JPH09232952A - 分周器及びpll回路 - Google Patents

分周器及びpll回路

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JPH09232952A
JPH09232952A JP8039947A JP3994796A JPH09232952A JP H09232952 A JPH09232952 A JP H09232952A JP 8039947 A JP8039947 A JP 8039947A JP 3994796 A JP3994796 A JP 3994796A JP H09232952 A JPH09232952 A JP H09232952A
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JP
Japan
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signal
frequency division
frequency
circuit
division ratio
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JP8039947A
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Morihito Hasegawa
守仁 長谷川
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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Fujitsu VLSI Ltd
Fujitsu Ltd
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】バイナリーカウンタの数を削減して、回路面積
を削減し得る比較分周器を備えたPLL回路を提供す
る。 【解決手段】選択回路24は、第一の分周比を設定する
第一の分周比設定信号Aと、第一の分周比より大きい第
二の分周比を設定する第二の分周比設定信号N−Aとが
入力され、第一及び第二の分周比設定信号A,N−Aの
いずれか一つを、選択信号SLに基づいて選択して出力
する。分周器10は、選択回路24から出力された分周
比設定信号に基づいて、入力信号Pout を分周した分周
信号LDPを出力する。制御回路23は、分周器10か
ら出力される分周信号LDPに基づいて、分周比を順次
選択する選択信号SLを選択回路24に出力し、第二の
分周比設定信号N−Aに基づく分周信号のみを出力す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、出力信号周波数
を設定された周波数に一致させるように動作するPLL
回路に使用する比較分周器に関するものである。
【0002】近年、自動車電話や携帯電話等の移動体通
信にPLL回路が使用されている。このような移動体通
信機器では、その小型化及び低消費電力化が要請されて
いる。従って、PLL回路の回路規模の縮小が必要とな
っている。
【0003】
【従来の技術】図7は、従来のPLL回路の一例を示
す。発振器1は水晶振動子の発振に基づく固有周波数の
基準クロック信号CKを基準分周器2に出力する。基準
分周器2は、カウンタ回路で構成され、シフトレジスタ
3で設定される分周比に基づいて、前記基準クロック信
号CKを分周して、基準信号frを位相比較器4に出力
する。
【0004】前記位相比較器4には、比較分周器5から
比較信号fpが出力される。そして、位相比較器4は前
記基準信号frと比較信号fpとの周波数差及び位相差
に応じたパルス信号ΦR,ΦPをチャージポンプ6に出
力する。
【0005】前記チャージポンプ6は、位相比較器4か
ら出力されるパルス信号ΦR,ΦPに基づいて、出力信
号SCPをローパスフィルタ(以下LPFとする)7に
出力する。
【0006】この出力信号SCPは、直流成分にパルス
成分が含まれたものであり、その直流成分は前記パルス
信号ΦR,ΦPの周波数変動にともなって昇降し、パル
ス成分はパルス信号ΦR,ΦPの位相差に基づいて変化
する。
【0007】前記LPF7は、チャージポンプ6の出力
信号SCPを平滑して高周波成分を除去した出力信号S
LPFを電圧制御発振器(以下VCOとする)8に出力
する。
【0008】前記VCO8は、前記LPF7の出力信号
