JPH04241520A - 位相同期回路 - Google Patents

位相同期回路

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JPH04241520A
JPH04241520A JP3003061A JP306191A JPH04241520A JP H04241520 A JPH04241520 A JP H04241520A JP 3003061 A JP3003061 A JP 3003061A JP 306191 A JP306191 A JP 306191A JP H04241520 A JPH04241520 A JP H04241520A
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真理 福田
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は位相同期回路(PLL回
路)に関し、特に短いロックアップタイムを要求される
PLL回路の周波数位相比較回路とチャージポンプ回路
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、PLL回路は、図4(a)に示す
ように、ゲート回路の組み合せにより成り立つ周波数位
相比較回路10およびチップ回路18cとを含んで構成
され、周波数位相比較回路10は、図4(b)のような
回路で構成される。また、周波数位相比較器10のU、
位相誤差出力(3)をチャージポンプ18cの特性に合
わせるように反転器15を含んでいる。
【0003】図5は図4の各部の波形のタイミングチャ
ートである。周波数位相比較器10の入力信号(1)に
対し、もう一方の入力信号V(2)の位相が進んでいる
か周波数が高い期間では、U出力信号(3)はその期間
ロウ(LOW)出力を出し、D出力信号(4)はハイ(
HIGH)出力を出す。これらU出力信号(3)及びD
出力信号(4)の値によりチャージポンプ18cの出力
信号(9)は、PchMOSトランジスタQ1がオフ、
NchMOSトランジスタQ2がオン状態となるのでロ
ウ出力の電流引込みを行う。
【0004】チャージポンプ18bの出力信号(9)は
その負荷側が通常容量性の負荷となり、ローパスフィル
タ(PLLではループフィルタという)を構成するので
、この場合Cチャージダウンを行う。
【0005】入力信号R(1)に対し、入力信号V(2
)の位相が遅れているか周波数が低い場合には、D出力
信号(4)はその期間ロウ出力を出し、U出力信号(3
)はハイ出力となる。チャージポンプ18bの出力信号
(9)は、PMOSトランジスタQ1がオン、NMOS
トランジスタQ2がオフ状態となるので、ハイ出力の電
流はき出しを行う。この出力信号(9)の負荷であるロ
ーパスフィルタに対してはCチャージアップを行うこと
になる。
【0006】また、入力信号R(1)と入力信号V(2
)の位相が一致している場合には、U出力信号(3),
D出力信号(4)は共にハイレベルを出力している。
【0007】チャージポンプ18bの出力信号(9)は
PMOSトランジスタQ1,NMOSトランジスタQ2
が共にオフ状態であるためハイインピーダンス状態(H
)となる。負荷のローパスフィルタに対してはハイイン
ピーダンスであるので電流の引込み,はき出しがなく、
保持する状態になる。PLL回路が、ロックしている場
合は、この保持状態であり、ローパスフィルタ出力の電
位を一定に保ち(VCOのチューニング電圧となる)、
VCOの発信周波数を一定にしている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述したPLLによる
周波数シンセサイズを用いたデジタルチューニングシス
テム(DTS)等においては、PLL周波数シンセサイ
ザの値を順次変えていき、受信点を探すスキャンモード
がある。この場合、早いスキャンを行うにはPLLのロ
ックアップを早くしなければならない。移動無線等で低
消費電力を問題とする場合はシステムの間欠動作をさせ
るが、この場合もシステムをオンさせる時間はPLLの
ロックアップ時間が問題となる。このようにPLL回路
では、ロックアップタイムを短くするという技術が必要
となってくる。
【0009】このロックアップを決める要因としてチャ
