JP2004104655A - クロック生成回路、pll及びクロック生成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基準クロックと比較クロックとを比較した比較結果を電流信号に変換し、該電流信号に基づいて発振周波数を変動させることで、クロック生成回路の発振周波数のスペクトラムを分散させて、電磁波輻射の低減を図る。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の動作クロックを生成するクロック生成回路に関し、特に、スペクトラム拡散を実現して電磁波輻射を低減することのできるクロック生成回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置の高性能化により、半導体装置の動作クロック(動作周波数)は近年非常に高くなっている。それに伴いクロック生成回路による電磁波輻射が周辺回路等に及ぼす影響が非常に大きな問題となってきている。
【0003】
図1に従来のクロック生成回路、PLL(Phase Locked Loop)を示す。
【0004】
PLL1は、半導体装置の動作クロックCLKを生成して発振する。
【0005】
PLL1は、1/N分周器2、位相比較器3、チャージポンプ4,ループフィルタ5,VCO(電圧制御発振器)6、及び1/M分周器9で構成される。
【0006】
基準クロックRCLKが1/N分周器2に供給され1/N倍(Nは整数)に分周されて、位相比較器3に供給される。VCO6で生成された信号が、1/M分周器7に供給され1/M倍(Mは整数)に分周されて、位相比較器3に供給される。位相比較器3においては、1/N倍に分周された基準クロックRCLKと1/M倍に分周された信号とを比較し、比較した位相差に応じた比較信号をチャージポンプ4に供給する。
【0007】
チャージポンプ4は、比較信号に基づいた信号をループフィルタ5に供給する。 ループフィルタ5は、高周波成分のノイズ等を除去して平滑化した信号をVCO6に供給する。
【0008】
VCO6は、ループフィルタ5が出力する平滑化された信号に基づいて、動作クロックCLKを出力する。この動作クロックCLKは、基準クロックRCLKのM/N倍である。
【0009】
このように、PLL1は基準クロックRCLKに基づいて生成された所定の周波数を有する動作クロックCLKを生成して発振する。
【0010】
しかしながら、このPLL1は、周波数が一定の動作クロックCLKを発振し続けるために、PLL1から輻射される電磁波が大きく、周辺の電子機器に大きな影響を与えるという問題が生じる。
【0011】
図2は、図1のPLL1が発振するクロックの周波数スペクトラムを示す。
【0012】
所定の動作クロック(例えば、16MHz)を発振するようにPLL1を動作させたところ、図2に示すように発振周波数のスペクトラムは一つの大きなピーク値を有するため、PLL1から輻射される電磁波も非常に大きなものとなる。。この最大の電磁波輻射は、他の電子機器の誤動作を引き起こしたり、また、人体にも大きな影響を与える可能性があり、大きな問題となっている。
【0013】
特開平7−143001号公報におけるPLL発振装置においても同様な問題が生じる。
【0014】
【課題を解決するための手段及びその作用効果】
上記課題を解決するために、本発明は、基準クロックと動作クロックとが入力される位相比較器と、前記位相比較器の出力信号に基づいて前記動作クロックを生成する電圧制御発振器とを備えるクロック生成回路において、前記電圧制御発振器は、電圧信号を電流信号に変換する電圧電流変換器と、前記電流信号を可変とする電流可変回路と、前記可変電流信号に基づいた周波数を発振する電流制御発振器とを備えることを特徴とするクロック生成回路を提供する。
【0015】
図3に、本発明の原理図を示す。
【0016】
本発明におけるクロック生成回路は、その発振周波数を変動できるように構成される。
【0017】
クロック生成回路8は、1/N分周器9、位相比較器10、チャージポンプ11,ループフィルタ12,VCO(電圧制御発振器)13、及び1/M分周器17で構成され、VCOの構成以外は、図1に示す従来のPLLと同じである。
【0018】
VCO13は、V−I変換器(電圧電流変換器)14と、電流可変回路15と、ICO(電流制御発振器)16とで構成される。
