JPH10340544A - Pll circuit - Google Patents

Pll circuit

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JPH10340544A
JPH10340544A JP9146684A JP14668497A JPH10340544A JP H10340544 A JPH10340544 A JP H10340544A JP 9146684 A JP9146684 A JP 9146684A JP 14668497 A JP14668497 A JP 14668497A JP H10340544 A JPH10340544 A JP H10340544A
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JP
Japan
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output
frequency
signal
phase
charge pump
Prior art date
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Application number
JP9146684A
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Japanese (ja)
Inventor
Osayasu Goto
藤 修 康 後
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To widen a capture range as wide as possible and to reduce the clock jitter at the time of phase synchronization by detecting the output level of a delay means at the rise or fall based on a reproducing data signal and chang ing the loop gain. SOLUTION: A phase comparator 4 performs phase comparison of a reproducing data signal with the output of a frequency divider 14 inverted through an inverter 15 and a signal corresponding to the phase difference is sent to a charging pump 81 through a switch 6b. A loop gain becomes a loop gain determined by the current value of the charging pump 81 when the phase difference is <±90 deg. and when it is >=±90 deg., the loop gain becomes a gain determined by the current sum of charging pumps 81, 82. When VCO 12 oscillates at the objective frequency and is phase synchronized, the phase difference becomes zero and the clock jitter is determined by the current value of the charging pump 81. When the oscillating frequency of VCO 12 is deviated from the objective frequency, the phase difference is gradually changed, becomes ±90 deg., the loop gain in a phase comparator 42 is increased and the capture range is widened.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、再生データ信号か
らクロックの抽出を行うPLL回路に関するもので、特
にHDD、光ディスク、DATなどの情報記録装置に用
いられる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a PLL circuit for extracting a clock from a reproduced data signal, and is particularly used for an information recording device such as an HDD, an optical disk, and a DAT.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、HDD(Hard Disk Driver)、
光ディスク、またはDAT(DigitalAudio Tape record
er)等の情報記録装置においては基本的にパルスがある
かないかで情報を記録する。したがって上記情報記録装
置の再生データ系列はこのデータ系列と同期したクロッ
クと、必ずしも同じ間隔でパルスが現れると限らない。
そこで上記情報記録装置に用いられるPLL回路は、再
生データにパルスが現れたときにのみクロックとの位相
比較を行う。
2. Description of the Related Art Generally, an HDD (Hard Disk Driver),
Optical disk or DAT (Digital Audio Tape record
In an information recording apparatus such as er), information is basically recorded depending on whether or not there is a pulse. Therefore, the reproduced data sequence of the information recording device does not always have pulses appearing at the same interval as the clock synchronized with the data sequence.
Therefore, the PLL circuit used in the information recording device compares the phase with the clock only when a pulse appears in the reproduced data.

【0003】このような従来のPLL回路の構成を図1
3に示す。このPLL回路は、周波数比較器2と、位相
比較器4と、セレクタ回路6と、チャージポンプ8と、
ループフィルタ10と、電圧制御発振器(以下、VCO
ともいう)12と、インバータ15とを備えている。
FIG. 1 shows the configuration of such a conventional PLL circuit.
3 is shown. The PLL circuit includes a frequency comparator 2, a phase comparator 4, a selector circuit 6, a charge pump 8,
A loop filter 10 and a voltage controlled oscillator (hereinafter, VCO)
) 12 and an inverter 15.

【0004】周波数比較器2は再生データ信号がPLL
回路に送られてこないときに、基準クロックと、インバ
ータ15によって反転されたVCO12の出力との周波
数を比較し、周波数差に応じた信号を、セレクタ回路6
を介してチャージポンプ8に送出する。セレクタ回路6
は制御信号に基づいて開閉動作するスイッチ6a,6b
を有している。スイッチ6aは、再生データ信号がPL
L回路に入力されないときにONして周波数比較器2の
出力をチャージポンプ8に送出する。またスイッチ6b
は再生データ信号がPLL回路に入力されたときにON
して位相比較器4の出力をチャージポンプ8に送出す
る。
[0004] The frequency comparator 2 uses a PLL to reproduce the reproduced data signal.
When the signal is not sent to the circuit, the frequency of the reference clock is compared with the frequency of the output of the VCO 12 inverted by the inverter 15, and a signal corresponding to the frequency difference is output to the selector circuit 6
To the charge pump 8 via. Selector circuit 6
Are switches 6a and 6b that open and close based on a control signal.
have. The switch 6a sets the reproduction data signal to the PL
Turns on when not input to the L circuit and sends the output of the frequency comparator 2 to the charge pump 8. Switch 6b
Is ON when the reproduction data signal is input to the PLL circuit
Then, the output of the phase comparator 4 is sent to the charge pump 8.

【0005】位相比較器4はフリップフロップ4a,4
bおよびAND回路4c,4d,4eを有し、再生デー
タ信号がPLL回路に入力されたときに、この再生デー
タ信号と、インバータ15によって反転されたVCO1
2の出力との位相を比較し、位相差に応じた信号を、セ
レクタ回路6を介してチャージポンプ8に送出する。チ
ャージポンプ8はセレクタ回路6を介して送られてくる
周波数比較器2または位相比較器4の出力に基づいてル
ープフィルタ10に電流を流し込むとともにループフィ
ルタ10から電流を引き抜くように動作して、上記周波
数差または位相差が零となるようにVCO12の入力電
圧を調整する。
The phase comparator 4 includes flip-flops 4a, 4
b and AND circuits 4c, 4d, and 4e. When a reproduced data signal is input to the PLL circuit, the reproduced data signal and the VCO1 inverted by the inverter 15 are output.
2 and outputs a signal corresponding to the phase difference to the charge pump 8 via the selector circuit 6. The charge pump 8 operates to supply current to the loop filter 10 and to extract current from the loop filter 10 based on the output of the frequency comparator 2 or the phase comparator 4 sent via the selector circuit 6. The input voltage of the VCO 12 is adjusted so that the frequency difference or the phase difference becomes zero.

【0006】VCO12は入力電圧に応じたパルスをク
ロック信号として出力し、上記周波数差または位相差が
零となるように制御する。
The VCO 12 outputs a pulse corresponding to the input voltage as a clock signal, and controls the frequency difference or the phase difference to be zero.

【0007】なお、位相比較器4のフリップフロップ4
aは、D端子に常に「H」レベルの信号が印加され、ク
ロックとして再生データ信号が入力される。一方、フリ
ップフロップ4bは、D端子にフリップフロップ4aの
Q出力が入力され、インバータ15によって反転された
VCO12の出力がクロックとして入力され、リセット
端子は常に「L」レベル信号が入力されている。AND
回路4cはフリップフロップ4aのQ出力とフリップフ
ロップ4bのQ出力とに基づいて論理積演算を行い、演
算結果をフリップフロップ4aにリセット信号として送
出する。AND回路4dはフリップフロップ4aのQ出
力と、フリップフロップ4bのQバー出力とに基づいて
論理積演算を行い、演算結果をチャージ信号としてスイ
ッチ6bを介してチャージポンプ8に送出する。またA
ND回路4eはフリップフロップ4bのQ出力とVCO
12の出力とに基づいて論理積演算を行い、演算結果を
ディスチャージ信号としてスイッチ6bを介してチャー
ジポンプ8に送出する。
The flip-flop 4 of the phase comparator 4
As for a, a signal of "H" level is always applied to the D terminal, and a reproduced data signal is inputted as a clock. On the other hand, in the flip-flop 4b, the Q output of the flip-flop 4a is input to the D terminal, the output of the VCO 12 inverted by the inverter 15 is input as a clock, and the "L" level signal is always input to the reset terminal. AND
The circuit 4c performs an AND operation based on the Q output of the flip-flop 4a and the Q output of the flip-flop 4b, and sends the operation result to the flip-flop 4a as a reset signal. The AND circuit 4d performs an AND operation based on the Q output of the flip-flop 4a and the Q bar output of the flip-flop 4b, and sends the operation result to the charge pump 8 via the switch 6b as a charge signal. A
The ND circuit 4e is connected to the Q output of the flip-flop 4b and the VCO
A logical AND operation is performed on the basis of the output of the switch 12 and the operation result is sent to the charge pump 8 via the switch 6b as a discharge signal.

