JP7230341B2 - PLL circuit - Google Patents

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Description

本発明は、PLL(Phase Locked Loop)回路に関する。 The present invention relates to a PLL (Phase Locked Loop) circuit.

PLL回路は、基準信号生成器、位相比較器、ループフィルタ、及びVCO(Voltage Controlled Oscillator)を主に備え、VCOの出力周波数をフィードバック制御する。本願に関連する文献として特許文献1が挙げられる。この特許文献1記載の技術によれば、駆動回路の負荷駆動能力の変更を可能にしており、半導体チップ形成後におけるクロックスキューを低減化できるようにしている。 A PLL circuit mainly includes a reference signal generator, a phase comparator, a loop filter, and a VCO (Voltage Controlled Oscillator), and feedback-controls the output frequency of the VCO. Patent document 1 is mentioned as a document related to this application. According to the technique described in Patent Document 1, it is possible to change the load driving capability of the drive circuit, and to reduce the clock skew after the semiconductor chip is formed.

特開平8-335670号公報JP-A-8-335670

ところで近年、電源電圧が低電源電圧化しているため、一般的なバリキャップダイオードを用いてVCOの制御電圧を生成することが困難になってきており、回路規模を極力抑制しつつ構成することが望まれている In recent years, however, the power supply voltage has become low, and it has become difficult to generate a control voltage for the VCO using a general varicap diode. Desired .

LL回路のループフィルタは、そのループ帯域を可変にする構成とすることで法規上の要請を満たしながら、様々な状況に応じてスプリアスなどの性能を調整することが望まれている。 It is desired that the loop filter of the PLL circuit has a variable loop band so as to meet legal requirements and adjust performance such as spurious response according to various situations.

本開示の目的は、動作電源電圧が低電圧となったとしても回路規模を極力抑制しながらループフィルタのループ帯域を可変にできるようにしたPLL回路を提供することにある。 An object of the present disclosure is to provide a PLL circuit that can change the loop band of a loop filter while suppressing the circuit scale as much as possible even if the operating power supply voltage becomes low.

請求項1記載の発明は、制御電圧に応じた周波数の信号を出力信号とするVCO(Voltage Controlled Oscillator)と、基準信号生成器による基準信号とVCOの出力信号の分周信号との位相を比較しVCOの出力信号の周波数誤差をパルス信号として出力段から出力する位相比較器と、パルス信号の高域をカットし制御電圧としてVCOに入力させるループフィルタと、を備える。位相比較器の出力段は出力電流可変機能を備えると共に、ループフィルタがループ帯域の可変機能を備える。切替部は、出力段とループフィルタとの間に介在する1つのトランジスタスイッチを用いて出力段の出力電流を切り替えると同時にループ帯域を切り替える。位相比較器が、VCOの出力信号の周波数誤差をパルス信号として出力するようにしているため、たとえ低電源電圧を用いたとしても周波数誤差を正確に検出できるようになる。出力段とループフィルタとの間の複数のトランジスタのうちの何れか少なくとも1つのトランジスタスイッチを制御し出力段の出力電流を切り替えると同時にループ帯域を切り替えるように構成されているため、回路規模を極力抑制しながらループフィルタのループ帯域を可変にできる。
ループフィルタは、複数の並列抵抗及び並列コンデンサによるローパスフィルタにより構成されると共に、複数の並列抵抗及び並列コンデンサの間の共通接続点をVCOの制御電圧の入力に接続して構成される。切替部は、出力段の複数の出力電流を切り替えると同時に複数の並列抵抗の通電経路を切り替えるように構成され、出力段の出力電流を切り替えて複数の並列抵抗に電流を出力するときにループフィルタの低域側の電圧振幅を一定に制御するように切り替える。
The invention according to claim 1 compares the phases of a VCO (Voltage Controlled Oscillator) whose output signal is a signal having a frequency corresponding to a control voltage, and a reference signal generated by a reference signal generator and a frequency-divided signal of the output signal of the VCO. and a phase comparator for outputting the frequency error of the output signal of the VCO as a pulse signal from the output stage, and a loop filter for cutting the high frequency band of the pulse signal and inputting it to the VCO as a control voltage. The output stage of the phase comparator has an output current variable function, and the loop filter has a loop band variable function. The switching unit switches the loop band at the same time as switching the output current of the output stage using one transistor switch interposed between the output stage and the loop filter. Since the phase comparator outputs the frequency error of the VCO output signal as a pulse signal, the frequency error can be accurately detected even if a low power supply voltage is used. At least one transistor switch among a plurality of transistors between the output stage and the loop filter is controlled to switch the output current of the output stage and simultaneously switch the loop band. The loop band of the loop filter can be made variable while suppressing it.
The loop filter is composed of a low-pass filter with a plurality of parallel resistors and parallel capacitors, and is configured by connecting a common connection point between the plurality of parallel resistors and parallel capacitors to the input of the control voltage of the VCO. The switching unit is configured to switch current paths of the plurality of parallel resistors at the same time as switching the plurality of output currents of the output stage. switch so that the voltage amplitude on the low-frequency side of is controlled to be constant.

第1実施形態における位相比較器の出力段及びループフィルタを示す電気的構成図FIG. 2 is an electrical block diagram showing the output stage and loop filter of the phase comparator in the first embodiment; PLL回路の電気的構成図Electrical configuration diagram of a PLL circuit 位相比較器の出力段とループフィルタの前段回路を示す等価回路図Equivalent circuit diagram showing the output stage of the phase comparator and the pre-stage circuit of the loop filter ループフィルタ入力前の信号電圧波形と、ループフィルタ出力後のスペクトラム特性図Signal voltage waveform before loop filter input and spectrum characteristic diagram after loop filter output 比較例のその1Comparative example 1 RCフィルタの入出力信号波形I/O signal waveform of RC filter RCフィルタ入力前の信号電圧波形と、RCフィルタ出力後のスペクトラム特性図(比較例のその1)Signal voltage waveform before RC filter input and spectrum characteristic diagram after RC filter output (comparative example 1) 比較例のその2Comparative example 2 第2実施形態における位相比較器の出力段及びループフィルタを示す電気的構成図An electrical configuration diagram showing the output stage and loop filter of the phase comparator in the second embodiment. 第3実施形態において時間変化に伴うPLL回路のロック周波数の変化と各種設定変化の説明図Explanatory diagram of changes in the lock frequency of the PLL circuit and changes in various settings over time in the third embodiment. 第4実施形態におけるミリ波レーダシステムの電気的構成図Electrical configuration diagram of a millimeter-wave radar system in the fourth embodiment 時間変化に伴うPLL回路のロック周波数の変化と各種設定変化の説明図Explanatory diagram of changes in the lock frequency of the PLL circuit with time and changes in various settings

以下、PLL回路の幾つかの実施形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する各実施形態において、同一又は類似の動作を行う構成については、同一又は類似の符号を付して必要に応じて説明を省略する。なお、下記の実施形態において同一又は類似する構成には、符号の十の位と一の位とに同一符号を付して説明を行っている。 Several embodiments of the PLL circuit will be described below with reference to the drawings. In each of the embodiments described below, the same or similar reference numerals are assigned to configurations that perform the same or similar operations, and description thereof will be omitted as necessary. In the following embodiments, the same or similar configurations are described by attaching the same reference numerals to the tens digit and the ones digit of the reference numerals.

(第1実施形態)
図1から図8は、第1実施形態の説明図を示している。図2は、PLL回路1の電気的構成図を示している。PLL回路1は、電圧制御発振器(以下、VCOと称す)2、分周器3、MMD(Multi Modulus Divider)4、位相比較器5、ループフィルタ6、小数点演算ロジック部7、及び、切替部としてのロジック回路8を備え、外部の基準信号生成器(図示せず)により生成された基準信号Reference Clockを位相比較器5に入力して動作する。ロジック回路8は、制御主体を構成するものであり、必要に応じて、非遷移的実体的記録媒体としてのメモリを備える。
(First embodiment)
1 to 8 show explanatory diagrams of the first embodiment. FIG. 2 shows an electrical block diagram of the PLL circuit 1. As shown in FIG. The PLL circuit 1 includes a voltage controlled oscillator (hereinafter referred to as a VCO) 2, a frequency divider 3, an MMD (Multi Modulus Divider) 4, a phase comparator 5, a loop filter 6, a decimal point calculation logic section 7, and a switching section. , and operates by inputting a reference signal Reference Clock generated by an external reference signal generator (not shown) to the phase comparator 5 . The logic circuit 8 constitutes a control subject, and if necessary, has a memory as a non-transitional substantive recording medium.

VCO2は、例えばループフィルタ6を通じて入力される制御電圧に応じた(例えば比例した)周波数の信号を出力信号とするように構成されている。このVCO2は、例えばLC共振型発振回路により構成されている。分周器3は、VCO2の例えば40GHz程度の周波数の出力信号を分周し、例えば数GHz帯に周波数変換してMMD4に出力する。小数点演算ロジック部7は、MMD4の分周比を決定するための分周比設定モジュールであり、必要とする動作周波数に応じて外部から与えられる変調信号を変更してMMD4に与える値、すなわち分周比を変更してMMD4に出力する。 The VCO 2 is configured to output a signal having a frequency corresponding to (for example, proportional to) the control voltage input through the loop filter 6, for example. This VCO 2 is composed of, for example, an LC resonance type oscillation circuit. A frequency divider 3 divides an output signal of a frequency of about 40 GHz from the VCO 2, for example, converts the frequency to a frequency band of several GHz, and outputs the signal to the MMD 4. FIG. The decimal point calculation logic unit 7 is a frequency division ratio setting module for determining the frequency division ratio of the MMD 4, and changes the externally applied modulation signal according to the required operating frequency to give the value to the MMD 4, that is, the division ratio. Change the circumference ratio and output to MMD4.

