KR20090033783A - All digital phase locked loop controlling by digital code and method controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디지털 위상 동기 루프 회로(Phase Locked Loop)에 관한 것으로, 특히 디지털 코드로 제어하는 디지털 위상 동기 루프 회로(All Digital Phase Locked Loop) 및 그 제어 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase locked loop circuit, and more particularly, to an all digital phase locked loop circuit controlled by a digital code and a control method thereof.
일반적으로 디지털 위상 동기 루프 회로(PLL : Phase Locked Loop)는 통신 시스템이나 영상신호 재생시에 주로 사용되며, 외부 환경에 의해 발생될 수 있는 출력 신호의 위상 및 주파수 변화를 감지하고 이를 조정해 줌으로서 고정된 위상 및 주파수를 가지는 출력 신호를 발생한다.Generally, PLL (Phase Locked Loop) is mainly used in communication system or video signal reproduction, and it is fixed by detecting and adjusting the phase and frequency change of output signal which may be generated by external environment. Generates an output signal having a predetermined phase and frequency.
디지털 코드로 제어하는 위상 동기 루프의 일 예로서 디지털 위상 동기 루프 회로(ADPLL : All Digital PLL)가 있다. 디지털 위상 동기 루프 회로(ADPLL)는 디지털 위상 주파수 검출기(Digital Phase Frequency Detector), 디지털 루프 필터(Digital Loop Filter), 디지털 제어 발진기(Digital Controlled Oscillator) 및 분주기(Divider)를 구비할 수 있다. 상기 디지털 위상 동기 루프 회로(ADPLL)의 각 각의 구성 요소의 동작은 디지털 위상 동기 루프 회로(PLL)와 유사하다. 즉, 상기 디지털 위상 주파수 검출기는 기준 클럭 신호 및 상기 분주기의 출력 신호를 비교해서 위상 및 주파수를 비교하고, 상기 두 클럭의 위상차 및 주파수 차에 해당하는 오차값을 발생시킨다. 상기 디지털 루프 필터는 상기 디지털 위상 주파수 검출기에서 발생된 오차값이 상기 디지털 위상 동기 루프 회로에서 허용하는 기준 오차값보다 큰 경우 상기 디지털 위상 주파수 검출기의 출력 신호를 제어하기 위한 제어 전압 신호를 상기 디지털 제어 발진기에 출력한다. 상기 디지털 제어 발진기는 상기 제어 전압 신호에 응답하여 상기 출력 신호의 위상 및 주파수를 제어하여 출력한다. 상기 분주기는 상기 출력 신호를 소정의 분주값으로 분주한 후 상기 디지털 위상 주파수 검출기에 출력하여 반복적으로 기준 클럭 신호와 상기 출력 신호의 위상 및 주파수가 비교되도록 한다.An example of a phase locked loop controlled by a digital code is a digital phase locked loop circuit (ADPLL: All Digital PLL). The digital phase locked loop circuit ADPLL may include a digital phase frequency detector, a digital loop filter, a digital controlled oscillator, and a divider. The operation of each component of the digital phase locked loop circuit ADPLL is similar to the digital phase locked loop circuit PLL. That is, the digital phase frequency detector compares a reference clock signal and an output signal of the divider, compares phase and frequency, and generates an error value corresponding to a phase difference and a frequency difference between the two clocks. The digital loop filter digitally controls a control voltage signal for controlling an output signal of the digital phase frequency detector when an error value generated by the digital phase frequency detector is larger than a reference error value allowed by the digital phase locked loop circuit. Output to the oscillator. The digitally controlled oscillator controls and outputs a phase and a frequency of the output signal in response to the control voltage signal. The divider divides the output signal into a predetermined division value and outputs the divided signal to the digital phase frequency detector so that the phase and frequency of the reference clock signal and the output signal are repeatedly compared.
