KR20240044134A - Phase locked loop and operation method thereof - Google Patents
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Abstract
위상 고정 루프는, 입력 신호와 분주된 출력 신호를 입력받아, 상기 입력 신호의 주파수와 상기 분주된 출력 신호의 주파수를 비교하여, 업/다운 신호를 생성하는 위상 주파수 검출부; 상기 업/다운 신호를 입력받아 제어 전압을 생성하는 제어 전압 생성부; 상기 제어 전압을 입력받아 전압 제어 발진부 출력 신호를 생성하는 전압 제어 발진부; 상기 전압 제어 발진부 출력 신호를 분주하여 상기 분주된 출력 신호를 생성하는 주파수 분주부; 및 상기 전압 제어 발진부의 동작을 제어하기 위한 제 1 제어 신호를 생성하는 이득 조절부;를 포함한다.The phase locked loop includes a phase frequency detector that receives an input signal and a divided output signal, compares the frequency of the input signal and the frequency of the divided output signal, and generates an up/down signal; a control voltage generator that receives the up/down signals and generates a control voltage; a voltage control oscillator that receives the control voltage and generates a voltage control oscillator output signal; a frequency divider that divides the output signal of the voltage control oscillator to generate the divided output signal; and a gain adjuster that generates a first control signal for controlling the operation of the voltage controlled oscillator.
Description
본 발명은 전압 제어 발진기의 이득을 조정함에 의해 대역폭을 적응적으로 조절할 수 있는 위상 고정 루프 및 그 위상 고정 루프의 동작 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a phase-locked loop that can adaptively adjust bandwidth by adjusting the gain of a voltage-controlled oscillator and a method of operating the phase-locked loop.
도 1은 종래의 위상 고정 루프(100)의 구성도를 나타낸다.Figure 1 shows a configuration diagram of a conventional phase locked loop 100.
도 1로부터 알 수 있는 바와 같이 종래의 위상 고정 루프(100)는, 위상 주파수 검출부(110), 제어 전압 생성부(120), 전압 제어 발진부(130) 및 주파수 분주부(140)를 포함하여 구성된다.As can be seen from Figure 1, the conventional phase locked loop 100 includes a phase frequency detection unit 110, a control voltage generator 120, a voltage control oscillator 130, and a frequency divider 140. do.
위상 주파수 검출부(110)는, 입력 신호(Fin)와 분주된 출력 신호(Fdiv)를 입력받아, 주파수를 비교한 다음, 업 신호 또는 다운 신호(UP, DOWN)를 생성한다. 여기서, 입력 신호(Fin)는 위상 고정 루프(100)의 외부로부터 입력되는 신호이다.The phase frequency detection unit 110 receives the input signal Fin and the divided output signal Fdiv, compares the frequencies, and then generates an up signal or a down signal (UP, DOWN). Here, the input signal Fin is a signal input from outside the phase locked loop 100.
제어 전압 생성부(120)는 업/다운 신호(UP, DOWN)를 입력받아 제어 전압(VCTRL)을 생성한다. The control voltage generator 120 receives up/down signals (UP, DOWN) and generates a control voltage (VCTRL).
구체적으로 제어 전압 생성부(120)는, 전하 펌프(121)와 루프 필터(122)를 포함하여 구성된다. 전하 펌프(121)는, 업/다운 신호(UP, DOWN)의 차이만큼의 전하량을 충전하거나 방전하기 때문에 펄스를 전류로 변환해주는 과정에서 전류 이득(Ip)이 존재하고, 이 전류 이득(Ip)은 락 타임(Lock Time)을 비롯한 위상 고정 루프(100)의 성능에 영향을 준다. 아울러, 루프 필터(122)는 저역통과필터 구조로 구성될 수 있고, 동작 중에 발생하는 하모닉 출력 성분들이 포함된 잡음들을 여과하고, 커패시터를 이용하여 축적된 전하량 변화를 통해 전압 제어 발진부(130)를 제어하는 제어 전압(VCTRL)을 출력한다.Specifically, the control voltage generator 120 includes a charge pump 121 and a loop filter 122. Since the charge pump 121 charges or discharges an amount of charge equal to the difference between the up/down signals (UP, DOWN), a current gain (Ip) exists in the process of converting the pulse to current, and this current gain (Ip) Affects the performance of the phase locked loop 100, including lock time. In addition, the loop filter 122 may be configured as a low-pass filter structure, filters noise containing harmonic output components generated during operation, and controls the voltage control oscillator 130 through changes in the amount of charge accumulated using a capacitor. Outputs the control voltage (VCTRL) to be controlled.
즉, 제어 전압 생성부(120)는 업/다운 신호(UP, DOWN)를 입력받아 잡음이 제거된 제어 전압(VCTRL)을 생성한다.That is, the control voltage generator 120 receives up/down signals (UP, DOWN) and generates a control voltage (VCTRL) from which noise has been removed.
전압 제어 발진부(130)는, 제어 전압(VCTRL)을 입력받아 전압 제어 발진부 출력 신호(FOUT)를 생성하는 역할을 한다. 전압 제어 발진부 출력 신호(FOUT)는, 위상 고정 루프(100)로부터 출력되는 출력 클럭 신호가 된다. 구체적으로 전압 제어 발진부(130)는, 전압 버퍼(131) 및 전압 제어 발진기(133)를 포함하여 구성된다.The voltage controlled oscillator 130 receives the control voltage VCTRL and generates the voltage controlled oscillator output signal FOUT. The voltage-controlled oscillator output signal (FOUT) becomes an output clock signal output from the phase-locked loop 100. Specifically, the voltage controlled oscillator 130 includes a voltage buffer 131 and a voltage controlled oscillator 133.
전압 버퍼(131)는 제어 전압(VCTRL)으로부터 전압 제어 발진기(133)에 포함된 링 오실레이터에 전원 전압으로 공급되는 구동 전압들을 공급한다. 구동 전압은 제 1 구동 전압(VCP) 및 제 2 구동 전압(VCN)를 포함한다. The voltage buffer 131 supplies driving voltages supplied as a power voltage from the control voltage VCTRL to the ring oscillator included in the voltage controlled oscillator 133. The driving voltage includes a first driving voltage (VCP) and a second driving voltage (VCN).
전압 제어 발진기(133)는, 제 1 구동 전압(VCP) 및 제 2 구동 전압(VCN)를 이용하여, 발진하는 것에 의해 전압 제어 발진부 출력 신호(Fout)를 생성한다.The voltage-controlled oscillator 133 generates a voltage-controlled oscillator output signal (Fout) by oscillating using the first driving voltage (VCP) and the second driving voltage (VCN).
주파수 분주부(140)는, 전압 제어 발진부 출력 신호(Fout)를 분주하여 분주된 출력 신호(Fdiv)를 생성한다. 즉, 전압 제어 발진부 출력 신호(Fout)의 주파수를 분주율인 N으로 나눈 주파수를 갖는 분주된 출력 신호(Fdiv)를 생성한다. The frequency divider 140 divides the voltage control oscillator output signal (Fout) to generate the divided output signal (Fdiv). That is, a divided output signal (Fdiv) is generated having a frequency divided by dividing the frequency of the output signal (Fout) of the voltage control oscillator by the dividing ratio (N).
종래의 위상 고정 루프(100)의 전달함수는 다음의 [수학식 1]과 같이 나타낼 수 있다.The transfer function of the conventional phase locked loop 100 can be expressed as follows [Equation 1].
[수학식 1]에서 H(S)open는 개루프 전달함수, Ip는 전하 펌프(121)의 전류, R은 루프 필터(122)의 저항값, C는 루프 필터(122)의 커패시터값, Kvco는 전압 제어 발진기(133)의 이득, N은 주파수 분주부(140)의 분주율을 각각 나타낸다.In [Equation 1], H(S)open is the open loop transfer function, Ip is the current of the charge pump 121, R is the resistance value of the loop filter 122, C is the capacitor value of the loop filter 122, Kvco represents the gain of the voltage controlled oscillator 133, and N represents the division ratio of the frequency divider 140.
또한, 개루프 전달함수는 다음의 [수학식 2]와 같이 나타낼 수 있다.Additionally, the open-loop transfer function can be expressed as follows [Equation 2].
아울러, 루프 대역폭은 다음의 [수학식 3]과 같이 나타낼 수 있다.In addition, the loop bandwidth can be expressed as [Equation 3] below.
위상 고정 루프(100)의 루프 대역폭은 전하 펌프(121)의 전류(Ip), 전압 제어 발진기(133)의 이득(Kvco), 루프 필터(122)의 저항(R) 및 커패시터(C), 그리고, 주파수 분주부(140)의 분주율(N)에 의해 결정된 고정된 값을 갖는다. 구체적으로, 루프 대역폭은 입력 신호(Fin)의 1/10 내지 1/20 크기로 결정되고, 입력 신호(Fin)에 따라서는 루프 대역폭이 적정 범위를 만족 못하는 경우가 발생한다.The loop bandwidth of the phase locked loop 100 is the current (Ip) of the charge pump 121, the gain (Kvco) of the voltage controlled oscillator 133, the resistance (R) and capacitor (C) of the loop filter 122, and , has a fixed value determined by the division ratio (N) of the frequency divider 140. Specifically, the loop bandwidth is determined to be 1/10 to 1/20 the size of the input signal (Fin), and depending on the input signal (Fin), there are cases where the loop bandwidth does not meet an appropriate range.
본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하는 데 목적이 있는 발명으로서, 전압 제어 발진기의 이득인 Kvco의 조정에 의해 대역폭을 적응적으로 조절할 수 있는 위상 고정 루프 및 그 위상 고정 루프의 동작 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다. The present invention aims to solve the technical problems described above, and provides a phase-locked loop whose bandwidth can be adaptively adjusted by adjusting Kvco, the gain of a voltage-controlled oscillator, and a method of operating the phase-locked loop. The purpose is to provide.
