JPH0613896A - Phase locked loop - Google Patents

Phase locked loop

Info

Publication number
JPH0613896A
JPH0613896A JP3233111A JP23311191A JPH0613896A JP H0613896 A JPH0613896 A JP H0613896A JP 3233111 A JP3233111 A JP 3233111A JP 23311191 A JP23311191 A JP 23311191A JP H0613896 A JPH0613896 A JP H0613896A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
phase
circuit
voltage
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3233111A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shoichi Miyazawa
章一 宮沢
Shintaro Suzumura
伸太郎 鈴村
Noriyuki Karasawa
徳亨 唐沢
Tsuyoshi Tateyama
強 立山
Ken Uragami
憲 浦上
Motohiro Nakai
源博 中井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP3233111A priority Critical patent/JPH0613896A/en
Publication of JPH0613896A publication Critical patent/JPH0613896A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To provide a phase locked loop with improved phase locked loop characteristics provided with the charge pump of low power consumption by generating an average DC current based on a phase lead signal and a phase lag signal. CONSTITUTION:An average current output charge pump 102 is constituted of a control signal generating circuit 101, pulse width/voltage conversion circuits 302 and 303 and a voltage/current conversion circuit 304 of differential input. The control signal generating circuit 101 generates TINC, TDEC and TRESET signals from an INC signal 106 and a DEC signal 107. The pulse width of the TINC is converted to the voltage at the pulse width/voltage conversion circuit 302 and the pulse width of the TDEC is converted to the voltage at the pulse width/voltage conversion circuit 303. The voltage/current conversion circuit 304 receives the output voltages VINC and VDE of the pulse width/voltage conversion circuits 302 and 303 by the differential input and outputs the average current (DC current) 108 corresponding to the electric potential difference.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク等の記録
媒体に記載されたデータ信号を復号化して再生する記録
データ再生装置などに用いる位相同期回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase locked loop circuit used in a recording data reproducing apparatus for decoding and reproducing a data signal recorded on a recording medium such as a magnetic disk.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気ディスク装置等において、記録デー
タ信号を再生するときに用いられる位相同期回路は、従
来図7に示すブロック構成が一般的であり、その動作を
示すタイムチャートを図8に示す。
2. Description of the Related Art In a magnetic disk device or the like, a phase synchronizing circuit used for reproducing a recording data signal generally has a conventional block structure shown in FIG. 7, and a time chart showing its operation is shown in FIG. .

【0003】位相比較器101は、入力信号105と電
圧制御発振器(以下VCO)104が出力するVCOク
ロック110の位相を比較し、入力信号105の位相が
VCOクロック110の位相より進んでいるときは、そ
の時間だけINC信号106を出力し、その逆に遅れて
いるときは、DEC信号107を出力する。チャージポ
ンプ2は、このINC信号106、DEC信号107を
受けて、INC信号106に応じてチャージ動作を、D
EC信号107に応じてディスチャージ動作を行う。ル
ープフィルタ103は、チャージポンプ2の出力8を積
分平滑し、VCO制御電圧109を生成する。VCO1
04は、VCO制御電圧109に対応した周波数のVC
Oクロック110を出力する。このように位相同期回路
が動作して、VCOクロック110の位相を入力信号1
05の位相に一致させる。
A phase comparator 101 compares the phase of an input signal 105 with a phase of a VCO clock 110 output from a voltage controlled oscillator (VCO) 104, and when the phase of the input signal 105 leads the phase of the VCO clock 110. The INC signal 106 is output for that time, and the DEC signal 107 is output when the time is delayed. The charge pump 2 receives the INC signal 106 and the DEC signal 107, and performs a charging operation according to the INC signal 106 by D
The discharge operation is performed according to the EC signal 107. The loop filter 103 integrates and smoothes the output 8 of the charge pump 2 to generate the VCO control voltage 109. VCO1
04 is a VC having a frequency corresponding to the VCO control voltage 109.
The O clock 110 is output. In this way, the phase synchronization circuit operates and the phase of the VCO clock 110 is changed to the input signal 1
Match the phase of 05.

【0004】位相比較器101には、通常の位相比較器
の他に、周波数位相比較器を用いることもある。周波数
位相比較器は、同期引き込み時などに使われ、例えば図
9に示すようにフリップフリップ91、92、NAND
93、分周回路94で構成することができる。フリップ
フロップ91のCK端子に入力信号105を入力し、フ
リップフロップ92のCK端子には、分周回路94(こ
こでは3分周回路とした)で入力信号105の周波数と
等しくなるようにVCOクロック110を分周した分周
クロック95を入力する。
As the phase comparator 101, a frequency phase comparator may be used in addition to the normal phase comparator. The frequency / phase comparator is used at the time of synchronization pull-in, and for example, as shown in FIG.
It can be configured by 93 and a frequency dividing circuit 94. The input signal 105 is input to the CK terminal of the flip-flop 91, and the VCO clock is input to the CK terminal of the flip-flop 92 so that the frequency of the input signal 105 becomes equal to that of the input signal 105 by the frequency dividing circuit 94 (here, 3 frequency dividing circuit). The divided clock 95 obtained by dividing 110 is input.

