JP2005252930A - Pll circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体集積回路に用いるPLL回路に関するものである。 The present invention relates to a PLL circuit used in a semiconductor integrated circuit.
移動体通信分野などに用いられるPLL回路においては、ばらつきや仕様、使用周波数のの変化に伴いループ帯域を制御する必要がある。また、ロック動作を速めるため過渡的に帯域を広める方法も広く用いられている。帯域をIC内部で変化させる方法として一般に良く用いられる方法が、チャージポンプ回路の出力電流を変化させる方法で、特許文献1などに示されている。図9は従来のPLL回路の回路図である。
In a PLL circuit used in the mobile communication field or the like, it is necessary to control the loop band in accordance with variations, specifications, and changes in frequency used. Also, a method of widening the band transiently to speed up the lock operation is widely used. A method that is commonly used as a method of changing the band inside the IC is a method of changing the output current of the charge pump circuit, and is disclosed in
図9において、シリアルデコード回路1は、チャージポンプ電流切替シリアルデータを含むシリアルコントロール信号をパラレル変換し、データラッチ回路2へと伝送する。データラッチ回路2はシリアルデコード回路1でパラレル変換されたコントロール信号を適切なアドレスへラッチする。位相比較回路3は基準信号と分周回路8の出力の位相を比較し、アップ信号D31とダウン信号D32を出力する。位相比較回路3にはいろいろな方式を採り得るが、例えば、基準信号の立ち上がりと比べ、分周回路8の出力の立ち上がりが遅れていればアップ信号D31がHを、進んでいればダウン信号D32がHを出力する、といった具合である。電流切替制御回路4は、チャージポンプ回路5のSW52のオン・オフのタイミングを、PMOSとNMOS各々について位相比較回路3の出力D31,D32に基づき制御し、制御オン時にSW52のどの素子を動作させるかを、データラッチ回路2でラッチされたチャージポンプ電流切替コントロール信号に基づき制御する。すなわちチャージポンプ回路5の電流出力タイミングと、オン時の出力電流値を制御している。図9は電流値を3ビットで制御している例である。チャージポンプ回路5は、カレントミラー回路51、スイッチ回路52、電流源回路53、電源端子54、接地端子55により構成される。電源端子54、接地端子55は実際には1〜4、6〜8の回路ブロックにも存在するが、電流切替制御回路4はロジック回路表記、他の回路ブロックはブロック図表記のため、記載を省略している。スイッチ回路52は、カレントミラー回路51から出力される電流のオン・オフを、電流切替制御回路4の制御出力に基づき切り替えている。カレントミラー回路51はPMOSトランジスタP511〜513,515、および、NMOSトランジスタN511〜513, 515,516で構成される。
In FIG. 9, the
これらの出力の電流値I5の変化により、PLLのループ帯域ωpが変化する。 The change in the current value I5 of these outputs changes the PLL loop band ωp.
ループ帯域ωpが大きいと高速応答動作が可能であるがジッタに対して弱くなり、小さいとジッタ抑制性能は向上するが、応答動作が遅くなるので、システム仕様や使用周波数などに合わせた最適化が必要になる。 If the loop bandwidth ωp is large, high-speed response operation is possible, but it becomes weak against jitter, and if it is small, jitter suppression performance improves, but response operation becomes slow, so optimization according to the system specifications, frequency used, etc. I need it.
ループ帯域ωpは電流値I5に対して比例増加、すなわちωp∝k×I5 (kは定数)なる関係があるため、チャージポンプ回路5の出力電流I5を変化させることにより、ループ帯域ωpを変化させ、応答動作やジッタ抑制性能の最適化を図ることができる。
しかしながら、前記従来の構成では、電流値を等間隔でしか制御できない。 However, in the conventional configuration, the current value can be controlled only at equal intervals.
例えば、図9において、各トランジスタのL値は等しく、W値を各々WP511〜513,515,WN511〜513,515,516とする。 For example, in FIG. 9, the L value of each transistor is equal, and the W values are WP511 to 513,515 and WN511 to 513,515,516, respectively.
図10は
WN511/WN516=1,WN512/WN516=2,WN513/WN516=4,
WN515/WN516=1,WP511/WP515=1,WP512/WP515=2,WP513/WP515=4
とし、
電流源53の電流値I53=1で正規化した時の、チャージポンプ電流切替コントロール信号D21〜23のデータ論理に対するカレントミラー回路51のPMOSトランジスタP511〜513の出力電流値|IP511〜513|、およびNMOSトランジスタN511〜513の出力電流値|IN511〜513|、および位相比較回路3の出力データD31,または、D32がHの時のチャージポンプ回路5出力のトータルの電流値|I5|の値を示している。通常、位相比較回路3の出力データD32がHの時のチャージポンプ回路5出力のトータルの電流は、位相比較回路3の出力データD31がHの時のチャージポンプ回路5出力のトータルの電流と同じで方向が逆である。したがって、その絶対値|I5|は、D31がHの時もD32がHの時も同じと考える。また、過渡的にD31とD32が同時にHになる事があるが、ループ帯域特性に対して支配的ではなく、簡単のためここではその説明を省略する。
FIG.
