JP2004235833A - Phase locked loop circuit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce EMI in a reception band based on a higher harmonics of a clock signal generated from a phase locked loop circuit in a portable telephone device or the like. <P>SOLUTION: The disclosed phase locked loop circuit is constituted with a phrase comparator 1 without a dead zone at the time of detecting phase differences between a dividing signal fp and a reference signal fr, a band limiting part 6 for disconnecting a high frequency component of an output of the detected phase difference of the phase comparator 1, a charge pump 2 for generating a plus or minus output current in accordance with the output of the detected phrase difference from the band limiting part 6, an LPF 3 for integrating the output current of the charge pump 2 and converting it into a voltage, a VCO 4 for generating an oscillation output in which a frequency changes in accordance with an output voltage from the LPF 3, and a frequency divider 5 for dividing an output of the VCO 4 and generating the dividing signal fr. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、位相比較器の不感帯の幅を調整可能な、位相同期ループ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
位相同期ループ回路(以降、PLL(Phase Locked Loop )回路ともいう)は、外部信号に同期したクロック等の出力信号を得るための回路として、移動体通信機器,テレビ装置,BS(Broadcasting Satelite )チューナー,GPS(Grobal Positioning System )装置等において、無線部とは異なるロジック制御回路のクロック源等として、従来から広く用いられている。
図8は、従来のPLL回路の基本的な構成をブロック図によって示したものであって、位相比較器1と、チャージポンプ2と、LPF(Lowpass Filter:低域通過濾波器)3と、VCO(Voltage Controlled Oscillator:電圧制御発振器)4と、分周器5とからなる概略構成が示されている。図8において、位相比較器1とチャージポンプ2とは、位相差検出部100を形成している。
【0003】
位相差検出部100において、位相比較器1は、分周器5からの分周信号fp と外部からの基準信号fr との位相を比較して、基準信号の位相の進み,遅れに応じて、位相誤差に応じたパルス幅を有するUP信号とDOWN信号とを発生する。チャージポンプ2は、位相比較器1からのUP信号とDOWN信号とに応じて、パルス幅と方向の異なる直流出力を発生する。LPF3は、チャージポンプ2からの出力を積分して、位相誤差に応じた極性と大きさを有する直流電圧からなる制御信号を発生する。VCO4は、LPF3からの制御信号に応じて周波数が変化する高周波信号fo を出力する。分周器5は、VCO4の高周波信号foをM(Mは2以上の自然数)分周して分周信号fp を出力する。
【0004】
図8に示されたPLL回路では、位相比較器1において、VCO4の出力信号fo の周波数を分周器5によって分周して得た分周信号fp と、基準信号fr との位相を比較して、比較結果の位相誤差出力からチャージポンプ2を経て直流化された誤差出力を得る。そしてこの誤差出力をLPF3を介して積分して得た直流電圧からなる制御信号をVCO4に帰還して、その出力信号の周波数を制御することによって、位相比較器1の位相誤差出力が零になるように帰還制御が行われて、VCO4から基準信号fr と位相同期した出力信号fo が得られる。
【0005】
図9は、従来のPLL回路における位相差検出部100の構成例を示したものであって、例えば特許文献1に記載された周知の回路からなっている。
この従来例の位相差検出部は、図9に示すように、位相比較器1が、第1のラッチ回路を構成するナンド回路11,12と、第2のラッチ回路を構成するナンド回路13,14と、第3のラッチ回路を構成するナンド回路15,16と、第4のラッチ回路を構成するナンド回路17,18と、4入力ナンド回路19とからなり、チャージポンプ2が、PchMOSトランジスタからなるTr21と、NchMOSトランジスタからなるTr22と、インバータ23とからなっている。
【0006】
位相比較器1において、第1のラッチ回路(11,12)は、分周信号fp の周波数が基準信号fr の周波数より低いとき、そのセット入力に接続された分周信号fp のレベルが基準信号fr のレベルより低いときセットしてロウレベルの出力(UP信号)を発生し、4入力ナンド回路19の出力又は第3のラッチ回路(15,16)のセット時の出力がロウレベルのときリセットしてハイレベルの出力を発生する。
第2のラッチ回路(13,14)は、基準信号fr の周波数が分周信号fp の周波数より低いとき、そのセット入力に接続された基準信号fr のレベルが分周信号fp のレベルより低いときセットしてロウレベルの出力(DOWN信号)を発生し、4入力ナンド回路19の出力又は第4のラッチ回路(17,18)のセット時の出力がロウレベルのときリセットしてハイレベルの出力を発生する。
【0007】
また、第3のラッチ回路(15,16)は、そのリセット入力に接続された第1のラッチ回路(11,12)のリセット時の出力によってリセットし、そのセット入力に接続された4入力ナンド回路19のロウレベルの出力によってセットする。
第4のラッチ回路(17,18)は、そのリセット入力に接続された第2のラッチ回路(13,14)のリセット時の出力によってリセットし、そのセット入力に接続された4入力ナンド回路19のロウレベルの出力によってセットする。
4入力ナンド回路19は、第1のラッチ回路(11,12)及び第2のラッチ回路(13,14)のセット時の出力と、第3のラッチ回路(15,16)及び第4のラッチ回路(17,18)のリセット時の出力とが一致したとき、ロウレベルを出力する。
【0008】
チャージポンプ2において、Tr21は、位相比較器1からUP信号(ロウレベル)を受けたとき、電源Vccから端子CPoutを経てLPF3に対して、UP信号のパルス幅に応じて電流を流入させる。インバータ23は、位相比較器1からDOWN信号(ロウレベル)を受けたとき、これを反転してハイレベルの信号を出力し、Tr22は、インバータ23からハイレベルの信号を受けたとき、端子CPoutを経てLPF3から接地(GND)に対して、DOWN信号のパルス幅に応じて電流を流出させる。
【0009】
図10は、従来のPLL回路における、微小位相差の場合の、位相差検出部の出力特性を示したものであって、位相差が変化したときの出力電流は、位相差0の点を中心として、位相差の正負方向の変化に対して直線的に変化し、位相差が小さい場合でも、出力電流の変化がない不感帯は存在しない。
この際、不感帯が存在しないようにするためには、基準信号fp ,分周信号fr の変化時に対して、位相比較器1の4入力ナンド回路19からの帰還信号の変化をある程度遅延させるようにすることが必要であり、そのため、通常は、4入力ナンド回路19を構成するMOSトランジスタのゲート幅を大きくすることによって、適当な出力遅延時間特性を持たせるように素子が造られている。
【0010】
【特許文献1】
小沢利行:「PLL周波数シンセサイザ回路設計法」、総合電子出版社(第126〜131頁)
【特許文献2】
特開2000−252817
【特許文献3】
特開2001−156626
【特許文献4】
特開2001−156629
【特許文献5】
特開平08−213905
【特許文献6】
特開平10−126259
【特許文献7】
特開平10−327070
【特許文献8】
特開平11−220387
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
図8及び図9に示された従来のPLL回路においては、VCO4から出力されるクロック信号のジッタを極力少なくするために、位相比較器1の不感帯をなくして、伝達特性(ユニティゲイン,角周波数,位相余裕)がより安定した値になるように設計されていた。
そのため、ジッタは少なくなるが、出力するクロック信号の高調波成分が大きくなり、その高調波成分が携帯電話装置等の受信帯域内に存在した場合、発信及び着信等が出来なくなる受信音声に可聴音が混入して、受信妨害問題(Electromagnetic Interference:EMI)をひき起こすことがあるという問題があった。
【0012】
