JPH05136693A - 位相ロツクループ - Google Patents
位相ロツクループInfo
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- JPH05136693A JPH05136693A JP3300535A JP30053591A JPH05136693A JP H05136693 A JPH05136693 A JP H05136693A JP 3300535 A JP3300535 A JP 3300535A JP 30053591 A JP30053591 A JP 30053591A JP H05136693 A JPH05136693 A JP H05136693A
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- Japan
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- oscillation
- controlled oscillator
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 位相ロックループの発振動作を安定化する。
【構成】 電圧制御発振器10を構成するCMOSトラ
ンジスタ11の接地側に発振制御用のMOSトランジス
タ12を接続すると共に電源側に補償用のMOSトラン
ジスタ13を接続する。補償用のMOSトランジスタ1
3のゲートには、温度変化に対応して変動する補償電圧
VTCを温度補償回路20から供給する。発振制御用のM
OSトランジスタ12には、発振の起動時に第2の制御
電圧VC2を電圧補償回路30から選択回路6を通して供
給する。第2の制御電圧VC2を電圧制御発振器10に与
えて発振クロックOCKの周波数を固定した後、基準ク
ロックRCKと発振クロックOCKとの位相差に応じて
変化する第1の制御電圧VC1を電圧制御発振器10に供
給する。
ンジスタ11の接地側に発振制御用のMOSトランジス
タ12を接続すると共に電源側に補償用のMOSトラン
ジスタ13を接続する。補償用のMOSトランジスタ1
3のゲートには、温度変化に対応して変動する補償電圧
VTCを温度補償回路20から供給する。発振制御用のM
OSトランジスタ12には、発振の起動時に第2の制御
電圧VC2を電圧補償回路30から選択回路6を通して供
給する。第2の制御電圧VC2を電圧制御発振器10に与
えて発振クロックOCKの周波数を固定した後、基準ク
ロックRCKと発振クロックOCKとの位相差に応じて
変化する第1の制御電圧VC1を電圧制御発振器10に供
給する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、基準クロックに対して
発振クロックを追従させる位相ロックループに関する。
発振クロックを追従させる位相ロックループに関する。
【0002】
【従来の技術】一定周期を有する基準クロックに対して
周波数追尾を行う位相ロックループにおいては、制御電
圧に応じて発振クロックの周波数が変化する電圧制御発
振回路と、この発振クロックを基準クロックと位相比較
する位相比較器と、位相比較出力を制御電圧として電圧
制御発振器に与えるフィルタとにより閉ループが構成さ
れる。このような位相ロックループで発振を起動させる
際には、電圧制御発振器に所定の固定電圧を制御電圧と
して与えて発振周波数を固定し、その後に位相比較器の
出力から得られる電圧を制御電圧として電圧制御発振器
に与えている。従って、発振クロックが基準クロックに
同期するまでの期間、即ち位相ロックループがロックす
るまでの期間が短縮されてスムーズな立ち上がりが可能
になる。図2は、従来の位相ロックループの回路図であ
る。
周波数追尾を行う位相ロックループにおいては、制御電
圧に応じて発振クロックの周波数が変化する電圧制御発
振回路と、この発振クロックを基準クロックと位相比較
する位相比較器と、位相比較出力を制御電圧として電圧
制御発振器に与えるフィルタとにより閉ループが構成さ
れる。このような位相ロックループで発振を起動させる
際には、電圧制御発振器に所定の固定電圧を制御電圧と
して与えて発振周波数を固定し、その後に位相比較器の
出力から得られる電圧を制御電圧として電圧制御発振器
に与えている。従って、発振クロックが基準クロックに
