JP2015207805A - Phase synchronous circuit and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本技術は、位相同期回路および電子装置に関する。詳しくは、周波数を逓倍する位相同期回路および電子装置に関する。 The present technology relates to a phase locked loop circuit and an electronic device. Specifically, the present invention relates to a phase synchronization circuit and an electronic device that multiply the frequency.
従来より、電子装置においては、様々な周波数のクロック信号を生成する目的で位相同期回路が用いられている。この位相同期回路は、整数の逓倍比で周波数を逓倍する通常の位相同期回路と、非整数の逓倍比で周波数を逓倍することができるフラクショナル位相同期回路とに分類される。フラクショナル位相同期回路は、一般に、位相差検出器、発振器、分周器、および、デルタシグマ変調器を備える。この一般的なフラクショナル位相同期回路では、発振器の発振周期の単位でしか位相を調整することができない。そこで、その発振周期より細かい単位で位相を調整する目的で、遅延同期回路およびマルチプレクサを追加したフラクショナル位相同期回路が提案されている(例えば、非特許文献1参照。)。 Conventionally, in an electronic device, a phase locked loop is used for the purpose of generating clock signals of various frequencies. This phase synchronization circuit is classified into a normal phase synchronization circuit that multiplies a frequency by an integer multiplication ratio and a fractional phase synchronization circuit that can multiply a frequency by a non-integer multiplication ratio. A fractional phase locked loop generally includes a phase difference detector, an oscillator, a frequency divider, and a delta-sigma modulator. In this general fractional phase locked loop, the phase can be adjusted only in units of the oscillation period of the oscillator. Therefore, a fractional phase synchronization circuit to which a delay synchronization circuit and a multiplexer are added has been proposed for the purpose of adjusting the phase in units smaller than the oscillation period (see, for example, Non-Patent Document 1).
上述のフラクショナル位相同期回路において、帰還分周器は発振器からの出力クロック信号を分周し、遅延同期回路は分周された出力クロック信号から位相の異なる複数の発振信号を生成する。一方、デルタシグマ変調器は、非整数の逓倍比を整数値に量子化してマルチプレクサに出力する。そして、マルチプレクサは、複数の発振信号の中から整数値に対応する信号を選択し、位相差検出器に帰還させる。この構成により、非整数逓倍位相同期回路は、発振器の発振周期より小さい単位で位相を調整して、信号品質を向上させることができる。 In the above-described fractional phase locked loop circuit, the feedback frequency divider divides the output clock signal from the oscillator, and the delay locked loop circuit generates a plurality of oscillation signals having different phases from the divided output clock signal. On the other hand, the delta-sigma modulator quantizes the non-integer multiplication ratio into an integer value and outputs the result to the multiplexer. The multiplexer then selects a signal corresponding to the integer value from the plurality of oscillation signals and feeds it back to the phase difference detector. With this configuration, the non-integer multiplication phase locked loop circuit can adjust the phase in units smaller than the oscillation period of the oscillator and improve the signal quality.
しかしながら、上述の従来技術では、信号品質が向上するものの、遅延同期回路やマルチプレクサを追加した分、回路規模が増大してしまうという問題がある。また、回路規模の増大に伴って消費電力も増加する。このため、回路規模の増大を抑制しつつ、ノイズの少ないクロック信号を生成することが困難である。 However, although the signal quality is improved in the above-described prior art, there is a problem that the circuit scale is increased by adding a delay synchronization circuit and a multiplexer. In addition, power consumption increases as the circuit scale increases. For this reason, it is difficult to generate a clock signal with less noise while suppressing an increase in circuit scale.
本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、回路規模の増大を抑制しつつ、信号品質を向上させることを目的とする。 The present technology has been created in view of such a situation, and an object thereof is to improve signal quality while suppressing an increase in circuit scale.
本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第1の側面は、所定の入力周波数の入力信号および帰還信号の位相差を検出する位相差検出器と、互いに位相が異なる複数の発振信号を上記位相差から生成する複数の遅延素子が環状に接続された発振器と、所定の実数をデルタシグマ変調により上記複数の発振信号のいずれかに対応する整数値に量子化するデルタシグマ変調器と、上記整数値に対応する上記発振信号に同期した信号を上記帰還信号として供給する帰還部とを具備する位相同期回路である。これにより、互いに位相が異なる複数の発振信号が位相差から生成されるという作用をもたらす。 The present technology has been made to solve the above-described problems. The first aspect of the present technology includes a phase difference detector that detects a phase difference between an input signal having a predetermined input frequency and a feedback signal, and a phase difference between the input signal and the feedback signal. An oscillator in which a plurality of delay elements that generate a plurality of oscillation signals having different values from the phase difference are connected in a ring and a predetermined real number is quantized to an integer value corresponding to one of the plurality of oscillation signals by delta-sigma modulation And a feedback unit that supplies a signal synchronized with the oscillation signal corresponding to the integer value as the feedback signal. As a result, a plurality of oscillation signals having different phases are generated from the phase difference.
