JP2862078B2 - PLL - Google Patents

PLL

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JP2862078B2
JP2862078B2 JP8276537A JP27653796A JP2862078B2 JP 2862078 B2 JP2862078 B2 JP 2862078B2 JP 8276537 A JP8276537 A JP 8276537A JP 27653796 A JP27653796 A JP 27653796A JP 2862078 B2 JP2862078 B2 JP 2862078B2
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clock signal
signal
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征明 早田
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、PLLに関し、特
に、NRZ信号からクロック信号を抽出するPLLに関
する。
The present invention relates to a PLL, and more particularly to a PLL for extracting a clock signal from an NRZ signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信等の分野では、伝送信号としてN
RZ(Non Return to Zero)信号がよく用いられる。こ
れは、NRZ信号がRZ(Return to Zero)信号とは異
なり、所要帯域がビットレートの約2/3で済むため、
高速電気回路への負担が少ないという特徴があるからで
ある。
2. Description of the Related Art In the field of optical communication and the like, N
RZ (Non Return to Zero) signals are often used. This is because the NRZ signal is different from the RZ (Return to Zero) signal and the required bandwidth is only about 2/3 of the bit rate.
This is because there is a feature that the load on the high-speed electric circuit is small.

【0003】ところが、NRZ信号は、クロック信号の
スペクトル成分を持っていない。このため、NRZ信号
からクロック信号を抽出するためには、非線形操作を行
う必要がある。クロック信号を抽出する方法としては、
非線形回路とフィルタとを組み合わせる方式と、PLL
(Phase Locked Loop :位相同期回路)を用いる方式と
がある。PLLを用いる方式は、非線形回路とフィルタ
とを組み合わせる方式に比べ、小型である。しかしなが
ら、NRZ信号とクロック信号との位相比較には、RZ
信号用等のPLLで使用されるミキサが使用できないの
で、他の位相比較方法を採用しなければならない。
However, the NRZ signal does not have a clock signal spectral component. Therefore, in order to extract the clock signal from the NRZ signal, it is necessary to perform a non-linear operation. To extract the clock signal,
A method of combining a nonlinear circuit and a filter, and a PLL
(Phase Locked Loop: phase-locked loop). The method using the PLL is smaller than the method using a combination of a nonlinear circuit and a filter. However, the phase comparison between the NRZ signal and the clock signal requires RZ
Since a mixer used in a PLL for a signal or the like cannot be used, another phase comparison method must be adopted.

【0004】従来のNRZ信号用PLLを図4に示す。
このようなPLLは、例えば、文献ISSCC93,T
P10.4の図1及び図2に示されている。
FIG. 4 shows a conventional PLL for an NRZ signal.
Such a PLL is described, for example, in the document ISSCC93, T
This is shown in FIGS. 1 and 2 of P10.4.

【0005】図4のPLLは、入力端子40に接続され
た2つのD−F/F(D−フリップフロップ)41、4
2と、ループフィルタ43と、アンプ44と、VCO
(Voltage Controlled Oscilater)45とを有してい
る。ここでは、2つのD−F/F41、42が、位相比
較器を構成している。
The PLL shown in FIG. 4 includes two DF / Fs (D-flip-flops) 41, 4 connected to an input terminal 40.
2, loop filter 43, amplifier 44, VCO
(Voltage Controlled Oscilater) 45. Here, two DF / Fs 41 and 42 constitute a phase comparator.

【0006】このPLLでは、入力端子40に入力され
た入力信号(NRZ信号)は、2分岐され、D−F/F
41、42のクロック入力端子(C端子)に与えられ
る。また、D−F/F41、42のデータ入力端子(D
端子)には、VCO45からのクロック信号がそれぞれ
与えられる。
In this PLL, an input signal (NRZ signal) input to an input terminal 40 is split into two, and a DF / F
41 and 42 are supplied to clock input terminals (C terminals). Also, the data input terminals (D-F / F 41, 42) (D
(Terminal) is supplied with a clock signal from the VCO 45.

