JP2004336192A - Semiconductor circuit and picture receiver - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体回路に関する。特にPLL(Phase Locked Loop)に入力される入力クロック信号の属する周波数帯域がいずれの周波数帯域に属するか判定する半導体回路、画像受信装置に関する。
【0002】
【背景技術】
DVI(Digital Visual Interface)方式等で画像信号を送信する場合には、送信する画像のサイズとリフレッシュレートによって画像信号の送信周波数が異なってくる。このときの送信クロック周波数はたとえば25メガヘルツから175メガヘルツまでの周波数帯域をとる可能性がある。
【0003】
このような場合画像信号を受信する側のPLL(Phase Locked Loop)では、25メガヘルツから175メガヘルツまでの周波数に応じて処理を行う必要があるため、例えばハイスピードモードとロースピードモードのように、受信するクロック周波数に応じて設定を切り替えるような構成を持たせる場合がおおい。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−236260号
【特許文献2】
特開2000−324135号
【特許文献3】
特開2000−293327号
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は入力周波数がハイスピードモードであるかロースピードモードであるかを単一のレベルで判定していたため、たとえは入力周波数が判定レベル付近であった場合、微少でも入力周波数に揺らぎが有る場合に、周波数判定回路の判定出力が安定せずに誤動作を起こすおそれがあった。
【0006】
本発明は以上のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、安定した入力周波数の判定が行える半導体回路、画像受信装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明は、所与の基準周波数によって周波数帯域を第1の周波数帯域と第1の周波数帯域よりはやい周波数帯域である第2の周波数帯域に分割し、入力クロック信号の属する周波数帯域がいずれの周波数帯域に属するか判定する半導体回路であって、
入力クロック信号が所与の周波数より速い周波数である第2の基準周波数より速くなった場合に、入力クロック信号が第1の周波数帯域から第2周波数帯域に変化したと判断し、
入力クロック信号が所与の周波数より遅い周波数である第1の基準周波数より遅くなった場合に、入力クロック信号が第2の周波数帯域から第1周波数帯域に変化したと判断して、
入力クロック周波数判定号を出力する入力クロック周波数判定回路を含むことを特徴とする。
【0008】
ここで入力クロック信号が所与の周波数より速い周波数である第2の基準周波数より速くなったか否かの判定や、入力クロック信号が所与の周波数より遅い周波数である第1の基準周波数より遅くなったか否かの判定は、例えば周波数自体で行う場合でもよいし、周波数を電圧や電流に変換した値を用いて行う場合でもよい。
【0009】
ここで入力クロック信号は、例えばPLL(Phase Locked Loop)に入力される入力クロック信号でもよい。
【0010】
本発明によれば、入力クロック信号が第1の周波数帯域に属するか第2の周波数帯域に属するかについての判定にヒステリシス特性を得られるので安定した入力周波数の判定が行える半導体回路を提供することが出来る。
【0011】
(2)本発明の半導体回路は、
前記入力クロック周波数判定回路は、
入力クロック信号が現在第1の周波数帯域に属している場合には第1の基準値を出力し、入力クロック信号が現在第2の周波数帯域に属している場合には第2の基準値を出力するように、入力クロック信号が現在属している周波数帯域に応じて基準値を切り替えて出力する基準値出力回路と、
基準値出力回路から出力された基準値と入力クロック信号又は入力クロック信号に基づき得られる電圧値又は電流値と比較して、比較結果に基づき入力クロック周波数判定信号を生成する回路とを含むことを特徴とする。
【0012】
(3)本発明の半導体回路は、
前記入力クロック周波数判定回路は、
基準電圧を出力する基準電圧出力回路と、
入力クロック信号の周波数に基づき入力クロック変換電圧を生成して出力する周波数電圧変換回路と、
周波数電圧変換回路から出力された前記入力クロック変換電圧と、基準電圧出力回路から出力された基準電圧とを比較して、比較結果に基づき入力クロック周波数判定信号を生成する回路とを含み、
前記基準電圧出力回路は、
入力クロック信号が現在第1の周波数帯域に属している場合には第1の基準電圧値を出力し、入力クロック信号が現在第2の周波数帯域に属している場合には第2の基準電圧値を出力するように、入力クロック信号が現在属している周波数帯域に応じて基準電圧を切り替えて出力することを特徴とする。
【0013】
(4)本発明の半導体回路は、
前記周波数判定回路の出力する前記入力クロック周波数判定信号を受けて、入力電圧と発振周波数の変換特性を切り替える電圧制御発振回路を含むことを特徴とする。
【0014】
(5)本発明の半導体回路は、
前記周波数判定回路の出力する前記入力クロック周波数判定信号を用いて出力信号を生成するPLL回路を含むことを特徴とする。
【0015】
(6)本発明の半導体回路は、
前記PLL回路は、
前記周波数判定回路の出力する前記入力クロック周波数判定信号を受けて、入力電圧と発振周波数の変換特性を切り替える電圧制御発振回路を含むことを特徴とする。
【0016】
(7)本発明の半導体回路は、
前記PLL回路は、
位相検出回路が出力する信号に基づく電位を、前記入力クロック周波数判定信号に応じた特性で生成して出力するチャージポンプ回路を含むことを特徴とする。
【0017】
(8)本発明の半導体回路は、
前記PLL回路は、
チャージポンプ回路が出力する電位を、前記入力クロック周波数判定信号に応じた濾波して出力するループフィルタ回路を含むことを特徴とする。
【0018】
(9)本発明の半導体回路は、
前記入力クロック信号は、画像信号を受信する際の基準クロック信号であることを特徴とする。
【0019】
(10)本発明の画像信号受信装置は、
上記いずれかに記載の半導体回路を含むことを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【0021】
図1は本実施の形態の入力周波数判定回路(半導体回路)の一例である。図2は本実施の形態の入力周波数判定回路(半導体回路)の入出力特性を示した図である。
【0022】
本実施の形態の入力周波数判定回路(半導体回路)10は、所与の基準周波数によって周波数帯域を第1の周波数帯域と第2の周波数帯域(第1の周波数帯域<第2の周波数帯域)に分割し、PLL(Phase Locked Loop)に入力される入力クロック信号がいずれの周波数帯域に属するかを判定する半導体回路である。