WN511 / WN516 = 1, WN512 / WN516 = 2, WN513 / WN516 = 4,
WN515 / WN516 = 1, WP511 / WP515 = 1, WP512 / WP515 = 2, WP513 / WP515 = 4
age,
Output current values | IP511 to 513 | of the PMOS transistors P511 to 513 of the current mirror circuit 51 for the data logic of the charge pump current switching control signals D21 to 23 when normalized with the current value I53 = 1 of the current source 53, and Indicates the output current value | IN511 to 513 | of the NMOS transistors N511 to 513 and the total current value | I5 | of the output of the
今、[D23,D22,D21]のデータが[0,1,0]のときの電流|I5|=2をセンター値とするとき、データを[0,0,1]に変化させると|I5|=1に、[0,1,1]では|I5|=3になる。すなわちデータの最小変化に対して、電流、すなわちループ帯域を1/2倍に減少させたり、1.5倍に増加させたり出来るが、[D23,D22,D21]のデータが[1,1,0]のときの電流|I5|=6をセンター値とすると、データを[1,0,1]では|I5|=5に、[1,1,1]では|I5|=7になる。すなわちデータの最小変化に対して、電流、すなわちループ帯域を5/6倍や7/6倍にしか変化させることが出来ない。 Now, when the current | I5 | = 2 when the data of [D23, D22, D21] is [0,1,0] is the center value, changing the data to [0,0,1] | I5 | = 1, and [0,1,1] results in | I5 | = 3. That is, the current, that is, the loop bandwidth can be reduced by a factor of 1/2 or increased by a factor of 1.5 for the minimum change in data, but the data in [D23, D22, D21] is [1,1,0] If the current | I5 | = 6 at the time is the center value, the data becomes | I5 | = 5 for [1,0,1] and | I5 | = 7 for [1,1,1]. That is, the current, that is, the loop bandwidth can be changed only 5/6 times or 7/6 times with respect to the minimum change of data.
前記従来の課題を解決するために、本発明のPLL回路は、シリアルデコード回路と、データラッチ回路と、位相比較回路と、電流切替制御回路と、チャージポンプ回路を備え、前記電流切替制御回路は、デコード回路を有し、前記データラッチ回路のチャージポンプ電流切替データ出力値の最小変化に対して、定倍率で電流値を増減させる。 In order to solve the conventional problems, a PLL circuit of the present invention includes a serial decode circuit, a data latch circuit, a phase comparison circuit, a current switching control circuit, and a charge pump circuit, and the current switching control circuit is And a decoding circuit for increasing or decreasing the current value at a constant magnification with respect to the minimum change in the charge pump current switching data output value of the data latch circuit.
本構成によって、PLLのループ帯域を任意の初期値から2倍、1/2などの等倍率で変化させることが出来る。 With this configuration, the PLL loop band can be changed from an arbitrary initial value by an equal magnification such as 2 or 1/2.
以上のように本発明のPLL回路によれば、ばらつき、仕様や使用周波数により設定された初期値の如何にかかわらず、仕様や使用周波数の変化に対し、同じ調整比率で、ループ帯域を変化させ、応答動作やジッタ抑制性能の最適化のできる優れたPLL回路を実現できるものである。 As described above, according to the PLL circuit of the present invention, the loop band is changed at the same adjustment ratio with respect to the change of the specification and the use frequency regardless of the variation, the specification and the initial value set by the use frequency. It is possible to realize an excellent PLL circuit that can optimize response operation and jitter suppression performance.
