいとき、端子Qは低く(または0に)リセットされる。結果としてスイッチ245は開かれ、スイッチ246は閉じられる。したがってノード241からの電流はスイッチ246と電流源248によりドレインされる。ノード241からのドレイン電流はVTRI を減少させる。VTRI はそれがVL よりも小さくなるまで減少される。
【0029】
VTRI がVL よりも小さいとき、比較装置243はセットリセットフリップフロップ244のセット入力端子で高い出力を与える。さらに、VTRI がVL よりも小さいとき、VH よりも小さく、それ故セットリセットフリップフロップ244のリセット入力端子への比較装置242の出力は低い。したがって、VTRI がVL よりも小さいとき、Qは高く(または1に)セットされる。結果として、スイッチ245は閉じられスイッチ246は開かれる。したがって電流はスイッチ245により電流源247からノード241へ与えられる。ノード241への電流の供給はVTRI を増加させる。VTRI はそれがVH よりも大きくなるまで増加される。
【0030】
図2で示されている実施形態では、セットリセットフリップフロップ244は比較装置242と243の出力に基づいてスイッチ245と246の状態を決定するために使用される。別の実施形態では、セットリセットフリップフロップ244の代わりに幾つかの他のレジスタがセットリセットフリップフロップ244の機能を行うために使用されてもよい。例えば、別の実施形態では、Dタイプのフリップフロップがセットリセットフリップフロップ244の代わりに使用されてもよい。
【0031】
1実施形態では、VH は三角形の電圧波形の高い(または最高の)電圧(即ちVTRI max )であり、VL は三角形の電圧波形の低い(または最低の)電圧(即ちVTRI min )であり、VREF は三角形の電圧波形の基準またはベース電圧である。換言すると、以下はVH 、VL 、VTRI max 、VTRI min 間に存在する関係である。
VTRI max =VH =AVCTRL (式5)
VTRI min =VL =BVCTRL (式6)
短い期間の時間ではVTRI max 、VTRI min はそれぞれVH より上、VL より下であることに注意する。前述したように、VTRI がVH よりも大きいとき、Qは低く(または0に)リセットされる。結果として、スイッチ245が開かれ、スイッチ246は閉じられる。したがってノード241からの電流はスイッチ246と電流源248によりドレインされる。ノード241からドレインされる電流はVTRI を減少する。VTRI はそれがVL よりも小さくなるまで減少される。同様に、前述したように、VTRI がVL よりも小さいとき、Qは高く(または1に)セットされる。結果としてスイッチ245が閉じられ、スイッチ246は開かれている。したがって電流はスイッチ245により電流源247からノード241へ供給される。ノード241への電流の供給はVTRI を増加させる。VTRI はそれがVH よりも大きくなるまで増加される。
【0032】
1実施形態では、電流源247、248は異なる電流レベルを与えるためにプログラム可能である。1実施形態では、このプログラム能力はプログラム可能な電流基準回路と、電流源247、248との組合わせを使用して実現される。1実施形態では、電流源247、248はシフトレジスタ152を使用してユーザモードでプログラム可能である。前述したように、プログラム可能な電流基準回路はWanli ChangとGregory W. Starrの米国特許出願第10/138,685号明細書(発明の名称“Programmable Current Reference Circuit”)にさらに詳細に記載されており、この明細書は本出願と同時出願され、ここで参考文献とされている。
【0033】
同様に、1実施形態では、キャパシタCLOAD249はプログラム可能である。1実施形態では、キャパシタはシフトレジスタ152を使用してユーザモードでプログラム可能である。プログラム可能なキャパシタはGregory W. StarrとWanli Changの米国特許出願第10/138,595号明細書(発明の名称“Programmable Loop Bandwidth In Phase Locked Loop (PLL) Circuit”)に記載されており、この明細書は本出願と同時出願され、ここで参考文献とされている。
