JP2001156629A - Phase locked loop and frequency synthesizer having the same - Google Patents
Phase locked loop and frequency synthesizer having the sameInfo
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- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は携帯電話等の通信機
器に好適な位相同期ループ及びそれを有する周波数シン
セサイザに関し、特に、動作の安定性の向上を図った位
相同期ループ及びそれを有する周波数シンセサイザに関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase-locked loop suitable for a communication device such as a portable telephone and a frequency synthesizer having the same, and more particularly, to a phase-locked loop having improved operation stability and a frequency synthesizer having the same. About.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、周波数シンセサイザには、位相同
期ループ(PLL:Phase Rock Loop)が組み込まれて
いる。図5は従来のPLLの構成を示すブロック図であ
る。2. Description of the Related Art Conventionally, a phase locked loop (PLL: Phase Rock Loop) is incorporated in a frequency synthesizer. FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of a conventional PLL.
【0003】従来のPLLには、電圧制御発振器(VC
O)104及びこのVCO104の出力信号を分周する
分周器105が設けられている。また、分周器105か
らの分周信号の位相と基準信号の位相とを比較する位相
比較器101、位相比較器101により検出された位相
差を電流に変換するチャージポンプ102及び所定の周
波数の信号のみを取り出してVCO104に出力するル
ープフィルタ103が設けられている。A conventional PLL includes a voltage controlled oscillator (VC)
O) 104 and a frequency divider 105 for dividing the output signal of the VCO 104. Also, a phase comparator 101 that compares the phase of the frequency-divided signal from the frequency divider 105 with the phase of the reference signal, a charge pump 102 that converts the phase difference detected by the phase comparator 101 into a current, and a predetermined frequency A loop filter 103 that extracts only a signal and outputs the signal to the VCO 104 is provided.
【0004】ループフィルタ103には、チャージポン
プ102−VCO104間の信号線と接地との間に接続
され容量値がC1のコンデンサ並びにこのコンデンサと
並列に前記信号線と接地との間に相互に直列に接続され
た容量値がC2のコンデンサ及び抵抗値がRの抵抗素子
が設けられている。A loop filter 103 is connected between the signal line between the charge pump 102 and the VCO 104 and the ground, and has a capacitance of C1 and is connected in series with the capacitor between the signal line and the ground in parallel with the capacitor. Are connected to a capacitor having a capacitance value of C2 and a resistance element having a resistance value of R.
【0005】なお、この従来のPLLにおいては、VC
O104の変調感度Kv(Hz/V)、チャージポンプ
102の位相差−電流変換利得Kp(mA/rad)が
固定値である。従って、ユニティーゲイン角周波数(ω
p)及び位相余裕(θp)を決定して、ループフィルタ
のフィルタ定数を決定する。[0005] In this conventional PLL, VC
The modulation sensitivity Kv (Hz / V) of O104 and the phase difference-current conversion gain Kp (mA / rad) of the charge pump 102 are fixed values. Therefore, the unity gain angular frequency (ω
p) and the phase margin (θp) are determined, and the filter constant of the loop filter is determined.
【0006】なお、ユニティーゲイン角周波数(ωp)
はオープンループ利得が1(0dB)になるときの角周
波数であり、位相余裕は角周波数(ωp)のときの位相
である。The unity gain angular frequency (ωp)
Is the angular frequency when the open loop gain is 1 (0 dB), and the phase margin is the phase when the angular frequency (ωp).
【0007】PLLの安定度を決めるパラメータはユニ
ティーゲイン角周波数(ωp)及び位相余裕であり、P
LLの伝達特性は以下のようにして求められる。The parameters that determine the stability of the PLL are the unity gain angular frequency (ωp) and the phase margin.
The transfer characteristic of LL is obtained as follows.
【0008】オープンループ利得H(s)及びクローズ
ループ利得A(s)は、夫々下記数式1及び2で表され
る。The open loop gain H (s) and the closed loop gain A (s) are expressed by the following equations 1 and 2, respectively.
【0009】[0009]
【数1】 (Equation 1)
【0010】[0010]
【数2】 (Equation 2)
【0011】ループフィルタ103の伝達関数F(s)
は、下記数式3で表される。The transfer function F (s) of the loop filter 103
Is represented by Equation 3 below.
【0012】[0012]
【数3】 (Equation 3)
【0013】但し、τ1、τ2及びτ3は、夫々下記数
式4乃至6で定義される。Here, τ1, τ2 and τ3 are defined by the following equations 4 to 6, respectively.