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1におけるPLL回路の回路図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a circuit diagram of a PLL circuit according to
図1において、シリアルデコード回路1は、チャージポンプ電流切替シリアルデータを含むシリアルコントロール信号をパラレル変換し、データラッチ回路2へと伝送する。データラッチ回路2はシリアルデコード回路1でパラレル変換されたコントロール信号を適切なアドレスへラッチする。位相比較回路3は基準信号と分周回路8の出力の位相を比較し、図9のときと同様にアップ信号D31とダウン信号D32を出力する。
In FIG. 1, a
電流切替制御回路4は、図9と同様にチャージポンプ回路5のSW52のオン・オフのタイミングを、PMOSとNMOS各々について位相比較回路3の出力D31,D32に基づき制御するが、制御オン時にSW52のどの素子を動作させるかは図9とは異なり、データラッチ回路2でラッチされたチャージポンプ電流切替コントロール信号そのままではなく、その値を更にデコードするデコード回路41を設けている。また、図9とは異なり、図1は2ビット制御の例である。
Similarly to FIG. 9, the current
例えば、[D22,D21]のデータが[0,0]のとき、AND回路411の出力がHになり、位相比較回路3の出力D31,D32を、AND回路401、NAND回路402を介してチャージポンプ回路5のSW52のP521またはN521へ伝達する。このとき、AND回路412〜414の出力はLの為、AND回路403,405,407,NAND回路404,406,408は出力D31、D32をチャージポンプ回路5へは伝送しない。同様にして、[D22,D21]のデータが[0,1]のとき、AND回路412の出力がHになり、位相比較回路3の出力D31,D32を、AND回路403、NAND回路404を介してチャージポンプ回路5のSW52のP522またはN522へ伝達する。
For example, when the data of [D22, D21] is [0, 0], the output of the AND circuit 411 becomes H, and the outputs D31, D32 of the
チャージポンプ回路5は、カレントミラー回路51、スイッチ回路52、電流源回路53、電源端子54、接地端子55により構成される。電源端子54、接地端子55は実際には1〜4、6〜8の回路ブロックにも存在するが、電流切替制御回路4はロジック回路表記、他の回路ブロックはブロック図表記のため、記載を省略している。スイッチ回路52は、カレントミラー回路51から出力される電流のオン・オフを、電流切替制御回路4の制御出力に基づき切り替えている。カレントミラー回路51はPMOSトランジスタP511〜515、および、NMOSトランジスタN511〜516で構成される。
The
ここで、図1において、各トランジスタのL値は等しく、W値を各々WP511〜515,WN511〜516とする。 Here, in FIG. 1, the L value of each transistor is equal, and the W values are WP511 to 515 and WN511 to 516, respectively.
図2は
WN511/WN516=1,WN512/WN516=2, WN513/WN516=4,WN514/WN516=8,
WN515/WN516=1,WP511/WP515=1,WP512/WP515=2,WP513/WP515=4,WP514/WP515=8
とし、
電流源53の電流値I53=1で正規化した時の、チャージポンプ電流切替コントロール信号D21〜23のデータ論理に対するカレントミラー回路51のPMOSトランジスタP511〜513の出力電流値|IP511〜514|、およびNMOSトランジスタN511〜513の出力電流値|IN511〜514|、および位相比較回路3の出力データD31,または、D32がHの時のチャージポンプ回路5出力のトータルの電流値|I5|の値を示している。通常、位相比較回路3の出力データD32がHの時のチャージポンプ回路5出力のトータルの電流は、位相比較回路3の出力データD31がHの時のチャージポンプ回路5出力のトータルの電流と同じで方向が逆である。したがって、その絶対値|I5|は、D31がHの時もD32がHの時も同じと考える。また、過渡的にD31とD32が同時にHになる事があるが、ループ帯域特性に対して支配的ではなく、簡単のためここではその説明を省略する。
Figure 2
WN511 / WN516 = 1, WN512 / WN516 = 2, WN513 / WN516 = 4, WN514 / WN516 = 8,
WN515 / WN516 = 1, WP511 / WP515 = 1, WP512 / WP515 = 2, WP513 / WP515 = 4, WP514 / WP515 = 8
age,
Output current values | IP511 to 514 | of the PMOS transistors P511 to 513 of the current mirror circuit 51 for the data logic of the charge pump current switching control signals D21 to 23 when normalized with the current value I53 = 1 of the current source 53, and Indicates the output current value | IN511 to 514 | of the NMOS transistors N511 to 513 and the total current value | I5 | of the output of the
すなわち、
|I5|=|IN511|+|IN512|+|IN513| = |IP511|+|IP512|+|IP513|
|IN511|=|IP511|,|IN512|=|IP512|,|IN513|=|IP513|
である。
That is,
| I5 | = | IN511 | + | IN512 | + | IN513 | = | IP511 | + | IP512 | + | IP513 |
| IN511 | = | IP511 |, | IN512 | = | IP512 |, | IN513 | = | IP513 |
It is.