同期するまでの期間、即ち位相ロックループがロックす
るまでの期間が短縮されてスムーズな立ち上がりが可能
になる。図2は、従来の位相ロックループの回路図であ
る。
【0003】電圧制御発振器1は、直列接続された奇数
段のCMOSトランジスタ2の出力を入力側に帰還して
発振を得るリングオシレータで構成され、各CMOSト
ランジスタ2の接地側に接続されるNチャンネル型MO
Sトランジスタ3のゲートに発振制御用の電圧が与えら
れることにより発振クロックOCKの周波数が決定され
る。位相比較器4は、電圧制御発振器1の発振クロック
OCKと、一定周期の基準クロックRCKとの位相差を
検波し、互いの位相差を示す検波出力PDをローパスフ
ィルタ5に入力する。ローパスフィルタ5は、発振クロ
ックOCKとの位相差を示す位相比較器4の出力PDの
高周波成分を除去し、第1の制御電圧V C1として選択回
路6に入力する。この選択回路6には、電源電圧を分圧
する分圧回路7から第2の制御電圧VC2が入力され、第
1の制御電圧VC1あるいは第2の制御電圧VC2が選択回
路6から電圧制御発振器1の発振クロックOCKの周波
数を決定するMOSトランジスタ3のゲートに与えられ
る。
段のCMOSトランジスタ2の出力を入力側に帰還して
発振を得るリングオシレータで構成され、各CMOSト
ランジスタ2の接地側に接続されるNチャンネル型MO
Sトランジスタ3のゲートに発振制御用の電圧が与えら
れることにより発振クロックOCKの周波数が決定され
る。位相比較器4は、電圧制御発振器1の発振クロック
OCKと、一定周期の基準クロックRCKとの位相差を
検波し、互いの位相差を示す検波出力PDをローパスフ
ィルタ5に入力する。ローパスフィルタ5は、発振クロ
ックOCKとの位相差を示す位相比較器4の出力PDの
高周波成分を除去し、第1の制御電圧V C1として選択回
路6に入力する。この選択回路6には、電源電圧を分圧
する分圧回路7から第2の制御電圧VC2が入力され、第
1の制御電圧VC1あるいは第2の制御電圧VC2が選択回
路6から電圧制御発振器1の発振クロックOCKの周波
数を決定するMOSトランジスタ3のゲートに与えられ
る。
【0004】位相比較器4の出力から得られる第1の制
御電圧VC1は、発振クロックOCKと基準クロックRC
Kとの位相差に応じて変動し、電圧制御発振器1の発振
クロックOCKが基準クロックRCKに同期するように
周波数の制御を行う。これに対して第2の制御電圧VC2
は、固定の電位を有しており、電圧制御発振器1の発振
クロックOCKを所定の周波数に固定する。そこで選択
回路6は、位相ロックループの発振を起動させる際、初
めに第2の制御電圧VC2を選択して電圧制御発振器1に
入力することて電圧制御発振器1の発振クロックOCK
を基準クロックRCKに近い周波数に一旦固定し、その
後に第1の制御電圧VC1を選択して電圧制御発振器1に
入力して発振クロックOCKを基準クロックRCKに同
期させるように構成される。即ち、発振の起動時には、
電圧制御発振器1の発振クロックOCKが基準クロック
RCKに対して大きくずれた周波数となり、発振クロッ
クOCKを基準クロックRCKに同期させるまでの期間
が長くなる場合があるため、発振クロックOCKの周波
数を予め基準クロックRCKの周波数付近に固定するよ
うに所定のレベルを有する第2の制御電圧VC2を電圧制
御発振器1に入力している。これにより、発振クロック
OCKを素早く基準クロックRCKに同期させることが
できる。
御電圧VC1は、発振クロックOCKと基準クロックRC
Kとの位相差に応じて変動し、電圧制御発振器1の発振
クロックOCKが基準クロックRCKに同期するように
周波数の制御を行う。これに対して第2の制御電圧VC2
は、固定の電位を有しており、電圧制御発振器1の発振
クロックOCKを所定の周波数に固定する。そこで選択
回路6は、位相ロックループの発振を起動させる際、初
めに第2の制御電圧VC2を選択して電圧制御発振器1に
入力することて電圧制御発振器1の発振クロックOCK
を基準クロックRCKに近い周波数に一旦固定し、その
後に第1の制御電圧VC1を選択して電圧制御発振器1に
入力して発振クロックOCKを基準クロックRCKに同
期させるように構成される。即ち、発振の起動時には、
電圧制御発振器1の発振クロックOCKが基準クロック
RCKに対して大きくずれた周波数となり、発振クロッ
