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JP2001127629A - Pll周波数シンセサイザ回路 - Google Patents

Pll周波数シンセサイザ回路

Info

Publication number
JP2001127629A
JP2001127629A JP30188299A JP30188299A JP2001127629A JP 2001127629 A JP2001127629 A JP 2001127629A JP 30188299 A JP30188299 A JP 30188299A JP 30188299 A JP30188299 A JP 30188299A JP 2001127629 A JP2001127629 A JP 2001127629A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output signal
output
prescaler
frequency
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP30188299A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Ozora
憲二 大空
Tamotsu Toyooka
有 豊岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP30188299A priority Critical patent/JP2001127629A/ja
Publication of JP2001127629A publication Critical patent/JP2001127629A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/16Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/18Indirect 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

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 分周器出力に生じるジッタの位相比較器への
伝搬防止に加えて、プリスケーラ出力信号のジッタ、電
源VDD、接地GNDの揺れに起因するジッタの後段回
路への伝搬をも防止できる構成とし、雑音成分の更なる
低減を可能とする。 【解決手段】 VCO4から出力された周波数信号を分
周して、出力するプリスケーラ5と、プリスケーラ5か
ら出力された信号を分周して、出力する分周器6と、V
CO4の出力信号の立ち上がりエッジでトリガされ、プ
リスケーラ5の出力信号を取り込んで、出力するDFF
8と、DFF8の出力信号の立ち上がりエッジでトリガ
され、分周器6の出力信号を取り込んで出力するDFF
7と、DFF7の出力信号と、比較基準となる比較周波
数信号とを入力して、その位相差に応じた出力電圧を生
成し、該出力電圧を制御電圧としてVCO4に与える位
相比較器1、チャージポンプ2及びループフィルタ3と
を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話、PHS
等の通信機器等に於いて用いられるPLL周波数シンセ
サイザ回路に係るものであり、特に、ジッタの伝搬によ
って生じるスプリアス(雑音成分)を低減できる構成と
したPLL周波数シンセサイザ回路に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図3は、従来の一般的なPLL周波数シ
ンセサイザ回路の構成を示すブロック図である。
【0003】図3に示すように、従来の一般的なPLL
周波数シンセサイザ回路は、位相比較器1、チャージポ
ンプ2、ループフィルタ3、電圧制御発振器(VCO)
4、プリスケーラ5、及び分周器6により構成されてお
り、VCO4の出力が所定の周波数を有する出力信号f
outとなる。なお、同図に於いて、比較周波数信号
は、例えば、基準発振器の出力信号を、分周比固定の基
準分周器により分周して得られる信号であり、位相比較
器1における比較動作の基準となる信号である。
【0004】図3のPLL周波数シンセサイザ回路で
は、VCO4の出力信号foutは、プリスケーラ5に
於いて1/Lの分周比で分周され、更に、分周器6に於
いて1/Nに分周される。ここで、L、Nは自然数であ
る。位相比較器1は、分周器6の出力信号a2と、比較
周波数信号b1とを入力としており、それらの間の位相
差に応じた位相差信号を出力する。
【0005】図4は、図3に示したPLL周波数シンセ
サイザ回路の動作を示すタイミングチャートである。図
に於いて、(a)は、プリスケーラ5の出力信号a1、