【0014】[0014]
【数4】 (Equation 4)
【0015】[0015]
【数5】 (Equation 5)
【0016】[0016]
【数6】 (Equation 6)
【0017】従って、数式2及び3から下記数式7が導
かれる。Accordingly, the following equation 7 is derived from equations 2 and 3.
【0018】[0018]
【数7】 (Equation 7)
【0019】但し、Kは、下記数式8で定義される。Here, K is defined by the following equation (8).
【0020】[0020]
【数8】 (Equation 8)
【0021】従って、角周波数をωとすると、オープン
ループ利得は下記数式9で求められる。Therefore, if the angular frequency is ω, the open loop gain can be obtained by the following equation (9).
【0022】[0022]
【数9】 (Equation 9)
【0023】また、この時のオープンループ位相θ(j
・ω)は下記数式10で表される。At this time, the open loop phase θ (j
.Omega.) Is represented by the following equation (10).
【0024】[0024]
【数10】 (Equation 10)
【0025】[0025]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
PLLにおいては、分周器105のN値が変化しても、
ループフィルタ103のフィルタ定数、VCO104の
変調感度及びチャージポンプ102の利得Kpは変わら
ないため、PLLの伝達特性が変化してしまい、ユニテ
ィーゲイン角周波数及び位相余裕が変動してしまう。こ
のため、PLLの安定性が悪化するという問題点があ
る。However, in the conventional PLL, even if the N value of the frequency divider 105 changes,
Since the filter constant of the loop filter 103, the modulation sensitivity of the VCO 104, and the gain Kp of the charge pump 102 do not change, the transfer characteristics of the PLL change, and the unity gain angular frequency and phase margin change. Therefore, there is a problem that the stability of the PLL is deteriorated.
【0026】図6は横軸に周波数をとり、縦軸にオープ
ン利得及び位相をとって周波数とオープン利得及び位相
との関係を示すグラフ図である。なお、図6において
は、一番下の曲線が位相を示し、他の2本の曲線がオー
プン利得を示す。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the frequency, the open gain and the phase by taking the frequency on the horizontal axis and the open gain and phase on the vertical axis. In FIG. 6, the lowermost curve shows the phase, and the other two curves show the open gain.
【0027】例えば、ユニティーゲイン角周波数がωp
1のときの分周数をNとし、分周数を2倍(2×N)に
変更すると、数式2に示すように、オープンループ利得
A(s)は1/2になる。この結果、図6に示すよう
に、ユニティーゲイン角周波数はωp1からその1/2
のωp2へ切り替わる。For example, when the unity gain angular frequency is ωp
When the frequency division number at the time of 1 is N and the frequency division number is doubled (2 × N), the open loop gain A (s) becomes 1 / as shown in Expression 2. As a result, as shown in FIG. 6, the unity gain angular frequency is
To ωp2.
【0028】一方、位相余裕は、数式10に示すよう
に、ループフィルタ103のフィルタ定数のみで決定さ
れるので、分周数が変更する前のN値からユニティーゲ
イン角周波数の時に最大になるようにフィルタ定数を決
定している。従って、分周数Nが2倍になると、図6に
示すように、位相余裕はθp1からθp2に低下する。On the other hand, since the phase margin is determined only by the filter constant of the loop filter 103 as shown in Expression 10, the phase margin is maximized from the N value before the frequency division number is changed to the unity gain angular frequency. The filter constant is determined. Accordingly, when the frequency division number N doubles, the phase margin decreases from θp1 to θp2, as shown in FIG.
【0029】このように、従来のPLLでは、条件(K
v、Kp及びF(s))が一定であるので、分周数N値
を2倍に変更すると、ユニティーゲイン角周波数(ω
p)は1/2になり、位相余裕(θp)は小さくなる。
位相余裕(θp)が小さくなることは、ダンピングが大
きくなってPLLの動作が不安定になることを示してい
る。As described above, in the conventional PLL, the condition (K
v, Kp and F (s)) are constant, and if the frequency division number N is changed to twice, the unity gain angular frequency (ω
p) is halved, and the phase margin (θp) is reduced.
The decrease in the phase margin (θp) indicates that the damping increases and the operation of the PLL becomes unstable.
