KR20100077990A - 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치 및 방법을 제공한다. 이 장치는, 외부 클럭 신호를 분주하여 기준 클럭 신호로서 출력하는 선 분주부와, 기준 클럭 신호와 비교 클럭 신호간의 주파수 및 위상차를 검출한 결과를 에러 신호로서 출력하는 위상 주파수 검출부와, 에러 신호에 상응하는 전류를 출력하는 전하 펌프와, 전류에 상응하는 제어 전압을 출력하는 루프 필터와, 변조 조절 신호에 상응하는 변조량을 발생하는 변조 제어부와, 변조량에 상응하여 제어 전압을 변조한 결과를 출력하는 변조부와, 제어 전압을 변조한 결과에 따라 발진된 주파수를 갖는 발진 클럭 신호를 외부 클럭 신호의 대역을 확산한 결과로서 출력하는 전압 제어 발진부와, 발진 클럭 신호를 분주하여 비교 클럭 신호로서 출력하는 궤환 분주부와, 변조량을 상쇄시킬 복조량을 발생하는 복조 제어부 및 복조량에 상응하여, 루프 필터로부터 출력되는 제어 전압의 변조를 상쇄시키는 복조부를 구비하는 것을 특징으로 한다. 내장형 필터를 적용할 수 있기 때문에, 외장형 필터 사용으로 인한 비용을 절감할 수 있어 가격 경쟁력의 강화가 가능해지도록 하는 효과를 갖는다.
Figure P1020080136091
확산 스펙트럼 클럭 발생기, 루프 필터, 변조, 복조, 커패시터

Description

소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치 및 방법{Apparatus and method for small size spread spectrum clock generation}
본 발명은 클럭 발생 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히, 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치 및 방법에 관한 것이다.
기술 발전에 따른 디지털 시스템의 고속화로 인해 전자기파 간섭(EMI:Electro-Magnetic Interference) 문제가 심각하게 대두되고 있다. 이를 해결하기 위해 초기에는 EMI 필터나 차폐 등의 방법이 적용되었으나, 가격 문제 및 기술적인 한계로 인해 근래 들어서는 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치가 주로 사용 되고 있다. EMI를 줄이기 위해서, 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치는 특정 주파수에서 큰 에너지를 갖는 기준 신호를 소정 대역폭 내의 주파수에서 에너지가 상기 기준 신호 대비 상대적으로 적은 신호로 변조한다. 따라서, 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치에 의해 클럭 신호의 주파수가 하나의 특정 주파수로 고정되지 않고, 소정 주파수 대역에서 변하게 되어, 특정 주파수에서의 에너지가 분산되어 이웃하는 전자 회로에 EMI 영향을 미치지 않는 신호가 된다.
이하, 기존의 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치(SSCG:Spread Spectrum Clock Generator) 장치에 대해 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 1은 기존의 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치의 블럭도로서, 선분주부(10), 위상 주파수 검출부(12), 전하 펌프(14), 루프 필터(16), 합성부(18), 전압 제어 발전부(20), 변조 조절부(22), 멀티플렉서(MUX)(24) 및 궤환 분주부(26)로 구성된다. 위상 주파수 검출부(12), 전하 펌프(14), 루프 필터(16), 전압 제어 발진부(20), 궤환 분주부(26)는 전형적인 위상 동기 루프(PLL:Phase Locked Loop)에 포함되는 부분들이다.
도 1에 도시된 기존의 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치의 경우, 확산 스펙트럼 기능을 구현하기 위해 위상 동기 루프(PLL) 상에 변조를 위한 블록들을 갖고 있다. 이의 대략적인 구현 방법은 다음 4가지로 요약된다.
첫째, 변조 조절부(22)를 통해 궤환 분주기(26)를 미세 조절하는 방법이 있다.
둘째, 변조 조절부(22)를 통해 루프 필터(16)에 직접 변조 전압을 인가하는 방법이 있다. 이 방법의 경우, 변조 전압은 합성부(18)에서 루프 필터(16)의 출력과 합성된다.