また、この第1の側面において、上記複数の発振信号のうち特定の信号を分周して分周信号として供給する分周器をさらに具備し、上記帰還部は、上記整数値に対応する上記発振信号を上記複数の発振信号の中から選択する選択部と、上記選択された発振信号に同期して上記分周信号を上記帰還信号として供給する帰還信号供給部とを備えてもよい。これにより、複数の発振信号のうち特定の信号が分周されるという作用をもたらす。 The first aspect further includes a frequency divider that divides a specific signal among the plurality of oscillation signals and supplies the frequency-divided signal as a frequency-divided signal, and the feedback unit corresponds to the integer value. A selection unit that selects an oscillation signal from the plurality of oscillation signals and a feedback signal supply unit that supplies the divided signal as the feedback signal in synchronization with the selected oscillation signal may be provided. This brings about the effect that a specific signal among the plurality of oscillation signals is divided.
また、この第1の側面において、上記デルタシグマ変調器は、上記所定の実数を上記デルタシグマ変調により上記整数値と上記特定の信号を分周する分周比とに量子化し、上記分周器は、上記分周比に応じて上記特定の信号を分周してもよい。これにより、デルタシグマ変調により量子化された分周比に応じて上記特定の信号が分周されるという作用をもたらす。 In the first aspect, the delta-sigma modulator quantizes the predetermined real number into the integer value and a division ratio for dividing the specific signal by the delta-sigma modulation. May divide the specific signal according to the division ratio. As a result, the specific signal is frequency-divided according to the frequency division ratio quantized by delta-sigma modulation.
また、この第1の側面において、上記位相差検出器は、上記検出した位相差を示すデジタル信号を生成する時間デジタル変換器であり、上記発振器は、互いに位相の異なる複数の発振信号を上記デジタル信号から生成する複数の遅延素子が環状に接続されたデジタル制御発振器であってもよい。これにより、位相差を示すデジタル信号が生成され、そのデジタル信号から複数の発振信号が生成されるという作用をもたらす。 In the first aspect, the phase difference detector is a time digital converter that generates a digital signal indicating the detected phase difference, and the oscillator converts a plurality of oscillation signals having different phases into the digital signal. It may be a digitally controlled oscillator in which a plurality of delay elements generated from a signal are connected in a ring shape. Thus, a digital signal indicating a phase difference is generated, and a plurality of oscillation signals are generated from the digital signal.
また、この第1の側面において、上記位相差検出器は、上記位相差に応じた電圧のアナログ信号を生成し、上記発振器は、互いに位相の異なる複数の発振信号を上記アナログ信号から生成する複数の遅延素子が環状に接続された電圧制御発振器であってもよい。これにより、上記位相差に応じた電圧のアナログ信号が生成され、そのアナログ信号から複数の発振信号が生成されるという作用をもたらす。 In the first aspect, the phase difference detector generates an analog signal having a voltage corresponding to the phase difference, and the oscillator generates a plurality of oscillation signals having different phases from the analog signal. The delay element may be a voltage-controlled oscillator connected in a ring shape. As a result, an analog signal having a voltage corresponding to the phase difference is generated, and a plurality of oscillation signals are generated from the analog signal.
また、本技術の第2の側面は、所定の入力周波数の入力信号および帰還信号の位相差を検出する位相差検出器と、互いに位相が異なる複数の発振信号を上記位相差から生成する複数の遅延素子が環状に接続された発振器と、所定の実数をデルタシグマ変調により上記複数の発振信号のいずれかに対応する整数値に量子化するデルタシグマ変調器と、上記整数値に対応する上記発振信号に同期した信号を上記帰還信号として供給する帰還部と、上記複数の発振信号のうち特定の信号に同期して所定の処理を実行する処理回路と
を具備する電子装置である。これにより、互いに位相が異なる複数の発振信号が位相差から生成されるという作用をもたらす。
The second aspect of the present technology includes a phase difference detector that detects a phase difference between an input signal having a predetermined input frequency and a feedback signal, and a plurality of oscillation signals having different phases from each other. An oscillator in which delay elements are connected in a ring, a delta-sigma modulator that quantizes a predetermined real number to an integer value corresponding to one of the plurality of oscillation signals by delta-sigma modulation, and the oscillation corresponding to the integer value An electronic apparatus comprising: a feedback unit that supplies a signal synchronized with a signal as the feedback signal; and a processing circuit that executes a predetermined process in synchronization with a specific signal among the plurality of oscillation signals. As a result, a plurality of oscillation signals having different phases are generated from the phase difference.