【0030】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、分周器の分周数が変化しても安定した動作
を確保することができる位相同期ループ及びそれを有す
る周波数シンセサイザを提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has a phase locked loop capable of ensuring stable operation even when the frequency division number of the frequency divider changes, and a frequency synthesizer having the same. The purpose is to provide.
【0031】[0031]
【課題を解決するための手段】本発明に係る位相同期ル
ープは、発振器と、この発振器の出力信号を分周する分
周器と、この分周器からの分周信号の位相と基準信号の
位相とを比較する位相比較器と、この位相比較器により
検出された位相差を電流に変換するチャージポンプと、
このチャージポンプの出力信号を積分し所定の周波数の
信号のみを取り出して前記発振器に負帰還するフィルタ
と、前記分周器による分周数に関連づけて前記チャージ
ポンプの前記位相差を電流に変換する際の利得を制御す
る制御手段と、を有することを特徴とする。A phase locked loop according to the present invention comprises an oscillator, a frequency divider for dividing an output signal of the oscillator, a phase of a frequency divided signal from the frequency divider and a reference signal. A phase comparator that compares the phase with a charge pump that converts the phase difference detected by the phase comparator into a current,
A filter that integrates an output signal of the charge pump, extracts only a signal of a predetermined frequency, and negatively feeds back the signal to the oscillator, and converts the phase difference of the charge pump into a current in association with a frequency division number by the frequency divider. And control means for controlling the gain at the time.
【0032】本発明においては、制御手段によりチャー
ジポンプポンプの位相差を電流に変換する際の利得が分
周器の分周数と連動して自動的に設定されるので、分周
数が変化しても、オープンループ利得及び位相余裕は変
動せず、伝達特性が一定に保たれる。従って、本発明の
PLLは常に安定状態に維持される。In the present invention, the gain at the time of converting the phase difference of the charge pump pump into current by the control means is automatically set in conjunction with the frequency division number of the frequency divider. However, the open loop gain and the phase margin do not change, and the transfer characteristics are kept constant. Therefore, the PLL of the present invention is always maintained in a stable state.
【0033】なお、前記制御手段は、各分周数について
設定された出力電圧を記憶するメモリと、前記分周器に
設定される分周数に関連づけて前記メモリ内のアドレス
を指定するラッチ回路と、前記メモリの出力信号に基づ
いて前記チャージポンプの前記位相差を電流に変換する
際の利得を決定する制御回路と、を有してもよく、前記
分周器に設定される分周数に関連づけて選択信号を出力
する選択回路と、スイッチング素子を内蔵し前記選択回
路の出力信号により前記スイッチング素子のオン/オフ
を切替えて前記チャージポンプの前記位相差を電流に変
換する際の利得を決定する制御回路と、を有してもよ
い。The control means includes a memory for storing an output voltage set for each frequency dividing number, and a latch circuit for designating an address in the memory in relation to the frequency dividing number set for the frequency divider. And a control circuit for determining a gain when converting the phase difference of the charge pump into a current based on an output signal of the memory, and a frequency division number set in the frequency divider. A selection circuit that outputs a selection signal in association with the control signal, and a gain when converting the phase difference of the charge pump into a current by switching on / off of the switching element by an output signal of the selection circuit. And a control circuit for determining.
【0034】また、前記制御回路は、前記分周器に設定
される分周数の種類と同数のスイッチング素子と、夫々
前記各スイッチング素子に接続された抵抗素子と、を有
することができる。更に、前記スイッチング素子は、電
界効果トランジスタを有してもよい。The control circuit may include the same number of switching elements as the number of frequency divisions set in the frequency divider, and resistance elements connected to the respective switching elements. Further, the switching element may include a field effect transistor.
【0035】本発明に係る周波数シンセサイザは、上記
いずれかの位相同期ループを有することを特徴とする。A frequency synthesizer according to the present invention includes any one of the above phase locked loops.
【0036】[0036]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係る位相
同期ループ(PLL)について、添付の図面を参照して
具体的に説明する。図1は本発明の第1の実施例に係る
PLLの構成を示すブロック図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a phase locked loop (PLL) according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the PLL according to the first embodiment of the present invention.
【0037】第1の実施例には、VCO4及びこのVC
O4の出力信号を分周する分周器5が設けられている。
また、分周器5からの分周信号の位相と基準信号の位相
とを比較する位相比較器1、位相比較器1により検出さ
れた位相差を誤差出力として電流に変換するチャージポ
ンプ2及びこのチャージポンプ2の出力信号を積分し所
定の周波数の信号のみを取り出してVCO4に負帰還す
るループフィルタ3が設けられている。In the first embodiment, VCO 4 and this VC
A frequency divider 5 for dividing the output signal of O4 is provided.
