KR20110033915A - Spread spectrum clock generator - Google Patents
Spread spectrum clock generator Download PDFInfo
- Publication number
- KR20110033915A KR20110033915A KR1020110023841A KR20110023841A KR20110033915A KR 20110033915 A KR20110033915 A KR 20110033915A KR 1020110023841 A KR1020110023841 A KR 1020110023841A KR 20110023841 A KR20110023841 A KR 20110023841A KR 20110033915 A KR20110033915 A KR 20110033915A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- spread spectrum
- signal
- frequency
- clock
- oscillator
- Prior art date
Links
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 title claims abstract description 74
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/08—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance
- H03B5/12—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device
- H03B5/1237—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device comprising means for varying the frequency of the generator
- H03B5/124—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device comprising means for varying the frequency of the generator the means comprising a voltage dependent capacitance
- H03B5/1243—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device comprising means for varying the frequency of the generator the means comprising a voltage dependent capacitance the means comprising voltage variable capacitance diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/20—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising resistance and either capacitance or inductance, e.g. phase-shift oscillator
- H03B5/24—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising resistance and either capacitance or inductance, e.g. phase-shift oscillator active element in amplifier being semiconductor device
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
- H03K5/13—Arrangements having a single output and transforming input signals into pulses delivered at desired time intervals
- H03K5/135—Arrangements having a single output and transforming input signals into pulses delivered at desired time intervals by the use of time reference signals, e.g. clock signals
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/08—Details of the phase-locked loop
- H03L7/099—Details of the phase-locked loop concerning mainly the controlled oscillator of the loop
- H03L7/0995—Details of the phase-locked loop concerning mainly the controlled oscillator of the loop the oscillator comprising a ring oscillator
- H03L7/0996—Selecting a signal among the plurality of phase-shifted signals produced by the ring oscillator
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/16—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/18—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기의 설계 기술에 관한 것으로, 특히 구성을 보다 간단하게 하고, 온도, 전원 전압 및 프로세스 변화(PVT variation)에 대하여 안정된 주파수 변조 비율(modulation ratio)을 유지할 수 있도록 한 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to the design technology of spread spectrum clock generators, and in particular, to simplify the configuration and spread spectrum to maintain a stable frequency modulation ratio against temperature, supply voltage and process variation (PVT variation). It relates to a clock generator.
최근 들어, 각종 정보기기의 동작 주파수와 데이터 입력비트 수가 증가함에 따라 인터페이스 간의 데이터 송수신 단에서 데이터 타이밍을 맞추는데 필요한 위상 고정 루프(PLL: Phase Locked Loop)의 내부 블록인 전압 제어 오실레이터(VCO: voltage controlled oscillator)에서 발생하는 고주파의 클럭신호에 의해 전자기 간섭 현상(EMI: Electro Magnetic Interference)이 두드러지게 발생하고 있으며, 이로 인하여 주변 회로에서 오동작이 유발된다. 이와 같은 EMI를 줄이기 위해 제안된 여러 가지의 수단 중에서 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기(SSCG: Spread Spectrum Clock Generator)는 출력신호 주파수의 스펙트럼 확산을 이용하여 출력신호의 출력 주파수의 전력 밀도를 줄여 EMI를 효과적으로 줄일 수 있는 수단으로 알려져 있다. Recently, the voltage control oscillator (VCO), which is an internal block of a phase locked loop (PLL) required to adjust data timing at data transmission / reception terminals between interfaces as operating frequencies and data input bits of various information devices increases. Electromagnetic interference (EMI) is remarkably generated by the high frequency clock signal generated by the oscillator, which causes a malfunction in the peripheral circuit. Spread Spectrum Clock Generator (SSCG) can reduce the power density of the output frequency of the output signal by using the spread spectrum of the output signal frequency. It is known as a means.
다시 말해서, 상기 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기는 외부의 클럭 신호를 입력 받아 일정한 변조 주파수(modulation frequency)와 일정한 변조 비율(modulation ratio)로 주파수가 변동하는 클럭 신호를 출력하는 회로이다. 예를 들어, 외부로부터 100MHz의 클럭 신호를 입력 받았을 경우, ±1% 의 주파수 변조 비율(modulation ratio)과 100kHz의 변조 주파수(modulation frequency)를 갖는 클럭 신호를 발생하는 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기는 100MHz의 중심 주파수를 기준으로 99MHz와 101MHz 사이를 10usec 주기로 변화하는 클럭 신호를 발생하여 출력한다. 이와 같이 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기는 클럭 신호의 주파수를 고의적으로 미세하게 변조하여, 특정한 주파수에서 클럭 신호의 최고 전력(peak power)이 분산되어 낮아지고 EMI(electromagnetic interference) 방출이 줄어든다. In other words, the spread spectrum clock generator is a circuit that receives an external clock signal and outputs a clock signal whose frequency varies with a constant modulation frequency and a constant modulation ratio. For example, when a 100 MHz clock signal is input from the outside, a spread spectrum clock generator that generates a clock signal having a frequency modulation ratio of ± 1% and a modulation frequency of 100 kHz is a center of 100 MHz. It generates and outputs a clock signal that changes between 99MHz and 101MHz in 10usec periods based on frequency. As such, the spread-spectrum clock generator intentionally finely modulates the frequency of the clock signal so that the peak power of the clock signal is dispersed and lowered at a specific frequency, thereby reducing electromagnetic interference (EMI) emission.