【0005】この回路の動作を図10を用いて説明す
る。入力信号105の位相が分周クロック95よりも進
んでいる場合は、まず入力信号105の立ち上がりエッ
ジでINC信号106が立ち上がり、分周クロック95
の立ち上がりでDEC信号107が立ち上がるとともに
NAND出力96が“L”レベルになり、フリップフロ
ップ91、92がリセットされ、INC信号106、D
EC信号107が立ち下がる。逆に入力信号105の位
相が分周クロック95よりも遅れている場合は、まず分
周クロック95の立ち上がりエッジでDEC信号107
が立ち上がり、入力信号105の立ち上がりでINC信
号106が立ち上がるとともにNAND出力96が
“L”レベルになり、フリップフロップ91、92がリ
セットされ、INC信号106、DEC信号107が立
ち下がる。
The operation of this circuit will be described with reference to FIG. When the phase of the input signal 105 is ahead of the divided clock 95, the INC signal 106 rises at the rising edge of the input signal 105 and the divided clock 95
At the rising edge of, the DEC signal 107 rises, the NAND output 96 becomes "L" level, the flip-flops 91 and 92 are reset, and the INC signals 106 and D
The EC signal 107 falls. On the contrary, when the phase of the input signal 105 is behind the divided clock 95, the DEC signal 107 is first generated at the rising edge of the divided clock 95.
Rises, the INC signal 106 rises at the rise of the input signal 105, the NAND output 96 becomes "L" level, the flip-flops 91 and 92 are reset, and the INC signal 106 and the DEC signal 107 fall.

【0006】分周回路の分周比は、同期引き込み時のデ
ータ信号パターン(シンクパターン)により決まり、記
録符号方式により異なる。2−7RLLCのシンクパタ
ーンは“10001000……”の4Tパターンであ
り、1−7RLLCのシンクパターンは“100100
……”の3Tパターンである。このため分周回路は、2
−7RLLCでは4分周、1−7RLLCでは3分周す
る。
The frequency division ratio of the frequency dividing circuit is determined by the data signal pattern (sync pattern) at the time of synchronization pull-in, and differs depending on the recording code system. The sync pattern of 2-7RLLC is a 4T pattern of "10001000 ...", and the sync pattern of 1-7RLLC is "100100."
It is a 3T pattern of "...".
-7RLLC divides by 4, and 1-7RLLC divides by 3.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】磁気ディスクでは、同
期引き込み時のシンクパターンの長さはフォーマットで
決められており、通常10バイト前後と短い。このため
上記従来技術では、短時間に引き込みを終了させるため
に、チャージポンプ電流を大きく設定することが多く消
費電力が増大するという問題があった。
In the magnetic disk, the length of the sync pattern at the time of synchronous pull-in is determined by the format, and is usually as short as about 10 bytes. For this reason, in the above-mentioned conventional technique, in order to complete the pull-in in a short time, the charge pump current is often set to a large value, resulting in an increase in power consumption.

【0008】また、位相比較出力を直流電流に変換する
回路の従来技術として特開昭62−256520公報記
載の時間差検出回路があるが、この回路は特殊な位相比
較器が必要であること、キャプチャレンジが狭いなどの
問題点があり、同期引き込みには適していない。また、
2つの入力信号の積分用電流源が一方はP極性、他方は
N極性で構成され特性が一致しないこと、積分結果を差
動的に電流変換しないためにオフセットを生じやすいな
どの問題もある。
Further, there is a time difference detection circuit disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-256520 as a prior art of a circuit for converting a phase comparison output into a direct current. However, this circuit requires a special phase comparator, It has problems such as a narrow range and is not suitable for synchronization pull-in. Also,
There are also problems that the current sources for integration of the two input signals are configured with P polarity on one side and N polarity on the other side, the characteristics do not match, and an offset is likely to occur because the integration result is not differentially converted into a current.