(b)は、分周器6の出力信号a2である。分周器6が
プリスケーラ5の出力信号でトリガされ、動作すると、
回路遅延により、分周器6の出力は、所定時間遅れて変
化する。図4(b')は、図4(b)の拡大図であり、
網掛け部分は、分周器6の出力の論理値の反転等で生じ
たジッタを表している。このジッタの含まれた信号を、
直接、位相比較器1に入力した場合、位相比較器1の出
力信号及びチャージポンプ2の出力信号にジッタが含ま
れるため、VCO4の出力信号に雑音成分が含まれると
いう問題が起こる。
【0006】この問題を解決した従来のPLL周波数シ
ンセサイザ回路として、特開平9−167961号公報
に示されるPLL周波数シンセサイザ回路がある。該P
LL周波数シンセサイザ回路の構成を図5に示す。図に
於いて、図3と同一構成要素には、同一符号を付し、そ
の説明は省略する。
【0007】図に示すように、このPLL周波数シンセ
サイザ回路は、図3に示した構成に、Dフリップフロッ
プ(DFF)7及びインバータ9を追加し、プリスケー
ラ5の出力信号a1を、インバータ9で反転した出力信
号を、DFF7のクロック入力に、分周器6の出力信号
a2を、DFF7のデータ入力として与えて、DFF7
の出力信号a3として、出力させ、位相比較器1の一方
の入力としているものである。
【0008】図6は、図5のPLL周波数シンセサイザ
回路の動作を示すタイミングチャートである。図に於い
て、(a)、(b)、及び(b')は、それぞれ、図4
(a)、(b)、及び(b')に対応しており、それぞ
れ、プリスケーラ5の出力信号a1、分周器6の出力信
号a2、及び分周器6の出力信号a2の拡大信号を示し
ている。また、(c)は、DFF7の出力信号a3であ
り、(c')は、(c)の拡大図である。
【0009】図6に示すように、分周器6の出力信号a
2を、ジッタの生じるタイミングとは、ずれたタイミン
グでDFF7に取り込んで、位相比較器1に出力させる
構成とすることにより、位相比較器1に与えられるジッ
タを低減することができ、これにより、VCO4の出力
信号に含まれる雑音成分を低減することができるもので
ある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5に
示した従来のPLL周波数シンセサイザ回路に於いて
は、電源VDDおよび接地GNDが、各回路に共通であ
り、更に、プリスケーラ5の出力信号の反転信号をDF
F7のクロック入力としているために、プリスケーラ5
の出力信号a1にジッタが生じた場合、或いは、プリス
ケーラ、分周器の動作により、電源VDD、接地GND
の揺れが生じた場合、DFF7の出力信号a3にジッタ
が乗り、位相比較器1、チャージポンプ2等の後段回路
にジッタが伝搬し、その結果、VCO4の出力信号にス
プリアス(雑音成分)が発生するという問題がある。
【0011】図7は、図5のPLL周波数シンセサイザ
回路の動作を示すタイミングチャートであり、上記問題
点の説明に供する図である。図に於いて、(a)は、プ
リスケーラ5の出力信号a1、(b)は、分周器6の出
力信号a2、(c)は、DFF7の出力信号a3であ
る。(a)、(b)及び(c)の網掛け部分は、論理値
の反転等により生じたジッタを表している。
【0012】図7に示すように、プリスケーラ5の出力
信号a1にジッタが生じると、インバータ9によりプリ
スケーラ5の出力信号a1を反転した信号をクロックと
するDFF7の出力信号a3にジッタが伝搬し、位相比
較器1、そして、VCO4にもジッタが伝搬し、スプリ
アスの発生原因となる。
【0013】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み為
されたものであり、分周器出力に生じるジッタの位相比
較器への伝搬防止に加えて、プリスケーラ出力信号のジ
ッタの後段回路への伝搬、及び、電源VDD、接地GN
Dの揺れに起因するジッタの後段回路への伝搬をも防止
できる構成とし、これによって、スプリアス(雑音成
分)の更なる低減を可能としたPLL周波数シンセサイ
ザ回路を提供するものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明(第1発明)のP
LL周波数シンセサイザ回路は、入力される制御電圧に
応じた周波数の信号を生成し、出力する電圧制御発振手
段と、前記電圧制御発振手段から出力された周波数信号
を分周して、出力するプリスケーラと、前記プリスケー
ラから出力された信号を分周して、出力する分周手段
と、前記電圧制御発振手段の出力信号の立ち上がりエッ
ジまたは立ち下がりエッジでトリガされ、前記プリスケ
ーラの出力信号を取り込んで、出力する第1のDフリッ
プフロップ手段と、前記第1のDフリップフロップ手段
の出力信号の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジ
でトリガされ、前記分周手段の出力信号を取り込んで、