この発明は上述の事情に鑑みてなされたものであって、携帯電話装置等において、位相同期ループ回路から出力されるクロック信号の高調波に基づく、EMIの発生を防止することが可能な、位相同期ループ回路を提供することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は位相同期ループ回路に係り、分周信号と基準信号との位相差検出時の不感帯が存在しない位相比較手段と、該位相比較手段の位相差検出出力の高周波成分を遮断する帯域制限手段と、該帯域制限手段からの位相差検出出力に応じて正又は負の出力電流を発生するチャージポンプ手段と、該チャージポンプ手段の出力電流を積分して電圧に変換する低域通過濾波手段と、該低域通過濾波手段の出力電圧に応じて周波数が変化する発振出力を発生する電圧制御発振手段と、該電圧制御発振手段の出力を分周して上記分周信号を発生する分周手段とからなることを特徴としている。
【0014】
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の位相同期ループ回路に係り、上記帯域制限手段が、複数個の制御入力のそれぞれに応じて、順次異なる遮断特性を有する複数個の低域通過濾波回路のいずれかを選択して入力端と出力端間に接続する回路からなることを特徴としている。
【0015】
また、請求項3記載の発明は、請求項2記載の位相同期ループ回路に係り、上記帯域制限手段が、複数個の制御入力のそれぞれに応じて選択的にオンになる複数個のスイッチ手段に対して、それぞれのスイッチ手段に直列に零個から順次1個ずつ増加する数の抵抗素子を接続するとともに、該複数個の直列回路のそれぞれの一方の端部を並列に接続して入力端とし、他方の端部を並列に接続して出力端とするとともに、該出力端と接地間に並列に容量素子を接続した回路からなることを特徴としている。
【0016】
また、請求項4記載の発明は位相同期ループ回路に係り、分周信号と基準信号との位相差検出時の不感帯の幅を調整可能な不感帯調整付位相比較手段と、該不感帯調整付位相比較手段の位相差検出出力に応じて正又は負の出力電流を発生するチャージポンプ手段と、該チャージポンプ手段の出力電流を積分して電圧に変換する低域通過濾波手段と、該低域通過濾波手段の出力電圧に応じて周波数が変化する発振出力を発生する電圧制御発振手段と、該電圧制御発振手段の出力を分周して上記分周信号を発生する分周手段とからなることを特徴としている。
【0017】
また、請求項5記載の発明は、請求項4記載の位相同期ループ回路に係り、上記不感帯調整付位相比較手段が、分周信号の周波数が基準信号の周波数より低いときセットして第1の出力信号を発生し、4入力一致検出手段の出力又は第3のラッチ回路のセット時の出力によってリセットする第1のラッチ回路と、基準信号の周波数が分周信号の周波数より低いときセットして第2の出力信号を発生し、4入力一致検出手段の出力又は第4のラッチ回路のセット時の出力によってリセットする第2のラッチ回路と、上記第1のラッチ回路がリセットしたときリセットし、4入力一致検出手段の出力が発生したときセットする第3のラッチ回路と、上記第2のラッチ回路がリセットしたときリセットし、4入力一致検出手段の出力が発生したときセットする第4のラッチ回路と、上記第1のラッチ回路及び第2のラッチ回路のセット時の出力と、上記第3のラッチ回路及び第4のラッチ回路のリセット時の出力とが一致したとき、出力を発生する4入力一致検出手段と、上記4入力一致検出手段の出力端と、上記第3のラッチ回路及び第4のラッチ回路のセット入力端間に挿入された遅延選択手段とからなることを特徴としている。
【0018】
また、請求項6記載の発明は、請求項4又は5記載の位相同期ループ回路に係り、上記遅延選択手段が、複数個の制御入力のそれぞれに応じて、順次異なる遅延特性を有する複数個の遅延回路のいずれかを選択して入力端と出力端間に接続する回路からなることを特徴としている。
【0019】
また、請求項7記載の発明は、請求項6記載の位相同期ループ回路に係り、上記遅延選択手段が、複数個の制御入力のそれぞれに応じて選択的にオンになる複数個のスイッチ手段に対して、それぞれのスイッチ手段に直列に零個から順次1個ずつ増加する数のバッファ回路を接続するとともに、該複数個の直列回路のそれぞれの一方の端部を並列に接続して入力端とし、他方の端部を並列に接続して出力端とした回路からなることを特徴としている。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用いて具体的に行う。
◇第1実施例
図1は、本発明の第1実施例である位相同期ループ回路の構成を示すブロック図、図2は、本実施例の位相同期ループ回路における、位相差検出部の構成を示す回路図、図3は、本実施例の帯域制限部における、LPF回路の具体的構成を示す回路図、図4は、本実施例の位相差検出部における、微小位相差の場合の位相差対出力電流特性を示す図である。
【0021】
この例のPLL回路は、図1に示すように、位相比較器1と、チャージポンプ2と、LPF3と、VCO4と、分周器5と、帯域制限部6とから概略構成されている。図1において、位相比較器1とチャージポンプ2と帯域制限部6とは、位相差検出部101を構成している。
また図2においては、位相比較器1,チャージポンプ2,帯域制限部6とからなる位相差検出部101の具体的構成が示されている。
この例の位相同期ループ回路において、位相比較器1,チャージポンプ2,LPF3,VCO4,分周器5は、図8に示された従来例の場合と同様なので、以下においては、これらについての詳細な説明を省略する。
【0022】
帯域制限部6において、第1のLPF回路61と、第2のLPF回路62とは同一の構成を有しているので、以下においては、LPF回路61のみについて、その構成と動作とを説明する。
LPF回路61は、図3に示すように、スイッチSW610,SW611,SW612,…,SW61nと、抵抗R611,R612,…,R61nと、コンデンサC61とからなっている。
【0023】
コンデンサC61は、LPF回路61の出力OUTと接地間に並列に接続されている。スイッチSW610は、端子D1からの入力に応じてオンになって、LPF回路61の入力INと出力OUT間を接続する。スイッチSW611は、端子D2からの入力に応じてオンになって、入力INと出力OUT間に直列に抵抗R611を接続する。スイッチSW612は、端子D3からの入力に応じてオンになって、入力INと出力OUT間に直列に抵抗R612を接続する。以下、同様にして、スイッチSW61nは、端子Dnからの入力に応じてオンになって、入力INと出力OUT間に直列に抵抗R61nを接続する。
【0024】
図3に示されたLPF回路においては、端子D1,D2,D3,…,DnにNビットの並列データを与えることによって、例えばスイッチSW610オン時には、入力INと出力OUT間を短絡して接地との間にコンデンサコンデンサC61のみを接続し、スイッチSW611オン時には入力INと出力OUT間に、抵抗R611とコンデンサC61とからなるローパスフィルタを接続し、スイッチSW612オン時には入力INと出力OUT間に、抵抗R612とコンデンサC61とからなるローパスフィルタを接続し、以下、同様にして、スイッチSW61nオン時には入力INと出力OUT間に、抵抗R61nとコンデンサC61とからなるローパスフィルタを接続する。さらに複数のスイッチがオンになったときは、それらのスイッチによって接続された複数の抵抗が並列になって、コンデンサC61とからなるローパスフィルタを形成する。このようにして、端子D1,D2,D3,…,Dnの入力に応じたローパス特性を、入力INと出力OUT間に実現することができる。
【0025】
以下、図1乃至図4を参照して、この例のPLL回路の動作を説明する。
図1〜図3に示されたPLL回路では、位相比較器1において、VCO4の出力信号fo の周波数を分周器5によって分周して得た分周信号fp と、基準信号fr との位相を比較して、比較結果の位相誤差出力からチャージポンプ2を経て直流化された誤差出力を得て、そしてこの誤差出力をLPF3を介して積分して得た直流電圧からなる制御信号をVCO4に帰還して、その出力信号の周波数を制御することによって、位相比較器1の位相誤差出力が零になるように帰還制御が行われて、VCO4から基準信号fr と位相同期した出力信号fo が得られるが、この際、端子D1,D2,D3,…,DnにNビットの並列データを与えることによって、位相比較器1のナンド回路12からの位相誤差出力と、ナンド回路14からの位相誤差出力とは、それぞれLPF回路61,62のローパス特性に応じて帯域制限されて、高周波成分を遮断される。
【0026】
位相比較器1からの位相誤差出力は、PLL回路の位相同期動作が収束しない状態ではパルス幅が広く、従って位相誤差出力の周波数成分は低周波成分が多い。一方、PLL回路の位相同期動作が収束に近づいた状態ではパルス幅が狭くなり、従って位相誤差出力の周波数成分は高周波成分が多くなる。
そこで、PLL回路61,62によって、位相比較器1からの位相誤差出力の高周波成分を減衰させ、低周波成分のみを通過させてチャージポンプ2に与えるようにすることによって、位相差検出部101の出力に不感帯を設けて、基準信号fp と分周信号fr との位相差が少なくなった状態で、UP信号とDOWN信号とが出力されなくなるようにすることができる。
【0027】
この場合の、微小位相差の場合における位相差検出部101の出力特性は、図4に示されるようなものとなり、位相差0の場合を中心としてある範囲内では、出力電流が存在しない不感帯が存在するようになっている。
この場合の不感帯の幅は、LPF回路61,62の遮断特性によって定まるので、端子D1,D2,D3,…,Dnに与えらるNビットの並列データを設定することによって、例えば、図4においてB1,B2,B3で示すように、不感帯の幅を任意に調整することができる。
【0028】
この例のように、PLL回路の位相同期動作に不感帯を設けた場合、不感帯の範囲内では、VCOから発生するクロック信号の周波数が安定しないで揺動するようになるため、クロック信号の高調波の周波数も変動する。従って受信帯域内に落ちる高調波のスペクトラムが拡散するので、携帯電話装置等におけるクロック信号の高調波に基づくEMIのピークが低減されることになる。