도 1은 아날로그 주파수 변조 방식을 사용한 종래(예: Hsiang-Hui Chang, I-Hui Hua, and Shen-Iuan Liu, “A Spread Spectrum Clock Generator with Triangular Modulation,” IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 38, no. 4, pp. 673-676, april 2003)의 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 위상 주파수 검출기(110), 챠지 펌프(120),(140), 클럭 분주기(130), 루프 필터(150) 및 전압 제어 오실레이터(160)로 구성된다.1 illustrates a conventional method using an analog frequency modulation scheme (eg, Hsiang-Hui Chang, I-Hui Hua, and Shen-Iuan Liu, “A Spread Spectrum Clock Generator with Triangular Modulation,” IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 38, no. 4, pp. 673-676, april 2003), a block diagram of a spread spectrum clock generator, as shown here, a
상기 위상 주파수 검출기(110), 챠지 펌프(120), 루프 필터(150) 및 전압 제어 오실레이터(160)는 기본적인 PLL의 구성요소이고, 클럭 분주기(130)와 챠지 펌프(140)는 스프레드 스펙트럼 변조를 위한 아날로그 변조파형을 발생한다.The
즉, 상기 클럭 분주기(130)는 입력클럭신호(CLKIN)를 스프레드 스펙트럼 변조주파수에 일치하도록 분주하고, 상기 챠지 펌프(140)는 상기와 같이 분주된 클럭신호에 대응하는 업/다운 전류신호를 생성하여 상기 루프 필터(150)의 저항(R1),(R2)의 접속점에 출력하므로 스프레드 스펙트럼 변조를 위한 삼각파 형태의 아날로그 변조파형이 발생된다.That is, the
이에 따라, 상기 루프 필터(150)의 아날로그전압콘트롤신호(VCTRL)는 PLL에 의한 기본파형과 상기 아날로그 변조파형이 합성된 형태로 존재한다.Accordingly, the analog voltage control signal V CTRL of the
도 2는 시그마-델타 주파수 합성기(∑△ fractional N frequency synthesizer)를 사용한 또 다른 종래(예: Mitsutoshi Sugawara, Terukazu Ishibashi, Kazuo Ogasawara, Morishige Aoyama, Michael Zwerg, Steven Glowinski, Yukihiro Kameyama, Tomonori Yanagita, Muneo Fukaishi, Shinichi Shimoyama, Takashi Ishibashi, and Toshihoro Noma, “1.5 Gbps, 5150 ppm Spread Spectrum SERDES PHY with a 0.3mW, 1.5Gbps level detector for serial ATA,” IEEE Symposium on VLSI Circuits, Digest of Technical Papers, pp. 60-63, 2002)의 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 클럭분주기(210), 위상주파수 검출기(220), 챠지 펌프(230), 루프 필터(240) 및 전압 제어 오실레이터(250), 기능적 N-분주기(260), ∑-△변조기(270) 및 클럭분주기(280)로 구성된다.2 shows another conventional method using a sigma-delta frequency synthesizer (∑ △ fractional N frequency synthesizer, for example, Mitsutoshi Sugawara, Terukazu Ishibashi, Kazuo Ogasawara, Morishige Aoyama, Michael Zwerg, Steven Glowinski, Yukihiro Kameyama, Tomonori Yanagita, Muneo Fukaishi) , Shinichi Shimoyama, Takashi Ishibashi, and Toshihoro Noma, “1.5 Gbps, 5150 ppm Spread Spectrum SERDES PHY with a 0.3 mW, 1.5 Gbps level detector for serial ATA,” IEEE Symposium on VLSI Circuits, Digest of Technical Papers, pp. 60- 63, 2002, a block diagram of a spread spectrum clock generator, as shown here,
도 2와 같은 구조의 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기에서는 상기 ∑-△변조기(270)와 기능적 N-분주기(260)를 이용하여 분주비를 조절하는 것만으로도 쉽게 확산 비율(δ)과 변조파형을 조절할 수 있다.In the spread spectrum clock generator having the structure as shown in FIG. 2, the spreading ratio δ and the modulation waveform can be easily adjusted only by adjusting the division ratio using the Σ-
그러나, 이와 같은 종래의 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기는 주파수 변조 비율(modulation ratio)이 주변의 온도나 전원전압 및 프로세스 변화(PVT variation)에 민감하거나 또는 구현이 복잡하고 칩면적을 많이 차지하는 단점이 있었다. However, the conventional spread spectrum clock generator has a disadvantage in that the frequency modulation ratio is sensitive to ambient temperature, power supply voltage, and PVT variation, or is complicated to implement and occupies a lot of chip area.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기를 보다 단순하게 구현할 수 있는 구조를 제공하고, 주변의 온도변화나 전원 전압 및 프로세스 변화에도 주파수 변조 비율(modulation ratio)을 안정된 상태로 유지하는 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기를 제공하는데 있다.Accordingly, the technical problem to be solved by the present invention is to provide a structure that can more simply implement a spread spectrum clock generator, and to maintain a stable frequency modulation ratio (modulation ratio) even under ambient temperature changes, power supply voltage and process changes To provide a spread spectrum clock generator.
본 발명의 목적들은 앞에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 아래 설명에 의해 더욱 분명하게 이해될 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects. Other objects and advantages of the invention will be more clearly understood by the following description.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 입력클럭신호와 오실레이터로부터 피드백되는 출력클럭신호의 위상 및 주파수를 비교하여 그에 따른 업/다운신호를 출력하는 위상 주파수 검출기와; 상기 위상 주파수 검출기로부터 입력되는 업/다운신호에 상응되는 전류를 생성하는 챠지 펌프와; 상기 챠지 펌프로부터 입력되는 전류량에 상응되는 아날로그 전압 콘트롤신호를 출력하는 루프 필터와; 상기 아날로그 전압 콘트롤신호에 따라 상기 출력클럭신호의 중심 주파수를 조정하고, N 비트의 디지털 신호에 따라 상기 출력클럭신호의 주파수를 스프레드 스펙트럼 변조하는 오실레이터로 구성함을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object comprises a phase frequency detector for comparing the phase and frequency of the input clock signal and the output clock signal fed back from the oscillator and outputs the up / down signal according to; A charge pump generating a current corresponding to an up / down signal input from the phase frequency detector; A loop filter for outputting an analog voltage control signal corresponding to the amount of current input from the charge pump; And an oscillator configured to adjust a center frequency of the output clock signal according to the analog voltage control signal and spread spectrum modulate the frequency of the output clock signal according to an N bit digital signal.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명은, 입력클럭신호를 요구된 주파수로 분주하여 위상 주파수 검출기의 일측 입력단자에 출력하는 제1클럭 분주기와; 출력클럭신호를 분주하여 상기 제1클럭 분주기의 주파수와 동일한 주파수의 신호를 상기 위상 주파수 검출기의 타측 입력단자에 출력하는 제2클럭 분주기와; 상기 입력클럭신호를 분주하여 스프레드 스펙트럼 변조기에서 필요로 하는 클럭 주파수를 생성하는 제3클럭 분주기와; 상기 제3클럭 분주기로부터 입력되는 클럭신호를 이용하여 N 비트의 디지털 신호를 생성하는 스프레드 스펙트럼 변조기와; 상기 제1,2클럭 분주기로부터 입력되는 클럭신호의 위상 및 주파수를 비교하여 그에 따른 업/다운신호를 출력하는 위상 주파수 검출기와; 상기 위상 주파수 검출기로부터 입력되는 업/다운신호에 상응되는 전류를 생성하는 챠지 펌프와; 상기 챠지 펌프로부터 입력되는 전류량에 상응되는 아날로그 전압 콘트롤신호를 출력하는 루프 필터와; 상기 아날로그 전압 콘트롤신호에 따라 상기 출력클럭신호의 중심 주파수를 조정하고, 상기 N 비트의 디지털 신호에 따라 상기 출력클럭신호의 주파수를 스프레드 스펙트럼 변조하는 오실레이터로 구성함을 특징으로 한다.Another object of the present invention for achieving the above object comprises: a first clock divider for dividing an input clock signal at a required frequency and outputting it to one input terminal of a phase frequency detector; A second clock divider for dividing an output clock signal to output a signal having the same frequency as that of the first clock divider to the other input terminal of the phase frequency detector; A third clock divider for dividing the input clock signal to generate a clock frequency required by a spread spectrum modulator; A spread spectrum modulator for generating an N bit digital signal using a clock signal input from the third clock divider; A phase frequency detector for comparing a phase and a frequency of a clock signal input from the first and second clock dividers and outputting an up / down signal accordingly; A charge pump generating a current corresponding to an up / down signal input from the phase frequency detector; A loop filter for outputting an analog voltage control signal corresponding to the amount of current input from the charge pump; And an oscillator configured to adjust a center frequency of the output clock signal according to the analog voltage control signal and spread spectrum modulate the frequency of the output clock signal according to the N-bit digital signal.
