JP3068587B1 - Pll回路 - Google Patents
Pll回路Info
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Abstract
るという不具合を解消したPLL回路を提供する。 【解決手段】 電圧−電流変換回路4は、Pch型MO
SトランジスタMP8,MP9から構成される差動アン
プ形式に構成したものであり、Pch型MOSトランジ
スタMP8,MP9から構成される差動アンプは、定電
流回路I3を介して電源電圧に接続されている。電流制
御型発振回路5に供給する電流の最大値は、定電流回路
I3の値で決定されるため、定電流回路I3の電流値を
設定しておけば、発振が停止することはない。
Description
るものである。
構成図である。図2において、1は位相比較器、2はチ
ャージポンプ回路、3はフィルター、4は電圧−電流変
換回路、5は電流制御型発振回路、6はバッファ、7は
分周回路、8は基準信号入力端子、9は帰還信号入力端
子、10はPLL回路の出力端子、11は制御電圧発生
端子、12,13は位相誤差検出出力、12はUPB
(アップバー)、13はDOWN(ダウン)である。5
a〜5dは電流制御型発振回路5のセルを示すものであ
り、セルは、トランジスタMP4,MP5,MP6,M
N4,MN5と、容量C3,C4とからなり、各セル
は、同一回路構成になっている。
MP6はPch型MOSトランジスタ、MN1〜MN5
はNch型MOSトランジスタ、C1〜C4は容量、R
1〜R2は抵抗である。
ド接続され、最終段の電流制御型発振回路5dから初段
の電流制御型発振回路5aには、正帰還がかけられてい
る。
分周回路7により1/Nの周波数に分周され、位相比較
器1の帰還入力端子9に帰還され、基準信号入力端子8
への基準信号と帰還入力端子9への帰還信号との位相差
に比例した時間の期間、チャージポンプ回路2の出力端
子11に電流が出され、フィルター3を充放電すること
により、一定の周波数に落ち着く。
トランジスタMN2のゲート・ソース間電圧をVGSn
2、抵抗R2の抵抗値をR2とすると、電流制御型発振
回路5aに入力される電流値Iosc1は、 Iosc1=(VC−VGSn2)/R2 (1) であらわされる。
型発振回路発振器5aの伝達特性Ha(s)は、容量C
3,C4の値をCLと置くと、 Ha(s)=gm×Zout/(1+sCL×Zout) (2) であらわされる。
スタMP5、MP6で構成する差動アンプのコンダクタ
ンス、Zoutは出力インピーダンスである。
5,MP6のディメンジョンを(W/L)とおくと gm=√((W/L)βp×Iosc1) (3) βpは、プロセスで固有の値である。
ンをGa、遮断周波数をfcとする と、Ga=√((W/L)βp/Iosc1)/(λp+λn) (5) fc=(λp+λn)Iosc1/2πCL (6) となる。
型発振回路発振器5aのオープンゲインは、電流値Io
sc1のルートに反比例し、遮断周波数は、電流値Io
sc1に比例する関係にある。
御型発振回路発振器5a,5b,5c,5dを4段カス
ケード接続した場合は、電流制御型発振回路発振器の1
段あたりの位相回りが45度すなわち、電流制御型発振
回路発振器の4段合計の位相回りが180度の場合が発
振条件となるから、電流制御型発振回路発振器5の発振
周波数foscは(図4参照)、 fosc=(λp+λn)×(VC−VGSn2)/(2πCL×R2) (7 ) となる。
利得が1以上でないと発振を持続できないため、 Ga>1.4 (8) すなわち、Iosc1<(W/L)βp/((λp+λn)^2×1.96) (9) が発振が持続できる条件で、出力端子11の電圧値VC
が上昇し、(9)式を満たさなくなると、発振が停止す
る。
従来例に係るPLL回路では、出力端子11の電圧値V
Cが上昇することにより発振が停止すると、更に出力端
子11の電圧値VCを上昇させるように制御されるた
め、出力端子11の電圧値VCは、電源電圧で決定する
限界値まで上昇し、停止したままとなる、いわゆるデッ
ドロック状態となり、外部より強制的に出力端子11の
電圧値VCを下げない限り、再び発振を開始しないとい
う問題がある。
は、使用する周波数により出力端子11の電圧値VCが
大きく変動するため、基準信号の周波数により、基準信
号端子8と帰還信号入力端子9に入力する信号間の位相
誤差が大きく変動し、位相調整用PLL回路として使用
する際に問題となっている。
る。
ジポンプ回路を抜き出し、Fr、Fb、UPB、VCの
各点の動作波形と、チャージ電流Ichaの波形を示し
ている。
ると、位相誤差がUPBに出力され、制御電圧端子11
(VC)にチャージ電流Ichaが出力される。
P1のゲート容量の充放電により、ON/OFF時に位
相誤差とは無関係な電流を出力する。この充放電電流
が、定電流回路I1の電流値に比べて無視できないと、
位相誤差が発生する原因となる。
圧により決定されるため、使用周波数を変更したり、電
源電圧が変動すると、位相誤差が大きく変動してしま
う。
回路の発振が停止するという不具合を解消したPLL回
路を提供することにある。