【0009】本発明の目的は、チャージポンプの低消費
電力化であり、特に同期引き込み時に低消費電力で、か
つ従来の位相比較器や周波数位相比較器などと直接接続
でき良好な位相同期特性を持つチャージポンプを備えた
位相同期回路を提供することにある。
It is an object of the present invention to reduce the power consumption of a charge pump, particularly to reduce the power consumption at the time of synchronization pull-in, and to directly connect to a conventional phase comparator, frequency phase comparator or the like to obtain good phase synchronization characteristics. An object of the present invention is to provide a phase locked loop circuit equipped with a charge pump.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1においては、入力信号の位相と電
圧制御発振器の発振信号またはその分周信号の位相とを
比較して位相進み信号と位相遅れ信号を出力する位相比
較器と、この位相進み信号と位相遅れ信号を受けて位相
進み信号に応じてチャージ動作を位相遅れ信号に応じて
ディスチャージ動作を行って位相差に応じた電流信号を
出力するチャージポンプと、この出力電流を積分して電
圧に変換して上記電圧制御発振器の制御電圧として出力
するループフィルタとから成る位相同期回路において、
上記チャージポンプの回路構成を、位相進み信号のパル
ス幅を電圧に変換する第1の積分回路と、位相遅れ信号
のパルス幅を電圧に変換する第2の積分回路と、この第
1と第2の積分回路が積分を開始する直前に各積分回路
が持っている積分値をリセットする信号を生成する制御
信号生成回路と、上記第1と第2の積分回路の出力電圧
を差動入力で受けその電圧差に応じた平均直流電流を出
力する電圧−電流変換回路とから成る構成とする。
In order to achieve the above object, according to claim 1 of the present invention, the phase of an input signal is compared with the phase of an oscillation signal of a voltage controlled oscillator or a frequency-divided signal thereof to obtain a phase. A phase comparator that outputs a lead signal and a phase delay signal and a charge operation according to the phase lead signal by receiving the phase lead signal and the phase delay signal and a discharge operation according to the phase delay signal and responding to the phase difference In a phase-locked circuit consisting of a charge pump that outputs a current signal and a loop filter that integrates this output current and converts it into a voltage and outputs it as the control voltage of the voltage-controlled oscillator,
The circuit configuration of the charge pump includes a first integrating circuit for converting the pulse width of the phase lead signal into a voltage, a second integrating circuit for converting the pulse width of the phase delay signal into a voltage, and the first and second The control signal generation circuit that generates a signal that resets the integrated value of each integration circuit immediately before the integration circuit starts integration, and the output voltage of the first and second integration circuits described above is received by a differential input. The voltage-current conversion circuit outputs an average DC current according to the voltage difference.

【0011】請求項2においては、前記第1の積分回路
と第2の積分回路は同じ回路構成を持ち、それぞれが、
積分用と保持用を兼ねる1個のコンデンサと、前記位相
進み信号あるいは位相遅れ信号のパルス幅の時間だけオ
ンして上記コンデンサを一定電流で充電することでパル
ス幅を電圧に変換させる第1のスイッチと、前記制御信
号生成回路で生成されるリセット信号により積分を開始
する直前だけオンして上記コンデンサの電圧を初期値に
リセットさせる第2のスイッチとから成る構成とする。
According to another aspect of the present invention, the first integrator circuit and the second integrator circuit have the same circuit configuration, and
A first capacitor for both integration and holding, and a first capacitor that is turned on for a time corresponding to the pulse width of the phase lead signal or the phase delay signal to charge the capacitor with a constant current to convert the pulse width into a voltage. A switch and a second switch that is turned on just before starting integration by the reset signal generated by the control signal generation circuit and resets the voltage of the capacitor to an initial value.

【0012】請求項3においては、前記制御信号生成回
路が、前記位相進み信号を第1の設定時間td1だけ遅
延させる第1の遅延回路と、前記位相遅れ信号を第2の
設定時間td2だけ遅延させる第2の遅延回路と、位相
進み信号と位相遅れ信号のどちらか先に入力された信号
の立ち上がりエッジによりQ出力が“High”となりこ
のQ出力を生成リセット信号として出力するフリップフ
ロップと、この生成リセット信号のオン時間幅を第3の
設定時間td3とするよう上記フリップフロップに状態
反転信号を送出する第3の遅延回路とを備えて成り、上
記td3は前記第1と第2の積分回路の積分値をリセッ
トできるように設定され、td1およびtd2は上記生
成リセット信号がオフしてから位相進み信号、位相遅れ
信号が立ち上がるように設定する。
According to another aspect of the present invention, the control signal generation circuit delays the phase advance signal by a first set time td1 and the phase delay signal is delayed by a second set time td2. A second delay circuit for causing the phase advance signal or the phase delay signal, whichever is first input to the rising edge of the signal, causes the Q output to become "High", and outputs the Q output as a generation reset signal, and A third delay circuit for sending a state inversion signal to the flip-flop so that the ON time width of the generation reset signal becomes the third set time td3, and the td3 is the first and second integration circuits. Is set so that the integrated value of the phase reset signal can be reset. For td1 and td2, the phase advance signal and the phase delay signal rise after the generation reset signal is turned off. It is set to.