今、[D22,D21]のデータが[0,1]のときの電流|I5|=2をセンター値とするとき、データを[0,0]に変化させると|I5|=1に、[1,0]では|I5|=4になる。すなわちデータの最小変化に対して、電流、すなわちループ帯域を1/2倍に減少させたり、2倍に増加させたり出来る。また、[D22,D21]のデータが[1,0]のときの電流|I5|=4をセンター値とすると、データを[0,1]では|I5|=2に、[1,1]では|I5|=8になり、やはりデータの最小変化に対して、電流、すなわちループ帯域を1/2倍に減少させたり、2倍に増加させたり出来る。 Now, when the current | I5 | = 2 when the data of [D22, D21] is [0,1] is set as the center value, changing the data to [0,0] results in | I5 | = 1, In 1,0], | I5 | = 4. That is, the current, that is, the loop bandwidth can be reduced by a factor of two or increased by a factor of two for the minimum change in data. Also, if the current | I5 | = 4 when the data of [D22, D21] is [1,0] is the center value, the data is | I5 | = 2 for [0,1] and [1,1] Then, | I5 | = 8, and the current, that is, the loop bandwidth can be reduced by a factor of 1/2 or increased by a factor of two with respect to the minimum change in data.
したがってこのような構成によれば、データの初期値に関わらず、データの最小変化に対して、電流、すなわちループ帯域を、1/2倍や2倍の様に常に定倍率で変化させることが出来る。 Therefore, according to such a configuration, regardless of the initial value of data, the current, that is, the loop band can always be changed at a constant magnification such as 1/2 or 2 times with respect to the minimum change of data. I can do it.
(実施の形態2)
図3は本発明の実施の形態2におけるPLL回路の回路図である。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a circuit diagram of a PLL circuit according to the second embodiment of the present invention.
図3において図1と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。チャージポンプ回路5において、スイッチ回路52は、PMOSトランジスタP521〜524、および、NMOSトランジスタN521〜524で構成される。
3, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In the
また、図4は図3の構成において、電流源53の電流値I53=1で正規化した時の、チャージポンプ電流切替コントロール信号D21,D22のデータ論理に対するカレントミラー回路51のPMOSトランジスタP511〜514の出力電流値|IP511〜514|、およびNMOSトランジスタN511〜514の出力電流値|IN511〜514|、および位相比較回路3の出力データD31,または、D32がHの時のチャージポンプ回路5出力のトータルの電流値|I5|の値を示している。
4 shows PMOS transistors P511 to 514 of the current mirror circuit 51 for the data logic of the charge pump current switching control signals D21 and D22 when normalized with the current value I53 = 1 of the current source 53 in the configuration of FIG. Output current value | IP511 to 514 |, output current value | IN511 to 514 | of NMOS transistors N511 to 514, and output data D31 of
図3において、まず、電流切替制御回路4のAND回路401およびNAND回路402は、位相比較回路3の各々の出力D31,D32がHの時、常に電流が流れるよう、データラッチ回路2の出力とは演算されずに各々スイッチ回路52のNMOSトランジスタN521およびPMOSトランジスタP521へと伝送される。そのNMOSトランジスタN521およびPMOSトランジスタP521のオン時にカレントミラー回路51から出力される電流をデータラッチ回路2の出力[D22,D21]のデータが最小値[0,0]の時の最小電流値、1に設定する。
In FIG. 3, first, the AND
次に、AND回路403およびNAND回路404はデータラッチ回路2のチャージポンプ電流切替データ出力の最下位ビットの出力D21がHの時に、位相比較回路3の出力を各々スイッチ回路52のNMOSトランジスタN522およびPMOSトランジスタP522へと伝送する。ここで、回路2の出力[D22,D21]のデータが[0,1]の時、電流値が2になるようにするには、カレントミラー回路52のミラー比を、
WN512/WN511=1,
WP512/WP511=1
に設定すると、その電流値を、出力最小電流1に対して1:1に出来、スイッチ回路52のNMOSトランジスタN521,N522およびPMOSトランジスタP521、P522がオンするので、トータル電流、|I5|=2になる。
Then, the AND
WN512 / WN511 = 1,
WP512 / WP511 = 1
Is set to 1: 1 with respect to the minimum output current 1, and the NMOS transistors N521 and N522 and the PMOS transistors P521 and P522 of the switch circuit 52 are turned on, so that the total current, | I5 | = 2 become.
同様にして、AND回路405およびNAND回路406はデータラッチ回路2のチャージポンプ電流切替データ出力の2番目の下位ビットの出力D22がHの時に、位相比較回路3の出力を各々スイッチ回路52のNMOSトランジスタN523およびPMOSトランジスタP524へと伝送する。ここで、回路2の出力[D22,D21]のデータが[1,0]の時、電流値が4になるようにするために、カレントミラー回路52のミラー比を、
WN513/WN511=3,
WP513/WP511=3
に設定すると、その電流値を、出力最小電流1に対して1:3に出来、スイッチ回路52のNMOSトランジスタN521,N523およびPMOSトランジスタP521、P523がオンするので、トータル電流、|I5|=1+3=4になる。
Similarly, the AND
WN513 / WN511 = 3,
WP513 / WP511 = 3
Is set to 1: 3 with respect to the minimum output current 1, and the NMOS transistors N521 and N523 and the PMOS transistors P521 and P523 of the switch circuit 52 are turned on, so that the total current, | I5 | = 1 + 3 = 4.