본 발명은 일반적인 시그마-델타 주파수 합성기 또는 아날로그 주파수 변조 방식을 사용하는 대신, 위상 주파수 검출기, 챠지 펌프, 루프 필터 및 아날로그 전압 신호와 N 비트의 디지털 신호로 주파수가 조정되는 오실레이터를 사용하여 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기를 구현함으로써, 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기의 구현이 용이하고, 주파수 변조 비율이 주변의 온도, 전원 전압 및 프로세스 변화에 별다른 영향을 받지 않고 스프레드 스펙트럼 클럭을 안정되게 발생할 수 있는 효과가 있다.Instead of using a typical sigma-delta frequency synthesizer or analog frequency modulation scheme, the invention uses a phase frequency detector, charge pump, loop filter, and an oscillator whose frequency is adjusted to an analog voltage signal and an N-bit digital signal. By implementing the generator, it is easy to implement the spread spectrum clock generator, and there is an effect that the frequency modulation ratio can stably generate the spread spectrum clock without being influenced by ambient temperature, power supply voltage, and process variations.
또한, 본 발명에 의한 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기는 스프레드 스펙트럼 클럭을 발생하는 용도 이외에 다양한 유무선 통신분야에서 FM 또는 FSK 등의 주파수 변조된 신호를 발생하는데 사용될 수 있는 효과가 있다.In addition, the spread spectrum clock generator according to the present invention has an effect that can be used to generate a frequency-modulated signal such as FM or FSK in various wired and wireless communication fields in addition to the spread spectrum clock generator.
도 1은 아날로그 주파수 변조 방식을 사용한 종래의 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기의 블록도.
도 2는 시그마-델타 주파수 합성기를 사용한 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기의 블록도.
도 3은 본 발명에 의한 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기의 블록도.
도 4는 본 발명에 의한 또 다른 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기의 블록도.
도 5a는 도 3 또는 도 4에서 오실레이터의 구현예를 보인 상세 블록도.
도 5b는 도 5a에서 임의의 딜레이 셀에 대한 상세 회로도.
도 6a는 도 3 또는 도 4에서 오실레이터의 또 다른 구현예를 보인 상세 회로도.
도 6b는 도 6a에서 임의의 LC 오실레이터에 대한 상세 회로도.
도 7은 본 발명에 의한 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프. 1 is a block diagram of a conventional spread spectrum clock generator using an analog frequency modulation scheme.
2 is a block diagram of a spread spectrum clock generator using a sigma-delta frequency synthesizer.
3 is a block diagram of a spread spectrum clock generator in accordance with the present invention.
4 is a block diagram of another spread spectrum clock generator in accordance with the present invention.
5A is a detailed block diagram illustrating an implementation of an oscillator in FIG. 3 or 4.
FIG. 5B is a detailed circuit diagram of any delay cell in FIG. 5A. FIG.
6A is a detailed circuit diagram illustrating another embodiment of the oscillator in FIG. 3 or 4.
FIG. 6B is a detailed circuit diagram of any LC oscillator in FIG. 6A.
7 is a graph showing a simulation result of a spread spectrum clock generator according to the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 의한 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기의 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 위상 주파수 검출기(PFD)(310), 챠지 펌프(CP)(320), 루프 필터(Loop filter)(330) 및, 아날로그 전압콘트롤신호(VCTRL)와 디지털 신호(MOD[N-1:0])에 의해 주파수가 조정되는 오실레이터(발진기)(340)로 구성한다.3 is a block diagram of a spread spectrum clock generator according to the present invention, as shown therein, a phase frequency detector (PFD) 310, a charge pump (CP) 320, a
위상 주파수 검출기(310)는 입력클럭신호(CLKIN)와 오실레이터(340)로부터 피드백되는 출력클럭신호(CLKOUT)의 위상 및 주파수를 비교하여 차이에 따른 업/다운신호(UP/DN)를 출력한다. The
챠지 펌프(320)는 상기 위상 주파수 검출기(310)로부터 입력되는 업/다운신호(UP/DN)에 따라 상응되는 량의 전류를 생성한다.The
루프 필터(330)는 상기 챠지 펌프(320)로부터 입력되는 전류를 아날로그 전압 콘트롤신호(VCTRL)로 변환한다. The
오실레이터(340)는 통상의 전압제어 오실레이터(VCO: Voltage controlled oscillator) 또는 디지털 제어 오실레이터(DCO: digital controlled oscillator)와 달리 아날로그 전압 콘트롤신호(VCTRL)와 N 비트의 디지털 신호(MOD[N-1:0])에 의해 주파수가 조정되는 오실레이터이다. The
특히, 상기 오실레이터(340)는 상기 루프 필터(330)로부터 입력되는 아날로그 전압 콘트롤신호(VCTRL)의 제어를 받아 출력클럭신호(CLKOUT)의 중심 주파수가 원하는 주파수가 되도록 조정한다. 이와 함께, 상기 오실레이터(340)는 임의의 정해진 시간 간격으로 입력되는 상기 N 비트의 디지털 신호(MOD[N-1:0])를 이용하여 상기 출력클럭신호(CLKOUT)의 주파수를 스프레드 스펙트럼 변조한다. In particular, the
따라서, 상기 위상 주파수 검출기(310), 챠지 펌프(320), 루프 필터(330) 및 오실레이터(340)로 구성된 PLL의 루프 대역폭(Loop bandwidth)은 스프레드 스펙트럼 변조 주파수(modulation frequency) 보다 대략 1/10 이하가 되도록 루프 필터(330)를 설계하여야 한다. Therefore, the loop bandwidth of the PLL including the
만약, 상기 N 비트의 디지털 신호(MOD[N-1:0])가 데이터의 변화 없이 항상 일정한 값으로 고정될 경우, 본 발명에 의한 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기(300)는 일반적인 PLL로 동작하게 된다. 하지만, 상기 N 비트의 디지털 신호(MOD[N-1:0])가 임의의 정해지 시간 간격으로 변화될 경우에는 본 발명에 의한 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기(300)의 출력클럭신호(CLKOUT)의 주파수는 그 디지털 신호(MOD[N-1:0])에 의하여 스프레드 스펙트럼 변조된다. If the N-bit digital signal MOD [N-1: 0] is always fixed to a constant value without changing data, the spread
상기 N 비트의 디지털 신호(MOD[N-1:0])가 입력되는 시간 간격은 사용되는 모듈레이션 프로파일(modulation profile)의 종류에 따라 다르다. 일반적인 예로써, 삼각형 변조 프로파일(triangular modulation profile)을 사용하고 N 비트의 디지털 신호(MOD[N-1:0])가 써모미터 코드(thermometer code)로써, 입력되는 시간 간격이 일정할 경우 변조 주파수(modulation frequency)가 라면, 그 N 비트의 디지털 신호(MOD[N-1:0])가 입력되는 임의의 정해진 시간 간격은 1/ / 2N이 되어야 한다. The time interval at which the N-bit digital signal MOD [N-1: 0] is input depends on the type of modulation profile used. As a general example, a triangular modulation profile is used and the N-bit digital signal (MOD [N-1: 0]) is a thermometer code, the modulation frequency when the input time interval is constant. (modulation frequency) If any N time digital signal MOD [N-1: 0] is input, then any given time interval is 1 / / 2N