셋째, 변조 조절부(22)를 통해 전하 펌프(14)에 변조 정보를 인가하는 방법이 있다.
넷째, 변조 조절부(22)와 MUX(24)를 통해 전압 제어 발진기(20) 출력 위상을 조절하는 방법이 있다. 이 경우, 변조 조절부(22)는 MUX(24)의 셀렉션(selection) 신호를 발생한다.
전술한 방식들을 사용하는 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치는, 통상적으로 사용되는 수십 ㎑ 내지 수백 kHz 정도의 변조 주파수를 왜곡 없이 전달해야 한다. 이를 위해서, 위상 동기 루프(PLL) 대역폭이 변조 주파수의 1/10정도인 수 ㎑ 내지 내지 수십 ㎑ 정도로 낮게 설정되어야 한다.
이와 같이, 변조 주파수가 낮아지면 낮아질수록 PLL 대역폭도 더욱 줄어 들어야 하고, 이에 따른 루프 필터(16)의 커패시터 값이 수 ㎋ 이상으로 커져야 하는 문제점이 있다. 이러한 수 ㎋ 이상의 커패시턴스를 갖는 커패시터는 칩 내부에 집적하기 어렵다. 따라서, 대부분의 확산 스펙트럼 PLL은 외장 필터를 사용할 수 밖에 없다. 그러므로, 추가 부품 사용으로 인해 비용이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 루프 필터의 전압 변조를 상쇄시키고 전압 제어 발진부의 출력에만 변조가 반영되도록 하여, 변조 주파수에 독립적인 루프 필터를 갖는 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치는, 외부 클럭 신호를 분주하여 기준 클럭 신호로서 출력하는 선 분주부와, 상기 기준 클럭 신호와 비교 클럭 신호간의 주파수 및 위상차를 검출하고, 검출된 결과를 에러 신호로서 출력하는 위상 주파수 검출부와, 상기 에러 신호에 상응하는 전류를 출력하는 전하 펌프와, 상기 전류에 상응하는 제어 전압을 출력하는 루프 필터와, 변조 조절 신호에 상응하는 변조량을 발생하는 변조 제어부와, 상기 변조량에 상응하여 상기 제어 전압을 변조한 결과를 출력하는 변조부와, 상기 제어 전압을 변조한 결과에 따라 발진된 주파수를 갖는 발진 클럭 신호를 상기 외부 클럭 신호의 대역을 확산한 결과로서 출력하는 전압 제어 발진부와, 상기 발진 클럭 신호를 분주하여 상기 비교 클럭 신호로서 출력하는 궤환 분주부와, 상기 변조량을 상쇄시킬 복조량을 발생하는 복조 제어부 및 상기 복조량에 상응하여, 상기 루프 필터로부터 출력되는 제어 전압의 변조를 상쇄시키는 복조부로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 방법은, 외부 클럭 신호를 분주하여 기준 클럭 신호로서 생성하는 단계와, 상기 기준 클럭 신호와 비교 클럭 신호간의 주파수 및 위상차를 에러 신호로서 검출하고, 상기 에러 신호에 상응하는 전류에 따라 발생한 제어 전압을 변조량에 상응하여 변조하며, 상기 변조한 결과에 따라 발진된 주파수를 갖는 발진 클럭 신호를 상기 외부 클럭 신호의 대역을 확산한 결과로서 결정하며, 상기 발진 클럭 신호를 분주하여 상기 비교 클럭 신호를 생성하는 단계 및 상기 변조량을 상쇄시킬 복조량에 상응하여, 상기 제어 전압의 변조를 상쇄시키는 단계로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치 및 방법은 변조량을 상쇄시키기 위해 복조부와 복조 제어부를 추가적으로 마련하여, 변조 주파수에 종속적인 위상 동기 루프의 대역폭 제한을 극복할 수 있어, 루프 필터가 갖는 커패시터의 대용량의 문제를 해소하므로, 기존에 외장형 필터를 사용하는 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치에 대비하여 내장형 필터를 적용할 수 있기 때문에, 외장형 필터 사용으로 인한 비용을 절감할 수 있어 가격 경쟁력의 강화가 가능해지도록 하는 효과를 갖는다.
