JP2002009615A - Pll circuit - Google Patents
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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、PLL回路、特に
電圧制御発振回路の変換係数が低く設定され、制御特性
の直線性が改善され、ジッタの発生を抑制できるPLL
回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a PLL in which the conversion coefficient of a PLL circuit, in particular, a voltage controlled oscillation circuit, is set low, the linearity of control characteristics is improved, and the occurrence of jitter can be suppressed.
It is related to the circuit.
【0002】[0002]
【従来の技術】図5は、一般的に使用されているPLL
回路の一構成例を示す回路図である。図示のように、こ
のPLL回路は、位相比較回路101、チャージポンプ
103、低域通過フィルタ(LPF:ローパスフィル
タ)104及び電圧制御発振回路(VCO)105によ
って構成されている。2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a generally used PLL.
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a circuit. As shown, the PLL circuit includes a phase comparison circuit 101, a charge pump 103, a low-pass filter (LPF: low-pass filter) 104, and a voltage-controlled oscillation circuit (VCO) 105.
【0003】位相比較回路101は、外部から入力され
た基準信号Sref とVCO105の発振信号SVCO との
位相を比較し、これらの信号の位相差に応じて、アップ
信号SUPまたはダウン信号SDWを出力する。チャージポ
ンプ103は、位相比較回路101からのアップ信号S
UPまたはダウン信号SDWに応じて、出力側に接続されて
いる容量性負荷回路に対して、チャージ電流またはディ
スチャージ電流を供給することで、出力電圧VCHのレベ
ルを制御する。A phase comparison circuit 101 compares the phase of an externally input reference signal S ref with the phase of an oscillation signal S VCO of the VCO 105, and according to the phase difference between these signals, an up signal S UP or a down signal S UP. Output DW . The charge pump 103 receives the up signal S from the phase comparison circuit 101.
The level of the output voltage VCH is controlled by supplying a charge current or a discharge current to a capacitive load circuit connected to the output side according to the UP or down signal SDW .
【0004】ローパスフィルタ104は、チャージポン
プ103の出力側に接続され、チャージポンプ103の
出力電圧VCHに含まれている高周波成分を減衰させ、低
周波成分VCNT のみを出力する。ローパスフィルタ10
4の出力信号VCNT は、制御電圧としてVCO105に
供給される。VCO105は、制御電圧VCNT に応じて
発振周波数が制御され、発振信号SVCO を出力する。[0004] low-pass filter 104 is connected to the output side of the charge pump 103, it attenuates the high frequency component contained in the output voltage V CH of the charge pump 103 outputs only the low frequency component V CNT. Low-pass filter 10
The output signal V CNT of 4 is supplied to VCO105 as a control voltage. The VCO 105 has an oscillation frequency controlled according to the control voltage VCNT , and outputs an oscillation signal SVCO .
【0005】図5に示すように、VCO0105におい
て、直列接続されている4段のインバータとNANDゲ
ート106によって、リング状の発振回路が構成されて
いる。各インバータは、電源電圧VDDと接地電位GND
との間に直列接続されている2つのpMOSトランジス
タと一つのnMOSトランジスタによって構成されてい
る。例えば、一段目のインバータは、電源電圧VDDと接
地電位GNDとの間に直列接続されているpMOSトラ
ンジスタMP111,MP112とnMOSトランジス
タMN111によって構成されている。トランジスタM
P111とトランジスタMP112のチャネル形成領域
がともに電源電圧VDDに接続され、トランジスタMN1
11のチャネル形成領域が接地されている。トランジス
タMP111のゲートに制御電圧VCNT が印加され、ト
ランジスタMP112とMN111のゲートが共通に接
続され、このインバータの入力端子が形成され、さら
に、トランジスタMP112とMN111のソースの接
続端子によってインバータの出力端子が形成される。As shown in FIG. 5, in the VCO 0105, a ring-shaped oscillation circuit is formed by four stages of inverters connected in series and a NAND gate 106. Each inverter has a power supply voltage V DD and a ground potential GND.
And two pMOS transistors and one nMOS transistor connected in series. For example, the first-stage inverter includes pMOS transistors MP111 and MP112 and an nMOS transistor MN111 which are connected in series between the power supply voltage V DD and the ground potential GND. Transistor M
The channel formation regions of the transistor P111 and the transistor MP112 are both connected to the power supply voltage VDD , and the transistor MN1
Eleven channel forming regions are grounded. The control voltage V CNT is applied to the gate of the transistor MP111, the gates of the transistors MP112 and MN111 are connected in common, the input terminal of the inverter is formed, and the output terminal of the inverter is connected to the source connection terminal of the transistors MP112 and MN111. Is formed.
【0006】VCO105を構成する他のインバータ
は、上述した一段目のインバータとほぼ同じ構成を有す
る。これらのインバータが入力端子が前段のインバータ
の出力端子に接続され、NANDゲート106の一方の
入力端子が末段のインバータの出力端子に接続され、初
段のインバータの入力端子がNANDゲート106の出
力端子に接続されている。このように構成されたVCO
105において、NANDゲート106の他方の入力端
子にハイレベルのイネーブル信号ENBが印加された場
合、NANDゲート106が入力信号を反転して出力端
子に出力するので、等価的に5段のインバータからなる
リング状の発振回路が構成される。この発振回路の発振
周波数が各構成要素のインバータの遅延時間によって決
まる。なお、各インバータの遅延時間は、それぞれのイ
ンバータを構成するpMOSトランジスタのゲートに印
加される制御電圧VCNT によって制御されるので、VC
O105の発振周波数Fout が制御電圧VCNT によって
制御される。The other inverters constituting VCO 105 have substantially the same configuration as the first-stage inverter described above. These inverters have input terminals connected to the output terminal of the preceding inverter, one input terminal of the NAND gate 106 connected to the output terminal of the last inverter, and the input terminal of the first inverter connected to the output terminal of the NAND gate 106. It is connected to the. VCO configured in this way
In 105, when a high-level enable signal ENB is applied to the other input terminal of the NAND gate 106, the NAND gate 106 inverts the input signal and outputs the inverted signal to the output terminal. A ring-shaped oscillation circuit is formed. The oscillation frequency of this oscillation circuit is determined by the delay time of each component inverter. Since the delay time of each inverter is controlled by the control voltage V CNT applied to the gate of the pMOS transistor constituting each inverter, VC
Oscillation frequency F out of the O105 is controlled by a control voltage V CNT.
【0007】VCO105の発振信号が、バッファ10
7によって増幅、整形され、発振信号SVCO として位相
比較回路101に供給される。また、発振信号SVCO が
バッファ108を介して、外部に供給される。[0007] The oscillation signal of the VCO 105 is
7, and is supplied to the phase comparison circuit 101 as an oscillation signal SVCO . Further, the oscillation signal SVCO is supplied to the outside via the buffer 108.
