JP2013247609A - Clock generation circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はクロック発生回路に関し、たとえば差動クロック信号を生成するクロック発生回路に好適に利用できるものである。 The present invention relates to a clock generation circuit and can be suitably used for, for example, a clock generation circuit that generates a differential clock signal.
従来より、携帯電話機のような移動体端末には、差動クロック信号を出力する発振器が搭載されている。差動クロック信号は、互いに相補な2つのクロック信号を含む(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, an oscillator that outputs a differential clock signal is mounted on a mobile terminal such as a mobile phone. The differential clock signal includes two clock signals complementary to each other (see, for example, Patent Document 1).
また、特許文献2には、互いに位相が90度ずれた2つのクロック信号を出力する電圧制御型発振器が開示されている。この電圧制御型発振器では、2つのクロック信号の位相差を90度前後にするための移相器が設けられている。2つのクロック信号の位相差の90度からのオフセット値に応じたレベルの電圧が位相検波器によって生成され、位相検波器の出力電圧は、平滑化および増幅されて移相器の制御電圧となる。
また、特許文献3には、参照クロック信号に同期したクロック信号を生成する位相同期ループ回路が開示されている。この位相同期ループ回路では、デジタル制御発振器で生成されたクロック信号は、分周器によって分周される。分周器によって分周されたクロック信号と参照クロック信号の時間差が時間−デジタル変換器によってデータコードに変換される。時間−デジタル変換器で生成されたデータコードの値は、デコーダによって積分されてデジタル制御型発振器の制御信号となる。
特許文献1では、差動クロック信号に含まれる2のクロック信号の位相差が180度からずれると、発振器の後段の回路の特性が劣化するという問題があった。
In
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.
一実施の形態によれば、本願のクロック発生回路では、2つのクロック信号の位相差の180度からのオフセット値を時間−デジタル変換器を含む位相差検出器によって検出し、検出したオフセット値が最小値になるように発振器を較正する。 According to one embodiment, in the clock generation circuit of the present application, an offset value from 180 degrees of the phase difference between two clock signals is detected by a phase difference detector including a time-digital converter, and the detected offset value is Calibrate the oscillator to the minimum value.
一実施の形態によれば、2つのクロック信号の位相差の180度からのオフセット値を最小値にすることができる。 According to one embodiment, the offset value from 180 degrees of the phase difference between the two clock signals can be minimized.
[実施の形態1]
本願の実施の形態1によるクロック発生回路は、図1に示すように、発振器1、位相差検出器2、および較正器11を備える。発振器1は、互いに相補な2つのクロック信号CLKP,CLKNを含む差動クロック信号を出力する。クロック信号CLKP,CLKNは、たとえば携帯電話機において信号の変調や復調に用いられる。クロック信号CLKP,CLKNの位相差の180度からのオフセット値は、データコードDcntの値に応じて変化する。
[Embodiment 1]
The clock generation circuit according to the first embodiment of the present application includes an
また、発振器1は、互いに相補な2つのクロック信号φP,φNを出力する。クロック信号φP,φNは、それぞれクロック信号CLKP,CLKNと同じ位相である。クロック信号φP,φNは、クロック信号CLKP,CLKNの位相差の180度からのオフセット値を最小値に設定するために使用される。
The
発振器1は、図2に示すように、インダクタ20、トラッキングキャパシタ21、オフセット補償キャパシタ22、NチャネルMOSトランジスタ23,24、抵抗素子25、およびバッファ26〜29を含む。
As shown in FIG. 2, the
インダクタ20の一方端子20aは出力ノードN1に接続され、その中間端子20bは電源電圧VDDのラインに接続され、その他方端子20cは出力ノードN2に接続される。端子20a,20b間のインダクタンスと端子20b,20c間のインダクタンスとは略等しい。トラッキングキャパシタ21は、可変容量キャパシタであり、出力ノードN1,N2間に接続される。トラッキングキャパシタ21の容量値を調整することにより、発振器1の発振周波数を調整することができる。