SLPFの電圧値に応じた周波数の出力信号fvco を外
部回路に出力するとともに、前記比較分周器5に出力す
る。前記比較分周器5は、パルススワロウ方式であっ
て、プリスケーラ9と、メインカウンタ10と、スワロ
ウカウンタ11と、制御回路12とから構成される。
【0009】前記VCO8の出力信号fvco は、前記プ
リスケーラ9に入力され、そのプリスケーラ9は入力信
号fvco の周波数をP分周若しくはP+1分周して、メ
インカウンタ10及びスワロウカウンタ11に出力信号
Pout として出力する。
【0010】前記スワロウカウンタ11は、プリスケー
ラ9の出力信号Pout をA分周して、その出力信号を前
記制御回路12に出力する。前記制御回路12は、スワ
ロウカウンタ11の分周信号に基づいて、前記プリスケ
ーラ9に例えばLレベルのモジュール制御信号MDを出
力し、プリスケーラ9はそのモジュール制御信号MDに
基づいて、入力信号fvco をP分周した出力信号Pout
を出力する。
【0011】また、スワロウカウンタ11がA個のパル
スをカウントしている間は、制御回路12は例えばHレ
ベルのモジュール制御信号MDを出力し、プリスケーラ
9はそのモジュール制御信号MDに基づいて、入力信号
fvco をP+1分周した出力信号Pout を出力する。
【0012】前記メインカウンタ10の分周比は、前記
シフトレジスタ3で設定され、プリスケーラ9の出力信
号Pout をN分周して、前記位相比較器4に比較信号f
pとして出力する。また、メインカウンタ10の分周信
号は前記制御回路12に出力され、制御回路12はメイ
ンカウンタ10が入力信号Pout をN分周する毎に、ス
ワロウカウンタ11に起動信号を出力する。
【0013】従って、上記PLL回路ではメインカウン
タ10がプリスケーラ9の出力信号Pout をN分周する
毎にスワロウカウンタ11が動作して、プリスケーラ9
の出力信号Pout をカウントする。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
なPLL回路では、比較分周器5を構成するために、メ
インカウンタ10とスワロウカウンタ11を必要とす
る。従って、基準分周器2を構成するカウンタととも
に、計3個のバイナリーカウンタを必要とするため、回
路面積が増大して、このPLL回路を構成するチップ面
積が増大するという問題点がある。
【0015】この発明の目的は、バイナリーカウンタの
数を削減して、回路面積を削減し得る比較分周器を備え
たPLL回路を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】図1は請求項1の原理説
明図である。すなわち、選択回路24は、第一の分周比
を設定する第一の分周比設定信号Aと、前記第一の分周
比より大きい第二の分周比を設定する第二の分周比設定
信号N−Aとが入力され、前記第一及び第二の分周比設
定信号A,N−Aのいずれか一つを、選択信号SLに基
づいて選択して出力する。分周器10は、前記選択回路
24から出力された分周比設定信号に基づいて、入力信
号Pout を分周した分周信号LDPを出力する。制御回
路23は、前記分周器10から出力される分周信号LD
Pに基づいて、前記分周比を順次選択する選択信号SL
を前記選択回路24に出力し、前記第二の分周比設定信
号N−Aに基づく分周信号のみを比較信号fpとして出
力する。
【0017】請求項2では、基準クロック信号を分周し
て基準信号を出力する基準分周器と、前記基準信号と比
較信号との位相を比較する位相比較器と、前記位相比較
器の出力信号を電圧信号に変換するチャージポンプと、
前記チャージポンプの出力信号を平滑するローパスフィ
ルタと、前記ローパスフィルタの出力電圧に基づく周波
数のパルス信号を出力する電圧制御発振器と、前記電圧
制御発振器の出力信号を分周して、前記比較信号として
出力する比較分周器とからなるPLL回路が構成され
る。前記比較分周器は、前記電圧制御発振器の出力信号
を、モジュール制御信号に基づいて、異なる分周比で交
互に分周した分周信号を出力するプリスケーラと、第一
の分周比を設定する第一の分周比設定信号と、前記第一
の分周比より大きい第二の分周比を設定する第二の分周
比設定信号とが入力され、前記第一及び第二の分周比設
定信号のいずれか一つを、選択信号に基づいて選択して
出力する選択回路と、前記選択回路から出力された分周
