JPWO2017043254A1 - 位相同期回路、位相同期方法および通信装置 - Google Patents

位相同期回路、位相同期方法および通信装置 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2017043254A1
JPWO2017043254A1 JP2017539079A JP2017539079A JPWO2017043254A1 JP WO2017043254 A1 JPWO2017043254 A1 JP WO2017043254A1 JP 2017539079 A JP2017539079 A JP 2017539079A JP 2017539079 A JP2017539079 A JP 2017539079A JP WO2017043254 A1 JPWO2017043254 A1 JP WO2017043254A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
clock signal
phase
circuit
comparison
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017539079A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6912381B2 (ja
Inventor
貴志 増田
貴志 増田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Semiconductor Solutions Corp
Original Assignee
Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Semiconductor Solutions Corp filed Critical Sony Semiconductor Solutions Corp
Publication of JPWO2017043254A1 publication Critical patent/JPWO2017043254A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6912381B2 publication Critical patent/JP6912381B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/083Details of the phase-locked loop the reference signal being additionally directly applied to the generator
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/07Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop using several loops, e.g. for redundant clock signal generation
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/081Details of the phase-locked loop provided with an additional controlled phase shifter
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/085Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
    • H03L7/087Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal using at least two phase detectors or a frequency and phase detector in the loop
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/085Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
    • H03L7/091Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal the phase or frequency detector using a sampling device
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/099Details of the phase-locked loop concerning mainly the controlled oscillator of the loop
    • H03L7/0995Details of the phase-locked loop concerning mainly the controlled oscillator of the loop the oscillator comprising a ring oscillator
    • H03L7/0997Controlling the number of delay elements connected in series in the ring oscillator

Landscapes

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

Abstract

本開示の位相同期回路は、入力クロック信号の遷移を検出する検出部と、第1の制御信号に応じた周波数を有するクロック信号を生成するとともに、検出部における検出結果に基づいてクロック信号の位相を変化させる発振部と、第2の制御信号に応じて、入力クロック信号の位相とクロック信号の位相との間の位相差を調整する調整部と、 複数の比較タイミングで入力クロック信号の位相とクロック信号の位相とを比較し、その比較結果に基づいて第1の制御信号および第2の制御信号を生成する制御部とを備える。