この場合における不感帯の幅は、外部から与えらるNビットの並列データを適当に設定することによって、クロック信号周波数の変動が、ロジック回路の動作に悪影響を与えない範囲で、任意の種類に調整することができる。
【0029】
このように、この例のPLL回路では、位相比較器の出力にLPF回路を含む帯域制限部を挿入して、位相同期動作に意図的に不感帯を設けることによって、周波数精度をさほど必要としないロジック回路のクロック信号にジッタを持たせて、受信帯域内におけるクロック信号の高調波のスペクトラムを拡散するようにしたので、クロック信号の高調波に基づくEMIを効果的に低減することができる。
【0030】
◇第2実施例
図5は、本発明の第2実施例である位相同期ループ回路の構成を示すブロック図、図6は、本実施例の位相同期ループ回路における、位相差検出部の構成を示す回路図、図7は、本実施例の位相比較器における、遅延選択回路の具体的構成例を示す回路図である。
【0031】
この例のPLL回路は、図5に示すように、不感帯調整付位相比較器1Aと、チャージポンプ102と、LPF3と、VCO4と、分周器5とから概略構成されている。図5において、位相比較器1Aとチャージポンプ2とは、位相差検出部102を構成している。
この例の位相同期ループ回路において、チャージポンプ2,LPF3,VCO4,分周器5は、図8に示された従来例の場合と同様なので、以下においては、これらについての詳細な説明を省略する。
【0032】
位相差検出部102において、不感帯調整付位相比較器1Aは、図6に示すように、第1のラッチ回路を構成するナンド回路11,12と、第2のラッチ回路を構成するナンド回路13,14と、第3のラッチ回路を構成するナンド回路15,16と、第4のラッチ回路を構成するナンド回路17,18と、4入力ナンド回路19Aと、遅延選択回路20とからなっている。これらのうち、第1のラッチ回路を構成するナンド回路11,12、第2のラッチ回路を構成するナンド回路13,14、第3のラッチ回路を構成するナンド回路15,16、第4のラッチ回路を構成するナンド回路17,18の構成は図9に示された従来例の場合と同様なので、以下においては、これらについての詳細な説明を省略する。
【0033】
不感帯調整付位相比較器1Aにおいて、4入力ナンド回路19Aは、素子を構成するMOSトランジスタのゲート幅を小さくすることによって、予め4入力ナンド回路自体の遅延時間特性が小さくなるように、素子が造られている。
遅延選択回路20は、位相比較器1Aにおける4入力ナンド回路19Aの出力と、第3のラッチ回路のナンド回路15及び第4のラッチ回路のナンド回路17との接続点間に接続されていて、図7に示すように、スイッチSW200,SW201,SW202,SW203,…,SW20nと、バッファB201、バッファB2021,B2022、バッファB2031,B2032,B2033、…、バッファB20n1,…,B20nnとからなっている。
【0034】
スイッチSW200は、端子D1からの入力に応じてオンになって、遅延選択回路20の入力INと出力OUT間を接続する。スイッチSW201は、端子D2からの入力に応じてオンになって、入力INと出力OUT間にバッファB201を接続する。スイッチSW202は、端子D3からの入力に応じてオンになって、入力INと出力OUT間にバッファB2021,B2022を直列に接続する。スイッチSW203は、端子D4からの入力に応じてオンになって、入力INと出力OUT間にバッファB2031,B2032,B2033を直列に接続する。以下、同様にして、スイッチSW20nは、端子Dnからの入力に応じてオンになって、入力INと出力OUT間にバッファB20n1,…,B20nnを直列に接続する。
【0035】
図7に示された遅延選択回路20においては、端子D1,D2,D3,…,DnにNビットの並列データを与えることによって、例えばスイッチSW200オン時には入力INと出力OUT間を短絡し、スイッチSW201オン時には入力INと出力OUT間に、バッファB201を接続し、スイッチSW202オン時には入力INと出力OUT間に、バッファB2021,B2022を接続する等のように、端子D1,D2,D3,…,Dnの入力に応じて、入力INと出力OUT間を短絡し、又は異なる数のバッファを直列に接続することによって、入力INと出力OUT間に異なる種類の遅延時間特性を実現する。
【0036】
以下、図5乃至図7を参照して、この例のPLL回路の動作を説明する。
図5〜図7に示されたPLL回路では、不感帯調整付位相比較器1Aにおいて、VCO4の出力信号fo の周波数を分周器5によって分周して得た分周信号fp と、基準信号fr との位相を比較して、比較結果の位相誤差出力からチャージポンプ2を経て直流化された誤差出力を得て、この誤差出力をLPF3を介して積分して得た直流電圧からなる制御信号をVCO4に帰還して、その出力信号の周波数を制御することによって、位相比較器1Aの位相誤差出力が零になるように帰還制御が行われて、VCO4から基準信号fr と位相同期した出力信号fo が得られるが、この際、端子D1,D2,D3,…,DnにNビットの並列データを与えることによって、不感帯調整付位相比較器1Aにおける4入力ナンド回路19Aの出力と、第3のラッチ回路のナンド回路15及び第4のラッチ回路のナンド回路17との接続点間の遅延時間が、そのときの遅延選択回路20の遅延特性に応じて変化する。
【0037】
位相差検出部102では、4入力ナンド回路19Aからの帰還信号を遅延選択回路20において遅延させてナンド回路15とナンド回路17との接続点に与えることによって、遅延選択回路20の遅延時間が大きいほど、不感帯調整付位相比較器1Aでの位相差検出のタイミングと比べて、ナンド回路15,16からなる第3のラッチ回路及びナンド回路16,17からなる第4のラッチ回路のリセットのタイミングが遅れる結果、位相差検出部102から出力されるUP信号とDOWN信号の不感帯の幅が減少する傾向となるが、逆に遅延選択回路20の遅延時間が小さいときは、位相差検出部102の不感帯の幅が大きくなる。
【0038】
そこで、遅延選択回路20に与えるNビットの並列データの設定によって、位相差検出部102の出力に適当な幅の不感帯を設けて、分周信号fr と基準信号fp との位相差がある程度小さくなった状態では、UP信号とDOWN信号とが出力されないようにすることができる。
このときの、微小位相差の場合の位相差検出部102の出力特性は、図4に示されたものと同様になり、位相差0の場合を中心としてある範囲内では、出力電流が存在しない不感帯が存在するようになる。
この場合の不感帯の幅は、遅延選択回路20によって与えられる遅延時間特性によって定まるので、端子D1,D2,D3,…,Dnに与えらるNビットの並列データを設定することによって、例えば、図4においてB1,B2,B3で示すように、不感帯の幅を任意に調整することができる。
【0039】
この例のように、PLL回路の位相同期動作に不感帯を設けた場合、不感帯の範囲内では、VCOから発生するクロック信号の周波数が安定しないで揺動するようになるため、クロック信号の高調波の周波数も変動する。従って受信帯域内に落ちる高調波のスペクトラムが拡散するので、携帯電話装置等におけるクロック信号の高調波に基づくEMIのピークが低減されることになることは、第1実施例の場合と同様であり、外部から与えらるNビットの並列データを設定することによって、クロック信号周波数の変動が、ロジック回路の動作に悪影響を与えない範囲で、不感帯の幅を任意の種類に調整することができる。
【0040】
このように、この例のPLL回路では、位相比較器内の遅延選択回路における遅延時間特性を調整して、位相同期動作に意図的に不感帯を設けることによって、周波数精度をさほど必要としないロジック回路のクロック信号にジッタを持たせて、受信帯域内におけるクロック信号の高調波のスペクトラムを拡散するようにしたので、クロック信号の高調波に基づくEMIを効果的に低減することができる。
なお、第1実施例の場合は、帯域制限部において2個のLPF回路を必要とするとともに、この2個のLPF回路の帯域遮断特性を合わせる必要があったが、第2実施例では、遅延調整回路が1個だけなので、素子面積を小さくできるとともに、2つの回路の特性を相対的に合わせる必要があるという問題も生じない。
【0041】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られたものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、第1実施例において、不感帯を有しない位相比較器は、図2に示された回路に限るものでなく、分周信号と基準信号との相互間の周波数の高低に応じて特定の極性の位相差検出信号を出力できるものであれば、どのような回路形式のものであってもよい。また、位相比較器は、ナンド回路からなるものとして説明したが、これに限るものでなく、他の回路要素を用いたものでもよく、また論理も負論理に限らず正論理であってもよい。
【0042】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の位相同期ループ回路によれば、位相差検出部において、その動作に不感帯を設けて、分周信号と基準信号との位相差が小さい範囲内では位相差検出出力を発生しないようにしたので、クロック信号の周波数安定度をそれほど必要としないロジック制御回路に供給するクロック信号にある程度のジッタを持たせることによって、クロック信号の高調波のスペクトラムを拡散することができ、従って、携帯電話装置等において受信帯域内に発生するEMIを低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例である位相同期ループ回路の構成を示すブロック図である。
【図2】同実施例の位相同期ループ回路における、位相差検出部の構成を示す回路図である。
【図3】同実施例の帯域制限部における、LPF回路の具体的構成を示す回路図である。
【図4】同実施例の位相差検出部における、微小位相差の場合の位相差対出力電流特性を示す図である。
