JPH1188125A - ディジタル制御発振回路およびpll回路 - Google Patents

ディジタル制御発振回路およびpll回路

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JPH1188125A
JPH1188125A JP9238069A JP23806997A JPH1188125A JP H1188125 A JPH1188125 A JP H1188125A JP 9238069 A JP9238069 A JP 9238069A JP 23806997 A JP23806997 A JP 23806997A JP H1188125 A JPH1188125 A JP H1188125A
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Hiroshi Yanagiuchi
弘 柳内
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】発振周波数レンジが広く、かつ発振周波数の偏
移は連続的で滑らかで、しかもジッタの発生を防止でき
るディジタル制御発振回路を提供する。 【解決手段】 制御信号により第1の信号を遅延させて
第1の遅延信号として出力する第1の遅延回路11と、
制御信号により第2の信号を遅延させて第2の遅延信号
として出力する第2の遅延回路12、第1の遅延信号を
入力すると第1の出力信号をローからハイに切り替え、
第2の出力信号をハイからローに切り替えて出力し、第
2の遅延信号を入力すると第1の出力信号をハイからロ
ーに切り替え、第2の出力信号をローからハイに切り替
えて出力するR・SFF20と、第1、第2の出力信号
がハイからローに切り替わったことを検出すると第1、
第2の信号を生成して第1、第2の遅延回路に出力する
第1および第2の切替検出回路15,16とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル遅延回
路を用いたディジタル制御発振回路およびそれを用いた
PLL回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】PLL(Phase Locked Loop )回路など
に用いられる発振器は、制御信号による周波数の偏移は
連続的で滑らかで、発振周波数レンジが広いという特性
が要求されている。また、制御信号の変化に起因するジ
ッタがあってはならない。このため、従来の回路で用い
られているものは、アナログ値である電圧信号により、
発振周波数を制御する電圧制御発振器(VCO:Voltage
Controlled Oscillator)が殆どである。
【0003】ところで、ディジタルPLL回路の場合、
ディジタル信号で直接発振器の発振周波数を制御できる
いわゆるディジタル制御発振器(DCO: Digital Cont
rolled Oscillator )が用いられている。
【0004】図14はディジタル制御発振器(以下、単
にDCOと表記する)を用いたPLL回路の一例を示し
ている。図14に示すように、本例のPLL回路1は位
相比較器2、ディジタルカウンタ3およびDCO4によ
り構成されている。
【0005】位相比較器2は、外部から入力された基準
信号Sref とDCO4からの発振信号SO の位相を比較
し、比較結果に応じてアップ信号Supまたはダウン信号
dwを発生し、ディジタルカウンタ3に出力する。ディ
ジタルカウンタ3は、位相比較器2からのアップ信号S
upまたはダウン信号Sdwを受けて、これらの信号のレベ
ルに応じて、例えば、nビットのカウント値SC を発生
してDCO4に出力する。DCO4は、ディジタルカウ
ンタ3からのカウント値SC を受けて、これに応じて発
振周波数を設定し、設定した周波数の発振信号So を生
成して位相比較器2に出力する。
【0006】図14に示すPLL回路1において、位相
比較器2により、外部から入力された基準信号Sref
DCO4から発生された発振信号SC の位相が比較さ
れ、比較結果に応じてアップ信号Supまたはダウン信号
dwが生成され、ディジタルカウンタ3に出力される。
ディジタルカウンタ3により、nビットのカウント値S
C が生成される。そして、カウント値SC がDCO4に
フィードバックされ、これに応じて、DCO4の発振周
波数が制御される。したがって、DCO4により発生さ
れた発振信号SC の位相は、位相比較器2に入力された
基準信号Sref の位相に追従する。
【0007】上述のように、従来の電圧制御発振器(V
CO)を用いたPLL回路と同様に、図14に示すディ
ジタル制御発振器(DCO)を備えたPLL回路によ
り、入力された基準信号の位相に追従する発振信号が生
成できる。
【0008】以下、図15〜図17を参照しながら、一
般に用いられているDCOの構成およびその動作につい
て簡単に説明する。図15は異なる遅延時間を与える遅
延素子および反転出力を与えるセレクタを複数用いて構
成されているDCOの一例を示す回路図である。図15
に示すように、本例のDCOは、例えば、遅延素子Di
(i=n−1,n−2,…,2,1,0)とセレクタS
ELi により構成された遅延段をn段直列に接続して構
成されている。なお、ここでは、nは偶数である。
【0009】図示のように、本例のDCOにおいて、各
遅延段を構成するセレクタSELiの一方の入力端子A
は前段のセレクタの出力端子に接続され、他方の入力端
子Bは遅延素子Di の出力端子に接続されている。遅延
素子Di の入力端子は前段のセレクタの出力端子に接続
されている。なお、初段のセレクタSELn-1 の入力端
子AはNANDゲートNGTの出力端子に接続され、入
力端子Bは遅延素子Dn-1 を介して、NANDゲートN
GTの出力端子に接続されている。また、最終段のセレ
クタSEL0 の出力端子はNANDゲートNGTの一方
の入力端子に接続され、NANDゲートNGTの他方の
入力端子にイネーブル信号ENBが入力される。さら
に、NANDゲートNGTの出力端子はインバータIN
Vを介して、発振信号SO の出力端子Tout に接続され
ている。
【0010】各セレクタSELn-1 ,SELn-2 ,…,
SEL2 ,SEL1 ,SEL0 の選択信号入力端子CK
に、例えば、nビットのカウント値SC の各ビットデー
タC n-1 ,Cn-2 ,…,C2 ,C1 ,C0 がそれぞれ入
力される。各セレクタは、選択信号入力端子に入力され
た信号のレベルに応じて、入力端子Aまたは入力端子B
の信号を選択して、その反転した信号を出力する。例え
ば、選択信号入力端子CKにローレベルの信号が入力さ
れるとき、セレクタは入力端子Aに入力された信号を選
択して、それを反転して出力端子に出力する。逆に、選
択信号入力端子CKにハイレベルの信号が入力されたと
き、セレクタは入力端子Bに入力された信号を選択し
て、それを反転して出力端子に出力する。
【0011】さらに、遅延素子D0 の遅延時間はTD
すると、遅延素子Di の遅延時間は2i D となる。例
えば、遅延素子Dn-1 の遅延時間は2n-1 D となり、
遅延素子D1 の遅延時間は2TD となる。
【0012】上述したDCOにより、カウント値SC
各ビットデータCn-1 ,Cn-2 ,…,C2 ,C1 ,C0
のレベルに応じて、NANDゲートNGTの出力端子か
ら、最後段のセレクタSEL0 の出力端子までの信号の
遅延時間が設定される。NANDゲートNGTにハイレ