Description

本開示は、入力クロック信号に同期したクロック信号を生成する位相同期回路、そのような位相同期回路に用いられる位相同期方法、およびそのような位相同期回路を備えた通信装置に関する。
電子機器では、しばしば位相同期回路が搭載される。例えば、通信システムは、しばしば、位相同期回路が生成したクロック信号に基づいて通信を行う。具体的には、例えば、送信装置は、位相同期回路が生成したクロック信号を用いてデータ信号を送信する。また、例えば、受信装置は、位相同期回路が生成したクロック信号を用いてデータ信号を受信する。非特許文献1には、このような通信システムで使用可能な位相同期回路が開示されている。
Jri Lee and Huaide Wang, "Study of Subharmonically Injection-Locked PLLs", IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL. 44, NO. 5, MAY 2009
位相同期回路では、一般に、生成されるクロック信号の質が高いことが望まれており、さらなる質の向上が期待されている。
クロック信号の質を高めることができる位相同期回路、位相同期方法、および通信装置を提供することが望ましい。
本開示の一実施の形態における位相同期回路は、検出部と、発振部と、調整部と、制御部とを備えている。検出部は、入力クロック信号の遷移を検出するものである。発振部は、第1の制御信号に応じた周波数を有するクロック信号を生成するとともに、検出部における検出結果に基づいてクロック信号の位相を変化させるものである。調整部は、第2の制御信号に応じて、入力クロック信号の位相とクロック信号の位相との間の位相差を調整するものである。制御部は、複数の比較タイミングで入力クロック信号の位相とクロック信号の位相とを比較し、その比較結果に基づいて第1の制御信号および第2の制御信号を生成するものである。
本開示の一実施の形態における位相同期方法は、入力クロック信号の遷移を検出し、第1の制御信号に応じた周波数を有するクロック信号を生成するとともに、入力クロック信号の遷移に基づいてクロック信号の位相を変化させ、第2の制御信号に応じて、入力クロック信号の位相とクロック信号の位相との間の位相差を調整し、複数の比較タイミングで入力クロック信号の位相とクロック信号の位相とを比較し、その比較結果に基づいて第1の制御信号および第2の制御信号を生成するものである。
本開示の一実施の形態における通信装置は、第1の位相同期部と、通信部とを備えている。第1の位相同期部は、クロック信号を生成するものである。通信部は、クロック信号を用いて通信を行うものである。上記第1の位相同期部は、検出部と、発振部と、調整部と、制御部とを有している。検出部は、入力クロック信号の遷移を検出するものである。発振部は、第1の制御信号に応じた周波数を有するクロック信号を生成するとともに、検出部における検出結果に基づいてクロック信号の位相を変化させるものである。調整部は、第2の制御信号に応じて、入力クロック信号の位相とクロック信号の位相との間の位相差を調整するものである。制御部は、複数の比較タイミングで入力クロック信号の位相とクロック信号の位相とを比較し、その比較結果に基づいて第1の制御信号および第2の制御信号を生成するものである。
本開示の一実施の形態における位相同期回路、位相同期方法、および通信装置では、第1の制御信号に基づいて、入力クロック信号の遷移に応じて位相が変化するクロック信号が生成される。そして、第2の制御信号に基づいて、入力クロック信号の位相とクロック信号の位相との間の位相差が調整される。そして、複数の比較タイミングで入力クロック信号の位相とクロック信号の位相とが比較され、その比較結果に基づいて、第1の制御信号および第2の制御信号が生成される。
本開示の一実施の形態における位相同期回路、位相同期方法、および通信装置によれば、複数の比較タイミングで入力クロック信号の位相とクロック信号の位相とを比較し、その比較結果に基づいて第1の制御信号および第2の制御信号を生成するようにしたので、クロック信号の質を高めることができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果があってもよい。
本開示の第1の実施の形態に係る位相同期回路の一構成例を表すブロック図である。 図1に示した可変遅延回路の一構成例を表す回路図である。 図1に示した可変遅延回路の一動作例を表すタイミング波形図である。 図1に示した発振回路の一構成例を表す回路図である。 図1に示した可変遅延回路、発振回路、および分周回路の一動作例を表すタイミング波形図である。 図1に示した位相比較回路の一動作例を表すタイミング波形図である。 図1に示した位相比較回路の他の動作例を表すタイミング波形図である。 図1に示した制御回路の一構成例を表すブロック図である。 図1に示した位相同期回路の一動作例を表すタイミング波形図である。 比較例に係る位相同期回路の一構成例を表すブロック図である。 図10に示した位相同期回路が生成するクロック信号を表す模式図である。 図1に示した位相同期回路が生成するクロック信号を表す模式図である。 他の比較例に係る位相同期回路の一構成例を表すブロック図である。 第1の実施の形態の変形例に係る発振回路の一構成例を表すブロック図である。 第1の実施の形態の他の変形例に係る発振回路の一構成例を表すブロック図である。 第1の実施の形態の他の変形例に係る発振回路の一構成例を表すブロック図である。 第1の実施の形態の他の変形例に係る位相同期回路の一構成例を表すブロック図である。 第1の実施の形態の他の変形例に係る位相同期回路の一構成例を表すブロック図である。 第1の実施の形態の他の変形例に係る位相同期回路の一構成例を表すブロック図である。 第1の実施の形態の他の変形例に係る位相同期回路の一構成例を表すブロック図である。 第1の実施の形態の他の変形例に係る位相同期回路の一構成例を表すブロック図である。 第1の実施の形態の他の変形例に係る位相同期回路の一構成例を表すブロック図である。 図22に示した発振回路および分周回路の一動作例を表すタイミング波形図である。 図22に示した制御回路の一構成例を表すブロック図である。 図22に示した位相同期回路の一動作例を表すタイミング波形図である。 第1の実施の形態の他の変形例に係る位相同期回路の一構成例を表すブロック図である。 第2の実施の形態に係る位相同期回路の一構成例を表すブロック図である。 図27に示した可変遅延回路、発振回路、および分周回路の一動作例を表すタイミング波形図である。 図27に示した制御回路の一構成例を表すブロック図である。 図27に示した位相同期回路の一動作例を表すタイミング波形図である。 第2の実施の形態の変形例に係る位相同期回路の一構成例を表すブロック図である。 図31に示した位相同期回路の一動作例を表すタイミング波形図である。 第2の実施の形態の他の変形例に係る位相同期回路の一動作例を表すタイミング波形図である。 第3の実施の形態に係る位相同期回路の一構成例を表すブロック図である。 図34に示した位相同期回路の一動作例を表すタイミング波形図である。 第3の実施の形態の変形例に係る位相同期回路の一構成例を表すブロック図である。 一実施の形態に係る位相同期回路が適用された通信システムの一構成例を表すブロック図である。 一実施の形態に係る位相同期回路が適用された他の通信システムの一構成例を表すブロック図である。 一実施の形態に係る位相同期回路が適用された他の通信システムの一構成例を表すブロック図である。 一実施の形態に係る位相同期回路が適用された他の通信システムの一構成例を表すブロック図である。 一実施の形態に係る位相同期回路が適用された他の通信システムの一構成例を表すブロック図である。 一実施の形態に係る位相同期回路が適用された他の通信システムの一構成例を表すブロック図である。 他の変形例に係る可変遅延回路の一構成例を表すブロック図である。 他の変形例に係る位相同期回路の一構成例を表すブロック図である。 図44に示した可変遅延回路の一構成例を表すブロック図である。
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施の形態
2.第2の実施の形態
3.第3の実施の形態
4.適用例
<1.第1の実施の形態>
[構成例]
図1は、第1の実施の形態に係る位相同期回路(位相同期回路1)の一構成例を表すものである。なお、本開示の実施の形態に係る位相同期方法は、本実施の形態により具現化されるので、併せて説明する。
位相同期回路1は、入力されたクロック信号CKinに基づいてクロック信号CKoutを生成する回路である。この例では、クロック信号CKoutの周波数は、クロック信号CKinの周波数の8倍である。すなわち、位相同期回路1は、周波数を8倍の周波数に逓倍する周波数逓倍器として機能するものである。なお、これに限定されるものではなく、8倍以外の周波数に逓倍してもよい。位相同期回路1は、可変遅延回路20と、発振回路30と、分周回路13と、位相比較回路11,12と、制御回路40とを備えている。
可変遅延回路20は、クロック信号CKinを、制御信号CTLPに応じた遅延量だけ遅延させて、クロック信号CK2として出力するものである。
図2は、可変遅延回路20の一構成例を表すものである。可変遅延回路20は、遅延回路21と、インバータ22とを有している。なお、この例では、1つの遅延回路21を用いて可変遅延回路20を構成したが、これに限定されるものではなく、互いに直列に接続された複数の遅延回路21を用いて可変遅延回路20を構成してもよい。
遅延回路21は、クロック信号CKinを、制御信号CTLPに応じた遅延量だけ遅延させるとともに反転させて出力するものである。遅延回路21は、電流源26,29と、トランジスタ27,28とを有している。電流源26,29は、第1の端子から第2の端子に流れる、制御信号CTLPに応じた電流値の電流を生成する、いわゆる可変電流源である。電流源26の第1の端子には電源電圧VDDが供給され、第2の端子は、トランジスタ27のソースに接続されている。電流源29の第1の端子は、トランジスタ28のソースに接続され、第2の端子は接地されている。トランジスタ27は、PチャンネルのMOS(Metal Oxide Semiconductor)型のトランジスタである。トランジスタ27のゲートにはクロック信号CKinが供給され、ソースは電流源26の第2の端子に接続され、ドレインはトランジスタ28のドレインに接続されるとともにインバータ22の入力端子に接続される。トランジスタ28は、NチャンネルのMOS型のトランジスタである。トランジスタ28のゲートにはクロック信号CKinが供給され、ドレインはトランジスタ27のドレインに接続されるとともにインバータ22の入力端子に接続され、ソースは電流源29の第1の端子に接続される。
この構成により、遅延回路21では、トランジスタ27,28が、インバータとして機能し、クロック信号CKinを反転させて出力する。その際、電流源26,29は、制御信号CTLPに応じた電流値の電流を生成する。これにより、遅延回路21では、電流値が大きい場合には、出力電圧が短い時間で遷移するため遅延量が小さくなり、電流値が小さい場合には、出力電圧がゆっくり遷移するため遅延量が大きくなる。このように、遅延回路21は、電流制御型の遅延回路として機能する。なお、この例では、電流値に基づいて遅延量を制御したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、負荷容量値に基づいて遅延量を制御する方法など、遅延量を調整することができる様々な構成を適用することができる。
インバータ22は、遅延回路21から供給された信号を反転させて、クロック信号CK2として出力するものである。
図3は、可変遅延回路20の一動作例を表すものであり、(A)はクロック信号CKinの波形を示し、(B)はクロック信号CK2の波形を示す。図3(B)では、3つのケースC1〜C3におけるクロック信号CK2を示している。ケースC1は、遅延量dが小さい場合を示し、ケースC2は、遅延量dが中程度である場合を示し、ケースC3は、遅延量dが大きい場合を示す。可変遅延回路20では、遅延回路21およびインバータ22が、ともに入力信号を反転させて出力する。よって、可変遅延回路20の入力信号(クロック信号CKin)の極性は、出力信号(クロック信号CK2)の極性と同じである。可変遅延回路20の遅延量dは、遅延回路21の遅延量と、インバータ22の遅延量との和に対応している。この遅延量dは、後述するように、クロック信号CK4(後述)の遷移タイミングがクロック信号CK2の遷移タイミングと一致するように、制御回路40により制御信号CTLPを用いて制御されるようになっている。
発振回路30は、制御信号CTLFに応じた周波数を有するクロック信号CKoutを生成するものである。このクロック信号CKoutの周波数は、クロック信号CKinの周波数の約8倍である。また、発振回路30は、クロック信号CKinに基づいて、そのクロック信号CKoutの位相を変化させる機能をも有している。この発振回路30は、いわゆるゲーテッドVCO(Voltage Controlled Oscillator)型の発振回路である。
図4は、発振回路30の一構成例を表すものである。発振回路30は、エッジ検出回路37と、遅延回路31〜35と、論理積回路36とを有している。なお、この例では、5つの遅延回路31〜35を用いたが、これに限定されるものではなく、4つ以下の遅延回路を用いてもよいし、6つ以上の遅延回路を用いてもよい。
エッジ検出回路37は、クロック信号CKinの立ち上がりエッジを検出して、信号E1を生成するものである。具体的には、エッジ検出回路37は、クロック信号CKinの立ち上がりエッジを検出した場合に、クロック信号CKoutの1周期の半分程度の長さの期間PGにおいて信号E1を低レベルにし、それ以外の期間には信号E1を高レベルにするようになっている。
遅延回路31〜35は、入力された信号を、制御信号CTLFに応じた遅延量だけ遅延させるとともに反転させて出力するものである。遅延回路31〜35は、例えば、図2に示した遅延回路21と同様の構成を有するものである。遅延回路31〜35は、この順で直列接続されている。初段の遅延回路31の入力端子は、論理積回路36の出力端子に接続されている。そして、最終段の遅延回路35の出力端子は、論理積回路36の第1の入力端子に接続されている。
論理積回路36は、第1の入力端子に供給された信号および第2の入力端子に供給された信号の論理積(AND)を求めて、その結果をクロック信号CKoutとして出力するものである。論理積回路36の第1の入力端子は遅延回路35の出力端子に接続され、第2の入力端子はエッジ検出回路37の出力端子に接続されて信号E1が供給され、出力端子は遅延回路31の入力端子に接続されている。なお、論理積回路36は、遅延回路31〜35と同様に、論理積を求める機能に加え、さらに制御信号CTLFに応じて遅延量が変化する機能をも有していてもよい。
この構成により、発振回路30では、クロック信号CKinの立ち上がりに対応する期間PG以外の期間には、信号E1が高レベルを維持するため、遅延回路31〜35および論理積回路36からなるループがいわゆるリングオシレータを構成し、制御信号CTLFに応じた周波数を有するクロック信号CKoutを生成する。具体的には、例えば、遅延回路31〜35のそれぞれの遅延量が大きい場合には、ループにおける遅延量が大きくなるため、クロック信号CKoutの周波数が低くなる。また、例えば、遅延回路31〜35のそれぞれの遅延量が小さい場合には、ループにおける遅延量が小さくなるため、クロック信号CKoutの周波数が高くなる。このクロック信号CKoutの周波数は、後述するように、クロック信号CKinの周波数の8倍になるように、制御回路40により制御信号CTLFを用いて制御されるようになっている。
また、発振回路30では、クロック信号CKinが立ち上がると、その遷移に応じてクロック信号CKoutの位相が変化する。すなわち、クロック信号CKinが立ち上がると、信号E1が、その立ち上がりエッジに応じて所定期間低レベルになるため、論理積回路36は、出力信号(クロック信号CKout)を低レベルにする。言い換えれば、発振回路30は、クロック信号CKinの立ち上がりエッジに応じて、クロック信号CKoutの位相を補正する。そして、この立ち上がりエッジ以降、発振回路30のループはリングオシレータとして機能する。このようにして、発振回路30は、クロック信号CKinに基づいて、クロック信号CKoutの位相を変化させるようになっている。
分周回路13(図1)は、クロック信号CKoutを8分周することによりクロック信号CK4を生成するものである。すなわち、クロック信号CK4の周波数は、クロック信号CKoutの周波数の1/8である。これにより、位相同期回路1では、位相比較回路11,12に供給される2つのクロック信号CK2,CK4の周波数が互いに等しくなるようになっている。
図5は、可変遅延回路20、発振回路30、および分周回路13の一動作例を表すものであり、(A)はクロック信号CKinの波形を示し、(B)は信号E1の波形を示し、(C)はクロック信号CKoutの波形を示し、(D)はクロック信号CK4の波形を示し、(E)はクロック信号CK2の波形を示す。
この例では、まず、発振回路30のエッジ検出回路37は、タイミングt11におけるクロック信号CKinの立ち上がりエッジを検出し、そのタイミングt11から回路遅延分だけ遅れたタイミングt12から始まる期間PGにおいて、信号E1を低レベルにする(図5(B))。論理積回路36は、タイミングt12において信号E1が低レベルになることに応じて、そのタイミングt12から回路遅延分だけ遅れたタイミングt13からタイミングt14までの期間において、クロック信号CKoutを低レベルにする(図5(C))。分周回路13は、タイミングt14におけるクロック信号CKoutの立ち上がりエッジに基づいて、そのタイミングt14から回路遅延分だけ遅れたタイミングt15において、クロック信号CK4を低レベルから高レベルに変化させる(図5(D))。すなわち、クロック信号CK4の位相は、タイミングt15において補正される。そして、分周回路13は、タイミングt14からクロック信号CKoutの4周期分の時間が経過したタイミングt16におけるクロック信号CKoutの立ち上がりエッジに基づいて、そのタイミングt16から回路遅延分だけ遅れたタイミングt17において、クロック信号CK4を高レベルから低レベルに変化させる。この図5(D)には、クロック信号CK4の立ち上がりエッジに重ねて三角形を示している。この三角形は、その遷移が、発振回路30により位相が補正されたときの遷移であることを示すものである。このようにして、位相同期回路1では、クロック信号CKinの1周期分の期間において、クロック信号CK4の位相が1回補正される。すなわち、クロック信号CK4の位相が補正される周期Tsyncは、クロック信号CKinの1周期分の期間の長さに等しい。可変遅延回路20は、クロック信号CKinを遅延させることにより、クロック信号CK2を生成する(図5(E))。その結果、位相同期回路1では、図5(D),(E)に示したように、クロック信号CK2,CK4の位相が、互いにほぼ一致する。このように、位相同期回路1では、クロック信号CK2,CK4の位相が互いに一致するように、可変遅延回路20の遅延量が制御されるようになっている。
位相比較回路11は、クロック信号CK2,CK4の立ち上がりエッジに基づいて、クロック信号CK2の位相とクロック信号CK4の位相とを比較し、その比較結果に基づいて比較信号S11を生成するものである。位相比較回路12は、クロック信号CK2,CK4の立ち下がりエッジに基づいて、クロック信号CK2の位相とクロック信号CK4の位相とを比較し、その比較結果に基づいて比較信号S12を生成するものである。
図6,7は、位相比較回路11,12の動作を表すものであり、図6は、クロック信号CK4の位相が進んでいる場合を示し、図7は、クロック信号CK4の位相が遅れている場合を示す。図6,7において、(A)はクロック信号CK2の波形を示し、(B)はクロック信号CK4の波形を示し、(C)は比較信号S11の波形を示し、(D)は比較信号S12の波形を示す。