MMD4は、VCO2から分周器3を経て得られる出力を再度分周するためのマルチモジュラスディバイダであり、小数点演算ロジック部7から与えられる分周比に応じて分周器3の出力信号を再度分周し、位相比較器5に出力する。位相比較器5は、基準信号Reference ClockとMMD4の出力との位相を比較し、位相差に応じた信号を検出するものであり、VCO2の出力信号の周波数誤差をパルス信号として検出する。ループフィルタ6は、この検出されたパルス信号の高域をカットすることでローパスフィルタ処理し、制御電圧としてVCO2に出力する。 MMD 4 is a multi-modulus divider for re-dividing the output obtained from VCO 2 via frequency divider 3, and re-divides the output signal of frequency divider 3 according to the frequency division ratio given from decimal point operation logic unit 7. It is frequency-divided and output to the phase comparator 5 . The phase comparator 5 compares the phases of the reference signal Reference Clock and the output of the MMD 4 and detects a signal corresponding to the phase difference, and detects the frequency error of the output signal of the VCO 2 as a pulse signal. The loop filter 6 cuts the high frequency band of the detected pulse signal to perform low-pass filter processing, and outputs it as a control voltage to the VCO 2 .

図1は、位相比較器5の出力段5aの構成と、ループフィルタ6の構成とを合わせて示している。位相比較器5及びループフィルタ6は、2本の電源線間に与えられている例えば1.1V程度の低電源電圧に基づいて動作する。位相比較器5の前段(図1には図示せず)は、基準信号ReferenceClockとMMD4の出力との位相を比較することで、VCO2の出力信号の周波数誤差をパルス信号のパルス幅の大小により検出する。発明者は、この低電源電圧化に対応するため、位相比較器がVCOの出力信号の周波数誤差をパルス信号のデューティとして検出し、ループフィルタがこのパルス信号の高域をカットして直流電圧に変換し、VCOの制御電圧として出力する構成を採用する。このとき位相比較器は、周波数誤差に応じたパルス幅のパルス信号を出力する。このため、VCOは、ループフィルタを介して当該周波数誤差に対応した制御電圧を入力することで出力周波数を変化させることができる。パルス信号のパルス幅の大小により周波数誤差を検出する方法を用いているため、たとえ低電源電圧を用いたとしても周波数誤差を正確に検出できる。 FIG. 1 shows the configuration of the output stage 5a of the phase comparator 5 and the configuration of the loop filter 6 together. The phase comparator 5 and loop filter 6 operate based on a low power supply voltage of about 1.1V, for example, applied between the two power supply lines. The preceding stage (not shown in FIG. 1) of the phase comparator 5 compares the phase of the reference signal ReferenceClock and the output of the MMD 4, thereby detecting the frequency error of the output signal of the VCO 2 from the magnitude of the pulse width of the pulse signal. do. In order to cope with this low power supply voltage, the inventors have found that the phase comparator detects the frequency error of the VCO output signal as the duty of the pulse signal, and the loop filter cuts the high frequency range of this pulse signal to convert it to a DC voltage. A configuration is adopted in which the voltage is converted and output as the control voltage of the VCO. At this time, the phase comparator outputs a pulse signal having a pulse width corresponding to the frequency error. Therefore, the VCO can change the output frequency by inputting a control voltage corresponding to the frequency error via the loop filter. Since the frequency error is detected based on the pulse width of the pulse signal, the frequency error can be accurately detected even if a low power supply voltage is used.

位相比較器5の出力段5aは、第1段目のインバータ11、その後段の第2段目の複数のインバータ12a~12d、及びイネーブルスイッチ13a~13dを備える。ループフィルタ6は、抵抗(並列抵抗相当)Ra~Rd、及びコンデンサ(並列コンデンサ相当)Ca~Cdを備える。 The output stage 5a of the phase comparator 5 includes a first-stage inverter 11, a plurality of subsequent second-stage inverters 12a-12d, and enable switches 13a-13d. The loop filter 6 includes resistors (corresponding to parallel resistors) Ra to Rd and capacitors (corresponding to parallel capacitors) Ca to Cd.

第1段目のインバータ11は、2本の電源線間にPチャネル型のMOSトランジスタMp1のソースドレイン間とNチャネル型のMOSトランジスタMn1のドレインソース間とを直列接続すると共にこれらのゲートを互いに共通接続して構成され、その入力が互いに並列接続されている。この第1段目のインバータ11は、位相比較器5の前段にて検出されたパルス信号を入力して波形成形する。 In the first stage inverter 11, the source and drain of the P-channel MOS transistor Mp1 and the drain and source of the N-channel MOS transistor Mn1 are connected in series between the two power supply lines, and these gates are connected to each other. are connected in common and their inputs are connected in parallel with each other. This first-stage inverter 11 inputs the pulse signal detected at the preceding stage of the phase comparator 5 and shapes the waveform.

第2段目の複数のインバータ12a~12dは、その入力が位相比較器5の出力段5aの後段に位置して並列接続されている。これらの第2段目の複数のインバータ12a~12dは、Pチャネル型のMOSトランジスタ(以下、PMOSトランジスタと称す)Mpa~Mpd、及び、Nチャネル型のMOSトランジスタ(以下、NMOSトランジスタと称す)Mna~Mndを備える。 A plurality of inverters 12a to 12d in the second stage are connected in parallel with their inputs positioned after the output stage 5a of the phase comparator 5. FIG. These second-stage inverters 12a to 12d are composed of P-channel MOS transistors (hereinafter referred to as PMOS transistors) Mpa to Mpd and N-channel MOS transistors (hereinafter referred to as NMOS transistors) Mna. ~Mnd.

これらの第2段目の複数のインバータ12a~12dは、2本の電源線間にPMOSトランジスタMpa~Mpdのソースドレイン間とNMOSトランジスタMna~Mndのドレインソース間とをそれぞれ直列接続して構成されている。また、これらの第2段目の複数のインバータ12a~12dのPMOSトランジスタMpa~Mpd及びNMOSトランジスタMna~Mndは、その全てのゲートが共通接続されている。PMOSトランジスタMpa~Mpd及びNMOSトランジスタMna~Mndのドレイン間には、それぞれイネーブルスイッチ13a~13dが介在して構成されている。 These second-stage inverters 12a-12d are configured by connecting the source-drain regions of PMOS transistors Mpa-Mpd and the drain-source regions of NMOS transistors Mna-Mnd in series between two power supply lines. ing. All the gates of the PMOS transistors Mpa-Mpd and the NMOS transistors Mna-Mnd of the plurality of second-stage inverters 12a-12d are commonly connected. Enable switches 13a-13d are interposed between the drains of the PMOS transistors Mpa-Mpd and the NMOS transistors Mna-Mnd, respectively.

イネーブルスイッチ13a~13dは、第2段目の複数のインバータ12a~12dのうち1又は複数個を有効/無効に選択切替えするために設けられた選択スイッチであり、それぞれNOTゲートGa~Gd、Pチャネル型のMOSトランジスタ(以下、PMOSトランジスタと称す)Mepa~Mepd、及びNチャネル型のMOSトランジスタ(NMOSトランジスタと称す)Mena~Mendを備える。これらのPMOS/NMOSトランジスタMepa~Mepd、Mena~Mendは、トランジスタスイッチを構成する。 The enable switches 13a to 13d are selection switches provided to enable/disable one or more of the plurality of second stage inverters 12a to 12d. It includes channel type MOS transistors (hereinafter referred to as PMOS transistors) Mepa to Mepd and N channel type MOS transistors (referred to as NMOS transistors) Mena to Mend. These PMOS/NMOS transistors Mepa to Mepd and Mena to Mend constitute transistor switches.

各NOTゲートGa~Gd、及び、各NMOSトランジスタMena~Mendのゲートには、ロジック回路8からイネーブル信号EN1~EN4が入力されるようになっており、PMOSトランジスタMepa~MepdのゲートにはNOTゲートGa~Gdを介してロジック回路8からイネーブル信号EN1~EN4が入力されている。ここではロジック回路8が、イネーブル信号EN1~EN4の制御ビット数を4としたときの例を挙げている。 Enable signals EN1 to EN4 from the logic circuit 8 are input to the NOT gates Ga to Gd and the gates of the NMOS transistors Mena to Mend. Enable signals EN1 to EN4 are input from the logic circuit 8 via Ga to Gd. Here, an example is given in which the logic circuit 8 controls the number of control bits of the enable signals EN1 to EN4 to four.

これらのイネーブルスイッチ13a~13dを構成するPMOSトランジスタMepa及びNMOSトランジスタMenaのソースドレイン間は、2つの電源線間において、インバータ12a~12dを構成するPMOSトランジスタMpa及びNMOSトランジスタMnaのドレイン間に介在して構成されている。PMOSトランジスタMepa及びNMOSトランジスタMenaは、そのドレインが共通接続されており、後段の抵抗Rd~Raの一端に接続されている。 The source/drain of the PMOS transistor Mepa and the NMOS transistor Mena forming the enable switches 13a to 13d is interposed between the drains of the PMOS transistor Mpa and the NMOS transistor Mna forming the inverters 12a to 12d between the two power supply lines. configured as follows. The drains of the PMOS transistor Mepa and the NMOS transistor Mena are connected in common and connected to one end of the resistors Rd to Ra in the latter stage.

このため、例えばイネーブル信号EN1が「H」となれば、PMOSトランジスタMepaがオンすると共にNMOSトランジスタMenaがオンするようになり、逆にイネーブル信号EN1が「L」となれば、PMOSトランジスタMepaがオフすると共にNMOSトランジスタMenaがオフする。他のイネーブル信号EN2~EN4がH/Lとなっても同様に動作する。 Therefore, for example, when the enable signal EN1 becomes "H", the PMOS transistor Mepa is turned on and the NMOS transistor Mena is turned on. Conversely, when the enable signal EN1 becomes "L", the PMOS transistor Mepa is turned off. At the same time, the NMOS transistor Mena is turned off. Even if the other enable signals EN2 to EN4 are H/L, the same operation is performed.