【0019】
V−I変換器14は、チャージポンプ11からの電圧信号を電流信号に変換する。電流可変回路15は、変換された電流信号を変化させ、ICO16は変化した電流信号に対応する周波数を発振する。
【0020】
このように、本発明においては、発振周波数を制御する電流信号を電流可変回路により可変とすることで発振周波数を変動させる。
【0021】
本発明に係るクロック生成回路によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)発振周波数のスペクトラムを有効に拡散して、電磁波輻射を低減することができる。
【0022】
クロック生成回路が発振する周波数を変動させることで、発振周波数のスペクトラムのピークを分散させることが可能となる。
【0023】
図4は、本発明のクロック生成回路が発振する周波数のスペクトラム−1を示す。
【0024】
図4においては、図2に示す従来のPLLの周波数スペクトラムの唯一のピークが分散されて複数のピークとなるとともに各ピーク値が小さくなり、クロック生成回路が輻射する電磁波が低減される。そのため、クロック生成回路の電磁波輻射による他の電子機器への影響を防止することができる。
【0025】
図5は、本発明のクロック生成回路が発振する周波数のスペクトラム−2を示す。
【0026】
図5(2)は、図4に示すクロック生成回路が発振する周波数のスペクトラムを更に分散させたものである。スペクトラムのピークがほとんどなくなり一定となり、図2に示す従来のPLLの周波数スペクトラム(1)の唯一のピーク値が大幅に低減されている(X低減されている)。そのため、クロック生成回路が輻射する電磁波が大幅に低減されることになる。
(2)発振周波数のスペクトラム拡散の度合いを自由に設定することができる。
【0027】
制御信号に基づいて発振周波数を制御する電流信号を可変とすることで、クロック生成回路の発振周波数を変動させるタイミングや量を自由にコントロールすることができる。そのため、所望する発振周波数のスペクトラム拡散を実現でき、思いのままに電磁波輻射の低減を図ることができる。特に、VCOにおいて、IDAC(電流D/Aコンバータ)を使用することで、発振周波数の変動をデジタル的に制御することができる。即ち、IDACへの入力パターンを変えるだけでスペクトラム拡散の度合いを制御することができるので、制御は一段と容易化される。
(3)正確に発振周波数を遷移させることができる。
【0028】
VCOにおいて、IDAC(電流D/Aコンバータ)を使用することで寄生容量の影響を受けにくくし、発振周波数の遷移の正確化を図ることができる。
(4)プロセス変動、温度変動又は電源電圧変動等によるバラツキに強く対処することができる。
【0029】
VCOにおけるIDACは、V−I変換器(電圧電流変換器)からの電流に基づいて、即ち、PLLがロック状態にあるときの制御電流を基準電流として、発振周波数を制御する電流信号を変化させている。そのため、クロック生成回路は、プロセス変動、温度変動又は電源電圧変動等によるバラツキの影響を受けにくいものとなっている。
【0030】
例えば、ICOが入力電流10mAで、10MHzを発振するものとする。PLLが10MHzにロックする状態であるときに、IDACが入力電流を±1%変動させたとすると、入力電流は9.9mA〜10.1mAの間で変動し、発振周波数は9.9MHz〜10.1MHzの間で変動する。この場合において、プロセス変動、温度変動又は電源電圧変動などにより、ICOが入力電流20mAで、10MHzを発振するものになってしまったとする。IDACは入力電流20mAを基準として入力電流を±1%変動させるので、入力電流は19.8mA〜10.2mAの間で変動し、発振周波数は9.9MHz〜10.1MHzの間で変動する。即ち、プロセス変動、温度変動又は電源電圧変動などがない場合と同じ変動幅なので、プロセス変動、温度変動又は電源電圧変動による影響は見えてこない。
【0031】