位相比較回路11は、クロック信号CK2,CK4の立ち上がりエッジに基づいて、クロック信号CK2の位相とクロック信号CK4の位相とを比較する。例えば、クロック信号CK4の位相が進んでいる場合(図6)には、クロック信号CK4の立ち上がりタイミング(例えばタイミングt21)は、クロック信号CK2の立ち上がりタイミング(例えばタイミングt22)よりも前になる(図6(A),(B))。よって、位相比較回路11は、これに基づいて、クロック信号CK4の位相がクロック信号CK2の位相よりも進んでいると判定し、比較信号S11を高レベルにする(図6(C))。また、例えば、クロック信号CK4の位相が遅れている場合(図7)には、クロック信号CK4の立ち上がりタイミング(例えばタイミングt32)は(図7(A),(B))、クロック信号CK2の立ち上がりタイミング(例えばタイミングt31)よりも後になる。よって、位相比較回路11は、これに基づいて、クロック信号CK4の位相がクロック信号CK2の位相よりも遅れていると判定し、比較信号S11を低レベルにする(図7(C))。
同様に、位相比較回路12は、クロック信号CK2,CK4の立ち下がりエッジに基づいて、クロック信号CK2の位相とクロック信号CK4の位相とを比較する。例えば、クロック信号CK4の位相が進んでいる場合(図6)には、クロック信号CK4の立ち下がりタイミング(例えばタイミングt23)は、クロック信号CK2の立ち下がりタイミング(例えばタイミングt24)よりも前になる(図6(A),(B))。よって、位相比較回路12は、これに基づいて、クロック信号CK4の位相がクロック信号CK2の位相よりも進んでいると判定し、比較信号S12を高レベルにする(図6(D))。また、例えば、クロック信号CK4の位相が遅れている場合(図7)には、クロック信号CK4の立ち下がりタイミング(例えばタイミングt34)は、クロック信号CK2の立ち下がりタイミング(例えばタイミングt33)よりも後になる(図7(A),(B))。よって、位相比較回路12は、これに基づいて、クロック信号CK4の位相がクロック信号CK2の位相よりも遅れていると判定し、比較信号S12を低レベルにするようになっている(図7(D))。
制御回路40は、比較信号S11,S12およびクロック信号CK4に基づいて、制御信号CTLP,CTLFを生成するものである。
図8は、制御回路40の一構成例を表すものである。制御回路40は、位相判定回路41と、周波数判定回路42と、積分回路43,44とを有している。
位相判定回路41は、比較信号S11,S12およびクロック信号CK4に基づいて信号SIGPを生成するものである。具体的には、位相判定回路41は、クロック信号CK4の位相が進んでいるので遅らせるべきと判定した場合には、信号SIGPを“+1”にし、クロック信号CK4の位相が遅れているので進めるべきと判定した場合には、信号SIGPを“−1”にする。また、位相判定回路41は、クロック信号CK4の位相を維持すべきと判定した場合には、信号SIGPを“0”にするようになっている。
積分回路43は、いわゆるループフィルタとして機能するものであり、信号SIGPの値を積分するものである。そして、積分回路43は、この積分値に基づいて制御信号CTLPを生成し、この制御信号CTLPを可変遅延回路20に供給するようになっている。
周波数判定回路42は、比較信号S11,S12およびクロック信号CK4に基づいて信号SIGFを生成するものである。具体的には、周波数判定回路42は、クロック信号CK4の周波数が高いので低くすべきと判定した場合には、信号SIGFを“+1”にし、クロック信号CK4の周波数が低いので高くすべきと判定した場合には、信号SIGFを“−1”にする。また、周波数判定回路42は、クロック信号CK4の周波数を維持すべきと判定した場合には、信号SIGFを“0”にするようになっている。
積分回路44は、いわゆるループフィルタとして機能するものであり、信号SIGFの値を積分するものである。そして、積分回路44は、この積分値に基づいて制御信号CTLFを生成し、この制御信号CTLFを発振回路30に供給するようになっている。
ここで、エッジ検出回路37は、本開示における「検出部」の一具体例に対応する。遅延回路31〜35および論理積回路36は、本開示における「発振部」の一具体例に対応する。可変遅延回路20は、本開示における「第1の遅延部」の一具体例に対応する。分周回路13は、本開示における「分周部」の一具体例に対応する。位相比較回路11,12および制御回路40は、本開示における「制御部」の一具体例に対応する。クロック信号CKinは、本開示における「入力クロック信号」の一具体例に対応する。クロック信号CKoutは、本開示における「クロック信号」の一具体例に対応する。制御信号CTLFは、本開示における「第1の制御信号」の一具体例に対応する。制御信号CTLPは、本開示における「第2の制御信号」の一具体例に対応する。
[動作および作用]
続いて、本実施の形態の位相同期回路1の動作および作用について説明する。
(全体動作概要)
まず、図1等を参照して、位相同期回路1の全体動作概要を説明する。可変遅延回路20は、クロック信号CKinを、制御信号CTLPに応じた遅延量だけ遅延させ、クロック信号CK2として出力する。発振回路30は、制御信号CTLFに応じた周波数を有するクロック信号CKoutを生成するとともに、クロック信号CKinに基づいて、そのクロック信号CKoutの位相を変化させる。分周回路13は、クロック信号CKoutを分周することによりクロック信号CK4を生成する。位相比較回路11は、クロック信号CK2,CK4の立ち上がりエッジに基づいて、クロック信号CK2,CK4の位相を比較し、その比較結果に基づいて比較信号S11を生成する。位相比較回路12は、クロック信号CK2,CK4の立ち下がりエッジに基づいて、クロック信号CK2,CK4の位相を比較し、その比較結果に基づいて比較信号S12を生成する。制御回路40は、比較信号S11,S12およびクロック信号CK4に基づいて、制御信号CTLP,CTLFを生成する。
(詳細動作)
図9は、位相同期回路1の一動作例を表すものであり、(A)はクロック信号CK2の波形を示し、(B)はクロック信号CK4の波形を示し、(C)は比較信号S11の波形を示し、(D)は比較信号S12の波形を示し、(E)は信号SIGPを示し、(F)は信号SIGFを示す。図9(C),(D)において、波形に加え、説明の便宜上“1”,“0”をも示している。ここで、“1”はその信号が高レベルであることを示し、“0”はその信号が低レベルであることを示す。なお、この図9では、説明の便宜上、回路遅延を省略して描いている。
位相比較回路11は、クロック信号CK2,CK4の立ち上がりエッジに基づいて、クロック信号CK2,CK4の位相を比較することにより、比較信号S11を生成する(図9(C))。また、位相比較回路12は、クロック信号CK2,CK4の立ち下がりエッジに基づいて、クロック信号CK2,CK4の位相を比較することにより、比較信号S12を生成する(図9(D))。図9に示したように、クロック信号CK2の位相とクロック信号CK4の位相とは、ほぼ一致する。よって、制御回路40は、位相比較回路11による比較結果(比較信号S11)および位相比較回路12による比較結果(比較信号S12)に基づいて、クロック信号CK4の位相の進みまたは遅れを判定することができる。
制御回路40の位相判定回路41は、比較信号S11と比較信号S12とを比較することにより、信号SIGPを生成する(図9(E))。周波数判定回路42は、比較信号S11と比較信号S12とを比較することにより、信号SIGFを生成する(図9(F))。
具体的には、例えば、タイミングt42における位相比較回路11による比較結果(比較信号S11)は“1”であり(図9(C))、タイミングt43における位相比較回路12による比較結果(比較信号S12)は“1”である(図9(D))。すなわち、タイミングt42,t43の両方において、クロック信号CK4の位相はクロック信号CK2の位相よりも進んでいる。よって、位相判定回路41は、クロック信号CK4の位相が進んでいるので遅らせるべきと判定し、タイミングt44〜t46の期間において、信号SIGPを“+1”にする(図9(E))。このとき、周波数判定回路42は、クロック信号CK4の周波数を維持すべきと判定し、タイミングt44〜t46の期間において、信号SIGFを“0”にする(図9(F))。
また、例えば、タイミングt44における位相比較回路11による比較結果(比較信号S11)は“0”であり(図9(C))、タイミングt45における位相比較回路12による比較結果(比較信号S12)は“1”である(図9(D))。すなわち、タイミングt44において、クロック信号CK4の位相はクロック信号CK2の位相よりも遅れており、タイミングt45において、クロック信号CK4の位相はクロック信号CK2の位相よりも進んでいる。よって、周波数判定回路42は、クロック信号CK4の周波数が高いので低くすべきと判定し、タイミングt46〜t48の期間において、信号SIGFを“+1”にする(図9(F))。このとき、位相判定回路41は、クロック信号CK4の位相を維持すべきと判定し、タイミングt46〜t48の期間において、信号SIGPを“0”にする(図9(E))。
また、例えば、タイミングt46における位相比較回路11による比較結果(比較信号S11)は“0”であり(図9(C))、タイミングt47における位相比較回路12による比較結果(比較信号S12)は“0”である(図9(D))。すなわち、タイミングt46,t47の両方において、クロック信号CK4の位相はクロック信号CK2の位相よりも遅れている。よって、位相判定回路41は、クロック信号CK4の位相が遅れているので進めるべきと判定し、タイミングt48〜t50の期間において、信号SIGPを“−1”にする(図9(E))。このとき、周波数判定回路42は、クロック信号CK4の周波数を維持すべきと判定し、タイミングt48〜t49の期間において、信号SIGFを“0”にする(図9(F))。
また、例えば、タイミングt48における位相比較回路11による比較結果(比較信号S11)は“1”であり(図9(C))、タイミングt49における位相比較回路12による比較結果(比較信号S12)は“0”である(図9(D))。すなわち、タイミングt48において、クロック信号CK4の位相はクロック信号CK2の位相よりも進んでおり、タイミングt49において、クロック信号CK4の位相はクロック信号CK2の位相よりも遅れている。よって、周波数判定回路42は、クロック信号CK4の周波数が低いので高くすべきと判定し、タイミングt50〜t52の期間において、信号SIGFを“−1”にする(図9(F))。このとき、位相判定回路41は、クロック信号CK4の位相を維持すべきと判定し、タイミングt50〜t52の期間において、信号SIGPを“0”にする(図9(E))。
このように、位相比較回路11,12は、互いに異なる比較タイミングにおいて、クロック信号CK2,CK4の位相を比較する。そして、それらの2つの比較結果(比較信号S11,S12)が互いに一致する場合には、位相判定回路41は、その比較結果に基づいて、信号SIGPを“+1”または“−1”にする。また、2つの比較結果(比較信号S11,S12)が互いに異なる場合には、周波数判定回路42は、その比較結果に基づいて、信号SIGFを“+1”または“−1”にする。
積分回路45は、信号SIGPを積分することにより、制御信号CTLPを生成する。そして、可変遅延回路20が、この制御信号CTLPに基づいて、遅延量を変化させる。このようにして、位相同期回路1では、クロック信号CK2,CK4の遷移タイミングが互いに一致するように、可変遅延回路20における遅延量が負帰還制御される。
積分回路46は、信号SIGFを積分することにより、制御信号CTLFを生成する。そして、発振回路30が、この制御信号CTLFに基づいて、クロック信号CKoutの周波数を変化させる。これにより、クロック信号CK4の周波数もまた変化する。このようにして、位相同期回路1では、クロック信号CK2,CK4の周波数が互いに一致するように、クロック信号CK4の周波数が負帰還制御される。
このように、位相同期回路1では、可変遅延回路20を設け、制御回路40が可変遅延回路20における遅延量を制御するようにしたので、クロック信号CK2,CK4の遷移タイミングを互いに一致させることができる。すなわち、仮に可変遅延回路20を設けずに、クロック信号CK2,CK4の位相差に基づいてクロック信号CK4の周波数を制御するように構成した場合には、クロック信号CK2,CK4の周波数が互いにほぼ一致していたとしても、クロック信号CK2,CK4の位相がずれているため、制御回路は、周波数がずれていると判断してしまう。この場合には、制御回路は、周波数を制御してしまうため、誤動作が生じてしまうおそれがある。一方、位相同期回路1では、可変遅延回路20を設け、比較信号S11,S12に基づいて、制御回路40が可変遅延回路20における遅延量および発振回路30における周波数を別々に制御するようにした。これにより、位相同期回路1では、位相比較回路11,12における比較結果に基づいて、可変遅延回路20における遅延量を所望の量に調整することができるため、このような誤動作が生じるおそれを低減することができ、その結果、クロック信号CKoutの質を高めることができる。
また、位相同期回路1では、異なる比較タイミングにおける2つの比較結果(比較信号S11,S12)が互いに異なる場合において、その比較結果に基づいて信号SIGFを“+1”または“−1”にしたので、クロック信号CKoutの周波数を効果的に制御することができる。すなわち、まず、発振回路30は、クロック信号CKinの立ち上がりエッジに基づいて、クロック信号CKoutの位相を補正する。よって、発振回路30は、クロック信号CKinの立ち上がりエッジから、次の立ち上がりエッジまでの間、クロック信号CKoutの位相を補正することなく、制御信号CTLFに応じた周波数のクロック信号CKoutを生成する。位相比較回路11,12は、クロック信号CKinの立ち上がりエッジから、次の立ち上がりエッジまでの間に、互いに異なる比較タイミングで、クロック信号CK2,CK4の位相を比較する。つまり、1つ目の比較タイミングにおける比較結果は、クロック信号CKoutの位相が補正された直後のものであり、2つ目の比較タイミングにおける比較結果は、この補正がなされてから時間が経過したときのものである。よって、この2つの比較結果が互いに異なる場合には、クロック信号CKoutの周波数がずれている可能性が高い。位相同期回路1では、この2つの比較結果が互いに異なる場合において、その比較結果に基づいて信号SIGFを生成するようにした。これにより、位相同期回路1では、クロック信号CKoutの周波数を効果的に制御することができる。
また、位相同期回路1では、異なる比較タイミングにおける2つの比較結果(比較信号S11,S12)が一致する場合において、その比較結果に基づいて信号SIGPを“+1”または“−1”にしたので、可変遅延回路20における遅延量を効果的に制御することができる。すなわち、1つ目の比較タイミングにおける比較結果は、クロック信号CKoutの位相が補正された直後のものであり、2つ目の比較タイミングにおける比較結果は、この補正がなされてから時間が経過したときのものである。よって、この2つの比較結果が一致する場合には、可変遅延回路20における遅延量がずれている可能性が高い。位相同期回路1では、この2つの比較結果が一致する場合において、その比較結果に基づいて信号SIGPを生成するようにした。これにより、位相同期回路1では、可変遅延回路20における遅延量を効果的に制御することができる。
次に、いくつかの比較例と対比して、本実施の形態に係る位相同期回路1の効果を説明する。
[比較例1]
図10は、比較例1に係る位相同期回路1Rの一構成例を表すものである。位相同期回路1Rは、位相比較回路51と、チャージポンプ52と、ループフィルタ53と、発振回路54と、分周回路55とを備えている。位相比較回路51は、クロック信号CKinの位相と、クロック信号CK4の位相とを比較するものである。チャージポンプ52は、位相比較回路51における比較結果に基づいて、ループフィルタ53に対して所定の電流を供給し、またはループフィルタ53から所定の電流をシンクするものである。ループフィルタ53は、発振回路54に対して発振周波数を指示する制御信号CTLFを生成するものである。発振回路54は、制御信号CTLFに応じた周波数を有するクロック信号CKoutを生成するものである。分周回路55は、クロック信号CKoutを分周することによりクロック信号CK4を生成するものである。
図11は、位相同期回路1Rが生成するクロック信号CKoutの波形を模式的に表すものである。位相同期回路1Rでは、図11に示したように、例えば、発振回路54において生じるノイズが長時間にわたり積算されることにより、クロック信号CKoutの各エッジにジッタJが生じる。このようなジッタJを低減するためには、例えば、位相同期回路1Rのループ帯域を広くすることが効果的である。しかしながら、ループ帯域を広げると位相同期回路1Rが安定して動作することができなくなるおそれがあるため、ループ帯域は、例えば、クロック信号CKinの周波数の1/20程度に制限される。その結果、位相同期回路1Rでは、ジッタJを十分に低減できないおそれがある。
一方、本実施の形態に係る位相同期回路1では、ゲーテッドVCO型の発振回路30を用いるようにしたので、以下に説明するように、ジッタJを低減することができる。
図12は、位相同期回路1が生成するクロック信号CKoutの波形を模式的に表すものである。発振回路30は、図5に示したように、クロック信号CKinの立ち上がりエッジに基づいて、クロック信号CKoutの位相を補正する。これにより、位相同期回路1では、発振回路30において生じるノイズがリセットされ、その結果、図12に示したように、クロック信号CKoutに生じるジッタJを低減することができる。
このように、位相同期回路1では、ゲーテッドVCO型の発振回路30を用いるようにしたので、等価的にループ帯域を広げることができ、ジッタJを低減することができる。その結果、位相同期回路1では、クロック信号CKoutの質を高めることができる。
また、このように、位相同期回路1では、ジッタJを低減することができるため、実装面積を小さくすることができる。すなわち、比較例1に係る位相同期回路1Rでは、発振回路54において生じるノイズを小さくするため、例えば、LC共振型の発振回路を用いて発振回路54を構成することが望ましい。しかしながら、この場合には、発振回路54の実装面積が大きくなってしまうおそれがある。また、リングオシレータを用いて発振回路54を構成する場合には、発振回路54において生じるノイズを小さくするために、発振回路54を構成する素子のサイズを大きくすることが望ましい。しかしながら、この場合にも、発振回路54の実装面積が大きくなってしまうおそれがある。一方、本実施の形態に係る位相同期回路1では、ゲーテッドVCO型の発振回路30を用いることによりジッタJを低減するようにしたので、サイズが小さい素子を用いてもジッタJを低減することができるため、位相同期回路1の実装面積を小さくすることができる。
また、このように、位相同期回路1では、ジッタJを低減することができるため、消費電流を低減することができる。すなわち、比較例1に係る位相同期回路1Rでは、リングオシレータを用いて発振回路54を構成する場合には、発振回路54において生じるノイズを小さくするために、回路に流す電流を多くすることが望ましい。しかしながら、この場合には、消費電流が大きくなってしまうおそれがある。一方、本実施の形態に係る位相同期回路1では、ゲーテッドVCO型の発振回路30を用いることによりジッタJを低減するようにしたので、回路に流す電流を少なくしてもジッタJを低減することができるため、消費電流を低減することができる。
[比較例2]
図13は、比較例2に係る位相同期回路1Sの一構成例を表すものである。位相同期回路1Sは、発振回路59を備えている。発振回路59は、ループフィルタ53から供給される制御信号CTLFに応じた周波数を有するクロック信号CKoutを生成するものである。また、発振回路59は、本実施の形態に係る発振回路30と同様に、クロック信号CKinに基づいて、クロック信号CKoutの位相を変化させる機能をも有している。この発振回路59は、ゲーテッドVCO型の発振回路である。
