JPH10256903A - Pll回路 - Google Patents

Pll回路

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JPH10256903A
JPH10256903A JP9053092A JP5309297A JPH10256903A JP H10256903 A JPH10256903 A JP H10256903A JP 9053092 A JP9053092 A JP 9053092A JP 5309297 A JP5309297 A JP 5309297A JP H10256903 A JPH10256903 A JP H10256903A
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JP
Japan
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converter
signal
charge pump
pll circuit
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP9053092A
Other languages
English (en)
Inventor
Morikazu Nishiguchi
盛一 西口
Hidenori Kitaguchi
秀紀 北口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP9053092A priority Critical patent/JPH10256903A/ja
Publication of JPH10256903A publication Critical patent/JPH10256903A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/085Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
    • H03L7/095Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal using a lock detector

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 VCOの制御電圧感度を高くすることなく全
体の電源電圧を低く設定するために、DC−DCコンバ
ータを用いるとともに、そのスイッチングノイズの問題
を解消し、また極めて効果的に低消費電力化が図れるよ
うにしたPLL回路を提供する。 【解決手段】 チャージポンプ5に対する電源電圧を発
生する、作動/停止切り替え可能なDC−DCコンバー
タ3を設けるとともに、この出力部に電源電圧蓄電用の
コンデンサC1を設ける。そして、PLL回路が非ロッ
ク状態の時にDC−DCコンバータ3を作動させ、ロッ
ク状態となった時に停止させる。