【0008】このように構成されたPLL回路の動作を
図14および図15を参照して説明する。今、図14
(a)に示す再生データ信号が位相比較器4に入力され
ると、この再生データ信号のパルスの立ち上がりがフリ
ップフロップ4aによって検出される。このパルスの立
ち上がり(時刻t1 )から図14(b)に示すVCO1
2の出力が立ち下がる(時刻t2 )までの間はAND回
路4dから図14(c)に示すチャージパルスが出力さ
れる。そしてVCO12の次の出力の立ち上がり(時刻
3 )から立ち下がる(時刻t4 )までの間は、AND
回路4eから図14(d)に示すディスチャージパルス
が出力される。
The operation of the PLL circuit thus configured will be described with reference to FIGS. Now, FIG.
When the reproduced data signal shown in (a) is input to the phase comparator 4, the rising of the pulse of the reproduced data signal is detected by the flip-flop 4a. From the rising edge of this pulse (time t 1 ), VCO1 shown in FIG.
Until the output 2 falls (time t 2 ), the AND circuit 4d outputs the charge pulse shown in FIG. 14C. And, from the rising of the next output of the VCO 12 (time t 3 ) to the falling (time t 4 ), AND
A discharge pulse shown in FIG. 14D is output from the circuit 4e.

【0009】チャージパルスをチャージポンプ8が受信
すると、このチャージパルスが「H」レベルの間はチャ
ージポンプ8からループフィルタ10に定電流が流し込
まれる。またディスチャージパルスを受信した場合に
は、ディスチャージパルスが「H」レベルの間はループ
フィルタ10からチャージポンプ8に定電流が引き抜か
れる。これにより、一連のチャージ、ディスチャージ動
作によって、チャージポンプ8からループフィルタ10
に流れる電流は再生データ信号とVCO12の出力パル
スの位相差に比例し、上記位相差が零となるようにVC
O12の入力電圧が制御される。
When the charge pump 8 receives the charge pulse, a constant current is supplied from the charge pump 8 to the loop filter 10 while the charge pulse is at "H" level. When a discharge pulse is received, a constant current is drawn from the loop filter 10 to the charge pump 8 while the discharge pulse is at the “H” level. As a result, a series of charge and discharge operations allow the charge pump 8 to move the loop filter 10
Is proportional to the phase difference between the reproduced data signal and the output pulse of the VCO 12, and VC is set so that the phase difference becomes zero.
The input voltage of O12 is controlled.

【0010】このPLL回路のVCO12の出力(図1
5(a)参照)に対する位相比較特性を図15(b)に
示す。図15(b)の縦軸はチャージパルスとディスチ
ャージパルスのパルス幅の差に比例した量、すなわちP
LL回路のループゲインを示している。
The output of the VCO 12 of this PLL circuit (FIG. 1)
5 (a) is shown in FIG. 15 (b). The vertical axis in FIG. 15B is an amount proportional to the difference between the pulse widths of the charge pulse and the discharge pulse, that is, P
3 illustrates a loop gain of the LL circuit.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】このようなPLL回路
ではデータに同期するVCO12の発振周波数は多数存
在する。すなわち目的の周波数に引き込むことができる
VCO12の発振周波数は有限の周波数範囲に限られ
る。これをキャプチャレンジという。キャプチャレンジ
が有限であるため、このようなPLL回路では位相比較
器4の他に周波数比較器2を有し、再生データが入力さ
れていないときにはVCO12の発振周波数を基準クロ
ックに同期させ、常にVCO12の発振周波数をキャプ
チャレンジ内に保持する。
In such a PLL circuit, there are many oscillation frequencies of the VCO 12 synchronized with data. That is, the oscillation frequency of the VCO 12 that can be pulled to the target frequency is limited to a finite frequency range. This is called a capture range. Since the capture range is finite, such a PLL circuit has a frequency comparator 2 in addition to the phase comparator 4, and synchronizes the oscillation frequency of the VCO 12 with the reference clock when no reproduction data is input. Is kept within the capture range.

【0012】基準クロックの周波数は、記録時のデータ
のクロック周波数と同じにする。したがって基準クロッ
クの周波数と再生データのクロック周波数は、通常ほぼ
一致している。ところが、モータの回転変動などの要因
によって基準クロックの周波数と再生データのクロック
周波数にずれが生じる場合がある。このためPLL回路
のキャプチャレンジはこのずれを許容できる程度に広く
なくてはならない。
The frequency of the reference clock is the same as the clock frequency of the data at the time of recording. Therefore, the frequency of the reference clock and the clock frequency of the reproduced data are generally substantially the same. However, there may be a case where a difference occurs between the frequency of the reference clock and the clock frequency of the reproduced data due to a factor such as rotation fluctuation of the motor. For this reason, the capture range of the PLL circuit must be wide enough to allow this shift.

【0013】このようなPLL回路ではキャプチャレン
ジはループゲインに比例する。すなわちチャージポンプ
の電流を増やす、あるいはVCO12のゲイン(周波数
の変化Δfと電圧の変化ΔVの比Δf/ΔV)を上げれ
ばPLL回路のキャプチャレンジを広げることができ
る。ところが、ループゲインを上げると、位相が同期し
た状態の時に一連のチャージ・ディスチャージ動作での
VCO12の周波数変動が大きくなり、クロックジッタ
が増大する。すなわち、キャプチャレンジを広げるため
にループゲインを上げるとクロックジッタが増大してし
まうという問題があった。
In such a PLL circuit, the capture range is proportional to the loop gain. That is, the capture range of the PLL circuit can be expanded by increasing the current of the charge pump or increasing the gain of the VCO 12 (the ratio Δf / ΔV of the frequency change Δf to the voltage change ΔV). However, when the loop gain is increased, the frequency fluctuation of the VCO 12 in a series of charge-discharge operations when the phases are synchronized increases, and the clock jitter increases. That is, when the loop gain is increased to widen the capture range, there is a problem that clock jitter increases.

【0014】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であって、キャプチャレンジを可及的に広くすることが
できるとともに位相同期時のクロックジッタを低減する
ことのできるPLL回路を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a PLL circuit capable of expanding a capture range as much as possible and reducing clock jitter during phase synchronization. With the goal.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明によるPLL回路
は、入力電圧に応じたクロック信号を出力する電圧制御
発振手段と、前記電圧制御発振手段の出力をn分周する
分周手段と、基準クロックの周波数と前記分周手段の出
力の周波数とを比較し、周波数差に応じた信号を出力す
る周波数比較手段と、再生データ信号と前記分周手段の
出力との位相を比較し、位相差に応じた信号を出力する
第1の位相比較手段と、制御信号に基づいて前記周波数
比較手段の出力信号または前記第1の位相比較手段の出
力信号を選択する選択手段と、この選択手段の出力に基
づいて前記周波数差または前記位相差が零となるように
前記電圧制御発振手段の入力電圧を制御する入力電圧制
御手段と、前記電圧制御発振手段の出力と前記分周手段
の出力とに基づいて前記分周手段の出力から所定のクロ
ック遅れた信号を出力する遅延手段と、前記再生データ
信号の基準時となる立ち上がり時または立ち下がり時に
前記遅延手段の出力のレベルを検出するレベル検出手段
と、このレベル検出手段の出力に基づいてループゲイン
を変えるループゲイン変更手段と、を備えていることを
特徴とする。また、前記分周手段は前記電圧制御発振手
段の出力を2分周し、前記遅延手段は前記分周手段の出
力から1/4クロック遅れた信号を出力し、前記ループ
ゲイン変更手段は、前記再生データ信号と前記分周手段
の出力との位相差が−90度から90度の範囲にあると
きはループゲインは変更せず、それ以外の範囲にあると
きにはループゲインを増大させるように動作しても良
い。
A PLL circuit according to the present invention comprises: a voltage controlled oscillator for outputting a clock signal according to an input voltage; a frequency divider for dividing the output of the voltage controlled oscillator by n; Frequency comparing means for comparing the frequency of the clock with the frequency of the output of the frequency dividing means, and outputting a signal corresponding to the frequency difference; and comparing the phase of the reproduced data signal with the output of the frequency dividing means. A first phase comparison means for outputting a signal corresponding to the following, a selection means for selecting an output signal of the frequency comparison means or an output signal of the first phase comparison means based on a control signal, and an output of the selection means Input voltage control means for controlling an input voltage of the voltage controlled oscillation means so that the frequency difference or the phase difference becomes zero based on the output of the voltage controlled oscillation means and the output of the frequency dividing means. Delay means for outputting a signal delayed by a predetermined clock from the output of the frequency dividing means, level detecting means for detecting the output level of the delay means at the time of rising or falling as a reference time of the reproduced data signal, Loop gain changing means for changing the loop gain based on the output of the level detecting means. Further, the frequency dividing means divides the output of the voltage controlled oscillator by two, the delay means outputs a signal delayed by 1/4 clock from the output of the frequency dividing means, and the loop gain changing means comprises: When the phase difference between the reproduced data signal and the output of the frequency dividing means is in the range of -90 degrees to 90 degrees, the loop gain is not changed, and when the phase difference is in the other range, the loop gain is increased. May be.