【0023】
入力周波数判定回路(半導体回路)10は、入力クロック信号CKINが所与の第2の基準周波数(第2の基準周波数は第1の基準周波数より速い周波数に設定されている)より速くなった場合に、入力クロック信号CKINが第1の周波数帯域から第2周波数帯域に変化したと判断し、入力クロック信号CKINが第1の基準周波数より遅くなった場合に、入力クロック信号CKINが第2の周波数帯域から第1周波数帯域に変化したと判断して、入力クロック周波数判定信号62を出力する。
【0024】
基準値出力回路(基準電圧出力回路40)は、入力クロック信号が現在第1の周波数帯域に属している場合には第1の基準電圧値を出力し、入力クロック信号が現在第2の周波数帯域に属している場合には第2の基準電圧値を出力するように、入力クロック信号が現在属している周波数帯域に応じて基準電圧を切り替えて出力する。
【0025】
入力クロック周波数判定信号生成回路50は、基準値出力回路(基準電圧出力回路40)から出力された基準値(図1では電圧V2)と入力クロック信号又は入力クロック信号に基づき得られる電圧値又は電流値(図1では電圧V1)と比較して、比較結果に基づき入力クロック周波数判定信号62を生成する。
【0026】
基準電圧出力回路40は、基準電圧を出力する。周波数電圧変換回路30は、入力クロック信号の周波数に応じて入力クロック変換電圧を生成して出力する。
【0027】
また入力クロック周波数判定信号生成回路50は、周波数電圧変換回路30から出力された前記入力クロック変換電圧V1と、基準電圧出力回路10から出力された基準電圧V2とを比較して、比較結果に基づき入力クロック周波数判定信号62を生成するようにしてもよい。
【0028】
前記基準電圧出力回路40が、前記入力クロック周波数判定信号62に基づき、出力する基準電圧を第1の基準電圧値VREF1(入力クロックが第1の周波数帯域に属する場合に設定される電圧値)又は第2の基準電圧値VREF2(入力クロックが第2の周波数帯域に属する場合に設定される電圧値)のいずれかに切り替えるよう構成してもよい。ここにおいて第1の基準電圧VREF1<第2の基準電圧VREF2となる。
【0029】
ここで基準電圧出力回路40は、基準電圧発生回路42と、スイッチ回路44を含むように構成することが出来る。基準電圧発生回路42は、第1の基準電圧値VREF1及び第2の基準電圧値VREF2を生成してスイッチ回路44に出力する。スイッチ回路44は、前記入力クロック周波数判定信号62に基づき、出力電圧を第1の基準電圧値VREF1又は第2の基準電圧値VREF2に切り替える。
【0030】
分周回路20は、入力クロック信号を分周して分周クロック1(N−CK1)、分周クロック2(N−CK2)を出力する。そして周波数電圧変換回路30が、分周クロック1(N−CK1)、分周クロック2(N−CK2)に基づき入力クロック変換電圧V1を生成するようにしてもよい。
【0031】
また入力クロック周波数判定信号生成回路50が、コンパレータ52とDフィリップフロップ54を含むように構成してもよい。コンパレータ52は入力クロック変換電圧V1と基準電圧V2を比較して比較信号COMPを出力する。Dフィリップフロップ54は比較信号COMPと分周クロック2(N−CK2)に基づき、入力クロック周波数判定信号62を出力するように構成してもよい。
【0032】
このような構成をとることで、本実施の形態の入力周波数判定回路(半導体回路)10は、入力クロック信号CKINが第1の周波数帯域(ロースピードモード)にある時は、入力クロック信号CKINが所与の第2の基準周波数(図2のFDET−L)より速くなった場合に、入力クロック信号CKINが第1の周波数帯域(ロースピードモード)から第2周波数帯域(ハイスピードモード)に変化したと判断し、図2のa→b→cに沿って入力数端数判定信号の電位のレベルが変化する。
【0033】
また入力クロック信号CKINが第2の周波数帯域(ハイスピードモード)にある時は、入力クロック信号CKINが所与の第1の基準周波数(図2のFDET−H)より遅くなった場合に、入力クロック信号CKINが第2の周波数帯域(ハイスピードモード)から第1周波数帯域(ロースピードモード)に変化したと判断し、図2のc→d→aに沿って入力数端数判定信号の電位のレベルが変化する。
【0034】
すなわち、入力クロック信号が現在ロースピードである場合には図2のa→b→cに沿って入力数端数判定信号の電位のレベルが変化し、入力クロック信号CKINが現在ハイスピードである場合には図2のc→d→aに沿って入力数端数判定信号の電位のレベルが変化するヒステリシス特性が得られる。
【0035】
図3〜図6は、図1の入力周波数判定回路の動作タイミングを示すタイミングチャート図である。
【0036】
図3は第1の基準周波数より遅い周波数の入力クロック信号CKINが入力される場合の入力周波数判定回路の動作タイミングを示すタイミングチャート図である。
【0037】
図3に示すように入力クロック信号CKIN(110)は基準周波数より遅い周波数で、電位レベルが変化する。
【0038】
時刻t1の分周クロック1(N−CK1)のたち下がりから図1の周波数電圧変換回路のキャパシタC1のチャージが開始され、電位V1はランプ状に上昇する。そして時刻t3の分周クロック1(N−CK1)のたち上がりによりキャパシタC1のチャージが停止され、電位V1の上昇は停止する。
【0039】
さらに時刻t4の分周クロック2(N−CK2)のたち上がりによりキャパシタC1のはディスチャージされ、電位V1はLレベルとなる。
【0040】
この間、図1のコンパレータ52は入力クロック変換電圧V1(140)と第1の基準電圧VREF1を比較し、入力クロック変換電圧V1(140)が第1の基準電圧VREF1より大きい時に比較信号COMP(150)をLレベルにし、入力クロック変換電圧V1(140)が第1の基準電圧VREF1以下の時に比較信号COMP(150)をHレベルにする。ここで第1の基準電圧VREF1は第1の基準周波数に対応して設定された電圧値である。
【0041】
時刻t1〜時刻t2の間は入力クロック変換電圧V1(140)≦第1の基準電圧VREF1であるため、比較信号COMP(150)はHレベルとなり、時刻t2から時刻t4の間は入力クロック変換電圧V1(140)>第1の基準電圧VREF1であるため、比較信号COMP(150)はLレベルとなる。
【0042】
図1のDフィリップフロップ54は比較信号COMP(150)と分周クロック2(N−CK2)130に基づき、入力クロック周波数判定信号FB(62)を出力する。
【0043】
図3では分周クロック2(N−CK2)130が立ち上がるタイミングでDフィリップフロップ54に保持されている値はLレベル(例えば分周クロック2(N−CK2)130が立ち上がるタイミングt4においては比較信号COMPはLレベルとなっている(152参照))なので、入力クロック周波数判定信号FB(62)はLレベルとなっている。
