JPH0795062A - 位相ロック・ループにおけるプログラム可能周波数分周器 - Google Patents

位相ロック・ループにおけるプログラム可能周波数分周器

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JPH0795062A
JPH0795062A JP6101744A JP10174494A JPH0795062A JP H0795062 A JPH0795062 A JP H0795062A JP 6101744 A JP6101744 A JP 6101744A JP 10174494 A JP10174494 A JP 10174494A JP H0795062 A JPH0795062 A JP H0795062A
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    • 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
    • H03L7/16Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/18Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S331/00Oscillators
    • Y10S331/02Phase locked loop having lock indicating or detecting means

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プログラム整数を受信する第1入力とラッチ
整数を導出する出力を有するラッチ回路を有する位相ロ
ック・ループ用のプログラム可能周波数分周器を提供す
る。 【構成】 位相ロック・ループは第1ディジタル信号を
監視し、この信号と同相の周波数で実質的に動作する第
2ディジタル信号を導出する。プログラム可能分周器は
プログラム整数をラッチしてラッチ整数を導出し、これ
を一定の整数と比較し、ラッチ整数が前記一定の整数と
一致しない場合には、第1状態を有するフラグ信号を導
出し、ラッチ整数が一定の整数と一致する場合には、第
2状態を有するフラグ信号を導出する。フラグ信号が第
1状態を有すると、ラッチ整数をデクリメントする。こ
のフラグ信号を第1,第2クロック信号に応答して遅延
し、プログラム整数によって決まる周波数を有する第2
ディジタル信号を導出する。第1,第2ディジタル信号
をロック検出回路に加え、ロック検出信号を導出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【関連特許出願の参照】本出願は、ラニーL.パーカ他
によって1992年10月26日に出願され、同じ譲受
人、コーデックス社に譲渡された「位相ロック・ループ
における位相ロックの検出」という名称の共願の米国特
許出願第07/966,824に関連する。
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的に位相ロック・
ループに関し、更に詳しくは、制御信号のパルス幅をロ
ック検出回路迄拡張する位相ロック・ループのプログラ
ム可能周波数分周器に関する。
【0003】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】位相
ロック・ループ(PLLs)は、コンピュータ・システ
ム用のモデムやクロック同期回路のような無数の電子的
用途で見られる。従来のPLLは、電圧制御発振器(V
CO)の入力信号と出力信号との間の位相差を監視する
位相検出器を有す。位相検出器はチャージ・ポンプ用の
アップ制御信号とダウン制御信号を発生し、VCOの入
力のループ・ノードでループ・フィルタを充放電する。
ループ・フィルタの両端に生じるループ電圧によって、
VCOの出力周波数は決定される。チャージ・ポンプを
駆動するアップ及びダウン制御信号によって、VCOの
入力の適切なループ・ノード電圧を設定し、位相検出器
で利用される信号の間の所定の位相関係を保持する。
【0004】入力信号が弱くなるかまたは異なった動作
周波数に飛べば、PLLは位相ロックが外れるのが普通
である。ロックが外れた状態は、ロック検出回路によっ
て検出することができ、PLLが再び位相ロックを確立
することができる迄、他のシステムの処理は中断する。
1つのロック検出機構(scheme)は、位相検出器の出力で
アップ制御信号とダウン制御信号を監視し、PLローロ
ック状態を確認する。もしアップ制御信号とダウン制御
信号が脈動がなければ、ループ・ノードの電圧は実質的
に一定のままであり、PLLは位相ロック状態にある。
アップ制御信号とダウン制御信号が、ループ・フィルタ
を充電または放電するパルスを次々と発生して、VCO