본 발명의 일실시예에 따른 위상 고정 루프는, 입력 신호(Fin)의 위상 및 주파수를 검출하는 위상 및 주파수 검출부(PFD); 상기 위상 및 주파수 검출부의 업/다운 출력 신호에 응답하여 반응하는 전하 펌프가 포함된 제어 전압 생성부(220); 전압 제어 발진부(330); 상기 제어 전압 생성부(VCTRL)의 출력에 연결되어 상기 전압 제어 발진부(VCO)의 이득을 조절하기 위한 이득 조절부(250); 상기 전압 제어 발진부(330)의 출력 신호를 분주된 신호(Fdiv)로 변환하는 주파수 분주부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. A phase locked loop according to an embodiment of the present invention includes a phase and frequency detector (PFD) that detects the phase and frequency of an input signal (Fin); a control voltage generator 220 including a charge pump that reacts in response to the up/down output signals of the phase and frequency detector; Voltage control oscillator 330; A gain adjuster 250 connected to the output of the control voltage generator (VCTRL) to adjust the gain of the voltage control oscillator (VCO); It is characterized in that it includes a frequency divider that converts the output signal of the voltage control oscillator 330 into a divided signal (Fdiv).
본 발명의 다른 실시예에 따른 위상 고정 루프는, 입력 신호(Fin)의 위상 및 주파수를 검출하는 위상 및 주파수 검출부(PFD); 상기 위상 및 주파수 검출부에서 출력되는 업/다운 신호에 응답하여 반응하는 전하 펌프가 포함된 제어 전압 생성부(320); 전압 제어 발진부(330); 상기 전압 제어 발진부(330)의 출력 신호를 분주된 신호(Fdiv)로 변환하는 주파수 분주부(340); 상기 주파수 분주부(340)의 분주율을 조절하기 위한 제어 전압을 생성하는 셀렉터(350);를 포함하는 것을 특징으로 한다.A phase locked loop according to another embodiment of the present invention includes a phase and frequency detector (PFD) that detects the phase and frequency of an input signal (Fin); a control voltage generator 320 including a charge pump that reacts in response to the up/down signals output from the phase and frequency detector; Voltage control oscillator 330; a frequency divider 340 that converts the output signal of the voltage controlled oscillator 330 into a divided signal (Fdiv); It is characterized in that it includes a selector 350 that generates a control voltage for adjusting the division ratio of the frequency divider 340.
본 발명의 일실시예에 따른 위상 고정 루프의 동작 방법은, 상기 입력 신호(FIN)의 주파수와 분주된 출력 신호(FDIV)의 주파수를 비교하여, 업/다운 신호(UP, DOWN)를 생성하는 단계(S110); 상기 업/다운 신호(UP, DOWN)를 입력받아 제어 전압(VCTRL)을 생성하는 단계(S120); 상기 제어 전압(VCTRL)을 입력받아 이득 조절 신호들(C12~C14, C21~C24)를 생성하는 단계(S125); 구동 전압들(VCN, VCP)과 이득 조절 신호들(C12~C14, C21~C24)에 응답하는 전압 제어 발진부의 출력 신호(FOUT)를 생성하는 단계(S130); 상기 전압 제어 발진부의 출력 신호(FOUT)를 분주하여 분주된 출력 신호(FDIV)를 생성하는 단계(S140); 및 The method of operating a phase locked loop according to an embodiment of the present invention compares the frequency of the input signal (FIN) and the frequency of the divided output signal (FDIV) to generate up/down signals (UP, DOWN). Step (S110); receiving the up/down signals (UP, DOWN) and generating a control voltage (VCTRL) (S120); receiving the control voltage (VCTRL) and generating gain adjustment signals (C12 to C14, C21 to C24) (S125); Generating an output signal (FOUT) of the voltage control oscillator in response to the driving voltages (VCN, VCP) and gain control signals (C12 to C14, C21 to C24) (S130); dividing the output signal (FOUT) of the voltage control oscillator to generate a divided output signal (FDIV) (S140); and
상기 제어 전압(VCTRL)을 입력받아 상기 구동 전압들(VCP, VCN)을 생성하는 단계(S150);를 포함하는 것을 특징으로 한다.and receiving the control voltage (VCTRL) and generating the driving voltages (VCP, VCN) (S150).
본 발명의 다른 실시예에 따른 위상 고정 루프의 동작 방법은, 입력 신호(FIN)의 주파수와 분주된 출력 신호(FDIV)의 주파수를 비교하여, 업/다운 신호(UP, DOWN)를 생성하는 단계(S210); 상기 업/다운 신호(UP, DOWN)를 입력받아 제어 전압(VCTRL)을 생성하는 단계(S220); 상기 제어 전압(VCTRL)을 입력받아 전압 제어 발진부의 전원 전압의 구동 전압들(VCN, VCP) 및 이득 조절 신호들(C11~C24)을 생성하는 단계(S230); 상기 구동 신호들(VCN, VCP) 및 상기 이득 조절 신호들(C11~C24)에 의해 상기 전압 제어 발진기의 출력 신호(FOUT)를 생성하는 단계(S235); 상기 주파수 선택 신호(F_SEL)과 제조 공정 변수 신호(S2)에 의해 모드 선택 신호들(MODE_8, MODE_2)을 생성하는 단계(S250); 및 상기 모드 선택 신호들(MODE_8, MODE_2)에 의해 결정된 분주율로 상기 전압 제어 발진기의 출력 주파수(FOUT)을 분주하여 분주된 신호(FDIV)를 생성하는 단계(S240);를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of operating a phase locked loop according to another embodiment of the present invention includes comparing the frequency of the input signal (FIN) and the frequency of the divided output signal (FDIV) to generate up/down signals (UP, DOWN). (S210); receiving the up/down signals (UP, DOWN) and generating a control voltage (VCTRL) (S220); A step (S230) of receiving the control voltage (VCTRL) and generating driving voltages (VCN, VCP) and gain adjustment signals (C11 to C24) of the power supply voltage of the voltage control oscillator; Generating an output signal (FOUT) of the voltage controlled oscillator using the driving signals (VCN, VCP) and the gain control signals (C11 to C24) (S235); Generating mode selection signals (MODE_8, MODE_2) using the frequency selection signal (F_SEL) and the manufacturing process variable signal (S2) (S250); and generating a divided signal (FDIV) by dividing the output frequency (FOUT) of the voltage controlled oscillator at a division rate determined by the mode selection signals (MODE_8, MODE_2) (S240). do.
본 발명의 위상 고정 루프 및 그 위상 고정 루프의 동작 방법에 따르면, 전압 제어 발진기의 이득인 Kvco의 조정에 의해 대역폭을 적응적으로 조절할 수 있다. According to the phase locked loop and the operating method of the phase locked loop of the present invention, the bandwidth can be adaptively adjusted by adjusting Kvco, which is the gain of the voltage controlled oscillator.
도 1은 종래의 위상 고정 루프의 구성도.
도 2는 제 1 실시예에 따른 위상 고정 루프의 구성도.
도 3은 제 1 실시예에 따른 이득 조절부의 구성도.
도 4는 제 1 실시예에 따른 멀티플렉서의 구성도.
도 5는 제 1 실시예에 따른 전압 제어 발진기의 구성도.
도 6은 제 1 실시예에 따른 위상 고정 루프의 제어 전압에 따른 입력 신호의 그래프.
도 7은 제 2 실시예에 따른 위상 고정 루프의 구성도.
도 8은 제 2 실시예에 따른 셀렉터의 구성도.
도 9는 공정 보정용 신호 및 선택 신호에 따른 설정 예시도.
도 10은 제 1 실시예에 따른 위상 고정 루프의 동작 방법의 흐름도.
도 11은 제 2 실시예에 따른 위상 고정 루프의 동작 방법의 흐름도.1 is a configuration diagram of a conventional phase-locked loop.
2 is a configuration diagram of a phase locked loop according to the first embodiment.
Figure 3 is a configuration diagram of a gain adjustment unit according to the first embodiment.
Figure 4 is a configuration diagram of a multiplexer according to the first embodiment.
5 is a configuration diagram of a voltage-controlled oscillator according to the first embodiment.
6 is a graph of an input signal depending on the control voltage of a phase-locked loop according to the first embodiment.
Figure 7 is a configuration diagram of a phase locked loop according to the second embodiment.
Figure 8 is a configuration diagram of a selector according to the second embodiment.
Figure 9 is an example setting according to a process correction signal and a selection signal.
10 is a flowchart of a method of operating a phase locked loop according to the first embodiment.
11 is a flowchart of a method of operating a phase-locked loop according to a second embodiment.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예들에 따른 Kvco 조정 기능을 구비한 적응 대역폭 위상 고정 루프 및 그 위상 고정 루프의 동작 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an adaptive bandwidth phase locked loop with a Kvco adjustment function and a method of operating the phase locked loop according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
본 발명의 하기의 실시예들은 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 본 발명의 상세한 설명 및 실시예들로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리 범위에 속하는 것으로 해석된다. Of course, the following examples of the present invention are only intended to embody the present invention and do not limit or limit the scope of the present invention. Anything that can be easily inferred by an expert in the technical field to which the present invention belongs from the detailed description and embodiments of the present invention will be interpreted as falling within the scope of the rights of the present invention.
도 2는 제 1 실시예에 따른 위상 고정 루프(200)의 구성도를 나타낸다.Figure 2 shows a configuration diagram of the phase locked loop 200 according to the first embodiment.
도 2로부터 알 수 있는 바와 같이 제 1 실시예에 따른 위상 고정 루프(200)는, 위상 주파수 검출부(210), 제어 전압 생성부(220), 전압 제어 발진부(230), 주파수 분주부(240) 및 이득 조절부(250)를 포함하여 구성된다. 참고로, 제 1 실시예에 따른 위상 고정 루프(200)의 각 구성은 회로, 프로세서 그리고, 회로 및 프로세서의 조합 중 적어도 하나에 의해 구현될 수 있다. 아울러, 제 1 실시예에 따른 위상 고정 루프(200)는 하나의 반도체 칩으로 제조될 수 있다.As can be seen from FIG. 2, the phase locked loop 200 according to the first embodiment includes a phase frequency detector 210, a control voltage generator 220, a voltage control oscillator 230, and a frequency divider 240. and a gain adjustment unit 250. For reference, each configuration of the phase locked loop 200 according to the first embodiment may be implemented by at least one of a circuit, a processor, and a combination of a circuit and a processor. In addition, the phase locked loop 200 according to the first embodiment can be manufactured as a single semiconductor chip.
