JP3099755B2 - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JP3099755B2 JP08282960A JP28296096A JP3099755B2 JP 3099755 B2 JP3099755 B2 JP 3099755B2 JP 08282960 A JP08282960 A JP 08282960A JP 28296096 A JP28296096 A JP 28296096A JP 3099755 B2 JP3099755 B2 JP 3099755B2
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、PLL(Phas
e Locked Loop)回路を含む半導体集積回
路装置に関し、特に、送信機および受信機の同調に使用
されるPLL回路を内蔵した半導体集積回路装置におい
て、周波数サーチ時間の短い送信機または受信機に用い
て好適とされる半導体集積回路装置に関する。
【0002】
【従来の技術】PLL回路を内蔵した従来の半導体集積
回路装置の構成の一例を図5に示す。図5を参照して、
基準信号となる同期信号を発生する同期信号発生装置5
1と、位相同期ループ(PLL)を構成する電圧制御発
振器(VCO)(不図示)の出力信号を入力端子から入
力し、この入力信号を分周する分周器52と、分周器5
2の出力と同期信号発生装置51からの同期信号とを入
力して位相を比較する位相比較器53と、分周器52の
出力と同期信号発生装置51からの同期信号をインバー
タ57で反転した信号とを入力して位相を比較する位相
比較器54と、位相比較器53の出力と位相比較器54
の出力とを合成する合成器55と、合成器55の出力信
号を入力とするチャージポンプ回路56と、を備えて構
成されている。このチャージポンプ回路56の出力は、
例えば半導体集積回路装置の出力端子から、不図示のロ
ーパスフィルタを介して、アナログ電圧信号に変換さ
れ、不図示の電圧制御発振器(VCO)に入力され、電
圧制御発振器(VCO)の出力信号は、入力端子に入力
され半導体集積回路装置への入力信号として分周器52
に入力される。
【0003】この従来の半導体集積回路の動作を説明す
るためのタイミング波形を図6に示す。
【0004】図6において、波形61は同期信号発生装
置51から出力される同期信号、波形62は、同期信号
のインバータ57による反転信号、波形63は入力信
号、波形65は位相比較器53の出力信号、波形66は
位相比較器54の出力信号、波形67は合成器55の出
力信号(チャージポンプ56の入力出力)をそれぞれ示
している。
【0005】このように、位相比較のタイミングを、同
期信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの両エッ
ジとし、チャージポンプ56からの位相誤差出力を2倍
にして、PLLのロックアップ時間の短縮化をしてい
る。
【0006】なお、この種の位相同期回路として、例え
ば特開平5−110427号公報には、入力信号に対す
る位相同期や追従が迅速に行われ、出力信号を位相ジッ
タを低減することを目的として、入力信号と出力信号を
入力とする位相比較部が、入力信号と出力信号(上記公
報では「同期信号」という)をそのまま入力とする第1
の位相周波数比較器と、入力信号を反転する第1のイン
バータの出力と出力信号を反転する第2のインバータの
出力を入力とする第2の位相周波数比較器と、第1の位
相周波数比較器の第1の出力と第2の位相周波数比較器
の第1の出力を入力とする第1のANDゲートと、第1
の位相周波数比較器の第2の出力と第2の位相周波数比
較器の第2の出力を入力とする第2のANDゲートと、
を備え、位相比較部の出力を入力とするチャージポンプ
回路、及びその出力を入力とするフィルタ、フィルタ出
力を入力とする電圧制御発振器からなる位相同期回路に
構成が提案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術では、同期信号と入力信号とは同一波形であ
る必要がある。このために、複数の同期信号を装備した
装置で、かつ、入力信号が分周回路の出力信号である場
合においては、分周器の構成及び同期信号の発生装置の
構成が複雑且つ大規模なものとなってしまう、という問
題点を有している。
【0008】したがって、本発明は、上記事情に鑑みて
なされたものであって、その目的は、分周回路出力の波
形と同期信号の信号波形を同一としなくても、高速に、
同調周波数の変更を可能とする位相同期回路を備えた半
導体集積回路装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、位相同期ループの出力信号を分周する第
1、第2の分周器を備え前記第1、第2の分周器のう
ち一方の分周器分周開始を他方の分周器の分周開始
対して同期信号の高レベル期間または低レベル期間分遅
らせ、前記第1、第2の分周器の出力の各々と前記同期
信号との位相比較を第1、第2の位相比較器でそれぞれ
行い、2つの位相比較結果の合成信号をチャージポンプ
に入力する、ことを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について以下
に説明する。本発明に係る半導体集積回路装置は、その
好ましい実施の形態において、同期信号を発生する同期
信号発生器(図1の10)と、位相同期ループを構成す
る電圧制御発振器の出力を入力とし、この入力信号を分
周する第1の分周器(図1の11、図2の21)と、こ
