JPH09238073A - 位相同期回路 - Google Patents
位相同期回路Info
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- JPH09238073A JPH09238073A JP8044485A JP4448596A JPH09238073A JP H09238073 A JPH09238073 A JP H09238073A JP 8044485 A JP8044485 A JP 8044485A JP 4448596 A JP4448596 A JP 4448596A JP H09238073 A JPH09238073 A JP H09238073A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】位相同期回路内のチャージポンプ回路の電流供
給能力を最適な制御タイミングで切替える。 【解決手段】位相同期回路内のチャージポンプ回路は、
小電流を流す電流源Ｉ１，Ｉ２と大電流を流す電流源Ｉ
３，Ｉ４と、位相比較器出力である入力信号ＵＰ，ＤＯ
ＷＮに応じてオン／オフするＰ型トランジスタＴｒ１、
Ｔｒ３およびＮ型トランジスタＴｒ２，Ｔｒ４と、入力
信号ＵＰ，ＤＯＷＮのパルス幅とディレイ回路２９１の
遅延幅を比較し出力信号ｃ１を出力する切替信号生成回
路２９と、切替信号生成回路２９の出力信号，その反転
信号に応じてオン／オフするＰ型トランジスタＴｒ５お
よびＮ型トランジスタＴｒ６と、を備えている。
給能力を最適な制御タイミングで切替える。 【解決手段】位相同期回路内のチャージポンプ回路は、
小電流を流す電流源Ｉ１，Ｉ２と大電流を流す電流源Ｉ
３，Ｉ４と、位相比較器出力である入力信号ＵＰ，ＤＯ
ＷＮに応じてオン／オフするＰ型トランジスタＴｒ１、
Ｔｒ３およびＮ型トランジスタＴｒ２，Ｔｒ４と、入力
信号ＵＰ，ＤＯＷＮのパルス幅とディレイ回路２９１の
遅延幅を比較し出力信号ｃ１を出力する切替信号生成回
路２９と、切替信号生成回路２９の出力信号，その反転
信号に応じてオン／オフするＰ型トランジスタＴｒ５お
よびＮ型トランジスタＴｒ６と、を備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は位相同期回路に関
し、特にチャージポンプ回路を有する位相同期回路に関
する。
し、特にチャージポンプ回路を有する位相同期回路に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の位相同期回路は、一般に
ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ ＬｏｃｋｅｄＬｏｏｐ）回路と呼
ばれ、コイルを持たない同調回路，発振回路などに広く
用いられている。たとえば、図４は、従来の位相同期回
路の１例を示すブロック図である。この位相同期回路
は、発振周波数が制御電圧に対して変化する電圧制御発
振器ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｎｔｒｏｌｅｄ
Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）と、発振周波数を分周する分周
器と、発振周波数が分周フィードバックされた信号ＤＩ
Ｖおよび入力信号ＣＬＫを比較しそれら信号間の正／負
の位相差に対応したパルス幅を持つアップ信号ＵＰ／ダ
ウン信号ＤＯＷＮを出力する位相比較器と、充／放電電
流を入力および平滑しＶＣＯ制御電圧を出力する平滑容
量であるループフィルタと、パルス幅の期間に充／放電
電流ＣＰＯＵＴを出力するチャージポンプ回路と、を備
えている。
ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ ＬｏｃｋｅｄＬｏｏｐ）回路と呼
ばれ、コイルを持たない同調回路，発振回路などに広く
用いられている。たとえば、図４は、従来の位相同期回
路の１例を示すブロック図である。この位相同期回路
は、発振周波数が制御電圧に対して変化する電圧制御発
振器ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｎｔｒｏｌｅｄ
Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）と、発振周波数を分周する分周
器と、発振周波数が分周フィードバックされた信号ＤＩ
Ｖおよび入力信号ＣＬＫを比較しそれら信号間の正／負
の位相差に対応したパルス幅を持つアップ信号ＵＰ／ダ
ウン信号ＤＯＷＮを出力する位相比較器と、充／放電電