次に、電流切替制御回路4のデコード回路41は、データラッチ2のチャージポンプ電流切替データ出力の最下位ビットD21と次に下位のビットD22とを入力とするAND回路411のみで構成されている。AND回路407およびNAND回路408はデータラッチ回路2のチャージポンプ電流切替データ出力の最下位ビットD21がHと2番目の下位ビットの出力D22が共にHの時に、デコード回路41のAND回路411もHになり、位相比較回路3の出力を各々スイッチ回路52のNMOSトランジスタN524およびPMOSトランジスタP524へと伝送する。
Next, the decode circuit 41 of the current
ここで、回路2の出力[D22,D21]のデータが[1,1]の時、カレントミラー回路52のミラー比を、スイッチ回路52のNMOSトランジスタN521〜N524およびPMOSトランジスタP521〜P523すべてがオンする
|I5|=1+1+3 +|IP514|=1+1+3 +|IN514|
になる。
Here, when the data of the output [D22, D21] of the
| I5 | = 1 + 1 + 3 + | IP514 | = 1 + 1 + 3 + | IN514 |
become.
データ変化に対して2倍、すなわち[D22,D21]=[1,0]の時の|I5|=4の2倍にするには、
[D22,D21]のデータが[1,1]の時、
|I5|=8
にすればよい。
To double the data change, that is, twice the value of | I5 | = 4 when [D22, D21] = [1,0]
When the data of [D22, D21] is [1,1]
| I5 | = 8
You can do it.
したがって、|IP514|、|IN514|の値は、
|IP514|=|IN514|=|I5|-(1+1+3 )=8-5=3
にすれば良い。
Therefore, the values of | IP514 | and | IN514 |
| IP514 | = | IN514 | = | I5 |-(1 + 1 + 3) = 8-5 = 3
You can do it.
すなわち、このような、図4に示されるように、カレントミラー回路51が、出力最小電流1に対して1:1:3:3の重み付けをもつ構成、特に各トランジスタのL値が等しい時、W値は各々、
WN512/WN516=1, WN513/WN516=3,
WN514/WN516=3, WN515/WN516=1, WP511/WP515=1,
WP512/WP515=1, WP513/WP515=3, WP514/WP515=3
にしておけば、実施の形態1と同様にして、
[D22,D21]のデータが[0,1]のときの電流|I5|=2をセンター値とするとき、データを[0,0]に変化させると|I5|=1に、[1,0]では|I5|=4になる。すなわちデータの最小変化に対して、電流、すなわちループ帯域を1/2倍に減少させたり、2倍に増加させたり出来る。また、[D22,D21]のデータが[1,0]のときの電流|I5|=4をセンター値とすると、データを[0,1]では|I5|=2に、[1,1]では|I5|=8になり、やはりデータの最小変化に対して、電流、すなわちループ帯域を1/2倍に減少させたり、2倍に増加させたり出来る。
That is, as shown in FIG. 4, when the current mirror circuit 51 has a weighting ratio of 1: 1: 3: 3 with respect to the minimum output current 1, particularly when the L value of each transistor is equal, Each W value is
WN512 / WN516 = 1, WN513 / WN516 = 3,
WN514 / WN516 = 3, WN515 / WN516 = 1, WP511 / WP515 = 1,
WP512 / WP515 = 1, WP513 / WP515 = 3, WP514 / WP515 = 3
If it is, as in the first embodiment,
When the current | I5 | = 2 when the data of [D22, D21] is [0,1] is set as the center value, changing the data to [0,0] results in | I5 | = 1, In [0], | I5 | = 4. That is, the current, that is, the loop bandwidth can be reduced by a factor of two or increased by a factor of two for the minimum change in data. Also, if the current | I5 | = 4 when the data of [D22, D21] is [1,0] is the center value, the data is | I5 | = 2 for [0,1] and [1,1] Then, | I5 | = 8, and the current, that is, the loop bandwidth can be reduced by a factor of 1/2 or increased by a factor of two with respect to the minimum change in data.