【0008】上述した構成を有するPLL回路におい
て、位相比較回路101によって基準信号Sref とVC
O105の発振信号SVCO との位相差に応じて、アップ
信号SUPまたはダウン信号SDWが出力される。チャージ
ポンプ103によって、アップ信号SUPまたはダウン信
号SDWに応じた電圧信号SV が出力され、ローパスフィ
ルタ104を介して、高域成分が減衰され、所定の低域
成分のみを含む制御電圧VCNT が出力される。この制御
電圧VCNT に応じて、VCO105が発振周波数が制御
される。In the PLL circuit having the above configuration, the reference signal Sref and VC
The up signal S UP or the down signal S DW is output according to the phase difference between the O 105 and the oscillation signal S VCO . The charge pump 103 outputs a voltage signal S V corresponding to the up signal S UP or the down signal S DW , and a high-frequency component is attenuated through the low-pass filter 104, and the control voltage V includes only a predetermined low-frequency component. CNT is output. The oscillation frequency of the VCO 105 is controlled according to the control voltage VCNT .
【0009】PLL回路における帰還制御によって、V
CO105の発振信号SVCO が基準信号Sref に位相同
期するように制御される。PLL回路が立ち上がった直
後、または基準信号Sref の周波数が変化したとき、P
LL回路において発振信号SVCO の周波数が基準信号S
ref に追従するように、いわゆる引き込み制御が行われ
る。所定の時間が経過したあと、発振信号SVCO が基準
信号Sref と位相同期状態になる。通常、この状態はP
LL回路が基準信号Sref にロックしていると呼ばれ
る。[0009] By feedback control in the PLL circuit, V
Oscillation signal S VCO of CO105 is controlled to phase synchronized with the reference signal S ref. Immediately after the PLL circuit starts up or when the frequency of the reference signal Sref changes, P
In the LL circuit, the frequency of the oscillation signal S VCO is
So-called pull-in control is performed so as to follow ref . After a lapse of a predetermined time, the oscillation signal SVCO enters a phase-locked state with the reference signal Sref . Usually, this state is P
It is said that the LL circuit is locked to the reference signal Sref .
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のPLL回路では、PLL回路がロック状態に達した
とき、基準信号Sref の周波数が一定に保持されている
場合でも、ノイズなどの影響によってVCOの発振周波
数Fout が変化する、いわゆるジッタが発生する。以
下、ジッタ発生の原因について説明する。図5に示すよ
うに、VCO105において、制御電圧VCNT がpMO
SトランジスタMP111,MP121,MP131及
びMP141のゲートに印加され、これらトランジスタ
のゲート−ソース間の電圧Vgsを制御することによっ
て、トランジスタのドレイン電流Id を制御する。VC
O105を構成するインバータの遅延時間がドレイン電
流Id に応じて変化する。即ち、VCO105の発振周
波数が制御電圧VCNT によって制御される。By the way, in the above-mentioned conventional PLL circuit, when the PLL circuit reaches the locked state, even if the frequency of the reference signal Sref is kept constant, it is affected by noise and the like. A so-called jitter occurs in which the oscillation frequency F out of the VCO changes. Hereinafter, the cause of the occurrence of jitter will be described. As shown in FIG. 5, in the VCO 105, the control voltage V CNT is pMO
Is applied to the gate of the S transistor MP 111, MP 121, MP 131 and MP141, gates of these transistors - by controlling the voltage V gs between the source, to control the drain current I d of the transistor. VC
The delay time of the inverters constituting the O105 varies depending on the drain current I d. That is, the oscillation frequency of the VCO 105 is controlled by the control voltage VCNT .
【0011】pMOSトランジスタMP111,MP1
21,MP131及びMP141が飽和領域動作してい
るとき、それぞれのトランジスタに流れる電流Id は、
次式によって求められる。The pMOS transistors MP111 and MP1
21, when the MP131 and MP141 are saturated region operation, the current I d flowing through the respective transistors,
It is obtained by the following equation.
【0012】[0012]
【数1】 (Equation 1)
【0013】式(1)において、Vgsはトランジスタの
ゲート−ソース間電圧、Vt はトランジスタのしきい値
電圧、λはチャネル長変調係数、Vdsはトランジスタの
ドレイン−ソース間電圧を示している。係数Kは次式に
よって与えられる。In the equation (1), V gs is a transistor gate-source voltage, V t is a transistor threshold voltage, λ is a channel length modulation coefficient, and V ds is a transistor drain-source voltage. I have. The coefficient K is given by the following equation.
【0014】[0014]
【数2】 (Equation 2)
【0015】[0015]
【数3】 (Equation 3)
【0016】式(2)と(3)において、Wはトランジ
スタのチャネル幅、Lはトランジスタのチャネル長、μ
はキャリアの移動度、Coxはゲート酸化膜容量を示して
いる。また、トランジスタのしきい値電圧Vt は、次式
によって与えられる。In equations (2) and (3), W is the channel width of the transistor, L is the channel length of the transistor, μ
Represents carrier mobility, and Cox represents gate oxide film capacity. The threshold voltage V t of the transistor is given by the following equation.
【0017】[0017]
【数4】 (Equation 4)
【0018】式(4)において、Vbsはトランジスタの
サブストレート(基板)−ソース間電圧、Vt0はVbsが
0のときのしきい値電圧、γとφf はプロセスによって
定められた定数である。In equation (4), V bs is the voltage between the substrate (substrate) and the source of the transistor, V t0 is the threshold voltage when V bs is 0, and γ and φ f are constants determined by the process. It is.
【0019】式(1)〜(4)からは、トランジスタM
P111,MP121,MP131及びMP141が飽
和領域動作しているとき、それぞれのトランジスタに流
れる電流Id は、ゲート−ソース間の電圧Vgsの二乗に
比例して変化することが分かる。From equations (1) to (4), the transistor M
P111, MP 121, when the MP131 and MP141 are saturated region operation, the current I d flowing through the respective transistors, the gate - it can be seen that changes in proportion to the square of the voltage V gs between the source.
【0020】一方、トランジスタMP111,MP12
1,MP131及びMP141が非飽和領域で動作して
いるとき、それぞれのトランジスタに流れる電流I
d は、次式によって求められる。On the other hand, transistors MP111 and MP12
1, MP131 and MP141 operate in the non-saturation region, the current I
d is obtained by the following equation.
【0021】[0021]
【数5】 (Equation 5)
【0022】式(5)によって、非飽和領域で動作して
いるとき、トランジスタに流れる電流Id はそのゲート
−ソース間電圧Vgsの一乗に比例して変化する。By [0022] Equation (5), when operating in the non-saturation region, the current I d flowing through the transistor whose gate - varies in proportion to a square of the source voltage V gs.
【0023】上述したように、トランジスタMP11
1,MP121,MP131及びMP141に流れる電
流Id は、それぞれのトランジスタのゲート−ソース間
電圧、即ち、|VCNT −VDD|の一乗または二乗に従っ
て変化する。VCO105を構成する4段のインバータ
の遅延時間がそれぞれトランジスタMP111,MP1
21,MP131及びMP141の出力電流Id によっ
て制御されるので、VCO105の発振周波数Fout が
制御電圧VCNT に応じて、大きく変化する。即ち、VC
Oの変換係数KV (KV =Fout /VCNT )は、大きく
なっている。ノイズなどの影響により制御電圧VCNT が
わずかに変動する場合、VCO105の発振周波数F
out が大きく揺らぎ、VCO105の出力信号のジッタ
が大きくなるという不利益がある。As described above, the transistor MP11
1, MP 121, MP 131 and the current I d flowing through the MP141, the gate of each transistor - source voltage, i.e., | V CNT -V DD | varies in accordance with an square or the square of the. The delay times of the four-stage inverters constituting the VCO 105 are the transistors MP111 and MP1 respectively.