一方で、VCOにおけるIDACが、V−I変換器(電圧電流変換器)からの電流に基づかないで、即ち、固定の基準電流に基づいて発振周波数を制御する電流信号を変化させているとする。PLLが10MHzにロックする状態であるときに、IDACが入力電流を±1%変動させたとすると、入力電流は9.9mA〜10.1mAの間で変動し、発振周波数は9.9MHz〜10.1MHzの間で変動する。これは、V−I変換器(電圧電流変換器)からの電流に基づいて電流信号を変化させるIDACと同じである。この場合において、プロセス変動、温度変動又は電源電圧変動などにより、ICOが入力電流20mAで、10MHzを発振するものになってしまったとする。IDACは固定の入力電流10mAを基準として入力電流を±1%変動させるので、入力電流は19.9mA〜10.1mAの間で変動し、発振周波数は9.95MHz〜10.05MHzの間で変動する。プロセス変動、温度変動又は電源電圧変動などがない場合に比べて±0.5%とその変動幅が狭くなっており、プロセス変動、温度変動又は電源電圧変動による影響を大きく受ける。
【0032】
従って、V−I変換器(電圧電流変換器)からの電流に基づいて発振周波数を制御する電流信号を変化させてIDACを使用することで、プロセス変動、温度変動又は電源電圧変動等によるバラツキを抑えることができる。
【0033】
【発明の実施の形態】
[本発明の第1実施例]
図6に、本発明の第1実施例を示す。
【0034】
本発明の第1実施例におけるPLL18は、電流可変回路としてIDAC(電流D/Aコンバータ)を備え、発振周波数を変化させるものである。
【0035】
図6に示すPLL18は、1/N分周器19、位相比較器20、チャージポンプ21,ループフィルタ22,VCO(電圧制御発振器)23、及び1/M分周器28で構成され、VCOの構成以外は、図1に示す従来のPLLと同じである。
【0036】
図6に示す位相比較器20は、例えば、図7に示すように構成され、基準クロックと比較クロックとを比較し、その比較結果としてUp信号とDown信号とを出力する。
【0037】
図6に示すチャージポンプは、例えば、図8に示すように構成され、位相比較器からのUp信号とDown信号とに基づいて電圧信号を出力する。
【0038】
VCO23は、V−I変換器(電圧電流変換器)24と、IDAC(電流D/Aコンバータ)25と、ICO(電流制御発振器)26とで構成される。
【0039】
また、PLL18は、IDAC25を制御する制御回路27を備える。IDAC25は、制御回路27からの制御信号に基づいて、V−I変換器(電圧電流変換器)24からの電流信号を変化させて出力する。そして、ICO26は、変化した電流信号に対応する周波数を発振出力することで、発振周波数を変動させる。 V−I変換器24は、例えば、図9に示すように構成され、入力電圧Viが電流Ioに変換されて出力される。
【0040】
ICO26は、例えば、図10に示すように構成され、入力電流Iiに対応する周波数のクロックを発振する。
【0041】
IDAC25は、例えば、図11に示すように構成される。
【0042】
IDAC25は、nビット構成の電流D/A変換器であり、カレントミラー回路で構成される複数の電流源から構成される。入力ディジタル信号D0、D1・・・Dnに基づいて電流源を切り換えて、入力ディジタル信号に対応するアナログ信号を出力する。
【0043】
入力ディジタル信号D0〜Dnは、NMOSトランジスタ36 1 36 nに供給される。NMOSトランジスタ36 1 36 nはスイッチ動作を行い入力ディジタル信号に応じた電流源、即ちカレントミラー回路(NMOSトランジスタ35 1 35 nの内の何れかのNMOSトランジスタと、NMOSトランジスタ34とで構成されるカレントミラー回路)を選択する。そして、選択されたカレントミラー回路から電流が流れ、出力端子Ioutからアナログ信号が出力される。
【0044】
カレントミラー回路は、NMOSトランジスタ35 1 35 nのチャネル幅Wとチャネル長Lの比(W/L)などのトランジスタサイズ比により、重み付けされている。NMOSトランジスタ35 1 35 nの上部に記載されている数字2n 、2、4・・・2n が重み付けを表している。
【0045】
IDAC25において、PMOSトランジスタ29、30及び31、及びNMOSトランジスタ32及び33で構成される前段部は、基準クロックの周波数を中心としてICOの発振周波数をどの範囲で変化させるかを決定する。例えば、基準クロックの周波数の 20% +20%の範囲内の周波数信号をICOから発振させる場合には、PMOSトランジスタ29、30及び31のトランジスタのサイズ比を1:0.8:0.2に設定し、NMOSトランジスタ32及び33のトランジスタサイズ比を1:1に設定する。この設定により、IDAC25の前段部は、入力電流に基づいて、基準クロックの周波数の 20% +20%の範囲内の周波数を発振するようにICOを制御する。
