KR101480621B1 - Clock Generator of using Delay-Locked Loop - Google Patents
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Abstract
지연 고정 루프를 이용하는 클럭 발생기가 개시된다. 클럭 발생기의 지연 고정 루프에는 위상지연을 수행하고, 지터 성분에 의한 위상의 변경을 상쇄하기 위한 전압제어 지연단이 구비된다. 전압제어 지연단은 입력신호에 대한 지연동작을 수행하며, 지연동작은 루프필터의 출력신호 및 각각의 지연 스테이지에서 발생되는 위상변화신호의 변동을 통해 수행된다. 위상변화신호는 지연 스테이지의 입력신호와 출력신호에서의 위상의 변화가 특정의 레벨을 가진 전압의 형태로 변환된 것이며, 이를 통해 지연기에서 발생되는 지터 성분 등은 빠르게 제거된다. A clock generator using a delay locked loop is disclosed. The delay locked loop of the clock generator is provided with a voltage controlled delay stage for performing phase delay and canceling the phase change due to the jitter component. The voltage controlled delay stage performs a delay operation on the input signal, and the delay operation is performed through the output signal of the loop filter and the variation of the phase change signal generated in each delay stage. The phase change signal is obtained by converting the phase of the input signal of the delay stage and the phase of the output signal into the form of a voltage having a certain level, thereby quickly eliminating jitter components generated in the delay.
Description
본 발명은 지연 고정 루프를 이용하는 클럭 발생기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지터 성분이 제거되거나 저감된 클럭 발생기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근, 컴퓨터 등의 시스템의 동작속도가 증가함에 따라, 안정적인 동작을 유지하기 위한 클럭 발생기가 요구되고 있다. 특히, 통신 시스템과 중앙처리장치, 메모리 등과 같은 전자 시스템에서 클럭 발생기는 매우 중요한 요소이다. 고속 프로세싱의 경우, 디지털 회로의 동작 속도와 일치하는 높은 주파수의 클럭 신호가 요구된다. 2. Description of the Related Art In recent years, as the operation speed of a system such as a computer has increased, a clock generator for maintaining stable operation has been demanded. Particularly, in a communication system, an electronic system such as a central processing unit, a memory, and the like, a clock generator is a very important factor. In the case of high-speed processing, a high frequency clock signal that matches the operating speed of the digital circuitry is required.
그러나, 실리콘 기반의 반도체 제조공정을 통해 형성되는 칩들 사이의 인터페이싱을 통해서 노이즈나 지터 성분이 제거된 클럭 신호를 생성하는 것은 매우 어려우며, 외부로부터 클럭 신호를 수신하여 칩 내부에서 이를 처리하는 회로가 요구된다. 통상적으로 이러한 내부 클럭의 발생기로서 위상 고정 루프(Phase-Locked Loop)가 많이 이용된다.However, it is very difficult to generate a clock signal from which noises or jitter components have been removed through interfacing between chips formed through a silicon-based semiconductor manufacturing process, and a circuit for receiving the clock signal from the outside and processing the chip in the chip is required do. A phase-locked loop is often used as a generator of such an internal clock.
통상적인 위상 고정 루프는 VCO(Voltage Controlled Oscillator)를 이용하는 폐루프 피드백 구조를 가진다. 이는 고차 시스템이 되므로 설계가 어려우며 안정적인 동작 시에도 온도 등의 외부 변수에 의해 루프의 대역폭이 변경되는 문제가 있다. 또한, 고정 시간(Lock-in time)이 느리며, VCO 등에서 지터 성분이 축적되는 단점이 있다. A typical phase locked loop has a closed loop feedback structure using a VCO (Voltage Controlled Oscillator). It is difficult to design because it is a higher order system and there is a problem that the bandwidth of the loop is changed by external variables such as temperature even in stable operation. In addition, there is a disadvantage that the fixed time (lock-in time) is slow and the jitter component is accumulated in the VCO or the like.
따라서, 지연 고정 루프 자체에서 지터 또는 노이즈 성분에 의한 위상의 변화를 감지하고, 이를 제거하여 안정적인 고정 상태를 확보하여 노이즈 또는 지터 성분이 제거된 클럭 발생기가 요청된다 할 것이다.Accordingly, a clock generator in which a noise or a jitter component is removed by detecting a change in phase due to jitter or a noise component in the delay locked loop itself and securing a stable fixed state by eliminating the phase change will be required.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 내부에서 발생되는 지터 성분 등을 감지하고 이를 보상하는 지연 고정 루프를 이용하는 클럭 발생기를 제공하는데 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention provides a clock generator using a delay locked loop for detecting and compensating for jitter components generated therein.
상술한 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 입력신호 및 지연출력신호를 비교하여 위상차를 검출하여 업-신호 또는 다운-신호를 형성하기 위한 위상검출부; 상기 위상검출부의 상기 업-신호 또는 상기 다운-신호에 따른 충방전 전류를 형성하기 위한 전하펌프; 상기 전하펌프의 충방전 전류에 따른 지연제어신호를 형성하기 위한 루프필터; 상기 지연제어신호에 상응하여 상기 입력신호에 대한 지연동작을 통해 상기 지연출력신호를 생성하고, 위상변화신호를 통해 지연동작에서 발생되는 지터 또는 노이즈 성분에 따른 위상변화를 보정하는 전압제어 지연단; 및 상기 전압제어 지연단의 각 스테이지마다 지연되는 신호들을 수신하여 펄스 신호를 형성하고, 이를 합성하여 출력신호를 형성하는 주파수 체배기를 가지는 클럭 발생기를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a phase error detector comprising: a phase detector for comparing an input signal and a delay output signal to detect a phase difference to form an up signal or a down signal; A charge pump for forming a charge / discharge current according to the up-signal or the down-signal of the phase detector; A loop filter for forming a delay control signal according to charge / discharge current of the charge pump; A voltage control delay stage for generating the delay output signal through a delay operation on the input signal in accordance with the delay control signal and correcting a phase change according to a jitter or a noise component generated in a delay operation through a phase change signal; And a frequency multiplier that receives signals delayed for each stage of the voltage controlled delay stage to form a pulse signal, and combines the signals to form an output signal.
상술한 본 발명에 따르면, 클럭 발생기는 전압제어 지연단을 가지고, 위상변화 전압변환부에서 지연기에서 발생되는 지터 등에 기인한 위상의 변화를 보정한다. 이는 클럭 발생기의 동작시 지터나 노이즈 등으로 인해 위상이 변화하는 현상을 보상하고, 출력신호의 지터를 감소시킨다. 또한, 입력신호 또는 내부 회로에서 동작의 흔들림을 통해 발생되는 노이즈나 지터를 빠르게 제거하여 원활한 주파수 체배 동작을 수행할 수 있다.According to the present invention, the clock generator has a voltage-controlled delay stage and corrects a phase change due to jitter and the like generated in the delay unit in the phase-change voltage converter. This compensates for the phase change due to jitter or noise during operation of the clock generator and reduces the jitter of the output signal. In addition, it is possible to smoothly remove the noise or jitter generated due to the motion of the input signal or the internal circuit, thereby performing a smooth frequency multiplication operation.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 클럭 발생기를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상기 도 1의 위상검출부를 도시한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 상기 도 1의 전하펌프와 루프필터의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상기 도 1의 전압제어 지연단을 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 4의 지연기를 도시한 회로도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 상기 도 4의 위상전압 변환기를 도시한 회로도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 상기 도 6의 위상전압 변환기의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상기 도 1의 주파수 체배기를 도신한 블록도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 상기 도 8의 에지 검출기를 도시한 회로도 및 타이밍도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 펄스신호 합성부를 도시한 회로도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 상기 도 10의 펄스신호 합성부의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다른 클럭 발생기를 도시한 블록도이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 12의 전압제어 지연단을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a clock generator according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram showing the phase detector of FIG. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram illustrating the operation of the charge pump and the loop filter of FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram illustrating the voltage controlled delay stage of FIG. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a circuit diagram illustrating the delay of FIG. 4 according to a preferred embodiment of the present invention.