ベルのイネーブル信号ENBが入力されるとき、各遅延
段およびNANDゲートNGTによりリングオシレータ
が構成され、カウント値SC により制御された発振周波
数で発振する。
【0013】図16は他のDCOの一構成例を示す回路
図である。図16に示すように、本例のDCOはNAN
DゲートNGTと直列に接続されたn個の遅延素子DL
n-1 ,DLYn-2 ,…,DLY2 ,DLY1 ,DLY
0により構成され、遅延素子DLY0 の出力端子はNA
NDゲートNGTの入力端子に接続され、リングオシレ
ータが構成されている。なお、ここで、前例と同様にn
は偶数である。
【0014】遅延素子DLYn-1 ,DLYn-2 ,…,D
LY2 ,DLY1 ,DLY0 は同様な構成を有し、図1
7は遅延素子DLY0 を例として、その構成を示してい
る。図示のように、遅延素子DLY0 はnMOSトラン
ジスタTnn-1 ,Tnn-2,…,Tn2 ,Tn1 ,Tn
0 ,Tn00、pMOSトランジスタTpn-1 ,T
n-2 ,…,Tp2 ,Tp1 ,Tp0 ,Tp00により構
成されている。
【0015】pMOSトランジスタTpn-1 ,T
n-2 ,…,Tp2 ,Tp1 ,Tp0 は電源電圧VCC
供給線とノードNDpとの間に並列に接続されている。
即ち、pMOSトランジスタTpn-1 ,Tpn-2 ,…,
Tp2 ,Tp1 ,Tp0 のソースは電源電圧VCCの供給
線に接続され、ドレインはノードNDpに接続されてい
る。さらに、これらのpMOSトランジスタのゲートに
それぞれカウント値SC の各ビットデータCn-1 ,C
n-2 ,…,C2 ,C1 ,C0 の反転信号/Cn-1 ,/C
n-2 ,…,/C2 ,/C1 ,/C0 が入力される。pM
OSトランジスタTp00のソースはノードNDpに接続
され、ドレインは出力端子Tout に接続されている。
【0016】nMOSトランジスタTnn-1 ,T
n-2 ,…,Tn2 ,Tn1 ,Tn0 は接地電圧GND
の供給線とノードNDnとの間に並列に接続されてい
る。即ち、nMOSトランジスタTnn-1 ,Tnn-2
…,Tn2 ,Tn1 ,Tn0 のソースは接地電圧GND
の供給線に接続され、ドレインはノードNDnに接続さ
れている。さらに、これらのnMOSトランジスタのゲ
ートにそれぞれカウント値SCの各ビットデータ
n-1 ,Cn-2 ,…,C2 ,C1 ,C0 が入力される。
nMOSトランジスタTn00のドレインは出力端子T
out に接続され、ソースはノードNDnに接続されてい
る。
【0017】即ち、nMOSトランジスタTn00のドレ
インとpMOSトランジスタTp00のドレインが遅延素
子の出力端子Tout に共通に接続されている。さらに、
nMOSトランジスタTn00のゲートとpMOSトラン
ジスタTp00のゲートが入力端子Tinに共通に接続され
ている。
【0018】図16に示す遅延素子においては、nMO
SトランジスタTn00とpMOSトランジスタTp00
駆動用トランジスタとして機能する。カウント値SC
各ビットデータCn-1 ,Cn-2 ,…,C2 ,C1 ,C0
のレベルに応じて、pMOSトランジスタTpn-1 ,T
n-2 ,…,Tp2 ,Tp1,Tp0 およびnMOSト
ランジスタTnn-1 ,Tnn-2 ,…,Tn2 ,Tn1
Tn0 の導通状態がそれぞれ設定される。
【0019】また、各トランジスタのサイズ、例えば、
チャネル幅がそれぞれ異なるように設定されるので、各
トランジスタのオン/オフ状態に応じて、例えば、電源
電圧VCCの供給線とノードNDp間の抵抗値と駆動用p
MOSトランジスタTp00の抵抗値との比が変化し、同
様に、接地線とノードNDn間の抵抗値と駆動用nMO
SトランジスタTn00の抵抗値との比も変化するので、
入力端子Tinに入力された信号の反転信号が出力端子T
out に出力されるまでの遅延時間がこの抵抗比の変化に
応じて制御される。
【0020】即ち、各遅延素子DLYn-1 ,DL
n-2 ,…,DLY2 ,DLY1 ,DLY0 の遅延時間
は、それぞれの遅延素子に入力されたカウント値SC
より制御される。このため、NANDゲートNGTにハ
イレベルのイネーブル信号ENBが入力されるとき、各
遅延素子およびNANDゲートNGTによりリングオシ
レータが構成され、カウント値SC により制御された発
振周波数で発振する。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した各
DCOにはそれぞれ不利益がある。例えば、図15に示
すDCOにおいては、発振周波数のレンジを広くとるこ
とができるが、信号のパスがダイナミックに切り換えら
れるため、カウント値SCの何れかのビットの値が変化
する場合、信号が一瞬切れる恐れがあり、信号の連続性
に問題がある。また、動作中は、回路全体が安定した状
態がなく、制御信号の値の切り換え(変化)によるジッ
タが生じる。
【0022】また、図16に示すDCOにおいては、発
振信号の周波数偏移は連続的で滑らかであるが、各遅延
素子の電流は駆動用トランジスタTp00およびTn00
抵抗に大きく影響され、発振周波数レンジを広くとるこ
とができないという問題がある。
【0023】図16に示すDCOの発振周波数レンジを
広くとるため、駆動用トランジスタTp00およびTn00
の抵抗を小さくし、即ち、トランジスタのサイズを大き
くする必要がある。これは遅延素子の消費電力の増大を
招く結果となる。また、実際に基板上にトランジスタを
形成する場合に、トランジスタのサイズに限界がある。
また、動作中は、回路全体が安定した状態がなく、制御
信号の値の切り換え(変化)によるジッタが生じる。
【0024】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、発振周波数レンジが広く、かつ
発振周波数の偏移は連続的で滑らかで、しかもディジタ
ル値の制御信号の変化に起因するジッタの発生を防止で
きるディジタル制御発振回路を提供することにある。
【0025】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、制御信号に応じて発振周波数が制御され
るディジタル制御発振回路であって、上記制御信号によ
り設定された遅延時間だけ第1の信号を遅延させて第1
の遅延信号として出力する第1の遅延回路と、上記制御
信号により設定された遅延時間だけ第2の信号を遅延さ
せて第2の遅延信号として出力する第2の遅延回路と、
上記第1の遅延信号を受けた場合には、第1の出力信号
を第1のレベルから第2のレベルに切り替えて出力する
とともに、第2の出力信号を第2のレベルから第1のレ
ベルに切り替えて出力し、上記第2の遅延信号を受けた
場合には、第1の出力信号を第2のレベルから第1のレ
ベルに切り替えて出力するとともに、第2の出力信号を
第1のレベルから第2のレベルに切り替えて出力する出
力信号生成回路と、上記第1の出力信号が第2のレベル
から第1のレベルに切り替わったことを検出すると上記
第1の信号を生成して上記第1の遅延回路に出力する第
1に切替検出回路と、上記第2の出力信号が第2のレベ
ルから第1のレベルに切り替わったことを検出すると上
記第2の信号を生成して上記第2の遅延回路に出力する
第2に切替検出回路とを有する。
【0026】本発明では、上記制御信号はn(nは正整
数)ビットのディジタル信号であり、上記第1および第