【0034】
電流源247、248によりそれぞれ提供されシンクされる電流と、キャパシタCLOAD249のキャパシタンスはVTRI がVH まで増加されるかVL まで減少される速度を決定する。VTRI がVH まで増加されるかVL まで減少される速度はVTRI の拡散レート(即ち2つの連続的なVTRI max またはVTRI min との間の距離)を決定する。
【0035】
電圧加算器260(または加算増幅器260)は(1実施形態では演算増幅器である)増幅器261および抵抗262、263、264、265を具備している。抵抗264は出力ノード266と、増幅器261の反転入力端子に結合されている。抵抗265は増幅器261の非反転入力端子と接地との間に結合されている。両抵抗262、263は増幅器261の非反転入力端子に結合されている。抵抗262はVREF を出力するマルチプレクサ224の出力に結合されている。1実施形態では、マルチプレクサ224の出力と抵抗262との間に図2で示されているバッファ225等のバッファが存在する。バッファ225はマルチプレクサ224の負荷を阻止することを目的とする。同様に抵抗263はVA を出力する増幅器211の出力に結合されている。VA とVREF の両電圧がそれぞれ抵抗263、262を経て増幅器261の非反転入力端子に与えられるとき、増幅器261はVA とVREF とを結合する。増幅器261の出力電圧VB はVA とVREF との和である。1実施形態では、抵抗262、263、264、265の抵抗はVB と、VA とVREF との和の間に利得1の係数が存在するように選択される。1実施形態では、抵抗262の抵抗は抵抗263の抵抗に等しい。同様に、抵抗264の抵抗は抵抗265の抵抗に等しい。別の実施形態では、幾つかの他の関係がこれらの抵抗間に存在してもよいことに注意すべきである。前述の式1と4を使用して、以下の式がVB に対して得られる。
VB =VA +VREF =VCTRL+CVCTRL=VCTRL(1+C) (式7)
電圧減算器270(または差増幅器270)は(1実施形態では演算増幅器である)増幅器271と抵抗272、273、274、275を具備している。抵抗274は出力ノード276と、増幅器271の反転入力端子とに結合されている。抵抗275は増幅器271の非反転入力端子と接地点との間に結合されている。抵抗272は(電圧VTRI を与える)ノード241と、増幅器271の反転入力端子とに結合されている。抵抗273は(電圧VB を与える)増幅器261の出力ノード266と増幅器271の非反転入力端子に結合されている。電圧VB とVTRI がぞれぞれ抵抗273と272を経てそれぞれ増幅器271の非反転および反転入力端子に与えられるとき、増幅器271はVB からVTRI を減算する。増幅器271の出力電圧VCTRL SSはVB とVTRI の差である。1実施形態では、抵抗272、273、274、275の抵抗はVCTRL SSと、VB とVTRI の差との間に利得1の係数が存在するように選択される。1実施形態では、抵抗273の抵抗は抵抗272の抵抗に等しい。同様に、抵抗275の抵抗は抵抗274の抵抗に等しい。さらに、抵抗272の抵抗は抵抗274の抵抗に等しい。別の実施形態では、幾つかの他の関係がこれらの抵抗間に存在してもよいことに注意すべきである。前述の式7を使用して、以下の式がVCTRL SSに対して得られる。
VCTRL SS=VB −VTRI =VCTRL(1+C)−VTRI (式8)
前述したように、1実施形態では、抵抗272、273、274、275の抵抗はVB と、VA とVREF の和との間に利得1の係数が存在するように選択される。同様に、1実施形態では、抵抗272、273、274、275の抵抗はVCTRL SSと、VB とVTRI の差との間に利得1の係数が存在するように選択される。別の実施形態では、他の抵抗値が所望の1ではない利得係数を与えるように選択されてもよい。