【0013】[0013]

【作用】本発明によるチャージポンプは平均電流が次の
位相比較まで出力され続けるため、従来のパルス電流出
力に比べ、小さな電流設定で同じ利得が得られ、低消費
電力である。また、トランジスタのサイズを小さくでき
ローコストである。また、ループフィルタ出力電圧のリ
ップルが低減されるため、ループ特性の安定化を図るこ
とができ、VCOの入力ダイナミックレンジも小さくて
よい。また、前記時間差検出回路のように特殊な位相比
較器を必要とせず、周波数位相比較器などと組み合わせ
ることによりキャプチャレンジを広くとることができ
る。
In the charge pump according to the present invention, the average current continues to be output until the next phase comparison, so that the same gain can be obtained with a smaller current setting and the power consumption is lower than the conventional pulse current output. In addition, the size of the transistor can be reduced and the cost is low. Further, since the ripple of the loop filter output voltage is reduced, the loop characteristics can be stabilized and the input dynamic range of the VCO may be small. Further, unlike the time difference detection circuit, a special phase comparator is not required, and a capture range can be widened by combining with a frequency phase comparator or the like.

【0014】また、2つの入力信号に対して同一構成の
積分回路をそれぞれ設け、差動的に電流変換するため、
電流オフセットが低減できる。
Further, since the integrator circuits having the same structure are provided for the two input signals and the current is differentially converted,
The current offset can be reduced.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図1は、本発明による位相同期回路の一実施例で
ある。位相比較器101、平均電流出力チャージポンプ
102、ループフィルタ103、VCO104、で構成
される。この回路の動作を図2を用いて説明する。位相
比較器101は入力信号105とVCOクロック110
の位相差を比較し、入力信号105の位相が進んでいる
場合はINC信号106を、VCOクロック110の位
相が進んでいる場合はDEC信号107を出力する。平
均電流出力チャージポンプ102は、このINC信号1
06とDEC信号107のパルス幅に対して積分動作を
行い、その積分結果の差に応じた平均電流を次の信号入
力まで出力し、ループフィルタ103がその電流を積分
平滑し、VCO104の制御電圧を出力する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an embodiment of a phase locked loop circuit according to the present invention. It is composed of a phase comparator 101, an average current output charge pump 102, a loop filter 103, and a VCO 104. The operation of this circuit will be described with reference to FIG. The phase comparator 101 has an input signal 105 and a VCO clock 110.
Of the input signals 105 are advanced, the INC signal 106 is output, and when the phase of the VCO clock 110 is advanced, the DEC signal 107 is output. The average current output charge pump 102 uses the INC signal 1
06 and the pulse width of the DEC signal 107 are integrated, an average current corresponding to the difference between the integration results is output to the next signal input, the loop filter 103 integrates and smooths the current, and the control voltage of the VCO 104 is reached. Is output.

【0016】従来のチャージポンプでは、INC信号1
06、DEC信号107のパルス幅の時間だけ電流を出
力するため、点線のようなパルス電流出力になる。電流
利得は出力電流の時間積分であるから、同じ電流利得の
場合平均電流出力チャージポンプでは、従来のチャージ
ポンプに比べ小さな電流でよい。また、パルス電流によ
り発生するループフィルタ電圧のリップルも低減でき、
PLLループ特性の安定化を図ることができる。
In the conventional charge pump, the INC signal 1
06, since the current is output only for the time of the pulse width of the DEC signal 107, a pulse current output as indicated by the dotted line is obtained. Since the current gain is the time integration of the output current, the average current output charge pump requires a smaller current than the conventional charge pump for the same current gain. Also, the ripple of the loop filter voltage generated by the pulse current can be reduced,
It is possible to stabilize the PLL loop characteristic.

