JP3808447B2 - PLL circuit and control method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、PLL回路及びその制御方法に関し、特に複数の周波数帯域を使用する携帯電話装置に用いられるPLL回路及びその制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
単一の周波数帯域を使用する携帯電話装置のPLL(Phase Locked Loop) 回路は、一例として、位相比較器と、チャージポンプ回路と、ループフィルタと、電圧制御発振器(以下、VCO(Voltage Controlled Oscillator )と称する)とを含んで構成され、これらが閉ループを構成している。
【0003】
所定周波数の基準信号と、VCOの発振信号の一部である帰還信号とが入力されると、位相比較器は基準信号及び帰還信号の位相差に応じた誤差信号を出力する。チャージポンプ回路は、入力された誤差信号に基づいてループフィルタへ電流を流したり、ループフィルタから電流を吸い込んだりすることにより、ループフィルタ中のキャパシタの充電あるいは放電をさせて制御電圧を発生させる。この制御電圧は、VCOの制御端子に入力されて発振信号の周波数(位相)を制御する(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
図7は従来のデュアルバンド方式の携帯電話装置のPLL回路の一例の構成図である。同図には、一例として800MHz帯と1.5MHz帯の両帯域を使用する携帯電話装置のPLL回路の一例が示されている。
【0005】
同図を参照すると、PLL回路100は、PLL・IC101と、800MHz帯域用ループフィルタ(LPF)111と、800MHz帯域用VCO112と、1.5GHz帯域用ループフィルタ(LPF)113と、800MHz帯域用VCO114とを含んで構成されている。
【0006】
さらに、PLL・IC101は、切り替えスイッチ102と、位相比較器103と、800MHz帯域用チャージポンプ104と、1.5GHz帯域用チャージポンプ105とを含んで構成されている。
【0007】
そして、切り替えスイッチ102にて発振周波数を800MHz帯又は1.5GHz帯に切り替える。このPLL回路100の動作は上記単一周波数帯域のPLL回路と同様である。
【0008】
ところで、一例として、800MHz帯と1.5MHz帯の両帯域を使用するデュアルバンドの携帯電話装置に用いられるVCOは、800MHz帯と1.5MHz帯の両帯域を発振するため、各帯域にて電圧感度が異なる。
【0009】
ここで、電圧感度について説明する。一般的に電圧感度は次の式(1)にて求めることができる。
【0010】
Kv=Δf/ΔV ・・・(1)
ここに、Kvは電圧感度、ΔVはVCOのコントロール電圧の変化量、ΔfはVCOのコントロール電圧がΔV変化した時の発振周波数の変化量を表す。この式(1)により、VCO部のΔVに対するΔfのデータ取得を行い、電圧感度Kvを求める。
【0011】
例えば、PDC(Personal Digital cellular ;ディジタル携帯電話)の周波数構成は800MHz帯の受信帯域では、810MHz〜885MHz、1.5GHz帯の受信帯域では、1477MHz〜1501MHzを使用している。この為、800MHz帯の受信帯域におけるVCOの発振周波数は75MHz変化する必要がある。又、1.5GHz帯の受信帯域におけるVCOの発振周波数は24MHz変化する必要がある。
【0012】
従って、1.5GHz帯域と800MHz帯域のデュアルバンドVCOにてコントロール電圧の変化量が同じ場合800MHz帯域のVCOの方が電圧感度を高く設計する必要がある。
【0013】
一方、電圧感度が異なるとPLLのロック時間も異なる。従って、両帯域においてPLLのロック時間を一定にするためには、同図に示すようにチャージポンプとLPFは800MHz帯域用と1.5MHz帯域用との2系統が必要であった。
【0014】
この種の2個のVCO構成のPLL回路の一例として、PLL・IC内に内蔵されたチャージポンプの出力電流と、2種の電圧制御発振器の動作制御端子とを選択的に切り替えることで異なる発振周波数を得る構成がある(特許文献2参照)。しかし、この特許文献2記載の技術は本発明のような記憶部に格納された一定の関係式に基づいてチャージポンプの出力電流を制御するものではない。従って、この技術は構成、動作、効果のいずれも全く本発明と相違する別発明である。
【0015】
【特許文献1】
特開2001−53601号公報(段落0003)
【0016】
【特許文献2】
特開2001−332971号公報(段落0010〜0012)
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、電圧感度の異なる複数の発振周波数、一例として2種類の発振周波数を有するVCOを使用する場合、チャージポンプとLPFは第1の周波数帯域用と第2の周波数帯域用との2系統が必要であった。
【0018】
