JPS6390215A - Continuous variable mode pll circuit - Google Patents

Continuous variable mode pll circuit

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Publication number
JPS6390215A
JPS6390215A JP61236466A JP23646686A JPS6390215A JP S6390215 A JPS6390215 A JP S6390215A JP 61236466 A JP61236466 A JP 61236466A JP 23646686 A JP23646686 A JP 23646686A JP S6390215 A JPS6390215 A JP S6390215A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charge pump
output
phase
integrator
phase comparator
Prior art date
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Pending
Application number
JP61236466A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Miwa
真 三輪
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Priority to US06/919,474 priority patent/US4745372A/en
Publication of JPS6390215A publication Critical patent/JPS6390215A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To more precisely cope with the lock state by applying a phase lock signal from a phase comparator to a terminal, which controls the value of the constant current of a charge pump driven with a constant current, through an integrator. CONSTITUTION:A phase lock signal 10 of a phase comparator 3 is obtained as a pulse signal whose pulse width is changed in accordance with the lock state of a PLL circuit. This signal is inputted to an integrator 15 through a buffer amplifier 14, and a part of the output of the integrator 15 is inverted by a polarity converting part 16 to obtain a pair of outputs (d) and (e). They are applied as the control input of a current variable charge pump to continuously change the driving current of the current variable charge pump 11, thus changing the loop characteristic of PLL.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、周波数シンセサイザ等に使用する連続可変モ
ードPLL (フェーズロックドループ)回路に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to continuously variable mode PLL (phase locked loop) circuits used in frequency synthesizers and the like.

従来の技術 第4図は従来の2モ一ドPLL回路の構成を示している
。第4図において1は基準発振器であり、この出力は2
の分周器に入力され、更に分周器2の出力は位相比較器
3の基準入力として加えられている。位相比較器3の位
相遅れ、進みの2つの出力はチャージポンプ4に入力さ
れ、また位相比較器からの位相ロック信号10はスイッ
チ5の制御信号となっている。チャージポンプ4の出力
はローパスフィルタフに入力され、またスイッチ5によ
り、ローパスフィルタフの特性が可変されるようになっ
ている。ローパスフィルタフの出力は電圧制御発振器6
に入力され、電圧制御発振器6の出力は、出力9として
使用されると同時に分周器8に入力される。また、分周
器8の出力は位相次に上記従来例の動作について説明す
る。第y図においてスイッチ5を除けば通常用いられて
いるフェーズロックループ回路であり、基準発振器1の
発振周波数をfR,分周器2の分周比をM1分周器8の
分周比をNとすれば出力9の周波数「0またここで分周
器2,8を可変分周器とし、N。
BACKGROUND OF THE INVENTION FIG. 4 shows the configuration of a conventional two-mode PLL circuit. In Fig. 4, 1 is the reference oscillator, and its output is 2
Further, the output of frequency divider 2 is added as a reference input to phase comparator 3. Two phase lag and lead outputs of the phase comparator 3 are input to a charge pump 4, and a phase lock signal 10 from the phase comparator serves as a control signal for the switch 5. The output of the charge pump 4 is input to a low-pass filter, and the characteristics of the low-pass filter are varied by a switch 5. The output of the low-pass filter is the voltage controlled oscillator 6
The output of the voltage controlled oscillator 6 is used as the output 9 and is simultaneously input to the frequency divider 8. Furthermore, the operation of the above-mentioned conventional example will be explained based on the phase of the output of the frequency divider 8. In Fig. y, except for the switch 5, it is a normally used phase-locked loop circuit. Then, the frequency of output 9 is ``0''.Also, if frequency dividers 2 and 8 are variable frequency dividers, N.

Mの値を変化することにより出力周波数rOを変化させ
ることができる。このループの特性は、ループケインと
ローパスフィルタ7の伝達特性で表わすことができ、ロ
ーパスフィルタ7として第1図のようなRCフィルタを
用いるとループは2次ループとなる。
By changing the value of M, the output frequency rO can be changed. The characteristics of this loop can be expressed by the transfer characteristics of the loop key and the low-pass filter 7, and if an RC filter as shown in FIG. 1 is used as the low-pass filter 7, the loop becomes a second-order loop.

このときチャージポンプの電源電圧をVp 、 vc。At this time, the power supply voltage of the charge pump is Vp, vc.