本技術によれば、回路規模の増大を抑制しつつ、信号品質を向上させることができるという優れた効果を奏し得る。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。 According to the present technology, it is possible to achieve an excellent effect that signal quality can be improved while suppressing an increase in circuit scale. Note that the effects described here are not necessarily limited, and may be any of the effects described in the present disclosure.
以下、本技術を実施するための形態(以下、実施の形態と称する)について説明する。説明は以下の順序により行う。
1.第1の実施の形態(複数の発振信号を生成する電圧制御発振器を設けた例)
2.第2の実施の形態(可変分周器と複数の発振信号を生成する電圧制御発振器とを設けた例)
3.第3の実施の形態(複数の発振信号を生成するデジタル制御発振器を設けた例)
Hereinafter, modes for carrying out the present technology (hereinafter referred to as embodiments) will be described. The description will be made in the following order.
1. First Embodiment (Example in which a voltage controlled oscillator for generating a plurality of oscillation signals is provided)
2. Second Embodiment (Example in which a variable frequency divider and a voltage controlled oscillator that generates a plurality of oscillation signals are provided)
3. Third embodiment (example in which a digitally controlled oscillator for generating a plurality of oscillation signals is provided)
<1.第1の実施の形態>
[電子装置の構成例]
図1は、第1の実施の形態における電子装置100の一構成例を示すブロック図である。この電子装置100は、水晶振動子110、レジスタ120、処理回路130および非整数逓倍位相同期回路200を備える。
<1. First Embodiment>
[Configuration example of electronic device]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of the
水晶振動子110は、水晶の圧電効果を利用して、所定の周波数の入力クロック信号INCLKを生成するものである。例えば、6乃至27メガヘルツ(MHz)の信号が入力クロック信号INCLKとして生成される。この水晶振動子110は、生成した入力クロック信号INCLKを信号線119を介して非整数逓倍位相同期回路200に供給する。
The
レジスタ120は、逓倍比の設定値Rを記憶するものである。設定値Rとして、例えば、所定の実数が設定される。非整数逓倍位相同期回路200は、レジスタ120に記憶された実数の逓倍比(R)により入力クロック信号INCLKを逓倍して出力クロック信号OUTCLKを生成するものである。このように、整数の逓倍比の他、非整数の逓倍比によっても逓倍することができる非整数逓倍位相同期回路200は、フラクショナル位相同期回路とも呼ばれる。この非整数逓倍位相同期回路200は、生成した出力クロック信号OUTCLKを信号線209を介して処理回路130に供給する。例えば、400乃至1500メガヘルツ(MHz)の信号が入力クロック信号INCLKとして生成される。
The
ここで、入力クロック信号の周波数Finと、設定値Rで逓倍された出力クロック信号OUTCLKの周波数Foutとの間には、次の関係式が成立する。
Fout=Fin×R
=Fin×(M+N) ・・・式1
上式において、Mは設定値Rの整数部であり、Nは設定値Rの小数点部である。
Here, the following relational expression is established between the frequency Fin of the input clock signal and the frequency Fout of the output clock signal OUTCLK multiplied by the set value R.
Fout = Fin × R
= Fin × (M + N)
In the above equation, M is the integer part of the set value R, and N is the decimal part of the set value R.
処理回路130は、出力クロック信号OUTCLKに同期して、所定の処理を行うものである。この処理回路130は、例えば、無線通信における送受信処理や、計測処理などを行う。なお、無線通信の送信処理において処理回路130は、レジスタ120の更新により出力クロック信号OUTCLKの周波数を変更し、通信の信号を本来よりも広い帯域に拡散して送信するスペクトラム拡散処理を行ってもよい。
The
[非整数逓倍位相同期回路の構成例]
図2は、第1の実施の形態における非整数逓倍位相同期回路200の一構成例を示すブロック図である。この非整数逓倍位相同期回路200は、位相差検出器210、チャージポンプ220、ローパスフィルタ230、多相出力電圧制御発振器240、デルタシグマ変調器250、マルチプレクサ260、固定分周器270およびフリップフロップ280を備える。
[Configuration example of non-integer multiplication phase synchronization circuit]
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the non-integer multiplication
位相差検出器210は、入力クロック信号INCLKと帰還クロック信号FBCLKとの位相を比較して位相差を検出するものである。位相差検出器210は、検出した位相差に応じた電圧の位相差信号DIFをチャージポンプ220に供給する。