위상 주파수 검출부(210)는, 입력 신호(FIN)와 분주된 출력 신호(FDIV)를 입력받아, 입력 신호(FIN)의 주파수와 분주된 출력 신호(FDIV)의 주파수를 비교하여, 업/다운 신호(UP, DOWN)를 생성한다. 여기서, 입력 신호(FIN)는 위상 고정 루프(200)의 외부로부터 입력되는 신호이다. 제어 전압 생성부(220)는 업/다운 신호(UP, DOWN)를 입력받아 제어 전압(VCTRL)을 생성한다. The phase frequency detection unit 210 receives the input signal FIN and the divided output signal FDIV, compares the frequency of the input signal FIN and the frequency of the divided output signal FDIV, and generates an up/down signal. Creates (UP, DOWN). Here, the input signal FIN is a signal input from outside the phase locked loop 200. The control voltage generator 220 receives up/down signals (UP, DOWN) and generates a control voltage (VCTRL).
전압 제어 발진부(230)는, 제어 전압(VCTRL)을 입력받아 전압 제어 발진부 출력 신호(FOUT)를 생성하는 역할을 한다. 여기서 전압 제어 발진부 출력 신호(FOUT)는, 위상 고정 루프(200)로부터 출력되는 출력 클럭 신호가 된다. The voltage controlled oscillator 230 receives the control voltage VCTRL and generates the voltage controlled oscillator output signal FOUT. Here, the voltage-controlled oscillator output signal (FOUT) becomes an output clock signal output from the phase-locked loop 200.
주파수 분주부(240)는, 전압 제어 발진부 출력 신호(FOUT)를 분주하여 분주된 출력 신호(FDIV)를 생성한다. 즉, 전압 제어 발진부 출력 신호(FOUT)의 주파수를 분주율인 N으로 나눈 주파수를 갖는 분주된 출력 신호(FDIV)를 생성한다. 여기서 N은 2 이상의 자연수이다.The frequency divider 240 divides the voltage control oscillator output signal (FOUT) to generate the divided output signal (FDIV). In other words, a divided output signal (FDIV) is generated having a frequency divided by the frequency of the output signal (FOUT) of the voltage control oscillator by the dividing ratio (N). Here, N is a natural number greater than or equal to 2.
아울러, 이득 조절부(250)는, 전압 제어 발진부(230)의 동작을 제어하기 위한 제 1 제어 신호(CKVCO[1:0])를 생성하는 역할을 한다.In addition, the gain adjuster 250 serves to generate a first control signal (CKVCO[1:0]) to control the operation of the voltage controlled oscillator 230.
도 3 및 도 4는 제 1 실시예에 따른 이득 조절부(250)의 구성도이다.3 and 4 are configuration diagrams of the gain adjustment unit 250 according to the first embodiment.
도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 이득 조절부(250)는 멀티비트 플래쉬 아날로그-디지털 변환기(251)를 포함하여 구성될 수 있고, 제어 전압(VCTRL)을 입력받아 멀티비트의 제 1 제어 신호(CKVCO[1:0])를 생성할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 편의상 멀티 비트를 2비트로 가정하여 설명한다.As can be seen from FIG. 3, the gain adjustment unit 250 may be configured to include a multi-bit flash analog-to-digital converter 251, and may receive a control voltage (VCTRL) and generate a multi-bit first control signal (VCTRL). CKVCO[1:0]) can be created. In the embodiment of the present invention, for convenience, multi-bit is assumed to be 2 bits.
구체적으로 제어 전압 생성부(220)는, 전하 펌프(221)와 루프 필터(222)를 포함하여 구성된다. 전하 펌프(221)는, 업/다운 신호(UP, DOWN)의 차이만큼의 전하량을 부가적으로 충전하거나 방전하기 때문에 펄스를 전류로 변환해주는 과정에서 전류 이득(Ip)이 존재하고, 이 전류 이득(Ip)은 락 타임(Lock Time)을 비롯한 위상 고정 루프(200)의 성능에 영향을 준다. 아울러, 루프 필터(222)는 저역통과필터 구조로 구성되어, 동작 중에 발생하는 하모닉 출력 성분들이 포함된 잡음들을 여과하고, 커패시터를 이용하여 축적된 전하량 변화를 통해 전압 제어 발진부(230)를 제어하는 제어 전압(VCTRL)을 출력한다.Specifically, the control voltage generator 220 includes a charge pump 221 and a loop filter 222. Since the charge pump 221 additionally charges or discharges an amount of charge equal to the difference between the up/down signals (UP, DOWN), a current gain (Ip) exists in the process of converting the pulse to current, and this current gain (Ip) affects the performance of the phase locked loop 200, including lock time. In addition, the loop filter 222 is composed of a low-pass filter structure, filters noise containing harmonic output components generated during operation, and controls the voltage control oscillator 230 through changes in the amount of charge accumulated using a capacitor. Outputs control voltage (VCTRL).
즉, 제어 전압 생성부(220)는 업/다운 신호(UP, DOWN)를 입력받아 잡음이 제거된 제어 전압(VCTRL)을 생성한다.That is, the control voltage generator 220 receives up/down signals (UP, DOWN) and generates a control voltage (VCTRL) from which noise has been removed.
구체적으로 전압 제어 발진부(230)는, 전압 버퍼(231) 및 전압 제어 발진기(233)를 포함하여 구성된다.Specifically, the voltage controlled oscillator 230 includes a voltage buffer 231 and a voltage controlled oscillator 233.
전압 버퍼(231)는 제어 전압(VCTRL)으로부터 전압 제어 발진기(233)에 포함된 지연 셀들로 구성된 링 오실레이터에 전원 전압을 공급하기 위한 구동 신호들인 제 1 구동 전압(VCP)및 제 2 구동 전압(VCN)를 생성한다. The voltage buffer 231 is a first driving voltage (VCP) and a second driving voltage ( Create a VCN).
도 4는 제 1 실시예에 따라 이득 조절부(250)에 포함된 멀티플렉서(252)의 구성도를 나타낸다.Figure 4 shows a configuration diagram of the multiplexer 252 included in the gain adjustment unit 250 according to the first embodiment.
멀티플렉서(252)는, 제 1 멀티플렉서(252a) 및 제 2 멀티플렉서(252b)를 포함하여 구성될 수 있다. 아울러, 제 1 멀티플렉서(252a) 및 제 2 멀티플렉서(252b)는 각각, 스위치(SW1, SW2)를 포함하여 구성될 수 있다.The multiplexer 252 may include a first multiplexer 252a and a second multiplexer 252b. In addition, the first multiplexer 252a and the second multiplexer 252b may be configured to include switches SW1 and SW2, respectively.
제 1 멀티플렉서(252a)는, 제 1 구동 전압(VCP) 및 제 1 제어 신호(CKVCO[1:0])를 입력받아 제 1-1 이득 조절 신호 내지 제 1-M 이득 조절 신호(C11, C12, C13, C14)를 출력한다. 구체적으로, 제 1 멀티플렉서(252a)는, 제 1 제어 신호(CKVCO[1:0])에 따라 제 1-1 이득 조절 신호 내지 제 1-M 이득 조절 신호(C11, C12, C13, C14) 중 선택된 적어도 일부는 제 1 구동 전압(VCP)와 동일한 전압의 크기로 출력하고, 제 1-1 이득 조절 신호 내지 제 1-M 이득 조절 신호(C11, C12, C13, C14) 중 선택되지 않는 나머지는 하이 상태로 출력한다. 즉, 제 1 멀티플렉서(252a)에 의해 전압 제어 발진기(233)에 포함된 지연 셀의 P-모스 트랜지스터는 제 1 구동 전압(VCP)와 동일한 전압의 크기가 인가될 경우에는 온 상태로 동작하고, 하이 상태의 전압이 인가될 경우에는 오프 상태로 동작한다.The first multiplexer 252a receives the first driving voltage (VCP) and the first control signal (CKVCO[1:0]) and outputs the 1-1 gain control signal to the 1-M gain control signal (C11, C12). , C13, C14) are output. Specifically, the first multiplexer 252a controls one of the 1-1 gain control signals to the 1-M gain control signals (C11, C12, C13, and C14) according to the first control signal (CKVCO[1:0]). At least some of the selected ones are output at the same voltage level as the first driving voltage (VCP), and the remaining ones that are not selected among the 1-1 gain control signal to the 1-M gain control signal (C11, C12, C13, and C14) are output at the same voltage level as the first driving voltage (VCP). Output in high state. That is, the P-MOS transistor of the delay cell included in the voltage control oscillator 233 by the first multiplexer 252a operates in the on state when a voltage equal to the first driving voltage VCP is applied, When a high state voltage is applied, it operates in an off state.
마찬가지로, 제 2 멀티플렉서(252b)는, 제 2 구동 전압(VCN) 및 제 1 제어 신호(CKVCO[1:0])를 입력받아 제 2-1 이득 조절 신호 내지 제 2-M 이득 조절 신호(C21, C22, C23, C24)를 출력한다. 제 2 멀티플렉서(252b)는, 제 1 제어 신호(CKVCO[1:0])에 따라 제 2-1 이득 조절 신호 내지 제 2-M 이득 조절 신호(C21, C22, C23, C24) 중 선택된 적어도 일부는 제 2 구동 전압(VCN)와 동일한 전압의 크기로 출력하고, 제 2-1 이득 조절 신호 내지 제 2-M 이득 조절 신호(C21, C22, C23, C24) 중 선택되지 않는 나머지는 로우 상태로 출력한다. 즉, 제 2 멀티플렉서(252b)에 의해 전압 제어 발진기(233)의 지연 셀에 포함된 N-모스 트랜지스터는 제 2 구동 전압(VCN)와 동일한 전압의 크기가 인가될 경우에는 온 상태로 동작하고, 로우 상태의 전압이 인가될 경우에는 오프 상태로 동작한다.Likewise, the second multiplexer 252b receives the second driving voltage (VCN) and the first control signal (CKVCO[1:0]) and outputs the 2-1 gain control signal to the 2-M gain control signal (C21). , C22, C23, C24) are output. The second multiplexer 252b controls at least a portion selected from the 2-1 gain control signal to the 2-M gain control signal (C21, C22, C23, C24) according to the first control signal (CKVCO[1:0]). Outputs the same voltage as the second driving voltage (VCN), and the remaining ones that are not selected among the 2-1 gain control signal to the 2-M gain control signal (C21, C22, C23, C24) are in a low state. Print out. That is, the N-MOS transistor included in the delay cell of the voltage controlled oscillator 233 by the second multiplexer 252b operates in the on state when a voltage equal to the second driving voltage VCN is applied, When a low voltage is applied, it operates in an off state.
