JP5799828B2 - Phase lock loop circuit - Google Patents

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Description

本発明は、位相ロックループ(PLL:Phase Locked Loop)回路に関する。   The present invention relates to a phase locked loop (PLL) circuit.

PLL回路は、クロック周波数の逓倍やLSI(Large-scale Integrated Circuit)内部のクロック信号のスキュー(Skew)調整等を行う機能を有しており、近年のLSIの高速化及び大規模化を実現させるために必須の回路(マクロ)として提供されている。   The PLL circuit has a function of multiplying a clock frequency, adjusting a skew of a clock signal in an LSI (Large-scale Integrated Circuit), etc., and realizing an increase in LSI speed and scale in recent years. Therefore, it is provided as an essential circuit (macro).

そのような市場動向に伴い、PLL回路が半導体チップに搭載されるのが当然となってきた。半導体チップの低電圧化、微細化に伴い、PLL回路を構成するトランジスタも低電圧化、微細化が進められていることは認知されてきた。しかし、近年、微細化により、アナログ回路のアナログ的動作として無視できていたトランジスタのリークによる特性劣化量が無視できないほど大きくなり、定常位相誤差を悪化させる大きな要因の1つとなってきた。   With such market trends, it has become natural that PLL circuits are mounted on semiconductor chips. It has been recognized that with the reduction in voltage and miniaturization of semiconductor chips, the transistors constituting the PLL circuit are also being reduced in voltage and miniaturization. However, due to miniaturization in recent years, the amount of characteristic deterioration due to transistor leakage, which has been negligible as an analog operation of an analog circuit, has become so large that it cannot be ignored, and has become one of the major factors that deteriorate the steady phase error.

図8は、PLL回路の構成例を示す図であり、図9及び図10は、図8に示すPLL回路の動作例を示すタイミングチャートである。PLL回路は、位相比較回路(PFD)201、チャージポンプ回路(CP)202、ローパスフィルタ(LPF)203、電圧制御発振回路(VCO)204、及び分周器(DIV)205を有する。電圧制御発振回路204は、発振器(OSC)206及び入力トランジスタ207を有する。   8 is a diagram showing a configuration example of the PLL circuit, and FIGS. 9 and 10 are timing charts showing an operation example of the PLL circuit shown in FIG. The PLL circuit includes a phase comparison circuit (PFD) 201, a charge pump circuit (CP) 202, a low-pass filter (LPF) 203, a voltage controlled oscillation circuit (VCO) 204, and a frequency divider (DIV) 205. The voltage controlled oscillation circuit 204 includes an oscillator (OSC) 206 and an input transistor 207.

位相比較回路201は、リファレンスクロック信号REFCLKの立ち上がり(又は立ち下がり)とフィードバッククロック信号FBCLKの立ち上がり(又は立ち下がり)の位相を比較する。位相比較回路201は、リファレンスクロック信号REFCLKとフィードバッククロック信号FBCLKの位相差を制御信号UPB及びDNとしてチャージポンプ回路202へ出力する。フィードバッククロック信号FBCLKがリファレンスクロック信号REFCLKに対して遅れているときには制御信号UPB及びDNがローレベルになる。また、フィードバッククロック信号FBCLKがリファレンスクロック信号REFCLKに対して進んでいるときには制御信号UPB及びDNがハイレベルになる。   The phase comparison circuit 201 compares the rising (or falling) phase of the reference clock signal REFCLK with the rising (or falling) phase of the feedback clock signal FBCLK. The phase comparison circuit 201 outputs the phase difference between the reference clock signal REFCLK and the feedback clock signal FBCLK to the charge pump circuit 202 as control signals UPB and DN. When the feedback clock signal FBCLK is delayed with respect to the reference clock signal REFCLK, the control signals UPB and DN become low level. Further, when the feedback clock signal FBCLK is advanced with respect to the reference clock signal REFCLK, the control signals UPB and DN become high level.

チャージポンプ回路202は、制御信号UPB及びDNに応じた電荷をローパスフィルタ203内の容量に対して注入又は抜くことで、制御電圧VCNTを制御する。制御信号UPB及びDNがローレベルになると、ローパスフィルタ203内の容量は電源電圧に接続され、制御電圧VCNTが上昇する。また、制御信号UPB及びDNがハイレベルになると、ローパスフィルタ203内の容量は基準電位に接続され、制御電圧VCNTが低下する。電圧制御発振回路204は、制御電圧VCNTに応じた発振周波数の出力クロック信号CKOを出力する。制御電圧VCNTが上昇すると出力クロック信号CKOの周波数は高くなり、制御電圧VCNTが低下すると出力クロック信号CKOの周波数は低くなる。分周器205は、出力クロック信号CKOをN分周し、フィードバッククロック信号FBCLKを出力する。出力クロック信号CKOは、リファレンスクロック信号REFCLKに対してN倍高い周波数として出力される。   The charge pump circuit 202 controls the control voltage VCNT by injecting or extracting charges according to the control signals UPB and DN with respect to the capacitance in the low-pass filter 203. When the control signals UPB and DN become low level, the capacitance in the low-pass filter 203 is connected to the power supply voltage, and the control voltage VCNT rises. When the control signals UPB and DN become high level, the capacitance in the low-pass filter 203 is connected to the reference potential, and the control voltage VCNT decreases. The voltage controlled oscillation circuit 204 outputs an output clock signal CKO having an oscillation frequency corresponding to the control voltage VCNT. When the control voltage VCNT increases, the frequency of the output clock signal CKO increases, and when the control voltage VCNT decreases, the frequency of the output clock signal CKO decreases. The frequency divider 205 divides the output clock signal CKO by N and outputs a feedback clock signal FBCLK. The output clock signal CKO is output as a frequency N times higher than the reference clock signal REFCLK.

さらに詳しく動作を説明すると、リファレンスクロック信号REFCLKよりフィードバッククロック信号FBCLKの位相が進んでいる場合には、出力クロック信号CKOの周波数が高すぎると認識させて、出力クロック信号CKOの周波数を下げる動作を行う。そのため、位相比較回路201は制御信号UPB及びDNをハイレベルにし、チャージポンプ回路202はローパスフィルタ203内の容量に蓄積されている電荷を抜くことで、制御電圧VCNTを下げる。また、反対に、リファレンスクロック信号REFCLKよりフィードバッククロック信号FBCLKの位相が遅れている場合には、出力クロック信号CKOの周波数が低すぎると認識させて、出力クロック信号CKOの周波数を上げる動作を行う。そのため、位相比較回路201は制御信号UPB及びDNをローレベルにし、チャージポンプ回路202はローパスフィルタ203内の容量に電荷を注入することで、制御電圧VCNTを上げる。このようにPLL回路は、リファレンスクロック信号REFCLKとフィードバッククロック信号FBCLKの位相を合わせるように制御電圧VCNTを変化させることによって、出力クロック信号CKOの周波数を調整しターゲット周波数でロックする。   In more detail, when the phase of the feedback clock signal FBCLK is advanced from the reference clock signal REFCLK, the operation is performed such that the frequency of the output clock signal CKO is recognized as being too high and the frequency of the output clock signal CKO is lowered. Do. Therefore, the phase comparison circuit 201 sets the control signals UPB and DN to the high level, and the charge pump circuit 202 extracts the charge accumulated in the capacitor in the low-pass filter 203, thereby lowering the control voltage VCNT. On the other hand, when the phase of the feedback clock signal FBCLK is delayed from the reference clock signal REFCLK, the frequency of the output clock signal CKO is increased by recognizing that the frequency of the output clock signal CKO is too low. Therefore, the phase comparison circuit 201 sets the control signals UPB and DN to low level, and the charge pump circuit 202 increases the control voltage VCNT by injecting charge into the capacitor in the low-pass filter 203. In this way, the PLL circuit adjusts the frequency of the output clock signal CKO and locks it at the target frequency by changing the control voltage VCNT so that the phases of the reference clock signal REFCLK and the feedback clock signal FBCLK are matched.

なお、図8のPLL回路において、制御信号UPBがハイレベルかつ制御信号DNがローレベルの間は、チャージポンプ回路202からローパスフィルタ203内の容量への電荷の授受は行われない。すなわち、制御信号UPBがハイレベルかつ制御信号DNがローレベルの間、チャージポンプ回路202の出力及び電圧制御発振回路204の入力はともにハイインピーダンスとなり、ローパスフィルタ203内の容量に蓄積されている電荷は保持される。その結果、図9に示すように制御電圧VCNTは一定値を保ち、出力クロック信号CKOの周波数も一定値を保つ。   In the PLL circuit of FIG. 8, charge transfer from the charge pump circuit 202 to the capacitor in the low-pass filter 203 is not performed while the control signal UPB is at a high level and the control signal DN is at a low level. That is, while the control signal UPB is at a high level and the control signal DN is at a low level, both the output of the charge pump circuit 202 and the input of the voltage controlled oscillation circuit 204 are high impedance, and the charge accumulated in the capacitor in the low-pass filter 203 Is retained. As a result, as shown in FIG. 9, the control voltage VCNT maintains a constant value, and the frequency of the output clock signal CKO also maintains a constant value.

しかし、近年のトランジスタの微細化の影響により、電圧制御発振回路204の入力部でハイインピーダンスをとらなくなってきており、いわゆるゲートリーク電流が発生する。そのため、ローパスフィルタ203内の容量に蓄積されている電荷が電圧制御発振回路204の入力部から抜けてしまう(又は電圧制御発振回路204の入力部から電荷が注入されてしまう)。その結果、図10に示すように、制御信号UPBがハイレベルかつ制御信号DNがローレベルの期間において、制御電圧VCNTを一定値に保てなくなり、制御電圧VCNTが低下してしまい、出力クロック信号CKOの周波数も低下してしまう。   However, due to the recent miniaturization of transistors, the input portion of the voltage controlled oscillation circuit 204 is no longer taking high impedance, and so-called gate leakage current is generated. For this reason, the charge accumulated in the capacitor in the low-pass filter 203 escapes from the input part of the voltage controlled oscillation circuit 204 (or the charge is injected from the input part of the voltage controlled oscillation circuit 204). As a result, as shown in FIG. 10, during the period when the control signal UPB is high level and the control signal DN is low level, the control voltage VCNT cannot be maintained at a constant value, the control voltage VCNT decreases, and the output clock signal The frequency of CKO will also decrease.

前述のように制御信号UPBがハイレベルかつ制御信号DNがローレベルの間、制御電圧VCNTを一定値に維持できないため、位相が合うように制御電圧VCNTを調整しても、次に位相比較するときに制御電圧VCNTが調整した値からずれてしまう。そのため、リファレンスクロック信号REFCLKとフィードバッククロック信号FBCLKにおいて、定常的な位相差(定常位相誤差)φが発生する。さらに、この位相差(定常位相誤差)φをなくすように位相比較回路201がクロック信号の立ち上がり毎に制御電圧VCNTを制御するため、クロック信号の立ち上がり毎に出力クロック信号CKOにスプリアス(周波数ずれ)が発生する。   As described above, since the control voltage VCNT cannot be maintained at a constant value while the control signal UPB is at the high level and the control signal DN is at the low level, even if the control voltage VCNT is adjusted to match the phase, the phase comparison is performed next. Sometimes the control voltage VCNT deviates from the adjusted value. Therefore, a steady phase difference (steady phase error) φ occurs between the reference clock signal REFCLK and the feedback clock signal FBCLK. Further, since the phase comparison circuit 201 controls the control voltage VCNT every time the clock signal rises so as to eliminate this phase difference (steady phase error) φ, the output clock signal CKO is spurious (frequency shift) every time the clock signal rises. Occurs.

下記特許文献1には、ローパスフィルタにリーク電流のあるゲート酸化膜の薄いMOSトランジスタを容量として用いるために、ローパスフィルタにおけるリーク電流を補償するリーク電流補償回路を備えたPLL回路が提案されている。また、下記特許文献2には、ローパスフィルタにおけるリーク電流を補償するPLL回路が提案されている。   Patent Document 1 below proposes a PLL circuit including a leakage current compensation circuit that compensates for a leakage current in a low-pass filter in order to use a MOS transistor with a thin gate oxide film having a leakage current as a capacitor in the low-pass filter. . Patent Document 2 below proposes a PLL circuit that compensates for a leakage current in a low-pass filter.

特開2007−184778号公報JP 2007-184778 A 特開2008−147868号公報JP 2008-147868 A

本発明の目的は、電圧制御発振回路の入力部でのリークに起因する定常位相誤差を防止することができる位相ロックループ回路を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a phase-locked loop circuit that can prevent a stationary phase error due to leakage at the input portion of the voltage controlled oscillation circuit.

位相ロックループ回路の一態様は、リファレンスクロック信号とフィードバッククロック信号の位相差を検出する位相比較回路と、第1の電圧を保持する第1の容量と、検出された位相差に応じた電流を第1の容量に出力するチャージポンプ回路と、第1の容量の第1の電圧に応じた発振周波数の出力クロック信号を生成し、出力クロック信号又はそれに応じた信号をフィードバッククロック信号として位相比較回路に出力する電圧制御発振回路とを有する。さらに、チャージポンプ回路による第1の容量への電流の出力完了後の第1の時刻に第1の電圧を保持し、第1の時刻以後は保持した第1の電圧と第1の容量の第1の電圧とを比較し比較結果を出力する補正制御回路と、補正制御回路の出力に基づいて、電圧制御発振回路の入力部に流れるリーク電流に応じた電流を生成する電流生成回路と、生成された電流に応じた補正電流を第1の容量に出力するカレントミラー回路とを有する。 One aspect of the phase-locked loop circuit includes a phase comparison circuit that detects the phase difference between the reference clock signal and the feedback clock signal, a first capacitor that holds the first voltage, and a current that corresponds to the detected phase difference. A charge pump circuit for outputting to the first capacitor, and an output clock signal having an oscillation frequency corresponding to the first voltage of the first capacitor, and a phase comparison circuit using the output clock signal or a signal corresponding thereto as a feedback clock signal And a voltage controlled oscillation circuit that outputs to Further, the first voltage is held at a first time after the completion of the output of the current to the first capacitor by the charge pump circuit, and the held first voltage and the first capacitance of the first capacitor after the first time. A correction control circuit that compares the voltage of 1 and outputs a comparison result , a current generation circuit that generates a current according to a leak current flowing in the input unit of the voltage control oscillation circuit based on the output of the correction control circuit , and a generation And a current mirror circuit that outputs a correction current corresponding to the generated current to the first capacitor.