만약, 상기 N 비트의 디지털 신호(MOD[N-1:0])가 상기 써모미터 코드가 아니라 바이너리 데이터(binary data) 라면 비트의 써모 코드(thermometer code)에 해당하므로 N 비트의 디지털 신호(MOD[N-1:0])가 입력되는 임의의 정해진 시간 간격은 1/ / 이 된다.If the N-bit digital signal MOD [N-1: 0] is binary data rather than the thermometer code, Since this corresponds to the bit's thermometer code, any given time interval at which the N-bit digital signal (MOD [N-1: 0]) is input is 1 / Of Becomes
상기 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기(300)에서 사용하는 오실레이터(340)는 아날로그 전압 콘트롤신호(VCTRL)와 디지털 신호(MOD[N-1:0])에 의해 주파수가 조정되는 오실레이터로서 이와 유사한 구조의 종래기술(예: Sangjin Byun, Jyung Chan Lee, Jae Hoon Shim, Kwangjoon Kim, and Hyun-Kyu Yu, “A 10Gb/s CMOS CDR and DEMUX IC with a quarter-rate linear phase detector,” IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 41, no. 11, pp. 2566-2576, November, 2006 의 그림 11 참조)이 있다. The
하지만, 상기 종래 기술의 오실레이터는 디지털 신호(LCVCO_BAND[1:0])가 주파수 변조에 사용되지 않고, 거친 튜닝(coarse tuning)을 하여 주파수 밴드를 선택하는데 사용되기 때문에 디지털 신호(LCVCO_BAND[1:0])의 값이 한번 결정되면 그 값으로 계속 고정되는 점이 본 발명과 다른 점이다. 즉, 이 경우 디지털 신호(LCVCO_BAND[1:0])는 출력 클럭 신호의 주파수 변조에는 사용되지 않는다.However, the oscillator of the prior art uses the digital signal LCVCO_BAND [1: 0 because the digital signal LCVCO_BAND [1: 0] is not used for frequency modulation but is used for coarse tuning to select a frequency band. Once the value of]) is determined, it is fixed to the value, which is different from the present invention. That is, in this case, the digital signal LCVCO_BAND [1: 0] is not used for frequency modulation of the output clock signal.
도 4는 본 발명에 의한 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기의 다른 실시예를 보인 블록도로서 도 3의 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기(300)와 비교해 볼 때 3개의 클럭 분주기(350),(360),(370)와, N 비트의 디지털 신호(MOD[N-1:0])를 생성하는 스프레드 스펙트럼 변조기(380)가 추가된 구조이다. 4 is a block diagram showing another embodiment of a spread spectrum clock generator according to the present invention, when compared to the spread
클럭 분주기(/K)(350)는 입력클럭신호(CLKIN)를 요구된 주파수로 분주하여 위상 주파수 검출기(310)의 일측 입력단자에 출력하는 역할을 수행한다.The clock divider (/ K) 350 divides the input clock signal CLK IN at the required frequency and outputs the signal to one input terminal of the
클럭 분주기(/R)(360)는 출력클럭신호(CLKOUT)를 분주하여 상기 클럭 분주기(350)의 주파수와 동일한 주파수의 신호를 상기 위상 주파수 검출기(310)의 타측 입력단자에 출력하는 역할을 수행한다.The clock divider (/ R) 360 divides the output clock signal CLK OUT to output a signal having the same frequency as that of the
클럭 분주기(/M)(370)는 상기 입력클럭신호(CLKIN)를 분주하여 스프레드 스펙트럼 변조기(380)에서 필요로 하는 클럭 주파수를 생성한다. The clock divider (/ M) 370 divides the input clock signal CLK IN to generate a clock frequency required by the
따라서, 상기 각 클럭 분주기(350),(360),(370)의 분주값 K, R, 및 M 은 각각 1 이상의 자연수가 되며, 이 각각의 값들은 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기(300)의 변조 주파수(modulation frequency), 루프 밴드폭(loop bandwidth) 등과 관련하여 결정된다.Accordingly, the divided values K, R, and M of the
스프레드 스펙트럼 변조기(380)는 N 비트의 디지털 신호(MOD[N-1:0])를 생성하는 변조기이다.
상기 스프레드 스펙트럼 변조기(380)에서 입력받는 클럭 신호의 주파수는, 상기 생성할 N 비트의 디지털 신호(MOD[N-1:0])가 써모미터 코드(thermometer code)로써, 입력되는 시간 간격이 일정할 경우 변조 주파수(modulation frequency)의 2N 배가 된다. The frequency of the clock signal input from the
또한, 상기 스프레드 스펙트럼 변조기(380)에서 입력받는 클럭 신호의 주파수는, 상기 생성할 N 비트의 디지털 신호(MOD[N-1:0])가 써모미터 코드가 아니라 바이너리 데이터인 경우에는 이는 비트의 써모미터 코드에 해당하므로, 변조 주파수(modulatioin frequency)의 배가 된다.In addition, the frequency of the clock signal received from the
한편, 도 5a는 본 발명에 따른 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기(300)에 적용된 아날로그 전압 콘트로신호(VCTRL)와 디지털 신호(MOD[N-1:0])에 의해 상기 출력클럭신호(CLKOUT)의 주파수가 조정되는 오실레이터(340)의 구현예를 보인 상세 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 직렬접속된 다수의 딜레이 셀(501-505)로 구성된다.Meanwhile, FIG. 5A illustrates the output clock signal CLK OUT by the analog voltage control signal V CTRL and the digital signal MOD [N-1: 0] applied to the spread
도 5b는 상기 도 5a의 동일 구성의 딜레이 셀(501-505) 중에서 임의의 딜레이 셀(예: 503)에 대한 상세 회로도로서 이를 참조하여 상기 오실레이터(340)의 작용을 설명하면 다음과 같다.5B is a detailed circuit diagram of an arbitrary delay cell (for example, 503) among the
상기 오실레이터(340)는 P(단, P는 3 이상의 자연수) 개의 직렬 연결된 딜레이 셀들로 구성되어 이들 각각의 지연에 따른 주파수의 출력클럭신호(CLKOUT)를 출력하게 되는데, P를 3 이상으로 하는 이유는 각 딜레이 셀의 위상차의 합이 ±180도 이어야 오실레이터로서 동작하기 때문이다. 도 5a의 실시예에서는, 오실레이터(340)를 5개의 딜레이 셀(501-505)로 구현한 것을 나타내었다.The
상기 설명에서와 같이, 딜레이 셀들은 총 P 개이고, 기본 캐패시터에 병렬접속될 수 있는 캐패시터의 수가 L개 이므로 전체 오실레이터(340) 내에서 캐패시터들의 조합 가능한 경우의 수는 총 P * L 개가 된다. 상기 캐패시터들의 조합을 조정하기 위해 상기 N 비트의 디지털 신호(MOD[N-1:0])가 사용되므로, N = P * L 이 된다. As described above, since the total number of delay cells is P, and the number of capacitors that can be connected in parallel to the basic capacitor is L, the total number of capacitors that can be combined in the
만약, N 비트의 디지털 신호 (MOD[N-1:0])가 써모미터 코드(thermometer code)가 아니라 바이너리 데이터(binary data)인 경우 = P * L이 된다. 이와 같은 경우에는 N 비트의 디지털 신호(MOD[N-1:0])가 바이너리/써모미터 코드 변환기를 통해 각 딜레이셀에 공급되도록 하여야 한다.If the N bit digital signal (MOD [N-1: 0]) is binary data instead of the thermometer code = P * L In this case, N-bit digital signals (MOD [N-1: 0]) must be supplied to each delay cell through a binary / thermometer code converter.
