JPH07231223A - Frequency multiplier circuit - Google Patents

Frequency multiplier circuit

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JPH07231223A
JPH07231223A JP6045241A JP4524194A JPH07231223A JP H07231223 A JPH07231223 A JP H07231223A JP 6045241 A JP6045241 A JP 6045241A JP 4524194 A JP4524194 A JP 4524194A JP H07231223 A JPH07231223 A JP H07231223A
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JP
Japan
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circuit
frequency
output
ring counter
phase
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Japanese (ja)
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Masayuki Katakura
雅幸 片倉
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/16Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
    • HELECTRICITY
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    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
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    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/099Details of the phase-locked loop concerning mainly the controlled oscillator of the loop
    • H03L7/0995Details of the phase-locked loop concerning mainly the controlled oscillator of the loop the oscillator comprising a ring oscillator

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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To form a frequency multiplier circuit suitable for circuit integration, with a small circuit scale, small current consumption and applicable to a high frequency up to a limit of a device capability. CONSTITUTION:An output of an original oscillation circuit 11 is given to one input of a phase comparator circuit 12, and an output of an n.m stage ring counter 13 is given to the other input of the phase comparator circuit 12. A phase difference output of the phase comparator circuit 12 is given to the ring counter 13 via an LPF 14 as a control voltage and a logic circuit 15 of EX-OR circuit configuration exclusively ORs n-sets of outputs of the ring counter 13 to obtain an output of a frequency nf.

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、周波数fに基づいてn
f(nは2以上の整数)の周波数を得る周波数逓倍回路
に関し、特にPLL(Phase Locked Loop) 回路構成の周
波数逓倍回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is based on frequency f
The present invention relates to a frequency multiplying circuit for obtaining a frequency of f (n is an integer of 2 or more), and particularly to a frequency multiplying circuit having a PLL (Phase Locked Loop) circuit configuration.

【0002】[0002]

【従来の技術】周波数逓倍回路は、高周波信号処理回路
において、例えば共振子を用いた原発振周波数fのn倍
の周波数を得るためなどに用いられる。これは、共振子
で得られる周波数には、ある最適範囲が存在するためで
ある。この種の周波数逓倍回路として、従来、代表的に
は2つのタイプの回路構成のものが知られている。以下
に、2つのタイプの従来例について説明する。
2. Description of the Related Art A frequency multiplication circuit is used in a high frequency signal processing circuit, for example, to obtain a frequency n times the original oscillation frequency f using a resonator. This is because there is an optimum range for the frequency obtained by the resonator. As this type of frequency multiplication circuit, conventionally, two types of circuit configurations are typically known. Two types of conventional examples will be described below.

【0003】図8は、一従来例を示すブロック図であ
る。同図において、原発振回路81から出力される原発
振周波数f(a)は、歪み回路82を通して共振回路8
3に供給される。原発振周波数f(a)を歪み回路83
を通すことで、その出力(b)は高次の高周波を持つ。
それを共振回路83を通すことにより、nfの周波数の
みの出力(c)を取り出すことができる。図9(a)〜
(c)に、原発振回路81、歪み回路82および共振回
路83の各出力(a)〜(c)の周波数スペクトルを示
す。
FIG. 8 is a block diagram showing a conventional example. In the figure, the original oscillation frequency f (a) output from the original oscillation circuit 81 passes through the distortion circuit 82 and the resonance circuit 8
3 is supplied. The original oscillation frequency f (a) is converted into the distortion circuit 83.
The output (b) has a high-order high frequency by passing through.
By passing it through the resonance circuit 83, the output (c) of only the frequency of nf can be taken out. 9 (a)-
(C) shows the frequency spectra of the outputs (a) to (c) of the original oscillation circuit 81, the distortion circuit 82, and the resonance circuit 83.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の従来の周波数逓倍回路は、回路構成が簡潔である反
面、次のような欠点を持っている。すなわち、 共振回路83が必要なため、IC化に適さない。 nf以外のスペクトルを完全に除去できず、スペクト
ラムのピューリティが低い。 スペクトラムのピューリティを上げようとすると、共
振回路83のQが大きくなり、調整が必要となる。
However, the conventional frequency multiplication circuit having the above-mentioned structure has a simple circuit structure but has the following drawbacks. That is, since the resonance circuit 83 is required, it is not suitable for being integrated into an IC. The spectrum other than nf cannot be completely removed, and the spectrum purity is low. If the purity of the spectrum is to be increased, the Q of the resonance circuit 83 becomes large and adjustment is required.