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、通信機器などに
用いられるPLL回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、たとえば携帯電話の端末等の
移動体通信機器における局部発振器は基準周波数信号発
振器とPLL回路から構成されている。そしてPLL回
路は、PLL制御回路(PLL−IC)、電圧制御発振
器(VCO)、ループフィルタ回路等から構成されてい
る。
【0003】このようにPLL回路を局部発振器に設け
た機器においては、PLL回路を制御して局部発振周波
数を切り替えることによって、送受信チャンネルを切り
替えるようにしている。
【0004】ところで携帯電話の端末などの移動体通信
機器においては、全体の小型化および稼動時間の長時間
化のために電源電圧がますます低電圧化に向かう傾向が
ある。しかしながら、電源電圧の低電圧化にともなって
C/N比特性が問題となる。たとえば単に電源電圧を低
電圧化した場合にはVCOに対する制御電圧の可変範囲
が狭くなるため、その制御電圧可変範囲で所定範囲に亘
って発振周波数を変化させるためには、VCOの制御電
圧感度(単位電圧変化量あたりの発振周波数変化量)を
大きくしなければならない。その結果、微小なノイズに
対してVCOの発振周波数が変動することになり、C/
N比特性が劣化する。
【0005】そこで、VCOの制御電圧感度を高くする
ことなく全体の電源電圧を低く設定するために、従来は
図4のようにPLL回路を構成していた。同図において
TCXO1は基準周波数信号発振器としての温度補償水
晶発振器であり、分周器19はTCXO1の発振信号を
所定の分周比で分周する。VCO8は電圧制御発振器で
あり、分周器9はVCO8の発振信号を所定の分周比で
分周する。位相比較器2は分周器19の分周信号と分周
器9の分周信号との位相を比較し、その位相差に応じた
信号を発生する。チャージポンプ5は位相比較器2の出
力する信号をVCOに対する電圧信号に変換する。DC
−DCコンバータ3は入力電源電圧VDD3をチャージ
ポンプ5に対する電源電圧Vcpに昇圧する。フィルタ
4はDC−DCコンバータ3の発生するスイッチングノ
イズを除去する。ループフィルタ6はチャージポンプ5
の出力する信号に含まれているリファレンス周波数信号
成分などの不要な高周波信号を除去する。フィルタ7は
DC−DCコンバータ3から発生されるスィッチングノ
イズの周波数成分を除去する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図4に示し
たような従来のPLL回路においては、チャージポンプ
に対して電源電圧を供給するDC−DCコンバータが多
くのスイッチングノイズを発生し、これがスプリアスと
してVCOの出力信号に影響を及ばす。そのためにスイ
ッチングノイズを強力に除去するフィルタが新たに必要
となる。またDC−DCコンバータ自体が一定の電力を
消費するため、全体の電力消費は大きくは低減できな
い。
【0007】この発明の目的は、従来のスイッチングノ
イズの問題を解消し、また極めて効果的に低消費電力化
が図れるようにしたPLL回路を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明のPLL回路
は、基準周波数信号を発生する基準周波数信号発振器、
制御電圧に応じた周波数で発振する電圧制御発振器、該
電圧制御発振器の発振信号と前記基準周波数信号とを入
力して位相比較を行う位相比較器、該位相比較器の出力
信号を帰還用信号に変換するチャージポンプ、該帰還用
信号をフィルタリングして前記電圧制御発振器に対する
制御信号を発生するループフィルタ、および入力電源電
圧を昇圧して前記チャージポンプに対する駆動電圧とし
て発生するDC−DCコンバータを備えたPLL回路に
おいて、請求項1に記載のとおり、前記DC−DCコン
バータを、作動/停止切替制御信号を受けて作動または
停止するように構成するとともに、前記DC−DCコン
バータの出力部に、前記チャージポンプに対する電源電
圧蓄電用のコンデンサを設ける。
【0009】この構成によって、DC−DCコンバータ
を必要に応じて作動または停止させることができ、DC
−DCコンバータの停止時には、DC−DCコンバータ
の出力部に設けられている電源電圧蓄電用のコンデンサ
に蓄電されている電荷を用いてチャージポンプを作動さ
せることができる。したがってチャージポンプの電力消
費が比較的大きい場合にDC−DCコンバータを作動さ
せ、その他の期間でDC−DCコンバータを停止させれ
ば、一定時間でのスイッチングノイズ量が抑えられるこ
とになり、しかもDC−DCコンバータによる平均電力
損失を小さくすることができる。
【0010】また、この発明のPLL回路は、請求項2
に記載のとおり、前記位相比較器は位相のロック状態ま
たは非ロック状態を検出してその状態信号を出力する手
段を備え、前記状態信号が非ロック状態であるとき前記
DC−DCコンバータを作動させ、ロック状態であると
き前記DC−DCコンバータを停止させる。このように
構成することによって、PLL回路がロック状態である
時、位相比較器はチャージポンプをほとんど駆動するこ
とがなく、チャージポンプにおける電力消費は極めて小
さくなり、DC−DCコンバータが停止した状態で上記
大容量のコンデンサでチャージポンプの駆動電圧を維持
することができる。逆にPLL回路が非ロック状態であ
る時には、位相比較器の出力信号に基づいてチャージポ
ンプの電力消費が増大するが、このときDC−DCコン
バータが作動するため、チャージポンプに対して必要な
電力がDC−DCコンバータから供給されることにな
る。PLL回路が非ロック状態となるのは通常、通信機
器のチャンネル切替え時の過渡期だけであり、PLL回
路がロック状態となってチャンネルが切り換えられた後
は再びDC−DCコンバータが停止することになるた
め、定常状態ではDC−DCコンバータのスイッチング
ノイズの影響を受けず、且つDC−DCコンバータの電
力損失もなくなる。また、そのため従来のようなスイッ
チングノイズを除去するための大がかりなフィルタ回路
が不要となる。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は本願発明のPLL回路を局
部発振器として用いた通信機の送受信部分の一つの構成
例を示すブロック図である。同図において12は送信I
F信号に対して、PLL回路11より出力される局部発
振信号をミキシングして送信周波信号を発生するミキ
サ、13はこれを電力増幅するアンプである。この送信
信号はアンテナデュプレクサ14の送信フィルタを介し
てアンテナへ供給される。またアンテナ15からの受信
信号はデュプレクサ14の受信フィルタを介して受信ア
ンプ16へ入力される。17はその受信信号に対して、
PLL回路11より出力される局部発振信号をミキシン
グして受信IF信号を生成するミキサである。このよう
な構成において、PLL回路11内の分周器の分周比を
切り替えることによってVCOの発振周波数すなわち局
部発振信号の周波数を切り替え、これによってチャンネ