の入力信号を分周する第2の分周器(図1の13、図2
の23)と、同期信号と第1の分周器から出力される第
1の分周信号とを入力する第1の位相比較部(図1の1
5、図2の25)と、同期信号の反転信号と第2の分周
器から出力される第2の分周信号とを入力する第2の位
相比較部(図1の16、図2の26)と、第1の位相比
較部と第2の位相比較部から出力される位相比較信号を
入力する合成器(図1の17、図2の27)と、合成器
の出力を入力とするチャージポンプ回路(図1の18、
図2の27)と、を有し、入力信号の第2の分周器によ
る分周の開始を第1の分周器の分周開始よりも、同期信
号の高レベル期間分(図1参照)、または低レベル期間
分(図2参照)遅らせる、ように構成されている。な
お、チャージポンプ回路の出力は、例えば出力端子から
外付ローパスフィルタ(不図示)を介してアナログ電圧
信号として不図示の電圧制御発振器(VCO)に供給さ
れ、電圧制御発振器(VCO)の発振出力は、入力信号
として第1、第2の分周器に入力されている。
【0011】このように、本発明の実施の形態において
は、入力信号の分周回路を2つにし、一方の分周回路の
カウントスタートを同期信号のハイ期間またはロー期間
遅らせることにより、一方の分周回路の出力を同期信号
の立ち上がりエッジに合わせ、他方の分周回路の出力信
号を同期信号の立ち下がりエッジに合わせることによ
り、同期信号と入力信号が同一波形で無くても高速ロッ
クアップが実現できる。
【0012】
【実施例】上記した本発明の実施の形態について更に詳
細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照し
て以下に説明する。
【0013】図1は、本発明の一実施例の構成をブロッ
ク図にて示したものである。図1を参照すると、本実施
例は、同期信号発生回路10と、出力信号を分周する第
1、第2の分周回路11、13と、同期信号発生回路1
0からの同期信号と第1の位相比較部15からの分周出
力を入力とする第1の位相比較部15と、同期信号発生
回路10からの同期信号と第2の位相比較部16からの
分周出力を入力とする第2の位相比較部16と、同期信
号を入力としその立ち上がりエッジを検出する立ち上が
りエッジ検出回路12と、同期信号を入力としその立ち
下がりエッジを検出する立ち下がりエッジ検出回路14
と、第1、第2の位相比較部15、16の出力を入力と
する合成部17と、合成部18の出力を入力とするチャ
ージポンプ回路18と、を備えて構成される。このチャ
ージポンプ回路18の出力は、例えば半導体集積回路装
置の出力端子から、不図示のローパスフィルタを介し
て、アナログ電圧信号に変換され、不図示の電圧制御発
振器(VCO)に入力され、電圧制御発振器(VCO)
の出力信号は入力端子に入力され、半導体集積回路装置
への入力信号として第1、第2の分周器11、13に入
力される。
【0014】第1の分周回路11の分周は、立ち上がり
エッジ検出回路12より出力される同期信号の立ち上が
りエッジ信号により開始される。
【0015】第2の分周回路13の分周は、同期信号の
立ち下がりエッジを検出する立ち下がりエッジ検出回路
14より出力される同期信号の立ち下がりエッジ信号に
より開始される。
【0016】このため、第1の分周回路11と第2の分
周回路13の出力は、同期信号のハイレベル区間分位相
がずれることになる。
【0017】第1の位相比較器15は、同期信号と第1
の分周回路11の分周出力の立ち下がりエッジの位相を
比較し、位相差信号を合成回路17に入力する。
【0018】第2の位相比較器16は、同期信号10の
インバータ19による反転信号と、第2の分周回路13
の分周出力の立ち下がりエッジの位相とを比較して、位
相差信号を合成回路17に入力する。
【0019】合成回路17の出力は、チャージポンプ回
路18に入力され、誤差信号として出力される。
【0020】本実施例の位相比較部の動作を示す信号波
形を図3に示す。図3において、波形31は、同期信号
発生装置10から出力される同期信号、波形32は、同
期信号のインバータ19による反転信号、波形33は立
ち上がりエッジ検出回路12の出力信号、波形34は立
ち下がりエッジ検出回路14の出力信号、波形35は第
1の分周器11の出力、波形36は第2の分周器13の
出力、波形37は、波形31で示す同期信号と、信号波
形35で示す第1の分周器11の出力を入力とする第1
の位相比較器15の出力、波形38は、波形32で示す
同期信号の反転信号と、信号波形36で示す第2の分周
器11の出力とを入力とする第2の位相比較器16の出
力、波形39は、合成器17の出力をそれぞれ示してい
る。
【0021】図1及び図に示したように、本実施例に
おいては、入力信号を分周する分周回路を2つ備え、一
の分周回路のカウント開始を同期信号のハイ期間または
ロー期間遅らせることにより、一方の分周回路の出力を
同期信号の立ち上がりエッジに合わせ、他方の分周回路
の出力信号を同期信号の立ち下がりエッジに合わせるこ
とにより、同期信号と入力信号とが同一波形で無くても
高速ロックアップが実現できる。
【0022】図2に、本発明の第2の実施例の構成を示
す。本実施例は、前記第1の実施例と、第1、第2の分
周回路の分周の開始を、同期信号の立ち下がりエッジ、
立ち上がりエッジで入れ換えた構成としたものである。
【0023】図2を参照して、第1の分周回路21の分
周は、同期信号立ち下がりエッジ検出回路22より出力
される同期信号の立ち下がりエッジ信号により開始され