したがってこのような構成によれば、データラッチ回路2の出力に対応して、必要に応じてスイッチ回路52の複数のNMOSトランジスタまたはPMOSトランジスタをオンさせることが出来るため、実施の形態1より少ない構成、トランジスタサイズで、データの初期値に関わらず、データの最小変化に対して、電流、すなわちループ帯域を、1/2倍や2倍の様に常に定倍率で変化させることが出来る。
Therefore, according to such a configuration, a plurality of NMOS transistors or PMOS transistors of the switch circuit 52 can be turned on as necessary in accordance with the output of the
(実施の形態3)
図5は本発明の実施の形態3におけるPLL回路の回路図である。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a circuit diagram of a PLL circuit according to
図5において図1、図3と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。 5, the same components as those in FIGS. 1 and 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図1、図3は2ビット制御の例であるが、図5は3ビット制御の例である。また、電流切替制御回路4の構成およびチャージポンプ回路5のカレントミラー回路51のミラー比は図3と同様に、W値は各々、
WN511/WN516=1,WN512/WN516=1, WN513/WN516=3,
WN514/WN516=3, WN515/WN516=1, WP511/WP515=1,
WP512/WP515=1, WP513/WP515=3, WP514/WP515=3
のミラー比を持つものとして説明する。
1 and 3 are examples of 2-bit control, while FIG. 5 is an example of 3-bit control. The configuration of the current
WN511 / WN516 = 1, WN512 / WN516 = 1, WN513 / WN516 = 3,
WN514 / WN516 = 3, WN515 / WN516 = 1, WP511 / WP515 = 1,
WP512 / WP515 = 1, WP513 / WP515 = 3, WP514 / WP515 = 3
It is assumed that the mirror ratio is as follows.
図5において、チャージポンプ回路5の電流源53と並列に別の電流源56、および電流源56をオン/オフさせるスイッチ回路57を設ける。データラッチ回路2の出力の下位2ビットD21,D22は、図1、図3と同様に、電流切替制御回路4に接続されている。最上位ビットD23はスイッチ回路57に接続され、[D23]=[1]のとき、電流源56の電流をカレントミラー回路51へ伝送する。
In FIG. 5, another current source 56 in parallel with the current source 53 of the
図6は電流源53の電流値I53=1で正規化した時の、チャージポンプ電流切替コントロール信号D21,D22のデータ論理に対するカレントミラー回路51のPMOSトランジスタP511〜514の出力電流値|IP511〜514|、およびNMOSトランジスタN511〜514の出力電流値|IN511〜514|、および位相比較回路3の出力データD31,または、D32がHの時のチャージポンプ回路5出力のトータルの電流値|I5|の値を示している。
FIG. 6 shows output current values | IP511 to 514 of the PMOS transistors P511 to 514 of the current mirror circuit 51 for the data logic of the charge pump current switching control signals D21 and D22 when normalized with the current value I53 = 1 of the current source 53. And the output current value | IN511 to 514 | of the NMOS transistors N511 to 514 and the total current value | I5 | of the output of the
今、図5のように3ビット目により電流源56の電流をオンオフさせる構成の場合、[D23]=[0]のとき、すなわち電流源56がオフの場合は、図4と同じ電流値に設定できる。例えば[D23,D22,D21]=[0,1,1]の時の|I5|=8である。 Now, when the current source 56 is turned on and off by the third bit as shown in FIG. 5, when [D23] = [0], that is, when the current source 56 is off, the current value is the same as in FIG. Can be set. For example, | I5 | = 8 when [D23, D22, D21] = [0, 1, 1].
ここで、[D23,D22,D21]=[1,0,0]の時の|I5|を、[D23,D22,D21]=[0,1,1]の時の|I5|=8 の2倍、|I5|=16にする様に構成する。 Here, | I5 | when [D23, D22, D21] = [1,0,0], | I5 | = 8 when [D23, D22, D21] = [0,1,1] It is configured so that | I5 | = 16.
下位2ビットが、[D22,D21]=[0,0]の時、スイッチ回路52のPMOSトランジスタP522〜P524およびNMOSトランジスタN522〜N524はオフになり、カレントミラー回路51のミラー比M[0,0]は、
WP511/WP515= WN511/WN515=1
のみから決定され、M[0,0]=1となる。
When the lower 2 bits are [D22, D21] = [0, 0], the PMOS transistors P522 to P524 and the NMOS transistors N522 to N524 of the switch circuit 52 are turned off, and the mirror ratio M [0, 0]
WP511 / WP515 = WN511 / WN515 = 1
And M [0,0] = 1.
したがって、|I5|=16にする為には、電流源56の電流値I56を、
|I5|/M[0,0]=I53+I56
になるように選べばよい。
Therefore, in order to make | I5 | = 16, the current value I56 of the current source 56 is
| I5 | / M [0,0] = I53 + I56
Choose to be.