21, since it is controlled by MP131 and MP141 output current I d of the oscillation frequency F out of VCO105 in response to the control voltage V CNT, varies greatly. That is, VC
O conversion coefficient K V (K V = F out / V CNT) is larger. When the control voltage V CNT slightly fluctuates due to noise or the like, the oscillation frequency F
out greatly fluctuates, and the jitter of the output signal of the VCO 105 increases.
【0024】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、PLL回路を構成する電圧制御
発振回路の変換係数を低く設定することによって、発振
周波数の安定性を改善でき、発振信号のジッタの低減を
実現できるPLL回路を提供することにある。The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to improve the stability of the oscillation frequency by setting a low conversion coefficient of a voltage-controlled oscillation circuit constituting a PLL circuit. An object of the present invention is to provide a PLL circuit that can reduce the jitter of an oscillation signal.
【0025】[0025]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のPLL回路は、基準信号と発振信号との位
相を比較する位相比較回路と、上記位相比較回路の比較
結果に応じて、出力端子にチャージ電流またはディスチ
ャージ電流を出力するチャージポンプと、上記チャージ
ポンプの出力信号の所定の周波数成分を抽出するフィル
タと、上記フィルタの出力信号を制御信号として、当該
制御信号に応じた発振周波数で発振し、上記発振信号を
出力する発振回路とを有し、上記発振回路は、チャネル
形成領域に上記制御信号が印加されるトランジスタによ
って構成されるインバータを含む。In order to achieve the above object, a PLL circuit according to the present invention comprises: a phase comparison circuit for comparing the phase of a reference signal with an oscillation signal; A charge pump that outputs a charge current or a discharge current to an output terminal, a filter that extracts a predetermined frequency component of an output signal of the charge pump, and an oscillation frequency that corresponds to the control signal using the output signal of the filter as a control signal. And an oscillation circuit that oscillates at the same time and outputs the oscillation signal. The oscillation circuit includes an inverter including a transistor to which the control signal is applied to a channel formation region.
【0026】また、本発明では、好適には、上記インバ
ータは、第1電源電圧と第2の電源電圧との間に接続さ
れている第1導電型トランジスタと第2導電型トランジ
スタとを有し、上記第1導電型トランジスタのチャネル
形成領域に、上記制御信号が印加される。In the present invention, preferably, the inverter has a first conductivity type transistor and a second conductivity type transistor connected between the first power supply voltage and the second power supply voltage. The control signal is applied to a channel formation region of the first conductivity type transistor.
【0027】また、本発明では、好適には、上記インバ
ータは、第1電源電圧と第2の電源電圧との間に接続さ
れている第1導電型トランジスタと第2導電型トランジ
スタとを有し、上記第2導電型トランジスタのチャネル
形成領域に、上記制御信号が印加される。In the present invention, preferably, the inverter has a first conductivity type transistor and a second conductivity type transistor connected between the first power supply voltage and the second power supply voltage. The control signal is applied to a channel formation region of the second conductivity type transistor.
【0028】また、本発明では、好適には、上記インバ
ータは、第1電源電圧と第2の電源電圧との間に直列に
接続されている第1の第1導電型トランジスタ、第2の
第1導電型トランジスタ及び第2導電型トランジスタを
有し、上記第1の第1導電型トランジスタのチャネル形
成領域に、上記制御信号が印加される。In the present invention, preferably, the inverter includes a first transistor of a first conductivity type, a second transistor connected in series between a first power supply voltage and a second power supply voltage. The transistor has a first conductivity type transistor and a second conductivity type transistor, and the control signal is applied to a channel formation region of the first first conductivity type transistor.
【0029】また、本発明では、好適には、動作条件に
応じて、上記発振回路の発振周波数の変動量を少なくす
る補正信号を生成し、上記第1の第1導電型トランジス
タのゲートに印加する補正回路を有する。Further, in the present invention, preferably, a correction signal for reducing the fluctuation amount of the oscillation frequency of the oscillation circuit is generated according to the operating condition, and the correction signal is applied to the gate of the first first conductivity type transistor. And a correction circuit for performing the correction.
【0030】また、本発明では、好適には、上記インバ
ータは、第1電源電圧と第2の電源電圧との間に直列に
接続されている第1導電型トランジスタ、第1の第2導
電型トランジスタ及び第2の第2導電型トランジスタを
有し、上記第2の第2導電型トランジスタのチャネル形
成領域に、上記制御信号が印加される。In the present invention, preferably, the inverter includes a first conductivity type transistor and a first second conductivity type transistor connected in series between a first power supply voltage and a second power supply voltage. A transistor having a transistor and a second second conductivity type transistor, wherein the control signal is applied to a channel formation region of the second second conductivity type transistor.
【0031】また、本発明では、好適には、動作条件に
応じて、上記発振回路の発振周波数の変動量を少なくす
る補正信号を生成し、上記第2の第2導電型トランジス
タのゲートに印加する補正回路を有する。Further, in the present invention, preferably, a correction signal for reducing the fluctuation amount of the oscillation frequency of the oscillation circuit is generated according to the operating condition, and the correction signal is applied to the gate of the second second conductivity type transistor. And a correction circuit for performing the correction.
【0032】さらに、本発明では、好適には、動作開始
後の初期状態において、所定のレベルを持つ上記制御信
号を生成する初期電圧発生回路を有する。Further, the present invention preferably has an initial voltage generating circuit for generating the control signal having a predetermined level in an initial state after the start of operation.
【0033】[0033]
【発明の実施の形態】第1実施形態 図1は本発明に係るPLL回路の第1の実施形態を示す
回路図である。図示のように、本実施形態のPLL回路
は、位相比較回路201、チャージポンプ203、初期
電圧発生回路204、バラツキ補正回路205、低域通
過フィルタ(LPF:ローパスフィルタ)206及び電
圧制御発振回路(VCO)207によって構成されてい
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a PLL circuit according to the present invention. As illustrated, the PLL circuit of the present embodiment includes a phase comparison circuit 201, a charge pump 203, an initial voltage generation circuit 204, a variation correction circuit 205, a low-pass filter (LPF: low-pass filter) 206, and a voltage-controlled oscillation circuit ( (VCO) 207.
【0034】位相比較回路201は、外部から入力され
た基準信号Sref とVCO207の発振信号SVCO との
位相を比較し、これらの信号の位相差に応じて、位相誤
差信号SP を出力する。チャージポンプ203は、位相
比較回路201からの位相誤差信号SP に応じて、出力
側に接続されている容量性負荷回路に対して、チャージ
電流またはディスチャージ電流を供給することで、出力
電圧VCHのレベルを制御する。本実施形態のPLL回路
において、位相比較回路201とチャージポンプ203
は、それぞれ異なる電源電圧で動作する。例えば、位相
比較回路201は、電源電圧VDDL で動作し、チャージ
ポンプ203は、VDDL より高い電源電圧VDDH で動作
する。例えば、電源電圧VDDL は1.8V、電源電圧V
DDH は3.3Vにそれぞれ設定される。The phase comparison circuit 201 compares the phases of the oscillation signal S VCO of the reference signal S ref and VCO207 inputted from the outside, in accordance with the phase difference of these signals, and outputs a phase error signal S P . The charge pump 203 in response to the phase error signal S P output from the phase comparator circuit 201, with respect to the capacitive load circuit connected to the output side, by supplying the charge current or discharge current, the output voltage V CH Control the level of In the PLL circuit of the present embodiment, the phase comparison circuit 201 and the charge pump 203
Operate at different power supply voltages. For example, the phase comparator circuit 201 operates with a power supply voltage V DDL, the charge pump 203 is operated at a higher than V DDL supply voltage V DDH. For example, the power supply voltage V DDL is 1.8 V and the power supply voltage V
DDH is set to 3.3V, respectively.