【図5】本発明の第2実施例である位相同期ループ回路の構成を示すブロック図である。
【図6】同実施例の位相同期ループ回路における、位相差検出部の構成を示す回路図である。
【図7】同実施例の位相比較器における、遅延選択回路の具体的構成例を示す回路図である。
【図8】従来の位相同期ループ回路の基本的な構成を示すブロック図である。
【図9】従来の位相同期ループ回路における、位相差検出部の構成例を示す回路図である。
【図10】従来の位相差検出部における、微小位相差の場合の位相差対出力電流特性を示す図である。
【符号の説明】
1 位相比較器(位相比較手段)
1A 不感帯調整付位相比較器(不感帯調整付位相比較手段)
11,12,13,14,15,16,17,18 ナンド回路
19,19A 4入力ナンド回路(4入力一致検出手段)
20 遅延調整回路(遅延選択手段)
2 チャージポンプ(チャージポンプ手段)
21 PchMOSトランジスタ
22 NchMOSトランジスタ
23 インバータ
3 LPF(低域通過濾波手段)
4 VCO(電圧制御発振手段)
5 分周器(分周手段)
6 帯域制限部(帯域制限手段)
61 LPF回路
62 LPF回路
101,102 位相差検出部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a phase locked loop circuit capable of adjusting a width of a dead zone of a phase comparator.
[0002]
[Prior art]
A phase locked loop circuit (hereinafter, also referred to as a PLL (Phase Locked Loop) circuit) is a circuit for obtaining an output signal such as a clock synchronized with an external signal, as a mobile communication device, a television device, a BS (Broadcasting Satellite) tuner. , A GPS (Global Positioning System) device, etc., has been widely used as a clock source of a logic control circuit different from a radio unit.
FIG. 8 is a block diagram showing a basic configuration of a conventional PLL circuit, and includes a phase comparator 1, a charge pump 2, an LPF (Lowpass Filter) 3, a VCO A schematic configuration including a (Voltage Controlled Oscillator) 4 and a frequency divider 5 is shown. 8, the phase comparator 1 and the charge pump 2 form a phase difference detection unit 100.
[0003]
In the phase difference detection section 100, the phase comparator 1 compares the phase of the frequency-divided signal fp from the frequency divider 5 with the phase of the external reference signal fr, An UP signal and a DOWN signal having a pulse width corresponding to the phase error are generated. The charge pump 2 generates DC outputs having different pulse widths and directions according to the UP signal and the DOWN signal from the phase comparator 1. The LPF 3 integrates an output from the charge pump 2 and generates a control signal including a DC voltage having a polarity and a magnitude corresponding to a phase error. The VCO 4 outputs a high-frequency signal fo whose frequency changes according to the control signal from the LPF 3. The frequency divider 5 frequency-divides the high-frequency signal fo of the VCO 4 by M (M is a natural number of 2 or more) and outputs a frequency-divided signal fp.
[0004]
In the PLL circuit shown in FIG. 8, the phase comparator 1 compares the phase of the frequency-divided signal fp obtained by dividing the frequency of the output signal fo of the VCO 4 by the frequency divider 5 with the phase of the reference signal fr. Thus, a DC-converted error output is obtained from the phase error output of the comparison result via the charge pump 2. A control signal composed of a DC voltage obtained by integrating the error output via the LPF 3 is fed back to the VCO 4 to control the frequency of the output signal, so that the phase error output of the phase comparator 1 becomes zero. As described above, the feedback control is performed, and the output signal fo in phase with the reference signal fr is obtained from the VCO 4.
[0005]
FIG. 9 shows an example of the configuration of a phase difference detection unit 100 in a conventional PLL circuit, which is, for example, a well-known circuit described in Patent Document 1.
As shown in FIG. 9, in the phase difference detecting section of this conventional example, the phase comparator 1 includes NAND circuits 11 and 12 constituting a first latch circuit and NAND circuits 13 and 12 constituting a second latch circuit. , NAND circuits 15 and 16 forming a third latch circuit, NAND circuits 17 and 18 forming a fourth latch circuit, and a 4-input NAND circuit 19, and the charge pump 2 is configured by a PchMOS transistor. Tr21, an Nch MOS transistor Tr22, and an inverter 23.
[0006]
In the phase comparator 1, when the frequency of the frequency-divided signal fp is lower than the frequency of the reference signal fr, the first latch circuit (11, 12) adjusts the level of the frequency-divided signal fp connected to the set input to the reference signal fr. It is set when the level is lower than fr level to generate a low-level output (UP signal), and is reset when the output of the 4-input NAND circuit 19 or the output of the third latch circuit (15, 16) at the time of setting is low. Generates high-level output.
