JPH09199999A - Digital pll circuit - Google Patents

Digital pll circuit

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JPH09199999A
JPH09199999A JP8009827A JP982796A JPH09199999A JP H09199999 A JPH09199999 A JP H09199999A JP 8009827 A JP8009827 A JP 8009827A JP 982796 A JP982796 A JP 982796A JP H09199999 A JPH09199999 A JP H09199999A
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Japan
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circuit
load capacitance
capacitor
output signal
digital pll
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JP8009827A
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Masayoshi Ono
野 雅 良 小
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a digital PLL circuit operated at a high speed even when lots of load capacitance circuits are provided to a delay circuit by making the area shared by the load capacitance circuits small. SOLUTION: A capacitor C of a load capacitor circuit LC connecting to an inverter of a variable delay circuit of the digital PLL circuit is made cup of a MOS capacitor provided with a switch function. Furthermore, the load capacitor circuit LC is connected in cascade with an output terminal of the inverter to suppress a capacitive component connecting to the inverter low at all times, then the fundamental oscillating frequency of the PLL circuit is designed high. Thus, the capacitor of the load capacitor circuit requires a pattern area nearly a half or below that of a conventional circuit and the required area of the variable delay circuit is reduced.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はディジタルPLL(位相
同期ループ)回路に関し、特に、信号遅延時間の微調整
を行って正確な位相同期を図るようにしたディジタルP
LL回路の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital PLL (phase locked loop) circuit, and more particularly to a digital P (Phase Locked Loop) circuit for finely adjusting a signal delay time for accurate phase locking.
The present invention relates to improvement of the LL circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のディジタルPLL回路の例を図7
を参照して説明する。ディジタルPLL回路は、リング
オシレータ1、位相比較器2、及び遅延制御回路3よっ
て構成される。リングオシレータ1は、環状に接続され
た可変遅延回路100及びインバータ200からなり、
一巡伝達関数によって発振周波数が定る。
2. Description of the Related Art An example of a conventional digital PLL circuit is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG. The digital PLL circuit is composed of a ring oscillator 1, a phase comparator 2, and a delay control circuit 3. The ring oscillator 1 includes a variable delay circuit 100 and an inverter 200 that are connected in a ring,
The oscillation frequency is determined by the open loop transfer function.

【0003】リングオシレータ1の出力信号は位相比較
器2に供給され、外部から供給される基準クロック信号
と位相が比較される。位相比較器2は両信号の差に応じ
た差信号を遅延制御回路3に供給する。遅延制御回路3
は位相差を解消するように、可変遅延回路の信号遅延量
を設定し、リングオシレータ1の出力信号の位相を制御
する。位相が調整された出力信号は位相比較器2に再度
供給され、出力信号が基準クロック信号の位相に一致す
るまで、位相同期ループが動作する。
The output signal of the ring oscillator 1 is supplied to the phase comparator 2 and compared in phase with a reference clock signal supplied from the outside. The phase comparator 2 supplies a difference signal corresponding to the difference between the two signals to the delay control circuit 3. Delay control circuit 3
Sets the signal delay amount of the variable delay circuit so as to eliminate the phase difference, and controls the phase of the output signal of the ring oscillator 1. The phase-adjusted output signal is supplied again to the phase comparator 2, and the phase locked loop operates until the output signal matches the phase of the reference clock signal.

【0004】可変遅延回路100は、通常、直列に接続
された複数の単位遅延回路によって構成され、遅延制御
回路3の出力に応じて単位遅延回路の段数を変えること
によって遅延時間を段階的に設定する。しかし、単位遅
延回路の段数の変更のみでは、遅延時間の刻みが間欠的
で粗い。より正確な位相同期を図るために、更に、単位
遅延回路の出力端のキャパシタを変化することによって
信号の立上がり・立ち下がり特性を調整し、伝送信号の
時間軸を微調整することによって出力信号のジッタ(信
号の時間軸の揺らぎ)の少ないディジタルPLL回路を
得る。
The variable delay circuit 100 is usually composed of a plurality of unit delay circuits connected in series, and the delay time is set stepwise by changing the number of stages of the unit delay circuits according to the output of the delay control circuit 3. To do. However, only by changing the number of stages of the unit delay circuit, the step of the delay time is intermittent and rough. In order to achieve more accurate phase synchronization, the rising and falling characteristics of the signal are adjusted by changing the capacitor at the output end of the unit delay circuit, and the time axis of the transmission signal is finely adjusted to adjust the output signal. A digital PLL circuit with less jitter (fluctuation of signal time axis) is obtained.