The
チャージポンプ220は、位相差信号DIFの電圧を昇圧または降圧するものである。このチャージポンプ220は、電圧を変換した位相差信号DIFをローパスフィルタ230に供給する。
The
ローパスフィルタ230は、位相差信号DIFにおいて所定の遮断周波数より高い高周波数成分を抑制するものである。このローパスフィルタ230は、高周波数成分を抑制した位相差信号DIFを多相出力電圧制御発振器240に供給する。
The low-
多相出力電圧制御発振器240は、位相差信号DIFに基づいて、互いに位相の異なる複数の発振信号を生成するものである。この多相出力電圧制御発振器240は、生成した発振信号の全てをマルチプレクサ260に供給する。また、多相出力電圧制御発振器240は、それらの発振信号のうち特定の信号を出力クロック信号OUTCLKとして処理回路130および固定分周器270に供給する。なお、多相出力電圧制御発振器240は、特許請求の範囲に記載の発振器および電圧制御発振器の一例である。
The multiphase output voltage controlled
固定分周器270は、出力クロック信号OUTCLKの周波数を、所定の分周比Ndiv(Ndivは、整数)により分周するものである。この固定分周器270は、分周した信号を分周クロック信号DIVCLKとしてフリップフロップ280およびデルタシグマ変調器250に供給する。なお、固定分周器270は、特許請求の範囲に記載の分周器の一例である。
The fixed
デルタシグマ変調器250は、デルタシグマ変調により実数の設定値Rを整数値TAPに量子化するものである。この整数値TAPは、多相出力電圧制御発振器240からの複数の発振信号のいずれかに対応する値である。デルタシグマ変調器250は、整数値TAPをマルチプレクサ260に供給する。
The delta sigma modulator 250 quantizes the real set value R into an integer value TAP by delta sigma modulation. This integer value TAP is a value corresponding to one of a plurality of oscillation signals from the multiphase output voltage controlled
マルチプレクサ260は、多相出力電圧制御発振器240により生成された発振信号の中から、整数値TAPに対応する発振信号を選択するものである。このマルチプレクサ260は、選択した発振信号を選択クロック信号SELCLKとしてフリップフロップ280に供給する。
The
フリップフロップ280は、分周クロック信号DIVCLKを保持し、選択クロック信号SELCLKに同期して帰還クロック信号FBCLKとして位相差検出器210に出力するものである。これにより、整数値TAPに対応する発振信号に同期した信号が帰還クロック信号FBCLKとして位相差検出器210に帰還する。なお、マルチプレクサ260およびフリップフロップ280からなる回路は、特許請求の範囲に記載の帰還部の一例である。また、マルチプレクサ260は、特許請求の範囲に記載の選択部の一例であり、フリップフロップ280は、特許請求の範囲に記載の帰還信号供給部の一例である。
The flip-
[多相出力電圧制御発振器の構成例]
図3は、第1の実施の形態における多相出力電圧制御発振器240の一構成例を示すブロック図である。この多相出力電圧制御発振器240は、環状に接続されたP個の遅延素子241を備える。
[Configuration example of multi-phase output voltage controlled oscillator]
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the multiphase output voltage controlled
遅延素子241は、位相差信号DIFの示す位相差に応じた遅延時間により、前段の遅延素子241から入力された発振信号VCOCLKを遅延させて後段の遅延素子241に供給するものである。遅延素子241として、例えば、インバータが用いられる。また、遅延素子241のそれぞれは、発振信号VCOCLKをマルチプレクサ260に供給する。これらの発振信号を、以下、発振信号VCOCLK_0乃至VCOCLK_P−1と称する。これらのうち、発振信号VCOCLK_P−1は、マルチプレクサ260の他、出力クロック信号OUTCLKとして固定分周器270および処理回路130にも供給される。
The
[デルタシグマ変調器の構成例]
図4は、第1の実施の形態におけるデルタシグマ変調器250の一構成例を示すブロック図である。このデルタシグマ変調器250は、減算器251、積分器252、量子化器253および逆量子化器254を備える。
[Configuration example of delta-sigma modulator]
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the delta-
減算器251は、レジスタ120に記憶された逓倍比の設定値Rと、逆量子化器254より求められた逓倍比の現在値R'との差分を求めるものである。減算器251は、その差分を積分器252に供給する。
The
積分器252は、分周クロック信号DIVCLKに同期して差分を積算するものである。積分器252は、積算値を量子化器253に供給する。
The
量子化器253は、0乃至P−1の整数値TAPに積算値を量子化するものである。例えば、量子化器253は、0乃至P−1の中から、d(Tpd×TAP)/dtと積算値×Finとの誤差が最も小さくなるTAPを求める。ここで、Tpdは、1段の遅延素子241の遅延時間を示す。この遅延時間Tpdの単位は、例えば、マイクロ秒(μs)である。また、d/dTは、時間微分を示す。量子化器253は、求めた整数値TAPをマルチプレクサ260および逆量子化器254に供給する。
The
逆量子化器254は、整数値TAPを、逓倍比の現在値R'に逆量子化するものである。整数値TAPは、例えば、次の式により逆量子化される。この逆量子化器254は、現在値R'を減算器251に供給する。
Fin=Fout'/Ndiv+d(Tpd×TAP)/dt ・・・式2
R'=Fout'/Fin ・・・式3
上式において、Fout'は、出力クロック信号OUTCLKの周波数の現在値を示す。
The
Fin = Fout ′ / Ndiv + d (Tpd × TAP) / dt Equation 2
R '= Fout' / Fin ... Formula 3
In the above equation, Fout ′ represents the current value of the frequency of the output clock signal OUTCLK.