【0046】
図12に、制御回路27が出力する制御信号の第1の例を示す。制御回路27から出力される制御信号は、図12に示されるような変調波形である。
【0047】
図13に、制御回路27の第1の例である、制御回路37を示す。
【0048】
制御回路37は、カウンタ回路を組み合わせたロジック回路である。アップダウンカウンタ38と分周カウンタ39とで構成される。アップダウンカウンタ38は、クロックCLKに基づいてインクリメント又はデクリメントを行う。分周カウンタ39は、クロックCLKを8分の1で分周し、アップダウンカウンタ38のインクリメント及びデクリメントを切り換えるためのアップダウン切替信号を出力する。アップダウンカウンタ38は、例えば、アップダウン切替信号が”1”の場合にはクロックCLKの8カウント分インクリメントし、アップダウン切替信号が”0”の場合にはクロックCLKの8カウント分デクリメントする。その結果、制御信号は、図14に示すような変調波形となる。
【0049】
図15に、制御回路27の第2の例である、制御回路40を示す。
【0050】
図15における制御回路40は、マイクロコンピュータ41で構成される。マイクロコンピュータ41の制御に基づいて、図12又は図14に示すような制御信号を出力させてもよい。
【0051】
図16に、制御回路27の第3の例である、制御回路42を示す。
【0052】
図16における制御回路42は、レジスタ43、マイクロコンピュータ44及びメモリ45で構成される。マイクロコンピュータ44の制御に基づいてメモリ45に記憶された内容が一旦レジスタ43に記憶させ、レジスタ43に記憶させた内容を制御信号として出力させてもよい。
【0053】
図17に、制御回路27が出力する制御信号の第3の例を示す。
【0054】
図18は、図17のデータを制御信号として変調を行った場合の周波数スペクトラムである。
【0055】
図19は、図12のデータを制御信号として変調を行った場合の周波数スペクトラムである。図19に示すように、図12のデータを制御信号として使用した場合には、周波数スペクトラム特性の両端にわずかなピークができる場合がある。この場合には、両端の周波数が最頻度の周波数となる。しかしながら、電子機器やシステムにおいては、周波数スペクトラムの中心部の周波数で動作するように設計されているのが通常であるので、最頻度の周波数を周波数スペクトラムの中心部の周波数とするのが好ましい。そのため、図17に示すデータを制御信号として使用する。制御信号の最大値付近と最小値付近の傾きを急にすることで、両端の周波数の出現頻度が減る。また、制御信号の中心付近の傾きを緩やかにすることで、中心部の周波数の出現頻度が増加する。図17に示すデータを制御信号として使用することにより、中心部の周波数が最頻度となる、図18の周波数スペクトラムを得ることができる。
【0056】
その他、制御回路27が出力する制御信号は、ランダムに発生させたデータであってもよい。
【0057】
このように、本発明の第1実施例においては、IDAC25を用いてICO26に供給する電流を可変としてICO26の発振周波数を可変とする。そのため、図4に示すに発振周波数のスペクトラムのピークを分散させて、PLLからの電磁波輻射を低減させることができる。
【0058】
本発明の第1実施例においては、短い期間において発振周波数が可変となるが、PLLから発振される平均の周波数は従来のPLLと同じであって、問題はない。
[本発明の第2実施例]
図20に、本発明の第2実施例を示す。
【0059】
本発明の第2実施例は、第1のクロックと第2のクロックとを同時に生成するクロック生成回路であり、何れか一方のクロックの周波数を可変とすることで、クロック生成回路からの電磁波輻射の低減を図るものである。
【0060】
例えば、電子機器によっては、正確なクロックを必要とする部分を有する場合がある。このような部分においては、クロックの周波数をわずかでも変動させることはできない。本発明の第2実施例は、このような部分を備える電子機器等のためのものであり、生成する複数のクロックの内の何れかの周波数を変動させないようにするものである。