【0005】図8は、このような例を示しており、可変
遅延回路100内の複数の単位遅延回路のうちの一段で
ある遅延回路D1 を示している。遅延回路D1 は2つ
(あるいは偶数個)のインバータによって構成されてい
る。インバータの出力端Aと接地間に可変負荷容量回路
を形成するトランスミッションゲートTG(アナログス
イッチ)とキャパシタとが直列に接続されている。トラ
ンスミッションゲートTGは遅延制御回路3から供給さ
れるイネーブル信号EN及びインバータを経たその反転
信号/ENによって開閉する。
FIG. 8 shows such an example, and shows a delay circuit D1 which is one of a plurality of unit delay circuits in the variable delay circuit 100. The delay circuit D1 is composed of two (or even) inverters. A transmission gate TG (analog switch) forming a variable load capacitance circuit and a capacitor are connected in series between the output terminal A of the inverter and the ground. The transmission gate TG is opened / closed by the enable signal EN supplied from the delay control circuit 3 and its inverted signal / EN passed through the inverter.

【0006】イネーブル信号ENがトランスミッション
ゲートTGに供給されると、図9(a)に示すように、
トランスミッションゲートTGを介してキャパシタCが
インバータの出力端に接続される。また、イネーブル信
号ENが供給されない場合には、同図(b)に示される
ように、トランスミッションゲートTGは開放状態とな
り、キャパシタCはインバータの出力端に接続されな
い。
When the enable signal EN is supplied to the transmission gate TG, as shown in FIG.
The capacitor C is connected to the output terminal of the inverter via the transmission gate TG. Further, when the enable signal EN is not supplied, the transmission gate TG is in an open state and the capacitor C is not connected to the output terminal of the inverter as shown in FIG.

【0007】遅延回路を構成するインバータの出力端に
接続されるキャパシタの値を更に可変にする場合には、
図10に示すように、トランスミッションゲートTG及
びキャパシタCからなる複数の負荷容量回路LC11〜L
Cnnを可変負荷容量回路としてインバータの出力端Aに
接続する。遅延制御回路3によって個々の負荷容量回路
のトランスミッションゲートTGに与えるイネーブル信
号EN11〜ENnnを制御して、必要な数だけキャパシタ
をインバータの出力端Aに接続し、基準クロック信号の
位相にリングオシレータ1の出力信号の位相を一致させ
る。
In order to make the value of the capacitor connected to the output terminal of the inverter constituting the delay circuit more variable,
As shown in FIG. 10, a plurality of load capacitance circuits LC11 to L each composed of a transmission gate TG and a capacitor C.
Cnn is connected to the output terminal A of the inverter as a variable load capacitance circuit. The delay control circuit 3 controls the enable signals EN11 to ENnn provided to the transmission gates TG of the individual load capacitance circuits to connect the required number of capacitors to the output terminal A of the inverter, and the ring oscillator 1 to the phase of the reference clock signal. Match the phase of the output signal of.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のデ
ィジタルPLL回路では、リングオシレータの出力信号
の時間軸を微調整するために、インバータの出力端に接
続するトランスミッションゲートTG及びキャパシタC
を複数設けている。
As described above, in the conventional digital PLL circuit, in order to finely adjust the time axis of the output signal of the ring oscillator, the transmission gate TG and the capacitor C connected to the output end of the inverter are connected.
Are provided.

【0009】しかしながら、ジッタの少ないディジタル
PLL回路を構成するためには、通常、トランスミッシ
ョンゲートTG及びキャパシタCからなる負荷容量回路
を100個以上付加する必要がある。このため、半導体
チップ上の面積を要し、チップの大型化、コスト高にな
る。
However, in order to construct a digital PLL circuit with less jitter, it is usually necessary to add 100 or more load capacitance circuits each including a transmission gate TG and a capacitor C. Therefore, an area on the semiconductor chip is required, which leads to an increase in size of the chip and an increase in cost.

【0010】また、トランスミッションゲートTGの拡
散容量と、インバータの出力端Aと複数のトランスミッ
ションゲートTGを接続する配線容量がインバータの出
力端に固定的に加わるために、リングオシレータの基本
発振周波数を高い周波数に設定することが難しくなると
いう不具合も生ずる。
Further, since the diffusion capacitance of the transmission gate TG and the wiring capacitance connecting the output end A of the inverter and the plurality of transmission gates TG are fixedly applied to the output end of the inverter, the fundamental oscillation frequency of the ring oscillator is high. There is also a problem that it becomes difficult to set the frequency.

【0011】よって、本発明の第1の目的は、半導体基
板上で負荷容量回路の占める面積が少なくなるようにし
たディジタルPLL回路を提供する。
Therefore, a first object of the present invention is to provide a digital PLL circuit in which the area occupied by the load capacitance circuit on the semiconductor substrate is reduced.