比設定信号に基づいて、前記プリスケーラの出力信号を
分周した分周信号を出力する分周器と、前記分周器から
出力される分周信号に基づいて、前記第一及び第二の分
周比を交互に選択する選択信号を前記選択回路に出力
し、前記第二の分周比設定信号に基づく分周信号のみを
前記比較信号として出力する制御回路とから構成され
る。
【0018】請求項3では、前記制御回路は、前記分周
器の出力信号がクロック信号として入力され、反転出力
信号を前記モジュール制御信号として出力し、該反転出
力信号がデータとして入力されるTフリップフロップ回
路と、前記Tフリップフロップ回路の非反転出力信号
と、前記分周器の出力信号とが入力され、出力信号を前
記選択信号として出力するEOR回路と、前記分周器の
出力信号と、前記Tフリップフロップ回路の反転出力信
号が入力され、出力信号を前記比較信号として出力する
AND回路とから構成される。
【0019】請求項4では、前記AND回路の出力信号
が、Tフリップフロップ回路のデータとして入力され、
前記Tフリップフロップ回路に前記プリスケーラの出力
信号がクロック信号として入力され、前記Tフリップフ
ロップ回路の出力信号が前記比較信号とされる。
【0020】(作用)請求項1では、分周器10が分周
信号LDPを出力すると、制御回路23から出力される
選択信号SLに基づいて、選択回路24から出力される
分周比設定信号A,N−Aが切り換わり、分周器10の
分周比が切り換えられる。分周器10から出力される分
周信号LDPのうち、分周比の大きい第二の分周比に基
づく分周信号のみが比較信号fpとして制御回路23か
ら出力される。
【0021】請求項2では、分周器がプリスケーラの出
力信号を分周した分周信号を出力すると、制御回路から
出力される選択信号に基づいて、選択回路から出力され
る分周比設定信号が切り換わり、分周器の分周比が切り
換えられる。分周器から出力される分周信号で、制御回
路から出力されるモジュール制御信号が切り換えられ、
分周器から出力される分周信号のうち、分周比の大きい
第二の分周比に基づく分周信号のみが制御回路から比較
信号として出力される。
【0022】請求項3では、分周器から出力される分周
信号に基づいて、Tフリップフロップ回路から出力され
るモジュール制御信号が切り換えられ、EOR回路から
出力される選択信号が切り換えられ、AND回路から第
二の分周比に基づく分周信号が比較信号として出力され
る。
【0023】請求項4では、第一の分周比に基づいて分
周器から出力される分周信号と、Tフリップフロップ回
路の反転出力信号とに基づいて、AND回路から出力さ
れるスパイクがTフリップフロップ回路で除去されて比
較信号として出力される。
【0024】
【発明の実施の形態】
(第一の実施の形態)図2は、この発明を具体化した第
一の実施の形態を示す。前記従来例と同一構成部分は、
同一符号を付して説明する。
【0025】この実施の形態の比較分周器22は、プリ
スケーラ9と、メインカウンタ10と、制御回路23
と、マルチプレクサ24とから構成される。前記マルチ
プレクサ24には、シフトレジスタ21から2種類の分
周比が入力される。そして、マルチプレクサ24は前記
制御回路23から入力される選択信号SLに基づいて、
いずれか一つの分周比を選択してメインカウンタ10に
出力する。
【0026】前記シフトレジスタ21及びマルチプレク
サ24の具体的構成を図3に従って説明する。前記シフ
トレジスタ21は、格納ビットA1〜Anで例えば7ビ
ットの分周比Aが設定される、格納ビットN1〜Nnで
例えば11ビットの分周比N−Aが設定される。このと
き、分周比Nは前記従来例のメインカウンタ10の分周
比と同一とする。
【0027】前記マルチプレクサ24は、11個の選択
回路25で構成され、その中の7個の選択回路25には
格納ビットA1〜Anのデータが入力され、すべての選
択回路25には格納ビットN1〜Nnのデータが入力さ
れる。
【0028】各選択回路25には、前記選択信号SLが
入力される。そして、その選択信号SLがLレベルとな
ると、各選択回路25は格納ビットN1〜Nnのデー
タ、すなわち分周比N−Aをメインカウンタ10に出力
し、選択信号SLがHレベルとなると、各選択回路25
は格納ビットA1〜Anのデータ、すなわち分周比Aを
メインカウンタ10に出力する。
【0029】前記メインカウンタ10は、分周比A及び
分周比N−Aで入力信号Pout のパルス数のカウントを