상기 각 딜레이 셀(501-505)은 입력되는 클럭신호를 반전출력하는 인버터(I1), 상기 인버터(I1)의 전류원 소스로 동작하는 모스트랜지스터(MT1-MT4), 상기 인버터(I1)의 출력단에 접속되는 기본 캐패시터(C0) 및 직렬접속된 다수의 캐패시터 및 모스트랜지스터(C1,M1-CL,ML)를 포함하며, 상기 모스트랜지스터(MT1-MT4)는 아날로그 전압 콘트로신호(VCTRL)에 의해 구동이 제어되고, 상기 모스트랜지스터(M1-ML)는 상기 N 비트의 디지털 신호(MOD[N-1:0])에 의해 턴온 또는 턴오프된다.Each of the
인버터(I1)는 입력되는 클럭신호를 반전출력하는데, 이의 전류원으로 모스트랜지스터(MT1-MT4)가 사용된다. 그런데, 상기 아날로그 전압 콘트롤신호(VCTRL)가 상기 모스트랜지스터(MT3),(MT4)의 게이트에 공급된다. The inverter I1 inverts and outputs an input clock signal. As the current source thereof, the MOS transistors MT1-MT4 are used. However, the analog voltage control signal V CTRL is supplied to the gates of the MOS transistors MT3 and MT4.
따라서, 상기 아날로그 전압 콘트롤신호(VCTRL)에 의해 기본 캐패시터(C0) 및 캐패시터(C1-CL)에 공급되는 전류량이 제어된다. 예를 들어, 상기 아날로그 전압 콘트롤신호(VCTRL)가 증가되면 이에 의해 상기 기본 캐패시터(C0) 및 캐패시터(C1-CL)에 공급되는 전류량이 증가되어 출력클럭신호(CLKOUT)의 주파수도 상응되게 증가된다.Therefore, the amount of current supplied to the basic capacitor C0 and the capacitors C1-CL is controlled by the analog voltage control signal V CTRL . For example, when the analog voltage control signal V CTRL is increased, the amount of current supplied to the basic capacitor C0 and the capacitors C1-CL increases, thereby correspondingly to the frequency of the output clock signal CLK OUT . Is increased.
상기 인버터(I1)의 출력단과 접지단자 사이에 기본 캐패시터(C0)가 접속되고, 그 접속점과 접지단자 사이에 직렬접속된 캐패시터 및 모스트랜지스터(C1,M1),(C2,M2),…,(CL,ML)가 병렬로 접속되는데, 상기 N 비트의 디지털 신호(MOD[N-1:0]) 중 L(단, L은 1 이상의 자연수) 비트의 디지털신호가 상기 모스트랜지스터(M1-ML)의 게이트에 공급된다. The basic capacitor C0 is connected between the output terminal of the inverter I1 and the ground terminal, and capacitors and MOS transistors C1, M1, C2, M2 connected in series between the connection point and the ground terminal. And (CL, ML) are connected in parallel, and L (where L is a natural number of 1 or more) bits of the N bits of the digital signals MOD [N-1: 0] is the MOS transistor M1-. ML) is supplied to the gate.
따라서, 상기 L 비트의 디지털신호에 의해 상기 모스트랜지스터(M1-ML)의 온오프가 결정되고, 이에 의해 상기 캐패시터(C1-CL) 중에서 상기 기본 캐패시터(C0)와 병렬접속되는 캐패시터의 수가 결정된다. Accordingly, the on-off of the MOS transistors M1-ML is determined by the L bit digital signal, thereby determining the number of capacitors connected in parallel with the basic capacitor C0 among the capacitors C1-CL. .
예를 들어, 3번째 단의 딜레이 셀(503)에 공급되는 L 비트의 디지털신호 중에서 최하위 비트가 '1'이고 나머지 비트들이 모두 '0'인 경우 상기 모스트랜지스터(M1-ML) 중에서 첫 번째의 모스트랜지스터(M1)만 턴온되고 나머지의 모스트랜지스터(M2-ML)는 턴오프된다. 이에 따라, 상기 기본 캐패시터(C0)에 상기 캐패시터(C1)가 병렬로 접속된다. For example, when the least significant bit is '1' among the L bit digital signals supplied to the
상기 캐패시터(C1-CL) 중에서 상기 기본 캐패시터(C0)에 병렬접속되는 캐패시터의 수가 많을수록 총 캐패시터의 용량이 증가되므로 그만큼 충전시간이 길어지고, 그에 따라 상기 출력클럭신호(CLKOUT)의 주파수도 상응되게 줄어든다.As the number of capacitors C1-CL connected to the basic capacitor C0 in parallel increases, the capacity of the total capacitors increases, so that the charging time becomes longer. Accordingly, the frequency of the output clock signal CLK OUT also corresponds. Is greatly reduced.
