KR20040009795A - PLL having prescaler - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A PLL(Phase Locked Loop) including a prescaler is provided to divide an output value of a voltage controlled oscillator in all bands of frequencies by using a general purpose prescaler. CONSTITUTION: A PLL including a prescaler includes a prescaler(34), a programmable counter(35), a swallow counter(36), and a controller(37). The prescaler(34) is used for dividing a frequency of an output clock signal of a voltage controlled oscillator. The programmable counter(35) is used for receiving an output signal of the prescaler(34). The swallow counter(36) is used for receiving the output signal of the prescaler(34) and controlling a division ratio of the prescaler(34). The controller(37) is used for outputting a mode control signal for controlling the prescaler(34) by using the outputs of the programmable counter(35) and the swallow counter(36).

Description

프리스케일러를 포함하는 위상 제어 루프 회로{PLL having prescaler}Phase Control Loop Circuit with Prescaler {PLL having prescaler}

본 발명은 프리스케일러(prescaler)를 포함하는 위상 제어 루프 회로(phase locked loop; PLL)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 범용 프리스케일러를 사용하여 모든 주파수 대역에서 전압 제어 발진기(voltage controlled oscillator; VCO)의 값을 나눌 수 있는 프리스케일러를 포함하는 위상 제어 루프 회로 PLL에 관한 것이다.The present invention relates to a phase locked loop (PLL) comprising a prescaler, and more particularly to the value of a voltage controlled oscillator (VCO) in all frequency bands using a general purpose prescaler. A phase control loop circuit PLL comprising a prescaler capable of dividing.

도 1은 프리스케일러를 사용하는 일반적인 위상 제어 루프 회로를 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a general phase control loop circuit using a prescaler.

위상 제어 루프 회로 PLL는, 외부 클럭 신호 ECLK의 위상과 프로그램 클럭 신호 PCLK의 위상을 비교하는 위상 비교기(11)와, 위상비교기(11)의 출력신호를 필터링 하는 저대역 여파기(LPF)(12)와, 저대역 여파기(12)에서의 직류 신호에 따라 비례하는 주파수의 신호를 발생하는 전압제어발진기(13)와, 전압 제어 발진기(13)에서 출력된 내부 클럭 신호 ICLK의 출력 주파수 fvco을 1/M으로 분주하는 프리스케일러(14)와, 프리스케일러(14)에 의해 분주된 출력 클럭 신호의 주파수를 1/N으로 다시 분주하여 프로그램 클럭 신호 PCLK를 출력하는 프로그램 카운터(24)를 포함한다.The phase control loop circuit PLL includes a phase comparator 11 for comparing the phase of the external clock signal ECLK and the phase of the program clock signal PCLK, and a low band filter (LPF) 12 for filtering the output signal of the phase comparator 11. And the output frequency fvco of the internal clock signal ICLK output from the voltage controlled oscillator 13 and the voltage controlled oscillator 13 which generate a signal having a frequency proportional to the DC signal of the low band filter 12. A prescaler 14 for dividing by M, and a program counter 24 for dividing the frequency of the output clock signal divided by the prescaler 14 at 1 / N to output the program clock signal PCLK.

전압제어발진기(13)의 내부 클럭 신호 ICLK의 출력 주파수 fvco는 먼저 프리스케일러(25)에서 1/M으로 분주되고, 다시 프로그램 카운터(24)에 의해 1/N 분주되어, 프로그램 클럭 신호 PCLK의 비교 주파수 fp로써 부궤환되어 위상 비교기(11)에 입력된다.The output frequency fvco of the internal clock signal ICLK of the voltage controlled oscillator 13 is first divided by 1 / M in the prescaler 25, and then divided by 1 / N by the program counter 24, so as to compare the frequency of the program clock signal PCLK. Negative feedback as fp is input to the phase comparator 11.

여기서, 프로그램 클럭 신호 PCLK의 비교 주파수 fp는 [수학식 4]와 같이 정의된다.Here, the comparison frequency fp of the program clock signal PCLK is defined as shown in [Equation 4].

[수학식 4][Equation 4]

따라서, 내부 클럭 신호 ICLK의 출력 주파수 fvco는 [수학식 5]와 같이 정의된다. 여기서, fp=fr이다.Therefore, the output frequency fvco of the internal clock signal ICLK is defined as shown in [Equation 5]. Where fp = fr.