【0005】図10は、他の従来例を示すブロック図で
ある。同図において、原発振回路101の発振出力を位
相比較回路(PD)102の一入力とし、VCO(電圧
制御発振回路)103の発振出力を周波数nfの出力と
して導出するとともに、1/N分周回路104で分周し
て位相比較回路102の他入力とし、この位相比較回路
102の位相差出力をLPF(ローパスフィルタ)10
5を介してVCO103にその制御電圧として供給する
PLL回路構成となっている。
FIG. 10 is a block diagram showing another conventional example. In the figure, the oscillation output of the original oscillation circuit 101 is used as one input of the phase comparison circuit (PD) 102, the oscillation output of the VCO (voltage controlled oscillation circuit) 103 is derived as the output of the frequency nf, and the frequency is divided by 1 / N. The frequency is divided by the circuit 104 to be used as the other input of the phase comparison circuit 102, and the phase difference output of the phase comparison circuit 102 is passed to the LPF (low pass filter)
The PLL circuit configuration supplies the VCO 103 as a control voltage via V.

【0006】かかる構成の周波数逓倍回路は、先の従来
例のように共振回路を用いなくても構成可能なためIC
化に適し、しかも調整箇所がなく、信号のピューリティ
も高いという長所を持っている。その反面、回路規模が
増大するとともに、所望の周波数nfが高くなると、V
CO103の構成が難しくなり、かつ消費電流が増大
し、さらには分周回路104の消費電流が増大するとい
う問題があった。
The frequency multiplying circuit having such a configuration can be constructed without using a resonance circuit as in the prior art example described above, so that an IC is used.
It has the advantage that it has high signal purity and there is no adjustment point. On the other hand, when the circuit scale increases and the desired frequency nf increases, V
There is a problem that the configuration of the CO 103 becomes difficult, the current consumption increases, and further the current consumption of the frequency dividing circuit 104 increases.

【0007】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、IC化に適しかつ回
路規模が小さくて済むとともに、消費電流が小さく、し
かもデバイス能力の極限までの高周波に適用可能な周波
数逓倍回路を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to be suitable for use in an IC and to have a small circuit scale, to consume a small amount of current, and to reduce the device capacity to the limit. An object is to provide a frequency multiplication circuit applicable to high frequencies.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の周波数逓
倍回路は、原発振回路の出力を位相比較回路の一入力と
するとともに、伝搬遅延時間が可変なn・m(共に整
数)段のリングカウンタの出力を位相比較回路の他入力
とし、この位相比較回路の位相差出力をLPFを介して
リングカウンタにその伝搬遅延時間を制御する制御電圧
として供給し、このリングカウンタのn個の出力に基づ
いて論理回路によって周波数nfの出力を得る構成とな
っている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a frequency multiplication circuit, wherein an output of an original oscillation circuit is used as one input of a phase comparison circuit and a propagation delay time is variable in n · m (both integer) stages. The output of the ring counter is used as the other input of the phase comparison circuit, and the phase difference output of the phase comparison circuit is supplied to the ring counter via the LPF as a control voltage for controlling its propagation delay time. The output of the frequency nf is obtained by the logic circuit based on the above.

【0009】請求項2記載の周波数逓倍回路は、請求項
1記載の周波数逓倍回路において、n入力の排他的論理
和回路によって論理回路が構成されている。請求項3記
載の周波数逓倍回路は、請求項1記載の周波数逓倍回路
において、位相が互いに2π/nずつずれかつ幅がπ/
n相当のn個のパルスを生成する第1のゲート回路と、
n個のパルスの論理和をとる第2のゲート回路とによっ
て論理回路が構成されている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a frequency multiplication circuit according to the first aspect, wherein the logic circuit is constituted by an n-input exclusive OR circuit. The frequency multiplying circuit according to claim 3 is the frequency multiplying circuit according to claim 1, in which the phases are shifted by 2π / n from each other and the width is π /.
a first gate circuit for generating n pulses corresponding to n;
A logic circuit is configured by a second gate circuit that takes the logical sum of n pulses.

【0010】請求項4記載の周波数逓倍回路は、請求項
1,2又は3記載の周波数逓倍回路において、リングカ
ウンタと位相比較回路との間に分周回路を挿入配置した
構成となっている。請求項5記載の周波数逓倍回路は、
請求項1,2又は3記載の周波数逓倍回路において、原
発振回路と位相比較回路との間に分周回路を挿入配置し
た構成となっている。
The frequency multiplying circuit according to a fourth aspect is the frequency multiplying circuit according to the first, second or third aspect, in which a frequency dividing circuit is inserted and arranged between the ring counter and the phase comparing circuit. The frequency multiplication circuit according to claim 5,
In the frequency multiplying circuit according to claim 1, 2 or 3, a frequency dividing circuit is inserted and arranged between the original oscillation circuit and the phase comparison circuit.