の入力電圧を調整すると、ループは動作状態になければ
ならず、従って位相ロックが外れる。
【0005】通常の動作の間ループ・ノードは、チャー
ジ・ポンプ回路を介して、絶えずリークするのでVCO
を制御する電圧を保持するためにときどきパルスを必要
とする。しかし、これらの断続的なパルスは、ロックが
外れた状態を示してはいけない。従来のロック検出回路
は遅延回路を有し、所定のパルス幅未満のパルス幅を有
する位相検出器からの短い断続的パルスを無視するよう
に設計された、一連の直列結合したインバータによって
構成される。アップ制御信号とダウン制御信号は、ロッ
クが外れた状態をトリガするため少なくともこの遅延回
路と同じ長さのパルス幅を有しなければならない。アッ
プ制御信号とダウン制御信号のパルス幅は、温度とプロ
セスの変動の影響を受け、従って位相ロックを確認する
ための制御パラメータとして十分適さない。アップ制御
信号とダウン制御信号のパルス幅は、位相検出器の入力
信号の間の真の位相関係の精度に限定された単に粗い指
示器にすぎない。
【0006】他の周知のロック検出機構は、位相検出器
に加えられたVCOの入力信号と出力信号の間の位相差
を監視する。もしこれらの信号の遷移がタイムスロット
・ウインドの外部で発生すれば、ループは位相ロックが
外れた状態である。タイムスロット・ウインドは、一般
的にVCOの出力周波数から発生し、ロック検出器は入
力信号の両方のエッジをチェックするので、タイムスロ
ット・ウインドは入力信号が50%のデューティ・サイ
クルを有することを必要とする。更に、タイムスロット
・ウインドは、一般的にVCOの出力周波数の周期と等
しい周期を有する。VCOの出力周波数が、例えば20
0MHzを超えて増加するのに従って、タイムスロット
・ウインドの幅は使用不能になる点迄低下する可能性が
ある。50%のデューティ・サイクルを有する入力信号
の要求を取り除き、VCOの出力周波数とは無関係に、
拡張可能な周期を有するタイムスロット・ウインドを設
けることが好ましい。
【0007】
【課題を解決するための手段】簡単には、本発明はプロ
グラム整数(program integer) を受け取る第1入力とラ
ッチ整数(latch integer) を提供する出力を有するラッ
チ回路を有するプログラム可能周波数分周器によって構
成される。デクリメント回路は、ラッチ回路の出力に結
合された入力とラッチ回路の第2入力に結合された出力
を有する。比較回路は、ラッチ整数を受け取る第1入力
と一定の整数を受け取る第2入力を有する。遅延回路
は、比較回路の出力に結合された入力を有し、第1及び
第2クロック信号に応答して動作し、第1出力信号を提
供する。
【0008】他の面では、本発明は発振器の信号の周波
数を分周する方法であり、この方法は、プログラム整数
をラッチしてラッチ整数を提供する段階、ラッチ整数を
一定の整数と比較し、ラッチ整数が一定の整数と一致し
ない場合には、第1状態を有するフラグ信号を発生し、
ラッチ整数が一定の整数と一致する場合には、第2状態
を有するフラグ信号を発生する段階、フラグ信号が第1
状態を有する場合、ラッチ整数をデクリメントする段
階、及び第1,第2クロック信号に応答してフラグ信号
を遅延させ、プログラム整数によって決まる周波数を有
する第2発振器信号を発生する段階によって構成され
る。
【0009】
【実施例】図1は、従来の集積回路のプロセスを使用す
る集積回路として、製造するのに適した位相ロック・ル
ープ(PLL)10を示す。例えば2.0MHzで動作
するREFCLK信号を位相検出器14の第1入力の入
力12に加え、チャージ・ポンプ16用のUP制御信号
とDOWN制御信号を導出する。チャージ・ポンプ16
は、正の電源導体とアース電位の間に直列に結合したP
‐チャネル・トランジスタとN‐チャネル・トランジス
タ(図示せず)によって構成することができ、ここでP
‐チャネル・トランジスタはUP制御信号に応答し、N
‐チャネル・トランジスタはDOWN制御信号に応答す
る。チャージ・ポンプのトランジスタのドレインの相互
接続部は、ループ・ノード18を駆動してループ・フィ
ルタ22を充放電する。このループ・フィルタ22は、
ループ・ノード18とアース電位の間に結合されたコン
デンサ(図示せず)によって構成される。ループ・ノー
ド18の電圧は、VCO24を制御して出力26に発振
器信号OSCOUTを発生する。VCO24のOSCO
UT信号は逆位相発振器28に加えられ、非重複(non-o
verlapping) 逆位相クロックXCLKとYCLKを発生
する。XCLKとYCLKクロック信号は、プログラム
可能周波数分周回路30を介して分周され、位相検出器
14の第2入力に加えるOSCOUT/N信号を発生す
る。プログラム可能周波数分周回路30は、PLL10