[수학식 5][Equation 5]

[수학식 5]에서 프로그램 카운터(24)의 분주비 N을 변화시키면, 출력 주파수 fvco는 M×fr의 스텝으로 변한다. 따라서, 채널의 주파수 간격인 채널 세퍼레이션은 M×fr로 되고, 신시사이저에서의 외부 클럭 신호 ECLK의 기준 주파수 fr은 채널 세퍼레이션의 1/M으로 된다.When the division ratio N of the program counter 24 is changed in Equation 5, the output frequency fvco changes in steps of M x fr. Therefore, the channel separation, which is the frequency interval of the channel, becomes M × fr, and the reference frequency fr of the external clock signal ECLK in the synthesizer becomes 1 / M of the channel separation.

도 2는 종래 기술에 따른 외부 클럭 신호 ECLK의 기준 주파수 fr로 채널 세펴레이션을 설정한 스왈로 방식을 사용하는 위상 제어 루프 회로 PLL를 나타낸 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating a phase control loop circuit PLL using a swallow method in which channel separation is set to a reference frequency fr of the external clock signal ECLK according to the related art.

위상 제어 루프 회로 PLL는, 외부 클럭 신호 ECLK의 위상과 프로그램 클럭 신호 PCLK의 위상을 비교하는 위상 비교기(21)와, 저대역 여파기 LPF(22)와, 전압제어발진기(23)와, 1/M 및 1/(M+1) 분주비를 갖는 듀얼 모듈러스 프리스케일러(24)와, 1/N 분주비를 갖는 프로그래머블 카운터(25)와, 프리스케일러(24)의 분주비를 제어하는 스왈로 카운터(swallow counter)(26)와, 스왈로 카운터(26)의 출력과 프로그램 카운터(24)의 출력 PCLK을 이용하여 프리스케일러(24)를 제어하는 모드 제어 신호 MC를 출력하는 제어부(27)와, 외부 클럭 신호 ECLK에 동기 하여 인에이블 신호 LE에 인에이블 되어, 데이터 DATA에 이용하여 프리스케일러(24)의 설정값 M, 프로그래머블 카운터(25)의 설정값 N 및 스왈로 카운터(26)의 설정값 A를 설정하는 SBI(Serial Bit Interface)를 포함한다.The phase control loop circuit PLL includes a phase comparator 21 for comparing the phase of the external clock signal ECLK and the phase of the program clock signal PCLK, a low band filter LPF 22, a voltage controlled oscillator 23, and 1 / M. And a swallow counter for controlling the division ratio of the pre-scaler 24, a dual modulus prescaler 24 having a 1 / (M + 1) division ratio, a programmable counter 25 having a 1 / N division ratio, and a prescaler 24 26, a control unit 27 for outputting a mode control signal MC for controlling the prescaler 24 using the output of the swallow counter 26 and the output PCLK of the program counter 24, and an external clock signal ECLK. SBI which is enabled in the enable signal LE in synchronization with the control signal and sets the set value M of the prescaler 24, the set value N of the programmable counter 25 and the set value A of the swallow counter 26 using data DATA. (Serial Bit Interface).

전압 제어 발진기(23)의 출력 주파수 fvco은 1/M 및 1/(M+1) 분주비를 갖는듀얼 모듈러스 프리스케일러(24)에 의해 분주되어 프로그램 카운터(25) 및 스왈로 카운터(26)에 입력된다.The output frequency fvco of the voltage controlled oscillator 23 is divided by the dual modulus prescaler 24 having 1 / M and 1 / (M + 1) division ratios and input to the program counter 25 and the swallow counter 26. do.

스왈로 카운터(26)는 프리스케일러(25)의 분주비 제어용으로 사용되며, 스왈로 카운터(26)가 동작 중에는 프리스케일러(24)의 분주비는 1/(M+1)로 세트된다.The swallow counter 26 is used for the division ratio control of the prescaler 25, and the division ratio of the prescaler 24 is set to 1 / (M + 1) while the swallow counter 26 is in operation.

스왈로 카운터(26)가 A 개의 펄스를 카운터 하면 프리스케일러(24)의 분주비는 1/M으로 세트된다. 즉, A/N의 시간은 1/[(M+1)×N]의 분주로, (N-A)/N의 시간은 1/M×N의 분주로 된다.When the swallow counter 26 counters A pulses, the division ratio of the prescaler 24 is set to 1 / M. That is, the time of A / N is a division of 1 / [(M + 1) × N], and the time of (N-A) / N is a division of 1 / M × N.

이때, 비교 주파수 fp는 [수학식 6]에 의해 정의된다.At this time, the comparison frequency fp is defined by Equation 6.

[수학식 6][Equation 6]

따라서, 출력 주파수 fvco는 [수학식 7]에 의해 정의된다. 여기서, fp=fr이다.Therefore, the output frequency fvco is defined by [Equation 7]. Where fp = fr.