【0061】
本発明の第2実施例におけるクロック生成回路46は、第1の動作クロックCLK1を出力するPLL47から構成される第1のクロック生成部と、PLL47からの電流信号を受けて第2のクロックCLK2を出力する第2のクロック生成部とから構成される。
【0062】
第1のクロック生成部を構成するPLL47は、1/N分周器48、位相比較器49、チャージポンプ50,ループフィルタ51,VCO(電圧制御発振器)52、及び1/M分周器55で構成され、VCOの構成以外は、図6に示す 本発明の第1実施例で示すPLL18と同じである。
【0063】
VCO52は、V−I変換器53と第1のICO(電流制御発振器)54とで構成される。
【0064】
V−I変換器53は、ループフィルタ51から供給される電圧信号を電流信号に変換し、第1のICO54は、電流信号に対応する周波数の第1のクロックCLK1を出力する。
【0065】
第2のクロック生成部を構成するIDAC57は、VCO52のV−I変換器53が出力する電流信号を、制御回路56からの制御信号に基づいて変化させて出力する。第2のICO49は変化した電流信号に対応する周波数の第2のクロックCLK2を出力することで、発振周波数を変化させる。なお、制御回路56は、図13、図15又は図16で示すされる制御回路と同じ構成を備えるが、このような構成に限られるものではない。
【0066】
第1のクロック生成部で生成される第1のクロックCLK1の周波数は可変とはならないため電磁波輻射を低減させることはできない。しかしながら、第2のクロック生成部で生成される第2のクロックCLK2の周波数は、IDAC57による第2のICO58への可変電流信号の供給によって可変となる。従って、本発明の第2実施例におけるクロック生成回路は、電磁波輻射を低減させることができる。
[本発明の第3実施例]
図21に、本発明の第3実施例を示す。
【0067】
本発明の第3実施例は、図20に示す本発明の第2実施例とほぼ同じ構成を備えるが、本発明の第2実施例と異なる点は、第1のクロック生成部を構成するPLLのVCO内に補正用IDAC67を設けている点である。
【0068】
IDAC72がV−I変換器66からの電流信号を変化させなかった場合を考える。V−I変換器66からの同じ電流信号を供給される第1のICO68と第2のICO73とは、同じ周波数のクロックを出力するはずである。しかしながら、製造過程のバラツキによりクロックにズレが生じる場合がある。
【0069】
そのため、V−I変換器66からの電流信号を補正するための補正用IDAC66を、V I変換器66と第1のICO68との間に挿入する。補正用IDAC67は、制御回路(2)68によって制御され、製造バラツキ等による誤差を修正した電流信号Icを第1のICO67に供給する。この誤差修正により、第1のクロック生成部を構成するPLL60は所望する第1のクロックCLK1を生成することができ、精度の高いクロック生成回路を実現することが可能となる。 補正用IDAC67を制御する制御回路(2)の構成は、調整用であるので、電源クリップやGNDクリップというような端子のクリップでもよい。また、レジスタで構成してもよい。
【0070】
なお、本発明の第3実施例においては、本発明の第2実施例と同様に、第2のクロック生成部で生成される第2のクロックCLK2の周波数は、IDAC72による第2のICO73への可変電流信号の供給によって可変となる。従って、本発明の第3実施例におけるクロック生成回路は、電磁波輻射を低減させることができることは言うまでもない。
[本発明の第4実施例]
図22に、本発明の第4実施例を示す。
【0071】
本発明の第4実施例は、図6に示す本発明の第1実施例とほぼ同じ構成を備えるが、本発明の第1実施例と異なる点は、IDACとしてLPF(ローパスフィルタ)付IDAC79を使用している点である。
【0072】
図23に、LPF付IDACの一例を示す。
【0073】
図23に示すLPF付IDACは、図11に示すIDACとほぼ同じ構成を備えるが、図11に示すIDACとは異なり、更に、電流出力部にPMOSトランジスタ93及び96、抵抗94、コンデンサ95、及びNMOSトランジスタ97及び98で構成されるLPFを備える。
【0074】