【0017】次に平均電流出力チャージポンプ102の
一実施例を図3に示す。制御信号生成回路301、パル
ス幅−電圧変換302、303、および差動入力の電圧
−電流変換回路304から構成される。制御信号生成回
路301はINC信号106とDEC信号107からT
INC、TDEC、TRESETの3つの信号を生成す
る。パルス幅−電圧変換回路302でTINCの、パル
ス幅−電圧変換回路303でTDECのパルス幅を電圧
に変換する。電圧−電流変換回路304はパルス幅−電
圧変換回路302、303の出力電圧VINC、VDE
Cを差動入力で受け、その電位差に応じた平均電流(直
流電流)108を出力する。
Next, one embodiment of the average current output charge pump 102 is shown in FIG. It is composed of a control signal generation circuit 301, pulse width-voltage conversion circuits 302 and 303, and a differential input voltage-current conversion circuit 304. The control signal generation circuit 301 outputs the T signal from the INC signal 106 and the DEC signal 107.
Three signals of INC, TDEC and TRESET are generated. The pulse width-voltage conversion circuit 302 converts the TINC pulse width, and the pulse width-voltage conversion circuit 303 converts the TDEC pulse width into a voltage. The voltage-current conversion circuit 304 outputs the output voltages VINC and VDE of the pulse width-voltage conversion circuits 302 and 303.
C is received by a differential input, and an average current (DC current) 108 corresponding to the potential difference is output.

【0018】平均電流出力チャージポンプ102の具体
的実施例を図4に示す。パルス幅−電圧変換回路302
は、電流源11、13、スイッチS1、S3、コンデン
サC1、MOSトランジスタQ1で構成される。この回
路では入力信号のパルス幅の時間だけS1をオンさせ、
コンデンサC1を充電することにより、電流を時間的に
積分し、パルス幅を電圧に変換している。S3はコンデ
ンサの電圧を0Vにリセットするためのスイッチであ
り、積分を開始する直前だけオンする。このようなタイ
ミングにすることによって、積分用と保持用のコンデン
サを1つで共用することができる。パルス幅−電圧変換
回路303も302と同一回路構成である。TINCの
パルス幅をTwINC、TDECのパルス幅をTwDEC
とすると、この回路での入力パルス幅とコンデンサ充電
電圧の関係は次式で表される。
A concrete embodiment of the average current output charge pump 102 is shown in FIG. Pulse width-voltage conversion circuit 302
Is composed of current sources 11 and 13, switches S1 and S3, a capacitor C1, and a MOS transistor Q1. In this circuit, S1 is turned on for the duration of the pulse width of the input signal,
By charging the capacitor C1, the current is integrated over time and the pulse width is converted into a voltage. S3 is a switch for resetting the voltage of the capacitor to 0V, which is turned on only immediately before the start of integration. With such a timing, one capacitor for integration and one for holding can be shared. The pulse width-voltage conversion circuit 303 also has the same circuit configuration as 302. The pulse width of TINC is TwINC and the pulse width of TDEC is TwDEC
Then, the relationship between the input pulse width and the capacitor charging voltage in this circuit is expressed by the following equation.

【0019】[0019]

【数1】 [Equation 1]

【0020】[0020]

【数2】 [Equation 2]

【0021】C1、C2は積分を行うと共にその積分結
果(充電電圧値)の保持も行う。そこで次段回路の入力
電流などの影響を受けないようにMOSトランジスタQ
1、Q2により、インピーダンス変換する。Q1、Q2
はレベルシフトの役目もしている。電圧−電流変換回路
304はトランジスタQ3〜Q10、抵抗R1、R2お
よび電流源15から成る。Q3、Q4の差動回路でVI
NCとVDECの電位差を電流に変換し、Q1〜Q10
のカレントミラー回路を介して出力する。カレントミラ
ー回路のミラー比をNとし、R1(=R2)・I5>(V
INC−VDEC)のとき、この回路の入力電位差と出
力電流Ioの関係は次式で表される。
C1 and C2 perform integration and hold the integration result (charging voltage value). Therefore, make sure that the MOS transistor Q is not affected by the input current of the next stage circuit.
Impedance conversion is performed by 1 and Q2. Q1, Q2
Also serves as a level shifter. The voltage-current conversion circuit 304 includes transistors Q3 to Q10, resistors R1 and R2, and a current source 15. VI in the differential circuit of Q3 and Q4
Converting the potential difference between NC and VDEC into current, Q1 to Q10
It outputs through the current mirror circuit of. When the mirror ratio of the current mirror circuit is N, R1 (= R2) · I5> (V
In the case of INC-VDEC), the relationship between the input potential difference and the output current Io of this circuit is expressed by the following equation.

【0022】[0022]

【数3】 [Equation 3]

【0023】よって、この平均電流出力チャージポンプ
102の入力位相差(INC信号106とDEC信号1
07のパルス幅の差)に対する出力電流の関係は次式と
なる。
Therefore, the input phase difference of the average current output charge pump 102 (INC signal 106 and DEC signal 1
The relationship between the output current and the pulse width difference of (07) is as follows.