The second latch circuit (13, 14) operates when the frequency of the reference signal fr is lower than the frequency of the frequency-divided signal fp and the level of the reference signal fr connected to the set input is lower than the level of the frequency-divided signal fp. Set to generate a low-level output (DOWN signal), reset when the output of the 4-input NAND circuit 19 or the output at the time of setting of the fourth latch circuit (17, 18) is low, and generate a high-level output. I do.
[0007]
The third latch circuit (15, 16) is reset by an output at the time of reset of the first latch circuit (11, 12) connected to the reset input, and the four-input NAND connected to the set input. Set by the low level output of the circuit 19.
The fourth latch circuit (17, 18) resets by the output at the time of reset of the second latch circuit (13, 14) connected to the reset input, and the four-input NAND circuit 19 connected to the set input. Set by low-level output.
The four-input NAND circuit 19 includes an output when the first latch circuit (11, 12) and the second latch circuit (13, 14) are set, a third latch circuit (15, 16), and a fourth latch circuit. When the output of the circuit (17, 18) at the time of reset coincides, a low level is output.
[0008]
In the charge pump 2, when receiving the UP signal (low level) from the phase comparator 1, the Tr 21 causes a current to flow from the power supply Vcc to the LPF 3 via the terminal CPout in accordance with the pulse width of the UP signal. When receiving the DOWN signal (low level) from the phase comparator 1, the inverter 23 inverts the inverted signal and outputs a high-level signal. When the Tr 22 receives the high-level signal from the inverter 23, the Tr 22 connects the terminal CPout to the terminal CPout. After that, a current flows from the LPF 3 to the ground (GND) in accordance with the pulse width of the DOWN signal.
[0009]
FIG. 10 shows the output characteristics of the phase difference detecting section in the case of a small phase difference in the conventional PLL circuit. The output current when the phase difference changes is centered on the point where the phase difference is zero. As a result, there is no dead zone in which the output current does not change even when the phase difference changes linearly with the change in the positive or negative direction and the phase difference is small.
At this time, in order to eliminate the dead zone, the change of the feedback signal from the 4-input NAND circuit 19 of the phase comparator 1 is delayed to some extent with respect to the change of the reference signal fp and the divided signal fr. For this reason, usually, an element is made to have an appropriate output delay time characteristic by increasing the gate width of the MOS transistor constituting the 4-input NAND circuit 19.
[0010]
[Patent Document 1]
Toshiyuki Ozawa: "PLL frequency synthesizer circuit design method", Sogo Denshi Publishing Co., Ltd. (pp. 126-131)
[Patent Document 2]
JP-A-2000-252817
[Patent Document 3]
JP-A-2001-156626
[Patent Document 4]
JP 2001-156629 A
[Patent Document 5]
JP-A-08-213905
[Patent Document 6]
JP-A-10-126259
[Patent Document 7]
JP-A-10-327070
[Patent Document 8]
JP-A-11-220387
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional PLL circuits shown in FIGS. 8 and 9, in order to minimize the jitter of the clock signal output from the VCO 4, the dead zone of the phase comparator 1 is eliminated and the transfer characteristics (unity gain, angular frequency , Phase margin) are designed to be more stable.
Therefore, although the jitter is reduced, the harmonic component of the output clock signal becomes large, and if the harmonic component is present in the reception band of a mobile phone device or the like, the audible sound is generated in the received voice where transmission and reception cannot be performed. EMI may cause a reception interference problem (Electromagnetic Interference: EMI).
[0012]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and in a mobile phone device or the like, it is possible to prevent generation of EMI based on harmonics of a clock signal output from a phase locked loop circuit. It is intended to provide a synchronous loop circuit.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 relates to a phase locked loop circuit, comprising: a phase comparison unit having no dead zone when detecting a phase difference between a divided signal and a reference signal; Band limiting means for cutting off the high frequency component of the detection output, charge pump means for generating a positive or negative output current in response to the phase difference detection output from the band limiting means, and integrating the output current of the charge pump means. Low-pass filtering means for converting the output of the voltage-controlled oscillating means into a voltage, a voltage-controlled oscillating means for generating an oscillation output whose frequency changes according to the output voltage of the low-pass filtering means, And frequency dividing means for generating the frequency-divided signal.
[0014]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the phase locked loop circuit according to the first aspect, wherein the band limiting means includes a plurality of low-frequency bands having sequentially different cutoff characteristics according to each of a plurality of control inputs. It is characterized in that it comprises a circuit for selecting one of the pass-through filters and connecting it between the input terminal and the output terminal.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the phase locked loop circuit according to the second aspect, wherein the band limiting means includes a plurality of switch means selectively turned on in response to each of a plurality of control inputs. On the other hand, a number of resistive elements increasing in sequence from zero to one by one are connected in series to the respective switch means, and one ends of the plurality of series circuits are connected in parallel to serve as input terminals. And a circuit in which the other end is connected in parallel to form an output terminal, and a capacitor is connected in parallel between the output terminal and ground.
[0016]
Further, the invention according to claim 4 relates to a phase locked loop circuit, comprising: a phase comparison means with dead zone adjustment capable of adjusting a width of a dead zone when detecting a phase difference between a divided signal and a reference signal; Charge pump means for generating a positive or negative output current in accordance with the phase difference detection output of the means, low-pass filtering means for integrating the output current of the charge pump means and converting it to a voltage, and low-pass filtering A voltage controlled oscillating means for generating an oscillation output whose frequency changes according to an output voltage of the means, and a frequency dividing means for dividing the output of the voltage controlled oscillating means to generate the frequency-divided signal. And
[0017]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the phase locked loop circuit according to the fourth aspect, wherein the phase comparing means with dead zone adjustment is set when the frequency of the divided signal is lower than the frequency of the reference signal. A first latch circuit which generates an output signal and is reset by the output of the 4-input coincidence detecting means or the output when the third latch circuit is set, and set when the frequency of the reference signal is lower than the frequency of the divided signal. A second latch circuit that generates a second output signal and is reset by an output of the four-input coincidence detection means or an output when the fourth latch circuit is set; and a reset when the first latch circuit is reset; A third latch circuit that is set when the output of the four-input coincidence detecting means is generated, and is reset when the second latch circuit is reset, and is output when the output of the four-input coincidence detecting means is generated The output of the fourth latch circuit to be reset, the output of the first latch circuit and the second latch circuit at the time of setting, and the output of the third latch circuit and the fourth latch circuit at the time of reset coincide with each other. When the four-input coincidence detecting means for generating an output, the output terminal of the four-input coincidence detecting means, and the delay selecting means inserted between the set input terminals of the third latch circuit and the fourth latch circuit, It is characterized by becoming.
[0018]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the phase locked loop circuit according to the fourth or fifth aspect, wherein the delay selecting means has a plurality of delay characteristics having sequentially different delay characteristics according to each of the plurality of control inputs. It is characterized by comprising a circuit for selecting one of the delay circuits and connecting between the input terminal and the output terminal.
[0019]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the phase locked loop circuit according to the sixth aspect, wherein the delay selecting means includes a plurality of switch means selectively turned on in response to each of a plurality of control inputs. On the other hand, a number of buffer circuits increasing in sequence from zero to one by one in series is connected to each switch means, and one end of each of the plurality of series circuits is connected in parallel to serve as an input terminal. And the other end is connected in parallel to form an output end.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The description will be made specifically using an embodiment.
◇ First embodiment
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a phase locked loop circuit according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a phase difference detection unit in the phase locked loop circuit of the present embodiment. 3 is a circuit diagram showing a specific configuration of an LPF circuit in the band limiting section of the present embodiment, and FIG. 4 shows a phase difference versus output current characteristic in the case of a small phase difference in the phase difference detecting section of the present embodiment. FIG.
[0021]
As shown in FIG. 1, the PLL circuit of this example is schematically composed of a phase comparator 1, a charge pump 2, an LPF 3, a VCO 4, a frequency divider 5, and a band limiting unit 6. In FIG. 1, the phase comparator 1, the charge pump 2, and the band limiting section 6 constitute a phase difference detecting section 101.