Also, a phase comparator 1 for comparing the phase of the frequency-divided signal from the frequency divider 5 with the phase of the reference signal, a charge pump 2 for converting the phase difference detected by the phase comparator 1 into an electric current as an error output, and A loop filter 3 is provided which integrates an output signal of the charge pump 2, extracts only a signal of a predetermined frequency, and negatively feeds back to the VCO 4.
【0038】また、第1の実施例には、分周器5に設定
されるN値のデータをラッチするN値データラッチ回路
6が設けられている。更に、N値データラッチ回路6か
らの出力信号に関連づけて設定されたチャージポンプ2
の位相差を電流に変換する際の利得(以下、「位相差−
電流変換利得」という)Kp(mA/rad)を得るた
めの電圧値VCが格納されたメモリ7が設けられてい
る。例えば、ある分周数(NR)を基準として、各分周
数N値に対して位相差−電流変換利得Kpが(N/N
R)倍になる電圧値(VC)がメモリ7に格納されてい
る。In the first embodiment, an N-value data latch circuit 6 for latching N-value data set in the frequency divider 5 is provided. Further, the charge pump 2 set in association with the output signal from the N-value data latch circuit 6
Gain when converting the phase difference into a current (hereinafter referred to as “phase difference−
A memory 7 in which a voltage value VC for obtaining a current conversion gain “Kp (mA / rad)” is provided. For example, based on a certain frequency division number (NR), the phase difference-current conversion gain Kp is (N / N
The voltage value (VC) that is multiplied by R) is stored in the memory 7.
【0039】更にまた、メモリ7の選択されたアドレス
に格納されたデータに基づいてチャージポンプ2の位相
差−電流変換利得を制御するチャージポンプ電流制御回
路8が設けられている。Further, a charge pump current control circuit 8 for controlling a phase difference-current conversion gain of the charge pump 2 based on data stored at a selected address of the memory 7 is provided.
【0040】図2は第1の実施例におけるチャージポン
プ2及びチャージポンプ電流制御回路8の構成を示す回
路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of the charge pump 2 and the charge pump current control circuit 8 in the first embodiment.
【0041】チャージポンプ電流制御回路8には、メモ
リ7に接続された抵抗11及びこの抵抗11と接地との
間にソース・ドレインが接続されたNチャネルMOSト
ランジスタ12が設けられている。トランジスタ12の
ゲートはそのドレインに接続されている。ゲートがトラ
ンジスタ12のゲートに接続されソースが接地に接続さ
れたNチャネルMOSトランジスタ13が設けられてい
る。The charge pump current control circuit 8 includes a resistor 11 connected to the memory 7 and an N-channel MOS transistor 12 having a source and a drain connected between the resistor 11 and the ground. The gate of transistor 12 is connected to its drain. An N-channel MOS transistor 13 having a gate connected to the gate of the transistor 12 and a source connected to the ground is provided.
【0042】また、ソースに電源電位VDDが供給され
るPチャネルMOSトランジスタ14、15及び17が
設けられている。トランジスタ13のドレイン、トラン
ジスタ14のドレイン及びゲート、トランジスタ15の
ドレイン及びゲート並びにトランジスタ17のゲートは
共通接続されている。Further, P-channel MOS transistors 14, 15, and 17 whose sources are supplied with the power supply potential VDD are provided. The drain of the transistor 13, the drain and gate of the transistor 14, the drain and gate of the transistor 15, and the gate of the transistor 17 are commonly connected.
【0043】更に、ソースが接地に接続されたNチャネ
ルMOSトランジスタ16及び20が設けられている。
トランジスタ16のドレイン及びゲート並びにトランジ
スタ20のゲートはトランジスタ15のドレイン等に接
続されている。Further, N-channel MOS transistors 16 and 20 whose sources are connected to the ground are provided.
The drain and gate of the transistor 16 and the gate of the transistor 20 are connected to the drain of the transistor 15 and the like.