【0024】[0024]

【数4】 [Equation 4]

【0025】この平均電流出力チャージポンプでは、出
力段のカレントミラー回路以外は完全にINC信号側と
DEC信号側が平衡回路で構成されているため、オフセ
ットが生じにくい。差動回路は電流変換の直線性、入力
ダイナミックレンジを考慮してバイポーラトランジスタ
と抵抗の組合せで構成したが、MOSトランジスタでも
よい。
In this average current output charge pump, since the INC signal side and the DEC signal side are completely constituted by the balanced circuit except for the current mirror circuit at the output stage, offset is unlikely to occur. Although the differential circuit is composed of a combination of a bipolar transistor and a resistor in consideration of linearity of current conversion and an input dynamic range, it may be a MOS transistor.

【0026】図5に制御信号生成回路301の具体的実
施例を示す。フリップフロップ501、ORゲート50
2、遅延素子1〜3で構成される。この回路と図4で示
した平均電流出力チャージポンプ102の動作を図6を
用いて説明する。INC信号106とDEC信号107
のどちらか先に入力された立ち上がりエッジにより、フ
リップフロップ501のQ出力が“H”となりTRES
ETがオンとなる。TRESETのパルス幅は、遅延素
子3の遅延時間td3で決まり、コンデンサC1、C2
が充分リセットできるように設定する。TINCはIN
C信号106を遅延素子1で遅延させ、TDECはDE
C信号107を遅延素子2で遅延させた信号であり、T
RESETがオフしてから出力が始まるように遅延時間
を設定する。TINCのパルス幅の時間だけS1がオン
し、C1を充電する。VINCはC1の電圧をQ1のV
GS電圧分レベルシフトされた電圧となる。TDEC側
も同様に動作し、VDECが出力される。電圧−電流変
換回路がこの2つの電圧を差動で受け、電位差VINC
−VDECに応じた電流を出力する。この平均電流出力
チャージポンプI1、I2やミラー比Nを変化させるこ
とにより、異なるクロック周波数に対応したり、ゲイン
設定の自由度をもたせることができる。
FIG. 5 shows a concrete example of the control signal generation circuit 301. Flip-flop 501, OR gate 50
2 and delay elements 1 to 3. The operation of this circuit and the average current output charge pump 102 shown in FIG. 4 will be described with reference to FIG. INC signal 106 and DEC signal 107
Whichever comes first, the Q edge of the flip-flop 501 becomes "H" due to the rising edge input, and TRES
ET turns on. The pulse width of TRESET is determined by the delay time td3 of the delay element 3, and the capacitors C1 and C2
Set so that can be fully reset. TIN C is IN
C signal 106 is delayed by delay element 1, and TDEC is DE
C signal 107 is a signal delayed by delay element 2,
Set the delay time so that the output starts after RESET is turned off. S1 is turned on for the duration of the pulse width of TINC to charge C1. VINC is the voltage of C1
The voltage is level-shifted by the GS voltage. The TDEC side operates similarly and VDEC is output. The voltage-current conversion circuit receives these two voltages differentially, and the potential difference VINC
Output a current according to VDEC. By changing the average current output charge pumps I1 and I2 and the mirror ratio N, it is possible to deal with different clock frequencies and to have a degree of freedom in gain setting.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明によれば、チャージポンプの低消
費電力化が可能である。また、ループフィルタ出力電圧
のリップルを低減でき、PLLループ特性の安定化を図
ることができる。同期引き込み時に周波数位相比較器と
組み合わせることができ、キャプチャレンジの広い位相
同期回路を実現できる。
According to the present invention, the power consumption of the charge pump can be reduced. Further, the ripple of the loop filter output voltage can be reduced, and the PLL loop characteristic can be stabilized. It can be combined with a frequency phase comparator at the time of synchronization pull-in, and a phase lock circuit with a wide capture range can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による位相同期回路の一実施例のブロッ
ク図。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a phase synchronization circuit according to the present invention.

【図2】図1の回路の動作説明図。FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the circuit of FIG.

【図3】本発明によるチャージポンプの一実施例のブロ
ック図。
FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of a charge pump according to the present invention.

【図4】本発明によるチャージポンプの一実施例の回路
図。
FIG. 4 is a circuit diagram of an embodiment of a charge pump according to the present invention.

【図5】図3中の制御信号生成回路の一実施例構成図。5 is a configuration diagram of an embodiment of a control signal generation circuit in FIG.

【図6】本発明によるチャージポンプの動作説明図。FIG. 6 is an operation explanatory diagram of the charge pump according to the present invention.

【図7】従来の位相同期回路のブロック図。FIG. 7 is a block diagram of a conventional phase locked loop circuit.

【図8】図7の回路の動作説明図。FIG. 8 is an operation explanatory diagram of the circuit of FIG. 7.

【図9】従来の周波数位相比較器の一例を示す図。FIG. 9 is a diagram showing an example of a conventional frequency phase comparator.