本発明によれば、補正制御回路及び電流生成回路により位相ロックループ回路が有する電圧制御発振回路の入力部に流れるリーク電流に応じた電流を生成し、それに応じた補正電流をカレントミラー回路を介して第1の容量に出力する。これにより、電圧制御発振回路の入力部でのリーク電流により第1の電圧が変動することを抑制することができ、定常位相誤差を防止することができる。   According to the present invention, the correction control circuit and the current generation circuit generate a current corresponding to the leakage current flowing in the input part of the voltage controlled oscillation circuit included in the phase-locked loop circuit, and the correction current corresponding thereto is passed through the current mirror circuit. Output to the first capacitor. Thereby, it is possible to suppress the fluctuation of the first voltage due to the leakage current at the input part of the voltage controlled oscillation circuit, and it is possible to prevent the steady phase error.

本発明の第1の実施形態によるPLL回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the PLL circuit by the 1st Embodiment of this invention. 図1に示すPLL回路の動作例を示すタイミングチャートである。3 is a timing chart illustrating an operation example of the PLL circuit illustrated in FIG. 1. 本発明の第2の実施形態によるPLL回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the PLL circuit by the 2nd Embodiment of this invention. 図3に示すPLL回路の動作例を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart illustrating an operation example of the PLL circuit illustrated in FIG. 3. 本発明の第5の実施形態によるPLL回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the PLL circuit by the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態によるPLL回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the PLL circuit by the 6th Embodiment of this invention. 本発明の実施形態におけるPLL回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the PLL circuit in embodiment of this invention. PLL回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a PLL circuit. 図8に示すPLL回路の動作例を示すタイミングチャートである。9 is a timing chart illustrating an operation example of the PLL circuit illustrated in FIG. 8. 図8に示すPLL回路の動作例を示すタイミングチャートである。9 is a timing chart illustrating an operation example of the PLL circuit illustrated in FIG. 8. 本発明の第3の実施形態によるPLL回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the PLL circuit by the 3rd Embodiment of this invention. 図11に示すPLL回路の動作例を示すタイミングチャートである。12 is a timing chart illustrating an operation example of the PLL circuit illustrated in FIG. 11. 本発明の第4の実施形態によるPLL回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the PLL circuit by the 4th Embodiment of this invention. 図13に示すPLL回路の動作例を示すタイミングチャートである。14 is a timing chart illustrating an operation example of the PLL circuit illustrated in FIG. 13. 本発明の第5の実施形態によるPLL回路の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of the PLL circuit by the 5th Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態について説明する。
図1は、第1の実施形態による位相ロックループ(PLL)回路の構成例を示す図である。また、図2は、図1に示すPLL回路の動作例を示すタイミングチャートである。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a phase-locked loop (PLL) circuit according to the first embodiment. FIG. 2 is a timing chart showing an operation example of the PLL circuit shown in FIG.

図1に示すように、PLL回路は、位相比較回路(PFD)1、チャージポンプ回路(CP)2、ローパスフィルタ(LPF)3、電圧制御発振回路(VCO)4A、及び分周器(DIV)5を有する。また、PLL回路は、補正制御回路(CTL)6A、ゲート容量7A、及びカレントミラー回路(CM)8Aを有する。   As shown in FIG. 1, the PLL circuit includes a phase comparison circuit (PFD) 1, a charge pump circuit (CP) 2, a low-pass filter (LPF) 3, a voltage controlled oscillation circuit (VCO) 4A, and a frequency divider (DIV). 5 The PLL circuit has a correction control circuit (CTL) 6A, a gate capacitor 7A, and a current mirror circuit (CM) 8A.

チャージポンプ回路2は、スイッチ11、14及び定電流源12、13を有する。スイッチ11及び定電流源12の直列接続回路は、正の電源電圧及び制御電圧VCNTAのノード間に接続され、定電流源13及びスイッチ14の直列接続回路は、制御電圧VCNTAのノード及び基準電位(例えばグランド電位)間に接続される。ローパスフィルタ3は、抵抗15及び容量16、17を有する。抵抗15及び容量16の直列接続回路は、制御電圧VCNTAのノード及び基準電位間に接続され、容量17は、制御電圧VCNTAのノード及び基準電位間に接続される。電圧制御発振回路4Aは、発振器(OSC)18及び入力トランジスタ19を有する。入力トランジスタ19は、nチャネルMOS電界効果トランジスタであり、ゲートが制御電圧VCNTAのノードに接続され、ソースが基準電位に接続され、ドレインが発振器18に接続される。   The charge pump circuit 2 includes switches 11 and 14 and constant current sources 12 and 13. The series connection circuit of the switch 11 and the constant current source 12 is connected between nodes of the positive power supply voltage and the control voltage VCNTA, and the series connection circuit of the constant current source 13 and the switch 14 is connected to the node of the control voltage VCNTA and the reference potential ( For example, ground potential). The low pass filter 3 includes a resistor 15 and capacitors 16 and 17. The series connection circuit of the resistor 15 and the capacitor 16 is connected between the node of the control voltage VCNTA and the reference potential, and the capacitor 17 is connected between the node of the control voltage VCNTA and the reference potential. The voltage controlled oscillation circuit 4 </ b> A includes an oscillator (OSC) 18 and an input transistor 19. The input transistor 19 is an n-channel MOS field effect transistor, the gate is connected to the node of the control voltage VCNTA, the source is connected to the reference potential, and the drain is connected to the oscillator 18.

位相比較回路1は、リファレンスクロック信号REFCLKの立ち上がり(又は立ち下がり)とフィードバッククロック信号FBCLKの立ち上がり(又は立ち下がり)の位相を比較する。位相比較回路1は、リファレンスクロック信号REFCLKとフィードバッククロック信号FBCLKの位相差を制御信号UPB及びDNとしてチャージポンプ回路2へ出力する。フィードバッククロック信号FBCLKがリファレンスクロック信号REFCLKに対して遅れているときには、制御信号UPB及びDNがローレベルになる。また、フィードバッククロック信号FBCLKがリファレンスクロック信号REFCLKに対して進んでいるときには、制御信号UPB及びDNがハイレベルになる。ここで、制御信号UPBはネゲートされているときにハイレベルの信号であり、制御信号DNはネゲートされているときにローレベルの信号である。制御信号UPB及びDNのパルス幅(アサートされる期間の長さ)は、フィードバッククロック信号FBCLK及びリファレンスクロック信号REFCLKの位相差が大きいほど広くなる。   The phase comparison circuit 1 compares the rising (or falling) phase of the reference clock signal REFCLK with the rising (or falling) phase of the feedback clock signal FBCLK. The phase comparison circuit 1 outputs the phase difference between the reference clock signal REFCLK and the feedback clock signal FBCLK to the charge pump circuit 2 as control signals UPB and DN. When the feedback clock signal FBCLK is delayed with respect to the reference clock signal REFCLK, the control signals UPB and DN become low level. Further, when the feedback clock signal FBCLK is advanced with respect to the reference clock signal REFCLK, the control signals UPB and DN become high level. Here, the control signal UPB is a high level signal when negated, and the control signal DN is a low level signal when negated. The pulse widths (lengths of asserted periods) of the control signals UPB and DN become wider as the phase difference between the feedback clock signal FBCLK and the reference clock signal REFCLK is larger.

チャージポンプ回路2は、制御信号UPB及びDNに応じた電流をローパスフィルタ3に対して出力し、制御信号UPB及びDNに応じた電荷をローパスフィルタ3内の容量16及び17に対して注入又は抜くことで制御電圧VCNTAを制御する。スイッチ11は、制御信号UPBがローレベルになるとオンし(導通状態)、制御信号UPBがハイレベルとなるとオフする(非導通状態)。スイッチ14は、制御信号DNがハイレベルになるとオンし(導通状態)、制御信号DNがローレベルとなるとオフする(非導通状態)。制御信号UPB及びDNがローレベルになると、ローパスフィルタ3内の容量16及び17は正の電源電圧に接続されて電荷が注入され、制御電圧VCNTAが上昇する。また、制御信号UPB及びDNがハイレベルになると、ローパスフィルタ3内の容量16及び17は基準電位に接続されて電荷が引き抜かれ、制御電圧VCNTAが低下する。なお、フィードバッククロック信号FBCLK及びリファレンスクロック信号REFCLKの立ち上がり(又は立ち下がり)位相が同じときには、狭パルス幅で制御信号UPBがローレベル、制御信号DNがハイレベルになり、制御電圧VCNTAは変化しない。   The charge pump circuit 2 outputs a current corresponding to the control signals UPB and DN to the low-pass filter 3, and injects or extracts charges corresponding to the control signals UPB and DN to the capacitors 16 and 17 in the low-pass filter 3. Thus, the control voltage VCNTA is controlled. The switch 11 is turned on (conductive state) when the control signal UPB becomes low level, and turned off (non-conductive state) when the control signal UPB becomes high level. The switch 14 is turned on (conductive state) when the control signal DN becomes high level and turned off (non-conductive state) when the control signal DN becomes low level. When the control signals UPB and DN are at a low level, the capacitors 16 and 17 in the low-pass filter 3 are connected to the positive power supply voltage to inject charges, and the control voltage VCNTA rises. Further, when the control signals UPB and DN become high level, the capacitors 16 and 17 in the low-pass filter 3 are connected to the reference potential, the charge is extracted, and the control voltage VCNTA decreases. Note that when the rising (or falling) phases of the feedback clock signal FBCLK and the reference clock signal REFCLK are the same, the control signal UPB becomes low level and the control signal DN becomes high level with a narrow pulse width, and the control voltage VCNTA does not change.

電圧制御発振回路4Aは、制御電圧VCNTAに応じた発振周波数の出力クロック信号CKOを出力する。制御電圧VCNTAが上昇すると出力クロック信号CKOの周波数は高くなり、制御電圧VCNTAが低下すると出力クロック信号CKOの周波数は低くなる。分周器5は、出力クロック信号CKOをN分周(Nは自然数)し、フィードバッククロック信号FBCLKを出力する。出力クロック信号CKOは、リファレンスクロック信号REFCLKに対してN倍高い周波数として出力される。   The voltage controlled oscillation circuit 4A outputs an output clock signal CKO having an oscillation frequency corresponding to the control voltage VCNTA. When the control voltage VCNTA increases, the frequency of the output clock signal CKO increases, and when the control voltage VCNTA decreases, the frequency of the output clock signal CKO decreases. The frequency divider 5 divides the output clock signal CKO by N (N is a natural number) and outputs a feedback clock signal FBCLK. The output clock signal CKO is output as a frequency N times higher than the reference clock signal REFCLK.

第1の実施形態におけるPLL回路の基本動作について説明する。
リファレンスクロック信号REFCLKよりフィードバッククロック信号FBCLKの位相が進んでいる場合には、制御信号UPB及びDNがハイレベルになり、チャージポンプ回路2内のスイッチ11がオフし、スイッチ14がオンする。これにより、ローパスフィルタ3内の容量16及び17が基準電位に接続されて、容量16及び17に蓄積されている電荷が引き抜かれ、制御電圧VCNTAは低下する。電圧制御発振回路4Aは、制御電圧VCNTAが低下すると出力クロック信号CKOの発振周波数を下げる。その結果、リファレンスクロック信号REFCLKに対してフィードバッククロック信号FBCLKは位相の進み量が小さくなり、やがて両者の位相差が0になる。
The basic operation of the PLL circuit in the first embodiment will be described.
When the phase of the feedback clock signal FBCLK is ahead of the reference clock signal REFCLK, the control signals UPB and DN become high level, the switch 11 in the charge pump circuit 2 is turned off, and the switch 14 is turned on. As a result, the capacitors 16 and 17 in the low-pass filter 3 are connected to the reference potential, the charges accumulated in the capacitors 16 and 17 are extracted, and the control voltage VCNTA decreases. The voltage controlled oscillation circuit 4A reduces the oscillation frequency of the output clock signal CKO when the control voltage VCNTA decreases. As a result, the feedback clock signal FBCLK has a smaller amount of phase advance with respect to the reference clock signal REFCLK, and eventually the phase difference between the two becomes zero.

逆に、リファレンスクロック信号REFCLKよりフィードバッククロック信号FBCLKの位相が遅れている場合には、制御信号UPB及びDNがローレベルになり、チャージポンプ回路2内のスイッチ11がオンし、スイッチ14がオフする。これにより、ローパスフィルタ3内の容量16及び17が電源電圧に接続されて、容量16及び17に電荷が注入され、制御電圧VCNTAは上昇する。電圧制御発振回路4Aは、制御電圧VCNTAが上昇すると出力クロック信号CKOの発振周波数を上げる。その結果、リファレンスクロック信号REFCLKに対してフィードバッククロック信号FBCLKは位相の遅れ量が小さくなり、やがて両者の位相差が0になる。   On the contrary, when the phase of the feedback clock signal FBCLK is delayed from the reference clock signal REFCLK, the control signals UPB and DN become low level, the switch 11 in the charge pump circuit 2 is turned on, and the switch 14 is turned off. . As a result, the capacitors 16 and 17 in the low-pass filter 3 are connected to the power supply voltage, charges are injected into the capacitors 16 and 17, and the control voltage VCNTA rises. The voltage controlled oscillation circuit 4A increases the oscillation frequency of the output clock signal CKO when the control voltage VCNTA increases. As a result, the feedback clock signal FBCLK has a small amount of phase delay with respect to the reference clock signal REFCLK, and eventually the phase difference between the two becomes zero.