そこで、本発明の目的は電圧感度の異なる複数の発振周波数を有するVCOを使用する場合でも、1系統のチャージポンプとLPFの構成でPLLのロック時間を一定にすることが可能なPLL回路及びその制御方法を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】
本発明によるPLL回路は、位相基準信号及び帰還信号の位相差に依存した誤差信号を出力する位相比較器と、前記誤差信号に基づき出力電流を発生するチャージポンプと、前記出力電流に基づいて制御電圧を出力するループフィルタと、前記制御電圧により制御されかつ発振信号を前記帰還信号として出力する複数の異なる周波数で発振する電圧制御発振器とを含むPLL回路であって、その回路は電圧制御発振器の電圧感度、PLL回路のロック時間及びチャージポンプの電流値に関する関係式に電圧制御発振器の電圧感度を入力することにより、異なる周波数帯域間でPLL回路のロック時間を制御するチャージポンプ出力電流を発生する手段を含み、前記電圧制御発振器の電圧感度とPLL回路のロック時間との関係式の情報と、チャージポンプの電流値とPLL回路のロック時間との関係式の情報とが格納される記憶部を含むことを特徴とする。
【0020】
又、本発明によるPLL回路の制御方法は、位相基準信号及び帰還信号の位相差に依存した誤差信号を出力する位相比較器と、前記誤差信号に基づき出力電流を発生するチャージポンプと、前記出力電流に基づいて制御電圧を出力するループフィルタと、前記制御電圧により制御されかつ発振信号を前記帰還信号として出力する複数の異なる周波数で発振する電圧制御発振器とを含むPLL回路の制御方法であって、その方法は電圧制御発振器の電圧感度、PLL回路のロック時間及びチャージポンプの電流値に関する関係式に電圧制御発振器の電圧感度を入力することにより、異なる周波数帯域間でPLL回路のロック時間を制御するチャージポンプ出力電流を発生するステップを含み、前記電圧制御発振器の電圧感度とPLL回路のロック時間との関係式の情報と、チャージポンプの電流値とPLL回路のロック時間との関係式の情報とが格納される記憶部を含むことを特徴とする。
【0021】
より具体的に説明すると、本発明は、携帯電話装置において、
1.外部より入力されたVCOの電圧感度とPLLのロック時間の関係式及びCPの電流値とロック時間の関係式を記憶する記憶部を有する。
2.PLLロック時の2点のVCOの発振周波数とコントロール電圧よりVCOの電圧感度を計算する第1の演算器を有する。
3.記憶部に記憶されている関係式に第1の演算器での計算結果を入力し比較することで、演算結果をCPに出力する第2の演算器を有する。
4.第2の演算器から出力された結果より出力電流を切り替えるCPを有する。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。図1は本発明に係る携帯電話装置のPLL回路の最良の実施の形態の構成図である。同図を参照すると、PLL回路1は、PLL・IC11と、ループフィルタ(LPF)12と、VCO部13とを含んで構成される。
【0023】
PLL・IC11は、アナログ・ディジタル変換器(以下、A/Dと記す)21と、記憶部22と、演算器23と、A/D24と、演算器25と、A/D26と、位相比較器27と、チャージポンプ(以下、CPと記す)28とを含んで構成される。
【0024】
A/D24はPLLロック時の周波数信号をデジタル信号に変換する。A/D26はPLLロック時のVCOのコントロール(CTL)電圧信号をデジタル信号に変換する。
【0025】
記憶部22にはPLLIC1とVCO部13、LPF12の組み合わせにて予め求めたVCOの電圧感度とロック時間の関係式41及びCPの電流とロック時間の関係式42の情報が格納されている。A/D21は外部から入力された関係式41、42の情報をディジタルデータに変換して記憶部22へ出力する。
【0026】
演算器25はA/D24から入力されたPLL動作時の2点の周波数f1、f2情報と、PLL動作時の2点のコントロール電圧Vctl1、Vctl2とから電圧感度を計算する。
【0027】
演算器23は演算器25の計算結果を記憶部22内の関係式41、42に入力することにより、ロック時間の設計値を満たすCPの電流値を求める。
【0028】
CP28は演算器23の演算結果より負荷抵抗値を切り替えるスイッチ(後述する)を有し、VCOのコントロール電圧を切り替える。
【0029】
位相比較器27はPLLの位相基準信号となるRef Fと、VCOの出力信号の位相とを比較し、比較結果をCP28とA/D24へ出力する。
【0030】
VCO部13は、切り替えスイッチ31と、800MHz帯域VCO32と、1.5GHz帯域VCO33とを含んで構成される。
【0031】
切り替えスイッチ31は800MHz帯と1.5GHz帯のVCOを切り替える。その切り替え信号51は外部から入力される。800MHz帯域VCO32は800MHz帯域を発振させる為のVCOであり、1.5GHz帯域VCO33は1.5GHz帯域を発振させる為のVCOである。
【0032】
上記のように、演算器25にて電圧感度を求め、演算器23にてその電圧感度を記憶部22内の関係式41,42に入力してCP電流値を求め、そのCP電流値に基づきチャージポンプ28がLPF12を充電又は放電することにより、電圧感度が異なる2種類のVCOを有する場合でも、VCOの電圧感度に関係なくPLLのCP及びLPFは1系統のみでロック時間を一定にする事ができる。