[수학식 7][Equation 7]

[수학식 7]에서 N은 M과 계수 관계이지만, A와는 계수 관계를 갖고 있지 않기 때문에 A 값을 변화시키면 기준 주파수 fr만 변한다. 이와 같이 프리스케일러(24)를 사용하고, 채널 세퍼레이션을 기준 주파수 fr로 할 수 있다.특히 높은 주파수의 주파수 신시사이저에서는 프리스케일러(24)의 분주비를 크게 설정하기 때문에 펄스 스왈로 방식이 사용된다.In Equation (7), N has a coefficient relationship with M, but since there is no coefficient relationship with A, changing the value of A changes only the reference frequency fr. Thus, the prescaler 24 can be used and the channel separation can be set to the reference frequency fr. In particular, in the frequency synthesizer of a high frequency, the frequency division ratio of the prescaler 24 is set to be large, and the pulse swirl method is used.

일반적으로 펄스 스왈로 방식의 출력 주파수 fvco는 [수학식 8]에 따라 설정 값이 정의된다.In general, the output frequency fvco of the pulse swirl method is set according to [Equation 8].

[수학식 8][Equation 8]

여기서, M은 프리스케일러(24)의 분주비이고, N은 프로그램 카운터(25)의 설정 값이고, A는 스왈로 카운터(26)의 설정값으로 A<N의 관계를 갖는다. 또한, fosc는 기준 발진 주파수를 나타내고, R은 기준 카운터(reference counter)의 설정 값을 나타낸다.Here, M is the division ratio of the prescaler 24, N is the setting value of the program counter 25, and A is the setting value of the swallow counter 26, and has A <N relationship. In addition, fosc represents a reference oscillation frequency and R represents a setting value of a reference counter.

도 3은 도 2에 도시된 일반적인 위상 제어 루프 회로 PLL의 프리스케일러(24)의 상세 회로도를 나타낸 도면이다.3 is a detailed circuit diagram of the prescaler 24 of the general phase control loop circuit PLL shown in FIG.

프리스케일러(24)는, 전압 제어 발진기(23)의 내부 클럭 신호 ICLK가 클럭 입력단자 CLK에 인가되고, 앞단의 출력 Q가 뒷단의 입력 D로 인가되는 직렬 연결된 두 개의 D 플립플롭 FF1, FF2와, 프리스케일러(24)의 출력신호들 D8, D16, D32, D64, D128 및 모드 제어 신호 MC를 부정 논리 합하는 노아 게이트 NOR1과, D 플립플롭 FF2의 반전출력신호 Qb와 노아 게이트 NOR1의 출력신호 MCO를 부정 논리 곱하는 낸드게이트 ND1과, 클럭 입력단자에 전압 제어 발진기(23)의 내부 클럭 신호 ICLK가 인가되고, 데이터 입력단자 D에 낸드게이트 ND1의 출력신호가 인가되는 D플립플롭 FF3과, D 플립플롭들 FF2, FF3의 출력신호들을 부정 논리 곱하여 D 플립플롭 FF1의 데이터 입력단자로 인가하는 낸드게이트 ND2와, D 플립플롭 FF1의 반전출력신호의 주파수를 분주하는 분주부(29)를 포함한다.The prescaler 24 includes two D flip-flops FF1 and FF2 connected in series in which the internal clock signal ICLK of the voltage controlled oscillator 23 is applied to the clock input terminal CLK, and the output Q of the front stage is applied to the input D of the rear stage. NOR gate NOR1 negatively sums the output signals D8, D16, D32, D64, D128 and the mode control signal MC of the prescaler 24, and the inverted output signal Qb of the D flip-flop FF2 and the output signal MCO of the NOR gate NOR1 are negated. D flip-flop FF3 and D flip-flops to which the NAND gate ND1 to be logically multiplied, the internal clock signal ICLK of the voltage controlled oscillator 23 is applied to the clock input terminal, and the output signal of the NAND gate ND1 is applied to the data input terminal D. And a NAND gate ND2 for negatively multiplying the output signals of FF2 and FF3 to the data input terminal of the D flip-flop FF1, and a divider 29 for dividing the frequency of the inverted output signal of the D flip-flop FF1.

