KR100280452B1 - 위상동기루프장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 위상동기루프장치에 관한 것으로, 종래에는 빠른 락킹시간과 낮은 지터특성을 동시에 구현할 수 없는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은 입력신호와 궤환한 발진신호의 위상을 비교하는 위상검출부와; 프로그램된 가변 루프이득시컨스와 상기 위상검출부의 검출신호에 의해 복수의 펌핑제어신호를 출력하는 기어시프팅제어부와; 상기 기어시프팅제어부의 복수의 펌핑제어신호를 입력받아 그에 따른 펌핑신호의 루프이득을 제어하는 챠지펌프와; 상기 챠지펌프의 출력신호를 저역 필터링하는 필터부와; 상기 필터부의 출력에 따라 발진신호의 주파수를 제어하는 전압제어발진기와; 상기 입력신호에 따라 상기 전압제어발진기의 동작을 제어하여, 발진신호의 초기 위상을 제어하는 위상동작개시부로 구성함으로써 입력신호와 출력신호의 위상차로 인해 발생하는 지터를 줄일수 있을뿐만 아니라 빠른 위상획득시간을 가질 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 위상동기루프장치에 관한 것으로, 특히 입력신호와 출력신호의 위상차로 인해 발생하는 지터를 줄일수 있을뿐만 아니라 빠른 위상획득시간을 가질 수 있도록 한 위상동기루프장치에 관한 것이다.
도1은 종래 위상동기루프장치의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와같이 입력신호(Ref_Clk)와 궤환한 발진신호(fv)의 위상을 비교하여 그에 해당되는 검출신호(UP/DOWN)를 출력하는 위상검출부(10)와; 상기 위상검출부(10)로부터 검출신호(UP/DOWN)를 입력받아 그에 따른 펌핑신호를 출력하는 챠지펌프(11)와; 상기 챠지펌프(11)의 펌핑신호를 입력받아 이를 저역통과시켜 고주파를 제거한 발진구동신호를 출력하는 필터부(12)와; 상기 필터부(12)로부터 발진구동신호를 입력받아 그에따라 주파수를 제어한 발진신호를 출력하는 전압제어발진기(13)로 구성되며, 이와같이 구성된 종래장치의 동작을 설명한다.
먼저, 위상검출부(10)는 입력신호(Ref_Clk)와 궤환한 발진신호(fv)를 입력받아 그 두 신호(Ref_Clk),(fv)의 위상을 비교하여 그에 해당되는 검출신호(UP/DOWN)를 출력하고, 챠지펌프(11)는 상기 위상검출부(10)의 검출신호(UP/DOWN)를 입력받아 그에 따른 펌핑신호를 출력한다.
이후, 필터부(12)는 상기 챠지펌프(11)로부터 출력된 펌핑신호를 입력받아 이를 저역통과시켜 고주파를 제거하여 발진구동신호를 전압제어발진기(13)에 인가한다.
이에따라, 상기 전압제어발진기(13)는 상기 필터부(12)로부터 발진구동신호를 입력받아 그 발진구동신호에 의해 주파수가 제어된 발진신호(fv)를 상기 위상검출부(10)에 인가한다.
이후, 상기와 같은 과정을 입력신호(Ref_Clk)의 위상과 상기 전압제어발진기(13)로부터 출력되는 발진신호(fv)의 위상이 동일하게 될 때까지 반복하여 수행한다.
즉, 상기 전압제어발진기(13)의 발진신호(fv)와 입력신호(Ref_Clk)의 위상이 동일하게 되면 락킹되어 이때 전압제어발진기(13)의 발진신호(fv)가 내부의 타이밍을 복구하는 클럭신호로 사용된다.
그러나, 상기와 같이 동작하는 종래 장치는 빠른 락킹시간과 낮은 지터특성을 동시에 구현할 수 없는 문제점이 있었다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 본 발명은 입력신호와 출력신호의 위상차로 인해 발생하는 지터를 줄일수 있을뿐만 아니라 빠른 위상획득시간을 가질 수 있도록 한 위상동기루프장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도1은 종래 위상동기루프장치의 구성을 보인 블록도.
도2는 본 발명 위상동기루프장치의 구성을 보인 블록도.
도3은 도2에 있어서, 기어시프팅 제어부에 구성을 보인 블록도.