このため、ロジック回路8が、イネーブル信号EN1~EN4をH/Lに切替えることで第2段目の複数のインバータ12a~12dの何れか1又は複数の出力を選択し、当該選択されたインバータ12a~12dの出力電流をそれぞれ抵抗Ra~Rdに出力できるようになる。 Therefore, the logic circuit 8 switches the enable signals EN1 to EN4 to H/L to select one or a plurality of outputs of the plurality of second-stage inverters 12a to 12d, and selects the output of the selected inverter 12a. 12d can be output to the resistors Ra to Rd, respectively.

これらの2段目の複数のインバータ12a~12dは、電流駆動能力が互いに異なるように構成されている。複数のインバータ12a~12dは、それぞれのPMOS/NMOSトランジスタMpa~Mpd、Mna~Mndのサイズを電流駆動能力に比例するように調整することで、イネーブルスイッチ13a~13dによりそれぞれ有効とされたときに、所定の基準電流の「×1」倍、「×2」倍、「×4」倍、「×8」倍(図1中記載参照)、すなわち、2のn乗倍(nは0,…,k-1,k;kは所定数(本形態ではk=3))の電流を抵抗Ra~Rd側に出力するように構成されている。 These second-stage inverters 12a to 12d are configured to have different current driving capabilities. The plurality of inverters 12a to 12d adjust the sizes of the respective PMOS/NMOS transistors Mpa to Mpd and Mna to Mnd in proportion to the current drive capability, so that when enabled by the enable switches 13a to 13d, respectively. , “×1” times, “×2” times, “×4” times, and “×8” times the predetermined reference current (see FIG. 1), that is, 2 n times (n is 0, . . . ). , k−1, k; k is a predetermined number (k=3 in this embodiment)) and is configured to output currents to the resistors Ra to Rd.

またイネーブルスイッチ13a~13dのPMOSトランジスタMepa~Mepd及びNMOSトランジスタMena~Mendもまた電流駆動能力が互いに異なるように構成され、それぞれPMOS/NMOSトランジスタMepa~Mepd、Mena~Mendのサイズを電流駆動能力に比例するように調整することで、イネーブルスイッチ13a~13dにより有効にされたときに、所定の基準電流の「×1」倍、「×2」倍、「×4」倍、「×8」倍(図1中記載参照)、すなわち、2のn乗倍(nは0,…,k-1,k;kは所定の自然数(本形態ではk=3))の電流を抵抗Ra~Rd側に出力するように構成されている。 The PMOS transistors Mepa to Mepd and the NMOS transistors Mena to Mend of the enable switches 13a to 13d are also configured to have different current driving capacities. Proportionally adjusted so that when enabled by enable switches 13a-13d, 'x1', 'x2', 'x4', 'x8' times the predetermined reference current. (see description in FIG. 1), that is, 2 n times (n is 0, ..., k-1, k; k is a predetermined natural number (k = 3 in this embodiment)) current configured to output to

第2段目の複数のインバータ12a~12d及びイネーブルスイッチ13a~13dの電流駆動能力は、2の0乗倍、2の1乗倍、2の2乗倍、2の3乗倍に対応したものを示したが、これに限定されるものではなく、第2段目の複数のインバータ12a~12d及びイネーブルスイッチ13a~13dは、2の4乗倍以上に対応した電流駆動能力を備える構成であっても良い。 The current driving capabilities of the plurality of inverters 12a to 12d and the enable switches 13a to 13d in the second stage correspond to 2 to the 0th power, 2 to the 1st power, 2 to the 2nd power, and 2 to the 3rd power. However, the present invention is not limited to this, and the plurality of inverters 12a to 12d and the enable switches 13a to 13d in the second stage are configured to have a current drive capability corresponding to 2 to the fourth power or more. can be

複数の抵抗Ra~Rdは互いに並列接続されており、その一方の端子がイネーブルスイッチ13a~13dのPMOSトランジスタMepa~Mepd及びNMOSトランジスタMena~Mendの共通接続点Na~Ndにそれぞれ接続されており、その他方の端子が共通接続点Ninにおいて共通接続されている。 The plurality of resistors Ra to Rd are connected in parallel with each other, and one terminal thereof is connected to the common connection points Na to Nd of the PMOS transistors Mepa to Mepd and the NMOS transistors Mena to Mend of the enable switches 13a to 13d, respectively, The other terminals are commonly connected at a common connection point Nin.

これらの複数の抵抗Ra~Rdは、それぞれ基準抵抗値をRとした「8×R」「4×R」「2×R」「1×R」の抵抗値、すなわち、2のm乗(mはk,k-1,…,0)に設定されている。 These multiple resistors Ra to Rd have resistance values of "8×R", "4×R", "2×R", and "1×R" with the reference resistance value as R, that is, 2 to the mth power (m are set to k, k−1, . . . , 0).

複数の並列コンデンサCa~Cdは、この共通接続点Ninとグランドとの間に並列接続されており、それぞれのコンデンサCa~Cdの通電経路にはスイッチSWa~SWdが構成されている。このスイッチSWa~SWdは、ロジック回路8によりオン・オフ制御可能になっている。これにより、コンデンサCa~Cdの接続を切り替えることができ、ループフィルタ6のループ帯域を切り替えることができる。 A plurality of parallel capacitors Ca to Cd are connected in parallel between this common connection point Nin and the ground, and switches SWa to SWd are configured in the conduction paths of the respective capacitors Ca to Cd. The switches SWa to SWd can be turned on/off by a logic circuit 8. FIG. Thereby, the connections of the capacitors Ca to Cd can be switched, and the loop band of the loop filter 6 can be switched.

複数の抵抗Ra~Rd及び複数のコンデンサCa~Cdの間の共通接続点Ninは、VCO2の制御電圧の入力端子に接続され、VCO2は、このループフィルタ6の出力電圧を制御電圧とした周波数の信号を出力信号とする。 A common connection point Nin between the plurality of resistors Ra to Rd and the plurality of capacitors Ca to Cd is connected to the input terminal of the control voltage of the VCO2, and the VCO2 uses the output voltage of the loop filter 6 as the control voltage. signal is the output signal.

図3は、第2段目のインバータ12a~12dと抵抗Ra~Rdとの接続関係を理解しやすく図示した等価回路を示している。この図3に示すように、第1段目のインバータ11が所定の基準電流の「×8」の電流駆動能力を備えており、この後段に位置して第2段目のインバータ12a~12dが並列接続されている。これらの第2段目のインバータ12a~12dは、所定の基準電流の「×1」「×2」「×4」「×8」の比率、すなわち2のn乗(但し、nは0,…,k-1,k)の比率の電流値を出力する電流駆動能力を備えている。 FIG. 3 shows an equivalent circuit to facilitate understanding of the connection relationship between the second stage inverters 12a to 12d and the resistors Ra to Rd. As shown in FIG. 3, the inverter 11 in the first stage has a current driving capability of "×8" of a predetermined reference current, and the inverters 12a to 12d in the second stage are located in the latter stage. connected in parallel. These second-stage inverters 12a to 12d have ratios of "x1", "x2", "x4", and "x8" of a predetermined reference current, that is, 2 to the nth power (where n is 0, . . . ). , k−1, k).

すなわち位相比較器5は、パルス信号を出力する出力段5aに出力電流可変機能を備えている。また、これらに対応するように、第2段目のインバータ12a~12dが、それぞれ、基準抵抗値をRとした抵抗値「×8」「×4」「×2」「×1」の比率の抵抗値、すなわち、2のm乗(但し、mはk,k-1,…,0)の比率の抵抗Ra~Rdに直列接続されている。 That is, the phase comparator 5 has an output current variable function in the output stage 5a that outputs the pulse signal. In addition, corresponding to these, the second-stage inverters 12a to 12d each have a ratio of resistance values "x8", "x4", "x2", and "x1" with the reference resistance value as R. It is connected in series with resistors Ra to Rd having a resistance value, ie, a ratio of 2 to the mth power (where m is k, k-1, . . . , 0).

したがって、ロジック回路8が、イネーブル信号EN1~EN4を各イネーブルスイッチ13a~13dに入力させると、出力段5aは第2段目のインバータ12a~12dを選択して出力電流を切り替えることができ、このとき同時に複数の並列抵抗Ra~Rdの通電経路も切り替えることができる。このとき、イネーブル信号EN1~EN4が各イネーブルスイッチ13a~13dにどのように入力されたとしても、(第2段目のインバータ12a~12dの出力電流)×(抵抗Ra~Rdの抵抗値)=電圧を一定にできるようになり、この結果、原理的に低域側の電圧振幅を一定に制御できるようになる。 Therefore, when the logic circuit 8 inputs the enable signals EN1 to EN4 to the respective enable switches 13a to 13d, the output stage 5a can select the second stage inverters 12a to 12d to switch the output current. At the same time, the energization paths of the plurality of parallel resistors Ra to Rd can also be switched. At this time, regardless of how the enable signals EN1 to EN4 are input to the respective enable switches 13a to 13d, (output currents of the second stage inverters 12a to 12d)×(resistance values of the resistors Ra to Rd)= The voltage can be kept constant, and as a result, in principle, the voltage amplitude on the low frequency side can be controlled to be constant.

実質的には、インバータ12a~12dの電流駆動能力が異なると、MOSトランジスタMpa~Mpd、Mna~Mndの各トランジスタサイズも変化し、このトランジスタサイズに比例して各インバータ12a~12dを構成するMOSトランジスタMpa~Mpd、Mna~Mndがオンした時の出力インピーダンス(所謂、オン抵抗)が互いに変化する。 Substantially, when the current driving capabilities of the inverters 12a-12d differ, the transistor sizes of the MOS transistors Mpa-Mpd and Mna-Mnd also change, and the MOS transistors forming the inverters 12a-12d are proportional to the transistor sizes. The output impedances (so-called on-resistances) when the transistors Mpa-Mpd and Mna-Mnd are turned on change with each other.