このように、設定値と現在値の差分(デルタ)を積算し、その積算値(シグマ)を量子化する信号処理は、デルタシグマ変調と呼ばれる。 Thus, signal processing for integrating the difference (delta) between the set value and the current value and quantizing the integrated value (sigma) is called delta-sigma modulation.
[電子装置の動作例]
図5は、第1の実施の形態における電子装置100の動作の一例を示すタイミングチャートである。
[Example of operation of electronic device]
FIG. 5 is a timing chart illustrating an example of the operation of the
電子装置100において多相出力電圧制御発振器240は、出力クロック信号OUTCLKを生成する。この出力クロック信号OUTCLKを固定分周器270が、整数の分周比Ndivにより分周して分周クロック信号DIVCLKを生成する。
In the
また、デルタシグマ変調器250は、デルタシグマ変調により設定値Rを整数値TAPに量子化する。 The delta sigma modulator 250 quantizes the set value R into an integer value TAP by delta sigma modulation.
フリップフロップ280は、分周クロック信号DIVCLKを保持し、整数値TAPに対応する発振信号VCOCLKに同期して帰還クロック信号FBCLKとして出力する。これにより、非整数の分周比で分周された帰還クロック信号FBCLKが生成される。そして、その帰還クロック信号FBCLKと入力クロック信号INCLKの位相差に基づいて多相出力電圧制御発振器240により出力クロック信号OUTCLKが生成される。この出力クロック信号OUTCLKは、非整数の逓倍比で入力クロック信号INCLKを逓倍したクロック信号となる。
The flip-
図5に例示したように、非整数逓倍位相同期回路200は、出力クロック信号OUTCLKを分周した分周クロック信号DIVCLKを、それらの信号の周期よりも位相差の小さい発振信号VCOCLKでリタイミングしている。このため、非整数逓倍位相同期回路200は、出力クロック信号OUTCLKの発振周期より小さい単位で位相を制御することができる。これに対して、マルチプレクサ260やフリップフロップ280を設けない一般的な位相同期回路では、出力クロック信号OUTCLKの周期の単位でしか、位相を制御することができない。したがって、そのような一般的な回路と比較して非整数逓倍位相同期回路200は、より小さな単位で位相を制御することができる。これにより、信号品質を向上させることができる。
As illustrated in FIG. 5, the non-integer multiplication
また、非整数逓倍位相同期回路200では、多相出力電圧制御発振器240が複数の発振信号を生成しているため、遅延同期回路が複数の発振信号を生成する非特許文献1に記載の回路と異なり、遅延同期回路を設ける必要がない。このため、非特許文献1に記載の回路と比較して、回路規模や消費電力を小さくすることができる。
Further, in the non-integer multiplication
このように、本技術の第1の実施の形態によれば、多相出力電圧制御発振器240が複数の発振信号を生成するため、複数の発振信号を生成する遅延同期回路を設ける必要がなくなり、回路規模の増大を抑制することができる。
As described above, according to the first embodiment of the present technology, since the multiphase output voltage controlled
[変形例]
第1の実施の形態では、非整数逓倍位相同期回路200は、固定分周器270により出力クロック信号OUTCLKを分周していたが、この固定分周器270を備えない構成としてもよい。
[Modification]
In the first embodiment, the non-integer multiplication
図6は、第1の実施の形態の変形例における非整数逓倍位相同期回路200の一構成例を示すブロック図である。変形例の非整数逓倍位相同期回路200は、固定分周器270およびフリップフロップ280を備えない点において第1の実施の形態と異なる。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of the non-integer multiplication
変形例のデルタシグマ変調器250は、分周比Ndivを「1」として量子化および逆量子化を行う。
The modified example of the delta-
また、変形例のマルチプレクサ260は、整数値TAPに対応する発振信号を帰還クロック信号FBCLKとして位相差検出器210に供給する。
Further, the
このように、変形例によれば、非整数逓倍位相同期回路200は、発振信号を分周せずに帰還クロック信号として帰還させるため、固定分周器270およびフリップフロップ280を設ける必要がなくなり、回路規模の増大を抑制することができる。
As described above, according to the modification, the non-integer multiplication
<2.第2の実施の形態>
第1の実施の形態では、非整数逓倍位相同期回路200は、固定の分周比により出力クロック信号OUTCLKを分周していたが、出力クロック信号OUTCLKに対する分周比を動的に変更してもよい。第2の実施の形態の、非整数逓倍位相同期回路200は、分周比を動的に変更する点において第1の実施の形態と異なる。
<2. Second Embodiment>
In the first embodiment, the non-integer multiplication
図7は、第2の実施の形態における非整数逓倍位相同期回路200の一構成例を示すブロック図である。第2の実施の形態の非整数逓倍位相同期回路200は、固定分周器270およびデルタシグマ変調器250の代わりに可変分周器271およびデルタシグマ変調器255を備える点において第1の実施の形態と異なる。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of the non-integer multiplication
デルタシグマ変調器255は、積算値をn+mビットに量子化する。n+mビットのうちmビットは整数値TAPを示し、nビットは分周比Ndivを示す。また、整数値TAPはマルチプレクサ260に供給され、分周比Ndivは可変分周器271に供給される。