すなわち、電流源53の電流値は1なので、
I56=16/1-1=15
に設定すればよい。
That is, since the current value of the current source 53 is 1,
I56 = 16 / 1-1 = 15
Should be set.
ここで注目すべきは、この様にI53+I56=16に設定すると、
M[0,1]=2, M[1,0]=4, M[1,1]=8
より、
[D23,D22,D21]=[1,0,1] のとき、|I5|=16*2=32
[D23,D22,D21]=[1,1,0] のとき、|I5|=16*4=64
[D23,D22,D21]=[1,1,1] のとき、|I5|=16*8=128
となり、このままの構成でデータの最小変化に対して、電流、すなわちループ帯域を1/ 2倍に減少させたり、2倍に増加させたり出来る。
It should be noted here that if I53 + I56 = 16 is set like this,
M [0,1] = 2, M [1,0] = 4, M [1,1] = 8
Than,
When [D23, D22, D21] = [1,0,1], | I5 | = 16 * 2 = 32
When [D23, D22, D21] = [1,1,0], | I5 | = 16 * 4 = 64
When [D23, D22, D21] = [1,1,1], | I5 | = 16 * 8 = 128
Thus, with this configuration, the current, that is, the loop bandwidth can be reduced by a factor of 1/2 or increased by a factor of 2 for the minimum change in data.
したがってこのような構成によれば、データラッチ回路2の出力の下位ビットで4、スイッチ回路52を制御し、上位ビットで電流源56、スイッチ回路57を制御する構成を有することにより、簡単な構成で、多値に対し、データの初期値に関わらず、データの最小変化に対して、電流、すなわちループ帯域を、1/2倍や2倍の様に常に定倍率で変化させることが出来る。
Therefore, according to such a configuration, the configuration is such that the lower bit of the output of the
(実施の形態4)
図7は本発明の実施の形態4におけるPLL回路の回路図である。
(Embodiment 4)
FIG. 7 is a circuit diagram of a PLL circuit according to
図7において図1、図3、図5と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。 In FIG. 7, the same components as those in FIGS. 1, 3, and 5 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図7において、データラッチ回路2は、粗調整用データ出力2ビットD22,D21と微調 整用データ出力1ビットD29とを有している。
In FIG. 7, the
粗調整用データ出力2ビットD22,D21は、図1、図3、図5と同様に、チャージポンプ回路5の電流|I5|を制御している。
The coarse
図7において、チャージポンプ回路5の電流源53と並列に別の電流源56、および電流源56をオン/オフさせるスイッチ回路57を設ける。データラッチ回路2の出力の粗調整用データ出力2ビットD21,D22は、図1、図3、図5と同様に、電流切替制御回路4に接続されている。微調整用データ出力1ビットD29はスイッチ回路57に接続され、[D29]=[1]のとき、電流源56の電流をカレントミラー回路51へ伝送する。
In FIG. 7, another current source 56 and a switch circuit 57 for turning on / off the current source 56 are provided in parallel with the current source 53 of the
図8は電流源53の電流値I53=1で正規化した時の、チャージポンプ電流切替コントロール信号D22,D21およびD29のデータ論理に対するカレントミラー回路51のPMOSトランジスタP511〜514の出力電流値|IP511〜514|、およびNMOSトランジスタN511〜514の出力電流値|IN511〜514|、および位相比較回路3の出力データD31,または、D32がHの時のチャージポンプ回路5出力のトータルの電流値|I5|の値を示している。
FIG. 8 shows the output current values of the PMOS transistors P511 to 514 of the current mirror circuit 51 for the data logic of the charge pump current switching control signals D22, D21 and D29 when normalized with the current value I53 = 1 of the current source 53. ˜514 | and the output current value of the NMOS transistors N511 to 514 | IN511 to 514 | and the total current value of the output of the
今、図7のように微調整用データ出力D29により電流源56の電流をオンオフさせる構成の場合、[D29]=[0]のとき、すなわち電流源56がオフの場合は、図2、図4、図6と同じ電流値に設定できる。例えば[D29,D22,D21]=[0,1,1]の時の|I5|=8である。 If the current source 56 is turned on and off by the fine adjustment data output D29 as shown in FIG. 7, when [D29] = [0], that is, when the current source 56 is off, FIG. 4. It can be set to the same current value as in FIG. For example, | I5 | = 8 when [D29, D22, D21] = [0, 1, 1].