【0016】また、前記入力電圧制御手段は前記電圧制
御発振手段の入力端に接続されたループフィルタと、前
記選択手段の出力に基づいて前記ループフィルタに電流
を流し込んだり、前記ループフィルタから電流を引き抜
くことにより前記電圧制御発振手段の入力端に印加され
る前記入力電圧を制御する第1のチャージポンプとを備
えているように構成しても良い。
Further, the input voltage control means includes a loop filter connected to an input terminal of the voltage controlled oscillation means, and a current supplied to the loop filter based on an output of the selection means, or a current supplied from the loop filter. A first charge pump for controlling the input voltage applied to the input terminal of the voltage-controlled oscillating means by pulling out the voltage-controlled oscillator may be provided.

【0017】また、前記第1のチャージポンプは可変電
流型であり、前記ループゲイン変更手段はレベル検出手
段の出力に基づいて前記第1のチャージポンプの電流を
制御するように構成しても良い。
Further, the first charge pump may be of a variable current type, and the loop gain changing means may control the current of the first charge pump based on an output of a level detecting means. .

【0018】また、前記ループゲイン変更手段は、前記
再生データ信号と、前記電圧制御発振手段の出力である
クロック信号を反転した信号との位相を比較し、これら
の信号の位相差に応じた信号を出力する第2の位相比較
手段と、この第2の位相比較手段の出力と前記レベル検
出手段の出力との論理積演算を行う論理回路と、前記選
択回路が前記第1の位相比較手段の出力信号を選択して
いるときのみオンし、前記論理回路の出力を通過させる
スイッチ手段と、前記スイッチ手段を介して得られる論
理回路の出力に基づいて、前記ループフィルタに電流を
流し込んだり、前記ループフィルタから電流を引き抜く
ことにより前記電圧制御発振手段に印加される前記入力
電圧を制御する第2のチャージポンプと、を備えている
ように構成しても良い。
The loop gain changing means compares the phase of the reproduced data signal with a signal obtained by inverting a clock signal output from the voltage control oscillating means, and outputs a signal corresponding to a phase difference between these signals. A second phase comparison means for outputting the first phase comparison means, a logic circuit for performing an AND operation of an output of the second phase comparison means and an output of the level detection means, A switch means that is turned on only when an output signal is selected and that allows a current to flow into the loop filter based on an output of the logic circuit obtained through the switch means and the output of the logic circuit, A second charge pump that controls the input voltage applied to the voltage controlled oscillator by extracting a current from the loop filter. There.

【0019】また、前記遅延手段は、前記電圧制御発振
手段の出力を反転するインバータと、このインバータの
出力がクロック信号とし入力され、前記分周手段の出力
がD端子に入力されるD型フリップフロップと、を備え
ていても良い。
The delay means includes an inverter for inverting the output of the voltage controlled oscillation means, and a D-type flip-flop to which the output of the inverter is input as a clock signal and the output of the frequency dividing means is input to a D terminal. And may be provided.

【0020】また、前記遅延手段は排他的論理和回路で
あっても良い。
The delay means may be an exclusive OR circuit.

【0021】また、前記レベル検出手段は、前記電圧制
御発振手段の出力信号を反転した信号がクロックとして
入力され、前記遅延手段の出力がD端子に入力されるD
型フリップフロップを備えていても良い。
The level detecting means receives a signal obtained by inverting the output signal of the voltage controlled oscillation means as a clock, and outputs the output of the delay means to a D terminal.
A type flip-flop may be provided.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】本発明によるPLL回路の第1の
実施の形態の構成を図1に示す。この実施の形態のPL
L回路は、周波数比較器2と、位相比較器41 ,4
2 と、論理回路5と、セレクタ回路6と、チャージポン
プ81 ,82 と、ループフィルタ10と、電圧制御発振
器(以下、VCOともいう)12と、分周器14と、イ
ンバータ15,16と、フリップフロップ18,20と
を備えている。
FIG. 1 shows a configuration of a first embodiment of a PLL circuit according to the present invention. PL of this embodiment
The L circuit includes a frequency comparator 2 and phase comparators 4 1 , 4
2, a logic circuit 5, a selector circuit 6, a charge pump 81, 82, a loop filter 10, voltage controlled oscillator (hereinafter also referred to as VCO) 12, a frequency divider 14, inverters 15, 16 And flip-flops 18 and 20.

【0023】周波数比較器2は、再生データ信号がPL
L回路に送られてこないときに基準クロックと、インバ
ータ15によって反転された分周器の出力との周波数を
比較し、周波数差に応じた信号をセレクタ回路6のスイ
ッチ6aを介してチャージポンプ81 に送出する。なお
分周器14はVCO12の出力を2分周するように動作
し、この分周器14の出力が外部に出力されるクロック
出力となる。
The frequency comparator 2 determines that the reproduced data signal is PL
When the frequency is not sent to the L circuit, the frequency of the reference clock is compared with the frequency of the output of the frequency divider inverted by the inverter 15, and a signal corresponding to the frequency difference is supplied to the charge pump 8 via the switch 6 a of the selector circuit 6. Send to 1 . The frequency divider 14 operates so as to divide the output of the VCO 12 by two, and the output of the frequency divider 14 becomes a clock output to be output to the outside.

【0024】位相比較器41 は、図13に示す従来のP
LL回路の位相比較器4と同様にフリップフロップ4
a,4bと、AND回路4c,4d,4eとを備えてい
る。そして再生データ信号と、インバータ15を介して
反転された分周器14の出力との位相比較を行い、位相
差に応じた信号をセレクタ回路6のスイッチ6bを介し
てチャージポンプ81 に送出する。
The phase comparator 4 1, conventional P shown in FIG. 13
Like the phase comparator 4 of the LL circuit, the flip-flop 4
a, 4b and AND circuits 4c, 4d, 4e. Then the reproduced data signal, via the inverter 15 performs phase comparison between the output of the divider 14 is reversed, and sends a signal corresponding to the phase difference to the charge pump 81 via the switch 6b of the selector circuit 6 .

【0025】位相比較器42 は、再生データ信号と、V
CO12の出力を反転させた信号との位相比較を行うも
ので図13に示す従来のPLL回路の位相比較器4と同
様にフリップフロップ4a,4bと、AND回路4c,
4d,4eとを備えている。論理回路5はAND回路5
a,5bを有している。この位相比較器42 のフリップ
フロップ4bのクロックとしてVCO12の出力が入力
され、AND回路4eの一方の入力としてVCO12の
出力をインバータ16によって反転した信号が用いられ
る。
The phase comparator 4 2, a reproduction data signal, V
The flip-flops 4a and 4b and the AND circuits 4c and 4c are used to perform a phase comparison with a signal obtained by inverting the output of the CO12, similarly to the phase comparator 4 of the conventional PLL circuit shown in FIG.
4d and 4e. The logic circuit 5 is an AND circuit 5
a and 5b. The output of the phase comparator 4 VCO 12 as a clock of the second flip-flop 4b is input, the inverted signal is used to output the VCO 12 as one input of AND circuit 4e by the inverter 16.