【0033】
次に、VCOの電圧感度とロック時間の関係式41及びCPの電流とロック時間の関係式42について説明する。図2はVCOの電圧感度とロック時間の関係を示すグラフ61であり、図3はCPの電流とロック時間の関係を示すグラフ71である。
【0034】
図2を参照すると、式41はCP28の電流基準値をI(A)とした場合のVCOの電圧感度とロック時間の関係を表している。同図には、一例として傾きが負の一次関数が式41として表示されている。又、式43としてロック時間の設計値LT(sec)(一定)が表示されている。
【0035】
図3を参照すると、式42は基準電圧感度をKVCO(Hz/V)とした場合のCPの電流とロック時間の関係を表している。同図には、一例として傾きが負の一次関数が式42として表示されている。又、式43は前述のロック時間の設計値LT(sec)、式44は前述のCP28の電流基準値I(A)を表している。
【0036】
これらの式41〜44を含むグラフ61、71のテーブルが記憶部22に格納されている。
【0037】
次に、CP28の構成の一例について説明する。図4はCP28の一例の構成図である。同図を参照すると、CP28はPNPトランジスタ81と、NPNトランジスタ82と、PNPトランジスタ81のエミッタに並列接続された抵抗83,84と、抵抗83及び抵抗84の他端間に接続されたスイッチ85と、NPNトランジスタ82のエミッタに接続された抵抗86及びスイッチ87と、スイッチ87の他端に接続された抵抗88と、直流電源89と、コンデンサ90と、直流電源89及びコンデンサ90間に接続された抵抗91と、PNPトランジスタ81のベース及び位相比較器27間に接続された抵抗92と、NPNトランジスタ82のベース及び位相比較器27間に接続された抵抗93とを含んで構成される。
【0038】
そして、PNPトランジスタ81及びNPNトランジスタ82のコレクタ同士が接続され、その接続点における信号がLPF12に出力される。又、抵抗86,88の他端は接地される。一方、直流電源89及びコンデンサ90の他端も接地され、抵抗91とコンデンサ90の接続点と抵抗83とスイッチ85の接続点とが接続される。
【0039】
次に、本発明に係るPLL回路の動作の一例について説明する。図5及び図6は本発明に係るPLL回路の動作の一例を示すフローチャートである。図5はPLL・IC11の動作を示し、図6はPLL・IC11の動作の一部及びVCO部13の動作を示している。
【0040】
まず、式を記憶部に記憶する手順について説明する。図5を参照すると、予め求めたグラフ61のVCOの電圧感度対ロック時間の式41と、グラフ71のCP電流対ロック時間の式42と、PLLのロック時間の設計値の式43とがA/D21に入力され(S1)、A/D21にてそれらの式(アナログデータ)がデジタルデータに変換され(S2)、それらのデジタルデータが記憶部22に記憶される(S3)。
【0041】
次に、CP電流値I1を算出する手順について説明する。切り替えスイッチ31にて800MHz帯域VCO32もしくは1.5GHz帯域VCO33のいずれかが接続されている。図5を参照すると、PLLがロック状態となると(S11)、VCO32のコントロール電圧Vctl1及びVctl2を検出する(S12)。その検出方法は、PLLロック時のスイッチ31の入力端子31aにおける2点の電圧Vctl1及びVctl2を測定する。
【0042】
ステップS12と並行してPLLロック時のVCO32の発振周波数f1及びf2を検出する(S13)。その検出方法は、PLLロック時の2点の発振周波数f1及びf2をVCO32とVCO33の共通出力端子34にて測定する。
【0043】
ステップ12にて検出されたコントロール電圧Vctl1及びVctl2はA/D26にてデジタルデータに変換される(S14)。これと並行して、ステップ13にて検出された発振周波数f1及びf2は位相比較器27を介してA/D24に入力され、ここでデジタルデータに変換される(S14)。
【0044】
次に、デジタルデータ化されたコントロール電圧Vctl1、Vctl2及び発振周波数f1、f2は演算器25に入力される(S15)。演算器25は入力されたコントロール電圧Vctl1、Vctl2及び発振周波数f1、f2を前述の式(1)に代入して電圧感度Kvを計算する(S16)。そして、演算器25にて計算された電圧感度Kvは演算器23に入力される(S17)。
【0045】
演算器23では次に示す処理が実行される。まず、記憶部22に記憶されているグラフ61の式41(図2参照)に電圧感度Kvを入力し、ロック時間LT1を求める(S18)。次に、グラフ71にロック時間LT1をプロットし、CP28の電流基準値I(A)の式44との交点P1(図3参照)を求める(S19)。次に、グラフ71において、交点P1まで式42を平行移動する(S20)。次に、式42を平行移動して得た式45とロック時間の設計値の式43との交点P2からCP電流I1を求める(S21)。求めたCP電流I1はCP28へ入力される。
【0046】