도4는 도2에 있어서, 차지펌프의 구성을 보인 회로도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
20:위상검출부 21:기어시프팅제어부
22:챠지펌프 23:필터부
24:전압제어발진기 25:위상동작개시부
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 입력신호와 궤환한 발진신호의 위상을 비교하는 위상검출부와; 프로그램된 가변 루프이득시컨스와 상기 위상검출부의 검출신호에 의해 복수의 펌핑제어신호를 출력하는 기어시프팅제어부와; 상기 기어시프팅제어부의 복수의 펌핑제어신호를 입력받아 그에 따른 펌핑신호의 루프이득을 제어하는 챠지펌프와; 상기 챠지펌프의 출력신호를 저역 필터링하는 필터부와; 상기 필터부의 출력에 따라 발진신호의 주파수를 제어하는 전압제어발진기와; 상기 입력신호에 따라 상기 전압제어발진기의 동작을 제어하여, 발진신호의 초기 위상을 제어하는 위상동작개시부로 구성한 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 의한 위상동기루프장치에 대한 작용 및 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도2는 본 발명 위상동기루프장치의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와같이 입력신호(Ref_Clk)와 궤환한 발진신호(fv)의 위상을 비교하여 그에 해당되는 제1,제2 위상차신호(UP/DOWN)를 출력하는 위상검출부(20)와; 상기 위상검출부(20)의 제1,제2 위상차신호(UP/DOWN)에 의해 설정된 위상레벨을 기준으로 상기 입력신호(Ref_Clk)의 위상을 업 또는 다운하고, 그에 따른 소정의 보상값에 대한 복수의 제어신호를 출력하는 기어시프팅제어부(21)와;
상기 기어시프팅제어부(21)의 복수의 펌핑제어신호를 입력받아 그에 따른 펌핑신호의 루프이득을 제어하는 챠지펌프(22)와; 상기 챠지펌프(22)의 출력신호를 저역 필터링하는 필터부(23)와; 상기 필터부(23)의 출력에 따라 발진신호의 주파수를 제어하는 전압제어발진기(23)와; 상기 입력신호(RefmClk)에 따라 상기 전압제어발진기(23)의 동작을 제어하여, 발진신호(fv)의 초기 위상을 제어하는 위상동작개시부(25) 구성한다.
도3은 상기 기어시프팅제어부의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와같이 프로그램된 가변 루프이득 시퀀스를 입력신호(Ref_Clk)에 따라 출력하는 스위칭데이터발생부(101)와; 출력된 루프이득 시퀀스와 위상검출부(20)에서 출력된 제1,제2 위상차신호(UP/DOWN)를 연산하여 챠지펌프(22)를 제어하기 위한 복수의 제어신호(CPn),(CNn)를 출력하는 논리연산부(102)로 구성한다.
상기 논리연산부(102)는 제1 위상차신호(UP)와 루프이득 시퀀스를 낸딩하는 낸드게이트(NA)와; 제2 위상차신호(DOWN)와 루프 이득 시퀀스를 앤딩하는 앤드게이트(AN)로 구성한다.
도4는 상기 챠지펌프(22)의 구성을 보인 회로도로서, 이에 도시한 바와같이 각기 다른 전류원(I,2I,4I,8I,16I,32I)을 가지고 기어시프팅제어부(23)의 소정 제어신호(CPn),(CNn)에 의해 온/오프 제어되는 엔모스트랜지스터(N) 및 피모스트랜지스터(P)로 이루어진 다수의 펌프(1~6)를 병렬로 접속하여 구성하며, 이와같이 구성한 본 발명의 동작을 설명한다.
먼저, 위상검출부(20)는 입력신호(Ref_Clk)와 궤환한 발진신호(fv)의 위상을 비교하여 그에 해당되는 제1,제2 위상차(UP/DOWN)를 출력하고, 기어시프팅제어부(21)는 입력신호(Ref_Clk)를 입력받아 그에 따라 동기된후 상기 위상검출부(20)의 제1,제2 위상차신호(UP/DOWN)를 입력받아 그에 따른 복수의 제어신호(CP0~CPn),(CN0_CNn)를 챠지펌프(22)에 인가한다.
이때, 상기 제1 위상차신호(UP)는 발진신호(fv)의 위상이 입력신호(Ref_Clk)의 위상보다 느릴 때 발생하고, 제2 위상차신호(DOWN)는 발진신호(fv)의 위상이 입력신호(Ref_Clk)의 위상보다 빠를 때 발생한다.
즉, 상기 기어시프팅제어부(21)는 입력신호(Ref_Clk)를 입력받아 이를 램에 프로그래밍한 소정 프로그램에 의해 발생하는 가변적인 루프이득신호와 상기 위상검출부(20)의 제1,제2 위상차신호(UP/DOWN)에 의해 펌핑동작을 제어하는 복수의 제어신호를 챠지펌프(22)에 인가한다.
이때, 상기 기어시프팅제어부(21)는 프로그래밍모드시 램으로 이루어진 스위칭데이터발생부(101)에 최적의 기어 시스팅 루프이득 시퀀스를 프로그램하고, 스위칭데이터발생부(101)는 입력신호(Ref_Clk)에 따라 프로그램된 루프이득을 출력하고, 논리연산부(102)는 낸드게이트(ND)와 앤드게이트(AD)를 이용하여, 상기 루프이득과 위상차신호(UP/DOWN)를 논리연산하여 챠지펌프의 다수의 펌프중에 특정펌프를 동작시키기 위한 제어신호(CPn)(CNn)를 출력한다.