여기서, 분주부(29)는 앞단의 반전출력신호 Qb가 뒷단의 클럭 입력단자 CLK에 인가되고, 자신의 출력신호 Q가 입력단자 D에 인가되는 직렬 연결된 다수개의 D 플립플롭들 FF4, FF5, FF6, FF7, FF8로 구성된다. 여기서는 다섯 개의 플립플롭들 FF4, FF5, FF6, FF7, FF8)을 사용하여 1/8, 1/16, 1/32, 1/64, 1/128배로 주파수를 분주하는 경우를 예를 들어 설명한다.Here, the divider 29 has a plurality of D flip-flops FF4, FF5, and FF6 connected in series in which the inverted output signal Qb of the front stage is applied to the clock input terminal CLK of the rear stage and its output signal Q is applied to the input terminal D. , FF7, FF8. Here, an example will be described in which frequency is divided into 1/8, 1/16, 1/32, 1/64, and 1/128 times using five flip-flops FF4, FF5, FF6, FF7, and FF8). .

그러나, 프리스케일러(24)는 사용하는 주파수에 따라 미리 설계되는데, 일반 저대역에서 사용되는 경우, 일반적인 D 플립플롭을 사용하여 설계하고, 100MHz 이상의 고주파수에서는 TSPC(True Single Phase Clock) 구조 또는 CML(Current Mode Logic) 구조를 사용하는 D 플립플롭을 사용하여 설계하여야 하기 때문에, 사용되는 주파수에 따라 프리스케일러를 다르게 설계해야 하는 문제점이 있다.However, the prescaler 24 is predesigned according to the frequency used, and when used in a general low band, it is designed using a general D flip-flop, and at a high frequency of 100 MHz or more, a True Single Phase Clock (TSPC) structure or a CML (Current). Since the design must be performed using a D flip-flop using a Mode Logic) structure, the prescaler has to be designed differently according to the frequency used.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 저주파수 및 고주파수에서 모두 사용 가능한 프리스케일러를 사용하는 범용 위상 제어 루프 회로를 제공하는 것이다.An object of the present invention for solving such a problem is to provide a general-purpose phase control loop circuit using a prescaler that can be used at both low and high frequencies.

도 1은 일반적인 위상 제어 루프 회로 PLL를 나타낸 블록도.1 is a block diagram illustrating a general phase control loop circuit PLL.

도 2는 도 1에 도시된 일반적인 위상 제어 루프 회로 PLL의 프리스케일러의 상세 회로도.FIG. 2 is a detailed circuit diagram of a prescaler of the general phase control loop circuit PLL shown in FIG.

도 3은 본 발명에 따른 펄스 스왈로 방식을 사용하는 위상 제어 루프 회로 PLL를 나타낸 블록도.3 is a block diagram illustrating a phase control loop circuit PLL using the pulse swirl method in accordance with the present invention.

도 4는 도 3에 도시된 본 발명에 따른 펄스 스왈로 방식을 사용하는 위상 제어 루프 회로 PLL의 프리스케일러를 나타낸 상세 블록도.4 is a detailed block diagram illustrating a prescaler of the phase control loop circuit PLL using the pulse swirl method according to the present invention shown in FIG.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 위상 제어 루프 회로는,The phase control loop circuit of the present invention for achieving the above object,

전압제어발진기의 출력 클럭 신호의 주파수를 분주하는 프리스케일러;A prescaler for dividing the frequency of the output clock signal of the voltage controlled oscillator;

상기 프리스케일러의 출력이 인가되는 프로그래머블 카운터; 및A programmable counter to which an output of the prescaler is applied; And

상기 프리스케일러의 출력을 인가 받아 프리스케일러의 분주비를 제어하는 스왈로 카운터를 포함하는데,It includes a swallow counter for receiving the output of the prescaler to control the division ratio of the prescaler,

상기 프리스케일러는,The prescaler is,

상기 스왈로 카운터의 출력신호에 따라 입력되는 외부 클럭 신호의 주파수에 대응하는 구조를 선택적으로 구동하는 것을 특징으로 한다.And selectively driving a structure corresponding to a frequency of an external clock signal input according to the output signal of the swallow counter.

상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해 질 것이다.The above and other objects and features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명에 따른 펄스 스왈로 방식을 사용하는 위상 제어 루프 회로를 나타낸 블록도이다.4 is a block diagram illustrating a phase control loop circuit using the pulse swallow method according to the present invention.