め、本発明に係るPLL回路は、位相比較器と、チャー
ジポンプ回路と、フィルターと、電圧−電流変換回路
と、電流制御型発振回路と、バッファと、分周回路とか
ら構成され、前記電流制御型発振回路の発振出力端子か
ら出力された信号を前記分周回路により分周し、その分
周された周波数信号を前記位相比較器の帰還入力端子に
帰還し、基準信号と前記帰還入力端子への帰還信号との
位相差に比例した時間の期間中に前記チャージポンプ回
路の出力端子に電流が出力されて前記フィルターを充放
電することにより一定の周波数に落ち着く機能をもつP
LL回路であって、前記電圧−電流変換回路は、第1及
び第2のPch型MOSトランジスタからなる差動アン
プ形式に構成したものであり、前記Pch型MOSトラ
ンジスタからなる差動アンプは、定電流回路を介して電
源電圧に接続され、前記第1のPch型MOSトランジ
スタは、前記基準信号に対し前記帰還信号が遅れた場合
に前記チャージポンプ回路から前記フィルターに出力さ
れるチャージ電流を入力とするものであり、前記第2の
Pch型MOSトランジスタの基準電圧は、前記電源電
圧を分圧することにより決定されるものであり、前記電
流制御型発振回路は、前記第2のPch型MOSトタン
ジスタに流れる電流が供給されるものであり、さらに前
記電圧−電流変換回路は、前記電流制御型発振回路に供
給する電流を前記定電流回路の値で決定して、前記電流
制御型発振回路の発振を調整するものである。
流の最大値は、前記電流制御型発振回路の発振が停止す
る電流値よりも小さい値に前記定電流回路の値で決定す
るようにしたものである。
なる差動アンプの基準電圧は、前記電源電位の変動に応
じて、抵抗と、ゲートを基準電位設定端子に接続された
MOSトランジスタとから設定されるものである。
により説明する。
回路を示す構成図である。
ージポンプ回路、3はフィルター、4は電圧−電流変換
回路、5は電流制御型発振回路、6はバッファ、7は分
周回路、8は基準信号入力端子、9は帰還信号入力端
子、10は出力端子、11は制御電圧発生端子、12,
13は位相誤差検出出力である。
DOWN(ダウン)、14,15は基準電圧設定端子で
ある。また5a〜5dは電流制御型発振回路5のセルを
示すものであり、セルは、トランジスタMP4,MP
5,MP6,MN4,MN5,容量C3,C4からな
り、各セルは、同一回路構成になっている。
ド接続され、最終段の電流制御型発振回路5dから初段
の電流制御型発振回路5aには、正帰還がかけられてい
る。発振出力端子10から出力された信号は、分周回路
7により1/Nの周波数に分周され、位相比較器1の帰
還入力端子9に帰還されるようになっている。
はPch型MOSトランジスタ、MN4〜MN9はNc
h型MOSトランジスタ、C1〜C4は容量、R1,R
3〜R6は抵抗である。
ける電圧−電流変換回路4は、図2に示す電圧−電流変
換回路4に代えて、Pch型MOSトランジスタMP
8,MP9から構成される差動アンプ形式に構成したも
のであり、Pch型MOSトランジスタMP8,MP9
から構成される差動アンプは、定電流回路I3を介して
電源電圧に接続されている。
ドレイン側にNch型MOSトランジスタMN6を設
け、かつPch型MOSトランジスタMP9のゲート側
に分圧抵抗R3,R4,R5,R6を設けるとともに、
Nch型MOSトランジスタMN7,8を並列に設けて
いる。
直列接続のPch型MOSトランジスタMP7とNch
型MOSトランジスタMN9とを設けている。
態に係るPLL回路の電圧−電流変換回路4において
は、電流制御型発振回路5に供給する電流の最大値は、
定電流回路I3の値で決定されるため、定電流回路I3
の電流値を(9)式を満足する値に設定しておけば、発
振が停止することはない。
MP9から構成される差動アンプの基準側16の電圧V
refは、電源電圧を分圧抵抗R3〜R6にて分圧するこ
とにより決定するため、電源電圧が変動した場合でも電
源電圧の変動に応じて設定され、制御電圧VCは一定に
保たれる。さらに基準信号(図3のFr)と帰還信号
(図3のFb)の位相誤差は制御電圧VCと電源電圧に
より決定されるため、基準電圧設定端子14、15の信
号でNchMOSトランジスタMN7,8をON/OF
FすることでPchMOSトランジスタMP8,MP9
から構成される作動アンプの基準電圧Vrefを決める抵
抗R3〜R6の値を決定することにより、チャージポン
プ回路2の出力端子11に出力される基準信号(図3の
Fr)と帰還信号(図3のFb)の間の位相誤差を軽減
する。
作中の電流制御型発振回路の発振が停止するという不具
合を改善することができ、かつ外部調整を必要としな
い。
小さく、位相調整用PLL回路として使用する際も問題
が生じない。これは、従来は、電源電圧変動や使用する
周波数により、電圧−電流変換回路に供給される制御電
圧の変動が生じていたが、本発明の電圧−電流変換回路
の構成により、電源電圧変動の影響を受けず、また、使
用する周波数に応じた制御電圧を一定に保てるように設
定端子を設けるためである。
成図である。
を示す特性図である。
する状態を説明する図である。
ンジスタ I3 定電流回路 R3,R4,R5,R6 抵抗