이하, 본 발명의 실시예들 각각에 의한 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생(SSCG:Spread Spectrum Clock Generating) 장치의 구성 및 동작을 첨부된 도면들 을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 실시예들에 의한 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치의 블럭도들이다.
도 2에 도시된 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치의 일 실시예는 선(pre) 분주부(40), 위상 주파수 검출부(42), 전하 펌프(44), 루프 필터(46), 변조부(48), 전압 제어 발진부(VCO:Voltage Controlled Oscillator)(50), 변조 제어부(52), 궤환 분주부(54), 복조 제어부(70) 및 복조부(72)로 구성된다.
도 3에 도시된 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치의 다른 실시예는 선 분주부(40), 위상 주파수 검출부(42), 전하 펌프(44), 루프 필터(46), 변조부(48), 전압 제어 발진부(VCO)(50), 변조 제어부(52), 궤환 분주부(54), 복조 제어부(80) 및 복조부(82)로 구성된다.
도 4에 도시된 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치의 또 다른 실시예는 선 분주부(40), 위상 주파수 검출부(42), 전하 펌프(44), 루프 필터(46), 변조부(48), 전압 제어 발진부(VCO)(50), 변조 제어부(52), 궤환 분주부(54), 복조 제어부(90) 및 복조부(92)로 구성된다.
도 5에 도시된 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치의 또 다른 실시예는 선 분주부(40), 위상 주파수 검출부(42), 전하 펌프(44), 루프 필터(46), 변조부(48), 전압 제어 발진부(VCO)(50), 변조 제어부(52), 궤환 분주부(54), 복조 제어부(100) 및 복조부(102)로 구성된다.
도 6에 도시된 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치의 또 다른 실시예는 선 분주부(40), 위상 주파수 검출부(42), 전하 펌프(44), 루프 필터(46), 변조부(48), 전압 제어 발진부(VCO)(50), 변조 제어부(52), 궤환 분주부(54), 복조 제어부(110) 및 복조부(112)로 구성된다.
도 2 내지 도 6에 도시된 공통된 부분들을 다음과 같이 설명한다.
선 분주부(40)는 입력단자 IN1을 통해 외부로부터 제공된 외부 클럭 신호(CLKI)의 주파수를 1/M배로 분주하고, 분주된 결과를 기준 클럭 신호(CLKR)로서 출력한다. 예를 들어, M은 양의 정수이다.
위상 주파수 검출부(42)는 기준 클럭 신호와 비교 클럭 신호간의 주파수 및 위상차를 검출하고, 검출된 결과를 에러 신호(UP 및 DN)로서 전하 펌프(44)로 출력한다. 예를 들어, 위상 주파수 검출부(42)는 기준 클럭 신호와 비교 클럭 신호간의 상승 엣지 차를 검출하고, 검출된 결과에 따른 펄스 폭을 갖는 위상차 신호(UP 및 DN)를 에러 신호로서 출력할 수 있다.
전하 펌프(44)는 에러 신호에 상응하는 전류를 루프 필터(46)로 출력한다. 예를 들어, 전하 펌프(44)는 에러 신호(UP)에 응답하여 플러스 전류를 루프 필터(46)로 공급(source)하고 에러 신호(DN)에 응답하여 마이너스 전류를 루프 필터(46)로 공급(sink)할 수 있다.