【0044】
図4は入力クロック信号CKINが基準周波数より遅い周波数から基準周波数より速い周波数に変化する場合の入力周波数判定回路の動作タイミングを示すタイミングチャート図である。
【0045】
図4に示すように入力クロック信号CKIN(110)は、基準周波数より速い周波数で、電位レベルが変化する。
【0046】
時刻t1の分周クロック1(N−CK1)のたち下がりから図1の周波数電圧変換回路のキャパシタC1のチャージが開始され、電位V1はランプ状に上昇する。そして時刻t2の分周クロック1(N−CK1)のたち上がりによりキャパシタC1のチャージが停止され、電位V1の上昇は停止する。
【0047】
さらに時刻t3の分周クロック2(N−CK2)のたち上がりによりキャパシタC1のはディスチャージされ、電位V1はLレベルとなる。
【0048】
この間、図1のコンパレータ52は入力クロック変換電圧V1(140)と第1の基準電圧VREF1を比較し、入力クロック変換電圧V1(140)が第1の基準電圧VREF1より大きい時に比較信号COMP(150)をLレベルにし、入力クロック変換電圧V1(140)が第1の基準電圧VREF1以下の時に比較信号COMP(150)をHレベルにする。ここで第1の基準電圧VREF1は第1の基準周波数に対応して設定された電圧値である。
【0049】
時刻t1〜時刻t3の間は入力クロック変換電圧V1(140)≦第1の基準電圧VREF1であるため、比較信号COMP(150)はHレベルとなる。
【0050】
図1のDフィリップフロップ54は比較信号COMP(150)と分周クロック2(N−CK2)130に基づき、入力クロック周波数判定信号FB(62)を出力する。
【0051】
図4では分周クロック2(N−CK2)130が立ち上がるタイミングでDフィリップフロップ54に保持されている値はHレベル(例えば分周クロック2(N−CK2)130が立ち上がるタイミングt3においては比較信号COMPはHレベルとなっている(154参照))なので、入力クロック周波数判定信号FB(62)はHレベルとなっている。
【0052】
図5は基準周波数より速い周波数の入力クロック信号CKINが入力される場合の入力周波数判定回路の動作タイミングを示すタイミングチャート図である。
【0053】
図5に示すように入力クロック信号CKIN(110)は基準周波数より遅い周波数で、電位レベルが変化する。
【0054】
時刻t1の分周クロック1(N−CK1)のたち下がりから図1の周波数電圧変換回路のキャパシタC1のチャージが開始され、電位V1はランプ状に上昇する。そして時刻t2の分周クロック1(N−CK1)のたち上がりによりキャパシタC1のチャージが停止され、電位V1の上昇は停止する。
【0055】
さらに時刻t3の分周クロック2(N−CK2)のたち上がりによりキャパシタC1のはディスチャージされ、電位V1はLレベルとなる。
【0056】
この間、図1のコンパレータ52は入力クロック変換電圧V1(140)と第2の基準電圧VREF2を比較し、入力クロック変換電圧V1(140)が第2の基準電圧VREF2より大きい時に比較信号COMP(150)をLレベルにし、入力クロック変換電圧V1(140)が第2の基準電圧VREF2以下の時に比較信号COMP(150)をHレベルにする。ここで第2の基準電圧VREF2は第2の基準周波数に対応して設定された電圧値である。
【0057】
時刻t1〜時刻t3の間は入力クロック変換電圧V1(140)≦第2の基準電圧VREF2であるため、比較信号COMP(150)はHレベルとなる。
【0058】
図1のDフィリップフロップ54は比較信号COMP(150)と分周クロック2(N−CK2)130に基づき、入力クロック周波数判定信号FB(62)を出力する。
【0059】
図5では分周クロック2(N−CK2)130が立ち上がるタイミングでDフィリップフロップ54に保持されている値はHレベル(例えば分周クロック2(N−CK2)130が立ち上がるタイミングt3においては比較信号COMPはHレベルとなっている(154参照))なので、入力クロック周波数判定信号FB(62)はHレベルとなっている。
【0060】
図6は入力クロック信号CKINが基準周波数より速い周波数から基準周波数より遅い周波数に変化する場合の入力周波数判定回路の動作タイミングを示すタイミングチャート図である。
【0061】
図6に示すように入力クロック信号CKIN(110)は、基準周波数より速い周波数で、電位レベルが変化する。
【0062】
時刻t1の分周クロック1(N−CK1)のたち下がりから図1の周波数電圧変換回路のキャパシタC1のチャージが開始され、電位V1はランプ状に上昇する。そして時刻t3の分周クロック1(N−CK1)のたち上がりによりキャパシタC1のチャージが停止され、電位V1の上昇は停止する。
【0063】
さらに時刻t4の分周クロック2(N−CK2)のたち上がりによりキャパシタC1はディスチャージされ、電位V1はLレベルとなる。
【0064】
この間、図1のコンパレータ52は入力クロック変換電圧V1(140)と第2の基準電圧VREF2を比較し、入力クロック変換電圧V1(140)が第2の基準電圧VREF2より大きい時に比較信号COMP(150)をLレベルにし、入力クロック変換電圧V1(140)が第2の基準電圧VREF2以下の時に比較信号COMP(150)をHレベルにする。ここで第2の基準電圧VREF2は第2の基準周波数に対応して設定された電圧値である。
【0065】
時刻t1〜時刻t2の間は入力クロック変換電圧V1(140)≦第2の基準電圧VREF2であるため、比較信号COMP(150)はHレベルとなり、時刻t2から時刻t4の間は入力クロック変換電圧V1(140)>第2の基準電圧VREF2であるため、比較信号COMP(150)はLレベルとなる。
【0066】
図1のDフィリップフロップ54は比較信号COMP(150)と分周クロック2(N−CK2)130に基づき、入力クロック周波数判定信号FB(62)を出力する。
【0067】
図6では分周クロック2(N−CK2)130が立ち上がるタイミングでDフィリップフロップ54に保持されている値はLレベル(例えば分周クロック2(N−CK2)130が立ち上がるタイミングt4においては比較信号COMPはLレベルとなっている(156参照))なので、入力クロック周波数判定信号FB(62)はLレベルとなる。
【0068】
また本実施の形態の半導体回路に、前記周波数判定回路の出力する入力クロック周波数判定信号を受けて、入力電圧と発振周波数の変換特性(生成パターン)を切り替える電圧制御発振回路(VCO)を含むようにしてもよい。
【0069】
図7は本実施の形態の電圧制御発振回路(VCO)の一例を示すブロック図であり、図8(A)(B)は電圧制御発振回路(VCO)の入力電圧から発振周波数への変換特性(生成パターン)について説明するための図である。