【0012】本発明の第2の目的は、複数の負荷容量回
路を備えて精密な位相調整を確保すると共に高速での動
作を保証し得るディジタルPLL回路を提供することで
ある。
A second object of the present invention is to provide a digital PLL circuit which is provided with a plurality of load capacitance circuits and which can ensure precise phase adjustment and guarantee high-speed operation.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のディジタルPLL回路は、出力信号を複数の単
位遅延回路を通過させて出力信号の位相を遅延させる可
変遅延回路を含む発振器と、上記単位遅延回路の出力端
に接続される可変負荷容量回路と、上記出力信号と基準
クロック信号との位相差を出力する位相比較器と、上記
位相差に応じて上記出力信号が通過する上記単位遅延回
路の数及び上記可変負荷容量回路の容量を制御する遅延
制御回路と、を備え、上記可変負荷容量回路は、上記遅
延制御回路によって導通が制御されるMOSトランジス
タキャパシタによって構成される、ことを特徴とする。
To achieve the above object, a digital PLL circuit of the present invention includes an oscillator including a variable delay circuit that delays the phase of an output signal by passing the output signal through a plurality of unit delay circuits. A variable load capacitance circuit connected to the output terminal of the unit delay circuit, a phase comparator that outputs a phase difference between the output signal and a reference clock signal, and the unit through which the output signal passes according to the phase difference. A delay control circuit for controlling the number of delay circuits and the capacitance of the variable load capacitance circuit, wherein the variable load capacitance circuit is composed of a MOS transistor capacitor whose conduction is controlled by the delay control circuit. Characterize.

【0014】また、本発明のディジタルPLL回路は、
出力信号を複数の単位遅延回路を通過させて出力信号の
位相を遅延させる可変遅延回路を含む発振器と、上記単
位遅延回路の出力端に接続される可変負荷容量回路と、
上記出力信号と基準クロック信号との位相差を出力する
位相比較器と、上記位相差に応じて上記出力信号が通過
する上記単位遅延回路の数及び上記可変負荷容量回路の
接続を制御する遅延制御回路と、を備え、上記可変負荷
容量回路は、互いに直列に接続された複数のスイッチ素
子と、上記スイッチ素子同士の接続点の各々と所定電源
との間に夫々接続される複数のキャパシタとからなり、
各スイッチ素子が上記遅延制御回路によって直列接続の
順番に従って導通制御される、ことを特徴とする。
Further, the digital PLL circuit of the present invention is
An oscillator including a variable delay circuit that delays the phase of the output signal by passing the output signal through a plurality of unit delay circuits, and a variable load capacitance circuit connected to the output terminal of the unit delay circuit,
A phase comparator that outputs a phase difference between the output signal and the reference clock signal, and a delay control that controls the number of the unit delay circuits through which the output signal passes and the connection of the variable load capacitance circuit according to the phase difference. A variable load capacitance circuit, wherein the variable load capacitance circuit comprises a plurality of switch elements connected in series with each other, and a plurality of capacitors connected between each of the connection points of the switch elements and a predetermined power source. Becomes
It is characterized in that each switch element is controlled to be conductive by the delay control circuit in the order of series connection.

【0015】[0015]

【作用】上記構成によれば、ディジタルPLL回路にお
いて出力信号の遅延時間を微調整する可変負荷容量回路
が、トランスミッションゲートとMOSキャパシタを一
体化したMOSトランジスタキャパシタによって構成さ
れる。これによって、負荷容量回路のサイズが小型化さ
れる。
According to the above structure, the variable load capacitance circuit for finely adjusting the delay time of the output signal in the digital PLL circuit is formed by the MOS transistor capacitor in which the transmission gate and the MOS capacitor are integrated. This reduces the size of the load capacitance circuit.

【0016】また、単位遅延回路の出力端に直接接続さ
れる負荷容量回路を(1つに)減らすことによって、単
位遅延回路の出力端に直接接続されるトランスミッショ
ンゲート(スイッチ素子)の拡散容量及び配線容量等が
減らされる。
Further, by reducing (to one) the load capacitance circuit directly connected to the output terminal of the unit delay circuit, the diffusion capacity and the diffusion capacitance of the transmission gate (switch element) directly connected to the output terminal of the unit delay circuit are reduced. The wiring capacity etc. is reduced.

【0017】[0017]

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形態を示
しており、図10に示す回路と対応する部分には、同一
の符号を付し、かかる部分の説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. The parts corresponding to those of the circuit shown in FIG. 10 are designated by the same reference numerals, and the description of those parts will be omitted.

【0018】同図において、可変負荷容量回路を形成す
る負荷容量回路LC11〜LC1nは、負荷容量回路LC11
において示されるように、P−MOSトランジスタ、N
−MOSトランジスタ、及びインバータによって構成さ
れている。P−MOSトランジスタ及びN−MOSトラ
ンジスタの各々のソース及びドレインはインバータの出
力端のノードAに接続されている。負荷容量回路LC11
には、遅延制御回路3からイネーブル信号が供給され
る。N−MOSトランジスタのゲートにはイネーブル信
号EN11が、P−MOSトランジスタのゲートにはイン
バータを介して反転したイネーブル信号/EN11が印加
される。負荷容量回路LC21〜LCnnも同様である。な
お、可変負荷容量回路を形成する負荷回路は1つであっ
ても良い。
In the figure, the load capacitance circuits LC11 to LC1n forming the variable load capacitance circuit are load capacitance circuits LC11.
, A P-MOS transistor, N
-It is composed of a MOS transistor and an inverter. The sources and drains of the P-MOS transistor and the N-MOS transistor are connected to the node A at the output end of the inverter. Load capacitance circuit LC11
An enable signal is supplied from the delay control circuit 3. An enable signal EN11 is applied to the gate of the N-MOS transistor, and an enable signal / EN11 inverted via an inverter is applied to the gate of the P-MOS transistor. The same applies to the load capacitance circuits LC21 to LCnn. The number of load circuits forming the variable load capacitance circuit may be one.