ここで、制御電圧VCNTAのノードは、電圧制御発振回路4Aの入力端子(入力トランジスタ19のゲート)に接続されている。前述したように、近年のトランジスタの微細化の影響により、電圧制御発振回路4Aの入力部は完全なハイインピーダンスにはならず、入力トランジスタ19のゲートリーク電流IAが発生する。そのため、チャージポンプ回路2内のスイッチ11、14がともにオフであっても、ローパスフィルタ3内の容量16及び17に蓄積されている電荷が電圧制御発振回路4Aの入力部を介して抜けてしまう。その結果、何ら改善策を施さなければ、電圧制御発振回路4Aへ入力される制御電圧は、図2において破線で示した制御電圧VCNTA’のように一定値にならず、低下してしまう。   Here, the node of the control voltage VCNTA is connected to the input terminal of the voltage controlled oscillation circuit 4A (the gate of the input transistor 19). As described above, due to the recent miniaturization of transistors, the input part of the voltage controlled oscillation circuit 4A does not have a complete high impedance, and the gate leakage current IA of the input transistor 19 is generated. Therefore, even if both the switches 11 and 14 in the charge pump circuit 2 are off, the charges accumulated in the capacitors 16 and 17 in the low-pass filter 3 are released through the input part of the voltage controlled oscillation circuit 4A. . As a result, if no improvement measures are taken, the control voltage input to the voltage controlled oscillation circuit 4A does not become a constant value, as shown by the broken line in FIG. 2, but decreases.

本実施形態では、補正制御回路6A、ゲート容量7A、及びカレントミラー回路8Aにより、電圧制御発振回路4Aの入力部のリークによる制御電圧の変化を補正し電圧制御発振回路4Aへ入力される制御電圧を一定値に保つ。   In the present embodiment, the correction control circuit 6A, the gate capacitor 7A, and the current mirror circuit 8A correct the change in the control voltage due to the leakage of the input part of the voltage controlled oscillation circuit 4A, and the control voltage input to the voltage controlled oscillation circuit 4A. Is kept constant.

補正制御回路6Aは、2入力の論理積演算回路(AND回路)21、33A、インバータ22、29、カウンタ(CNTR)23、アンプ24、30、31、32、スイッチ25、26、及び容量27、28を有する。AND回路21は、一方の入力端に制御信号UPBが入力され、他方の入力端にインバータ22を介して制御信号DNが入力され、出力端から信号PDBAを出力する。この信号PDBAに応じて、カウンタ23及びアンプ24、30、31、32が動作する。本実施形態では、信号PDBAがハイレベルのときにカウンタ23及びアンプ24、30、31、32が動作状態となり、信号PDBAがローレベルのときにカウンタ23及びアンプ24、30、31、32が停止(非動作)状態となる。   The correction control circuit 6A includes two-input AND circuits (AND circuits) 21 and 33A, inverters 22 and 29, a counter (CNTR) 23, amplifiers 24, 30, 31, and 32, switches 25 and 26, and a capacitor 27, 28. In the AND circuit 21, the control signal UPB is input to one input terminal, the control signal DN is input to the other input terminal via the inverter 22, and the signal PDBA is output from the output terminal. In response to the signal PDBA, the counter 23 and the amplifiers 24, 30, 31, and 32 operate. In this embodiment, when the signal PDBA is at a high level, the counter 23 and the amplifiers 24, 30, 31, and 32 are in an operating state, and when the signal PDBA is at a low level, the counter 23 and the amplifiers 24, 30, 31, and 32 are stopped. (Non-operating) state.

カウンタ23は、出力クロック信号CKOが入力され、出力クロック信号CKOのパルス数をカウントする。カウンタ23は、動作開始時において出力がローレベルであり、カウントしたパルス数が所定数に達すると出力をパルス状にハイレベルにする。カウンタ23の出力は、信号SWAとしてスイッチ25に出力されるとともに、インバータ29を介して信号SWBとしてスイッチ26及びAND回路33Aに出力される。なお、カウンタ23は、動作開始時において出力をハイレベルとし、カウントしたパルス数が所定数に達すると出力をハイレベルからローレベルに変化させるようにしても良い。   The counter 23 receives the output clock signal CKO and counts the number of pulses of the output clock signal CKO. The counter 23 has an output at a low level at the start of operation, and when the counted number of pulses reaches a predetermined number, the output is set to a high level in a pulsed manner. The output of the counter 23 is output as a signal SWA to the switch 25 and is also output as a signal SWB via the inverter 29 to the switch 26 and the AND circuit 33A. The counter 23 may set the output to the high level at the start of the operation, and change the output from the high level to the low level when the counted number of pulses reaches a predetermined number.

アンプ24は、一方の入力端が制御電圧VCNTAのノードに接続され、他方の入力端が自らの出力端に接続される。また、アンプ24の出力端が、スイッチ25を介して、一方の電極が基準電位に接続された容量27の他方の電極、及びアンプ30の一方の入力端に接続される。同様に、アンプ24の出力端が、スイッチ26を介して、一方の電極が基準電位に接続された容量28の他方の電極、及びアンプ31の一方の入力端に接続される。スイッチ25は、信号SWAによってオン/オフ制御され、信号SWAがハイレベルになるとオンし(導通状態)、信号SWAがローレベルとなるとオフする(非導通状態)。スイッチ26は、信号SWBによってオン/オフ制御され、信号SWBがハイレベルになるとオンし(導通状態)、信号SWBがローレベルとなるとオフする(非導通状態)。   The amplifier 24 has one input terminal connected to the node of the control voltage VCNTA and the other input terminal connected to its output terminal. Further, the output terminal of the amplifier 24 is connected via the switch 25 to the other electrode of the capacitor 27 whose one electrode is connected to the reference potential and one input terminal of the amplifier 30. Similarly, the output terminal of the amplifier 24 is connected to the other electrode of the capacitor 28 whose one electrode is connected to the reference potential and one input terminal of the amplifier 31 via the switch 26. The switch 25 is ON / OFF controlled by the signal SWA, and is turned on (conductive state) when the signal SWA is at a high level, and is turned off (non-conductive state) when the signal SWA is at a low level. The switch 26 is ON / OFF controlled by the signal SWB, and is turned on (conductive state) when the signal SWB becomes high level and turned off (non-conductive state) when the signal SWB becomes low level.

アンプ30は、出力端及び他方の入力端が電圧VTARGのノードに接続される。アンプ31は、出力端及び他方の入力端が電圧VCNTBのノードに接続される。アンプ32は、一方の入力端が電圧VTARGのノードに接続され、他方の入力端が電圧VCNTBのノードに接続される。AND回路33Aは、一方の入力端に信号PDBAが入力され、他方の入力端に信号SWBが入力され、出力端から信号PDBBを出力する。   The amplifier 30 has an output end and the other input end connected to a node of the voltage VTARG. The amplifier 31 has an output end and the other input end connected to the node of the voltage VCNTB. The amplifier 32 has one input terminal connected to the node of the voltage VTARG and the other input terminal connected to the node of the voltage VCNTB. In the AND circuit 33A, the signal PDBA is input to one input terminal, the signal SWB is input to the other input terminal, and the signal PDBB is output from the output terminal.

ゲート容量7Aは、電圧制御発振回路4A内の入力トランジスタ19のゲートサイズと同じサイズのゲート容量であり、入力トランジスタ19と同じサイズのnチャネルトランジスタを用いて構成される。ゲート容量7Aは、ゲートが補正制御回路6Aのアンプ32の出力端に接続され、ソース及びドレインが基準電位に接続される。   The gate capacitance 7A is a gate capacitance having the same size as the gate size of the input transistor 19 in the voltage controlled oscillation circuit 4A, and is configured using an n-channel transistor having the same size as the input transistor 19. The gate capacitor 7A has a gate connected to the output terminal of the amplifier 32 of the correction control circuit 6A, and a source and a drain connected to a reference potential.

カレントミラー回路8Aは、pチャネルMOS電界効果トランジスタ34、35、36を有する。pチャネルトランジスタ34は、ソースが正の電源電圧に接続され、ゲート及びドレインが補正制御回路6Aのアンプ32の出力端とゲート容量7Aのゲートとの相互接続点に接続される。pチャネルトランジスタ35は、pチャネルトランジスタ34と同じサイズのトランジスタであり、ソースが正の電源電圧に接続され、ドレインが制御電圧VCNTAのノードに接続される。また、pチャネルトランジスタ35は、ゲートがノードVCNTFBを介してpチャネルトランジスタ34のゲートに接続される。pチャネルトランジスタ36は、ソースが正の電源電圧に接続され、ドレインがノードVCNTFBに接続される。また、pチャネルトランジスタ36のゲートには、信号PDBBが供給される。すなわち、カレントミラー回路8Aは、pチャネルトランジスタ34を入力側トランジスタとし、pチャネルトランジスタ35を出力側トランジスタとし、pチャネルトランジスタ36をリセット用(動作制御用)トランジスタとしたカレントミラー回路である。カレントミラー回路8Aは、信号PDBBがハイレベルのときに動作状態となり、信号PDBBがローレベルのときにリセット状態となる。   The current mirror circuit 8A includes p-channel MOS field effect transistors 34, 35, and 36. The p-channel transistor 34 has a source connected to the positive power supply voltage, and a gate and a drain connected to an interconnection point between the output terminal of the amplifier 32 of the correction control circuit 6A and the gate of the gate capacitor 7A. The p-channel transistor 35 is a transistor having the same size as the p-channel transistor 34, and has a source connected to the positive power supply voltage and a drain connected to the node of the control voltage VCNTA. In addition, p channel transistor 35 has its gate connected to the gate of p channel transistor 34 via node VCNTFB. The p-channel transistor 36 has a source connected to the positive power supply voltage and a drain connected to the node VCNTFB. The signal PDBB is supplied to the gate of the p-channel transistor 36. That is, the current mirror circuit 8A is a current mirror circuit in which the p-channel transistor 34 is an input-side transistor, the p-channel transistor 35 is an output-side transistor, and the p-channel transistor 36 is a reset (operation control) transistor. The current mirror circuit 8A is in an operating state when the signal PDBB is at a high level, and is in a reset state when the signal PDBB is at a low level.

第1の実施形態によるPLL回路において、電圧制御発振回路4Aへ入力される制御電圧を一定値に保つための補正制御回路6A、ゲート容量7A、及びカレントミラー回路8Aによる動作について説明する。   In the PLL circuit according to the first embodiment, the operation of the correction control circuit 6A, the gate capacitor 7A, and the current mirror circuit 8A for keeping the control voltage input to the voltage controlled oscillation circuit 4A at a constant value will be described.

図2に示すように、位相比較回路1での比較結果に基づいて制御信号UPB及びDNの少なくとも一方がアサートされているとき、補正制御回路6AのAND回路21及び33Aからそれぞれ出力される信号PDBA及びPDBBはローレベルとなる。このとき、補正制御回路6Aのカウンタ23及びアンプ24、30、31、32は停止状態である。また、カレントミラー回路8Aのpチャネルトランジスタ36がオンであり(導通状態)、カレントミラー回路8Aはリセット状態となる。   As shown in FIG. 2, when at least one of the control signals UPB and DN is asserted based on the comparison result in the phase comparison circuit 1, signals PDBA output from the AND circuits 21 and 33A of the correction control circuit 6A, respectively. And PDBB are at a low level. At this time, the counter 23 and the amplifiers 24, 30, 31, and 32 of the correction control circuit 6A are in a stopped state. Further, the p-channel transistor 36 of the current mirror circuit 8A is on (conductive state), and the current mirror circuit 8A is in the reset state.

制御信号UPB及びDNがともにネゲートされる、すなわちチャージポンプ回路2内のスイッチ11、14がともにオフにされると、補正制御回路6AのAND回路21から出力される信号PDBAがハイレベルとなる。これにより、補正制御回路6Aのカウンタ23及びアンプ24、30、31、32が動作を開始し、カウンタ23は、電圧制御発振回路4Aより出力される出力クロック信号CKOのパルス数をカウントする。カウントしたパルス数が所定数に達しカウンタ23が出力をパルス状にハイレベルにすると、信号SWAがハイレベルとなる。これにより、スイッチ25がオンし、そのときの制御電圧VCNTAが容量27に記憶(保持)される。この容量27に保持された制御電圧VCNTAが電圧VTARGとされる。   When the control signals UPB and DN are both negated, that is, when both the switches 11 and 14 in the charge pump circuit 2 are turned off, the signal PDBA output from the AND circuit 21 of the correction control circuit 6A becomes high level. As a result, the counter 23 and the amplifiers 24, 30, 31, and 32 of the correction control circuit 6A start operating, and the counter 23 counts the number of pulses of the output clock signal CKO output from the voltage controlled oscillation circuit 4A. When the counted number of pulses reaches a predetermined number and the counter 23 sets the output to a high level in a pulse shape, the signal SWA becomes a high level. As a result, the switch 25 is turned on, and the control voltage VCNTA at that time is stored (held) in the capacitor 27. The control voltage VCNTA held in the capacitor 27 is set as the voltage VTARG.

その後、カウンタ23の出力がローレベルとなることで、信号SWAがローレベルになり、信号SWBがハイレベルとなる。これにより、スイッチ25がオフすると同時にスイッチ26がオンし、制御電圧VCNTAがスイッチ26及びアンプ31を介してアンプ32に電圧VCNTBとして供給される。また、補正制御回路6AのAND回路33Aから出力される信号PDBBがローレベルからハイレベルに変化し、カレントミラー回路8Aは、リセット状態が解除され動作状態となる。   Thereafter, when the output of the counter 23 becomes low level, the signal SWA becomes low level and the signal SWB becomes high level. As a result, the switch 25 is turned on simultaneously with the switch 25 being turned off, and the control voltage VCNTA is supplied to the amplifier 32 via the switch 26 and the amplifier 31 as the voltage VCNTB. Further, the signal PDBB output from the AND circuit 33A of the correction control circuit 6A changes from the low level to the high level, and the current mirror circuit 8A is released from the reset state and enters the operating state.