【0035】このため、図示のようにチャージポンプ2
03には、レベルシフト回路202が設けられ、位相比
較回路201から出力される位相誤差信号SP に応じ
て、チャージポンポを構成するpMOSトランジスタM
P251とnMOSトランジスタMN251のゲートに
印加するアップ信号SUPとダウン信号SDWを生成する。
例えば、位相誤差信号SP に応じて、ローレベル、例え
ば、接地電位GNDレベルのアップ信号SUPとダウン信
号SDWが生成されるとき、トランジスタMP251が導
通し、トランジスタMN251が遮断するので、チャー
ジポンプ203からチャージ電流が出力される。一方、
位相誤差信号SP に応じて、ハイレベル、例えば、電源
電圧VDDH レベルのアップ信号SUPとダウン信号SDWが
生成されるとき、トランジスタMP251が遮断し、ト
ランジスタMN251が導通するので、チャージポンプ
203の出力端子にディスチャージが引き込まれる。チ
ャージポンプ203の出力端子に容量性負荷が接続され
ているので、チャージポンプ203から出力されるチャ
ージ電流及びディスチャージ電流に応じて、チャージポ
ンプ203の出力電圧VCHが変化する。For this reason, as shown in FIG.
The 03, level shift circuit 202 is provided, pMOS transistors M in response to the phase error signal S P which is output from the phase comparator circuit 201, constitute a charge Ponpo
An up signal S UP and a down signal S DW to be applied to P251 and the gate of the nMOS transistor MN251 are generated.
For example, in accordance with the phase error signal S P, a low level, for example, when the up signal S UP and a down signal S DW of the ground potential GND level is generated, the transistor MP251 is turned on, the transistor MN251 is cut off, the charge A charge current is output from the pump 203. on the other hand,
In accordance with the phase error signal S P, the high level, for example, when the power supply voltage V DDH level of the up signal S UP and a down signal S DW is generated, the transistor MP251 is cut off, the transistors MN251 is conductive, the charge pump The discharge is drawn into the output terminal of the circuit 203. Since the capacitive load is connected to the output terminal of the charge pump 203, the output voltage V CH of the charge pump 203 changes according to the charge current and the discharge current output from the charge pump 203.
【0036】ローパスフィルタ206は、チャージポン
プ203の出力側に接続され、チャージポンプ203の
出力電圧VCHに含まれている高周波成分を減衰させ、低
周波成分VCNT のみを出力する。ローパスフィルタ20
6の出力信号VCNT は、制御電圧としてVCO207に
供給される。VCO207は、制御電圧VCNT に応じて
発振周波数が制御され、発振信号SVCO を出力する。The low-pass filter 206 is connected to the output side of the charge pump 203, attenuates high-frequency components contained in the output voltage V CH of the charge pump 203, and outputs only low-frequency components V CNT . Low-pass filter 20
The output signal V CNT 6 is supplied to VCO207 as a control voltage. VCO207 the oscillation frequency according to the control voltage V CNT is controlled, and outputs an oscillation signal S VCO.
【0037】初期電圧発生回路204は、PLL回路が
初期状態のとき、制御電圧VCNT を発生し、VCO20
7に供給する。初期状態において、チャージポンプ20
3から十分なレベルの電圧VCHを出力することができな
い。このため、ローパスフィルタ206から出力される
制御電圧VCNT はVCO207を正常に発振させるため
に必要なレベルに達しない。このため、回路起動後の初
期段階で、初期電圧発生回路204によって、所定のレ
ベルの制御電圧VCNT を発生し、VCO207に供給す
ることによって、VCO207が素早く起動することが
でき、PLL回路の立ち上がり時間を短縮できる。The initial voltage generating circuit 204 generates a control voltage VCNT when the PLL circuit is in the initial state,
7 In the initial state, the charge pump 20
3 cannot output a sufficient level of voltage VCH . For this reason, the control voltage V CNT output from the low-pass filter 206 does not reach a level necessary for the VCO 207 to oscillate normally. For this reason, in the initial stage after the start of the circuit, the control voltage VCNT of a predetermined level is generated by the initial voltage generation circuit 204 and supplied to the VCO 207, whereby the VCO 207 can be started quickly, and the rising of the PLL circuit can be started. You can save time.
【0038】VCO207は、リング状に接続されてい
る奇数段の反転回路によって構成されている。図示のよ
うに、本実施形態において、VCO207は、直列に接
続されている4段のインバータとNANDゲート208
によって構成されている。インバータは、それぞれ電源
電圧VDDL と接地電位GND間に接続されているpMO
SトランジスタとnMOSトランジスタによって構成さ
れている。例えば、一段目のインバータは、電源電圧V
DDL と接地電位GND間に接続されているpMOSトラ
ンジスタMP212とnMOSトランジスタMN211
によって構成されている。これらのトランジスタがゲー
ト同士の接続点がインバータの入力端子を形成し、ドレ
イン同士の接続点がインバータの出力端子を形成する。
NANDゲート208の一方入力端子が4段目のインバ
ータの出力端子に接続され、その出力端子が1段目のイ
ンバータの入力端子に接続されている。なお、NAND
ゲート208の他方の入力端子にイネーブル信号ENB
が入力されるので、当該イネーブル信号ENBがハイレ
ベルのとき、NANDゲート208がインバータとして
動作し、VCO207が動作状態にある。逆に、イネー
ブル信号ENBがローレベルのとき、NANDゲート2
08の出力端子がハイレベルに保持され、VCO207
が発振しない。The VCO 207 is constituted by an odd number of stages of inverting circuits connected in a ring. As shown, in the present embodiment, the VCO 207 includes a four-stage inverter and a NAND gate 208 connected in series.
It is constituted by. PMO inverter, which are connected between the respective power supply voltage V DDL ground potential GND
It is composed of an S transistor and an nMOS transistor. For example, the first-stage inverter has a power supply voltage V
PMOS transistor MP212 and nMOS transistor MN211 connected between DDL and ground potential GND
It is constituted by. The connection point between the gates of these transistors forms the input terminal of the inverter, and the connection point between the drains forms the output terminal of the inverter.
One input terminal of the NAND gate 208 is connected to the output terminal of the fourth-stage inverter, and its output terminal is connected to the input terminal of the first-stage inverter. Note that NAND
An enable signal ENB is input to the other input terminal of the gate 208.
Is input, when the enable signal ENB is at a high level, the NAND gate 208 operates as an inverter, and the VCO 207 is in an operating state. Conversely, when the enable signal ENB is at a low level, the NAND gate 2
08 is held at a high level, and the VCO 207
Does not oscillate.