【0019】図2(a)に示すように、負荷容量回路に
“H”レベルのイネーブル信号EN11が供給されると、
P−MOSトランジスタ及びN−MOSトランジスタは
共にゲート下にチャネルを形成し、オン状態になる。ゲ
ート酸化膜は非常に薄いので、チャネルとゲート電極と
はキャパシタ(MOSトランジスタキャパシタ)として
機能とする。このため、N−MOSトランジスタはゲー
トバイアス電源(例えば、5ボルト)とノードAとの間
に接続されたキャパシタCn と等価になる。P−MOS
トランジスタはゲートバイアス電源(例えば、接地電
位)とノードAとの間に接続されたキャパシタCp と等
価になる。
As shown in FIG. 2 (a), when the "H" level enable signal EN11 is supplied to the load capacitance circuit,
Both the P-MOS transistor and the N-MOS transistor form a channel under the gate and are turned on. Since the gate oxide film is very thin, the channel and the gate electrode function as a capacitor (MOS transistor capacitor). Therefore, the N-MOS transistor is equivalent to the capacitor Cn connected between the gate bias power supply (for example, 5 volts) and the node A. P-MOS
The transistor is equivalent to the capacitor Cp connected between the gate bias power supply (eg, ground potential) and the node A.

【0020】また、図2(b)に示すように、負荷容量
回路に“L”レベルのイネーブル信号/EN11が供給さ
れると、N−MOSトランジスタ及びP−MOSトラン
ジスタは共にチャネルを形成せず、オフ状態となる。両
トランジスタはキャパシタとして機能しない。
As shown in FIG. 2B, when the load capacitance circuit is supplied with the enable signal / EN11 of "L" level, both the N-MOS transistor and the P-MOS transistor do not form a channel. , Turns off. Both transistors do not function as capacitors.

【0021】図1に示される負荷容量回路の動作は図8
に示される負荷容量回路と同じであるが、トランスミッ
ションゲート及びキャパシタを一体的に構成しているの
で、素子数が半分で済んでいる。
The operation of the load capacitance circuit shown in FIG. 1 is shown in FIG.
Although it is the same as the load capacitance circuit shown in (1), since the transmission gate and the capacitor are integrally configured, the number of elements is half.

【0022】なお、図1に示される負荷容量回路は、P
−MOS及びN−MOSトランジスタによって構成され
るC−MOSトランジスタ構成であるが、いずれか一方
のトランジスタのみでもよい。また、一方の極性のトラ
ンジスタをキャパシタとして複数使用する構成でも良
い。
The load capacitance circuit shown in FIG.
Although the C-MOS transistor configuration is configured by -MOS and N-MOS transistors, only one of the transistors may be used. Further, a configuration may be used in which a plurality of transistors of one polarity are used as capacitors.

【0023】第2の発明の実施の形態について図3を参
照して説明する。同図において図10と対応する部分に
は同一符号の説明を付し、かかる部分の説明は省略す
る。
An embodiment of the second invention will be described with reference to FIG. In the figure, the portions corresponding to those in FIG. 10 are designated by the same reference numerals, and the description of those portions will be omitted.

【0024】この実施例では、第1番目の負荷容量回路
LC11のみがインバータの出力ノードAに接続される。
第2番目の負荷容量回路LC12は、負荷容量回路LC11
内のトランスミッションゲートTGとキャパシタCの接
続点に接続される。第3番目の負荷容量回路LC13は、
負荷容量回路LC12内のトランスミッションゲートTG
とキャパシタCの接続点に接続される。以下同様にし
て、第4番目〜第n番目の負荷容量回路を縦列に接続す
る。
In this embodiment, only the first load capacitance circuit LC11 is connected to the output node A of the inverter.
The second load capacitance circuit LC12 is the load capacitance circuit LC11.
It is connected to the connection point between the transmission gate TG and the capacitor C inside. The third load capacitance circuit LC13 is
Transmission gate TG in load capacitance circuit LC12
And capacitor C are connected to each other. Similarly, the fourth to nth load capacitance circuits are connected in cascade.

【0025】次に、動作について説明する。例えば、初
期状態において負荷容量回路のイネーブル信号EN11〜
EN1nが、遅延制御回路3から全て“L”レベル信号で
供給されると、各負荷容量回路のトランスミッションゲ
ートはオフ状態となる。このとき、インバータの出力端
に負荷される容量は、次段インバータのゲート容量、第
1番目の負荷容量回路に接続する配線の配線容量、第1
番目の負荷容量回路のトランスミッションゲートの拡散
容量のみである。
Next, the operation will be described. For example, in the initial state, the enable signal EN11 to
When EN1n is supplied from the delay control circuit 3 by the "L" level signal, the transmission gates of the load capacitance circuits are turned off. At this time, the capacitance loaded on the output end of the inverter is the gate capacitance of the next-stage inverter, the wiring capacitance of the wiring connected to the first load capacitance circuit, the first capacitance
Only the diffusion capacitance of the transmission gate of the second load capacitance circuit.