このため、例えば、MOSトランジスタMpa~Mpd、Mna~Mndの出力インピーダンスが、ループフィルタ6を構成する抵抗Ra~Rdのk分の1(例えば10分の1)であるときには、ループフィルタ6の入力端において電圧振幅が降下することになる。したがって、インバータ12a~12dが出力する電流の抵抗Ra~Rdに対する入力経路毎に、このインバータ12a~12dを構成するMOSトランジスタMpa~Mpd、Mna~Mndの出力インピーダンスを考慮に入れて電圧振幅を一定に制御することが望ましい。また複数の並列抵抗Ra~Rdの抵抗値がMOSトランジスタMpa~Mpd、Mna~Mndの出力インピーダンスに基づいて設定されていることが望ましい。 For this reason, for example, when the output impedance of the MOS transistors Mpa-Mpd and Mna-Mnd is 1/k (for example, 1/10) of the resistors Ra-Rd constituting the loop filter 6, the input of the loop filter 6 The voltage amplitude will drop at the ends. Therefore, for each input path of the current output by the inverters 12a-12d to the resistors Ra-Rd, the voltage amplitude is kept constant by taking into account the output impedance of the MOS transistors Mpa-Mpd and Mna-Mnd constituting the inverters 12a-12d. It is desirable to control Moreover, it is desirable that the resistance values of the plurality of parallel resistors Ra to Rd are set based on the output impedances of the MOS transistors Mpa to Mpd and Mna to Mnd.

上記構成の作用、動作について図4及び図5を参照しながら説明する。図4は、その上側にループフィルタ6の入力前の信号電圧波形を示し、その下側にループフィルタ6の出力後のスペクトラム特性を合わせて示している。なお、実線がカットオフ周波数fcを比較的狭帯域fc1とした場合の特性、破線がカットオフ周波数fcを比較的広帯域fc2とした場合の特性、を示している。 The action and operation of the above configuration will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. FIG. 4 shows the signal voltage waveform before the input to the loop filter 6 on the upper side, and the spectrum characteristics after the output of the loop filter 6 on the lower side. The solid line indicates the characteristics when the cutoff frequency fc is set to a relatively narrow band fc1, and the dashed line indicates the characteristics when the cutoff frequency fc is set to a relatively wide band fc2.

この図4に示すように、PLL回路1の位相比較器5は、出力信号の周波数誤差をパルス幅として検出するため、その出力が原理的に矩形波となる。ここでロジック回路8が、イネーブル信号EN1~EN4に応じてインバータ12a~12dの出力から抵抗Ra~Rdへの通電経路を選択することで、ループフィルタ6を構成する抵抗Ra~Rdを選択できる。ループフィルタ6が、その入力電圧をフィルタリングするため出力電圧は平滑化される。このとき、パルス信号のキャリアがリークし、そのパルス信号の周波数成分が残りスプリアスとなる。 As shown in FIG. 4, since the phase comparator 5 of the PLL circuit 1 detects the frequency error of the output signal as a pulse width, its output is a rectangular wave in principle. Here, the logic circuit 8 selects the current path from the output of the inverters 12a to 12d to the resistors Ra to Rd according to the enable signals EN1 to EN4, thereby selecting the resistors Ra to Rd forming the loop filter 6. FIG. The output voltage is smoothed because the loop filter 6 filters its input voltage. At this time, the carrier of the pulse signal leaks, and the frequency component of the pulse signal remains and becomes spurious.

しかしロジック回路8が、ループフィルタ6のカットオフ周波数fcの高低をどのように設定したとしても、この図1に示す回路構成を用いると、インバータ12a~12dの出力電流及び抵抗Ra~Rdの組合せの単位駆動能力を均一化できるようになる。このため、狭帯域特性、広帯域特性の何れにおいてもループフィルタ6への入力電圧波形を同等にできる。図4の下段のスペクトラム特性に示すように、カットオフ周波数fcをfc1からfc2に高くして広帯域化したとしても、矩形波に基づくスプリアスをYdBからZdB(但しZdB>YdB)に抑制でき、周波数特性の劣化を最小限に抑制できる。 However, no matter how high or low the cutoff frequency fc of the loop filter 6 is set by the logic circuit 8, the circuit configuration shown in FIG. unit drive capability can be made uniform. Therefore, the input voltage waveform to the loop filter 6 can be made equal in both narrow band characteristics and wide band characteristics. As shown in the spectrum characteristic in the lower part of FIG. 4, even if the cutoff frequency fc is increased from fc1 to fc2 to widen the band, the spurious due to the rectangular wave can be suppressed from Y dB to Z dB (where Z dB>Y dB), and the frequency Degradation of characteristics can be suppressed to a minimum.

(比較例のその1)
図5から図7は、比較例のその1の構成及びその対応する特性を示している。
図5に示すように、位相比較器5の出力段5aaが、インバータ11a、11bを複数段縦続接続して構成されており、ループフィルタ6aaが複数の並列抵抗Ra~Rd及び複数の並列コンデンサCa~CdをそれぞれスイッチSWaa~SWda、SWa~SWdにより選択可能な構成を考える。
(Comparative example 1)
FIGS. 5-7 show one configuration of the comparative example and its corresponding characteristics.
As shown in FIG. 5, the output stage 5aa of the phase comparator 5 is configured by connecting a plurality of stages of inverters 11a and 11b in cascade, and the loop filter 6aa includes a plurality of parallel resistors Ra to Rd and a plurality of parallel capacitors Ca. to Cd can be selected by switches SWaa to SWda and SWa to SWd, respectively.

一般に、この種のループフィルタ6aaは時定数を調整するため、抵抗Ra~Rd、コンデンサCa~Cdのそれぞれの値を変更可能にするスイッチSWa~SWdを付加して構成されることが多い。図5に示すような出力段5aa、ループフィルタ6aaによる回路構成を採用すると、図6にループフィルタ6aaの入力電圧Vin、出力電圧Voutの波形を示すように、位相比較器5の出力段5aaからパルス信号を出力することで、ループフィルタ6aaがローパスフィルタ処理し高周波成分をカットする。このとき位相比較器5が、デューティ比の大きいパルス信号を出力すると、当該パルス信号が平滑化されることで低周波成分(DC成分)が大きくなり、逆に、デューティ比の小さいパルス信号を出力すると、当該パルス信号が平滑化されることで低周波成分(DC成分)がより小さくなる。 In general, this type of loop filter 6aa is often configured by adding switches SWa to SWd that enable the values of resistors Ra to Rd and capacitors Ca to Cd to be changed in order to adjust the time constant. If a circuit configuration with an output stage 5aa and a loop filter 6aa as shown in FIG. 5 is adopted, then from the output stage 5aa of the phase comparator 5, as shown in FIG. By outputting the pulse signal, the loop filter 6aa performs low-pass filtering to cut high frequency components. At this time, when the phase comparator 5 outputs a pulse signal with a large duty ratio, the pulse signal is smoothed to increase the low frequency component (DC component), and conversely, a pulse signal with a small duty ratio is output. Then, the low frequency component (DC component) becomes smaller by smoothing the pulse signal.

図7は、その上段に、ループフィルタ6aaの時定数が、大、小、すなわち狭帯域、広帯域となるそれぞれの場合の入力電圧波形を示し、その下段に出力のスペクトラム特性を図4に対応して示している。 FIG. 7 shows the input voltage waveforms when the time constant of the loop filter 6aa is large or small, that is, narrow band or wide band, in the upper part, and the spectrum characteristics of the output in the lower part corresponding to FIG. is shown.

この図7に示すように、ループフィルタ6aaの時定数を調整することでカットオフ周波数fcを比較的狭いカットオフ周波数fc1にも比較的広いカットオフ周波数fc2にも調整できる。
しかし、ループフィルタ6aaが、抵抗Ra~Rd、コンデンサCa~Cdの組合せにより高調波成分をカットしたとしても、特に広帯域のカットオフ周波数fc2を適用したときにスプリアス+XdBが大きくなってしまうことが確認されている。すなわち、ループフィルタ6aaの時定数が小さく、カットオフ周波数fc2が高くなると、スルーレートが高くなるため、パルス信号のキャリアリークのスプリアスが大きくなると同時にフィルタの抑圧度も低下する。この結果、スプリアスが悪化する傾向にある。図7のスプリアスY[dB]<X[dB]参照。
これに比べて、本形態の図1に示すように構成すると、図4に示した狭帯域特性のスプリアス+Y[dB]>広帯域特性のスプリアス+Z[dB]とすることができ、たとえカットオフ周波数fcを広帯域化としたとしてもスプリアスの悪化を低減できる。
As shown in FIG. 7, by adjusting the time constant of the loop filter 6aa, the cutoff frequency fc can be adjusted to a relatively narrow cutoff frequency fc1 or a relatively wide cutoff frequency fc2.
However, even if the loop filter 6aa cuts the harmonic components by the combination of the resistors Ra to Rd and the capacitors Ca to Cd, it is confirmed that the spurious +X dB becomes large especially when the wideband cutoff frequency fc2 is applied. It is That is, when the time constant of the loop filter 6aa is small and the cutoff frequency fc2 is high, the slew rate is high, so the carrier leak spurious of the pulse signal is increased and the degree of suppression of the filter is also reduced. As a result, the spurious tends to get worse. See spurious Y [dB]<X [dB] in FIG.
In contrast, when configured as shown in FIG. 1 of the present embodiment, spurious +Y [dB] of narrowband characteristics shown in FIG. Even if fc is widened, spurious deterioration can be reduced.

(比較例のその2)
図8は、比較例のその2の構成を示している。この図8に示す構成は、前述の比較例のその1の課題を解決するため、ループフィルタ6aaのカットオフ周波数fcが高いときに、位相比較器5の出力段5aaの電流駆動能力をイネーブル信号EN1~EN4に応じて選択調整するためのループフィルタ6abの構成を示している。
(Comparative example 2)
FIG. 8 shows the second configuration of the comparative example. In order to solve the first problem of the comparative example, the configuration shown in FIG. The configuration of the loop filter 6ab for selective adjustment according to EN1 to EN4 is shown.