【0007】D−F/F41は、入力信号の立ち上がり
時に、クロック信号の識別を行い、入力信号とクロック
信号との位相関係を表す信号を出力する。即ち、D−F
/F41は、入力信号に対してクロック信号の位相が進
んでいるときは、正論理出力端子(Q端子)に“1”を
出力し、逆に、入力信号に対してクロック信号の位相が
遅れているときは、正論理出力端子に“0”を出力す
る。また、D−F/F42は、入力信号の立ち下がり時
に、クロック信号の識別を行い、入力信号とクロック信
号との位相関係を表す信号を出力する。D−F/F41
は、入力信号に対してクロック信号の位相が進んでいる
ときは、負論理出力端子(QB端子)に“0”を出力
し、逆に、入力信号に対してクロック信号の位相が遅れ
ているときは、正論理出力端子に“1”を出力する。
The DF / F 41 identifies a clock signal when the input signal rises, and outputs a signal indicating the phase relationship between the input signal and the clock signal. That is, DF
/ F41 outputs "1" to the positive logic output terminal (Q terminal) when the phase of the clock signal is advanced with respect to the input signal, and conversely, the phase of the clock signal is delayed with respect to the input signal. Output, "0" is output to the positive logic output terminal. The DF / F 42 identifies a clock signal when the input signal falls, and outputs a signal indicating the phase relationship between the input signal and the clock signal. DF / F41
Outputs "0" to the negative logic output terminal (QB terminal) when the phase of the clock signal is advanced with respect to the input signal, and conversely, the phase of the clock signal is delayed with respect to the input signal. At this time, "1" is output to the positive logic output terminal.

【0008】ループフィルタ43は、D−F/F41、
42の出力信号の高調成分を遮断する。そして、アンプ
44は、ループフィルタ43の出力を増幅してVCO4
5の発振周波数を制御する。
The loop filter 43 includes a DF / F 41,
The harmonic component of the output signal at 42 is cut off. The amplifier 44 amplifies the output of the loop filter 43 and
5 is controlled.

【0009】以上のようにして、入力されるNRZ信号
に対して位相同期を確立できるPLLが実現される。
As described above, a PLL that can establish phase synchronization with an input NRZ signal is realized.

【0010】なお、特開平4−2221188号公報、
特開平4−207631号公報、及び特開昭62−18
3216号公報、等には、2つのD−F/Fを用いたP
LLが開示されているが、いずれもNRZ信号に対応す
るものではない。
Note that Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-221188 discloses
JP-A-4-207632 and JP-A-62-18
No. 3216, etc., there is a P using two DF / Fs.
Although LL is disclosed, none of them corresponds to the NRZ signal.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】従来のPLLでは、各
回路がバイポーラトランジスタを用いて構成されている
が、このような位相比較回路をCMOSで実現しようと
する場合、低消費電力化が問題になる。
In the conventional PLL, each circuit is configured by using a bipolar transistor. However, when such a phase comparison circuit is realized by CMOS, low power consumption is a problem. Become.

【0012】CMOSを用いた回路では、動作周波数が
低いほど、回路に流れる電流量(平均電流)が少なくな
り、低消費電力が可能になる。また、PLLからのクロ
ック信号の出力先がDMUX回路等の場合には、VCO
が出力するクロックの周波数が、入力信号のクロック周
波数(ビットレート)の1/2であっても差支えない。
したがって、VCOが出力するクロックの周波数を入力
信号のビットレートの1/2にして、位相比較回路の動
作周波数を従来の1/2にすることができれば、PLL
の低消費電力を実現することができる筈である。
In a circuit using CMOS, the lower the operating frequency, the smaller the amount of current (average current) flowing through the circuit, and low power consumption becomes possible. When the output destination of the clock signal from the PLL is a DMUX circuit or the like, the VCO
The frequency of the clock output from the input signal may be の of the clock frequency (bit rate) of the input signal.
Therefore, if the frequency of the clock output from the VCO can be reduced to の of the bit rate of the input signal and the operating frequency of the phase comparator can be reduced to の of the conventional frequency, the PLL
Low power consumption should be realized.

【0013】しかしながら、従来のPLLでは、VCO
からのクロック信号が、入力信号のビットレートの1/
2の場合、入力信号とクロック信号との位相比較を行う
ことができない、つまり、PLLとして動作しないとい
う問題点がある。
However, in the conventional PLL, the VCO
Clock signal is 1/1 of the bit rate of the input signal.
In the case of 2, there is a problem that the phase comparison between the input signal and the clock signal cannot be performed, that is, it does not operate as a PLL.