【0011】[0011]

【作用】請求項1記載の周波数逓倍回路は、VCOに代
えてリングカウンタを用いたPLL回路構成となってい
る。この周波数逓倍回路において、リングカウンタのn
個の出力として、互いにπ/nずつ位相がシフトされた
パルス信号が得られる。そして、これら5個の出力パル
スの論理を組み合わせることによって周波数nfの出力
が得られる。
The frequency multiplication circuit according to the first aspect has a PLL circuit configuration using a ring counter instead of the VCO. In this frequency multiplier circuit, n of the ring counter is
As the individual outputs, pulse signals whose phases are shifted by π / n are obtained. Then, the output of the frequency nf can be obtained by combining the logics of these five output pulses.

【0012】請求項2記載の周波数逓倍回路において、
リングカウンタのn個の出力パルスの排他的論理和をと
ることで、周波数nfの出力が得られる。この論理演算
では、真理値表が厳密に定義された2入力の排他的論理
和回路を用いてトーナメント方式で処理される。請求項
3記載の周波数逓倍回路において、リングカウンタのn
個の出力パルスの論理を組み合わせることによって位相
が互いに2π/nずつずれかつ幅がπ/n相当のn個の
パルスが得られる。このn個のパルスの論理和をとるこ
とで、周波数nfの出力が得られる。
In the frequency multiplier circuit according to claim 2,
The output of the frequency nf is obtained by taking the exclusive OR of the n output pulses of the ring counter. In this logical operation, a truth table is processed by a tournament method using a strictly defined two-input exclusive OR circuit. The frequency multiplier circuit according to claim 3, wherein n of a ring counter is provided.
By combining the logics of the output pulses, n pulses whose phases are shifted by 2π / n and whose width is equivalent to π / n can be obtained. By taking the logical sum of these n pulses, the output of frequency nf is obtained.

【0013】請求項4記載の周波数逓倍回路において、
リングカウンタと分周回路を組み合わせて用い、リング
カウンタをn1 段、分周回路の分周比をn2 とすると、
1・n2 の逓倍比が得られる。請求項5記載の周波数
逓倍回路において、原発振回路の出力を分周してから位
相比較回路に入力することで、単純な整数倍以外の周波
数が得られる。
In the frequency multiplying circuit according to claim 4,
When a ring counter and a frequency dividing circuit are used in combination, the ring counter is n 1 stages, and the frequency dividing ratio of the frequency dividing circuit is n 2 ,
A multiplication ratio of n 1 · n 2 is obtained. In the frequency multiplication circuit according to the fifth aspect, by dividing the output of the original oscillation circuit and inputting it to the phase comparison circuit, frequencies other than simple integer multiples can be obtained.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は、本発明の一実施例を示すブロック
図である。図1に示すように、本発明による周波数逓倍
回路は、原発振回路11の発振出力を位相比較回路12
の一入力とするとともに、n・m段のリングカウンタ1
3の出力を位相比較回路12の他入力とし、この位相比
較回路12の位相差出力をLPF14を介してリングカ
ウンタ13の制御入力とし、このリングカウンタ13の
n本の出力を論理回路15を通すことで周波数nfの出
力を得るPLL回路構成となっている。リングカウンタ
13は、LPF14から供給される制御電圧に応じて伝
搬遅延時間tpdが可変な構成となっている。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in the frequency multiplication circuit according to the present invention, the oscillation output of the original oscillation circuit 11 is compared with the phase comparison circuit 12
Ring counter 1 with n inputs and m inputs
The output of 3 is used as the other input of the phase comparison circuit 12, the phase difference output of this phase comparison circuit 12 is used as the control input of the ring counter 13 via the LPF 14, and the n outputs of this ring counter 13 are passed through the logic circuit 15. As a result, the PLL circuit configuration is used to obtain the output of the frequency nf. The ring counter 13 has a configuration in which the propagation delay time t pd is variable according to the control voltage supplied from the LPF 14.