図4を参照すると、CP28にて、VCOの発振周波数が基準周波数Ref Fより位相が進んでいる場合、NPNトランジスタ82が動作してLPF12を放電する。これに対し、VCOの発振周波数が基準周波数Ref Fより位相が遅れている場合、PNPトランジスタ81が動作してLPF12を充電する。
【0047】
ここで図6に戻り、CP電流基準値IがCP電流I1以上の場合(S22にてYESの場合)、CP28内のスイッチ85がオンとなり抵抗83,84が並列に接続され直流電源89からの直流電圧とPNPトランジスタ81のエミッタが接続される。同様にスイッチ87がオンし抵抗86,88が並列に接続されNPNトランジスタ82のエミッタと接続される(S23)。
【0048】
一方、CP電流IがCP電流基準値I1未満の場合(S22にてNOの場合)、スイッチ85がオフとなり、抵抗83が接続され直流電源89からの直流電圧とPNPトランジスタ81のエミッタが接続される。これにより、LPF12を充電する事が可能となる。同様にスイッチ87がオフし抵抗86がNPNトランジスタ82のエミッタと接続される(S24)。
【0050】
以上のように、CP28によりLPF12が充放電されPLL・IC11内の位相比較器27にてVCOの発振周波数と基準周波数Ref_Fの差がなくなるとPLLがロックする。
【0051】
以下にVCOの電圧感度とロック時間との関係式を示す。
【0052】
ωn=(Kv*Kφ/Nt)/τ
=(Kv/Kφ)/(Nt*τ) ・・・(2)
Kv=2π*Δf/ΔV ・・・(3)
t=ωnt/ωn=ωnt/(Kv*Kφ)/(Nt*τ)
=ωnt*Nt*τ/(Kv*Kφ) ・・・(4)
ここに、ωnは固有角周波数、KvはVCO変調感度、Δf/ΔVはVCO電圧感度、Kφは位相比較器感度、Ntは分周比、τは時定数、tはロック時間を表す。
【0053】
よって、CPの電流は電圧感度が高ければCPの電流を低くし、電圧感度が低ければCPの電流を高くすることで電圧感度の異なるVCOであってもロック時間を一定に保つことが可能となる。よって、800MHz帯域と1.5GHz帯域のデュアルバンドの場合800MHzの時にCPの電流を低くし、1.5GHzの時にCPの電流を高くすれば良いことになる。
【0054】
即ち、PLL・IC内で記憶されたVCOの電圧感度とPLLが動作中のVCOの電圧感度を比較し、CPの出力電流を切り替えることによりPLLのCP出力は1つとなる。又、LPFの1系統を実現する事が可能となる。
【0055】
なお、本実施形態ではVCOとして2種類の発振周波数を有するものについて述べたが、例えば、図1のVCO部13内の切り替えスイッチ31として3回路以上切り替えが可能なものを用いれば、VCOとして3種類以上の発振周波数を有するものにも適用が可能である。
【0056】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電圧制御発振器の電圧感度、PLL回路のロック時間及びチャージポンプの電流値に関する関係式に電圧制御発振器の電圧感度を入力することにより、PLL回路のロック時間を一定とするチャージポンプ出力電流を発生する手段を含むため、電圧感度の異なる複数の発振周波数を有するVCOを使用する場合でも、1系統のチャージポンプとLPFの構成でPLLのロック時間を一定にすることが可能となる。
【0057】
より具体的に説明すると、第1に、複数の発振周波数帯域を有しかつそれぞれの帯域毎にVCOの電圧感度が異なるデュアル方式の携帯電話装置において、常時安定したロック時間を実現できるという効果がある。これは、PLL・IC内に電圧感度を測定する手段を用い、測定された電圧感度に応じてCPの電流を切り替えることができる為である。
【0058】
第2に、複数の発振周波数帯域を有しかつそれぞれの帯域毎にVCOの電圧感度が異なるデュアル方式の携帯電話装置において、小型化の効果がある。これは、VCOの電圧感度によってCPの電流値を切り替えることでPLLとVCOのループが2系統の構成から1系統の構成にすることが可能となったことで、部品点数の削減が可能となる為である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る携帯電話装置のPLL回路の最良の実施の形態の構成図である。
【図2】VCOの電圧感度とロック時間の関係を示すグラフ61である。
【図3】CPの電流とロック時間の関係を示すグラフ71である。
【図4】CP28の一例の構成図である。
【図5】本発明に係るPLL回路の動作の一例を示すフローチャートである
【図6】本発明に係るPLL回路の動作の一例を示すフローチャートである
【図7】従来のデュアルバンド方式の携帯電話装置のPLL回路の一例の構成図である。
【符号の説明】
1 PLL回路
11 PLL・IC
12 ループフィルタ(LPF)
13 VCO部
21、24、26 アナログ・ディジタル変換器(A/D)
22 記憶部
23、25 演算器
27 位相比較器
28 チャージポンプ(CP)
31 切り替えスイッチ
32 800MHz帯域VCO
33 1.5GHz帯域VCO
81 PNPトランジスタ
82 NPNトランジスタ
83、84 抵抗
86、88 抵抗
85、87 スイッチ
89 直流電源
90 コンデンサ