【0070】
電圧制御発振回路(VCO)260は、前記周波数判定回路の出力する入力クロック周波数判定信号HSを受けて、入力電圧と発振周波数の変換特性(生成パターン)を切り替えて、発振を行うように構成することが出来る。
【0071】
電圧制御発振回路(VCO)260は、図7に示すように電圧変換回路262とVCO発振回路264を含むように構成してもよい。
【0072】
電圧変換回路262は、入力クロック周波数信号HSに基づき選択した変換パターンを用いて、バイアス電圧VCをバイアス電圧PBに変換する。
【0073】
ここで図8(A)の320はロースピードモードの時のバイアス電圧VCからバイアス電圧PBへの変換特性を示す変換曲線であり、310はハイスピードモードの時のバイアス電圧VCからバイアス電圧PBへの変換特性を示す変換曲線である。
【0074】
図7の電圧変換回路262は、入力周波数判定信号HSがHレベルである場合には図8(A)の変換曲線310に従って入力バイアス電圧VCをバイアス電圧PBに変換して出力する。また入力周波数判定信号HSがLレベルである場合には図8(A)の変換曲線320に従って入力したバイアス電圧VCをバイアス電圧PBに変換して出力する。
【0075】
図8(B)の330は、バイアス電圧PBを出力クロックf0に変換する際の変換特性を示す変換曲線である。図7のVCO発振回路264は、8(B)の変換曲線330に従って入力したバイアス電圧PBを周波数f0の出力クロックに変換して出力する。
【0076】
図9は第2の実施の形態の半導体回路の一例を示すブロック図である。
【0077】
第2の実施の形態の半導体回路200は、例えば入力周波数判定回路220、位相検出回路230,チャージポンプ回路240、ループフィルタ回路250、電圧制御発振回路260、分周回路270を含む。入力周波数判定回路220、位相検出回路230,チャージポンプ回路240、ループフィルタ回路250、電圧制御発振回路260、分周回路270は、PLL(Phase Locked Loop)回路を構成する。
【0078】
第2の実施の形態の半導体回路200には、所与の周波数の入力クロック信号CKIN(210)が外部から入力される。この入力クロック信号CKIN(210)は入力周波数判定回路220及び位相検出回路230に供給される。
【0079】
入力周波数判定回路220は、所与の周波数の入力クロック信号CKIN(210)が基準周波数で分割された2つの周波数帯域(HスピードモードとLスピードモード)のいずれに属するかを表す制御信号HSを出力する回路である。入力周波数判定回路220は、入力クロック信号CKIN(210)の周波数が基準周波数より下の帯域に属する場合にはLレベルの制御信号HSを出力し、入力クロック信号CKIN(210)の周波数が基準周波数より上の帯域に属する場合にはHレベルの制御信号HSをする。ここで入力周波数判定回路220は例えば図1で説明した回路により構成することが出来る。
【0080】
また電圧制御発振回路260は、例えば図7で説明した回路により構成することが出来る。
【0081】
図10は本実施の形態の画像信号受信装置の一例について説明するための図である。
【0082】
本実施の形態の画像信号受信装置410は、例えばTFTパネル440等に内蔵されたDVI(Digital Visual Interface)レシーバー等である。DVI(Digital Visual Interface)とは、デジタルディスプレイ向けのデジタル伝送インターフェース規格である。データフォーマットには,TMDS(Transition Mimimized Differential Signaling)方式を採用している。
【0083】
本実施の形態の画像信号受信装置410は、PLL回路420を含む。PLL回路420は例えば図9の半導体回路200で説明した構成を有しており、図1で説明した入力周波数判定回路を含む。
【0084】
TFTパネル440は、例えばPC430等から画像信号432(例えばRGBやYUVデータ)と入力クロック信号CKIN434を受信する。
【0085】
本実施の形態の画像信号受信装置410は、入力クロック信号CKIN434を受け取り、入力クロック信号CKIN434の周波数が、基準周波数で分割された2つの周波数帯域(ハイスピードモードとロースピードモード)のいずれに属するかを判断して判断結果に基づき、VCO等変換動作の設定を行う。
【0086】
なお、本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施の形態の入力周波数判定回路(半導体回路)の一例である。
【図2】本実施の形態の入力周波数判定回路(半導体回路)の入出力特性を示した図である。
【図3】本実施の形態の入力周波数判定回路の動作タイミングを示すタイミングチャート図である。
【図4】本実施の形態の入力周波数判定回路の動作タイミングを示すタイミングチャート図である。
【図5】本実施の形態の入力周波数判定回路の動作タイミングを示すタイミングチャート図である。
【図6】本実施の形態の入力周波数判定回路の動作タイミングを示すタイミングチャート図である。
【図7】本実施の形態の電圧制御発振回路(VCO)の一例を示すブロック図である。
【図8】図8(A)(B)は電圧制御発振回路(VCO)の入力電圧から発振周波数への変換特性(生成パターン)について説明するための図である。
【図9】第2の実施の形態の半導体回路の一例を示すブロック図である。
【図10】本実施の形態の画像信号受信装置の一例について説明するための図である。
【符号の説明】
10 入力周波数判定回路、 20 分周回路、 30 周波数電圧変換回路、40 基準電圧出力回路、 42 基準電圧発生回路、 44 スイッチ回路、50 入力クロック周波数判定信号生成回路、 52 コンパレータ、54 Dフィリップフロップ回路、 62 入力クロック周波数判定信号、200 半導体回路、 220 入力周波数判定回路、 230 位相検出回路、 240 チャージポンプ回路、 250 ループフィルタ回路、 260 電圧制御発振回路、 270 分周回路、 410 画像信号受信装置、 420 PLL回路、 440 TFTパネル[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor circuit. In particular, the present invention relates to a semiconductor circuit and an image receiving apparatus for determining which frequency band a frequency band to which an input clock signal input to a PLL (Phase Locked Loop) belongs.
