KR100905836B1 - Phase Lock Loop improved loop stability - Google Patents
Phase Lock Loop improved loop stability Download PDFInfo
- Publication number
- KR100905836B1 KR100905836B1 KR1020070064517A KR20070064517A KR100905836B1 KR 100905836 B1 KR100905836 B1 KR 100905836B1 KR 1020070064517 A KR1020070064517 A KR 1020070064517A KR 20070064517 A KR20070064517 A KR 20070064517A KR 100905836 B1 KR100905836 B1 KR 100905836B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- current
- charge pump
- phase
- frequency
- output
- Prior art date
Links
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims 1
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000010056 antibody-dependent cellular cytotoxicity Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/08—Details of the phase-locked loop
- H03L7/10—Details of the phase-locked loop for assuring initial synchronisation or for broadening the capture range
- H03L7/107—Details of the phase-locked loop for assuring initial synchronisation or for broadening the capture range using a variable transfer function for the loop, e.g. low pass filter having a variable bandwidth
- H03L7/1072—Details of the phase-locked loop for assuring initial synchronisation or for broadening the capture range using a variable transfer function for the loop, e.g. low pass filter having a variable bandwidth by changing characteristics of the charge pump, e.g. changing the gain
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/08—Details of the phase-locked loop
- H03L7/085—Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
- H03L7/087—Details 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
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/08—Details of the phase-locked loop
- H03L7/085—Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
- H03L7/089—Details 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 generating up-down pulses
- H03L7/0891—Details 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 generating up-down pulses the up-down pulses controlling source and sink current generators, e.g. a charge pump
- H03L7/0895—Details of the current generators
- H03L7/0898—Details of the current generators the source or sink current values being variable
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/08—Details of the phase-locked loop
- H03L7/085—Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
- H03L7/093—Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal using special filtering or amplification characteristics in the loop
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
본 발명은 주변 온도나 공정 변화에 의해 나타나는 전하펌프의 전류 크기 변화를 보상하여 전하 펌프의 전류 크기를 일정하게 유지함으로써 루프 안정도를 향상시킨 위상 동기 루프에 관한 것으로서, 전압 제어 발진기와, 기준 신호 발생기와, 위상/주파수 검출기와, 전하 펌프와, 루프 필터와, 출력 분주기를 포함하는 위상 동기 루프에서, 상기 전하 펌프로부터 루프 필터로 인가되는 전류 크기의 변화를 체크하여, 일정한 전류 크기가 유지되도록 상기 전하 펌프를 제어하는 펌프 전류 제어부를 더 포함하여 위상 동기 루프의 루프 안정도를 향상시키는 것이다.
위상 동기 루프, 전하 펌프, 펌프 전류, 아날로그-디지털 변환기,
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a phase locked loop that improves loop stability by compensating a change in current magnitude of a charge pump caused by ambient temperature or process change, thereby maintaining a constant current magnitude of a charge pump. And in a phase locked loop including a phase / frequency detector, a charge pump, a loop filter, and an output divider, a change in the magnitude of the current applied from the charge pump to the loop filter is maintained so that a constant current magnitude is maintained. It further comprises a pump current control unit for controlling the charge pump to improve the loop stability of the phase locked loop.