【0014】本発明は、入力NRZ信号から、そのビッ
トレートの1/2の周波数のクロック信号を抽出するこ
とができるPLLを提供し、もって、低消費電力が可能
なPLLを提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a PLL capable of extracting a clock signal having a frequency half the bit rate of an input NRZ signal, thereby providing a PLL capable of low power consumption. And

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、入力電
圧に応じた周波数のクロック信号を発生するVCOと、
入力信号と前記クロック信号とに位相比較を行う位相比
較器と、該位相比較器の出力を瀘波し前記VCOに前記
入力電圧として供給するループフィルタとを有するPL
Lにおいて、前記VCOが、前記クロック信号を発生す
るとともに、当該クロック信号と90°の位相差を有す
る補助クロック信号を発生し、前記位相比較器が、前記
入力信号と前記クロック信号との位相比較と、前記入力
信号と前記補助クロック信号との位相比較とを行い、こ
れらの位相比較結果を組み合わせることにより、前記ク
ロック信号が前記入力信号のビットレートの1/2のク
ロック周波数を有する場合に、前記入力信号に対する前
記クロック信号の位相の進み遅れを表す信号を前記ルー
プフィルタに供給できるようにしたことを特徴とするP
LLが得られる。
According to the present invention, there is provided a VCO for generating a clock signal having a frequency corresponding to an input voltage;
A PL having a phase comparator for performing a phase comparison between an input signal and the clock signal, and a loop filter for filtering an output of the phase comparator and supplying the output to the VCO as the input voltage.
L, the VCO generates the clock signal and generates an auxiliary clock signal having a phase difference of 90 ° from the clock signal, and the phase comparator compares the phase of the input signal with the clock signal. And performing a phase comparison between the input signal and the auxiliary clock signal, and combining these phase comparison results, when the clock signal has a clock frequency of ビ ッ ト the bit rate of the input signal, A signal representing the advance or delay of the phase of the clock signal with respect to the input signal can be supplied to the loop filter.
LL is obtained.

【0016】また、本発明によれば、前記位相比較器
が、前記クロック信号と前記補助クロック信号とがそれ
ぞれデータ入力端子に入力され、前記入力信号がともに
クロック入力端子へ入力される2個のDフリップフロッ
プと、該2個のDフリップフロップの出力から前記位相
の進み遅れを表す信号を生成するゲート回路とを有する
ことを特徴とするPLLが得られる。
Further, according to the present invention, the phase comparator includes two clock signals, the clock signal and the auxiliary clock signal being input to a data input terminal, and the input signal being both input to a clock input terminal. A PLL is obtained, comprising: a D flip-flop; and a gate circuit for generating a signal indicating the advance or delay of the phase from the outputs of the two D flip-flops.

【0017】前記ゲート回路としては、前記2個のDフ
リップフロップのうちの一方の正論理出力と負論理出力
とを、他方のDフリップフロップの正論理出力と負論理
出力とに基づいて通過/阻止する一対のCMOSスイッ
チや、一方のDフリップフロップの正論理出力または負
論理出力と、他方のDフリップフロップの正論理出力ま
たは不論理出力の排他的論理和を出力する排他的論理和
ゲートが使用できる。
The gate circuit passes / outputs one positive logic output and one negative logic output of one of the two D flip-flops based on the positive logic output and the negative logic output of the other D flip-flop. A pair of CMOS switches for blocking and an exclusive OR gate for outputting an exclusive OR of a positive logic output or a negative logic output of one D flip-flop and a positive logic output or a non-logic output of the other D flip-flop. Can be used.

【0018】[0018]

【作用】VCOは、入力信号のビットレートの1/2の
周波数のクロック信号を発生可能であり、互いに90°
の位相差を持つ2つのクロック信号(0°及び90°)
を発生する。2つのクロック信号は、それぞれ別のD−
F/Fのデータ入力端子に入力される。各D−F/Fの
クロック入力端子には、入力信号が入力されており、入
力信号の立ち上がりのタイミングで、クロック信号の識
別を行なう。各D−F/Fのデータ入力端子に入力され
る2つのクロック信号が、互いに90°の位相差を持っ
ているので、これらD−F/Fの出力をCMOSスイッ
チ等で組み合わせれば、入力信号のビットレートの1/
2の周波数のクロック信号の入力信号に対する位相の進
み遅れを表す信号が得られる。この信号は、フィルタを
介してVCOの制御に使用され、VCOが発生するクロ
ック信号は、入力信号に位相同期する。
The VCOs can generate clock signals having a frequency which is 1/2 of the bit rate of the input signal.
Clock signals (0 ° and 90 °) with a phase difference of
Occurs. The two clock signals are different D-
The data is input to the data input terminal of the F / F. An input signal is input to the clock input terminal of each DF / F, and the clock signal is identified at the rising timing of the input signal. Since the two clock signals input to the data input terminals of each DF / F have a phase difference of 90 ° from each other, if the outputs of these DF / Fs are combined by a CMOS switch or the like, 1 / bit of signal bit rate
As a result, a signal representing the phase lead / lag of the input signal of the clock signal of frequency 2 is obtained. This signal is used to control the VCO via a filter, and the clock signal generated by the VCO is phase-synchronized with the input signal.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】図1に本発明の第1の実施の形態を示す。
図1のPLLは、クロック入力端子(C端子)が信号入
力端子1に接続された2つのD−F/F2、3と、CM
OSスイッチ4、5とを有する位相比較回路6、フィル
タ7、及び、入力信号のクロックレートの半分の周波数
のクロック信号を出力でき、互いに90°の位相差を有
するクロック信号を発生するVCO8を有している。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
The PLL of FIG. 1 includes two DF / Fs 2 and 3 whose clock input terminals (C terminals) are connected to a signal input terminal 1;
A phase comparison circuit 6 having OS switches 4 and 5; a filter 7; and a VCO 8 capable of outputting a clock signal having a frequency half the clock rate of the input signal and generating clock signals having a phase difference of 90 ° from each other. doing.