このようにして、容量27に保持された制御電圧VCNTAである電圧VTARGと時間経過後の制御電圧VCNTAである電圧VCNTBとがアンプ32で随時比較される。そして、比較結果に基づき電圧VCNTBが電圧VTARGと等しくなるように補正制御回路6Aが制御をかけることで、ゲート容量7Aにおけるゲートリーク電流IBが、入力トランジスタ19におけるゲートリーク電流IAと等しくなる。また、カレントミラー回路8Aの入力側のpチャネルトランジスタ34における入力電流と、出力側のpチャネルトランジスタ35における出力電流ICは等しいので、ゲートリーク電流IBと出力電流ICは等しい。したがって、電圧VCNTBが電圧VTARGと等しくなるように制御することで、制御電圧VCNTAのノードにおいて流れ出すゲートリーク電流IAと流れ込む電流(補正電流)ICは等しくなり、ゲートリーク電流IAにより抜けた量の電荷が電流ICにより供給される。その結果、制御電圧VCNTAは、図2に示したように、チャージポンプ回路2内のスイッチ11、14がともにオフのときには、一定値を保つことができる。なお、この制御は、分周器5の出力の位相比較回路1への入力毎に繰り返し実行される。   In this way, the amplifier 32 compares the voltage VTARG, which is the control voltage VCNTA held in the capacitor 27, with the voltage VCNTB, which is the control voltage VCNTA after the passage of time. The correction control circuit 6A controls the voltage VCNTB to be equal to the voltage VTARG based on the comparison result, so that the gate leakage current IB in the gate capacitor 7A becomes equal to the gate leakage current IA in the input transistor 19. Further, since the input current in the p-channel transistor 34 on the input side of the current mirror circuit 8A is equal to the output current IC in the p-channel transistor 35 on the output side, the gate leakage current IB and the output current IC are equal. Therefore, by controlling the voltage VCNTB to be equal to the voltage VTARG, the gate leakage current IA that flows out at the node of the control voltage VCNTA and the flowing current (correction current) IC become equal, and the amount of charge that is lost due to the gate leakage current IA. Is supplied by the current IC. As a result, as shown in FIG. 2, the control voltage VCNTA can be kept constant when both the switches 11 and 14 in the charge pump circuit 2 are off. This control is repeatedly executed every time the output of the frequency divider 5 is input to the phase comparison circuit 1.

本実施形態によれば、電圧制御発振回路4A内の入力トランジスタ19におけるゲートリーク電流による電圧変化を抑制するための電流を、補正制御回路6A及びゲート容量7Aを用いて生成しカレントミラー回路8Aを介して制御電圧VCNTAのノードに流す。これにより、制御電圧VCNTAのノードに対して、入力トランジスタ19におけるゲートリーク電流により抜けた量と同じ量の電荷を供給することができ、電圧制御発振回路4Aの入力部における電荷漏れによる制御電圧VCNTAの低下を防止することができる。したがって、電圧制御発振回路4Aの入力部でのリークによる制御電圧VCNTAの変動を抑制することができ、定常位相誤差を防止することができる。また、定常位相誤差を防止することにより、電圧制御発振回路4Aの出力クロック信号CKOに発生するスプリアス(周波数ずれ)を抑制することができる。   According to the present embodiment, the current mirror circuit 8A is generated by using the correction control circuit 6A and the gate capacitance 7A to generate a current for suppressing the voltage change due to the gate leakage current in the input transistor 19 in the voltage controlled oscillation circuit 4A. Through the node of the control voltage VCNTA. As a result, the same amount of charge as that lost due to the gate leakage current in the input transistor 19 can be supplied to the node of the control voltage VCNTA, and the control voltage VCNTA due to charge leakage at the input portion of the voltage controlled oscillation circuit 4A. Can be prevented. Therefore, fluctuations in the control voltage VCNTA due to leakage at the input part of the voltage controlled oscillation circuit 4A can be suppressed, and a steady phase error can be prevented. Further, by preventing the stationary phase error, it is possible to suppress spurious (frequency shift) generated in the output clock signal CKO of the voltage controlled oscillation circuit 4A.

(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図3は、第2の実施形態によるPLL回路の構成例を示す図である。また、図4は、図3に示すPLL回路の動作例を示すタイミングチャートである。図3において、図1に示した構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a PLL circuit according to the second embodiment. FIG. 4 is a timing chart showing an operation example of the PLL circuit shown in FIG. 3, components having the same functions as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図3に示すように、PLL回路は、位相比較回路(PFD)1、チャージポンプ回路(CP)2、ローパスフィルタ(LPF)3、電圧制御発振回路(VCO)4B、及び分周器(DIV)5を有する。また、PLL回路は、補正制御回路(CTL)6B、ゲート容量7B、及びカレントミラー回路(CM)8Bを有する。   As shown in FIG. 3, the PLL circuit includes a phase comparison circuit (PFD) 1, a charge pump circuit (CP) 2, a low-pass filter (LPF) 3, a voltage controlled oscillation circuit (VCO) 4B, and a frequency divider (DIV). 5 The PLL circuit includes a correction control circuit (CTL) 6B, a gate capacitor 7B, and a current mirror circuit (CM) 8B.

ローパスフィルタ3において、抵抗15及び容量16の直列接続回路は、正の電源電圧及び制御電圧VCNTAのノード間に接続され、容量17は、正の電源電圧及び制御電圧VCNTAのノード間に接続される。電圧制御発振回路4Bは、発振器(OSC)18及び入力トランジスタ41を有する。入力トランジスタ41は、pチャネルMOS電界効果トランジスタであり、ゲートが制御電圧VCNTAのノードに接続され、ソースが正の電源電圧に接続され、ドレインが発振器18に接続される。なお、第2の実施形態におけるPLL回路の基本動作は、第1の実施形態におけるPLL回路の基本動作と同様である。   In the low-pass filter 3, the series connection circuit of the resistor 15 and the capacitor 16 is connected between the nodes of the positive power supply voltage and the control voltage VCNTA, and the capacitor 17 is connected between the nodes of the positive power supply voltage and the control voltage VCNTA. . The voltage controlled oscillation circuit 4B includes an oscillator (OSC) 18 and an input transistor 41. The input transistor 41 is a p-channel MOS field effect transistor, the gate is connected to the node of the control voltage VCNTA, the source is connected to the positive power supply voltage, and the drain is connected to the oscillator 18. The basic operation of the PLL circuit in the second embodiment is the same as the basic operation of the PLL circuit in the first embodiment.

第2の実施形態では、補正制御回路6B、ゲート容量7B、及びカレントミラー回路8Bにより、電圧制御発振回路4Bの入力部のリークによる制御電圧の変化を補正し電圧制御発振回路4Bへ入力される制御電圧を一定値に保つ。   In the second embodiment, the correction control circuit 6B, the gate capacitor 7B, and the current mirror circuit 8B correct the change in the control voltage due to the leakage of the input part of the voltage control oscillation circuit 4B and input the voltage control oscillation circuit 4B. Keep the control voltage at a constant value.

補正制御回路6Bは、AND回路21、インバータ22、29、カウンタ(CNTR)23、アンプ24、30、31、32、スイッチ25、26、容量27、28、及び2入力の否定論理積演算回路(NAND回路)33Bを有する。補正制御回路6Bでは、容量27は、一方の電極が正の電源電圧に接続され、他方の電極がスイッチ25を介してアンプ24の出力端に接続される。同様に、容量28は、一方の電極が正の電源電圧に接続され、他方の電極がスイッチ26を介してアンプ24の出力端に接続される。NAND回路33Bは、一方の入力端に信号PDBAが入力され、他方の入力端に信号SWBが入力され、出力端から信号PDBBを出力する。   The correction control circuit 6B includes an AND circuit 21, inverters 22 and 29, a counter (CNTR) 23, amplifiers 24, 30, 31, and 32, switches 25 and 26, capacitors 27 and 28, and a 2-input NAND operation circuit ( NAND circuit) 33B. In the correction control circuit 6B, the capacitor 27 has one electrode connected to the positive power supply voltage and the other electrode connected to the output terminal of the amplifier 24 via the switch 25. Similarly, the capacitor 28 has one electrode connected to the positive power supply voltage and the other electrode connected to the output terminal of the amplifier 24 via the switch 26. In the NAND circuit 33B, the signal PDBA is input to one input terminal, the signal SWB is input to the other input terminal, and the signal PDBB is output from the output terminal.

ゲート容量7Bは、電圧制御発振回路4B内の入力トランジスタ41のゲートサイズと同じサイズのゲート容量であり、入力トランジスタ41と同じサイズのpチャネルトランジスタを用いて構成される。ゲート容量7Bは、ゲートが補正制御回路6Bのアンプ32の出力端に接続され、ソース及びドレインが正の電源電圧に接続される。   The gate capacitance 7B is a gate capacitance having the same size as the gate size of the input transistor 41 in the voltage controlled oscillation circuit 4B, and is configured using a p-channel transistor having the same size as the input transistor 41. The gate capacitor 7B has a gate connected to the output terminal of the amplifier 32 of the correction control circuit 6B, and a source and a drain connected to a positive power supply voltage.

カレントミラー回路8Bは、nチャネルMOS電界効果トランジスタ42、43、44を有する。nチャネルトランジスタ42は、ソースが基準電位に接続され、ゲート及びドレインが補正制御回路6Bのアンプ32の出力端とゲート容量7Bのゲートとの相互接続点に接続される。nチャネルトランジスタ43は、nチャネルトランジスタ42と同じサイズのトランジスタである。nチャネルトランジスタ43は、ソースが基準電位に接続され、ドレインが制御電圧VCNTAのノードに接続され、ゲートがノードVCNTFBを介してnチャネルトランジスタ42のゲートに接続される。nチャネルトランジスタ44は、ソースが基準電位に接続され、ドレインがノードVCNTFBに接続される。また、nチャネルトランジスタ44のゲートには、信号PDBBが供給される。すなわち、カレントミラー回路8Bは、nチャネルトランジスタ42を入力側トランジスタとし、nチャネルトランジスタ43を出力側トランジスタとし、nチャネルトランジスタ44をリセット用(動作制御用)トランジスタとしたカレントミラー回路である。カレントミラー回路8Bは、信号PDBBがローレベルのときに動作状態となり、信号PDBBがハイレベルのときにリセット状態となる。   The current mirror circuit 8B includes n-channel MOS field effect transistors 42, 43, and 44. The n-channel transistor 42 has a source connected to the reference potential, and a gate and a drain connected to an interconnection point between the output terminal of the amplifier 32 of the correction control circuit 6B and the gate of the gate capacitor 7B. The n-channel transistor 43 is a transistor having the same size as the n-channel transistor 42. In the n-channel transistor 43, the source is connected to the reference potential, the drain is connected to the node of the control voltage VCNTA, and the gate is connected to the gate of the n-channel transistor 42 via the node VCNTFB. The n-channel transistor 44 has a source connected to the reference potential and a drain connected to the node VCNTFB. A signal PDBB is supplied to the gate of the n-channel transistor 44. That is, the current mirror circuit 8B is a current mirror circuit in which the n-channel transistor 42 is an input-side transistor, the n-channel transistor 43 is an output-side transistor, and the n-channel transistor 44 is a reset (operation control) transistor. The current mirror circuit 8B is in an operating state when the signal PDBB is at a low level, and is in a reset state when the signal PDBB is at a high level.

第2の実施形態によるPLL回路において、電圧制御発振回路4Bへ入力される制御電圧を一定値に保つための補正制御回路6B、ゲート容量7B、及びカレントミラー回路8Bによる動作について説明する。   In the PLL circuit according to the second embodiment, the operation of the correction control circuit 6B, the gate capacitor 7B, and the current mirror circuit 8B for keeping the control voltage input to the voltage controlled oscillation circuit 4B at a constant value will be described.

図4に示すように、位相比較回路1での比較結果に基づいて制御信号UPB及びDNの少なくとも一方がアサートされているとき、補正制御回路6BのAND回路21から出力される信号PDBAはローレベルとなる。また、補正制御回路6BのNAND回路33Bから出力される信号PDBBはハイレベルとなる。このとき、補正制御回路6Bのカウンタ23及びアンプ24、30、31、32は停止状態であり、カレントミラー回路8Bはリセット状態である。   As shown in FIG. 4, when at least one of the control signals UPB and DN is asserted based on the comparison result in the phase comparison circuit 1, the signal PDBA output from the AND circuit 21 of the correction control circuit 6B is low level. It becomes. Further, the signal PDBB output from the NAND circuit 33B of the correction control circuit 6B becomes high level. At this time, the counter 23 and the amplifiers 24, 30, 31, and 32 of the correction control circuit 6B are in a stopped state, and the current mirror circuit 8B is in a reset state.

制御信号UPB及びDNがともにネゲートされる、すなわちチャージポンプ回路2内のスイッチ11、14がともにオフにされると、補正制御回路6BのAND回路21から出力される信号PDBAがハイレベルとなる。これにより、補正制御回路6Bのカウンタ23及びアンプ24、30、31、32が動作を開始し、カウンタ23は、電圧制御発振回路4Bより出力される出力クロック信号CKOのパルス数をカウントする。カウントしたパルス数が所定数に達しカウンタ23が出力をパルス状にハイレベルにすると、信号SWAがハイレベルとなる。これにより、スイッチ25がオンし、そのときの制御電圧VCNTAが容量27に記憶(保持)される。この容量27に保持された制御電圧VCNTAが電圧VTARGとされる。   When control signals UPB and DN are both negated, that is, when switches 11 and 14 in charge pump circuit 2 are both turned off, signal PDBA output from AND circuit 21 of correction control circuit 6B goes to a high level. As a result, the counter 23 and the amplifiers 24, 30, 31, and 32 of the correction control circuit 6B start operating, and the counter 23 counts the number of pulses of the output clock signal CKO output from the voltage controlled oscillation circuit 4B. When the counted number of pulses reaches a predetermined number and the counter 23 sets the output to a high level in a pulse shape, the signal SWA becomes a high level. As a result, the switch 25 is turned on, and the control voltage VCNTA at that time is stored (held) in the capacitor 27. The control voltage VCNTA held in the capacitor 27 is set as the voltage VTARG.

その後、カウンタ23の出力がローレベルとなることで、信号SWAがローレベルになり、信号SWBがハイレベルとなる。これにより、スイッチ25がオフすると同時にスイッチ26がオンし、制御電圧VCNTAがスイッチ26及びアンプ31を介してアンプ32に電圧VCNTBとして供給される。また、補正制御回路6BのNAND回路33Bから出力される信号PDBBがハイレベルからローレベルに変化し、カレントミラー回路8Bは、リセット状態が解除され動作状態となる。   Thereafter, when the output of the counter 23 becomes low level, the signal SWA becomes low level and the signal SWB becomes high level. As a result, the switch 25 is turned on simultaneously with the switch 25 being turned off, and the control voltage VCNTA is supplied to the amplifier 32 via the switch 26 and the amplifier 31 as the voltage VCNTB. Further, the signal PDBB output from the NAND circuit 33B of the correction control circuit 6B changes from the high level to the low level, and the reset state is released and the current mirror circuit 8B enters the operating state.