위상 제어 루프 회로 PLL는, 외부로부터 입력된 외부 클럭신호 ECLK의 위상과 프로그래머블 클럭신호 PCLK의 위상을 비교하는 위상비교기(31)와, 저대역 여파기(Low Pass Filter; LPF)(32)와, 전압 제어 발진기 VCO(33)와, 전압 제어 발진기(33)의 내부 클럭신호 ICLK의 주파수를 1/M 또는 1/(M+1)로 분주하는 프리스케일러(34)와, 프리스케일러(34)의 출력이 인가되는 프로그래머블 카운터(35)와, 프리스케일러(34)의 출력을 인가 받아 프리스케일러(34)의 분주비를 제어하는 스왈로 카운터(36)와, 프로그래머블 카운터(35) 및 스왈로 카운터(36)의 출력 신호를 이용하여 프리스케일러(34)를 제어하는 모드 제어 신호 MC를 출력하는 제어부(37)와, 외부 클럭 신호 ECLK에 동기 하여 인에이블 신호 LE에 인에이블 되어, 데이터 DATA에 이용하여 프리스케일러(34)의 설정값 M, 프로그래머블 카운터(35)의 설정값 N 및 스왈로 카운터(36)의 설정값 A를 설정하고, N 카운트 입력 값을 이용하여 프리스케일러(34)를 제어하는 SBI(38)를 포함한다. 여기서는, 프로그램 카운터(35)가 N 비트 카운터이고, 스왈로 카운터(16)는 A 비트 카운터라고 가정한다. A<N 이다.The phase control loop circuit PLL includes a phase comparator 31 for comparing the phase of the external clock signal ECLK inputted from the outside with the phase of the programmable clock signal PCLK, a low pass filter (LPF) 32, and a voltage. The control oscillator VCO 33, the prescaler 34 which divides the frequency of the internal clock signal ICLK of the voltage controlled oscillator 33 into 1 / M or 1 / (M + 1), and the output of the prescaler 34 are applied. A programmable counter 35, a swallow counter 36 for controlling the division ratio of the prescaler 34 by receiving the output of the prescaler 34, and output signals of the programmable counter 35 and the swallow counter 36. The control unit 37 for outputting the mode control signal MC for controlling the prescaler 34 by means of the prescaler 34 and the enable signal LE in synchronization with the external clock signal ECLK, and setting the prescaler 34 using data DATA. Value M, programmable count Setting the set value A of the counter 36 as a set value N and a swallow of 35, and by using the N input count value and a SBI (38) for controlling a prescaler (34). It is assumed here that the program counter 35 is an N bit counter and the swallow counter 16 is an A bit counter. A <N.

따라서, 채널 세퍼레이션을 입력된 외부 클럭신호 ECLK의 기본 주파수 fr를 그대로 사용하는 스왈로 방식의 위상 제어 루프 회로는, 전압 제어 발진기(33)의 내부 클럭신호 ICLK의 주파수는 듀얼 모듈러스 프리스케일러(34)에 의해 1/M의 분주비로 분주되어 프로그래머블 카운터(35) 및 스왈로 카운터(36)로 입력된다. 여기서, 스왈로 카운터(36)가 동작 중에는 프리스케일러(34)의 분주비는 1/(M+1)이 된다.Therefore, in the phase control loop circuit of the swirl method using the channel frequency as the fundamental frequency fr of the external clock signal ECLK inputted, the frequency of the internal clock signal ICLK of the voltage controlled oscillator 33 is the dual modulus prescaler 34. Is divided by the division ratio of 1 / M and input to the programmable counter 35 and the swallow counter 36. Here, the division ratio of the prescaler 34 becomes 1 / (M + 1) while the swallow counter 36 is in operation.

스왈로 카운터(36)가 A 개의 펄스를 카운트하면, 프리스케일러(34)의 분주비는 1/M이 된다.When the swallow counter 36 counts A pulses, the division ratio of the prescaler 34 is 1 / M.

이때, 프로그램 카운터(35)의 프로그래머블 클럭 신호 PCLK의 비교 주파수 fp는 다음 [수식 1]로 나타낼 수 있다.In this case, the comparison frequency fp of the programmable clock signal PCLK of the program counter 35 may be represented by Equation 1 below.

[수식 1][Equation 1]

여기서, 출력 주파수 fvco는 전압 제어 발진기(13)의 내부 클럭 신호 ICLK의 주파수이고, M은 프리스케일러(14)의 분주비이고, N은 위상 제어 루프 회로의 프로그래머블 카운터(15)의 설정 값이고, A는 스왈로 카운터(16)의 설정 값이다.Here, the output frequency fvco is the frequency of the internal clock signal ICLK of the voltage controlled oscillator 13, M is the division ratio of the prescaler 14, N is the set value of the programmable counter 15 of the phase control loop circuit, and A Is the set value of the swallow counter 16.