【0026】論理回路5はAND回路5a,5bを備え
ている。AND回路5aは、AND回路4dの出力と、
フリップフロップ20との出力に基づいて論理積演算を
行い、この演算結果をチャージ信号としてセレクタ回路
6のスイッチ6cを介してチャージポンプ82 に送出す
る。またAND回路5aは、AND回路4eの出力と、
フリップフロップ20との出力に基づいて論理積演算を
行い、この演算結果をディスチャージ信号としてセレク
タ回路6のスイッチ6cを介してチャージポンプ82
送出する。
The logic circuit 5 has AND circuits 5a and 5b. The AND circuit 5a outputs the output of the AND circuit 4d,
ANDs based on the output of the flip-flop 20, and sends the operation result via the switch 6c of the selector circuit 6 to the charge pump 82 as a charge signal. The AND circuit 5a has an output of the AND circuit 4e,
ANDs based on the output of the flip-flop 20, and sends the operation result via the switch 6c of the selector circuit 6 as a discharge signal to the charge pump 82.

【0027】チャージポンプ81 は、図13に示す従来
のPLL回路のチャージポンプと同一の動作を行う。ま
たチャージポンプ82 はセレクタ回路6のスイッチ6c
を介した送られてくる論理回路5の出力に基づいて、ル
ープフィルタ10に電流を流し込むとともにループフィ
ルタ10から電流を引き抜くように動作する。
[0027] The charge pump 81 performs the same operation as the charge pump of the conventional PLL circuit shown in FIG. 13. The charge pump 82 is switched 6c of the selector circuit 6
Based on the output of the logic circuit 5 transmitted through the circuit, the operation is performed so that a current flows into the loop filter 10 and a current is extracted from the loop filter 10.

【0028】フリップフロップ18はVCO12の出力
をインバータ16によって反転した信号をクロックとし
て用い、分周器14の出力をD端子の入力としている。
したがって、このフリップフロップ18からは分周器1
4から1/4クロックすなわち90度位相が遅れた信号
が出力されることになる。
The flip-flop 18 uses a signal obtained by inverting the output of the VCO 12 by the inverter 16 as a clock, and uses the output of the frequency divider 14 as the input of the D terminal.
Therefore, from the flip-flop 18, the frequency divider 1
A signal whose phase is delayed from 4 to 1/4 clock, that is, 90 degrees is output.

【0029】フリップフロップ20は、再生データ信号
をクロックとして用い、フリップフロップ18の出力を
D端子入力としている。したがってこのフリップフロッ
プ20は再生データ信号とクロック出力との位相差が−
90度〜90度の範囲にあるかどうかを検出する。すな
わちこのフリップフロップ20は再生データ信号の基準
時(再生信号の立ち上がり時または立ち下がり時(本実
施の形態では立ち上がり時))にフリップフロップ18
の出力のレベルを検出していることになる。
The flip-flop 20 uses the reproduced data signal as a clock and uses the output of the flip-flop 18 as the D terminal input. Therefore, this flip-flop 20 has a phase difference between the reproduced data signal and the clock output of-
It is detected whether it is in the range of 90 degrees to 90 degrees. That is, the flip-flop 20 operates at the time of reference of the reproduced data signal (at the time of rising or falling of the reproduced signal (at the time of rising in the present embodiment)).
Output level is detected.

【0030】次にこの第1の実施の形態の作用を図2を
参照して説明する。この実施の形態のPLL回路の位相
比較器41 は、再生データ信号と分周器14の出力(図
2(a)参照)との位相比較を行うものであるから、そ
の位相比較特性は図2(b)に示す特性グラフとなる。
なおこの特性グラフは図15に示す従来の特性グラフか
ら容易に類推できる。
Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to FIG. Phase comparator 4 1 of the PLL circuit of this embodiment, since performs a phase comparison between the output of the reproduced data signal and a frequency divider 14 (see FIG. 2 (a)), the phase comparison characteristic diagram A characteristic graph shown in FIG.
This characteristic graph can be easily analogized from the conventional characteristic graph shown in FIG.

【0031】また、位相比較器42 は再生データ信号
と、VCO12の出力を反転した信号(図2(c)参
照)との位相比較をするものであるから、その位相比較
特性は図2(d)に示す特性グラフとなる。
Further, the phase comparator 4 2 and the reproduced data signal, since it is intended to a phase comparison between the inverted signal of the output of VCO 12 (see FIG. 2 (c)), the phase comparison characteristic 2 ( The characteristic graph shown in d) is obtained.

【0032】一方、フリップフロップ18の出力(図2
(e)参照)はクロック出力信号(図2(a)参照)を
1/4クロック遅らしたものである。したがってこのフ
リップフロップ18の出力は、クロック出力信号の立ち
上がりとの位相差が−90度〜90度の範囲では「L」
レベル、−180度〜−90度の範囲かまたは90度〜
180度の範囲では「H」レベルとなっている。そして
このフリップフロップ18の出力がフリップフロップ2
0のD端子に入力され、再生データ信号がフリップフロ
ップ20のクロック信号として用いられているから、再
生データ信号の立ち上がり時にフリップフロップ18の
出力が「L」レベルの場合はフリップフロップ20の出
力は「L」となり、論理回路5の動作は停止する。すな
わち、論理回路5が動作するときは、再生データ信号の
立ち上がり時にフリップフロップ18の出力が「H」レ
ベルの場合のみとなる。
On the other hand, the output of the flip-flop 18 (FIG. 2)
(E) is a clock output signal (see FIG. 2 (a)) delayed by 1/4 clock. Therefore, the output of flip-flop 18 is "L" when the phase difference from the rising edge of the clock output signal is in the range of -90 to 90 degrees.
Level, in the range of -180 degrees to -90 degrees or 90 degrees to
In the range of 180 degrees, it is at the "H" level. The output of the flip-flop 18 is the flip-flop 2
0, and the reproduced data signal is used as the clock signal of the flip-flop 20. Therefore, when the output of the flip-flop 18 is at the "L" level at the rise of the reproduced data signal, the output of the flip-flop 20 is It becomes “L”, and the operation of the logic circuit 5 stops. That is, when the logic circuit 5 operates, the output is only when the output of the flip-flop 18 is at the “H” level at the time of the rise of the reproduction data signal.

【0033】これにより、位相比較器42 と論理回路5
とからなる回路の位相比較特性は、図2(f)に示すよ
うになる。すなわち、この位相比較特性は、図2(d)
に示す特性グラフにおいて、クロック出力信号の立ち上
がりとの位相差が−90度〜90度の範囲で零としたも
のとなる。
[0033] Thus, the phase comparator 4 2 and the logic circuit 5
FIG. 2F shows the phase comparison characteristic of the circuit composed of. That is, this phase comparison characteristic is shown in FIG.
In the characteristic graph shown in (1), the phase difference from the rising edge of the clock output signal is zero in the range of -90 degrees to 90 degrees.

【0034】したがってこの第1の実施の形態のPLL
回路の位相比較特性は、図2(b)に示す位相比較特性
と図2(f)に示す位相比較特性を重畳したものとなる
(図2(g)参照)。
Therefore, the PLL of the first embodiment
The phase comparison characteristic of the circuit is obtained by superimposing the phase comparison characteristic shown in FIG. 2B and the phase comparison characteristic shown in FIG. 2F (see FIG. 2G).

【0035】以上説明したように、本実施の形態のPL
L回路においては、ループゲインは位相差が±90度未
満のときにはチャージポンプ81 の電流値で決まるゲイ
ンとなり、位相差が±90度以上のときには、チャージ
ポンプ81 とチャージポンプ82 の電流値の和で決まる
ゲインとなる。したがって、VCO12が目的の周波数
で発振し、位相が同期しているときには、位相差はほぼ
零に等しくなり、クロックジッタはチャージポンプ81
の電流値で決まる。一方、VCO12の発振周波数が目
的の周波数とずれているときには、位相差は徐々に変化
し、必ず±90度以上になる。このため位相比較器42
によるループゲイン増加の効果によりキャプチャレンジ
は広くなる。
As described above, the PL of the present embodiment is
In L circuit, the loop gain becomes a gain determined by the charge pump 8 first current value when the phase difference is less than ± 90 degrees, when the phase difference is more than ± 90 degrees, the charge pump 81 and charge pump 82 current The gain is determined by the sum of the values. Therefore, when the VCO 12 oscillates at the target frequency and the phases are synchronized, the phase difference becomes substantially equal to zero, and the clock jitter is reduced by the charge pump 8 1
Is determined by the current value. On the other hand, when the oscillation frequency of the VCO 12 is deviated from the target frequency, the phase difference gradually changes and always exceeds ± 90 degrees. Therefore, the phase comparator 4 2
Increases the capture range due to the effect of increasing the loop gain.