の変調感度なKvとすると、PLL応答を決定するωn
 (自然周波数)とζ(ダンピング係数)は次式で表わ
される。
Let Kv be the modulation sensitivity of ωn, which determines the PLL response.
(natural frequency) and ζ (damping coefficient) are expressed by the following equation.

これより、スイッチ5でR2をショートすれば、ωnは
大きくなり、PLLの固有周波数が上がることにより、
系の応答が早くなる。よって、PLLがロックしていな
い時は位相ロック信号10によりスイッチ5をON し
てやれば、より早< PLLの同期引き込みが実現する
。またロックした時はスイッy−5はオープンであり、
ωnは小さくなるため、ノイズ抑圧、安定度の点で有利
となる。このようにフィルタ特性を切り換えることによ
り高速立上りと高ノイズ抑圧特性を両立させることがで
きる。
From this, if R2 is shorted with switch 5, ωn increases, and the natural frequency of the PLL increases, so that
System response becomes faster. Therefore, if the switch 5 is turned on by the phase lock signal 10 when the PLL is not locked, the PLL can be pulled into synchronization more quickly. Also, when locked, switch y-5 is open,
Since ωn becomes small, it is advantageous in terms of noise suppression and stability. By switching the filter characteristics in this way, it is possible to achieve both high-speed rise and high noise suppression characteristics.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記従来の2モ一ドPLL回路では、モ
ードにより、スイッチでフィルタの伝達関数を変化させ
るため、上記回路をIC化する際にスイッチを外付けす
る必要があり、回路を小型化しにくい欠点があった。ま
た、スイッチが、電圧制御発振器に擾乱を与え易い欠点
があった。
Problems to be Solved by the Invention However, in the conventional two-mode PLL circuit described above, since the transfer function of the filter is changed by a switch depending on the mode, it is necessary to externally attach a switch when converting the above circuit into an IC. However, there was a drawback that it was difficult to miniaturize the circuit. Further, there is a drawback that the switch tends to cause disturbance to the voltage controlled oscillator.

本発明はこのような従来の欠点を解決するものでありI
C化に向いた、擾乱を与えにくい優れた連続可変モード
PLL回路を提供することを目的とするものである。
The present invention solves these conventional drawbacks.I
It is an object of the present invention to provide an excellent continuously variable mode PLL circuit that is suitable for C conversion and is less susceptible to disturbance.

問題点を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、チャージポンプの
駆動電流を連続可変できるようにし、PLL回路の同期
引込の状態によって駆動電流を切りかえ、等測的なルー
プゲインを変化させることによって引き込み時とロック
時のループ特性を変化させるように構成したものである
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention makes it possible to continuously vary the drive current of the charge pump, changes the drive current depending on the state of synchronous pull-in of the PLL circuit, and achieves an isometric loop gain. The loop characteristics at the time of pulling in and locking are changed by changing .

作    用 したがって本発明によれば、モードを切り換える際にフ
ィルタ定数を変更せず、チャージポンプの駆動電流の連
続切換えによりループゲインを変化させて行なうため、
系に擾乱を与えにくく、また切換回路がチャージポンプ
であるためIC化に向くという効果を有する。
According to the present invention, the filter constant is not changed when changing the mode, but the loop gain is changed by continuously changing the drive current of the charge pump.
It has the advantage of being less likely to cause disturbance to the system, and since the switching circuit is a charge pump, it is suitable for IC implementation.