루프 필터(46)는 전하 펌프(44)로부터 받은 전류에 상응하는 제어 전압(CV)을 변조부(48)로 출력한다. 즉, 루프 필터(46)는 전하 펌프(44)로부터 받은 전류를 적분하고, 적분된 결과를 제어 전압(CV)으로서 출력한다. 루프 필터(46)는 저역 통과 필터(LPF:Low Pass Filter)로서 저항(미도시)과 커패시터(미도시)에 의해 구현 될 수 있다. 저항과 커패시터를 이용한 저역 통과 필터의 구성은 일반적이므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
변조 제어부(52)는 입력단자 IN2를 통해 받은 변조 조절 신호에 상응하는 변조량 예를 들면, 변조 전압을 발생한다.
변조부(48)는 변조 제어부(52)로부터 받은 변조량에 상응하여 제어 전압(CV)을 변조하고, 변조된 결과를 VCO(50)로 출력한다. 예를 들면, 변조부(48)는 변조 전압과 제어 전압을 합하고, 합한 결과를 제어 전압의 변조된 결과로서 출력할 수 있다.
VCO(50)는 제어 전압을 변조한 결과를 변조부(48)로부터 받고, 제어 전압을 변조한 결과에 따라 발진된 주파수를 갖는 발진 클럭 신호(CLKO)를 외부 클럭 신호의 대역을 확산한 결과로서 출력단자 OUT를 통해 출력한다.
궤환 분주부(54)는 VCO(50)로부터 출력되는 발진 클럭 신호를 받아서 분주하고, 분주된 결과를 비교 클럭 신호로서 출력한다.
도 2 내지 도 6에 도시된 복조 제어부들(70, 80, 90, 100 및 110) 각각은 변조 제어부(52)로부터 받은 변조량을 상쇄시킬 복조량을 발생하여 각 복조부(72, 82, 92, 102 또는 112)로 출력한다.
각 복조부(72, 82, 92, 102 또는 112)는 복조 제어부(70, 80, 90, 100 또는 110)로부터 받은 복조량에 상응하여, 루프 필터(46)로부터 출력되는 제어 전압의 변조를 상쇄시키도록 하는 역할을 한다. 이러한 복조부(72, 82, 92, 102 또는 112)의 구성은 변조 방식에 따라 다음과 같이 가변적으로 적용 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 도 2에 도시된 복조부(72)는 선 분주부(40)의 분주에 의한 기준 클럭 신호(CLKR)의 위상 변화를 복조 제어부(70)로부터 받은 복조량에 상응하여 변조량만큼 상쇄시키고, 상쇄된 결과(CLKR')를 위상 주파수 검출부(42)로 출력한다. 이 경우 위상 주파수 검출부(42)는 복조부(72)로부터 받은 기준 클럭 신호(CLKR')와 궤환 분주부(54)로부터 받은 비교 클럭 신호(CLKC)간의 주파수 및 위상차를 검출하고, 검출된 결과를 에러 신호(UP 및 DN)로서 전하 펌프(44)로 출력한다. 이를 위해, 복조부(72)는 선 분주부(40)에 포함될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 도 3에 도시된 복조부(82)는 위상 주파수 검출부(42)로부터 받은 에러 신호(UP 및 DN)의 펄스 폭을 복조 제어부(80)로부터 받은 복조량에 상응하여 변조량만큼 상쇄시키고, 상쇄된 에러 신호(UP' 및 DN')를 전하 펌프(44)로 출력한다. 이 경우, 전하 펌프(44)는 상쇄된 에러 신호(UP' 및 DN')에 상응하는 전류를 루프 필터(46)로 출력한다. 이를 위해, 복조부(82)는 위상 주파수 검출부(42)에 포함될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 도 4에 도시된 복조부(92)는 전하 펌프(44)로부터 받은 전류의 크기를 복조 제어부(90)로부터 받은 복조량에 상응하여 변조량만큼 상쇄시키고 상쇄된 결과를 루프 필터(46)로 출력한다. 이 경우, 루프 필터(46)는 복조부(92)로부터 받은 전류에 상응하는 제어 전압(CV)을 변조부(48)로 출력한다. 이를 위해, 복조부(92)는 전하 펌프(44)에 포함될 수도 있다. 