91,92,93 抵抗[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a PLL circuit and a control method therefor, and more particularly to a PLL circuit used in a mobile phone device using a plurality of frequency bands and a control method therefor.
[0002]
[Prior art]
For example, a phase locked loop (PLL) circuit of a cellular phone device that uses a single frequency band includes a phase comparator, a charge pump circuit, a loop filter, and a voltage controlled oscillator (hereinafter referred to as VCO (Voltage Controlled Oscillator)). These are included in a closed loop.
[0003]
When a reference signal having a predetermined frequency and a feedback signal that is a part of the oscillation signal of the VCO are input, the phase comparator outputs an error signal corresponding to the phase difference between the reference signal and the feedback signal. The charge pump circuit generates a control voltage by charging or discharging a capacitor in the loop filter by flowing a current to the loop filter based on the input error signal or by drawing a current from the loop filter. This control voltage is input to the control terminal of the VCO to control the frequency (phase) of the oscillation signal (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
FIG. 7 is a configuration diagram of an example of a PLL circuit of a conventional dual-band mobile phone device. In the figure, an example of a PLL circuit of a mobile phone device that uses both the 800 MHz band and the 1.5 MHz band is shown.
[0005]
Referring to the figure, a
[0006]
Furthermore, the PLL / IC 101 includes a
[0007]
Then, the
[0008]
By the way, as an example, a VCO used in a dual-band mobile phone device that uses both the 800 MHz band and the 1.5 MHz band oscillates both the 800 MHz band and the 1.5 MHz band. Sensitivity is different.
[0009]
Here, the voltage sensitivity will be described. In general, the voltage sensitivity can be obtained by the following equation (1).
[0010]
Kv = Δf / ΔV (1)
Here, Kv represents voltage sensitivity, ΔV represents the amount of change in the control voltage of the VCO, and Δf represents the amount of change in the oscillation frequency when the control voltage of the VCO changes by ΔV. From this equation (1), data of Δf with respect to ΔV of the VCO unit is acquired, and the voltage sensitivity Kv is obtained.