このようにして、容量27に保持された制御電圧VCNTAである電圧VTARGと時間経過後の制御電圧VCNTAである電圧VCNTBとがアンプ32で随時比較される。そして、比較結果に基づき電圧VCNTBが電圧VTARGと等しくなるように補正制御回路6Bが制御をかけることで、ゲート容量7Bにおけるゲートリーク電流IBが、入力トランジスタ41におけるゲートリーク電流IAと等しくなる。また、ゲートリーク電流IBと出力電流ICは等しいので、電圧VCNTBが電圧VTARGと等しくなるように制御することで、制御電圧VCNTAのノードにおいて流れ込むゲートリーク電流IAと流れ出す電流(補正電流)ICは等しくなる。したがって、ゲートリーク電流IAにより制御電圧VCNTAのノードに注入された電荷量が、電流ICによって制御電圧VCNTAのノードから引き抜かれる。その結果、制御電圧VCNTAは、図4に示したように、チャージポンプ回路2内のスイッチ11、14がともにオフのときには、一定値を保つことができる。なお、この制御は、分周器5の出力の位相比較回路1への入力毎に繰り返し実行される。   In this way, the amplifier 32 compares the voltage VTARG, which is the control voltage VCNTA held in the capacitor 27, with the voltage VCNTB, which is the control voltage VCNTA after the passage of time. The correction control circuit 6B controls the voltage VCNTB to be equal to the voltage VTARG based on the comparison result, so that the gate leakage current IB in the gate capacitor 7B becomes equal to the gate leakage current IA in the input transistor 41. Further, since the gate leakage current IB and the output current IC are equal, by controlling the voltage VCNTB to be equal to the voltage VTARG, the gate leakage current IA flowing at the node of the control voltage VCNTA and the flowing current (correction current) IC are equal. Become. Therefore, the amount of charge injected into the node of the control voltage VCNTA by the gate leak current IA is extracted from the node of the control voltage VCNTA by the current IC. As a result, as shown in FIG. 4, the control voltage VCNTA can be kept constant when both the switches 11 and 14 in the charge pump circuit 2 are off. This control is repeatedly executed every time the output of the frequency divider 5 is input to the phase comparison circuit 1.

第2の実施形態によれば、電圧制御発振回路4Bの入力トランジスタ41におけるゲートリーク電流による電圧変化を抑制するための電流を、補正制御回路6B及びゲート容量7Bを用いて生成しカレントミラー回路8Bを介して制御電圧VCNTAのノードに流す。これにより、制御電圧VCNTAのノードに対して、入力トランジスタ41におけるゲートリーク電流により注入された量と同じ量の電荷を引き抜くことができ、電圧制御発振回路4Bの入力部からの電荷注入による制御電圧VCNTAの上昇を防止することができる。したがって、電圧制御発振回路4Bの入力部でのリークによる制御電圧VCNTAの変動を抑制することができ、定常位相誤差を防止することができる。また、定常位相誤差を防止することにより、電圧制御発振回路4Bの出力クロック信号CKOに発生するスプリアス(周波数ずれ)を抑制することができる。   According to the second embodiment, the current mirror circuit 8B is generated by using the correction control circuit 6B and the gate capacitance 7B to generate a current for suppressing the voltage change due to the gate leakage current in the input transistor 41 of the voltage controlled oscillation circuit 4B. Through the node of the control voltage VCNTA. As a result, the same amount of charge as that injected by the gate leakage current in the input transistor 41 can be extracted from the node of the control voltage VCNTA, and the control voltage by the charge injection from the input part of the voltage controlled oscillation circuit 4B. An increase in VCNTA can be prevented. Therefore, fluctuations in the control voltage VCNTA due to leakage at the input portion of the voltage controlled oscillation circuit 4B can be suppressed, and a steady phase error can be prevented. Further, by preventing the steady phase error, it is possible to suppress spurious (frequency shift) generated in the output clock signal CKO of the voltage controlled oscillation circuit 4B.

なお、前述した第1及び第2の実施形態では、カウンタ23からの1つの出力を用いてスイッチ25及び26を制御するようにしているが、カウンタ23から個別に出力を行うようにしてスイッチ25及び26を独立して制御するようにしても良い。また、電圧VTARGとする制御電圧VCNTAを容量27に保持し、スイッチ25をオフすると同時にスイッチ26をオンするようにしているが、同時でなくとも良く、スイッチ25をオフすると同時に若しくは遅れてスイッチ26をオンすれば良い。すなわち、スイッチ26をオンする前にスイッチ25をオフすれば良い。また、前述した第1及び第2の実施形態ではカウンタ23を用いているが、これに限らず、チャージポンプ回路2内のスイッチ11、14がともにオフにされてから一定時間経過後にスイッチ25をオフし、スイッチ26をオンするように切り替える機能を有する任意の回路が適用可能である。   In the first and second embodiments described above, the switches 25 and 26 are controlled using one output from the counter 23. However, the switch 25 is configured so that the outputs are individually output from the counter 23. And 26 may be controlled independently. Further, the control voltage VCNTA as the voltage VTARG is held in the capacitor 27, and the switch 26 is turned on at the same time as the switch 25 is turned off. However, the switch 26 may not be turned on at the same time. You can turn on. That is, the switch 25 may be turned off before the switch 26 is turned on. In the first and second embodiments described above, the counter 23 is used. However, the present invention is not limited to this, and the switch 25 is turned on after a predetermined time has elapsed since both the switches 11 and 14 in the charge pump circuit 2 are turned off. Any circuit having a function of switching off and switching on the switch 26 is applicable.

(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
図11は、第3の実施形態によるPLL回路の構成例を示す図である。また、図12は、図11に示すPLL回路の動作例を示すタイミングチャートである。図11において、図1に示した構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of a PLL circuit according to the third embodiment. FIG. 12 is a timing chart showing an operation example of the PLL circuit shown in FIG. In FIG. 11, components having the same functions as those shown in FIG.

図11に示すように、PLL回路は、位相比較回路(PFD)1、チャージポンプ回路(CP)2、ローパスフィルタ(LPF)3、電圧制御発振回路(VCO)4A、及び分周器(DIV)5を有する。また、PLL回路は、補正制御回路(CTL)6C、ゲート容量7A、及びカレントミラー回路(CM)8Aを有する。第3の実施形態におけるPLL回路の基本動作は、第1の実施形態におけるPLL回路の基本動作と同様である。   As shown in FIG. 11, the PLL circuit includes a phase comparison circuit (PFD) 1, a charge pump circuit (CP) 2, a low pass filter (LPF) 3, a voltage controlled oscillation circuit (VCO) 4A, and a frequency divider (DIV). 5 Further, the PLL circuit includes a correction control circuit (CTL) 6C, a gate capacitor 7A, and a current mirror circuit (CM) 8A. The basic operation of the PLL circuit in the third embodiment is the same as the basic operation of the PLL circuit in the first embodiment.

第3の実施形態では、補正制御回路6C、ゲート容量7A、及びカレントミラー回路8Aにより、電圧制御発振回路4Aの入力部のリークによる制御電圧の変化を補正し電圧制御発振回路4Aへ入力される制御電圧を一定値に保つ。   In the third embodiment, the correction control circuit 6C, the gate capacitor 7A, and the current mirror circuit 8A correct the change in the control voltage due to the leakage of the input part of the voltage control oscillation circuit 4A and input it to the voltage control oscillation circuit 4A. Keep the control voltage at a constant value.

補正制御回路6Cは、AND回路21、33A、71、72、インバータ22、29、73、カウンタ(CNTR)23、アンプ24、30、スイッチ25、容量27、及びロック状態判定部(LOCK)70を有する。補正制御回路6Cのカウンタ23は、動作開始時において出力がハイレベルとなり、カウントしたパルス数が所定数に達すると出力をハイレベルからローレベルに変化させる。   The correction control circuit 6C includes AND circuits 21, 33A, 71, 72, inverters 22, 29, 73, a counter (CNTR) 23, amplifiers 24 and 30, a switch 25, a capacitor 27, and a lock state determination unit (LOCK) 70. Have. The counter 23 of the correction control circuit 6C outputs a high level at the start of operation, and changes the output from a high level to a low level when the counted number of pulses reaches a predetermined number.

ロック状態判定部70は、リファレンスクロック信号REFCLKとフィードバッククロック信号FBCLKの位相を比較し、比較結果に応じた信号LOCKを出力する。リファレンスクロック信号REFCLK及びフィードバッククロック信号FBCLKの位相が等しいロック状態のときには、信号LOCKがハイレベルになる。リファレンスクロック信号REFCLK及びフィードバッククロック信号FBCLKの位相が等しくないときには、信号LOCKはローレベルである。   The lock state determination unit 70 compares the phases of the reference clock signal REFCLK and the feedback clock signal FBCLK, and outputs a signal LOCK corresponding to the comparison result. When the reference clock signal REFCLK and the feedback clock signal FBCLK are in the locked state, the signal LOCK becomes high level. When the phases of the reference clock signal REFCLK and the feedback clock signal FBCLK are not equal, the signal LOCK is at a low level.

AND回路71は、一方の入力端に信号LOCKが入力され、他方の入力端にAND回路21の出力が入力される。AND回路72は、一方の入力端にAND回路71の出力が入力され、他方の入力端にインバータ73を介して信号PDBBが入力され、出力端から信号PDBAを出力する。また、補正制御回路6Cでは、AND回路33Aは、一方の入力端にAND回路71の出力が入力され、他方の入力端に信号SWBが入力され、出力端から信号PDBBを出力する。補正制御回路6Cのカウンタ23及びアンプ24は、信号PDBAにより制御され、信号PDBAがハイレベルのときに動作状態となり、信号PDBAがローレベルのときに停止(非動作)状態となる。また、補正制御回路6Cのアンプ30は、AND回路71の出力により制御され、AND回路71の出力がハイレベルのときに動作状態となり、AND回路71の出力がローレベルのときに停止(非動作)状態となる。また、第3の実施形態において、ゲート容量7Aのゲートは、電圧VTARGのノードに接続される。   In the AND circuit 71, the signal LOCK is input to one input terminal, and the output of the AND circuit 21 is input to the other input terminal. In the AND circuit 72, the output of the AND circuit 71 is input to one input terminal, the signal PDBB is input to the other input terminal via the inverter 73, and the signal PDBA is output from the output terminal. In the correction control circuit 6C, in the AND circuit 33A, the output of the AND circuit 71 is input to one input terminal, the signal SWB is input to the other input terminal, and the signal PDBB is output from the output terminal. The counter 23 and the amplifier 24 of the correction control circuit 6C are controlled by the signal PDBA, and are in an operating state when the signal PDBA is at a high level, and are stopped (non-operating) when the signal PDBA is at a low level. The amplifier 30 of the correction control circuit 6C is controlled by the output of the AND circuit 71, and is in an operating state when the output of the AND circuit 71 is at a high level, and stopped (non-operating) when the output of the AND circuit 71 is at a low level. ) State. In the third embodiment, the gate of the gate capacitor 7A is connected to the node of the voltage VTARG.

第3の実施形態によるPLL回路において、電圧制御発振回路4Aへ入力される制御電圧を一定値に保つための補正制御回路6C、ゲート容量7A、及びカレントミラー回路8Aによる動作について説明する。   The operation of the correction control circuit 6C, the gate capacitor 7A, and the current mirror circuit 8A for keeping the control voltage input to the voltage controlled oscillation circuit 4A at a constant value in the PLL circuit according to the third embodiment will be described.

リファレンスクロック信号REFCLK及びフィードバッククロック信号FBCLKの位相が等しくない、すなわちロック状態でないときには、信号LOCKはローレベルであるので、AND回路71の出力はローレベルとなる。したがって、補正制御回路6CのAND回路72から出力される信号PDBA、及びAND回路33Aから出力される信号PDBBは、ローレベルとなる。このとき、補正制御回路6Cのカウンタ23及びアンプ24、30は停止状態であり、カレントミラー回路8Aはリセット状態である。言い換えれば、リファレンスクロック信号REFCLK及びフィードバッククロック信号FBCLKの位相が等しくなり信号LOCKがハイレベルとなるまで、補正制御回路6Cのカウンタ23及びアンプ24、30は動作しない。   When the phases of the reference clock signal REFCLK and the feedback clock signal FBCLK are not equal, that is, when the lock state is not established, the signal LOCK is at a low level, so that the output of the AND circuit 71 is at a low level. Therefore, the signal PDBA output from the AND circuit 72 of the correction control circuit 6C and the signal PDBB output from the AND circuit 33A are at a low level. At this time, the counter 23 and the amplifiers 24 and 30 of the correction control circuit 6C are in a stopped state, and the current mirror circuit 8A is in a reset state. In other words, the counter 23 and the amplifiers 24 and 30 of the correction control circuit 6C do not operate until the phases of the reference clock signal REFCLK and the feedback clock signal FBCLK are equal and the signal LOCK becomes high level.

リファレンスクロック信号REFCLK及びフィードバッククロック信号FBCLKの位相が等しくなると、信号LOCKがハイレベルとなる。この状態で、図12に示すように、制御信号UPB及びDNがともにネゲートされる、すなわちチャージポンプ回路2内のスイッチ11、14がともにオフにされると、補正制御回路6CのAND回路71の出力、及びAND回路72から出力される信号PDBAがハイレベルとなる。これにより、補正制御回路6Cのカウンタ23及びアンプ24、30が動作を開始する。   When the phases of the reference clock signal REFCLK and the feedback clock signal FBCLK become equal, the signal LOCK becomes high level. In this state, as shown in FIG. 12, when the control signals UPB and DN are both negated, that is, when both the switches 11 and 14 in the charge pump circuit 2 are turned off, the AND circuit 71 of the correction control circuit 6C The output and the signal PDBA output from the AND circuit 72 become high level. Thereby, the counter 23 and the amplifiers 24 and 30 of the correction control circuit 6C start operation.