【0015】リングカウンタ13において、n,mは共
に整数であり、mは通常“1”、nは逓倍数である。こ
のリングカウンタ13からは、π/n毎に位相がシフト
されたn本の出力が取り出される。m=1の場合、リン
グカウンタ13の各段の出力として、π/nずつ位相が
シフトされた出力信号が得られる。論理回路15は、例
えばn入力のEX‐OR(排他的論理和)回路によって
構成され、リングカウンタ13からのn本の出力のイベ
ント、即ち信号の反転毎に極性が反転する出力信号を周
波数nfの出力として導出する。
In the ring counter 13, both n and m are integers, m is usually "1", and n is a multiplication number. From the ring counter 13, n outputs whose phases are shifted by π / n are taken out. When m = 1, an output signal whose phase is shifted by π / n is obtained as an output of each stage of the ring counter 13. The logic circuit 15 is constituted by, for example, an n-input EX-OR (exclusive OR) circuit, and outputs an event of n output from the ring counter 13, that is, an output signal whose polarity is inverted each time the signal is inverted, at a frequency nf. It is derived as the output of.

【0016】図2は、上記構成の周波数逓倍回路の回路
動作を説明するためのタイミングチャートである。本例
では、5逓倍(n=5)の場合の動作を示している。図
2において、波形aは原発振回路11の原発振波形を、
波形b〜fは原発振と同じ周波数でπ/5毎に位相がシ
フトしたリングカウンタ13の出力波形を示している。
また、波形gは5入力のEX‐OR出力を示しており、
原発振周波数の5倍の周波数の出力として得られること
がわかる。
FIG. 2 is a timing chart for explaining the circuit operation of the frequency multiplier circuit having the above configuration. In this example, the operation in the case of multiplication by 5 (n = 5) is shown. In FIG. 2, the waveform a is the original oscillation waveform of the original oscillation circuit 11,
Waveforms b to f show output waveforms of the ring counter 13 having the same frequency as the original oscillation and a phase shifted by π / 5.
Further, the waveform g shows the EX-OR output of 5 inputs,
It can be seen that the output is obtained at a frequency of 5 times the original oscillation frequency.

【0017】次に、本発明による周波数逓倍回路の各構
成要素について、具体的な回路例をもって説明する。図
3は、n入力(本例では、5入力)のEX‐OR回路の
具体的な構成を示すブロック図である。同図から明らか
なように、n入力のEX‐OR回路は、2入力EX‐O
R回路16〜19の組合せによって構成されている。2
入力EX‐OR回路の真理値表は、表1に示す如く厳密
に定義され、広く知られている。n入力のEX‐OR回
路については、図3に示すように、2入力EX‐OR回
路16〜19を用いてトーナメント方式で処理すれば良
い。
Next, each component of the frequency multiplication circuit according to the present invention will be described with a concrete circuit example. FIG. 3 is a block diagram showing a specific configuration of an n-input (5-input in this example) EX-OR circuit. As is clear from the figure, the n-input EX-OR circuit has a 2-input EX-O
It is configured by a combination of R circuits 16 to 19. Two
The truth table of the input EX-OR circuit is strictly defined and widely known as shown in Table 1. The n-input EX-OR circuit may be processed in a tournament system by using the 2-input EX-OR circuits 16 to 19 as shown in FIG.

【0018】[0018]

【表1】 [Table 1]

【0019】図4は、5逓倍の場合のリングカウンタの
具体的な構成を示すブロック図である。このリングカウ
ンタは、互いに縦続接続された5段のバッファ20〜2
4からなり、最終段の出力を初段に戻すように構成され
ている。これにより、各段の出力として、π/5毎に位
相がシフトされた5つの出力V1〜V5を得ることがで
きる。
FIG. 4 is a block diagram showing a specific structure of the ring counter in the case of multiplying by 5. This ring counter is composed of five stages of buffers 20 to 2 which are connected in cascade.
4 and is configured to return the output of the final stage to the initial stage. As a result, five outputs V1 to V5 whose phases are shifted by π / 5 can be obtained as the output of each stage.

【0020】図5は、リングカウンタ13を構成するバ
ッファ20〜24の構成の一例を示す回路図である。こ
のバッファ20〜24は、エミッタが共通接続されて差
動動作をなすトランジスタQ1 ,Q2 及びその負荷抵抗
1 ,R2 からなる差動回路25と、トランジスタ
1 ,Q2 のエミッタ共通接続点に接続された電流源I
oと、各々のベースがトランジスタQ1 ,Q2 の各コレ
クタに接続されたトランジスタQ3 ,Q4 からなるエミ
ッタフォロワ回路26と、トランジスタQ3 ,Q4の各
エミッタに接続された電流源Ic1,Ic2とから構成され
ている。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the buffers 20 to 24 which form the ring counter 13. The buffer 20-24, a differential circuit 25 having an emitter composed of the transistors Q 1, Q 2 and its load resistor R 1, R 2 constituting the commonly connected with differential operation, common emitter of the transistors Q 1, Q 2 Current source I connected to the connection point
and an emitter follower circuit 26 consisting of transistors Q 3 and Q 4 whose bases are connected to the collectors of the transistors Q 1 and Q 2 , respectively, and a current source Ic connected to the emitters of the transistors Q 3 and Q 4. 1 and Ic 2 .