【0021】ここで、D−F/F2のデータ入力端子
(D端子)は、0°の位相を持つ(出力端子9に供給さ
れるクロック信号に位相同期する)クロック信号が入力
されるよう、VCO8に接続されている。また、D−F
/F3のデータ入力端子は、90°の位相を持つ(出力
端子9に供給されるクロック信号より90°位相が進ん
だ)クロック信号が入力されるよう、VCO8に接続さ
れている。また、D−F/F2の正論理出力端子(Q端
子)は、CMOSスイッチ4の入力端子に、負論理出力
端子(QB端子)は、CMOSスイッチ5の入力端子に
接続されている。さらにまた、D−F/F3の正論理出
力端子は、CMOSスイッチ4の正論理制御端子とCM
OSスイッチ5の負論理制御端子に接続され、負論理出
力端子は、CMOSスイッチ4の負論理制御端子とCM
OSスイッチ5の正論理制御端子に接続されている。そ
して、CMOSスイッチ4及び5の出力端子は、いずれ
もフィルタ7の入力端子に接続され、フィルタ7の出力
端子がVCO8の制御端子に接続され、PLLを構成し
ている。
Here, the data input terminal (D terminal) of the DF / F2 receives a clock signal having a phase of 0 ° (synchronized with the clock signal supplied to the output terminal 9). It is connected to VCO8. Also, DF
The data input terminal of / F3 is connected to the VCO 8 so that a clock signal having a phase of 90 ° (90 ° phase ahead of the clock signal supplied to the output terminal 9) is input. The positive logic output terminal (Q terminal) of the DF / F 2 is connected to the input terminal of the CMOS switch 4, and the negative logic output terminal (QB terminal) is connected to the input terminal of the CMOS switch 5. Furthermore, the positive logic output terminal of the DF / F3 is connected to the positive logic control terminal of the CMOS switch 4 and the CM.
The negative logic output terminal is connected to the negative logic control terminal of the OS switch 5 and the negative logic control terminal of the CMOS switch 4 is connected to the CM.
It is connected to the positive logic control terminal of the OS switch 5. The output terminals of the CMOS switches 4 and 5 are both connected to the input terminal of the filter 7, and the output terminal of the filter 7 is connected to the control terminal of the VCO 8 to constitute a PLL.

【0022】次に、図2を参照して、図1のPLLの動
作を説明する。まず始めに、入力信号(NRZ信号)の
ビットレートの1/2の周波数を有するクロックの位相
と、入力信号の位相との、比較する方法について説明す
る。
Next, the operation of the PLL of FIG. 1 will be described with reference to FIG. First, a method of comparing the phase of a clock having a frequency half the bit rate of the input signal (NRZ signal) with the phase of the input signal will be described.

【0023】VCO8が発生する2つのクロック信号の
位相は、互いに90°の位相差があるので、図2(a)
に示すような関係にある。ここで、0°クロック信号の
1周期分を4分割し、各領域をα、β、γ、及び、δと
する。入力信号の1ビットは、クロック信号の半周期分
に相当するので、その立ち上がりが、αまたはγの領域
に存在するとき、クロック信号の位相が入力信号の位相
よりも進んでいる状態にある。また、入力信号の立ち上
がりが、β及びδの領域に存在するとき、クロック信号
の位相が入力信号の位相よりも遅れている状態にある。
Since the phases of the two clock signals generated by the VCO 8 have a phase difference of 90 ° from each other, FIG.
The relationship is as shown in FIG. Here, one cycle of the 0 ° clock signal is divided into four, and each area is defined as α, β, γ, and δ. One bit of the input signal corresponds to a half cycle of the clock signal. Therefore, when the rising edge is in the region of α or γ, the phase of the clock signal is ahead of the phase of the input signal. When the rising edge of the input signal exists in the region of β and δ, the phase of the clock signal is delayed from the phase of the input signal.