한편, 도 6a는 본 발명에 따른 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기(300)에 적용된 아날로그 전압 콘트롤신호(VCTRL)와 디지털 신호(MOD[N-1:0])에 의해 상기 출력클럭신호(CLKOUT)의 주파수가 조정되는 오실레이터(340)의 또 다른 구현예를 보인 상세 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 직렬접속된 다수의 LC 오실레이터(601-605)로 구성된다.6A illustrates the output clock signal CLK OUT by the analog voltage control signal V CTRL and the digital signal MOD [N-1: 0] applied to the spread
도 6b는 상기 도 6a의 동일 구성의 LC 오실레이터(601-605) 중에서 임의의 LC 오실레이터(예: 603)에 대한 상세 회로도로서 이를 참조하여 상기 오실레이터(340)의 작용을 설명하면 다음과 같다.FIG. 6B is a detailed circuit diagram of an arbitrary LC oscillator (eg, 603) among the LC oscillators 601-605 having the same configuration of FIG. 6A. Referring to this, the operation of the
본 실시예에서 상기 오실레이터(340)는 P(단, P는 1 이상의 자연수) 개의 직렬 연결된 LC 오실레이터로 구성되어 이들 각각의 발진에 따른 주파수의 출력클럭신호(CLKOUT)를 출력하게 된다. P를 1 이상으로 하는 이유는 상기 각 LC 오실레이터는 단독으로도 오실레이터로 동작하고, P=2, 3, … 과 같이 링으로 구성하여도 오실레이터로 동작하기 때문이다. 도 6a에서는 오실레이터(340)를 5개의 LC 오실레이터(601-605)로 구현한 예를 나타내었다. In the present embodiment, the
상기 오실레이터(340)를 구성하는 LC 오실레이터들은 총 P 개이고, 각 LC 오실레이터 내에서 모스트랜지스터의 턴온동작에 의해 바렉터의 좌우측에 연결 가능한 캐패시터의 개수는 총 L 개 이므로, 오실레이터(340) 내에서 연결 가능한 캐패시터의 개수는 총 P * L 개가 된다. 상기 연결되는 캐패시터들의 개수를 조정하기 위하여 N 비트의 디지털 신호 (MOD[N-1:0])가 사용되므로, 도 6a에 나타낸 바와 같이 N = P * L 이 됨을 알 수 있다. The total number of LC oscillators constituting the
만약 N 비트의 디지털 신호 (MOD[N-1:0])가 써모미터 코드가 아니라 바이너리 데이터인 경우 = P * L 이 됨을 알 수 있으며, 이 경우에는 N 비트의 디지털 신호(MOD[N-1:0])가 바이너리/써모미터 코드 변환기를 통해 각 딜레이셀에 공급되도록 하여야 한다.If the N bit digital signal (MOD [N-1: 0]) is binary data and not a thermometer code = P * L. In this case, N bits of digital signal (MOD [N-1: 0]) must be supplied to each delay cell through a binary / thermometer code converter.
상기 각 LC 오실레이터(601-605)는 기본 LC 공진회로를 구성하는 인덕터(L1),(L2) 및 바렉터(Cr), 상기 LC 공진회로에 구동전원을 공급하기 위한 모스트랜지스터(M1-M4) 및, 전류원을 구성하는 모스트랜지스터(M5,M6), 서로 직렬접속되어 상기 바렉터(Cr)의 일측 단자와 접지단자 사이에 병렬접속되는 캐패시터 및 모스트랜지스터(CL1,ML1),…,(CLL,MLL), 서로 직렬접속되어 상기 바렉터(Cr)의 타측 단자와 접지단자 사이에 병렬접속되는 캐패시터 및 모스트랜지스터(CR1,MR1),…,(CRL,MRL)로 구성된다.Each of the LC oscillators 601-605 is an inductor L1, L2, and varistor Cr constituting a basic LC resonant circuit, and a MOS transistor M1-M4 for supplying driving power to the LC resonant circuit. And MOS transistors M5 and M6 constituting a current source, capacitors and MOS transistors CL 1 and ML 1 connected in series with each other and connected in parallel between one terminal of the selector Cr and the ground terminal. (CL L , ML L ), capacitors and MOS transistors CR 1 , MR 1 ,... Which are connected in series with each other and are connected in parallel between the other terminal of the varistor Cr and a ground terminal. , It is composed of (L CR, MR L).
여기서, 상기 아날로그 전압 콘트롤신호(VCTRL)가 바렉터(Cr)의 제어신호로 공급되고, N 비트의 디지털 신호(MOD[N-1:0]) 중 L(단, L은 1 이상의 자연수) 비트의 디지털신호가 상기 모스트랜지스터(ML1…,MLL),(MR1…,MRL)의 게이트에 공급된다. Here, the analog voltage control signal V CTRL is supplied as a control signal of the selector Cr, and L (where L is a natural number of 1 or more) among the N-bit digital signals MOD [N-1: 0]. the digital signal bit is supplied to the gate of the MOS transistor (ML 1 ..., ML L) , (
상기 아날로그 전압 콘트롤신호(VCTRL)가 상기 각 LC 오실레이터(601-605)의 바렉터(Cr)의 제어신호로 공급되어 그의 정전용량이 조정된다. 이에 따라, 상기 아날로그 전압 콘트롤신호(VCTRL)에 의해 각 LC 오실레이터(601-605) 내에서 인덕터(L1),(L2) 및 바렉터(Cr)로 구성된 기본 LC 공진회로의 발진주파수가 조정되고, 이에 의해 오실레이터(340)의 출력클럭신호(CLKOUT)의 주파수가 조정된다. The analog voltage control signal V CTRL is supplied as a control signal of the selector Cr of each of the LC oscillators 601-605 so that its capacitance is adjusted. Accordingly, the oscillation frequency of the basic LC resonant circuit composed of inductors L1, L2, and varactor Cr is adjusted in each LC oscillator 601-605 by the analog voltage control signal V CTRL . Thus, the frequency of the output clock signal CLK OUT of the
이와는 별도로, N 비트의 디지털 신호(MOD[N-1:0]) 중 L 비트의 디지털신호가 상기 모스트랜지스터(ML1…,MLL),(MR1…,MRL)의 게이트에 공급되어 그들의 턴온동작이 제어된다. 이에 따라, 상기 캐패시터(CL1,…,CLL),(CR1,…,CRL) 중에서 상기 L 비트의 디지털신호에 의해 상기 바렉터(Cr)의 일측 단자와 접지단자 사이 및 타측 단자와 접지단자 사이에 각기 병렬접속되는 캐패시터의 개수가 결정되고, 이에 의해 상기 각 LC 오실레이터(601-605)에서의 LC 공진회로의 발진주파수가 조정되고, 이에 의해 오실레이터(340)의 출력클럭신호(CLKOUT)의 주파수가 조정된다. Is supplied to the gate of a digital signal of L-bit wherein the MOS transistor (ML 1 ..., ML L) , (
도 7은 상기 설명에서와 같이 동작하는 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기(300)의 시뮬레이션 결과를 나타낸 그래프이다.7 is a graph showing simulation results of a spread
여기서, X 축은 시간축이며, Y 축은 상기 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기(300)에서 생성한 스프레드 스펙트럼 변조된 출력클럭신호(CLKOUT)의 주파수이다. 여기서 알 수 있듯이, 상기 출력클럭신호(CLKOUT)의 주파수가 시간에 따라서 삼각형 변조 프로파일(triangular modulation profile)에 따라서 디지털 방식으로 미세하게 변조되고 있음을 알 수 있다. Here, the X axis is the time axis, and the Y axis is the frequency of the spread spectrum modulated output clock signal CLK OUT generated by the spread
특히, 시뮬레이션 결과 온도에 따른 주파수 변조 비율(modulation ratio)의 민감도 (sensitivity)는 -1.3%/100℃ 이었으며, 전원 전압에 따른 주파수 변조 비율(modulation ratio)의 민감도(sensitivity)는 7.02%/V 로서 민감도(sensitivity)가 모두 매우 작음을 확인할 수 있었다. 그 이유는 N 비트의 디지털 신호(MOD[N-1:0])로 주파수 변조를 하는 본 발명의 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기(300)는 스위치로 동작하는 총 N 개의 모스트랜지스터를 디지털 신호(MOD[N-1:0])로 선택적으로 온오프하고, 이에 의해 병렬접속되는 캐패시터의 수가 결정되어 그에 따른 총 정전용량이 결정되고, 이에 의해 클럭신호의 딜레이 시간이나 LC 공진주파수가 결정되어 그에 따른 출력클럭신호(CLKOUT)의 주파수가 변조되기 때문이다. In particular, the simulation results showed that the sensitivity of the frequency modulation ratio (modulation ratio) was -1.3% / 100 ℃ and the sensitivity of the frequency modulation ratio (modulation ratio) was 7.02% / V. All of the sensitivity was very small. The reason is that the spread
상기 주파수 변조 비율(modulation ratio)은 도 5b에서와 같이 기본 캐패시터(C0)와 이에 병렬접속되는 상대적으로 적은 정전용량의 캐패시터(C1-CL)의 비율, 또는 도 6b에서와 같이 바렉터(Cr)와 이의 양측 단자에 병렬접속되는 상대적으로 적은 정전용량의 캐패시터(CL1,…,CLL),(CR1,…,CRL)의 비율에 의하여 결정된다. The frequency modulation ratio is the ratio of the basic capacitor C0 and the relatively low capacitance capacitors C1-CL connected in parallel to it as in FIG. 5B, or the varer Cr as in FIG. 6B. It is determined by the ratio of the relatively small capacitance capacitors CL 1 ,..., CL L , and (CR 1 ,..., CR L ) connected in parallel to both terminals thereof.