【0044】一方、チャージポンプ2には、ソースがト
ランジスタ17のドレインに接続されたPチャネルMO
Sトランジスタ18及びソースがトランジスタ20のド
レインに接続されたNチャネルMOSトランジスタ19
が設けられている。トランジスタ18及び19のドレイ
ンは共通接続されており、この共通接続点がループフィ
ルタ3に接続されている。また、トランジスタ18のゲ
ートには、位相比較器1からの電圧上昇を指示する信号
UPが入力され、トランジスタ19のゲートには、位相
比較器1からの電圧降下を指示する信号DOWNが入力
される。On the other hand, the charge pump 2 has a P-channel MO having a source connected to the drain of the transistor 17.
S transistor 18 and N-channel MOS transistor 19 whose source is connected to the drain of transistor 20
Is provided. The drains of the transistors 18 and 19 are commonly connected, and this common connection point is connected to the loop filter 3. A signal UP instructing a voltage increase from the phase comparator 1 is input to the gate of the transistor 18, and a signal DOWN instructing a voltage drop from the phase comparator 1 is input to the gate of the transistor 19. .
【0045】次に、上述のように構成された第1の実施
例のPLLの動作について説明する。N値データラッチ
回路6に分周数を示すN値データが入力されると、分周
器5がVCO4の出力信号を(1/N)倍すると共に、
メモリ7が分周数Nに対応するアドレスに格納されてい
る電圧VCを出力する。Next, the operation of the PLL of the first embodiment configured as described above will be described. When N-value data indicating the frequency division number is input to the N-value data latch circuit 6, the frequency divider 5 multiplies the output signal of the VCO 4 by (1 / N),
The memory 7 outputs the voltage VC stored at the address corresponding to the frequency division number N.
【0046】そして、電圧VCが抵抗11に印加された
チャージポンプ電流制御回路8は、チャージポンプ2の
位相差−電流変換利得Kpが分周数NRのときの(N/
NR)倍になるようにチャージポンプ2が出力する電流
を制御する。Then, the charge pump current control circuit 8 in which the voltage VC is applied to the resistor 11 outputs (N / N) when the phase difference-current conversion gain Kp of the charge pump 2 is the frequency division number NR.
The output current of the charge pump 2 is controlled so as to be NR) times.
【0047】このため、分周数が2倍に増加しても、メ
モリ7に格納されているデータに基づいてチャージポン
プ2の位相差−電流変換利得Kpも2倍になるため、オ
ープンループ利得A(s)は変動しない。そして、オー
プンループ利得A(s)が変動しないので、位相余裕も
変動しない。従って、分周数が2倍に増加しても、PL
Lの動作の安定性が確保される。Therefore, even if the frequency division number increases twice, the phase difference-current conversion gain Kp of the charge pump 2 also doubles based on the data stored in the memory 7, so that the open loop gain A (s) does not change. Since the open loop gain A (s) does not change, the phase margin does not change. Therefore, even if the frequency division number increases twice, PL
The operation stability of L is ensured.
【0048】なお、分周数の変化は2倍に限定されるも
のではなく、どのような倍率に変化しても、本実施例に
係るPLLの安定性は確保される。It should be noted that the change of the frequency division number is not limited to two times, and the stability of the PLL according to the present embodiment is ensured regardless of the magnification.
【0049】次に、本発明の第2の実施例について説明
する。第2の実施例は設定される分周数の種類が比較的
少ないものに好適なPLLである。第1の実施例におけ
るメモリ7は比較的多数の素子を必要とするため、メモ
リ7を大規模集積回路(LSI)化すると、LSIの面
積が大きくなるが、設定される分周数の種類が多い場合
には好適である。しかし、分周数の種類が少ない場合に
もメモリ7を使用すると、必要以上に回路規模が大きく
なるため、敢えてメモリを使用する必要はない。そこ
で、第2の実施例にはメモリの替わりに選択回路が設け
られている。図3は本発明の第2の実施例に係るPLL
の構成を示すブロック図である。なお、図3に示す第2
の実施例において、図1に示す第1の実施例と同一の構
成要素には、同一の符号を付してその詳細な説明は省略
する。Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment is a PLL suitable for a type in which the number of division numbers set is relatively small. Since the memory 7 in the first embodiment requires a relatively large number of elements, if the memory 7 is formed into a large-scale integrated circuit (LSI), the area of the LSI becomes large. It is suitable when there are many. However, if the memory 7 is used even when the number of frequency divisions is small, the circuit scale becomes unnecessarily large, so there is no need to use the memory. Therefore, in the second embodiment, a selection circuit is provided instead of the memory. FIG. 3 shows a PLL according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of FIG. In addition, the second shown in FIG.