【0024】さて、入力信号の立ち上がりが、領域αに
存在するとき、0°クロック信号は、“1”の状態にあ
る。また、入力信号の立ち上がりが、領域βに存在する
ときも、0°クロック信号は、“1”の状態にある。し
たがって、0°クロック信号の状態だけからは、入力信
号の立ち上がりがどの領域に存在するのか判定できな
い。つまり、クロック信号の位相が入力信号の位相より
も進んでいるのか、遅れているのか判定できない。同様
に、入力信号の立ち上がりが、クロック信号の領域γ、
δに存在するときも、クロック信号の位相が入力信号の
位相よりも進んでいるのか、遅れているのか判定できな
い。
Now, when the rising edge of the input signal exists in the area α, the 0 ° clock signal is in the state of “1”. Also, when the rising edge of the input signal exists in the region β, the 0 ° clock signal is in the state of “1”. Therefore, it is not possible to determine in which region the rising of the input signal exists from the state of the 0 ° clock signal alone. That is, it cannot be determined whether the phase of the clock signal is ahead of or behind the phase of the input signal. Similarly, the rising edge of the input signal corresponds to the area γ of the clock signal,
When it is present at δ, it cannot be determined whether the phase of the clock signal is ahead of or behind the phase of the input signal.

【0025】しかしながら、90°クロック信号をみる
と、入力信号の立ち上がりが領域αに存在するときは
“1”なのに対して、領域βに存在するときは“0”に
なっている。また、90°クロック信号は、入力信号の
立ち上がりが領域γに存在するとき“0”なのに対し
て、領域δに存在するときは“1”になっている。した
がって、0°クロック信号と90°クロック信号の双方
の状態をみれば、入力信号の立ち上がりがどの領域に存
在するのか判定できる。即ち、クロック信号の位相が入
力信号の位相よりも進んでいるのか、遅れているのかを
判定することができる。図1のPLLでは、このような
判定を2個のD−F/F2、3で実現している。
However, looking at the 90 ° clock signal, the rising edge of the input signal is “1” when the rising edge of the input signal exists in the area α, and is “0” when the rising edge of the input signal exists in the area β. The 90 ° clock signal is “0” when the rising edge of the input signal exists in the region γ, and is “1” when the rising edge of the input signal exists in the region δ. Therefore, by looking at the states of both the 0 ° clock signal and the 90 ° clock signal, it is possible to determine in which region the rising of the input signal exists. That is, it is possible to determine whether the phase of the clock signal is ahead of or behind the phase of the input signal. In the PLL of FIG. 1, such determination is realized by two DF / Fs 2, 3.

【0026】D−F/F2、3は、それぞれ、入力信号
の立ち上がりのタイミングで、0°クロック信号と90
°クロック信号とをサンプリングする。入力信号に対し
て0°クロック信号の位相が進んでいる場合は、例え
ば、図2(b)に示すようになる。即ち、サンプリング
点A及びBにおいては、D−F/F2は、正論理出力端
子に“0”を出力し、D−F/F3も正論理出力端子に
“0”を出力する。これは、入力信号の立ち上がりが、
図2(a)の領域γに存在する場合に相当する。また、
サンプリング点Cにおいては、D−F/F2は、正論理
出力端子に“1”を出力し、D−F/F3も正論理出力
端子に“1”を出力する。これは、入力信号の立ち上が
りが、図2(a)の領域αに存在する場合に相当する。
The DF / Fs 2 and 3 respectively have a 0 ° clock signal and a 90 ° clock at the rising timing of the input signal.
° Sample the clock signal. When the phase of the 0 ° clock signal is advanced with respect to the input signal, for example, it becomes as shown in FIG. That is, at sampling points A and B, DF / F2 outputs "0" to the positive logic output terminal, and DF / F3 also outputs "0" to the positive logic output terminal. This is because the rise of the input signal
This corresponds to the case where it exists in the region γ in FIG. Also,
At sampling point C, DF / F2 outputs "1" to the positive logic output terminal, and DF / F3 also outputs "1" to the positive logic output terminal. This corresponds to the case where the rise of the input signal exists in the area α in FIG.