2の遅延回路は、上記制御信号のビット数に応じて複数
個設けられ、対応するビットデータに応じて遅延時間が
制御される遅延素子が縦続接続されて構成されている。
【0027】また、本発明では、上記出力信号生成回路
は、セット端子に上記第1の遅延信号が入力され、リセ
ット端子に上記第2の遅延信号が入力され、正転出力端
子から上記第1の出力信号を出力し、反転出力端子から
上記第2の出力信号を出力するリセット・セット(R・
S)型フリップフロップにより構成されている。
【0028】また、本発明では、上記R・S型フリップ
フロップのセットとリセットの各々の動作にかかる時間
のずれを補正する回路を有する。
【0029】また、本発明では、上記第1の遅延信号ま
たは第1の外部信号を上記出力信号生成回路に入力させ
るゲート回路を有し、上記出力信号生成回路は、上記第
1の遅延信号または第1の外部信号を受けた場合に、第
1の出力信号を第1のレベルから第2のレベルに切り替
えて出力するとともに、第2の出力信号を第2のレベル
から第1のレベルに切り替えて出力する。
【0030】また、本発明では、上記第2の遅延信号ま
たは第2の外部信号を上記出力信号生成回路に入力させ
るゲート回路を有し、上記出力信号生成回路は、上記第
2の遅延信号または第2の外部信号を受けた場合に、第
1の出力信号を第2のレベルから第1のレベルに切り替
えて出力するとともに、第2の出力信号を第1のレベル
から第2のレベルに切り替えて出力する。
【0031】また、本発明では、外部データを受けて、
上記第1の出力信号が第1のレベルのときのデータの値
を更新するとともに、更新直前の値を保持し、上記第1
の出力信号が第2のレベルになったときに、値の更新を
中断して直前に更新された値を上記制御信号として上記
第1の遅延回路に出力する記憶回路を有する。
【0032】また、本発明では、外部データを受けて、
上記第2の出力信号が第1のレベルのときのデータの値
を更新するとともに、更新直前の値を保持し、上記第2
の出力信号が第2のレベルになったときに、値の更新を
中断して直前に更新された値を上記制御信号として上記
第2の遅延回路に出力する記憶回路を有する。
【0033】また、本発明では、上記第1の遅延回路お
よび第2の遅延回路のうち少なくとも一方の入力側に当
該遅延回路の遅延ステップの補間を行う前置遅延回路を
有する。
【0034】また、本発明のPLL回路は、基準信号と
発振信号との位相を比較し、比較結果に応じてアップ信
号またはダウン信号を発生する位相比較器と、上記位相
比較器からのアップ信号またはダウン信号を受けて、こ
れらの信号のレベルに応じて、nビットのカウントデー
タを発生するディジタルカウンタと、上記ディジタルカ
ウンタによるカウントデータにより設定された遅延時間
だけ第1の信号を遅延させて第1の遅延信号として出力
する第1の遅延回路と、上記カウントデータにより設定
された遅延時間だけ第2の信号を遅延させて第2の遅延
信号として出力する第2の遅延回路と、上記第1の遅延
信号を受けた場合には、第1の出力信号を第1のレベル
から第2のレベルに切り替えて出力するとともに、第2
の出力信号を第2のレベルから第1のレベルに切り替え
て出力し、上記第2の遅延信号を受けた場合には、第1
の出力信号を第2のレベルから第1のレベルに切り替え
て出力するとともに、第2の出力信号を第1のレベルか
ら第2のレベルに切り替えて出力する出力信号生成回路
と、上記第1の出力信号が第2のレベルから第1のレベ
ルに切り替わったことを検出すると上記第1の信号を生
成して上記第1の遅延回路に出力する第1に切替検出回
路と、上記第2の出力信号が第2のレベルから第1のレ
ベルに切り替わったことを検出すると上記第2の信号を
生成して上記第2の遅延回路に出力する第2に切替検出
回路とを備えたディジタル制御発振回路とを有する。
【0035】本発明のディジタル制御発生回路によれ
ば、たとえば出力信号生成回路に対して外部リセット信
号(第2の外部信号)によりリセット状態に保持され、
これにより、第1の出力信号が第1のレベルで出力さ
れ、第2の出力信号が第2のレベルで出力される。この
状態で、たとえば外部からイネーブル信号(第1の外部
信号)により出力信号生成回路から第1の出力信号が第
1のレベルから第2のレベルに切り替えられて第1の切
替検出回路に出力され、第2の出力信号が第2のレベル
から第1のレベルに切り替えられて第2の切替検出回路
に出力される。このとき、第1の出力信号は第1のレベ
ルから第2のレベルに切り替わった信号であることか
ら、第1の切替検出回路においては第1の信号の生成は
行われない。これに対して、第2の出力信号は第2のレ
ベルから第1のレベルに切り替わった信号であることか
ら、第2の切替検出回路においての切り替えが検出され
る。これにより、第2の信号が生成されて第2の遅延回
路に出力される。
【0036】第2の遅延回路においては、制御信号で規
定される時間だけ遅らされて、第2の遅延信号として出
力生成回路に入力される。これにより、第1の出力信号
が第2のレベルから第1のレベルに切り替えられて第1
の切替検出回路に出力され、第2の出力信号が第1のレ
ベルから第2のレベルに切り替えられて第2の切替検出
回路に出力される。このとき、第1の出力信号は第2の
レベルから第1のレベルに切り替わった信号であること
から、第1の切替検出回路においてその切り替えが検出
される。これにより、第1の信号が生成されて第1の遅
延回路に出力される。これに対して、第2の出力信号は
第1のレベルから第2のレベルに切り替わった信号であ
ることから、第2の切替検出回路においては第2の信号
の生成は行われない。
【0037】第1の遅延回路においては、第1の信号が
制御信号で規定される時間だけ遅らされて、第1の遅延
信号として出力信号生成回路に入力される。これによ
り、第1の出力信号が第1のレベルから第2のレベルに
切り替えられて第1の切替検出回路に出力され、第2の
出力信号が第2のレベルから第1のレベルに切り替えら
れて第2の切替検出回路に出力される。このとき、第1
の出力信号は第1のレベルから第2のレベルに切り替わ
った信号であることから、第1の切替検出回路において
は第1の信号の生成は行われない。これに対して、第2
の出力信号は第2のレベルから第1のレベルに切り替わ
った信号であることから、第2の切替検出回路において
その切り替えが検出される。これにより、第2の信号が
生成されて第2の遅延回路に出力される。
【0038】第2の遅延回路においては、第2の信号が
制御信号で規定される時間だけ遅らされて、第2の遅延
信号としてに入力される。これにより、第1の出力信号
が第2のレベルから第1のレベルに切り替えられて第1
の切替検出回路に出力され、第2の出力信号が第1のレ
ベルから第2のレベルに切り替えられて第2の切替検出
回路に出力される。以上の動作が繰り返し行われて、出
力信号生成回路において、第1および第2の遅延回路に
よる遅延によって決まる周期のクロック信号が生成され
る。
【0039】また、本発明によれば、記憶回路におい
て、外部データを受けて、第1の出力信号、第2の出力
信号が第1のレベルのときのデータの値が更新されると
ともに、更新直前の値を保持される。そして、第1の出
力信号、第2の出力信号が第2のレベルになったとき
に、値の更新が中断されて、直前に更新された値が制御
信号として第1、第2の遅延回路に出力される。これに
より、第1および第2の遅延回路が安定状態時に制御信
号が変化するので、信号パスの一時的な断絶がなく、制