In this embodiment, the same components as those in the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
【0050】第2の実施例には、分周器5に設定される
N値のデータがN値データラッチ回路6に入力される前
に入力される分周数選択回路9が設けられている。分周
数選択回路9には、N値選択データ入力信号に関連づけ
て、後述のチャージポンプ電流制御回路10に設けられ
た選択信号入力端子を選択すると共に、N値データラッ
チ回路6に分周数を出力する回路が設けられている。ま
た、第2の実施例には、分周数選択回路9からの信号に
関連づけてチャージポンプ2の位相差−電流変換利得K
p(mA/rad)を制御するチャージポンプ電流制御
回路10が設けられている。In the second embodiment, there is provided a frequency division number selection circuit 9 which is input before N-value data set in the frequency divider 5 is input to the N-value data latch circuit 6. . The division number selection circuit 9 selects a selection signal input terminal provided in a charge pump current control circuit 10 to be described later in association with the N value selection data input signal, and the N number data latch circuit 6 Is provided. In the second embodiment, the phase difference-current conversion gain K of the charge pump 2 is related to the signal from the frequency division number selection circuit 9.
A charge pump current control circuit 10 for controlling p (mA / rad) is provided.
【0051】図4は第2の実施例におけるチャージポン
プ2及びチャージポンプ電流制御回路10の構成を示す
回路図である。なお、図4に示す第2の実施例中の回路
において、図2に示す第1の実施例中の回路と同一の構
成要素には、同一の符号を付してその詳細な説明は省略
する。また、分周器5に設定される分周数の種類は、k
種類とする。FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of the charge pump 2 and the charge pump current control circuit 10 in the second embodiment. In the circuit in the second embodiment shown in FIG. 4, the same components as those in the circuit in the first embodiment shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. . The type of frequency division number set in frequency divider 5 is k
Type.
【0052】チャージポンプ電流制御回路10には、分
周器5に設定される分周数の種類と同数(k個)のPチ
ャネルMOSトランジスタ21−1、21−2、…21
−kが設けられている。トランジスタ21−1〜21−
kの各ソースには、電源電圧VDDが供給される。ま
た、トランジスタ21−1〜21−kの各ゲートは、分
周数選択回路9に接続されている。In the charge pump current control circuit 10, the same number (k) of P-channel MOS transistors 21-1, 21-2,...
-K is provided. Transistors 21-1 to 21-
The power supply voltage VDD is supplied to each source of k. The gates of the transistors 21-1 to 21-k are connected to the frequency division number selection circuit 9.
【0053】チャージポンプ電流選択回路10には、更
に、夫々トランジスタ21−1、21−2、…21−k
の各ドレインとトランジスタ12のドレイン及びゲート
との間に接続されたk個の抵抗素子22−1、22−
2、…22−kが設けられている。抵抗素子22−1〜
22−kの抵抗値は相違しており、夫々トランジスタ2
1−1〜21−kをオンとする分周数に対して、ある分
周数(NR)を基準として、位相差−電流変換利得Kp
が(N/NR)倍になるように設定されている。例え
ば、基準分周数NRを得るときにトランジスタ21−1
がオンとされ、そのときの位相差−電流変換利得がKp
1であり、トランジスタ21−2をオンとするときの分
周数が2×NRである場合、抵抗素子22−2の抵抗値
は、トランジスタ21−2をオンとしたときに得られる
位相差−電流変換利得Kp2がKp1の2倍となるよう
に設定されている。The charge pump current selection circuit 10 further includes transistors 21-1, 21-2,.
K resistance elements 22-1, 22-22 connected between each drain of the transistor 12 and the drain and gate of the transistor 12.
2,... 22-k are provided. Resistance elements 22-1 to 22-1
22-k have different resistance values, and
With respect to the frequency division number for turning on 1-1 to 21-k, the phase difference-current conversion gain Kp is set based on a certain frequency division number (NR).
Is set to be (N / NR) times. For example, when obtaining the reference frequency division number NR, the transistor 21-1
Is turned on, and the phase difference-current conversion gain at that time is Kp
1 and the frequency division number when the transistor 21-2 is turned on is 2 × NR, the resistance value of the resistance element 22-2 is equal to the phase difference obtained when the transistor 21-2 is turned on. The current conversion gain Kp2 is set to be twice as large as Kp1.