이와 같이, 도 4에 도시된 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치가 루프 필터(46)에서 발생되는 제어 전압(CV)을 직접 변조하는 방식을 사용할 경우, 이러한 제어 전압의 변조를 상쇄시킬 수 있도록 전하 펌프(46)로부터의 출력 전류가 조정된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 도 5에 도시된 복조부(102)는 궤환 분주부(54)의 분주에 의한 비교 클럭 신호(CLKC)의 위상 변화를 복조 제어부(100)로부터 받은 복조량에 상응하여 변조량만큼 상쇄시키고, 상쇄된 결과(CLKC')를 위상 주파수 검출부(42)로 출력한다. 위상 주파수 검출부(42)는 기준 클럭 신호(CLKR)와 비교 클럭 신호(CLKC')간의 주파수 및 위상차를 검출하고, 검출된 결과를 에러 신호(UP 및 DN)로서 전하 펌프(44)로 출력한다. 이 경우, 복조부(102)는 궤환 분주부(54)에 포함될 수도 있다. 이와 같이, 도 5에 도시된 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치가 위상을 변화시키는 변조 방식을 사용할 경우에, 복조부(102)는 위상 변화를 반대로 보상하는 역할을 수행한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 도 6에 도시된 복조부(112)는 전압 제어 발진부(50)로부터 출력되는 발진 클럭 신호(CLKO)의 주파수 변화를 복조 제어부(110)로부터 받은 복조량에 상응하여 변조량만큼 상쇄시키고, 상쇄된 결과(CLKO')를 궤환 분주부(54)로 출력한다. 궤환 분주부(54)는 복조부(112)로부터 출력되는 발진 클럭 신호(CLKO')를 받아서 분주하고, 분주된 결과를 비교 클럭 신호(CLKC)로서 위상 주파수 검출부(42)로 출력한다. 이 경우, 복조부(112)는 전압 제어 발진부(50)에 포함될 수도 있다.
도 7a는 도 2 내지 도 6에 도시된 루프 필터(46)의 내부 전압을 나타내는 그래프로서, 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 전압을 각각 나타낸다.
도 7b는 도 2 내지 도 6에 도시된 루프 필터(46)의 출력 즉, 변조부(48)의 입력측에 신호를 나타내는 그래프로서, 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 전압을 각각 나타낸다.
도 7c는 도 2 내지 도 6에 도시된 변조부(48)의 출력 즉, VCO(50)의 입력측에 신호를 나타내는 그래프로서, 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 전압을 각각 나타낸다.
기존의 경우, 변조 조절부(22)에서 발생된 변조 전압과 루프 필터(16)로부터 발생된 제어 전압을 합산한 결과에 따라 발진된 주파수 대비 위상 동기 루프의 대역폭이 충분히 작지 않을 수 있다. 통상적으로 위상 동기 루프의 대역폭은 변조 주파수의 1/10이다. 이 경우, 위상 동기 루프의 대역폭에 의해 루프 필터(16)에서 고주파 성분이 필터링되어 전압 제어 발진부(20)에서 발진시키는 발진 클럭 신호에 왜곡이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해, 루프 필터(16)에 사용되는 커패시터의 커패시턴스가 수 ㎋이상으로 커져야 한다.
이를 해소하기 위해, 본 발명에 의한 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치는 복조 제어부(70, 80, 90, 100 또는 110) 및 복조부(72, 82, 92, 102 또는 112)를 추가하여, 루프 필터(46)에서 발생되는 제어 전압의 변조를 상쇄시킨다. 즉, 도 7b에 도시된 바와 같이 루프 필터(46)로부터 출력되는 제어 전압(CV)의 변화는 변조 주파수에 무관한 직류(DC:Direct Current) 성분만을 갖고, 도 7c에 도시된 바와 같이 VCO(50)의 주파수를 발진시키기 위해 생성되는 VCO(50)가 받는 입력 전압만을 변조시킨다.