참고로, 도 4에서는 M을 4로 예시하였으나, M은 2 이상의 자연수일 수 있다.For reference, in FIG. 4, M is illustrated as 4, but M may be a natural number of 2 or more.
도 5는 제 1 실시예에 따른 전압 제어 발진기(233)의 구성도를 나타낸다.Figure 5 shows a configuration diagram of the voltage controlled oscillator 233 according to the first embodiment.
도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 제 1 실시예에 따른 전압 제어 발진기(233)는, 다수의 지연 셀(233a)을 포함하여 구성된다.As can be seen from FIG. 5, the voltage controlled oscillator 233 according to the first embodiment is configured to include a plurality of delay cells 233a.
각각의 지연 셀(233a)은 커런트 스타브드 인버터(Current Starved Inverter) 구조를 이용할 수 있다. 아울러, 각각의 지연 셀(233a)에 흐르는 전류는, 제 1-1 이득 조절 신호 내지 제 1-M 이득 조절 신호(C11, C12, C13, C14) 및 제 2-1 이득 조절 신호 내지 제 2-M 이득 조절 신호(C21, C22, C23, C24)에 의해 조절된다.Each delay cell 233a may use a current starved inverter structure. In addition, the current flowing in each delay cell 233a is the 1-1st gain control signal to the 1-M gain control signal (C11, C12, C13, C14) and the 2-1st gain control signal to the 2-th gain control signal. It is controlled by the M gain control signal (C21, C22, C23, C24).
즉, 멀티플렉서(232)가 제 1 제어 신호(CKVCO[1:0])에 의해, 제 1-K 이득 조절 신호를 제 1 구동 전압(VCP)와 동일한 전압으로 출력하는 경우, 제 2-K 이득 조절 신호를 제 2 구동 전압(VCN)와 동일한 전압으로 출력한다. 여기서 제 1-K 이득 조절 신호와 제 2-K 이득 조절 신호는 각각, 전압 제어 발진기(233)에 포함된 각각의 지연 셀(233a)에서 하나의 전류 경로 상에 위치한 P-모스 트랜지스터의 게이트 단자 및 N-모스 트랜지스터의 게이트 단자에 입력된다. 여기서 K는, 1 이상이고 M 이하의 자연수이다.That is, when the multiplexer 232 outputs the 1-K gain control signal at the same voltage as the first driving voltage (VCP) by the first control signal (CKVCO[1:0]), the 2-K gain The control signal is output at the same voltage as the second driving voltage (VCN). Here, the 1-K gain control signal and the 2-K gain control signal are each connected to the gate terminal of the P-MS transistor located on one current path in each delay cell 233a included in the voltage controlled oscillator 233. and is input to the gate terminal of the N-MOS transistor. Here, K is a natural number greater than or equal to 1 and less than or equal to M.
즉, 제 1-K 이득 조절 신호와 제 2-K 이득 조절 신호는 하나의 쌍으로서, 하나의 전류 경로 상에 위치한 P-모스 트랜지스터 및 N-모스 트랜지스터를 모두 온으로 동작시키거나, 오프로 동작시킨다.That is, the 1-K gain control signal and the 2-K gain control signal are one pair, and turn on or turn off both the P-MOS transistor and the N-MOS transistor located on one current path. I order it.
만약 제 1-1 이득 조절 신호 내지 제 1-M 이득 조절 신호(C11, C12, C13, C14)로 제 1 구동 전압(VCP)와 동일한 전압이 출력되고, 제 2-1 이득 조절 신호 내지 제 2-M 이득 조절 신호(C21, C22, C23, C24)로 제 2 구동 전압(VCP)와 동일한 전압이 출력될 경우에는, 지연 셀(233a)에 흐르는 전류가 가장 커질 것이다. If the same voltage as the first driving voltage (VCP) is output to the 1-1 gain control signal to the 1-M gain control signal (C11, C12, C13, C14), and the 2-1 gain control signal to the second When the same voltage as the second driving voltage VCP is output through the -M gain control signals C21, C22, C23, and C24, the current flowing in the delay cell 233a will be the largest.
제 1 실시예에 따른 위상 고정 루프(200)의 상술한 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이 제 1 제어 신호(CKVCO[1:0])에 의해, 제어 전압(VCTRL)에 대한 전압 제어 발진부 출력 신호(FOUT)의 주파수의 비인 Kvco가 제어되게 된다.As can be seen from the above description of the phase locked loop 200 according to the first embodiment, the voltage control oscillator output signal ( Kvco, which is the ratio of the frequencies of FOUT), is controlled.
제 1 실시예에 따른 위상 고정 루프(200)의 전달함수 및 루프 대역폭도, [발명의 배경이 되는 기술]의 [수학식] 1 및 [수학식 3]과 같이 나타낼 수 있다. The transfer function and loop bandwidth of the phase locked loop 200 according to the first embodiment can also be expressed as [Equation 1] and [Equation 3] in [Background Technology of the Invention].
[수학식 3]으로부터 알 수 있는 바와 같이, 제 1 실시예에 따른 위상 고정 루프(200)는, Kvco를 조절하여 루프 대역폭의 값을 입력 신호인 입력 신호(FIN)의 1/10 내지 1/20 크기로 유지하기 쉽다.As can be seen from [Equation 3], the phase locked loop 200 according to the first embodiment adjusts Kvco to adjust the value of the loop bandwidth to 1/10 to 1/ of the input signal FIN, which is an input signal. Easy to maintain in size 20.
도 6은 제 1 실시예에 따른 위상 고정 루프(200)의 제어 전압(VCTRL)에 따른 입력 신호(FIN)의 그래프를 나타낸다.FIG. 6 shows a graph of the input signal FIN according to the control voltage VCTRL of the phase locked loop 200 according to the first embodiment.
제 1 실시예에 따른 위상 고정 루프(200)에서, 전압 제어 발진기(233)의 Kvco 값은 이득 조절부(250)의 제 1 제어 신호(CKVCO[1:0])에 의해 입력 신호(FIN)에 비례하는 제어 전압(VCTRL)에 따라 조절된다.In the phase locked loop 200 according to the first embodiment, the Kvco value of the voltage controlled oscillator 233 is adjusted to the input signal (FIN) by the first control signal (CKVCO[1:0]) of the gain adjuster 250. It is adjusted according to the control voltage (VCTRL), which is proportional to .
위상 고정 루프(200)가 동작을 개시하면 Kvco 값이 가장 큰 경우에서 우선 위상 고정 루프(200)의 락(Lock)이 이루어지고, 락된 상태에서 제어 전압(VCTRL)을 이용하여 Kvco 값을 변경한 뒤 변경된 Kvco 값에 맞추어 위상 고정 루프(200)의 락 작업이 다시 이루어진다. 아울러, 입력 신호(FIN)에 맞추어 제어 전압(VCTRL)이 적정값에 도달하면 Kvco 값이 고정되고, 고정된 Kvco 값에 따라 위상 고정 루프(200)가 락이 되어 정상 위상 고정 루프(200)의 동작이 진행된다.When the phase locked loop 200 starts operating, the phase locked loop 200 is first locked in the case where the Kvco value is the largest, and in the locked state, the Kvco value is changed using the control voltage (VCTRL). Then, the locking operation of the phase lock loop 200 is performed again according to the changed Kvco value. In addition, when the control voltage (VCTRL) reaches an appropriate value in accordance with the input signal (FIN), the Kvco value is fixed, and the phase-locked loop 200 is locked according to the fixed Kvco value to operate the normal phase-locked loop 200. This goes on.
일반적으로는 위상 고정 루프(100)에서 출력의 변경을 위한 입력 클럭의 변경에 따라 위상 고정 루프(100)의 루프 대역폭과 입력 클럭의 비율인 분주율이 변경된다. 그런데, 제 1 실시예에 따른 위상 고정 루프(200)에 따르면 Kvco 값을 변경할 경우 루프 대역폭이 변경되어 변경된 입력 클럭에 따른 분주율을 일정하게 유지시킬 수 있다. In general, the division ratio, which is the ratio of the loop bandwidth of the phase locked loop 100 and the input clock, changes according to the change of the input clock for changing the output in the phase locked loop 100. However, according to the phase locked loop 200 according to the first embodiment, when the Kvco value is changed, the loop bandwidth is changed so that the division rate according to the changed input clock can be kept constant.
도 7은 제 2 실시예에 따른 위상 고정 루프(300)의 구성도를 나타낸다.Figure 7 shows a configuration diagram of the phase locked loop 300 according to the second embodiment.
도 7로부터 알 수 있는 바와 같이 제 2 실시예에 따른 위상 고정 루프(300)는, 위상 주파수 검출부(310), 제어 전압 생성부(320), 전압 제어 발진부(330), 주파수 분주부(340) 및 셀렉터(350)를 포함하여 구성된다. 참고로, 제 2 실시예에 따른 위상 고정 루프(300)의 각 구성은 회로, 프로세서 그리고, 회로 및 프로세서의 조합 중 적어도 하나에 의해 구현될 수 있다. 아울러, 제 2 실시예에 따른 위상 고정 루프(300)는 하나의 반도체 칩으로 제조될 수 있다.As can be seen from FIG. 7, the phase locked loop 300 according to the second embodiment includes a phase frequency detector 310, a control voltage generator 320, a voltage control oscillator 330, and a frequency divider 340. and a selector 350. For reference, each configuration of the phase locked loop 300 according to the second embodiment may be implemented by at least one of a circuit, a processor, and a combination of a circuit and a processor. In addition, the phase locked loop 300 according to the second embodiment can be manufactured as a single semiconductor chip.