상기 캐패시터 값들의 비율은 MiM 캐패시터 등으로 구현할 경우 온도, 전원 전압 또는 공정 변화(PVT variation)에 거의 영향을 받지 않는다. 따라서, 본 발명에 의한 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기(300)의 주파수 변조 비율은 주변의 온도 변화나, 전원 전압 또는 공정 변화에 별다른 영향을 받지 않는다. The ratio of the capacitor values is hardly affected by temperature, power supply voltage, or PVT variation when implemented with a MiM capacitor. Therefore, the frequency modulation ratio of the spread
상기 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기(300)는 스프레드 스펙트럼 클럭을 발생하는 용도 이외에 다양한 유무선 통신분야에서 FM(Frequency Modulation) 또는 FSK(Frequency Shift Keying) 등의 주파수 변조된 신호를 발생하는데 사용될 수 있다.The spread
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니라 다음의 청구범위에서 정의하는 본 발명의 기본 개념을 바탕으로 보다 다양한 실시예로 구현될 수 있으며, 이러한 실시예들 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and may be implemented in various embodiments based on the basic concept of the present invention defined in the following claims. Such embodiments are also within the scope of the present invention.
310 : 위상주파수 검출기 320 : 챠지펌프
330 : 루프 필터 340 : 오실레이터
350-370 : 클럭 분주기 501-505 : 딜레이 셀
601-605 : LC 오실레이터310: phase frequency detector 320: charge pump
330
350-370: Clock divider 501-505: Delay cell
601-605: LC Oscillator
Claims (12)
상기 위상 주파수 검출기로부터 입력되는 업/다운신호에 상응되는 전류를 생성하는 챠지 펌프와;
상기 챠지 펌프로부터 입력되는 전류량에 상응되는 아날로그 전압 콘트롤신호를 출력하는 루프 필터와;
상기 아날로그 전압 콘트롤신호에 따라 상기 출력클럭신호의 중심 주파수를 조정하고, N 비트의 디지털 신호에 따라 상기 출력클럭신호의 주파수를 스프레드 스펙트럼 변조하는 오실레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기.
A phase frequency detector for comparing a phase and a frequency of an input clock signal and an output clock signal fed back from the oscillator and outputting an up / down signal accordingly;
A charge pump generating a current corresponding to an up / down signal input from the phase frequency detector;
A loop filter for outputting an analog voltage control signal corresponding to the amount of current input from the charge pump;
And an oscillator for adjusting a center frequency of the output clock signal according to the analog voltage control signal and spread spectrum modulating the frequency of the output clock signal according to an N bit digital signal.
The spread spectrum clock generator of claim 1, wherein the oscillator receives the N-bit digital signal at a predetermined time interval.
The spread spectrum clock generator of claim 1, wherein the oscillator is a ring type oscillator, and is configured of the analog voltage control signal and P delay cells whose delay time is adjusted by an L bit of an N bit digital signal. .
4. The spread spectrum clock generator of claim 3 wherein N, L and P are natural numbers having a relationship of N = L * P.
입력되는 클럭신호를 반전출력하는 인버터와;
상기 인버터의 전류원 소스로 동작하는 복수의 모스트랜지스터와;
상기 인버터의 출력단에 접속되는 기본 캐패시터 및, 직렬접속된 다수의 캐패시터 및 모스트랜지스터를 포함하고, 상기 인버터의 전류원 소스로 동작하는 복수의 모스트랜지스터는 아날로그 전압 콘트로신호에 의해 구동이 제어되고, 상기 캐패시터와 직렬접속된 다수의 모스트랜지스터의 게이트에 상기 N 비트의 디지털 신호가 공급되도록 구성된 것을 특징으로 하는 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기.
The method of claim 3, wherein the delay cell
An inverter for inverting and outputting an input clock signal;
A plurality of MOS transistors operating as current source sources of the inverter;
A plurality of capacitors including a basic capacitor connected to an output terminal of the inverter, a plurality of capacitors and a MOS transistor connected in series, and the plurality of MOS transistors operating as a current source source of the inverter are controlled by an analog voltage control signal, and A spread spectrum clock generator, characterized in that the N-bit digital signal is supplied to the gates of a plurality of MOS transistors connected in series with a capacitor.
6. The spread spectrum clock generator of claim 5, wherein the capacitance of the plurality of capacitors is less than the capacitance of the basic capacitor.
The spread spectrum clock as claimed in claim 1, wherein the oscillator is a ring type LC oscillator comprising the analog voltage control signal and P LC oscillators whose resonance frequency is adjusted by L bits of the N bits of digital signals. generator.
8. The spread spectrum clock generator of claim 7, wherein N, L and P are natural numbers having a relationship of N = L * P.
기본 LC 공진회로를 구성하는 인덕터(L1),(L2) 및 바렉터(Cr)와;
상기 LC 공진회로에 구동전원을 공급하기 위한 모스트랜지스터(M1-M4) 및, 전류원을 구성하는 모스트랜지스터(M5,M6)와;
서로 직렬접속되어 상기 바렉터(Cr)의 일측 단자와 접지단자 사이에 병렬접속되는 캐패시터 및 모스트랜지스터(CL1,ML1),…,(CLL,MLL)와;
서로 직렬접속되어 상기 바렉터(Cr)의 타측 단자와 접지단자 사이에 병렬접속되는 캐패시터 및 모스트랜지스터(CR1,MR1),…,(CRL,MRL)를 포함하고, 상기 아날로그 전압 콘트롤신호(VCTRL)가 상기 바렉터(Cr)의 제어신호로 공급되고, N 비트의 디지털 신호(MOD[N-1:0]) 중 L 비트의 디지털신호가 상기 모스트랜지스터(ML1…,MLL),(MR1…,MRL)의 게이트에 각기 공급되도록 구성된 것을 특징으로 하는 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기.