【0036】これにより、キャプチャレンジを可及的に
広くすることができるとともに、位相同期時のクロック
ジッタを低減することができる。
Thus, the capture range can be made as wide as possible, and the clock jitter during phase synchronization can be reduced.

【0037】なおこの第1の実施の形態においては、位
相比較特性42 、論理回路5、スイッチ6c、およびチ
ャージポンプ82 からなる回路はPLL回路のループゲ
インを変更するように動作していることになる。
[0037] In this first embodiment, the phase comparison characteristic 4 2, the logic circuit 5, the circuit consisting of the switch 6c and the charge pump 82, is operated to change the loop gain of the PLL circuit Will be.

【0038】次に本発明によるPLL回路の第2の実施
の形態の構成を図3に示す。この第2の実施の形態のP
LL回路は、図1に示す第1の実施の形態のPLL回路
において、フリップフロップ18の代わりに、排他時論
理和回路19を設けたものである。
Next, the configuration of a PLL circuit according to a second embodiment of the present invention is shown in FIG. P of the second embodiment
The LL circuit is the same as the PLL circuit of the first embodiment shown in FIG. 1 except that an exclusive OR circuit 19 is provided instead of the flip-flop 18.

【0039】排他的論理和回路19は、VCO12の出
力と分周器14の出力とに基づいて排他的論理和演算を
行い、この演算結果をフリップフロップ20のD端子に
送出する。したがってこの排他的論理和回路19の出力
は、第1の実施の形態のフリップフロップ18の出力と
同様にクロック出力から1/4クロック遅れたものとな
る。
The exclusive OR circuit 19 performs an exclusive OR operation based on the output of the VCO 12 and the output of the frequency divider 14, and sends the operation result to the D terminal of the flip-flop 20. Therefore, the output of the exclusive OR circuit 19 is delayed by 1/4 clock from the clock output, similarly to the output of the flip-flop 18 of the first embodiment.

【0040】これによりこの第2の実施の形態も第1の
実施の形態と同様の効果を奏することは云うまでもな
い。
Thus, it goes without saying that the second embodiment also has the same effect as the first embodiment.

【0041】次に本発明によるPLL回路の第3の実施
の形態の構成を図4に示す。この第3の実施の形態のP
LL回路は、図1に示す第1の実施の形態において、位
相比較回路42 、論理回路5、およびチャージポンプ8
2 を削除するとともに、チャージポンプ81 を、チャー
ジポンプ9に置換えたものである。
FIG. 4 shows the configuration of a third embodiment of the PLL circuit according to the present invention. P of the third embodiment
LL circuit, in the first embodiment shown in FIG. 1, the phase comparator 4 2, the logic circuit 5, and the charge pump 8
It deletes the 2, in which the charge pump 81 was replaced with a charge pump 9.

【0042】このチャージポンプ9はフリップフロップ
20のQ出力に基づいて電流量を変えることが可能であ
り、特に再生データ信号とクロック出力(分周器14の
出力)との位相差が−90度以下かまたは90度以上の
場合に電流量を増やすように動作する。
The charge pump 9 can change the amount of current based on the Q output of the flip-flop 20. In particular, the phase difference between the reproduced data signal and the clock output (output of the frequency divider 14) is -90 degrees. It operates to increase the amount of current when it is less than or equal to or more than 90 degrees.

【0043】次にこの第3の実施の形態の作用を図5を
参照して説明する。位相比較器4は再生データ信号とク
ロック出力(図5(a)参照)との位相差を比較するも
のであるから、この位相比較器4の位相比較特性は図5
(b)に示すグラフとなる。そしてフリップフロップ1
8の出力は図5(c)に示すようにクロック出力を1/
4クロック遅らせたものである。このフリップフロップ
18のQ出力と再生データ信号とに基づいて、再生デー
タ信号とクロック出力との位相差が−90度〜90度の
範囲にあるかどうかがフリップフロップ20によって判
定される。そして上記位相差が上記範囲外にあるときに
はフリップフロップ20からチャージポンプ9に信号が
送られてチャージポンプの電流量が増えるように動作す
る。また上記位相差が上記範囲内にあるときはフリップ
フロップ20からチャージポンプ9には信号は送られ
ず、チャージポンプは位相比較器4の出力に基づいて動
作する。
Next, the operation of the third embodiment will be described with reference to FIG. Since the phase comparator 4 compares the phase difference between the reproduced data signal and the clock output (see FIG. 5A), the phase comparison characteristic of the phase comparator 4 is as shown in FIG.
The graph shown in FIG. And flip-flop 1
As shown in FIG. 5 (c), the output of FIG.
This is delayed by four clocks. Based on the Q output of the flip-flop 18 and the reproduced data signal, the flip-flop 20 determines whether or not the phase difference between the reproduced data signal and the clock output is in the range of -90 degrees to 90 degrees. When the phase difference is out of the range, a signal is sent from the flip-flop 20 to the charge pump 9 to operate so that the current amount of the charge pump increases. When the phase difference is within the above range, no signal is sent from the flip-flop 20 to the charge pump 9, and the charge pump operates based on the output of the phase comparator 4.

【0044】したがってこの第3の実施の形態のPLL
回路のループゲイン特性(位相差比較特性)は図5
(d)に示すような非線形な特性となる。
Therefore, the PLL of the third embodiment
FIG. 5 shows the loop gain characteristic (phase difference comparison characteristic) of the circuit.
The nonlinear characteristic shown in FIG.

【0045】すなわち再生データ信号とクロック出力と
の位相差が−90度から+90度の範囲内にあるときは
線形な特性であり、上記範囲外にあるときループゲイン
が増大するような特性となっている。
That is, when the phase difference between the reproduced data signal and the clock output is within the range of -90 degrees to +90 degrees, the characteristic is linear, and when the phase difference is outside the range, the loop gain increases. ing.

【0046】これによりこの第3の実施の形態のPLL
回路も第1の実施の形態と同様に、キャプチャレンジを
広くすることができるとともに位相同期時のクロックジ
ッタを低減することができる。
As a result, the PLL of the third embodiment
As with the first embodiment, the circuit can increase the capture range and reduce clock jitter during phase synchronization.

【0047】次に本発明によるPLL回路の第4の実施
の形態の構成を図6に示す。この第4の実施の形態のP
LL回路は、図4に示す第3の実施の形態のPLL回路
において、インバータ16およびフリップフロップ18
の代わりに排他的論理和回路19を用いたものである。
この排他的論理和回路19はVCO12の出力と、分周
器14の出力とに基づいて分周器14の出力、すなわち
クロック出力を1/4クロック遅らせるものである。
FIG. 6 shows the configuration of a fourth embodiment of the PLL circuit according to the present invention. P of the fourth embodiment
The LL circuit is the same as the PLL circuit of the third embodiment shown in FIG.
Instead of using an exclusive OR circuit 19.
The exclusive OR circuit 19 delays the output of the frequency divider 14, that is, the clock output, by 1 / clock based on the output of the VCO 12 and the output of the frequency divider 14.

【0048】したがってこの第4の実施の形態のPLL
回路も第3の実施の形態のPLL回路と同様の効果を奏
することは云うまでもない。
Therefore, the PLL of the fourth embodiment
It goes without saying that the circuit also has the same effect as the PLL circuit of the third embodiment.