ロジック回路8は、イネーブル信号EN1~EN4によりイネーブルスイッチ13a~13dをオン・オフ制御することで、インバータ12a~12dの出力を有効(Enable)にしたり、又は、位相比較器5の出力段5aの出力をハイインピーダンス状態(Hi-Z)にするように切り替える。
この図8に示す比較例のその2では、ロジック回路8が、イネーブルスイッチ13a~13dにより電流駆動能力「×1」「×2」「×4」「×8」のインバータ12a~12dの何れか一つ以上を選択したときに、抵抗値「1×R」「2×R」「4×R」「8×R」の抵抗Rd~Raを、それぞれスイッチSWdb~SWabにより選択してVCO2の入力に制御電圧として出力可能に構成されている。
The logic circuit 8 controls the ON/OFF of the enable switches 13a to 13d by the enable signals EN1 to EN4 to enable the outputs of the inverters 12a to 12d, or to enable the output stage 5a of the phase comparator 5. Switch the output to a high impedance state (Hi-Z).
In the comparative example 2 shown in FIG. 8, the logic circuit 8 selects one of the inverters 12a to 12d with the current drive capabilities "x1", "x2", "x4", and "x8" by the enable switches 13a to 13d. When one or more are selected, resistors Rd to Ra with resistance values "1 x R", "2 x R", "4 x R", and "8 x R" are selected by switches SWdb to SWab to input VCO2. can be output as a control voltage to

特にロジック回路8が、イネーブルスイッチ13aにより電流駆動能力「×1」のインバータ12aを有効として選択したときに、抵抗値「1×R」の抵抗RdをスイッチSWdbにより選択してVCO2の入力に制御電圧として出力することを考える。また逆に、ロジック回路8が、イネーブルスイッチ13dにより電流駆動能力「×8」のインバータ12dを有効として選択したときに、抵抗値「8×R」の抵抗Raを選択してVCO2の入力に制御電圧として出力することを考える。 In particular, when the logic circuit 8 selects the inverter 12a with the current drivability “×1” as enabled by the enable switch 13a, the resistor Rd with the resistance value “1×R” is selected by the switch SWdb and controlled to the input of the VCO2. Consider outputting as a voltage. Conversely, when the logic circuit 8 selects the inverter 12d with the current drivability "x8" as enabled by the enable switch 13d, it selects the resistor Ra with the resistance value "8xR" and controls it to the input of the VCO2. Consider outputting as a voltage.

この場合、ループフィルタ6abの抵抗Raを大きくコンデンサCaの容量を大きく選択した場合の条件に合わせて位相比較器5の出力段5aの電流駆動能力を基準設定した場合に対し、ループフィルタ6abの抵抗Rdを小さくコンデンサCdの容量を小さく選択した場合には過剰に電流駆動しスプリアスが悪化してしまう懸念を生じる。 In this case, the current drive capability of the output stage 5a of the phase comparator 5 is set according to the conditions when the resistance Ra of the loop filter 6ab is large and the capacitance of the capacitor Ca is large. If Rd is selected to be small and the capacity of the capacitor Cd is small, there is a concern that the current will be excessively driven and the spurious noise will be aggravated.

また、この比較例のその2においては、位相比較器5の出力段5aのイネーブルスイッチ13a~13dと、ループフィルタ6abの抵抗Ra~Rdとを切替えるスイッチSWab~SWdbとが個別に設けられており、これらのスイッチ13a~13d、SWab~SWdbが直列接続されている。このため、スイッチ13a~13d及びSWab~SWdbが少なくとも2つ以上直列接続されることになり、これらを加算したインピーダンスがチャージ動作に影響を及ぼすことが懸念され、この影響を抑えるにはスイッチ13a~13d、SWab~SWdbのサイズを十分大きく確保することが望まれる。なお、これらのスイッチ13a~13d、SWab~SWdbのサイズを大きくすることは素子面積の拡大につながり回路規模の拡大につながることになる。 In the second comparative example, the enable switches 13a to 13d of the output stage 5a of the phase comparator 5 and the switches SWab to SWdb for switching the resistors Ra to Rd of the loop filter 6ab are separately provided. , these switches 13a to 13d and SWab to SWdb are connected in series. Therefore, at least two or more of the switches 13a to 13d and SWab to SWdb are connected in series. 13d, it is desired to secure a sufficiently large size of SWab to SWdb. It should be noted that increasing the size of these switches 13a-13d and SWab-SWdb leads to an increase in element area, which leads to an increase in circuit scale.

これに対し、本実施形態によれば、以下に示すような作用効果を奏する。
<本実施形態の概念的な構成、作用効果のまとめ>
本実施形態によれば、位相比較器5が、パルス信号を出力する出力段5aに出力電流可変機能を備え、ループフィルタ6がループ帯域の可変機能を備えており、位相比較器5の出力段5aとループフィルタ6との間に介在する1つのトランジスタスイッチ(13a~13dを構成するMepa~Mepd、Mena~Mendのうち一つ)を用いて位相比較器5の出力段5aの出力電流を切り替えると同時にループ帯域を切り替えるように構成されている。本実施形態の構成によれば、1つのトランジスタスイッチを用いてインバータ12a~12dを切り替えることができるため、図8に示した複数のスイッチ13a~13d、SWab~SWdbの機能を統合して必要な機能を達成できる。また、トランジスタスイッチのサイズを大きくすることなく、回路規模を極力抑制しながら、ループフィルタ6のループ帯域を可変にできる。
On the other hand, according to this embodiment, there exists an effect as shown below.
<Summary of conceptual configuration and effects of the present embodiment>
According to this embodiment, the phase comparator 5 has an output current variable function in the output stage 5a that outputs the pulse signal, the loop filter 6 has a loop band variable function, and the output stage of the phase comparator 5 One transistor switch (one of Mepa to Mepd and Mena to Mend constituting 13a to 13d) interposed between 5a and loop filter 6 is used to switch the output current of output stage 5a of phase comparator 5. It is configured to switch the loop band at the same time. According to the configuration of this embodiment, the inverters 12a to 12d can be switched using one transistor switch. function can be achieved. Moreover, the loop band of the loop filter 6 can be made variable while suppressing the circuit scale as much as possible without increasing the size of the transistor switch.

特に、ロジック回路8が、イネーブル信号EN1~EN4を調整することで、ループフィルタ6の時定数、カットオフ周波数fcを可変調整できると同時に、位相比較器5の出力段5aの電流駆動能力も最適値に可変調整できる。このため、使用用途に合わせてこれらのパラメータを調整できるようになる。 In particular, by adjusting the enable signals EN1 to EN4, the logic circuit 8 can variably adjust the time constant and cutoff frequency fc of the loop filter 6, and at the same time optimize the current driving capability of the output stage 5a of the phase comparator 5. value can be variably adjusted. Therefore, these parameters can be adjusted according to the intended use.

またロジック回路8は、位相比較器5の出力段5aの複数の出力電流を切り替えると同時に複数の並列抵抗Ra~Rdの通電経路を切り替えるように構成され、出力段5aの出力電流を切り替えて複数の並列抵抗Ra~Rdに電流を出力するときにループフィルタ6の低域側の電圧振幅を一定に制御するように切り替えるようにしている。これにより、スプリアスを極力少なくできる。 Further, the logic circuit 8 is configured to switch between the plurality of output currents of the output stage 5a of the phase comparator 5 and at the same time switch the conduction paths of the plurality of parallel resistors Ra to Rd. , the voltage amplitude on the low-frequency side of the loop filter 6 is controlled to be constant when current is output to the parallel resistors Ra to Rd. Thereby, spurious can be reduced as much as possible.

また、複数の並列抵抗Ra~Rdの抵抗値は、MOSトランジスタMpa~Mpd、Mna~Mndがオンした時の出力インピーダンスに基づいて設定されていれば、スプリアスをさらに少なくできる。 Spurious can be further reduced if the resistance values of the plurality of parallel resistors Ra to Rd are set based on the output impedance when the MOS transistors Mpa to Mpd and Mna to Mnd are turned on.

また複数の並列抵抗Ra~Rdは、それぞれ2のm乗(但し、mはk,…,1,0)の比率の抵抗値に設定されると共に、これらに対応して、出力段5aの出力電流は、それぞれ2のn乗(但し、nは0,…,k-1,k)の比率の電流値に設定されているため、スプリアスを極力少なくできる。 The plurality of parallel resistors Ra to Rd are each set to a resistance value of a ratio of 2 to the mth power (where m is k, . . . , 1, 0). Since the currents are each set to a current value with a ratio of 2 to the nth power (where n is 0, . . . , k-1, k), spurious can be minimized.

(第2実施形態)
図9は、第2実施形態の追加説明図を示している。図9は、位相比較器205の出力段205aと、ループフィルタ206との構成を示している。第1実施形態では、抵抗Ra~Rdの抵抗値、及びインバータ12a~12dの出力電流をいわゆるバイナリーウェイトにより重み付けして設定した例を示したが、本実施形態に示すように、回路構成としては必ずしも重み付けしなくても良く、均等割りしても良い。
(Second embodiment)
FIG. 9 shows an additional explanatory diagram of the second embodiment. FIG. 9 shows the configuration of the output stage 205 a of the phase comparator 205 and the loop filter 206 . In the first embodiment, an example is shown in which the resistance values of the resistors Ra to Rd and the output currents of the inverters 12a to 12d are weighted and set by so-called binary weights. It is not always necessary to weight them, and they may be evenly divided.