6 is a circuit diagram showing the phase voltage converter of FIG. 4 according to an embodiment of the present invention.
7 is a timing chart for explaining the operation of the phase-to-voltage converter of FIG. 6 according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram of the frequency multiplier of FIG. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.
9 is a circuit diagram and timing diagram showing the edge detector of FIG. 8 according to an embodiment of the present invention.
10 is a circuit diagram showing a pulse signal synthesizing unit according to an embodiment of the present invention.
11 is a timing chart for explaining the operation of the pulse signal combining unit of FIG. 10 according to the embodiment of the present invention.
12 is a block diagram illustrating another clock generator according to a preferred embodiment of the present invention.
13 is a block diagram illustrating the voltage controlled delay stage of FIG. 12 according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
실시예Example
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 클럭 발생기를 도시한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a clock generator according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 클럭 발생기는 위상검출부(100), 전하펌프(110), 루프필터(120), 전압제어 지연단(200) 및 주파수 체배기(300)를 가진다.Referring to FIG. 1, the clock generator of the present invention includes a
위상검출부(100)는 입력되는 2개의 신호들 Fin 및 Fdl을 비교하고, 2개의 신호들 Fin 및 Fdl의 위상과 주파수 차이를 동시에 검출한다. 예컨대, 주기적인 입력신호 Fin과 전압제어 지연단(200)의 출력신호인 지연출력신호 Fdl은 위상검출부(100)에서 비교된다. 입력되는 2개의 신호들 Fin 및 Fdl의 비교동작을 통해 위상검출부(100)는 업-신호 UP와 다운-신호 DN을 출력한다. 상기 업-신호 UP 및 다운-신호 DN는 2개의 입력신호들의 위상차에 상응하는 펄스폭을 가진다. 또한, 업-신호 UP 및 다운-신호 DN는 2개의 입력신호의 위상의 비교에 따라 선택적으로 활성화될 수 있다.The
예컨대, 입력신호 Fin의 위상이 지연출력신호 Fdl보다 빠를 경우, 그 위상차에 상응하는 펄스폭을 가지는 업-신호 UP를 활성화한다. 또한, 입력신호 Fin의 위상이 지연출력신호 Fdl보다 느릴 경우, 그 위상차에 상응하는 펄스폭을 가지는 다운-신호 DN을 활성화한다.For example, when the phase of the input signal Fin is faster than the delay output signal Fdl, the up-signal UP having a pulse width corresponding to the phase difference is activated. Further, when the phase of the input signal Fin is slower than the delay output signal Fdl, the down-signal DN having a pulse width corresponding to the phase difference is activated.
이외에 상기 위상검출부의 동작은 입력신호 Fin의 위상이 지연출력신호 Fdl보다 느릴 경우, 업-신호 UP를 활성화할 수도 있다.In addition, the operation of the phase detector may activate the up-signal UP when the phase of the input signal Fin is slower than the delayed output signal Fdl.
상기 위상검출부(100)의 2개의 출력신호들인 업-신호 UP와 다운-신호 DN은 전하펌프(110)에 입력된다. 전하펌프(110)는 업-신호 UP 또는 다운-신호 DN에 따라 충방전 전류 Ich를 형성한다. 형성된 충방전 전류 Ich는 루프필터(120)를 충전 또는 방전한다.The up-signal UP and the down-signal DN, which are two output signals of the
예컨대, 활성화된 업-신호 UP에 의해 전하펌프(110)는 루프필터(120)를 충전하고, 충전동작에 의해 루프필터(120)의 출력신호인 지연제어신호 Vdl의 전압은 상승한다. 또한, 활성화된 다운-신호 DN에 의해 전하펌프(110)는 루프필터(120)를 방전하고, 방전동작에 의해 루프필터(120)의 출력신호인 지연제어신호 Vdl의 레벨은 하강한다.For example, the
이외에 업-신호 UP와 다운-신호 DN의 활성화에 따른 충방전 동작은 달리 일어날 수 있다. 즉, 업-신호 UP의 활성화 구간에서 전하펌프(110)는 루프필터(120)에 대한 충전동작을 수행할 수 있으며, 다운-신호 DN의 활성화 구간에서 전하펌프(110)는 루프필터(120)에 대한 방전동작을 수행할 수도 있다.In addition, charge-discharge operations due to the activation of the up-signal UP and the down-signal DN may occur differently. That is, in the activation period of the up-signal UP, the
전압제어 지연단(200)은 위상 지연을 발생시키며, 입력신호 Fin의 위상을 지연시키고, 위상이 지연된 지연출력신호 Fdl을 생성한다.The voltage controlled
상기 전압제어 지연단(200)은 지연제어신호 Vdl 및 위상변화신호 Vpc를 수신하고, 수신된 지연제어신호 Vdl 및 위상변화신호 Vpc에 따른 지연동작을 수행한다. 이를 위해 상기 전압제어 지연단(200)은 지연부(210) 및 위상변화 전압변환부(220)를 가진다.The voltage
지연부(210)는 루프필터(120)의 출력인 지연제어신호 Vdl 및 위상변화 전압변환부(220)의 출력인 위상변화신호 Vpc가 제어신호로 인가된다. 또한, 지연부(210)는 복수개의 지연기(211, 212, 213)로 구성되며, 각각의 지연기(211, 212, 213)에는 이전 단계의 지연기의 출력신호가 입력된다. 특히, 루프필터(120)의 출력인 지연제어신호 Vdl은 각각의 지연기(211, 212, 213)에 공통으로 인가되며, 지연부(210)의 실질적인 지연시간을 결정한다.The