御信号の変化に起因するジッタが生じ難い。
【0040】
【発明の実施の形態】第1実施形態 図1は本発明に係るディジタル制御発振回路の第1の実
施形態を示す回路図である。図1に示すように、本第1
の実施形態のディジタル制御発振回路(DCO)10
は、第1の遅延回路11、第2の遅延回路12、第1の
記憶回路13、第2の記憶回路14、第1の切替検出回
路15、第2の切替検出回路16、立上がり検出回路1
7、第1のORゲート回路18、第2のORゲート回路
19、および出力信号生成回路としてのリセット・セッ
ト(R・S)型フリップフロップ20により構成されて
いる。
【0041】第1の遅延回路11は、第1の記憶回路1
3による制御信号S13により設定された遅延時間だけ
第1の切替検出回路15による第1のパルス信号S1
遅延させて第1の遅延信号S2 として出力する。
【0042】第2の遅延回路12は、第2の記憶回路1
4による制御信号S14により設定された遅延時間だけ
第2の切替検出回路16による第2のパルス信号R1
遅延させて第2の遅延信号R2 として出力する。
【0043】なお、制御信号S13,S14はn(nは
正整数)ビットのディジタル信号であり、第1および第
2の遅延回路11,12は、たとえば制御信号のビット
数に応じて複数個設けられ、対応するビットデータに応
じて遅延時間が制御される遅延素子が縦続接続されて構
成される。
【0044】図2〜図5は、第1および第2の遅延回路
11,12の構成例を示す回路図である。
【0045】図2は、異なる遅延時間を与える遅延素子
および反転出力を与えるセレクタを複数用いて構成され
ている遅延回路の第1の構成例を示す回路図である。図
2に示すように、本例の遅延回路は、例えば、遅延素子
i (i=n−1,n−2,…,2,1,0)とセレク
タSELi により構成された遅延段をn段直列に接続し
て構成されている。なお、ここでは、nは偶数である。
【0046】図示のように、本例の遅延回路において、
各遅延段を構成するセレクタSELi の一方の入力端子
Aは前段のセレクタの出力端子に接続され、他方の入力
端子Bは遅延素子Di の出力端子に接続されている。遅
延素子Di の入力端子は前段のセレクタの出力端子に接
続されている。なお、初段のセレクタSELn-1 の入力
端子Aは第1のパルス信号S1 (第2のパルス信号
1 )の入力線に接続され、入力端子Bは遅延素子D
n-1 を介して、第1のパルス信号S1 (第2のパルス信
号R1 )の入力線に接続されている。また、最終段のセ
レクタSEL0 の出力端子から遅延信号S11(S1
2)が出力される。
【0047】各セレクタSELn-1 ,SELn-2 ,…,
SEL2 ,SEL1 ,SEL0 の選択信号入力端子CK
に、例えば、nビットの制御信号S13(S14)の各
ビットデータCn-1 ,Cn-2 ,…,C2 ,C1 ,C0
それぞれ入力される。各セレクタは、選択信号入力端子
に入力された信号のレベルに応じて、入力端子Aまたは
入力端子Bの信号を選択して、その反転した信号を出力
する。例えば、選択信号入力端子CKにローレベルの信
号が入力されるとき、セレクタは入力端子Aに入力され
た信号を選択して、それを反転して出力端子に出力す
る。逆に、選択信号入力端子CKにハイレベルの信号が
入力されたとき、セレクタは入力端子Bに入力された信
号を選択して、それを反転して出力端子に出力する。
【0048】さらに、遅延素子D0 の遅延時間はTD
すると、遅延素子Di の遅延時間は2i D となる。例
えば、遅延素子Dn-1 の遅延時間は2n-1 D となり、
遅延素子D1 の遅延時間は2TD となる。
【0049】上述した遅延回路により、制御信号S13
(S14)の各ビットデータCn-1,Cn-2 ,…,
2 ,C1 ,C0 のレベルに応じて、第1のパルス信号
1 (第2のパルス信号R1 )の入力端子から、最後段
のセレクタSEL0 の出力端子までの信号の遅延時間が
設定される。
【0050】図3は、本発明に係る遅延回路の第2の構
成例を示す回路図である。この遅延回路が、図2に示す
回路と異なる点は、各セレクタSELn-1 ,SE
n-2 ,…,SEL2 ,SEL1 ,SEL0 が出力を反
転させずに正転のままで出力することにある。その他の
構成は図2の回路と同様であり、その詳細な説明は省略
する。
【0051】図4は、本発明に係る遅延回路の第3の構
成例を示す回路図である。偶数段の縦続接続されたバッ
ファBUFj ,BUFj-1 ,…,BUF2 ,BUF1
各バッファの入力段に配置されたスイッチSWj ,SW
j-1 ,…,SW2,SW1 、並びに最終段のスイッチS
0 、およびnビットの制御信号をデコードしてスイッ
チSWj ,SWj-1 ,…,SW2 ,SW1 ,SW0 に次
段に出力するか出力信号として出力するかの経路切替の
ためのビットデータCn-1 ,Cn-2,…,C2 ,C1
0 をそれぞれ供給するデコーダDECにより構成され
ている。
【0052】図5は、本発明に係る遅延回路の第4の構
成例を示す回路図である。図5に示すように、本例の遅
延回路はバッファおよびその出力端子に接続された複数
の容量素子からなる遅延段を複数段用いて構成されてい
る。各遅延段の容量素子はnMOSトランジスタにより
構成されている。
【0053】図5において、BUFn-1 ,BUFn-2
…,BUF2 ,BUF1 ,BUF0,BUF00はバッフ
ァ、Tnn-1 ,Tnn-2 ,…,Tn2 ,Tn1 ,Tn0
は容量素子を構成するnMOSトランジスタをそれぞれ
示している。なお、バッファBUFn-1 ,BUFn-2
…,BUF2 ,BUF1 ,BUF0,BUF00は、例え
ば、2段のインバータが直列に接続して構成される。
【0054】図示のように、例えば、i段目の遅延段
は、バッファBUFi とその出力端子に接続されたn個
の容量素子からなる。これらの容量素子は、nMOSト
ランジスタTnn-1 ,Tnn-2 ,…,Tn2 ,Tn1
Tn0 により構成されている。
【0055】各nMOSトランジスタのソース、ドレイ
ン拡散層はバッファの出力端子に共通に接続され、基板
は接地され、ゲートは、それぞれ制御信号S13(S1
4)の各ビットデータCn-1 ,Cn-2 ,…,C2
1 ,C0 の入力線に接続されている。例えば、nMO
SトランジスタTnn-1 のゲートはビットデータCn-1
の入力線に接続され、nMOSトランジスタTn0 のゲ
ートはビットデータC0 の入力線に接続されている。
【0056】このため、nMOSトランジスタTni
ゲートにハイレベルの信号が入力されているとき、nM
OSトランジスタTni のチャネル領域と基板間に空乏
層が形成され、容量素子の容量が大きくなり、逆にnM
OSトランジスタTni のゲートにローレベルの信号が
入力されたとき、チャネル領域と基板間に空乏層が形成
せず、容量素子の容量が小さくなる。
【0057】各遅延段の容量素子を構成するnMOSト
ランジスタのサイズは、入力ビットに応じて設定されて
いる。例えば、下位ビットに接続されているnMOSト
ランジスタTn0 から上位ビットに接続されているnM
OSトランジスタTnn-1 に向かって、トランジスタの
サイズは2の巾乗に比例して大きく設定されている。こ
れにより、構成された容量素子の容量は2の巾乗に比例
した値となる。
【0058】このような遅延段に構成されたDCOにお
いて、図5に示すように、例えば、ビットデータCn-1
がハイレベルに保持されたとき、バッファBUFn-1
