JPH10173520A - Pll circuit - Google Patents
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- JPH10173520A JPH10173520A JP8329462A JP32946296A JPH10173520A JP H10173520 A JPH10173520 A JP H10173520A JP 8329462 A JP8329462 A JP 8329462A JP 32946296 A JP32946296 A JP 32946296A JP H10173520 A JPH10173520 A JP H10173520A
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- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、基準信号に位相同
期された出力信号を発生するPLL回路(Phase-Locked
Loop:位相同期ループ)に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase-locked loop (PLL) circuit for generating an output signal phase-locked to a reference signal.
Loop: phase-locked loop).
【0002】[0002]
【従来の技術】図4は、従来のPLL回路の一例の概念
図である。図示例のPLL回路30は、基準信号とフィ
ードバック信号との間の位相差を検出して制御信号を出
力する位相比較器32、制御信号に応じたパルス幅の誤
差信号を出力するチャージポンプ34、誤差信号に応じ
た電圧レベルのコントロール信号を出力するループフィ
ルタ36、および、イネーブル信号の制御に基づいて、
コントロール信号の電圧レベルに応じた発振周波数のフ
ィードバック信号ならびに出力信号を出力する電圧制御
発振器38を有する。2. Description of the Related Art FIG. 4 is a conceptual diagram of an example of a conventional PLL circuit. The illustrated PLL circuit 30 includes a phase comparator 32 that detects a phase difference between the reference signal and the feedback signal and outputs a control signal, a charge pump 34 that outputs an error signal having a pulse width corresponding to the control signal, Based on the control of the loop filter 36 that outputs a control signal of a voltage level corresponding to the error signal and the enable signal,
It has a voltage controlled oscillator 38 that outputs a feedback signal and an output signal of an oscillation frequency according to the voltage level of the control signal.
【0003】このPLL回路30において、チャージポ
ンプ34は、P型MOSトランジスタ(以下、PMOS
という)40およびN型MOSトランジスタ(以下、N
MOSという)42を有し、そのゲートには、それぞれ
位相比較器32から出力された制御信号UP,DOWN
が入力されている。また、PMOS40およびNMOS
42のソースは、それぞれ電源およびグランドに接続さ
れ、そのドレインは短絡されて、このチャージポンプ3
4の出力となる誤差信号とされている。In this PLL circuit 30, a charge pump 34 includes a P-type MOS transistor (hereinafter referred to as a PMOS transistor).
40) and an N-type MOS transistor (hereinafter referred to as N
And a control signal UP, DOWN output from the phase comparator 32 at its gate.
Is entered. In addition, a PMOS 40 and an NMOS
The source of the charge pump 3 is connected to the power supply and the ground, and the drain thereof is short-circuited.
4 as an error signal.
【0004】ここで、イネーブル信号は、例えば消費電
力を低減するため等に、電圧制御発振器38のスタンバ
イ時の発振を停止するために設けられた信号であって、
電圧制御発振器38は、以下に示す例においては、例え
ばイネーブル信号をハイレベルにすると、コントロール
信号の電圧レベルに応じた発振周波数で発振し、イネー
ブル信号をローレベルにすると、その発振を停止し、フ
ィードバック信号および出力信号としてローレベルを出
力するものとする。Here, the enable signal is a signal provided to stop the oscillation of the voltage controlled oscillator 38 during standby, for example, to reduce power consumption.
In the following example, the voltage-controlled oscillator 38 oscillates at an oscillation frequency corresponding to the voltage level of the control signal when the enable signal is set to a high level, and stops the oscillation when the enable signal is set to a low level. A low level is output as the feedback signal and the output signal.
【0005】このPLL回路30においては、位相比較
器32により、基準信号とフィードバック信号との間の
位相差が検出され、制御信号が出力される。チャージポ
ンプ34により、制御信号に応じたパルス幅の誤差信号
が生成され、誤差信号は、ループフィルタ36によりア
ナログ信号に変換された後、コントロール信号として電
圧制御発振器38に入力され、電圧制御発振器38によ
り、コントロール信号の電圧レベルに応じて、フィード
バック信号の発振周波数が変更される。In the PLL circuit 30, a phase difference between a reference signal and a feedback signal is detected by a phase comparator 32, and a control signal is output. An error signal having a pulse width corresponding to the control signal is generated by the charge pump 34. The error signal is converted into an analog signal by a loop filter 36, and then input to a voltage controlled oscillator 38 as a control signal. Thereby, the oscillation frequency of the feedback signal is changed according to the voltage level of the control signal.
【0006】例えば、基準信号に対してフィードバック
信号の位相の方が遅いときには、フィードバック信号の
位相を早くするために、コントロール信号の電圧レベル
が高くされ、逆に、早いときには電圧レベルを低くされ
る。そして、以後同様に、基準信号と発振周波数の変更
されたフィードバック信号との間の位相差を繰り返し検
出することにより、基準信号とフィードバック信号の周
波数および位相を同期(ロック)させて出力信号を得て
いる。For example, when the phase of the feedback signal is later than that of the reference signal, the voltage level of the control signal is increased in order to advance the phase of the feedback signal, and conversely, the voltage level is decreased when it is earlier. Then, similarly, by repeatedly detecting the phase difference between the reference signal and the feedback signal whose oscillation frequency has been changed, the frequency and phase of the reference signal and the feedback signal are synchronized (locked) to obtain an output signal. ing.
【0007】このように、PLL回路30においては、
コントロール信号の電圧レベルにより、フィードバック
信号の周波数および位相を制御して、基準信号とフィー
ドバック信号の位相が同期された出力信号を得ている。As described above, in the PLL circuit 30,
The frequency and phase of the feedback signal are controlled according to the voltage level of the control signal, and an output signal in which the phase of the reference signal and the phase of the feedback signal are synchronized is obtained.