FIG. 2 shows a specific configuration of the phase difference detection unit 101 including the phase comparator 1, the charge pump 2, and the band limiting unit 6.
In the phase locked loop circuit of this example, the phase comparator 1, the charge pump 2, the LPF 3, the VCO 4, and the frequency divider 5 are the same as those of the conventional example shown in FIG. Detailed description is omitted.
[0022]
In the band limiter 6, the first LPF circuit 61 and the second LPF circuit 62 have the same configuration, and therefore, the configuration and operation of only the LPF circuit 61 will be described below. .
As shown in FIG. 3, the LPF circuit 61 includes switches SW610, SW611, SW612,..., SW61n, resistors R611, R612,.
[0023]
The capacitor C61 is connected in parallel between the output OUT of the LPF circuit 61 and the ground. The switch SW610 is turned on in response to an input from the terminal D1, and connects between the input IN and the output OUT of the LPF circuit 61. The switch SW611 is turned on in response to the input from the terminal D2, and connects the resistor R611 in series between the input IN and the output OUT. The switch SW612 is turned on in response to the input from the terminal D3, and connects the resistor R612 in series between the input IN and the output OUT. Hereinafter, similarly, the switch SW61n is turned on in response to the input from the terminal Dn, and connects the resistor R61n in series between the input IN and the output OUT.
[0024]
In the LPF circuit shown in FIG. 3, by providing N-bit parallel data to the terminals D1, D2, D3,..., Dn, for example, when the switch SW610 is on, the input IN and the output OUT are short-circuited to ground. A low-pass filter composed of a resistor R611 and a capacitor C61 is connected between the input IN and the output OUT when the switch SW611 is on, and a resistor is connected between the input IN and the output OUT when the switch SW612 is on. A low-pass filter composed of R612 and a capacitor C61 is connected. Similarly, when the switch SW61n is turned on, a low-pass filter composed of a resistor R61n and a capacitor C61 is connected between the input IN and the output OUT. Further, when a plurality of switches are turned on, a plurality of resistors connected by the switches are connected in parallel to form a low-pass filter including the capacitor C61. Thus, a low-pass characteristic according to the inputs of the terminals D1, D2, D3,..., Dn can be realized between the input IN and the output OUT.
[0025]
Hereinafter, the operation of the PLL circuit of this example will be described with reference to FIGS.
In the PLL circuits shown in FIGS. 1 to 3, the phase of the frequency-divided signal fp obtained by dividing the frequency of the output signal fo of the VCO 4 by the frequency divider 5 in the phase comparator 1 and the phase of the reference signal fr To obtain a DC-converted error output from the phase error output of the comparison result via the charge pump 2, and a control signal composed of a DC voltage obtained by integrating the error output via the LPF 3 to the VCO 4. The feedback control is performed so that the phase error output of the phase comparator 1 becomes zero by feeding back and controlling the frequency of the output signal, and an output signal fo in phase with the reference signal fr is obtained from the VCO 4. At this time, by providing N-bit parallel data to the terminals D1, D2, D3,..., Dn, the phase error output from the NAND circuit 12 of the phase comparator 1 and the phase error from the NAND circuit 14 are output. The differential output, is band-limited in accordance with the low-pass characteristics of the LPF circuit 61 and 62 respectively, are cut off high-frequency components.
[0026]
The phase error output from the phase comparator 1 has a wide pulse width when the phase synchronization operation of the PLL circuit does not converge, and therefore, the frequency component of the phase error output has many low frequency components. On the other hand, when the phase synchronization operation of the PLL circuit approaches convergence, the pulse width becomes narrow, and therefore, the frequency component of the phase error output increases in high frequency components.
Therefore, the high frequency component of the phase error output from the phase comparator 1 is attenuated by the PLL circuits 61 and 62, and only the low frequency component is passed to the charge pump 2 so as to be supplied to the charge pump 2. By providing a dead zone in the output, the UP signal and the DOWN signal can be prevented from being output in a state where the phase difference between the reference signal fp and the frequency-divided signal fr is reduced.
[0027]
In this case, the output characteristics of the phase difference detection unit 101 in the case of a small phase difference are as shown in FIG. 4, and within a certain range centering on the case of a phase difference of 0, there is a dead zone where no output current exists. It exists.
Since the width of the dead zone in this case is determined by the cutoff characteristics of the LPF circuits 61 and 62, by setting N-bit parallel data given to the terminals D1, D2, D3,..., Dn, for example, in FIG. As shown by B1, B2, and B3, the width of the dead zone can be arbitrarily adjusted.
[0028]
When a dead band is provided in the phase-locked operation of the PLL circuit as in this example, the frequency of the clock signal generated from the VCO fluctuates without stability within the range of the dead band. Also fluctuates. Therefore, since the spectrum of the harmonics falling in the reception band is spread, the peak of the EMI based on the harmonics of the clock signal in the portable telephone device or the like is reduced.
The width of the dead zone in this case can be adjusted to an arbitrary type by appropriately setting externally applied N-bit parallel data so that the fluctuation of the clock signal frequency does not adversely affect the operation of the logic circuit. can do.
[0029]
As described above, in the PLL circuit of this example, by inserting the band limiting unit including the LPF circuit into the output of the phase comparator and intentionally providing the dead zone in the phase synchronization operation, a logic that does not require much frequency accuracy is provided. Since the clock signal of the circuit has jitter to spread the spectrum of the harmonics of the clock signal in the reception band, EMI based on the harmonics of the clock signal can be effectively reduced.
[0030]
◇ Second embodiment
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a phase locked loop circuit according to a second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a configuration of a phase difference detection unit in the phase locked loop circuit of the present embodiment. FIG. 7 is a circuit diagram showing a specific configuration example of the delay selection circuit in the phase comparator of the present embodiment.
[0031]
As shown in FIG. 5, the PLL circuit of this example is schematically composed of a phase comparator with dead zone adjustment 1A, a charge pump 102, an LPF 3, a VCO 4, and a frequency divider 5. In FIG. 5, the phase comparator 1A and the charge pump 2 constitute a phase difference detection unit 102.
In the phase locked loop circuit of this example, the charge pump 2, LPF 3, VCO 4, and frequency divider 5 are the same as those in the conventional example shown in FIG. 8, and therefore, detailed description thereof will be omitted below. .
[0032]
In the phase difference detecting section 102, the phase comparator with dead zone adjustment 1A includes NAND circuits 11 and 12 forming a first latch circuit and NAND circuits 13 and 12 forming a second latch circuit, as shown in FIG. 14, NAND circuits 15 and 16 forming a third latch circuit, NAND circuits 17 and 18 forming a fourth latch circuit, a 4-input NAND circuit 19A, and a delay selecting circuit 20. Of these, NAND circuits 11 and 12 forming the first latch circuit, NAND circuits 13 and 14 forming the second latch circuit, NAND circuits 15 and 16 forming the third latch circuit, and the fourth latch Since the configuration of the NAND circuits 17 and 18 constituting the circuit is the same as that of the conventional example shown in FIG. 9, detailed description thereof will be omitted below.
[0033]
In the phase comparator with dead zone adjustment 1A, the four-input NAND circuit 19A is constructed by reducing the gate width of the MOS transistor constituting the element so that the delay time characteristic of the four-input NAND circuit itself is reduced in advance. Have been.
The delay selection circuit 20 is connected between a connection point between the output of the 4-input NAND circuit 19A in the phase comparator 1A and the NAND circuit 15 of the third latch circuit and the NAND circuit 17 of the fourth latch circuit, As shown in FIG. 7, switches SW200, SW201, SW202, SW203,..., SW20n, and buffers B201, B2021, B2022, B2031, B2032, B2033,.