【0026】リングオシレータの出力信号が基準クロッ
クの位相よりも早い場合、遅延制御回路3は位相差に応
じて可変遅延回路100内のインバータの段数を選択
し、更に、微調整の必要があると、イネーブル信号EN
11を“H”レベルにする。これによって、インバータの
出力端には1番目の負荷容量回路LC11のキャパシタC
と、第1番目と第2番目の負荷容量回路を接続する配線
の配線容量と、第2番目の負荷容量回路トランスミッシ
ョンゲートの拡散容量が付加され、インバータを伝送す
る信号は遅延される。
When the output signal of the ring oscillator is earlier than the phase of the reference clock, the delay control circuit 3 selects the number of inverter stages in the variable delay circuit 100 according to the phase difference, and further it is necessary to perform fine adjustment. , Enable signal EN
Set 11 to "H" level. As a result, the capacitor C of the first load capacitance circuit LC11 is provided at the output terminal of the inverter.
Then, the wiring capacitance of the wiring connecting the first and second load capacitance circuits and the diffusion capacitance of the second load capacitance circuit transmission gate are added, and the signal transmitted through the inverter is delayed.

【0027】なおも基準クロック信号よりもリングオシ
レータ1の出力信号の位相が早ければ、遅延制御回路3
は、イネーブル信号EN11に加えて、イネーブル信号E
N12を“H”レベルとする。これによって、インバータ
の出力容量は更に増し、リングオシレータ1の出力信号
は更に遅延する。このようなイネーブル信号EN11〜E
N1nを縦列接続の順番に従って順次“H”レベルに設定
する動作が基準クロック信号の位相とリングオシレータ
の出力信号の位相とが同期するまで行われる。
If the phase of the output signal of the ring oscillator 1 is earlier than that of the reference clock signal, the delay control circuit 3
Enable signal E in addition to enable signal EN11.
N12 is set to "H" level. As a result, the output capacity of the inverter is further increased, and the output signal of the ring oscillator 1 is further delayed. Such enable signals EN11 to E
The operation of sequentially setting N1n to the "H" level in the order of cascade connection is performed until the phase of the reference clock signal and the phase of the output signal of the ring oscillator are synchronized.

【0028】次に、基準クロック信号の方がディジタル
PLL回路の位相よりも早い場合について説明する。リ
ングオシレータの出力信号が基準クロックの位相よりも
早い場合、遅延制御回路3は位相差に応じて可変遅延回
路100内のインバータの段数を選択し、更に、微調整
の必要があると、“H”レベルのイネーブル信号をEN
1nからEN11方向に順番に“L”レベルにする。例え
ば、イネーブル信号EN11〜EN1nが全て“H”レベル
であるとき、遅延制御回路3はリングオシレータ1の出
力信号の位相を早めるために、イネーブル信号EN1nを
“L”レベル信号とし、負荷容量回路LC1nのキャパシ
タの接続を遮断する。依然としてリングオシレータ1の
出力信号の位相を早める必要があるときは、イネーブル
信号EN1n-1を“L”レベル信号とし、負荷容量回路L
C1n-1のキャパシタの接続を遮断する。このようなキャ
パシタC及び関連する配線容量等を切離す動作がリング
オシレータの出力信号の位相が基準クロック信号の位相
に一致するまで繰返される。
Next, the case where the reference clock signal is earlier than the phase of the digital PLL circuit will be described. When the output signal of the ring oscillator is earlier than the phase of the reference clock, the delay control circuit 3 selects the number of inverter stages in the variable delay circuit 100 according to the phase difference, and if the fine adjustment is necessary, "H "Level enable signal EN
Set to "L" level in order from 1n to EN11. For example, when the enable signals EN11 to EN1n are all at the “H” level, the delay control circuit 3 sets the enable signal EN1n to the “L” level signal to accelerate the phase of the output signal of the ring oscillator 1, and the load capacitance circuit LC1n. Cut off the capacitor connection. When it is still necessary to advance the phase of the output signal of the ring oscillator 1, the enable signal EN1n-1 is set to the "L" level signal and the load capacitance circuit L
The connection of the C1n-1 capacitor is cut off. The operation of disconnecting the capacitor C and the related wiring capacitance is repeated until the phase of the output signal of the ring oscillator matches the phase of the reference clock signal.