この発振回路59は、本実施の形態に係る発振回路30と同様に、クロック信号CKinに基づいて、クロック信号CKoutの位相を変化させることができる。しかしながら、発振回路59に入力されるクロック信号CKinの位相が、クロック信号CKoutの位相と一致していない場合には、誤動作が生じるおそれがある。すなわち、発振回路59は、クロック信号CKinの位相に基づいてクロック信号CKoutの位相を補正しようとする。また、位相比較回路51、チャージポンプ52、ループフィルタ53、発振回路59、および分周回路55からなるループも、クロック信号CKinの位相に基づいてクロック信号CKoutの位相を補正しようとする。よって、発振回路59に入力されるクロック信号CKinの位相が、クロック信号CKoutの位相と一致していない場合には、これらの2つの仕組みが、クロック信号CKoutの位相を互いに異なる位相に補正しようとするため、誤動作が生じてしまう。仮に、発振回路59に入力されるクロック信号CKinの位相を、クロック信号CKoutの位相と一致させるために遅延回路などを挿入しても、その遅延回路における遅延量が、製造ばらつきや環境変動により所望の量からずれた場合には、誤動作が生じてしまう。
一方、本実施の形態に係る位相同期回路1では、可変遅延回路20を設け、制御回路40が可変遅延回路20における遅延量を制御するようにした。これにより、可変遅延回路20における遅延量は、製造ばらつきや環境変動が生じても、所望の遅延量になるように制御される。その結果、位相同期回路1では、誤動作が生じるおそれを低減することができ、クロック信号CKoutの質を高めることができる。
[効果]
以上のように本実施の形態では、可変遅延回路を設け、制御回路が可変遅延回路における遅延量を制御するようにしたので、誤動作が生じるおそれを低減することができ、クロック信号CKoutの質を高めることができる。
また、本実施の形態では、ゲーテッドVCO型の発振回路を用いるようにしたので、実装面積を小さくすることができるとともに、消費電力を低減することができる。
また、本実施の形態では、異なる比較タイミングにおける2つの比較結果が互いに異なる場合において、その比較結果に基づいて信号SIGFを生成するようにしたので、クロック信号の周波数を効果的に制御することができ、その結果、クロック信号CKoutの質を高めることができる。
また、本実施の形態では、異なる比較タイミングにおける2つの比較結果が一致する場合において、その比較結果に基づいて信号SIGPを生成するようにしたので、可変遅延回路における遅延量を効果的に制御することができ、その結果、クロック信号CKoutの質を高めることができる。
[変形例1−1]
上記実施の形態において、回路の一部または全てを差動回路で構成してもよい。
[変形例1−3]
上記実施の形態では、論理積回路36を用いて発振回路30を構成したが、これに限定されるものではない。以下に、本変形例について、いくつか例を挙げて説明する。
図14は、本変形例に係る発振回路30Bの一構成例を表すものである。発振回路30Bは、4つの遅延回路31〜34と、反転論理積回路36Bとを有している。反転論理積回路36Bは、第1の入力端子に供給された信号および第2の入力端子に供給された信号の反転論理積(NAND)を求めて、その結果をクロック信号CKoutとして出力するものである。反転論理積回路36Bの第1の入力端子は遅延回路34の出力端子に接続され、第2の入力端子はエッジ検出回路37の出力端子に接続されて信号E1が供給され、出力端子は遅延回路31の入力端子に接続されている。この発振回路30Bでは、クロック信号CKinの立ち上がりエッジに応じて、信号E1が所定期間低レベルになるため、反転論理積回路36Bは、出力信号(クロック信号CKout)を高レベルにする。このようにして、発振回路30Bは、クロック信号CKinに基づいて、クロック信号CKoutの位相を変化させる。
図15は、本変形例に係る他の発振回路30Cの一構成例を表すものである。発振回路30Cは、エッジ検出回路37Cと、5つの遅延回路31〜35と、論理和回路36Cとを有している。エッジ検出回路37Cは、クロック信号CKinの立ち上がりを検出した場合に、クロック信号CKoutの1周期の半分程度の長さの期間PGにおいて信号E1を高レベルにし、それ以外の期間には信号E1を低レベルにするものである。論理和回路36Cは、第1の入力端子に供給された信号および第2の入力端子に供給された信号の論理和(OR)を求めて、その結果をクロック信号CKoutとして出力するものである。論理和回路36Cの第1の入力端子は遅延回路35の出力端子に接続され、第2の入力端子はエッジ検出回路37Cの出力端子に接続されて信号E1が供給され、出力端子は遅延回路31の入力端子に接続されている。この発振回路30Cでは、クロック信号CKinの立ち上がりエッジに応じて、信号E1が所定期間高レベルになるため、論理和回路36Cは、出力信号(クロック信号CKout)を高レベルにする。このようにして、発振回路30Cは、クロック信号CKinに基づいて、クロック信号CKoutの位相を変化させる。
図16は、本変形例に係る他の発振回路30Dの一構成例を表すものである。発振回路30Dは、エッジ検出回路37Cと、4つの遅延回路31〜34と、反転論理和回路36Dを有している。反転論理和回路36Dは、第1の入力端子に供給された信号および第2の入力端子に供給された信号の反転論理和(NOR)を求めて、その結果をクロック信号CKoutとして出力するものである。反転論理和回路36Dの第1の入力端子は遅延回路34の出力端子に接続され、第2の入力端子はエッジ検出回路37Cの出力端子に接続されて信号E1が供給され、出力端子は遅延回路31の入力端子に接続されている。この発振回路30Dでは、クロック信号CKinの立ち上がりエッジに応じて、信号E1が所定期間高レベルになるため、反転論理和回路36Dは、出力信号(クロック信号CKout)を低レベルにする。このようにして、発振回路30Dは、クロック信号CKinに基づいて、クロック信号CKoutの位相を変化させる。
[変形例1−3]
上記実施の形態では、可変遅延回路20を位相比較回路11,12の前段に配置したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図17に示す位相同期回路1Eのように、可変遅延回路20を発振回路30の前段に配置してもよい。この位相同期回路1Eは、制御回路40Eを有している。制御回路40Eは、制御回路40と同様に、クロック信号CKin,CK4の遷移タイミングが互いに一致するように、可変遅延回路20における遅延量を制御するものである。また、例えば、図18に示す位相同期回路1Fのように、可変遅延回路20を発振回路30と分周回路13との間に配置してもよい。また、例えば、図19に示す位相同期回路1Gのように、可変遅延回路20を分周回路13の後段に配置し、この可変遅延回路20の出力信号(クロック信号CK4)を位相比較回路11,12および制御回路40Eに供給してもよい。
また、上記実施の形態では、1つの可変遅延回路20を設けたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図20に示す位相同期回路1H、および図21に示す位相同期回路1Jのように、複数の可変遅延回路を設けてもよい。
位相同期回路1Hは、図20に示したように、可変遅延回路20A,20Bと、制御回路40Hとを備えている。可変遅延回路20Aは、クロック信号CKinを、制御信号CTLPAに応じた遅延量だけ遅延させ、位相比較回路11,12に供給するものである。可変遅延回路20Bは、分周回路13の出力信号を、制御信号CTLPBに応じた遅延量だけ遅延させ、遅延された信号(クロック信号CK4)を位相比較回路11,12に供給するものである。制御回路40Hは、比較信号S11,S12およびクロック信号CK4に基づいて、制御信号CTLPA,CTLPB,CTLFを生成するものである。この制御回路40Hは、制御回路40と同様に、可変遅延回路20Aの出力信号およびクロック信号CK4の遷移タイミングが互いに一致するように、可変遅延回路20A,20Bにおける遅延量をそれぞれ制御するようになっている。
位相同期回路1Jは、図21に示したように、可変遅延回路20B,20C,20Dと、制御回路40Jとを備えている。可変遅延回路20Cは、クロック信号CKinを、制御信号CTLPCに応じた遅延量だけ遅延させ、位相比較回路11に供給するものである。可変遅延回路20Dは、クロック信号CKinを、制御信号CTLPDに応じた遅延量だけ遅延させ、位相比較回路12に供給するものである。制御回路40Jは、比較信号S11,S12およびクロック信号CK4に基づいて、制御信号CTLPB,CTLPC,CTLPC,CTLFを生成するものである。この制御回路40Jは、制御回路40と同様に、可変遅延回路20Cの出力信号、可変遅延回路20Dの出力信号、およびクロック信号CK4の遷移タイミングが互いに一致するように、可変遅延回路20B,20C,20Dにおける遅延量をそれぞれ制御するようになっている。
[変形例1−4]
上記実施の形態では、位相比較回路11,12は、単相のクロック信号CK4に基づいて動作するようにしたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、多相のクロック信号に基づいて動作するようにしてもよい。以下に、本変形例について詳細に説明する。
図22は、本変形例に係る位相同期回路1Kの一構成例を表すものである。位相同期回路1Kは、入力された2つのクロック信号CKIin,CKQinに基づいてクロック信号CKoutを生成する回路である。クロック信号CKIinとクロック信号CKQinは、位相が互いに90度ずれたものである。位相同期回路1Kは、可変遅延回路20と、発振回路30Kと、分周回路13Kと、位相比較回路11A,12A,11B,12Bと、制御回路40Kとを備えている。
可変遅延回路20は、クロック信号CKIinを、制御信号CTLPに応じた遅延量だけ遅延させ、クロック信号CK3として出力するものである。発振回路30Kは、クロック信号CK3の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジに基づいて、クロック信号CKoutの位相を変化させる機能を有するものである。この発振回路30Kは、エッジ検出回路37Kを有している。エッジ検出回路37Kは、クロック信号CKinの立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジを検出して、信号E1を生成するものである。なお、発振回路30Kは、これに限定されるものではなく、例えば、上記実施の形態に係る発振回路30と同様に、クロック信号CK3の立ち上がりエッジに基づいてクロック信号CKoutの位相を変化させてもよいし、クロック信号CK3の立ち下がりエッジに基づいてクロック信号CKoutの位相を変化させてもよい。分周回路13Kは、クロック信号CKoutを8分周することによりクロック信号CKI4,CKQ4を生成するものである。クロック信号CKI4,CKQ4の周波数は、クロック信号CKoutの周波数の1/8である。そして、クロック信号CKI4とクロック信号CKQ4は、位相が互いに90度ずれたものである。このように、クロック信号CKI4,CKQ4は、多相のクロック信号を構成している。
図23は、発振回路30Kおよび分周回路13Kの一動作例を表すものであり、(A)はクロック信号CK3の波形を示し、(B)は信号E1の波形を示し、(C)はクロック信号CKoutの波形を示し、(D)はクロック信号CKI4の波形を示し、(E)はクロック信号CKQ4の波形を示す。
この例では、まず、発振回路30Kのエッジ検出回路37Kは、タイミングt61におけるクロック信号CK3の立ち上がりエッジを検出し、そのタイミングt61から回路遅延分だけ遅れたタイミングt62から始まる期間PGにおいて、信号E1を低レベルにする(図23(B))。論理積回路36は、タイミングt62において信号E1が低レベルになることに応じて、そのタイミングt62から回路遅延分だけ遅れたタイミングt63からタイミングt64までの期間において、クロック信号CKoutを低レベルにする(図23(C))。分周回路13Kは、タイミングt64におけるクロック信号CKoutの立ち上がりエッジに基づいて、そのタイミングt64から回路遅延分だけ遅れたタイミングt65において、クロック信号CKI4を低レベルから高レベルに変化させる(図23(D))。そして、分周回路13Kは、タイミングt64からクロック信号CKoutの2周期分の時間が経過したタイミングt66におけるクロック信号CKoutの立ち上がりエッジに基づいて、そのタイミングt66から回路遅延分だけ遅れたタイミングt67において、クロック信号CKQ4を低レベルから高レベルに変化させる(図23(E))。
次に、発振回路30Kのエッジ検出回路37Kは、タイミングt68におけるクロック信号CK3の立ち下がりエッジを検出し、そのタイミングt68から回路遅延分だけ遅れたタイミングt69から始まる期間PGにおいて、信号E1を低レベルにする(図23(B))。論理積回路36は、タイミングt69において信号E1が低レベルになることに応じて、そのタイミングt69から回路遅延分だけ遅れたタイミングt70からタイミングt71までの期間において、クロック信号CKoutを低レベルにする(図23(C))。分周回路13Kは、タイミングt71におけるクロック信号CKoutの立ち上がりエッジに基づいて、そのタイミングt71から回路遅延分だけ遅れたタイミングt72において、クロック信号CKI4を高レベルから低レベルに変化させる(図23(D))。そして、分周回路13Kは、タイミングt71からクロック信号CKoutの2周期分の時間が経過したタイミングt73におけるクロック信号CKoutの立ち上がりエッジに基づいて、そのタイミングt73から回路遅延分だけ遅れたタイミングt74において、クロック信号CKQ4を高レベルから低レベルに変化させる(図23(E))。
このようにして、位相同期回路1Kでは、クロック信号CKinの1周期分の期間において、クロック信号CKI4,CKQ4の位相が2回補正される。すなわち、クロック信号CKI4,CKQ4の位相が補正される周期Tsyncは、クロック信号CKinの1周期分の期間の半分の長さに等しい。
位相比較回路11A(図22)は、クロック信号CKIin,CKI4の立ち上がりエッジに基づいて、クロック信号CKIinの位相とクロック信号CKI4の位相とを比較し、その比較結果に基づいて比較信号S11Aを生成するものである。位相比較回路12Aは、クロック信号CKIin,CKI4の立ち下がりエッジに基づいて、クロック信号CKIinの位相とクロック信号CKI4の位相とを比較し、その比較結果に基づいて比較信号S12Aを生成するものである。
位相比較回路11Bは、クロック信号CKQin,CKQ4の立ち上がりエッジに基づいて、クロック信号CKQinの位相とクロック信号CKQ4の位相とを比較し、その比較結果に基づいて比較信号S11Bを生成するものである。位相比較回路12Bは、クロック信号CKQin,CKQ4の立ち下がりエッジに基づいて、クロック信号CKQinの位相とクロック信号CKQ4の位相とを比較し、その比較結果に基づいて比較信号S12Bを生成するものである。
制御回路40Kは、比較信号S11A,S11B,S12A,S12Bおよびクロック信号CKI4,CKQ4に基づいて、制御信号CTLP,CTLFを生成するものである。この制御回路40Kは、クロック信号CKIinおよびクロック信号CKI4の遷移タイミングが互いに一致するとともに、クロック信号CKQinおよびクロック信号CKQ4の遷移タイミングが互いに一致するように、可変遅延回路20における遅延量をそれぞれ制御するようになっている。
図24は、制御回路40Kの一構成例を表すものである。制御回路40Kは、位相判定回路41Kと、周波数判定回路42Kと、積分回路43,44とを有している。位相判定回路41Kは、比較信号S11A,S11B,S12A,S12Bおよびクロック信号CKI4,CKQ4に基づいて信号SIGPを生成するものである。周波数判定回路42Kは、比較信号S11A,S11B,S12A,S12Bおよびクロック信号CKI4,CKQ4に基づいて信号SIGFを生成するものである。
図25は、位相同期回路1Kの一動作例を表すものであり、(A)はクロック信号CKIinの波形を示し、(B)はクロック信号CKQinの波形を示し、(C)はクロック信号CKI4の波形を示し、(D)はクロック信号CKQ4の波形を示し、(E)は比較信号S11Aの波形を示し、(F)は比較信号S11Bの波形を示し、(G)は比較信号S12Aの波形を示し、(H)は比較信号S12Bの波形を示し、(I)は信号SIGPを示し、(J)は信号SIGFを示す。
位相比較回路11Aは、クロック信号CKIin,CKI4の立ち上がりエッジに基づいて、クロック信号CKIin,CKI4の位相を比較することにより、比較信号S11Aを生成する(図25(E))。位相比較回路11Bは、クロック信号CKQin,CKQ4の立ち上がりエッジに基づいて、クロック信号CKQin,CKQ4の位相を比較することにより、比較信号S11Bを生成する(図25(F))。位相比較回路12Aは、クロック信号CKIin,CKI4の立ち下がりエッジに基づいて、クロック信号CKIin,CKI4の位相を比較することにより、比較信号S12Aを生成する(図25(G))。位相比較回路12Bは、クロック信号CKQin,CKQ4の立ち下がりエッジに基づいて、クロック信号CKQin,CKQ4の位相を比較することにより、比較信号S12Bを生成する(図25(H))。図25に示したように、クロック信号CKIinの位相とクロック信号CKI4の位相とはほぼ一致し、クロック信号CKQinの位相とクロック信号CKQ4の位相とはほぼ一致する。よって、制御回路40Kは、位相比較回路11A,11B,12A,12Bによる比較結果(比較信号S11A,S11B,S12A,S12B)に基づいて、クロック信号CKI4,CKQ4の位相の進みまたは遅れを判定することができる。
制御回路40Kの位相判定回路41Kは、比較信号S11Aと比較信号S11Bとを比較するとともに、比較信号S12Aと比較信号S12Bとを比較することにより、信号SIGPを生成する(図25(I))。周波数判定回路42Kは、比較信号S11Aと比較信号S11Bとを比較するとともに、比較信号S12Aと比較信号S12Bとを比較することにより、信号SIGFを生成する(図25(J))。
具体的には、例えば、タイミングt81における位相比較回路11Aによる比較結果(比較信号S11A)は“1”であり(図25(E))、タイミングt82における位相比較回路11Bによる比較結果(比較信号S11B)は“1”である(図25(F))。すなわち、タイミングt81,t82の両方において、クロック信号CKI4,CKQ4の位相はクロック信号CKIin,CKQinの位相よりも進んでいる。よって、位相判定回路41Kは、クロック信号CKI4,CKQ4の位相が進んでいるので遅らせるべきと判定し、タイミングt83〜t85の期間において、信号SIGPを“+1”にする(図25(I))。このとき、周波数判定回路42Kは、クロック信号CKI4,CKQ4の周波数を維持すべきと判定し、タイミングt83〜t85の期間において、信号SIGFを“0”にする(図25(J))。
また、例えば、タイミングt83における位相比較回路12Aによる比較結果(比較信号S12A)は“1”であり(図25(G))、タイミングt84における位相比較回路12Bによる比較結果(比較信号S12B)は“0”である(図25(H))。すなわち、タイミングt83において、クロック信号CKI4の位相はクロック信号CKIinの位相よりも進んでおり、タイミングt84において、クロック信号CKQ4の位相はクロック信号CKQinの位相よりも遅れている。よって、周波数判定回路42Kは、クロック信号CKI4,CKQ4の周波数が低いので高くすべきと判定し、タイミングt85〜t87の期間において、信号SIGFを“−1”にする(図25(J))。このとき、位相判定回路41Kは、クロック信号CKI4,CKQ4の位相を維持すべきと判定し、タイミングt85〜t87の期間において、信号SIGPを“0”にする(図25(I))。
このように構成しても、上記実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。
[変形例1−5]
上記実施の形態では、位相比較回路11,12を用いて位相同期回路1を構成したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図26に示す位相同期回路1Lのように、フリップフロップ(F/F)回路11L,12Lを用いてもよい。フリップフロップ回路11Lは、クロック信号CK4の立ち上がりタイミングでクロック信号CK2をサンプリングし、そのサンプリング結果を反転することにより、比較信号S11を生成するものである。フリップフロップ回路12Lは、クロック信号CK4の立ち下がりタイミングでクロック信号CK2をサンプリングすることにより、比較信号S12を生成するものである。このように構成しても、上記実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。