상기 디지털 위상 동기 루프 회로(ADPLL)의 디지털 루프 필터에서 출력되는 신호는 디지털 값을 가진다. 즉, 상기 디지털 제어 발진기에 인가되는 제어 전압 신호는 디지털값을 가진다. 상기와 같이 디지털 코드로 제어하는 디지털 위상 동기 루프 회로가 오프(off) 상태와 온(on) 상태를 반복하는 경우, 오프 상태에서 온 상태로 변경될 때 디지털 제어 발진기의 제어 전압이 저장되어 있어 별도로 주파수 락킹(locking) 동작을 할 필요가 없다. 그러나, 기준 클럭 신호와 위상의 관계는 알 수 없어, 종래에는 상기 디지털 위상 동기 루프 회로(PLL)가 오프 상태에서 온 상태로 변경되는 경우 상기 기준 클럭 신호와 위상의 관계를 다시 설정해 주는 위상 트랙킹(tracking) 시간이 필요하였다.The signal output from the digital loop filter of the digital phase locked loop circuit ADPLL has a digital value. That is, the control voltage signal applied to the digitally controlled oscillator has a digital value. As described above, when the digital phase-locked loop circuit controlled by the digital code repeats the off state and the on state, the control voltage of the digitally controlled oscillator is stored when it is changed from the off state to the on state. There is no need for a frequency locking operation. However, since the relationship between the reference clock signal and the phase is unknown, conventionally, the phase tracking for resetting the relationship between the reference clock signal and the phase when the digital phase locked loop circuit PLL is changed from an off state to an on state ( tracking time was required.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 디지털 코드로 제어하는 디지털 위상 동기 루프 회로에 있어서 상기 디지털 위상 동기 루프 회로가 오프(off) 상태에서 온(on) 상태로 변경되는 경우 위상 트랙킹(tacking) 시간을 감소하는 디지털 위상 동기 루프 회로를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to reduce phase tracking time when the digital phase locked loop circuit is changed from an off state to an on state in a digital phase locked loop circuit controlled by a digital code. To provide a digital phase locked loop circuit.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 상기 디지털 위상 동기 루프 회로를 제어하는 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a method of controlling the digital phase locked loop circuit.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 디지털 위상 동기 루프 회로(All Digital Phase Locked Loop)는 기준 클럭 신호 및 상기 디지털 위상 동기 루프 회로의 출력 신호를 비교하여 위상차 및 주파수 차를 검출하여 디지털 형태로서 출력하는 디지털 위상 주파수 검출기, 상기 디지털 위상 주파수 검출기의 출력 신호를 수신하여 디지털 형태의 제어 전압 신호를 출력하는 디지털 루프 필터, 상기 제어 전압 신호를 수신하여 상기 디지털 위상 동기 루프 회로의 출력단 및 상기 디지털 위상 주파수 검출기로 출력하는 디지털 제어 발진기 및 상기 디지털 위상 동기 루프 회로의 온(on) 상태 또는 오프(off) 상태에 대응하는 온/오프 신호 및 상기 기준 클럭 신호에 응답하여 상기 디지털 제어 발진기에 상기 기준 클럭 신호의 인가 여부를 결정하는 제어부를 구비할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, an all-phase phase locked loop circuit compares a reference clock signal and an output signal of the digital phase-locked loop circuit to detect a phase difference and a frequency difference, A digital phase frequency detector for outputting the form, a digital loop filter for receiving an output signal of the digital phase frequency detector and outputting a control voltage signal in digital form, an output terminal of the digital phase locked loop circuit for receiving the control voltage signal, and A digitally controlled oscillator for outputting to a digital phase frequency detector and an on / off signal corresponding to an on state or an off state of the digital phase locked loop circuit and the digital controlled oscillator in response to the reference clock signal. Control unit for determining whether to apply the reference clock signal It may be provided.
상기 제어부는 상기 디지털 위상 동기 루프 회로의 온 상태에 대응하는 상기 온/오프 신호에 응답하여 상기 디지털 제어 발진기에 상기 기준 클럭 신호를 인가하는 것이 바람직하다.Preferably, the controller applies the reference clock signal to the digitally controlled oscillator in response to the on / off signal corresponding to the on state of the digital phase locked loop circuit.
상기 제어부는 상기 디지털 위상 동기 루프 회로의 온 상태에 대응하는 상기 온/오프 신호가 인가되고 주파수 락킹을 위한 소정의 시간이 경과한 후, 상기 기준 클럭 신호가 상기 디지털 제어 발진기에 입력되도록 제어하는 것이 바람직하다.The controller controls the reference clock signal to be input to the digitally controlled oscillator after the on / off signal corresponding to the on state of the digital phase locked loop circuit is applied and a predetermined time for frequency locking has elapsed. desirable.