この図9に示すように、複数の並列抵抗Ra~Rdは、互いに同一の比率「×4」の抵抗値に設定されると共に、出力段5aの出力電流は、互いに同一の比率「×4」の電流値に設定されている。その他の構成は、前述実施形態と同様であるため説明を省略する。本実施形態においても、(出力段5aのインバータ12a~12dの出力電流)×(抵抗Ra~Rdの抵抗値)=電圧を一定にできるようになる。この結果、前述実施形態と同様の作用効果を奏する。 As shown in FIG. 9, the plurality of parallel resistors Ra to Rd are set to the same ratio of "×4", and the output currents of the output stage 5a are set to the same ratio of "×4". is set to a current value of Since other configurations are the same as those of the above-described embodiment, description thereof is omitted. In this embodiment, (output currents of inverters 12a to 12d of output stage 5a)×(resistance values of resistors Ra to Rd)=voltage can be kept constant. As a result, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained.

(第3実施形態)
図10は、第2実施形態の追加説明図を示している。本実施形態では実用例を説明する。PLL回路1のハードウェア上の構成は、第1実施形態で説明した図1及び図2の構成を用いて説明する。
(Third embodiment)
FIG. 10 shows an additional explanatory diagram of the second embodiment. In this embodiment, a practical example will be described. The hardware configuration of the PLL circuit 1 will be described using the configurations of FIGS. 1 and 2 described in the first embodiment.

PLL回路1は、VCO2の出力周波数を安定して保持するときに当該出力信号を用いて高精度に周波数をフィードバック制御するため、ループフィルタ6のループ帯域を保持し続けることが重要である。しかし、このループフィルタ6のループ帯域が、例えば狭帯域の所定周波数fc1に設定されていると、ロック周波数を例えば第1周波数f1から第2周波数f2にステップ状に変化させるときに、PLL回路1の位相ロック速度が必要以上に遅くなる虞がある。 When the output frequency of the VCO 2 is stably held, the PLL circuit 1 uses the output signal to perform frequency feedback control with high accuracy, so it is important to keep the loop band of the loop filter 6 held. However, if the loop band of the loop filter 6 is set to, for example, a narrow-band predetermined frequency fc1, the PLL circuit 1 There is a risk that the phase-locking speed of will be slower than necessary.

このためPLL回路1が、そのロック周波数を第1周波数f1から第2周波数f2にステップ状に変化させるときには、PLL回路1の位相ロック速度を向上するため、図10に示すように、ループフィルタ6のループ帯域を広帯域にすることが望ましい。 Therefore, when the PLL circuit 1 changes its lock frequency stepwise from the first frequency f1 to the second frequency f2, in order to improve the phase locking speed of the PLL circuit 1, as shown in FIG. It is desirable to widen the loop bandwidth of

すなわち、図10のタイミングT1からT2に示すように、PLL回路1の出力信号の周波数を第1周波数f1から第2周波数f2にステップ状に変化させるときには、ロジック回路8が、イネーブル信号EN1~EN4を変更したりコンデンサCa~CdのスイッチSWa~SWdを切替制御することで、ループフィルタ6のループ帯域を所定周波数fc1よりも広帯域の周波数fc2にすることで、位相ロック速度を加速できるようになる。 10, when changing the frequency of the output signal of the PLL circuit 1 from the first frequency f1 to the second frequency f2 in steps, the logic circuit 8 outputs the enable signals EN1 to EN4. or by switching and controlling the switches SWa to SWd of the capacitors Ca to Cd to set the loop band of the loop filter 6 to a frequency fc2 that is wider than the predetermined frequency fc1, thereby accelerating the phase lock speed. .

特に、この位相ロック期間において、法規制上などのリミット要請(図10のlimit参照)からスプリアス放射を抑制しなければならない場合、第1及び第2実施形態にて説明した構成を採用することでスプリアス放射を特に有効に抑制できるようになる。すなわち、インバータ12a~12dの電流駆動能力を調整することで抵抗Ra~Rdの通電経路も同時に選択できるようになり、スプリアスの放射を大幅に抑制できる。 In particular, in this phase lock period, when spurious radiation must be suppressed due to legal limit requirements (see limit in FIG. 10), the configurations described in the first and second embodiments can be adopted. Spurious radiation can be particularly effectively suppressed. In other words, by adjusting the current drive capability of the inverters 12a-12d, it becomes possible to simultaneously select the energization paths of the resistors Ra-Rd, thereby significantly suppressing spurious emission.

また、PLL回路1の出力信号の周波数が一定の周波数f2に時間T3にて収束したときには、その後の余裕時間T3~T2の最中にループフィルタ6のループ帯域を狭帯域の所定周波数fc1に戻すようにすると良い。この余裕時間T3~T2は、フィルタ定数変更により、PLL回路1のロックが再度揺らぐ影響を考慮した時間になっている。すると、周波数f2に戻した後においても、PLL回路1の位相ロックの制御処理を継続的に精度良く実施できるようになる。 Further, when the frequency of the output signal of the PLL circuit 1 converges to the constant frequency f2 at the time T3, the loop band of the loop filter 6 is returned to the predetermined narrow band frequency fc1 during the subsequent allowance time T3-T2. It is good to do so. The leeway time T3 to T2 is set in consideration of the influence of the lock of the PLL circuit 1 being shaken again due to the filter constant change. Then, even after the frequency is returned to the frequency f2, the phase lock control processing of the PLL circuit 1 can be continuously performed with high accuracy.

以上説明したように、本実施形態によれば、ロジック回路8は、VCO2の出力信号の周波数を安定して保持するときにはループ帯域を所定周波数fc1に保持するように切替え、VCOの出力信号の周波数をステップ状に切り替えるときにループ帯域を所定周波数fc1より拡大するように切り替えるようにしている。このため、PLL回路1の出力信号の周波数を第1周波数f1から第2周波数f2にステップ状に変化させるときにも位相ロック速度を加速できるようになる。しかも、周波数を安定して保持するときには、PLL回路1の位相ロック処理を精度良く実施できる。 As described above, according to the present embodiment, when the frequency of the output signal of the VCO2 is stably held, the logic circuit 8 switches the loop band so as to hold it at the predetermined frequency fc1, and changes the frequency of the output signal of the VCO to is switched stepwise, the loop band is switched so as to expand from the predetermined frequency fc1. Therefore, even when the frequency of the output signal of the PLL circuit 1 is changed stepwise from the first frequency f1 to the second frequency f2, the phase locking speed can be accelerated. Moreover, when the frequency is stably held, the phase lock processing of the PLL circuit 1 can be performed with high accuracy.

(第4実施形態)
図11及び図12は、第3実施形態の説明図を示している。本実施形態では、ミリ波レーダシステム31に適用した形態を示す。図11は、ミリ波レーダシステム31の構成を概略的に示している。
(Fourth embodiment)
11 and 12 show explanatory diagrams of the third embodiment. In this embodiment, a form applied to a millimeter wave radar system 31 is shown. FIG. 11 schematically shows the configuration of the millimeter wave radar system 31. As shown in FIG.

このミリ波レーダシステム31は、1チップ型の送受信機搭載IC32、送信アンテナ33、受信アンテナ34、制御器35、及び、基準発振回路36を備える。送受信機搭載IC32と制御器35とは1チップ化して構成しても良いし別体で構成しても良い。送受信機搭載IC32には、制御器35と、水晶発振器による基準発振回路36と、が接続されている。基準発振回路36は、ある基準周波数のリファレンスクロックを生成し、送受信機搭載IC32の内部の変復調信号生成部37にこのリファレンスクロックを出力する。 The millimeter-wave radar system 31 includes a one-chip transmitter/receiver IC 32 , a transmitting antenna 33 , a receiving antenna 34 , a controller 35 and a reference oscillation circuit 36 . The transceiver-mounted IC 32 and the controller 35 may be configured as one chip or may be configured separately. A controller 35 and a reference oscillation circuit 36 based on a crystal oscillator are connected to the transceiver-equipped IC 32 . The reference oscillation circuit 36 generates a reference clock with a certain reference frequency, and outputs this reference clock to the modulation/demodulation signal generation section 37 inside the transceiver-equipped IC 32 .

送受信機搭載IC32は、変復調信号生成部37、送信部38、受信部39、及び、回路制御レジスタ40を備える。制御器35は、回路制御レジスタ40に最初周波数fstaなどの周波数指令、及び、中間周波数増幅器49の増幅度などのパラメータを書き込むことにより、送受信機搭載IC32内への指令処理及び回路制御処理を行う。送受信機搭載IC32は、半導体集積回路装置により構成されている。 The transceiver-mounted IC 32 includes a modulation/demodulation signal generator 37 , a transmitter 38 , a receiver 39 , and a circuit control register 40 . The controller 35 first writes a frequency command such as the frequency fsta and parameters such as the amplification degree of the intermediate frequency amplifier 49 to the circuit control register 40, thereby performing command processing and circuit control processing for the transceiver-equipped IC 32. . The transceiver-mounted IC 32 is composed of a semiconductor integrated circuit device.

変復調信号生成部37は、制御指令出力部としてのランプ波生成器41、及び、PLL回路301を備える。ランプ波生成器41は、回路制御レジスタ40に入力される周波数指令に応じて、例えば時間的に周波数を漸増/漸減するための指令信号(最初周波数fsta→最終周波数fsto)を生成しPLL回路301に出力する。 The modulation/demodulation signal generation unit 37 includes a ramp wave generator 41 as a control command output unit and a PLL circuit 301 . The ramp wave generator 41 generates, for example, a command signal (initial frequency fsta→final frequency fsto) for gradually increasing/decreasing the frequency in time according to the frequency command input to the circuit control register 40. output to

変復調信号生成部37は、基準発振回路36のリファレンスクロックを入力すると、FCM(Fast-Chirp Modulation)変調方式により漸増/漸減して生成し、高精度のローカル信号として出力する。このローカル信号は、その周波数がFmod/N(Nは、後述のN逓倍器43、47等による逓倍数)に調整され、送信部38、及び、受信部39に出力される。ここでは、変復調信号生成部37は、所定の変調方式により漸増/漸減して周波数Fmod/Nのローカル信号を生成する形態を示すが、周波数Fmodのローカル信号を生成しても良いし、この信号形態は限られない。 When the reference clock of the reference oscillation circuit 36 is input, the modulation/demodulation signal generator 37 gradually increases/decreases according to the FCM (Fast-Chirp Modulation) modulation method, and outputs it as a high-precision local signal. The frequency of this local signal is adjusted to Fmod/N (N is the multiplication number by N multipliers 43 and 47, etc., which will be described later), and is output to the transmitting section 38 and the receiving section 39. FIG. Here, the modulation/demodulation signal generator 37 gradually increases/decreases according to a predetermined modulation method to generate a local signal of frequency Fmod/N, but the local signal of frequency Fmod may also be generated. The form is not limited.