One
オフセット補償キャパシタ22は、可変容量キャパシタであり、出力ノードN1と接地電圧VSSのラインとの間に接続される。オフセット補償キャパシタ22の容量値は、データコードDcntの値に応じて変化する。オフセット補償キャパシタ22の容量値を調整することにより、クロック信号φP,φNの位相差の180度からのオフセット値を調整することが可能となっている。
The
NチャネルMOSトランジスタ23,24のドレインはそれぞれ出力ノードN1,N2に接続され、それらのゲートはそれぞれ出力ノードN2,N1に接続され、それらのソースは互いに接続される。抵抗素子25は、NチャネルMOSトランジスタ23,24のソースと接地電圧VSSのラインとの間に接続される。
N
電源電圧VDDを投入すると、発振器1はインダクタ20のインダクタンス、トラッキングキャパシタ21の容量値などで決まる周波数で発振する。出力ノードN1には発振周波数のクロック信号が現われ、出力ノードN2には出力ノードN1に現れるクロック信号と相補なクロック信号が現われる。出力ノードN1に現れるクロック信号は、バッファ28でバッファリングされてクロック信号CLKNになるとともに、バッファ29でバッファリングされてクロック信号φNになる。出力ノードN2に現れるクロック信号は、バッファ26でバッファリングされてクロック信号CLKPになるとともに、バッファ27でバッファリングされてクロック信号φPになる。
When the power supply voltage VDD is turned on, the
したがって、クロック信号CLKP,CLKNは互いに相補な信号である。クロック信号φP,φNは、それぞれクロック信号CLKP,CLKNと同じ位相である。クロック信号φP,φNの位相差は、オフセット補償キャパシタ22の容量値に応じて変化する。たとえば、オフセット補償キャパシタ22の容量値を増大させると、クロック信号CLKN,φNのレベル変化が遅くなり、クロック信号CLKN,φNの位相が遅れる。
Therefore, the clock signals CLKP and CLKN are complementary signals. Clock signals φP and φN have the same phase as clock signals CLKP and CLKN, respectively. The phase difference between the clock signals φP and φN changes according to the capacitance value of the
なお、オフセット補償キャパシタ22をノードN1の代わりにノードN2に接続してもよい。この場合は、たとえば、オフセット補償キャパシタ22の容量値を増大させると、クロック信号CLKP,φPのレベル変化が遅くなり、クロック信号CLKP,φPの位相が遅れる。
The
図1に戻って、位相差検出器2は、クロック信号φP,φNの位相差の180度からのオフセット値を検出し、検出したオフセット値に応じた値のデータコードPerrを出力する。すなわち、位相差検出器2は、インバータ3,4、切換回路5,7、時間−デジタル変換器(TDC:Time to Digital Converter)6、レジスタ8,9、および減算器10を含む。インバータ3は、クロック信号φNを反転させてクロック信号/φNを生成する。インバータ4は、クロック信号φPを反転させてクロック信号/φPを生成する。
Returning to FIG. 1, the
切換回路5の4つの入力端子5a〜5dは、それぞれクロック信号φP,/φN,φN,/φPを受ける。切換回路5の2つの出力端子5e,5fは、それぞれ時間−デジタル変換器6のスタート端子6aおよびストップ端子6bに接続される。
Four
切換信号SWが「H」レベルである場合は、端子5a,5e間が導通するとともに端子5b,5f間が導通し、クロック信号φP,/φNがそれぞれスタート端子6aおよびストップ端子6bに与えられる。切換信号SWが「L」レベルである場合は、端子5c,5e間が導通するとともに端子5d,5f間が導通し、クロック信号φN,/φPがそれぞれスタート端子6aおよびストップ端子6bに与えられる。また、切換信号SWは、時間−デジタル変換器6のリセット端子6cに与えられる。
When switching signal SW is at “H” level,
時間−デジタル変換器6は、切換信号SWの立ち上りエッジおよび立下りエッジの各々に応答してリセットされる。時間−デジタル変換器6は、スタート端子6aに与えられたクロック信号φPまたはφNの立ち上りエッジと、ストップ端子6bに与えられたクロック信号/φNまたは/φPの立ち上りエッジとの時間差に応じた値のデータコードDdcを出力する。
The time-
時間−デジタル変換器6は、図3に示すように、直列接続された(n−1)個のバッファ30と、n個のフリップフロップ31と、デコーダ32とを含む。ただし、nは2以上の整数である。図3では、スタート端子6aおよびストップ端子6bにそれぞれクロック信号φP,/φNが与えられている状態が示されている。
As shown in FIG. 3, the time-
初段のバッファ30は、スタート端子6aを介して与えられたクロック信号a0(図3ではφP)を所定時間だけ遅延させてクロック信号a1を出力する。2段目のバッファ30は、クロック信号a1を所定時間だけ遅延させてクロック信号a2を出力する。以下、同様にして、最終段のバッファ30は、クロック信号an−2を所定時間だけ遅延させてクロック信号an−1を出力する。