【0049】次に上記実施の形態に用いられたチャージ
ポンプの具体例について説明する。チャージポンプの第
1の具体例の構成を図7に示す。この第1の具体例のチ
ャージポンプは電流固定型であって、定電流源31と、
スイッチ32,33と、定電流源34とを備えている。
これらの定電流源31、スイッチ32、スイッチ33、
および定電流源34は直列に接続されており、スイッチ
32とスイッチ33との接続点にループフィルタ10の
一端が接続されている。なおスイッチ32はPNP型の
バイポーラトランジスタで実現できる。
Next, a specific example of the charge pump used in the above embodiment will be described. FIG. 7 shows the configuration of a first specific example of the charge pump. The charge pump of the first specific example is of a fixed current type, and includes a constant current source 31;
Switches 32 and 33 and a constant current source 34 are provided.
These constant current source 31, switch 32, switch 33,
The constant current source 34 is connected in series, and one end of the loop filter 10 is connected to a connection point between the switch 32 and the switch 33. The switch 32 can be realized by a PNP-type bipolar transistor.

【0050】今、定電流源31,34の電流値はともに
Iとする。チャージ動作のときにはスイッチ32をオ
ン、スイッチ33をオフにする。するとループフィルタ
10には電流Iが流れ込む。一方ディスチャージ動作の
ときには、スイッチ31をオフし、スイッチ33をオン
にする。すると、ループフィルタ10には電流−Iが流
れる。チャージ動作もディスチャージ動作もしないとき
には、スイッチ32およびスイッチ33はともにオフす
る。
Assume that the current values of the constant current sources 31 and 34 are both I. During the charging operation, the switch 32 is turned on and the switch 33 is turned off. Then, the current I flows into the loop filter 10. On the other hand, at the time of the discharge operation, the switch 31 is turned off and the switch 33 is turned on. Then, a current −I flows through the loop filter 10. When neither the charging operation nor the discharging operation is performed, the switches 32 and 33 are both turned off.

【0051】したがって第1の具体例の動作は以下のよ
うになる。
Therefore, the operation of the first specific example is as follows.

【0052】 通常時 チャージ時 ディスチャージ時 スイッチ32 オフ オン オフ スイッチ33 オフ オフ オン フィルタ電流 0 I −I 次にチャージポンプの第2の具体例の構成を図8に示
す。この第2の具体例のチャージポンプは電流固定型で
あって、定電流源31,34,37と、スイッチ33,
36とを備えている。
Normally At the time of charging At the time of discharging Switch 32 OFF ON OFF switch 33 OFF OFF ON filter current 0 I−I Next, FIG. 8 shows the configuration of a second specific example of the charge pump. The charge pump of the second specific example is of a fixed current type, and includes constant current sources 31, 34, and 37, a switch 33,
36.

【0053】定電流源31、スイッチ33、および定電
流源34は直列に接続されている。また、スイッチおよ
び定電流源37は直列回路を構成し、この直列回路はス
イッチ33および定電流源34からなる直列回路と並列
に接続されている。なおループフィルタ10の一端は、
定電流源31とスイッチ33,36との接続点に接続さ
れている。
The constant current source 31, the switch 33, and the constant current source 34 are connected in series. The switch and the constant current source 37 constitute a series circuit, and this series circuit is connected in parallel with the series circuit including the switch 33 and the constant current source 34. One end of the loop filter 10 is
It is connected to a connection point between the constant current source 31 and the switches 33 and 36.

【0054】今、定電流源31,34,37の電流値は
ともにIとする。チャージ動作時にはスイッチ33,3
6はともにオフにする。するとループフィルタ10には
定電流源31から電流Iが流れ込む。ディスチャージ動
作時にはスイッチ33,36をともにオンにする。する
とループフィルタ10には定電流源31から流れ込む電
流Iと、定電流源34,37から引き抜かれる電流2I
との差の電流−Iが流れる。チャージ動作もディスチャ
ージ動作もしないときには、スイッチ33をオン、スイ
ッチ36をオフにする。このとき定電流源31から流れ
込む電流Iと、定電流源34から引き抜かれる電流Iと
が等しいため、ループフィルタ10には電流が流れな
い。
It is assumed that the current values of the constant current sources 31, 34 and 37 are all I. During the charging operation, the switches 33, 3
6 are both turned off. Then, the current I flows from the constant current source 31 into the loop filter 10. During the discharge operation, both the switches 33 and 36 are turned on. Then, the current I flowing from the constant current source 31 and the current 2I extracted from the constant current sources 34 and 37 are supplied to the loop filter 10.
And a current -I having a difference from the current flows. When neither the charging operation nor the discharging operation is performed, the switch 33 is turned on and the switch 36 is turned off. At this time, since the current I flowing from the constant current source 31 is equal to the current I drawn from the constant current source 34, no current flows through the loop filter 10.

【0055】したがって第2の具体例のチャージポンプ
の動作は以下のようになる。
Therefore, the operation of the charge pump of the second specific example is as follows.

【0056】 通常時 チャージ時 ディスチャージ時 スイッチ33 オン オフ オン スイッチ36 オフ オフ オン フィルタ電流 0 I −I この第2の具体例のスイッチ33はNPN型バイポーラ
トランジスタから構成することができる。
Switch 33 ON OFF ON switch 36 OFF OFF ON filter current 0 I-I Normal time At the time of discharging At the time of discharging The switch 33 of the second specific example can be composed of an NPN type bipolar transistor.

【0057】次にチャージポンプの第3の具体例の構成
を図9に示す。この第3の具体例のチャージポンプは電
流固定型であって、ループフィルタ10の出力を差動出
力としたものである。この第3の具体例は定電流源3
1,34,35,37と、スイッチ33,36とを備え
ている。定電流源31,34,35,37の電流値は同
一であるとする。
Next, the configuration of a third specific example of the charge pump is shown in FIG. The charge pump of the third specific example is of a fixed current type, and the output of the loop filter 10 is a differential output. The third specific example is a constant current source 3
1, 34, 35 and 37 and switches 33 and 36 are provided. It is assumed that the current values of the constant current sources 31, 34, 35, and 37 are the same.

【0058】チャージ動作時にはスイッチ33,36は
ともにR側、すなわち定電流源35に接続する。このと
き、定電流源31の電流はループフィルタ10を介して
定電流源34,37へ流れ、定電流源35の電流は直接
に定電流源34,37に流れる。したがってループフィ
ルタ10には電流Iが流れることになる。
During the charging operation, the switches 33 and 36 are both connected to the R side, that is, to the constant current source 35. At this time, the current of the constant current source 31 flows to the constant current sources 34 and 37 via the loop filter 10, and the current of the constant current source 35 directly flows to the constant current sources 34 and 37. Therefore, the current I flows through the loop filter 10.

【0059】ディスチャージ動作時には、スイッチ3
3,36はともにL側、すなわち定電流源31側に接続
する。このとき、定電流源31の電流は、直接に定電流
源34,37へ流れ、定電流源35の電流はループフィ
ルタ10を介して定電流34,37へ流れる。この結
果、ループフィルタには電流−Iが流れる。
During the discharge operation, the switch 3
3 and 36 are both connected to the L side, that is, to the constant current source 31 side. At this time, the current of the constant current source 31 flows directly to the constant current sources 34 and 37, and the current of the constant current source 35 flows to the constant currents 34 and 37 via the loop filter 10. As a result, the current -I flows through the loop filter.

【0060】チャージ動作もディスチャージ動作もしな
いときにはスイッチ33をL側に接続し、スイッチ36
をR側に接続する。すると定電流源31の電流は直接に
定電流源34に流れ、定電流源35の電流は直接に定電
流源37に流れるため、ループフィルタ10には電流は
流れない。
When neither the charging operation nor the discharging operation is performed, the switch 33 is connected to the L side, and the switch 36 is connected.
To the R side. Then, the current of the constant current source 31 directly flows to the constant current source 34, and the current of the constant current source 35 directly flows to the constant current source 37, so that no current flows to the loop filter 10.

【0061】この第3の具体例のチャージポンプの動作
は以下のようになる。
The operation of the charge pump of the third specific example is as follows.

【0062】 通常時 チャージ時 ディスチャージ時 スイッチ33 L R L スイッチ36 R R L フィルタ電流 0 I −I なお、上記第1乃至第3の具体例のチャージポンプは第
1または第2の実施の形態のPLL回路に用いられる。
Normally At the time of charge At the time of discharge Switch 33 LRL switch 36 RRL filter current 0 I-I The charge pumps of the first to third specific examples are the same as those of the first or second embodiment. Used for PLL circuits.