カウンタ23は、動作を開始すると、電圧制御発振回路4Aより出力される出力クロック信号CKOのパルス数をカウントするとともに、出力をハイレベルにする。これにより、信号SWAがハイレベルとなってスイッチ25がオンし、制御電圧VCNTAが容量27に供給される。その後、カウンタ23は、カウントしたパルス数が所定数に達すると、出力をハイレベルからローレベルに変化させる。カウンタ23の出力がローレベルとなることで、信号SWAがローレベルになり、信号SWBがハイレベルとなる。これにより、スイッチ25がオフし、そのときの制御電圧VCNTAが容量27に記憶(保持)される。この容量27に保持された制御電圧VCNTAが電圧VTARGのノードを介してゲート容量7Aのゲートに供給される。また、補正制御回路6CのAND回路33Aから出力される信号PDBBがローレベルからハイレベルに変化し、カレントミラー回路8Aは、リセット状態が解除され動作状態となる。   When the operation starts, the counter 23 counts the number of pulses of the output clock signal CKO output from the voltage controlled oscillation circuit 4A and sets the output to a high level. As a result, the signal SWA becomes high level, the switch 25 is turned on, and the control voltage VCNTA is supplied to the capacitor 27. Thereafter, when the counted number of pulses reaches a predetermined number, the counter 23 changes the output from the high level to the low level. When the output of the counter 23 becomes low level, the signal SWA becomes low level and the signal SWB becomes high level. Thereby, the switch 25 is turned off, and the control voltage VCNTA at that time is stored (held) in the capacitor 27. The control voltage VCNTA held in the capacitor 27 is supplied to the gate of the gate capacitor 7A through the node of the voltage VTARG. Further, the signal PDBB output from the AND circuit 33A of the correction control circuit 6C changes from the low level to the high level, and the current mirror circuit 8A is released from the reset state and enters the operating state.

このとき、ゲート容量7Aには、入力トランジスタ19におけるゲートリーク電流IAと等しいゲートリーク電流IBが流れ、電圧VTARGと電圧VCNTAは同電位となる。また、ゲートリーク電流IBと出力電流ICは等しいので、制御電圧VCNTAのノードにおいて流れ出すゲートリーク電流IAと流れ込む電流(補正電流)ICは等しく、ゲートリーク電流IAにより抜けた量の電荷が電流ICにより供給される。その結果、制御電圧VCNTAは、図12に示したように、チャージポンプ回路2内のスイッチ11、14がともにオフのときに一定値を保つことができる。また、このとき信号PDBBがローレベルからハイレベルに変化することで、信号PDBAがローレベルになり、補正制御回路6Cのカウンタ23及びアンプ24は動作を停止する。これにより、制御電圧VCNTAのノードからのフィードバックはなくなり、容量27からのフィードバックのみで動作する。   At this time, a gate leakage current IB equal to the gate leakage current IA in the input transistor 19 flows through the gate capacitor 7A, and the voltage VTARG and the voltage VCNTA have the same potential. Further, since the gate leakage current IB and the output current IC are equal, the gate leakage current IA flowing out at the node of the control voltage VCNTA and the flowing-in current (correction current) IC are equal, and the amount of charge that is lost due to the gate leakage current IA is caused by the current IC Supplied. As a result, as shown in FIG. 12, the control voltage VCNTA can be kept constant when both the switches 11 and 14 in the charge pump circuit 2 are off. At this time, the signal PDBB changes from low level to high level, so that the signal PDBA becomes low level, and the counter 23 and the amplifier 24 of the correction control circuit 6C stop operating. Thereby, there is no feedback from the node of the control voltage VCNTA, and the operation is performed only by the feedback from the capacitor 27.

第3の実施形態によれば、電圧制御発振回路4Aの入力トランジスタ19におけるゲートリーク電流による電圧変化を抑制するための電流を、補正制御回路6C及びゲート容量7Aを用いて生成しカレントミラー回路8Aを介して制御電圧VCNTAのノードに流す。これにより、制御電圧VCNTAのノードに対して、入力トランジスタ19におけるゲートリーク電流により抜けた量と同じ量の電荷を供給することができ、電圧制御発振回路4Aの入力部における電荷漏れによる制御電圧VCNTAの低下を防止することができる。したがって、電圧制御発振回路4Aの入力部でのリークによる制御電圧VCNTAの変動を抑制することができ、定常位相誤差を防止することができる。また、定常位相誤差を防止することにより、電圧制御発振回路4Aの出力クロック信号CKOに発生するスプリアス(周波数ずれ)を抑制することができる。   According to the third embodiment, the current mirror circuit 8A is generated by using the correction control circuit 6C and the gate capacitance 7A to generate a current for suppressing the voltage change due to the gate leakage current in the input transistor 19 of the voltage controlled oscillation circuit 4A. Through the node of the control voltage VCNTA. As a result, the same amount of charge as that lost due to the gate leakage current in the input transistor 19 can be supplied to the node of the control voltage VCNTA, and the control voltage VCNTA due to charge leakage at the input portion of the voltage controlled oscillation circuit 4A. Can be prevented. Therefore, fluctuations in the control voltage VCNTA due to leakage at the input part of the voltage controlled oscillation circuit 4A can be suppressed, and a steady phase error can be prevented. Further, by preventing the stationary phase error, it is possible to suppress spurious (frequency shift) generated in the output clock signal CKO of the voltage controlled oscillation circuit 4A.

(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。
図13は、第4の実施形態によるPLL回路の構成例を示す図である。また、図14は、図13に示すPLL回路の動作例を示すタイミングチャートである。図13において、図1、図3、図11に示した構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of a PLL circuit according to the fourth embodiment. FIG. 14 is a timing chart showing an operation example of the PLL circuit shown in FIG. 13, constituent elements having the same functions as those shown in FIGS. 1, 3, and 11 are given the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.

図13に示すように、PLL回路は、位相比較回路(PFD)1、チャージポンプ回路(CP)2、ローパスフィルタ(LPF)3、電圧制御発振回路(VCO)4B、及び分周器(DIV)5を有する。また、PLL回路は、補正制御回路(CTL)6D、ゲート容量7B、及びカレントミラー回路(CM)8Bを有する。第4の実施形態におけるローパスフィルタ3は、第2の実施形態におけるローパスフィルタ3と同様である。また、第4の実施形態におけるPLL回路の基本動作は、第2の実施形態におけるPLL回路の基本動作と同様である。   As shown in FIG. 13, the PLL circuit includes a phase comparison circuit (PFD) 1, a charge pump circuit (CP) 2, a low pass filter (LPF) 3, a voltage controlled oscillation circuit (VCO) 4B, and a frequency divider (DIV). 5 Further, the PLL circuit includes a correction control circuit (CTL) 6D, a gate capacitor 7B, and a current mirror circuit (CM) 8B. The low-pass filter 3 in the fourth embodiment is the same as the low-pass filter 3 in the second embodiment. The basic operation of the PLL circuit in the fourth embodiment is the same as the basic operation of the PLL circuit in the second embodiment.

第4の実施形態では、補正制御回路6D、ゲート容量7B、及びカレントミラー回路8Bにより、電圧制御発振回路4Bの入力部のリークによる制御電圧の変化を補正し電圧制御発振回路4Bへ入力される制御電圧を一定値に保つ。   In the fourth embodiment, the correction control circuit 6D, the gate capacitor 7B, and the current mirror circuit 8B correct the change in the control voltage due to the leakage of the input part of the voltage control oscillation circuit 4B and input the voltage control oscillation circuit 4B. Keep the control voltage at a constant value.

補正制御回路6Dは、AND回路21、71、72、インバータ22、29、カウンタ(CNTR)23、アンプ24、30、スイッチ25、容量27、NAND回路33B、及びロック状態判定部(LOCK)70を有する。補正制御回路6Dのカウンタ23は、動作開始時において出力がハイレベルとなり、カウントしたパルス数が所定数に達すると出力をハイレベルからローレベルに変化させる。補正制御回路6Dでは、容量27は、一方の電極が正の電源電圧に接続され、他方の電極がスイッチ25を介してアンプ24の出力端に接続される。また、NAND回路33Bは、一方の入力端にAND回路71の出力が入力され、他方の入力端に信号SWBが入力され、出力端から信号PDBBを出力する。AND回路72は、一方の入力端にAND回路71の出力が入力され、他方の入力端に信号PDBBが入力され、出力端から信号PDBAを出力する。また、第4の実施形態において、ゲート容量7Bのゲートは、電圧VTARGのノードに接続される。   The correction control circuit 6D includes AND circuits 21, 71 and 72, inverters 22 and 29, a counter (CNTR) 23, amplifiers 24 and 30, a switch 25, a capacitor 27, a NAND circuit 33B, and a lock state determination unit (LOCK) 70. Have. The counter 23 of the correction control circuit 6D outputs a high level at the start of operation, and changes the output from a high level to a low level when the counted number of pulses reaches a predetermined number. In the correction control circuit 6 </ b> D, the capacitor 27 has one electrode connected to the positive power supply voltage and the other electrode connected to the output terminal of the amplifier 24 via the switch 25. In the NAND circuit 33B, the output of the AND circuit 71 is input to one input terminal, the signal SWB is input to the other input terminal, and the signal PDBB is output from the output terminal. In the AND circuit 72, the output of the AND circuit 71 is input to one input terminal, the signal PDBB is input to the other input terminal, and the signal PDBA is output from the output terminal. In the fourth embodiment, the gate of the gate capacitor 7B is connected to the node of the voltage VTARG.

第4の実施形態によるPLL回路において、電圧制御発振回路4Bへ入力される制御電圧を一定値に保つための補正制御回路6D、ゲート容量7B、及びカレントミラー回路8Bによる動作について説明する。   In the PLL circuit according to the fourth embodiment, the operation of the correction control circuit 6D, the gate capacitor 7B, and the current mirror circuit 8B for keeping the control voltage input to the voltage controlled oscillation circuit 4B at a constant value will be described.

ロック状態でなく信号LOCKがローレベルであるときには、信号PDBAはローレベルとなり、信号PDBBはハイレベルとなる。このとき、補正制御回路6Dのカウンタ23及びアンプ24、30は停止状態であり、カレントミラー回路8Bはリセット状態である。   When the signal LOCK is at a low level, not in the locked state, the signal PDBA is at a low level and the signal PDBB is at a high level. At this time, the counter 23 and the amplifiers 24 and 30 of the correction control circuit 6D are in a stopped state, and the current mirror circuit 8B is in a reset state.

ロック状態になり信号LOCKがハイレベルとなった状態で、図14に示すように、制御信号UPB及びDNがともにネゲートされると、補正制御回路6DのAND回路71の出力、及びAND回路72から出力される信号PDBAがハイレベルとなる。これにより、補正制御回路6Dのカウンタ23及びアンプ24、30が動作を開始する。   When the control signals UPB and DN are both negated in the locked state and the signal LOCK at a high level, as shown in FIG. 14, the output of the AND circuit 71 of the correction control circuit 6D and the AND circuit 72 The output signal PDBA becomes high level. Thereby, the counter 23 and the amplifiers 24 and 30 of the correction control circuit 6D start operation.

カウンタ23は、動作を開始すると、電圧制御発振回路4Bより出力される出力クロック信号CKOのパルス数をカウントするとともに、出力をハイレベルにする。これにより、信号SWAがハイレベルとなってスイッチ25がオンし、制御電圧VCNTAが容量27に供給される。その後、カウントしたパルス数が所定数に達しカウンタ23が出力をハイレベルからローレベルに変化させると、信号SWAがローレベルになり、信号SWBがハイレベルとなる。これにより、スイッチ25がオフし、そのときの制御電圧VCNTAが容量27に記憶(保持)される。この容量27に保持された制御電圧VCNTAが電圧VTARGのノードを介してゲート容量7Bのゲートに供給される。また、補正制御回路6DのNAND回路33Bから出力される信号PDBBがハイレベルからローレベルに変化し、カレントミラー回路8Bは、リセット状態が解除され動作状態となる。   When the operation starts, the counter 23 counts the number of pulses of the output clock signal CKO output from the voltage controlled oscillation circuit 4B and sets the output to a high level. As a result, the signal SWA becomes high level, the switch 25 is turned on, and the control voltage VCNTA is supplied to the capacitor 27. Thereafter, when the number of counted pulses reaches a predetermined number and the counter 23 changes the output from the high level to the low level, the signal SWA becomes the low level and the signal SWB becomes the high level. Thereby, the switch 25 is turned off, and the control voltage VCNTA at that time is stored (held) in the capacitor 27. The control voltage VCNTA held in the capacitor 27 is supplied to the gate of the gate capacitor 7B through the node of the voltage VTARG. Further, the signal PDBB output from the NAND circuit 33B of the correction control circuit 6D changes from the high level to the low level, and the current mirror circuit 8B is released from the reset state and enters the operating state.

このとき、ゲート容量7Bには、入力トランジスタ41におけるゲートリーク電流IAと等しいゲートリーク電流IBが流れ、電圧VTARGと電圧VCNTAは同電位となる。また、ゲートリーク電流IBと出力電流ICは等しいので、制御電圧VCNTAのノードにおいて流れ込むゲートリーク電流IAと流れ出す電流(補正電流)ICは等しく、制御電圧VCNTAのノードにおいてゲートリーク電流IAにより注入された電荷量が電流ICによって引き抜かれる。その結果、制御電圧VCNTAは、図14に示したように、チャージポンプ回路2内のスイッチ11、14がともにオフのときに一定値を保つことができる。また、このとき信号PDBBがハイレベルからローレベルに変化することで、信号PDBAがローレベルになり、補正制御回路6Dのカウンタ23及びアンプ24は動作を停止する。これにより、制御電圧VCNTAのノードからのフィードバックはなくなり、容量27からのフィードバックのみで動作する。   At this time, a gate leakage current IB equal to the gate leakage current IA in the input transistor 41 flows through the gate capacitor 7B, and the voltage VTARG and the voltage VCNTA have the same potential. Further, since the gate leakage current IB and the output current IC are equal, the gate leakage current IA flowing in at the node of the control voltage VCNTA and the flowing out current (correction current) IC are equal and injected by the gate leakage current IA at the node of the control voltage VCNTA. The amount of charge is extracted by the current IC. As a result, as shown in FIG. 14, the control voltage VCNTA can maintain a constant value when both the switches 11 and 14 in the charge pump circuit 2 are off. At this time, the signal PDBB changes from the high level to the low level, so that the signal PDBA becomes the low level, and the counter 23 and the amplifier 24 of the correction control circuit 6D stop operating. Thereby, there is no feedback from the node of the control voltage VCNTA, and the operation is performed only by the feedback from the capacitor 27.