出力する第2のDフリップフロップ手段と、前記第2の
Dフリップフロップ手段の出力信号と、比較基準となる
比較周波数信号とを入力して、その位相差に応じた出力
電圧を生成し、該出力電圧を前記制御電圧として前記電
圧制御発振手段に与える位相比較・制御電圧出力手段と
を備えたことを特徴とするものである。
【0015】また、本発明(第2発明)のPLL周波数
シンセサイザ回路は、上記第1発明のPLL周波数シン
セサイザ回路に於いて、相互に独立した第1の電源供給
回路と、第2の電源供給回路とを有し、前記プリスケー
ラおよび分周手段は、前記第1の電源供給回路に接続
し、前記第1および第2のDフリップフロップ手段、並
びに前記位相比較・制御電圧出力手段は、前記第2の電
源供給回路に接続して成ることを特徴とするものであ
る。
【0016】かかる本発明(第1発明)のPLL周波数
シンセサイザ回路によれば、論理値の反転等によりプリ
スケーラ出力信号に生じたジッタを第1のDフリップフ
ロップ手段によって除去乃至低減することができ、これ
により、ジッタが後段回路へ伝搬することによって生じ
るスプリアスを低減することができるものである。
【0017】また、本発明(第2発明)のPLL周波数
シンセサイザ回路によれば、プリスケーラ、分周器の動
作によって生じる電源VDD、接地GNDの揺れに起因
するジッタの後段回路への伝搬を防止することができ、
これにより、更なる、スプリアスの低減を図ることがで
きるものである。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、実施形態に基づいて、本発
明を詳細に説明する。
【0019】図1は、本発明の一実施形態のPLL周波
数シンセサイザ回路の構成を示すブロック構成図であ
る。図3及び図5に示す構成要素と同一の構成要素には
同一の符号を付しており、その詳細な説明は省略する。
【0020】図に示すように、本実施形態のPLL周波
数シンセサイザ回路は、図5に示す従来のPLL周波数
シンセサイザ回路に於けるインバータ9に代えて、DF
F8を設ける構成とし、VCO4の出力信号を該DFF
8のクロック入力へ、プリスケーラ5の出力信号a1
を、該DFF8のデータ入力へ与えて、その出力信号a
4を、DFF7のクロック入力に与える構成としてい
る。そして、分周器6の出力信号a2を、DFF7のデ
ータ入力として与えて、DFF7の出力信号a3として
出力させ、位相比較器1の一方の入力としているもので
ある。
【0021】また、相互に独立した2系統の電源供給回
路、すなわち、第1電源VDD及び第1接地GNDを供
給する第1の電源供給回路と、第2電源VDD及び第2
接地GNDを供給する第2の電源供給回路とを設ける構
成とし、プリスケーラ5及び分周器6は、第1の電源供
給回路に接続し、DFF7、8及び位相比較器1は、第
2の電源供給回路に接続する構成として、プリスケーラ
5及び分周器6と、DFF7、8及び位相比較器1の電
源VDD、接地GNDを相互に独立としている。
【0022】なお、図1に於いて、VCO4及びチャー
ジポンプ2は、それぞれ、単独の電源(VCO電源、及
びチャージポンプ電源)に接続されている。また、ルー
プフィルタ3は、チャージポンプ2の出力を受けるもの
であり、コンデンサ及び抵抗等により構成されており、
直接、電源電圧には接続されていないものである。
【0023】本実施形態のPLL周波数シンセサイザ回
路によれば、DFF8は、VCO4の出力信号の立ち上
がりに同期してプリスケーラ5の出力信号a1を取り込
み、出力信号a4として出力する。信号a4は、DFF
7のクロック入力に与えられ、DFF7は、このクロッ
ク信号a4の立ち上がりに同期して、分周器6の出力信
号a2を取り込み、出力信号a3として、位相比較器1
に出力する。
【0024】なお、本実施形態に於いては、DFF7及
び8は、それぞれ、入力クロック信号の立ち上がり時点
で入力データを取り込む構成となっているが、何れか一
方、若しくは、双方のDFFを、入力クロック信号の立
ち下がりでデータを取り込む構成のDFFで構成するこ
とも可能である。
【0025】図2は、本実施形態のPLL周波数シンセ
サイザ回路の動作を示すタイミングチャートである。
【0026】図に於いて、(a)は、VCO4の出力信
号、(b)は、プリスケーラ5の出力信号a1、(c)
は、DFF8の出力信号a4、(b')は、(b)の拡
大図、(c')は、(c)の拡大図、(c'')は(c)
の縮小図、(d)は分周器6の出力信号a2、そして、
(e)はDFF7の出力信号a3である。
【0027】プリスケーラ5に於ける回路遅延に起因す
る出力信号a1の遅延により、DFF8は、プリスケー
ラ5の出力信号a1を、VCO出力信号の1周期遅れで
取り込み、出力信号a4として出力する。このため、D
FF8の出力信号a4には、プリスケーラ5の出力信号
に生じたジッタが伝搬されず、ジッタが除去されたプリ