流を入力および平滑しＶＣＯ制御電圧を出力する平滑容
量であるループフィルタと、パルス幅の期間に充／放電
電流ＣＰＯＵＴを出力するチャージポンプ回路と、を備
えている。
【０００３】この位相同期回路において、素早く目標の
周波数のクロックを出力する（以後、ロックアップす
る、と記す。）ことが必要であり、同時に、目標の周波
数の出力信号をバラツキが少なく安定して出力されるこ
ととが必要である。素早くロックアップするためにはチ
ャージポンプ回路の電流供給能力が大きいことが必要で
ある。また、目標の周波数の出力信号をバラツキが少な
く安定して出力させるためにはチャージポンプ回路の電
流供給能力が小さいことが必要である。
周波数のクロックを出力する（以後、ロックアップす
る、と記す。）ことが必要であり、同時に、目標の周波
数の出力信号をバラツキが少なく安定して出力されるこ
ととが必要である。素早くロックアップするためにはチ
ャージポンプ回路の電流供給能力が大きいことが必要で
ある。また、目標の周波数の出力信号をバラツキが少な
く安定して出力させるためにはチャージポンプ回路の電
流供給能力が小さいことが必要である。
【０００４】図５は、この従来の位相同期回路における
チャージポンプ回路の１例を示す回路図である。このチ
ャージポンプ回路２は、小電流を流す電流源Ｉ１，Ｉ２
と大電流を流す電流源Ｉ３，Ｉ４と、入力信号ＵＰ，Ｄ
ＯＷＮに応じてオン／オフするＰ型トランジスタＴｒ
１，Ｔｒ３およびＮ型トランジスタＴｒ２，Ｔｒ４と、
位相同期回路外部からの入力信号である制御信号および
制御信号の反転信号に応じてオン／オフするＰ型トラン
ジスタＴｒ５およびＮ型トランジスタＴｒ６と、を備え
ている。このチャージポンプ回路２は、充／放電電流Ｃ
ＰＯＵＴをループフィルタ３に出力し、さらにループフ
ィルタ３は、ＶＣＯ制御電圧を出力している。
チャージポンプ回路の１例を示す回路図である。このチ
ャージポンプ回路２は、小電流を流す電流源Ｉ１，Ｉ２
と大電流を流す電流源Ｉ３，Ｉ４と、入力信号ＵＰ，Ｄ
ＯＷＮに応じてオン／オフするＰ型トランジスタＴｒ
１，Ｔｒ３およびＮ型トランジスタＴｒ２，Ｔｒ４と、
位相同期回路外部からの入力信号である制御信号および
制御信号の反転信号に応じてオン／オフするＰ型トラン
ジスタＴｒ５およびＮ型トランジスタＴｒ６と、を備え
ている。このチャージポンプ回路２は、充／放電電流Ｃ
ＰＯＵＴをループフィルタ３に出力し、さらにループフ
ィルタ３は、ＶＣＯ制御電圧を出力している。
【０００５】図５を参照して、動作について簡単に説明
する。従来のチャージポンプ回路は、制御信号が“ハ
イ”のとき、電流源Ｉ１，Ｉ２のみでループフィルタ３
のコンデンサＣに充／放電電流ＣＰＯＵＴを出力し、ル
ープフィルタ３のコンデンサＣの出力であるＶＣＯ制御
電圧を滑らかに変化させる。一方、制御信号が“ロウ”
のとき、電流源Ｉ１，Ｉ２の他に電流源Ｉ３，Ｉ４でル
ープフィルタ３のコンデンサＣに充／放電電流ＣＰＯＵ
Ｔを出力し、ループフィルタ３のコンデンサＣの出力で
あるＶＣＯ制御電圧を急峻に変化させている。また、制
御信号は位相同期回路の動作開始直後は“ロウ”であ
り、一定期間が過ぎると“ハイ”へ変化する。そのた
め、ＶＣＯ制御電圧は、位相同期回路が動作開始直後は
急峻に変化し、一定期間が過ぎると滑らかに変化する。
この一定期間は、位相同期回路の外部で設定されてい
る。
する。従来のチャージポンプ回路は、制御信号が“ハ
イ”のとき、電流源Ｉ１，Ｉ２のみでループフィルタ３
のコンデンサＣに充／放電電流ＣＰＯＵＴを出力し、ル
ープフィルタ３のコンデンサＣの出力であるＶＣＯ制御
電圧を滑らかに変化させる。一方、制御信号が“ロウ”
のとき、電流源Ｉ１，Ｉ２の他に電流源Ｉ３，Ｉ４でル
ープフィルタ３のコンデンサＣに充／放電電流ＣＰＯＵ
Ｔを出力し、ループフィルタ３のコンデンサＣの出力で
あるＶＣＯ制御電圧を急峻に変化させている。また、制
御信号は位相同期回路の動作開始直後は“ロウ”であ
り、一定期間が過ぎると“ハイ”へ変化する。そのた
め、ＶＣＯ制御電圧は、位相同期回路が動作開始直後は
急峻に変化し、一定期間が過ぎると滑らかに変化する。
この一定期間は、位相同期回路の外部で設定されてい
る。
【０００６】次に、従来の位相同期回路におけるチャー
ジポンプ回路の他の例を示す。たとえば、図６は、特開
平２−１６４１２８号公報に示されている位相同期回路
におけるチャージポンプ回路を示す回路図である。この
チャージポンプ回路は、位相同期用チャージポンプ部２
Ｎおよび位相引き込み用チャージポンプ部２Ｈとから大
きく構成され、大電流を流す電流源２１Ｈ，２２Ｈ，３
２Ｈと、小電流を流す電流源２１Ｎ，２２Ｎ，３２Ｎ