【0008】ところで、上記PLL回路30は、単体で
IC化されるばかりでなく、例えば制御装置や処理装
置、CPU等のような個別のICの中に搭載されてオン
チップ化され、そのクロック制御等に用いられる場合も
ある。この場合、電圧変動や温度変動、プロセス変動等
の様々な条件を考慮すると、使用される発振周波数を中
心として、低い周波数から高い周波数まで動作できるよ
うに、充分な余裕を持って電圧制御発振器38の設計を
行う必要がある。Incidentally, the PLL circuit 30 is not only formed as an IC as a single unit, but also mounted on an individual IC such as a control device, a processing device, a CPU, or the like, and formed as an on-chip. In some cases, it is used for such purposes. In this case, considering various conditions such as voltage fluctuations, temperature fluctuations, and process fluctuations, the voltage controlled oscillator 38 has a sufficient margin so that it can operate from a low frequency to a high frequency around the oscillation frequency to be used. It is necessary to design.
【0009】このように、電圧制御発振器38の発振周
波数に充分な余裕を持って設計されたPLL回路30を
搭載するICにおいては、ICを実際に動作させるとき
の実動作周波数よりも、非常に高い周波数まで電圧制御
発振器38を発振させることができる。例えば、ワース
ト条件のときには、それほど高い周波数まで発振しない
としても、ティピカル条件、さらにはベスト条件のとき
には、電圧制御発振器38の最大発振周波数は非常に高
い周波数となる。As described above, in an IC mounted with the PLL circuit 30 designed with a sufficient margin for the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 38, the operating frequency is very much higher than the actual operating frequency when the IC is actually operated. The voltage controlled oscillator 38 can be oscillated to a high frequency. For example, in the worst condition, even if the oscillation does not reach a very high frequency, the maximum oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 38 becomes a very high frequency in the typical condition and further in the best condition.
【0010】ところで、フィードバック信号の経路に
は、通常、論理ゲートやフリップフロップ等の回路素子
が接続されているが、例えば電源投入時等のように、P
LL回路30の動作が不安定な場合、コントロール信号
の電圧レベルが上昇して電圧制御発振器38の発振周波
数が高くなると、フィードバック信号の経路上のいずれ
かの回路素子が、電圧制御発振器38の発振周波数でト
グルできなくなり、位相比較器32にフィードバック信
号が入力されなくなる場合がある。[0010] Circuit elements such as logic gates and flip-flops are usually connected to the path of the feedback signal.
When the operation of the LL circuit 30 is unstable, when the voltage level of the control signal increases and the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 38 increases, any circuit element on the path of the feedback signal causes the oscillation of the voltage controlled oscillator 38 to increase. In some cases, it becomes impossible to toggle at the frequency, and the feedback signal is not input to the phase comparator 32.
【0011】また、例えば図5のタイミングチャートに
PLL回路30の動作の一例を示すように、例えば消費
電力を削減する等の理由により、基準信号を発振させて
位相比較器32に入力したままの状態で、イネーブル信
号をローレベルとし電圧制御発振器38の動作を停止さ
せた場合等においても、フィードバック信号がローレベ
ルに固定されてしまい、コントロール信号に応じた発振
周波数のフィードバック信号が位相比較器32に入力さ
れなくなる。As shown in an example of the operation of the PLL circuit 30 in the timing chart of FIG. 5, for example, the reference signal is oscillated and is input to the phase comparator 32 for reasons such as reduction of power consumption. In this state, even when the enable signal is set to low level and the operation of the voltage controlled oscillator 38 is stopped, the feedback signal is fixed at low level, and the feedback signal of the oscillation frequency corresponding to the control signal is output to the phase comparator 32. Will not be entered.
【0012】位相比較器32にフィードバック信号が入
力されなくなると、位相比較器32は、フィードバック
信号が基準信号よりも遅れていると判断し、さらに電圧
制御発振器38の発振周波数を高くするための制御信号
を出力する。こうして、コントロール信号の電圧レベル
はさらに上昇され、ついには、高い電圧レベルに固定さ
れる。その後、フィードバック信号の経路が高周波数で
動作しない回路であった場合、電圧制御発振器38の動
作を再開させても、フィードバック信号がトグルしなく
なるというデッドロック状態に陥ることになる。When the feedback signal is no longer input to the phase comparator 32, the phase comparator 32 determines that the feedback signal is later than the reference signal, and further performs control for increasing the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 38. Output a signal. Thus, the voltage level of the control signal is further increased, and is finally fixed at a high voltage level. Thereafter, if the path of the feedback signal is a circuit that does not operate at a high frequency, a deadlock state occurs in which the feedback signal does not toggle even if the operation of the voltage controlled oscillator 38 is restarted.
【0013】しかし、PLL回路30は一度デッドロッ
ク状態に陥ると、例えば電源をオフ状態にする等の初期
化を行わなければ、正常なロック状態に復帰させること
ができず、安定したPLL回路システムを構成するのは
難しかった。However, once the PLL circuit 30 has fallen into a deadlock state, it cannot be returned to a normal locked state unless initialization such as turning off the power is performed. Was difficult to construct.
【0014】従って、PLL回路30を搭載したICに
おいて、デッドロック状態を未然に回避するためには、
ICの実動作周波数よりも非常に高い周波数まで動作で
きるように、フィードバック信号の経路の動作上限周波
数を考慮して設計を行わなければならない。特に、PL
L回路30をクロック制御に用いている場合には、クロ
ック信号の経路が実動作周波数よりも非常に高い周波数
まで動作できるようにしなければならず、クロック信号
の経路の負荷に対する制約が厳しくなる等、設計上の制
約が多くなり、設計が非常に困難になるという問題点が
あった。Therefore, in order to avoid a deadlock state in an IC on which the PLL circuit 30 is mounted,
In order to operate up to a frequency much higher than the actual operating frequency of the IC, the design must be made in consideration of the upper limit operation frequency of the feedback signal path. In particular, PL
When the L circuit 30 is used for clock control, it is necessary to enable the clock signal path to operate at a frequency much higher than the actual operating frequency, and the load on the clock signal path becomes severely restricted. However, there are problems in that the design restrictions are increased and the design becomes very difficult.
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術に基づく問題点をかえりみて、デッドロック状
態に陥るのを未然に防止することができ、たとえデッド
ロック状態に陥った場合であっても、正常なロック状態
に復帰させることができるPLL回路を提供することに
ある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to prevent a deadlock state from occurring in view of the above-mentioned problems in the prior art. It is an object of the present invention to provide a PLL circuit that can return to a normal locked state even if there is any.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、基準信号とフィードバック信号との間の
位相差を検出して制御信号を出力する位相比較器と、前
記制御信号に応じて、前記基準信号とフィードバック信
号との間の位相差に応じたパルス幅を有する誤差信号を
出力するチャージポンプと、前記誤差信号のパルス幅に
応じた電圧レベルを有するコントロール信号を出力する
ループフィルタと、前記コントロール信号の電圧レベル
に応じた発振周波数の前記フィードバック信号を出力す
る電圧制御発振器と、リセット信号の制御により、前記
誤差信号または前記コントロール信号の少なくとも一方
をディスチャージするディスチャージ回路とを有するこ
とを特徴とするPLL回路を提供するものである。To achieve the above object, the present invention provides a phase comparator for detecting a phase difference between a reference signal and a feedback signal and outputting a control signal; A charge pump for outputting an error signal having a pulse width corresponding to a phase difference between the reference signal and the feedback signal, and a loop for outputting a control signal having a voltage level corresponding to the pulse width of the error signal. A filter, a voltage-controlled oscillator that outputs the feedback signal having an oscillation frequency corresponding to a voltage level of the control signal, and a discharge circuit that discharges at least one of the error signal or the control signal by controlling a reset signal. A PLL circuit is provided.
【0017】ここで、前記ディスチャージ回路は、前記
チャージポンプによる誤差信号へのチャージアップを停
止しつつ、前記誤差信号をディスチャージするのが好ま
しい。Here, it is preferable that the discharge circuit discharges the error signal while stopping charge-up of the error signal by the charge pump.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下に、添付の図面に示す好適実
施例に基づいて、本発明のPLL回路を詳細に説明す
る。図1は、本発明のPLL回路の一実施例の概念図で
ある。本発明のPLL回路10は、基本的に、基準信号
に位相同期された出力信号を発生するもので、図示例に
おいては、位相比較器12、チャージポンプ14、ルー
プフィルタ16および電圧制御発振器18を有する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a PLL circuit according to the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram of one embodiment of a PLL circuit according to the present invention. The PLL circuit 10 of the present invention basically generates an output signal phase-locked to a reference signal. In the illustrated example, the PLL circuit 10 includes a phase comparator 12, a charge pump 14, a loop filter 16, and a voltage-controlled oscillator 18. Have.
【0019】図示例のPLL回路10において、位相比
較器12は、PLL回路10の外部より供給された所定
周波数の基準信号と、後述する電圧制御発振器18から
供給されたフィードバック信号との間の位相差を検出
し、その位相比較結果である制御信号UP,DOWNを
出力するものである。In the illustrated PLL circuit 10, the phase comparator 12 determines a phase between a reference signal of a predetermined frequency supplied from outside the PLL circuit 10 and a feedback signal supplied from a voltage controlled oscillator 18 described later. It detects a phase difference and outputs control signals UP and DOWN as a result of the phase comparison.
【0020】続いて、チャージポンプ14は、基本的に
は、後述するリセット信号が非アクティブ状態のとき
に、位相比較器12から供給される制御信号に応じて、
基準信号とフィードバック信号との間の位相差に応じた
パルス幅を有する誤差信号を出力するもので、図示例に
おいては、P型MOSトランジスタ(以下、PMOSと
いう)20,22、および、N型MOSトランジスタ
(以下、NMOSという)24,26を有する。Subsequently, the charge pump 14 basically operates according to a control signal supplied from the phase comparator 12 when a later-described reset signal is in an inactive state.
It outputs an error signal having a pulse width corresponding to the phase difference between the reference signal and the feedback signal. In the illustrated example, P-type MOS transistors (hereinafter, referred to as PMOS) 20, 22 and N-type MOS It has transistors (hereinafter, referred to as NMOS) 24 and 26.
【0021】なお、図示例のチャージポンプ14におい
て、PMOS20およびNMOS26は、本発明のPL
L回路10において、ディスチャージ回路の一例を構成
するものである。ディスチャージ回路は、誤差信号また
はコントロール信号の少なくとも一方をディスチャージ
するもので、チャージポンプ14の中に含まれるように
構成してもよいし、あるいは、後述する図3のPLL回
路44のように、全く独立に構成してもよい。In the illustrated charge pump 14, the PMOS 20 and the NMOS 26 are replaced by the PL of the present invention.
The L circuit 10 constitutes an example of a discharge circuit. The discharge circuit discharges at least one of the error signal and the control signal, and may be configured to be included in the charge pump 14, or may be entirely configured as in a PLL circuit 44 in FIG. You may comprise independently.
【0022】ここで、PMOS20およびNMOS26
のソースは、それぞれ電源およびグランドに接続され、
そのゲートにはリセット信号が入力されている。PMO
S22およびNMOS24のソースは、それぞれPMO
S20のドレインおよびグランドに接続され、そのゲー
トには、それぞれ位相比較器12から出力された制御信
号UP,DOWNが入力され、そのドレインは、NMO
S26のドレインに短絡され、このチャージポンプ14
の出力となる誤差信号とされている。Here, the PMOS 20 and the NMOS 26
Sources are connected to power and ground, respectively.
A reset signal is input to the gate. PMO
The sources of S22 and NMOS 24 are respectively PMO
The control signals UP and DOWN output from the phase comparator 12 are input to the gate and the drain of S20, respectively.
The charge pump 14 is short-circuited to the drain of S26.
Are output as error signals.
【0023】上述するリセット信号は、PLL回路10
がデッドロック状態に陥る可能性がある場合や、実際に
デッドロック状態に陥った場合に供給される信号であっ
て、リセット信号をアクティブ状態にすると、すなわ
ち、図示例においてはアクティブ状態のハイレベルにす
ると、チャージポンプ14からは、制御信号UP,DO
WNに係わらず、コントロール信号の電圧レベルを下げ
るような誤差信号、図示例においてはローレベルの誤差
信号が出力される。The above-mentioned reset signal is supplied to the PLL circuit 10
Is a signal supplied when there is a possibility of falling into a deadlock state or when a deadlock state actually occurs. When the reset signal is made active, that is, in the illustrated example, the active state is at a high level. , The charge pump 14 outputs control signals UP, DO
Regardless of WN, an error signal that lowers the voltage level of the control signal, in the illustrated example, a low-level error signal is output.
【0024】なお、図示例においては、リセット信号と
して、インバータ28により、後述するイネーブル信号
を反転した信号を使用しているが、これに限定されず、
例えばリセット信号を独立に供給してもよい。また、リ
セット信号は、PLL回路10の外部から供給してもよ
いし、あるいは、PLL回路10の内部に、PLL回路
10がデッドロック状態に陥る可能性がある、または、
陥ったのを検出する回路を設け、この回路による検出信
号をリセット信号として使用してもよい。In the illustrated example, a signal obtained by inverting an enable signal described later by the inverter 28 is used as the reset signal. However, the present invention is not limited to this.
For example, a reset signal may be supplied independently. Further, the reset signal may be supplied from outside the PLL circuit 10, or the PLL circuit 10 may enter a deadlock state inside the PLL circuit 10, or
A circuit for detecting the fall may be provided, and a detection signal from this circuit may be used as a reset signal.
【0025】続いて、ループフィルタ16は、チャージ
ポンプ14から供給される誤差信号をアナログ信号に変
換し、誤差信号に応じた電圧レベルを有するコントロー
ル信号を出力するものである。電圧制御発振器18は、
基本的には、イネーブル信号がアクティブ状態のとき
に、ループフィルタ16から供給されるコントロール信
号の電圧レベルに応じた発振周波数のフィードバック信
号および出力信号を出力するものである。Subsequently, the loop filter 16 converts the error signal supplied from the charge pump 14 into an analog signal, and outputs a control signal having a voltage level corresponding to the error signal. The voltage controlled oscillator 18
Basically, when the enable signal is in the active state, it outputs a feedback signal and an output signal having an oscillation frequency corresponding to the voltage level of the control signal supplied from the loop filter 16.
【0026】上述するイネーブル信号は、例えば電圧制
御発振器18のスタンバイ時の発振を停止し消費電力を
低減するために、例えばPLL回路10の外部より供給
される信号であって、電圧制御発振器18は、ここで
は、イネーブル信号を非アクティブ状態、例えば非アク
ティブ状態のローレベルにすると、コントロール信号の
電圧レベルに係わらず、その発振が停止され、フィード
バック信号および出力信号として、ローレベルが出力さ
れるものとする。The above-mentioned enable signal is, for example, a signal supplied from the outside of the PLL circuit 10 in order to stop the oscillation of the voltage controlled oscillator 18 during standby and reduce the power consumption. Here, when the enable signal is in an inactive state, for example, a low level of the inactive state, the oscillation is stopped regardless of the voltage level of the control signal, and a low level is output as a feedback signal and an output signal. And
【0027】なお、本発明のPLL回路10において
は、電圧制御発振器18にイネーブル信号を設けてもよ
いし、あるいは、設けなくてもよい。また、電圧制御発
振器18にイネーブル信号を設けない場合、例えば図示
例のPLL回路10においては、上述するように、PL
L回路10の外部から直接リセット信号を供給してもよ
いし、内部発生したデッドロック検出信号を用いてもよ
い。本発明のPLL回路10は、基本的に、以上のよう
に構成される。In the PLL circuit 10 of the present invention, the voltage-controlled oscillator 18 may or may not be provided with an enable signal. When an enable signal is not provided to the voltage-controlled oscillator 18, for example, in the illustrated PLL circuit 10, as described above,
A reset signal may be directly supplied from outside the L circuit 10 or a deadlock detection signal generated internally may be used. The PLL circuit 10 of the present invention is basically configured as described above.
【0028】次に、本発明のPLL回路10の動作につ
いて説明する。まず、PLL回路10が、デッドロック
状態に陥ることなく、正常なロック状態となる場合の動
作について説明する。Next, the operation of the PLL circuit 10 of the present invention will be described. First, an operation in a case where the PLL circuit 10 enters a normal lock state without falling into a deadlock state will be described.
【0029】図示例のPLL回路10において、イネー
ブル信号がアクティブ状態であるハイレベル、すなわ
ち、リセット信号が非アクティブ状態であるローレベル
とされ、チャージポンプ14が制御信号UP,DOWN
に応じて動作し、電圧制御発振器18がコントロール信
号に応じて動作するように設定されると、まず、位相比
較器12により、基準信号とフィードバック信号との間
の位相差が検出され、その検出結果である制御信号U
P,DOWNが出力される。In the illustrated PLL circuit 10, the enable signal is set to the high level in the active state, that is, the reset signal is set to the low level in the inactive state, and the charge pump 14 controls the control signals UP and DOWN.
When the voltage control oscillator 18 is set to operate according to the control signal, first, the phase difference between the reference signal and the feedback signal is detected by the phase comparator 12, and the phase difference is detected. The resulting control signal U
P and DOWN are output.
【0030】例えば、位相比較器12においては、基準
信号よりもフィードバック信号の位相の方が遅い場合、
制御信号DOWNがローレベルに保持されつつ、制御信
号UPが、両者の位相差に応じた所定時間ローレベルと
される。これに対して、基準信号よりもフィードバック
信号の位相の方が早い場合、制御信号UPがハイレベル
に保持されつつ、制御信号DOWNが、両者の位相差に
応じた所定時間ハイレベルとされる。For example, in the phase comparator 12, when the phase of the feedback signal is later than the phase of the reference signal,
While the control signal DOWN is held at the low level, the control signal UP is set to the low level for a predetermined time according to the phase difference between the two. On the other hand, when the phase of the feedback signal is earlier than the phase of the reference signal, the control signal DOWN is kept at the high level, and the control signal DOWN is kept at the high level for a predetermined time according to the phase difference between the two.
【0031】位相比較器12から出力された制御信号U
P,DOWNは、チャージポンプ14に入力され、チャ
ージポンプ14からは、基準信号とフィードバック信号
との間の位相差に応じたパルス幅を持つ誤差信号が出力
される。ここで、チャージポンプ14においては、リセ
ット信号が非アクティブ状態のローレベルとされている
ため、PMOS20はオン状態とされ、かつ、NMOS
26はオフ状態とされている。The control signal U output from the phase comparator 12
P and DOWN are input to the charge pump 14, and the charge pump 14 outputs an error signal having a pulse width corresponding to a phase difference between the reference signal and the feedback signal. Here, in the charge pump 14, since the reset signal is at the low level of the inactive state, the PMOS 20 is turned on and the PMOS 20 is turned on.
26 is in an off state.
【0032】従って、制御信号DOWNがローレベルに
保持されつつ、制御信号UPがローレベルとされると、
PMOS22はオン状態、かつ、NMOS24はオフ状
態となり、誤差信号は、オン状態のPMOS20,22
を介して、制御信号UPのパルス幅に応じた所定の一定
時間チャージアップされ、チャージポンプ14からは、
基準信号とフィードバック信号との間の位相差に応じた
パルス幅を持つハイレベルの誤差信号が出力される。Therefore, when the control signal UP is set to the low level while the control signal DOWN is maintained at the low level,
The PMOS 22 is turned on, and the NMOS 24 is turned off.
Is charged up for a predetermined period of time according to the pulse width of the control signal UP, and from the charge pump 14,
A high-level error signal having a pulse width corresponding to the phase difference between the reference signal and the feedback signal is output.
【0033】これとは逆に、制御信号UPがハイレベル
に保持されつつ、制御信号DOWNがハイレベルとされ
ると、PMOS22はオフ状態、かつ、NMOS24は
オン状態となり、誤差信号は、オン状態のNMOS24
を介して、制御信号DOWNのパルス幅に応じた所定の
一定時間ディスチャージされ、チャージポンプ14から
は、基準信号とフィードバック信号との間の位相差に応
じたパルス幅を持つローレベルの誤差信号が出力され
る。Conversely, when the control signal DOWN is set to the high level while the control signal UP is held at the high level, the PMOS 22 is turned off, the NMOS 24 is turned on, and the error signal is turned on. NMOS 24
Is discharged for a predetermined period of time according to the pulse width of the control signal DOWN, and a low-level error signal having a pulse width corresponding to the phase difference between the reference signal and the feedback signal is output from the charge pump 14. Is output.
【0034】チャージポンプ14から出力された誤差信
号はループフィルタ16に入力され、ループフィルタ1
6により、そのフィルタ定数に応じてアナログ信号に変
換され、所定の電圧レベルを有するコントロール信号が
出力される。ループフィルタ16から出力されたコント
ロール信号は、電圧制御発振器18に入力され、電圧制
御発振器18から出力されたフィードバック信号および
出力信号の発振周波数は、コントロール信号の電圧レベ
ルに応じて変更される。The error signal output from the charge pump 14 is input to the loop filter 16 and the loop filter 1
6, the control signal is converted into an analog signal in accordance with the filter constant, and a control signal having a predetermined voltage level is output. The control signal output from the loop filter 16 is input to the voltage controlled oscillator 18, and the oscillation frequency of the feedback signal and the output signal output from the voltage controlled oscillator 18 is changed according to the voltage level of the control signal.
【0035】そして、以後同様に、基準信号と発振周波
数の変更されたフィードバック信号とを繰り返し比較す
ることにより、基準信号と出力信号との周波数および位
相が同期(ロック)される。本発明のPLL回路10
は、基本的に、以上のように動作する。Then, similarly, the frequency and phase of the reference signal and the output signal are synchronized (locked) by repeatedly comparing the reference signal with the feedback signal whose oscillation frequency has been changed. PLL circuit 10 of the present invention
Basically works as described above.
【0036】次に、例えば電圧制御発振器18のスタン
バイ時の発振を停止し消費電力を低減するために、イネ
ーブル信号を非アクティブ状態であるローレベルとした
後、再度、アクティブ状態であるハイレベルにした場合
の動作について、図2に示されるタイミングチャートを
参照しながら説明する。Next, for example, in order to stop the oscillation of the voltage controlled oscillator 18 at the time of standby and reduce the power consumption, the enable signal is set to the inactive state at the low level, and then to the active state at the high level again. The operation in such a case will be described with reference to the timing chart shown in FIG.
【0037】PLL回路10において、上述するよう
に、基準信号と出力信号との周波数および位相が同期さ
れた後、図2のタイミングチャートに示されるように、
基準信号を発振させて位相比較器32に入力したままの
状態で、イネーブル信号が非アクティブ状態であるロー
レベルとされると、まず、電圧制御発振器18から出力
されるフィードバック信号は、コントロール信号の電圧
レベルに係わらず、その発振が停止されローレベルとな
る。After the frequency and phase of the reference signal and the output signal are synchronized in the PLL circuit 10 as described above, as shown in the timing chart of FIG.
When the enable signal is set to a low level, which is an inactive state, with the reference signal oscillating and being input to the phase comparator 32, the feedback signal output from the voltage controlled oscillator 18 first becomes Regardless of the voltage level, the oscillation is stopped and the level becomes low.
【0038】位相比較器12においては、基準信号が発
振されたままの状態で、フィードバック信号の発振が停
止されローレベルとされると、従来技術の説明において
既に述べたように、基準信号よりもフィードバック信号
の位相の方が遅れていると判断され、制御信号DOWN
がローレベルに保持されつつ、制御信号UPが、両者の
位相差に応じた所定時間ローレベルとされ、PMOS2
2はオン状態、かつ、NMOS24はオフ状態とされ
る。In the phase comparator 12, when the oscillation of the feedback signal is stopped and the level is set to the low level while the reference signal is still oscillated, as described in the description of the prior art, the phase comparator 12 has a higher level than the reference signal. It is determined that the phase of the feedback signal is later than the control signal DOWN.
Is maintained at the low level, the control signal UP is set to the low level for a predetermined time according to the phase difference between them, and the PMOS2
2 is turned on, and the NMOS 24 is turned off.
【0039】しかし、図示例のPLL回路10において
は、イネーブル信号がローレベルとされると、インバー
タ28を介して、リセット信号がアクティブ状態のハイ
レベルとされ、チャージポンプ14において、PMOS
20はオフ状態、かつ、NMOS26はオン状態とされ
る。従って、誤差信号は、PMOS20によりチャージ
アップが停止され、かつ、NMOS26によりディスチ
ャージされ、制御信号UP,DOWNに係わらずローレ
ベルとされる。However, in the illustrated PLL circuit 10, when the enable signal is set to the low level, the reset signal is set to the active high level via the inverter 28, and the charge pump 14
20 is turned off, and NMOS 26 is turned on. Therefore, the charge-up of the error signal is stopped by the PMOS 20, and the error signal is discharged by the NMOS 26, and is set to the low level regardless of the control signals UP and DOWN.
【0040】ここで、図示例のチャージポンプ14にお
いては、リセット信号により、PMOS20がオフ状態
とされるため、PMOS20,22の経路により、誤差
信号がチャージアップされるのを停止することができ、
PMOS20,22およびNMOS26の経路によるリ
ーク電流の発生を防止している。このため、イネーブル
信号を非アクティブ状態にした場合等のように、PLL
回路10の動作を停止させた場合の消費電力を低減する
ことができるという利点がある。Here, in the charge pump 14 in the illustrated example, the PMOS 20 is turned off by the reset signal, so that the error signal can be prevented from being charged up by the paths of the PMOSs 20 and 22.
The occurrence of leakage current due to the paths of the PMOS 20, 22 and the NMOS 26 is prevented. Therefore, as in the case where the enable signal is deactivated, the PLL
There is an advantage that power consumption when the operation of the circuit 10 is stopped can be reduced.
【0041】続いて、チャージポンプ14から出力され
たローレベルの誤差信号は、ループフィルタ16によ
り、フィルタ定数に応じたアナログ信号に変換され、コ
ントロール信号の電圧レベルが低下される。従って、本
発明のPLL回路10においては、例えばイネーブル信
号を非アクティブ状態とし、フィードバック信号の発振
が停止された場合であっても、リセット信号により、コ
ントロール信号の電圧レベルが低下されるため、デッド
ロック状態に陥るのを防止することができる。Subsequently, the low-level error signal output from the charge pump 14 is converted by the loop filter 16 into an analog signal corresponding to the filter constant, and the voltage level of the control signal is reduced. Therefore, in the PLL circuit 10 of the present invention, even when, for example, the enable signal is deactivated and the oscillation of the feedback signal is stopped, the voltage level of the control signal is reduced by the reset signal. It is possible to prevent the locked state.
【0042】その後、イネーブル信号がアクティブ状態
であるハイレベルとされると、リセット信号は非アクテ
ィブ状態のローレベルとなり、チャージポンプ14を構
成するPMOS20およびNMOS26は、それぞれオ
ン状態およびオフ状態となる。また、コントロール信号
の電圧レベルは低下されているため、電圧制御発振器1
8からは、コントロール信号の電圧レベルに応じた発振
周波数のフィードバック信号および出力信号が出力され
る。After that, when the enable signal is set to the high level in the active state, the reset signal goes to the low level in the inactive state, and the PMOS 20 and the NMOS 26 constituting the charge pump 14 are turned on and off, respectively. Further, since the voltage level of the control signal is lowered, the voltage control oscillator 1
8 outputs a feedback signal and an output signal having an oscillation frequency corresponding to the voltage level of the control signal.
【0043】以後、上述するように、基準信号とフィー
ドバック信号とが繰り返し比較され、最終的に、基準信
号と出力信号との周波数および位相が再び同期される。Thereafter, as described above, the reference signal and the feedback signal are repeatedly compared, and finally, the frequency and phase of the reference signal and the output signal are synchronized again.
【0044】このように、本発明のPLL回路10にお
いては、リセット信号をアクティブ状態にしておくこと
により、コントロール信号の電圧レベルを低下すること
ができるため、PLL回路10がデッドロック状態に陥
るのを未然に防止することができるし、逆に、PLL回
路10がデッドロック状態に陥る可能性がある場合や、
実際にデッドロック状態に陥った場合であっても、リセ
ット信号をアクティブ状態にすることにより、正常なロ
ック状態に復帰させることができる。As described above, in the PLL circuit 10 of the present invention, the voltage level of the control signal can be reduced by setting the reset signal to the active state, so that the PLL circuit 10 falls into a deadlock state. Can be prevented beforehand, and conversely, when the PLL circuit 10 may fall into a deadlock state,
Even when a deadlock state actually occurs, the lock signal can be returned to a normal locked state by setting the reset signal to the active state.
【0045】以上、本発明のPLL回路について詳細に
説明したが、本発明は上記実施例に限定されず、本発明
の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更を
してもよいのはもちろんである。As described above, the PLL circuit of the present invention has been described in detail. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various improvements and modifications may be made without departing from the gist of the present invention. Of course.
【0046】例えば、図3に、本発明のPLL回路の別
の実施例の概念図を示す。図示例のPLL回路44は、
図1に示されるPLL回路10において、ディスチャー
ジ回路をチャージポンプ14とは独立に構成した場合の
一例を示すものである。なお、チャージポンプ34は、
図4に示される従来のPLL回路30と同一構成を有す
るものであるから、ここでは、図中同一構成要素に同一
符号を付し、その説明については省略する。For example, FIG. 3 shows a conceptual diagram of another embodiment of the PLL circuit of the present invention. The PLL circuit 44 in the illustrated example includes:
In the PLL circuit 10 shown in FIG. 1, an example in which a discharge circuit is configured independently of a charge pump 14 is shown. Note that the charge pump 34
Since it has the same configuration as the conventional PLL circuit 30 shown in FIG. 4, the same reference numerals are given to the same components in the figure, and the description thereof will be omitted.
【0047】図示例のPLL回路44において、ディス
チャージ回路46は、チャージポンプ34を構成するP
MOS40およびNMOS42よりも大きいトランジス
タサイズのNMOS48を有する。そして、NMOS4
8のソースはグランドに接続され、そのゲートにはリセ
ット信号が入力され、そのドレインは、誤差信号に接続
されている。In the PLL circuit 44 of the illustrated example, the discharge circuit 46 includes a P
It has an NMOS 48 having a larger transistor size than the MOS 40 and the NMOS 42. And NMOS4
The source of 8 is connected to the ground, the reset signal is input to its gate, and its drain is connected to the error signal.
【0048】図示例のPLL回路44においては、リセ
ット信号がアクティブ状態であるハイレベルとされる
と、ディスチャージ回路46のNMOS48がオン状態
とされ、誤差信号がディスチャージされ、ループフィル
タ16を経てコントロール信号の電圧レベルが低下され
る。ここで、PMOS40およびNMOS48が同時に
オン状態となったときには、誤差信号は、これらのPM
OS40およびNMOS48のオン抵抗の分割比に応じ
た電圧レベルとなる。In the illustrated PLL circuit 44, when the reset signal is set to the active high level, the NMOS 48 of the discharge circuit 46 is turned on, the error signal is discharged, and the control signal is passed through the loop filter 16. Is lowered. Here, when the PMOS 40 and the NMOS 48 are turned on at the same time, the error signal is
The voltage level is in accordance with the on-resistance division ratio of the OS 40 and the NMOS 48.
【0049】なお、リセット信号をアクティブ状態とす
ることにより、誤差信号の電圧レベルを低下し、その結
果として、コントロール信号の電圧レベルを低下させて
いるが、これに限定されず、例えば図3に示されるPL
L回路44において、ソースがグランドに接続され、そ
のゲートにリセット信号が入力されたN型MOSトラン
ジスタ48のドレインをコントロール信号に接続し、コ
ントロール信号の電圧レベルを直接ディスチャージする
ようにしてもよい。The voltage level of the error signal is lowered by setting the reset signal to the active state. As a result, the voltage level of the control signal is lowered. PL shown
In the L circuit 44, the drain of the N-type MOS transistor 48 whose source is connected to the ground and whose gate receives the reset signal may be connected to the control signal to directly discharge the voltage level of the control signal.