Phase locked loops, charge pumps, pump currents, analog-to-digital converters,
Description
도 1은 종래의 위상 동기 루프의 구성을 보인 블록도,1 is a block diagram showing the configuration of a conventional phase locked loop;
도 2는 종래의 위상 동기 루프에 있어서, 전하 펌프 및 루프 필터의 구조를 개략적으로 나타낸 회로도,2 is a circuit diagram schematically showing the structure of a charge pump and a loop filter in a conventional phase locked loop;
도 3은 위상 동기 루프에 있어서, 전하 펌프의 전류 크기 변화와 위상 동기 루프의 특성 변화의 관계를 설명하는 그래프,3 is a graph illustrating a relationship between a change in current magnitude of a charge pump and a change in characteristics of a phase locked loop in a phase locked loop;
도 4는 본 발명에 의한 위상 동기 루프를 나타낸 블록도,4 is a block diagram showing a phase locked loop according to the present invention;
도 5는 본 발명의 의한 위상 동기 루프에 있어서, 펌프 전류 제어부의 구현 예를 나타낸 블록도,5 is a block diagram showing an implementation of a pump current controller in a phase locked loop according to the present invention;
도 6은 본 발명에 의한 위상 동기 루프에 있어서, 전하 펌프 및 펌프 전류 제어부의 실제 회로 구성도, 그리고6 is an actual circuit diagram of a charge pump and a pump current controller in a phase locked loop according to the present invention; and
도 7은 본 발명에 의한 위상 동기 루프의 특성을 나타낸 그래프이다.7 is a graph showing the characteristics of the phase locked loop according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
40: 전압 제어 발진기 41: 기준 주파수 발생기40: voltage controlled oscillator 41: reference frequency generator
42: 기준 분주기 43: 위상/주파수 검출기42: reference divider 43: phase / frequency detector
44: 전하 펌프 45: 루프 필터44: charge pump 45: loop filter
46: 출력 분주기 47: 펌프 전류 제어부46: output divider 47: pump current controller
본 발명은 주파수 합성기 또는 무선 송수신기에서 안정된 주파수 신호를 제공하는 주파수 발진원으로 사용되는 위상 동기 루프(Phase Lock Loop)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외부 조건 변화에 관계없이 전하 펌프의 전류 크기를 일정하게 유지함으로써 루프 안정도를 향상시킨 위상 동기 루프에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase lock loop used as a frequency oscillation source for providing a stable frequency signal in a frequency synthesizer or a wireless transceiver, and more particularly, to maintain a constant magnitude of a charge pump regardless of an external condition change. The present invention relates to a phase locked loop having improved loop stability.
위상 동기 루프는 기본적으로 기준 신호와 출력 신호의 위상차를 검출하고 상기 검출된 위상차에 따라서 기준신호와 위상이 같아지도록 출력 신호의 위상을 조정하여 안정된 주파수 신호를 발생시키는 회로로서, 안정된 위상의 출력 신호를 얻을 수 있기 때문에, 무선 회로의 주파수원으로 주로 사용된다.A phase locked loop basically detects a phase difference between a reference signal and an output signal and adjusts the phase of the output signal to be in phase with the reference signal according to the detected phase difference to generate a stable frequency signal. Since is obtained, it is mainly used as a frequency source of a radio circuit.
도 1은 종래의 위상 동기 루프의 구성을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a conventional phase locked loop.