The
n個のフリップフロップ31のデータ入力端子(D)は、それぞれクロック信号a0〜an−1を受ける。n個のフリップフロップ31のクロック端子(C)は、ともに、ストップ端子6bを介して与えられたクロック信号s0(図3では/φN)を受ける。n個のフリップフロップ31のデータ出力端子(Q)は、デコーダ32に接続される。デコーダ32は、n個のフリップフロップ31の出力信号b0〜bn−1に基づいてデータコードDdcを生成する。各バッファ30、各フリップフロップ31、およびデコーダ32は、切換信号SWの立ち上りエッジおよび立下りエッジの各々に応答してリセットされる。
Data input terminals (D) of the n flip-
図4(a)〜(f)は、時間−デジタル変換器6の動作を示すタイムチャートである。図4(a)〜(f)において、ある時刻t0においてクロック信号a0が「L」レベル(0)から「H」レベル(1)に立ち上げられると、その時刻t0からバッファ30の遅延時間Tdの経過後にクロック信号a1が「L」レベル(0)から「H」レベル(1)に立ち上げられる。以下、同様にして、クロック信号a2〜an−1が1つずつ順次「L」レベル(0)から「H」レベル(1)に立ち上げられる。クロック信号a0が「H」レベルに立ち上げられてからクロック信号an−1が「H」レベルに立ち上げられるまでの時間は、n×Tdである。この時間n×Tdは、クロック信号a0の半周期よりも短い時間に設定されている。また、バッファ30の遅延時間Tdは、インバータ3の遅延時間とインバータ4の遅延時間との差の絶対値よりも十分に長い時間に設定されている。
4A to 4F are time charts showing the operation of the time-
クロック信号s0が「L」レベルから「H」レベルに立ち上げられると、n個のフリップフロップ31は、それぞれクロック信号a0〜an−1の論理レベルを保持および出力する。これにより、n個のフリップフロップ31の出力信号b0〜bn−1は、たとえば11…11000…0となる。デコーダ32は、信号b0〜bn−1に基づいてデータコードDdcを生成する。図4(f)では、データコードDdcの値が「18」である場合が示されている。
When the clock signal s0 rises from the “L” level to the “H” level, the n flip-
図1に戻って、切換回路7の入力端子7aはデータコードDdcを受け、出力端子7b,7cはそれぞれレジスタ8,9に接続される。切換信号SWが「H」レベルである場合は、端子7a,7b間が導通し、時間−デジタル変換器6で生成されたデータコードDdcはレジスタ8に与えられる。切換信号SWが「L」レベルである場合は、端子7a,7c間が導通し、時間−デジタル変換器6で生成されたデータコードDdcはレジスタ9に与えられる。
Returning to FIG. 1, the
レジスタ8,9の各々は、時間−デジタル変換器6から与えられたデータコードDdcを保持および出力する。レジスタ8の出力コードPHaの値は、インバータ3の遅延時間Tiと、クロック信号φPの立ち上りエッジとクロック信号φNの立下りエッジとの間の時間dtとの和Ti+dtを示す。レジスタ9の出力コードPHbの値は、インバータ4の遅延時間Tiと、クロック信号φPの立ち上りエッジとクロック信号φNの立下りエッジとの間の時間dtとの差Ti−dtを示す。
Each of the
減算器10は、レジスタ8の出力コードPHaとレジスタ9の出力コードPHbとの差Perr=PHa−PHbを求める。減算器10の出力コードPerrの値は、Ti+dt−(Ti−dt)=2dtを示す。
The
図5(a)〜(i)は、位相差検出器2の動作を示すタイムチャートである。図5(a)〜(i)において、切換信号SWが「L」レベルである場合は、切換回路5によってクロック信号φN,/φPが時間−デジタル変換器6に与えられる。この場合は、時間−デジタル変換器6の出力コードDdcの値は、クロック信号φN,/φPの立ち上りエッジ間の時間Ti−dtに応じた値となる。レジスタ9は、切換回路7を介して与えられたデータコードDdcを保持および出力する。レジスタ9の出力コードPHbの値は、Ti−dtとなる。
5A to 5I are time charts showing the operation of the
切換信号SWが「L」レベルから「H」レベルに立ち上げられると、時間−デジタル変換器6がリセットされてデータコードDdcの値が0となる。また、切換信号SWの立ち上りエッジに応答して、レジスタ9がデータコードPHbをホールドする。また、切換信号SWの立ち上りエッジに応答して、データコードDdcが切換回路7を介してレジスタ8に与えられる。レジスタ8は、切換回路7を介して与えられたデータコードDdcを保持および出力する。この時点では、レジスタ8の出力コードPHaの値は0である。したがって、位相差検出器2の出力コードPerrは、−PHbである。
When the switching signal SW rises from the “L” level to the “H” level, the time-
また、切換信号SWが「L」レベルから「H」レベルに立ち上げられると、切換回路5によってクロック信号φP,/φNが時間−デジタル変換器6に与えられる。この場合は、時間−デジタル変換器6の出力コードDdcの値は、クロック信号φP,/φNの立ち上りエッジ間の時間Ti+dtに応じた値となる。レジスタ8は、切換回路7を介して与えられたデータコードDdcを保持および出力する。レジスタ8の出力コードPHaの値は、Ti+dtとなる。これにより、位相差検出器2の出力コードPerrは、PHa−PHb=(Ti+dt)−(Ti−dt)=2dtとなる。