【0036】
1実施形態では、1以上の抵抗230、232、234、236、238、262、263、264、265、272、273、274、275はプログラム可能である。1実施形態では、これらの抵抗はシフトレジスタ152を使用してユーザモードでプログラム可能である。プログラム可能な抵抗はGregory W. StarrとWanli Changの米国特許出願第10/138,595号明細書(発明の名称“Programmable Loop Bandwidth In Phase Locked Loop (PLL) Circuit”)に記載されており、この明細書は本出願と同時出願され、ここで参考文献とされている。これらの抵抗のプログラム能力は電圧セレクタ220のSEL信号を変更せずに、VH 、VL 、VREF の異なる電圧レベルを選択することを可能にする。拡散モードおよび拡散のパーセンテージの選択におけるより大きなフレキシブル性も可能にする。さらに、電圧加算器260と電圧減算器270の利得係数の選択においてより大きなフレキシブル性を可能にする。
【0037】
1実施形態では、フィルタはVCTRLの高周波数スプールを減少するためVCTRLからVCTRL SSまでの電圧路中に付加されてもよい。このようなフィルタは例えば電圧加算器260および/または電圧減算器270を変更することにより加算されてもよい。例えば図2で示されているキャパシタ267等のキャパシタを電圧加算器260に付加すると、電圧加算器260はローパスフィルタとして動作する。同様に、図2で示されているキャパシタ277、278等のキャパシタを電圧減算器270に付加すると、電圧減算器270はローパスフィルタとして動作する。
【0038】
式5、6、8を使用して、次式はVCTRLの最大値(VCTRL SS max )とVCTRLの最小値(VCTRL SS min )に対して得られる。
【0039】
拡散スペクトル変調装置112は拡散モードの変更を可能にする。3つの典型的な拡散モード、即ち下方拡散、中央拡散、上方拡散が存在する。これらの3つのモードの例が以下の表1に要約されている。
表1.種々の拡散モードの例
拡散モード 非拡散周波数 %拡散 最大周波数 最小周波数
下方拡散 100MHz 0.5% 100MHz 99.5MHz
中央拡散 100MHz 0.5% 100.25MHz 99.75MHz
上方拡散 100MHz 0.5% 100.5MHz 100MHz
表1では、各拡散モードは100MHzの非拡散周波数と0.5%の拡散レートを有する。下方拡散の場合では、最大および最小周波数はそれぞれ100MHzと99.5MHzである。中央拡散の場合、最大および最小周波数はそれぞれ100.25MHzと99.75MHzである。上方変換の場合、最大および最小周波数はそれぞれ100.5MHzと100MHzである。
【0040】
図3は図2で示されている幾つかの電圧の計算された電圧対時間のグラフである。図3のグラフはVB 、VA 、VCTRL SS、VH 、VTRI 、VL を表す波形305、310、315、320、325、330を含んでいる。図3では水平軸は時間を表している。時間単位と時間スケールの数は三角形の波形の拡散レート、即ち、三角形の波形の2つの連続的なピーク(最高値)が発生する間の距離または時間に基づいている。
【0041】
本発明のPLL回路は多数のシステムで使用されることができる。例えば、PLL回路はデジタルシステムで使用されてもよい。特に、PLL回路はここで使用されるように複雑なPLD(CPLD)と呼ばれるプログラム可能な論理装置(PLD)を具備するデジタルシステムで使用されてもよい。さらに、PLL回路はPLDで使用されてもよい。1実施形態では、PLL回路はPLDと同一のダイ/チップ上にある。ここで使用されるように、デジタルシステムは純粋なデジタルシステムに限定されることを意図しておらず、デジタルとアナログの両者のサブシステムを含んだハイブリッドシステムを含んでいる。したがって、本発明はここで説明したPLL回路を含むデジタルシステムを含んでいる。
【0042】