BUFn-2 ,…,BUF2 ,BUF1 ,BUF0 の出力
端子にそれぞれ接続されているnMOSトランジスタT
n-1 の容量が大きくなり、第1のパルス信号S1 (第
2のパルス信号R1 )の入力端子から、バッファBUF
00の入力端子までの間に信号の遅延時間がnMOSトラ
ンジスタTnn-1 の容量に応じて大きく設定される。
【0059】第1の記憶回路13は、外部データDTを
受けて、R・Sフリップフロップ20による第1の出力
信号outが第1のレベル(本実施形態ではローレベ
ル)のときのデータの値を更新するとともに、更新直前
の値を保持し、第1の出力信号outが第2のレベル
(本実施形態ではハイレベル)になったときに、値の更
新を中断して直前に更新された値を制御信号S13とし
て第1の遅延回路11に出力する。
【0060】第2の記憶回路14は、外部データDTを
受けて、R・Sフリップフロップ20による第2の出力
信号/out(/は反転を示す)がローレベル(第1の
レベル)のときのデータの値を更新するとともに、更新
直前の値を保持し、第2の出力信号/outがハイレベ
ル(第2のレベル)になったときに、値の更新を中断し
て直前に更新された値を制御信号S14として第2の遅
延回路14に出力する。
【0061】第1の切替検出回路15は、R・Sフリッ
プフロップ20による第1の出力信号outがハイレベ
ルからローレベルに切り替わる、いわゆる立ち下がりエ
ッジを検出すると、第1のパルス信号S1 を生成して第
1の遅延回路11に出力する。
【0062】第2の切替検出回路16は、R・Sフリッ
プフロップ20による第2の出力信号/outがハイレ
ベルからローレベルに切り替わる、立ち下がりエッジを
検出すると、第2のパルス信号R1 を生成して第2の遅
延回路12に出力する。
【0063】立ち上がり検出回路17は、外部からのハ
イレベルでアクティブのイネーブル信号(第1の外部信
号)ENの立ち上がりエッジを検出してパルス信号S1
7を生成し、第1のORゲート回路18に出力する。
【0064】第1のORゲート回路18は、第1の遅延
回路11による第1の遅延信号S2および立ち上がり検
出回路17によるパルス信号S17の論理和をとり、信
号S18としてR・Sフリップフロップ20のセット端
子Sに入力させる。
【0065】第2のORゲート回路19は、第2の遅延
回路12による第1の遅延信号R2および外部からのリ
セット信号(第2の外部信号)RSTとの論理和をと
り、信号S19としてR・Sフリップフロップ20のリ
セット端子Rに入力させる。
【0066】R・Sフリップフロップ20は、第1のO
Rゲート回路18の出力信号S18、すなわち第1の遅
延信号S2 またはパルス信号S17をセット端子Sにア
クティブで受けた場合には、第1の出力信号outをロ
ーレベルからハイレベルに切り替えて正転出力端子Qか
ら出力するとともに、第2の出力信号/outをハイレ
ベルからローレベルに切り替えて反転出力端子/Qから
出力する。そして、第2のORゲート回路19の出力信
号S19、すなわち第2の遅延信号R2 またはリセット
RSTをリセット端子Rにアクティブで受けた場合に
は、第2の遅延信号R2 またはリセット信号RSTを受
けた場合に、第1の出力信号outをハイレベルからロ
ーレベルに切り替えて正転出力端子Qから出力するとと
もに、第2の出力信号/outをローレベルからハイレ
ベルに切り替えて反転出力端子/Qから出力する。
【0067】以上の構成を有するディジタル制御発振回
路10では、R・Sフリップフロップ20の正転出力端
子Q、第1の切替検出回路15、第1の遅延回路11、
および第1のORゲート回路18により第1の発振ルー
プ回路が構成され、R・Sフリップフロップ20の反転
出力端子/Q、第2の切替検出回路16、第2の遅延回
路12、および第2のORゲート回路19により第2の
発振ループ回路が構成される。
【0068】次に、上記構成による動作を図6のタイミ
ングチャートに関連付けて説明する。
【0069】まずはじめに、外部リセット信号RSTが
ハイレベルでORゲート回路19を介してR・Sフリッ
プフロップ20のリセット端子Rに入力される。これに
より、R・Sフリップフロップ20はリセットされ、第
1の出力信号outがローレベルで正転出力端子Qから
出力され、第2の出力信号/outがハイレベルで反転
出力端子/Qから出力される。
【0070】この状態で、立ち上がり検出回路17に入
力される外部からイネーブル信号ENがローレベルから
ハイレベルに切り替えられる。立ち上がり検出回路17
では、イネーブル信号ENの立ち上がりが検出されて、
パルス信号S17が生成され、ORゲート回路18を介
してR・Sフリップフロップ20のセット端子Sに入力
され。これにより、R・Sフリップフロップ20はセッ
ト状態に切り替わり、第1の出力信号outがローレベ
ルからハイレベルに切り替えられて正転出力端子Qから
第1の切替検出回路15に出力され、第2の出力信号/
outがハイレベルからローレベルに切り替えられて反
転出力端子/Qから第2の切替検出回路16に出力され
る。
【0071】このとき、第1の出力信号outはローレ
ベルからハイレベルに立ち上がった信号であることか
ら、第1の切替検出回路15においては第1のパルス信
号S1の生成は行われない。これに対して、第2の出力
信号/outはハイレベルからローレベルに立ち下がっ
た信号であることから、第2の切替検出回路16におい
てその立ち下がりエッジが検出される。これにより、第
2のパルス信号R1 が生成されて第2の遅延回路12に
出力される。
【0072】第2の遅延回路12においては、第2のパ
ルス信号R1 が第2の記憶回路14からの制御信号S1
4で規定される時間だけ遅らされて、第2の遅延信号R
2 としてORゲート回路19を介してR・Sフリップフ
ロップ20のリセット端子Rに入力される。これによ
り、R・Sフリップフロップ20はリセット状態に切り
替わり、第1の出力信号outがハイレベルからローレ
ベルに切り替えられて正転出力端子Qから第1の切替検
出回路15に出力され、第2の出力信号/outがロー
レベルからハイレベルに切り替えられて反転出力端子/
Qから第2の切替検出回路16に出力される。
【0073】このとき、第1の出力信号outはハイレ
ベルからローレベルに立ち下がった信号であることか
ら、第1の切替検出回路15においてその立ち下がりエ
ッジが検出される。これにより、第1のパルス信号S1
が生成されて第1の遅延回路11に出力される。これに
対して、第2の出力信号/outはローレベルからハイ
レベルに立ち上がった信号であることから、第2の切替
検出回路16においては第2のパルス信号R1 の生成は
行われない。
【0074】第1の遅延回路11においては、第1のパ
ルス信号S1 が第1の記憶回路13からの制御信号S1
3で規定される時間だけ遅らされて、第1の遅延信号S
2 としてORゲート回路18を介してR・Sフリップフ
ロップ20のセット端子Sに入力される。これにより、
R・Sフリップフロップ20はセット状態に切り替わ
り、第1の出力信号outがローレベルからハイレベル
に切り替えられて正転出力端子Qから第1の切替検出回
路15に出力され、第2の出力信号/outがハイレベ
ルからローレベルに切り替えられて反転出力端子/Qか
ら第2の切替検出回路16に出力される。
【0075】このとき、第1の出力信号outはローレ
ベルからハイレベルに立ち上がった信号であることか