[その他の変形例]
また、これらの変形例のうちの2以上を組み合わせてもよい。
<2.第2の実施の形態>
次に、第2の実施の形態に係る位相同期回路2について説明する。本実施の形態は、1つの位相比較回路を用いて位相同期回路2を構成したものである。なお、上記第1の実施の形態に係る位相同期回路1と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
図27は、位相同期回路2の一構成例を表すものである。位相同期回路2は、可変遅延回路20と、発振回路50と、分周回路13と、位相比較回路11と、制御回路60とを備えている。すなわち、本実施の形態では、第1の実施の形態に係る位相同期回路1と異なり、1つの位相比較回路11を用いて位相同期回路2を構成している。
発振回路50は、図4に示したように、エッジ検出回路57を有している。エッジ検出回路57は、クロック信号CKinの立ち上がりエッジを、2つに1つの割合で検出して、信号E1を生成するものである。
図28は、可変遅延回路20、発振回路50、および分周回路13の一動作例を表すものである。図28(B)に示したように、発振回路50のエッジ検出回路57は、クロック信号CKinの立ち上がりエッジを、2つに1つの割合で検出して、信号E1を生成する。これにより、発振回路50は、クロック信号CKinの2周期分の期間に1回の割合で、クロック信号CKoutの位相を補正する。すなわち、クロック信号CK4の位相が補正される周期Tsyncは、クロック信号CKinの2周期分の期間の長さに等しくなっている。
制御回路60は、比較信号S11およびクロック信号CK4に基づいて、制御信号CTLP,CTLFを生成するものである。
図29は、制御回路60の一構成例を表すものである。制御回路60は、位相判定回路61と、周波数判定回路62とを有している。位相判定回路61は、比較信号S11およびクロック信号CK4に基づいて信号SIGPを生成するものである。周波数判定回路62は、比較信号S11およびクロック信号CK4に基づいて信号SIGFを生成するものである。
図30は、位相同期回路2の一動作例を表すものであり、(A)はクロック信号CK2の波形を示し、(B)はクロック信号CK4の波形を示し、(C)は比較信号S11の波形を示し、(D)は信号SIGPを示し、(E)は信号SIGFを示す。
位相比較回路11は、クロック信号CK2,CK4の立ち上がりエッジに基づいて、クロック信号CK2,CK4の位相を比較することにより、比較信号S11を生成する(図30(C))。図30に示したように、クロック信号CK2の位相とクロック信号CK4の位相とはほぼ一致する。よって、制御回路60は、位相比較回路11による比較結果(比較信号S11)に基づいて、クロック信号CK4の位相の進みまたは遅れを判定することができる。制御回路60の位相判定回路61は、比較信号S11に基づいて信号SIGPを生成する(図30(D))。周波数判定回路62は、比較信号S11に基づいて信号SIGFを生成する(図30(E))。
具体的には、例えば、タイミングt91における位相比較回路11による比較結果は“1”であり、タイミングt92における位相比較回路11による比較結果は“0”である(図30(C))。すなわち、タイミングt91において、クロック信号CK4の位相はクロック信号CK2の位相よりも進んでおり、タイミングt92において、クロック信号CK4の位相はクロック信号CK2の位相よりも遅れている。よって、周波数判定回路62は、クロック信号CK4の周波数が低いので高くすべきと判定し、タイミングt92〜t93の期間において、信号SIGFを“−1”にする(図30(E))。このとき、位相判定回路61は、クロック信号CK4の位相を維持すべきと判定し、タイミングt92〜t93の期間において、信号SIGPを“0”にする(図30(D))。
また、例えば、タイミングt93における位相比較回路11による比較結果は“0”であり、タイミングt94における位相比較回路11による比較結果は“1”である(図30(C))。すなわち、タイミングt93において、クロック信号CK4の位相はクロック信号CK2の位相よりも遅れており、タイミングt94において、クロック信号CK4の位相はクロック信号CK2の位相よりも進んでいる。よって、周波数判定回路62は、クロック信号CK4の周波数が高いので低くすべきと判定し、タイミングt94〜t95の期間において、信号SIGFを“+1”にする(図30(E))。このとき、位相判定回路61は、クロック信号CK4の位相を維持すべきと判定し、タイミングt94〜t95の期間において、信号SIGPを“0”にする(図30(D))。
また、例えば、タイミングt95における位相比較回路11による比較結果は“1”であり、タイミングt96における位相比較回路11による比較結果は“1”である(図30(C))。すなわち、タイミングt95,t96の両方において、クロック信号CK4の位相はクロック信号CK2の位相よりも進んでいる。よって、位相判定回路61は、クロック信号CK4の位相が進んでいるので遅らせるべきと判定し、タイミングt96からの期間において、信号SIGPを“+1”にする(図30(D))。このとき、周波数判定回路62は、クロック信号CK4の周波数を維持すべきと判定し、タイミングt96からの期間において、信号SIGFを“0”にする(図30(E))。
このように、位相比較回路11は、互いに異なる比較タイミングにおいて、クロック信号CK2,CK4の位相を比較する。そして、それらの2つの比較結果が互いに一致する場合には、位相判定回路61は、その比較結果に基づいて、信号SIGPを“+1”または“−1”にする。また、2つの比較結果が互いに異なる場合には、周波数判定回路62は、その比較結果に基づいて、信号SIGFを“+1”または“−1”にする。
以上のように、本実施の形態では、位相比較回路における2つの比較結果に基づいて制御回路が信号SIGP,SIGFを生成するようにしたので、位相比較回路の数を減らすことができるため、回路構成をシンプルにすることができる。その他の効果は、第1の実施の形態の場合と同様である。
[変形例2−1]
上記実施の形態では、クロック信号CK2,CK4の立ち上がりエッジに基づいてクロック信号CK2,CK4の位相を比較する位相比較回路11を用いて位相同期回路2を構成したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図31,32に示すように、クロック信号CK2,CK4の立ち下がりエッジに基づいてクロック信号CK2,CK4の位相を比較する位相比較回路12を用いて位相同期回路2Aを構成してもよい。位相比較回路12は、クロック信号CK2,CK4の立ち下がりエッジに基づいて、クロック信号CK2,CK4の位相を比較することにより、比較信号S12を生成する(図32(C))。位相判定回路61は、比較信号S12に基づいて信号SIGPを生成し(図32(D))、周波数判定回路62は、比較信号S12に基づいて信号SIGFを生成する(図32(E))。
[変形例2−2]
上記実施の形態では、発振回路50は、クロック信号CKinの2周期分の期間に1回の割合で、クロック信号CKoutの位相を補正したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、クロック信号CKinの3周期分以上の期間に1回の割合で、クロック信号CKoutの位相を補正してもよい。以下に、本変形例に係る位相同期回路2Bについて詳細に説明する。
図31に示したように、位相同期回路2Bは、発振回路50Bと、制御回路60Bとを有している。発振回路50Bは、クロック信号CKinの4周期分の期間に1回の割合でクロック信号CKoutの補正を行うものである。制御回路60Bは、比較信号S12およびクロック信号CK4に基づいて、制御信号CTLP,CTLFを生成するものである。
図33は、位相同期回路2Bの一動作例を表すものである。位相比較回路12は、クロック信号CK2,CK4の立ち下がりエッジに基づいて、クロック信号CK2,CK4の位相を比較することにより、比較信号S12を生成する(図33(C))。位相判定回路61は、比較信号S12に基づいて信号SIGPを生成し(図33(D))、周波数判定回路62は、比較信号S12に基づいて信号SIGFを生成する(図33(E))。
具体的には、例えば、タイミングt111における位相比較回路12による比較結果は“1”であり、タイミングt114における位相比較回路12による比較結果は“1”である(図33(C))。なお、この例では、図33(B)に三角形で示したように、クロック信号CKinの4周期分の期間に1回の割合でクロック信号CKoutの補正を行うことに対応して、タイミングt112,t113における位相比較回路12による比較結果を考慮しないようにしている。この例では、タイミングt111,t114の両方において、クロック信号CK4の位相はクロック信号CK2の位相よりも進んでいる。よって、位相判定回路61は、クロック信号CK4の位相が進んでいるので遅らせるべきと判定し、タイミングt114〜t115の期間において、信号SIGPを“+1”にする(図33(D))。このとき、周波数判定回路62は、クロック信号CK4の周波数を維持すべきと判定し、タイミングt114〜t115の期間において、信号SIGFを“0”にする(図33(E))。
このように構成しても、上記実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。
<3.第3の実施の形態>
次に、第3の実施の形態に係る位相同期回路3について説明する。本実施の形態は、位相比較回路の代わりにフリップフロップ回路を用いるとともに、フリップフロップ回路に供給される2つのクロック信号の周波数が異なるように構成したものである。なお、上記第1の実施の形態に係る位相同期回路1と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
図34は、位相同期回路3の一構成例を表すものである。位相同期回路3は、分周回路73と、フリップフロップ(F/F)回路71,72と、制御回路80とを備えている。
分周回路73は、クロック信号CKoutを2分周することによりクロック信号CK5を生成するものである。すなわち、クロック信号CK5の周波数は、クロック信号CKoutの周波数の1/2であり、クロック信号CK2の周波数の4倍である。
フリップフロップ回路71は、クロック信号CK5の立ち上がりタイミングでクロック信号CK2をサンプリングすることにより、比較信号S71を生成するものである。フリップフロップ回路72は、クロック信号CK5の立ち下がりタイミングでクロック信号CK2をサンプリングすることにより、比較信号S72を生成するものである。
制御回路80は、比較信号S71,S72およびクロック信号CK5に基づいて、制御信号CTLP,CTLFを生成するものである。制御回路80は、図8に示したように、位相判定回路81と、周波数判定回路82とを有している。位相判定回路81は、比較信号S71,S72およびクロック信号CK5に基づいて信号SIGPを生成するものである。周波数判定回路82は、比較信号S71,S72およびクロック信号CK5に基づいて信号SIGFを生成するものである。
図35は、位相同期回路3の一動作例を表すものであり、(A)はクロック信号CK2の波形を示し、(B)はクロック信号CK5の波形を示し、(C)は比較信号S72の波形を示し、(D)は比較信号S71の波形を示し、(E)は信号SIGPを示し、(F)は信号SIGFを示す。
フリップフロップ回路71は、クロック信号CK5の立ち上がりタイミングでクロック信号CK2をサンプリングすることにより、比較信号S71を生成する(図35(D))。フリップフロップ回路72は、クロック信号CK5の立ち下がりタイミングでクロック信号CK2をサンプリングすることにより、比較信号S72を生成する(図35(C))。図35に示したように、クロック信号CK5の立ち上がりタイミングは、2つに1つの割合で、クロック信号CK2の遷移タイミングとほほ一致する。よって、制御回路80は、フリップフロップ回路71によるサンプリング結果(比較信号S71)に基づいて、クロック信号CK5の位相の進みまたは遅れを判定することができる。
制御回路80の位相判定回路81は、比較信号S71と比較信号S72とを比較することにより、信号SIGPを生成する(図35(E))。周波数判定回路82は、比較信号S71と比較信号S72とを比較することにより、信号SIGFを生成する(図35(F))。
具体的には、例えば、図35(C),(D)に示したように、タイミングt121におけるフリップフロップ回路71によるサンプリング結果(比較信号S71)は“1”であり、このサンプリング結果は、このタイミングt121の直後におけるフリップフロップ回路72によるサンプリング結果(比較信号S72)と等しい。よって、このタイミングt121では、クロック信号CK5の位相は遅れている。また、タイミングt122におけるフリップフロップ回路71によるサンプリング結果(比較信号S71)は“0”であり、このサンプリング結果は、このタイミングt122の直後におけるフリップフロップ回路72によるサンプリング結果(比較信号S72)と等しい。よって、このタイミングt122では、クロック信号CK5の位相は遅れている。このように、タイミングt121,t122の両方において、クロック信号CK5の位相は遅れている。よって、位相判定回路81は、クロック信号CK5の位相が遅れているので進めるべきと判定し、タイミングt123〜t125の期間において、信号SIGPを“−1”にする(図35(E))。このとき、周波数判定回路82は、クロック信号CK5の周波数を維持すべきと判定し、タイミングt123〜t125の期間において、信号SIGFを“0”にする(図35(F))。
また、例えば、タイミングt123におけるフリップフロップ回路71によるサンプリング結果(比較信号S71)は“1”であり、このサンプリング結果は、このタイミングt123の直後におけるフリップフロップ回路72によるサンプリング結果(比較信号S72)と等しい。よって、このタイミングt123では、クロック信号CK5の位相は遅れている。また、タイミングt124におけるフリップフロップ回路71によるサンプリング結果(比較信号S71)は“1”であり、このサンプリング結果は、このタイミングt124の直前におけるフリップフロップ回路72によるサンプリング結果(比較信号S72)と等しい。よって、このタイミングt124では、クロック信号CK5の位相は進んでいる。このように、タイミングt123において、クロック信号CK5の位相は遅れており、タイミングt124において、クロック信号CK5の位相は進んでいる。よって、周波数判定回路82は、クロック信号CK5の周波数が高いので低くすべきと判定し、タイミングt125〜t127の期間において、信号SIGFを“+1”にする(図35(F))。このとき、位相判定回路81は、クロック信号CK5の位相を維持すべきと判定し、タイミングt125〜t127の期間において、信号SIGPを“0”にする(図35(E))。
また、例えば、タイミングt125におけるフリップフロップ回路71によるサンプリング結果(比較信号S71)は“0”であり、このサンプリング結果は、このタイミングt125の直前におけるフリップフロップ回路72によるサンプリング結果(比較信号S72)と等しい。よって、このタイミングt125では、クロック信号CK5の位相は進んでいる。また、タイミングt126におけるフリップフロップ回路71によるサンプリング結果(比較信号S71)は“1”であり、このサンプリング結果は、このタイミングt122の直前におけるフリップフロップ回路72によるサンプリング結果(比較信号S72)と等しい。よって、このタイミングt126では、クロック信号CK5の位相は進んでいる。このように、タイミングt125,t126の両方において、クロック信号CK5の位相は進んでいる。よって、位相判定回路81は、クロック信号CK5の位相が進んでいるので遅らせるべきと判定し、タイミングt127〜t129の期間において、信号SIGPを“+1”にする(図35(E))。このとき、周波数判定回路82は、クロック信号CK5の周波数を維持すべきと判定し、タイミングt127〜t129の期間において、信号SIGFを“0”にする(図35(F))。
また、例えば、タイミングt127におけるフリップフロップ回路71によるサンプリング結果(比較信号S71)は“0”であり、このサンプリング結果は、このタイミングt127の直前におけるフリップフロップ回路72によるサンプリング結果(比較信号S72)と等しい。よって、このタイミングt127では、クロック信号CK5の位相は進んでいる。また、タイミングt128におけるフリップフロップ回路71によるサンプリング結果(比較信号S71)は“1”であり、このサンプリング結果は、このタイミングt128の直前におけるフリップフロップ回路72によるサンプリング結果(比較信号S72)と等しい。よって、このタイミングt128では、クロック信号CK5の位相は進んでいる。このように、タイミングt127,t128の両方において、クロック信号CK5の位相は進んでいる。よって、位相判定回路81は、クロック信号CK5の位相が進んでいるので遅らせるべきと判定し、タイミングt129〜t131の期間において、信号SIGPを“+1”にする(図35(E))。このとき、周波数判定回路82は、クロック信号CK5の周波数を維持すべきと判定し、タイミングt129〜t131の期間において、信号SIGFを“0”にする(図35(F))。
また、例えば、タイミングt129におけるフリップフロップ回路71によるサンプリング結果(比較信号S71)は“0”であり、このサンプリング結果は、このタイミングt129の直後におけるフリップフロップ回路72によるサンプリング結果(比較信号S72)と等しい。よって、このタイミングt129では、クロック信号CK5の位相は進んでいる。また、タイミングt130におけるフリップフロップ回路71によるサンプリング結果(比較信号S71)は“0”であり、このサンプリング結果は、このタイミングt130の直後におけるフリップフロップ回路72によるサンプリング結果(比較信号S72)と等しい。よって、このタイミングt130では、クロック信号CK5の位相は遅れている。このように、タイミングt129において、クロック信号CK5の位相は進んでおり、タイミングt130において、クロック信号CK5の位相は遅れている。よって、周波数判定回路82は、クロック信号CK5の周波数が低いので高くすべきと判定し、タイミングt131からの期間において、信号SIGFを“−1”にする(図35(F))。このとき、位相判定回路81は、クロック信号CK5の位相を維持すべきと判定し、タイミングt131からの期間において、信号SIGPを“0”にする(図35(E))。
このように、制御回路80は、互いに異なるタイミングにおいて、クロック信号CK5の位相の進みまたは遅れを判定する。そして、それらの2つの判定結果が互いに一致する場合には、位相判定回路81は、その判定結果に基づいて、信号SIGPを“+1”または“−1”にする。また、2つの判定結果が互いに異なる場合には、周波数判定回路82は、その判定結果に基づいて、信号SIGFを“+1”または“−1”にする。
以上のように、本実施の形態では、クロック信号CK5の周波数がクロック信号CK2の周波数よりも高くなるようにしたので、分周回路における分周数を減らすことができるため、回路構成をシンプルにすることができる。その他の効果は、第1の実施の形態の場合と同様である。
[変形例3−1]
上記実施の形態では、分周回路73は、クロック信号CKoutを2分周することによりクロック信号CK5を生成したが、これに限定されるものではなく、クロック信号CKoutを4分周することによりクロック信号CK5を生成してもよい。また、図36に示す位相同期回路3Bのように、分周回路を設けなくてもよい。位相同期回路3Bは、可変遅延回路20と、発振回路30と、フリップフロップ回路71,72と、制御回路80Bとを有している。
<4.適用例>
次に、上記実施の形態および変形例で説明した位相同期回路の適用例について説明する。