【0029】こうしてインバータの出力端のノードAに
接続される負荷容量が調整され、ジッタの少ないディジ
タルPLL回路が得られる。従来の構成ではn個のトラ
ンスミッションゲートの拡散容量とn個の配線容量(n
個の負荷容量回路分)とがインバータの出力端に固定的
に付加されるのに対し、この実施例の構成では、可変遅
延回路のインバータの出力端に直接接続される最小の容
量は、1つのトランスミッションゲートの拡散容量と、
負荷容量回路を接続するための1つの配線との、1つの
負荷容量回路分だけである。この状態から複数のイネー
ブル信号が順次“H”レベルになる度に、1個のトラン
スミッションゲートの拡散容量、配線容量、キャパシタ
の容量が追加されていく。従って、精密な位相同期とP
LL回路の高速な動作の両方が確保され得る。
In this way, the load capacitance connected to the node A at the output end of the inverter is adjusted, and a digital PLL circuit with less jitter can be obtained. In the conventional configuration, the diffusion capacitance of n transmission gates and the wiring capacitance of n wiring lines (n
In the configuration of this embodiment, the minimum capacitance directly connected to the output end of the inverter of the variable delay circuit is 1 The diffusion capacity of the two transmission gates,
There is only one wiring for connecting the load capacitance circuit and one load capacitance circuit. From this state, each time the plurality of enable signals sequentially become "H" level, the diffusion capacitance, the wiring capacitance, and the capacitance of one transmission gate are added. Therefore, precise phase synchronization and P
Both high speed operation of the LL circuit can be ensured.

【0030】図4は、第2の発明の他の実施の形態を示
している。この実施の形態では、インバータの出力端
に、上述した縦列に接続された負荷容量回路が複数並列
に接続されている。このような構成によれば、より大き
い容量が得られる。
FIG. 4 shows another embodiment of the second invention. In this embodiment, a plurality of load capacitance circuits connected in series as described above are connected in parallel to the output terminal of the inverter. With such a configuration, a larger capacity can be obtained.

【0031】図5は、トランスミッションゲート及びキ
ャパシタを一体に構成した第1の発明を負荷容量回路を
縦列に接続する第2の発明に適用した例を示す。負荷容
量回路LC11〜LC1nに順番に供給される、イネーブル
信号En ,/En 、En1,/En1、En2,/En2、…、
Enn,/Ennが1つずつ活性化される度にMOSキャパ
シタが一個ずつ追加的に付加される。
FIG. 5 shows an example in which the first invention in which a transmission gate and a capacitor are integrally formed is applied to a second invention in which load capacitance circuits are connected in cascade. Enable signals En, / En, En1, / En1, En2, / En2, ..., Which are sequentially supplied to the load capacitance circuits LC11 to LC1n,
A MOS capacitor is added one by one each time Enn, / Enn is activated one by one.

【0032】図6は、図5に示される縦列に接続された
スイッチング機能を有するC−MOSキャパシタのLS
Iパターンの例を示している。同図において、半導体基
板に形成されたP−ウェル61に、N−MOSトランジ
スタのドレイン、チャネル、ソースとなるN+ 拡散層6
2が形成される。この領域に図示しない絶縁層を介して
ポリシリコンによるN−MOSトランジスタの複数のゲ
ート6311〜631nが形成されている。各ゲートには夫
々イネーブル信号EN11〜EN1nが供給される。また、
半導体基板に形成されたP−ウェル65に、P−MOS
トランジスタのドレイン、チャネル、ソースとなるP+
拡散層66が形成される。この領域に図示しない絶縁層
を介してポリシリコンによるP−MOSトランジスタの
複数のゲート6711〜671nが形成されている。各ゲー
トには夫々反転したイネーブル信号/EN11〜/ENnn
が供給される。N+ 拡散層及びP+ 拡散層は、コンタク
トホール71、72を介して図示しないインバータの出
力端ノードAのアルミ配線81に接続される。
FIG. 6 shows an LS of the C-MOS capacitors having the switching function connected in the cascade shown in FIG.
The example of I pattern is shown. In the figure, in the P-well 61 formed on the semiconductor substrate, the N + diffusion layer 6 serving as the drain, channel, and source of the N-MOS transistor is formed.
2 are formed. In this region, a plurality of gates 6311 to 631n of the N-MOS transistor made of polysilicon are formed via an insulating layer (not shown). Enable signals EN11 to EN1n are supplied to the respective gates. Also,
A P-MOS is formed in the P-well 65 formed on the semiconductor substrate.
P + that becomes the drain, channel and source of the transistor
The diffusion layer 66 is formed. In this region, a plurality of gates 6711 to 671n of the P-MOS transistor made of polysilicon are formed through an insulating layer (not shown). Each gate has an inverted enable signal / EN11 to / ENnn
Is supplied. The N + diffusion layer and the P + diffusion layer are connected to the aluminum wiring 81 of the output terminal node A of the inverter (not shown) through the contact holes 71 and 72.

【0033】このようなLSIパターンに形成された一
連のCMOSキャパシタトランジスタからなる負荷容量
回路は、従来のトランスミッションゲート及びキャパシ
タからなる負荷容量回路を複数形成した場合に比べて、
約1/5にパターン面積を減らすことが可能となる。
A load capacitance circuit composed of a series of CMOS capacitor transistors formed in such an LSI pattern is more than a conventional load capacitance circuit formed of a plurality of transmission gates and capacitors.
It is possible to reduce the pattern area to about 1/5.