상기 제어부는 상기 디지털 위상 동기 루프 회로의 온 상태에 대응하는 상기 온/오프 신호가 인가되고 상기 기준 클럭 신호가 한 클럭 경과한 후, 상기 기준 클럭 신호가 상기 디지털 제어 발진기에 입력되도록 제어하는 것이 바람직하다.The controller may be configured to control the reference clock signal to be input to the digitally controlled oscillator after the on / off signal corresponding to the on state of the digital phase locked loop circuit is applied and the reference clock signal has passed one clock. Do.
상기 제어부는 상기 디지털 위상 동기 루프 회로의 온 상태에 대응하는 상기 온/오프 신호에 응답하여 상기 디지털 제어 발진기에 상기 기준 클럭 신호를 한 클럭만 인가하는 것이 바람직하다.Preferably, the controller applies only one clock signal to the digital control oscillator in response to the on / off signal corresponding to the on state of the digital phase locked loop circuit.
상기 디지털 위상 동기 루프 회로는 상기 디지털 위상 주파수 검출기의 출력 신호의 대역폭(bandwidth)을 제어하는 대역폭 제어부를 더 구비하는 것이 바람직하다.Preferably, the digital phase locked loop circuit further includes a bandwidth controller for controlling a bandwidth of an output signal of the digital phase frequency detector.
상기 대역폭 제어부는 상기 디지털 위상 주파수 검출기의 출력 신호의 대역폭을 확장하고, 상기 디지털 위상 동기 루프 회로의 출력 신호가 상기 기준 클럭 신호와 교차하는 경우마다 상기 대역폭을 감소하는 것이 바람직하다.The bandwidth controller preferably extends the bandwidth of the output signal of the digital phase frequency detector and decreases the bandwidth whenever the output signal of the digital phase locked loop circuit intersects with the reference clock signal.
상기 대역폭 제어부는 상기 디지털 루프 필터를 제어하여 상기 디지털 위상 동기 루프 회로의 출력 신호의 대역폭(bandwidth)을 제어하는 것이 바람직하다.Preferably, the bandwidth controller controls the digital loop filter to control a bandwidth of an output signal of the digital phase locked loop circuit.
상기 디지털 위상 동기 루프 회로는 상기 출력 신호를 분주하여 상기 디지털 위상 주파수 검출기로 출력하는 분주기를 더 구비하는 것이 바람직하다.Preferably, the digital phase locked loop circuit further includes a divider for dividing the output signal and outputting the divided signal to the digital phase frequency detector.
상기 디지털 위상 동기 루프 회로는 상기 분주기에 의한 상기 출력 신호의 지연량만큼 상기 기준 클럭 신호를 지연하여 상기 디지털 위상 주파수 검출기로 출력하는 지연부를 더 구비하는 것이 바람직하다.The digital phase locked loop circuit may further include a delay unit configured to delay the reference clock signal by the delay amount of the output signal by the divider and output the delayed reference clock signal to the digital phase frequency detector.
상기 디지털 위상 동기 루프 회로는 상기 디지털 형태의 제어 전압 신호를 아날로그 형태로 변환하여 상기 디지털 제어 발진기로 출력하는 DA 컨버터를 더 구비하는 것이 바람직하다.The digital phase locked loop circuit may further include a DA converter converting the digital control voltage signal into an analog form and outputting the analog voltage to the digital controlled oscillator.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 디지털 위상 동기 루프 회로(All Digital Phase Locked Loop)를 제어 하는 방법은 디지털 제어 발진기를 구비하는 디지털 위상 동기 루프 회로를 제어 하는 방법에 있어서, 상기 디지털 위상 동기 루프 회로가 온 상태인지 오프 상태인지 판단하는 단계 및 상기 디지털 위상 동기 루프 회로가 오프 상태에서 온 상태로 변경되는 경우, 상기 디지털 제어 발진기에 기준 클럭 신호를 인가하는 단계를 구비할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling an all-phase phase locked loop circuit, the method for controlling a digital phase locked loop circuit having a digitally controlled oscillator. Determining whether the digital phase locked loop circuit is in an on state or an off state and applying a reference clock signal to the digital controlled oscillator when the digital phase locked loop circuit is changed from an off state to an on state. .