【0039】VCO207を構成するトランジスタMP
212,MP222,MP232及びMP242のチャ
ネル形成領域にローパスフィルタ206によって出力さ
れる制御電圧VCNT が入力される。即ち、制御電圧V
CNT がトランジスタMP212,MP222,MP23
2及びMP242基板バイアス電圧として供給される。
このため、制御電圧VCNT のレベルに応じて、それぞれ
のトランジスタのしきい値電圧が制御され、これに応じ
て、各インバータの遅延時間が制御されるので、VCO
207の発振周波数が制御電圧VCNT に応じて制御され
る。Transistor MP constituting VCO 207
The control voltage V CNT output by the low-pass filter 206 is input to the channel forming regions of 212, MP222, MP232, and MP242. That is, the control voltage V
CNT is a transistor MP212, MP222, MP23
2 and MP242 are supplied as substrate bias voltages.
Therefore, the threshold voltage of each transistor is controlled according to the level of the control voltage V CNT , and the delay time of each inverter is controlled accordingly.
The oscillation frequency of 207 is controlled according to the control voltage VCNT .
【0040】以下、本実施形態のPLL回路の動作につ
いて説明する。回路が起動したあと、初期電圧発生回路
204によって、所定のレベルの制御電圧VCNT が発生
され、VCO207に供給される。なお、このとき、イ
ネーブル信号ENBがハイレベルに保持されるので、V
CO207が制御電圧VCNT によって設定された周波数
で発振し、発振信号がバッファ209によって増幅、整
形され、発振信号SVCO として位相比較回路201に出
力される。また、発振信号SVCO は、バッファ210を
介して発振信号Sout として出力される。Hereinafter, the operation of the PLL circuit of this embodiment will be described. After the circuit is started, a control voltage V CNT of a predetermined level is generated by the initial voltage generation circuit 204 and supplied to the VCO 207. At this time, since the enable signal ENB is held at a high level, V
CO207 oscillates at a frequency set by the control voltage V CNT, the oscillation signal is amplified by the buffer 209 is shaped and outputted to the phase comparator 201 as the oscillation signal S VCO. The oscillation signal S VCO is output as an oscillation signal S out via the buffer 210.
【0041】位相比較回路201において、基準信号S
ref と発振信号SVCO との位相が比較され、これらの信
号の位相差に応じた位相差信号SP がチャージポンプ2
03に出力される。チャージポンプ203において、レ
ベルシフト回路202によって、位相差信号SP に応じ
てアップ信号SUPとダウン信号SDWが生成され、これら
のに応じてチャージ電流またはディスチャージ電流が生
成され、チャージポンプ203の出力電圧VCHが制御さ
れる。In the phase comparison circuit 201, the reference signal S
ref and the phase of the oscillation signal S VCO are compared, the phase difference signal S P is the charge pump 2 according to the phase difference between these signals
03 is output. In the charge pump 203, by the level shift circuit 202, the up signal S UP and a down signal S DW is generated according to the phase difference signal S P, the charge current or discharge current is generated in accordance with these of, the charge pump 203 The output voltage V CH is controlled.
【0042】ローパスフィルタ206によって、チャー
ジポンプ203の出力電圧VCHに含まれている高周波成
分が除去され、低周波領域の信号のみを含む制御電圧V
CNTがVCO207に出力される。VCO207におい
て、インバータを構成するトランジスタMP212,M
P222,MP232及びMP242のチャネル形成領
域に制御電圧VCNT が入力される。これに応じて、VC
O207を構成するインバータの遅延時間が制御電圧V
CNT に応じて制御されるので、VCO207の発振周波
数が制御電圧VCNTに応じて制御される。The low-pass filter 206 removes high-frequency components contained in the output voltage V CH of the charge pump 203, and controls the control voltage V including only signals in the low-frequency region.
CNT is output to VCO 207. In the VCO 207, transistors MP212 and M
The control voltage VCNT is input to the channel formation regions of P222, MP232, and MP242. In response, VC
The delay time of the inverter constituting O207 is controlled by the control voltage V
Since the control is performed according to the CNT , the oscillation frequency of the VCO 207 is controlled according to the control voltage VCNT .
【0043】上述したPLL回路において、VCO20
7の発振信号VVCO を位相比較回路201にフィードバ
ックすることによって、発振信号VVCO が基準信号S
ref と位相同期するよう制御される。その結果、発振信
号VVCO が基準信号Sref と同じ周波数に保持される。In the above-described PLL circuit, the VCO 20
By feeding back the 7 oscillating signal V VCO of the phase comparator circuit 201, the oscillation signal V VCO is the reference signal S
Control is performed so as to synchronize with ref . As a result, the oscillation signal V VCO is maintained at the same frequency as the reference signal Sref .
【0044】VCO207において、制御電圧VCNT が
バックバイアス(基板バイアス)電圧として、トランジ
スタMP212,MP222,MP232及びMP24
2のチャネル形成領域に入力されるので、これらのトラ
ンジスタのしきい値電圧が制御電圧VCNT に応じて制御
され、トランジスタに流れる電流が制御される。その結
果、VCO207の発振周波数が制御される。In the VCO 207, the control voltage V CNT is used as a back bias (substrate bias) voltage as the transistors MP212, MP222, MP232 and MP24.
Therefore, the threshold voltages of these transistors are controlled according to the control voltage V CNT , and the current flowing through the transistors is controlled. As a result, the oscillation frequency of VCO 207 is controlled.
【0045】上述した式(1)と式(4)によれば、ト
ランジスタMP212,MP222,MP232及びM
P242が飽和領域で動作する場合、トランジスタのド
レイン電流Id は、バックバイアス電圧Vbsの一乗に比
例して変化する。一方、式(4)と式(5)によれば、
トランジスタMP212,MP222,MP232及び
MP242が非飽和領域で動作する場合、トランジスタ
のドレイン電流Id あ、バックバイアス電圧Vbsの1/
2乗に比例して変化する。即ち、VCO207の発振周
波数は、バックバイアス電圧Vbsの一乗または1/2乗
に比例して変化するので、図5に示す従来のPLL回路
のVCO105に比べれば、発振周波数Fout は、バッ
クバイアス電圧Vbsの一乗または1/2乗に比例して変
化し、VCOの変換係数KV (Fout /VCNT )は、従
来のVCOより小さくなり、VCOの発振周波数の安定
性が向上する。According to the above equations (1) and (4), the transistors MP212, MP222, MP232 and M
If P242 is operated in the saturation region, the drain current I d of the transistor changes in proportion to a square of the back bias voltage V bs. On the other hand, according to equations (4) and (5),
Transistors MP212, MP222, if MP232 and MP242 are operated in unsaturated, Oh drain current I d of the transistor, the back bias voltage V bs 1 /
It changes in proportion to the square. That is, since the oscillation frequency of the VCO 207 changes in proportion to the first or half power of the back bias voltage V bs , the oscillation frequency F out is lower than that of the VCO 105 of the conventional PLL circuit shown in FIG. The voltage Vbs changes in proportion to the first power or 1/2 power, the conversion coefficient K V (F out / V CNT ) of the VCO becomes smaller than that of the conventional VCO, and the stability of the oscillation frequency of the VCO improves.