【0063】次にチャージポンプの第4の具体例の構成
を図10に示す。この第4の具体例のチャージポンプ
は、チャージ電流およびディスチャージ電流の大きさを
可変とすることのできる電流可変型であって、定電流源
41,44,45,48と、スイッチ42,43,4
6,47とを備えている。定電流源41,44の電流値
をともにIとし、定電流源45,48の電流値をともに
I′とする。
Next, the configuration of a fourth specific example of the charge pump is shown in FIG. The charge pump according to the fourth specific example is of a variable current type capable of changing the magnitudes of the charge current and the discharge current, and includes constant current sources 41, 44, 45, and 48, and switches, 43, and. 4
6, 47. The current values of the constant current sources 41 and 44 are both I, and the current values of the constant current sources 45 and 48 are both I ′.

【0064】この第4の具体例のチャージポンプの各ス
イッチの状態とループフィルタ10に流れる電流の関係
は下記のようになる。 スイッチ42 オフ オン オフ オン オフ オフ オフ スイッチ46 オフ オフ オン オン オフ オフ オフ スイッチ43 オフ オフ オフ オフ オン オフ オン スイッチ47 オフ オフ オフ オフ オフ オン オン フィルタ電流 0 I I' I+I' -I -I' -(I+I') ここでI′=Iとすれば、チャージポンプのチャージ、
ディスチャージ電流値は−2I,−I,0,I,2Iと
2段階に変化させることが可能となる。また、I′=2
Iとすれば、−3I,−2I,−I,0,I,2I,3
Iと3段階に変化させることが可能となる。
The relationship between the state of each switch of the charge pump of the fourth embodiment and the current flowing through the loop filter 10 is as follows. Switch 42 OFF ON OFF ON OFF OFF OFF Switch 46 OFF OFF ON ON OFF OFF OFF Switch 43 OFF OFF OFF OFF ON OFF ON Switch 47 OFF OFF OFF OFF OFF ON ON Filter current 0 II 'I + I' -I -I ' -(I + I ') Here, if I' = I, the charge of the charge pump,
The discharge current value can be changed in two stages of -2I, -I, 0, I, and 2I. Also, I '= 2
If I, -3I, -2I, -I, 0, I, 2I, 3
I and three stages.

【0065】次にチャージポンプの第5の具体例の構成
を図11に示す。この第5の具体例のチャージポンプ
は、電流可変型であって、定電流源51,53,55,
57,59と、スイッチ52,54,56,58とを備
えている。定電流源51の電流値をI+I′とし、定電
流源53,57の電流値をIとし、定電流源55,59
の電流値をI′とする。この第5の具体例のチャージポ
ンプの各スイッチの状態とループフィルタ10に流れる
電流との関係は次のようになる。 スイッチ52 オン オフ オン オフ オン オン オン スイッチ54 オン オン オフ オフ オン オン オン スイッチ56 オフ オフ オフ オフ オン オフ オン スイッチ58 オフ オフ オフ オフ オフ オン オン フィルタ電流 0 I I' I+I' -I -I' -(I+I') ここでI′=Iとすれば、チャージ、ディスチャージ電
流は第4の具体例と同様に2段階に変化し、I′=2I
とすれば、3段階に変化することが可能となる。
Next, the structure of a fifth specific example of the charge pump is shown in FIG. The charge pump of the fifth specific example is of a variable current type, and includes constant current sources 51, 53, 55,
57, 59 and switches 52, 54, 56, 58. The current value of the constant current source 51 is I + I ', the current values of the constant current sources 53 and 57 are I, and the constant current sources 55 and 59
Is a current value of I ′. The relationship between the state of each switch of the charge pump of the fifth specific example and the current flowing through the loop filter 10 is as follows. Switch 52 ON OFF ON OFF ON ON ON Switch 54 ON ON OFF OFF ON ON ON Switch 56 OFF OFF OFF OFF ON OFF ON Switch 58 OFF OFF OFF OFF OFF ON ON Filter current 0 II 'I + I' -I -I ' -(I + I ') Here, if I' = I, the charge and discharge currents change in two steps as in the fourth embodiment, and I '= 2I
Then, it is possible to change in three stages.

【0066】次にチャージポンプの第6の具体例の構成
を図12に示す。この第6の具体例のチャージポンプ
は、電流可変型であって、ループフィルタ10の出力を
差動出力としたものである。このチャージポンプは定電
流源60,61,63,65,67,69と、スイッチ
62,64,66,68とを備えている。ここで定電流
源60,61の電流値はともにI+I′とし、定電流源
63,67の電流値はともにIとして、定電流源65,
69の電流値はともにI′とする。この第6の具体例の
チャージポンプの各スイッチの状態とループフィルタ1
0に流れる電流との関係は次のようになる。
Next, the configuration of a sixth specific example of the charge pump is shown in FIG. The charge pump of the sixth specific example is of a variable current type, and the output of the loop filter 10 is a differential output. This charge pump includes constant current sources 60, 61, 63, 65, 67, 69 and switches 62, 64, 66, 68. Here, the current values of the constant current sources 60 and 61 are both I + I ′, and the current values of the constant current sources 63 and 67 are both I.
Both the current values of 69 are I '. The state of each switch of the charge pump of the sixth specific example and the loop filter 1
The relationship with the current flowing to 0 is as follows.

【0067】 スイッチ62 L R L R L L L スイッチ64 L L R R L L L スイッチ66 R R R R L R L スイッチ68 R R R R R L L フィルタ電流 0 I I' I+I' -I -I' -(I+I') ここでI′=Iとすればチャージ、ディスチャージ電流
は第4の具体例と同様に2段階に変化し、I′=2Iと
すれば3段階に変化することが可能となる。
Switch 62 LLRLLLLL Switch 64 LLRRLLLL Switch 66 RRRRRL Switch 68 RRRRRL Filter Current 0 II ′ I + I ′ -I -I '-(I + I') Here, if I '= I, the charge and discharge currents change in two steps as in the fourth example, and if I' = 2I, they change in three steps. It becomes possible.

【0068】なお、第4乃至第6の具体例のチャージポ
ンプは第3または第4の実施の形態のPLL回路に用い
ることができる。
The charge pumps of the fourth to sixth specific examples can be used for the PLL circuit of the third or fourth embodiment.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、キ
ャプチャレンジを可及的に広くすることができるととも
に位相同期時のクロックジッタを低減することができ
る。
As described above, according to the present invention, the capture range can be made as wide as possible, and the clock jitter at the time of phase synchronization can be reduced.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施の形態の作用を説明する特性グラ
フ。
FIG. 2 is a characteristic graph illustrating the operation of the first embodiment.

【図3】本発明の第2の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration according to a third embodiment of the present invention.

【図5】第3の実施の形態の作用を説明する特性グラ
フ。
FIG. 5 is a characteristic graph illustrating the operation of the third embodiment.

【図6】本発明の第4の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明にかかるチャージポンプの第1の具体例
の構成を示す回路図。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a first specific example of a charge pump according to the present invention.

【図8】チャージポンプの第2の具体例の構成を示す回
路図。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a second specific example of the charge pump.

【図9】チャージポンプの第3の具体例の構成を示す回
路図。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a third specific example of the charge pump.

【図10】チャージポンプの第4の具体例の構成を示す
回路図。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration of a fourth specific example of the charge pump.

【図11】チャージポンプの第5の具体例の構成を示す
回路図。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration of a fifth specific example of the charge pump.

【図12】チャージポンプの第6の具体例の構成を示す
回路図。
FIG. 12 is a circuit diagram showing a configuration of a sixth specific example of the charge pump.

【図13】従来のPLL回路の構成を示すブロック図。FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a conventional PLL circuit.

【図14】従来のPLL回路の動作を説明するタイミン
グチャート。
FIG. 14 is a timing chart illustrating the operation of a conventional PLL circuit.