図5では、|I5|=16にする為に、電流源56の電流値I56を、I56=15に設定していたが、
例えば、I56=0.2 に設定すると、[D29,D22,D21]=[1,0,0]の時、
|I5|= (I53+I56)*M[0,0]=(1+0.2)*1=1.2
となり、[D29,D22,D21]=[0,0,0]の時の
|I5|= (I53+I56)*M[0,0]=(1+0)*1=1
の1.2倍になる。
In FIG. 5, in order to set | I5 | = 16, the current value I56 of the current source 56 is set to I56 = 15.
For example, if I56 = 0.2, when [D29, D22, D21] = [1,0,0]
| I5 | = (I53 + I56) * M [0,0] = (1 + 0.2) * 1 = 1.2
When [D29, D22, D21] = [0,0,0]
| I5 | = (I53 + I56) * M [0,0] = (1 + 0) * 1 = 1
1.2 times as much.
ここで注目すべきは、この様にI53+I56=1+0.2=1.2に設定すると、
M[0,1]=2, M[1,0]=4, M[1,1]=8
より、
[D29,D22,D21]=[1,0,1] のとき、|I5|=1.2*2=2.4
[D29,D22,D21]=[1,1,0] のとき、|I5|=1.2*4=4.8
[D29,D22,D21]=[1,1,1] のとき、|I5|=1.2*8=9.6
となり、このままの構成で、任意の[D22,D21]のデータに対し、D29=[1]の時の電流値をD29=[0]の時の電流値の1.2倍にすることが可能である。すなわちループ帯域を1.2倍に増加することが出来る。
It should be noted here that if I53 + I56 = 1 + 0.2 = 1.2 like this,
M [0,1] = 2, M [1,0] = 4, M [1,1] = 8
Than,
When [D29, D22, D21] = [1,0,1], | I5 | = 1.2 * 2 = 2.4
When [D29, D22, D21] = [1,1,0], | I5 | = 1.2 * 4 = 4.8
When [D29, D22, D21] = [1,1,1], | I5 | = 1.2 * 8 = 9.6
With this configuration, the current value when D29 = [1] can be 1.2 times the current value when D29 = [0] for any [D22, D21] data. . That is, the loop bandwidth can be increased by a factor of 1.2.
したがってこのような構成によれば、データラッチ回路2の粗調整用データ出力の初期値に関わらず、データの最小変化に対して、電流、すなわちループ帯域を、1/2倍や2倍の様に常に定倍率で変化させることが出来、且つ、微調整用データ出力の値により例えば1.2倍などの微調整も行うことが可能である。
Therefore, according to such a configuration, the current, that is, the loop bandwidth is halved or doubled with respect to the minimum change of data regardless of the initial value of the data output for coarse adjustment of the
以上のように本発明のPLL回路によれば、ばらつき、仕様や使用周波数により設定された初期値の如何にかかわらず、仕様や使用周波数の変化に対し、同じ調整比率で、ループ帯域を変化させ、応答動作やジッタ抑制性能の最適化のできる優れたPLL回路を実現できるものである。 As described above, according to the PLL circuit of the present invention, the loop band is changed at the same adjustment ratio with respect to the change of the specification and the use frequency regardless of the variation, the specification and the initial value set by the use frequency. It is possible to realize an excellent PLL circuit that can optimize response operation and jitter suppression performance.
1 シリアルデコード回路
2 データラッチ回路
3 位相比較回路
4 電流切替制御回路
5 チャージポンプ回路
6 ループフィルタ
7 VCO
8 分周回路
41 デコード回路
51 カレントミラー回路
52、57 スイッチ回路
53、56 電流源回路
54 電源端子
55 接地端子
401、403、405、407、411 AND回路
402、404、406、408 NAND回路
N511〜516、521〜524 NMOSトランジスタ
P511〜515、521〜524 PMOSトランジスタ
D21〜23、29 データラッチ回路出力
D31〜32 位相比較回路出力
1
8 Dividing circuit 41 Decoding circuit 51 Current mirror circuit 52, 57 Switch circuit 53, 56 Current source circuit 54
N511 ~ 516, 521 ~ 524 NMOS transistor
P511 ~ 515, 521 ~ 524 PMOS transistor
D21-23, 29 Data latch circuit output
D31 to 32 Phase comparator output
Claims (5)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004063539A JP2005252930A (en) | 2004-03-08 | 2004-03-08 | Pll circuit |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006129396A1 (en) * | 2005-06-02 | 2006-12-07 | Niigata Seimitsu Co., Ltd. | Frequency synthesizer and charge pump circuit used therein |
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US7772931B2 (en) | 2008-06-08 | 2010-08-10 | Advantest Corporation | Oscillator and a tuning method of a loop bandwidth of a phase-locked-loop |
-
2004
- 2004-03-08 JP JP2004063539A patent/JP2005252930A/en not_active Withdrawn
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