【0027】D−F/F2、3がともに、正論理出力端
子に“1”を出力し、負論理出力端子に“0”を出力し
た場合、D−F/F3の出力に基づいて、CMOSスイ
ッチ4はオンし、CMOSスイッチ5はオフする。そし
て、CMOSスイッチ4の入力端子には、D−F/F2
の正論理出力端子から“1”が与えられているので、そ
の出力は“1”となる。また、D−F/F2、3がとも
に、正論理出力端子に“0”を出力し、負論理出力端子
に“1”を出力した場合、D−F/F3の出力に基づい
て、CMOSスイッチ4はオフし、CMOSスイッチ5
はオンする。そして、CMOSスイッチ5の入力端子に
は、D−F/F2の負論理出力端子から“1”が与えら
れているので、その出力は“1”となる。つまり、図2
(b)に示すように、入力信号に対して0°クロック信
号の位相が進んでいる場合は、ループフィルタには、
“1”が入力される。
When both the DF / Fs 2 and 3 output "1" to the positive logic output terminal and output "0" to the negative logic output terminal, a CMOS is output based on the output of the DF / F3. The switch 4 turns on, and the CMOS switch 5 turns off. The input terminal of the CMOS switch 4 has a DF / F2
Since "1" is given from the positive logic output terminal of "1", its output becomes "1". When both the DF / Fs 2 and 3 output "0" to the positive logic output terminal and output "1" to the negative logic output terminal, the CMOS switch based on the output of the DF / F 3 4 turns off and the CMOS switch 5
Turns on. Since "1" is given to the input terminal of the CMOS switch 5 from the negative logic output terminal of the DF / F2, the output is "1". That is, FIG.
As shown in (b), when the phase of the 0 ° clock signal is advanced with respect to the input signal, the loop filter includes:
“1” is input.

【0028】逆に、入力信号に対して0°クロック信号
の位相が遅れている場合は、例えば、図2(c)のよう
になる。即ち、サンプリング点A´及びB´において
は、D−F/F2は、正論理出力端子に“1”を出力
し、D−F/F3は、正論理出力端子に“0”を出力す
る。これは、入力信号の立ち上がりが、図2(a)の領
域βに存在する場合に相当する。また、サンプリング点
C´においては、D−F/F2は、正論理出力端子に
“0”を出力し、D−F/F3は、正論理出力端子に
“0”を出力する。これは、入力信号の立ち上がりが、
図2(a)の領域δに存在する場合に相当する。
Conversely, when the phase of the 0 ° clock signal lags behind the input signal, for example, the waveform becomes as shown in FIG. That is, at sampling points A 'and B', DF / F2 outputs "1" to the positive logic output terminal, and DF / F3 outputs "0" to the positive logic output terminal. This corresponds to the case where the rise of the input signal exists in the region β in FIG. At the sampling point C ', the DF / F2 outputs "0" to the positive logic output terminal, and the DF / F3 outputs "0" to the positive logic output terminal. This is because the rise of the input signal
This corresponds to the case where it exists in the region δ in FIG.

【0029】D−F/F2が、正論理出力端子に“1”
を出力し、D−F/F3が、正論理出力端子に“0”を
出力した場合、D−F/F3の出力に基づいて、CMO
Sスイッチ4はオフし、CMOSスイッチ5はオンす
る。このとき、CMOSスイッチ5の入力端子には、D
−F/F2の負論理出力端子から“0”が与えられてい
るので、その出力は“0”となる。また、D−F/F2
が、正論理出力端子に“0”を出力し、D−F/F3
が、正論理出力端子に“1”を出力した場合、D−F/
F3の出力に基づいて、CMOSスイッチ4はオンし、
CMOSスイッチ5はオフする。このとき、CMOSス
イッチ4の入力端子には、D−F/F2の正論理出力端
子から“0”が与えられているので、その出力は“0”
となる。このように、入力信号に対して0°クロック信
号の位相が遅れている場合は、図2(c)に示すよう
に、ループフィルタには、“0”が入力される。
DF / F2 is "1" at the positive logic output terminal.
When the DF / F3 outputs “0” to the positive logic output terminal, the CMO is output based on the output of the DF / F3.
The S switch 4 turns off and the CMOS switch 5 turns on. At this time, the input terminal of the CMOS switch 5
Since "0" is given from the negative logic output terminal of -F / F2, the output is "0". Also, DF / F2
Outputs “0” to the positive logic output terminal, and the DF / F3
Outputs “1” to the positive logic output terminal, the DF /
The CMOS switch 4 is turned on based on the output of F3,
The CMOS switch 5 turns off. At this time, since “0” is given to the input terminal of the CMOS switch 4 from the positive logic output terminal of the DF / F2, the output is “0”.
Becomes As described above, when the phase of the 0 ° clock signal is delayed with respect to the input signal, “0” is input to the loop filter as shown in FIG.