と、入力信号１３Ｈ，１３Ｎ，１４Ｈ，１４Ｎでオン／
オフするスイッチ２６Ｈ，２６Ｎ，２７Ｈ，２７Ｎと、
電流源２１Ｈ，２２Ｈ，３２Ｈをオン／オフする制御信
号１７と、リード／ライト信号１８と引き込み信号１９
とで制御信号１７を出力する電流切替回路４と、を備え
ている。このチャージポンプ回路は、充／放電電流をル
ープフィルタ３に出力し、さらに、ループフィルタ３
は、ＶＣＯ制御電圧を出力している。
ジポンプ回路の他の例を示す。たとえば、図６は、特開
平２−１６４１２８号公報に示されている位相同期回路
におけるチャージポンプ回路を示す回路図である。この
チャージポンプ回路は、位相同期用チャージポンプ部２
Ｎおよび位相引き込み用チャージポンプ部２Ｈとから大
きく構成され、大電流を流す電流源２１Ｈ，２２Ｈ，３
２Ｈと、小電流を流す電流源２１Ｎ，２２Ｎ，３２Ｎ
と、入力信号１３Ｈ，１３Ｎ，１４Ｈ，１４Ｎでオン／
オフするスイッチ２６Ｈ，２６Ｎ，２７Ｈ，２７Ｎと、
電流源２１Ｈ，２２Ｈ，３２Ｈをオン／オフする制御信
号１７と、リード／ライト信号１８と引き込み信号１９
とで制御信号１７を出力する電流切替回路４と、を備え
ている。このチャージポンプ回路は、充／放電電流をル
ープフィルタ３に出力し、さらに、ループフィルタ３
は、ＶＣＯ制御電圧を出力している。
【０００７】図６を参照し、このチャージポンプ回路の
動作について説明する。まず、位相同期用チャージポン
プ部２Ｎ内の動作を説明する。この位相同期用チャージ
ポンプ部２Ｎは、ループフィルタ３内のコンデンサを、
電流源２１Ｎにより常に充電し、スイッチ２７Ｎおよび
２６Ｎがそれぞれオンしたときに電流源２２Ｎおよび３
２Ｎにより放電する。したがって、スイッチ２７Ｎ，２
６Ｎが共にオフのとき、ループフィルタ３内のコンデン
サを放電しないので、ループフィルタ３のＶＣＯ制御電
圧は上昇する。また、スイッチ２７Ｎのみがオンしてい
るとき、電流源２１Ｎによる充電量と電流源２２Ｎによ
る放電量とが等しくなり、ループフィルタ３のＶＣＯ制
御電圧は変化せず安定する。さらに、スイッチ２７Ｎ，
２６Ｎが共にオンのとき、電流源２１Ｎによる充電量よ
りも電流源２２Ｎ，３２Ｎによる放電量が大きいので、
ループフィルタ３のＶＣＯ制御電圧は下降する。
動作について説明する。まず、位相同期用チャージポン
プ部２Ｎ内の動作を説明する。この位相同期用チャージ
ポンプ部２Ｎは、ループフィルタ３内のコンデンサを、
電流源２１Ｎにより常に充電し、スイッチ２７Ｎおよび
２６Ｎがそれぞれオンしたときに電流源２２Ｎおよび３
２Ｎにより放電する。したがって、スイッチ２７Ｎ，２
６Ｎが共にオフのとき、ループフィルタ３内のコンデン
サを放電しないので、ループフィルタ３のＶＣＯ制御電
圧は上昇する。また、スイッチ２７Ｎのみがオンしてい
るとき、電流源２１Ｎによる充電量と電流源２２Ｎによ
る放電量とが等しくなり、ループフィルタ３のＶＣＯ制
御電圧は変化せず安定する。さらに、スイッチ２７Ｎ，
２６Ｎが共にオンのとき、電流源２１Ｎによる充電量よ
りも電流源２２Ｎ，３２Ｎによる放電量が大きいので、
ループフィルタ３のＶＣＯ制御電圧は下降する。
【０００８】次に、位相引き込み用チャージポンプ部２
Ｈ内の動作は、電流源２１Ｈ，２２Ｈ，３２Ｈが制御信
号１７によりオン／オフ制御されることを除き、位相同
期用チャージポンプ部２Ｎ内の動作と同様であり、重複
説明を省略する。すなわち、電流源２１Ｈ，２２Ｈ，３
２Ｈおよびスイッチ２６Ｈ，２７Ｈの動作は、電流源２
１Ｎ，２２Ｎ，３２Ｎおよびスイッチ２６Ｎ，２７Ｎと
同様である。一方、制御信号１７は、リード／ライト信
号１８および引き込み信号１９で生成されている。この
制御信号１７が電流源２１Ｈ，２２Ｈ，３２Ｈをオンし
ているときのみ、位相引き込み用チャージポンプ部２Ｈ
内の動作が活性化され、ループフィルタ３内のコンデン
サを充放電する電流が大きな値になり、ループフィルタ
３のＶＣＯ制御電圧が急速に上昇または下降する。
Ｈ内の動作は、電流源２１Ｈ，２２Ｈ，３２Ｈが制御信
号１７によりオン／オフ制御されることを除き、位相同
期用チャージポンプ部２Ｎ内の動作と同様であり、重複
説明を省略する。すなわち、電流源２１Ｈ，２２Ｈ，３
２Ｈおよびスイッチ２６Ｈ，２７Ｈの動作は、電流源２
１Ｎ，２２Ｎ，３２Ｎおよびスイッチ２６Ｎ，２７Ｎと
同様である。一方、制御信号１７は、リード／ライト信
号１８および引き込み信号１９で生成されている。この
制御信号１７が電流源２１Ｈ，２２Ｈ，３２Ｈをオンし
ているときのみ、位相引き込み用チャージポンプ部２Ｈ
内の動作が活性化され、ループフィルタ３内のコンデン
サを充放電する電流が大きな値になり、ループフィルタ