のロック検出の特徴のための反転TIMESLOT信
号、SAMPLE CLOCK信号とXFER CLO
CK信号を発生する。
【0010】PLL10の動作は、下記の通りに行われ
る。位相検出器14の第1入力に加えられるREFCL
K信号は、この位相検出器14の第2入力に加えられる
OSCOUT/N信号と協働し、これらの間の位相関係
に従って、UP制御信号またはDOWN制御信号を発生
する。もしOSCOUT/N信号がREFCLK信号よ
りも遅延すれば、即ち、OSCOUT/N信号の周波数
がREFCLK信号に対して低く過ぎれば、UP制御信
号は脈動する。または、もしOSCOUT/N信号がR
EFCLK信号よりも先行すれば、DOWN制御信号は
脈動してVCO24から供給される発振器の信号の周波
数を減少させる。チャージ・ポンプ16は、UP制御信
号とDOWN制御信号に応答し、ループ・ノード18を
充放電する。ループ・ノード18に発生した電圧は、V
CO24を駆動し、OSCOUT信号に対して最高例え
ば200MHzを発生する。この信号は、プログラム可
能分周回路30によって下方に分周され、位相検出器1
4の第2入力にOSCOUT/N信号を発生する。制御
信号Nは、プログラム可能周波数分周回路30の除数を
選択する。従って、位相検出器14は、REFCLK信
号とOSCOUT/N信号の間の位相差を監視し、チャ
ージ・ポンプ16に対して必要に応じてUP及びDOW
N制御信号を発生し、ループ・ノード18とVCO24
を駆動してREFCLK信号とOSCOUT/N信号の
間に所定の位相関係を保持する。
【0011】逆位相クロック発生器28を図2に示す。
ここでOSCOUTは、インバータ32,33,34と
36を介してANDゲート38の第1入力に加えられ
る。インバータ32の出力は、インバータ40と42を
介して、ANDゲート44の第1入力と結合する。AN
Dゲート38の出力は、XCLKクロック信号を発生
し、インバータ46を介してANDゲート44の第2入
力に加えられる。同様に、ANDゲート44の出力はY
CLKクロック信号を発生し、インバータ48を介して
ANDゲート38の第2入力に加えられる。ノード50
のインバータ34の出力は、インバータ52を介してイ
ンバータ42の入力に結合され、一方ノード54のイン
バータ40の出力はインバータ56を介してインバータ
36の入力に結合される。
【0012】OSCOUTが論理ゼロに切り替わると、
インバータ32の出力は論理1になる。ノード54はO
SCOUTからインバータ2個分だけ遅れるに過ぎない
が、ノード50はOSCOUTからインバータ3個分だ
け遅れるから、ノード50が論理1に切り替わる前に、
インバータ40はノード54を論理ゼロに切り替えよう
とする。しかし、OSCOUTが論理ゼロに変化した
後、ノード50はインバータ2個の遅延分がまだ論理ゼ
ロの状態にあるから、論理ゼロへのノード54の遷移速
度はインバータ52によって低下される。インバータ3
4の出力が状態が変化する迄、インバータ52はノード
54を論理1に保持しようと動作する。OSCOUTが
論値1に切り替わる場合にも、同様の筋書きに従う。従
って、インバータ36と42の遷移は、180゜位相が
ずれて重なり、ほぼ50%のマークで交差し、これによ
ってOSCOUTとノード50,54との間の等しくな
い数のインバータによって課せられた遅延の差を解消す
る。
【0013】インバータ36の出力が論理ゼロの場合、
ANDゲート38の出力のXCLKクロック信号は論理
ゼロになる。ANDゲート44は、論理1のYCLKク
ロック信号を発生するためにインバータ42と46の出
力から論理1を受信する。インバータ42の出力が論理
ゼロになると、YCLKクロック信号は論理ゼロにな
る。ANDゲート38は論理1のXCLKクロック信号
を発生するためにインバータ36と48の出力から論理
1を受信する。従って、XCLKクロック信号とYCL
Kクロック信号は重複せず、実質的に50%のマークで
逆位相に切り替わり、OSCOUTの周波数で動作す
る。OSCOUT信号とXCLK信号は、同相で動作す
る。
【0014】図3は、ラッチ60を有するプログラム可
能周波数分周回路30のさらなる詳細を示す。このラッ
チ60は、プログラム整数Nとデクリメント回路62か
らの出力をそれぞれ受信する第1及び第2入力、IN1
とIN2を有する。ラッチ60の出力は、デクリメント
回路62の入力と比較回路64のIN1入力に結合され
る。比較回路64のIN2入力は、一定の整数Kを受信
する。トランジスタ66は、比較回路64の出力でプル
アップ装置として機能する。トランジスタ66のゲート
はアース電位を受信し、一方このトランジスタ66のソ
ースは例えば5.0ボルトで動作する電源電位VDDを受
信する。比較回路64からの出力信号は、トランジスタ
68,72のゲートにそれぞれ加えられたXCLKとY