【0050】[0050]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のP
LL回路は、ディスチャージ回路を設け、リセット信号
の制御により、誤差信号またはコントロール信号の少な
くとも一方をディスチャージするようにしたものであ
る。従って、本発明のPLL回路によれば、リセット信
号の制御により、コントロール信号の電圧レベルを低下
させることができるため、PLL回路がデッドロック状
態に陥るのを未然に防止することができるし、これとは
逆に、PLL回路がデッドロック状態に陥る可能性があ
る場合や、実際にデッドロック状態に陥った場合であっ
ても、正常なロック状態に復帰させることもでき、安定
したPLL回路システムを構築することができる。ま
た、ディスチャージ回路により、チャージポンプによる
誤差信号へのチャージアップを停止しつつ、誤差信号を
ディスチャージするように構成することにより、より一
層の低消費電力化を図ることができる。As described in detail above, the P of the present invention
The LL circuit includes a discharge circuit, and discharges at least one of an error signal and a control signal by controlling a reset signal. Therefore, according to the PLL circuit of the present invention, the voltage level of the control signal can be reduced by controlling the reset signal, so that the PLL circuit can be prevented from falling into a deadlock state. Conversely, even when the PLL circuit may fall into a deadlock state or actually falls into a deadlock state, the PLL circuit can be returned to a normal lock state, and a stable PLL circuit system can be obtained. Can be built. Further, by configuring the discharge circuit to stop charging the error signal by the charge pump and discharge the error signal, it is possible to further reduce power consumption.
【図1】 本発明のPLL回路の一実施例の概念図であ
る。FIG. 1 is a conceptual diagram of an embodiment of a PLL circuit according to the present invention.
【図2】 本発明のPLL回路の動作を表す一実施例の
タイミングチャートである。FIG. 2 is a timing chart of an embodiment showing an operation of the PLL circuit of the present invention.
【図3】 本発明のPLL回路の別の実施例の概念図で
ある。FIG. 3 is a conceptual diagram of another embodiment of the PLL circuit of the present invention.
【図4】 従来のPLL回路の一例の概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram of an example of a conventional PLL circuit.
【図5】 従来のPLL回路の動作を表す一例のタイミ
ングチャートである。FIG. 5 is a timing chart showing an example of the operation of a conventional PLL circuit.
10,30,44 PLL回路 12,32 位相比較器 14,34 チャージポンプ 16,36 ループフィルタ 18,38 電圧制御発振器 20,22,40 P型MOSトランジスタ(PMO
S) 24,26,42,48 N型MOSトランジスタ(N
MOS) 28 インバータ 46 ディスチャージ回路10, 30, 44 PLL circuit 12, 32 Phase comparator 14, 34 Charge pump 16, 36 Loop filter 18, 38 Voltage controlled oscillator 20, 22, 40 P-type MOS transistor (PMO
S) 24, 26, 42, 48 N-type MOS transistor (N
MOS) 28 inverter 46 discharge circuit
Claims (2)
相差を検出して制御信号を出力する位相比較器と、前記
制御信号に応じて、前記基準信号とフィードバック信号
との間の位相差に応じたパルス幅を有する誤差信号を出
力するチャージポンプと、前記誤差信号のパルス幅に応
じた電圧レベルを有するコントロール信号を出力するル
ープフィルタと、前記コントロール信号の電圧レベルに
応じた発振周波数の前記フィードバック信号を出力する
電圧制御発振器と、リセット信号の制御により、前記誤
差信号または前記コントロール信号の少なくとも一方を
ディスチャージするディスチャージ回路とを有すること
を特徴とするPLL回路。A phase comparator for detecting a phase difference between a reference signal and a feedback signal and outputting a control signal; and detecting a phase difference between the reference signal and the feedback signal according to the control signal. A charge pump for outputting an error signal having a corresponding pulse width, a loop filter for outputting a control signal having a voltage level corresponding to the pulse width of the error signal, and an oscillation frequency corresponding to the voltage level of the control signal. A PLL circuit comprising: a voltage controlled oscillator that outputs a feedback signal; and a discharge circuit that discharges at least one of the error signal or the control signal by controlling a reset signal.
ポンプによる誤差信号へのチャージアップを停止しつ
つ、前記誤差信号をディスチャージすることを特徴とす
る請求項1に記載のPLL回路。2. The PLL circuit according to claim 1, wherein the discharge circuit discharges the error signal while stopping charge-up of the error signal by the charge pump.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8329462A JPH10173520A (en) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | Pll circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8329462A JPH10173520A (en) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | Pll circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10173520A true JPH10173520A (en) | 1998-06-26 |
Family
ID=18221653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8329462A Pending JPH10173520A (en) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | Pll circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10173520A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001144609A (en) * | 1999-11-15 | 2001-05-25 | Sanyo Electric Co Ltd | Pll synthesizer circuit |
US7310009B2 (en) | 2004-12-11 | 2007-12-18 | Samsung Electronics Co., Ltd | Phase locked loop circuit having deadlock protection circuit and methods of operating same |
US8115526B2 (en) | 2010-01-28 | 2012-02-14 | Nihon Dempa Kogyo Co., Ltd | PLL oscillator circuit |
US8183934B2 (en) | 2009-06-15 | 2012-05-22 | Fujitsu Limited | PLL circuit and voltage-controlled oscillator |
-
1996
- 1996-12-10 JP JP8329462A patent/JPH10173520A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2001144609A (en) * | 1999-11-15 | 2001-05-25 | Sanyo Electric Co Ltd | Pll synthesizer circuit |
JP4623787B2 (en) * | 1999-11-15 | 2011-02-02 | 三洋電機株式会社 | PLL synthesizer circuit |
US7310009B2 (en) | 2004-12-11 | 2007-12-18 | Samsung Electronics Co., Ltd | Phase locked loop circuit having deadlock protection circuit and methods of operating same |
US8183934B2 (en) | 2009-06-15 | 2012-05-22 | Fujitsu Limited | PLL circuit and voltage-controlled oscillator |
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