[0002]
[Background Art]
When transmitting an image signal by the DVI (Digital Visual Interface) method or the like, the transmission frequency of the image signal differs depending on the size of the image to be transmitted and the refresh rate. The transmission clock frequency at this time may take a frequency band from 25 MHz to 175 MHz, for example.
[0003]
In such a case, in a PLL (Phase Locked Loop) on the receiving side of the image signal, it is necessary to perform processing in accordance with a frequency from 25 MHz to 175 MHz. In many cases, a configuration that switches the setting according to the clock frequency to be received is provided.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-236260
[Patent Document 2]
JP-A-2000-324135
[Patent Document 3]
JP-A-2000-293327
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventionally, since the input frequency was determined to be the high-speed mode or the low-speed mode at a single level, for example, when the input frequency was near the determination level, the input frequency fluctuated even if it was minute. If there is, there is a risk that the judgment output of the frequency judgment circuit will not be stable and malfunction will occur.
[0006]
The present invention has been made in view of the above technical problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor circuit and an image receiving device capable of stably determining an input frequency.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
(1) The present invention divides a frequency band into a first frequency band and a second frequency band which is a frequency band faster than the first frequency band according to a given reference frequency. A semiconductor circuit for determining which frequency band belongs,
Determining that the input clock signal has changed from the first frequency band to the second frequency band when the input clock signal is faster than a second reference frequency that is faster than the given frequency;
Determining that the input clock signal has changed from the second frequency band to the first frequency band when the input clock signal is lower than a first reference frequency that is lower than a given frequency;
An input clock frequency determination circuit that outputs an input clock frequency determination signal is included.
[0008]
Here, it is determined whether or not the input clock signal has become faster than a second reference frequency, which is a frequency higher than the given frequency, or whether the input clock signal is later than the first reference frequency, which is a frequency lower than the given frequency. The determination as to whether or not the frequency has become true may be made, for example, using the frequency itself or using a value obtained by converting the frequency into a voltage or a current.
[0009]
Here, the input clock signal may be, for example, an input clock signal input to a PLL (Phase Locked Loop).
[0010]
According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor circuit that can obtain a stable input frequency because a hysteresis characteristic can be obtained in determining whether an input clock signal belongs to a first frequency band or a second frequency band. Can be done.
[0011]
(2) The semiconductor circuit of the present invention
The input clock frequency determination circuit,
A first reference value is output if the input clock signal currently belongs to the first frequency band, and a second reference value is output if the input clock signal currently belongs to the second frequency band. A reference value output circuit that switches and outputs a reference value according to the frequency band to which the input clock signal currently belongs,
A circuit for comparing the reference value output from the reference value output circuit with a voltage value or a current value obtained based on the input clock signal or the input clock signal, and generating an input clock frequency determination signal based on the comparison result. Features.
[0012]
(3) The semiconductor circuit of the present invention comprises:
The input clock frequency determination circuit,
A reference voltage output circuit for outputting a reference voltage,
A frequency-voltage conversion circuit that generates and outputs an input clock conversion voltage based on the frequency of the input clock signal,
A circuit that compares the input clock converted voltage output from the frequency voltage conversion circuit with the reference voltage output from the reference voltage output circuit and generates an input clock frequency determination signal based on the comparison result;
The reference voltage output circuit,
A first reference voltage value is output if the input clock signal currently belongs to the first frequency band, and a second reference voltage value if the input clock signal currently belongs to the second frequency band. , The reference voltage is switched and output according to the frequency band to which the input clock signal currently belongs.
[0013]
(4) The semiconductor circuit of the present invention
A voltage-controlled oscillation circuit that receives the input clock frequency determination signal output from the frequency determination circuit and switches a conversion characteristic between an input voltage and an oscillation frequency.
[0014]
(5) The semiconductor circuit of the present invention comprises:
A PLL circuit that generates an output signal using the input clock frequency determination signal output from the frequency determination circuit.
[0015]
(6) The semiconductor circuit of the present invention comprises:
The PLL circuit comprises:
A voltage-controlled oscillation circuit that receives the input clock frequency determination signal output from the frequency determination circuit and switches a conversion characteristic between an input voltage and an oscillation frequency.
[0016]
(7) The semiconductor circuit of the present invention comprises:
The PLL circuit comprises:
A charge pump circuit that generates and outputs a potential based on a signal output from the phase detection circuit with characteristics according to the input clock frequency determination signal.
[0017]
(8) The semiconductor circuit of the present invention comprises:
The PLL circuit comprises:
It further includes a loop filter circuit that filters the potential output from the charge pump circuit according to the input clock frequency determination signal and outputs the filtered potential.
[0018]
(9) The semiconductor circuit of the present invention comprises:
The input clock signal is a reference clock signal for receiving an image signal.
[0019]
(10) The image signal receiving apparatus of the present invention
It is characterized by including the semiconductor circuit described in any of the above.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0021]
FIG. 1 is an example of an input frequency determination circuit (semiconductor circuit) of the present embodiment. FIG. 2 is a diagram showing input / output characteristics of the input frequency determination circuit (semiconductor circuit) of the present embodiment.