３のＶＣＯ制御電圧が急速に上昇または下降する。
【０００９】そのため、位相同期回路が、目標とする周
波数のクロックを素早く出力することができる。
波数のクロックを素早く出力することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】図５、図６に示した従
来の位相同期回路における問題点は、位相同期回路内の
チャージポンプ回路の電流供給能力の切替えを，位相同
期回路の出力信号に依存しない、位相同期回路の外部か
らの入力信号で生成された制御信号を用いて行っている
点である。
来の位相同期回路における問題点は、位相同期回路内の
チャージポンプ回路の電流供給能力の切替えを，位相同
期回路の出力信号に依存しない、位相同期回路の外部か
らの入力信号で生成された制御信号を用いて行っている
点である。
【００１１】その理由は、制御信号の制御タイミイング
が位相同期回路の出力信号の周波数に依存していないた
め、最適な制御タイミングを作成することは困難であ
る。
が位相同期回路の出力信号の周波数に依存していないた
め、最適な制御タイミングを作成することは困難であ
る。
【００１２】たとえば、図７および図８は、位相同期回
路内のＶＣＯ制御電圧の動作例を示す説明図である。図
７に示すように位相同期回路の動作開始から制御信号に
よるチャージポンプ回路の電流供給能力の切替えが早す
ぎた場合は、小さい電流供給能力でループフィルタのコ
ンデンサＣの充電を行うので充電に時間がかかり、ロッ
クアップタイムが大きくなる。反対に、図８に示すよう
に電流供給能力の切替えが遅すぎた場合は、位相同期回
路が目標の周波数の出力信号を出力するまでループフィ
ルタのコンデンサＣの充電を行った後も、大きい電流供
給能力でループフィルタのコンデンサＣの充放電を行
う。そのため、電流供給能力が切り替わるまで、位相同
期回路の出力信号の周波数が目標の周波数を中心に上下
にばらついてしまう。
路内のＶＣＯ制御電圧の動作例を示す説明図である。図
７に示すように位相同期回路の動作開始から制御信号に
よるチャージポンプ回路の電流供給能力の切替えが早す
ぎた場合は、小さい電流供給能力でループフィルタのコ
ンデンサＣの充電を行うので充電に時間がかかり、ロッ
クアップタイムが大きくなる。反対に、図８に示すよう
に電流供給能力の切替えが遅すぎた場合は、位相同期回
路が目標の周波数の出力信号を出力するまでループフィ
ルタのコンデンサＣの充電を行った後も、大きい電流供
給能力でループフィルタのコンデンサＣの充放電を行
う。そのため、電流供給能力が切り替わるまで、位相同
期回路の出力信号の周波数が目標の周波数を中心に上下
にばらついてしまう。
【００１３】従って、本発明の目的は、位相同期回路内
のチャージポンプ回路の電流供給能力を最適な制御タイ
ミングで切替えることにある。
のチャージポンプ回路の電流供給能力を最適な制御タイ
ミングで切替えることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】そのため、本発明は、発
振周波数が制御電圧に対して変化する電圧制御発振器
と、前記発振周波数がフィードバックされた信号および
入力信号を比較しそれら信号間の正／負の位相差に対応
したパルス幅を持つアップ信号／ダウン信号を出力する
位相比較器と、充／放電電流を入力および平滑し前記制
御電圧を出力する平滑容量と、前記パルス幅の期間に前
記充／放電電流を出力し且つ前記充／放電電流の値が切
替信号により切替えられるチャージポンプ回路と、を有
する位相同期回路において、前記チャージポンプ回路
が、前記位相差の大小関係に対応して前記切替信号を生
成する切替信号生成回路を備えている。
振周波数が制御電圧に対して変化する電圧制御発振器
と、前記発振周波数がフィードバックされた信号および
入力信号を比較しそれら信号間の正／負の位相差に対応
したパルス幅を持つアップ信号／ダウン信号を出力する
位相比較器と、充／放電電流を入力および平滑し前記制
御電圧を出力する平滑容量と、前記パルス幅の期間に前
記充／放電電流を出力し且つ前記充／放電電流の値が切
替信号により切替えられるチャージポンプ回路と、を有
する位相同期回路において、前記チャージポンプ回路
が、前記位相差の大小関係に対応して前記切替信号を生
成する切替信号生成回路を備えている。
【００１５】また、前記切替信号生成回路が、前記アッ
プ信号／ダウン信号を遅延し出力する遅延回路を備え、
前記切替信号が前記遅延回路の遅延時間の内外で前記充
／放電電流の値を切替えている。
プ信号／ダウン信号を遅延し出力する遅延回路を備え、