여기서, N은 M에 대해 계수 관계이지만, A와는 관계하고 있지 않기 때문에, A 값을 변화시키면 주파수 fr가 변한다. 이와 같이 프리스케일러를 사용하고, 또한 채널 세퍼레이션을 기준 주파수 fr로 할 수 있다. 특히 높은 주파수의 주파수 신시사이저에서는 프리스케일러(34)의 분주비를 크게 설정하기 때문에 펄스 스왈로 방식이 사용된다.Here, N is a coefficient relationship with respect to M, but since it is not related with A, changing the value of A changes the frequency fr. In this way, the prescaler can be used, and the channel separation can be set to the reference frequency fr. In particular, in a high frequency frequency synthesizer, a pulse swirl method is used because the division ratio of the prescaler 34 is set large.

일반적으로 펄스 스왈로 방식을 사용하는 위상 제어 루프 회로의 기능을 나타내는 내부 클럭 신호 ICLK의 출력 주파수 fvco는 다음 [수식 2]에 의해 정의된다.In general, the output frequency fvco of the internal clock signal ICLK representing the function of the phase control loop circuit using the pulse swirl method is defined by the following [Equation 2].

[수식 2][Formula 2]

여기서, 출력 주파수 fvco는 전압 제어 발진기(33)의 내부 클럭 신호 ICLK의 주파수이고, M은 프리스케일러(34)의 분주비이고, N은 위상 제어 루프 회로의 프로그래머블 카운터(35)의 설정 값이고, A는 위상 제어 루프 회로의 스왈로 카운터(36)의 설정 값으로 A<N의 관계를 가지며, fosc는 기준 발진 주파수를 나타내고, R은 기준 카운터(reference counter)의 설정 값을 나타낸다.Here, the output frequency fvco is the frequency of the internal clock signal ICLK of the voltage controlled oscillator 33, M is the division ratio of the prescaler 34, N is the set value of the programmable counter 35 of the phase control loop circuit, A Denotes a setting value of the swallow counter 36 of the phase control loop circuit, A <N, and fosc denotes a reference oscillation frequency, and R denotes a reference counter.

도 5는 도 4에 도시된 본 발명에 따른 펄스 스왈로 방식을 사용하는 위상 제어 루프 회로 PLL의 프리스케일러를 나타낸 상세 블록도이다.FIG. 5 is a detailed block diagram illustrating a prescaler of the phase control loop circuit PLL using the pulse swirl method according to the present invention shown in FIG. 4.

프리스케일러(34)는, 전압 제어 발진기(33)의 내부 클럭 신호 ICLK가 클럭 입력단자 CLK에 인가되고, 앞단의 출력 Q가 뒷단의 입력 D로 인가되는 직렬 연결된 두 개의 D 플립플롭 FF11, FF12와, 전압 제어 발진기(33)의 내부 클럭 신호 ICLK가 클럭 입력단자 CLK에 인가되고, 앞단의 출력 Q가 뒷단의 입력 D로 인가되는 직렬 연결된 두 개의 D 플립플롭 FF13, FF14)과, 스왈로 카운터(36)의 카운트 신호 NCNT의 상위 비트를 논리 조합하는 노아 게이트 NOR11과, 노아 게이트 NOR11의 출력신호를 반전시키는 인버터 INV11과, D 플립플롭들 FF12, FF14의 반전 출력신호들을 논리 조합하는 노아 게이트 NOR12와, 프리스케일러(34)의 출력신호들 D8, D16, D32, D64, D128 및 모드 제어 신호 MC를 부정 논리 합하는 노아 게이트 NOR13과, 노아 게이트 NOR12의 출력신호와 노아 게이트 NOR13의 출력신호 MCO를 부정 논리 곱하는 낸드게이트 ND11과, 클럭 입력단자에 전압 제어 발진기(33)의 내부 클럭 신호 ICLK가 인가되고, 데이터 입력단자 D에 낸드게이트 ND11의 출력신호가 인가되는 D 플립플롭 FF15와, D 플립플롭들 FF12, FF14의 출력신호들 중의 하나와 D 플립플롭 FF15의 출력신호를 부정 논리 곱하여 D 플립플롭 FF11, FF13의 데이터 입력단자로 인가하는 낸드게이트 ND12와, D 플립플롭들 FF11, FF13의 반전출력신호 Qb들 중의 하나의 주파수를 분주하는 분주부(39)를 포함한다. 여기서, 노아 게이트 NOR11에는 카운트 신호 NCNT의 상위 비트에 해당하는 부분만이 인가된다.The prescaler 34 includes two D flip-flops FF11 and FF12 connected in series in which the internal clock signal ICLK of the voltage controlled oscillator 33 is applied to the clock input terminal CLK, and the output Q of the front stage is applied to the input D of the rear stage, The internal clock signal ICLK of the voltage controlled oscillator 33 is applied to the clock input terminal CLK, and two D flip-flops FF13 and FF14 connected in series, with the output Q at the front end to the input D at the rear end, and the swallow counter 36 Noa gate NOR11 for logically combining the upper bits of the count signal NCNT of the N1), inverter INV11 for inverting the output signal of the NOR gate NOR11, and Noah gate NOR12 for logically combining the inverted output signals of the D flip-flops FF12 and FF14, NOR gate NOR13, which negatively sums the output signals D8, D16, D32, D64, D128 and the mode control signal MC of the prescaler 34, and output signal MCO of NOR gate NOR13 and output signal MCO of NOR gate NOR13. D flip-flop FF15 and D flip-flops to which the NAND gate ND11 to be logically multiplied, the internal clock signal ICLK of the voltage controlled oscillator 33 is applied to the clock input terminal, and the output signal of the NAND gate ND11 is applied to the data input terminal D. NAND gate ND12 for applying one of the output signals of FF12 and FF14 and the output signal of D flip-flop FF15 to the data input terminal of D flip-flops FF11 and FF13, and the inverted output signal of D flip-flops FF11 and FF13. And a divider 39 for dividing the frequency of one of the Qbs. Here, only a portion corresponding to the upper bits of the count signal NCNT is applied to the NOR gate NOR11.