이에따라, 상기 챠지펌프(22)는 상기 기어시프팅제어부(21)의 복수의 제어신호(CPn)(CNn)를 입력받아 그에 따른 펌핑신호를 출력하고, 필터부(23)는 상기 챠지펌프(22)의 펌핑신호를 입력받아 이를 필터링하여 그에 따른 필터링신호를 상기 전압제어발진기(24)에 인가한다.
여기서, 상기 챠지펌프(22)는 상기 기어시프팅제어부(21) 제어신호(CPn)(CNn)에 의해 N쌍의 펌프(1~N)가 선택적으로 구동됨으로써, 챠지펌프(22)로부터 이득이 제어된 펌핑신호를 출력한다.
즉, 상기 필터부(23)는 상기 챠지펌프(22)의 펌핑신호를 입력받아 이를 저역통과시켜 고주파성분을 제거한 발진구동신호를 출력하여 이를 상기 전압제어발진기(24)에 인가한다.
이에따라, 상기 전압제어발진기(24)는 상기 필터부(23)의 발진구동신호를 입력받아 그에따라 출력주파수를 제어한 발진신호를 출력한다.
여기서, 위상동작개시부(25)는 인에이블신호(EN)에 의해 동작되어 입력신호(Ref _Clk)를 입력받아 그에 따른 초기 위상제어신호를 출력하고, 상기 전압제어발진기(24)는 상기 위상동작개시부(25)의 위상제어신호를 입력받아 그에 따른 초기 발진신호(fv)를 상기 위상검출부(20)에 인가한다.
이후, 상기와 같은 과정을 입력신호(Ref_Clk)의 위상과 상기 전압제어발진기(24)로부터 출력되는 발진신호(fv)의 위상이 동일하게 될 때까지 반복하여 수행한다.
즉, 상기 전압제어발진기(24)의 발진신호(fv)와 입력신호(Ref_Clk)의 위상이 동일하게 되면 락킹되어 상기 전압제어발진기(24)의 발진신호(fv)가 내부의 타이밍을 복구하는 클럭신호로 사용된다.
다시말해서, 본 발명은 위상동작개시부(25)에 의해 발진신호(fv)의 초기 위상을 제어하는 한편, 기어시프팅제어부(21)를 이용하여 피엘엘의 루프이득을 제어함으로써, 짧은 시간내에 입력신호(Ref_Clk)에 로킹된 발진신호(fv)를 얻을 수 있게 된다.
이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 프로그램된 가변 루프이득 시퀀스에 따라 입력신호와 출력신호의 위상차로 인해 발생하는 지터를 줄일 수 있을뿐만 아니라 빠른 위상 획득시간을 가질 수 있는 효과가 있다.
Claims (6)
- 입력신호와 궤환한 발진신호의 위상을 비교하는 위상검출부와; 프로그램된 가변 루프이득시컨스와 상기 위상검출부의 검출신호에 의해 복수의 펌핑제어신호를 출력하는 기어시프팅제어부와; 상기 기어시프팅제어부의 복수의 펌핑제어신호를 입력받아 그에 따른 펌핑신호의 루프이득을 제어하는 챠지펌프와; 상기 챠지펌프의 출력신호를 저역 필터링하는 필터부와; 상기 필터부의 출력에 따라 발진신호의 주파수를 제어하는 전압제어발진기와; 상기 입력신호에 따라 상기 전압제어발진기의 동작을 제어하여, 발진신호의 초기 위상을 제어하는 위상동작개시부로 구성한 것을 특징으로 하는 위상동기루프장치.
- 제1 항에 있어서, 기어시프팅제어부는 프로그램된 가변 루프이득 시퀀스를 입력신호에 따라 출력하는 스위칭데이터발생부와; 출력된 루프이득 시퀀스와 챠지펌프에서 출력된 제1,제2 위상차신호를 연산하여 챠지펌프를 제어하기 위한 복수의 제1,제2 제어신호를 출력하는 논리연산부로 구성한 것을 특징으로 하는 위상동기루프장치.
- 제2 항에 있어서, 스위칭데이터발생부는 램으로 구성된 것을 특징으로 하는 위상동기루프장치.
- 제2 항에 있어서, 제1 위상차신호는 발진신호의 위상이 입력신호의 위상보다 느릴 때 발생하는 신호이고, 제2 위상차신호는 발진신호의 위상이 입력신호의 위상보다 빠를 때 발생된 신호인 것을 특징으로 하는 위상동기루프장치.
- 제2 항에 있어서, 논리연산부는 제1 위상차신호와 루프이득 시퀀스를 낸딩하는 낸드게이트와; 제2 위상차신호와 루프 이득 시퀀스를 앤딩하는 앤드게이트로 구성한 것을 특징으로 하는 위상동기루프장치.
- 제1 항에 있어서, 챠지펌프는 각기 다른 전류원을 가지고 기어시프팅제어부의 소정 제어신호에 의해 온/오프 제어되는 엔모스트랜지스터 및 피모스트랜지스터로 이루어진 다수의 펌프를 병렬로 접속하여 구성한 것을 특징으로 하는 위상동기루프장치.
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