제 2 실시예에 따른 위상 고정 루프(300)은, 별도의 설명이 없는 한 제 1 실시예에 따른 위상 고정 루프(200)의 특징을 모두 포함함은 물론이다. 즉, 제 2 실시예에 따른 위상 고정 루프(300)의 각각의 부분이 제 1 실시예에 따른 위상 고정 루프(200)의 각각의 부분과 명칭이 동일할 경우, 별도의 설명이 없는 한 각각의 부분은 서로 동일하게 구성될 수 있다.It goes without saying that the phase locked loop 300 according to the second embodiment includes all the features of the phase locked loop 200 according to the first embodiment, unless otherwise described. That is, if each part of the phase locked loop 300 according to the second embodiment has the same name as each part of the phase locked loop 200 according to the first embodiment, unless otherwise specified, each part has the same name. The parts may be configured identically to each other.
위상 주파수 검출부(310)는, 입력 신호(FIN)와 분주된 출력 신호(FDIV)를 입력받아, 입력 신호(FIN)의 주파수와 분주된 출력 신호(FDIV)의 주파수를 비교하여, 업/다운 신호(UP, DOWN)를 생성한다. 여기서, 입력 신호(FIN)는 위상 고정 루프(300)의 외부로부터 입력되는 신호이다. 제어 전압 생성부(320)는 업/다운 신호(UP, DOWN)를 입력받아 제어 전압(VCTRL)을 생성한다. The phase frequency detection unit 310 receives the input signal FIN and the divided output signal FDIV, compares the frequency of the input signal FIN and the frequency of the divided output signal FDIV, and generates an up/down signal. Creates (UP, DOWN). Here, the input signal FIN is a signal input from outside the phase locked loop 300. The control voltage generator 320 receives up/down signals (UP, DOWN) and generates a control voltage (VCTRL).
제어 전압 생성부(320)는, 전하 펌프(321)와 루프 필터(322)를 포함하여 구성된다. 전하 펌프(321)는, 업/다운 신호(UP, DOWN)의 차이만큼의 전하량을 부가로 충전하거나 방전하기 때문에 펄스를 전류로 변환해주는 과정에서 전류 이득(Ip)이 존재하고, 이 전류 이득(Ip)은 락 타임(Lock Time)을 비롯한 위상 고정 루프(300)의 성능에 영향을 준다. 아울러, 루프 필터(322)는 저역통과필터 구조로 구성될 수 있고, 동작 중에 발생하는 하모닉 출력 성분들이 포함된 잡음들을 여과한다. 또한 커패시터를 이용하여 축적된 전하량 변화를 통해 전압 제어 발진부(330)를 제어하는 제어 전압(VCTRL)을 출력한다.The control voltage generator 320 includes a charge pump 321 and a loop filter 322. The charge pump 321 additionally charges or discharges an amount of charge equal to the difference between the up/down signals (UP, DOWN), so a current gain (Ip) exists in the process of converting the pulse to current, and this current gain ( Ip) affects the performance of the phase locked loop 300, including lock time. In addition, the loop filter 322 may be configured as a low-pass filter structure and filters noise containing harmonic output components generated during operation. Additionally, a control voltage (VCTRL) that controls the voltage control oscillator 330 is output through changes in the amount of charge accumulated using a capacitor.
즉, 제어 전압 생성부(320)는 업/다운 신호(UP, DOWN)를 입력받아 잡음이 제거된 제어 전압(VCTRL)을 생성한다.That is, the control voltage generator 320 receives up/down signals (UP, DOWN) and generates a control voltage (VCTRL) from which noise has been removed.
전압 제어 발진부(330)는, 전압 버퍼(331)과 전압 제어 발진기(VCO, 333)을 포함한다. 전압 버퍼(331)는 제어 전압(VCTRL)으로부터 전압 제어 발진기(333)에 포함된 지연 셀의 링 오실레이터에 전원 전압을 공급하기 위한 제 1 구동 전압 및 제 2 구동 전압들인 VCP 및 VCN을 생성한다. 전압 버퍼(331)는 전술하여 설명한 이득 조절 신호들인 (C11 ~ C14, C21 ~ C24)를 생성할 수 있다. 이 신호들에 의해 링 오실레이터의 발진 주파수가 변경될 수 있다. 전압 버퍼(331)로부터 전달되는 각종 신호들에 의해 전압 제어 발진기(VCO, 333)를 구성하고 있는 지연 셀의 시간 지연이 제어된다. 이로 인해 전압 제어 발진부 출력 신호(FOUT)의 주파수가 제어된다. The voltage controlled oscillator 330 includes a voltage buffer 331 and a voltage controlled oscillator (VCO, 333). The voltage buffer 331 generates VCP and VCN, which are first and second driving voltages, from the control voltage VCTRL to supply a power voltage to the ring oscillator of the delay cell included in the voltage controlled oscillator 333. The voltage buffer 331 may generate the above-described gain adjustment signals (C11 to C14, C21 to C24). The oscillation frequency of the ring oscillator can be changed by these signals. The time delay of the delay cell constituting the voltage control oscillator (VCO, 333) is controlled by various signals transmitted from the voltage buffer 331. As a result, the frequency of the voltage-controlled oscillator output signal (FOUT) is controlled.
제 2 실시예에 따른 전압 제어 발진기(333)는, 다수의 지연 셀(미도시)을 포함하여 구성된다. 즉, 제 2 실시예에 따른 전압 제어 발진기(333)도 제 1 실시예에 따른 전압 제어 발진기(233)와 동일한 회로로 구성될 수 있고 회로 동작 역시 동일할 수 있다.The voltage controlled oscillator 333 according to the second embodiment is configured to include a plurality of delay cells (not shown). That is, the voltage-controlled oscillator 333 according to the second embodiment may be composed of the same circuit as the voltage-controlled oscillator 233 according to the first embodiment and the circuit operation may also be the same.
주파수 분주부(340)는, 전압 제어 발진부 출력 신호(FOUT)를 분주하여 분주된 출력 신호(FDIV)를 생성한다. 즉, 전압 제어 발진부 출력 신호(FOUT)의 주파수를 분주율인 N으로 나눈 주파수를 갖는 분주된 출력 신호(FDIV)를 생성한다. 여기서 N은 2 이상의 자연수이다. 이때 분주율은 셀렉터(350)의 출력 신호들에 의해 선택적으로 가변될 수 있다.The frequency divider 340 divides the voltage control oscillator output signal (FOUT) to generate the divided output signal (FDIV). In other words, a divided output signal (FDIV) is generated having a frequency divided by the frequency of the output signal (FOUT) of the voltage control oscillator by the dividing ratio (N). Here, N is a natural number greater than or equal to 2. At this time, the division rate can be selectively varied by the output signals of the selector 350.
셀렉터(332)는, 도 8에 도시된 것과 같이 적절한 논리회로를 포함하여 구성될 수 있다. 아울러, 셀렉터(350)는, 적어도 하나의 외부 입력 신호 또는 적어도 하나의 미리 설정된 신호를 입력받아, 주파수 분주부(340)의 동작을 제어하기 위한 분주 선택 신호 SCODE[1:0] 및 모드 선택 신호 MODE_8 및 MODE_2 신호를 출력한다. 이러한 신호들은 도 8에 예시된 것과 같이 셀렉터(350)를 구성하고 있는 논리회로들의 조합에 의해 생성될 수 있다.The selector 332 may be configured to include an appropriate logic circuit as shown in FIG. 8. In addition, the selector 350 receives at least one external input signal or at least one preset signal and provides a division selection signal SCODE[1:0] and a mode selection signal to control the operation of the frequency divider 340. Outputs MODE_8 and MODE_2 signals. These signals may be generated by a combination of logic circuits constituting the selector 350, as illustrated in FIG. 8.
그러므로 도 7 및 도 8에 예시된 본 발명의 제 2 실시예는, 제 1 실시예가 전압 제어 발진기(333)의 이득을 조절하는 것과는 달리, 셀렉터(350)에 의한 분주율의 변경에 의해 본 발명의 위상 고정 루프(300)가 제어되는 방식이다.Therefore, the second embodiment of the present invention illustrated in FIGS. 7 and 8, unlike the first embodiment where the gain of the voltage controlled oscillator 333 is adjusted, changes the division ratio by the selector 350. This is the method by which the phase locked loop 300 is controlled.
도 8은 제 2 실시예에 따른 셀렉터(350)의 구성도이다.Figure 8 is a configuration diagram of the selector 350 according to the second embodiment.
도 8에 의해, 제 2 실시예에 따른 셀렉터(350)에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 8, the selector 350 according to the second embodiment will be described in more detail.
셀렉터(350)의 입력 신호 F_SEL[1:0]는 2 비트로 구성되어 있고 주파수의 분주비를 선택적으로 하기 위한 것이다. 셀럭터(350)의 다른 입력 신호 S2는 위상 고정 루프(300)의 제조 공정의 변화를 보정하기 위한 공정 보정용 신호일 수 있다. 즉, 위상 고정 루프(300)가 포함된 반도체 칩의 제조시의 공정의 조건에 따라, 공정 보정용 신호(S2)의 값을 상이하게 하는 것에 의해 공정에 따른 변화를 보정할 수 있다.The input signal F_SEL[1:0] of the selector 350 consists of 2 bits and is used to selectively divide the frequency. Another input signal S2 of the selector 350 may be a process correction signal for correcting changes in the manufacturing process of the phase locked loop 300. That is, changes due to the process can be corrected by varying the value of the process correction signal S2 according to process conditions when manufacturing a semiconductor chip including the phase locked loop 300.