【0030】以上のようにして、図1のPLLでは、位
相比較回路6において、入力信号と、入力信号のビット
レートの1/2の周波数のクロック信号との比較が実現
できる。
As described above, in the PLL of FIG. 1, in the phase comparison circuit 6, comparison between an input signal and a clock signal having a frequency half the bit rate of the input signal can be realized.

【0031】位相比較回路6における比較結果は、フィ
ルタ7へ出力され、高調波が除去された後、VCOに供
給される。
The comparison result in the phase comparison circuit 6 is output to the filter 7 and, after removing harmonics, is supplied to the VCO.

【0032】本実施の形態を有する、2.4Gb/s 光通
信用PLLを試作した。試作したPLLは、入力される
NRZ信号に同期して、1.2GHzのクロック信号を
発生した。また、消費パワーは、従来のほぼ1/2であ
った。
A 2.4 Gb / s PLL for optical communication having this embodiment was prototyped. The prototype PLL generated a 1.2 GHz clock signal in synchronization with the input NRZ signal. In addition, the power consumption was almost half of the conventional power.

【0033】次に、図3を参照して本発明の第2の実施
の形態について説明する。このPLLでは、図1のCM
OSスイッチ4、5の代わりに、排他的論理和ゲート
(EX−OR)10を有している。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this PLL, the CM shown in FIG.
An exclusive OR gate (EX-OR) 10 is provided instead of the OS switches 4 and 5.

【0034】EX−OR10は、その入力端子が、D−
F/F2の正論理出力端子とD−F/F3の負論理出力
端子とに接続されており、D−F/F2、3が共に正論
理出力端子に、“0”または“1”を出力しているとき
に、“0”を出力する。また、D−F/F2が正論理出
力端子に“0”を出力し、D−F/F3が正論理出力端
子に“1”を出力しているとき、及びD−F/F2が正
論理出力端子に“1”を出力し、D−F/F3が正論理
出力端子に“0”を出力しているときは、“1”を出力
する。これにより、図1のPLLと同様の動作を実現で
きる。
The EX-OR 10 has an input terminal D-OR.
The positive logic output terminal of F / F2 and the negative logic output terminal of DF / F3 are connected, and both DF / F2 and 3 output "0" or "1" to the positive logic output terminal. Output “0”. When DF / F2 outputs "0" to the positive logic output terminal and DF / F3 outputs "1" to the positive logic output terminal, and when DF / F2 outputs positive logic. It outputs "1" to the output terminal and outputs "1" when the DF / F3 outputs "0" to the positive logic output terminal. Thereby, the same operation as that of the PLL of FIG. 1 can be realized.

【0035】本実施の形態では、排他的論理和ゲートを
用いることにより、他の回路もバイポーラトランジスタ
で構成できる。もちろん、この実施の形態では、CMO
Sを用いたときのように、消費電力の大幅な低減は実現
できないが、動作速度の低下に伴い、電源電圧を引き下
げることも可能となり、消費電力の低減効果がある。
In this embodiment, by using an exclusive OR gate, other circuits can also be constituted by bipolar transistors. Of course, in this embodiment, the CMO
As in the case of using S, the power consumption cannot be significantly reduced, but the power supply voltage can be reduced with a decrease in the operation speed, which has the effect of reducing power consumption.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明によれば、出力クロック信号と、
出力クロック信号に対して90°の位相差を持つ信号と
を、各々入力信号と位相比較するようにしたので、出力
クロック信号の周波数が入力信号のビットレートの1/
2であっても、出力クロック信号と入力信号との位相比
較を行うことができる。これにより、各回路の動作速度
を低減でき、もって消費電力の低下を実現できる。
According to the present invention, an output clock signal;
Since the phase of each of the output clock signal and the signal having a phase difference of 90 ° is compared with that of the input signal, the frequency of the output clock signal is 1/1 / the bit rate of the input signal.
Even with 2, the phase comparison between the output clock signal and the input signal can be performed. Thus, the operation speed of each circuit can be reduced, and the power consumption can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態を示すブロック図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のPLLの動作を説明するため波形図であ
って、(a)は、0°クロック信号と90°クロック信
号の位相関係と、これらの信号と入力信号との位相関係
を説明するための図、(b)は、出力クロック信号の位
相が入力信号の位相よりも進んでいる場合の各部の出力
波形図、(c)は、出力クロック信号の位相が入力信号
の位相よりも遅れている場合の各部の出力波形図であ
る。
FIGS. 2A and 2B are waveform diagrams for explaining the operation of the PLL of FIG. 1. FIG. 2A shows the phase relationship between a 0 ° clock signal and a 90 ° clock signal, and the phase relationship between these signals and an input signal. FIG. 4B is a diagram for explaining, FIG. 4B is an output waveform diagram of each part when the phase of the output clock signal is ahead of the phase of the input signal, and FIG. FIG. 7 is an output waveform diagram of each unit when the signal is also delayed.