本発明を特に図示の実施形態に関して特別に説明したが、種々の変更、変形、適合が本発明の説明に基づいて行われ、本発明の技術的範囲であることを意図することが認識されよう。本発明を最も実際的で好ましい実施形態と現在考えられている実施形態に関連して説明したが、本発明は説明した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に含まれる種々の変形と均等な装置をカバーすることが意図されていることが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のPLL回路の1実施形態のブロック図。
【図2】本発明のアナログ拡散スペクトル変調装置の回路図。
【図3】図2で示されている幾つかの電圧の計算された電圧対時間のグラフ。
Claims (33)
- 信号発生装置と、
この信号発生装置に結合された拡散スペクトル変調装置とを具備し、前記拡散スペクトル変調装置は入力として制御電圧を受取ってその制御電圧に応答して前記信号発生装置に拡散スペクトル制御電圧を供給する位相ロックループ回路。 - 前記拡散スペクトル変調装置は少なくとも1つのセレクタを具備し、前記少なくとも1つのセレクタは拡散モードに対応する複数の電圧レベルおよび前記拡散スペクトル変調装置に対する拡散のパーセンテージを選択するように構成されている請求項1記載の位相ロックループ回路。
- 前記少なくとも1つのセレクタは、前記拡散スペクトル変調装置に対する高い電圧、低い電圧、および基準電圧を選択するように構成されている請求項2記載の位相ロックループ回路。
- 前記少なくとも1つのセレクタは、ユーザモードにおける拡散スペクトル変調装置に対して高い電圧、低い電圧、および基準電圧を選択するように構成されている請求項3項記載の位相ロックループ回路。
- 前記拡散スペクトル変調装置は、前記少なくとも1つのセレクタに結合された電圧分割器を備え、前記少なくとも1つのセレクタは複数のマルチプレクサを備え、前記電圧分割器は直列に結合された複数の抵抗器を備え、電圧分割器からの第1の複数のノードは前記複数のマルチプレクサの第1のマルチプレクサに結合され、電圧分割器からの第2の複数のノードは前記複数のマルチプレクサの第2のマルチプレクサに結合され、電圧分割器からの第3の複数のノードは前記複数のマルチプレクサの第3のマルチプレクサに結合されており、さらに、前記第1、第2および第3のマルチプレクサはそれぞれ高い電圧、低い電圧、および基準電圧を出力するように構成されている請求項3項記載の位相ロックループ回路。
- 前記拡散スペクトル変調装置は、
電圧分割器に結合されたバッファと、
前記複数のマルチプレクサに結合された波形発生装置と、
前記複数のマルチプレクサおよびバッファに結合された電圧加算器と、
電圧加算器および波形発生装置に結合された電圧減算器とを備えている請求項5記載の位相ロックループ回路。 - 前記波形発生装置は、
波形発生装置の出力ノードにおける電圧を高い電圧と比較する第1の比較装置と、
出力ノードにおける電圧を低い電圧と比較する第2の比較装置と、
前記第1および第2の比較装置に結合されているフリップフロップと、
前記フリップフロップの第1の出力ノードに結合された第1のスイッチと、
前記フリップフロップの第2の出力ノードに結合された第2のスイッチと、
第1のスイッチに結合されて出力ノードにおける電流を増加させるための第1の電流源と、
第2のスイッチに結合されて出力ノードからの電流をシンクするための第2の電流源とを具備している請求項6記載の位相ロックループ回路。 - 前記波形発生装置は、異なった拡散レートを与えるようにプログラムされている請求項7記載の位相ロックループ回路。
- 前記電圧加算器は演算増幅器を備え、前記電圧加算器は正の入力ノードにおいて基準電圧およびバッファの出力を受取り、基準電圧とバッファの出力との合計である電圧加算器出力を生成する請求項7記載の位相ロックループ回路。
- 前記電圧減算器は演算増幅器を備え、電圧減算器は前記電圧加算器の出力から波形発生装置の出力ノードにおける電圧を減算する請求項9項記載の位相ロックループ回路。
- さらに、検出器と、
この検出器および拡散スペクトル変調装置に結合されたチャージポンプフィルタと、