[0034]
The switch SW200 is turned on in response to the input from the terminal D1, and connects between the input IN and the output OUT of the delay selection circuit 20. The switch SW201 is turned on in response to the input from the terminal D2, and connects the buffer B201 between the input IN and the output OUT. The switch SW202 is turned on in response to the input from the terminal D3, and connects the buffers B2021 and B2022 in series between the input IN and the output OUT. The switch SW203 is turned on in response to the input from the terminal D4, and connects the buffers B2031, B2032, and B2033 in series between the input IN and the output OUT. Hereinafter, similarly, the switch SW20n is turned on in response to the input from the terminal Dn, and connects the buffers B20n1,..., B20nn in series between the input IN and the output OUT.
[0035]
In the delay selection circuit 20 shown in FIG. 7, by providing N-bit parallel data to the terminals D1, D2, D3,..., Dn, for example, when the switch SW200 is on, the input IN and the output OUT are short-circuited, When the switch 201 is on, the buffer B201 is connected between the input IN and the output OUT. When the switch SW202 is on, the buffers B2021, B2022 are connected between the input IN and the output OUT. Depending on the input of Dn, different types of delay time characteristics are realized between the input IN and the output OUT by short-circuiting the input IN and the output OUT or connecting a different number of buffers in series.
[0036]
Hereinafter, the operation of the PLL circuit of this example will be described with reference to FIGS.
In the PLL circuits shown in FIGS. 5 to 7, in the phase comparator with dead zone adjustment 1A, a frequency-divided signal fp obtained by dividing the frequency of the output signal fo of the VCO 4 by the frequency divider 5 and a reference signal fr Is obtained from the phase error output of the comparison result through the charge pump 2 to obtain a DC-converted error output, and a control signal composed of a DC voltage obtained by integrating the error output via the LPF 3 is output. By feedback to the VCO 4 to control the frequency of the output signal, feedback control is performed so that the phase error output of the phase comparator 1A becomes zero, and the output signal fo from the VCO 4 is phase-synchronized with the reference signal fr. At this time, by providing N-bit parallel data to the terminals D1, D2, D3,..., Dn, the output of the 4-input NAND circuit 19A in the phase comparator with dead zone adjustment 1A is obtained. Delay time between a connection point between the NAND circuit 17 of the NAND circuit 15 and a fourth latch circuit of the first latch circuit is changed depending on the delay characteristics of the delay selection circuit 20 at that time.
[0037]
In the phase difference detection unit 102, the delay signal of the delay selection circuit 20 is large by delaying the feedback signal from the four-input NAND circuit 19A in the delay selection circuit 20 and applying it to the connection point between the NAND circuit 15 and the NAND circuit 17. The reset timing of the third latch circuit composed of the NAND circuits 15 and 16 and the reset timing of the fourth latch circuit composed of the NAND circuits 16 and 17 are smaller than the timing of detecting the phase difference in the phase comparator with dead zone adjustment 1A. As a result of the delay, the width of the dead zone between the UP signal and the DOWN signal output from the phase difference detection unit 102 tends to decrease. Conversely, when the delay time of the delay selection circuit 20 is short, the dead zone of the phase difference detection unit 102 is reduced. Becomes wider.
[0038]
Therefore, by setting N-bit parallel data to be applied to the delay selection circuit 20, a dead zone having an appropriate width is provided in the output of the phase difference detection unit 102, and the phase difference between the divided signal fr and the reference signal fp is reduced to some extent. In this state, the UP signal and the DOWN signal can be prevented from being output.
At this time, the output characteristic of the phase difference detection unit 102 in the case of a minute phase difference is similar to that shown in FIG. 4, and there is no output current within a certain range centering on the case of a phase difference of 0. There will be a dead zone.
Since the width of the dead zone in this case is determined by the delay time characteristic given by the delay selection circuit 20, by setting N-bit parallel data given to the terminals D1, D2, D3,. 4, the width of the dead zone can be arbitrarily adjusted as indicated by B1, B2, and B3.
[0039]
When a dead band is provided in the phase-locked operation of the PLL circuit as in this example, the frequency of the clock signal generated from the VCO fluctuates without stability within the range of the dead band. Also fluctuates. Therefore, since the spectrum of the harmonics falling in the reception band is spread, the peak of the EMI based on the harmonics of the clock signal in the portable telephone device or the like is reduced as in the case of the first embodiment. By setting N-bit parallel data supplied from the outside, the width of the dead zone can be adjusted to any type within a range in which the fluctuation of the clock signal frequency does not adversely affect the operation of the logic circuit.
[0040]
As described above, in the PLL circuit of this example, by adjusting the delay time characteristic of the delay selection circuit in the phase comparator and intentionally providing a dead zone in the phase synchronization operation, a logic circuit that does not require much frequency accuracy is provided. Is given a jitter to spread the spectrum of the harmonics of the clock signal within the reception band, so that EMI based on the harmonics of the clock signal can be effectively reduced.
In the case of the first embodiment, the band limiting unit needs two LPF circuits, and it is necessary to match the band cutoff characteristics of the two LPF circuits. Since there is only one adjustment circuit, the element area can be reduced, and there is no problem that the characteristics of the two circuits need to be relatively matched.
[0041]
As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. Included in the invention. For example, in the first embodiment, the phase comparator having no dead zone is not limited to the circuit shown in FIG. 2, but has a specific polarity according to the level of the frequency between the frequency-divided signal and the reference signal. Any circuit type may be used as long as it can output the phase difference detection signal. Also, the phase comparator has been described as being composed of a NAND circuit, but is not limited to this, and may use other circuit elements, and the logic is not limited to negative logic and may be positive logic. .
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the phase locked loop circuit of the present invention, in the phase difference detection section, a dead zone is provided in the operation thereof, and the phase difference detection output is provided in a range where the phase difference between the divided signal and the reference signal is small. The clock signal supplied to the logic control circuit, which does not require much frequency stability of the clock signal, can have a certain amount of jitter to spread the spectrum of the harmonics of the clock signal. Therefore, it is possible to reduce EMI generated in a reception band in a mobile phone device or the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a phase locked loop circuit according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a phase difference detection unit in the phase locked loop circuit of the embodiment.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific configuration of an LPF circuit in the band limiting section of the embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing a phase difference versus output current characteristic in the case of a small phase difference in the phase difference detection section of the embodiment.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a phase locked loop circuit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a phase difference detection unit in the phase locked loop circuit of the embodiment.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a specific configuration example of a delay selection circuit in the phase comparator of the embodiment.
FIG. 8 is a block diagram showing a basic configuration of a conventional phase locked loop circuit.
FIG. 9 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a phase difference detection unit in a conventional phase locked loop circuit.
FIG. 10 is a diagram illustrating phase difference versus output current characteristics in the case of a small phase difference in a conventional phase difference detection unit.