送信部38は、ローカル信号をN逓倍するN逓倍器43、このN逓倍器43が出力する信号を移相する移相器44、及び、移相器44の出力を増幅する増幅器45、を備え、増幅器45の増幅信号を出力する。N逓倍器43は、変復調信号生成部37の出力をN逓倍するため、N逓倍器43の出力信号の周波数は変調周波数Fmodになり、この信号が移相器44により移相され増幅器45により増幅される。したがって、送信部38の送信信号の周波数は変調周波数Fmodとなる。 The transmission unit 38 includes an N multiplier 43 that multiplies the local signal by N, a phase shifter 44 that phase-shifts the signal output from the N multiplier 43, and an amplifier 45 that amplifies the output of the phase shifter 44. , output the amplified signal of the amplifier 45 . Since the N multiplier 43 multiplies the output of the modulation/demodulation signal generator 37 by N, the frequency of the output signal of the N multiplier 43 becomes the modulation frequency Fmod. be done. Therefore, the frequency of the transmission signal from the transmitter 38 is the modulation frequency Fmod.

この送信部38の送信信号は、送信アンテナ33を通じて外部にレーダ送信波として出力される。移相器44は、N逓倍器43から出力される信号の位相を変化させるために設けられる。図11には模式的に示しているが、送信アンテナ33は、例えばパッチアンテナによる平面型アンテナなどの複数のアンテナ素子により構成される。また移相器44は、例えば送信アンテナ33を構成する複数のアンテナ素子の各々に1つずつ接続されており、それぞれのアンテナ素子に対応して位相を変化させる。これによりビームフォーミング技術により送信方向を調整できる。 A transmission signal from the transmission unit 38 is output as a radar transmission wave to the outside through the transmission antenna 33 . Phase shifter 44 is provided to change the phase of the signal output from N multiplier 43 . Although schematically shown in FIG. 11, the transmitting antenna 33 is composed of a plurality of antenna elements such as a planar antenna using a patch antenna. Also, the phase shifter 44 is connected to each of the plurality of antenna elements forming the transmitting antenna 33, for example, and changes the phase corresponding to each antenna element. This allows the transmission direction to be adjusted by beamforming technology.

図11に示すように、送信アンテナ33が出力するレーダ送信波は対象物Tに反射し反射信号を生じる。この反射信号は受信アンテナ34に入力される。受信アンテナ34もまた例えばパッチアンテナによる平面型アンテナなどにより構成されレーダ波を受信する。これらの送信アンテナ33及び受信アンテナ34のアンテナ素子は、図示していないが互いに隣接するアンテナ素子との間隔が等距離となるように平行に配置されている。 As shown in FIG. 11, the radar transmission wave output from the transmission antenna 33 is reflected by the object T to generate a reflected signal. This reflected signal is input to the receiving antenna 34 . The receiving antenna 34 is also composed of, for example, a planar antenna such as a patch antenna, and receives radar waves. The antenna elements of the transmitting antenna 33 and the receiving antenna 34 are arranged in parallel so that the distance between adjacent antenna elements is equal, although not shown.

他方、受信部39は、低雑音増幅器46、N逓倍器47、混合器48、中間周波数増幅器49、及び、A/D変換器50を備える。受信部39は、受信アンテナ34を通じて信号を受信する。低雑音増幅器46は、所定の増幅度により受信信号を増幅し、この増幅信号を混合器48に出力する。N逓倍器47は、変復調信号生成部37により出力される信号をN逓倍し混合器48に出力する。 On the other hand, the receiving section 39 comprises a low noise amplifier 46 , an N multiplier 47 , a mixer 48 , an intermediate frequency amplifier 49 and an A/D converter 50 . The receiving unit 39 receives signals through the receiving antenna 34 . Low-noise amplifier 46 amplifies the received signal with a predetermined degree of amplification and outputs this amplified signal to mixer 48 . The N multiplier 47 multiplies the signal output from the modulation/demodulation signal generator 37 by N and outputs the result to the mixer 48 .

混合器48は周波数変換部として構成され、低雑音増幅器46の出力信号とN逓倍器47が出力する変調信号とを混合し、この混合され周波数変換された信号を中間周波数増幅器49に出力する。中間周波数増幅器49は、例えば可変増幅器により構成され、回路制御レジスタ40に設定された増幅度により増幅し、この増幅された信号をA/D変換器50に出力する。A/D変換器50は、この増幅されたアナログ信号をデジタル変換し制御器35に出力する。制御器35は、例えばCPU、ROM、RAM等を有するマイクロコンピュータ(何れも図示せず)により構成され、受信部39にて変換されたデジタルデータを取得する。 Mixer 48 is configured as a frequency converter, mixes the output signal of low noise amplifier 46 and the modulated signal output from N multiplier 47 , and outputs this mixed and frequency-converted signal to intermediate frequency amplifier 49 . The intermediate frequency amplifier 49 is configured by, for example, a variable amplifier, amplifies the signal by the amplification factor set in the circuit control register 40 , and outputs the amplified signal to the A/D converter 50 . The A/D converter 50 digitally converts the amplified analog signal and outputs it to the controller 35 . The controller 35 is composed of, for example, a microcomputer (none of which is shown) having a CPU, ROM, RAM, etc., and acquires digital data converted by the receiver 39 .

このミリ波レーダシステム31は、このような構成を採用することで例えば車両前方にレーダ波を送信可能に搭載され、ミリ波(例えば80GHz帯:76.5GHz)帯のレーダ波を送受信し、制御器35が受信部39から取得したデジタルデータに基づく信号処理を実行することで対象物Tに関する情報を算出する。この対象物Tは、例えば先行車両等の他車両や路上の路側物等である。この対象物Tに関する情報としては、例えば、距離や相対速度、方位等による情報である。 By adopting such a configuration, the millimeter wave radar system 31 is mounted so as to be able to transmit radar waves, for example, in front of the vehicle, transmits and receives radar waves in the millimeter wave (eg, 80 GHz band: 76.5 GHz) band, and controls Information about the object T is calculated by the device 35 performing signal processing based on the digital data acquired from the receiving unit 39 . This object T is, for example, another vehicle such as a preceding vehicle, or a roadside object on the road. The information about the object T is, for example, information based on distance, relative speed, direction, and the like.

このようなミリ波レーダシステム31において、PLL回路301は、図2に示すPLL回路1と同様の構成を備えており、ロジック回路308は、ロジック回路8と同様の機能を備え、回路制御レジスタ40の制御レジスタの内容を入力して制御するように構成されている。 In such a millimeter wave radar system 31, the PLL circuit 301 has the same configuration as the PLL circuit 1 shown in FIG. is configured to be controlled by inputting the contents of the control register of

このPLL回路301は、ランプ波生成器41から指令信号を入力し、図12のタイミング~T11に示すように、この指令信号に応じて漸減する周波数の出力信号を出力する。このときPLL回路301は、そのVCO2の出力信号の周波数を最初周波数fstaから漸減し最終周波数fstoまで変化させる。そして、その後、PLL回路301は、図12のタイミングT11~T12に示すように、ランプ波生成器41から入力される指令信号に応じてステップ的に最初周波数fstaに戻して信号を出力する。 The PLL circuit 301 receives a command signal from the ramp wave generator 41, and outputs an output signal whose frequency gradually decreases in response to the command signal, as shown from timing to T11 in FIG. At this time, the PLL circuit 301 gradually decreases the frequency of the output signal of the VCO2 from the initial frequency fsta to the final frequency fsto. After that, the PLL circuit 301 returns to the initial frequency fsta in a stepwise manner according to the command signal input from the ramp wave generator 41 and outputs a signal as shown at timings T11 to T12 in FIG.

この場合、ロジック回路308は、図12に示すように、VCO2の出力信号の周波数を漸減するときにはループフィルタ6のループ帯域を所定周波数fc1に保持するように切替え、VCO2の出力信号の周波数を最終周波数fstoから最初周波数fstaに戻すときにループ帯域を所定周波数fc1より拡大した周波数fc2にするように切り替えることが望ましい。すると、前述実施形態と同様に、最終周波数fstoから最初周波数fstaに戻すときに位相ロック速度を加速できるようになる。 In this case, as shown in FIG. 12, the logic circuit 308 switches the loop band of the loop filter 6 so as to maintain the predetermined frequency fc1 when the frequency of the output signal of the VCO2 is gradually decreased, and the frequency of the output signal of the VCO2 is changed to the final frequency. When the frequency fsto is first returned to the frequency fsta, it is desirable to switch the loop band to a frequency fc2 that is wider than the predetermined frequency fc1. Then, as in the previous embodiment, the phase lock speed can be accelerated when returning from the final frequency fsto to the initial frequency fsta.

特に、この位相ロック期間において、法規制上などのリミット要請(図12のlimit参照)からスプリアス放射を抑制しなければならない場合、第1及び第2実施形態にて説明した構成を採用することでスプリアス放射を特に有効に抑制できるようになる。すなわち、インバータ12a~12dの電流駆動能力を調整することで抵抗Ra~Rdの通電経路も同時に選択できるようになり、スプリアスの放射を大幅に抑制できる。 In particular, in this phase lock period, when spurious radiation must be suppressed due to legal limit requirements (see limit in FIG. 12), the configurations described in the first and second embodiments can be adopted. Spurious radiation can be particularly effectively suppressed. In other words, by adjusting the current drive capability of the inverters 12a-12d, it becomes possible to simultaneously select the energization paths of the resistors Ra-Rd, thereby significantly suppressing spurious emission.