When the switching signal SW rises from the “L” level to the “H” level, the clock signals φP and / φN are supplied to the time-
較正器11は、データコードPerrの絶対値が最小になるようなデータコードDdcを求め、求めたデータコードDdcを発振器1に与えて、クロック信号CLKP,CLKNの位相差の180度からのオフセット値を最小値にする。すなわち、較正器11は、図6に示すように、切換回路35,37、レジスタR0〜Rn−1、および最小値検出器36を含む。なお、最小値検出器36は、レジスタR0〜Rn−1のデータコードの値のうちの絶対値が最小となる値を検出する。
The
切換回路35の一方端子35aは位相差検出器2からのデータコードPerrを受け、その他方端子35bはレジスタR0〜Rn−1に接続されている。較正指示信号ENが活性化レベルの「H」レベルである場合は、端子35a,35b間が導通する。較正指示信号ENが非活性化レベルの「L」レベルである場合は、端子35a,35b間が非導通になる。
One terminal 35a of the switching
較正指示信号ENが「H」レベルにされている較正期間において、データコードDAの値は、0からn−1まで所定の周期でインクリメント(+1)される。データコードDAの値が0,1,2,…,n−1になると、それぞれレジスタR0,R1,R2,…,Rn−1が活性化される。活性化されたレジスタRは、位相差検出器2から切換回路35を介して与えられたデータコードPerrを取り込み、取り込んだデータコードPerrを保持および出力する。最小値検出器36は、レジスタR0〜Rn−1のデータコードの値のうちの絶対値が最小となる値を検出し、その最小値のデータコードを出力しているレジスタ(たとえば、R2)を選択し、選択したレジスタに対応する値(この場合は2)のデータコードDAmを出力する。
During the calibration period in which the calibration instruction signal EN is at the “H” level, the value of the data code DA is incremented (+1) from 0 to n−1 at a predetermined cycle. When the value of the data code DA becomes 0, 1, 2,..., N−1, the registers R0, R1, R2,. The activated register R takes in the data code Perr given from the
切換回路37の入力端子37aはデータコードDAを受け、その入力端子37bは最小値検出器36の出力コードDAmを受け、その出力端子37cは発振器1に接続される。較正指示信号ENが活性化レベルの「H」レベルである場合は端子37a,37c間が導通し、較正指示信号ENが非活性化レベルの「L」レベルである場合は端子37b,37c間が導通する。
The
図7(a)〜(e)は、較正器11の動作を示すタイムチャートである。図7(a)〜(e)において、ある時刻t0に、較正指示信号ENが非活性化レベルの「L」レベルから活性化レベルの「H」レベルに立ち上げられる。これに応じて、切換回路35の端子35a,35b間が導通して、位相差検出器2の出力コードPerrがレジスタR0〜Rn−1に与えられる。また、切換回路37の端子37a,37c間が導通して、データコードDAがデータコードDcntとして発振器1に与えられる。
FIGS. 7A to 7E are time charts showing the operation of the
また、データコードDAの値は、0からn−1まで所定の周期でインクリメント(+1)される。データコードDAの値が0からn−1まで変化すると、クロック信号φPとφNの位相差の180度からのオフセット値がn段階で変化し、n個のオフセット値に応じた値のデータコードPerrがそれぞれレジスタR0〜Rn-1に格納される。絶対値が最小の値(たとえば、+1)のデータコードPerrを格納したレジスタ(たとえば、R2)の番号の値(この場合は、2)のデータコードDAがデータコードDAmとして最小値検出器36から出力される。 Further, the value of the data code DA is incremented (+1) from 0 to n−1 at a predetermined cycle. When the value of the data code DA changes from 0 to n-1, the offset value from 180 degrees of the phase difference between the clock signals φP and φN changes in n stages, and the data code Perr having a value corresponding to the n offset values. Are stored in the registers R0 to Rn-1, respectively. The data code DA of the number (in this case, 2) of the register (for example, R2) storing the data code Perr having the minimum absolute value (for example, +1) is the data code DAm from the minimum value detector 36. Is output.