[Explanation of symbols]
1 phase comparator (phase comparing means)
1A Phase comparator with dead zone adjustment (Phase comparison means with dead zone adjustment)
11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 NAND circuit
19, 19A 4-input NAND circuit (4-input coincidence detecting means)
20 Delay adjustment circuit (delay selection means)
2 Charge pump (charge pump means)
21 PchMOS transistor
22 NchMOS transistor
23 Inverter
3 LPF (low-pass filtering means)
4 VCO (voltage controlled oscillator)
5 Divider (dividing means)
6 Band limiter (band limiter)
61 LPF circuit
62 LPF circuit
101,102 phase difference detection unit

Claims (7)

分周信号と基準信号との位相差検出時の不感帯が存在しない位相比較手段と、該位相比較手段の位相差検出出力の高周波成分を遮断する帯域制限手段と、該帯域制限手段からの位相差検出出力に応じて正又は負の出力電流を発生するチャージポンプ手段と、該チャージポンプ手段の出力電流を積分して電圧に変換する低域通過濾波手段と、該低域通過濾波手段の出力電圧に応じて周波数が変化する発振出力を発生する電圧制御発振手段と、該電圧制御発振手段の出力を分周して前記分周信号を発生する分周手段とからなることを特徴とする位相同期ループ回路。Phase comparing means having no dead zone when detecting a phase difference between the frequency-divided signal and the reference signal; a band limiting means for cutting off a high frequency component of a phase difference detection output of the phase comparing means; and a phase difference from the band limiting means. Charge pump means for generating a positive or negative output current in accordance with the detected output, low-pass filtering means for integrating the output current of the charge pump means and converting the same into a voltage, and output voltage of the low-pass filtering means Phase-synchronized means comprising: a voltage-controlled oscillating means for generating an oscillating output whose frequency changes in accordance with a frequency-divided signal; Loop circuit. 前記帯域制限手段が、複数個の制御入力のそれぞれに応じて、順次異なる遮断特性を有する複数個の低域通過濾波回路のいずれかを選択して入力端と出力端間に接続する回路からなることを特徴とする請求項1記載の位相同期ループ回路。The band limiting means comprises a circuit for selecting one of a plurality of low-pass filtering circuits having sequentially different cutoff characteristics according to each of a plurality of control inputs and connecting between the input terminal and the output terminal. 2. The phase locked loop circuit according to claim 1, wherein: 前記帯域制限手段が、複数個の制御入力のそれぞれに応じて選択的にオンになる複数個のスイッチ手段に対して、それぞれのスイッチ手段に直列に零個から順次1個ずつ増加する数の抵抗素子を接続するとともに、該複数個の直列回路のそれぞれの一方の端部を並列に接続して入力端とし、他方の端部を並列に接続して出力端とするとともに、該出力端と接地間に並列に容量素子を接続した回路からなることを特徴とする請求項2記載の位相同期ループ回路。For a plurality of switch means, wherein the band limiting means is selectively turned on in response to each of a plurality of control inputs, a number of resistors increasing in sequence from zero to one in series with each switch means. And connecting one end of each of the plurality of series circuits in parallel as an input end, and connecting the other end in parallel as an output end, and connecting the output end to ground. 3. The phase-locked loop circuit according to claim 2, comprising a circuit in which a capacitance element is connected in parallel. 分周信号と基準信号との位相差検出時の不感帯の幅を調整可能な不感帯調整付位相比較手段と、該不感帯調整付位相比較手段の位相差検出出力に応じて正又は負の出力電流を発生するチャージポンプ手段と、該チャージポンプ手段の出力電流を積分して電圧に変換する低域通過濾波手段と、該低域通過濾波手段の出力電圧に応じて周波数が変化する発振出力を発生する電圧制御発振手段と、該電圧制御発振手段の出力を分周して前記分周信号を発生する分周手段とからなることを特徴とする位相同期ループ回路。A phase comparison unit with dead zone adjustment capable of adjusting the width of a dead band when detecting a phase difference between the frequency-divided signal and the reference signal, and a positive or negative output current according to the phase difference detection output of the phase comparison unit with dead zone adjustment. Charge pump means, a low-pass filtering means for integrating the output current of the charge pump means and converting it to a voltage, and an oscillation output whose frequency changes according to the output voltage of the low-pass filtering means. A phase-locked loop circuit comprising: voltage-controlled oscillation means; and frequency-dividing means for dividing the output of the voltage-controlled oscillation means to generate the frequency-divided signal. 前記不感帯調整付位相比較手段が、
分周信号の周波数が基準信号の周波数より低いときセットして第1の出力信号を発生し、4入力一致検出手段の出力又は第3のラッチ回路のセット時の出力によってリセットする第1のラッチ回路と、
基準信号の周波数が分周信号の周波数より低いときセットして第2の出力信号を発生し、4入力一致検出手段の出力又は第4のラッチ回路のセット時の出力によってリセットする第2のラッチ回路と、
前記第1のラッチ回路がリセットしたときリセットし、4入力一致検出手段の出力が発生したときセットする第3のラッチ回路と、
前記第2のラッチ回路がリセットしたときリセットし、4入力一致検出手段の出力が発生したときセットする第4のラッチ回路と、
前記第1のラッチ回路及び第2のラッチ回路のセット時の出力と、前記第3のラッチ回路及び第4のラッチ回路のリセット時の出力とが一致したとき、出力を発生する4入力一致検出手段と、
前記4入力一致検出手段の出力端と、前記第3のラッチ回路及び第4のラッチ回路のセット入力端間に挿入された遅延選択手段とからなることを特徴とする請求項4記載の位相同期ループ回路。
The dead band adjustment phase comparison means,
A first latch which is set when the frequency of the frequency-divided signal is lower than the frequency of the reference signal to generate a first output signal, and which is reset by the output of the four-input coincidence detecting means or the output of the third latch circuit when set; Circuit and
A second latch which is set when the frequency of the reference signal is lower than the frequency of the frequency-divided signal to generate a second output signal, and which is reset by the output of the four-input coincidence detecting means or the output of the fourth latch circuit at the time of setting; Circuit and
A third latch circuit that resets when the first latch circuit resets and sets when the output of the four-input coincidence detecting means is generated;
A fourth latch circuit that resets when the second latch circuit resets and sets when the output of the four-input coincidence detecting means is generated;
4-input match detection for generating an output when an output at the time of setting of the first latch circuit and the second latch circuit matches an output at the time of resetting of the third latch circuit and the fourth latch circuit. Means,
5. The phase synchronization according to claim 4, further comprising an output terminal of said four-input coincidence detecting means and a delay selecting means inserted between a set input terminal of said third latch circuit and a set input terminal of said fourth latch circuit. Loop circuit.
前記遅延選択手段が、複数個の制御入力のそれぞれに応じて、順次異なる遅延特性を有する複数個の遅延回路のいずれかを選択して入力端と出力端間に接続する回路からなることを特徴とする請求項4又は5記載の位相同期ループ回路。The delay selecting means comprises a circuit which selects one of a plurality of delay circuits having sequentially different delay characteristics according to each of a plurality of control inputs and connects between the input terminal and the output terminal. The phase-locked loop circuit according to claim 4 or 5, wherein 前記遅延選択手段が、複数個の制御入力のそれぞれに応じて選択的にオンになる複数個のスイッチ手段に対して、それぞれのスイッチ手段に直列に零個から順次1個ずつ増加する数のバッファ回路を接続するとともに、該複数個の直列回路のそれぞれの一方の端部を並列に接続して入力端とし、他方の端部を並列に接続して出力端とした回路からなることを特徴とする請求項6記載の位相同期ループ回路。For a plurality of switch means, wherein the delay selection means is selectively turned on in response to each of a plurality of control inputs, a number of buffers sequentially increasing by one from zero in series with each switch means. A circuit is connected, and one end of each of the plurality of series circuits is connected in parallel to serve as an input terminal, and the other end is connected in parallel to constitute an output terminal. The phase-locked loop circuit according to claim 6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006078265A (en) * 2004-09-08 2006-03-23 Toppan Printing Co Ltd Dna chip device, gene checking method and gene checking device
WO2009079868A1 (en) * 2007-12-25 2009-07-02 Zte Corporation A system and method for searching for signal
CN110061518A (en) * 2018-01-19 2019-07-26 德国恩德能源有限公司 Method for operating wind turbine
CN117518204A (en) * 2023-11-10 2024-02-06 郑州威科姆华大北斗导航科技有限公司 High-concealment-induction-type time service deception inhibition method based on homologous signals

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006078265A (en) * 2004-09-08 2006-03-23 Toppan Printing Co Ltd Dna chip device, gene checking method and gene checking device
WO2009079868A1 (en) * 2007-12-25 2009-07-02 Zte Corporation A system and method for searching for signal
CN110061518A (en) * 2018-01-19 2019-07-26 德国恩德能源有限公司 Method for operating wind turbine
CN117518204A (en) * 2023-11-10 2024-02-06 郑州威科姆华大北斗导航科技有限公司 High-concealment-induction-type time service deception inhibition method based on homologous signals

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