도 1을 참조하면, 상기 위상 동기 루프는, 소정의 주파수 신호를 발생시키며 상기 주파수 신호가 제어 전압에 따라서 가변하는 전압 제어 발진기(10)와, 온도 변화에 안정된 일정 주파수를 발생시키는 기준 신호 발생기(11)와, 상기 기준 신호 발생기(11)의 주파수 신호를 분주하여 기준 신호를 발생하는 기준 분주기(12)와, 상기 기준 분주기(12)로부터 출력된 기준 신호와 위상 동기 루프의 출력 신호의 피 드백 값의 위상 및 주파수를 비교하여 그 차를 검출하는 위상/주파수 검출기(13)와, 상기 위상/주파수 검출기(13)에서 검출된 차를 제어전압으로 변환하여 상기 전압 제어 발진기(10)에 인가하는 전하 펌프(14) 및 루프 필터(15)와, 상기 전압 제어 발진기(10)로부터 발생된 주파수를 비교가능한 주파수 대역으로 분주하여 상기 위상/주파수 검출기(13)에 상기 피드백값으로 인가하는 출력 분주기(16)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 1, the phase locked loop may include a voltage controlled
상기 위상 동기 루프에 있어서, 상기 위상/주파수 검출기(13)는 기준 주파수와 피드백 값의 위상/주파수 차를 펄스 형태를 갖는 업/다운(UP/DN) 신호로 출력하며, 전하 펌프(14)는 상기 위상/주파수 검출기(13)로부터 출력된 업/다운신호에 따라서 소스 전류 또는 싱킹 전류를 제공하며, 상기 루프 필터(15)는 루프 상에 존재하는 잡음을 제거하면서 상기 전하 펌프(14)에서 제공되는 전류를 캐패시터에 축적함에 의해 나타내는 전하량 변화를 통해 상기 전압 제어 발진기(10)의 제어 전압을 가변하게 된다.In the phase locked loop, the phase /
도 2는 상기 전하 펌프(14) 및 루프 필터(15)의 기본 구조를 나타낸 회로도로서, 상기 전하 펌프(14)는 소스 전류원(141)과 싱킹 전류원(142)과 상기 위상/주파수 검출기(13)로부터 출력되는 업/다운 신호에 따라서 스위칭 동작하여 상기 소스 전류원(141)의 소스 전류를 출력하거나 싱킹 전류원(142)의 싱킹 전류를 출력하는 스위치(143,144)로 이루어지고, 상기 루프 필터(25)는 보통 캐패시터(C1,C2)와 저항(R)을 이용한 로우패스필터로 구현된다.FIG. 2 is a circuit diagram showing the basic structure of the
상기 전하 펌프(14)로 업(UP) 신호가 인가되면 스위치(143)가 온 되어 소스 전류원(141)에서 소스 전류가 루프필터(15)의 캐패시터(C1,C2)에 축적되며, 이때 상기 제어 전압(Vctrl)은 전하량 증가로 인해 높아진다. 반대로 전하 펌프(14)로 다운(DN) 신호가 인가되면 스위치(144)가 온되어 싱킹 전류가 제공되며 상기 루프필터(25)의 캐패시터(C1,C2)에 축적된 전하량 감소로 인해 상기 제어 전압(Vctrl)이 낮아진다.When the UP signal is applied to the
그런데, 상기 전하 펌프(14)에서 상기 소스 전류와 싱킹 전류는 그 전류 크기가 동일하고 일정해야 하는데, 실제로는 상기 전류 크기가 주변 온도나 제조 공정의 변화에 따라 달라지며, 이는 PLL의 성능에도 큰 영향을 준다.However, in the
도 3의 그래프를 참조하여 더 구체적으로 설명하는데, 여기서 A, B, C는 각각 상기 전하 펌프(14)에서 제공되는 전류 크기를 나타내는 것으로서, 그 크기는 A<B<C 이다. 먼저, 도 3의 (a)는 전하 펌프의 전류 크기별 위상 고정 루프의 개루프 이득과 위상 마진의 변화를 보인 그래프로서, 전류 크기가 증가할 수 록 개루프 이득이 높아지는 것을 알 수 있으며, 더불어, 개루프 이득의 변화에 따라서 위상 마진도 함께 변함을 알 수 있다. 여기서, 위상 마진(Phase Margin)은 PLL의 록(Locking)과 관련하여 시스템 전체의 안정도(Stability)와 관련된 항목으로서, 위상 마진이 크면 시스템의 안정도는 좋아지지만 반대로 록 타임(Locking Time)이 늦어진다. 즉, 상기 전류 크기의 변화에 따라서 위상 마진이 증감함으로써, 시스템의 안정도 및 록 타임에 영향을 미치게 된다.More specifically with reference to the graph of FIG. 3, where A, B, and C each represent the magnitude of the current provided by the
또한 도 3의 (b)는 폐루프 주파수 응답 특성을 나타낸 그래프로서, 폐루프 주파수 응답은 일정한 값을 유지하는 것이 바람직한데, 도시된 바와 같이, 전하 펌 프의 전류 크기가 변화되는 경우 위상 마진이 변화되면서 상기 폐루프 주파수 응답에 피킹(peaking)이 발생되며, 이 경우, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 폐루프 스텝 응답에 발진이 발생하여 PLL의 전체 시스템 성능이 나빠지게 된다.In addition, Figure 3 (b) is a graph showing the closed loop frequency response characteristics, it is preferable that the closed loop frequency response to maintain a constant value, as shown, the phase margin when the current magnitude of the charge pump is changed As the peaking occurs in the closed loop frequency response, the oscillation occurs in the closed loop step response, as shown in FIG. 3 (c), resulting in poor overall system performance of the PLL.