[0011]
For example, the frequency configuration of PDC (Personal Digital cellular) is 810 MHz to 885 MHz in the 800 MHz band and 1477 to 1501 MHz in the 1.5 GHz band. For this reason, the oscillation frequency of the VCO in the 800 MHz reception band needs to change by 75 MHz. Further, the VCO oscillation frequency in the 1.5 GHz reception band needs to change by 24 MHz.
[0012]
Therefore, when the change amount of the control voltage is the same in the dual-band VCO in the 1.5 GHz band and the 800 MHz band, it is necessary to design the VCO in the 800 MHz band with higher voltage sensitivity.
[0013]
On the other hand, when the voltage sensitivity is different, the PLL lock time is also different. Therefore, in order to make the PLL lock time constant in both bands, the charge pump and the LPF need two systems for the 800 MHz band and the 1.5 MHz band as shown in FIG.
[0014]
As an example of this type of two VCO PLL circuit, different oscillations can be achieved by selectively switching the output current of the charge pump built in the PLL IC and the operation control terminals of the two voltage controlled oscillators. There is a configuration for obtaining a frequency (see Patent Document 2). However, the technique described in Patent Document 2 does not control the output current of the charge pump based on a certain relational expression stored in the storage unit as in the present invention. Therefore, this technique is another invention that is completely different from the present invention in terms of structure, operation, and effect.
[0015]
[Patent Document 1]
JP 2001-53601 A (paragraph 0003)
[0016]
[Patent Document 2]
JP 2001-332971 A (paragraphs 0010 to 0012)
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when using a VCO having a plurality of oscillation frequencies with different voltage sensitivities, for example, two types of oscillation frequencies, the charge pump and the LPF are for the first frequency band and the second frequency band. Two lines were required.
[0018]
Therefore, an object of the present invention is to provide a PLL circuit capable of making the lock time of a PLL constant with a single charge pump and LPF configuration even when a VCO having a plurality of oscillation frequencies having different voltage sensitivities is used. It is to provide a control method.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
A PLL circuit according to the present invention includes a phase comparator that outputs an error signal depending on a phase difference between a phase reference signal and a feedback signal, a charge pump that generates an output current based on the error signal, and a control based on the output current. A PLL circuit including a loop filter that outputs a voltage, and a voltage-controlled oscillator that is controlled by the control voltage and that oscillates at a plurality of different frequencies that outputs an oscillation signal as the feedback signal. By inputting the voltage sensitivity of the voltage controlled oscillator to the relational expression regarding the voltage sensitivity, the lock time of the PLL circuit, and the current value of the charge pump, a charge pump output current for controlling the lock time of the PLL circuit is generated between different frequency bands. means viewed including the relationship information between the lock time of the voltage sensitivity and PLL circuit of the voltage controlled oscillator, Ji Characterized in that it comprises a storage unit and the relationship information between the lock time of the current value and the PLL circuit Jiponpu is stored.
[0020]
The PLL circuit control method according to the present invention includes a phase comparator that outputs an error signal depending on a phase difference between a phase reference signal and a feedback signal, a charge pump that generates an output current based on the error signal, and the output A control method for a PLL circuit, comprising: a loop filter that outputs a control voltage based on a current; and a voltage-controlled oscillator that is controlled by the control voltage and that oscillates at a plurality of different frequencies that outputs an oscillation signal as the feedback signal. The method controls the lock time of the PLL circuit between different frequency bands by inputting the voltage sensitivity of the voltage control oscillator into the relational expression regarding the voltage sensitivity of the voltage control oscillator, the lock time of the PLL circuit and the current value of the charge pump. look including the step of generating a charge pump output current, lock voltage sensitivity and PLL circuit of the voltage controlled oscillator Time and the relationship of the information, the relationship information between the lock time of the current value and the PLL circuit of the charge pump is characterized in that it comprises a storage unit to be stored.
[0021]
More specifically, the present invention relates to a mobile phone device.
1. The storage unit stores a relational expression between the voltage sensitivity of the VCO and the lock time of the PLL input from the outside, and a relational expression between the current value of the CP and the lock time.
2. A first calculator for calculating the voltage sensitivity of the VCO from the oscillation frequency of the two VCOs at the time of PLL lock and the control voltage is provided.
3. It has the 2nd arithmetic unit which outputs a calculation result to CP by inputting and comparing the calculation result in a 1st arithmetic unit with the relational expression memorize | stored in the memory | storage part.