【図10】従来の周波数位相比較器の動作説明図。FIG. 10 is an operation explanatory diagram of a conventional frequency phase comparator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…位相比較器 102…平均電流出力チャージポンプ 103…ループフィルタ 104…電圧制御発振器(VCO) 105…入力信号 106…INC信号 107…DEC信号 108…チャージポンプ出力電流 109…ループフィルタ出力電圧 110…VCOの出力クロック 301…制御信号生成回路 302、303…パルス幅−電圧変換回路 304…電圧−電流変換回路 101 ... Phase comparator 102 ... Average current output charge pump 103 ... Loop filter 104 ... Voltage controlled oscillator (VCO) 105 ... Input signal 106 ... INC signal 107 ... DEC signal 108 ... Charge pump output current 109 ... Loop filter output voltage 110 ... VCO output clock 301 ... Control signal generation circuit 302, 303 ... Pulse width-voltage conversion circuit 304 ... Voltage-current conversion circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 唐沢 徳亨 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立画像情報システム内 (72)発明者 立山 強 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立画像情報システム内 (72)発明者 浦上 憲 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体設計開発センター 内 (72)発明者 中井 源博 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所小田原工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tokunori Karasawa, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Inside Hitachi Imaging Information Systems (72) Inventor Tsuyoshi Tateyama 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama, Kanagawa (72) Incorporated company Hitachi Image Information Systems (72) Inventor Ken Urakami 5-20-1 Kamimizumoto-cho, Kodaira-shi, Tokyo Incorporated company Hitachi Ltd. Semiconductor Design Development Center (72) Inventor Genhiro Nakai Odawara, Kanagawa Kozu 2880 Address Stock company Hitachi Ltd. Odawara factory

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力信号の位相と電圧制御発振器の発振信
号またはその分周信号の位相とを比較して位相進み信号
と位相遅れ信号を出力する位相比較器と、この位相進み
信号と位相遅れ信号を受けて位相進み信号に応じてチャ
ージ動作を位相遅れ信号に応じてディスチャージ動作を
行って位相差に応じた電流信号を出力するチャージポン
プと、この出力電流を積分して電圧に変換して上記電圧
制御発振器の制御電圧として出力するループフィルタと
から成る位相同期回路において、上記チャージポンプ
は、位相進み信号のパルス幅を電圧に変換する第1の積
分回路と、位相遅れ信号のパルス幅を電圧に変換する第
2の積分回路と、この第1と第2の積分回路が積分を開
始する直前に各積分回路が持っている積分値をリセット
する信号を生成する制御信号生成回路と、上記第1と第
2の積分回路の出力電圧を差動入力で受けその電圧差に
応じた平均直流電流を出力する電圧−電流変換回路とを
備えたことを特徴とする位相同期回路。
1. A phase comparator which compares the phase of an input signal with the phase of an oscillation signal of a voltage controlled oscillator or a frequency-divided signal thereof to output a phase advance signal and a phase delay signal, and a phase advance signal and a phase delay. A charge pump that receives a signal and performs a charge operation according to a phase advance signal and a discharge operation according to a phase delay signal to output a current signal according to a phase difference, and an output current that is integrated and converted into a voltage In a phase locked loop circuit including a loop filter that outputs a control voltage of the voltage controlled oscillator, the charge pump includes a first integration circuit that converts a pulse width of a phase lead signal into a voltage and a pulse width of a phase delay signal. A second integrator circuit for converting to a voltage and a signal for resetting the integral value of each integrator circuit immediately before the first and second integrator circuits start integrating A control signal generation circuit and a voltage-current conversion circuit that receives the output voltages of the first and second integration circuits by differential inputs and outputs an average DC current according to the voltage difference. Phase synchronization circuit.
【請求項2】請求項1記載の第1の積分回路と第2の積
分回路は同じ回路構成を持ち、それぞれが、積分用と保
持用を兼ねる1個のコンデンサと、前記位相進み信号あ
るいは位相遅れ信号のパルス幅の時間だけオンして上記
コンデンサを一定電流で充電することでパルス幅を電圧
に変換させる第1のスイッチと、前記制御信号生成回路
で生成されるリセット信号により積分を開始する直前だ
けオンして上記コンデンサの電圧を初期値にリセットさ
せる第2のスイッチとで構成されていることを特徴とす
る位相同期回路。
2. The first integrator circuit and the second integrator circuit according to claim 1 have the same circuit configuration, and each of them has one capacitor for integration and holding, and the phase advance signal or phase. The switch is turned on for a time corresponding to the pulse width of the delay signal to charge the capacitor with a constant current to convert the pulse width into a voltage, and the reset signal generated by the control signal generation circuit starts integration. A phase-locked loop circuit comprising a second switch that is turned on only immediately before and resets the voltage of the capacitor to an initial value.
【請求項3】請求項1記載の制御信号生成回路は、前記
位相進み信号を第1の設定時間td1だけ遅延させる第
1の遅延回路と、前記位相遅れ信号を第2の設定時間t
d2だけ遅延させる第2の遅延回路と、位相進み信号と
位相遅れ信号のどちらか先に入力された信号の立ち上が
りエッジによりQ出力が“High”となりこのQ出力を
生成リセット信号として出力するフリップフロップと、
この生成リセット信号のオン時間幅を第3の設定時間t
d3とするよう上記フリップフロップに状態反転信号を
送出する第3の遅延回路とを備えて成り、上記td3は
前記第1と第2の積分回路の積分値をリセットできるよ
うに設定され、td1およびtd2は上記生成リセット
信号がオフしてから位相進み信号、位相遅れ信号が立ち
上がるように設定されることを特徴とする位相同期回
路。
3. The control signal generating circuit according to claim 1, wherein the phase delay signal is delayed by a first set time td1, and the phase delay signal is set by a second set time t.
A second delay circuit that delays by d2, and a flip-flop that outputs the Q output as a generation reset signal because the Q output becomes "High" due to the rising edge of the signal that is input first of the phase lead signal and the phase delay signal. When,
The ON time width of the generation reset signal is set to the third set time t
a third delay circuit for sending a state inversion signal to the flip-flop so as to be d3, and the td3 is set so that the integrated values of the first and second integrating circuits can be reset, and td1 and The td2 is set so that the phase lead signal and the phase delay signal rise after the generation reset signal is turned off.
【請求項4】請求項1、請求項2、請求項3のいずれか
に記載のチャージポンプを構成する回路がMOSトラン
ジスタを構成素子として集積回路化されていることを特
徴とする位相同期回路。
4. A phase locked loop circuit comprising a charge pump according to any one of claims 1, 2 and 3, which is integrated into a circuit using MOS transistors as constituent elements.
【請求項5】請求項4記載の集積回路がBiCMOSプ
ロセスにより形成される集積回路であることを特徴とす
る位相同期回路。
5. A phase locked loop circuit according to claim 4, which is an integrated circuit formed by a BiCMOS process.
JP3233111A 1991-09-12 1991-09-12 Phase locked loop Pending JPH0613896A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3233111A JPH0613896A (en) 1991-09-12 1991-09-12 Phase locked loop