ージポンプの出力特性があり、ローパスフィルタに対し
てのCチャージドライブ能力である。
【0010】従来のPLL回路における周波数位相比較
回路とチャージポンプにおいては、ドライブ能力はチャ
ージポンプのMOSトランジスタのドライブ能力になる
。しかし、このMOSトランジスタのドライブ能力を単
純に大きくすると、位相誤差に対するローパスフィルタ
出力が敏感になり、特にPLLがロックしている時に定
常許容誤差に対しても敏感になっているため、ローパス
フィルタの出力が変動してしまい、これは結果的にVC
OのC/Nを悪くしてしまうという問題点がある。
【0011】本発明の目的は、このような問題点を解決
し、VCOのC/Nを良くすると共に、ロックアップタ
イムを早くしたPLL回路を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の位相同期回路の
構成は、2入力信号の位相差を検出する周波数位相比較
回路と、この周波数位相比較回路の2つの位相誤差出力
をそれぞれ入力してパルス幅をそれぞれ検出する第1,
第2のパルス幅検出回路と、ソース及びドレインがそれ
ぞれ共通接続されドレインが出力端子へつながる第1及
び第2のPチャネルMOSトランジスタおよびソース及
びドレインがそれぞれ共通接続されドレインが前記出力
端子へつながる第1及び第2のNチャネルMOSトラン
ジスタからなるチャージポンプ回路と、前記第1のPチ
ャネルMOSトランジスタのゲートに前記周波数位相比
較回路の第2の位相誤差出力を接続し、前記第2のPチ
ャネルMOSトランジスタのゲートに前記第2のパルス
幅検出回路の出力を接続し、前記第1のNチャネルMO
Sトランジスタのゲートに前記周波数位相比較回路の第
1の位相誤差出力を反転させた出力を接続し、前記第2
のNチャネルMOSトランジスタのゲートに前記第1の
パルス幅検出回路の出力を反転させた出力を接続したこ
とを特徴とする。
【0013】本発明において、周波数位相比較回路の一
対出力が各対ごとに検出パルス幅の異なる複数のパルス
幅検出回路に接続され、これら複数のパルス幅検出回路
の出力が各対のPチャネルおよびNチャネルのMOSト
ランジスタのゲートに接続されたものとすることができ
る。
【0014】
【実施例】図1は本発明の一実施例の回路図である。本
実施例は、従来と同様の周波数位相比較回路10と、こ
の周波数位相比較回路の2つの位相誤差出力信号U(3
)とD(4)の出力のパルス幅を検出するパルス幅検出
回路11,12を備え、前記位相誤差出力U(3)を入
力としたパルス幅検出回路11の出力信号USUB (
5)と位相誤差出力信号D(4)を入力としたパルス幅
検出回路12の出力信号DSUB (6)とを比較する
周波数位相比較回路(10)とみなされる。
【0015】この周波数位相比較回路(10)の出力を
受けるチャージポンプ18としては、ソース及びドレイ
ンが共通に接続されており、ゲートは位相比較回路10
の位相誤差出力信号D(4)に接続される第1のPMO
SトランジスタQ1と、ゲートはパルス幅検出回路12
の出力DSUB (6)に接続される第2のPMOSト
ランジスタQ3からなりドレインは出力端子9へつなが
る一対のPMOSトランジスタQ1,Q3と、ソース及
びドレインが共通に接続され、ゲートが位相誤差出力U
(3)をトランジスタの極性に合せ反転させる反転器1
5の出力に接続される第1のNMOSトランジスタQ2
と、他方ゲートはパルス幅検出回路11の出力USUB
 (5)をトランジスタの極性に合わせて、反転させる
反転器16の出力に接続される第2のNMOSトランジ
スタQ4からなり、ドレインは出力端子9へつながる一
対のNMOSトランジスタQ2,Q4から構成されてい
る。
【0016】入力信号R(1),入力信号V(2)に対
する出力信号U(3)と出力信号D(4)の動作は、従
来と同様であるが、出力信号USUB (5)、出力信
号DSUB (6)はパルス幅検出回路11,12を介
することにより一定のパルス幅以下のパルスを検出する
ことはない。
【0017】チャージポンプ回路18におけるPMOS
トランジスタQ1及びNMOSトランジスタQ2は従来
のチャージポンプ18bと同様の動作を行うが、PMO
SトランジスタQ3はパルス幅検出回路12により動作
し、NMOSトランジスタQ4はパルス幅検出回路11
により動作を行う。