【0046】VCO207の発振周波数を制御する制御
電圧VCNT がVCO207の電源電圧VDDL より低くな
ると、トランジスタMP212,MP222,MP23
2及びMP242のサブストレート−ソース間、及びサ
ブストレート−ドレイン間の寄生ダイオードが順方向に
バイアスされ、ローパスフィルタ206に蓄積された電
荷が放電してしまい、チャージポンプ203の出力が正
常に積分できなくなる。このため、制御電圧VCNT をV
CO207の電源電圧VDDL より高く設定する必要があ
り、よって、チャージポンプ203の電源電圧V
DDH は、VCO207の電源電圧VDDL よりも高く設定
される。When the control voltage V CNT for controlling the oscillation frequency of the VCO 207 becomes lower than the power supply voltage V DDL of the VCO 207, the transistors MP212, MP222, MP23
The parasitic diodes between the substrate and the source and between the substrate and the drain of the MP 242 are biased in the forward direction, and the electric charge accumulated in the low-pass filter 206 is discharged, so that the output of the charge pump 203 can be integrated normally. Disappears. Therefore, the control voltage V CNT is changed to V
It is necessary to set the power supply voltage V DDL of the CO 207 higher than the power supply voltage V DDL of the charge pump 203.
DDH is set higher than power supply voltage V DDL of VCO 207.
【0047】VCO207の変換係数KV が低く設定さ
れるため、PLL回路のロックレンジが従来のPLL回
路より狭くなる。本実施形態のPLL回路では、ロック
レンジが制御電圧VCNT がVCO207の電源電圧V
DDL 以上になる周波数に設定され、さらに、PLL回路
動作開始時には、初期電圧発生回路204により、VC
O207の電源電圧VDDL 以上に設定された制御電圧V
CNT が発生され、VCO207を発振させ、PLL回路
のフィードバックが正常に機能すると、初期電圧発生回
路204の動作が停止し、制御電圧VCNT は、位相比較
回路201、チャージポンプ203及びローパスフィル
タ206によって制御される。Since the conversion coefficient K V of the VCO 207 is set low, the lock range of the PLL circuit becomes narrower than that of the conventional PLL circuit. In the PLL circuit of the present embodiment, the lock range is the control voltage V CNT and the power supply voltage V
DDL is set to a frequency equal to or higher than DDL.
The control voltage V set to be equal to or higher than the power supply voltage V DDL of O207
When the CNT is generated and the VCO 207 oscillates and the feedback of the PLL circuit functions normally, the operation of the initial voltage generation circuit 204 stops, and the control voltage V CNT is controlled by the phase comparison circuit 201, the charge pump 203 and the low-pass filter 206. Controlled.
【0048】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、PLL回路において、位相比較回路201は基準信
号Sref とVCO207の発振信号SVCO の位相差に応
じた位相差信号SP を出力し、これに応じてチャージポ
ンプ203及びローパスフィルタ206によって、位相
差に応じて制御電圧VCNT を発生し、VCO207を構
成するトランジスタMP212,MP222,MP23
2及びMP242のチャネル形成領域に入力し、VCO
207の発振周波数を制御するので、VCO207の変
換係数KV を低く設定でき、VCO207の発振周波数
の安定性を向上でき、発振信号SVCO のジッタを低減で
きる。[0048] As described above, according to the present embodiment, the PLL circuit, the phase comparison circuit 201 outputs the phase difference signal S P corresponding to the phase difference between the oscillation signal S VCO of the reference signal S ref and VCO207 In response, the charge pump 203 and the low-pass filter 206 generate a control voltage V CNT according to the phase difference, and the transistors MP 212, MP 222, and MP 23 forming the VCO 207 are generated.
2 and the channel formation region of MP242, and VCO
And controls the oscillation frequency of 207, can be set lower conversion factor K V of VCO207, it can improve the stability of the oscillation frequency of VCO207, can reduce the jitter of the oscillation signal S VCO.
【0049】なお、図1に示すVCO207では、電源
電圧VDDL より高く設定された制御電圧VCNT が、イン
バータを構成するpMOSトランジスタのチャネル形成
領域に印加され、これらのトランジスタの電流を制御す
ることによって、VCO207の発振周波数を制御する
が、本実施形態はこれに限定されることなく、例えば、
チャージポンプ及びローパスフィルタを用いて、接地電
位GNDより低いレベルの制御電圧、即ち、負の制御電
圧を生成し、インバータを構成するnMOSトランジス
タのチャネル形成領域に印加し、VCO207の発振周
波数を制御することによって、同じ効果が得られる。In the VCO 207 shown in FIG. 1, a control voltage V CNT set higher than the power supply voltage V DDL is applied to a channel forming region of pMOS transistors constituting an inverter to control the currents of these transistors. Controls the oscillation frequency of the VCO 207, but the present embodiment is not limited to this. For example,
Using a charge pump and a low-pass filter, a control voltage at a level lower than the ground potential GND, that is, a negative control voltage is generated and applied to the channel forming region of the nMOS transistor forming the inverter, thereby controlling the oscillation frequency of the VCO 207. Thus, the same effect can be obtained.
【0050】第2実施形態 図2は本発明に係るPLL回路の第2の実施形態を示す
回路図である。図2に示すように、本実施形態のPLL
回路は、図1に示す第1の実施形態のPLL回路に比べ
て、バラツキ補正回路205が追加され、さらに、VC
O207aでは、インバータの構成が変更される。それ
以外の部分、例えば、位相比較回路201、チャージポ
ンプ203及びローパスフィルタ206は、第1実施形
態のそれぞれの部分回路とほぼ同じ構成を有するので、
図2では、同じ構成部分に同じ符号を付して表記してい
る。以下、本実施形態と第1の実施形態のPLL回路の
相違点を中心に、本実施形態のPLL回路の構成及び動
作について説明する。 Second Embodiment FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the PLL circuit according to the present invention. As shown in FIG.
The circuit is different from the PLL circuit of the first embodiment shown in FIG.
In O207a, the configuration of the inverter is changed. The other parts, for example, the phase comparison circuit 201, the charge pump 203, and the low-pass filter 206 have substantially the same configuration as the respective partial circuits of the first embodiment.
In FIG. 2, the same components are denoted by the same reference numerals. Hereinafter, the configuration and operation of the PLL circuit of the present embodiment will be described focusing on the differences between the PLL circuits of the present embodiment and the first embodiment.
【0051】本実施形態のPLL回路において、VCO
207aのインバータを構成するpMOSトランジスタ
MP212,MP222,MP232及びMP242の
ソース側と電源電圧VDDL との間に、それぞれpMOS
トランジスタMP211,MP221,MP231及び
MP241が接続されている。トランジスタMP21
1,MP221,MP231及びMP241のチャネル
形成領域に、初期電圧発生回路204またはローパスフ
ィルタ206によって生成される制御電圧VCNTが印加
され、ゲートにバラツキ補正回路205によって生成さ
れた補正電圧VCが印加される。なお、インバータを構
成するトランジスタMP212,MP222,MP23
2及びMP242のチャネル形成領域にVCO207の
電源電圧VDDL が印加される。In the PLL circuit of this embodiment, the VCO
PMOS transistor MP212 constituting the 207a of the inverter, MP222, between the MP232 and MP242 source side and the power supply voltage V DDL of, pMOS, respectively
The transistors MP211, MP221, MP231, and MP241 are connected. Transistor MP21
1, the control voltage V CNT generated by the initial voltage generation circuit 204 or the low-pass filter 206 is applied to the channel forming regions of MP221, MP231, and MP241, and the correction voltage V C generated by the variation correction circuit 205 is applied to the gate. Is done. Note that the transistors MP212, MP222, MP23 constituting the inverter
2 and the power supply voltage V DDL of the VCO 207 is applied to the channel formation region of the MP 242.