実施例 第1図は本発明の一実施例の構成を示すものである。第
1図において1は基準発振器であり、この出力は2の分
周器に入力され、更に分周器2の出力は位相比較器3の
基準入力として加えられている。位相比較器3の位相遅
れ、進みの2つの出力(a) 、 (blは電流可変チ
ャージポンプ11に入力され、また電流可変チャージポ
ンプ11の出力はフィルタ12を経て電圧制御発振器6
に入力されている。電圧制御発振器6の出力は出力9と
して使用されると同時に分周器8に入力される。また分
周器8の出力は位相比較器3の比較入力に入力されてい
る。電流可変チャージポンプ11を制御するための一対
の制御信号(e)及び(djは、位相比較器3の位相ロ
ック信号10をバッファアンプ14、積分器15、極性
変換部16の直列接続より成るモード制御発生信号回路
13の出力として得られるようになっている。なお、積
分器15としては簡単な抵抗とコンデンサの接続として
も良く、或いはより複雑な構成とすることも出来る。ま
た極性変換部16は積分器15の出力をそのまま或いは
インバータ16aにより反転して、逆相の出力を得て、
それぞれ出力(d)或いは(eiとして取り出せば良い
Embodiment FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a reference oscillator, the output of which is input to a frequency divider 2, and the output of frequency divider 2 is added as a reference input to a phase comparator 3. The two phase lag and lead outputs (a) and (bl) of the phase comparator 3 are input to the variable current charge pump 11, and the output of the variable current charge pump 11 is passed through the filter 12 to the voltage controlled oscillator 6.
has been entered. The output of voltage controlled oscillator 6 is used as output 9 and is simultaneously input to frequency divider 8 . Further, the output of the frequency divider 8 is input to the comparison input of the phase comparator 3. A pair of control signals (e) and (dj) for controlling the variable current charge pump 11 is a mode in which the phase lock signal 10 of the phase comparator 3 is connected in series with a buffer amplifier 14, an integrator 15, and a polarity converter 16. It is designed to be obtained as the output of the control generation signal circuit 13.The integrator 15 may be a simple connection of a resistor and a capacitor, or may have a more complicated configuration.Also, the polarity converter 16 obtains the output of the integrator 15 as it is or inverts it by the inverter 16a to obtain an output of opposite phase,
It is sufficient to take out the output (d) or (ei), respectively.

次に上記実施例の動作について説明する。PLL回路と
しての基本動作は従来例と変らない。位相比較器3の位
相ロック信号10は、PLL回路のロック状態によりパ
ルス巾が変化するパルス信号として得られる。これをバ
ッファアンプ14を介して積分器15に入力し、積分器
15の出方を一部極性変換部16で反転して、一対の出
力(d) 、 (e)を得、これらを電流可変チャージ
ポンプの制御入力として加え、ロックの状態に応じて電
流可変チャージポンプ11の駆動電流を連続的に変化さ
せてPLLのループ特性を変化させる。
Next, the operation of the above embodiment will be explained. The basic operation as a PLL circuit is the same as the conventional example. The phase lock signal 10 of the phase comparator 3 is obtained as a pulse signal whose pulse width changes depending on the lock state of the PLL circuit. This is input to the integrator 15 via the buffer amplifier 14, and the output of the integrator 15 is partially inverted by the polarity converter 16 to obtain a pair of outputs (d) and (e), which can be changed with current. In addition to being added as a control input to the charge pump, the drive current of the variable current charge pump 11 is continuously changed depending on the lock state to change the loop characteristics of the PLL.

第2図は電流可変チャージポンプ11の具体構PNP或
いはNPNトランジスタ2個及び抵抗で搗取した一対の
定電流源としてのカレントミラー回路である。カレント
ミラー回路14aはトランジスタ15a l 16aと
抵抗17aにより構成され、端子dから出力すると同じ
電流iがトランジスタ13aを流れる。同様にカレント
ミラー回路14bはトランジスタ15b 、 16b、
抵抗17bより構成される。従つて、位相比較器3の位
相遅れ、進みの2つの出力を端子(a) 、 (b)に
入力して、駆動電流iに応じたチャージポンプ出力(C
1が得られる。
FIG. 2 shows a concrete structure of the variable current charge pump 11, which is a current mirror circuit as a pair of constant current sources, which are connected by two PNP or NPN transistors and a resistor. The current mirror circuit 14a is composed of transistors 15a l 16a and a resistor 17a, and the same current i flows through the transistor 13a when it is output from the terminal d. Similarly, the current mirror circuit 14b includes transistors 15b, 16b,
It is composed of a resistor 17b. Therefore, the two outputs of the phase comparator 3, phase lag and phase lead, are input to the terminals (a) and (b), and the charge pump output (C
1 is obtained.

第3図は他の定電流源を実現する手段としての一対の差
動増幅器を用いた例である。20a 、 20bはそれ
ぞれ2個のPNP或いはNPN )ランジスタを用いた
差動増幅器であり、差動増幅器20aでは、213〜2
4aはバイアス条件を定める抵抗、25a。
FIG. 3 is an example using a pair of differential amplifiers as means for realizing another constant current source. 20a and 20b are differential amplifiers each using two PNP or NPN) transistors, and in the differential amplifier 20a, 213 to 2
4a is a resistor 25a that determines bias conditions.