그러므로, PLL의 시스템 성능을 높이기 위해서는, 상기 전하 펌프의 전류 크기가 일정하게 유지되도록 제어할 수 있는 수단이 요구되나, 기존의 PLL에서는 이에 대한 대비가 이루어지지 않고 있다.Therefore, in order to increase the system performance of the PLL, a means for controlling the current magnitude of the charge pump to be maintained is required, but the conventional PLL is not prepared for this.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은, 주변 온도나 공정 변화에 의해 나타나는 전하펌프의 전류 크기 변화를 보상하여 전하 펌프의 전류 크기를 일정하게 유지함으로써 루프 안정도를 향상시킨 위상 동기 루프를 제공하는 것이다.The present invention has been proposed to solve the above problems, the object of which is to improve the loop stability by maintaining a constant current size of the charge pump by compensating for the change in the current size of the charge pump caused by the ambient temperature or process changes Provide a phase locked loop.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 입력된 제어 전압에 따라서 발진 주파수를 가변하는 전압 제어 발진기; 온도 변화에 안정된 일정 주파수를 발생시키는 기준 신호 발생기; 상기 기준 신호 발생기로부터 출력된 기준 신호와 상기 전압 제어 발진기의 출력 신호의 위상 및 주파수를 비교하여 그 차를 검출하는 위상/주파수 검출기; 상기 위상/주파수 검출기에서 검출된 위상 및 주파수 차에 따라서 소스 전류 또는 싱킹 전류를 제공하는 전하 펌프; 상기 전하 펌프 의 소스 전류 및 싱킹 전류에 따라서 전하량이 변화되어 상기 전압 제어 발진기의 제어 전압을 가변하는 루프 필터; 상기 전압 제어 발진기의 출력 신호를 위상 및 주파수 비교가 가능하도록 낮은 주파수로 분주하여 상기 위상/주파수 검출기에 제공하는 출력 분주기; 및 상기 전하 펌프로부터 루프 필터로 인가되는 전류 크기의 변화를 체크하여, 일정한 전류 크기가 유지되도록 상기 전하 펌프를 제어하는 펌프 전류 제어부를 포함하는 루프 안정도가 향상된 위상 동기 루프를 제공한다.In order to achieve the object of the present invention as described above, the present invention, a voltage controlled oscillator for varying the oscillation frequency in accordance with the input control voltage; A reference signal generator for generating a constant frequency stable to temperature changes; A phase / frequency detector for comparing the phase and frequency of the reference signal output from the reference signal generator with the output signal of the voltage controlled oscillator and detecting the difference; A charge pump providing a source current or a sinking current in accordance with the phase and frequency difference detected by the phase / frequency detector; A loop filter varying a charge amount according to a source current and a sinking current of the charge pump to vary a control voltage of the voltage controlled oscillator; An output divider for dividing the output signal of the voltage controlled oscillator at a low frequency to enable phase and frequency comparison and providing it to the phase / frequency detector; And a pump current controller for checking the change in the magnitude of the current applied from the charge pump to the loop filter and controlling the charge pump to maintain a constant current magnitude.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in describing in detail the operating principle of the preferred embodiment of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.In addition, the same reference numerals are used for parts having similar functions and functions throughout the drawings.