【0021】上記構成のバッファにおいて、図1のLP
F14から供給される制御電圧Vcによって電流源I
c1,Ic2を制御し、トランジスタQ3 ,Q4 の各エミッ
タ電圧を変化させることにより、リングカウンタ13の
伝搬遅延時間tpdを変化させることができる。なお、用
いる周波数が比較的低い場合には、図5に示すように、
トランジスタQ3 ,Q4 の各エミッタ間に容量C1 を付
加することにより、伝搬遅延時間tpdを積極的に大きく
することができる。
In the buffer having the above structure, the LP of FIG.
The current source I is controlled by the control voltage Vc supplied from F14.
The propagation delay time t pd of the ring counter 13 can be changed by controlling c 1 and Ic 2 and changing the emitter voltages of the transistors Q 3 and Q 4 . When the frequency used is relatively low, as shown in FIG.
The propagation delay time t pd can be positively increased by adding the capacitance C 1 between the emitters of the transistors Q 3 and Q 4 .

【0022】上述したように、PLL回路構成の周波数
逓倍回路において、VCOに代えてn・m段のリングカ
ウンタ13を用いたことにより、共振回路が不要なため
IC化に適し、また分周回路が不要なため回路規模が小
さくて済むことになる。ちなみに、回路作成上、分周回
路を作るよりも、リングカウンタを作る方がはるかに容
易である。
As described above, in the frequency multiplication circuit having the PLL circuit configuration, the ring counter 13 of n · m stages is used in place of the VCO, so that a resonance circuit is not necessary, which is suitable for an IC, and a frequency division circuit. Since it is unnecessary, the circuit scale can be small. By the way, it is much easier to create a ring counter than to create a frequency divider circuit in terms of circuit creation.

【0023】さらに、所望の周波数nfが例えば数10
0MHzとかなり高い場合を考えると、図10に示した
従来例の回路においては、VCO103が共振回路や時
定数回路で定まる発振周波数で発振するには、回路その
ものは周波数nfよりもかなり高い周波数まで動作する
必要がある。そのためには、かなり大きな電流を流して
おく必要がある。これに対し、リングカウンタ13で
は、tpd=1/(2・nf)に自動的に設定される。こ
れは、周波数nfで最低限動作する最小電流を自動設定
するようなものである。
Further, the desired frequency nf is, for example,
Considering the case of a considerably high frequency of 0 MHz, in the circuit of the conventional example shown in FIG. 10, in order for the VCO 103 to oscillate at the oscillation frequency determined by the resonance circuit or the time constant circuit, the circuit itself has a frequency considerably higher than the frequency nf. Need to work. For that purpose, it is necessary to pass a considerably large current. On the other hand, in the ring counter 13, t pd = 1 / (2 · nf) is automatically set. This is like automatically setting the minimum current that operates at the minimum at the frequency nf.

【0024】またさらに、図10に示した従来例の回路
における分周回路104も大きな電流を消費する。すな
わち、周波数nfで動作するためには、分周回路を構成
するゲート回路の伝搬遅延時間は、tpd<1/(4・n
f)の必要があり、最悪のケースでもこの条件を満たす
べく余裕を持って電流を流す必要がある。
Furthermore, the frequency divider circuit 104 in the conventional circuit shown in FIG. 10 also consumes a large amount of current. That is, in order to operate at the frequency nf, the propagation delay time of the gate circuit forming the frequency dividing circuit is t pd <1 / (4 · n
It is necessary to perform f), and it is necessary to flow the current with a margin to satisfy this condition even in the worst case.

【0025】上述した理由により、本発明による周波数
逓倍回路によれば、図10に示した従来例の回路よりも
大幅な低消費電流化が達成される。また、周波数限界に
ついて言えば、従来例ではトランジスタが動作周波数に
対して充分余裕を持つ必要があるのに対し、本発明では
デバイスが最低限動作する限界まで動作周波数を高める
ことができる。したがって、種々の高周波ICにおいて
応用可能である。
For the above-mentioned reason, the frequency multiplier circuit according to the present invention achieves a significantly lower current consumption than the conventional circuit shown in FIG. Regarding the frequency limit, in the conventional example, the transistor needs to have a sufficient margin with respect to the operating frequency, whereas in the present invention, the operating frequency can be increased to the limit at which the device operates at a minimum. Therefore, it can be applied to various high frequency ICs.