【0018】これらパルス幅検出回路11,12で設定
されるパルス幅PWより各入力信号の位相誤差合小さい
場合は、従来と同じチャージポンプの動作をするが、位
相誤差が設定パルス幅PWより大きくなるとPMOSト
ランジスタQ3、又はNMOSトランジスタQ4が動作
を行う。これはチップ18のPMOSトランジスタ又は
NMOSトランジスタが等価的にドライブ能力を大きく
したことに相当する。
【0019】すなわち、2信号の位相誤差が設定パルス
幅PWより大きくなった場合だけ、チャージポンプ18
のドライブ能力が増加し、その結果ループフィルタのC
チャージアップ・ダウンを早くし、ロックアップタイム
を短縮するのに有利に働く。一方位相誤差が設定パルス
幅PWより小さい場合は、必要以上のドライブ能力をも
たせなくて済み、そのため定常位相誤差に対する感度は
敏感にならずに済み、VCOのC/Nが悪化することは
ない。
【0020】図3は本発明の第2の実施例の回路図であ
る。本実施例は、パルス幅検出回路の設定パルス幅を変
えたパルス幅検出回路13,14を追加して図1に対し
増加し、これに伴いチャージポンプ回路18aのPMO
S,NMOSの各トランジスタQ5,Q6を相当分だけ
並列(パラレル)につなぎ増加している。
【0021】この回路は、位相誤差に応じてより大きな
ドライブ能力を設定できるという特徴がある。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、位相誤差
が設定値以上のときだけチャージポンプのドライブ能力
を上げロックアップタイム短縮を図ることができ、定常
のロック時にはドライブ能力は最適にできるため、VC
OのC/Nが良く、かつロックアップタイムを早くでき
るという相反する特性の両方を満足させることができる
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の周波数位相比較回路および
チャージポンプ回路の回路図。
【図2】図1の各部の動作状態を示すタイミングチャー
ト。
【図3】本発明の第2の実施例の回路図。
【図4】従来例のPLL回路および周波数位相比較回路
の回路図。
【図5】図の各部の動作を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
1,2    周波数位相比較回路のR,V入力端子3
,4    U,D出力端子 5〜8    パルス幅検出回路の出力端子9    
チャージポンプ出力端子 10    周波数位相比較回路 11〜14    パルス幅検出回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  2入力信号の位相差を検出する周波数
    位相比較回路と、この周波数位相比較回路の2つの位相
    誤差出力をそれぞれ入力してパルス幅をそれぞれ検出す
    る第1,第2のパルス幅検出回路と、ソース及びドレイ
    ンがそれぞれ共通接続されドレインが出力端子へつなが
    る第1及び第2のPチャネルMOSトランジスタおよび
    ソース及びドレインがそれぞれ共通接続されドレインが
    前記出力端子へつながる第1及び第2のNチャネルMO
    Sトランジスタからなるチャージポンプ回路と、前記第
    1のPチャネルMOSトランジスタのゲートに前記周波
    数位相比較回路の第2の位相誤差出力を接続し、前記第
    2のPチャネルMOSトランジスタのゲートに前記第2
    のパルス幅検出回路の出力を接続し、前記第1のNチャ
    ネルMOSトランジスタのゲートに前記周波数位相比較
    回路の第1の位相誤差出力を反転させた出力を接続し、
    前記第2のNチャネルMOSトランジスタのゲートに前
    記第1のパルス幅検出回路の出力を反転させた出力を接
    続したことを特徴とする位相同期回路。
  2. 【請求項2】  周波数位相比較回路の一対出力が各対
    ごとに検出パルス幅の異なる複数のパルス幅検出回路に
    接続され、これら複数のパルス幅検出回路の出力が各対
    のPチャネルおよびNチャネルのMOSトランジスタの
    ゲートに接続されたものである請求項1記載の位相同期
    回路。
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