[0022]
The input frequency determination circuit (semiconductor circuit) 10 according to the present embodiment changes a frequency band into a first frequency band and a second frequency band (first frequency band <second frequency band) based on a given reference frequency. This is a semiconductor circuit that determines which frequency band an input clock signal that is divided and input to a PLL (Phase Locked Loop) belongs to.
[0023]
The input frequency determination circuit (semiconductor circuit) 10 determines that the input clock signal CKIN has become faster than a given second reference frequency (the second reference frequency is set to a frequency higher than the first reference frequency). It is determined that the input clock signal CKIN has changed from the first frequency band to the second frequency band, and when the input clock signal CKIN becomes slower than the first reference frequency, the input clock signal CKIN becomes the second frequency band. When it is determined that the frequency band has changed to the first frequency band, an input clock frequency determination signal 62 is output.
[0024]
The reference value output circuit (reference voltage output circuit 40) outputs the first reference voltage value when the input clock signal currently belongs to the first frequency band, and outputs the first reference voltage value when the input clock signal currently belongs to the second frequency band. When the input clock signal belongs to the frequency band, the reference voltage is switched according to the frequency band to which the input clock signal currently belongs so as to output the second reference voltage value.
[0025]
The input clock frequency determination signal generation circuit 50 generates a reference value (voltage V2 in FIG. 1) output from the reference value output circuit (reference voltage output circuit 40) and an input clock signal or a voltage value or current obtained based on the input clock signal. The input clock frequency determination signal 62 is generated based on the comparison result with the value (the voltage V1 in FIG. 1).
[0026]
The reference voltage output circuit 40 outputs a reference voltage. The frequency-voltage conversion circuit 30 generates and outputs an input clock conversion voltage according to the frequency of the input clock signal.
[0027]
Also, the input clock frequency determination signal generation circuit 50 compares the input clock conversion voltage V1 output from the frequency voltage conversion circuit 30 with the reference voltage V2 output from the reference voltage output circuit 10, and based on the comparison result. The input clock frequency determination signal 62 may be generated.
[0028]
Based on the input clock frequency determination signal 62, the reference voltage output circuit 40 changes the output reference voltage to a first reference voltage value VREF1 (a voltage value set when the input clock belongs to a first frequency band) or It may be configured to switch to any of the second reference voltage values VREF2 (voltage values set when the input clock belongs to the second frequency band). Here, the first reference voltage VREF1 <the second reference voltage VREF2.
[0029]
Here, the reference voltage output circuit 40 can be configured to include a reference
[0030]
The
[0031]
Further, the input clock frequency determination signal generation circuit 50 may be configured to include the
[0032]
With such a configuration, when the input clock signal CKIN is in the first frequency band (low-speed mode), the input frequency determination circuit (semiconductor circuit) 10 of the present embodiment When the input clock signal CKIN changes from a first frequency band (low-speed mode) to a second frequency band (high-speed mode) when the frequency becomes faster than a given second reference frequency (FDET-L in FIG. 2). Therefore, the level of the potential of the input fraction determination signal changes along a → b → c in FIG.
[0033]
When the input clock signal CKIN is in the second frequency band (high-speed mode), the input clock signal CKIN becomes slower than a given first reference frequency (FDET-H in FIG. 2). It is determined that the clock signal CKIN has changed from the second frequency band (high-speed mode) to the first frequency band (low-speed mode), and the potential of the input fraction determination signal is determined along c → d → a in FIG. The level changes.
[0034]
That is, when the input clock signal is currently at low speed, the potential level of the input fraction determination signal changes along a → b → c in FIG. 2 and when the input clock signal CKIN is currently at high speed. Provides a hysteresis characteristic in which the level of the potential of the input fraction determination signal changes along c → d → a in FIG.
[0035]
3 to 6 are timing charts showing operation timings of the input frequency determination circuit of FIG.
[0036]
FIG. 3 is a timing chart showing the operation timing of the input frequency determination circuit when the input clock signal CKIN having a frequency lower than the first reference frequency is input.
[0037]
As shown in FIG. 3, the input clock signal CKIN (110) changes in potential level at a frequency lower than the reference frequency.
[0038]
The charging of the capacitor C1 of the frequency-voltage conversion circuit of FIG. 1 starts from the fall of the frequency-divided clock 1 (N-CK1) at time t1, and the potential V1 rises like a ramp. Then, when the frequency-divided clock 1 (N-CK1) rises at time t3, charging of the capacitor C1 is stopped, and the rise of the potential V1 is stopped.
[0039]
Further, the rising of the frequency-divided clock 2 (N-CK2) at time t4 discharges the capacitor C1, and the potential V1 becomes L level.
[0040]
During this time, the
[0041]
Since the input clock conversion voltage V1 (140) ≦ the first reference voltage VREF1 from time t1 to time t2, the comparison signal COMP (150) becomes H level, and the input clock conversion voltage from time t2 to time t4. Since V1 (140)> first reference voltage VREF1, the comparison signal COMP (150) becomes L level.
[0042]
1 outputs the input clock frequency determination signal FB (62) based on the comparison signal COMP (150) and the divided clock 2 (N-CK2) 130.
[0043]
In FIG. 3, the value held in the D flip-
[0044]
FIG. 4 is a timing chart showing the operation timing of the input frequency determination circuit when the input clock signal CKIN changes from a frequency lower than the reference frequency to a frequency higher than the reference frequency.
[0045]
As shown in FIG. 4, the input clock signal CKIN (110) changes in potential level at a frequency higher than the reference frequency.
[0046]
The charging of the capacitor C1 of the frequency-voltage conversion circuit of FIG. 1 starts from the fall of the frequency-divided clock 1 (N-CK1) at time t1, and the potential V1 rises like a ramp. Then, the rising of the frequency-divided clock 1 (N-CK1) at time t2 stops the charging of the capacitor C1, and stops the rise of the potential V1.
[0047]
Further, the rising of the frequency-divided clock 2 (N-CK2) at time t3 discharges the capacitor C1, and the potential V1 becomes L level.
[0048]
During this time, the
[0049]
From time t1 to time t3, the input clock conversion voltage V1 (140) ≦ the first reference voltage VREF1, so that the comparison signal COMP (150) becomes H level.