【図3】本発明の第2の実施の形態を示すブロック図で
ある。
FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図4】従来のPLLのブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a conventional PLL.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 信号入力端子 2,3 D−F/F 4,5 CMOSスイッチ 6 位相比較回路 7 フィルタ 8 VCO 9 出力端子 10 排他的論理和ゲート(EX−OR) 40 入力端子 41,42 D−F/F(D−フリップフロップ) 43 ループフィルタ 44 アンプ 45 VCO(Voltage Controlled Oscilater) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Signal input terminal 2, 3 DF / F 4, 5 CMOS switch 6 Phase comparison circuit 7 Filter 8 VCO 9 Output terminal 10 Exclusive OR gate (EX-OR) 40 Input terminal 41, 42 DF / F (D-flip-flop) 43 Loop filter 44 Amplifier 45 VCO (Voltage Controlled Oscilater)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04L 7/033──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H04L 7/033

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 入力電圧に応じた周波数のクロック信号
を発生するVCOと、入力信号と前記クロック信号とに
位相比較を行う位相比較器と、該位相比較器の出力を瀘
波し前記VCOに前記入力電圧として供給するループフ
ィルタとを有するPLLにおいて、前記VCOが、前記
クロック信号を発生するとともに、当該クロック信号と
90°の位相差を有する補助クロック信号を発生し、前
記位相比較器が、前記入力信号と前記クロック信号との
位相比較と、前記入力信号と前記補助クロック信号との
位相比較とを行い、これらの位相比較結果を組み合わせ
ることにより、前記クロック信号が前記入力信号のビッ
トレートの1/2のクロック周波数を有する場合に、前
記入力信号に対する前記クロック信号の位相の進み遅れ
を表す信号を前記ループフィルタに供給できるようにし
たことを特徴とするPLL。
1. A VCO for generating a clock signal having a frequency corresponding to an input voltage, a phase comparator for comparing a phase between an input signal and the clock signal, and a filter for filtering an output of the phase comparator to output the VCO to the VCO. In a PLL having a loop filter that supplies the input voltage, the VCO generates the clock signal, and generates an auxiliary clock signal having a phase difference of 90 ° from the clock signal. Performing a phase comparison between the input signal and the clock signal, and a phase comparison between the input signal and the auxiliary clock signal, and combining these phase comparison results, the clock signal can be used to determine the bit rate of the input signal. When the clock signal has a clock frequency of 1 /, a signal representing the advance or delay of the phase of the clock signal with respect to the input signal is transmitted to the loop. PLL, characterized in that to be able to supply to the loop filter.
【請求項2】 前記位相比較器が、前記クロック信号と
前記補助クロック信号とがそれぞれデータ入力端子に入
力され、前記入力信号がともにクロック入力端子へ入力
される2個のDフリップフロップと、該2個のDフリッ
プフロップの出力から前記位相の進み遅れを表す信号を
生成するゲート回路とを有することを特徴とする請求項
1のPLL。
2. The phase comparator according to claim 2, wherein the clock signal and the auxiliary clock signal are respectively input to a data input terminal, and the two input signals are both input to a clock input terminal. 2. The PLL according to claim 1, further comprising a gate circuit configured to generate a signal indicating the phase lead / lag from the outputs of the two D flip-flops.
【請求項3】 前記ゲート回路が、前記2個のDフリッ
プフロップのうちの一方の正論理出力と負論理出力と
を、他方のDフリップフロップの正論理出力と負論理出
力とに基づいて通過/阻止する一対のCMOSスイッチ
であることを特徴とする請求項2のPLL。
3. The gate circuit passes a positive logic output and a negative logic output of one of the two D flip-flops based on a positive logic output and a negative logic output of the other D flip-flop. 3. The PLL according to claim 2, comprising a pair of CMOS switches for blocking / blocking.
【請求項4】 前記ゲート回路が、一方のDフリップフ
ロップの正論理出力または負論理出力と、他方のDフリ
ップフロップの正論理出力または不論理出力の排他的論
理和を出力する排他的論理和ゲートであることを特徴と
する請求項2のPLL。
4. An exclusive OR circuit for outputting an exclusive OR of a positive logical output or a negative logical output of one D flip-flop and a positive logical output or a non-logical output of the other D flip-flop. 3. The PLL according to claim 2, wherein the PLL is a gate.
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