(適用例1)
図37は、適用例1に係る通信システム100の一構成例を表すものである。通信システム100は、送信装置200と、受信装置300とを備えている。送信装置200は、伝送路900を介して受信装置300に対してデータ信号SIGを送信するものであり、受信装置300は、送信装置200から伝送路900を介して送信されたデータ信号SIGを受信するものである。
送信装置200は、位相同期回路201と、シリアライザ202と、ドライバ203とを有している。位相同期回路201は、クロック信号CKtxに基づいて、クロック信号CKtx1を生成するものである。この位相同期回路201は、例えば、上記実施の形態等に係る位相同期回路が適用されている。シリアライザ202は、パラレルデータ信号Dtxおよびクロック信号CKtx1に基づいて、パラレルデータ信号Dtxをシリアライズすることにより、シリアルデータ信号Stxを生成するものである。また、シリアライザ202は、クロック信号Ctxを出力する機能をも有している。ドライバ203は、シリアルデータ信号Stxに基づいて、データ信号SIGを生成するものである。
受信装置300は、レシーバ301と、位相同期回路302と、CDR(Clock and Data Recovery)303と、デシリアライザ304とを有している。レシーバ301は、データ信号SIGを受信するものである。位相同期回路302は、クロック信号CKrxに基づいて、クロック信号CKrx1を生成するものである。この位相同期回路302には、例えば、上記実施の形態等に係る位相同期回路が適用されている。CDR303は、レシーバ301の出力信号およびクロック信号CKrx1に基づいて、シリアルデータ信号Srxおよびクロック信号CRを生成するものである。デシリアライザ304は、シリアルデータ信号Srxおよびクロック信号CRに基づいて、シリアルデータ信号Srxをデシリアライズすることにより、パラレルデータ信号Drxを生成するものである。また、デシリアライザ304は、クロック信号Crxを出力する機能をも有している。
(適用例2)
図38は、適用例2に係る通信システム120の一構成例を表すものである。通信システム110は、送信装置210と、受信装置310とを備えている。送信装置210は、複数の伝送路900を介して受信装置310に対して複数のデータ信号SIGをそれぞれ送信するものであり、受信装置310は、送信装置210から複数の伝送路900を介して送信された複数のデータ信号SIGをそれぞれ受信するものである。
送信装置210は、位相同期回路213と、複数の送信部211とを有している。位相同期回路213は、クロック信号CKtxに基づいて、クロック信号CKtx1を生成するものである。この位相同期回路213は、例えば、上記実施の形態等に係る位相同期回路が適用されている。複数の送信部211は、複数の伝送路900を介して、受信装置310に対して複数のデータ信号SIGをそれぞれ送信するものである。各送信部211は、シリアライザ202と、ドライバ203とを有している。各送信部211のシリアライザ202には、位相同期回路213から、いくつかのバッファ212を介して、クロック信号CKtx1が供給されるようになっている。
受信装置320は、位相同期回路313と、複数の受信部311とを有している。位相同期回路313は、クロック信号CKrxに基づいて、クロック信号CKrx1を生成するものである。この位相同期回路313は、例えば、上記実施の形態等に係る位相同期回路が適用されている。複数の受信部311は、送信装置210から、複数の伝送路900を介して送信された複数のデータ信号SIGをそれぞれ受信するものである。各受信部311は、レシーバ301と、CDR303と、デシリアライザ304とを有している。各受信部311のCDR303には、位相同期回路313から、いくつかのバッファ312を介して、クロック信号CKrx1が供給されるようになっている。
(適用例3)
図39は、適用例3に係る通信システム120の一構成例を表すものである。通信システム120は、送信装置220と、受信装置320とを備えている。送信装置220は、複数の伝送路900を介して受信装置320に対して複数のデータ信号SIGをそれぞれ送信するとともに、伝送路901を介して受信装置320に対してクロック信号CLKを送信するものである。受信装置320は、送信装置220から複数の伝送路900を介して送信された複数のデータ信号SIGをそれぞれ受信するとともに、送信装置220から伝送路901を介して送信されたクロック信号CLKを受信するものである。
送信装置220は、位相同期回路213と、複数の送信部211と、分周回路221と、ドライバ222とを有している。分周回路221は、位相同期回路213から、いくつかのバッファ212を介して供給されたクロック信号CKtx1を分周することにより、分周クロック信号を生成するものである。ドライバ222は、分周回路221から供給された分周クロック信号に基づいて、クロック信号CLKを生成するものである。
受信装置320は、位相同期回路321と、複数の受信部311とを有している。位相同期回路321は、送信装置220から伝送路901を介して送信されたクロック信号CLKに基づいて、クロック信号CKrx1を生成するものである。この位相同期回路321は、例えば、上記実施の形態等に係る位相同期回路が適用されている。各受信部311のCDR303には、この位相同期回路321から、いくつかのバッファ312を介して、クロック信号CKrx1が供給されるようになっている。
(適用例4)
図40は、適用例4に係る通信システム130の一構成例を表すものである。通信システム130は、送信装置230と、受信装置330とを備えている。送信装置230は、複数の伝送路900を介して受信装置330に対して複数のデータ信号SIGをそれぞれ送信するものであり、受信装置330は、送信装置230から複数の伝送路900を介して送信された複数のデータ信号SIGをそれぞれ受信するものである。
送信装置230は、位相同期回路213と、複数の送信部231とを有している。各送信部231は、位相同期回路201と、シリアライザ202と、ドライバ203とを有している。各送信部231の位相同期回路201には、位相同期回路213から、いくつかのバッファ212を介して、クロック信号CKtx1が供給されるようになっている。
受信装置330は、位相同期回路313と、複数の受信部331とを有している。各受信部331は、レシーバ301と、位相同期回路302と、CDR303と、デシリアライザ304とを有している。各受信部331の位相同期回路302には、位相同期回路313から、いくつかのバッファ312を介して、クロック信号CKrx1が供給されるようになっている。
(適用例5)
図41は、適用例5に係る通信システム140の一構成例を表すものである。通信システム140は、送信装置240と、受信装置340とを備えている。送信装置240は、複数の伝送路900を介して受信装置340に対して複数のデータ信号SIGをそれぞれ送信するとともに、伝送路901を介して受信装置340に対してクロック信号CLKを送信するものである。受信装置340は、送信装置240から複数の伝送路900を介して送信された複数のデータ信号SIGをそれぞれ受信するとともに、送信装置240から伝送路901を介して送信されたクロック信号CLKを受信するものである。
送信装置240は、位相同期回路213と、複数の送信部231と、分周回路221と、ドライバ222とを有している。分周回路221、および各送信部231の位相同期回路201には、位相同期回路213から、いくつかのバッファ212を介して、クロック信号CKtx1が供給されるようになっている。
受信装置340は、位相同期回路321と、複数の受信部331とを有している。各受信部331の位相同期回路302には、位相同期回路321から、いくつかのバッファ312を介して、クロック信号CKrx1が供給されるようになっている。
(適用例6)
図42は、適用例6に係る通信システム150の一構成例を表すものである。通信システム150は、通信装置250と、通信装置350とを備えている。通信装置250は、伝送路900を介して通信装置350に対してデータ信号SIGを送信するとともに、通信装置350から伝送路902を介して送信されたデータ信号SIGを受信するものである。通信装置350は、伝送路902を介して通信装置250に対してデータ信号SIGを送信するとともに、通信装置250から伝送路900を介して送信されたデータ信号SIGを受信するものである。
通信装置250は、位相同期回路251と、シリアライザ202と、ドライバ203と、レシーバ252と、CDR253と、デシリアライザ254とを有している。この通信装置250は、図37に示した送信装置200および受信装置300の両方の機能を有するものである。
通信装置350は、位相同期回路351と、レシーバ301と、CDR303と、デシリアライザ304と、シリアライザ352と、ドライバ353とを有している。この通信装置350は、図37に示した送信装置200および受信装置300の両方の機能を有するものである。
以上、いくつかの実施の形態および変形例を挙げて本技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
例えば、上記の各実施の形態では、いわゆるゲーテッドVCO型のオシレータを用いたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、インジェクションロック型のオシレータを用いてもよい。
また、例えば、上記の各実施の形態では、可変遅延回路20の構成は図2に示した構成に限定されるものではない。例えば、図43に示すような構成も可能である。この可変遅延回路90は、遅延回路99と、インバータ91,92と、インバータ93と、制御信号生成部94とを有している。遅延回路99は、クロック信号CKinを、所定の遅延量だけ遅延させて出力するものである。この所定の遅延量としては、例えば、クロック信号CKinの1周期の1/4程度の長さにすることができる。インバータ91は、クロック信号CKinを反転させて出力するものであり、制御信号C1に応じて駆動力を調整可能に構成されたものである。具体的には、インバータ91は、例えば、制御信号C1に応じて、使用するトランジスタの数や電流値を変化させることができるようになっている。インバータ92は、遅延回路99の出力信号を反転させて出力するものであり、制御信号C2に応じて駆動力を調整可能に構成されたものである。インバータ91,92の出力端子は互いに接続されており、インバータ93の入力端子に導かれる。インバータ93は、供給された信号を反転させて、クロック信号CK2として出力するものである。制御信号生成部94は、制御信号CTLPに基づいて、制御信号C1,C2を生成するものである。この構成により、可変遅延回路90では、データ信号DTと、遅延回路99から出力されたデータ信号とが、インバータ91,92によりそれぞれ重み付けされ、足しあわされる。これにより、例えば、インバータ91の駆動力を強くした場合には、クロック信号CK2の位相は進み、インバータ92の駆動力を強くした場合には、クロック信号CK2の位相は遅れる。
次に、この技術を用いた位相同期回路について説明する。図44は、本変形例に係る位相同期回路1Mの一構成例を表すものである。位相同期回路1Mは、可変遅延回路20E,20Fと、制御回路40とを有している。制御回路40は、可変遅延回路20E,20Fに制御信号CTLPを供給するようになっている。図45は、本変形例に係る可変遅延回路20E,20Fの一構成例を表すものである。インバータ101は、クロック信号CKinを反転させて出力するものであり、制御信号C1に応じて駆動力を調整可能に構成されたものである。インバータ102は、遅延回路99の出力信号を反転させて出力するものであり、制御信号C2に応じて駆動力を調整可能に構成されたものである。インバータ101,102の出力端子は互いに接続されており、インバータ103の入力端子に導かれる。インバータ111は、遅延回路99の出力信号を反転させて出力するものであり、制御信号C1に応じて駆動力を調整可能に構成されたものである。インバータ112は、クロック信号CKinを反転させて出力するものであり、制御信号C2に応じて駆動力を調整可能に構成されたものである。インバータ111,112の出力端子は互いに接続されており、インバータ113の入力端子に導かれる。遅延回路99、インバータ101,102、およびインバータ103からなる回路ブロックは、可変遅延回路20Eに対応し、遅延回路99、インバータ111,112、およびインバータ113とからなる回路ブロックは、可変遅延回路20Fに対応する。この構成では、例えば、インバータ101,111の駆動力を強くした場合には、可変遅延回路20Eの出力信号(クロック信号CK2)の位相が進むとともに、可変遅延回路20Fの出力信号の位相が遅れる。また、例えば、インバータ102,112の駆動力を強くした場合には、可変遅延回路20Eの出力信号(クロック信号CK2)の位相が遅れるとともに、可変遅延回路20Fの出力信号の位相が進む。
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
なお、本技術は以下のような構成とすることができる。
(1)入力クロック信号の遷移を検出する検出部と、
第1の制御信号に応じた周波数を有するクロック信号を生成するとともに、前記検出部における検出結果に基づいて前記クロック信号の位相を変化させる発振部と、
第2の制御信号に応じて、前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相との間の位相差を調整する調整部と、
複数の比較タイミングで前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相とを比較し、その比較結果に基づいて前記第1の制御信号および前記第2の制御信号を生成する制御部と
を備えた位相同期回路。
(2)前記調整部は、前記入力クロック信号を前記第2の制御信号に応じた遅延量だけ遅延させる第1の遅延部を有し、
前記制御部は、前記第1の遅延部により遅延された入力クロック信号の位相と、前記クロック信号の位相とを比較する
前記(1)に記載の位相同期回路。
(3)前記調整部は、前記入力クロック信号を前記第2の制御信号に応じた遅延量だけ遅延させる第2の遅延部を有し、
前記検出部は、前記第2の遅延部により遅延された入力クロック信号の遷移を検出する
前記(1)に記載の位相同期回路。
(4)前記調整部は、前記クロック信号を前記第2の制御信号に応じた遅延量だけ遅延させる第3の遅延部を有し、
前記制御部は、前記入力クロック信号の位相と、前記第3の遅延部により遅延されたクロック信号の位相とを比較する
前記(1)に記載の位相同期回路。
(5)前記クロック信号を分周する分周部をさらに備え、
前記調整部は、前記分周部により分周されたクロック信号を前記第2の制御信号に応じた遅延量だけ遅延させる第4の遅延部を有し、
前記制御部は、前記入力クロック信号の位相と、前記第4の遅延部により遅延されたクロック信号の位相とを比較する
前記(1)に記載の位相同期回路。
(6)前記複数の比較タイミングは、第1の比較タイミングと、第2の比較タイミングとを含み、
前記制御部は、前記第1の比較タイミングでの第1の比較結果、および前記第2の比較タイミングでの第2の比較結果に基づいて、前記第1の制御信号および前記第2の制御信号を生成する
前記(1)から(5)のいずれかに記載の位相同期回路。
(7)前記制御部は、前記第1の比較結果と前記第2の比較結果とが互いに異なる場合には、前記第1の比較結果および前記第2の比較結果に基づいて前記第1の制御信号を生成する
前記(6)に記載の位相同期回路。
(8)前記制御部は、前記第1の比較結果と前記第2の比較結果とが互いに等しい場合には、前記第1の比較結果および前記第2の比較結果に基づいて前記第2の制御信号を生成する
前記(6)または(7)に記載の位相同期回路。
(9)前記制御部は、
前記第1の比較タイミングで前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相とを比較することにより前記第1の比較結果を生成する第1の比較部と、
前記第2の比較タイミングで前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相とを比較することにより前記第2の比較結果を生成する第2の比較部と
を有する
前記(6)から(8)のいずれかに記載の位相同期回路。
(10)前記制御部は、前記第1の比較タイミングで前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相とを比較することにより前記第1の比較結果を生成するとともに、前記第2の比較タイミングで前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相とを比較することにより前記第2の比較結果を生成する比較部を有する
前記(6)から(8)のいずれかに記載の位相同期回路。
(11)前記複数の比較タイミングは、前記第1の比較タイミングの前の第3の比較タイミングと、前記第1の比較タイミングの次の第4の比較タイミングと、前記第2の比較タイミングの前の第5の比較タイミングと、前記第2の比較タイミングの次の第6の比較タイミングとをさらに含み、
前記制御部は、前記第1の比較結果が、前記第3の比較タイミングでの第3の比較結果および前記第4の比較タイミングでの第4の比較結果のうちのどちらと一致するか、および、前記第2の比較結果が、前記第5の比較タイミングでの第5の比較結果および前記第6の比較タイミングでの第6の比較結果のうちのどちらと一致するかに基づいて、前記第1の制御信号および前記第2の制御信号を生成する
前記(6)から(10)のいずれかに記載の位相同期回路。
(12)前記クロック信号を分周する分周部をさらに備え、
前記制御部は、前記入力クロック信号の位相と、前記分周部により分周されたクロック信号の位相とを比較する
前記(1)から(11)のいずれかに記載の位相同期回路。
(13)前記発振部は、所定数の遷移に1回の割合で遷移を検出し、
前記複数の比較タイミングは、前記発振部がある遷移を検出してから次の遷移を検出するまでの期間に対応する期間内のタイミングである
前記(1)から(12)のいずれかに記載の位相同期回路。
(14)入力クロック信号の遷移を検出し、
第1の制御信号に応じた周波数を有するクロック信号を生成するとともに、前記入力クロック信号の遷移に基づいて前記クロック信号の位相を変化させ、
第2の制御信号に応じて、前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相との間の位相差を調整し、
複数の比較タイミングで前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相とを比較し、その比較結果に基づいて前記第1の制御信号および前記第2の制御信号を生成する
位相同期方法。
(15)クロック信号を生成する第1の位相同期部と、
前記クロック信号を用いて通信を行う通信部と
を備え、
前記第1の位相同期部は、
入力クロック信号の遷移を検出する検出部と、
第1の制御信号に応じた周波数を有する前記クロック信号を生成するとともに、前記検出部における検出結果に基づいて前記クロック信号の位相を変化させる発振部と、
第2の制御信号に応じて、前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相との間の位相差を調整する調整部と、
複数の比較タイミングで前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相とを比較し、その比較結果に基づいて前記第1の制御信号および前記第2の制御信号を生成する制御部と
を有する
通信装置。
(16)前記入力クロック信号を生成する第2の位相同期部をさらに備えた
前記(15)に記載の通信装置。
(17)前記通信部は、データ信号を送信する送信部を有する
前記(15)または(16)に記載の通信装置。
(18)前記通信部は、データ信号を受信する受信部を有する
前記(15)から(17)のいずれかに記載の通信装置。
本出願は、日本国特許庁において2015年9月11日に出願された日本特許出願番号2015−179019号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (18)