The method of claim 7, wherein the LC oscillator
Inductors L1, L2 and varistor Cr constituting a basic LC resonant circuit;
MOS transistors M1-M4 for supplying driving power to the LC resonant circuit, and MOS transistors M5 and M6 constituting a current source;
Capacitors and MOS transistors CL 1 and ML 1 connected in series with each other and connected in parallel between one terminal of the varistor Cr and a ground terminal. , (CL L , ML L );
Capacitors and MOS transistors CR 1 and MR 1 connected in series with each other and connected in parallel between the other terminal and the ground terminal of the varistor Cr; And (CR L , MR L ), and the analog voltage control signal V CTRL is supplied as a control signal of the selector Cr, and the N-bit digital signal MOD [N-1: 0] Wherein the L-bit digital signal is configured to be supplied to the gates of the MOS transistors (ML 1 ..., ML L ) and (MR 1 ..., MR L ), respectively.
4. The spread spectrum clock generator of claim 1, wherein the spread spectrum clock generator generates a frequency modulated signal of FM or FSK.
출력클럭신호를 분주하여 상기 제1클럭 분주기의 주파수와 동일한 주파수의 신호를 상기 위상 주파수 검출기의 타측 입력단자에 출력하는 제2클럭 분주기와;
상기 입력클럭신호를 분주하여 스프레드 스펙트럼 변조기에서 필요로 하는 클럭 주파수를 생성하는 제3클럭 분주기와;
상기 제3클럭 분주기로부터 입력되는 클럭신호를 이용하여 N 비트의 디지털 신호를 생성하는 스프레드 스펙트럼 변조기와;
상기 제1,2클럭 분주기로부터 입력되는 클럭신호의 위상 및 주파수를 비교하여 그에 따른 업/다운신호를 출력하는 위상 주파수 검출기와;
상기 위상 주파수 검출기로부터 입력되는 업/다운신호에 상응되는 전류를 생성하는 챠지 펌프와;
상기 챠지 펌프로부터 입력되는 전류량에 상응되는 아날로그 전압 콘트롤신호를 출력하는 루프 필터와;
상기 아날로그 전압 콘트롤신호에 따라 상기 출력클럭신호의 중심 주파수를 조정하고, 상기 N 비트의 디지털 신호에 따라 상기 출력클럭신호의 주파수를 스프레드 스펙트럼 변조하는 오실레이터로 구성한 것을 특징으로 하는 스프레드 스펙트럼 클럭 발생기.
A first clock divider for dividing the input clock signal at the required frequency and outputting the input clock signal to one input terminal of the phase frequency detector;
A second clock divider for dividing an output clock signal to output a signal having the same frequency as that of the first clock divider to the other input terminal of the phase frequency detector;
A third clock divider for dividing the input clock signal to generate a clock frequency required by a spread spectrum modulator;
A spread spectrum modulator for generating an N bit digital signal using a clock signal input from the third clock divider;
A phase frequency detector for comparing a phase and a frequency of a clock signal input from the first and second clock dividers and outputting an up / down signal accordingly;
A charge pump generating a current corresponding to an up / down signal input from the phase frequency detector;
A loop filter for outputting an analog voltage control signal corresponding to the amount of current input from the charge pump;
And an oscillator configured to adjust a center frequency of the output clock signal according to the analog voltage control signal and spread spectrum modulate the frequency of the output clock signal according to the N-bit digital signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110023841A KR20110033915A (en) | 2011-03-17 | 2011-03-17 | Spread spectrum clock generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110023841A KR20110033915A (en) | 2011-03-17 | 2011-03-17 | Spread spectrum clock generator |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090072286A Division KR101135872B1 (en) | 2009-08-06 | 2009-08-06 | Spread spectrum clock generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20110033915A true KR20110033915A (en) | 2011-04-01 |
Family
ID=44042653
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020110023841A KR20110033915A (en) | 2011-03-17 | 2011-03-17 | Spread spectrum clock generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20110033915A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9190125B2 (en) | 2011-12-22 | 2015-11-17 | SK Hynix Inc. | Clock generation circuit and semiconductor memory device employing the same |
KR20230075785A (en) | 2021-11-23 | 2023-05-31 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Secondary battery improved cycle characteristics, and method of charging and discharging thereof |
-
2011
- 2011-03-17 KR KR1020110023841A patent/KR20110033915A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9190125B2 (en) | 2011-12-22 | 2015-11-17 | SK Hynix Inc. | Clock generation circuit and semiconductor memory device employing the same |
KR20230075785A (en) | 2021-11-23 | 2023-05-31 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Secondary battery improved cycle characteristics, and method of charging and discharging thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chang et al. | A spread-spectrum clock generator with triangular modulation | |
US9331878B2 (en) | Frequency shift keying transmitter | |
US7432750B1 (en) | Methods and apparatus for frequency synthesis with feedback interpolation | |
US7161970B2 (en) | Spread spectrum clock generator | |
US6294936B1 (en) | Spread-spectrum modulation methods and circuit for clock generator phase-locked loop | |
US8531214B2 (en) | Spread spectrum clock generators | |
CN101783679A (en) | Phase locked loop circuit | |
KR101307498B1 (en) | Sigma-delta based phase lock loop | |
Hsieh et al. | A fully integrated spread-spectrum clock generator by using direct VCO modulation | |
KR100778374B1 (en) | Multi spread ratio spread spectrum clock generator | |
KR101002244B1 (en) | HERSHEY-KISS MODULATION PROFILE SPREAD SPECTRUM CLOCK GENERATOR USING DUAL δ-σ MODULATOR | |
EP1297619B1 (en) | Linear dead-band-free digital phase detection | |
US7656214B1 (en) | Spread-spectrum clock generator | |
KR101135872B1 (en) | Spread spectrum clock generator | |
KR20110033915A (en) | Spread spectrum clock generator | |
EP4175180A1 (en) | Circuitry and methods for fractional division of high-frequency clock signals | |
WO2012173573A1 (en) | Frequency shift keying transmitter | |
TWI795035B (en) | Fractional-n phase-locked loop and charge pump control method thereof | |
US11184016B2 (en) | Multiple-moduli ring-oscillator-based frequency divider | |
US10715156B1 (en) | PLL for continuous-time delta-sigma modulator based ADCs | |
CN111756369A (en) | Charge pump and active loop filter with shared unity gain buffering | |
CN118316441B (en) | Dual-loop spread spectrum phase-locked circuit and method | |
Song et al. | A 1.5 GHz spread spectrum clock generator with a 5000ppm piecewise linear modulation | |
KR102023752B1 (en) | The converting apparatus for reducing harmonic electromagnetic interference | |
Hwang et al. | A spread spectrum clock generator using digital modulation scheme |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A107 | Divisional application of patent | ||
WITN | Withdrawal due to no request for examination |