【0054】次に、上述のように構成された第2の実施
例のPLLの動作について説明する。分周数選択回路9
に分周数を示すN値選択データが入力されると、分周数
選択回路9は分周数を設定し、N値データラッチ回路6
にN値データを出力する。この結果、分周器5はVCO
4の出力信号を(1/N)倍する。Next, the operation of the PLL of the second embodiment configured as described above will be described. Dividing number selection circuit 9
When N-value selection data indicating the number of divisions is input to the N-value data latch circuit 6, the N-number selection circuit 9 sets the number of divisions.
To output N-value data. As a result, the frequency divider 5
4 is multiplied by (1 / N).
【0055】また、分周数選択回路9はN値データを出
力するのと同時に、チャージポンプ電流制御回路10に
選択データを出力する。選択データを入力したチャージ
ポンプ電流制御回路10は、選択データに基づいてトラ
ンジスタ21−1〜21−kのオン/オフを切替え、抵
抗素子22−1〜22−kのうちオンとなったトランジ
スタに接続されたものの抵抗値により位相差−電流変換
利得Kpが決定される。Further, the frequency division number selection circuit 9 outputs the selected data to the charge pump current control circuit 10 at the same time as outputting the N value data. The charge pump current control circuit 10 to which the selection data is input switches on / off of the transistors 21-1 to 21-k based on the selection data, and switches the on / off of the resistance elements 22-1 to 22-k. The phase difference-current conversion gain Kp is determined by the resistance value of the connection.
【0056】この結果、第2の実施例によっても、分周
数がM倍に増加しても、分周数選択回路9及びチャージ
ポンプ電流制御回路10によりチャージポンプ2の位相
差−電流変換利得KpもM倍になるので、オープンルー
プ利得A(s)は変動しない。そして、オープンループ
利得A(s)が変動しないので、位相余裕も変動しな
い。従って、分周数が変化しても、PLLの動作の安定
性が確保される。As a result, according to the second embodiment, even if the frequency division number is increased by M times, the frequency difference selection circuit 9 and the charge pump current control circuit 10 control the phase difference-current conversion gain of the charge pump 2. Since Kp also becomes M times, the open loop gain A (s) does not change. Since the open loop gain A (s) does not change, the phase margin does not change. Therefore, even if the frequency division number changes, the stability of the operation of the PLL is ensured.
【0057】なお、これらのPLLは、例えば周波数シ
ンセサイザに内蔵して使用することができる。Note that these PLLs can be used, for example, by being built in a frequency synthesizer.
【0058】[0058]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
チャージポンプポンプの位相差−電流変換利得を分周器
の分周数と連動して自動的に設定する制御手段を設けて
いるので、分周数が変化しても、オープンループ利得及
び位相余裕の変動を防止して、伝達特性を一定に保つこ
とができる。これにより、常に安定状態に維持すること
ができる。As described in detail above, according to the present invention,
Since the control means for automatically setting the phase difference-current conversion gain of the charge pump pump in conjunction with the frequency division number of the frequency divider is provided, even if the frequency division number changes, the open loop gain and the phase margin And the transfer characteristics can be kept constant. Thereby, it is possible to always maintain a stable state.
【図1】本発明の第1の実施例に係るPLLの構成を示
すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a PLL according to a first embodiment of the present invention.
【図2】第1の実施例におけるチャージポンプ2及びチ
ャージポンプ電流制御回路8の構成を示す回路図であ
る。FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a charge pump 2 and a charge pump current control circuit 8 in the first embodiment.
【図3】本発明の第2の実施例に係るPLLの構成を示
すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a PLL according to a second embodiment of the present invention.
【図4】第2の実施例におけるチャージポンプ2及びチ
ャージポンプ電流制御回路10の構成を示す回路図であ
る。FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a charge pump 2 and a charge pump current control circuit 10 in a second embodiment.
【図5】従来のPLLの構成を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a conventional PLL.
【図6】周波数とオープン利得及び位相との関係を示す
グラフ図である。FIG. 6 is a graph showing the relationship between frequency, open gain, and phase.