CLKクロック信号に応答し、トランジスタ68,イン
バータ70,トランジスタ72とインバータ74を介し
てノード76に供給される。インバータ80はノード7
6に結合される入力とノード82に結合される出力を有
す。ANDゲート84は、ノード76に結合された1つ
の入力を有し、一方その第2入力はXCLKクロック信
号を受信する。ANDゲート86は、ノード82に結合
された1つの入力を有し、一方その第2入力はXCLK
クロック信号を受信する。ANDゲート84,86の出
力は、それぞれラッチ60の負荷入力、LD1とLD2
に結合される。ラッチ60のPASS入力は、YCLK
クロック信号を受信する。
【0015】200MHzで動作するVCO出力周波数
を考える。もし反転TIMESLOTの所望の周期が例
えば500nsであれば、プログラム可能分周回路30
を設定し、例えば整数100によって200MHzのX
CLKとYCLKクロック信号を分周することができ
る。従って、プログラム整数Nは、99(100より1
少ない)、即ち、「1100011」に等しく設定され
る。比較回路64は、100番目のOSCOUTクロッ
ク周期毎に論理1のFLAGパルスを発生する。FLA
Gパルスの周期は、OSCOUTの周期と同じである。
このFLAGパルスは、遅延回路(114〜138)に
よって長くされ、反転TIMESLOTとXFER C
LOCK信号用の所望のパルス幅(少なくとも1XCL
Kクロック周期)を達成する。
【0016】FLAGは、最初論理1であると仮定す
る。論理1のXCLKクロック信号は、トランジスタ6
8をオンし、論理1をインバータ70に転送する。次の
論理1のYCLKクロック信号は、トランジスタ72を
オンし、論理ゼロをインバータ70からインバータ74
に転送する。従って、FLAGが論理1になった後、X
CLKクロック信号とYCLKクロック信号の1つの周
期に続いて、ノード76は論理1になり、ノード82は
論理ゼロになる。ラッチ60のLD1入力は、次の論理
1のXCLKクロック信号でANDゲート84から論理
1を受信し、IN1入力からプログラム整数Nをロード
する。ラッチ60は、整数「1100011」を有し、
次の論理1のYCLKクロック信号の後、そのOUT出
力に同じ整数を提供する。デクリメント回路62は、ラ
ッチ60から「1100011」を受信し、XCLKク
ロック信号とYCLKクロック信号の各周期毎に1をデ
クリメントする。
【0017】ラッチ60の1つの実施例を図4に示す。
ここでトランジスタ90,92のゲートは、LD1入
力,LD2入力をそれぞれ受信する。トランジスタ9
0,92のソースは、共にインバータ94の入力に結合
される。パス・トランジスタ96は、インバータ94の
出力とインバータ98の入力の間に結合され、ラッチ6
0のPASS入力に応答して動作する。LD1入力が論
理1であると、トランジスタ90はIN1入力に加えら
れた論理状態をインバータ94に転送する。論理1のY
CLKクロック信号は、トランジスタ96が反転論理状
態をインバータ94から転送することを可能にし、IN
1入力に加えられたのと同じ論理状態をラッチ60のO
UT出力に導出する。または、LD2入力が論理1であ
ると、トランジスタ92はIN2入力に加えられた論理
状態をインバータ94に転送する。論理1のYCLKク
ロック信号は、トランジスタ96が反転論理状態をイン
バータ94から転送することを可能にし、IN2入力に
加えられたのと同じ論理状態をラッチ60のOUT出力
に導出する。ラッチ回路90〜98は、加えられたディ
ジタル信号の最下位ビットをラッチする。90〜98の
ようなラッチ回路は、加えられたディジタル信号の各ビ
ットに対して提供される。
【0018】比較回路64は、ラッチ60からの「11
00011」を整数K=「0000001」と比較す
る。比較回路64の1つの実施例は、排他的ORゲート
100,トランジスタ102,排他的ORゲート104
とトランジスタ106として図5に示す。比較回路10
0〜102は、加えられたディジタル信号の最下位BI
T0を比較し、一方比較回路104〜106は、第2最
下位BIT1を比較する。100〜102のような比較
回路を比較回路64のIN1,IN2入力に加えられた
ディジタル信号の各ビットに対して提供する。この例で
は、整数K=「0000001」とラッチ60からの
「1100011」の最下位ビットは一致し、これによ
って排他的ORゲート100の出力は論理0になる。ト
ランジスタ102は、これによって禁止される。第2最
下位ビットは一致せず、排他的ORゲート104は論理
1を発生する。トランジスタ106はオンし、比較回路
64のOUT出力を論理0にする。トランジスタ102
と106のドレインは共に結合され、その結果、ラッチ
60の出力信号と整数Kとの間の1つの不一致のみによ
って、論理0のFLAGを導出する。