셀렉터(350)는, 두 입력 신호들의 논리 조합에 따라 적절한 분주비가 선택될 수 있도록 각종 분주 선택 신호 SCODE[1:0] 및 모드 선택 신호 MODE_8 및 MODE_2 신호를 출력한다.The selector 350 outputs various division selection signals SCODE[1:0] and mode selection signals MODE_8 and MODE_2 so that an appropriate division ratio can be selected according to the logical combination of the two input signals.
주파수 분주부(340)는, 셀렉터(350)로부터 출력된 분주 선택 신호 SCODE[1:0] 및 모드 선택 신호 MODE_8 및 MODE_2 신호에 의해, 전압 제어 발진부 출력 신호(FOUT)의 주파수에 대한 분주된 출력 신호(FDIV)의 주파수의 비율인 분주율 N을 선택적으로 제어한다.The frequency divider 340 divides the output for the frequency of the voltage control oscillator output signal (FOUT) by the division selection signal SCODE[1:0] and the mode selection signal MODE_8 and MODE_2 signals output from the selector 350. The division rate N, which is the ratio of the frequency of the signal (FDIV), is selectively controlled.
도 9는 공정 보정용 신호(S2) 및 선택 신호(S1)에 따른 설정 예시도이다.Figure 9 is an example setting according to the process correction signal (S2) and the selection signal (S1).
도 9에서 'corner'는 반도체 공정 조건으로, 반도체 공정 조건에 따라 공정 보정용 신호(S2)가 설정되었음을 알 수 있다. 공정 보정 신호는, 선택 신호(F_SEL[1:0])에 대해 보조적으로 설정될 수 있다. 아울러, 도 9와 같이 선택 신호(F_SEL[1:0])에 따라, 전압 제어 발진부 출력 신호(FOUT)의 주파수에 대한 분주된 출력 신호(FDIV)의 주파수의 비율인 분주율 N값이 제어할 수 있다. In FIG. 9, 'corner' refers to the semiconductor process conditions, and it can be seen that the process correction signal (S2) is set according to the semiconductor process conditions. The process correction signal may be set auxiliary to the selection signal (F_SEL[1:0]). In addition, as shown in FIG. 9, according to the selection signal (F_SEL[1:0]), the division ratio N value, which is the ratio of the frequency of the divided output signal (FDIV) to the frequency of the voltage control oscillator output signal (FOUT), can be controlled. You can.
제 2 실시예에 따른 위상 고정 루프(300)에서, 선택 신호(F_SEL[1:0])에 맞추어서 제 1 제어 신호(CKVCO[1:0])의 변화가 이루어지고, 제 1 제어 신호(CKVCO[1:0])의 값이 증가함에 따라 지연셀에 흐르는 전류를 증가시켜 전압 제어 발진기의 이득을 제어할 수 있다.In the phase locked loop 300 according to the second embodiment, the first control signal (CKVCO[1:0]) is changed in accordance with the selection signal (F_SEL[1:0]), and the first control signal (CKVCO As the value of [1:0]) increases, the gain of the voltage-controlled oscillator can be controlled by increasing the current flowing in the delay cell.
도 10은 제 1 실시예에 따른 위상 고정 루프(200)의 동작 방법의 흐름도를 나타낸다. 제 1 실시예에 따른 위상 고정 루프(200)의 동작 방법은, 제 1 실시예에 따른 위상 고정 루프(200)를 사용하므로, 별도의 설명이 없는 한 제 1 실시예에 따른 위상 고정 루프(200)의 특징을 모두 포함함은 물론이다. Figure 10 shows a flowchart of a method of operating the phase locked loop 200 according to the first embodiment. Since the method of operating the phase locked loop 200 according to the first embodiment uses the phase locked loop 200 according to the first embodiment, unless otherwise stated, the phase locked loop 200 according to the first embodiment is used. ), of course, includes all of the features.
도 10으로부터 알 수 있는 바와 같이, 제 1 실시예에 따른 위상 고정 루프(200)의 동작 방법은, 입력 신호(FIN)와 분주된 출력 신호(FDIV)를 입력받아, 입력 신호(FIN)의 주파수와 분주된 출력 신호(FDIV)의 주파수를 비교하여, 업/다운 신호(UP, DOWN)를 생성하는 단계(S110); 업/다운 신호(UP, DOWN)를 입력받아 제어 전압(VCTRL)을 생성하는 단계(S120); 제어 전압(VCTRL)을 입력받아 이득 조절 신호들(C12~C14, C21~C24)를 생성하는 단계(S125); 구동 전압들(VCN, VCP)과 이득 조절 신호들(C12~C14, C21~C24)에 응답하는 전압 제어 발진부의 출력 신호(FOUT)를 생성하는 단계(S130); 전압 제어 발진부 출력 신호(FOUT)를 분주하여 분주된 출력 신호(FDIV)를 생성하는 단계(S140); 및 S130 단계의 동작을 제어하기 위한 제어 전압(VCTRL)을 입력받아 구동 전압들(VCP, VCN)을 생성하는 단계(S150);를 포함한다.As can be seen from FIG. 10, the method of operating the phase locked loop 200 according to the first embodiment is to receive the input signal FIN and the divided output signal FDIV, and adjust the frequency of the input signal FIN. Comparing the frequencies of the divided output signal (FDIV) and generating up/down signals (UP, DOWN) (S110); Step (S120) of receiving up/down signals (UP, DOWN) and generating a control voltage (VCTRL); Step (S125) of receiving the control voltage (VCTRL) and generating gain adjustment signals (C12 to C14, C21 to C24); Generating an output signal (FOUT) of the voltage control oscillator in response to the driving voltages (VCN, VCP) and gain control signals (C12 to C14, C21 to C24) (S130); Generating a divided output signal (FDIV) by dividing the voltage control oscillator output signal (FOUT) (S140); and a step (S150) of receiving a control voltage (VCTRL) for controlling the operation of step S130 and generating driving voltages (VCP, VCN).
S130 단계는, 제 1 제어 신호(CKVCO[1:0])에 의해, 제어 전압(VCTRL)에 대한 전압 제어 발진부 출력 신호(FOUT)의 주파수의 비인 Kvco를 제어한다.In step S130, Kvco, which is the ratio of the frequency of the voltage control oscillator output signal (FOUT) to the control voltage (VCTRL), is controlled by the first control signal (CKVCO[1:0]).
구체적으로, S150 단계는, 제어 전압(VCTRL)을 입력받아 제 1 제어 신호(CKVCO[1:0])를 생성한다.Specifically, step S150 receives the control voltage (VCTRL) and generates a first control signal (CKVCO[1:0]).
아울러, S130 단계는, 제어 전압(VCTRL)을 입력받아 P-모스 트랜지스터를 구동하기 위한 제 1 구동 전압(VCP) 및 N-모스 트랜지스터를 구동하기 위한 제 2 구동 전압(VCN)를 생성하는 단계(S131); 제 1 구동 전압(VCP) 및 제 1 제어 신호(CKVCO[1:0])를 입력받아 제 1-1 이득 조절 신호 내지 제 1-M 이득 조절 신호(C11, C12, C13, C14)를 출력하고, 제 2 구동 전압(VCN) 및 제 1 제어 신호(CKVCO[1:0])를 입력받아 제 2-1 이득 조절 신호 내지 제 2-M 이득 조절 신호(C21, C22, C23, C24)를 출력하는 단계(S132); 및 다수의 지연셀을 포함하는 회로에 의해 전압 제어 발진부 출력 신호(FOUT)를 생성하는 단계(S133);를 포함한다. 여기서 M은, 2 이상의 자연수이다.In addition, step S130 is a step of receiving the control voltage (VCTRL) and generating a first driving voltage (VCP) for driving the P-MOS transistor and a second driving voltage (VCN) for driving the N-MOS transistor ( S131); Receives the first driving voltage (VCP) and the first control signal (CKVCO[1:0]) and outputs the 1-1 gain control signal to the 1-M gain control signal (C11, C12, C13, C14) , receives the second driving voltage (VCN) and the first control signal (CKVCO[1:0]) and outputs the 2-1 gain control signal to the 2-M gain control signal (C21, C22, C23, C24) Step (S132); and generating a voltage-controlled oscillator output signal (FOUT) by a circuit including a plurality of delay cells (S133). Here, M is a natural number of 2 or more.
구체적으로, S132 단계는, 제 1 제어 신호(CKVCO[1:0])에 따라 제 1-1 이득 조절 신호 내지 제 1-M 이득 조절 신호(C11, C12, C13, C14) 중 적어도 일부는 제 1 구동 전압(VCP)와 동일한 전압의 크기로 출력하고, 제 1 제어 신호(CKVCO[1:0])에 따라 제 2-1 이득 조절 신호 내지 제 2-M 이득 조절 신호(C21, C22, C23, C24) 중 적어도 일부는 제 2 구동 전압(VCN)와 동일한 전압의 크기로 출력한다.Specifically, in step S132, at least some of the 1-1 gain adjustment signal to the 1-M gain adjustment signal (C11, C12, C13, C14) are adjusted according to the first control signal (CKVCO[1:0]). 1 Outputs the same voltage as the driving voltage (VCP), and outputs the 2-1st gain control signal to the 2-M gain control signal (C21, C22, C23) according to the first control signal (CKVCO[1:0]). , C24) outputs at the same voltage level as the second driving voltage VCN.