  1. 入力クロック信号の遷移を検出する検出部と、
    第1の制御信号に応じた周波数を有するクロック信号を生成するとともに、前記検出部における検出結果に基づいて前記クロック信号の位相を変化させる発振部と、
    第2の制御信号に応じて、前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相との間の位相差を調整する調整部と、
    複数の比較タイミングで前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相とを比較し、その比較結果に基づいて前記第1の制御信号および前記第2の制御信号を生成する制御部と
    を備えた位相同期回路。
  2. 前記調整部は、前記入力クロック信号を前記第2の制御信号に応じた遅延量だけ遅延させる第1の遅延部を有し、
    前記制御部は、前記第1の遅延部により遅延された入力クロック信号の位相と、前記クロック信号の位相とを比較する
    請求項1に記載の位相同期回路。
  3. 前記調整部は、前記入力クロック信号を前記第2の制御信号に応じた遅延量だけ遅延させる第2の遅延部を有し、
    前記検出部は、前記第2の遅延部により遅延された入力クロック信号の遷移を検出する
    請求項1に記載の位相同期回路。
  4. 前記調整部は、前記クロック信号を前記第2の制御信号に応じた遅延量だけ遅延させる第3の遅延部を有し、
    前記制御部は、前記入力クロック信号の位相と、前記第3の遅延部により遅延されたクロック信号の位相とを比較する
    請求項1に記載の位相同期回路。
  5. 前記クロック信号を分周する分周部をさらに備え、
    前記調整部は、前記分周部により分周されたクロック信号を前記第2の制御信号に応じた遅延量だけ遅延させる第4の遅延部を有し、
    前記制御部は、前記入力クロック信号の位相と、前記第4の遅延部により遅延されたクロック信号の位相とを比較する
    請求項1に記載の位相同期回路。
  6. 前記複数の比較タイミングは、第1の比較タイミングと、第2の比較タイミングとを含み、
    前記制御部は、前記第1の比較タイミングでの第1の比較結果、および前記第2の比較タイミングでの第2の比較結果に基づいて、前記第1の制御信号および前記第2の制御信号を生成する
    請求項1に記載の位相同期回路。
  7. 前記制御部は、前記第1の比較結果と前記第2の比較結果とが互いに異なる場合には、前記第1の比較結果および前記第2の比較結果に基づいて前記第1の制御信号を生成する
    請求項6に記載の位相同期回路。
  8. 前記制御部は、前記第1の比較結果と前記第2の比較結果とが互いに等しい場合には、前記第1の比較結果および前記第2の比較結果に基づいて前記第2の制御信号を生成する
    請求項6に記載の位相同期回路。
  9. 前記制御部は、
    前記第1の比較タイミングで前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相とを比較することにより前記第1の比較結果を生成する第1の比較部と、
    前記第2の比較タイミングで前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相とを比較することにより前記第2の比較結果を生成する第2の比較部と
    を有する
    請求項6に記載の位相同期回路。
  10. 前記制御部は、前記第1の比較タイミングで前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相とを比較することにより前記第1の比較結果を生成するとともに、前記第2の比較タイミングで前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相とを比較することにより前記第2の比較結果を生成する比較部を有する
    請求項6に記載の位相同期回路。
  11. 前記複数の比較タイミングは、前記第1の比較タイミングの前の第3の比較タイミングと、前記第1の比較タイミングの次の第4の比較タイミングと、前記第2の比較タイミングの前の第5の比較タイミングと、前記第2の比較タイミングの次の第6の比較タイミングとをさらに含み、
    前記制御部は、前記第1の比較結果が、前記第3の比較タイミングでの第3の比較結果および前記第4の比較タイミングでの第4の比較結果のうちのどちらと一致するか、および、前記第2の比較結果が、前記第5の比較タイミングでの第5の比較結果および前記第6の比較タイミングでの第6の比較結果のうちのどちらと一致するかに基づいて、前記第1の制御信号および前記第2の制御信号を生成する
    請求項6に記載の位相同期回路。
  12. 前記クロック信号を分周する分周部をさらに備え、
    前記制御部は、前記入力クロック信号の位相と、前記分周部により分周されたクロック信号の位相とを比較する
    請求項1に記載の位相同期回路。
  13. 前記発振部は、所定数の遷移に1回の割合で遷移を検出し、
    前記複数の比較タイミングは、前記発振部がある遷移を検出してから次の遷移を検出するまでの期間に対応する期間内のタイミングである
    請求項1に記載の位相同期回路。
  14. 入力クロック信号の遷移を検出し、
    第1の制御信号に応じた周波数を有するクロック信号を生成するとともに、前記入力クロック信号の遷移に基づいて前記クロック信号の位相を変化させ、
    第2の制御信号に応じて、前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相との間の位相差を調整し、
    複数の比較タイミングで前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相とを比較し、その比較結果に基づいて前記第1の制御信号および前記第2の制御信号を生成する
    位相同期方法。
  15. クロック信号を生成する第1の位相同期部と、
    前記クロック信号を用いて通信を行う通信部と
    を備え、
    前記第1の位相同期部は、
    入力クロック信号の遷移を検出する検出部と、
    第1の制御信号に応じた周波数を有する前記クロック信号を生成するとともに、前記検出部における検出結果に基づいて前記クロック信号の位相を変化させる発振部と、
    第2の制御信号に応じて、前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相との間の位相差を調整する調整部と、
    複数の比較タイミングで前記入力クロック信号の位相と前記クロック信号の位相とを比較し、その比較結果に基づいて前記第1の制御信号および前記第2の制御信号を生成する制御部と
    を有する
    通信装置。
  16. 前記入力クロック信号を生成する第2の位相同期部をさらに備えた
    請求項15に記載の通信装置。
  17. 前記通信部は、データ信号を送信する送信部を有する
    請求項15に記載の通信装置。
  18. 前記通信部は、データ信号を受信する受信部を有する
    請求項15に記載の通信装置。
JP2017539079A 2015-09-11 2016-08-15 位相同期回路、位相同期方法および通信装置 Active JP6912381B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015179019 2015-09-11
JP2015179019 2015-09-11
PCT/JP2016/073817 WO2017043254A1 (ja) 2015-09-11 2016-08-15 位相同期回路、位相同期方法および通信装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2017043254A1 true JPWO2017043254A1 (ja) 2018-07-19
JP6912381B2 JP6912381B2 (ja) 2021-08-04