【0019】図3に戻って、XCLKとYCLKクロッ
ク信号の後続の周期の間、論理0のFLAGはトランジ
スタ68,72及びインバータ70,74を通過する。
ノード76は論理0になり、ノード82は論理1にな
る。次の論理1のXCLKクロック信号は、ANDゲー
ト86の出力に論理1を導出し、ラッチ60のIN2入
力を動作可能にする。XCLKとYCLKクロック信号
の前の周期の間に、デクリメント回路62によって1だ
けデクリメントされて「1100010」になった値
「1100011」は、ラッチ60にロードされ、デク
リメント回路62と比較回路64に転送される。値「1
100010」は、XCLKとYCLKクロック信号の
次の周期の間に、デクリメント回路62によって再びデ
クリメントされる。値「1100010」は、整数K=
「0000001」と比較される。ディジタル信号はま
だ一致しないので、FLAGは論理0のままである。ノ
ード76,82は、それぞれ論理0,論理1のままであ
る。ラッチ60の値が「0000001」迄デクリメン
トされて整数K=「0000001」と一致する迄、こ
のプロセスを継続し、一致した時点で比較回路64はO
SCOUTに等しいパルス幅を有する論理1のFLAG
パルスを導出する。
【0020】論理1のFLAGは、XCLKとYCLK
クロック信号の後続の周期の間トランジスタ68,72
及びインバータ70,74を通過する。ノード76は論
理1になり、ノード82は論理0になる。FLAGパル
スが論理1になった後、ノード82の論理0はXCLK
クロック信号の第2のハイ(high)状態の間トランジスタ
108を通過する。インバータ110はこの信号の補数
をとり、トランジスタ112のゲートに論理1のSAM
PLE CLOCK出力信号を導出する。トランジスタ
112はオンし、インバータ116の出力のOSCOU
T/N出力信号が論理1になるのに従って、インバータ
114の入力を論理1にする。
【0021】ノード76の論理1によって、ラッチ60
のLD1入力はプログラム整数N=「1100011」
を再ロードすることが可能になる。新しいラッチの値
は、ノード76が論理1になった後、YCLKクロック
信号の次のハイ状態で比較回路64に転送される。この
新しいラッチの値と整数Kを比較すると、不一致が生
じ、FLAG信号は論理0に戻る。XCLKとYCLK
クロック信号の次の周期の間ノード76,82は、それ
ぞれ論理0,論理1に切り替わって戻り、上述した過程
を反復する。従って、プログラム可能分周回路30は、
OSCOUTのN番目のサイクル毎に1度、OSCOU
Tと同じパルス幅を有する論理1のFLAGパルスを導
出する。
【0022】反転TIMESLOTのパルス幅を広くす
るため、ノード82が論理0になった後、XCLKクロ
ック信号の次のハイ状態の間にトランジスタ118がオ
ンし、論理0状態をインバータ120に転送する。イン
バータ120は、この信号の補数をとり、YCLKクロ
ック信号のハイ状態の間にこの信号をトランジスタ12
2を介して転送し、インバータ124は再びこの信号の
補数をとる。インバータ124からの論理0は、XCL
Kクロック信号の別のハイ状態の間にトランジスタ12
6を介して転送される。インバータ128はこの信号の
補数をとり、YCLKクロック信号の別のハイ状態の間
にこの信号をトランジスタ130を介して転送し、イン
バータ132は再びこの信号の補数をとる。XCLKク
ロック信号の次のハイ状態によって、インバータ132
からの論理0がトランジスタ134を介して転送され、
インバータ136の出力に論理1を導出する。トランジ
スタ138はオンし、インバータ114の入力を論理0
にする。この段階で、ノード82は論理1に切り替わっ
て戻り、トランジスタ112をオフする。OSCOUT
/N出力信号は、インバータ116に従って論理0にな
る。トランジスタ118,122,126,130と1
34及びインバータ120,124,128,132と
136は、遅延回路として動作し、OSCOUT/N信
号の論理0の状態を長くする。この遅延は、ノード82
とトランジスタ138のゲートとの間に設けたトランジ
スタ‐インバータ対を多少とも提出することによって調
整することができる。
【0023】OSCOUT/N信号もまた、インバータ
142が信号の補数をとるYCLKクロック信号のハイ
状態の間に、トランジスタ140を介して転送する。ト
ランジスタ146は、補数をとった信号をXCLKクロ
ック信号の次のハイ状態の間にインバータ148に転送
する。インバータ150によって反転された後、インバ
ータ148の出力信号は、反転TIMESLOT出力信
号を提供する。インバータ148の出力信号もまた、Y
CLKクロック信号の別のハイ状態の間にトランジスタ
152を介して転送する。インバータ154はこの信号