チャージポンプフィルタおよび拡散スペクトル変調装置に結合されたループフィルタと、
信号発生装置と検出器の第1の入力ノードとに結合された第1の分割器と、
検出器の第2の入力ノードに結合された第2の分割器と、
信号発生装置に結合された第3の分割器とを具備し、
第1の分割器は信号発生装置から信号発生装置出力信号を受取り、検出器の第1の入力ノードに第1の入力信号を供給し、
第2の分割器は基準クロック信号を受取り、検出器の第2の入力ノードに第2の入力信号を供給し、
第3の分割器は信号発生装置から信号発生装置出力信号を受取り、検出器の第1の入力ノードに第1の入力信号を供給し、基準クロック信号を受取り、出力クロック信号を出力させるように構成されている請求項1記載の位相ロックループ回路。 - 前記拡散スペクトル変調装置は波形発生装置を備えている請求項1記載の位相ロックループ回路。
- 前記波形発生装置は、
波形発生装置の出力ノードにおける電圧を高い電圧と比較する第1の比較装置と、
出力ノードにおける電圧を低い電圧と比較する第2の比較装置と、
前記第1および第2の比較装置に結合されているフリップフロップと、
このフリップフロップの第1の出力ノードに結合された第1のスイッチと、
フリップフロップの第2の出力ノードに結合された第2のスイッチと、
第1のスイッチに結合されて出力ノードにおける電流を増加させるための第1の電流源と、
第2のスイッチに結合されて出力ノードからの電流をシンクするための第2の電流源とを具備している請求項12記載の位相ロックループ回路。 - 拡散スペクトル変調装置はさらに、
波形発生装置に結合された電圧減算器と、
電圧減算器に結合された電圧加算器とを具備している請求項12項記載の位相ロックループ回路。 - プログラム可能な論理装置と請求項1記載の位相ロックループ回路とを具備しているデジタルシステム。
- 請求項1記載の位相ロックループ回路を具備しているプログラム可能な論理装置。
- 拡散スペクトル変調装置を具備している位相ロックループ回路において、
拡散スペクトル変調装置は電圧分割器とこの電圧分割器に結合されているセレクタとを備え、セレクタは拡散レートに対応する複数の電圧および拡散スペクトル変調装置に対する拡散のパーセンテージを選択するように構成されている位相ロックループ回路。 - セレクタは複数のマルチプレクサを備え、複数のマルチプレクサの第1のマルチプレクサは高い電圧を選択し、複数のマルチプレクサの第2のマルチプレクサは低い電圧を選択し、複数のマルチプレクサの第3のマルチプレクサは基準電圧を選択するように構成されている請求項17項記載の位相ロックループ回路。
- 前記電圧分割器は直列に結合された複数の抵抗器を備えている請求項18項記載の位相ロックループ回路。
- 前記拡散スペクトル変調装置はさらに、
電圧分割器に結合されたバッファと、
セレクタに結合され、入力として高い電圧および低い電圧を受取り、出力ノードにおいて波形発生装置出力を生成する波形発生装置と、
バッファおよびセレクタに結合された電圧加算器と、
波形発生装置に結合された電圧減算器とを具備し、
前記電圧加算器はセレクタから基準電圧を受取り、バッファから制御電圧のバッファされたバージョンを受取り、基準電圧と制御電圧のバッファされたバージョンとの合計である電圧加算器出力電圧を出力するように構成され、
前記電圧減算器は波形発生装置出力および電圧加算器出力を受取り、電圧加算器出力から波形発生装置出力を減算して出力として拡散スペクトル制御電圧を生成するように構成されはている請求項19記載の位相ロックループ回路。 - 前記波形発生装置は、
波形発生装置の出力電圧を高い電圧と比較する第1の比較装置と、
波形発生装置の出力電圧を低い電圧と比較する第2の比較装置と、
前記第1および第2の比較装置に結合されているフリップフロップと、
このフリップフロップの第1の出力ノードに結合された第1のスイッチと、
前記フリップフロップの第2の出力ノードに結合された第2のスイッチとを具備し、
第1のスイッチは波形発生装置の出力ノードにおける電流を増加させるために第1の電流源に結合され、