クOCKを基準クロックRCKに同期させるまでの期間
が長くなる場合があるため、発振クロックOCKの周波
数を予め基準クロックRCKの周波数付近に固定するよ
うに所定のレベルを有する第2の制御電圧VC2を電圧制
御発振器1に入力している。これにより、発振クロック
OCKを素早く基準クロックRCKに同期させることが
できる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上のような位相ロッ
クループにおいては、例えば、発振クロックOCKを基
準クロックRCKより高めの周波数に固定し、そして発
振クロックOCKの周波数を徐々に低くして基準クロッ
クRCKに一致させるような制御が行われる。このた
め、初めに設定する発振クロックOCKの周波数は、基
準クロックRCKの周波数に対して僅かに高くすること
が好ましい。しかしながら、電源電位の変動による第2
の制御電圧VC2の変化や、電圧制御発振器1を構成する
各MOSトランジスタ2、3の温度特性により発振クロ
ックOCKの周波数が不安定となり、発振クロックOC
Kの周波数が基準クロックRCKの周波数より低くなっ
てしまうような場合が生じる。従って、発振クロックO
CKが基準クロックRCKに同期するまでに必要以上の
時間を要したり、場合によっては全く同期しないような
ことが発生する虞がある。
クループにおいては、例えば、発振クロックOCKを基
準クロックRCKより高めの周波数に固定し、そして発
振クロックOCKの周波数を徐々に低くして基準クロッ
クRCKに一致させるような制御が行われる。このた
め、初めに設定する発振クロックOCKの周波数は、基
準クロックRCKの周波数に対して僅かに高くすること
が好ましい。しかしながら、電源電位の変動による第2
の制御電圧VC2の変化や、電圧制御発振器1を構成する
各MOSトランジスタ2、3の温度特性により発振クロ
ックOCKの周波数が不安定となり、発振クロックOC
Kの周波数が基準クロックRCKの周波数より低くなっ
てしまうような場合が生じる。従って、発振クロックO
CKが基準クロックRCKに同期するまでに必要以上の
時間を要したり、場合によっては全く同期しないような
ことが発生する虞がある。
【0006】そこで本発明は、電圧制御発振器1の起動
時に設定する発振クロックOCKの周波数の変動を抑圧
し、周波数追尾の動作を安定化することを目的とする。
時に設定する発振クロックOCKの周波数の変動を抑圧
し、周波数追尾の動作を安定化することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の課題を
解決するために成されたもので、その特徴とするところ
は、制御電圧の変化に応答して発振クロックの周波数を
変動する電圧制御発振器と、周辺温度の変化に従う補償
電圧を供給して上記電圧制御発振器の温度変化に伴う発
振周波数の変動を補償する第1の補償手段と、一定周期
の基準クロックに対する上記発振クロックの位相差を検
波する位相比較器と、この位相比較器の出力が示す位相
差に対応して変動する第1の電位を発生するフィルタ
と、電源電位の変動を補償して一定の電位を示す第2の
電位を発生する第2の補償手段と、上記第1の電位ある
いは第2の電位を制御電圧として上記電圧制御発振器に
選択的に供給する選択手段と、を備えたことにある。
解決するために成されたもので、その特徴とするところ
は、制御電圧の変化に応答して発振クロックの周波数を
変動する電圧制御発振器と、周辺温度の変化に従う補償
電圧を供給して上記電圧制御発振器の温度変化に伴う発
振周波数の変動を補償する第1の補償手段と、一定周期
の基準クロックに対する上記発振クロックの位相差を検
波する位相比較器と、この位相比較器の出力が示す位相
差に対応して変動する第1の電位を発生するフィルタ
と、電源電位の変動を補償して一定の電位を示す第2の
電位を発生する第2の補償手段と、上記第1の電位ある
いは第2の電位を制御電圧として上記電圧制御発振器に
選択的に供給する選択手段と、を備えたことにある。
【0008】
【作用】本発明によれば、温度変化に対して、第1の補
償手段が電圧制御発振器の発振クロックの周波数を補償
して一定に保ち、同時に電源電位の変動に対しては、第
2の補償手段が制御電圧の変動を補償して電圧制御発振
器の発振クロックの周波数の変動を抑圧する。従って、
電圧制御発振器に起動時に設定される発振クロックの周
波数が温度変化や電源電位の変動に対して変動しにくく
なる。
償手段が電圧制御発振器の発振クロックの周波数を補償
して一定に保ち、同時に電源電位の変動に対しては、第
2の補償手段が制御電圧の変動を補償して電圧制御発振
器の発振クロックの周波数の変動を抑圧する。従って、
電圧制御発振器に起動時に設定される発振クロックの周
波数が温度変化や電源電位の変動に対して変動しにくく
なる。
【0009】
【実施例】図1は、本発明の位相ロックループの回路図
である。この図において、位相比較器4、ローパスフィ
ルタ5及び選択回路6は、図2と同一であり、同一部分
に同一符号が付してある。電圧制御発振器10は、図2
の電圧制御発振器1と同様に、奇数段のCMOSトラン
ジスタ11からなるリングオシレータで構成され、各C
MOSトランジスタ11の接地側に接続される発振制御
用のNチャンネル型MOSトランジスタ12に与えられ
る電圧により発振クロックOCKの周波数が設定され
る。また、各CMOSトランジスタ11の電源側には、
Pチャンネル型MOSトランジスタ13がそれぞれ接続
され、このMOSトランジスタ13のゲートに、温度の
上昇に伴ってMOSトランジスタ13をオンさせるよう
な温度補償電圧VTCが印加される。
である。この図において、位相比較器4、ローパスフィ
ルタ5及び選択回路6は、図2と同一であり、同一部分
に同一符号が付してある。電圧制御発振器10は、図2
の電圧制御発振器1と同様に、奇数段のCMOSトラン
ジスタ11からなるリングオシレータで構成され、各C
MOSトランジスタ11の接地側に接続される発振制御
用のNチャンネル型MOSトランジスタ12に与えられ
る電圧により発振クロックOCKの周波数が設定され
る。また、各CMOSトランジスタ11の電源側には、
Pチャンネル型MOSトランジスタ13がそれぞれ接続
され、このMOSトランジスタ13のゲートに、温度の
上昇に伴ってMOSトランジスタ13をオンさせるよう
な温度補償電圧VTCが印加される。
【0010】この温度補償電圧VTCを発生する温度補償
回路20は、電源接地間に直列に接続される抵抗21及
びゲートがドレインに接続されるNチャンネル型MOS
トランジスタ22と、この抵抗21及びMOSトランジ
スタ22の接続点の出力を受けるCMOSトランジスタ
23と、このCMOSトランジスタ23の出力側に接続
されてゲートがドレインに接続されるPチャンネル型M
OSトランジスタ24とで構成され、CMOSトランジ
スタ23の出力を温度補償電圧VTCとして電圧制御発振
器10に供給している。従って、温度上昇によりMOS
トランジスタ22の駆動能力が低下すると、MOSトラ
ンジスタ22での電圧降下が大きくなり、抵抗21とM
OSトランジスタ22との接続点の電位が上昇するた
め、CMOSトランジスタ23のPチャンネル側がオフ
してNチャンネル側がオンする方向に動作してCMOS
トランジスタ17の出力である温度補償電圧VTCが引き
上げられる。この温度補償電圧VTCの上昇により、電圧
制御発振器10の各CMOSトランジスタ11に接続さ
れたMOSトランジスタ13のオン抵抗が低くなるた
め、温度上昇によるCMOSトランジスタ11の駆動能
力の低下が補償されて各CMOSトランジスタ11の遅
延量の増大が抑圧され、発振クロックOCKの周波数の
大幅な変動が防止される。
回路20は、電源接地間に直列に接続される抵抗21及
びゲートがドレインに接続されるNチャンネル型MOS
トランジスタ22と、この抵抗21及びMOSトランジ
スタ22の接続点の出力を受けるCMOSトランジスタ
23と、このCMOSトランジスタ23の出力側に接続
されてゲートがドレインに接続されるPチャンネル型M
OSトランジスタ24とで構成され、CMOSトランジ
スタ23の出力を温度補償電圧VTCとして電圧制御発振
器10に供給している。従って、温度上昇によりMOS
トランジスタ22の駆動能力が低下すると、MOSトラ
ンジスタ22での電圧降下が大きくなり、抵抗21とM
OSトランジスタ22との接続点の電位が上昇するた
め、CMOSトランジスタ23のPチャンネル側がオフ
してNチャンネル側がオンする方向に動作してCMOS
トランジスタ17の出力である温度補償電圧VTCが引き
上げられる。この温度補償電圧VTCの上昇により、電圧
制御発振器10の各CMOSトランジスタ11に接続さ
れたMOSトランジスタ13のオン抵抗が低くなるた
め、温度上昇によるCMOSトランジスタ11の駆動能
力の低下が補償されて各CMOSトランジスタ11の遅
延量の増大が抑圧され、発振クロックOCKの周波数の
大幅な変動が防止される。
【0011】また、MOSトランジスタ12のゲートに
は、発振クロックOCKと基準クロックRCKとの位相
差に応じて変動する第1の制御電圧VC1あるいは固定レ
ベルの第2の制御電圧VC2の何れかが選択回路6から供
給される。第1の制御電圧V C1については、図2と同様
にして、電圧制御発振器10が出力する発振クロックO
CKと基準クロックRCKとの位相差を検波する位相比
較器4の比較出力PDから得られ、選択回路6に入力さ
れる。一方、第2の制御電圧VC2は、電源電位の変動に
拘らず一定レベルの出力を得られる電圧補償回路30か
ら得られて選択回路6に入力される。一定レベルの第2
の制御電圧VC2を発生する電位補償回路30は、電源側
に接続されてゲートに電源電位が与えられるNチャンネ
ル型MOSトランジスタ31と、接地側に直列に接続さ
れてゲートがドレインに接続される2つのNチャンネル
型MOSトランジスタ32、33とで構成され、MOS
トランジスタ31とMOSトランジスタ32の接続点の
電位を第2の制御電圧VC2として出力する。このような
電圧補償回路30によると、MOSトランジスタ32の
電源側の電位が、接地電位に対して常にMOSトランジ
スタ32及び33の閾値分だけ高い電位を示すことにな
るため、MOSトランジスタ31、32の接続点から得
られる第2の制御電圧VC2は、電源電位の変動に関係な
く常に一定のレベルを保持する。
は、発振クロックOCKと基準クロックRCKとの位相
差に応じて変動する第1の制御電圧VC1あるいは固定レ
ベルの第2の制御電圧VC2の何れかが選択回路6から供
給される。第1の制御電圧V C1については、図2と同様
にして、電圧制御発振器10が出力する発振クロックO
CKと基準クロックRCKとの位相差を検波する位相比
較器4の比較出力PDから得られ、選択回路6に入力さ
れる。一方、第2の制御電圧VC2は、電源電位の変動に
拘らず一定レベルの出力を得られる電圧補償回路30か
ら得られて選択回路6に入力される。一定レベルの第2
の制御電圧VC2を発生する電位補償回路30は、電源側
に接続されてゲートに電源電位が与えられるNチャンネ
ル型MOSトランジスタ31と、接地側に直列に接続さ
れてゲートがドレインに接続される2つのNチャンネル
型MOSトランジスタ32、33とで構成され、MOS
トランジスタ31とMOSトランジスタ32の接続点の
電位を第2の制御電圧VC2として出力する。このような
電圧補償回路30によると、MOSトランジスタ32の
電源側の電位が、接地電位に対して常にMOSトランジ
スタ32及び33の閾値分だけ高い電位を示すことにな
るため、MOSトランジスタ31、32の接続点から得
られる第2の制御電圧VC2は、電源電位の変動に関係な
く常に一定のレベルを保持する。
【0012】以上のような位相ロックループにおいて
は、発振の起動時に電圧制御発振器10に設定される発
振クロックOCKの周波数が、電源電位の変動や周辺温
度の変化の影響を受けることなく、所望の値を維持す
る。なお、本実施例においては、電圧制御発振器10を
構成するCMOSトランジスタ11の接地側に発振制御
用のMOSトランジスタ12を接続し、電源側に補償用
のMOSトランジスタ13を接続する場合を例示してあ
るが、それぞれのMOSトランジスタは、CMOSトラ
ンジスタ11の何れの側に接続するようにしても図1と
同様に電圧制御発振器10を構成できる。
は、発振の起動時に電圧制御発振器10に設定される発
振クロックOCKの周波数が、電源電位の変動や周辺温
度の変化の影響を受けることなく、所望の値を維持す
る。なお、本実施例においては、電圧制御発振器10を
構成するCMOSトランジスタ11の接地側に発振制御
用のMOSトランジスタ12を接続し、電源側に補償用
のMOSトランジスタ13を接続する場合を例示してあ
るが、それぞれのMOSトランジスタは、CMOSトラ
ンジスタ11の何れの側に接続するようにしても図1と
同様に電圧制御発振器10を構成できる。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、発振の起動時に電圧制
御発振器に設定される発振クロックの周波数が、電源電
位の変動や温度変化の影響を受けて大きく変動すること
がなくなり、電圧制御発振器の発振が基準クロックに近
い周波数に確実に設定される。従って、回路動作が安定
し、電圧制御発振器に与える制御電圧を固定電圧から位
相差に応じて変動する電圧に切り換えたときに電圧制御
発振器の発振クロックが素早く基準クロックに追従する
ため、発振の立ち上がりが早くなる。
御発振器に設定される発振クロックの周波数が、電源電
位の変動や温度変化の影響を受けて大きく変動すること
がなくなり、電圧制御発振器の発振が基準クロックに近
い周波数に確実に設定される。従って、回路動作が安定
し、電圧制御発振器に与える制御電圧を固定電圧から位
相差に応じて変動する電圧に切り換えたときに電圧制御
発振器の発振クロックが素早く基準クロックに追従する
ため、発振の立ち上がりが早くなる。
【図1】本発明の位相ロックループの構成を示す回路図
である。
である。
【図2】従来の位相ロックループの構成を示す回路図で
ある。
ある。
1、10 電圧制御発振器 2、11 CMOSトランジスタ 3、12 Nチャンネル型MOSトランジスタ 4 位相比較器 5 ローパスフィルタ 6 選択回路 13 Pチャンネル型MOSトランジスタ 20 温度補償回路 30 電圧補償回路
Claims (2)
- 【請求項1】 制御電圧の変化に応答して発振クロック
の周波数を変動する電圧制御発振器と、周辺温度の変化
に従う補償電圧を供給して上記電圧制御発振器の温度変
化に伴う発振周波数の変動を補償する第1の補償手段
と、一定周期の基準クロックに対する上記発振クロック
の位相差を検波する位相比較器と、この位相比較器の出
力が示す位相差に対応して変動する第1の電位を発生す
るフィルタと、電源電位の変動を補償して一定の電位を
示す第2の電位を発生する第2の補償手段と、上記第1
の電位あるいは第2の電位を制御電圧として上記電圧制
御発振器に選択的に供給する選択手段と、を備えたこと
を特徴とする位相ロックループ。 - 【請求項2】 上記選択手段は、上記電圧制御発振器に
上記第2の電位を供給して発振クロックの周波数を固定
した後に上記第1の電位を供給し、上記基準クロックに
対して上記電圧制御発振器の発振クロックを追従させる
選択制御手段を含むことを特徴とする請求項1記載の位
相ロックループ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3300535A JP2766103B2 (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 位相ロックループ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3300535A JP2766103B2 (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 位相ロックループ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05136693A true JPH05136693A (ja) | 1993-06-01 |
JP2766103B2 JP2766103B2 (ja) | 1998-06-18 |
Family
ID=17885996
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3300535A Expired - Lifetime JP2766103B2 (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 位相ロックループ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2766103B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6977558B2 (en) | 2003-08-28 | 2005-12-20 | International Busines Machines Corporation | Self-adaptive voltage regulator for a phase-locked loop |
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