ら、第1の切替検出回路15においては第1のパルス信
号S1の生成は行われない。これに対して、第2の出力
信号/outはハイレベルからローレベルに立ち下がっ
た信号であることから、第2の切替検出回路16におい
てその立ち下がりエッジが検出される。これにより、第
2のパルス信号R1 が生成されて第2の遅延回路12に
出力される。
【0076】第2の遅延回路12においては、第2のパ
ルス信号R1 が第2の記憶回路14からの制御信号S1
4で規定される時間だけ遅らされて、第2の遅延信号R
2 としてORゲート回路19を介してR・Sフリップフ
ロップ20のリセット端子Rに入力される。これによ
り、R・Sフリップフロップ20はリセット状態に切り
替わり、第1の出力信号outがハイレベルからローレ
ベルに切り替えられて正転出力端子Qから第1の切替検
出回路15に出力され、第2の出力信号/outがロー
レベルからハイレベルに切り替えられて反転出力端子/
Qから第2の切替検出回路16に出力される。
【0077】以上の動作が繰り返し行われて、出力信号
生成回路としてのR・Sフリップフロップ20は、第1
および第2の遅延回路11,12による遅延によって決
まる周期のクロック信号が生成される。
【0078】なお、第1および第2の記憶回路13,1
4では、外部データDTを受けて、R・Sフリップフロ
ップ20による第1の出力信号out、第2の出力信号
/outがローレベルのときのデータの値が更新される
とともに、更新直前の値を保持される。そして、第1の
出力信号out、第2の出力信号/outがハイレベル
になったときに、値の更新が中断されて、直前に更新さ
れた値が制御信号S13,S14として第1、第2の遅
延回路11に出力される。これにより、第1および第2
の遅延回路11,12が安定状態時に制御信号が変化す
るので、信号パスの一時的な断絶がなく、制御信号の変
化に起因するジッタが生じ難い。
【0079】以上説明したように、本第1の実施形態に
よれば、第1の記憶回路13による制御信号S13によ
り設定された遅延時間だけ第1の切替検出回路15によ
る第1のパルス信号S1 を遅延させて第1の遅延信号S
2 として出力する第1の遅延回路11と、第2の記憶回
路14による制御信号S14により設定された遅延時間
だけ第2の切替検出回路16による第2のパルス信号R
1 を遅延させて第2の遅延信号R2 として出力する第2
の遅延回路12と、外部データDTを受けて、R・Sフ
リップフロップ20による第1の出力信号outがロー
レベルのときのデータの値を更新するとともに、更新直
前の値を保持し、第1の出力信号outがハイレベルに
なったときに、値の更新を中断して直前に更新された値
を制御信号S13として第1の遅延回路11に出力する
第1の記憶回路13と、外部データDTを受けて、R・
Sフリップフロップ20による第2の出力信号/out
がローレベルのときのデータの値を更新するとともに、
更新直前の値を保持し、第2の出力信号/outがハイ
レベルになったときに、値の更新を中断して直前に更新
された値を制御信号S14として第2の遅延回路14に
出力する第2の記憶回路14と、R・Sフリップフロッ
プ20による第1の出力信号outがハイレベルからロ
ーレベルに切り替わる立ち下がりエッジを検出すると、
第1のパルス信号S1 を生成して第1の遅延回路11に
出力する第1の切替検出回路15と、R・Sフリップフ
ロップ20による第2の出力信号/outがハイレベル
からローレベルに切り替わる立ち下がりエッジを検出す
ると、第2のパルス信号R1 を生成して第2の遅延回路
12に出力する第2の切替検出回路16と、第1のOR
ゲート回路18の出力信号S18、すなわち第1の遅延
信号S2 またはパルス信号S17をセット端子Sにアク
ティブで受けた場合には、第1の出力信号outをロー
レベルからハイレベルに切り替えて正転出力端子Qから
出力するとともに、第2の出力信号/outをハイレベ
ルからローレベルに切り替えて反転出力端子/Qから出
力し、第2のORゲート回路19の出力信号S19、す
なわち第2の遅延信号R2 またはリセットRSTをリセ
ット端子Rにアクティブで受けた場合には、第2の遅延
信号R2 またはリセット信号RSTを受けた場合に、第
1の出力信号outをハイレベルからローレベルに切り
替えて正転出力端子Qから出力するとともに、第2の出
力信号/outをローレベルからハイレベルに切り替え
て反転出力端子/Qから出力するR・Sフリップフロッ
プ20とを設けたので、ディジタルの制御信号に応じ
て、発振回路の発振周波数を制御することができ、発振
周波数のレンジが広く、周波数の変移が連続的で滑らか
な特性を持ち、制御信号の変化に起因するジッタがな
く、また回路構成が簡単な遅延回路を用いることができ
るので消費電力が少ない、という利点をもつDCOを得
ることができる。
【0080】第2実施形態 図7は、本発明に係るディジタル制御発振回路の第2の
実施形態を示す回路図である。本第2の実施形態のディ
ジタル制御発振回路10aにおいては、R・Sフリップ
フロップのセットとリセットの各々の動作にかかる時間
が僅かに異なる場合が多いことから、この僅かなズレを
補正する回路を設けている。
【0081】具体的には、たとえば第1の出力信号ou
tを主として考えれば、R・Sフリップフロップがセッ
トされてリセットされるので、第1の出力信号outが
ハイレベルになった後、第2の出力信号/outがロー
レベルになる。このため、ハイレベルの期間がローレベ
ルの期間より僅かに長くなる。したがって、図7の例で
は、これを補正する遅延素子21を、D1、D2、D3
のいずれかの箇所に挿入して、ハイレベルの期間とロー
レベルの期間を等しく補正している。
【0082】なお、トータルで補正のための遅延が等し
いならば、D1、D2、D3の複数の箇所に遅延素子を
挿入することもできる。第2の出力信号/outを主と
して考えれば、逆の構造にすればよい。
【0083】本第2の実施形態によれば、上述した第1
の実施形態の効果に加えて、さらに精度の高い発振動作
を実現できる利点がある。
【0084】第3実施形態 図8は、本発明に係るディジタル制御発振回路の第3の
実施形態を示す回路図である。本第3の実施形態では、
前述した図2〜図4に示すような、ゲートの遅延を用い
た構造の回路を用いた場合、最少のステップがゲートの
最少遅延よりも小さくならないことから、このステップ
を補間する回路を設けている。
【0085】具体的には、第1の出力信号outの立ち
下がりを検出する第1の切替検出回路15の入力側、並
びに第2の出力信号/outの立ち下がりを検出する第
2の切替検出回路16の入力側に、第1の記憶回路13
aによる制御信号S13a、第2の記憶回路14aによ
る制御信号S14aにより遅延時間が制御される第1お
よび第2の前置遅延回路22,23を挿入している。
【0086】図9〜図12に、第1および第2の前置遅
延回路22,23の構成例を示す回路図である。
【0087】図9は、前置遅延回路の第1の構成例を示
す回路図である。図9に示すように、本例の前置遅延回
路は2つのインバータ間に複数の容量素子からなる遅延
段を接続して構成されている。各遅延段の容量素子はn
MOSトランジスタにより構成されている。
【0088】図9において、INV1 ,INV2 はイン
バータ、Tni-1 ,Tni-2 ,…,Tn2 ,Tn1 ,T
0 は容量素子を構成するnMOSトランジスタをそれ
ぞれ示している。
【0089】各nMOSトランジスタのソース、ドレイ