【0052】バラツキ補正回路205は、プロセス、動
作温度、電源電圧のバラツキ量に応じて、補正電圧VC
を生成し、VCO207に供給する。上述したように、
この補正電圧VC がトランジスタMP211,MP22
1,MP231及びMP241のゲートに印加されるの
で、補正電圧VC に応じて、それぞれのトランジスタの
ゲート−ソース間電圧Vgsが制御され、トランジスタに
流れる電流Id が制御されるので、その結果、PLL回
路の発振周波数Fout が補正電圧VC に応じて制御され
る。即ち、バラツキ補正回路205において、プロセ
ス、動作温度及び電源電圧のバラツキ量に応じて、PL
L回路の発振周波数Fout の変化を抑制する方向で補正
電圧VC のレベルを調整することによって、PLL回路
の動作条件及び動作環境の変化による発振周波数の変動
を抑制することができ、動作条件に依存せず、PLL回
路の発振周波数Fout の安定性を改善でき、ロックレン
ジを一定の範囲内に保持することができる。The variation correction circuit 205 adjusts the correction voltage V C according to the variation in process, operating temperature, and power supply voltage.
Is generated and supplied to the VCO 207. As mentioned above,
The correction voltage V C is transistor MP211, MP22
1, MP231 and so is applied to the gate of MP241, according to the correction voltage V C, the gate of each transistor - the source voltage V gs is controlled, since the current flowing through the transistor I d is controlled, as a result , the oscillation frequency F out of the PLL circuit is controlled according to the corrected voltage V C. That is, in the variation correction circuit 205, the PL,
By adjusting the level of the correction voltage V C in a direction to suppress the change in the oscillation frequency F out of the L circuit, it is possible to suppress the change in the oscillation frequency due to the change in the operating condition and the operating environment of the PLL circuit. , The stability of the oscillation frequency F out of the PLL circuit can be improved, and the lock range can be maintained within a certain range.
【0053】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、位相比較回路201、チャージポンプ203及びロ
ーパスフィルタ206によって、基準信号Sref とVC
O207aの発振信号SVCO との位相差に応じた制御電
圧VCNT を発生し、トランジスタのバックバイアス電圧
として、VCO207aのインバータに動作電流を供給
するトランジスタMP211,MP221,MP231
及びMP241のチャネル形成領域に印加し、これらの
トランジスタの出力電流を制御することで、VCO20
7aの変換係数を低く制御でき、発振周波数の安定性を
向上できる。さらに、バラツキ補正回路205によって
生成された補正電圧VC は、トランジスタMP211,
MP221,MP231及びMP241のゲートに印加
することで、プロセス、動作温度及び電源電圧のバラツ
キの影響を抑制でき、PLL回路の発振周波数を安定化
でき、ロックレンジを所望の範囲内に保持することがで
きる。As described above, according to the present embodiment, the reference signal Sref and the VC are controlled by the phase comparison circuit 201, the charge pump 203, and the low-pass filter 206.
Transistors MP211, MP221, and MP231 which generate a control voltage V CNT corresponding to the phase difference from the oscillation signal S VCO of O207a and supply an operation current to the inverter of VCO 207a as a back bias voltage of the transistor.
And the output current of these transistors by controlling the output current of these transistors,
7a can be controlled to be low, and the stability of the oscillation frequency can be improved. Further, the correction voltage V C generated by the variation correction circuit 205 is applied to the transistors MP211 and MP211.
By applying the voltage to the gates of MP221, MP231, and MP241, it is possible to suppress the effects of variations in process, operating temperature, and power supply voltage, stabilize the oscillation frequency of the PLL circuit, and maintain the lock range within a desired range. it can.
【0054】なお、上述した第2の実施形態では、VC
O207aの発振周波数は、インバータを構成するpM
OSトランジスタのソース側に接続されているpMOS
トランジスタのMP211,MP221,MP231及
びMP241のチャネル形成領域に印加する制御電圧V
CNT によって制御されるが、本実施形態は、これに限定
されることなく、例えば、pMOSトランジスタのMP
211,MP221,MP231及びMP241の代わ
りに、インバータを構成するnMOSトランジスタMN
211,MN221,MN231及びMN241のソー
ス側と接地電位GNDとの間にそれぞれnMOSトラン
ジスタを接続し、これらのnMOSトランジスタのチャ
ネル形成領域に接地電位GNDより低い負の制御電圧を
印加することで、VCOの発振周波数を制御することも
可能である。In the second embodiment described above, VC
O207a has an oscillation frequency of pM
PMOS connected to the source side of the OS transistor
The control voltage V applied to the channel formation regions of the transistors MP211, MP221, MP231, and MP241
Although controlled by the CNT , the present embodiment is not limited to this.
Instead of 211, MP221, MP231 and MP241, an nMOS transistor MN forming an inverter
By connecting nMOS transistors between the source sides of the transistors 211, MN221, MN231, and MN241 and the ground potential GND, and applying a negative control voltage lower than the ground potential GND to the channel formation region of these nMOS transistors, the VCO It is also possible to control the oscillation frequency of.
【0055】さらに、上述した本発明の実施形態では、
VCOとしてインバータによって構成されたリング発振
回路を用いたが、本発明は、インバータからなるリング
発振回路に限定されることなく、例えば、差動型リング
発振回路、マルチバイブレータ型発振回路など、他の発
振回路にも適用でき、上述した本発明の実施形態と同様
な効果を得ることができる。Further, in the above-described embodiment of the present invention,
Although a ring oscillation circuit configured by an inverter was used as the VCO, the present invention is not limited to a ring oscillation circuit including an inverter. For example, a differential ring oscillation circuit, a multivibrator oscillation circuit, and the like may be used. The present invention can be applied to an oscillation circuit, and the same effect as the above-described embodiment of the present invention can be obtained.
【0056】図3及び図4は、本実施形態のPLL回路
と図5に示す従来のPLL回路のVCOの制御特性を比
較するグラフである。図示のように、本実施形態のPL
L回路のVCOは、変換形成KV が低く制御されるの
で、制御電圧VCNT の変化に対して、発振周波数の変化
量が小さくなる。また、従来のPLL回路のVCOに比
べて、制御特性の直線性が改善されることが分かる。FIGS. 3 and 4 are graphs comparing the VCO control characteristics of the PLL circuit of the present embodiment and the conventional PLL circuit shown in FIG. As shown in FIG.
VCO of L circuit, since the converted form K V is controlled to be low, relative to the change of the control voltage V CNT, the amount of change in the oscillation frequency is reduced. Further, it can be seen that the linearity of the control characteristics is improved as compared with the VCO of the conventional PLL circuit.
【0057】[0057]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のPLL回
路によれば、位相比較回路、チャージポンプ及びローパ
スフィルタによって生成される制御電圧をバックバイア
ス電圧として、VCOを構成するMOSトランジスタの
チャネル形成領域に印加し、VCOの発振周波数を制御
することによって、VCOの変換係数KV を低く制御で
き、VCOの制御特性の直線性を改善するとともに、発
振周波数の安定性を向上できる。また、ノイズなどの影
響によって制御電圧が変化しても、VCOの発振周波数
の変動量を低く抑制でき、発振信号のジッタを低減でき
る利点がある。As described above, according to the PLL circuit of the present invention, the control voltage generated by the phase comparator, the charge pump and the low-pass filter is used as the back bias voltage to form the channel of the MOS transistor constituting the VCO. is applied to the region, by controlling the oscillation frequency of the VCO, it can be controlled lower transform coefficient K V of VCO, as well as improving the linearity of the control characteristic of the VCO, thereby improving the stability of the oscillation frequency. Further, even if the control voltage changes due to the influence of noise or the like, there is an advantage that the fluctuation amount of the oscillation frequency of the VCO can be suppressed low, and the jitter of the oscillation signal can be reduced.