The delta sigma modulator 255 quantizes the integrated value into n + m bits. Of the n + m bits, m bits indicate an integer value TAP, and n bits indicate a frequency division ratio Ndiv. The integer value TAP is supplied to the
可変分周器271は、デルタシグマ変調器255からの分周比Ndivにより出力クロック信号OUTCLKを分周するものである。
The
このように、第2の実施の形態によれば、可変分周器271の分周比を変更することができるため、分周比を固定とする構成と比較して出力クロック信号OUTCLKの周波数の制御範囲を広くすることができる。
Thus, according to the second embodiment, since the frequency division ratio of the
<3.第3の実施の形態>
第1の実施の形態では、非整数逓倍位相同期回路200は、アナログの位相差信号DIFを生成し、その位相差信号DIFから、アナログ回路(多相出力電圧制御発振器240など)により発振信号を生成していた。しかし、非整数逓倍位相同期回路200は、デジタルの位相差信号DIFを生成し、デジタル回路により発振信号を生成してもよい。第3の実施の形態の非整数逓倍位相同期回路200は、デジタル回路により発振信号を生成する点において第1の実施の形態と異なる。
<3. Third Embodiment>
In the first embodiment, the non-integer multiplication
図8は、第3の実施の形態における非整数逓倍位相同期回路200の一構成例を示すブロック図である。第3の実施の形態の非整数逓倍位相同期回路200は、時間デジタル変換器290、デジタルフィルタ231、多相出力デジタル制御発振器245、デルタシグマ変調器255およびマルチプレクサ260を備える。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of the non-integer multiplication
時間デジタル変換器290は、入力クロック信号INCLKと帰還クロック信号FBCLKとの位相を比較して位相差を検出するものである。位相差検出器210は、検出した位相差を示すデジタルの位相差信号DIFをデジタルフィルタ231に供給する。
The time
デジタルフィルタ231は、位相差信号DIFにおいて、所定の遮断周波数より高い高周波数成分を抑制するものである。このデジタルフィルタ231として、例えば、IIR(Infinite Impulse Response)フィルタや、FIR(Finite Impulse Response)フィルタが用いられる。デジタルフィルタ231は、高周波数成分を抑制した位相差信号DIFを多相出力デジタル制御発振器245に供給する。
The
第3の実施の形態のデルタシグマ変調器255の構成は、第2の実施の形態と同様である。ただし、分周比Ndivは、多相出力デジタル制御発振器245に供給される。
The configuration of the delta-
多相出力デジタル制御発振器245は、位相差信号DIFに基づいて出力クロック信号OUTCLKを生成するものである。また、多相出力デジタル制御発振器245は、その出力クロック信号OUTCLKを分周比Ndivにより分周し、その分周した信号から複数の発振信号を生成してマルチプレクサ260に供給する。この多相出力デジタル制御発振器245として、例えば、「Ramesh K. Pokharel, et al., Digitally Controlled Ring Oscillator Using Fraction-Based Series Optimization for Inductorless Reconfigurable All-Digital PLL, 2011 IEEE 11th Topical Meeting on Silicon Monolithic Integrated Circuits in RF Systems」のFig.2に記載の発振器が用いられる。
The multiphase output
なお、多相出力デジタル制御発振器245は、特許請求の範囲に記載のデジタル制御発振器の一例である。
The multiphase output digitally controlled
第3の実施の形態のマルチプレクサ260は、整数値TAPに対応する発振信号を帰還クロック信号FBCLKとして時間デジタル変換器290に供給する。
The
このように、第3の実施の形態によれば、非整数逓倍位相同期回路200は、デジタル回路により発振信号を生成するため、アナログ回路により発振信号を生成する場合と比較して回路規模を小さくすることができる。
Thus, according to the third embodiment, since the non-integer multiplication
なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術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において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。 The above-described embodiment shows an example for embodying the present technology, and the matters in the embodiment and the invention-specific matters in the claims have a corresponding relationship. Similarly, the invention specific matter in the claims and the matter in the embodiment of the present technology having the same name as this have a corresponding relationship. However, the present technology is not limited to the embodiment, and can be embodied by making various modifications to the embodiment without departing from the gist thereof.