の補数をとり、XCLKクロック信号の別のハイ状態の
間にこの信号をトランジスタ156を介して転送する。
インバータ158は、出力にXFER CLOCK出力
信号を導出する。トランジスタ140,146,152
と156及びインバータ142,148,150,15
4と158は、OSCOUT/N信号の0に向かう(論
理1から論理0に向かう)遷移の中心に反転TIMES
LOTを設定するように動作し、XFER CLOCK
信号をXCLKとYCLKクロック信号の1周期後に導
出する。トランジスタ140,146及びインバータ1
42,148と150は、反転TIMESLOTのパル
ス幅を広げるように動作する。
【0024】図1に戻って、REFCLK信号とOSC
OUT/N信号は、ロック検出回路160の第1,第2
入力に加えられる。プログラム可能分周回路30からの
反転TIMESLOT信号もまた、このロック検出回路
160に加えられ、反転TIMESLOT信号の0に向
かう遷移の時点と、この反転TIMESLOTのウイン
ドの正に向かう遷移の時点で、REFCLK信号とOS
COUT/N信号が論理0になると、DETECT信号
を発生する。反転TIMESLOTのウインドは、反転
TIMESLOT信号のロー(low) 状態と定義する。
【0025】ロック検出回路160からのDETECT
信号は、プログラム可能分周回路30からSAMPLE
CLOCKとXFER CLOCK信号が4ビットの
マスタ/スレーブ・シフト・レジスタ164のクロック
入力に加えられる間に、このシフト・レジスタ164の
データ入力に加えられる。XFER CLOCK信号が
データ比スレーブ部分に転送する間に、SAMPLE
CLOCKはこのシフト・レジスタ164のマスタ部分
の入力データをラッチする。全体としての効果は、隣接
するビットのロケーション(location)の間でデータをシ
フトすることである。シフト・レジスタ164は、各ビ
ット位置にANDゲート166の入力に結合されるタッ
プ点を有し、LOCK信号を出力168に提供する。L
OCK信号をロックが外れた状態を示すロー状態に駆動
するには、シフト・レジスタ164にシフトする偽のD
ETECT信号(論理0)がただ1つあればよい。4ビ
ットのシフト・レジスタ164から論理0を完全にシフ
トして、LOCK信号の真の状態を再び確立するには、
DETECT信号は少なくとも4周期のSAMPLE
CLOCKとXFER CLOCKの間真の状態(論理
1)に戻らなければならない。真のLOCK信号を発生
するために必要な連続する真のDETECT信号の数を
増やすためには、シフト・レジスタ164の幅を更に広
くする、例えば12ビット以上にすることができること
を理解されたい。
【0026】ロック検出回路160のさらなる詳細図を
図6に示し、ここでREFCLK信号とOSCOUT/
N信号はNANDゲート170の第1及び第2入力に加
えられる。NANDゲート170の出力は、反転TIM
ESLOT信号を受信するために結合するゲートを有す
るトランジスタ172のドレインに結合される。トラン
ジスタ172のソースは、ゲートを有するタインバータ
174,176を介してNORゲート178の第1入力
に結合される。REFCLK信号とOSCOUT/N信
号は、NORゲート178の第2及び第3入力に加えら
れる。トランジスタ180は、インバータ174〜17
6の周囲にラッチ・フィードバック回路を提供する、イ
ンバータ176の出力に結合されたドレイン,インバー
タ174の入力に結合されたソースと正の電源電位VDD
を受信するように結合されたゲートを有する。NORゲ
ート178の出力は、トランジスタ184のドレインに
結合され、一方トランジスタ184のゲートは、インバ
ータ186によって補数をとられた反転TIMESLO
T信号を受信する。トランジスタ184のソースは、イ
ンバータ188,190を介してインバータ194の入
力に結合される。トランジスタ196は、インバータ1
90の出力に結合されたドレイン,インバータ188の
入力に結合されたソースと正の電源電位VDDを受信する
ように結合されたゲートを有する。インバータ194の
出力は、反転TIMESLOT信号を受信するように結
合されたゲートとインバータ202の入力に結合された
ソースを有するトランジスタ200のドレインに結合さ
れる。インバータ202の出力は、DETECT信号を
提供する。
【0027】ロック検出回路100の動作は、図7の波
形から最もよく理解されたい。図7は、位相ロックの状
態とロックが外れた状態の検出を示す。図7の時間t0
の直前の通常の動作の間、OSCOUT/N信号とRE
FCLK信号は、いずれも論理1であり、NANDゲー
ト170の出力に論理0を導出し、NORゲート178
の出力に論理0を導出する。時間t0 の前では、図7の
反転TIMESLOT信号はハイであり、トランジスタ