Claims (3)
- 【請求項1】 位相比較器と、チャージポンプ回路と、
フィルターと、電圧−電流変換回路と、電流制御型発振
回路と、バッファと、分周回路とから構成され、前記電
流制御型発振回路の発振出力端子から出力された信号を
前記分周回路により分周し、その分周された周波数信号
を前記位相比較器の帰還入力端子に帰還し、基準信号と
前記帰還入力端子への帰還信号との位相差に比例した時
間の期間中に前記チャージポンプ回路の出力端子に電流
が出力されて前記フィルターを充放電することにより一
定の周波数に落ち着く機能をもつPLL回路であって、 前記電圧−電流変換回路は、第1及び第2のPch型M
OSトランジスタからなる差動アンプ形式に構成したも
のであり、 前記Pch型MOSトランジスタからなる差動アンプ
は、定電流回路を介して電源電圧に接続され、 前記第1のPch型MOSトランジスタは、前記基準信
号に対し前記帰還信号が遅れた場合に前記チャージポン
プ回路から前記フィルターに出力されるチャージ電流を
入力とするものであり、 前記第2のPch型MOSトランジスタの基準電圧は、
前記電源電圧を分圧することにより決定されるものであ
り、 前記電流制御型発振回路は、前記第2のPch型MOS
トタンジスタに流れる電流が供給されるものであり、 さらに前記電圧−電流変換回路は、前記電流制御型発振
回路に供給する電流を前記定電流回路の値で決定して、
前記電流制御型発振回路の発振を調整するものであるこ
とを特徴とするPLL回路。 - 【請求項2】 前記電流制御型発振回路に供給する電流
の最大値は、前記電流制御型発振回路の発振が停止する
電流値よりも小さい値に前記定電流回路の値で決定する
ようにしたものであることを特徴とする請求項1に記載
のPLL回路。 - 【請求項3】 前記Pch型MOSトランジスタからな
る差動アンプの基準電圧は、前記電源電位の変動に応じ
て、抵抗と、ゲートを基準電位設定端子に接続されたM
OSトランジスタとから設定されることを特徴とする請
求項1又は2に記載のPLL回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11021598A JP3068587B1 (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | Pll回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11021598A JP3068587B1 (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | Pll回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP3068587B1 true JP3068587B1 (ja) | 2000-07-24 |
JP2000224032A JP2000224032A (ja) | 2000-08-11 |
Family
ID=12059484
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11021598A Expired - Lifetime JP3068587B1 (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | Pll回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3068587B1 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6012059B1 (ja) * | 2015-12-25 | 2016-10-25 | 株式会社シャルレ | 前開きロンパース |
CN112953521A (zh) * | 2019-12-11 | 2021-06-11 | 精工爱普生株式会社 | 电荷泵电路、pll电路和振荡器 |
KR102528363B1 (ko) * | 2020-07-30 | 2023-05-03 | 최수경 | 유아용 의복 |
-
1999
- 1999-01-29 JP JP11021598A patent/JP3068587B1/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6012059B1 (ja) * | 2015-12-25 | 2016-10-25 | 株式会社シャルレ | 前開きロンパース |
CN112953521A (zh) * | 2019-12-11 | 2021-06-11 | 精工爱普生株式会社 | 电荷泵电路、pll电路和振荡器 |
CN112953521B (zh) * | 2019-12-11 | 2023-06-13 | 精工爱普生株式会社 | 电荷泵电路、pll电路和振荡器 |
KR102528363B1 (ko) * | 2020-07-30 | 2023-05-03 | 최수경 | 유아용 의복 |
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