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。 Note that the effects described here are not necessarily limited, and may be any of the effects described in the present disclosure.
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
(1)所定の入力周波数の入力信号および帰還信号の位相差を検出する位相差検出器と、
互いに位相が異なる複数の発振信号を前記位相差から生成する複数の遅延素子が環状に接続された発振器と、
所定の実数をデルタシグマ変調により前記複数の発振信号のいずれかに対応する整数値に量子化するデルタシグマ変調器と、
前記整数値に対応する前記発振信号に同期した信号を前記帰還信号として供給する帰還部と
を具備する位相同期回路。
(2)前記複数の発振信号のうち特定の信号を分周して分周信号として供給する分周器をさらに具備し、
前記帰還部は、
前記整数値に対応する前記発振信号を前記複数の発振信号の中から選択する選択部と、
前記選択された発振信号に同期して前記分周信号を前記帰還信号として供給する帰還信号供給部と
を備える前記(1)記載の位相同期回路。
(3)前記デルタシグマ変調器は、前記所定の実数を前記デルタシグマ変調により前記整数値と前記特定の信号を分周する分周比とに量子化し、
前記分周器は、前記分周比に応じて前記特定の信号を分周する
前記(2)記載の位相同期回路。
(4)前記位相差検出器は、前記検出した位相差を示すデジタル信号を生成する時間デジタル変換器であり、
前記発振器は、互いに位相の異なる複数の発振信号を前記デジタル信号から生成する複数の遅延素子が環状に接続されたデジタル制御発振器である
前記(1)から(3)のいずれかに記載の位相同期回路。
(5)前記位相差検出器は、前記位相差に応じた電圧のアナログ信号を生成し、
前記発振器は、互いに位相の異なる複数の発振信号を前記アナログ信号から生成する複数の遅延素子が環状に接続された電圧制御発振器である
前記(1)から(3)のいずれかに記載の位相同期回路。
(6)所定の入力周波数の入力信号および帰還信号の位相差を検出する位相差検出器と、
互いに位相が異なる複数の発振信号を前記位相差から生成する複数の遅延素子が環状に接続された発振器と、
所定の実数をデルタシグマ変調により前記複数の発振信号のいずれかに対応する整数値に量子化するデルタシグマ変調器と、
前記整数値に対応する前記発振信号に同期した信号を前記帰還信号として供給する帰還部と、
前記複数の発振信号のうち特定の信号に同期して所定の処理を実行する処理回路と
を具備する電子装置。
In addition, this technique can also take the following structures.
(1) a phase difference detector for detecting a phase difference between an input signal having a predetermined input frequency and a feedback signal;
An oscillator in which a plurality of delay elements that generate a plurality of oscillation signals having different phases from each other from the phase difference are connected in a ring shape;
A delta-sigma modulator that quantizes a predetermined real number into an integer value corresponding to any of the plurality of oscillation signals by delta-sigma modulation;
A phase synchronization circuit comprising: a feedback unit that supplies, as the feedback signal, a signal synchronized with the oscillation signal corresponding to the integer value.
(2) further comprising a frequency divider that divides and supplies a specific signal among the plurality of oscillation signals as a frequency-divided signal;
The feedback section is
A selection unit for selecting the oscillation signal corresponding to the integer value from the plurality of oscillation signals;
The phase synchronization circuit according to (1), further comprising a feedback signal supply unit that supplies the frequency-divided signal as the feedback signal in synchronization with the selected oscillation signal.
(3) The delta-sigma modulator quantizes the predetermined real number into the integer value and a division ratio for dividing the specific signal by the delta-sigma modulation,
The phase synchronization circuit according to (2), wherein the frequency divider divides the specific signal according to the frequency division ratio.
(4) The phase difference detector is a time digital converter that generates a digital signal indicating the detected phase difference,
The phase synchronization according to any one of (1) to (3), wherein the oscillator is a digitally controlled oscillator in which a plurality of delay elements that generate a plurality of oscillation signals having different phases from each other are annularly connected. circuit.
(5) The phase difference detector generates an analog signal having a voltage corresponding to the phase difference,
The phase synchronization according to any one of (1) to (3), wherein the oscillator is a voltage-controlled oscillator in which a plurality of delay elements that generate a plurality of oscillation signals having different phases from the analog signal are connected in a ring shape. circuit.
(6) a phase difference detector for detecting a phase difference between an input signal having a predetermined input frequency and a feedback signal;
An oscillator in which a plurality of delay elements that generate a plurality of oscillation signals having different phases from each other from the phase difference are connected in a ring shape;
A delta-sigma modulator that quantizes a predetermined real number into an integer value corresponding to any of the plurality of oscillation signals by delta-sigma modulation;
A feedback unit for supplying a signal synchronized with the oscillation signal corresponding to the integer value as the feedback signal;
An electronic apparatus comprising: a processing circuit that executes predetermined processing in synchronization with a specific signal among the plurality of oscillation signals.