172をオンし、論理0をNORゲート178の第1入
力に転送する。トランジスタ180は、論理0をラッチ
してインバータ174の入力に戻す。
【0028】反転TIMESLOT信号が論理0になる
と、インバータ186によってトランジスタ172はオ
フし、トランジスタ184はオンする。反転TIMES
LOT信号の0に向かう遷移によって、REFCLK信
号とOSCOUT/N信号の論理状態を標本化する。も
しいずれも論理1であれば、NANDゲート170の出
力は論理0である。これ以外の場合には、NANDゲー
ト170の出力は、論理1である。REFCLK信号と
OSCOUT/N信号は、図7の時間t0 と時間t1 と
の間にいずれも論理0に遷移し、NORゲート178の
出力にトランジスタ184及びインバータ188,19
0を介して転送される論理1を導出する。インバータ1
94は、その出力に論理0を導出する。トランジスタ1
96は、インバータ188の入力で論理1をラッチす
る。時間t1 の後反転TIMESLOT信号は論理1に
戻るので、トランジスタ200は論理0をインバータ1
94からインバータ202に転送し、論理1のDETE
CT信号を提供する。反転TIMESLOT信号の正に
向かう遷移によって、REFCLK信号とOSCOUT
/N信号の論理状態を再び標本化する。もしいずれも論
理0であり、インバータ176の出力が論理0であれ
ば、NORゲート178の出力は論理1である。これ以
外の場合には、NORゲート178の出力は論理0であ
る。反転TIMESLOT信号のゼロに向かう遷移の時
点にREFCLK信号とOSCOUT/N信号が、論理
1であり、この反転TIMESLOT信号の正に向かう
時点には論理0である限り、DETECT信号はPLL
10のロック状態を示す論理1のままである。
【0029】さて、PLL10はもはや位相ロック状態
でないので時間t2 の後でREFCLK信号の周波数が
変化する。図7の時間t3 の直前には、OSCOUT/
N信号とREFCLK信号はいずれも論理1であり、N
ANDゲート170の出力に論理0を導出し、NORゲ
ート178の出力に論理0を導出する。時間t3 前に
は、反転TIMESLOT信号はハイであり、トランジ
スタ172をオンして論理0をNORゲート178の第
1入力に転送する。トランジスタ180は、インバータ
178の入力で論理0をラッチする。
【0030】反転TIMESLOT信号が論理0になる
と、インバータ186によってトランジスタ172がオ
フされ、トランジスタ184がオンされ、これによって
REFCLK信号とOSCOUT/N信号の論理状態を
標本化する。OSCOUT/N信号は時間t3 と時間t
4 との間に論理0に遷移するが、REFCLK信号は論
理1のままである。NORゲート178の論理0の出力
は、トランジスタ184,インバータ188,190を
介して転送される。トランジスタ196は、インバータ
188の入力で論理0をラッチする。反転TIMESL
OT信号は時間t4 の後論理1に戻るので、トランジス
タ200は論理1をインバータ194からインバータ2
02に転送し、PLL10の位相ロックの消失を示す論
理0のDETECT信号を導出する。正に向かうサンプ
リングは、OSCOUT/N信号との位相が外れたRE
FCLK信号を検出する。論理0のDETECT信号
は、出力端子168のLOCK信号を論理0の偽の状態
に駆動される次のSAMPLE CLOCK信号で図1
のシフト・レジスタ164に移る。従って、PLL10
のロック検出の特徴がREFCLK信号の周波数の変化
を検出し、偽のLOCK信号を導出する。
【0031】0に向かう反転TIMESLOTの標本化
の前にもしREFCLK信号が論理0に切り替わると、
同様の「位相ロックの存在しない」結果が次に生じる。
反転TIMESLOT信号が論理0に切り替わると、論
理1におけるNANDゲート170の出力は、インバー
タ176の出力でラッチする。NORゲート178は、
反転TIMESLOT信号の間、論理0を提供し続け、
DETECT信号は論理0になり、これによってロック
が外れた状態を示す。
【0032】要約すると、反転TIMESLOT信号が
ゼロに向かって遷移する前にNANDゲート178の出
力が論理0であるので、REFCLK信号とOSCOU
T/N信号はいずれも論理1でなければならない。更
に、PLL10の位相ロック状態を示すため反転TIM
ESLOT信号の正に向かう遷移の時間迄にNORゲー
ト118の出力が論理1であるので、REFCLK信号
とOSCOUT/N信号はいずれも論理0でなければな
らない。
【0033】本発明の特定の実施例を図示して説明した
が、当業者は更に変形と改良が可能であろう。本発明は
ここに示した特定の形態に限定されるものではなく、前
記請求項は本発明の精神と範囲から乖離しない全ての変