1、101;位相比較器 2、102;チャージポンプ 3、103;ループフィルタ 4、104;電圧制御発振器(VCO) 5、105;分周器 6;N値データラッチ回路 7;メモリ 8、10;チャージポンプ電流制御回路 9;分周数選択回路 1, 101; phase comparator 2, 102; charge pump 3, 103; loop filter 4, 104; voltage controlled oscillator (VCO) 5, 105; frequency divider 6, N-value data latch circuit 7, memory 8, 10; Charge pump current control circuit 9; frequency division number selection circuit
Claims (6)
する分周器と、この分周器からの分周信号の位相と基準
信号の位相とを比較する位相比較器と、この位相比較器
により検出された位相差を電流に変換するチャージポン
プと、このチャージポンプの出力信号を積分し所定の周
波数の信号のみを取り出して前記発振器に負帰還するフ
ィルタと、前記分周器による分周数に関連づけて前記チ
ャージポンプの前記位相差を電流に変換する際の利得を
制御する制御手段と、を有することを特徴とする位相同
期ループ。An oscillator; a frequency divider for dividing an output signal of the oscillator; a phase comparator for comparing a phase of a frequency-divided signal from the frequency divider with a phase of a reference signal; A charge pump that converts the phase difference detected by the divider into a current, a filter that integrates an output signal of the charge pump, extracts only a signal of a predetermined frequency, and negatively feeds back to the oscillator, and a frequency divider by the frequency divider Control means for controlling a gain when converting the phase difference of the charge pump into a current in relation to a number.
された出力電圧を記憶するメモリと、前記分周器に設定
される分周数に関連づけて前記メモリ内のアドレスを指
定するラッチ回路と、前記メモリの出力信号に基づいて
前記チャージポンプの前記位相差を電流に変換する際の
利得を決定する制御回路と、を有することを特徴とする
請求項1に記載の位相同期ループ。2. The memory according to claim 1, wherein said control means stores an output voltage set for each frequency division number, and a latch circuit for specifying an address in said memory in relation to the frequency division number set for said frequency divider. The phase-locked loop according to claim 1, further comprising: a control circuit that determines a gain when converting the phase difference of the charge pump into a current based on an output signal of the memory.
る分周数に関連づけて選択信号を出力する選択回路と、
スイッチング素子を内蔵し前記選択回路の出力信号によ
り前記スイッチング素子のオン/オフを切替えて前記チ
ャージポンプの前記位相差を電流に変換する際の利得を
決定する制御回路と、を有することを特徴とする請求項
1に記載の位相同期ループ。3. A selection circuit for outputting a selection signal in association with a frequency division number set in the frequency divider,
A control circuit that has a built-in switching element and switches on / off of the switching element according to an output signal of the selection circuit to determine a gain when the phase difference of the charge pump is converted into a current. The phase-locked loop according to claim 1.
る分周数の種類と同数のスイッチング素子と、夫々前記
各スイッチング素子に接続された抵抗素子と、を有する
ことを特徴とする請求項3に記載の位相同期ループ。4. The control circuit according to claim 1, wherein the control circuit includes the same number of switching elements as the number of frequency divisions set in the frequency divider, and resistance elements connected to the respective switching elements. A phase locked loop according to claim 3.
ンジスタを有することを特徴とする請求項3又は4に記
載の位相同期ループ。5. The phase locked loop according to claim 3, wherein the switching element includes a field effect transistor.
位相同期ループを有することを特徴とする周波数シンセ
サイザ。6. A frequency synthesizer comprising the phase-locked loop according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33206399A JP2001156629A (en) | 1999-11-22 | 1999-11-22 | Phase locked loop and frequency synthesizer having the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP33206399A JP2001156629A (en) | 1999-11-22 | 1999-11-22 | Phase locked loop and frequency synthesizer having the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001156629A true JP2001156629A (en) | 2001-06-08 |
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ID=18250742
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33206399A Pending JP2001156629A (en) | 1999-11-22 | 1999-11-22 | Phase locked loop and frequency synthesizer having the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001156629A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004093309A1 (en) * | 2003-01-08 | 2004-10-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Modulator and correction method thereof |
US7965144B2 (en) | 2008-03-31 | 2011-06-21 | Sony Corporation | Phase locked loop circuit and integrated circuit for the same |
US8213560B2 (en) | 2008-03-31 | 2012-07-03 | Sony Corporation | PLL circuit |
-
1999
- 1999-11-22 JP JP33206399A patent/JP2001156629A/en active Pending
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WO2004093309A1 (en) * | 2003-01-08 | 2004-10-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Modulator and correction method thereof |
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CN100466460C (en) * | 2003-01-08 | 2009-03-04 | 松下电器产业株式会社 | Modulator and correction method thereof |
US7965144B2 (en) | 2008-03-31 | 2011-06-21 | Sony Corporation | Phase locked loop circuit and integrated circuit for the same |
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