終了すると、出力信号LDPを出力する。そして、メイ
ンカウンタ10はその出力信号LDPの立ち上がりに基
づいて、前記マルチプレクサ24から出力される分周比
を取り込み、その分周比に基づいて新たな分周動作を開
始する。
【0030】前記制御回路23は、Tフリッフフロップ
回路26と、AND回路27と、EOR回路28とから
構成される。前記メインカウンタ10の出力信号LDP
は、前記Tフリッフフロップ回路26にクロック信号と
して入力されるとともに、AND回路27及びEOR回
路28に入力される。
【0031】前記Tフリップフロップ回路26の出力信
号Qは、前記EOR回路28に入力され、前記出力信号
Qの反転信号である出力信号XQは、Tフリッフフロッ
プ回路26にデータDとして入力されるとともに、AN
D回路27に入力される。
【0032】また、出力信号XQは前記プリスケーラ9
にモジュール制御信号MDとして出力される。前記EO
R回路28の出力信号は、前記マルチプレクサ24に前
記選択信号SLとして出力される。
【0033】上記のように構成された比較分周器22の
動作を図4に従って説明する。選択信号SLがHレベル
であって、メインカウンタ10の分周比がN−A分周に
設定され、かつTフリップフロップ回路26の出力信号
QがHレベルの状態では、モジュール制御信号MDはL
レベルとなって、プリスケーラ9は入力信号fvco をP
分周している。このときマルチプレクサ24には分周比
Aが設定されている。
【0034】この状態で、メインカウンタ10がプリス
ケーラ9の出力信号Pout のパルスをN−A個カウント
すると、メインカウンタ10は出力信号LDPとして、
Hレベルのパルス信号を出力する。
【0035】すると、Tフリッフフロップ回路26の出
力信号QはLレベルに立ち下がり、出力信号XQはHレ
ベルに立ち上がる。出力信号XQがHレベルとなると、
AND回路27の入力信号はともにHレベルとなるた
め、比較信号fpがHレベルに立ち上がる。
【0036】また、モジュール制御信号MDはHレベル
となって、プリスケーラ9は入力信号fvco のP+1分
周を開始し、メインカウンタ10は出力信号LDPの立
ち上がりに基づいて、マルチプレクサ24に設定されて
いる分周比Aを取り込んで、A分周動作を開始する。
【0037】次いで、メインカウンタ10の出力信号L
DPがLレベルに立ち下がると、比較信号fpはLレベ
ルに立ち下がる。また、EOR回路28の入力信号はと
もにLレベルとなって、選択信号SLはLレベルに立ち
下がる。すると、メインカウンタ10には分周比N−A
が設定される。
【0038】次いで、メインカウンタ10が入力信号P
out のパルスをA個カウントすると、メインカウンタ1
0の出力信号LDPがHレベルに立ち上がる。すると、
Tフリッフフロップ回路26の出力信号QがHレベルと
なる。また、出力信号XQがLレベルとなって、モジュ
ール制御信号MDがLレベルとなり、プリスケーラ9は
入力信号fvco のP分周動作を開始する。
【0039】また、メインカウンタ10はマルチプレク
サ24に設定されている分周比N−Aを取り込んで、N
−A分周動作を開始する。次いで、メインカウンタ10
の出力信号LDPがLレベルに立ち下がると、選択信号
SLがHレベルとなり、メインカウンタ10には分周比
Aが設定される。
【0040】次いで、メインカウンタ10が入力信号P
out のパルスのN−A個のカウントを終了すると、メイ
ンカウンタ10の出力信号LDPがHレベルに立ち上が
る。すると、Tフリッフフロップ回路26の出力信号Q
はLレベルに立ち下がり、出力信号XQはHレベルに立
ち上がり、比較信号fpがHレベルに立ち上がる。
【0041】また、モジュール制御信号MDはHレベル
となって、プリスケーラ9は入力信号fvco のP+1分
周を開始する。また、メインカウンタ10はマルチプレ
クサ24に設定されている分周比Aを取り込んで、A分
周動作を開始する。
【0042】次いで、メインカウンタ10の出力信号L
DPがLレベルに立ち下がると、比較信号fpはLレベ
ルに立ち下がる。また、EOR回路28の入力信号はと
もにLレベルとなって、選択信号SLはLレベルに立ち
下がる。
【0043】すると、メインカウンタ10には分周比N
−Aが設定される。そして、上記のような動作が順次繰
り返される。このような動作により、マルチプレクサ2
4によるメインカウンタ10の分周比をA、N−Aに交