スケーラ出力信号が、DFF7に、クロック信号として
入力される。更に、分周器6に於ける回路遅延に起因す
る出力信号a2の遅延により、DFF7は、分周器6の
出力信号a2を、DFF8の出力信号a4の1周期遅れ
で取り込み、出力信号a3として出力する。このため、
DFF7の出力信号a3には、分周器出力信号a2に生
じたジッタが伝搬されず、ジッタが除去された信号が位
相比較器1に入力される。これにより、VCO出力信号
に生じるスプリアスの低減を図ることができるものであ
る。
【0028】また、プリスケーラ5及び分周器6の電源
と、DFF7、8及び位相比較器1の電源とを、相互に
独立したものとしているので、プリスケーラ等の動作に
よって電源VDD、接地GNDに生じた揺れに起因する
ジッタの後段回路への伝搬も防止することができ、更な
る、スプリアスの低減を図ることができるものである。
【0029】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明
(第1発明)のPLL周波数シンセサイザ回路によれ
ば、論理値の反転等によりプリスケーラ出力信号に生じ
たジッタを第1のDフリップフロップ手段によって除去
乃至低減することができ、これにより、ジッタが後段回
路へ伝搬することによってVCO出力信号に生じるスプ
リアスを低減することができるものである。
【0030】また、本発明(第2発明)のPLL周波数
シンセサイザ回路によれば、プリスケーラ、分周器の動
作によって生じる電源VDD、接地GNDの揺れに起因
するジッタの後段回路への伝搬を防止することができ、
これにより、更なる、スプリアスの低減を図ることがで
きるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態のPLL周波数シンセサイ
ザ回路の構成を示すブロック図である。
【図2】同実施形態の動作を示すタイミングチャートで
ある。
【図3】従来の一般的なPLL周波数シンセサイザ回路
の構成を示すブロック図である。
【図4】図3に示す従来の一般的なPLL周波数シンセ
サイザ回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図5】図3に示す従来の一般的なPLL周波数シンセ
サイザ回路の問題点を解決した従来のPLL周波数シン
セサイザ回路の構成を示すブロック図である。
【図6】図5に示す従来のPLL周波数シンセサイザ回
路の動作を示すタイミングチャートである。
【図7】図5に示す従来のPLL周波数シンセサイザ回
路の問題点の説明に供するタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 位相比較器 2 チャージポンプ 3 ループフィルタ 4 VCO 5 プリスケーラ 6 分周器 7 DFF 8 DFF

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力される制御電圧に応じた周波数の信
    号を生成し、出力する電圧制御発振手段と、 前記電圧制御発振手段から出力された周波数信号を分周
    して、出力するプリスケーラと、 前記プリスケーラから出力された信号を分周して、出力
    する分周手段と、 前記電圧制御発振手段の出力信号の立ち上がりエッジま
    たは立ち下がりエッジでトリガされ、前記プリスケーラ
    の出力信号を取り込んで、出力する第1のDフリップフ
    ロップ手段と、 前記第1のDフリップフロップ手段の出力信号の立ち上
    がりエッジまたは立ち下がりエッジでトリガされ、前記
    分周手段の出力信号を取り込んで、出力する第2のDフ
    リップフロップ手段と、 前記第2のDフリップフロップ手段の出力信号と、比較
    基準となる比較周波数信号とを入力して、その位相差に
    応じた出力電圧を生成し、該出力電圧を前記制御電圧と
    して前記電圧制御発振手段に与える位相比較・制御電圧
    出力手段とを備えたことを特徴とするPLL周波数シン
    セサイザ回路。、
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のPLL周波数シンセサ
    イザ回路に於いて、相互に独立した第1の電源供給回路
    と、第2の電源供給回路とを有し、前記プリスケーラお
    よび分周手段は、前記第1の電源供給回路に接続し、前
    記第1および第2のDフリップフロップ手段、並びに前
    記位相比較・制御電圧出力手段は、前記第2の電源供給
    回路に接続して成ることを特徴とするPLL周波数シン
    セサイザ回路。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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