第4の実施形態によれば、電圧制御発振回路4Bの入力トランジスタ41におけるゲートリーク電流による電圧変化を抑制するための電流を、補正制御回路6D及びゲート容量7Bを用いて生成しカレントミラー回路8Bを介して制御電圧VCNTAのノードに流す。これにより、制御電圧VCNTAのノードに対して、入力トランジスタ41におけるゲートリーク電流により注入された量と同じ量の電荷を引き抜くことができ、電圧制御発振回路4Bの入力部からの電荷注入による制御電圧VCNTAの上昇を防止することができる。したがって、電圧制御発振回路4Bの入力部でのリークによる制御電圧VCNTAの変動を抑制することができ、定常位相誤差を防止することができる。また、定常位相誤差を防止することにより、電圧制御発振回路4Bの出力クロック信号CKOに発生するスプリアス(周波数ずれ)を抑制することができる。   According to the fourth embodiment, the current mirror circuit 8B is generated by using the correction control circuit 6D and the gate capacitance 7B to generate a current for suppressing the voltage change due to the gate leakage current in the input transistor 41 of the voltage controlled oscillation circuit 4B. Through the node of the control voltage VCNTA. As a result, the same amount of charge as that injected by the gate leakage current in the input transistor 41 can be extracted from the node of the control voltage VCNTA, and the control voltage by the charge injection from the input part of the voltage controlled oscillation circuit 4B. An increase in VCNTA can be prevented. Therefore, fluctuations in the control voltage VCNTA due to leakage at the input portion of the voltage controlled oscillation circuit 4B can be suppressed, and a steady phase error can be prevented. Further, by preventing the steady phase error, it is possible to suppress spurious (frequency shift) generated in the output clock signal CKO of the voltage controlled oscillation circuit 4B.

(第5の実施形態)
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。
図5は、第5の実施形態によるPLL回路の構成例を示す図である。図5において、図1に示した構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。第5の実施形態(図5)は、第1の実施形態(図1)に対して、定電流源12及び13を削除し、抵抗51を追加したものである。以下では、第5の実施形態が、第1の実施形態と異なる点を説明する。抵抗51は、スイッチ11及び14の相互接続点と制御電圧VCNTAのノードとの間に接続される。スイッチ11は正の電源電圧及び抵抗51間に接続され、スイッチ14は抵抗51及び基準電位間に接続される。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a PLL circuit according to the fifth embodiment. 5, components having the same functions as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In the fifth embodiment (FIG. 5), the constant current sources 12 and 13 are deleted and a resistor 51 is added to the first embodiment (FIG. 1). Hereinafter, differences of the fifth embodiment from the first embodiment will be described. The resistor 51 is connected between the interconnection point of the switches 11 and 14 and the node of the control voltage VCNTA. The switch 11 is connected between the positive power supply voltage and the resistor 51, and the switch 14 is connected between the resistor 51 and the reference potential.

以上のように、本実施形態は、図1のチャージポンプ回路2内の定電流源12及び13を削除し、チャージポンプ回路2の出力に抵抗51を直列に接続した回路構成でも、第1の実施形態と同様の効果を実現できる。同様に、図3のチャージポンプ回路2内の定電流源12及び13を削除し、チャージポンプ回路2の出力に抵抗51を直列に接続した回路構成でも、第2の実施形態と同様の効果を実現できる。また、図15に例示するように、図11のチャージポンプ回路2内の定電流源12及び13を削除し、チャージポンプ回路2の出力に抵抗51を直列に接続した回路構成でも、第3の実施形態と同様の効果を実現できる。また、同様に、図13のチャージポンプ回路2内の定電流源12及び13を削除し、チャージポンプ回路2の出力に抵抗51を直列に接続した回路構成でも、第4の実施形態と同様の効果を実現できる。   As described above, in the present embodiment, even in the circuit configuration in which the constant current sources 12 and 13 in the charge pump circuit 2 of FIG. 1 are deleted and the resistor 51 is connected in series to the output of the charge pump circuit 2, The same effect as the embodiment can be realized. Similarly, the circuit configuration in which the constant current sources 12 and 13 in the charge pump circuit 2 of FIG. 3 are deleted and the resistor 51 is connected in series to the output of the charge pump circuit 2 has the same effect as the second embodiment. realizable. Further, as illustrated in FIG. 15, even in a circuit configuration in which the constant current sources 12 and 13 in the charge pump circuit 2 of FIG. 11 are deleted and a resistor 51 is connected in series to the output of the charge pump circuit 2, The same effect as the embodiment can be realized. Similarly, the circuit configuration in which the constant current sources 12 and 13 in the charge pump circuit 2 of FIG. 13 are deleted and the resistor 51 is connected in series to the output of the charge pump circuit 2 is the same as in the fourth embodiment. The effect can be realized.

(第6の実施形態)
次に、本発明の第6の実施形態について説明する。
図6は、第6の実施形態によるPLL回路の構成例を示す図である。図6において、図1に示した構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。第6の実施形態(図6)は、第1の実施形態(図1)に対して、ローパスフィルタ3を1つの半導体チップとして構成されたPLL回路用IC(集積回路)61の外部に設けた点が異なる。その他の点については、第6の実施形態は、第1の実施形態と同様である。ローパスフィルタ3をPLL回路用IC61の外部に設けて、ローパスフィルタ3をPLL回路用IC61内の制御電圧VCNTAのノードに接続した場合でも、第1の実施形態と同様の効果を実現できる。また、同様に、図3、図11、図13のローパスフィルタ3をPLL回路用ICの外部に設けて、ローパスフィルタ3をPLL回路用IC内の制御電圧VCNTAのノードに接続した場合でも、それぞれの実施形態と同様の効果を実現できる。また、さらに、第5の実施形態と同様に、チャージポンプ回路2内の定電流源12及び13を削除し、チャージポンプ回路2の出力に抵抗51を直列に接続するようにしても良い。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a PLL circuit according to the sixth embodiment. In FIG. 6, components having the same functions as those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted. In the sixth embodiment (FIG. 6), the low-pass filter 3 is provided outside a PLL circuit IC (integrated circuit) 61 configured as one semiconductor chip as compared to the first embodiment (FIG. 1). The point is different. In other respects, the sixth embodiment is the same as the first embodiment. Even when the low-pass filter 3 is provided outside the PLL circuit IC 61 and the low-pass filter 3 is connected to the node of the control voltage VCNTA in the PLL circuit IC 61, the same effect as in the first embodiment can be realized. Similarly, even when the low-pass filter 3 of FIGS. 3, 11, and 13 is provided outside the PLL circuit IC and the low-pass filter 3 is connected to the node of the control voltage VCNTA in the PLL circuit IC, The same effect as the embodiment can be realized. Further, as in the fifth embodiment, the constant current sources 12 and 13 in the charge pump circuit 2 may be deleted, and the resistor 51 may be connected in series to the output of the charge pump circuit 2.

なお、前述した各実施形態において、ローパスフィルタ3内の抵抗15及び容量16は削除しても良い。また、分周器5を削除し、電圧制御発振回路4A(又は4B)の出力クロック信号CKOをフィードバッククロック信号FBCLKとして位相比較回路1に直接入力しても良い。その場合、出力クロック信号CKOは、リファレンスクロック信号REFCLKと同じ周波数として出力される。   In each embodiment described above, the resistor 15 and the capacitor 16 in the low-pass filter 3 may be omitted. Further, the frequency divider 5 may be omitted, and the output clock signal CKO of the voltage controlled oscillation circuit 4A (or 4B) may be directly input to the phase comparison circuit 1 as the feedback clock signal FBCLK. In that case, the output clock signal CKO is output as the same frequency as the reference clock signal REFCLK.

また、各実施形態では、電圧制御発振回路4A(又は4B)内の入力トランジスタ19(又は41)と同じサイズのゲート容量を用いて、電圧制御発振回路の入力部でのリークによる制御電圧VCNTAの変動を抑制するようにしているが、これに限定されるものではない。電圧制御発振回路の入力部でのリークが原因で発生する入力ノードの電位変化を抑制できれば良く、例えば図7に示すように電圧制御発振回路を2つ設け、出力クロック信号を出力する電圧制御発振回路における入力ノードの電位変化を抑制するようにしても良い。   In each embodiment, the gate capacitance of the same size as the input transistor 19 (or 41) in the voltage controlled oscillation circuit 4A (or 4B) is used to control the control voltage VCNTA due to leakage at the input part of the voltage controlled oscillation circuit. Although fluctuations are suppressed, the present invention is not limited to this. It is only necessary to be able to suppress the potential change of the input node caused by the leakage at the input part of the voltage controlled oscillation circuit. For example, as shown in FIG. 7, two voltage controlled oscillation circuits are provided to output an output clock signal. You may make it suppress the electric potential change of the input node in a circuit.

図7は、本発明の実施形態によるPLL回路の他の構成例を示す図である。PLL回路は、位相比較回路101、チャージポンプ回路102、ローパスフィルタ103、第1の電圧制御発振回路104、及び分周器105を有する。また、PLL回路は、補正制御回路106、第2の電圧制御発振回路107、及びカレントミラー回路108を有する。位相比較回路101、チャージポンプ回路102、ローパスフィルタ103、及び第1の電圧制御発振回路104は、前述した実施形態における位相比較回路1、チャージポンプ回路2、ローパスフィルタ3、及び電圧制御発振回路4A(又は4B)にそれぞれ相当する。また、分周器105、補正制御回路106、及びカレントミラー回路108は、前述した実施形態における分周器5、補正制御回路6A(又は6B、6C、6D)、及びカレントミラー回路8A(又は8B)にそれぞれ相当する。なお、第1の電圧制御発振回路104、補正制御回路106、及びカレントミラー回路108に対応する電圧制御発振回路4A又は4B、補正制御回路6A、6B、6C、又は6D、及びカレントミラー回路8A又は8Bは、前述した各実施形態に示した組み合わせで適用される。   FIG. 7 is a diagram showing another configuration example of the PLL circuit according to the embodiment of the present invention. The PLL circuit includes a phase comparison circuit 101, a charge pump circuit 102, a low-pass filter 103, a first voltage controlled oscillation circuit 104, and a frequency divider 105. The PLL circuit also includes a correction control circuit 106, a second voltage controlled oscillation circuit 107, and a current mirror circuit 108. The phase comparison circuit 101, the charge pump circuit 102, the low pass filter 103, and the first voltage controlled oscillation circuit 104 are the phase comparison circuit 1, the charge pump circuit 2, the low pass filter 3, and the voltage controlled oscillation circuit 4A in the above-described embodiment. (Or 4B) respectively. Further, the frequency divider 105, the correction control circuit 106, and the current mirror circuit 108 are the frequency divider 5, the correction control circuit 6A (or 6B, 6C, 6D), and the current mirror circuit 8A (or 8B) in the above-described embodiment. ) Respectively. The voltage control oscillation circuit 4A or 4B corresponding to the first voltage control oscillation circuit 104, the correction control circuit 106, and the current mirror circuit 108, the correction control circuits 6A, 6B, 6C, or 6D, and the current mirror circuit 8A or 8B is applied in the combination shown in each embodiment described above.

第2の電圧制御発振回路107は、その入力部が第1の電圧制御発振回路104の入力部と同様に構成されている。第2の電圧制御発振回路107は、例えば内部構成が第1の電圧制御発振回路104と同様に構成された第1の電圧制御発振回路104の複製回路である。第2の電圧制御発振回路107は、補正制御回路106がアンプ32を有していればアンプ32の出力が、アンプ32を有していなければアンプ30の出力が、制御電圧として供給されている。第2の電圧制御発振回路107の入力部で発生したリーク電流は、カレントミラー回路108で複製され補正電流ICMとして制御電圧VCNTのノードに出力される。これにより、第1の電圧制御発振回路104の入力部でロック状態時に発生するリーク電流に等しい補正電流を供給することができ、第1の電圧制御発振回路104の入力部でのリークによる制御電圧VCNTの変動を抑制し、定常位相誤差を防止することができる。   The input part of the second voltage controlled oscillator circuit 107 is configured in the same manner as the input part of the first voltage controlled oscillator circuit 104. The second voltage controlled oscillation circuit 107 is a replica circuit of the first voltage controlled oscillation circuit 104 whose internal configuration is the same as that of the first voltage controlled oscillation circuit 104, for example. In the second voltage controlled oscillation circuit 107, the output of the amplifier 32 is supplied as the control voltage if the correction control circuit 106 has the amplifier 32, and the output of the amplifier 30 is supplied if it does not have the amplifier 32. . The leak current generated at the input unit of the second voltage controlled oscillation circuit 107 is duplicated by the current mirror circuit 108 and output to the node of the control voltage VCNT as the correction current ICM. As a result, a correction current equal to the leakage current generated in the locked state can be supplied at the input portion of the first voltage controlled oscillation circuit 104, and the control voltage due to the leakage at the input portion of the first voltage controlled oscillation circuit 104 It is possible to suppress fluctuations in VCNT and prevent steady phase errors.

また、前記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
本発明の諸態様を付記として以下に示す。
In addition, each of the above-described embodiments is merely an example of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.
Various aspects of the present invention will be described below as supplementary notes.

(付記1)
リファレンスクロック信号とフィードバッククロック信号の位相を比較して位相差を検出する位相比較回路と、
第1の電圧を保持する第1の容量と、
前記位相比較回路により検出された位相差に応じた電流を前記第1の容量に出力するチャージポンプ回路と、
前記第1の容量の前記第1の電圧に応じた発振周波数の出力クロック信号を生成し、前記出力クロック信号又は前記出力クロック信号に応じた信号を前記フィードバッククロック信号として前記位相比較回路に出力する電圧制御発振回路と、
前記チャージポンプ回路による前記第1の容量への電流の出力完了後の第1の時刻に前記第1の電圧を保持し、前記第1の時刻に保持された前記第1の電圧に基づく制御情報を出力する補正制御回路と、
前記補正制御回路より出力された前記制御情報に基づいて、前記電圧制御発振回路の入力部に流れるリーク電流に応じた電流を生成する電流生成回路と、
前記電流生成回路により生成された電流に応じた補正電流を前記第1の容量に出力するカレントミラー回路とを有することを特徴とする位相ロックループ回路。
(付記2)
前記補正制御回路は、前記チャージポンプ回路による前記第1の容量への電流の出力が完了する度に、出力完了後の前記第1の時刻に前記第1の電圧を保持して、前記第1の時刻以後は、前記第1の容量の前記第1の電圧と前記第1の時刻に保持した前記第1の電圧とを比較し、比較結果を前記制御情報として出力することを特徴とする付記1記載の位相ロックループ回路。
(付記3)
前記補正制御回路は、
前記第1の時刻における前記第1の電圧を保持する第2の容量と、
前記第2の容量に保持した前記第1の電圧が一方の入力端に入力され、前記第1の時刻以後において前記第1の容量の前記第1の電圧が他方の入力端に入力され、出力が前記補正制御回路の出力とされるアンプとを有することを特徴とする付記2記載の位相ロックループ回路。
(付記4)
前記補正制御回路は、前記第1の容量の前記第1の電圧を、前記第1の時刻に前記第2の容量に入力し、前記第1の時刻以後は前記アンプの前記他方の入力端に入力するよう切り替える切り替え回路を有することを特徴とする付記3記載の位相ロックループ回路。
(付記5)
前記切り替え回路は、
前記第1の容量の前記第1の電圧を前記第2の容量に入力させる第1のスイッチと、
前記第1の容量の前記第1の電圧を前記アンプの前記他方の入力端に入力させる第2のスイッチと、
前記第1の時刻に前記第1のスイッチを導通させ、前記第1の時刻以後は前記第1のスイッチを非導通とし前記第2のスイッチを導通させる制御回路とを有することを特徴とする付記4記載の位相ロックループ回路。
(付記6)
前記補正制御回路は、前記チャージポンプ回路による前記第1の容量への電流の出力が完了する度に、出力完了後の前記第1の時刻に前記第1の電圧を保持し、前記制御情報として前記第1の時刻に保持された前記第1の電圧を出力することを特徴とする付記1記載の位相ロックループ回路。
(付記7)
前記補正制御回路は、
前記第1の時刻における前記第1の電圧を保持する第2の容量と、
前記第2の容量に保持された前記第1の電圧を前記制御情報として出力する出力回路とを有することを特徴とする付記6記載の位相ロックループ回路。
(付記8)
前記電流生成回路は、前記電圧制御発振回路の入力トランジスタと同じサイズであって、ゲートに前記補正制御回路より出力された前記制御情報が入力されるゲート容量を有することを特徴とする付記1〜7の何れか1項に記載の位相ロックループ回路。
(付記9)
前記電流生成回路は、前記補正制御回路の出力が入力電圧として入力される、前記電圧制御発振回路の複製回路であることを特徴とする付記1〜7の何れか1項に記載の位相ロックループ回路。
(付記10)
前記チャージポンプ回路は、電源電圧及び前記第1の容量間に接続される第3のスイッチ及び第1の電流源と、前記第1の容量及び基準電位間に接続される第4のスイッチ及び第2の電流源とを有することを特徴とする付記1〜9の何れか1項に記載の位相ロックループ回路。
(付記11)
前記チャージポンプ回路及び前記第1の容量間に接続される抵抗を有し、
前記チャージポンプ回路は、電源電圧及び前記抵抗間に接続される第3のスイッチと、前記抵抗及び基準電位間に接続される第4のスイッチとを有することを特徴とする付記1〜9の何れか1項に記載の位相ロックループ回路。
(付記12)
前記位相比較回路、前記チャージポンプ回路、前記電圧制御発振回路、前記補正制御回路、前記電流生成回路、及び前記カレントミラー回路は、同一の半導体チップ内に設けられ、
前記第1の容量は、前記半導体チップの外部に設けられることを特徴とする付記1〜11の何れか1項に記載の位相ロックループ回路。
(Appendix 1)
A phase comparison circuit that detects the phase difference by comparing the phases of the reference clock signal and the feedback clock signal;
A first capacitor for holding a first voltage;
A charge pump circuit that outputs a current corresponding to the phase difference detected by the phase comparison circuit to the first capacitor;
An output clock signal having an oscillation frequency corresponding to the first voltage of the first capacitor is generated, and the output clock signal or a signal corresponding to the output clock signal is output to the phase comparison circuit as the feedback clock signal. A voltage controlled oscillator circuit;
Control information based on the first voltage held at the first time and held at the first time after the completion of the output of the current to the first capacitor by the charge pump circuit. A correction control circuit that outputs
Based on the control information output from the correction control circuit, a current generation circuit that generates a current according to a leakage current flowing in the input unit of the voltage controlled oscillation circuit;
And a current mirror circuit that outputs a correction current corresponding to the current generated by the current generation circuit to the first capacitor.
(Appendix 2)
The correction control circuit holds the first voltage at the first time after the completion of the output every time the output of the current to the first capacitor by the charge pump circuit is completed. After this time, the first voltage of the first capacitor is compared with the first voltage held at the first time, and the comparison result is output as the control information. The phase-locked loop circuit according to 1.
(Appendix 3)
The correction control circuit includes:
A second capacitor for holding the first voltage at the first time;
The first voltage held in the second capacitor is input to one input terminal, and after the first time, the first voltage of the first capacitor is input to the other input terminal and output. The phase-locked loop circuit according to claim 2, further comprising an amplifier that is output from the correction control circuit.
(Appendix 4)
The correction control circuit inputs the first voltage of the first capacitor to the second capacitor at the first time, and to the other input terminal of the amplifier after the first time. The phase-locked loop circuit according to claim 3, further comprising a switching circuit that switches to input.
(Appendix 5)
The switching circuit is
A first switch for inputting the first voltage of the first capacitor to the second capacitor;
A second switch for inputting the first voltage of the first capacitor to the other input terminal of the amplifier;
And a control circuit for conducting the first switch at the first time and making the first switch non-conducting after the first time and conducting the second switch. 5. The phase-locked loop circuit according to 4.
(Appendix 6)
The correction control circuit holds the first voltage at the first time after completion of the output every time the output of the current to the first capacitor by the charge pump circuit is completed, and as the control information The phase-locked loop circuit according to appendix 1, wherein the first voltage held at the first time is output.
(Appendix 7)
The correction control circuit includes:
A second capacitor for holding the first voltage at the first time;
The phase-locked loop circuit according to claim 6, further comprising: an output circuit that outputs the first voltage held in the second capacitor as the control information.
(Appendix 8)
The current generation circuit has the same size as the input transistor of the voltage controlled oscillation circuit, and has a gate capacitance to which the control information output from the correction control circuit is input to a gate. 8. The phase locked loop circuit according to any one of 7 above.
(Appendix 9)
The phase locked loop according to any one of appendices 1 to 7, wherein the current generation circuit is a replica circuit of the voltage controlled oscillation circuit, and an output of the correction control circuit is input as an input voltage. circuit.
(Appendix 10)
The charge pump circuit includes a third switch and a first current source connected between a power supply voltage and the first capacitor, a fourth switch connected between the first capacitor and a reference potential, and a first current source. The phase-locked loop circuit according to any one of appendices 1 to 9, further comprising:
(Appendix 11)
A resistor connected between the charge pump circuit and the first capacitor;
Any one of Supplementary notes 1 to 9, wherein the charge pump circuit includes a third switch connected between a power supply voltage and the resistor, and a fourth switch connected between the resistor and a reference potential. The phase-locked loop circuit according to claim 1.
(Appendix 12)
The phase comparison circuit, the charge pump circuit, the voltage controlled oscillation circuit, the correction control circuit, the current generation circuit, and the current mirror circuit are provided in the same semiconductor chip,
The phase-locked loop circuit according to any one of appendices 1 to 11, wherein the first capacitor is provided outside the semiconductor chip.

1 位相比較回路
2 チャージポンプ回路
3 ローパスフィルタ
4A、4B 電圧制御発振回路
5 分周器
6A、6B、6C、6D 補正制御回路
7A、7B ゲート容量
8A、8B カレントミラー回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Phase comparison circuit 2 Charge pump circuit 3 Low pass filter 4A, 4B Voltage control oscillation circuit 5 Frequency divider 6A, 6B, 6C, 6D Correction control circuit 7A, 7B Gate capacity 8A, 8B Current mirror circuit

Claims (5)

リファレンスクロック信号とフィードバッククロック信号の位相を比較して位相差を検出する位相比較回路と、
第1の電圧を保持する第1の容量と、
前記位相比較回路により検出された位相差に応じた電流を前記第1の容量に出力するチャージポンプ回路と、
前記第1の容量の前記第1の電圧に応じた発振周波数の出力クロック信号を生成し、前記出力クロック信号又は前記出力クロック信号に応じた信号を前記フィードバッククロック信号として前記位相比較回路に出力する電圧制御発振回路と、
前記チャージポンプ回路による前記第1の容量への電流の出力が完了する度に、出力完了後の第1の時刻に前記第1の電圧を保持し、前記第1の時刻以後は、前記第1の容量の前記第1の電圧と前記第1の時刻に保持た前記第1の電圧とを比較して比較結果を出力する補正制御回路と、
前記補正制御回路の出力に基づいて、前記電圧制御発振回路の入力部に流れるリーク電流に応じた電流を生成する電流生成回路と、
前記電流生成回路により生成された電流に応じた補正電流を前記第1の容量に出力するカレントミラー回路とを有することを特徴とする位相ロックループ回路。
A phase comparison circuit that detects the phase difference by comparing the phases of the reference clock signal and the feedback clock signal;
A first capacitor for holding a first voltage;
A charge pump circuit that outputs a current corresponding to the phase difference detected by the phase comparison circuit to the first capacitor;
An output clock signal having an oscillation frequency corresponding to the first voltage of the first capacitor is generated, and the output clock signal or a signal corresponding to the output clock signal is output to the phase comparison circuit as the feedback clock signal. A voltage controlled oscillator circuit;
Each time the current output to the first capacitor by the charge pump circuit is completed , the first voltage is held at a first time after the output is completed, and after the first time, the first voltage is maintained . A correction control circuit for comparing the first voltage of the capacity of the first and the first voltage held at the first time and outputting a comparison result ;
A current generation circuit for generating a current corresponding to a leakage current flowing in the input unit of the voltage controlled oscillation circuit based on the output of the correction control circuit;
And a current mirror circuit that outputs a correction current corresponding to the current generated by the current generation circuit to the first capacitor.
前記補正制御回路は、
前記第1の時刻における前記第1の電圧を保持する第2の容量と、
前記第2の容量に保持した前記第1の電圧が一方の入力端に入力され、前記第1の時刻以後において前記第1の容量の前記第1の電圧が他方の入力端に入力され、出力が前記補正制御回路の出力とされるアンプとを有することを特徴とする請求項記載の位相ロックループ回路。
The correction control circuit includes:
A second capacitor for holding the first voltage at the first time;
The first voltage held in the second capacitor is input to one input terminal, and after the first time, the first voltage of the first capacitor is input to the other input terminal and output. phase lock loop circuit of claim 1, wherein but characterized by having an amplifier which is an output of said correction control circuit.
前記補正制御回路は、前記第1の容量の前記第1の電圧を、前記第1の時刻に前記第2の容量に入力し、前記第1の時刻以後は前記アンプの前記他方の入力端に入力するよう切り替える切り替え回路を有することを特徴とする請求項記載の位相ロックループ回路。 The correction control circuit inputs the first voltage of the first capacitor to the second capacitor at the first time, and to the other input terminal of the amplifier after the first time. The phase-locked loop circuit according to claim 2 , further comprising a switching circuit that switches to input. リファレンスクロック信号とフィードバッククロック信号の位相を比較して位相差を検出する位相比較回路と、
第1の電圧を保持する第1の容量と、
前記位相比較回路により検出された位相差に応じた電流を前記第1の容量に出力するチャージポンプ回路と、
前記第1の容量の前記第1の電圧に応じた発振周波数の出力クロック信号を生成し、前記出力クロック信号又は前記出力クロック信号に応じた信号を前記フィードバッククロック信号として前記位相比較回路に出力する電圧制御発振回路と、
前記チャージポンプ回路による前記第1の容量への電流の出力が完了する度に、出力完了後の第1の時刻に前記第1の電圧を保持し、前記第1の時刻に保持された前記第1の電圧を出力する補正制御回路と、
前記補正制御回路の出力に基づいて、前記電圧制御発振回路の入力部に流れるリーク電流に応じた電流を生成する電流生成回路と、
前記電流生成回路により生成された電流に応じた補正電流を前記第1の容量に出力するカレントミラー回路とを有することを特徴とする位相ロックループ回路。
A phase comparison circuit that detects the phase difference by comparing the phases of the reference clock signal and the feedback clock signal;
A first capacitor for holding a first voltage;
A charge pump circuit that outputs a current corresponding to the phase difference detected by the phase comparison circuit to the first capacitor;
An output clock signal having an oscillation frequency corresponding to the first voltage of the first capacitor is generated, and the output clock signal or a signal corresponding to the output clock signal is output to the phase comparison circuit as the feedback clock signal. A voltage controlled oscillator circuit;
Each time the output of the current to the first capacitor by the charge pump circuit is completed, the first voltage held in the first time after the output completion, held before Symbol first time the a correction control circuit for outputting a first voltage,
A current generation circuit for generating a current corresponding to a leakage current flowing in the input unit of the voltage controlled oscillation circuit based on the output of the correction control circuit;
And a current mirror circuit that outputs a correction current corresponding to the current generated by the current generation circuit to the first capacitor .
前記補正制御回路は、
前記第1の時刻における前記第1の電圧を保持する第2の容量と、
前記第2の容量に保持された前記第1の電圧を前記補正制御回路の出力として出力する出力回路とを有することを特徴とする請求項記載の位相ロックループ回路。
The correction control circuit includes:
A second capacitor for holding the first voltage at the first time;
5. The phase-locked loop circuit according to claim 4 , further comprising: an output circuit that outputs the first voltage held in the second capacitor as an output of the correction control circuit.
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