26aは対を成すPNPのトランジスタ、同様差動増幅
器20bでは、21b〜24bは抵抗、25b 、 2
6bはNPNのトランジスタ、27.28は差動増幅器
20a。
26a is a pair of PNP transistors, similarly in the differential amplifier 20b, 21b to 24b are resistors, 25b, 2
6b is an NPN transistor, and 27.28 is a differential amplifier 20a.

20bの間を接続する抵抗である。上記構成で、差動増
幅器20a 、 20bの一方のトランジスタ25a。
20b. In the above configuration, one transistor 25a of the differential amplifiers 20a and 20b.

25bのベースにモード信号発生回路13の出力(d)
The output (d) of the mode signal generation circuit 13 is connected to the base of 25b.
.

(e)に接続することによって、トランジスタ26a。(e) by connecting it to transistor 26a.

26bの電流を連続的に可変制御出来る。The current of 26b can be continuously and variably controlled.

発明の効果 以上実施例により説明したように、本発明によれば位相
比較器からの位相ロック信号を積分器を経由して定電流
駆動されるチャージポンプの定電流の値を制御する端子
に印加するように構成したので、PLL回路の同期引込
の状態に合せて連続的に駆動電流を変えて、ループゲイ
ンを連続的に変化させることが出来、従って直線近似に
よる複数個の駆動電流切換方式に比較してより精密に対
応出来る利点を有する。またスイッチの外付けが不要の
ためIC化に適し、さらに電圧制御発振器に直結される
ラインを切換ないので擾乱を与えにくいという利点を有
する。
Effects of the Invention As explained above with reference to the embodiments, according to the present invention, a phase lock signal from a phase comparator is applied via an integrator to a terminal that controls the constant current value of a charge pump driven with a constant current. Since it is configured to do this, it is possible to continuously change the drive current according to the synchronous pull-in state of the PLL circuit, and to continuously change the loop gain. It has the advantage of being able to respond more precisely. Further, since no external switch is required, it is suitable for IC implementation, and it has the advantage that it is less likely to cause disturbances because it does not switch the line directly connected to the voltage controlled oscillator.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例における連続可変上図は従来
のPLL回路のブロック図である。 l・・・基準発振器、3・・・位相比較器、6・・・電
圧制御発振器、11・・・電流可変チャージポンプ、 
13・・・モード制御信号発生回路、15・・・積分器
、 16・・・極性変換部。
FIG. 1 is a block diagram of a conventional PLL circuit that is continuously variable according to an embodiment of the present invention. l... Reference oscillator, 3... Phase comparator, 6... Voltage controlled oscillator, 11... Variable current charge pump,
13...Mode control signal generation circuit, 15...Integrator, 16...Polarity converter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ディジタル型の位相比較器と、前記位相比較器の出力に
より駆動されるチャージポンプと、前記チャージポンプ
の出力によりローパスフィルタを介して制御される電圧
制御発振器とを備えたフェーズロックドループ回路に用
いられ、前記位相比較器の位相ロック信号を積分する積
分器と、前記積分器の出力により電流値が制御される一
対の定電流源を備え、前記チャージポンプの駆動電流を
ロックの状態に対応させて連続可変に制御するようにし
た連続可変モードPLL回路。
It is used in a phase-locked loop circuit comprising a digital phase comparator, a charge pump driven by the output of the phase comparator, and a voltage controlled oscillator controlled by the output of the charge pump via a low-pass filter. , an integrator that integrates the phase lock signal of the phase comparator, and a pair of constant current sources whose current value is controlled by the output of the integrator, and the drive current of the charge pump is made to correspond to the lock state. Continuously variable mode PLL circuit for continuously variable control.
JP61236466A 1985-10-17 1986-10-03 Continuous variable mode pll circuit Pending JPS6390215A (en)

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JP61236466A JPS6390215A (en) 1986-10-03 1986-10-03 Continuous variable mode pll circuit
US06/919,474 US4745372A (en) 1985-10-17 1986-10-16 Phase-locked-loop circuit having a charge pump

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04192625A (en) * 1990-11-24 1992-07-10 Nec Corp Pll frequency synthesizer
KR100965764B1 (en) 2007-12-21 2010-06-24 주식회사 하이닉스반도체 Phase locked loop and control method thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5164356A (en) * 1974-12-02 1976-06-03 Fujitsu Ltd

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