前記切替信号が前記遅延回路の遅延時間の内外で前記充
／放電電流の値を切替えている。
【００１６】また、前記充／放電電流の値が、前記遅延
時間内で小さく、前記遅延時間外で大きい。
時間内で小さく、前記遅延時間外で大きい。
【００１７】また、前記パルス幅が前記遅延時間より大
きくなったとき、前記切替信号が前記充／放電電流の値
を大きな値に切替えている。
きくなったとき、前記切替信号が前記充／放電電流の値
を大きな値に切替えている。
【００１８】さらに、前記チャージポンプ回路が、前記
充／放電電流の値に対応した複数の定電流源回路を持っ
ている。
充／放電電流の値に対応した複数の定電流源回路を持っ
ている。
【００１９】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して詳細に説明する。
して詳細に説明する。
【００２０】図１は、本発明の位相同期回路におけるチ
ャージポンプ回路の実施形態を示すブロック図である。
図１を参照すると、本実施形態におけるチャージポンプ
回路は、小電流を流す電流源Ｉ１，Ｉ２と大電流を流す
電流源Ｉ３，Ｉ４と、位相比較器出力である入力信号Ｕ
Ｐ，ＤＯＷＮに応じてオン／オフするＰ型トランジスタ
Ｔｒ１、Ｔｒ３およびＮ型トランジスタＴｒ２，Ｔｒ４
と、入力信号ＵＰ，ＤＯＷＮのパルス幅とディレイ回路
２９１の遅延幅を比較し出力信号ｃ１を出力する切替信
号生成回路２９と、切替信号生成回路２９の出力信号，
その反転信号に応じてオン／オフするＰ型トランジスタ
Ｔｒ５およびＮ型トランジスタＴｒ６と、を備えてい
る。また、このチャージポンプ回路は、充／放電電流Ｃ
ＰＯＵＴをループフィルタ３に出力し、さらに、ループ
フィルタ３は、ＶＣＯ制御電圧を出力している。
ャージポンプ回路の実施形態を示すブロック図である。
図１を参照すると、本実施形態におけるチャージポンプ
回路は、小電流を流す電流源Ｉ１，Ｉ２と大電流を流す
電流源Ｉ３，Ｉ４と、位相比較器出力である入力信号Ｕ
Ｐ，ＤＯＷＮに応じてオン／オフするＰ型トランジスタ
Ｔｒ１、Ｔｒ３およびＮ型トランジスタＴｒ２，Ｔｒ４
と、入力信号ＵＰ，ＤＯＷＮのパルス幅とディレイ回路
２９１の遅延幅を比較し出力信号ｃ１を出力する切替信
号生成回路２９と、切替信号生成回路２９の出力信号，
その反転信号に応じてオン／オフするＰ型トランジスタ
Ｔｒ５およびＮ型トランジスタＴｒ６と、を備えてい
る。また、このチャージポンプ回路は、充／放電電流Ｃ
ＰＯＵＴをループフィルタ３に出力し、さらに、ループ
フィルタ３は、ＶＣＯ制御電圧を出力している。
【００２１】図２は、図１のチャージポンプ回路の動作
例を示す説明図である。まず、図２を参照して、チャー
ジポンプ回路の入力信号ＵＰ，ＤＯＷＮのパルス幅とル
ープフィルタ３のＶＣＯ制御電圧との関係について説明
する。
例を示す説明図である。まず、図２を参照して、チャー
ジポンプ回路の入力信号ＵＰ，ＤＯＷＮのパルス幅とル
ープフィルタ３のＶＣＯ制御電圧との関係について説明
する。
【００２２】たとえば、図２（ａ）の範囲のように、
位相同期回路がロックアップしたときの電位と比べてＶ
ＣＯ制御電圧が低いとき、図２（ｂ）の範囲での周期
波形のように、入力信号ＵＰのパルス幅は大きい。次
に、図２（ａ）の範囲のように、ＶＣＯ制御電圧が上
昇するにつれ、図２（ｂ）の範囲での周期波形のよう
に、入力信号ＵＰのパルス幅は徐々に小さくなる。次
に、図２（ａ）の範囲のように、位相同期回路がロッ
クアップしたときの電位とＶＣＯ制御電圧とが等しくな
ると、図２（ｂ）の範囲での周期波形のように、入力
信号ＵＰのパルス幅は最小となる。また、反対に、位相
同期回路がロックアップしたときの電位と比べてＶＣＯ
制御電圧が高いとき、入力信号ＤＯＷＮのパルス幅が大
きい。次に、ＶＣＯ制御電圧が低くなるにつれ、入力信
号ＤＯＷＮのパルス幅は徐々に小さくなる。
位相同期回路がロックアップしたときの電位と比べてＶ
ＣＯ制御電圧が低いとき、図２（ｂ）の範囲での周期
波形のように、入力信号ＵＰのパルス幅は大きい。次
に、図２（ａ）の範囲のように、ＶＣＯ制御電圧が上
昇するにつれ、図２（ｂ）の範囲での周期波形のよう
に、入力信号ＵＰのパルス幅は徐々に小さくなる。次
に、図２（ａ）の範囲のように、位相同期回路がロッ
クアップしたときの電位とＶＣＯ制御電圧とが等しくな
ると、図２（ｂ）の範囲での周期波形のように、入力
信号ＵＰのパルス幅は最小となる。また、反対に、位相
同期回路がロックアップしたときの電位と比べてＶＣＯ
制御電圧が高いとき、入力信号ＤＯＷＮのパルス幅が大
きい。次に、ＶＣＯ制御電圧が低くなるにつれ、入力信
号ＤＯＷＮのパルス幅は徐々に小さくなる。