아울러, 다수의 지연셀 각각은, 제 1-1 이득 조절 신호 내지 제 1-M 이득 조절 신호(C11, C12, C13, C14) 및 제 2-1 이득 조절 신호 내지 제 2-M 이득 조절 신호(C21, C22, C23, C24)에 의해, 흐르는 전류가 조절된다. 또한, S132 단계는, 제 1-K 이득 조절 신호를 제 1 구동 전압(VCP)와 동일한 전압으로 출력하는 경우, 제 2-K 이득 조절 신호를 제 2 구동 전압(VCN)와 동일한 전압으로 출력한다. 여기서, 제 1-K 이득 조절 신호와 제 2-K 이득 조절 신호는 각각, 다수의 지연셀 각각에서 하나의 전류 경로 상에 위치한 P-모스 트랜지스터의 게이트 단자 및 N-모스 트랜지스터의 게이트 단자에 입력된다. 여기서 K는, 1 이상이고 M 이하의 자연수이다.In addition, each of the plurality of delay cells has a 1-1 gain control signal to a 1-M gain control signal (C11, C12, C13, C14) and a 2-1 gain control signal to a 2-M gain control signal ( The flowing current is controlled by C21, C22, C23, and C24). Additionally, in step S132, when the 1-K gain control signal is output at the same voltage as the first driving voltage (VCP), the 2-K gain control signal is output at the same voltage as the second driving voltage (VCN). . Here, the 1-K gain control signal and the 2-K gain control signal are input to the gate terminal of the P-MOS transistor and the gate terminal of the N-MOS transistor, respectively, located on one current path in each of the plurality of delay cells. do. Here, K is a natural number greater than or equal to 1 and less than or equal to M.
도 11은 제 2 실시예에 따른 위상 고정 루프(200)의 동작 방법의 흐름도를 나타낸다. 제 2 실시예에 따른 위상 고정 루프(300)의 동작 방법은, 제 2 실시예에 따른 위상 고정 루프(300)를 사용하므로, 별도의 설명이 없는 한 제 2 실시예에 따른 위상 고정 루프(300)의 특징을 모두 포함함은 물론이다. Figure 11 shows a flowchart of a method of operating the phase locked loop 200 according to the second embodiment. Since the method of operating the phase locked loop 300 according to the second embodiment uses the phase locked loop 300 according to the second embodiment, unless otherwise specified, the phase locked loop 300 according to the second embodiment is used. ), of course, includes all of the features.
도 11으로부터 알 수 있는 바와 같이, 제 2 실시예에 따른 위상 고정 루프(300)의 동작 방법은, 입력 신호(FIN)와 분주된 출력 신호(FDIV)를 입력받아, 입력 신호(FIN)의 주파수와 분주된 출력 신호(FDIV)의 주파수를 비교하여, 업/다운 신호(UP, DOWN)를 생성하는 단계(S210); 업/다운 신호(UP, DOWN)를 입력받아 제어 전압(VCTRL)을 생성하는 단계(S220); 제어 전압(VCTRL)을 입력받아 전압 제어 발진부의 전원 전압의 구동 신호(VCN, VCP) 및 이득 조절 신호(C11~C24)를 생성하는 단계(S230); 구동 신호들(VCN, VCP) 및 이득 조절 신호(C11~C24)에 의해 전압 제어 발진기의 출력 신호(FOUT)를 생성하는 단계(S235); 주파수 모드 선택 신호들(MODE_8…) 에 의해 결정된 분주율로 전압 제어 발진기의 출력 주파수(FOUT)을 분주하여 분주된 신호(FDIV)를 생성하는 단계(S240); 및 주파수 선택 신호(F_SEL)과 제조 공정 변수 신호(S2)에 의해 주파수 선택 신호 및 모드 선택 신호들(MODE_8, MODE_2)을 생성하는 단계(S250);를 포함한다.As can be seen from FIG. 11, the method of operating the phase locked loop 300 according to the second embodiment is to receive the input signal FIN and the divided output signal FDIV, and adjust the frequency of the input signal FIN. Comparing the frequencies of the divided output signal (FDIV) and generating up/down signals (UP, DOWN) (S210); Step (S220) of receiving up/down signals (UP, DOWN) and generating a control voltage (VCTRL); A step (S230) of receiving a control voltage (VCTRL) and generating driving signals (VCN, VCP) and gain adjustment signals (C11 to C24) of the power voltage of the voltage control oscillator; Generating an output signal (FOUT) of the voltage controlled oscillator using the driving signals (VCN, VCP) and gain control signals (C11 to C24) (S235); Generating a divided signal (FDIV) by dividing the output frequency (FOUT) of the voltage control oscillator at a division rate determined by the frequency mode selection signals (MODE_8...) (S240); and generating a frequency selection signal and a mode selection signal (MODE_8, MODE_2) using the frequency selection signal (F_SEL) and the manufacturing process variable signal (S2) (S250).
구체적으로, S250 단계는 적어도 하나의 외부 입력 신호 또는 적어도 하나의 미리 설정된 신호를 입력받아, 제 1 제어 신호(CKVCO[1:0]) 및 여타의 제어 신호를 생성한다. Specifically, step S250 receives at least one external input signal or at least one preset signal and generates a first control signal (CKVCO[1:0]) and other control signals.
아울러, S230 단계는, 제어 전압(VCTRL)을 입력받아 전압 제어 발진기를 구성하고 있는 링 오실레이터의 P-모스 트랜지스터를 구동하기 위한 제 1 구동 전압(VCP) 및 N-모스 트랜지스터를 구동하기 위한 제 2 구동 전압(VCN)를 생성하는 단계(S231); 제 1 구동 전압(VCP) 및 제 1 제어 신호(CKVCO[1:0])를 입력받아 제 1-1 이득 조절 신호 내지 제 1-M 이득 조절 신호(C11, C12, C13, C14)를 출력하고, 제 2 구동 전압(VCN) 및 제 1 제어 신호(CKVCO[1:0])를 입력받아 제 2-1 이득 조절 신호 내지 제 2-M 이득 조절 신호(C21, C22, C23, C24)를 출력하는 단계(S232); 및 다수의 지연셀을 포함하는 회로에 의해 전압 제어 발진부 출력 신호(FOUT)를 생성하는 단계(S233);를 포함한다. 여기서 M은, 2 이상의 자연수이다.In addition, step S230 is a first driving voltage (VCP) for driving the P-MOS transistor of the ring oscillator constituting the voltage control oscillator by receiving the control voltage (VCTRL) and a second driving voltage (VCP) for driving the N-MOS transistor. Generating a driving voltage (VCN) (S231); Receives the first driving voltage (VCP) and the first control signal (CKVCO[1:0]) and outputs the 1-1 gain control signal to the 1-M gain control signal (C11, C12, C13, C14) , receives the second driving voltage (VCN) and the first control signal (CKVCO[1:0]) and outputs the 2-1 gain control signal to the 2-M gain control signal (C21, C22, C23, C24) Step (S232); and generating a voltage-controlled oscillator output signal (FOUT) by a circuit including a plurality of delay cells (S233). Here, M is a natural number of 2 or more.
구체적으로, S232 단계는, 제 1 제어 신호(CKVCO[1:0])에 따라 제 1-1 이득 조절 신호 내지 제 1-M 이득 조절 신호(C11, C12, C13, C14) 중 적어도 일부는 제 1 구동 전압(VCP)와 동일한 전압의 크기로 출력하고, 제 1 제어 신호(CKVCO[1:0])에 따라 제 2-1 이득 조절 신호 내지 제 2-M 이득 조절 신호(C21, C22, C23, C24) 중 적어도 일부는 제 2 구동 전압(VCN)와 동일한 전압의 크기로 출력한다.Specifically, in step S232, at least some of the 1-1 gain adjustment signal to the 1-M gain adjustment signal (C11, C12, C13, C14) are adjusted according to the first control signal (CKVCO[1:0]). 1 Outputs the same voltage as the driving voltage (VCP), and outputs the 2-1st gain control signal to the 2-M gain control signal (C21, C22, C23) according to the first control signal (CKVCO[1:0]). , C24) outputs at the same voltage level as the second driving voltage VCN.
아울러, 다수의 지연셀 각각은, 제 1-1 이득 조절 신호 내지 제 1-M 이득 조절 신호(C11, C12, C13, C14) 및 제 2-1 이득 조절 신호 내지 제 2-M 이득 조절 신호(C21, C22, C23, C24)에 의해, 흐르는 전류가 조절된다. 또한, S132 단계는, 제 1-K 이득 조절 신호를 제 1 구동 전압(VCP)와 동일한 전압으로 출력하는 경우,제 2-K 이득 조절 신호를 제 2 구동 전압(VCN)와 동일한 전압으로 출력한다. 여기서, 제 1-K 이득 조절 신호와 제 2-K 이득 조절 신호는 각각, 다수의 지연셀 각각에서 하나의 전류 경로 상에 위치한 P-모스 트랜지스터의 게이트 단자 및 N-모스 트랜지스터의 게이트 단자에 입력된다. 여기서 K는, 1 이상이고 M 이하의 자연수이다.In addition, each of the plurality of delay cells has a 1-1 gain control signal to a 1-M gain control signal (C11, C12, C13, C14) and a 2-1 gain control signal to a 2-M gain control signal ( The flowing current is controlled by C21, C22, C23, and C24). Additionally, in step S132, when the 1-K gain control signal is output at the same voltage as the first driving voltage (VCP), the 2-K gain control signal is output at the same voltage as the second driving voltage (VCN). . Here, the 1-K gain control signal and the 2-K gain control signal are input to the gate terminal of the P-MOS transistor and the gate terminal of the N-MOS transistor, respectively, located on one current path in each of the plurality of delay cells. do. Here, K is a natural number greater than or equal to 1 and less than or equal to M.
S250 단계의 적어도 하나의 외부 입력 신호 또는 적어도 하나의 미리 설정된 신호 중 적어도 하나는, 위상 고정 루프(300)의 제조 공정의 변화를 보정하기 위한 공정 보정용 신호(S2)이다.At least one of the at least one external input signal or at least one preset signal in step S250 is a process correction signal S2 for correcting changes in the manufacturing process of the phase locked loop 300.