【0026】なお、上記実施例では、論理回路15とし
てEX‐OR回路を用いたが、これに限定されるもので
はなく、図6に示す如き論理回路構成のものを用いるこ
とも可能である。
Although the EX-OR circuit is used as the logic circuit 15 in the above embodiment, the logic circuit 15 is not limited to this, and a logic circuit configuration as shown in FIG. 6 can be used.

【0027】この論理回路は、リングカウンタ13から
供給されるn個(本例では、5個)の出力V1〜V5の
うち、出力V1と出力V2の反転信号との論理積をとる
AND回路27と、出力V2の反転信号と出力V3との
論理積をとるAND回路28と、出力V3と出力V4の
反転信号との論理積をとるAND回路29と、出力V4
の反転信号と出力V5との論理積をとるAND回路30
と、出力V5と出力V1との論理積をとるAND回路3
1と、AND回路27〜31の各出力の論理和をとるO
R回路32とから構成されている。
This logical circuit is an AND circuit 27 that takes the logical product of the output V1 and the inverted signal of the output V2 among the n (five in this example) outputs V1 to V5 supplied from the ring counter 13. An AND circuit 28 for taking the logical product of the inverted signal of the output V2 and the output V3, an AND circuit 29 for taking the logical product of the inverted signal of the output V3 and the output V4, and an output V4
AND circuit 30 which takes the logical product of the inverted signal of V and the output V5
AND circuit 3 that takes the logical product of the output V5 and the output V1
1 that is the logical sum of 1 and each output of the AND circuits 27 to 31
And an R circuit 32.

【0028】図7は、上記構成の論理回路の回路動作を
説明するためのタイミングチャートである。図7におい
て、波形V1〜V5はリングカウンタ13の5個の出力
波形を、波形A〜EはAND回路27〜31の各出力波
形を、波形FはOR回路32の出力波形をそれぞれ示し
ている。
FIG. 7 is a timing chart for explaining the circuit operation of the logic circuit having the above configuration. In FIG. 7, waveforms V1 to V5 represent five output waveforms of the ring counter 13, waveforms A to E represent output waveforms of the AND circuits 27 to 31, and waveform F represents an output waveform of the OR circuit 32. .

【0029】これらの波形から明らかなように、AND
回路27〜31はリングカウンタ13の5個の出力V1
〜V5に基づいて位相が互いに2π/5ずつずれかつ幅
がπ/5相当の5個のパルスA〜Eを生成する第1のゲ
ート回路を構成し、OR回路32はn個のパルスに基づ
いて周波数nfの出力パルスFを得る第2のゲート回路
を構成している。
As is clear from these waveforms, AND
The circuits 27 to 31 have five outputs V1 of the ring counter 13.
~ V5 constitutes a first gate circuit for generating five pulses A to E whose phases are shifted by 2π / 5 from each other and whose width is equivalent to π / 5, and the OR circuit 32 is based on n pulses. A second gate circuit for obtaining an output pulse F of frequency nf.

【0030】すなわち、上記構成の論理回路は、原発振
の1サイクルにおいて、位相が2π/nずつずれ、かつ
幅がπ/n相当のn個のパルスを独立に合成し、これら
のパルスの論理和をとるというものである。この回路構
成によれば、EX‐OR回路よりも若干ながら回路を簡
素化できるとともに、消費電力を低減できることにな
る。
That is, the logic circuit having the above configuration independently synthesizes n pulses having a phase shift of 2π / n and a width corresponding to π / n in one cycle of the original oscillation, and the logic of these pulses is used. It is to take the sum. According to this circuit configuration, the circuit can be simplified and the power consumption can be reduced, though slightly compared to the EX-OR circuit.

【0031】ところで、本発明による周波数逓倍回路に
おいて、逓倍比が例えば10以上の場合はリングカウン
タ13が長くなってしまう。そこで、このような場合に
は、図10に示した従来回路と組み合わせて実施すれば
良い。すなわち、図1において、位相比較回路12とリ
ングカウンタ13との間に分周回路を挿入配置した回路
構成とし、リングカウンタをn1 段、分周回路の分周比
をn2 とする。
In the frequency multiplication circuit according to the present invention, if the multiplication ratio is, for example, 10 or more, the ring counter 13 becomes long. Therefore, in such a case, it may be implemented in combination with the conventional circuit shown in FIG. That is, in FIG. 1, a frequency dividing circuit is inserted and arranged between the phase comparison circuit 12 and the ring counter 13, the ring counter has n 1 stages, and the frequency dividing ratio of the frequency dividing circuit is n 2 .