【図1】本発明に係るPLL回路の第1の実施形態を示
す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a PLL circuit according to the present invention.
【図2】本発明に係るPLL回路の第2の実施形態を示
す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the PLL circuit according to the present invention.
【図3】従来のPLL回路に比べて、本発明のPLL回
路を構成するVCOの制御特性の一例を示すグラフであ
る。FIG. 3 is a graph showing an example of a control characteristic of a VCO constituting a PLL circuit of the present invention, as compared with a conventional PLL circuit.
【図4】従来のPLL回路に比べて、本発明のPLL回
路を構成するVCOの制御特性の他の例を示すグラフで
ある。FIG. 4 is a graph showing another example of the control characteristics of the VCO constituting the PLL circuit of the present invention, as compared with the conventional PLL circuit.
【図5】従来のPLL回路の一構成例を示す回路図であ
る。FIG. 5 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a conventional PLL circuit.
【符号の説明】 101…位相比較回路、103…チャージポンプ、10
4…ローパスフィルタ、105…VCO、201…位相
比較回路、202…レベルシフト回路、203…チャー
ジポンプ、204…初期電圧発生回路、205…バラツ
キ補正回路、206…ローパスフィルタ、207,20
7a…VCO、VDD,VDDL ,VDDH …電源電圧、GN
D…接地電位。[Description of Signs] 101: phase comparison circuit, 103: charge pump, 10
4 Low-pass filter, 105 VCO, 201 Phase comparison circuit, 202 Level shift circuit, 203 Charge pump, 204 Initial voltage generation circuit, 205 Variation correction circuit, 206 Low-pass filter, 207, 20
7a: VCO, V DD , V DDL , V DDH ... power supply voltage, GN
D: ground potential.
Claims (12)
相比較回路と、 上記位相比較回路の比較結果に応じて、出力端子にチャ
ージ電流またはディスチャージ電流を出力するチャージ
ポンプと、 上記チャージポンプの出力信号の所定の周波数成分を抽
出するフィルタと、 上記フィルタの出力信号を制御信号として、当該制御信
号に応じた発振周波数で発振し、上記発振信号を出力す
る発振回路とを有し、 上記発振回路は、チャネル形成領域に上記制御信号が印
加されるトランジスタによって構成されるインバータを
含むPLL回路。A phase comparison circuit for comparing a phase of a reference signal with an oscillation signal; a charge pump for outputting a charge current or a discharge current to an output terminal according to a comparison result of the phase comparison circuit; A filter that extracts a predetermined frequency component of the output signal of the above, and an oscillation circuit that oscillates at an oscillation frequency according to the control signal using the output signal of the filter as a control signal and outputs the oscillation signal, The oscillation circuit is a PLL circuit including an inverter including a transistor to which the control signal is applied to a channel formation region.
電源電圧との間に接続されている第1導電型トランジス
タと第2導電型トランジスタとを有し、 上記第1導電型トランジスタのチャネル形成領域に、上
記制御信号が印加される請求項1記載のPLL回路。2. The inverter according to claim 1, wherein said inverter has a first conductivity type transistor and a second conductivity type transistor connected between a first power supply voltage and a second power supply voltage. 2. The PLL circuit according to claim 1, wherein the control signal is applied to a channel formation region.
く保持される請求項2記載のPLL回路。3. The PLL circuit according to claim 2, wherein said control signal is held higher than said first power supply voltage.
電源電圧との間に接続されている第1導電型トランジス
タと第2導電型トランジスタとを有し、 上記第2導電型トランジスタのチャネル形成領域に、上
記制御信号が印加される請求項1記載のPLL回路。4. An inverter having a first conductivity type transistor and a second conductivity type transistor connected between a first power supply voltage and a second power supply voltage. 2. The PLL circuit according to claim 1, wherein the control signal is applied to a channel formation region.
く保持される請求項4記載のPLL回路。5. The PLL circuit according to claim 4, wherein said control signal is kept lower than said second power supply voltage.
電源電圧との間に直列に接続されている第1の第1導電
型トランジスタ、第2の第1導電型トランジスタ及び第
2導電型トランジスタを有し、 上記第1の第1導電型トランジスタのチャネル形成領域
に、上記制御信号が印加される請求項1記載のPLL回
路。6. The inverter according to claim 1, wherein the first and second conductive transistors are connected in series between a first power supply voltage and a second power supply voltage. 2. The PLL circuit according to claim 1, further comprising a type transistor, wherein the control signal is applied to a channel forming region of the first first conductivity type transistor. 3.
波数の変動量を少なくする補正信号を生成し、上記第1
の第1導電型トランジスタのゲートに印加する補正回路
を有する請求項6記載のPLL回路。7. A method for generating a correction signal for reducing a fluctuation amount of an oscillation frequency of said oscillation circuit according to an operation condition,
7. The PLL circuit according to claim 6, further comprising a correction circuit for applying a voltage to the gate of the first conductivity type transistor.
く保持される請求項6記載のPLL回路。8. The PLL circuit according to claim 6, wherein said control signal is kept higher than said first power supply voltage.
電源電圧との間に直列に接続されている第1導電型トラ
ンジスタ、第1の第2導電型トランジスタ及び第2の第
2導電型トランジスタを有し、 上記第2の第2導電型トランジスタのチャネル形成領域
に、上記制御信号が印加される請求項1記載のPLL回
路。9. The transistor according to claim 1, wherein the first conductive type transistor, the first second conductive type transistor, and the second second conductive type transistor are connected in series between a first power supply voltage and a second power supply voltage. 2. The PLL circuit according to claim 1, further comprising a type transistor, wherein the control signal is applied to a channel formation region of the second second conductivity type transistor. 3.
周波数の変動量を少なくする補正信号を生成し、上記第
2の第2導電型トランジスタのゲートに印加する補正回
路を有する請求項9記載のPLL回路。10. A correction circuit for generating a correction signal for reducing the fluctuation amount of the oscillation frequency of the oscillation circuit in accordance with an operation condition and applying the correction signal to a gate of the second second conductivity type transistor. The PLL circuit as described in the above.
低く保持される請求項9記載のPLL回路。11. The PLL circuit according to claim 9, wherein said control signal is kept lower than said second power supply voltage.
レベルを持つ上記制御信号を生成する初期電圧発生回路
を有する請求項1記載のPLL回路。12. The PLL circuit according to claim 1, further comprising an initial voltage generating circuit for generating said control signal having a predetermined level in an initial state after the start of operation.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000187534A JP2002009615A (en) | 2000-06-19 | 2000-06-19 | Pll circuit |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7646398B2 (en) | 2021-03-12 | 2025-03-17 | キヤノン株式会社 | PLL circuit, semiconductor device, equipment |
-
2000
- 2000-06-19 JP JP2000187534A patent/JP2002009615A/en active Pending
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