4). A CP is provided for switching the output current based on the result output from the second arithmetic unit.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of the best mode of a PLL circuit of a cellular phone device according to the present invention. Referring to FIG. 1, a
[0023]
The PLL /
[0024]
The A /
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
The
[0029]
The
[0030]
The
[0031]
The
[0032]
As described above, the voltage sensitivity is obtained by the
[0033]
Next, a relational expression 41 between the voltage sensitivity of the VCO and the lock time and a relational expression 42 between the current of the CP and the lock time will be described. FIG. 2 is a graph 61 showing the relationship between the voltage sensitivity of the VCO and the lock time, and FIG. 3 is a graph 71 showing the relationship between the current of the CP and the lock time.
[0034]
Referring to FIG. 2, Formula 41 represents the relationship between the voltage sensitivity of the VCO and the lock time when the current reference value of CP28 is I (A). In the figure, as an example, a linear function having a negative slope is displayed as Expression 41. Further, the design value LT (sec) (constant) of the lock time is displayed as Expression 43.
[0035]
Referring to FIG. 3, Equation 42 represents the relationship between the CP current and the lock time when the reference voltage sensitivity is KVCO (Hz / V). In the figure, as an example, a linear function having a negative slope is displayed as Expression 42. Expression 43 represents the design value LT (sec) of the lock time described above, and Expression 44 represents the current reference value I (A) of the
[0036]
A table of graphs 61 and 71 including these formulas 41 to 44 is stored in the
[0037]
Next, an example of the configuration of the
[0038]
The collectors of the PNP transistor 81 and the NPN transistor 82 are connected to each other, and a signal at the connection point is output to the
[0039]
Next, an example of the operation of the PLL circuit according to the present invention will be described. 5 and 6 are flowcharts showing an example of the operation of the PLL circuit according to the present invention. FIG. 5 shows the operation of the PLL /
[0040]
First, the procedure for storing the formula in the storage unit will be described. Referring to FIG. 5, the equation 41 of the VCO voltage sensitivity vs. lock time in the graph 61 obtained in advance, the equation 42 of the CP current vs. lock time in the graph 71, and the design value 43 of the design value of the lock time of the PLL are expressed as A / D21 (S1), the A / D21 converts those equations (analog data) into digital data (S2), and the digital data is stored in the storage unit 22 (S3).
[0041]
Next, a procedure for calculating the CP current value I1 will be described. Either the 800
[0042]
In parallel with step S12, the oscillation frequencies f1 and f2 of the
[0043]
The control voltages Vctl1 and Vctl2 detected in
[0044]
Next, the control voltages Vctl1, Vctl2 and the oscillation frequencies f1, f2 converted into digital data are input to the calculator 25 (S15). The
[0045]
The
[0046]
Referring to FIG. 4, when the phase of the oscillation frequency of the VCO is advanced from the reference frequency Ref F at
[0047]
Returning to FIG. 6, when the CP current reference value I is equal to or greater than the CP current I1 (YES in S22), the switch 85 in the
[0048]
On the other hand, when CP current I is less than CP current reference value I1 (NO in S22), switch 85 is turned off, resistor 83 is connected, and the DC voltage from
[0050]
As described above, when the
[0051]
The relational expression between the voltage sensitivity of the VCO and the lock time is shown below.
[0052]
ωn = (Kv * Kφ / Nt) / τ
= (Kv / Kφ) / (Nt * τ) (2)
Kv = 2π * Δf / ΔV (3)
t = ωnt / ωn = ωnt / (Kv * Kφ) / (Nt * τ)
= Ωnt * Nt * τ / (Kv * Kφ) (4)
Here, ωn is a natural angular frequency, Kv is a VCO modulation sensitivity, Δf / ΔV is a VCO voltage sensitivity, Kφ is a phase comparator sensitivity, Nt is a frequency division ratio, τ is a time constant, and t is a lock time.
[0053]
Therefore, the CP current can be kept constant even for VCOs having different voltage sensitivities by decreasing the CP current if the voltage sensitivity is high and increasing the CP current if the voltage sensitivity is low. Become. Therefore, in the case of the dual band of the 800 MHz band and the 1.5 GHz band, the CP current should be lowered at 800 MHz and the CP current should be increased at 1.5 GHz.
[0054]
That is, the voltage sensitivity of the VCO stored in the PLL IC is compared with the voltage sensitivity of the VCO in which the PLL is operating, and the CP output current becomes one by switching the CP output current. Moreover, it becomes possible to realize one system of LPF.