상기 기준 클럭 신호를 인가하는 단계는 상기 디지털 위상 동기 루프 회로가 오프 상태에서 온 상태로 변경되고 주파수 락킹을 위한 소정의 시간이 경과한 후 상기 디지털 제어 발진기에 상기 기준 클럭 신호를 인가하는 단계를 구비하는 것이 바람직하다.The applying of the reference clock signal may include applying the reference clock signal to the digitally controlled oscillator after the digital phase locked loop circuit is changed from an off state to an on state and a predetermined time for frequency locking has elapsed. It is desirable to.
상기 디지털 위상 동기 루프 회로의 제어 방법은 상기 기준 클럭 신호 및 상기 디지털 위상 동기 루프 회로의 출력 신호를 비교하여 위상차 및 주파수 차를 검출하여 디지털 형태의 위상 주파수 검출 신호를 출력하는 단계 및 상기 위상 주파 수 검출 신호의 대역폭(bandwidth)을 제어하는 단계를 더 구비하는 것이 바람직하다.The control method of the digital phase locked loop circuit may include comparing the reference clock signal and an output signal of the digital phase locked loop circuit, detecting a phase difference and a frequency difference, and outputting a digital phase frequency detection signal and the phase frequency. Preferably, the method further includes controlling a bandwidth of the detection signal.
상기 대역폭을 제어하는 단계는 상기 위상 주파수 검출 신호의 대역폭을 확장하는 단계 및 상기 디지털 위상 동기 루프 회로의 출력 신호와 상기 기준 클럭 신호가 교차하는 경우마다 상기 대역폭을 감소하는 단계를 구비하는 것이 바람직하다.The controlling of the bandwidth preferably includes extending the bandwidth of the phase frequency detection signal and decreasing the bandwidth whenever the output signal of the digital phase locked loop circuit and the reference clock signal cross each other. .
본 발명에 따른 디지털 코드로 제어하는 디지털 위상 동기 루프 회로 및 그 제어 방법은 상기 디지털 위상 동기 루프 회로가 오프(off) 상태에서 온(on) 상태로 변경되는 경우 빠르게 상기 기준 클럭 신호와 위상의 관계를 다시 설정할 수 있어 종래보다 위상 트랙킹(tracking) 시간을 감소할 수 있는 장점이 있다.A digital phase locked loop circuit and a control method thereof controlled by a digital code according to the present invention provide a quick relationship between the reference clock signal and a phase when the digital phase locked loop circuit is changed from an off state to an on state. Since it can be set again, there is an advantage that the phase tracking time can be reduced.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다. DETAILED DESCRIPTION In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings which illustrate preferred embodiments of the present invention and the contents described in the drawings.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 위상 동기 루프 회로(PLL : Phase Locked Loop)(100)의 블록도이다.1 is a block diagram of a digital phase locked loop (PLL) 100 according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 디지털 위상 동기 루프 회로(PLL)(100)는 디지털 위상 주파수 검출기(Digital Phase Frequency Detector)(110), 디지털 루프 필터(Digital Loop Filter)(120), 디지털 제어 발진기(Digital Controlled Oscillator)(130) 및 제어부(150)를 구비할 수 있다. 또한, 디지털 위상 동기 루프 회로(PLL)(100)는 분주기(Divider)(140), 지연부(160) 및 대역폭 제어부(170)를 더 구비할 수 있다. Referring to FIG. 1, a digital phase locked loop (PLL) 100 may include a digital