互に設定すれば、メインカウンタ10の総合の分周比
は、 (P+1)A+P(N−A)=PN+A (N>A) となり、前記従来例と同様な分周比となる。
【0044】上記のように構成された比較分周器22で
は、次のような作用効果を得ることができる。 (イ)メインカウンタ10で(N−A)分周を行って、
N−A個のパルスをカウントすると、制御回路23及び
マルチプレクサ24の動作によりメインカウンタ10の
分周比がAに切り換えられ、A分周動作が開始される。
そして、そのA分周動作時にはモジュール制御信号MD
がHレベルとなって、プリスケーラ9がP+1分周動作
を行う。
【0045】メインカウンタ10のA分周動作が終了す
ると、制御回路23及びマルチプレクサ24の動作によ
りメインカウンタ10の分周比がN−Aに切り換えられ
る。このとき、制御回路23によりモジュール制御信号
MDはLレベルとなって、プリスケーラ9がP分周動作
を行う。
【0046】メインカウンタ10で(N−A)個のパル
スをカウントすると、制御回路23及びマルチプレクサ
24の動作によりメインカウンタ10の分周比がAに切
り換えられ、A分周動作が開始される。そして、このよ
うな動作が繰り返される。
【0047】従って、一つのメインカウンタ10で前記
従来例のメインカウンタとスワロウカウンタとに相当す
る動作を行わせることができる。 (ロ)前記従来例に対し、マルチプレクサ24が新たに
必要となるが、マルチプレクサ24の回路面積は、スワ
ロウカウンタの回路面積より十分小さくすることができ
るので、比較分周器22の回路面積を縮小することがで
きる。 (第二の実施の形態)図5は、第二の実施の形態を示
す。この実施の形態は、前記第一の実施の形態にTフリ
ップフロップ回路29,30を付加したものである。
【0048】すなわち、前記Tフリップフロップ回路2
6の出力信号XQは、Tフリップフロップ回路29にデ
ータDとして入力され、そのTフリップフロップ回路2
9にはプリスケーラ9の出力信号Pout がクロック信号
として入力される。そして、Tフリップフロップ回路2
9の出力信号Qがモジュール制御信号MDとしてプリス
ケーラ9に入力される。
【0049】前記AND回路27の出力信号は、Tフリ
ップフロップ回路30にデータDとして入力され、その
Tフリップフロップ回路30にはプリスケーラ9の出力
信号Pout がクロック信号として入力される。そして、
Tフリップフロップ回路30の出力信号Qが比較信号f
pとして位相比較器4に入力される。
【0050】上記のように構成された比較分周器22
は、前記第一の実施の形態の作用効果に加えて、次に示
す作用効果を得ることができる。 (イ)図6に示すように、メインカウンタ10でA分周
動作が終了して、出力信号LDPがHレベルとなると
き、フリップフロップ回路26の動作遅延により、出力
信号XQの立ち下がりが遅延すると、AND回路27の
出力信号fpaにスパイクSPが発生するが、Tフリッ
プフロップ回路30の動作により、比較信号fpへのス
パイクSPの出力を防止することができる。 (ロ)メインカウンタ10の出力信号LDPの立ち上が
りに基づいて、Tフリッフフロップ回路26の出力信号
XQが確定した後に、プリスケーラ9の出力信号Pout
の立ち上がりに基づいて、モジュール制御信号MDを設
定することができる。
【0051】前記実施の形態から把握できる前記請求項
以外の技術的思想を、以下にその効果とともに述べる。 (1)請求項1において、選択回路はマルチプレクサで
構成されて、シフトレジスタから二種類の分周比設定信
号が複数ビットのデータとして入力され、前記マルチプ
レクサは、前記選択信号に基づいて、いずれかの分周比
設定信号を選択して前記分周器に出力する。ビット数の
異なる分周比設定信号を、選択信号で容易に選択して分
周器に出力することができる。
【0052】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明はバイナ
リーカウンタの数を削減して、回路面積を削減し得る比
較分周器を備えたPLL回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の原理説明図である。
【図2】 第一の実施の形態を示すブロック図である。
【図3】 シフトレジスタ及びマルチプレクサを示すブ
ロック図である。
【図4】 第一の実施の形態の動作を示すタイミング波
形図である。
【図5】 第二の実施の形態を示すブロック図である。