또한, S250 단계는, 공정 보정용 신호(S2); 또는 적어도 하나의 외부 입력 신호 또는 적어도 하나의 미리 설정된 신호 중 적어도 다른 하나인 선택 신호(S1);에 의해 제 1 제어 신호(CKVCO[1:0])를 생성한다. 아울러, S250 단계는, 선택 신호(S1)에 의해 제 2 제어 신호(CON2)를 생성한다. S240 단계는, 제 2 제어 신호(CON2)에 의해, 전압 제어 발진부 출력 신호(FOUT)의 주파수에 대한 분주된 출력 신호(FDIV)의 주파수의 비율을 제어한다.In addition, step S250 includes a process correction signal (S2); Alternatively, the first control signal (CKVCO[1:0]) is generated by a selection signal (S1) that is at least another one of at least one external input signal or at least one preset signal. In addition, step S250 generates a second control signal (CON2) based on the selection signal (S1). In step S240, the ratio of the frequency of the divided output signal (FDIV) to the frequency of the voltage control oscillator output signal (FOUT) is controlled by the second control signal (CON2).
상술한 바와 같이, 본 발명의 위상 고정 루프(200, 300) 및 그 위상 고정 루프의 동작 방법에 따르면, 전압 제어 발진기(233, 333)의 이득인 Kvco의 조정에 의해 대역폭을 적응적으로 조절할 수 있음을 알 수 있다.As described above, according to the phase locked loops 200 and 300 of the present invention and the operation method of the phase locked loop, the bandwidth can be adaptively adjusted by adjusting Kvco, which is the gain of the voltage controlled oscillators 233 and 333. You can see that there is.
100, 200, 300 : 위상 고정 루프(PLL)
110, 210, 310 : 위상 주파수 검출부(PFD)
120, 220, 320 : 제어 전압 생성부
130, 230, 330 : 전압 제어 발진부
140, 240, 340 : 주파수 분주부
250 : 이득 조절부 350 : 선택기
121, 221, 321 : 전하 펌프
122, 222, 322 : 루프 필터
131, 231, 331 : 전압 버퍼
232 : 멀티플렉서
133, 233, 333 : 전압 제어 발진기100, 200, 300: Phase locked loop (PLL)
110, 210, 310: Phase frequency detection unit (PFD)
120, 220, 320: Control voltage generator
130, 230, 330: Voltage control oscillator
140, 240, 340: Frequency divider
250: gain control unit 350: selector
121, 221, 321: Charge pump
122, 222, 322: Loop filter
131, 231, 331: Voltage buffer
232: multiplexer
133, 233, 333: Voltage controlled oscillator
Claims (18)
상기 위상 및 주파수 검출부의 업/다운 출력 신호에 응답하여 반응하는 전하 펌프가 포함된 제어 전압 생성부;
전압 제어 발진부;
상기 제어 전압 생성부(VCTRL)의 출력에 연결되어 상기 전압 제어 발진부(VCO)의 이득을 조절하기 위한 이득 조절부;
상기 전압 제어 발진부의 출력 신호를 분주된 신호로 변환하는 주파수 분주부;를 포함하는 위상 고정 루프.A phase and frequency detection unit that detects the phase and frequency of the input signal;
a control voltage generator including a charge pump that responds to the up/down output signals of the phase and frequency detector;
Voltage controlled oscillator;
a gain adjuster connected to the output of the control voltage generator (VCTRL) to adjust the gain of the voltage controlled oscillator (VCO);
A phase locked loop comprising a frequency divider that converts the output signal of the voltage controlled oscillator into a divided signal.
저항과 커패시터의 조합으로 구성된 루프 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 고정 루프.The control voltage generator of claim 1, wherein
A phase locked loop comprising a loop filter consisting of a combination of a resistor and a capacitor.
상기 입력 신호와 상기 분주된 신호의 차이에 상응하는 동작을 하는 것을 특징으로 하는 위상 고정 루프.The method of claim 1, wherein the phase frequency detection unit,
A phase-locked loop, characterized in that the operation corresponds to the difference between the input signal and the divided signal.
아날로그-디지털 변환기 및 하나 이상의 멀티플렉서를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 고정 루프.The gain control unit of claim 1,
A phase-locked loop comprising an analog-to-digital converter and one or more multiplexers.
최소 2 비트 이상의 디지털 코드를 생성하는 플래쉬 타입임을 특징으로 하는 위상 고정 루프.The analog-to-digital converter of claim 4,
A phase-locked loop characterized as a flash type that generates a digital code of at least 2 bits.
상기 전압 제어 발진부에는 전압 버퍼가 포함된 것을 특징으로 하는 위상 고정 루프.According to clause 1,
A phase locked loop, characterized in that the voltage control oscillator includes a voltage buffer.
하나 이상의 지연 셀이 직렬 연결되어 링(ring) 형태를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 위상 고정 루프.The method of claim 1, wherein the voltage controlled oscillator,
A phase-locked loop characterized in that one or more delay cells are connected in series to form a ring.
상기 위상 및 주파수 검출부에서 출력되는 업/다운 신호에 응답하여 반응하는 전하 펌프가 포함된 제어 전압 생성부;
전압 제어 발진부;
상기 전압 제어 발진부의 출력 신호를 분주된 신호로 변환하는 주파수 분주부;
상기 주파수 분주부의 분주율에 따라 전압 제어 발진기의 전압 이득을 조절하기 위한 제어 전압을 생성하는 셀렉터;를 포함하는 위상 고정 루프.A phase and frequency detection unit that detects the phase and frequency of the input signal;
a control voltage generator including a charge pump that responds to the up/down signals output from the phase and frequency detector;
Voltage controlled oscillator;
a frequency divider that converts the output signal of the voltage controlled oscillator into a divided signal;
A selector that generates a control voltage to adjust the voltage gain of the voltage control oscillator according to the division ratio of the frequency divider.
제조 공정 상의 변화를 나타내는 변수를 하나 이상 입력되는 것을 특징으로 하는 위상 고정 루프.The method of claim 8, wherein the selector is:
A phase-locked loop characterized in that one or more variables representing changes in the manufacturing process are input.
논리 회로의 조합으로 구성된 것을 특징으로 하는 위상 고정 루프.The method of claim 8, wherein the selector is:
A phase-locked loop characterized by consisting of a combination of logic circuits.
상기 업/다운 신호를 입력받아 제어 전압을 생성하는 단계;
상기 제어 전압을 입력받아 이득 조절 신호들를 생성하는 단계;
구동 전압들과 이득 조절 신호들에 응답하는 전압 제어 발진부의 출력 신호를 생성하는 단계;
상기 전압 제어 발진부의 출력 신호를 분주하여 분주된 출력 신호를 생성하는 단계; 및
상기 제어 전압을 입력받아 상기 구동 전압들을 생성하는 단계(S150);를 포함하는 위상 고정 루프의 동작 방법.Comparing the frequency of the input signal and the frequency of the divided output signal to generate up/down signals;
receiving the up/down signals and generating a control voltage;
receiving the control voltage and generating gain adjustment signals;
generating an output signal of a voltage controlled oscillator responsive to the driving voltages and gain control signals;
dividing the output signal of the voltage controlled oscillator to generate a divided output signal; and
A method of operating a phase locked loop comprising: receiving the control voltage and generating the driving voltages (S150).
상기 업/다운 신호를 입력받아 제어 전압을 생성하는 단계(S220);
상기 제어 전압을 입력받아 전압 제어 발진부의 전원 전압의 구동 전압들 및 셀렉터의 의해 생성된 신호을 이용하여 이득 조절 신호들을 생성하는 단계(S230);
상기 구동 신호들 및 상기 이득 조절 신호들에 의해 상기 전압 제어 발진기의 출력 신호를 생성하는 단계(S235);
상기 주파수 선택 신호과 제조 공정 변수 신호에 의해 모드 선택 신호들 및 이득 조절 신호들을 생성하는 단계(S250); 및
상기 모드 선택 신호들에 의해 결정된 분주율로 상기 전압 제어 발진기의 출력 주파수을 분주하여 분주된 신호를 생성하는 단계(S240);
를 포함하는 위상 고정 루프의 동작 방법.Generating up/down signals by comparing the frequency of the input signal and the frequency of the divided output signal (S210);
receiving the up/down signals and generating a control voltage (S220);
receiving the control voltage and generating gain adjustment signals using the driving voltages of the power voltage of the voltage control oscillator and the signal generated by the selector (S230);
Generating an output signal of the voltage controlled oscillator using the driving signals and the gain control signals (S235);
Generating mode selection signals and gain adjustment signals using the frequency selection signal and the manufacturing process variable signal (S250); and
generating a divided signal by dividing the output frequency of the voltage-controlled oscillator at a division rate determined by the mode selection signals (S240);
Method of operation of a phase locked loop including.
링 오실레이터의 발진 동작을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 고정 루프의 동작 방법.The method of claim 11 or 12, wherein the voltage controlled oscillator,
A method of operating a phase-locked loop, comprising oscillating a ring oscillator.
상기 제어 전압에 의해 발생된 구동 전압에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 위상 고정 루프의 동작 방법.The ring oscillator of claim 11 or 12 included in the voltage controlled oscillator,
A method of operating a phase locked loop, characterized in that it is driven by a driving voltage generated by the control voltage.
이득 조절 신호에 의해 발진 주파수가 변경되는 것을 특징으로 하는 위상 고정 루프의 동작 방법.The ring oscillator of claim 11 or 12 included in the voltage controlled oscillator,
A method of operating a phase-locked loop, characterized in that the oscillation frequency is changed by a gain control signal.
지연 셀이 하나 이상 직렬로 연결되어 링 형태를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 위상 고정 루프의 동작 방법.The ring oscillator of claim 11 or 12 included in the voltage controlled oscillator,
A method of operating a phase-locked loop, characterized in that one or more delay cells are connected in series to form a ring.
저항과 커패시터의 조합으로 구성된 루프 필터에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 위상 고정 루프의 동작 방법.The method of claim 11 or 12, wherein generating the control voltage comprises:
A method of operating a phase-locked loop, characterized in that it is achieved by a loop filter consisting of a combination of a resistor and a capacitor.
논리 회로의 조합에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 위상 고정 루프의 동작 방법.The method of claim 12, wherein step S250,
A method of operating a phase-locked loop, characterized by a combination of logic circuits.
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---|---|---|---|
KR1020220123531A KR20240044134A (en) | 2022-09-28 | 2022-09-28 | Phase locked loop and operation method thereof |
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