形を包含することを意図するものであると理解された
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】プログラム可能分周回路とロック検出回路を有
する位相ロック・ループを示すブロック図である。
【図2】図1の逆位相クロック発生器を示す概略図であ
る。
【図3】図1のプログラム可能分周回路を示す概略図で
ある。
【図4】図3のラッチ回路を示す概略図である。
【図5】図3の比較回路を示す概略図である。
【図6】図1のロック検出回路を示す概略図である。
【図7】位相ロックの監視を示す波形である。
【符号の説明】 14 位相検出器 16 チャージ・ポンプ 22 ループ・フィルタ 24 電圧制御発振器(VCO) 28 逆位相クロック発生器 30 プログラム可能周波数分周回路 60 ラッチ回路 62 デクリメント回路 64 比較回路 66〜86 遅延回路 160 ロック検出回路 164 シフト・レジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラニー・エル・パーカー アメリカ合衆国アリゾナ州メサ、ウエス ト・ロス・ラゴス1264

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1,第2入力と出力を有するラッチ回
    路(60)であって、前記第1入力はプログラム整数を
    受信し、前記出力はラッチ整数を導出する前記ラッチ回
    路;入力と出力を有するデクリメント回路(62)であ
    って、前記入力は前記ラッチ回路の前記出力に結合さ
    れ、前記出力は前記ラッチ回路の前記第2入力に結合さ
    れる前記デクリメント回路;第1,第2入力と出力を有
    する比較回路(64)であって、前記第1入力は前記ラ
    ッチ整数を受信し、前記第2入力は一定の整数を受信す
    る前記比較回路;及び前記比較回路の前記出力に結合さ
    れた入力を有し、第1,第2クロック信号に応答して動
    作し、第1出力信号を提供する遅延回路(66〜8
    6);によって構成されることを特徴とするプログラム
    可能周波数分周器。
  2. 【請求項2】 第1,第2ディジタル入力信号の位相を
    比較し、出力信号を生成し、ループ・ノードにループ・
    ノード電圧を生成する第1手段(14、16);前記ル
    ープ・ノードに結合された入力を有し、前記ループ・ノ
    ード電圧によって決まる周波数で動作する発振器の信号
    を提供する電圧制御発振器(24);前記発振器の信号
    を受信するように結合され、第1,第2クロック信号を
    提供する第2手段(28);第1,第2データ入力、第
    1,第2負荷入力と出力を有するラッチ回路(60)で
    あって、前記第1データ入力はプログラム整数を受信
    し、前記出力はラッチ整数を提供し、前記第1,第2負
    荷入力は前記第1,第2クロック信号を受信する前記ラ
    ッチ回路;入力,第1及び第2クロック入力と出力を有
    するデクリメント回路(62)であって、前記入力は前
    記ラッチ回路の前記出力に結合され、前記出力は前記ラ
    ッチ回路の前記第2データ入力に結合され、前記第1,
    第2クロック入力は前記第1,第2クロック信号をそれ
    ぞれ受信する前記デクリメント回路;第1,第2入力と
    出力を有する比較回路(64)であって、前記第1入力
    は前記ラッチ整数を受信し、前記第2入力は一定の整数
    を受信する前記比較回路;及び前記比較回路の前記出力
    に結合された入力を有し、前記第1,第2クロック信号
    に応答して動作し、前記第1手段の前記第2入力迄低減
    された周波数で動作する第2発振器信号を提供する遅延
    回路(66〜86);によって構成されることを特徴と
    する位相ロック・ループ。
  3. 【請求項3】 発振器の信号の周波数を分周する方法に
    おいて、前記方法は:プログラム整数をラッチしてラッ
    チ整数を提供する段階;前記ラッチ整数を一定の整数と
    比較し、前記ラッチ整数が前記一定の整数と一致しない
    場合に、第1状態を有するフラグ信号を導出し、前記ラ
    ッチ整数が前記一定の整数と一致する場合には、第2状
    態を有するフラグ信号を導出する段階;前記フラグ信号
    が前記第1状態を有する場合、前記ラッチ整数をデクリ
    メントする段階;及び第1,第2クロック信号に応答し
    て前記フラグ信号を遅延させ、前記プログラム整数によ
    って決まる周波数を有する第2発振器信号を導出する段
    階;によって構成されることを特徴とする方法。
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