디지털 위상 주파수 검출기(110)는 기준 클럭 신호(CLK_ref) 및 디지털 위상 동기 루프 회로(ADPLL)(100)의 출력 신호(CLK_vco)를 비교하여 위상차 및 주파수 차를 검출한다. 디지털 위상 동기 루프 회로(100)가 분주기(140)를 더 구비하는 경우에는, 디지털 위상 주파수 검출기(110)는 기준 클럭 신호(CLK_ref) 및 분주기(140)의 출력 신호(CLK_div)를 비교하여 위상차 및 주파수 차를 검출하여 디지털 형태의 위상 주파수 검출 신호를 출력한다. 디지털 위상 주파수 검출기(110)는 뱅뱅 디지털 위상 주파수 검출기(Bang-Bang Phase Frequency Detector)로 구현할 수 있다. 상기 뱅뱅 디지털 위상 주파수 검출기는 상기 위상차 및 주파수 차를 검출하여 바이너리 코드(binary code)로서 출력하는 디지털 위상 주파수 검출기의 일종으로서, 상기 뱅뱅 디지털 위상 주파수 검출기의 구조는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있으므로 그 구조에 대한 상세한 설명은 생략한다.The digital
디지털 루프 필터(120)는 상기 위상 주파수 검출 신호에 응답하여 디지털 형태의 제어 전압 신호를 출력한다. 즉, 디지털 위상 주파수 검출기(110)에서 출력한 상기 두 신호의 위상차 및 주파수 차에 해당하는 오차값이 상기 디지털 위상 동기 루프 회로(100)에서 허용하는 기준 오차값보다 큰 경우, 디지털 위상 주파수 검출 기(110)의 출력 신호를 제어하기 위한 디지털 형태의 제어 전압 신호(Vctrl)를 디지털 제어 발진기(130)로 출력한다. The
디지털 제어 발진기(130)는 제어 전압 신호(Vctrl)에 응답하여 출력 신호(CLK_vco)의 위상 및 주파수를 제어하여 출력한다. 분주기(140)는 상기 출력 신호를 소정의 분주값으로 분주하여 디지털 위상 주파수 검출기(110)에 출력함으로서 반복적으로 기준 클럭 신호(CLK_ref)와 출력 신호(CLK_div)의 위상 및 주파수가 비교되도록 한다. The digitally controlled
지연부(160)는 디지털 제어 발진기(130)의 출력 신호(CLK_vco)가 분주기(140)를 통과하면서 지연되는 정도만큼 기준 클럭 신호(CLK_ref)를 지연한다. 즉, 지연부(160)는 분주기(140)의 출력 신호(CLK_div)가 디지털 제어 발진기(130)의 출력 신호(CLK_vco)에 비하여 지연된 만큼 기준 클럭 신호(CLK_ref)를 지연한다.The
도 1에는 도시하지 않았으나 디지털 위상 동기 루프 회로(100)는 DA 컨버터(Digital to Analog Converter)를 더 구비할 수 있다. 제어 전압 신호(Vctrl)는 디지털 형태의 신호이므로, 상기 DA 컨버터는 제어 전압 신호(Vctrl)를 아날로그 형태로 변경하여 디지털 제어 발진기(130)에 인가한다. 상기 DA 컨버터가 디지털 루프 필터(120)와 디지털 제어 발진기(130)에 사이에 구비될 수도 있고 디지털 제어 발진기(130)의 내부에 포함될 수도 있음은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항이다.Although not shown in FIG. 1, the digital phase locked
제어부(150)는 온/오프 신호(ON/OFF) 및 기준 클럭 신호(CLK_ref)에 응답하 여 디지털 제어 발진기(130), 디지털 루프 필터(120) 및 분주기(140)를 제어한다. 즉, 제어부(150)는 디지털 위상 동기 루프 회로(PLL)(100)가 오프(off) 상태에서 온(on) 상태로 변경되는 경우, 온/오프 신호(ON/OFF)에 응답하여 디지털 제어 발진기(130)에 기준 클럭 신호(INJECTION)를 인가한다. 이하에서는, 제어부(150)에서 디지털 제어 발진기(130)로 출력하는 기준 클럭 신호(INJECTION)와 제어부(150)에 인가되는 기준 클럭 신호(CLK_ref)를 다르게 표시한다. 즉, 기준 클럭 신호(INJECTION)는 일정 시간 동안만 기준 클럭 신호(CLK_ref)를 그대로 또는 변형하여 제어부(150)를 통하여 디지털 제어 발진기(130)로 출력되는 신호이다. 기준 클럭 신호(INJECTION)는 기준 클럭 신호(CLK_ref)와 그 파형이 다르더라도 본질적으로 기준 클럭 신호(CLK_ref)에서 유래한 신호이다. 제어부(150)의 구체적인 동작은 도 4에서 상세하게 설명한다.The