위상변화 전압변환부(220)는 위상고정(phase lock)이 수행된 이후, 잡음 또는 외부요인으로 인해 변동되는 위상변화를 감지하고, 위상변화에 비례하는 위상변화신호 Vpc를 형성한다. 즉, 변동되는 위상변화가 증가하는 경우, 위상변화신호 Vpc의 레벨은 증가하고, 위상변화가 감소되는 경우, 위상변화신호 Vpc의 레벨은 감소한다. 형성된 위상변화신호 Vpc는 지연부(210)에 인가되어 지연부(210)의 위상변화를 보상한다. 이를 위해 위상변화 전압변환부(220)는 복수개의 위상전압 변환기(221, 222, 223)를 가진다. 상기 위상전압 변환기(221, 222, 223)는 각각의 지연기(211, 212, 213)에 대응하여 복수개로 배치됨이 바람직하다. 또한, 위상전압 변환기(221, 222, 223)는 현재 스테이지의 지연기의 입력 및 출력을 수신하고, 위상의 변화에 따른 충방전 동작을 통해 각각의 위상변화신호 Vpc를 생성한다.The phase change
주파수 체배기(300)는 지연부(210)를 구성하는 각각의 지연기(211, 212, 213)의 입력신호 또는 출력신호를 수신하고, 수신된 신호의 에지를 감지하여 펄스신호를 생성하고, 펄스 합성을 통한 주파수 체배 동작을 수행하여 이를 출력신호 Fout으로 형성한다.The
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상기 도 1의 위상검출부를 도시한 회로도이다.2 is a circuit diagram showing the phase detector of FIG. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 위상검출부는 제1 플립플롭(101), 제2 플립플롭(102) 및 리셋부(103)를 가진다.Referring to FIG. 2, the phase detector includes a first flip-
제1 플립플롭(101) 및 제2 플립플롭(102)은 D 타입의 플립플롭으로 구성된다. 또한, 제1 플립플롭(101) 및 제2 플립플롭(102)의 D 단자에는 하이레벨의 신호가 입력되고, CP 단자에는 소정의 주파수를 가지는 입력신호 Fin 및 전압제어 지연단의 출력신호인 지연출력신호 Fdl이 입력된다. 상기 지연출력신호 Fdl은 입력신호 Fin에 비해 소정의 타이밍이 지연된 신호이다. 예컨대, 제1 플립플롭(101)의 CP 단자에는 입력신호 Fin이 인가되고, 제2 플립플롭(102)의 CP 단자에는 지연출력신호 Fdl이 입력된다.The first flip-
제1 플립플롭(101)과 제2 플립플롭(102)은 D 타입의 구성을 가지므로 CP 단자의 입력이 로직 "1"일 경우에만 D 단자의 입력이 출력단자 Q로 반영된다.Since the first flip-
또한, 제1 플립플롭(101)과 제2 플립플롭(102)의 출력은 리셋부(103)에 입력된다. 상기 도 2에서 리셋부(103)는 논리곱 연산을 수행하는 AND 게이트로 개시되나, 실시의 형태에 따라 상기 리셋부(103)는 NOR 게이트 등 다양한 논리조합으로 구성될 수 있다. 즉, 리셋부(103)의 논리조합의 양상은 설계자의 의도에 따라 다양하게 변경가능하다 할 것이다.The outputs of the first flip-
만일, 입력신호 Fin의 위상이 지연출력신호 Fdl의 위상보다 빠른 경우, 입력신호 Fin이 하이레벨이고 지연출력신호 Fdl이 로우레벨인 구간에서 제1 플립플롭(101)은 하이레벨인 로직 "1"을 출력하고, 제2 플립플롭(102)은 로우레벨인 로직 "0"을 출력한다. 만일, 입력신호 Fin 및 지연출력신호 Fdl이 공통으로 하이레벨인 구간에서는 2개의 플립플롭들(101, 102)의 출력은 하이레벨인 로직 "1"을 출력하고, 리셋부(103)는 2개의 플립플롭들(101, 102)을 리셋하여 Q 단자에는 로직 "0"이 출력된다.If the phase of the input signal Fin is faster than the phase of the delayed output signal Fd1, the first flip-
따라서, 상기 도 2의 구성은 입력신호 Fin의 위상이 지연출력신호 Fdl의 위상보다 앞서는 경우, 위상차에 해당하는 하이레벨을 업-신호 UP로 출력한다. 또한, 입력신호 Fin의 위상이 지연출력신호 Fdl의 위상보다 느린 경우, 다운-신호 DN이 하이레벨로 활성화되고, 업-신호 UP는 로우레벨로 전환된다.Accordingly, in the configuration of FIG. 2, when the phase of the input signal Fin is higher than the phase of the delay output signal Fd1, the high level corresponding to the phase difference is output as the up-signal UP. Further, when the phase of the input signal Fin is slower than the phase of the delayed output signal Fd1, the down-signal DN is activated to the high level and the up-signal UP is switched to the low level.
또한, 실시의 형태에 따라서 상기 리셋부(103)는 NOR 게이트로 구성될 수 있다. 따라서, 업-신호 UP의 양상과 다운-신호 DN의 양상은 리셋부(103)를 구성하는 게이트의 종류에 따라 달라질 수 있다. Also, according to the embodiment, the
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 상기 도 1의 전하펌프와 루프필터의 동작을 설명하기 위한 회로도이다.3 is a circuit diagram illustrating the operation of the charge pump and the loop filter of FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 전하펌프(110)는 2개의 전류원들 Ip, In과 2개의 스위치들 S1, S2을 가진다. 또한, 루프필터(120)는 필터 커패시터 Clf를 가진다.Referring to FIG. 3, the
소스 전류원 Ip은 양의전원전압 VDD와 제1 스위치 S1 사이에 연결되고, 제1 스위치 S1은 소스 전류원 Ip와 지연제어신호 Vdl 사이에 연결된다. 또한, 싱크 전류원 In은 접지와 제2 스위치 S2 사이에 연결되며, 제2 스위치 S2는 지연제어신호 Vdl과 싱크 전류원 In 사이에 연결된다. 제1 스위치 S1은 업-신호 UP에 의해 온/오프 동작을 수행하며, 제2 스위치 S2는 다운-신호 DN에 따라 온/오프 동작을 수행한다. The source current source Ip is connected between the positive power supply voltage VDD and the first switch S1, and the first switch S1 is connected between the source current source Ip and the delay control signal Vdl. Further, the sink current source In is connected between the ground and the second switch S2, and the second switch S2 is connected between the delay control signal Vdl and the sink current source In. The first switch S1 performs the on / off operation by the up-signal UP, and the second switch S2 performs the on / off operation according to the down-signal DN.