【図15】従来のPLL回路の作用を説明する特性グラ
フ。
FIG. 15 is a characteristic graph illustrating the operation of a conventional PLL circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 周波数比較器4,4i (i=1,2) 位相比較器 4a,4b,18,20 フリップフロップ 4c,4d,,4e,5a,5b AND回路 5 論理回路 6 セレクタ回路 6a,6b,6c スイッチ 8,8i (i=1,2),9 チャージポンプ 10 ループフィルタ 12 電圧制御発振器(VCO) 14 分周器 15,16 インバータ 19 排他的論理和回路2 Frequency comparators 4, 4 i (i = 1, 2) Phase comparators 4a, 4b, 18, 20 Flip-flops 4c, 4d, 4e, 5a, 5b AND circuit 5 Logic circuit 6 Selector circuit 6a, 6b, 6c Switch 8, 8 i (i = 1, 2), 9 Charge pump 10 Loop filter 12 Voltage controlled oscillator (VCO) 14 Divider 15, 16 Inverter 19 Exclusive OR circuit

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力電圧に応じたクロック信号を出力する
電圧制御発振手段と、 前記電圧制御発振手段の出力をn分周する分周手段と、 基準クロックの周波数と前記分周手段の出力の周波数と
を比較し、周波数差に応じた信号を出力する周波数比較
手段と、 再生データ信号と前記分周手段の出力との位相を比較
し、位相差に応じた信号を出力する第1の位相比較手段
と、 制御信号に基づいて前記周波数比較手段の出力信号また
は前記第1の位相比較手段の出力信号を選択する選択手
段と、 この選択手段の出力に基づいて前記周波数差または前記
位相差が零となるように前記電圧制御発振手段の入力電
圧を制御する入力電圧制御手段と、 前記電圧制御発振手段の出力と前記分周手段の出力とに
基づいて前記分周手段の出力から所定のクロック遅れた
信号を出力する遅延手段と、 前記再生データ信号の基準時となる立ち上がり時または
立ち下がり時に前記遅延手段の出力のレベルを検出する
レベル検出手段と、 このレベル検出手段の出力に基づいてループゲインを変
えるループゲイン変更手段と、 を備えていることを特徴とするPLL回路。
A voltage-controlled oscillating means for outputting a clock signal corresponding to an input voltage; a frequency-dividing means for dividing the output of the voltage-controlled oscillating means by n; a frequency of a reference clock and an output of the frequency-dividing means; Frequency comparing means for comparing a frequency and outputting a signal corresponding to the frequency difference; and a first phase for comparing a phase of the reproduced data signal and an output of the frequency dividing means and outputting a signal corresponding to the phase difference. Comparing means; selecting means for selecting an output signal of the frequency comparing means or an output signal of the first phase comparing means based on a control signal; and determining whether the frequency difference or the phase difference is based on the output of the selecting means. An input voltage control means for controlling an input voltage of the voltage control oscillation means so as to be zero; a predetermined clock based on an output of the frequency division means based on an output of the voltage control oscillation means and an output of the frequency division means. Delay means for outputting a delayed signal; level detection means for detecting the level of the output of the delay means at the time of rising or falling as a reference time of the reproduced data signal; and a loop based on the output of the level detecting means. A PLL circuit, comprising: a loop gain changing means for changing a gain.
【請求項2】前記分周手段は前記電圧制御発振手段の出
力を2分周し、前記遅延手段は前記分周手段の出力から
1/4クロック遅れた信号を出力し、前記ループゲイン
変更手段は、前記再生データ信号と前記分周手段の出力
との位相差が−90度から90度の範囲にあるときはル
ープゲインは変更せず、それ以外の範囲にあるときには
ループゲインを増大させるように動作することを特徴と
する請求項1記載のPLL回路。
2. The frequency dividing means divides the output of the voltage controlled oscillator by two, the delay means outputs a signal delayed by 1/4 clock from the output of the frequency dividing means, and the loop gain changing means. Is such that the loop gain is not changed when the phase difference between the reproduced data signal and the output of the frequency dividing means is in the range of -90 degrees to 90 degrees, and is increased when the phase difference is in the other range. 2. The PLL circuit according to claim 1, wherein the PLL circuit operates.
【請求項3】前記入力電圧制御手段は、前記電圧制御発
振手段の入力端に接続されたループフィルタと、前記選
択手段の出力に基づいて前記ループフィルタに電流を流
し込んだり、前記ループフィルタから電流を引き抜くこ
とにより前記電圧制御発振手段の入力端に印加される前
記入力電圧を制御する第1のチャージポンプとを備えて
いることを特徴とする請求項1または2記載のPLL回
路。
3. The input voltage control means includes: a loop filter connected to an input terminal of the voltage controlled oscillation means; a current flowing into the loop filter based on an output of the selection means; 3. The PLL circuit according to claim 1, further comprising: a first charge pump that controls the input voltage applied to an input terminal of the voltage-controlled oscillating means by extracting the input voltage.
【請求項4】前記第1のチャージポンプは可変電流型で
あり、前記ループゲイン変更手段は前記レベル検出手段
の出力に基づいて前記第1のチャージポンプの電流を制
御することを特徴とする請求項3記載のPLL回路。
4. The apparatus according to claim 1, wherein said first charge pump is of a variable current type, and said loop gain changing means controls a current of said first charge pump based on an output of said level detecting means. Item 3. The PLL circuit according to Item 3.
【請求項5】前記ループゲイン変更手段は、 前記再生データ信号と、前記電圧制御発振手段の出力で
あるクロック信号を反転した信号との位相を比較し、こ
れらの信号の位相差に応じた信号を出力する第2の位相
比較手段と、 この第2の位相比較手段の出力と前記レベル検出手段の
出力との論理積演算を行う論理回路と、 前記選択回路が前記第1の位相比較手段の出力信号を選
択しているときのみオンし、前記論理回路の出力を通過
させるスイッチ手段と、 前記スイッチ手段を介して得られる論理回路の出力に基
づいて、前記ループフィルタに電流を流し込んだり、前
記ループフィルタから電流を引き抜くことにより前記電
圧制御発振手段に印加される前記入力電圧を制御する第
2のチャージポンプと、 を備えていることを特徴とする請求項3記載のPLL回
路。
5. The loop gain changing means compares a phase of the reproduced data signal with a signal obtained by inverting a clock signal output from the voltage controlled oscillating means, and outputs a signal corresponding to a phase difference between these signals. A second phase comparison unit that outputs the first phase comparison unit; a logic circuit that performs an AND operation of an output of the second phase comparison unit and an output of the level detection unit; A switch means that is turned on only when an output signal is selected and allows the output of the logic circuit to pass therethrough, based on an output of the logic circuit obtained through the switch means, to flow a current into the loop filter, A second charge pump for controlling the input voltage applied to the voltage controlled oscillator by extracting current from a loop filter. PLL circuit of claim 3, wherein.
【請求項6】前記遅延手段は、 前記電圧制御発振手段の出力を反転するインバータと、 このインバータの出力がクロック信号とし入力され、前
記分周手段の出力がD端子に入力されるD型フリップフ
ロップと、 を備えていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれ
かに記載のPLL回路。
6. The delay means comprises: an inverter for inverting the output of the voltage controlled oscillation means; and a D-type flip-flop to which the output of the inverter is input as a clock signal and the output of the frequency dividing means is input to a D terminal. The PLL circuit according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
【請求項7】前記遅延手段は排他的論理和回路であるこ
とを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のPL
L回路。
7. The PL according to claim 1, wherein said delay means is an exclusive OR circuit.
L circuit.
【請求項8】前記レベル検出手段は、前記電圧制御発振
手段の出力信号を反転した信号がクロックとして入力さ
れ、前記遅延手段の出力がD端子に入力されるD型フリ
ップフロップを備えていることを特徴とする請求項1乃
至7のいずれかに記載のPLL回路。
8. The level detecting means includes a D-type flip-flop in which a signal obtained by inverting an output signal of the voltage controlled oscillating means is input as a clock, and an output of the delay means is input to a D terminal. The PLL circuit according to any one of claims 1 to 7, wherein:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012054734A (en) * 2010-09-01 2012-03-15 Hitachi Ltd Phase synchronization circuit, cdr circuit, and reception circuit
US8310288B2 (en) 2010-03-26 2012-11-13 Fujitsu Semiconductor Limited PLL circuit

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