따라서, 본 발명에 의한 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치는 변조 주파 수에 독립적인 루프 필터(46)를 가지므로, 위상 동기 루프의 대역폭을 제한시키는 문제를 해결하면서 발진 클럭 신호를 생성할 수 있다.
도 2 내지 도 6에 도시된 위상 동기 루프 자체가 피드백 회로이므로, 복조부(72, 82, 92, 102 또는 112)는 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이 각 부의 사이 및 각 부의 내부에 배치될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 방법을 다음과 같이 설명한다.
먼저, 선 분주부(40)에서 외부 클럭 신호(CLK1)를 분주하여 기준 클럭 신호(CLKR)로서 생성한다.
이후, 도 2 내지 도 6에 도시된 위상 동기 루프(PLL)는 기준 클럭 신호(CLKR)와 비교 클럭 신호(CLKC)간의 주파수 및 위상차를 에러 신호로서 검출하고, 에러 신호에 상응하는 전류에 따라 발생한 제어 전압을 변조량에 상응하여 변조하며, 변조한 결과에 따라 발진된 주파수를 갖는 발진 클럭 신호를 외부 클럭 신호(CLKI)의 대역을 확산한 결과로서 결정하며, 발진 클럭 신호를 분주하여 비교 클럭 신호를 생성한다. 위상 동기 루프(PLL)는 위상 주파수 검출부(42), 전하 펌프(44), 루프 필터(46), 변조부(48), VCO(50) 및 궤환 분주부(54)로 구성된다.
이후, 복조 제어부(70, 80, 90, 100 및 110) 및 복조부(72, 82, 92, 102 및 112)는 변조량을 상쇄시킬 복조량에 상응하여, 제어 전압의 변조를 상쇄시킨다.
여기서, 변조량은 외부로부터 주어진 변조 조절 신호에 따라 변조 제어부(52)에서 생성된다. 복조부(72, 82, 92, 102 및 112)에서 변조를 상쇄시키는 방 법들은 다음과 같다.
복조부(72)는 외부 클럭 신호(CLKI)의 분주에 의한 기준 클럭 신호(CLKR)의 위상 변화를 복조량에 상응하여 변조량만큼 상쇄시킨다. 또는, 복조부(82)는 에러 신호(UP 및 DN)의 펄스 폭을 복조량에 상응하여 변조량만큼 상쇄시킨다. 또는, 복조부(92)는 전하 펌프(44)로부터 제공된 전류의 크기를 복조량에 상응하여 변조량만큼 상쇄시킨다. 또는, 복조부(102)는 발진 클럭 신호(CLKO)의 분주에 의한 비교 클럭 신호(CLKC)의 위상 변화를 복조량에 상응하여 변조량만큼 상쇄시킨다. 또는, 복조부((112)는 발진 클럭 신호(CLKO)의 주파수 변화를 복조량에 상응하여 변조량만큼 상쇄시킨다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.
도 1은 기존의 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치의 블럭도이다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 실시예들에 의한 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치의 블럭도들이다.