また、PLL回路301の出力周波数が最初周波数fstaに時間T13にて収束したときには、その後の余裕時間T13~T12の最中にループフィルタ6のループ帯域を狭帯域の所定周波数fc1に戻すようにすると良い。この余裕時間T13~T12は、フィルタ定数変更により、PLL回路301のロックが再度揺らぐ影響を考慮した時間になっている。すると、最初周波数fstaに戻した後においても、PLL回路301の位相ロックの制御処理を精度良く実施できる。その他の作用効果は、第1~第3実施形態と同様であるため説明を省略する。 Further, when the output frequency of the PLL circuit 301 first converges to the frequency fsta at the time T13, the loop band of the loop filter 6 is returned to the predetermined narrow band frequency fc1 during the subsequent allowance time T13-T12. good. The leeway time T13 to T12 is set in consideration of the influence of the lock of the PLL circuit 301 being shaken again due to the filter constant change. Then, even after the frequency is first returned to fsta, the phase lock control processing of the PLL circuit 301 can be performed with high accuracy. Other effects are the same as those of the first to third embodiments, so description thereof will be omitted.

(他の実施形態)
本開示は、前述した実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができ、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。例えば以下に示す変形又は拡張が可能である。
(Other embodiments)
The present disclosure is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various modifications, and can be applied to various embodiments without departing from the scope of the present disclosure. For example, the following modifications or extensions are possible.

PLL回路301は、FCM変調方式により漸減する信号を出力する場合について例示したが、採用する変調方式に応じて、漸増する信号を出力する場合でも同様であり、例えば時間的に漸増/漸減する信号を出力する方式であれば変調方式は限られない。 Although the case where the PLL circuit 301 outputs a gradually decreasing signal by the FCM modulation method is exemplified, it is the same when outputting a gradually increasing signal according to the employed modulation method. The modulation method is not limited as long as it is a method that outputs .

前述した複数の実施形態の構成、機能を組み合わせても良い。前述実施形態の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略した態様も実施形態と見做すことが可能である。また、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も実施形態と見做すことが可能である。 The configurations and functions of the multiple embodiments described above may be combined. A mode in which part of the above embodiment is omitted as long as the problem can be solved can also be regarded as an embodiment. In addition, all conceivable aspects can be regarded as embodiments as long as they do not deviate from the essence of the invention specified by the language in the claims.

本開示は、前述した実施形態に準拠して記述したが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範畴や思想範囲に入るものである。 Although the present disclosure has been described in accordance with the embodiments described above, it is understood that the present disclosure is not limited to such embodiments or structures. The present disclosure also includes various modifications and modifications within the equivalent range. In addition, various combinations and configurations, as well as other combinations and configurations including one, more, or less elements thereof, are within the scope and spirit of this disclosure.

図面中、1,301はPLL回路、2はVCO、5は位相比較器、5aは出力段、6はループフィルタ、8、308はロジック回路(切替部)、12a~12dはインバータ、Ra~Rdは抵抗(並列抵抗)、Mpa~Mpd、Mna~Mndは出力段5aのMOSトランジスタ、fstaは最初周波数、fstoは最終周波数、を示す。 In the drawings, 1, 301 is a PLL circuit, 2 is a VCO, 5 is a phase comparator, 5a is an output stage, 6 is a loop filter, 8, 308 is a logic circuit (switching section), 12a to 12d are inverters, and Ra to Rd. is a resistance (parallel resistance), Mpa to Mpd, Mna to Mnd are MOS transistors of the output stage 5a, fsta is the initial frequency, and fsto is the final frequency.

Claims (6)

制御電圧に応じた周波数の信号を出力信号とするVCO(Voltage Controlled Oscillator)(2)と、
基準信号生成器による基準信号と前記VCOの出力信号の分周信号との位相を比較し前記VCOの出力信号の周波数誤差をパルス信号として出力段(5a)から出力する位相比較器(5)と、
前記パルス信号の高域をカットし前記制御電圧として前記VCOに入力させるループフィルタ(6)と、を備え、
前記位相比較器の出力段が出力電流可変機能を備えると共に、前記ループフィルタがループ帯域の可変機能を備え、
前記出力段と前記ループフィルタとの間に複数のトランジスタを備え、前記出力段と前記ループフィルタとの間に介在する前記複数のトランジスタのうちの何れか少なくとも1つのトランジスタスイッチを制御し前記出力段の出力電流を切り替えると同時に前記ループ帯域を切り替える切替部(8)を備え、
前記ループフィルタは、複数の並列抵抗、及び、並列コンデンサによるローパスフィルタにより構成されると共に、前記複数の並列抵抗及び前記並列コンデンサの間の共通接続点(Nin)を前記VCOの制御電圧の入力に接続して構成され、
前記切替部は、前記出力段の複数の出力電流を切り替えると同時に前記複数の並列抵抗の通電経路を切り替えるように構成され、前記出力段の出力電流を切り替えて前記複数の並列抵抗に電流を出力するときに前記ループフィルタの低域側の電圧振幅を一定に制御するように切り替えるPLL回路。
a VCO (Voltage Controlled Oscillator) (2) that outputs a signal having a frequency corresponding to the control voltage;
a phase comparator (5) for comparing the phases of the reference signal generated by the reference signal generator and the frequency-divided signal of the output signal of the VCO and outputting the frequency error of the output signal of the VCO as a pulse signal from the output stage (5a); ,
a loop filter (6) for cutting a high frequency band of the pulse signal and inputting it to the VCO as the control voltage,
The output stage of the phase comparator has an output current variable function, and the loop filter has a loop band variable function,
a plurality of transistors provided between the output stage and the loop filter, and controlling at least one transistor switch among the plurality of transistors interposed between the output stage and the loop filter to control the output; A switching unit (8) that switches the output current of the stage and switches the loop band at the same time,
The loop filter is composed of a low-pass filter composed of a plurality of parallel resistors and a parallel capacitor, and a common connection point (Nin) between the plurality of parallel resistors and the parallel capacitor is connected to the control voltage of the VCO. configured by connecting to the input,
The switching unit is configured to switch current paths of the plurality of parallel resistors at the same time as switching the plurality of output currents of the output stage, and switches the output current of the output stage to output the current to the plurality of parallel resistors. A PLL circuit that switches so as to control the voltage amplitude on the low-pass side of the loop filter to be constant .
前記位相比較器の出力段は、MOSトランジスタ(Mpa~Mpd、Mna~Mnd)を用いたインバータ(12a~12d)を用いて構成され、
前記複数の並列抵抗の抵抗値は、前記MOSトランジスタがオンした時の出力インピーダンスに基づいて設定されている請求項1記載のPLL回路。
The output stage of the phase comparator is configured using inverters (12a-12d) using MOS transistors (Mpa-Mpd, Mna-Mnd),
2. The PLL circuit according to claim 1 , wherein the resistance values of said plurality of parallel resistors are set based on the output impedance when said MOS transistor is turned on.
前記複数の並列抵抗は、それぞれ2のm乗(但し、mはk、…,2,1,0:kは所定の自然数)の比率の抵抗値に設定されると共に、これらに対応して、前記出力段の出力電流は、それぞれ2のn乗(但し、nは0,…,k-1,k)の比率の電流値に設定されている請求項1または2記載のPLL回路。 Each of the plurality of parallel resistors is set to a resistance value of a ratio of m power of 2 (where m is k, . . . 2, 1, 0: k is a predetermined natural number), and correspondingly, 3. The PLL circuit according to claim 1 , wherein the output currents of said output stages are each set to a current value of a ratio of 2 n (where n is 0, . . . , k-1, k). 前記複数の並列抵抗は、互いに同一の比率の抵抗値に設定されると共に、前記出力段の出力電流は、互いに同一の比率の電流値に設定されている請求項1または2記載のPLL回路。 3. The PLL circuit according to claim 1, wherein the plurality of parallel resistors are set to have resistance values of the same ratio, and the output currents of the output stage are set to current values of the same ratio. 前記切替部は、前記VCOの出力信号の周波数を安定して保持するときには前記ループ帯域を所定周波数(fc1)に保持するように切替え、前記VCOの出力信号の周波数をステップ状に切り替えるときに前記ループ帯域を前記所定周波数より拡大するように切り替える請求項1記載のPLL回路。 When the frequency of the output signal of the VCO is stably held, the switching section switches the loop band so as to hold it at a predetermined frequency (fc1), and when the frequency of the output signal of the VCO is switched stepwise, the 2. A PLL circuit according to claim 1, wherein said loop band is switched to be wider than said predetermined frequency. 前記VCOが、その出力信号の周波数を最初周波数(fsta)から漸増又は漸減し最終周波数(fsto)まで変化させると共にさらに前記最初周波数に戻して信号を出力するFCM変調方式による周波数の信号を出力するときに、
前記切替部は、前記VCOの出力信号の周波数を漸増又は漸減するときには前記ループ帯域を所定周波数(fc1)に保持するように切替え、前記VCOの出力信号の周波数を前記最終周波数から前記最初周波数に戻すときに前記ループ帯域を前記所定周波数より拡大するように切り替える請求項1記載のPLL回路。
The VCO gradually increases or decreases the frequency of its output signal from the initial frequency (fsta) to the final frequency (fsto) and then returns to the initial frequency to output a signal with a frequency according to the FCM modulation method. sometimes,
When the frequency of the output signal of the VCO is gradually increased or decreased, the switching unit switches so as to maintain the loop band at a predetermined frequency (fc1), and changes the frequency of the output signal of the VCO from the final frequency to the initial frequency. 2. A PLL circuit according to claim 1, wherein said loop band is switched so as to expand said loop band from said predetermined frequency when returning.
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