[0050]
1 outputs the input clock frequency determination signal FB (62) based on the comparison signal COMP (150) and the divided clock 2 (N-CK2) 130.
[0051]
In FIG. 4, the value held in the D flip-
[0052]
FIG. 5 is a timing chart showing the operation timing of the input frequency determination circuit when an input clock signal CKIN having a frequency higher than the reference frequency is input.
[0053]
As shown in FIG. 5, the input clock signal CKIN (110) changes in potential level at a frequency lower than the reference frequency.
[0054]
The charging of the capacitor C1 of the frequency-voltage conversion circuit of FIG. 1 starts from the fall of the frequency-divided clock 1 (N-CK1) at time t1, and the potential V1 rises like a ramp. Then, the rising of the frequency-divided clock 1 (N-CK1) at time t2 stops the charging of the capacitor C1, and stops the rise of the potential V1.
[0055]
Further, the rising of the frequency-divided clock 2 (N-CK2) at time t3 discharges the capacitor C1, and the potential V1 becomes L level.
[0056]
During this time, the
[0057]
From time t1 to time t3, the input clock conversion voltage V1 (140) ≦ the second reference voltage VREF2, so that the comparison signal COMP (150) is at the H level.
[0058]
1 outputs the input clock frequency determination signal FB (62) based on the comparison signal COMP (150) and the divided clock 2 (N-CK2) 130.
[0059]
In FIG. 5, the value held in the D flip-
[0060]
FIG. 6 is a timing chart showing the operation timing of the input frequency determination circuit when the input clock signal CKIN changes from a frequency higher than the reference frequency to a frequency lower than the reference frequency.
[0061]
As shown in FIG. 6, the potential level of the input clock signal CKIN (110) changes at a frequency higher than the reference frequency.
[0062]
The charging of the capacitor C1 of the frequency-voltage conversion circuit of FIG. 1 starts from the fall of the frequency-divided clock 1 (N-CK1) at time t1, and the potential V1 rises like a ramp. Then, when the frequency-divided clock 1 (N-CK1) rises at time t3, charging of the capacitor C1 is stopped, and the rise of the potential V1 is stopped.
[0063]
Further, the rise of the frequency-divided clock 2 (N-CK2) at time t4 discharges the capacitor C1, and the potential V1 becomes L level.
[0064]
During this time, the
[0065]
Since the input clock conversion voltage V1 (140) ≦ the second reference voltage VREF2 between the time t1 and the time t2, the comparison signal COMP (150) becomes H level, and the input clock conversion voltage between the time t2 and the time t4. Since V1 (140)> the second reference voltage VREF2, the comparison signal COMP (150) becomes L level.
[0066]
1 outputs the input clock frequency determination signal FB (62) based on the comparison signal COMP (150) and the divided clock 2 (N-CK2) 130.
[0067]
In FIG. 6, the value held in the D flip-
[0068]
Further, the semiconductor circuit of the present embodiment includes a voltage controlled oscillation circuit (VCO) that receives an input clock frequency determination signal output from the frequency determination circuit and switches a conversion characteristic (generation pattern) between an input voltage and an oscillation frequency. Is also good.
[0069]
FIGS. 7A and 7B are block diagrams showing an example of the voltage controlled oscillator (VCO) according to the present embodiment. FIGS. 8A and 8B show conversion characteristics from the input voltage to the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator (VCO). FIG. 9 is a diagram for explaining (generation pattern).
[0070]
The voltage-controlled oscillation circuit (VCO) 260 receives the input clock frequency determination signal HS output from the frequency determination circuit, switches the conversion characteristic (generation pattern) between the input voltage and the oscillation frequency, and performs oscillation. I can do it.
[0071]
The voltage controlled oscillation circuit (VCO) 260 may be configured to include a
[0072]
The
[0073]
Here, 320 in FIG. 8A is a conversion curve showing a conversion characteristic from the bias voltage VC to the bias voltage PB in the low speed mode, and 310 is a conversion curve from the bias voltage VC to the bias voltage PB in the high speed mode. 7 is a conversion curve showing the conversion characteristics of the above.
[0074]
When the input frequency determination signal HS is at the H level, the
[0075]
[0076]
FIG. 9 is a block diagram illustrating an example of the semiconductor circuit according to the second embodiment.
[0077]
The
[0078]
The input clock signal CKIN (210) of a given frequency is externally input to the
[0079]
The input
[0080]
Further, the voltage controlled
[0081]
FIG. 10 is a diagram for describing an example of the image signal receiving device according to the present embodiment.
[0082]
The image
[0083]
Image
[0084]
The
[0085]
Image
[0086]
The present invention is not limited to the present embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an example of an input frequency determination circuit (semiconductor circuit) of the present embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing input / output characteristics of an input frequency determination circuit (semiconductor circuit) of the present embodiment.
FIG. 3 is a timing chart illustrating operation timings of the input frequency determination circuit according to the present embodiment.
FIG. 4 is a timing chart showing the operation timing of the input frequency determination circuit of the present embodiment.
FIG. 5 is a timing chart showing the operation timing of the input frequency determination circuit of the present embodiment.
FIG. 6 is a timing chart showing operation timings of the input frequency determination circuit of the present embodiment.
FIG. 7 is a block diagram illustrating an example of a voltage controlled oscillator (VCO) according to the present embodiment.
FIGS. 8A and 8B are diagrams for explaining a conversion characteristic (generation pattern) from an input voltage to an oscillation frequency of a voltage controlled oscillator (VCO).