る。一方、第2の分周回路23の分周は同期信号立ち上
がりエッジ検出回路24より出力される同期信号の立ち
上がりエッジ信号により開始される。
【0024】このため第1の分周回路21と第2の分周
回路23の出力は、同期信号のロウレベル区間位相がず
れることになる。
【0025】位相比較器25においては同期信号と分周
回路21の分周出力の立ち下がりエッジの位相を比較
し、位相差信号を合成回路27に入力する。位相比較器
26においては同期信号の反転信号と分周回路23の分
周出力の立ち下がりエッジの位相を比較して、位相差信
号を合成回路27に入力する。合成回路27の出力はチ
ャージポンプ28に入力され誤差信号として出力され
る。
【0026】本実施例の位相比較部の動作を示す信号波
形を図4に示す。図4において、波形41は、同期信号
発生装置10から出力される同期信号、波形42は、同
期信号のインバータ29による反転信号、波形43は立
ち下がりエッジ検出回路22の出力信号、波形44は立
ち上がりエッジ検出回路24の出力信号、波形45は第
1の分周器21の出力、波形46は第2の分周器43の
出力、波形47は、波形41で示す同期信号と、信号波
形45で示す第1の分周器21の出力を入力とする第1
の位相比較器25の出力、波形48は、波形42で示す
同期信号の反転信号と、信号波形46で示す第2の分周
器41の出力とを入力とする第2の位相比較器46の出
力、波形49は、合成器27の出力をそれぞれ示してい
る。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
分周回路出力の波形と同期信号の波形を同一にしなくて
も、高速に同調周波数の変更を可能とする、という効果
を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示す図である。
【図2】本発明の別の実施例の構成を示す図である。
【図3】本発明の一実施例の動作を説明するためのタイ
ミング波形を示す図である。
【図4】本発明の別の実施例の動作を説明するためのタ
イミング波形を示す図である。
【図5】従来技術の構成を示す図である。
【図6】従来の技術のタイミング波形を示す図である。
【符号の説明】
10、20 同期信号発生装置 11、21 第1の分周器 13、23 第2の分周器 12、24 立ち上がりエッジ検出装置 14、22 立ち下がりエッジ検出装置 15、25 第1の位相比較部 16、26 第2の位相比較部 17、27 合成器 18、28 チャージポンプ回路

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】位相同期ループの出力信号を分周する第
    1、第2の分周器を備え前記第1、第2の分周器のうち一方 の分周器分周開始
    他方の分周器の分周開始に対して同期信号の高レベル
    期間または低レベル期間分遅らせ、前記第1、第2の分
    周器の出力の各々と前記同期信号との位相比較を第1、
    第2の位相比較器でそれぞれ行い、2つの位相比較結果
    の合成信号をチャージポンプに入力する、ことを特徴と
    する位相同期回路
  2. 【請求項2】前記第1、及び第2の分周が、前記同期
    信号の立ち上がりエッジを検出する回路、及び前記同期
    信号の立ち下がりエッジを検出する回路からの検出信号
    によりそれぞれ分周を開始することを特徴とする請求項
    1記載の位相同期回路
  3. 【請求項3】前記第1、及び第2の分周が、前記同期
    信号の立ち下がりエッジを検出する回路、及び前記同期
    信号の立ち上がりエッジを検出する回路からの検出信号
    によりそれぞれ分周を開始することを特徴とする請求項
    1記載の位相同期回路
  4. 【請求項4】位相同期ループの出力信号を入力としこれ
    を分周する第1の分周器と、 前記出力信号を入力としこれを分周する第2の分周器
    と、 入力した基準信号と、前記第1の分周器から出力される
    第1の分周信号と、を入力とする第1の位相比較部と、 前記基準信号の反転信号と、前記第2の分周器から出力
    される第2の分周信号と、を入力とする第2の位相比較
    部と、 前記第1の位相比較部と前記第2の位相比較部とから出
    力される位相比較信号の合成信号を入力とするチャージ
    ポンプ回路と、 前記チャージポンプ回路の出力を入力とするループフィ
    ルタと、 前記ループフィルタの出力電圧を制御電圧として入力し
    前記出力信号を出力する電圧制御発振器と、前記基準信号の立ち下がりエッジ及び立ち上がりエッジ
    のうち一方を検出する第1のエッジ検出回路と前記基準信号の立ち下がりエッジ及び立ち上がりエッジ
    のうち前記第1のエッジ検出回路とは異なる他方を検出
    する第2のエッジ検出回路と 、 を備え、前記第1、第2の分周器は、前記第1、第2のエッジ検
    出回路からのエッジ信号に基づき、一方の 分周器による
    分周開始を他方の分周器の分周開始よりも前記基準信号
    の高レベル期間または低レベル期間分遅らせる、ように
    構成されてなる位相同期回路を備えたことを特徴とする
    半導体集積回路装置
  5. 【請求項5】同期信号発生回路を備え、 前記基準信号が前記同期信号発生回路から出力される
    期信号で与えられる、ことを特徴とする請求項4記載の
    半導体集積回路装置
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