IDACにおいては、入力データの変化時に出力電流にグリッチ(ノイズ)が発生する場合がある。このグリッチがICOに供給されるとICOはグリッチに従った高周波数の信号を出力する。そのため、PLLはロック状態からはずれてしまい、基準周波数に収束できなくなる事態も生じ得る。
【0075】
そのため、出力電流をなまらせる働きを有するLPF付IDACを使用すれば、グリッチが発生した出力電流をなまらせることができ、PLLはロック状態からはずれることはなくなる。精度の高いPLLを提供することができる。
【0076】
以上の説明に関して更に以下の項を開示する。
(付記1)
基準クロックと動作クロックとが入力される位相比較器と、前記位相比較器の出力信号に基づいて前記動作クロックを生成する電圧制御発振器とを備えるクロック生成回路において、前記電圧制御発振器は、電圧信号を電流信号に変換する電圧電流変換器と、前記電流信号を可変とする電流可変回路と、前記可変電流信号に基づいた周波数を発振する電流制御発振器とを備えることを特徴とするクロック生成回路(請求項1)。
(付記2)
前記電流可変回路は、電流D/Aコンバータ又はローパスフィルタ付電流D/Aコンバータであることを特徴とする付記1に記載のクロック生成回路(請求項2)。
(付記3)
前記電流可変回路を制御する制御回路を備えることを特徴とする付記1に記載のクロック生成回路。
(付記4)
前記電流可変回路は、前記電流制御発振器が発振するクロックの周波数の変化範囲を決定できる手段を備えることを特徴とする付記1に記載のクロック生成回路。
(付記5)
基準クロックと比較クロックとを比較した比較結果を電流信号に変換し、該電流信号に基づいて動作クロックを生成するクロック生成回路であって、前記電流信号を変化させて複数の電流信号を生成する第1回路と、前記複数の電流信号に基づいて複数の異なる周波数のクロックを生成する第2回路とを備えることを特徴とするクロック生成回路(請求項3)。
(付記6)
前記第1回路は、電流D/Aコンバータ又はローパスフィルタ付電流D/Aコンバータであることを特徴とする付記5に記載のクロック生成回路。
(付記7)
前記第1回路を制御する制御回路を備えることを特徴とする付記5に記載のクロック生成回路。
(付記8)
基準クロックと比較クロックとを比較した比較結果を出力する位相比較器と、前記比較結果に基づく電流信号を生成する第1回路と、前記電流信号に基づいて第1電流信号と第2電流信号とを生成する第2回路と、前記第1電流信号に基づいて第1周波数のクロックを生成するとともに、前記第2電流信号に基づいて第2周波数のクロックを生成する第3回路とを備えることを特徴とするクロック生成回路(請求項4)。
(付記9)
前記第1回路は、電流D/Aコンバータ又はローパスフィルタ付電流D/Aコンバータであることを特徴とする付記8に記載のクロック生成回路。
(付記10)
前記第1回路を制御する制御回路を備えることを特徴とする付記8に記載のクロック生成回路。
(付記11)
第1のクロックを生成する第1クロック生成部と、第2のクロックを生成する第2クロック生成部と、を備えるクロック生成回路において、前記第1クロック生成部は、基準クロックと動作クロックと比較する位相比較器と、前記比較結果又は比較結果に基づく信号を電流信号に変換する電圧電流変換器と、前記電流信号に基づいて第1動作クロックを生成する第1電圧制御発振器とを備え、前記第2クロック生成部は、前記電流信号を可変とする電流可変回路と、前記可変電流信号に基づいた周波数のクロックを発振する第2電流制御発振器とを備えることを特徴とするクロック生成回路(請求項5)。
(付記12)
前記電流可変回路は、電流D/Aコンバータ又はローパスフィルタ付電流D/Aコンバータであることを特徴とする付記11に記載のクロック生成回路。
(付記13)
前記電流可変回路を制御する制御回路を備えることを特徴とする付記11に記載のクロック生成回路。
(付記14)
前記電流可変回路は、前記第2電流制御発振器が発振するクロックの周波数の変化範囲を決定できる手段を備えることを特徴とする付記11に記載のクロック生成回路。
(付記15)
前記第1クロック生成部は、前記電流信号を補正して前記第1電圧制御発振器に供給する補正用回路を備えることを特徴とする付記11に記載のクロック生成回路。
(付記16)