대역폭 제어부(170)는 디지털 위상 주파수 검출기(110)의 출력 신호, 즉 상기 위상 주파수 검출 신호의 대역폭(bandwidth)을 제어한다. 대역폭 제어부(170)는 상기 위상 주파수 검출 신호의 대역폭을 확장하고, 이후에 디지털 위상 동기 루프 회로(100)의 출력 신호, 즉 분주기(140)의 출력 신호(CLK_div)가 기준 클럭 신호(CLK_ref)와 교차하는 경우마다 상기 대역폭을 감소한다. 대역폭 제어부(170)의 구체적인 동작 역시 도 4에서 상세하게 설명한다.The
도 2는 도 1의 디지털 제어 발진기(130)의 내부 회로를 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating an internal circuit of the digitally controlled
도 1 및 도 2를 참조하면, 디지털 제어 발진기(130)는 직렬로 연결한 복수의 인버터로 표현할 수 있다. 디지털 위상 동기 루프 회로(100)가 오프(off) 상태에서 온(on) 상태로 변경되는 경우, 제어부(150)는 기준 클럭 신호(INJECTION)를 디지털 제어 발진기(130)의 출력단에 인가한다. 기준 클럭 신호(INJECTION)는 소정의 버퍼를 통하여 디지털 제어 발진기(130)의 출력단에 인가될 수 있다.1 and 2, the digitally controlled
도 3은 도 1의 디지털 루프 필터(120)의 일 실시예를 도시한 블록도이다.3 is a block diagram illustrating an embodiment of the
도 1 및 도 3을 참조하면, 디지털 루프 필터(120)는 서브 디지털 루프 필터(330), 비교기(340) 및 카운터(350)를 구비할 수 있다. 즉, 일반적인 디지털 위상 동기 루프 회로에 비교기(340) 및 카운터(350)를 부가함으로서 디지털 형태의 제어 전압 신호(Vctrl)를 출력할 수 있다. 도 3에서는 도 1에 도시하지 않았던 DA 컨버터(310)를 도시하였다. 앞서 설명한 바와 같이, DA 컨버터(310)는 도 3과 같이 디지털 루프 필터(120)와 디지털 제어 발진기(130) 사이에 구비될 수도 있고 디지털 제어 발진기(130)의 내부에 구비될 수도 있다.1 and 3, the
서브 디지털 루프 필터(330)는 디지털 위상 동기 루프 회로의 디지털 루프 필터와 동일한 기능을 수행한다. 비교기(340)는 서브 디지털 루프 필터(330)의 출력 신호와 DA 컨버터(310)의 출력 신호를 비교하고, 카운터(350)는 비교기(340)의 출력 신호를 카운트함으로서 제어 전압 신호(Vctrl)는 디지털 형태를 가지게 된다.The sub
도 3에서는 비교기(340) 및 카운터(350)를 구비하는 디지털 루프 필터(120)의 실시예에 대하여 설명하였으나, 다른 구성에 의할 경우에도 제어 전압 신호(Vctrl)를 디지털 형태로 변환할 수 있다면 본 발명과 동일한 효과를 얻을 수 있음은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항이다.In FIG. 3, the embodiment of the
도 4는 도 1의 디지털 위상 동기 루프 회로(100)의 동작에 사용되는 신호들 의 파형도이다.4 is a waveform diagram of signals used in the operation of the digital phase locked
도 5는 도 1의 디지털 위상 동기 루프 회로(100)의 제어 방법의 흐름도이다.5 is a flowchart of a control method of the digital phase locked
도 1, 도 4 및 도 5를 참조하면, 먼저, 디지털 위상 동기 루프 회로(100)가 온 상태인지 오프 상태인지 판단한다(S510 단계). 디지털 위상 동기 루프 회로(100)는 t1 시간까지 오프 상태이었다가 t1 시간에 온 상태로 변경된다. 즉, 온/오프 신호(ON/OFF)가 제 1 논리 상태인 경우 디지털 위상 동기 루프 회로(100)는 오프 상태이고 온/오프 신호(ON/OFF)가 제 2 논리 상태인 경우 디지털 위상 동기 루프 회로(100)는 온 상태이다. 이하에서 제 1 논리 상태는 논리 하이 상태를 의미하고 제 2 논리 상태는 논리 로우 상태를 의미한다. 다만, 제 1 논리 상태와 제 2 논리 상태가 반대의 논리 상태를 가지는 경우에도 본 발명과 동일한 효과를 얻을 수 있음은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항이다.1, 4 and 5, first, it is determined whether the digital phase locked