ルを切り替える。
【0012】図2は上記PLL回路11の一つの構成例
を示すブロック図である。同図においてTCXO1は基
準周波数信号発振器としての温度補償水晶発振器であ
り、分周器19はTCXO1の発振信号を所定の分周比
で分周する。VCO8は電圧制御発振器であり、分周器
9はVCO8の発振信号を所定の分周比で分周する。位
相比較器2は分周器19の分周信号と分周器9の分周信
号との位相を比較し、その位相差に応じた信号を発生す
る。また、この位相比較器2はロック状態(位相差が所
定の範囲内に収まった状態)の時に位相ロック検出信号
LDをハイレベルにし、非ロック状態(位相差が所定の
範囲から外れた状態)の時ローレベルにする。チャージ
ポンプ5は位相比較器2の出力する信号をVCOに対す
る電圧信号に変換する。ループフィルタ6はチャージポ
ンプ5の出力する信号に含まれているリファレンス周波
数信号成分などの不要な高周波信号を除去する。DC−
DCコンバータ3は入力電源電圧VDD3(たとえば
3.0V)をチャージポンプ5に対する電源電圧Vcp
(たとえば5.0V)に昇圧する。このDC−DCコン
バータ3の出力部にはチャージポンプ5に対する電源電
圧蓄電用の比較的大容量のコンデンサC1を設けてい
る。コントローラ10は位相比較器2の出力するLD信
号に基づいてDC−DCコンバータ3の作動/停止状態
を切り換える。すなわち、LD信号がローレベルの時
(PLL回路が非ロック状態の時)DC−DCコンバー
タ3は作動し、LD信号がハイレベルの時(PLL回路
がロック状態の時)DC−DCコンバータ3は作動を停
止する。チャージポンプ5の構成は従来のチャージポン
プと同様であり、後に示すように、位相比較器2の出力
する信号に基づいてチャージポンプ5からループフィル
タ6側への電流出力またはループフィルタ6からチャー
ジポンプ5側への電流の流入を行う。この動作によって
VCO8に対する制御電圧が定まる。チャージポンプ5
はDC−DCコンバータ3が停止状態においてもコンデ
ンサC1の電荷によって動作する。
【0013】図3はチャージポンプ5の一つの構成例を
示す図である。同図において、位相比較器3はディジタ
ル型の位相比較回路から成り、基準周波数信号と比較周
波数信号とを入力して、その位相の進み/遅れに応じて
アップ信号Uまたはダウン信号Dを出力する。チャージ
ポンプ5はPチャンネルMOS−FETとNチャンネル
MOS−FETとから成り、アップ信号Uがローレベル
のときPチャンネルMOS−FETがオンし、ダウン信
号DがローレベルのときNチャンネルMOS−FETが
オンする。したがって、基準周波数信号と比較周波数信
号との位相差に応じて電流の流出/流入が発生する。位
相ロック状態の時、位相比較器からのアップ信号Uとダ
ウン信号Dは共にハイレベルとなるため、チャージポン
プ5のPチャンネルMOS−FETとNチャンネルMO
S−FETは共にオフ状態となり、その電流消費は数μ
A程度と極めて少なくなる。そのため、ロック状態では
DC−DCコンバータ3が停止していても、チャージポ
ンプ5はコンデンサC1の電荷のみによって動作する。
【0014】
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、DC−
DCコンバータを必要に応じて作動または停止させるこ
とができ、DC−DCコンバータの停止時には、DC−
DCコンバータの出力部に設けられている電源電圧蓄電
用のコンデンサに蓄電されている電荷を用いてチャージ
ポンプを作動させることができる。したがってチャージ
ポンプの電力消費が比較的大きい場合にDC−DCコン
バータを作動させ、その他の期間でDC−DCコンバー
タを停止させれば、一定時間でのスイッチングノイズ量
が抑えられることになり、しかもDC−DCコンバータ
による平均電力損失を小さくすることができる。
【0015】請求項2に記載の発明によれば、PLL回
路がロック状態である時、位相比較器はチャージポンプ
をほとんど駆動することがなく、チャージポンプにおけ
る電力消費は極めて小さくなり、DC−DCコンバータ
が停止した状態で上記電源電圧蓄電用のコンデンサでチ
ャージポンプの駆動電圧を維持することができ、逆にP
LL回路が非ロック状態である時には、位相比較器の出
力信号に基づいてチャージポンプの電力消費が増大する
が、このときDC−DCコンバータが作動するため、チ
ャージポンプに対して必要な電力がDC−DCコンバー
タから供給される。したがって、通信機器のチャンネル
切替え時などPLL回路が非ロック状態となった過渡期
だけDC−DCコンバータが作動し、PLL回路がロッ
ク状態となってチャンネルが切り換えられた後は再びD
C−DCコンバータが停止することになるため、定常状
態ではDC−DCコンバータのスイッチングノイズの影
響を受けず、且つDC−DCコンバータの電力損失もな
くなる。また、そのため従来のようなスイッチングノイ
ズを除去するための大がかりなフィルタ回路も不要とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】PLL回路を用いた通信機器の送受信部分の構
成を示す図である。
【図2】この発明の実施形態に係るPLL回路の構成を
示すブロック図である。
【図3】チャージポンプの構成を示す図である。
【図4】従来のPLL回路の構成例を示すブロック図で
ある。
【符号の説明】
1−TCXO(基準周波数信号発振器) 8−VCO(電圧制御発振器) 11−PLL回路 C1−電源電圧蓄電用コンデンサ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基準周波数信号を発生する基準周波数信
    号発振器、制御電圧に応じた周波数で発振する電圧制御
    発振器、該電圧制御発振器の発振信号と前記基準周波数
    信号とを入力して位相比較を行う位相比較器、該位相比
    較器の出力信号を帰還用信号に変換するチャージポン
    プ、該帰還用信号をフィルタリングして前記電圧制御発
    振器に対する制御信号を発生するループフィルタ、およ
    び入力電源電圧を昇圧して前記チャージポンプに対する
    駆動電圧として発生するDC−DCコンバータを備えた
    PLL回路において、 前記DC−DCコンバータを、作動/停止切替制御信号
    を受けて作動または停止するように構成するとともに、
    前記DC−DCコンバータの出力部に、前記チャージポ
    ンプに対する電源電圧蓄電用のコンデンサを設けたこと
    を特徴とするPLL回路。
  2. 【請求項2】 前記位相比較器は位相のロック状態また
    は非ロック状態を検出してその状態信号を出力する手段
    を備え、前記状態信号が非ロック状態であるとき前記D
    C−DCコンバータを作動させ、ロック状態であるとき
    前記DC−DCコンバータを停止させるようにした請求
    項1に記載のPLL回路。
JP9053092A 1997-03-07 1997-03-07 Pll回路 Pending JPH10256903A (ja)

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