【0032】これにより、n1 ・n2 の逓倍比を得るこ
とができる。したがって、逓倍比が例えば10以上の場
合でも、リングカウンタ13が長くなることはない。ま
た、分周回路に入力される周波数は、単純に図10の従
来例を適用する場合の1/n1 となるため、消費電力を
大幅に低減できることになる。また、別の応用例とし
て、図1において、原発振回路11と位相比較回路12
との間に分周回路を挿入配置することも可能である。こ
れにより、単純な整数倍以外の周波数を得ることができ
る。
As a result, the multiplication ratio of n 1 · n 2 can be obtained. Therefore, even when the multiplication ratio is 10 or more, the ring counter 13 does not become long. Further, since the frequency input to the frequency dividing circuit is simply 1 / n 1 when the conventional example of FIG. 10 is applied, the power consumption can be significantly reduced. Further, as another application example, in FIG. 1, the original oscillation circuit 11 and the phase comparison circuit 12 are shown.
It is also possible to insert a frequency divider circuit between and. This makes it possible to obtain frequencies other than simple integral multiples.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、原発振回路の出力を位相比較回路の一入力
とするとともに、n・m段のリングカウンタの出力を位
相比較回路の他入力とし、この位相比較回路の位相差出
力をLPFを介してリングカウンタにその制御電圧とし
て供給し、このリングカウンタのn個の出力に基づいて
論理回路によってnf出力を得るPLL回路構成とし、
VCOの代わりにリングカウンタを用いたことにより、
従来用いられていた共振回路や分周回路が不要になるた
め、IC化に適するとともに、回路規模が小さくて済む
ことになる。
As described above, according to the first aspect of the invention, the output of the original oscillation circuit is used as one input of the phase comparison circuit, and the output of the ring counter of n · m stages is used as the phase comparison circuit. The phase difference output of this phase comparison circuit is supplied to the ring counter as its control voltage via the LPF, and a nf output is obtained by a logic circuit based on the n outputs of this ring counter. ,
By using a ring counter instead of a VCO,
Since the resonance circuit and the frequency dividing circuit which have been used conventionally are not necessary, it is suitable for an IC and the circuit scale can be small.

【0034】また、大きな電流を消費する分周回路がな
いことで、大幅な低消費電流化が図れることになる。さ
らに、デバイスが最低限動作する限界まで動作周波数を
高めることができるので、種々の高周波ICにおいて応
用可能である。
Further, since there is no frequency divider circuit that consumes a large amount of current, a significant reduction in current consumption can be achieved. Furthermore, since the operating frequency can be increased to the limit at which the device operates, it can be applied to various high frequency ICs.

【0035】請求項2記載の発明によれば、n入力のE
X‐OR回路によって論理回路を構成したことにより、
リングカウンタのn個の出力を真理値表が厳密に定義さ
れた2入力のEX‐OR回路を用いてトーナメント方式
で処理できるので、2入力のEX‐OR回路のみの組合
せで実現できることになる。請求項3記載の発明によれ
ば、位相が2π/nずつずれかつ幅がπ/n相当のn個
のパルスを生成するゲート回路と、このn個のパルスの
論理和をとるゲート回路とによって論理回路を構成した
ことにより、EX‐OR回路よりも若干ながら回路構成
を簡略化できるとともに、消費電力を低減できることに
なる。
According to the second aspect of the invention, an n-input E
By configuring the logic circuit with the X-OR circuit,
Since the n outputs of the ring counter can be processed in the tournament method by using the two-input EX-OR circuit whose truth table is strictly defined, it can be realized by the combination of only the two-input EX-OR circuits. According to the third aspect of the invention, a gate circuit for generating n pulses having a phase shift of 2π / n and a width corresponding to π / n, and a gate circuit for ORing the n pulses are used. By configuring the logic circuit, the circuit configuration can be simplified and the power consumption can be reduced, though slightly compared with the EX-OR circuit.

【0036】請求項4記載の発明によれば、リングカウ
ンタと位相比較回路との間に分周回路を挿入配置し、リ
ングカウンタと分周回路を組み合わせて用いる構成とし
たことにより、リングカウンタをn1 段、分周回路の分
周比をn2 とすると、n1 ・n2 の逓倍比が得られるた
め、逓倍比が大きくなっても、リングカウンタを長くす
ることなく本回路を構成できることになる。
According to the invention described in claim 4, the frequency dividing circuit is inserted and arranged between the ring counter and the phase comparing circuit, and the ring counter and the frequency dividing circuit are combined to be used. Since the multiplication ratio of n 1 · n 2 can be obtained when the division ratio of the n 1 stage and the division circuit is n 2 , this circuit can be configured without lengthening the ring counter even if the multiplication ratio becomes large. become.