【００２３】次に、図１および図２を参照して、本実施
形態の位相同期回路の動作について説明する。チャージ
ポンプ回路の入力信号ＵＰ，ＤＯＷＮのどちらかのパル
ス幅が大きいとき、すなわち、位相同期回路がロックア
ップしたときの電位からＶＣＯ制御電圧が大きくずれて
いる場合について説明する。
形態の位相同期回路の動作について説明する。チャージ
ポンプ回路の入力信号ＵＰ，ＤＯＷＮのどちらかのパル
ス幅が大きいとき、すなわち、位相同期回路がロックア
ップしたときの電位からＶＣＯ制御電圧が大きくずれて
いる場合について説明する。
【００２４】このときは、図２（ｂ）の範囲での周期
波形のように、入力信号ＵＰと入力信号ＤＯＷＮの反転
信号により図１に示すノード電位ａ１は変化しディレイ
回路３により遅延され、ノード電位ｂ１となる。これら
ノード電位ａ１，ｂ１が共に“ハイ”の期間に、切替信
号生成回路の出力信号ｃ１が“ロウ”となる。出力信号
ｃ１が“ロウ”の期間は、Ｐ型トランジスタＴｒ５およ
びＮ型トランジスタＴｒ６がオンし、ループフィルタ３
内のコンデンサＣは電流源Ｉ１，Ｉ２以外に電流源Ｉ
３，Ｉ４により充放電されるので、ループフィルタ３の
ＶＣＯ制御電圧は急峻に変化する。
波形のように、入力信号ＵＰと入力信号ＤＯＷＮの反転
信号により図１に示すノード電位ａ１は変化しディレイ
回路３により遅延され、ノード電位ｂ１となる。これら
ノード電位ａ１，ｂ１が共に“ハイ”の期間に、切替信
号生成回路の出力信号ｃ１が“ロウ”となる。出力信号
ｃ１が“ロウ”の期間は、Ｐ型トランジスタＴｒ５およ
びＮ型トランジスタＴｒ６がオンし、ループフィルタ３
内のコンデンサＣは電流源Ｉ１，Ｉ２以外に電流源Ｉ
３，Ｉ４により充放電されるので、ループフィルタ３の
ＶＣＯ制御電圧は急峻に変化する。
【００２５】次に、図２（ｂ）の範囲での周期波形の
ように、チャージポンプ回路の入力信号ＵＰ，ＤＯＷＮ
のパルス幅が切替信号生成回路１内のディレイ回路３の
遅延幅より小さくなると、ノード電位ａ１，ｂ１が共に
“ハイ”の期間が無くなり、切替信号生成回路１の出力
信号ｃ１が“ハイ”のみとなり、ループフィルタ３内の
コンデンサＣは電流源Ｉ１，Ｉ２のみにより充放電され
るので、ループフィルタ３のＶＣＯ制御電圧は滑らかに
変化する。さらに、図２（ａ）の範囲のように、位相
同期回路がロックアップしたときの電位にＶＣＯ制御電
圧が到達すると、チャージポンプ回路の入力信号ＵＰ，
ＤＯＷＮのパルス幅が同じとなり、電流源Ｉ１によるコ
ンデンサＣの充電量と電流源Ｉ２によるコンデンサＣの
放電量とが同じくなり、ＶＣＯ制御電圧は安定する。図
３は、このＶＣＯ制御電圧の動作例を示す説明図であ
る。
ように、チャージポンプ回路の入力信号ＵＰ，ＤＯＷＮ
のパルス幅が切替信号生成回路１内のディレイ回路３の
遅延幅より小さくなると、ノード電位ａ１，ｂ１が共に
“ハイ”の期間が無くなり、切替信号生成回路１の出力
信号ｃ１が“ハイ”のみとなり、ループフィルタ３内の
コンデンサＣは電流源Ｉ１，Ｉ２のみにより充放電され
るので、ループフィルタ３のＶＣＯ制御電圧は滑らかに
変化する。さらに、図２（ａ）の範囲のように、位相
同期回路がロックアップしたときの電位にＶＣＯ制御電
圧が到達すると、チャージポンプ回路の入力信号ＵＰ，
ＤＯＷＮのパルス幅が同じとなり、電流源Ｉ１によるコ
ンデンサＣの充電量と電流源Ｉ２によるコンデンサＣの
放電量とが同じくなり、ＶＣＯ制御電圧は安定する。図
３は、このＶＣＯ制御電圧の動作例を示す説明図であ
る。
【００２６】このように、本発明の位相同期回路におけ
るチャージポンプ回路は、位相同期回路の出力信号の周
波数が目標の周波数から大きくずれているとき、入力信
号ＵＰ，ＤＯＷＮのいずれかのパルス幅が大きく、位相
同期回路の出力信号の周波数が目標の周波数に近づくに
つれ、入力信号ＵＰ，ＤＯＷＮのいずれかパルス幅が大
きかった方の信号のパルス幅が徐々に小さくなることを
利用している。そのため、入力信号ＵＰ，ＤＯＷＮのパ
ルス幅がディレイ回路の遅延幅より大きいときは電流供
給能力が大きく、入力信号ＵＰ，ＤＯＷＮのパルス幅が
ディレイ回路の遅延幅より小さくなると、電流供給能力
が小さくなるように切り替わる。
るチャージポンプ回路は、位相同期回路の出力信号の周
波数が目標の周波数から大きくずれているとき、入力信
号ＵＰ，ＤＯＷＮのいずれかのパルス幅が大きく、位相
同期回路の出力信号の周波数が目標の周波数に近づくに
つれ、入力信号ＵＰ，ＤＯＷＮのいずれかパルス幅が大
きかった方の信号のパルス幅が徐々に小さくなることを
利用している。そのため、入力信号ＵＰ，ＤＯＷＮのパ
ルス幅がディレイ回路の遅延幅より大きいときは電流供
給能力が大きく、入力信号ＵＰ，ＤＯＷＮのパルス幅が
ディレイ回路の遅延幅より小さくなると、電流供給能力
が小さくなるように切り替わる。
【００２７】これにより、本発明の位相同期回路は、位
相同期回路の出力信号の周波数が目標の周波数から大き
くずれているときチャージポンプ回路の電流供給能力は
大きくなり、位相同期回路の出力信号の周波数は素早く
目標の周波数に近づく。その後、位相同期回路の出力信
号の周波数が目標の周波数を中心とした設定範囲内に入
ると、チャージポンプ回路の電流供給能力は小さくな
り、位相同期回路の出力信号の周波数は滑らかに変化
し、位相同期回路の出力信号の周波数変動は小さくな
る。また、この設定範囲はディレイ回路の遅延幅により
設定することができる。
相同期回路の出力信号の周波数が目標の周波数から大き
くずれているときチャージポンプ回路の電流供給能力は
大きくなり、位相同期回路の出力信号の周波数は素早く
目標の周波数に近づく。その後、位相同期回路の出力信
号の周波数が目標の周波数を中心とした設定範囲内に入
ると、チャージポンプ回路の電流供給能力は小さくな
り、位相同期回路の出力信号の周波数は滑らかに変化
し、位相同期回路の出力信号の周波数変動は小さくな
る。また、この設定範囲はディレイ回路の遅延幅により
設定することができる。
【００２８】そのため、本発明の位相同期回路は、位相
同期回路の外部からの制御信号を必要とせずに、チャー
ジポンプ回路の電流供給能力を切替えることができ、チ
ャージポンプ回路の電流供給能力を最適タイミングで切
替えることができる。
同期回路の外部からの制御信号を必要とせずに、チャー
ジポンプ回路の電流供給能力を切替えることができ、チ
ャージポンプ回路の電流供給能力を最適タイミングで切
替えることができる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による位相
同期回路は、チャージポンプ回路の電流供給能力の切替
えを行う切替信号を位相同期回路内部の信号により生成
している。そのため、位相同期回路の出力信号の周波数
に応じて、電流供給能力の切替タイミングを容易に設定
することが可能であり、最適タイミングで切替えること
ができる。
同期回路は、チャージポンプ回路の電流供給能力の切替
えを行う切替信号を位相同期回路内部の信号により生成
している。そのため、位相同期回路の出力信号の周波数
に応じて、電流供給能力の切替タイミングを容易に設定
することが可能であり、最適タイミングで切替えること
ができる。
【００３０】また、位相同期回路がバラツキの小さい目
標の周波数の出力信号を短時間に出力することが可能で
あるなどの効果がある。
標の周波数の出力信号を短時間に出力することが可能で
あるなどの効果がある。
【図１】本発明の位相同期回路におけるチャージポンプ
回路の実施形態を示す回路図である。
回路の実施形態を示す回路図である。
【図２】図１のチャージポンプ回路の動作例を示す説明
図である。
図である。
【図３】本発明の位相同期回路内のＶＣＯ制御電圧の動
作例を示す説明図である。
作例を示す説明図である。
【図４】位相同期回路の１例を示すブロック図である。
【図５】従来の位相同期回路におけるチャージポンプ回
路例を示す回路図である。
路例を示す回路図である。
【図６】従来の位相同期回路における他のチャージポン
プ回路例を示す回路図である。
プ回路例を示す回路図である。
【図７】従来の位相同期回路内のＶＣＯ制御電圧の動作
例を示す説明図である。
例を示す説明図である。
【図８】従来の位相同期回路内のＶＣＯ制御電圧の他の
動作例を示す説明図である。
動作例を示す説明図である。
１ 位相比較器 ２，２Ｈ，２Ｎ チャージポンプ回路 ３ ループフィルタ，平滑容量 ４ 電流切替器 ２１Ｈ，２１Ｎ，２２Ｈ，２２Ｎ，３２Ｈ，３２Ｎ，Ｉ
１〜Ｉ４ 電流源 ２６Ｈ，２６Ｎ，２７Ｈ，２７Ｎ スイッチ ２９ 切替信号生成回路 ２９１ ディレイ回路 Ｔｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ５ Ｐ型トランジスタ Ｔｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６ Ｎ型トランジスタ ａ１，ｂ１ ノード電位 ｃ１ 切替信号（切替信号生成回路出力） ＣＬＫ ＰＬＬ回路の入力信号 ＣＰＯＵＴ 充／放電電流（チャージポンプ回路出
力） ＤＯＷＮ ダウン信号（位相比較器出力） ＵＰ アップ信号（位相比較器出力） ＤＩＶ 分周器出力