FIG. 9 is a block diagram illustrating an example of a semiconductor circuit according to a second embodiment;
FIG. 10 is a diagram for describing an example of an image signal receiving device according to the present embodiment.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 10 input frequency judgment circuit, 20 frequency dividing circuit, 30 frequency voltage conversion circuit, 40 reference voltage output circuit, 42 reference voltage generation circuit, 44 switch circuit, 50 input clock frequency judgment signal generation circuit, 52 comparator, 54 D flip-flop circuit , 62 input clock frequency determination signal, 200 semiconductor circuit, 220 input frequency determination circuit, 230 phase detection circuit, 240 charge pump circuit, 250 loop filter circuit, 260 voltage controlled oscillation circuit, 270 frequency divider circuit, 410 image signal receiving device, 420 PLL circuit, 440 TFT panel
Claims (10)
入力クロック信号が所与の周波数より速い周波数である第2の基準周波数より速くなった場合に、入力クロック信号が第1の周波数帯域から第2周波数帯域に変化したと判断し、
入力クロック信号が所与の周波数より遅い周波数である第1の基準周波数より遅くなった場合に、入力クロック信号が第2の周波数帯域から第1周波数帯域に変化したと判断して、
入力クロック周波数判定信号を出力する入力クロック周波数判定回路を含むことを特徴とする半導体回路。The frequency band is divided into a first frequency band and a second frequency band which is a frequency band faster than the first frequency band according to a given reference frequency, and the frequency band to which the input clock signal to be inputted belongs is A semiconductor circuit for determining whether
Determining that the input clock signal has changed from the first frequency band to the second frequency band when the input clock signal is faster than a second reference frequency that is faster than the given frequency;
Determining that the input clock signal has changed from the second frequency band to the first frequency band when the input clock signal is lower than a first reference frequency that is lower than a given frequency;
A semiconductor circuit including an input clock frequency determination circuit that outputs an input clock frequency determination signal.
前記入力クロック周波数判定回路は、
入力クロック信号が現在第1の周波数帯域に属している場合には第1の基準値を出力し、入力クロック信号が現在第2の周波数帯域に属している場合には第2の基準値を出力するように、入力クロック信号が現在属している周波数帯域に応じて基準値を切り替えて出力する基準値出力回路と、
基準値出力回路から出力された基準値と入力クロック信号又は入力クロック信号に基づき得られる電圧値又は電流値と比較して、比較結果に基づき入力クロック周波数判定信号を生成する回路とを含むことを特徴とする半導体回路。In claim 1,
The input clock frequency determination circuit,
A first reference value is output if the input clock signal currently belongs to the first frequency band, and a second reference value is output if the input clock signal currently belongs to the second frequency band. A reference value output circuit that switches and outputs a reference value according to the frequency band to which the input clock signal currently belongs,
A circuit for comparing the reference value output from the reference value output circuit with a voltage value or a current value obtained based on the input clock signal or the input clock signal, and generating an input clock frequency determination signal based on the comparison result. Characteristic semiconductor circuit.
前記入力クロック周波数判定回路は、
基準電圧を出力する基準電圧出力回路と、
入力クロック信号の周波数に基づき入力クロック変換電圧を生成して出力する周波数電圧変換回路と、
周波数電圧変換回路から出力された前記入力クロック変換電圧と、基準電圧出力回路から出力された基準電圧とを比較して、比較結果に基づき入力クロック周波数判定信号を生成する回路とを含み、
前記基準電圧出力回路は、
入力クロック信号が現在第1の周波数帯域に属している場合には第1の基準電圧値を出力し、入力クロック信号が現在第2の周波数帯域に属している場合には第2の基準電圧値を出力するように、入力クロック信号が現在属している周波数帯域に応じて基準電圧を切り替えて出力することを特徴とする半導体回路。In claim 1,
The input clock frequency determination circuit,
A reference voltage output circuit for outputting a reference voltage,
A frequency-voltage conversion circuit that generates and outputs an input clock conversion voltage based on the frequency of the input clock signal,
A circuit that compares the input clock converted voltage output from the frequency voltage conversion circuit with the reference voltage output from the reference voltage output circuit and generates an input clock frequency determination signal based on the comparison result;
The reference voltage output circuit,
A first reference voltage value is output if the input clock signal currently belongs to the first frequency band, and a second reference voltage value if the input clock signal currently belongs to the second frequency band. A semiconductor circuit characterized in that a reference voltage is switched and output according to a frequency band to which an input clock signal currently belongs so as to output the reference clock.
前記周波数判定回路の出力する前記入力クロック周波数判定信号を受けて、入力電圧と発振周波数の変換特性を切り替える電圧制御発振回路を含むことを特徴とする半導体回路。In any one of claims 1 to 3,
A semiconductor circuit, comprising: a voltage-controlled oscillation circuit that receives the input clock frequency determination signal output from the frequency determination circuit and switches a conversion characteristic between an input voltage and an oscillation frequency.
前記周波数判定回路の出力する前記入力クロック周波数判定信号を用いて出力信号を生成するPLL回路を含むことを特徴とする半導体回路。In any one of claims 1 to 4,
A semiconductor circuit, comprising: a PLL circuit that generates an output signal using the input clock frequency determination signal output from the frequency determination circuit.
前記PLL回路は、
前記周波数判定回路の出力する前記入力クロック周波数判定信号を受けて、入力電圧と発振周波数の変換特性を切り替える電圧制御発振回路を含むことを特徴とする半導体回路。In claim 5,
The PLL circuit comprises:
A semiconductor circuit, comprising: a voltage-controlled oscillation circuit that receives the input clock frequency determination signal output from the frequency determination circuit and switches a conversion characteristic between an input voltage and an oscillation frequency.
前記PLL回路は、
位相検出回路が出力する信号に基づく電位を、前記入力クロック周波数判定信号に応じた特性で生成して出力するチャージポンプ回路を含むことを特徴とする半導体回路。In any one of claims 5 to 7,
The PLL circuit comprises:
A semiconductor circuit comprising: a charge pump circuit that generates and outputs a potential based on a signal output from a phase detection circuit with characteristics according to the input clock frequency determination signal.
前記PLL回路は、
チャージポンプ回路が出力する電位を、前記入力クロック周波数判定信号に応じた濾波して出力するループフィルタ回路を含むことを特徴とする半導体回路。In any one of claims 5 to 7,
The PLL circuit comprises:
A semiconductor circuit, comprising: a loop filter circuit that filters a potential output from a charge pump circuit according to the input clock frequency determination signal and outputs the filtered potential.
前記入力クロック信号は、画像信号を受信する際の基準クロック信号であることを特徴とする半導体回路。In any one of claims 1 to 8,
2. The semiconductor circuit according to claim 1, wherein the input clock signal is a reference clock signal for receiving an image signal.
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