【0034】また、ゲート・アレイ等のマスタースライ
ス方式のLSI方式でも、実現容易である。よって、多
数のキャパシタを搭載しても消費パターン面積が少ない
ので、チップサイズが少なくて済み、比較的に安価でジ
ッタの少ないディジタルPLL回路が得られる。
Further, the master slice type LSI system such as a gate array can be easily realized. Therefore, even if a large number of capacitors are mounted, the consumption pattern area is small, so the chip size is small, and a relatively inexpensive digital PLL circuit with little jitter can be obtained.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のディジタ
ルPLL回路においては、可変遅延回路のインバータに
接続される負荷容量回路のキャパシタをスイッチ機能を
備えるMOSキャパシタによって構成したので、キャパ
シタが従来の略半分以下のパターン面積となり、可変遅
延回路の消費面積を減少できる。また、負荷容量回路を
インバータの出力端に縦列に接続するようにしたのでP
LL回路の基本発振周波数を高く設計することが可能で
ある。
As described above, in the digital PLL circuit of the present invention, the capacitor of the load capacitance circuit connected to the inverter of the variable delay circuit is composed of the MOS capacitor having the switching function, and therefore the capacitor is not the conventional one. The pattern area is approximately half or less, and the consumption area of the variable delay circuit can be reduced. Moreover, since the load capacitance circuits are connected in series to the output end of the inverter, P
It is possible to design the fundamental oscillation frequency of the LL circuit high.

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

【図1】本発明のディジタルPLL回路における、可変
遅延回路のインバータに接続される負荷容量回路の例を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a load capacitance circuit connected to an inverter of a variable delay circuit in a digital PLL circuit of the present invention.

【図2】図1に示される負荷容量回路の動作を説明する
説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an operation of the load capacitance circuit shown in FIG.

【図3】本発明のディジタルPLL回路における、可変
遅延回路のインバータに接続される負荷容量回路の接続
例を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a connection example of a load capacitance circuit connected to the inverter of the variable delay circuit in the digital PLL circuit of the present invention.

【図4】縦列に接続された負荷容量回路を複数並列にイ
ンバータの出力端に接続する例を示すブロック図であ
る。
FIG. 4 is a block diagram showing an example in which a plurality of load capacitance circuits connected in series are connected in parallel to an output terminal of an inverter.

【図5】縦列に接続される負荷容量回路をMOSトラン
ジスタキャパシタによって構成する例を示すブロック図
である。
FIG. 5 is a block diagram showing an example in which load capacitance circuits connected in series are constituted by MOS transistor capacitors.

【図6】図5に示される縦列接続された負荷容量回路を
CMOSトランジスタキャパシタによって形成する例を
示すLSI回路パターン図である。
FIG. 6 is an LSI circuit pattern diagram showing an example in which the load capacitance circuits connected in cascade shown in FIG. 5 are formed by CMOS transistor capacitors.

【図7】従来のディジタルPLL回路の例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 7 is a block diagram showing an example of a conventional digital PLL circuit.

【図8】従来の負荷容量回路の例を示すブロック図であ
る。
FIG. 8 is a block diagram showing an example of a conventional load capacitance circuit.

【図9】図9(a)及び同(b)は、図8に示されるト
ランスミッションゲートの導通及び非導通を説明する説
明図である。
9 (a) and 9 (b) are explanatory views for explaining conduction and non-conduction of the transmission gate shown in FIG.

【図10】可変遅延回路のインバータに負荷容量回路を
複数接続した例を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing an example in which a plurality of load capacitance circuits are connected to an inverter of a variable delay circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 リングオシレータ回路 2 位相比較器 3 遅延制御回路 TG トランスミッションゲート C キャパシタ LC 負荷容量回路 EN イネーブル信号 1 ring oscillator circuit 2 phase comparator 3 delay control circuit TG transmission gate C capacitor LC load capacitance circuit EN enable signal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03L 7/099 H03L 7/08 F ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H03L 7/099 H03L 7/08 F