디지털 위상 동기 루프 회로(100)가 오프 상태에서 온 상태로 변경되면 t1 시간에서 t2 시간까지 디지털 제어 발진기(130)는 이미 저장되어 있는 제어 전압값을 이용하여 주파수 락킹을 한다. 도 4에서는 기준 클럭 신호(CLK_ref)의 한 클럭에 해당하는 t1 시간에서 t2 시간까지 주파수 락킹을 하는 경우를 도시하고 있으나 더 오랜 시간동안 주파수 락킹을 하여도 본 발명과 동일한 효과를 얻을 수 있음은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항이다. 주파수 락킹을 위한 시간이 경과한 후, 제어부(150)는 디지털 제어 발진기(130)에 기준 클럭 신호(INJECTION)를 인가한다(S520 단계). 도 4에서는 t2 시간이 경과한 후 t3 시간에서 제어부(150)가 기준 클럭 신호(INJECTION)를 디지털 제어 발진기(130)에 인가하 는 경우를 도시하고 있다. 도 4에서 기준 클럭 신호(INJECTION)가 기준 클럭 신호(CLK_ref)와 논리 상태가 반대이고 위상이 동일한 경우를 도시하고 있다. 즉, 기준 클럭 신호(INJECTION)는 t2 시점에서 t3 시점 사이에서는 제 2 논리 상태이고 t3 시점에서 t4 시점 사이에서는 제 1 논리 상태이다. 다만, 상기의 경우는 일 실시예에 불과할 뿐, 기준 클럭 신호(INJECTION)가 기준 클럭 신호(CLK_ref)와 동일한 논리 상태를 가지고 위상이 동일한 신호인 경우에도 본 발명과 동일한 효과를 얻을 수 있음은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항이다.When the digital phase locked
또한, 도 4에서는 기준 클럭 신호(INJECTION)를 한 클럭만 인가하여 기준 클럭 신호(CLK_ref)와 위상의 관계를 설정하고 있으나, 기준 클럭 신호(INJECTION)를 두 클럭 이상으로 하여도 본 발명과 동일한 효과를 얻을 수 있음은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항이다. In addition, in FIG. 4, only one clock is applied to the reference clock signal INJECTION to set the phase relationship with the reference clock signal CLK_ref. However, even when the reference clock signal INJECTION is two or more clocks, the same effect as in the present invention is achieved. It is obvious to those skilled in the art that it can be obtained.
기준 클럭 신호(INJECTION)를 인가한 후, 즉 t4 시간에는 홀드 신호(HOLD) 및 리셋 신호(RESET)가 제 1 논리 상태에서 제 2 논리 상태로 변경된다. 홀드 신호(HOLD)는 제 1 논리 상태의 경우 디지털 루프 필터(120)를 오프시키고 제 2 논리 상태의 경우 디지털 루프 필터(120)를 온 시킨다. 리셋 신호(RESET)는 제 1 논리 상태의 경우 분주기(160)를 오프 시키고 제 2 논리 상태의 경우 분주기(140)를 온 시킨다. 따라서, 디지털 루프 필터(120)와 분주기(160)는 오프 상태를 유지하다가 디지털 제어 발진기(130)에 기준 클럭 신호(INJECTION)가 인가된 t4 시점 이후부터 디지털 루프 필터(120)와 분주기(160)는 온 상태로 변경된다. 즉, t4 시점이후에 디지털 루프 필터(120)는 디지털 형태의 제어 전압 신호(Vctrl)를 출력하고, 분주 기(140)는 출력 신호(CLK_div)를 디지털 위상 주파수 검출기(110)로 출력한다. t4 시점에서 분주기(140)의 출력 신호(CLK_div)와 기준 클럭 신호(CLK_ref)간의 위상 관계가 설정되었다. After the reference clock signal INJECTION is applied, that is, at time t4, the hold signal HOLD and the reset signal RESET are changed from the first logic state to the second logic state. The hold signal HOLD turns off the
그러나, 이 경우 계속하여 분주기(140)의 출력 신호(CLK_div)와 기준 클럭 신호(CLK_ref)의 위상이 매칭되지 않고 어긋나는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 대역폭 제어부(170)는 디지털 위상 주파수 검출기(110)의 출력 신호인 상기 위상 주파수 검출 신호의 대역폭을 확장한다(S530 단계). 즉, t5 시점에서 상기 위상 주파수 검출 신호는 제 2 논리 상태에서 제 1 논리 상태로 변경된다. t5 시점에서 상기 위상 주파수 검출 신호의 대역폭을 4배 확장한 경우라고 하면, t5 시점 이후부터 t6 시점 이전까지 분주기(140)의 출력 신호(CLK_div)와 기준 클럭 신호(CLK_ref)는 교차하지 않는다. 