N個(Nは1以上の整数)のピークを有する周波数スペクトラムの第1クロックを生成するクロック生成回路において、基準クロックと比較クロックとを比較した比較結果に基づいて生成された電流信号に基づいて、M個(Mは1以上の整数、M>N)のピークを有する周波数スペクトラムの第2クロックを生成する手段を備えることを特徴とするクロック生成回路(請求項6)。
(付記17)
前記手段は、前記電流信号を変化させる、電流D/Aコンバータ又はローパスフィルタ付電流D/Aコンバータを含むことを特徴とする付記16に記載のクロック生成回路。
(付記18)
基準クロックと動作クロックとが入力される位相比較器と、前記位相比較器の出力が供給されるチャージポンプと、前記チャージポンプの出力が供給されるとともに前記動作クロックを出力する電圧制御発振器とを備えるPLLにおいて、前記電圧制御発振器は、電圧信号を電流信号に変換する電圧電流変換器と、前記電流信号を可変とする電流可変回路と、前記可変電流信号に基づいた周波数を発振する電流制御発振器とを備えることを特徴とするPLL(請求項7)。
(付記19)
動作クロックを生成する方法において、基準クロックと比較クロックとを比較し、前記比較結果を電流信号に変換し、前記電流信号を制御信号に基づいて可変とし、前記可変電流信号に基づいて異なる周波数の動作クロックを出力することを特徴とする動作クロックの生成方法(請求項8)。
(付記20)
基準クロックと比較クロックとを比較し、前記比較結果を電流信号に変換し、前記電流信号を第1制御信号に基づいて第1電流信号と第2電流信号とを生成し、前記第1電流信号に基づいて第1周波数のクロックを生成し、前記第2電流信号に基づいて第2周波数のクロックを生成することを特徴とするクロック生成方法(請求項9)。
(付記21)
基準クロックと比較クロックとを比較し、前記比較結果に基づいて複数の電流信号を生成し、前記複数の電流信号に基づいて、M個(Mは2以上の整数)のピークを有する周波数スペクトラムのクロックを生成することを特徴とするクロック生成回路(請求項10)。
【0077】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)発振周波数のスペクトラムを有効に拡散して、電磁波輻射を低減することができる。
(2)発振周波数のスペクトラムの拡散の度合いを自由に設定することができる。
(3)正確に発振周波数を遷移させることができる。
(4)プロセス変動、温度変動又は電源電圧変動等によるバラツキに強く対処することができる。
上記の効果を奏するため、本発明は、電磁波輻射の抑制を強く要請される電子機器、例えばプリンタなどに効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のPLLを示す図である。
【図2】従来のPLLの周波数スペクトラムを示すグラフである。
【図3】本発明の原理図を示す図である。
【図4】本発明のクロック生成回路の周波数スペクトラム−1を示すグラフである。
【図5】本発明のクロック生成回路の周波数スペクトラム−2を示すグラフである。
【図6】本発明の第1実施例を示す図である。
【図7】位相比較器の一例を示す図である。
【図8】チャージポンプの一例を示す図である。
【図9】V−I変換器の一例を示す図である。
【図10】ICOの一例を示す図である。
【図11】IDACの一例を示す図である。
【図12】制御信号の第1の例を示す図である。
【図13】IDACを制御する制御回路の第1の例を示す図である。
【図14】制御信号の第2の例を示す図である。
【図15】IDACを制御する制御回路の第2の例を示す図である。
【図16】IDACを制御する制御回路の第3の例を示す図である。
【図17】制御信号の第3の例を示す図である。
【図18】本発明のクロック生成回路の周波数スペクトラム−3を示すグラフである。
【図19】本発明のクロック生成回路の周波数スペクトラム−4を示すグラフである。
【図20】本発明の第2実施例を示す図である。
【図21】本発明の第3実施例を示す図である。
【図22】本発明の第4実施例を示す図である。
【図23】LPF付IDACの一例を示す図である。
【符号の説明】
1/N分周器 2 9 19 48 61 75
位相比較器 3 10 20 49 62 76
チャージポンプ 4 11 21 50 63 77
ループフィルタ 5 12 22 51 64 78