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a part is 'connected' to another part, it is not only 'directly connected' but also 'indirectly connected' with another element in between. Include. In addition, the term 'comprising' a certain component means that the component may be further included, without excluding the other component unless specifically stated otherwise.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 루프 안정도가 향상된 위상 동기 루프를 도시한 블록도이다.4 is a block diagram illustrating a phase locked loop with improved loop stability according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 위상 동기 루프는, 전압 제어 발진기(40)와, 기준 신호 발생기(41)와, 기준 분주기(42)와, 위상/주파수 검출기(43)와, 전하 펌프(44)와, 루프 필터(45)와, 출력 분주기(46)와, 펌프 전류 제어부(47)를 포함한다. Referring to FIG. 4, the phase locked loop according to the present invention includes a voltage controlled
상기에서 전압 제어 발진기(40)와, 기준 신호 발생기(41)와, 기준 분주기(42)와, 위상/주파수 검출기(43)와, 루프 필터(45)와, 출력 분주기(46)의 구성 및 동작은 기존과 동일해도 된다. 즉, 기준 신호 발생기(41) 및 기준 분주기(42)를 통해 발생된 기준 신호와 출력 분주기(46)를 통해 획득한 전압 제어 발진기(40)의 출력 신호를 낮은 주파수로 분주한 피드백 신호의 위상 차 및 주파수 차를 위상/주파수 검출기(43)에서 검출한 후, 전하 펌프(44) 및 루프 필터(45)를 통해서 상기 검출된 위상 차 및 주파수 차를 전압 제어 발진기(40)를 제어하는 제어 신호로 변환하여 인가함으로써, 전압 제어 발진기(40)의 주파수 변화를 보상하여 일정 주파수로 발진하게 한다. 상기 구성에서, 기준 분주기(42)는 필요에 따라서 생략될 수도 있다.The configuration of the voltage controlled
본 발명은 상술한 위상 동기 루프의 동작에 있어서, 전하 펌프(44)의 전류 크기가 외부 조건에 의해 변화되어 위상 마진, 폐루프 주파수/스텝 응답의 특성이 바뀌어 전체 특성이 변화되는 것을 방지하기 위하여, 상기 펌프 전류 제어부(47)를 통해 상기 전하 펌프(44)의 개루프 이득을 일정하게 유지시켜 루프 안정도를 최적 화하는 것으로서, 이하에서 상기 전하 펌프(44)와 펌프 전류 제어부(47)를 위주로 구성 및 작용을 설명한다.In the above-described operation of the phase locked loop, the current magnitude of the
상기의 위상 동기 루프에 있어서, 전하 펌프(44)에서 소스 전류 또는 싱킹 전류가 루프 필터(45)로 제공되는데, 이때 상기 펌프 전류 제어부(47)는 상기 전하 펌프(44)로부터 루프 필터(45)로 인가되는 전류 크기의 변화를 체크하여, 그에 따라서 일정한 전류 크기가 유지되도록 상기 전하 펌프(44)를 제어한다.In the above phase locked loop, a source current or sinking current is provided to the
도 5는 본 발명에 의한 펌프 전류 제어부(47)의 실시 예를 도시한 회로도로서, 도시된 바와 같이, 상기 펌프 전류 제어부(47)는 간단하게 상기 전하 펌프(44)로부터 출력되는 전류 크기(ADCIN)을 일정 비트의 디지털 신호(Y[0:3])로 변환하여 상기 전하 펌프(44)에 구비된 스위치 어레이로 인가하는 아날로그/디지털 변환기(471)로 구현할 수 있다. 이때, 상기 아날로그/디지털 변환기(471)는 상기 전하 펌프(44)로부터 아날로그/디지털 변환기(471)로 전달되는 실제 전류 크기과 상기 전하 펌프(44)에 구비된 스위치 어레이의 동작 변화에 따라 나타나는 전류 크기 변화 관계에 맞추어 설계된다. 즉, 상기 전하 펌프(44)에서 입력된 전류 크기가 증가하는 경우에는 상기 전하 펌프(44)의 전류 크기가 감소하는 방향으로 스위치 어레이가 동작하도록, 반대로 전하펌프(44)의 전류 크기가 감소하는 경우에는 상기 전하 펌프(44)의 전류 크기가 증가하는 방향으로 스위치 어레이가 동작하도록 구현된다.FIG. 5 is a circuit diagram showing an embodiment of the pump
도 6은 본 발명에 의한 위상 동기 루프에 있어서 전하 펌프(44)의 구성 예를 보인 상세 회로도이다.6 is a detailed circuit diagram showing an example of the configuration of the