ン拡散層はバッファの出力端子に共通に接続され、基板
は接地され、ゲートは、それぞれ制御信号S13a(S
14a)の各ビットデータCn-1 ,Cn-2 ,…,C2
1 ,C0 の入力線に接続されている。例えば、nMO
SトランジスタTnn-1 のゲートはビットデータCn-1
の入力線に接続され、nMOSトランジスタTn0 のゲ
ートはビットデータC0 の入力線に接続されている。
【0090】このため、nMOSトランジスタTni
ゲートにハイレベルの信号が入力されているとき、nM
OSトランジスタTni のチャネル領域と基板間に空乏
層が形成され、容量素子の容量が大きくなり、逆にnM
OSトランジスタTni のゲートにローレベルの信号が
入力されたとき、チャネル領域と基板間に空乏層が形成
せず、容量素子の容量が小さくなる。
【0091】遅延段の容量素子を構成するnMOSトラ
ンジスタのサイズは、入力ビットに応じて設定されてい
る。例えば、下位ビットに接続されているnMOSトラ
ンジスタTn0 から上位ビットに接続されているnMO
SトランジスタTnn-1 に向かって、トランジスタのサ
イズは2の巾乗に比例して大きく設定されている。これ
によい、構成された容量素子の容量は2の巾乗に比例し
た値となる。すなわち重み付けしてある。
【0092】このように重み付けされた遅延段のnMO
Sトランジスタをオン・オフすることで遅延を制御し、
次の第1の遅延回路(第2の遅延回路)の補間をするこ
とができる。
【0093】図10は、前置遅延回路の第2の構成例を
示す回路図である。図10に示すように、本例の前置遅
延回路が図9の回路と異なる点は、後段のインバータI
NV2 にヒステリシス特性を持たせ、次段の遅延回路の
補間をさらに容易にしていることにある。
【0094】図11は、前置遅延回路の第3の構成例を
示す回路図である。図11に示すように、本例の前置遅
延回路が図9の回路と異なる点は、容量素子としてnM
OSトランジスタを用いる代わりに、pMOSトランジ
スタTpi-1 ,Tpi-2 ,…,Tp2 ,Tp1 ,Tp0
を用い、かつインバータの代わりにバッファBUF1
BUF2 を用いたことにある。この場合、各pMOSト
ランジスタTpi-1 ,Tpi-2 ,…,Tp2 ,Tp1
Tp0 のゲート電極には、ビットデータの反転データ/
i-1 〜/C0 が供給される。
【0095】図12は、前置遅延回路の第4の構成例を
示す回路図である。図12に示すように、本例の前置遅
延回路が図11の回路と異なる点は、後段のバッファB
UF2 にヒステリシス特性を持たせ、次段の遅延回路の
補間をさらに容易にしていることにある。
【0096】本第3の実施形態によれば、上述した第1
の実施形態の効果に加えて、さらに確実な発振動作を実
現できる利点がある。
【0097】第4実施形態 図13は、本発明に係るディジタル制御発振回路の第4
の実施形態を示す回路図である。本第4の実施形態のデ
ィジタル制御発振回路10cにおいては、図8の構成
に、第2の実施形態と同様に、R・Sフリップフロップ
のセットとリセットの各々の動作にかかる時間が僅かに
異なる場合が多いことから、この僅かなズレを補正する
回路を設けている。
【0098】具体的には、たとえば第1の出力信号ou
tを主として考えれば、R・Sフリップフロップがセッ
トされてリセットされるので、第1の出力信号outが
ハイレベルになった後、第2の出力信号/outがロー
レベルになる。このため、ハイレベルの期間がローレベ
ルの期間より僅かに長くなる。したがって、図7の例で
は、これを補正する遅延素子21を、D1、D2、D3
のいずれかの箇所に挿入して、ハイレベルの期間とロー
レベルの期間を等しく補正している。
【0099】なお、トータルで補正のための遅延が等し
いならば、D1、D2、D3の複数の箇所に遅延素子を
挿入することもできる。第2の出力信号/outを主と
して考えれば、逆の構造にすればよい。
【0100】本第4の実施形態によれば、上述した第3
の実施形態の効果に加えて、さらに精度の高い発振動作
を実現できる利点がある。
【0101】なお、上述した各実施形態に係るDCO
は、図14に示すPLL回路に適用することがきること
はいうまでもない。
【0102】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
たとえ動作中であっても、必ず回路が安定した状態を創
り出すことができ、その状態下で遅延回路の制御信号を
変化させることで、回路のスイッチング時における不定
状態を問題とする必要がなくなる。その結果、ディジタ
ルの制御信号に応じて、発振回路の発振周波数を制御す
ることができ、発振周波数のレンジが広く、周波数の変
移が連続的で滑らかな特性を持ち、制御信号の変化に起
因するジッタがなく、また回路構成が簡単な遅延回路を
用いることができるので消費電力が少ない、という利点
が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るディジタル制御発振回路の第1の
実施形態を示す回路図である。
【図2】本発明に係る遅延回路の第1の構成例を示す回
路図である。
【図3】本発明に係る遅延回路の第2の構成例を示す回
路図である。
【図4】本発明に係る遅延回路の第3の構成例を示す回
路図である。
【図5】本発明に係る遅延回路の第4の構成例を示す回
路図である。
【図6】図1の回路の動作を説明するためのタイミング
チャートである。
【図7】本発明に係るディジタル制御発振回路の第2の
実施形態を示す回路図である。
【図8】本発明に係るディジタル制御発振回路の第3の
実施形態を示す回路図である。
【図9】本発明に係る前置遅延回路の第1の構成例を示
す回路図である。
【図10】本発明に係る前置遅延回路の第2の構成例を
示す回路図である。
【図11】本発明に係る前置遅延回路の第3の構成例を
示す回路図である。
【図12】本発明に係る前置遅延回路の第4の構成例を
示す回路図である。
【図13】本発明に係るディジタル制御発振回路の第4
の実施形態を示す回路図である。
【図14】ディジタル制御発振回路を用いたPLL回路
の一例を示す回路図である。
【図15】従来のディジタル制御発振回路の一例を示す
回路図である。
【図16】従来のディジタル制御発振回路の一例を示す
回路図である。
【図17】図15における遅延素子の構成を示す回路図
である。
【符号の説明】
10,10a〜10c…ディジタル制御発振回路(DC
O)、11…第1の遅延回路、12…第2の遅延回路、
13,13a…第1の記憶回路、14,14a…第2の
記憶回路、15…第1の切替検出回路、16…第2の切
替検出回路、17…立上がり検出回路、18…第1のO
Rゲート回路、19…第2のORゲート回路、20…R
・Sフリップフロップ20、21…遅延素子、22…第
1の前置遅延回路、23……第2の前置遅延回路。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 制御信号に応じて発振周波数が制御され
    るディジタル制御発振回路であって、 上記制御信号により設定された遅延時間だけ第1の信号
    を遅延させて第1の遅延信号として出力する第1の遅延
    回路と、 上記制御信号により設定された遅延時間だけ第2の信号
    を遅延させて第2の遅延信号として出力する第2の遅延
    回路と、 上記第1の遅延信号を受けた場合には、第1の出力信号
    を第1のレベルから第2のレベルに切り替えて出力する