VCO 6 13 23 52 65 79
1/M分周器 9 17 28 55 69 83
V−I変換器 14 24 44 53 66 80
IDAC 25 57 72
LPF付IDAC 81
ICO 16 26 54 58 68 73 82
制御回路 27 56 70 71 84
Claims (10)
- 基準クロックと動作クロックとが入力される位相比較器と、
前記位相比較器の出力信号に基づいて前記動作クロックを生成する電圧制御発振器と、
を備えるクロック生成回路において、
前記電圧制御発振器は、
電圧信号を電流信号に変換する電圧電流変換器と、
前記電流信号を可変とする電流可変回路と、
前記可変電流信号に基づいた周波数を発振する電流制御発振器と、
を備えること
を特徴とするクロック生成回路。 - 前記電流可変回路は、電流D/Aコンバータ又はローパスフィルタ付電流D/Aコンバータであること
を特徴とする請求項1に記載のクロック生成回路。 - 基準クロックと比較クロックとを比較した比較結果を電流信号に変換し、該電流信号に基づいて動作クロックを生成するクロック生成回路であって、
前記電流信号を変化させて複数の電流信号を生成する第1回路と、
前記複数の電流信号に基づいて複数の異なる周波数のクロックを生成する第2回路と、
を備えることを特徴とするクロック生成回路。 - 基準クロックと比較クロックとを比較した比較結果を出力する位相比較器と、
前記比較結果に基づく電流信号を生成する第1回路と、
前記電流信号に基づいて第1電流信号と第2電流信号とを生成する第2回路と、
前記第1電流信号に基づいて第1周波数のクロックを生成するとともに、前記第2電流信号に基づいて第2周波数のクロックを生成する第3回路と、
を備えることを特徴とするクロック生成回路。 - 第1のクロックを生成する第1クロック生成部と、第2のクロックを生成する第2クロック生成部と、を備えるクロック生成回路において、
前記第1クロック生成部は、
基準クロックと動作クロックと比較する位相比較器と、
前記比較結果又は比較結果に基づく信号を電流信号に変換する電圧電流変換器と、
前記電流信号に基づいて第1動作クロックを生成する第1電圧制御発振器と、
を備え、
前記第2クロック生成部は、
前記電流信号を可変とする電流可変回路と、
前記可変電流信号に基づいた周波数のクロックを発振する第2電流制御発振器とを備えること
を特徴とするクロック生成回路。 - N個(Nは1以上の整数)のピークを有する周波数スペクトラムの第1クロックを生成するクロック生成回路において、
基準クロックと比較クロックとを比較した比較結果に基づいて生成された電流信号に基づいて、M個(Mは1以上の整数、M>N)のピークを有する周波数スペクトラムの第2クロックを生成する手段を備えること
を特徴とするクロック生成回路。 - 基準クロックと動作クロックとが入力される位相比較器と、
前記位相比較器の出力が供給されるチャージポンプと、
前記チャージポンプの出力が供給されるとともに前記動作クロックを出力する電圧制御発振器と
を備えるPLLにおいて、
前記電圧制御発振器は、
電圧信号を電流信号に変換する電圧電流変換器と、
前記電流信号を可変とする電流可変回路と、
前記可変電流信号に基づいた周波数を発振する電流制御発振器と,
を備えることを特徴とするPLL。 - 動作クロックを生成する方法において、
基準クロックと比較クロックとを比較し、
前記比較結果を電流信号に変換し、
前記電流信号を制御信号に基づいて可変とし、
前記可変電流信号に基づいて異なる周波数の動作クロックを出力すること
を特徴とする動作クロックの生成方法。 - 基準クロックと比較クロックとを比較し、
前記比較結果を電流信号に変換し、
前記電流信号を第1制御信号に基づいて第1電流信号と第2電流信号とを生成し、
前記第1電流信号に基づいて第1周波数のクロックを生成し、
前記第2電流信号に基づいて第2周波数のクロックを生成すること
を特徴とするクロック生成方法。 - 基準クロックと比較クロックとを比較し、
前記比較結果に基づいて複数の電流信号を生成し、
前記複数の電流信号に基づいて、M個(Mは2以上の整数)のピークを有する周波数スペクトラムのクロックを生成すること
を特徴とするクロック生成回路。
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