도 7a 내지 도 7c는 도 2 내지 도 6에 도시된 각 부의 전압을 나타내는 그래프들이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
40 : 선 분주부 42 : 위상 주파수 검출부
44 : 전하 펌프 46 : 루프 필터
48 : 변조부 50 : 전압 제어 발진부
54 : 변조 제어부 54 : 궤환 분주부
70, 80, 90, 100, 110 : 복조 제어부
72, 82, 92, 102, 112 : 복조부

Claims (18)

  1. 외부 클럭 신호를 분주하여 기준 클럭 신호로서 출력하는 선 분주부;
    상기 기준 클럭 신호와 비교 클럭 신호간의 주파수 및 위상차를 검출하고, 검출된 결과를 에러 신호로서 출력하는 위상 주파수 검출부;
    상기 에러 신호에 상응하는 전류를 출력하는 전하 펌프;
    상기 전류에 상응하는 제어 전압을 출력하는 루프 필터;
    변조 조절 신호에 상응하는 변조량을 발생하는 변조 제어부;
    상기 변조량에 상응하여 상기 제어 전압을 변조한 결과를 출력하는 변조부;
    상기 제어 전압을 변조한 결과에 따라 발진된 주파수를 갖는 발진 클럭 신호를 상기 외부 클럭 신호의 대역을 확산한 결과로서 출력하는 전압 제어 발진부;
    상기 발진 클럭 신호를 분주하여 상기 비교 클럭 신호로서 출력하는 궤환 분주부;
    상기 변조량을 상쇄시킬 복조량을 발생하는 복조 제어부; 및
    상기 복조량에 상응하여, 상기 루프 필터로부터 출력되는 제어 전압의 변조를 상쇄시키는 복조부를 구비하는 것을 특징으로 하는 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 복조부는
    상기 선 분주부의 상기 분주에 의한 상기 기준 클럭 신호의 위상 변화를 상 기 복조량에 상응하여 상기 변조량만큼 상쇄시켜 상기 위상 주파수 검출부로 출력하는 것을 특징으로 하는 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 복조부는
    상기 에러 신호의 펄스 폭을 상기 복조량에 상응하여 상기 변조량만큼 상쇄시켜 상기 전하 펌프로 출력하는 것을 특징으로 하는 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 복조부는
    상기 전류의 크기를 상기 복조량에 상응하여 상기 변조량만큼 상쇄시켜 상기 루프 필터로 출력하는 것을 특징으로 하는 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 복조부는
    상기 궤환 분주부의 상기 분주에 의한 상기 비교 클럭 신호의 위상 변화를 상기 복조량에 상응하여 상기 변조량만큼 상쇄시켜 상기 위상 주파수 검출부로 출력하는 것을 특징으로 하는 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 복조부는
    상기 발진 클럭 신호의 주파수 변화를 상기 복조량에 상응하여 상기 변조량만큼 상쇄시켜 상기 궤환 분주부로 출력하는 것을 특징으로 하는 소면적 확산 스펙 트럼 클럭 발생 장치.
  7. 제2 항에 있어서, 상기 복조부는
    상기 선 분주부에 포함되는 것을 특징으로 하는 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치.
  8. 제3 항에 있어서, 상기 복조부는
    상기 위상 주파수 검출부에 포함되는 것을 특징으로 하는 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치.
  9. 제4 항에 있어서, 상기 복조부는
    상기 전하 펌프에 포함되는 것을 특징으로 하는 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치.
  10. 제5 항에 있어서, 상기 복조부는
    상기 궤환 분주부에 포함되는 것을 특징으로 하는 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 장치.
  11. 제6 항에 있어서, 상기 복조부는
    상기 전압 제어 발진부에 포함되는 것을 특징으로 하는 소면적 확산 스펙트 럼 클럭 발생 장치.
  12. 외부 클럭 신호를 분주하여 기준 클럭 신호로서 생성하는 단계;
    상기 기준 클럭 신호와 비교 클럭 신호간의 주파수 및 위상차를 에러 신호로서 검출하고, 상기 에러 신호에 상응하는 전류에 따라 발생한 제어 전압을 변조량에 상응하여 변조하며, 상기 변조한 결과에 따라 발진된 주파수를 갖는 발진 클럭 신호를 상기 외부 클럭 신호의 대역을 확산한 결과로서 결정하며, 상기 발진 클럭 신호를 분주하여 상기 비교 클럭 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 변조량을 상쇄시킬 복조량에 상응하여, 상기 제어 전압의 변조를 상쇄시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 방법.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 변조량은 외부로부터 주어진 변조 조절 신호에 따라 생성되는 것을 특징으로 하는 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 방법.
  14. 제12 항에 있어서, 상기 변조를 상쇄시키는 단계는
    상기 외부 클럭 신호의 분주에 의한 상기 기준 클럭 신호의 위상 변화를 상기 복조량에 상응하여 상기 변조량만큼 상쇄시키는 것을 특징으로 하는 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 방법.