    とともに、第2の出力信号を第2のレベルから第1のレ
    ベルに切り替えて出力し、上記第2の遅延信号を受けた
    場合には、第1の出力信号を第2のレベルから第1のレ
    ベルに切り替えて出力するとともに、第2の出力信号を
    第1のレベルから第2のレベルに切り替えて出力する出
    力信号生成回路と、 上記第1の出力信号が第2のレベルから第1のレベルに
    切り替わったことを検出すると上記第1の信号を生成し
    て上記第1の遅延回路に出力する第1に切替検出回路
    と、 上記第2の出力信号が第2のレベルから第1のレベルに
    切り替わったことを検出すると上記第2の信号を生成し
    て上記第2の遅延回路に出力する第2に切替検出回路と
    を有するディジタル制御発振回路。
  2. 【請求項2】 上記制御信号はn(nは正整数)ビット
    のディジタル信号であり、 上記第1および第2の遅延回路は、上記制御信号のビッ
    ト数に応じて複数個設けられ、対応するビットデータに
    応じて遅延時間が制御される遅延素子が縦続接続されて
    構成されている請求項1記載のディジタル制御発振回
    路。
  3. 【請求項3】 上記出力信号生成回路は、セット端子に
    上記第1の遅延信号が入力され、リセット端子に上記第
    2の遅延信号が入力され、正転出力端子から上記第1の
    出力信号を出力し、反転出力端子から上記第2の出力信
    号を出力するリセット・セット(R・S)型フリップフ
    ロップにより構成されている請求項1記載のディジタル
    制御発振回路。
  4. 【請求項4】 上記R・S型フリップフロップのセット
    とリセットの各々の動作にかかる時間のずれを補正する
    回路を有する請求項3記載のディジタル制御発振回路。
  5. 【請求項5】 上記第1の遅延信号または第1の外部信
    号を上記出力信号生成回路に入力させるゲート回路を有
    し、 上記出力信号生成回路は、上記第1の遅延信号または第
    1の外部信号を受けた場合に、第1の出力信号を第1の
    レベルから第2のレベルに切り替えて出力するととも
    に、第2の出力信号を第2のレベルから第1のレベルに
    切り替えて出力する請求項1記載のディジタル制御発振
    回路。
  6. 【請求項6】 上記第2の遅延信号または第2の外部信
    号を上記出力信号生成回路に入力させるゲート回路を有
    し、 上記出力信号生成回路は、上記第2の遅延信号または第
    2の外部信号を受けた場合に、第1の出力信号を第2の
    レベルから第1のレベルに切り替えて出力するととも
    に、第2の出力信号を第1のレベルから第2のレベルに
    切り替えて出力する請求項1記載のディジタル制御発振
    回路。
  7. 【請求項7】 上記第1の遅延信号または第1の外部信
    号を上記出力信号生成回路に入力させる第1のゲート回
    路と、 上記第2の遅延信号または第2の外部信号を上記出力信
    号生成回路に入力させる第2のゲート回路とを有し、 上記出力信号生成回路は、上記第1の遅延信号または第
    1の外部信号を受けた場合に、第1の出力信号を第1の
    レベルから第2のレベルに切り替えて出力するととも
    に、第2の出力信号を第2のレベルから第1のレベルに
    切り替えて出力し、上記第2の遅延信号または第2の外
    部信号を受けた場合に、第1の出力信号を第2のレベル
    から第1のレベルに切り替えて出力するとともに、第2
    の出力信号を第1のレベルから第2のレベルに切り替え
    て出力する請求項1記載のディジタル制御発振回路。
  8. 【請求項8】 外部データを受けて、上記第1の出力信
    号が第1のレベルのときのデータの値を更新するととも
    に、更新直前の値を保持し、上記第1の出力信号が第2
    のレベルになったときに、値の更新を中断して直前に更
    新された値を上記制御信号として上記第1の遅延回路に
    出力する記憶回路を有する請求項1記載のディジタル制
    御発振回路。
  9. 【請求項9】 外部データを受けて、上記第2の出力信
    号が第1のレベルのときのデータの値を更新するととも
    に、更新直前の値を保持し、上記第2の出力信号が第2
    のレベルになったときに、値の更新を中断して直前に更
    新された値を上記制御信号として上記第2の遅延回路に
    出力する記憶回路を有する請求項1記載のディジタル制
    御発振回路。
  10. 【請求項10】 外部データを受けて、上記第1の出力
    信号が第1のレベルのときのデータの値を更新するとと
    もに、更新直前の値を保持し、上記第1の出力信号が第
    2のレベルになったときに、値の更新を中断して直前に
    更新された値を上記制御信号として上記第1の遅延回路
    に出力する第1の記憶回路と、 外部データを受けて、上記第2の出力信号が第1のレベ
    ルのときのデータの値を更新するとともに、更新直前の
    値を保持し、上記第2の出力信号が第2のレベルになっ
    たときに、値の更新を中断して直前に更新された値を上
    記制御信号として上記第2の遅延回路に出力する第2の
    記憶回路とを有する請求項1記載のディジタル制御発振
    回路。
  11. 【請求項11】 上記第1の遅延回路および第2の遅延
    回路のうち少なくとも一方の入力側に当該遅延回路の遅
    延ステップの補間を行う前置遅延回路を有する請求項1
    記載のディジタル制御発振回路。
  12. 【請求項12】 基準信号と発振信号との位相を比較
    し、比較結果に応じてアップ信号またはダウン信号を発
    生する位相比較器と、 上記位相比較器からのアップ信号またはダウン信号を受
    けて、これらの信号のレベルに応じて、nビットのカウ
    ントデータを発生するディジタルカウンタと、 上記ディジタルカウンタによるカウントデータにより設
    定された遅延時間だけ第1の信号を遅延させて第1の遅
    延信号として出力する第1の遅延回路と、上記カウント
    データにより設定された遅延時間だけ第2の信号を遅延
    させて第2の遅延信号として出力する第2の遅延回路
    と、上記第1の遅延信号を受けた場合には、第1の出力
    信号を第1のレベルから第2のレベルに切り替えて出力
    するとともに、第2の出力信号を第2のレベルから第1
    のレベルに切り替えて出力し、上記第2の遅延信号を受
    けた場合には、第1の出力信号を第2のレベルから第1
    のレベルに切り替えて出力するとともに、第2の出力信
    号を第1のレベルから第2のレベルに切り替えて出力す
    る出力信号生成回路と、上記第1の出力信号が第2のレ
    ベルから第1のレベルに切り替わったことを検出すると
    上記第1の信号を生成して上記第1の遅延回路に出力す
    る第1に切替検出回路と、上記第2の出力信号が第2の
    レベルから第1のレベルに切り替わったことを検出する
    と上記第2の信号を生成して上記第2の遅延回路に出力
    する第2に切替検出回路とを備えたディジタル制御発振
    回路とを有するPLL回路。
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