第2のスイッチは波形発生装置の出力ノードからの電流をシンクするために第2の電流源に結合されている請求項20記載の位相ロックループ回路。 - 前記電圧加算器は演算増幅器を備え、前記電圧加算器は非反転入力端子において基準電圧およびバッファの出力を受取り、
さらに、前記電圧減算器は演算増幅器を備え、電圧減算器は反転入力端子において波形発生装置の出力を受取り、非反転入力端子において電圧加算器出力を受取るように構成されている請求項21記載の位相ロックループ回路。 - さらに、検出器と、
この検出器と拡散スペクトル変調装置とに結合されたチャージポンプフィルタと、
チャージポンプと拡散スペクトル変調装置とに結合されたループフィルタと、
信号発生装置と検出器の第1の入力ノードとに結合された第1の分割器と、
検出器の第2の入力ノードに結合された第2の分割器と、
信号発生装置に結合された第3の分割器とを具備し、
第1の分割器は信号発生装置から信号発生装置出力信号を受取り、検出器の第1の入力ノードに第1の入力信号を供給し、
第2の分割器は基準クロック信号を受取り、検出器の第2の入力ノードに第2の入力信号を供給し、
第3の分割器は信号発生装置から信号発生装置出力信号を受取り、出力クロック信号を出力するように構成されている請求項20記載の位相ロックループ回路方法。 - プログラム可能な論理装置と請求項20記載の位相ロックループ回路とを具備しているデジタルシステム方法。
- 請求項20記載の位相ロックループ回路を具備しているプログラム可能な論理装置方法。
- アナログ電圧で制御された拡散スペクトル変調装置を使用して制御電圧を拡散して拡散スペクトル制御電圧を出力し、
この拡散スペクトル制御電圧に応答して出力クロック電圧を生成する出力クロック信号の生成方法。 - 制御電圧を分割して複数の電圧レベルを生成し、
その複数の電圧レベルから高い電圧、低い電圧および基準電圧を選択し、
高い電圧および低い電圧に応答して電圧波形を生成し、
前記基準電圧を制御電圧のバッファされたバージョンと加算して合計電圧を生成し、
この合計電圧から電圧波形を減算して拡散スペクトル制御電圧を生成する請求項26項記載の方法。 - フィードバッククロック信号を基準クロック信号と比較して制御電圧を生成する請求項27項記載の方法。
- 高い電圧および低い電圧に応答して電圧波形を生成し、
基準電圧を制御電圧と加算することによって合計電圧を生成し、
この合計電圧から電圧波形を減算することによって拡散スペクトル制御電圧を生成する請求項26記載の方法。 - 制御電圧を拡散させる手段と、
出力クロック信号を発生させる手段とを具備し、
前記拡散させる手段は、アナログ電圧で制御された拡散スペクトル変調装置を使用して拡散スペクトル制御電圧を出力し、
前記出力クロック信号を発生させる手段は、拡散スペクトル制御電圧に応答して出力クロック信号を出力するように構成されている位相ロックループ。 - 前記拡散させる手段は、
制御電圧を分割して複数の電圧レベルを生成する手段と、
この制御電圧を分割する手段に結合されて前記複数の電圧レベル中から高い電圧、低い電圧および基準電圧を選択する選択手段と、
選択手段に結合されて高い電圧および低い電圧に応答して電圧波形を生成する電圧波形生成手段と、
選択手段に結合されて基準電圧を制御電圧のバッファされたバージョンと加算して合計電圧を生成する加算手段と、
前記加算手段および電圧波形生成手段に結合されて前記合計電圧から電圧波形を減算して拡散スペクトル制御電圧を生成する減算手段とを具備している請求項30記載の位相ロックループ。 - さらに、電圧波形生成手段および拡散手段に結合されてフィードバッククロック信号を基準クロック信号と比較して制御電圧を生成する比較手段を備えている請求項31記載の位相ロックループ。
- 高い電圧および低い電圧に応答して電圧波形を生成する電圧波形生成手段と、
基準電圧を制御電圧と加算して合計電圧を生成する加算手段と、
前記加算手段および電圧波形生成手段に結合されて前記合計電圧から電圧波形を減算して拡散スペクトル制御電圧を生成する減算手段とを具備している請求項30記載の位相ロックループ。
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