【0037】また、分周回路に入力される周波数が、単
純に従来のPLL回路構成の場合の1/n1 となるた
め、消費電流を大幅に低減できることになる。請求項5
記載の発明によれば、原発振回路と位相比較回路との間
に分周回路を挿入配置し、原発振回路の出力を分周回路
で分周してから位相比較回路に入力するように構成した
ことにより、単純な整数倍以外の周波数を得ることもで
きることになる。
Further, since the frequency input to the frequency dividing circuit is simply 1 / n 1 of that of the conventional PLL circuit configuration, the current consumption can be greatly reduced. Claim 5
According to the described invention, a frequency divider circuit is inserted and arranged between the original oscillator circuit and the phase comparator circuit, and the output of the original oscillator circuit is divided by the frequency divider circuit before being input to the phase comparator circuit. By doing so, it is possible to obtain frequencies other than simple integral multiples.

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

【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の回路動作を説明するためのタイミング
チャートである。
FIG. 2 is a timing chart for explaining the circuit operation of the present invention.

【図3】論理回路の一例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a logic circuit.

【図4】5逓倍の場合のリングカウンタの構成の一例を
示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of a ring counter in the case of multiplication by 5.

【図5】リングカウンタを構成するバッファの一例を示
す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a buffer forming a ring counter.

【図6】論理回路の他の例を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing another example of a logic circuit.

【図7】図6の回路動作を説明するためのタイミングチ
ャートである。
FIG. 7 is a timing chart for explaining the circuit operation of FIG.

【図8】一従来例を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a conventional example.

【図9】図8の回路の各部の信号の周波数スペクトルを
示す図である。
9 is a diagram showing a frequency spectrum of a signal of each part of the circuit of FIG.

【図10】他の従来例を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 原発振回路 12 位相比較回路 13 リングカウンタ 15 論理回路 16〜19 2入力EX‐OR回路 20〜24 バッファ 11 original oscillation circuit 12 phase comparison circuit 13 ring counter 15 logic circuit 16 to 19 2-input EX-OR circuit 20 to 24 buffer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の周波数fで発振する原発振回路
と、 伝搬遅延時間が可変なn・m(共に整数)段のリングカ
ウンタと、 前記原発振回路の出力と前記リングカウンタの出力との
位相差を検出する位相比較回路と、 前記位相比較回路の位相差出力を前記リングカウンタに
その伝搬遅延時間を制御する制御電圧として供給するロ
ーパスフィルタと、 前記リングカウンタのn個の出力に基づいて周波数nf
の出力を得る論理回路とを備えたことを特徴とする周波
数逓倍回路。
1. An original oscillation circuit that oscillates at a predetermined frequency f, a ring counter with n · m (both integer) stages whose propagation delay time is variable, and an output of the original oscillation circuit and an output of the ring counter. Based on a phase comparison circuit that detects a phase difference, a low-pass filter that supplies the phase difference output of the phase comparison circuit to the ring counter as a control voltage that controls the propagation delay time, and n outputs of the ring counter. Frequency nf
And a logic circuit that obtains the output of the frequency multiplication circuit.
【請求項2】 前記論理回路は、n入力の排他的論理和
回路であることを特徴とする請求項1記載の周波数逓倍
回路。
2. The frequency multiplying circuit according to claim 1, wherein the logic circuit is an n-input exclusive OR circuit.
【請求項3】 前記論理回路は、位相が互いに2π/n
ずつずれかつ幅がπ/n相当のn個のパルスを生成する
第1のゲート回路と、前記n個のパルスの論理和をとる
第2のゲート回路とからなることを特徴とする請求項1
記載の周波数逓倍回路。
3. The logic circuits have a phase of 2π / n with respect to each other.
2. A first gate circuit for generating n pulses, each of which has a shift of π / n and a width corresponding to π / n, and a second gate circuit for ORing the n pulses.
The described frequency multiplication circuit.
【請求項4】 前記リングカウンタと前記位相比較回路
との間に分周回路を有することを特徴とする請求項1,
2又は3記載の周波数逓倍回路。
4. A frequency divider circuit is provided between the ring counter and the phase comparator circuit.
The frequency multiplying circuit described in 2 or 3.
【請求項5】 前記原発振回路と前記位相比較回路との
間に分周回路を有することを特徴とする請求項1,2又
は3記載の周波数逓倍回路。
5. The frequency multiplying circuit according to claim 1, further comprising a frequency dividing circuit between the original oscillation circuit and the phase comparing circuit.
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