업-신호 UP가 활성화되는 경우, 제1 스위치 S1은 온된다. 따라서, 소스 전류원 Ip로부터 루프필터(120)의 필터 커패시터 Clf를 향한 충전동작이 수행되고, 지연제어신호 Vdl의 레벨은 증가한다. 또한, 다운-신호 DN가 활성화되는 경우, 제2 스위치 S2는 온되고, 싱크 전류원 In으로부터 루프필터(120)의 필터 커패시터 Clf에 대한 방전동작이 수행된다. 따라서, 지연제어신호 Vdl의 레벨은 감소한다.When the up-signal UP is activated, the first switch S1 is turned on. Therefore, a charging operation from the source current source Ip to the filter capacitor Clf of the
또한, 위상검출부에 입력되는 입력신호 Fin과 지연출력신호 Fdl의 위상이 일치하거나 일정한 범위에서 위상고정(phase lock)이 이루어지면 위상검출부를 구성하는 리셋부는 리셋 신호를 활성화할 수 있다. 따라서, 업-신호 UP와 다운-신호 DN는 동시에 하이레벨 또는 로우레벨로 전환된다. 업-신호 UP 및 다운-신호 DN가 공통으로 하이레벨을 가지는 경우, 제1 스위치 S1와 제2 스위치 S2는 온되고, 소스 전류원 Ip로부터 싱크 전류원 In으로 전류 경로가 형성된다. 소스 전류원 Ip가 공급하는 전류량과 싱크 전류원 In에서 발생되는 전류량이 동일하다고 가정한다면, 필터 커패시터 Clf에는 충방전 동작이 발생되지 않는다. 따라서 지연제어신호 Vdl의 레벨은 변하지 않는다. 또한, 업-신호 UP와 다운-신호 DN가 리셋 동작에 의해 공통으로 로우레벨을 가지는 경우에는 제1 스위치 S1과 제2 스위치 S2는 공통으로 오프 상태가 될 수 있다. 이를 통해 지연제어신호 Vdl은 일정한 레벨로 고정될 수 있다.If the phase of the input signal Fin inputted to the phase detector is in phase with the phase of the delayed output signal Fdl, the reset unit of the phase detector can activate the reset signal. Therefore, the up-signal UP and the down-signal DN are simultaneously switched to the high level or the low level. When the up-signal UP and the down-signal DN have a common high level, the first switch S1 and the second switch S2 are turned on, and a current path is formed from the source current source Ip to the sink current source In. Assuming that the amount of current supplied by the source current source Ip and the amount of current generated by the sink current source In are the same, no charge / discharge operation occurs in the filter capacitor Clf. Therefore, the level of the delay control signal Vdl does not change. Further, when the up-signal UP and the down-signal DN have a common low level by the reset operation, the first switch S1 and the second switch S2 can be commonly turned off. So that the delay control signal Vdl can be fixed to a constant level.
즉, 위상검출부에 입력되는 입력신호 Fin과 지연출력신호 Fdl이 일정한 범위 이내에서 위상이 고정되는 상태(lock-in stage)가 되는 경우, 지연제어신호 Vdl의 레벨은 변하지 않고 일정한 레벨을 가질 수 있다.That is, when the input signal Fin input to the phase detector and the delay output signal Fdl are in a locked-in stage within a certain range, the level of the delay control signal Vdl can be kept constant without changing .
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상기 도 1의 전압제어 지연단을 도시한 블록도이다.4 is a block diagram illustrating the voltage controlled delay stage of FIG. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 전압제어 지연단은 지연부(210)와 위상변화 전압변환부(220)를 가진다.Referring to FIG. 4, the voltage controlled delay stage has a
지연부(210)는 상호간에 직렬연결된 복수개의 지연기들(211, 212, 213)로 구성된다. 각각의 지연기(211, 212, 213)에는 지연제어신호 Vdl 및 위상변화 전압변환부(220)의 출력인 위상변화신호 Vpc가 인가된다. 인가되는 지연제어신호 Vdl 및 위상변화신호 Vpc에 의해 각각의 지연기(211, 212, 213)의 지연시간은 결정된다. 즉, 지연제어신호 Vdl 및 위상변화신호 Vpc는 지연기(211, 212, 213)의 지연동작을 결정하는 제어신호로 사용된다.The
또한, 위상변화 전압변환부(220)는 서로 직렬연결된 복수개의 위상전압 변환기들(221, 222, 223)을 가진다. 각각의 위상전압 변환기(221, 222, 223)는 지연기(211, 212, 213)와 상응하여 배치된다. 예컨대, 하나의 지연기에는 하나의 위상전압 변환기가 구비된다. 각각의 위상전압 변환기에는 이에 대응하는 지연기의 입력신호 및 출력신호가 입력된다. 또한, 위상전압 변환기의 출력신호인 지연제어신호 Vdl은 지연기의 지연시간을 제어하는데 사용된다.The phase change
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 4의 지연기를 도시한 회로도이다.5 is a circuit diagram illustrating the delay of FIG. 4 according to a preferred embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 지연기는 제1 전압제어 저항부(215), 제2 전압제어 저항부(216) 및 지연소자(217)를 가진다.5, the delay unit has a first voltage
제1 전압제어 저항부(215)와 제2 전압제어 저항부(216)는 상호간에 동일한 회로 구성을 가진다. 또한, 제1 전압제어 저항부(215)에는 지연제어신호 Vdl이 인가되고, 제2 전압제어 저항부(216)에는 위상변화신호 Vpc가 인가된다. 또한, 지연소자(217)에는 이전 스테이지의 지연소자의 출력 또는 입력신호 Fin이 차동신호 IN 및 /IN의 형태로 입력된다.The first voltage
각각의 전압제어 저항부(215, 216)에 인가되는 지연제어신호 Vdl 또는 위상변화신호 Vpc에 의해 지연소자(217)의 지연시간은 결정될 수 있다. 지연시간의 결정은 지연소자(217)를 흐르는 바이어스 전류량의 조절을 통해 달성될 수 있다.The delay time of the
제1 전압제어 저항부(215)는 NMOS 트랜지스터들 QN1, QN2 및 QN3을 가지고, PMOS 트랜지스터 QP1을 가진다. 트랜지스터 QP1은 다이오드 연결되고, 트랜지스터 QN3도 다이오드 연결된 구성이다. 또한, 트랜지스터 QN1 및 QN2의 게이트 단자에는 지연제어신호 Vdl이 인가된다. 지연제어신호 Vdl이 낮은 레벨을 가지는 경우, 트랜지스터 QN1 및 QN2를 흐르는 전류량도 낮은 값을 가진다. 따라서, 트랜지스터 QP1의 게이트 단자의 전압은 높은 레벨을 가진다. 또한, 높은 레벨을 가지는 트랜지스터 QP1의 게이트 단자의 전압에 의해 지연소자(217)의 전송 게이트 QX1 및 QX2를 흐르는 바이어스 전류는 낮은 값을 가지며, 입력신호들 IN 및 /IN이 지연되는 시간은 증가한다. 또한, 지연제어신호 Vdl이 높은 값을 가지는 경우, 입력신호 IN 및 /IN이 지연되는 시간은 감소된다. 지연된 신호는 차동신호인 Vm 및 /Vm의 형태로 출력되고, 이는 다음 스테이지의 지연기의 입력으로 사용된다.The first
이러한 동작은 제2 전압제어 저항부(216) 및 지연소자(217)의 동작에서도 동일하게 발생된다. 즉, 위상변화신호 Vpc가 증가하면, 입력신호 IN 및 /IN의 지연시간은 감소되며, 위상변화신호 Vpc가 감소하면, 입력신호 IN 및 /IN의 지연시간은 증가한다.This operation is also generated in the operation of the second voltage
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 상기 도 4의 위상전압 변환기를 도시한 회로도이다.6 is a circuit diagram showing the phase voltage converter of FIG. 4 according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 위상전압 변환기는 전압변환부(225) 및 제어신호 생성부(226)를 가진다.Referring to FIG. 6, the phase voltage converter has a
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 상기 도 6의 위상전압 변환기의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.7 is a timing chart for explaining the operation of the phase voltage converter of FIG. 6 according to the embodiment of the present invention.