도 6을 참조하면, 상기 전하 펌프(44)는, 바이어스 회로부(61)와, 스위치 어레이부(62)와, 출력부(63)를 포함한다.Referring to FIG. 6, the
상기 바이어스 회로부(61)는 상기 소스 전류원과 싱킹 전류원을 구성하기 위한 것으로서, 복수 개의 전류 미러 회로를 연결하여 원하는 소스 전류 및 싱킹 전류를 발생시키도록 구현된다. 특히 상기 바이어스 회로부(61)는 기준 전류를 서로 다른 비율로 미러링하여 서로 다른 전류 크기를 갖는 복수의 소스 전류 및 싱킹 전류를 출력하도록 구현된다.The
상기 스위치 어레이부(62)는 바이어스 회로부(61)에서 발생된 복수의 소스 전류 및 싱킹 전류를 선택적으로 출력부(63)에 인가하는 복수의 스위치 소자로 구현된다.The
상기 출력부(63)는 상기 위상/주파수 검출기(43)로부터 인가되는 업/다운 신호(UPB,DN)에 따라서 상기 스위치 어레이부(62)로부터 전달된 소스 전류 또는 싱킹 전류를 루프 필터(44)로 출력하며, 상기 출력되는 전류 크기를 전압으로 변환하여 상기 아날로그-디지털 변환기(471)에 인가한다. 상기 출력부(63)로 인가되는 업/다운 신호중 UPB는 업 신호를 반전시킨값을 의미한다.The
도 6에서는 상기 바이어스 회로부(61)와, 스위치 어레이부(62)와, 출력부(63)의 상세 회로를 도시하였으나, 상기 상세 회로는 예시일뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하기 위한 것은 아니다.In FIG. 6, detailed circuits of the
다음으로, 도 7은 상기 아날로그-디지털 변환기(471)의 구현 예를 도시한 회 로도로서, 상기 전하 펌프(43)에서 출력되는 전류 크기과 다수의 기준값을 비교하여 전류 크기의 레벨을 확인하기 위한 비교부(71)와, 상기 비교부(71)에서 확인된 전류 크기의 레벨을 소정 비트의 디지털 신호로 표현하는 제1 논리회로부(72)와, 상기 제1 논리 회로부(72)로부터 출력된 디지털 신호를 상기 전하 펌프(43)의 스위치 어레이부(62)를 제어하는 신호로 변환하는 제2 논리회로부(73)를 포함한다.Next, FIG. 7 is a circuit diagram illustrating an implementation example of the analog-to-
상기 비교부(71)는 상기 전하 펌프(43)의 출력부(63)로부터 전달된 전하 펌프의 발생 전류 크기에 대응하는 전압 신호(ADCIN)를 서로 다른 레벨의 복수의 기준 전압과 각각 비교하는 복수의 비교기를 포함한다. 상기 복수의 비교기는 각각 입력된 전압 신호(ADCIN)와 기준 전압을 비교하여, 전압 신호(ADCIN)가 해당 기준전압보다 크면 '1' 신호를, 그 반대이면 '0' 신호를 출력한다. The
상기 제1 논리회로부(72)는 다수의 논리 소자(AND 게이트, 인버터, OR 게이트 등)의 조합에 의하여 구현되는 것으로서, 상기 비교부(71)의 비교를 상기 전압 신호(ADCIN)의 레벨을 나타내는 설정된 비트수의 디지털 신호로 변환한다. 예를 들어, 3비트로 설정된 경우, 상기 전류 크기의 레벨에 따라서, '000', '001', '010' 등이 출력된다.The first
상기 제2 논리회로부(72)는 복수의 AND 게이트와 복수의 인버터의 조합으로 구현되는 것으로서, 상기 제1 논리회로부(72)로부터 출력된 전류 크기를 나타내는 디지털 신호를 상기 전하 펌프(43)의 전류 크기가 일정해지도록 하기 위한 스위치 어레이부(72)의 스위치 제어 신호들로 변환한다. 예를 들어, 상기 스위치 어레이부(62)에서 제어할 스위치가 4개이고, 상기 제1 논리회로부(71)에서 출력되는 디지 털 신호가 3비트인 경우, 상기 제2 논리회로부(72)는 상기 3 비트 디지털 신호를 4 비트의 스위치 제어 신호로 변환한다. 도 7 에 있어서, 상기 제2 논리회로부(72)로부터 출력되는 스위치 제어 신호중에서, Y0B, Y1B, Y2B, Y3B는 도 6에 보인 스위치 어레이부(62)의 소스전류를 스위칭하는 스위치에 인가되며, Y0, Y1, Y2, Y3는 스위치 어레이부(62)의 싱킹 전류를 스위칭하는 스위치에 인가된다.The second
상기 도 7에서 비교부(71)와 제1 논리회로부(72)와 제2 논리회로부(73)의 상세 회로를 도시하였으나, 이는 일 실시예 일뿐이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 특히, 상기 비교부(71)와 제1 논리회로부(71)와 제2 논리회로부(73)는 전류 크기의 분해능, 디지털 신호의 비트수 및 스위치 제어 신호의 비트수에 따라서 다양한 형태로 구현될 수 있다. Although the detailed circuits of the
상술한 전하 펌프(44) 및 펌프 전류 제어부(47)에 의하면, 위상/주파수 검출기(43)에서 검출된 위상 또는 비교차에 대응하는 상기 전하 펌프(44)로부터 루프필터(45)로 전달되는 소스 전류 및 싱킹 전류의 크기가 외부 조건, 특히, 주변 온도나 공정 변화에 관계없이 항상 일정하며, 따라서, 상기 전하 펌프(44)의 전류 이득이 일정하게 되어, PLL 루프 전체의 안정도가 향상된다.According to the
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식 을 가진 당업자에게 있어 명백할 것이다. The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is common in the art that various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art.