노아 게이트 NOR11의 출력신호는 D 플립플롭 FF11, FF12)의 리셋 단자에 인가되어 제어하고, 인버터 INV11의 출력신호는 D 플립플롭 FF13, FF14의 리셋 단자에 인가되어 제어한다.The output signal of the NOR gate NOR11 is applied to and controlled by the reset terminals of the D flip-flops FF11 and FF12, and the output signal of the inverter INV11 is applied to and controlled by the reset terminals of the D flip-flops FF13 and FF14.

따라서, 저주파수의 외부 클럭 신호 ECLK가 인가되는 경우, 노아 게이트 NOR11의 출력신호가 인에이블 되어 D 플립플롭 FF11, FF12를 리셋 하여 디스에이블 시키고, D 플립플롭 FF13, FF14를 인에이블 시켜 저주파수에서 동작하는 일반적인 프리스케일러와 동일한 동작을 수행하고, 반대로 고주파수의 외부 클럭 신호 ECLK가 인가되는 경우, 인버터 INV11의 출력신호가 인에이블 되어 D 플립플롭 FF13, FF14를 리셋 하여 디스에이블 시키고, TSPC 및 ECL 구조의 D 플립플롭 FF11, FF12를 인에이블 시켜 고주파수에서 동작하는 프리스케일러로 동작한다.Therefore, when the external clock signal ECLK of low frequency is applied, the output signal of the NOR gate NOR11 is enabled, resets and disables the D flip-flops FF11 and FF12, and enables the D flip-flops FF13 and FF14 to operate at a low frequency. When the same operation as the prescaler is performed and the high frequency external clock signal ECLK is applied, the output signal of the inverter INV11 is enabled to reset and disable the D flip-flops FF13 and FF14, and the D flip of the TSPC and ECL structures. Flops FF11 and FF12 are enabled to operate as prescalers operating at high frequencies.

여기서, 분주부(39)는 앞단의 반전출력신호 Qb가 뒷단의 클럭 입력단자 CLK에 인가되고, 자신의 출력신호 Q가 입력단자 D에 인가되는 직렬 연결된 다수개의 D 플립플롭들 FF16, FF17, FF18, FF19, FF20으로 구성된다. 여기서는 다섯 개의 플립플롭들 FF16, FF17, FF18, FF19, FF20을 사용하여 1/8, 1/16, 1/32, 1/64, 1/128배로 주파수를 분주하는 경우를 예를 들어 설명한다. 따라서, 시스템의 구성에 따라 플립플롭의 개수 및 구성은 변경될 수 있다.Here, the divider 39 has a plurality of D flip-flops FF16, FF17, and FF18 connected in series to which the inverted output signal Qb at the front end is applied to the clock input terminal CLK at the rear end and its output signal Q is applied to the input terminal D. , FF19, FF20. Here, an example will be described in which frequency is divided into 1/8, 1/16, 1/32, 1/64, and 1/128 times using five flip-flops FF16, FF17, FF18, FF19, and FF20. Therefore, the number and configuration of flip-flops can be changed according to the configuration of the system.