도 6 및 도 7을 참조하면, 전압변환부(225)는 충방전 동작을 통해 위상변화신호 Vpc를 생성한다. 또한, 제어신호 생성부(226)는 위상전압 변환기의 입력신호 Vn-1 및 Vn에 대한 논리 연산을 통해 스위칭 제어신호들 SG1, SG2 및 게이트 제어신호 SC1을 생성한다.Referring to FIGS. 6 and 7, the
먼저, 입력신호 Vn-1의 위상이 Vn의 위상보다 빠르다고 가정한다. 예컨대, 입력신호 Vn-1은 상기 도 4에서 제1 지연기(211)의 출력이라 가정하고, 다른 입력신호 Vn은 제2 지연기(212)의 출력이라 가정한다. 따라서, 상기 도 6에 개시된 위상전압 변환기는 상기 도 4에서 제2 위상전압 변환기(222)에 해당한다 할 것이다. 따라서, 신호 Vn-1의 위상은 신호 Vn보다 빠르게 설정된다. First, it is assumed that the phase of the input signal Vn-1 is faster than the phase of Vn. For example, assume that the input signal Vn-1 is the output of the
신호 Vn-1 및 Vn은 제어신호 생성부(226)의 제1 엔드 게이트(AND GATE)(2261)로 입력된다. 상기 제1 엔드 게이트(2261)는 논리곱 연산을 통해 게이트 제어신호 SC1을 생성한다. 상기 게이트 제어신호 SC1은 신호 Vn-1 및 Vn이 하이레벨일 경우에 한해, 하이레벨이 된다. 또한, 2개의 입력신호들 중 어느 하나가 로우레벨이면 게이트 제어신호 SC1은 로우레벨이 된다.The signals Vn-1 and Vn are input to the first end gate (AND gate) 2261 of the control
또한, 게이트 제어신호 SC1은 제2 엔드 게이트(2262)의 일단에 입력되고, 제2 엔드 게이트(2262)의 타단에는 소정시간 지연된 후, 반전된 형태로 입력된다. 제2 엔드 게이트(2262)의 타단에 입력되는 신호 Vx는 제1 지연회로(2264)에 의해 소정 시간동안 지연된 신호이다. 예컨대, 버퍼와 인버터의 구성에 의한 지연에 의해 소정시간 지연된다. 따라서, 제2 엔드 게이트(2262)에 인가되는 신호 Vx의 지연의 정도는 버퍼 또는 인버터의 구성에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 제2 엔드 게이트(2262)는 제1 스위칭 제어신호 SG1을 형성한다. 상기 제1 스위칭 제어신호 SG1은 제2 엔드 게이트(2262)에서의 지연시간을 무시한다면, 게이트 제어신호 SC1과 이의 지연되고 반전된 신호 Vx가 하이레벨인 구간에서 하이레벨로 활성화된다. 결국, 제2 엔드 게이트(2262)의 출력인 제1 스위칭 제어신호 SG1은 게이트 제어신호 SC1이 지연된 기간 동안 하이레벨을 출력한다.The gate control signal SC1 is input to one end of the
입력신호 Vx는 제3 엔드 게이트(2263)로 인가된다. 먼저, 신호 Vx는 인버터에 의해 반전되고 일정시간 지연되어 신호 Vy를 형성하고, 제3 엔드 게이트(2263)의 일단에 인가된다. 또한, 신호 Vy은 버퍼와 인버터 등으로 구성된 제2 지연회로(2265)에 의해 소정시간 지연되고 반전되어 제3 엔드 게이트(2263)의 타단에 입력된다. 따라서, 제3 엔드 게이트(2263)는 신호 Vy 및 이의 지연되고 반전된 신호에 대한 논리곱 연산을 통해 제2 스위칭 신호 SG2를 형성한다.The input signal Vx is applied to the
상술한 과정을 통해 형성된 게이트 제어신호 SC1 및 스위칭 제어신호들 SG1, SG2는 전압 변환부(225)에 인가된다.The gate control signal SC1 and the switching control signals SG1 and SG2 formed through the above process are applied to the
전압 변환부(225)의 PMOS 트랜지스터인 QP2의 게이트 단자에는 게이트 제어신호 SC1이 입력되고, NMOS 트랜지스터인 QN4의 게이트 단자에는 제2 스위칭 제어신호 SG2가 입력된다. 게이트 제어신호 SC1이 로우레벨인 구간에서 트랜지스터 QP2는 턴온되고, 제2 스위칭 제어신호 SG2에 의해 트랜지스터 QN3은 오프된다. 따라서, 턴온된 트랜지스터 QP2를 통해 전류는 커패시터 Cx로 흐르고 커패시터 Cx의 전압은 상승한다.The gate control signal SC1 is input to the gate terminal of the PMOS transistor QP2 of the
타이밍 상으로 제1 스위칭 제어신호 SG1이 제2 스위칭 제어신호 SG2보다 빠른 위상을 가진다. 따라서, 커패시터 Cx의 충전동작 이후에는 제2 스위칭 제어신호 SG2에 의해 충전 스위치 SCH가 온된다. 온 상태인 충전 스위치 SCH를 통해 커패시터 Cx의 충전전압은 커패시터 Cy로 전달된다. 즉, 커패시터 Cx에 충전된 전하는 턴온된 충전 스위치 SCH를 통해 커패시터 Cy로 전달되고, 커패시터 Cy의 전압인 위상변화신호 Vpc는 상승된다.The first switching control signal SG1 has a phase earlier than the second switching control signal SG2. Therefore, after the charging operation of the capacitor Cx, the charging switch SCH is turned on by the second switching control signal SG2. The charge voltage of the capacitor Cx is transferred to the capacitor Cy through the on-state charge switch SCH. That is, the charge charged in the capacitor Cx is transferred to the capacitor Cy through the turned-on charging switch SCH, and the phase change signal Vpc, which is the voltage of the capacitor Cy, is raised.
또한, 제1 스위칭 제어신호 SG1이 로우레벨이며, 제2 스위칭 제어신호 SG2가 하이레벨인 구간에서는 트랜지스터 QN4는 턴온되고, 커패시터 Cx에 충전된 전하는 트랜지스터 QN4를 통해 접지로 방전된다.In addition, in the period in which the first switching control signal SG1 is at the low level and the second switching control signal SG2 is at the high level, the transistor QN4 is turned on and the charge charged in the capacitor Cx is discharged to the ground through the transistor QN4.
상술한 위상전압 변환기의 동작에서 지연기의 입력신호 및 출력신호의 위상차는 위상변화신호 Vpc의 레벨의 변화를 유발한다. 즉, 상기 도 7의 타이밍도에서 지연기의 입력신호와 출력신호의 위상이 변경되어 위상차가 줄어드는 경우, 게이트 제어신호 SC1이 로우레벨인 구간은 감소한다. 이는 커패시터 Cx에 충전되는 시간의 감소를 의미하고, 위상변화신호 Vpc의 감소를 유발한다. 또한, 지연기의 입력신호 및 출력신호의 위상차가 증가하는 경우, 게이트 제어신호 SC1이 로우레벨인 구간은 증가한다. 따라서, 커패시터 Cx에 충전되는 시간은 증가하고, 위상변화신호 Vpc는 증가한다.In the above-described operation of the phase voltage converter, the phase difference between the input signal and the output signal of the delay element causes a change in the level of the phase change signal Vpc. That is, when the phases of the input signal and the output signal of the delay device are changed and the phase difference is decreased in the timing diagram of FIG. 7, the interval in which the gate control signal SC1 is low level decreases. This means a decrease in the time to be charged in the capacitor Cx and causes a decrease in the phase change signal Vpc. In addition, when the phase difference between the input signal and the output signal of the delay device increases, the interval in which the gate control signal SC1 is low level increases. Thus, the time to charge the capacitor Cx increases and the phase change signal Vpc increases.