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3233111A JPH0613896A (en) 1991-09-12 1991-09-12 Phase locked loop

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0613896A true JPH0613896A (en) 1994-01-21

Family

ID=16949946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3233111A Pending JPH0613896A (en) 1991-09-12 1991-09-12 Phase locked loop

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0613896A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6111469A (en) * 1997-08-20 2000-08-29 Nec Corporation Charge pumping circuit and PLL frequency synthesizer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6111469A (en) * 1997-08-20 2000-08-29 Nec Corporation Charge pumping circuit and PLL frequency synthesizer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4857866A (en) Phase-locked loop having elongated time for charge and discharge
EP0283275B1 (en) Phase comparator circuit
JP3191212B2 (en) Frequency doubling circuit
US5592110A (en) Phase comparison circuit for maintaining a stable phase locked loop circuit in the absence of the pulse of an input signal
EP0287776B1 (en) Phase-locked data detector
JPH0613896A (en) Phase locked loop
JPH07326965A (en) Phase detector for phase lock loop
JP3258313B2 (en) Integrated circuit phase locked loop charge pump.
JPH0575450A (en) Phase locked loop circuit
JP3263621B2 (en) PLL circuit
US5208672A (en) Horizontal synchronizing signal generating circuit
JPH0846497A (en) Frequency phase comparator
US4758890A (en) Quantizing television horizontal phase to subcarrier zero crossings
JP3439143B2 (en) Horizontal synchronization circuit
JP2844596B2 (en) PLL circuit
JPH06303133A (en) Oscillation circuit, frequency voltage conversion circuit, phase locked loop circuit and clock extract circuit
US4630000A (en) Apparatus for controlling the frequency of a voltage controlled oscillator
US6281889B1 (en) Moire cancellation circuit
JP2623360B2 (en) Synchronization signal generation circuit and synchronization method thereof
JP2850543B2 (en) Phase locked loop
JPH0363249B2 (en)
JPH07162296A (en) Digital phase synchronizing circuit
KR940006093Y1 (en) Digital phase locked loop circuit
US5021752A (en) Voltage controlled oscillator (VCO)
JP3258715B2 (en) Horizontal synchronization circuit