時刻t1において、データコードDAの値がn−1まで増加されて較正指示信号ENが非活性化レベルの「L」レベルにされると、切換回路35の端子35a,35b間が非導通にされるとともに、切換回路37の端子37b,37c間が導通する。これにより、最小値検出器36の出力コードDAmがデータコードDcntとして発振器1に与えられ、クロック信号φPとφNの位相差の180度からのオフセット値が最小値となる。
At time t1, when the value of the data code DA is increased to n−1 and the calibration instruction signal EN is set to the “L” level of the inactivation level, the
この実施の形態1では、時間−デジタル変換器6を用いて位相差検出器2を構成するので、クロック信号φPとφNの位相差を正確かつ迅速に検出することができる。また、位相差検出器2の全体をデジタル回路で構成することができるので、アナログ−デジタル変換器やコンパレータなどのアナログ回路で位相差検出器で構成する場合に比べ、電源電圧の低減化を図ることができる。
In the first embodiment, since the
[実施の形態2]
図8は、本願の実施の形態2によるクロック発生回路の要部を示す回路図であって、図2と対比される図である。図8を参照して、実施の形態2のクロック発生回路が実施の形態1のクロック発生回路と異なる点は、発振器1が発振器40で置換されている点である。発振器40は、発振器1のインダクタ20をインダクタ41,42で置換し、オフセット補償キャパシタ22をインダクタ43およびオフセット補償キャパシタ44で置換したものである。
[Embodiment 2]
FIG. 8 is a circuit diagram showing a main part of the clock generation circuit according to the second embodiment of the present application, and is a diagram to be compared with FIG. Referring to FIG. 8, the clock generation circuit of the second embodiment is different from the clock generation circuit of the first embodiment in that
インダクタ41,42の一方端子はともに電源電圧VDDのラインに接続され、それらの他方端子はそれぞれ出力ノードN1,N2に接続される。インダクタ43は、インダクタ41と電磁結合されている。オフセット補償キャパシタ44は、可変容量キャパシタであり、インダクタ43の端子間に接続される。オフセット補償キャパシタ44の容量値は、データコードDcntの値に応じて変化する。
One terminals of
クロック信号φP,φNの位相差は、オフセット補償キャパシタ44の容量値に応じて変化する。たとえば、オフセット補償キャパシタ44の容量値を増大させると、クロック信号CLKN,φNのレベル変化が遅くなり、クロック信号CLKN,φNの位相が遅れる。
The phase difference between the clock signals φP and φN changes according to the capacitance value of the offset
この実施の形態2でも、実施の形態1と同じ効果が得られる。なお、インダクタ43をインダクタ41に電磁結合させる代わりに、インダクタ43をインダクタ42に電磁結合させてもよい。この場合は、たとえば、オフセット補償キャパシタ44の容量値を増大させると、クロック信号CLKP,φPのレベル変化が遅くなり、クロック信号CLKP,φPの位相が遅れる。
Also in this second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained. Instead of electromagnetically coupling the
[実施の形態3]
図9は、本願の実施の形態3によるクロック発生回路の要部を示す回路図であって、図2と対比される図である。図9を参照して、実施の形態3のクロック発生回路が実施の形態1のクロック発生回路と異なる点は、発振器1が発振器50で置換されている点である。発振器50は、発振器1のオフセット補償キャパシタ22をキャパシタ51,52、可変電流源53、定電流源54、NチャネルMOSトランジスタ55,56、および抵抗素子57,58で置換したものである。
[Embodiment 3]
FIG. 9 is a circuit diagram showing a main part of the clock generation circuit according to the third embodiment of the present application, and is a diagram to be compared with FIG. Referring to FIG. 9, the clock generation circuit of the third embodiment is different from the clock generation circuit of the first embodiment in that
キャパシタ51は、NチャネルMOSトランジスタ23のゲートと出力ノードN2との間に接続される。キャパシタ52は、NチャネルMOSトランジスタ24のゲートと出力ノードN1との間に接続される。可変電流源53およびNチャネルMOSトランジスタ55は、電源電圧VDDのラインと接地電圧VSSのラインとの間に直列接続される。NチャネルMOSトランジスタ55のゲートは、そのドレインに接続されている。抵抗素子57は、NチャネルMOSトランジスタ23,55のゲート間に接続される。
可変電流源53は、データコードDcntの値に応じたレベルの直流電流をトランジスタ55に流す。トランジスタ55のゲートには、可変電流源53の出力電流に応じた値の直流バイアス電圧V1が発生する。直流バイアス電圧V1は、抵抗素子57を介してトランジスタ23のゲートに与えられる。
The variable
定電流源54およびNチャネルMOSトランジスタ56は、電源電圧VDDのラインと接地電圧VSSのラインとの間に直列接続される。NチャネルMOSトランジスタ56のゲートは、そのドレインに接続されている。抵抗素子58は、NチャネルMOSトランジスタ24,56のゲート間に接続される。
Constant
定電流源54は、一定の直流電流をトランジスタ56に流す。トランジスタ56のゲートには、定電流源54の出力電流に応じた値の一定の直流バイアス電圧V2が発生する。直流バイアス電圧V2は、抵抗素子58を介してトランジスタ24のゲートに与えられる。
The constant
V1>V2の場合は、トランジスタ23の電流駆動能力がトランジスタ24の電流駆動能力よりも高くなり、クロック信号φNの位相が進む。V1<V2の場合は、トランジスタ24の電流駆動能力がトランジスタ23の電流駆動能力よりも高くなり、クロック信号φPの位相が進む。したがって、データコードDcntの値を調整することにより、クロック信号φPとφNの位相差の180度からのオフセット値を調整することができる。
When V1> V2, the current drive capability of the
この実施の形態3でも、実施の形態1と同じ効果が得られる。なお、可変電流源53と定電流源54を入れ換えてもよいことは言うまでもない。
In the third embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained. Needless to say, the variable
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
1,40,50 発振器、2 位相差検出器、3,4 インバータ、5,7,35,37 切換回路、6 時間−デジタル変換器、8,9,R レジスタ、10 減算器、11 較正器、20,41〜43 インダクタ、21 トラッキングキャパシタ、22,44 オフセット補償キャパシタ、23,24,55,56 NチャネルMOSトランジスタ、25,57,58 抵抗素子、26〜30 バッファ、31 フリップフロップ、32 デコーダ、36 最小値検出器、51,52 キャパシタ、53 可変電流源、54 定電流源。 1, 40, 50 oscillator, 2 phase difference detector, 3, 4 inverter, 5, 7, 35, 37 switching circuit, 6 time-digital converter, 8, 9, R register, 10 subtractor, 11 calibrator, 20, 41-43 Inductor, 21 Tracking capacitor, 22, 44 Offset compensation capacitor, 23, 24, 55, 56 N-channel MOS transistor, 25, 57, 58 Resistive element, 26-30 Buffer, 31 Flip-flop, 32 Decoder, 36 Minimum value detector, 51, 52 capacitor, 53 variable current source, 54 constant current source.