【図6】 第二の実施の形態の動作を示すタイミング波
形図である。
【図7】 従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
10 分周器(メインカウンタ) 23 制御回路 24 選択回路(マルチプレクサ) A,N 分周比設定信号 SL 選択信号 Pout 入力信号 LDP 分周信号 fp 比較信号

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第一の分周比を設定する第一の分周比設
    定信号と、前記第一の分周比より大きい第二の分周比を
    設定する第二の分周比設定信号とが入力され、前記第一
    及び第二の分周比設定信号のいずれか一つを、選択信号
    に基づいて選択して出力する選択回路と、 前記選択回路から出力された分周比設定信号に基づい
    て、入力信号を分周した分周信号を出力する分周器と、 前記分周器から出力される分周信号に基づいて、前記分
    周比を順次選択する選択信号を前記選択回路に出力し、
    前記第二の分周比設定信号に基づく分周信号のみを比較
    信号として出力する制御回路とから構成したことを特徴
    とする分周器。
  2. 【請求項2】 基準クロック信号を分周して基準信号を
    出力する基準分周器と、 前記基準信号と、比較信号との位相を比較する位相比較
    器と、 前記位相比較器の出力信号を電圧信号に変換するチャー
    ジポンプと、 前記チャージポンプの出力信号を平滑するローパスフィ
    ルタと、 前記ローパスフィルタの出力電圧に基づく周波数のパル
    ス信号を出力する電圧制御発振器と、 前記電圧制御発振器の出力信号を分周して、前記比較信
    号として出力する比較分周器とからなるPLL回路であ
    って、 前記比較分周器は、 前記電圧制御発振器の出力信号を、モジュール制御信号
    に基づいて、異なる分周比で交互に分周した分周信号を
    出力するプリスケーラと、 第一の分周比を設定する第一の分周比設定信号と、前記
    第一の分周比より大きい第二の分周比を設定する第二の
    分周比設定信号とが入力され、前記第一及び第二の分周
    比設定信号のいずれか一つを、選択信号に基づいて選択
    して出力する選択回路と、 前記選択回路から出力された分周比設定信号に基づい
    て、前記プリスケーラの出力信号を分周した分周信号を
    出力する分周器と、 前記分周器から出力される分周信号に基づいて、前記第
    一及び第二の分周比を交互に選択する選択信号を前記選
    択回路に出力し、前記第二の分周比設定信号に基づく分
    周信号のみを前記比較信号として出力する制御回路とか
    ら構成したことを特徴とするPLL回路。
  3. 【請求項3】 前記制御回路は、 前記分周器の出力信号がクロック信号として入力され、
    反転出力信号を前記モジュール制御信号として出力し、
    該反転出力信号がデータとして入力されるTフリップフ
    ロップ回路と、 前記Tフリップフロップ回路の非反転出力信号と、前記
    分周器の出力信号とが入力され、出力信号を前記選択信
    号として出力するEOR回路と、 前記分周器の出力信号と、前記Tフリップフロップ回路
    の反転出力信号が入力され、出力信号を前記比較信号と
    して出力するAND回路とから構成したことを特徴とす
    る請求項2記載のPLL回路。
  4. 【請求項4】 前記AND回路の出力信号を、Tフリッ
    プフロップ回路のデータとして入力し、前記Tフリップ
    フロップ回路に前記プリスケーラの出力信号をクロック
    信号として入力し、前記Tフリップフロップ回路の出力
    信号を前記比較信号としたことを特徴とする請求項3記
    載のPLL回路。
JP8039947A 1996-02-27 1996-02-27 分周器及びpll回路 Withdrawn JPH09232952A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015188127A (ja) * 2014-03-26 2015-10-29 ラピスセミコンダクタ株式会社 クロック生成方法および半導体装置

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