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】出力信号を複数の単位遅延回路を通過させ
て出力信号の位相を遅延させる可変遅延回路を含む発振
器と、 前記単位遅延回路の出力端に接続される可変負荷容量回
路と、 前記出力信号と基準クロック信号との位相差を出力する
位相比較器と、 前記位相差に応じて前記出力信号が通過する前記単位遅
延回路の数及び前記可変負荷容量回路の容量を制御する
遅延制御回路と、 を備え、 前記可変負荷容量回路は、前記遅延制御回路によって導
通制御されるMOSトランジスタキャパシタによって構
成される、 ことを特徴とするディジタルPLL回路。
1. An oscillator including a variable delay circuit for delaying the phase of an output signal by passing an output signal through a plurality of unit delay circuits, a variable load capacitance circuit connected to an output terminal of the unit delay circuit, A phase comparator that outputs a phase difference between an output signal and a reference clock signal, and a delay control circuit that controls the number of the unit delay circuits through which the output signal passes and the capacitance of the variable load capacitance circuit according to the phase difference. The digital PLL circuit is characterized in that the variable load capacitance circuit is configured by a MOS transistor capacitor whose conduction is controlled by the delay control circuit.
【請求項2】前記可変負荷容量回路は、各々が互いに直
列に接続されると共に前記遅延制御回路によって直列接
続の順番に従って導通制御される複数のMOSトランジ
スタキャパシタによって構成される、 ことを特徴とする請求項1記載のディジタルPLL回
路。
2. The variable load capacitance circuit is configured by a plurality of MOS transistor capacitors, each of which is connected in series with each other and whose conduction is controlled by the delay control circuit in the order of series connection. The digital PLL circuit according to claim 1.
【請求項3】前記可変負荷容量回路は、各々が互いに直
列に接続されると共に前記遅延制御回路によって直列接
続の順番に従って導通制御される複数のMOSトランジ
スタキャパシタからなる直列回路を複数並列に接続して
構成される、 ことを特徴とする請求項1又は2記載のディジタルPL
L回路。
3. The variable load capacitance circuit has a plurality of series circuits, each of which is connected in series with each other and which is composed of a plurality of MOS transistor capacitors whose conduction is controlled according to the order of series connection by the delay control circuit. The digital PL according to claim 1 or 2, characterized in that
L circuit.
【請求項4】前記可変負荷容量回路は、C−MOSトラ
ンジスタキャパシタによって構成される、 ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のデ
ィジタルPLL回路。
4. The digital PLL circuit according to claim 1, wherein the variable load capacitance circuit includes a C-MOS transistor capacitor.
【請求項5】前記可変負荷容量回路を構成する、互いに
直列に接続された複数のMOSトランジスタキャパシタ
は、半導体基板上の共通の不純物拡散層をソースあるい
はドレインとして形成される、 ことを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載のデ
ィジタルPLL回路。
5. A plurality of MOS transistor capacitors connected in series, which constitute the variable load capacitance circuit, are formed by using a common impurity diffusion layer on a semiconductor substrate as a source or a drain. The digital PLL circuit according to claim 2.
【請求項6】出力信号を複数の単位遅延回路を通過させ
て出力信号の位相を遅延させる可変遅延回路を含む発振
器と、 前記単位遅延回路の出力端に接続される可変負荷容量回
路と、 前記出力信号と基準クロック信号との位相差を出力する
位相比較器と、 前記位相差に応じて前記出力信号が通過する前記単位遅
延回路の数及び前記可変負荷容量回路の接続を制御する
遅延制御回路と、 を備え、 前記可変負荷容量回路は、互いに直列に接続された複数
のスイッチ素子と、前記スイッチ素子同士の接続点の各
々と所定電源との間に夫々接続される複数のキャパシタ
とからなり、各スイッチ素子が前記遅延制御回路によっ
て直列接続の順番に従って導通制御される、 ことを特徴とするディジタルPLL回路。
6. An oscillator including a variable delay circuit that delays a phase of an output signal by passing an output signal through a plurality of unit delay circuits, a variable load capacitance circuit connected to an output terminal of the unit delay circuit, A phase comparator that outputs a phase difference between an output signal and a reference clock signal, and a delay control circuit that controls the number of the unit delay circuits through which the output signal passes and the connection of the variable load capacitance circuit according to the phase difference. The variable load capacitance circuit includes a plurality of switch elements connected in series with each other, and a plurality of capacitors respectively connected between respective connection points of the switch elements and a predetermined power source. A digital PLL circuit, wherein each switch element is conduction controlled by the delay control circuit according to the order of series connection.
【請求項7】前記スイッチ素子及び前記キャパシタは、
MOSトランジスタキャパシタによって構成される、 ことを特徴とする請求項6記載のディジタルPLL回
路。
7. The switch element and the capacitor are
7. The digital PLL circuit according to claim 6, comprising a MOS transistor capacitor.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002135086A (en) * 2000-10-27 2002-05-10 Asahi Kasei Microsystems Kk Oscillator
JP2007150820A (en) * 2005-11-29 2007-06-14 Fujitsu Ltd Digital control oscillator
JP2008219946A (en) * 2008-06-02 2008-09-18 Fujitsu Ltd Semiconductor device
JP2011041105A (en) * 2009-08-14 2011-02-24 Semiconductor Technology Academic Research Center High-frequency signal generator circuit
US7952410B2 (en) 2003-10-17 2011-05-31 Fujitsu Semiconductor Limited Semiconductor device and voltage-controlled oscillation circuit

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002135086A (en) * 2000-10-27 2002-05-10 Asahi Kasei Microsystems Kk Oscillator
US7952410B2 (en) 2003-10-17 2011-05-31 Fujitsu Semiconductor Limited Semiconductor device and voltage-controlled oscillation circuit
JP2007150820A (en) * 2005-11-29 2007-06-14 Fujitsu Ltd Digital control oscillator
JP2008219946A (en) * 2008-06-02 2008-09-18 Fujitsu Ltd Semiconductor device
JP2011041105A (en) * 2009-08-14 2011-02-24 Semiconductor Technology Academic Research Center High-frequency signal generator circuit
US8134419B2 (en) 2009-08-14 2012-03-13 Semiconductor Technology Academic Research Center Digital high-frequency generator circuit

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