  15. 제12 항에 있어서, 상기 변조를 상쇄시키는 단계는
    상기 에러 신호의 펄스 폭을 상기 복조량에 상응하여 상기 변조량만큼 상쇄시키는 것을 특징으로 하는 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 방법.
  16. 제12 항에 있어서, 상기 변조를 상쇄시키는 단계는
    상기 전류의 크기를 상기 복조량에 상응하여 상기 변조량만큼 상쇄시키는 것을 특징으로 하는 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 방법.
  17. 제12 항에 있어서, 상기 변조를 상쇄시키는 단계는
    상기 발진 클럭 신호의 분주에 의한 상기 비교 클럭 신호의 위상 변화를 상기 복조량에 상응하여 상기 변조량만큼 상쇄시키는 것을 특징으로 하는 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 방법.
  18. 제12 항에 있어서, 상기 변조를 상쇄시키는 단계는
    상기 발진 클럭 신호의 주파수 변화를 상기 복조량에 상응하여 상기 변조량만큼 상쇄시키는 것을 특징으로 하는 소면적 확산 스펙트럼 클럭 발생 방법.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5473669B2 (ja) * 2010-02-23 2014-04-16 ルネサスエレクトロニクス株式会社 クロック生成回路と半導体装置
KR101686435B1 (ko) * 2010-07-12 2016-12-14 삼성전자주식회사 휴대용 단말기에서 전자파 간섭 발생을 방지하기 위한 장치 및 방법
US8415999B2 (en) * 2010-07-28 2013-04-09 International Business Machines Corporation High frequency quadrature PLL circuit and method
US8446193B2 (en) * 2011-05-02 2013-05-21 National Semiconductor Corporation Apparatus and method to hold PLL output frequency when input clock is lost
CN102361454B (zh) * 2011-10-18 2013-04-24 四川和芯微电子股份有限公司 扩频时钟信号检测系统及方法
US10367543B2 (en) * 2015-09-24 2019-07-30 Semiconductor Components Industries, Llc Calibration for spread spectrum clock generator and method therefor
US11714127B2 (en) 2018-06-12 2023-08-01 International Business Machines Corporation On-chip spread spectrum characterization
US11146307B1 (en) * 2020-04-13 2021-10-12 International Business Machines Corporation Detecting distortion in spread spectrum signals
CN112636748B (zh) * 2020-11-30 2023-11-07 深圳市国微电子有限公司 扩频时钟电路及通信芯片
US11693446B2 (en) 2021-10-20 2023-07-04 International Business Machines Corporation On-chip spread spectrum synchronization between spread spectrum sources

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4074166B2 (ja) * 2001-09-25 2008-04-09 三星電子株式会社 Ｅｍｉ低減ｐｌｌ
KR100456285B1 (ko) * 2003-02-12 2004-11-09 한국과학기술원 위상 반전을 이용한 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기
US7015733B2 (en) * 2003-10-10 2006-03-21 Oki Electric Industry Co., Ltd. Spread-spectrum clock generator using processing in the bitstream domain
US7061331B2 (en) * 2004-02-02 2006-06-13 Agere Systems Inc. Clock generation circuits providing slewing of clock frequency
US7412019B2 (en) * 2004-07-30 2008-08-12 Faraday Technology Corp. Spread spectrum clock generator
JP2006217539A (ja) * 2005-02-07 2006-08-17 Fujitsu Ltd スペクトラム拡散クロック発生回路およびスペクトラム拡散クロック発生回路の制御方法
JP4252561B2 (ja) * 2005-06-23 2009-04-08 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 クロック発生回路及びクロック発生方法
US7508278B2 (en) * 2006-09-07 2009-03-24 Via Technologies, Inc. Asymmetry triangular frequency modulation profiles for spread spectrum clock generations
US8830001B2 (en) * 2007-06-22 2014-09-09 Texas Instruments Incorporated Low power all digital PLL architecture
JP5102603B2 (ja) * 2007-12-21 2012-12-19 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体集積回路

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