100 電子装置
110 水晶振動子
120 レジスタ
130 処理回路
200 非整数逓倍位相同期回路
210 位相差検出器
220 チャージポンプ
230 ローパスフィルタ
231 デジタルフィルタ
240 多相出力電圧制御発振器
241 遅延素子
245 多相出力デジタル制御発振器
250、255 デルタシグマ変調器
251 減算器
252 積分器
253 量子化器
254 逆量子化器
260 マルチプレクサ
270 固定分周器
271 可変分周器
280 フリップフロップ
290 時間デジタル変換器
DESCRIPTION OF
Claims (6)
互いに位相が異なる複数の発振信号を前記位相差から生成する複数の遅延素子が環状に接続された発振器と、
所定の実数をデルタシグマ変調により前記複数の発振信号のいずれかに対応する整数値に量子化するデルタシグマ変調器と、
前記整数値に対応する前記発振信号に同期した信号を前記帰還信号として供給する帰還部と
を具備する位相同期回路。 A phase difference detector for detecting a phase difference between an input signal of a predetermined input frequency and a feedback signal;
An oscillator in which a plurality of delay elements that generate a plurality of oscillation signals having different phases from each other from the phase difference are connected in a ring shape;
A delta-sigma modulator that quantizes a predetermined real number into an integer value corresponding to any of the plurality of oscillation signals by delta-sigma modulation;
A phase synchronization circuit comprising: a feedback unit that supplies, as the feedback signal, a signal synchronized with the oscillation signal corresponding to the integer value.
前記帰還部は、
前記整数値に対応する前記発振信号を前記複数の発振信号の中から選択する選択部と、
前記選択された発振信号に同期して前記分周信号を前記帰還信号として供給する帰還信号供給部と
を備える請求項1記載の位相同期回路。 A frequency divider that divides a specific signal among the plurality of oscillation signals and supplies the divided signal as a divided signal;
The feedback section is
A selection unit for selecting the oscillation signal corresponding to the integer value from the plurality of oscillation signals;
The phase synchronization circuit according to claim 1, further comprising a feedback signal supply unit that supplies the divided signal as the feedback signal in synchronization with the selected oscillation signal.
前記分周器は、前記分周比に応じて前記特定の信号を分周する
請求項2記載の位相同期回路。 The delta-sigma modulator quantizes the predetermined real number into the integer value and a division ratio for dividing the specific signal by the delta-sigma modulation,
The phase synchronization circuit according to claim 2, wherein the frequency divider divides the specific signal according to the frequency division ratio.
前記発振器は、互いに位相の異なる複数の発振信号を前記デジタル信号から生成する複数の遅延素子が環状に接続されたデジタル制御発振器である
請求項1記載の位相同期回路。 The phase difference detector is a time digital converter that generates a digital signal indicating the detected phase difference,
2. The phase locked loop circuit according to claim 1, wherein the oscillator is a digitally controlled oscillator in which a plurality of delay elements that generate a plurality of oscillation signals having different phases from each other are connected in a ring shape.
前記発振器は、互いに位相の異なる複数の発振信号を前記アナログ信号から生成する複数の遅延素子が環状に接続された電圧制御発振器である
請求項1記載の位相同期回路。 The phase difference detector generates an analog signal having a voltage corresponding to the phase difference,
2. The phase locked loop according to claim 1, wherein the oscillator is a voltage controlled oscillator in which a plurality of delay elements that generate a plurality of oscillation signals having different phases from the analog signal are connected in a ring shape.
互いに位相が異なる複数の発振信号を前記位相差から生成する複数の遅延素子が環状に接続された発振器と、
所定の実数をデルタシグマ変調により前記複数の発振信号のいずれかに対応する整数値に量子化するデルタシグマ変調器と、
前記整数値に対応する前記発振信号に同期した信号を前記帰還信号として供給する帰還部と、
前記複数の発振信号のうち特定の信号に同期して所定の処理を実行する処理回路と
を具備する電子装置。 A phase difference detector for detecting a phase difference between an input signal of a predetermined input frequency and a feedback signal;
An oscillator in which a plurality of delay elements that generate a plurality of oscillation signals having different phases from each other from the phase difference are connected in a ring shape;
A delta-sigma modulator that quantizes a predetermined real number into an integer value corresponding to any of the plurality of oscillation signals by delta-sigma modulation;
A feedback unit for supplying a signal synchronized with the oscillation signal corresponding to the integer value as the feedback signal;
An electronic apparatus comprising: a processing circuit that executes predetermined processing in synchronization with a specific signal among the plurality of oscillation signals.
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