이와 같이, 본 발명에 따른 위상 제어 루프 회로의 프리스케일러(34)는 사용하는 주파수에 따라, 저주파수의 외부 클럭 신호가 인가될 경우, 일반 저대역에서 사용되는 일반적인 D 플립플롭을 인에이블 시켜 동작하고, 100MHz 이상의 고주파수에서는 TSPC 구조 및 CML 구조를 사용하는 D 플립플롭을 인에이블 시켜 동작하기 때문에, 사용되는 주파수에 따라 프리스케일러의 구동방식을 변형시켜 사용하는 주파수에 대해 범용으로 사용할 수 있다.As such, the prescaler 34 of the phase control loop circuit according to the present invention operates by enabling a general D flip-flop used in a general low band when an external clock signal having a low frequency is applied according to a frequency used, At the high frequency of 100MHz or higher, the D flip-flop using the TSPC structure and the CML structure is enabled to operate, and thus the prescaler driving method may be modified according to the used frequency, and thus it may be used universally.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 위상 제어 루프 회로의 프리스케일러는 서로 다른 구조의 D 플립플롭을 병렬로 연결하고, 입력되는 주파수에 따라서 선택적으로 D 플립플롭을 이용하여 저주파수와 고주파수에서 범용적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.As described above, the prescaler of the phase control loop circuit according to the present invention connects the D flip-flops having different structures in parallel, and selectively uses the D flip-flops according to the input frequency, thereby making it universally available at low and high frequencies. There is an effect that can be used.

아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.In addition, a preferred embodiment of the present invention is for the purpose of illustration, those skilled in the art will be able to various modifications, changes, substitutions and additions through the spirit and scope of the appended claims, such modifications and changes are the following claims It should be seen as belonging to a range.

Claims (5)

전압제어발진기의 출력 클럭 신호의 주파수를 분주하는 프리스케일러;A prescaler for dividing the frequency of the output clock signal of the voltage controlled oscillator; 상기 프리스케일러의 출력이 인가되는 프로그래머블 카운터;A programmable counter to which an output of the prescaler is applied; 상기 프리스케일러의 출력을 인가 받아 상기 프리스케일러의 분주비를 제어하는 스왈로 카운터; 및A swallow counter configured to receive an output of the prescaler and control a division ratio of the prescaler; And 상기 프로그래머블 카운터 및 스왈로 카운터의 출력을 이용하여 상기 프리스케일러를 제어하는 모드 제어 신호를 출력하는 제어수단을 포함하는데,Control means for outputting a mode control signal for controlling the prescaler using the output of the programmable counter and the swallow counter, 상기 프리스케일러는,The prescaler is, 상기 프로그래머블 카운터의 설정값을 이용하여 외부 클럭 신호의 주파수에 대응하는 구조를 선택적으로 구동하는 것을 특징으로 하는 프리스케일러를 포함하는 위상 제어 루프 회로.And a prescaler for selectively driving a structure corresponding to a frequency of an external clock signal using a setting value of the programmable counter. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 프리스케일러는,The prescaler is, 저주파수의 클럭신호에 대응하여 동작하는 복수의 제1 플립플롭;A plurality of first flip-flops operating in response to a clock signal of a low frequency; 고주파수의 클럭신호에 대응하여 동작하는 복수의 제2 플립플롭; 및A plurality of second flip-flops that operate in response to a high frequency clock signal; And 상기 외부클럭신호의 주파수에 따라 상기 제1 플립플롭 또는 제2 플립플롭을 선택 구동하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리스케일러를 포함하는 위상 제어 루프 회로.And a control means for selectively driving the first flip-flop or the second flip-flop in accordance with the frequency of the external clock signal. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제어수단은 상기 프로그래머블 카운터의 설정값 중에서 상위 비트만을 조합하는 논리 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 프리스케일러를 포함하는 위상 제어 루프 회로.And said control means comprises a prescaler comprising logic means for combining only the upper bits of a set value of said programmable counter. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제2 플립플롭은,The second flip-flop, TSPC(True Single Phase Clock) 구조의 플립플롭으로 구성되는 것을 특징으로 하는 프리스케일러를 포함하는 위상 제어 루프 회로.A phase control loop circuit comprising a prescaler, characterized in that it comprises a flip-flop of a TSPC (True Single Phase Clock) structure. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제2 플립플롭은,The second flip-flop, CML(Current Mode Logic) 구조의 플립플롭으로 구성되는 것을 특징으로 하는 프리스케일러를 포함하는 위상 제어 루프 회로.A phase control loop circuit comprising a prescaler, characterized in that it comprises a flip-flop of a current mode logic (CML) structure.
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