위상변화신호 Vpc가 증가하는 경우, 상기 도 5의 지연기는 차동신호로 입력되는 신호의 지연시간을 감소시킨다. 따라서, 지연기를 통해 증가된 입력신호와 출력신호 사이의 지연시간은 위상변화신호 Vpc의 증가에 의해 감소되고, 위상변화신호 Vpc에 의해 일정한 지연시간을 가지도록 셋팅된다.When the phase change signal Vpc increases, the delay of FIG. 5 reduces the delay time of the signal input as the differential signal. Thus, the delay time between the input signal and the output signal increased through the delay is reduced by the increase of the phase change signal Vpc, and is set to have a constant delay time by the phase change signal Vpc.
또한, 위상변화신호 Vpc가 감소하는 경우, 상기 도 5의 지연기는 입력신호의 지연시간을 증가시킨다. 따라서, 지연기를 통해 감소된 입력신호와 출력신호 사이의 지연시간은 위상변화신호 Vpc의 감소에 의해 증가되고, 위상변화신호 Vpc에 의해 일정한 지연시간을 가지도록 셋팅된다.Further, when the phase change signal Vpc decreases, the delay of FIG. 5 increases the delay time of the input signal. Thus, the delay time between the input signal and the output signal reduced through the delay is increased by the decrease of the phase change signal Vpc, and is set to have a constant delay time by the phase change signal Vpc.
즉, 각각의 지연기는 지연제어신호 Vdl의 레벨 또는 위상변화신호 Vpc의 레벨에 따라 지연시간을 결정한다.That is, each of the delay units determines the delay time according to the level of the delay control signal Vdl or the level of the phase change signal Vpc.
즉, 위상변화 전압변환부는 지연부의 지연기에서 발생되는 원치않는 지터 또는 노이즈 성분에 따른 위상의 변화를 감지하고, 이를 전압으로 변환하여 지연기가 정상적인 지연시간을 가지고 동작할 수 있도록 한다.That is, the phase change voltage converter detects a phase change according to an unwanted jitter or a noise component generated in a delay unit of a delay unit, converts the phase change into a voltage, and allows the delay unit to operate with a normal delay time.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상기 도 1의 주파수 체배기를 도신한 블록도이다.FIG. 8 is a block diagram of the frequency multiplier of FIG. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 주파수 체배기는 에지 검출부(310) 및 펄스신호 합성부(320)를 가진다. 에지 검출부(310)는 복수개의 에지 검출기들(311, 312, 313)을 가지고, 각각의 에지 검출기들(311, 312, 313)은 지연기의 입력신호 또는 출력신호의 에지를 검출하고, 이를 펄스 신호 P1, P2, ..., Pn로 변환한다.Referring to FIG. 8, the frequency multiplier has an
또한, 펄스신호 합성부(320)는 펄스 신호 P1, P2, ..., Pn에 따른 온/오프 동작을 통해 펄스 신호의 시차에 상응하는 출력신호 Fout을 생성한다.The
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 상기 도 8의 에지 검출기를 도시한 회로도 및 타이밍도이다.9 is a circuit diagram and timing diagram showing the edge detector of FIG. 8 according to an embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 신호 Vm이 하이레벨로 천이되어 엔드 게이트에 인가된다. 또한, 신호 Vm는 인버터에 의해 반전되고, 인버터의 반전동작에 따라 소정시간 지연되어 엔드 게이트에 입력된다. 따라서, 인버터의 지연시간에 상응하는 구간에서 엔드 게이트는 하이레벨의 펄스 Px를 출력한다.Referring to FIG. 9, the signal Vm transitions to a high level and is applied to the end gate. Further, the signal Vm is inverted by the inverter, is delayed for a predetermined time in accordance with the inverting operation of the inverter, and is input to the end gate. Thus, the end gate outputs a high-level pulse Px in a period corresponding to the delay time of the inverter.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 펄스신호 합성부를 도시한 회로도이다.10 is a circuit diagram showing a pulse signal synthesizing unit according to an embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 상기 도 10의 펄스신호 합성부의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.11 is a timing chart for explaining the operation of the pulse signal combining unit of FIG. 10 according to the embodiment of the present invention.
도 10 및 도 11을 참조하면, 펄스신호 합성부는 PMOS의 로딩 트랜지스터 MP1 및 다수개의 합성 트랜지스터들 MN1, ..., MNn을 가진다.Referring to FIGS. 10 and 11, the pulse signal synthesizer has a PMOS loading transistor MP1 and a plurality of synthesis transistors MN1, ..., MNn.
로딩 트랜지스터 MP1의 게이트 단자는 접지된다. 따라서, 로딩 트랜지스터 MP1은 턴온된 상태를 유지한다.The gate terminal of the loading transistor MP1 is grounded. Thus, the loading transistor MP1 remains turned on.
또한, 합성 트랜지스터들 MN1, ..., MNn 각각은 서로 병렬연결된다. 합성 트랜지스터 MP1의 게이트 단자에는 에지 검출부(310)의 출력신호인 펄스 신호 P1, ..., Pn가 인가된다.Also, each of the synthesis transistors MN1, ..., MNn is connected in parallel with each other. The pulse signals P1, ..., Pn, which are output signals of the
먼저, 제1 에지 검출기(311)의 출력신호인 펄스 P1이 하이레벨인 구간에서 제1 합성 트랜지스터 MN1은 턴온된다. 제1 합성 트랜지스터 MN1의 턴온에 따라 다른 합성 트랜지스터들의 동작과 무관한게 출력단은 로우레벨을 형성한다.First, in a period in which the pulse P1, which is the output signal of the
또한, 제1 에지 검출기(311)의 출력이 로우레벨이고, 제2 에지 검출기(312)의 출력이 하이레벨로 천이되지 않은 구간에서는 모든 합성 트랜지스터들은 오프 상태를 유지한다. 따라서, 출력은 하이레벨로 천이된다.In addition, in a period in which the output of the
이후에 제2 에지 검출기(312)의 출력이 하이레벨로 천이되면, 제2 로딩 트랜지스터 MN2는 턴온되고, 다른 로딩 트랜지스터들의 상태와 무관하게 출력은 로우레벨로 천이된다.Thereafter, when the output of the
결국, 펄스신호 합성부는 각각의 합성 트랜지스터들 MN1, MN2, ..,. MNn의 게이트 단자에 입력되는 에지 검출기(311, 312, 313)의 출력신호 P1, P2, ..., Pn가 하이레벨인 구간에서 로우레벨로 천이되고, 에지 검출기의 출력이 로우레벨인 구간에서는 하이레벨로 천이된다. 이를 통해 에지 검출기의 출력신호에 따른 주파수의 체배 동작이 수행된다.As a result, the pulse signal synthesizing unit is composed of the respective synthesis transistors MN1, MN2,. The output signals P1, P2, ..., Pn of the
도 12는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다른 클럭 발생기를 도시한 블록도이다.12 is a block diagram illustrating another clock generator according to a preferred embodiment of the present invention.
도 12를 참조하면, 위상검출부(100), 전하펌프(110), 루프필터(120) 및 주파수 체배기(300)의 구성은 상기 도 1에서 설명된 바와 동일하며, 동일한 구성과 동작을 가진다.12, the configurations of the
다만, 상기 도 12에서 전압제어 지연단(200)은 평균값 검출부(230)를 더 포함한다. 평균값 검출부(230)는 지연기(211, 212, 213) 또는 위상전압 변환기(221, 222, 223)와 상응하여 배치되는 평균값 검출기들(231, 232, 233)을 가진다.12, the voltage
각각의 평균값 검출기(231, 232, 233)에는 이에 상응하는 위상전압 변환기의 출력 및 인접한 위상전압 변환기의 출력이 입력되고, 평균값으로 연산되어 위상변화신호 Vpc로 형성된다.The outputs of the corresponding phase voltage converters and the outputs of the adjacent phase voltage converters are input to the respective
예컨대, 제2 평균값 검출기(232)에는 제1 위상전압 변환기(221)의 출력 및 제2 위상전압 변환기(222)의 출력이 입력되며, 평균값의 연산을 통해 출력은 제2 지연기(212)에 제2 위상변화신호 Vpc2로 인가된다.For example, the output of the first
또한, 상기 지연기 및 위상전압 변환기의 구성 및 동작은 상기 도 5 내지 도 7에서 설명된 바와 동일하다.The configuration and operation of the delay and phase voltage converter are the same as those described in FIGS. 5 to 7.
도 13은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 상기 도 12의 전압제어 지연단을 도시한 블록도이다.13 is a block diagram illustrating the voltage controlled delay stage of FIG. 12 according to a preferred embodiment of the present invention.
도 13을 참조하면, 도 4를 참조하면, 전압제어 지연단은 지연부(210), 위상변화 전압변환부(220) 및 평균값 검출부(230)를 가진다.Referring to FIG. 13, the voltage controlled delay stage has a
지연부(210)는 상호간에 직렬연결된 복수개의 지연기들(211, 212, 213)로 구성된다. 각각의 지연기(211, 212, 213)에는 지연제어신호 Vdl 및 위상변화 전압변환부(220)의 출력인 위상변화신호 Vpc가 인가된다. 인가되는 지연제어신호 Vdl 및 위상변화신호 Vpc에 의해 각각의 지연기(211, 212, 213)의 지연시간은 결정된다. 즉, 지연제어신호 Vdl 및 위상변화신호 Vpc는 지연기(211, 212, 213)의 지연동작을 결정하는 제어신호로 사용된다.The
또한, 위상변화 전압변환부(220)는 서로 직렬연결된 복수개의 위상전압 변환기들(221, 222, 223)을 가진다. 각각의 위상전압 변환기(221, 222, 223)는 지연기(211, 212, 213)와 상응하여 배치된다. 예컨대, 하나의 지연기에는 하나의 위상전압 변환기가 구비된다. 각각의 위상전압 변환기(221, 222, 223)에는 이에 대응하는 지연기(211, 212, 213)의 입력신호 및 출력신호가 입력된다. 또한, 위상전압 변환기의 출력신호는 평균값 검출부(230)에서 인접한 위상전압 변환기의 출력신호와의 평균연산을 통해 위상변화신호 Vpc로 형성된다.The phase change
평균값 검출부(230)는 인접한 위상전압 변환기로부터의 출력신호를 수신하고, 적어도 2개의 위상전압 변환기들의 출력신호들에 대한 평균연산을 수행하여 위상변화신호 Vpc를 형성한다. 이를 위해 평균값 검출부(230)는 각각의 위상전압 변환기(221, 222, 223)에 상응하는 복수개의 평균값 검출기들(231, 232, 233)을 가진다. 각각의 평균값 검출기(231, 232, 233)는 인접하는 위상전압 변환기들의 출력신호에 대한 평균연산에 따른 위상변화신호 Vpc를 형성한다. 형성된 위상변화신호 Vpc는 전술된 바대로 각각의 지연기(211, 212, 213)의 지연시간을 조절한다.The
상술한 본 발명에서 클럭 발생기는 전압제어 지연단을 가지고, 위상변화 전압변환부에서 지연기에서 발생되는 지터 등에 기인한 위상의 변화를 보정한다. 이는 클럭 발생기의 동작시 지터나 노이즈 등으로 인해 위상이 변화하는 현상을 보상하고, 출력신호의 지터를 감소시킨다. 또한, 입력신호 또는 내부 회로에서 동작의 흔들림을 통해 발생되는 노이즈나 지터를 빠르게 제거하여 원활한 주파수 체배 동작을 수행할 수 있다.In the above-described present invention, the clock generator has a voltage-controlled delay stage and corrects a phase change due to jitter or the like generated in the delay unit in the phase change voltage converter. This compensates for the phase change due to jitter or noise during operation of the clock generator and reduces the jitter of the output signal. In addition, it is possible to smoothly remove the noise or jitter generated due to the motion of the input signal or the internal circuit, thereby performing a smooth frequency multiplication operation.
100 : 위상검출부 110 : 전하펌프
120 : 루프필터 200 : 전압제어 지연단
210 : 지연부 220 : 위상변화 전압변환부
230 : 평균값 검출부 300 : 주파수 체배기
310 : 에지 검출부 320 : 펄스신호 합성부100: phase detector 110: charge pump
120: Loop filter 200: Voltage control delay stage
210: Delay unit 220: Phase change voltage converter
230: average value detector 300: frequency multiplier
310: edge detection unit 320: pulse signal synthesis unit
Claims (8)
상기 위상검출부의 상기 업-신호 또는 상기 다운-신호에 따른 충방전 전류를 형성하기 위한 전하펌프;
상기 전하펌프의 충방전 전류에 따른 지연제어신호를 형성하기 위한 루프필터;
상기 지연제어신호에 상응하여 상기 입력신호에 대한 지연동작을 통해 상기 지연출력신호를 생성하고, 위상변화신호를 통해 지연동작에서 발생되는 지터 또는 노이즈 성분에 따른 위상변화를 보정하는 전압제어 지연단; 및
상기 전압제어 지연단의 각 스테이지마다 지연되는 신호들을 수신하여 펄스 신호를 형성하고, 이를 합성하여 출력신호를 형성하는 주파수 체배기를 포함하고,
상기 전압제어 지연단은,
상기 지연제어신호 및 상기 위상변화신호를 수신하여 상기 입력신호에 대한 지연동작을 수행하기 위해 복수개의 지연기들을 가지는 지연부; 및
상기 지연기의 입력신호와 출력신호를 수신하고, 상기 지연기의 입력신호와 출력신호의 위상차에 비례하는 상기 위상변화신호를 생성하기 위한 위상전압 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 클럭 발생기.A phase detector for detecting the phase difference by comparing the input signal and the delayed output signal to form an up-signal or a down-signal;
A charge pump for forming a charge / discharge current according to the up-signal or the down-signal of the phase detector;
A loop filter for forming a delay control signal according to charge / discharge current of the charge pump;
A voltage control delay stage for generating the delay output signal through a delay operation on the input signal in accordance with the delay control signal and correcting a phase change according to a jitter or a noise component generated in a delay operation through a phase change signal; And
And a frequency doubler for receiving signals delayed for each stage of the voltage controlled delay stage to form a pulse signal and combining the signals to form an output signal,
The voltage-
A delay unit having a plurality of delay units for receiving the delay control signal and the phase change signal and performing a delay operation on the input signal; And
And a phase voltage converting unit for receiving the input signal and the output signal of the delay unit and generating the phase change signal proportional to the phase difference between the input signal and the output signal of the delay unit.
상기 지연기의 입력신호와 출력신호의 위상차가 증가하는 경우, 상기 위상변화신호의 레벨을 상승시키며,
상기 지연기의 입력신호와 출력신호의 위상차가 감소하는 경우, 상기 위상변화신호의 레벨을 하강시키는 것을 특징으로 하는 클럭 발생기.The phase-to-voltage converter of claim 1, wherein the phase-to-voltage converter has a plurality of phase-to-voltage converters, each of the phase-to-voltage converters receives an input signal and an output signal of the corresponding delay,
The level of the phase change signal is increased when the phase difference between the input signal and the output signal of the delay increases,
And decreases the level of the phase change signal when the phase difference between the input signal and the output signal of the delay device decreases.
충방전 동작을 통해 상기 위상변화신호를 생성하기 위한 전압변환부; 및
상기 지연기의 입력신호와 출력신호에 대한 논리 연산을 통해 제1 스위칭 제어신호, 제2 스위칭 제어신호 및 게이트 제어신호를 생성하여 상기 전압변환부의 충방전 동작을 제어하기 위한 제어신호 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 클럭 발생기.4. The apparatus of claim 3, wherein the phase voltage converter comprises:
A voltage conversion unit for generating the phase change signal through charge / discharge operation; And
And a control signal generator for generating a first switching control signal, a second switching control signal, and a gate control signal through logic operation on the input signal and the output signal of the delay unit to control the charging / discharging operation of the voltage converting unit Clock generator.
상기 지연기의 입력신호와 출력신호에 대한 논리곱 연산을 수행하여, 상기 게이트 제어신호를 생성하는 제1 엔드 게이트;
상기 게이트 제어신호를 수신하고, 제1 지연회로를 통해 상기 게이트 제어신호가 반전되고 지연된 신호와 논리곱 연산을 수행하여 상기 제1 스위칭 제어신호를 생성하는 제2 엔드 게이트; 및
상기 제1 지연회로를 거친 신호가 반전된 신호 및 이를 제2 지연회로를 통해 지연하고 반전한 신호에 대한 논리곱 연산을 수행하여 상기 제2 스위칭 제어신호를 생성하는 제3 엔드 게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 클럭 발생기.5. The apparatus of claim 4, wherein the control signal generator comprises:
A first end gate for performing an AND operation on an input signal and an output signal of the delay unit to generate the gate control signal;
A second end gate receiving the gate control signal, performing a logical AND operation on the gate control signal inverted through the first delay circuit and a delayed signal to generate the first switching control signal; And
And a third end gate for performing an AND operation on a signal obtained by inverting the signal passed through the first delay circuit and a signal delayed and inverted through the second delay circuit to generate the second switching control signal Features a clock generator.
상기 지연기의 입력신호와 출력신호 중 어느 하나가 로우레벨 상태인 경우 충전동작을 수행하여 상기 위상변화신호의 레벨을 상승시키는 것을 특징으로 하는 클럭 발생기.6. The apparatus of claim 5,
And a charging operation is performed when any one of the input signal and the output signal of the delay circuit is in a low level state, thereby raising the level of the phase change signal.
상기 각각의 지연기의 입력신호 또는 출력신호의 에지를 검출하고, 이를 펄스 신호로 변환하기 위한 에지 검출부; 및
상기 펄스 신호를 수신하고 온/오프 동작에 따라 상기 펄스 신호의 시차에 상응하는 출력신호를 생성하기 위한 펄스신호 합성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 클럭 발생기.The apparatus of claim 1, wherein the frequency doubler comprises:
An edge detector for detecting an edge of an input signal or an output signal of each of the delay units and converting the edge of the input signal or the output signal into a pulse signal; And
And a pulse signal synthesizer for receiving the pulse signal and generating an output signal corresponding to a parallax of the pulse signal according to an on / off operation.
상기 위상검출부의 상기 업-신호 또는 상기 다운-신호에 따른 충방전 전류를 형성하기 위한 전하펌프;
상기 전하펌프의 충방전 전류에 따른 지연제어신호를 형성하기 위한 루프필터;
상기 지연제어신호에 상응하여 상기 입력신호에 대한 지연동작을 통해 상기 지연출력신호를 생성하고, 위상변화신호를 통해 지연동작에서 발생되는 지터 또는 노이즈 성분에 따른 위상변화를 보정하는 전압제어 지연단; 및
상기 전압제어 지연단의 각 스테이지마다 지연되는 신호들을 수신하여 펄스 신호를 형성하고, 이를 합성하여 출력신호를 형성하는 주파수 체배기를 포함하고,
상기 전압제어 지연단은,
상기 지연제어신호 및 상기 위상변화신호를 수신하여 상기 입력신호에 대한 지연동작을 수행하기 위해 복수개의 지연기들을 가지는 지연부;
상기 지연기의 입력신호와 출력신호를 수신하고, 위상차에 비례하는 신호를 생성하기 위한 복수개의 위상전압 변환기들을 가지는 위상전압 변환부; 및
서로 인접한 상기 위상전압 변환기들의 출력에 대한 평균연산을 수행하여 상기 위상변화신호를 생성하기 위한 복수개의 평균값 검출기를 가지는 평균값 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 클럭 발생기.A phase detector for detecting the phase difference by comparing the input signal and the delayed output signal to form an up-signal or a down-signal;
A charge pump for forming a charge / discharge current according to the up-signal or the down-signal of the phase detector;
A loop filter for forming a delay control signal according to charge / discharge current of the charge pump;
A voltage control delay stage for generating the delay output signal through a delay operation on the input signal in accordance with the delay control signal and correcting a phase change according to a jitter or a noise component generated in a delay operation through a phase change signal; And
And a frequency doubler for receiving signals delayed for each stage of the voltage controlled delay stage to form a pulse signal and combining the signals to form an output signal,
The voltage-
A delay unit having a plurality of delay units for receiving the delay control signal and the phase change signal and performing a delay operation on the input signal;
A phase voltage converter having a plurality of phase voltage converters for receiving an input signal and an output signal of the delay unit and generating a signal proportional to the phase difference; And
And an average value detector having a plurality of average value detectors for performing an average operation on outputs of the phase voltage converters adjacent to each other to generate the phase change signal.
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