Claims (6)
前記第1および第2のクロック信号を受け、前記オフセット値に応じた値の第2のデータコードを出力する位相差検出器と、
前記第2のデータコードの値が最小値になるように前記第1のデータコードの値を設定する較正器とを備え、
前記位相差検出器は、前記第1のクロック信号の前縁と前記第2のクロック信号の反転信号の前縁との間の時間を検出し、検出した時間に応じた値の第3のデータコードを出力する時間−デジタル変換器を含む、クロック発生回路。 An oscillator that outputs first and second clock signals complementary to each other, and an offset value from 180 degrees of a phase difference between the first and second clock signals varies according to a value of a first data code;
A phase difference detector that receives the first and second clock signals and outputs a second data code having a value corresponding to the offset value;
A calibrator that sets the value of the first data code such that the value of the second data code is a minimum value;
The phase difference detector detects a time between a leading edge of the first clock signal and a leading edge of an inverted signal of the second clock signal, and third data having a value corresponding to the detected time A clock generation circuit including a time-to-digital converter for outputting a code.
前記第1のクロック信号を反転させて第3のクロック信号を生成する第1のインバータと、
前記第2のクロック信号を反転させて第4のクロック信号を生成する第2のインバータと、
前記第1〜第4のクロック信号を受け、前記第1および第4のクロック信号と前記第2および第3のクロック信号とを前記時間−デジタル変換器に交互に与える切換回路とを含み、
前記時間−デジタル変換器は、前記第1および第4のクロック信号の前縁間の時間に応じた値の前記第3のデータコードと、前記第2および第3のクロック信号の前縁間の時間に応じた値の第4のデータコードとを交互に出力し、
前記位相差検出器は、
さらに、前記第3のデータコードを保持および出力する第1のレジスタと、
前記第4のデータコードを保持および出力する第2のレジスタと、
前記第1のレジスタの出力コードから前記第2のレジスタの出力コードを減算して前記第2のデータコードを出力する減算器とを含む、請求項1に記載のクロック発生回路。 The phase difference detector is
A first inverter that inverts the first clock signal to generate a third clock signal;
A second inverter that inverts the second clock signal to generate a fourth clock signal;
A switching circuit that receives the first to fourth clock signals and alternately supplies the first and fourth clock signals and the second and third clock signals to the time-digital converter;
The time-to-digital converter is configured to connect the third data code having a value according to the time between leading edges of the first and fourth clock signals and the leading edges of the second and third clock signals. Alternately output a fourth data code of a value according to time,
The phase difference detector is
A first register for holding and outputting the third data code;
A second register for holding and outputting the fourth data code;
The clock generation circuit according to claim 1, further comprising: a subtractor that subtracts the output code of the second register from the output code of the first register and outputs the second data code.
前記第1のデータコードの値を最小値から最大値まで複数段階で順次変化させるとともに、前記第2のデータコードの値を順次記憶し、
記憶した前記第2のデータコードの複数の値のうちの絶対値が最小となる値を検出し、
前記第2のデータコードの絶対値が最小になったときの前記第1のデータコードの値を求め、求めた値の第1のデータコードを前記発振器に与える、請求項2に記載のクロック発生回路。 The calibrator is
Sequentially changing the value of the first data code from a minimum value to a maximum value in a plurality of stages, and sequentially storing the value of the second data code;
Detecting a value having a minimum absolute value among a plurality of values of the stored second data code;
3. The clock generation according to claim 2, wherein a value of the first data code when the absolute value of the second data code is minimized is obtained, and the first data code having the obtained value is supplied to the oscillator. circuit.
それぞれ前記第1および第2のクロック信号を出力するための第1および第2の出力ノードと、
それらの一方端子がともに電源電圧を受け、それらの他方端子がそれぞれ前記第1および第2の出力ノードに接続された第1および第2のインダクタと、
前記第1および第2の出力ノード間に接続された第1のキャパシタと、
それらのドレインがそれぞれ前記第1および第2の出力ノードに接続され、それらのゲートがそれぞれ前記第2および第1の出力ノードに接続された第1および第2のトランジスタと、
前記第1および第2のトランジスタのソースと基準電圧のラインとの間に接続された抵抗素子と、
前記第1または第2の出力ノードと前記基準電圧のラインとの間に接続され、前記第1のデータコードの値に応じて容量値が変化する第2のキャパシタとを含む、請求項1に記載のクロック発生回路。 The oscillator is
First and second output nodes for outputting the first and second clock signals, respectively;
First and second inductors having one terminal receiving the power supply voltage and the other terminal connected to the first and second output nodes, respectively;
A first capacitor connected between the first and second output nodes;
First and second transistors having their drains connected to the first and second output nodes, respectively, and their gates connected to the second and first output nodes, respectively;
A resistive element connected between the source of the first and second transistors and a reference voltage line;
And a second capacitor connected between the first or second output node and the reference voltage line and having a capacitance value that changes in accordance with a value of the first data code. The clock generation circuit described.
それぞれ前記第1および第2のクロック信号を出力するための第1および第2の出力ノードと、
それらの一方端子がともに電源電圧を受け、それらの他方端子がそれぞれ前記第1および第2の出力ノードに接続された第1および第2のインダクタと、
前記第1および第2の出力ノード間に接続された第1のキャパシタと、
それらのドレインがそれぞれ前記第1および第2の出力ノードに接続され、それらのゲートがそれぞれ前記第2および第1の出力ノードに接続された第1および第2のトランジスタと、
前記第1および第2のトランジスタのソースと基準電圧のラインとの間に接続された抵抗素子と、
前記第1または第2のインダクタと電磁結合された第3のインダクタと、
前記第3のインダクタの端子間に接続され、前記第1のデータコードの値に応じて容量値が変化する第2のキャパシタとを含む、請求項1に記載のクロック発生回路。 The oscillator is
First and second output nodes for outputting the first and second clock signals, respectively;
First and second inductors having one terminal receiving the power supply voltage and the other terminal connected to the first and second output nodes, respectively;
A first capacitor connected between the first and second output nodes;
First and second transistors having their drains connected to the first and second output nodes, respectively, and their gates connected to the second and first output nodes, respectively;
A resistive element connected between the source of the first and second transistors and a reference voltage line;
A third inductor electromagnetically coupled to the first or second inductor;
2. The clock generation circuit according to claim 1, further comprising: a second capacitor connected between terminals of the third inductor and having a capacitance value that changes in accordance with a value of the first data code.
それぞれ前記第1および第2のクロック信号を出力するための第1および第2の出力ノードと、
それらの一方端子がともに電源電圧を受け、それらの他方端子がそれぞれ前記第1および第2の出力ノードに接続された第1および第2のインダクタと、
前記第1および第2の出力ノード間に接続された第1のキャパシタと、
それらのドレインがそれぞれ前記第1および第2の出力ノードに接続された第1および第2のトランジスタと、
前記第1および第2のトランジスタのソースと基準電圧のラインとの間に接続された抵抗素子と、
それらの一方端子がそれぞれ前記第1および第2のトランジスタのゲートに接続され、それらの他方端子がそれぞれ前記第2および第1の出力ノードに接続された第2および第3のキャパシタと、
前記第1のトランジスタのゲートに第1のバイアス電圧を与えるとともに、前記第2のトランジスタのゲートに第2のバイアス電圧を与えるバイアス電圧発生回路とを含み、
前記第1または第2のバイアス電圧のレベルは前記第1のデータコードの値に応じて変化する、請求項1に記載のクロック発生回路。 The oscillator is
First and second output nodes for outputting the first and second clock signals, respectively;
First and second inductors having one terminal receiving the power supply voltage and the other terminal connected to the first and second output nodes, respectively;
A first capacitor connected between the first and second output nodes;
First and second transistors having their drains connected to the first and second output nodes, respectively;
A resistive element connected between the source of the first and second transistors and a reference voltage line;
Second and third capacitors having one terminal connected to the gates of the first and second transistors, respectively, and the other terminal connected to the second and first output nodes, respectively;
A bias voltage generating circuit that applies a first bias voltage to the gate of the first transistor and applies a second bias voltage to the gate of the second transistor;
The clock generation circuit according to claim 1, wherein the level of the first or second bias voltage changes according to a value of the first data code.
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JP2012121792A JP2013247609A (en) | 2012-05-29 | 2012-05-29 | Clock generation circuit |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107850918A (en) * | 2015-07-30 | 2018-03-27 | 赛灵思公司 | The orthogonal clock error correction and dutycycle calibration non-sensitive for the skew of high-frequency clock |
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2012
- 2012-05-29 JP JP2012121792A patent/JP2013247609A/en active Pending
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CN107850918A (en) * | 2015-07-30 | 2018-03-27 | 赛灵思公司 | The orthogonal clock error correction and dutycycle calibration non-sensitive for the skew of high-frequency clock |
CN107850918B (en) * | 2015-07-30 | 2021-03-16 | 赛灵思公司 | Skew insensitive quadrature clock error correction and duty cycle calibration for high speed clocks |
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