１〜Ｉ４ 電流源 ２６Ｈ，２６Ｎ，２７Ｈ，２７Ｎ スイッチ ２９ 切替信号生成回路 ２９１ ディレイ回路 Ｔｒ１，Ｔｒ３，Ｔｒ５ Ｐ型トランジスタ Ｔｒ２，Ｔｒ４，Ｔｒ６ Ｎ型トランジスタ ａ１，ｂ１ ノード電位 ｃ１ 切替信号（切替信号生成回路出力） ＣＬＫ ＰＬＬ回路の入力信号 ＣＰＯＵＴ 充／放電電流（チャージポンプ回路出
力） ＤＯＷＮ ダウン信号（位相比較器出力） ＵＰ アップ信号（位相比較器出力） ＤＩＶ 分周器出力
Claims (5)
- 【請求項１】 発振周波数が制御電圧に対して変化する
電圧制御発振器と、前記発振周波数がフィードバックさ
れた信号および入力信号を比較しそれら信号間の正／負
の位相差に対応したパルス幅を持つアップ信号／ダウン
信号を出力する位相比較器と、充／放電電流を入力およ
び平滑し前記制御電圧を出力する平滑容量と、前記パル
ス幅の期間に前記充／放電電流を出力し且つ前記充／放
電電流の値が切替信号により切替えられるチャージポン
プ回路と、を有する位相同期回路において、前記チャー
ジポンプ回路が、前記位相差の大小関係に対応して前記
切替信号を生成する切替信号生成回路を備えることを特
徴とする位相同期回路。 - 【請求項２】 前記切替信号生成回路が、前記アップ信
号／ダウン信号を遅延し出力する遅延回路を備え、前記
切替信号が、前記遅延回路の遅延時間の内外で前記充／
放電電流の値を切替える、請求項１記載の位相同期回
路。 - 【請求項３】 前記充／放電電流の値が、前記遅延時間
内で小さく、前記遅延時間外で大きい、請求項１または
２記載の位相同期回路。 - 【請求項４】 前記パルス幅が前記遅延時間より大きく
なったとき、前記切替信号が前記充／放電電流の値を大
きな値に切替える、請求項１，２または３記載の位相同
期回路。 - 【請求項５】 前記チャージポンプ回路が、前記充／放
電電流の値に対応した複数の電流源回路を持つ、請求項
１，２，３または４記載の位相同期回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8044485A JPH09238073A (ja) | 1996-03-01 | 1996-03-01 | 位相同期回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8044485A JPH09238073A (ja) | 1996-03-01 | 1996-03-01 | 位相同期回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09238073A true JPH09238073A (ja) | 1997-09-09 |
Family
ID=12692854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8044485A Pending JPH09238073A (ja) | 1996-03-01 | 1996-03-01 | 位相同期回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09238073A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101273753B1 (ko) * | 2011-08-04 | 2013-06-12 | 삼성전기주식회사 | 반도체 회로 |
| CN107294528A (zh) * | 2017-08-08 | 2017-10-24 | 桂林电子科技大学 | 一种应用于锁相环的电荷泵电路 |
-
1996
- 1996-03-01 JP JP8044485A patent/JPH09238073A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101273753B1 (ko) * | 2011-08-04 | 2013-06-12 | 삼성전기주식회사 | 반도체 회로 |
| US8674740B2 (en) | 2011-08-04 | 2014-03-18 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Noise removing delay circuit |
| CN107294528A (zh) * | 2017-08-08 | 2017-10-24 | 桂林电子科技大学 | 一种应用于锁相环的电荷泵电路 |
| CN107294528B (zh) * | 2017-08-08 | 2023-04-11 | 桂林电子科技大学 | 一种应用于锁相环的电荷泵电路 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990202 |