[0055]
In the present embodiment, the VCO having two types of oscillation frequencies has been described. For example, if the
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the lock time of the PLL circuit can be obtained by inputting the voltage sensitivity of the voltage control oscillator into the relational expression relating to the voltage sensitivity of the voltage control oscillator, the lock time of the PLL circuit, and the current value of the charge pump. Including a means for generating a charge pump output current that keeps constant, even when a VCO having a plurality of oscillation frequencies with different voltage sensitivities is used, the PLL lock time is made constant with a single charge pump and LPF configuration. It becomes possible to do.
[0057]
More specifically, first, in a dual-type mobile phone device having a plurality of oscillation frequency bands and different VCO voltage sensitivities for each band, it is possible to achieve a stable lock time at all times. is there. This is because the current of the CP can be switched according to the measured voltage sensitivity using a means for measuring the voltage sensitivity in the PLL / IC.
[0058]
Secondly, there is an effect of miniaturization in a dual-type mobile phone device having a plurality of oscillation frequency bands and having a different VCO voltage sensitivity for each band. This is because the loop of the PLL and VCO can be changed from a two-system configuration to a one-system configuration by switching the CP current value according to the voltage sensitivity of the VCO, so that the number of parts can be reduced. Because of that.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a preferred embodiment of a PLL circuit of a cellular phone device according to the present invention.
FIG. 2 is a graph 61 showing the relationship between the voltage sensitivity of the VCO and the lock time.
FIG. 3 is a graph 71 showing a relationship between a CP current and a lock time;
4 is a configuration diagram of an example of a
5 is a flowchart showing an example of the operation of the PLL circuit according to the present invention. FIG. 6 is a flowchart showing an example of the operation of the PLL circuit according to the present invention. FIG. 7 is a conventional dual-band mobile phone. It is a block diagram of an example of the PLL circuit of an apparatus.
[Explanation of symbols]
1
12 Loop filter (LPF)
13
22
31
33 1.5 GHz band VCO
81 PNP transistor 82
Claims (10)
電圧制御発振器の電圧感度、PLL回路のロック時間及びチャージポンプの電流値に関する関係式に電圧制御発振器の電圧感度を入力することにより、異なる周波数帯域間でPLL回路のロック時間を制御するチャージポンプ出力電流を発生する手段を含み、
前記電圧制御発振器の電圧感度とPLL回路のロック時間との関係式の情報と、
チャージポンプの電流値とPLL回路のロック時間との関係式の情報とが格納される記憶部を含むことを特徴とするPLL回路。 A phase comparator that outputs an error signal depending on the phase difference between the phase reference signal and the feedback signal, a charge pump that generates an output current based on the error signal, and a loop filter that outputs a control voltage based on the output current; A voltage controlled oscillator that is controlled by the control voltage and that oscillates at a plurality of different frequencies that outputs an oscillation signal as the feedback signal,
Charge pump output that controls the lock time of the PLL circuit between different frequency bands by inputting the voltage sensitivity of the voltage control oscillator to the relational expression regarding the voltage sensitivity of the voltage control oscillator, the lock time of the PLL circuit, and the current value of the charge pump means for generating a current viewing including,
Information on the relational expression between the voltage sensitivity of the voltage controlled oscillator and the lock time of the PLL circuit;
A PLL circuit comprising a storage unit for storing information on a relational expression between a current value of a charge pump and a lock time of the PLL circuit.
電圧制御発振器の電圧感度、PLL回路のロック時間及びチャージポンプの電流値に関する関係式に電圧制御発振器の電圧感度を入力することにより、異なる周波数帯域間でPLL回路のロック時間を制御するチャージポンプ出力電流を発生するステップを含み、 Charge pump output that controls the lock time of the PLL circuit between different frequency bands by inputting the voltage sensitivity of the voltage control oscillator to the relational expression regarding the voltage sensitivity of the voltage control oscillator, the lock time of the PLL circuit, and the current value of the charge pump Generating a current,
前記電圧制御発振器の電圧感度とPLL回路のロック時間との関係式の情報と、Information on the relational expression between the voltage sensitivity of the voltage controlled oscillator and the lock time of the PLL circuit;
チャージポンプの電流値とPLL回路のロック時間との関係式の情報とが格納される記憶部を含むことを特徴とするPLL回路の制御方法。A control method for a PLL circuit, comprising: a storage unit for storing information on a relational expression between a current value of the charge pump and a lock time of the PLL circuit.
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