그러나, t6 시점에서는 분주기(140)의 출력 신호(CLK_div)와 기준 클럭 신호(CLK_ref)가 교차하였으므로, t6 시점에서 상기 위상 주파수 검출 신호의 대역폭을 감소시킨다(S540 단계). t6 시점에서 상기 위상 주파수 검출 신호의 대역폭을 4배에서 2배로 감축한 경우라고 하면, t6 시점 이후부터 t7 시점 이전까지 분주기(140)의 출력 신호(CLK_div)와 기준 클럭 신호(CLK_ref)는 교차하지 않는다. 그러나, t7 시점에서는 분주기(140)의 출력 신호(CLK_div)와 기준 클럭 신호(CLK_ref)가 교차하였으므로, t7 시점에서 상기 위상 주파수 검출 신호의 대역폭을 다시 감소시킨다(S540 단계). t6 시점에서 상기 위상 주파수 검출 신호의 대역폭을 2배에서 1배로 감축한 경우라고 하면, 이후에 분주기(140)의 출력 신호(CLK_div)와 기준 클럭 신호(CLK_ref)의 위상이 계속하여 매칭되고 있는 것을 알 수 있다. 이와 같이 상기 위상 주파수 검출 신호의 대역폭을 확장하였다가, 이후 분주기(140)의 출력 신호(CLK_div)와 기준 클럭 신호(CLK_ref)가 교차하는 경우마다 상기 위상 주파수 검출 신호의 대역폭을 감소시킴으로서, 분주기(140)의 출력 신호(CLK_div)와 기준 클럭 신호(CLK_ref)의 위상을 매칭시킬 수 있다.However, in this case, the output signal CLK_div of the
다만, 도 4에서는 상기 위상 주파수 검출 신호의 대역폭을 4배에서 2배, 1배로 감축하는 경우에 대하여 도시하고 있으나, 다른 크기로 확장하거나 감축하는 경우(예를 들어, 상기 위상 주파수 검출 신호의 대역폭을 8배로 확장한 후 4배, 2배, 1로 감축하는 경우)에도 본 발명과 동일한 효과를 얻을 수 있음은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항이다.In FIG. 4, the bandwidth of the phase frequency detection signal is reduced from 4 times to 2 times and 1 times. However, when the bandwidth of the phase frequency detection signal is expanded or reduced to another size (for example, the bandwidth of the phase frequency detection signal is reduced. It is obvious to the person skilled in the art that the same effect as the present invention can be obtained even when expanding to 8 times and then reducing to 4 times, 2 times, 1).
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, optimal embodiments have been disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In order to better understand the drawings cited in the detailed description of the invention, a brief description of each drawing is provided.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디지털 위상 동기 루프 회로(All Digital Phase Locked Loop)의 블록도이다.1 is a block diagram of an all digital phase locked loop circuit according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 디지털 제어 발진기의 내부 회로를 도시한 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating an internal circuit of the digitally controlled oscillator of FIG. 1.
도 3은 도 1의 디지털 루프 필터의 일 실시예를 도시한 블록도이다.3 is a block diagram illustrating an embodiment of the digital loop filter of FIG. 1.
도 4는 도 1의 디지털 위상 동기 루프 회로의 신호들의 파형도이다.4 is a waveform diagram of signals of the digital phase locked loop circuit of FIG.
도 5는 도 1의 디지털 위상 동기 루프 회로의 제어 방법의 흐름도이다.5 is a flowchart of a control method of the digital phase locked loop circuit of FIG. 1.
Claims (21)
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