Family

ID=58239597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017539079A Active JP6912381B2 (ja) 2015-09-11 2016-08-15 位相同期回路、位相同期方法および通信装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10483989B2 (ja)
JP (1) JP6912381B2 (ja)
WO (1) WO2017043254A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016072790A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 ソニー株式会社 伝送装置、伝送方法、及び、フィルタ回路
US10727838B2 (en) * 2018-07-13 2020-07-28 Qualcomm Incorporated Systems and methods for power conservation in a phase locked loop (PLL)
JP7482745B2 (ja) 2020-10-16 2024-05-14 ローム株式会社 オシレータ回路
JP2023182368A (ja) * 2022-06-14 2023-12-26 キオクシア株式会社 半導体集積回路、pll回路及び信号処理装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013118638A (ja) * 2011-12-05 2013-06-13 Weltronics Component Ltd クロックデータ再生回路
US8841948B1 (en) * 2013-03-14 2014-09-23 Xilinx, Inc. Injection-controlled-locked phase-locked loop
JP2014187561A (ja) * 2013-03-25 2014-10-02 Fujitsu Ltd 受信回路及び半導体集積回路
WO2016152438A1 (ja) * 2015-03-24 2016-09-29 ソニー株式会社 受信装置および受信方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013118638A (ja) * 2011-12-05 2013-06-13 Weltronics Component Ltd クロックデータ再生回路
US8841948B1 (en) * 2013-03-14 2014-09-23 Xilinx, Inc. Injection-controlled-locked phase-locked loop
JP2014187561A (ja) * 2013-03-25 2014-10-02 Fujitsu Ltd 受信回路及び半導体集積回路
WO2016152438A1 (ja) * 2015-03-24 2016-09-29 ソニー株式会社 受信装置および受信方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017043254A1 (ja) 2017-03-16
US10483989B2 (en) 2019-11-19
JP6912381B2 (ja) 2021-08-04
US20180234098A1 (en) 2018-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6912381B2 (ja) 位相同期回路、位相同期方法および通信装置
EP1751870B1 (en) Wide range clock generator
JP4158465B2 (ja) クロック再生装置、および、クロック再生装置を用いた電子機器
US9246670B2 (en) Compact low-power fully digital CMOS clock generation apparatus for high-speed SerDes
US8232844B2 (en) Synchronous oscillator, clock recovery apparatus, clock distribution circuit, and multi-mode injection circuit
EP3665778B1 (en) Reference-locked clock generator
US20060001494A1 (en) Cascaded locked-loop circuits deriving high-frequency, low noise clock signals from a jittery, low-frequency reference
US8798223B2 (en) Clock and data recovery unit without an external reference clock
US20060145772A1 (en) Precision frequency and phase synthesis with fewer voltage-controlled oscillator stages
US20140286470A1 (en) Phase locked loop and clock and data recovery circuit
JP2006119123A (ja) 位相差検出装置
US10224936B1 (en) Self-calibrating frequency quadrupler circuit and method thereof
US20160380642A1 (en) Divisor control circuit, fractional frequency division device, frequency synthesizer and frequency synthesis method
JP2021119720A (ja) 分周補正回路、受信回路及び集積回路
JP2010529723A (ja) 周波数同期システム及び周波数同期方法
JP2012060606A (ja) 半導体集積回路および無線通信装置
KR20190027842A (ko) 클록 위상 생성을 위한 방법 및 장치
US9369139B1 (en) Fractional reference-injection PLL
US9059837B1 (en) Clock data recovery circuit and clock data recovery method
US9762228B2 (en) High-speed programmable clock divider
CN107431615B (zh) 接收装置和接收方法
US9742413B2 (en) Electronic device and information processing apparatus
TW201238255A (en) Transceiver, voltage control oscillator thereof and control method thereof
US9564906B2 (en) Capacitance phase interpolation circuit and method thereof, and multi-phase generator applying the same
US9543962B1 (en) Apparatus and methods for single phase spot circuits

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180524

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190703

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190703

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200609

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200728

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201124

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210615

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210708

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6912381

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150