상술한 바에 의하면, 본 발명은 안정된 주파수 신호를 제공하기 위한 위상 동기 루프에 있어서, 검출된 위상차 및 주파수 차를 전압 제어 발진기의 제어전압으로 변환하기 위해 이용되는 전하 펌프에서의 외부 조건 변화에 의해 나타나는 전류 크기의 변화를 보상하여 일정하게 유지시킴으로써, 위상 동기 루프의 루프 안정도를 향상시킬 수 있다.According to the above, the present invention is directed to a phase locked loop for providing a stable frequency signal, characterized by a change in external conditions in a charge pump used to convert the detected phase difference and frequency difference into a control voltage of a voltage controlled oscillator. The loop stability of the phase locked loop can be improved by compensating for the change in current magnitude and keeping it constant.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070064517A KR100905836B1 (en) | 2007-06-28 | 2007-06-28 | Phase Lock Loop improved loop stability |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070064517A KR100905836B1 (en) | 2007-06-28 | 2007-06-28 | Phase Lock Loop improved loop stability |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20090000449A KR20090000449A (en) | 2009-01-07 |
KR100905836B1 true KR100905836B1 (en) | 2009-07-02 |
Family
ID=40483638
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020070064517A KR100905836B1 (en) | 2007-06-28 | 2007-06-28 | Phase Lock Loop improved loop stability |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100905836B1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101101447B1 (en) * | 2009-12-04 | 2012-01-03 | 한국과학기술원 | Digital phase locked loop with improved loop delay feature |
KR102204174B1 (en) | 2014-01-13 | 2021-01-18 | 한국전자통신연구원 | Charge pump circuit and phase locked loop comprising the charge pump circuit |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19980083679A (en) * | 1997-05-16 | 1998-12-05 | 김영환 | Charge pump in phase locked loop |
JPH11251902A (en) | 1998-02-27 | 1999-09-17 | Nec Yamagata Ltd | Pll circuit |
KR20000008708U (en) * | 1998-10-26 | 2000-05-25 | 김영환 | Phase locked loop circuit |
JP2006270225A (en) * | 2005-03-22 | 2006-10-05 | Toshiba Microelectronics Corp | Clock generator |
-
2007
- 2007-06-28 KR KR1020070064517A patent/KR100905836B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19980083679A (en) * | 1997-05-16 | 1998-12-05 | 김영환 | Charge pump in phase locked loop |
JPH11251902A (en) | 1998-02-27 | 1999-09-17 | Nec Yamagata Ltd | Pll circuit |
KR20000008708U (en) * | 1998-10-26 | 2000-05-25 | 김영환 | Phase locked loop circuit |
JP2006270225A (en) * | 2005-03-22 | 2006-10-05 | Toshiba Microelectronics Corp | Clock generator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20090000449A (en) | 2009-01-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6121749B2 (en) | Phase locked loop | |
US8531245B2 (en) | Temperature compensation in a PLL | |
US7907022B2 (en) | Phase-locked loop and method for operating the same | |
US8373460B2 (en) | Dual loop phase locked loop with low voltage-controlled oscillator gain | |
US7046093B1 (en) | Dynamic phase-locked loop circuits and methods of operation thereof | |
JP2010252289A (en) | Compensation circuit for voltage-controlled oscillator | |
US11984899B2 (en) | Dual mode phase-locked loop circuit, oscillator circuit, and control method of oscillator circuit | |
US8264259B2 (en) | Phase-locked loop circuit and delay-locked loop circuit | |
US20070173219A1 (en) | Phase locked loop and method thereof | |
KR100714579B1 (en) | Phase frequency detector having improved noise characteristic | |
JP4216075B2 (en) | Fractional N-Frequency Synthesizer using Fractional Compensation Method (Fractional-NFREQUENCYSYNTHESIZER) | |
US10972111B2 (en) | Phase-locked loop circuit | |
JP5367075B2 (en) | PLL frequency synthesizer | |
CN109075794B (en) | PLL system and operation method thereof | |
US8310288B2 (en) | PLL circuit | |
KR100905836B1 (en) | Phase Lock Loop improved loop stability | |
JP4534140B2 (en) | PLL circuit | |
JP2019186839A (en) | Oscillation frequency calibration circuit and oscillation frequency calibration method | |
KR100918860B1 (en) | Frequency synthesizer having loop filter compensation circuit | |
US8373465B1 (en) | Electronic device and method for phase locked loop | |
KR101047727B1 (en) | Seamless Frequency Tracking Control Dual Loop Digital Phase-locked Loop Circuit Apparatus and Its Method | |
JP4876980B2 (en) | Clock generator | |
KR102418077B1 (en) | Injection-locked PLL architecture using sub-sampling-based frequency tracking loop and delay locked loop | |
JP4433934B2 (en) | Delay lock loop circuit | |
JP2013016995A (en) | Pll circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120409 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130403 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |