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JP3370776B2 - PLL circuit - Google Patents

PLL circuit

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Publication number
JP3370776B2
JP3370776B2 JP12093894A JP12093894A JP3370776B2 JP 3370776 B2 JP3370776 B2 JP 3370776B2 JP 12093894 A JP12093894 A JP 12093894A JP 12093894 A JP12093894 A JP 12093894A JP 3370776 B2 JP3370776 B2 JP 3370776B2
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JP
Japan
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switching element
potential
circuit
pll circuit
output
Prior art date
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JP12093894A
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Inventor
靖典 宮島
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、コーデック、受信器、
クロックジェネレータ等に用いられるPLL(Phase Lo
cked Loop 回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a codec, receiver,
PLL (Phase Lo) used for clock generators, etc.
cked Loop ) circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2は、従来のPLL回路を示す回路図
である。このPLL回路は、位相比較器10と、チャー
ジポンプ回路(以下単に、チャージポンプという。)
0と、ローパスフィルタ30と、電圧制御発振器(以
下、VCOという)40と、分周器50とを備えてい
る。チャージポンプ20の出力はローパスフィルタ3
0に接続されいる。位相比較器10は、入力端子In
から入力される入力信号Siと帰還信号Srとの位相と
周波数を比較するものである。チャージポンプ20は位
相比較器10の出力に応じてローパスフィルタ30へ電
荷を充放電する経路を構成するものであり、ローパスフ
ィルタ30は電荷を充放電して平滑化した出力電圧を生
成する機能を有している。チャージポンプ20は、電源
Vddと接地電GNDに直列接続されたPMOS
21とNMOS22を有している。各PMOS21とN
MOS22のゲートには位相比較器10の2つの出力が
入力され、PMOS21とNMOS22のドレインはノ
ードN20で接続されている。ノードN20がローパス
フィルタ30に接続されている。ローパスフィルタ30
は、2つの抵抗31,32とキャパシタ33を有してい
る。抵抗31の2端子のうち一方の端子はノードN20
に接続され他方の端子がVCO40に対する出力ノード
N30に接続されている。抵抗32及びキャパシタ33
出力ノードN30と接地電位GNDとの間に直列接続
されている。
2. Description of the Related Art FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional PLL circuit. The PLL circuit includes a phase comparator 10 and a charge pump circuit (hereinafter simply referred to as a charge pump) 2 .
0, a low-pass filter 30, a voltage controlled oscillator (hereinafter, VCO referred.) 40, and a frequency divider 50. The output side of the charge pump 20 is a low pass filter 3
It is connected to 0. The phase comparator 10 has an input terminal In
It is to compare the phase and frequency of the input signal Si and the feedback signal Sr inputted from. The charge pump 20 constitutes a path for charging and discharging the charges to the low-pass filter 30 in accordance with the output of the phase comparator 10, low pass filter 30 is a function of generating an output voltage that is smoothed by charging and discharging the charge Have The charge pump 20 is in series connected PMOS power source <br/> conductive position Vdd to the ground conductive position GND
21 and NMOS 22. Each PMOS 21 and N
The two outputs of the phase comparator 10 are input to the gate of the MOS 22, and the drains of the PMOS 21 and the NMOS 22 are connected at the node N20. The node N20 is connected to the low pass filter 30. Low pass filter 30
Has two resistors 31, 32 and a capacitor 33. One of the two terminals of the resistor 31 has a node N20.
And the other terminal is connected to the output node N30 for the VCO 40. Resistor 32 and capacitor 33
Are connected in series between the output node N30 and the ground potential GND.

【0003】ローパスフィルタ30の出力ノードN30
はVCO40に接続され、のVCO40の出力が出力
端子Outを介して外部に出力される。また、VCO4
0の出力の一部は分周器50に供給され、この分周器5
0の出力である信号Srが、位相比較器10に帰還され
ている。VCO40はローパスフィルタ30の出力電圧
に応じた発振周波数を生成し、分周器50はVCO40
の生成した発振周波数を分周するものである。
Output node N30 of the low-pass filter 30
Is connected to the VCO 40, the output of the VCO 40 of this is output to the outside through the output terminal Out. Also, VCO4
A part of the output of 0 is supplied to the frequency divider 50, and the frequency divider 5
The signal Sr, which is an output of 0, is fed back to the phase comparator 10. The VCO 40 generates an oscillation frequency according to the output voltage of the low pass filter 30, and the frequency divider 50 operates as the VCO 40.
The frequency of the generated oscillation frequency is divided.

【0004】次に、図2のPLL回路の動作を説明す
る。位相比較器10は入力信号Siと帰還信号Srを比
較し、例えば、入力信号Siの位相が帰還信号Srに対
して進んでいる期間、PMOS21のゲートに位相差信
号Suを供給し、入力信号Siの位相が帰還信号Srに
対して遅れている期間、NMOS22のゲートに位相差
信号Sdを与える。チャージポンプ20は位相比較器1
0からの位相差信号Su,Sdを受け、PMOS21
NMOS22がオン、オフ動作する。そのため、ノード
N20の電圧が変化する。ローパスフィルタ30のキャ
パシタ33はチャージポンプ20からの電荷を充放電
し、ローパスフィルタ30がノードN20の電圧変化を
平滑化してVCO40に供給する。VCO40は平滑化
されたローパスフィルタ30の出力電圧に応じた周波数
で発振して出力すると共に、分周器50を介して発振周
波数を位相比較器10に帰還する。このようにして、入
力信号Siと帰還信号Srの位相と周波数がロックされ
る。
Next, the operation of the PLL circuit of FIG. 2 will be described. The phase comparator 10 compares the input signal Si with the feedback signal Sr, and supplies the phase difference signal Su to the gate of the PMOS 21 during the period in which the phase of the input signal Si is advanced with respect to the feedback signal Sr. The phase difference signal Sd is applied to the gate of the NMOS 22 during the period in which the phase is delayed with respect to the feedback signal Sr. The charge pump 20 is the phase comparator 1
Upon receiving the phase difference signals Su and Sd from 0, the PMOS 21 and the NMOS 22 are turned on and off. Therefore, the voltage of the node N20 changes. The capacitor 33 of the low-pass filter 30 charges and discharges the electric charge from the charge pump 20, and the low-pass filter 30 smoothes the voltage change of the node N20 and supplies it to the VCO 40. The VCO 40 oscillates and outputs at a frequency according to the output voltage of the smoothed low-pass filter 30, and also feeds back the oscillation frequency to the phase comparator 10 via the frequency divider 50. In this way, the phase and frequency of the input signal Si and the feedback signal Sr are locked.

【0005】図2のPLL回路では、ロック後にチャー
ジポンプ20中のPMOS21またはNMOS22がオ
ンすると、ローパスフィルタ30の出力電圧にリップル
ノイズが発生する。このリップルノイズの大きさΔv
は、ロック後のローパスフィルタ30の出力電圧Voに
依存し、次の(1)及び(2)式のように表される。但
し、(1)及び(2)式における各R1,R2は、抵抗
31,32のそれぞれの抵抗値である。PMOS21が
オンした場合、 Δv=R2(Vdd−Vo)/(R1+R2) …(1) NMOS22がオンした場合、 Δv=R2(−Vo)/(R1+R2) …(2)
In the PLL circuit of FIG. 2, when the PMOS 21 or the NMOS 22 in the charge pump 20 is turned on after locking, ripple noise occurs in the output voltage of the low pass filter 30 . The magnitude of this ripple noise Δv
Is dependent on the output voltage Vo of the low pass filter 30 after being locked, and is expressed by the following equations (1) and (2). However, R1 and R2 in the equations (1) and (2) are the resistance values of the resistors 31 and 32, respectively. When the PMOS 21 is turned on, Δv = R2 (Vdd−Vo) / (R1 + R2) (1) When the NMOS 22 is turned on, Δv = R2 (−Vo) / (R1 + R2) (2)

【0006】ロック後のローパスフィルタ30の出力電
圧Voが低電圧のときにチャージポンプ20のPMOS
21がオンした場合、リップルノイズはプラス方向に大
きく発生する。NMOS22がオンした場合、リップル
ノイズはマイナス方向に小さく発生する。これと逆に、
ロック後のローパスフィルタ30の出力電圧Voが高電
圧のときにチャージポンプ20のPMOS21がオンし
た場合、リップノイズはプラス方向に小さく発生し、N
MOS22がオンした場合、リップルノイズはマイナス
方向に大きく発生する。これらのリップルノイズの大き
さΔvが、VCO40に伝達されて、周波数ジッタが発
生する。
When the output voltage Vo of the low pass filter 30 after locking is a low voltage, the PMOS of the charge pump 20 is
When 21 is turned on, ripple noise is largely generated in the plus direction. When the NMOS 22 is turned on, ripple noise is small in the negative direction. On the contrary,
If the PMOS 21 of the charge pump 20 is turned on when the output voltage Vo of the low-pass filter 30 after locking is a high voltage, the lip noise is small in the plus direction, and N
When the MOS 22 is turned on, ripple noise is largely generated in the negative direction. The magnitude Δv of these ripple noises is transmitted to the VCO 40, and frequency jitter occurs.

【0007】従来の図2のPLL回路は、周波数ジッタ
の発生を防止するためにチャージポンプ20のドライブ
能力を下げたり、ローパスフィルタ30中の抵抗31の
抵抗値R1を大きくしている。これらにより、発生する
リップルノイズの大きさΔvが減じられている。
In the conventional PLL circuit of FIG. 2, the drive capability of the charge pump 20 is lowered or the resistance value R1 of the resistor 31 in the low pass filter 30 is increased in order to prevent the occurrence of frequency jitter. By these, the magnitude Δv of the generated ripple noise is reduced.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
PLL回路では、次のような課題があった。周波数ジッ
タの発生を防止するためにチャージポンプ20のドライ
ブ能力を下げたり、ローパスフィルタ30中の抵抗31
の抵抗値R1を大きくしているが、いずれの場合にもロ
ーパスフィルタ30に対する電荷の充放電する能力が損
なわれる。そのため、位相と周波数のロックに要する時
間(ロックインタイム)が増大するという課題があり、
リップルノイズの低減には限界があった。
However, the conventional PLL circuit has the following problems. In order to prevent the occurrence of frequency jitter, the drive capability of the charge pump 20 is lowered, and the resistor 31 in the low pass filter 30 is used.
Although the resistance value R1 is increased, the charge / discharge ability of the low-pass filter 30 is impaired in any case. Therefore, there is a problem that the time required to lock the phase and frequency (lock-in time) increases,
There was a limit to the reduction of ripple noise.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】記課題を解決するため
に、本発明のうちの第1の発明は、入力信号と帰還信号
の比較を行い、該比較結果である位相差信号を生成する
位相比較器と、前記位相差信号に基づいて、電源電位に
応じた第1の電位、又は接地電位に応じた第2の電位を
出力するチャージポンプと、前記第1又は第2の電位を
平滑化するローパスフィルタと、前記ローパスフィルタ
の出力電位に応じた周波数で発振し、前 記帰還信号を生
成すると共に外部に該発振周波数を出力するVCOとを
備えたPLL回路において、前記チャージポンプを次の
ように構成している。
To solve the previous SL problems SUMMARY OF THE INVENTION The first aspect of the present invention, the input signal and the feedback signal
And a phase difference signal which is the comparison result is generated.
Based on the phase comparator and the phase difference signal,
According to the first potential or the second potential according to the ground potential.
The charge pump for outputting and the first or second potential
Low-pass filter for smoothing, and the low-pass filter
Oscillates at a frequency corresponding to the output potential, the raw pre Symbol feedback signal
And a VCO that outputs the oscillation frequency to the outside
In the provided PLL circuit, the charge pump is
Is configured as follows.

【0010】前記チャージポンプは、前記電源電位と前
記チャージポンプの出力部との間に接続された第1のス
イッチング素子によって構成される第1の電荷移動経
路、及び前記接地電位と前記チャージポンプの前記出力
部との間に接続された第2のスイッチング素子によって
構成される第2の電荷移動経路を有している。そして、
前記ローパスフィルタの出力電位が所定電位より高いと
きには、前記第1のスイッチング素子におけるオン抵抗
値が下降し、かつ前記第2のスイッチング素子における
オン抵抗値が上昇し、前記ローパスフィルタの出力電位
が所定電位より低いときには、前記第1のスイッチング
素子におけるオン抵抗値が上昇し、かつ前記第2のスイ
ッチング素子におけるオン抵抗値が下降する構成になっ
ている。
The charge pump includes a first charge transfer path constituted by a first switching element connected between the power supply potential and an output section of the charge pump, and the ground potential and the charge pump. It has a second charge transfer path constituted by a second switching element connected to the output section. And
When the output potential of the low pass filter is higher than a predetermined potential
Kiniwa, the on-resistance of the first switching element is lowered, and the on-resistance value of the second switching element is increased, the output potential of the low-pass filter
Is lower than a predetermined potential, the ON resistance value of the first switching element increases and the ON resistance value of the second switching element decreases.

【0011】第2の発明は、第1の発明のPLL回路に
おいて、前記ローパスフィルタの出力電位に対応するバ
イアス電位を生成するバイアス発生回路が設けられてお
り、前記バイアス電位によって、前記第1及び第2のス
イッチング素子におけるオン抵抗値が制御される構成に
なっている。
A second invention relates to the PLL circuit of the first invention.
At the output voltage of the low-pass filter.
There is a bias generator circuit that generates the bias potential.
Depending on the bias potential, the first and second switches
In the configuration where the ON resistance value of the switching element is controlled
Has become.

【0012】第3の発明は、第2の発明のPLL回路に
おいて、前記入力信号及び前記帰還信号に基づいて、前
記PLL回路がロック状態か否かの検出結果を送出する
ロック検出部が設けられており、前記ロック検出部は、
前記第1及び第2の電荷移動経路における導通状態を制
御する構成になっている。
A third invention is a PLL circuit according to the second invention.
, Based on the input signal and the feedback signal,
Note Sends the detection result of whether the PLL circuit is in the locked state.
A lock detector is provided, and the lock detector is
The conduction state in the first and second charge transfer paths is controlled.
It is designed to be controlled.

【0013】第4の発明は、第3の発明のPLL回路に
おいて、前記チャージポンプは、前記電源電位と前記チ
ャージポンプの前記出力部との間に、前記第1のスイッ
チング素子に対して並列に接続された第3のスイッチン
グ素子によって構成される第3の電荷移動経路、及び前
記接地電位と前記チャージポンプの前記出力部との間
に、前記第2のスイッチング素子に対して並列に接続さ
れた第4のスイッチング素子によって構成される第4の
電荷移動経路を有しており、前記第3及び第4の 電荷移
動経路における導通状態は、前記ロック検出部によって
制御される構成になっている。
A fourth invention provides a PLL circuit according to the third invention.
The charge pump is connected to the power supply potential and the charge
The first switch between the charger pump and the output section.
A third switch connected in parallel with the ching element.
Third charge transfer path constituted by a switching element, and
Between ground potential and the output of the charge pump
Is connected in parallel to the second switching element.
A fourth switching element formed by
Has a charge transfer path, a charge transfer of the third and fourth
The conduction state in the moving path is determined by the lock detection unit.
It is controlled.

【0014】第5の発明は、第4の発明のPLL回路に
おいて、前記PLL回路がロック状態となる前に、前記
第3及び第4の電荷移動経路が導通状態となり、かつ前
記第1及び第2の電荷移動経路が非導通状態となり、前
記PLL回路がロック状態となった後に、前記第3及び
第4の電荷移動経路が非導通状態となり、かつ前記第1
及び第2の電荷移動経路が導通状態となる構成になって
いる。
A fifth invention is a PLL circuit according to the fourth invention.
Before the PLL circuit is locked, the
The third and fourth charge transfer paths become conductive, and
Note that the first and second charge transfer paths become non-conducting
After the PLL circuit is locked, the third and
The fourth charge transfer path becomes non-conductive, and
And the second charge transfer path becomes conductive.
There is.

【0015】第6の発明では、第4の発明のPLL回路
は、前記第1の電荷移動経路において、前記第1のスイ
ッチング素子と前記チャージポンプの前記出力部との間
に接続された第5のスイッチング素子と、前記第2の電
荷移動経路において、前記第2のスイッチング素子と前
記チャージポンプの前記出力部との間に接続された第6
のスイッチング素子とを有しており、前記第5及び第6
のスイッチング素子におけるオン抵抗値は、前記ロック
検出部によって制御される構成になっている。
According to a sixth aspect, the PLL circuit according to the fourth aspect.
Is the first switch in the first charge transfer path.
Between the switching element and the output of the charge pump
A fifth switching element connected to the second switching element and the second switching element.
In the load transfer path, in front of the second switching element
A sixth connected to the output of the charge pump.
And a switching element of, and the fifth and sixth
ON resistance value of the switching element is
The configuration is controlled by the detection unit.

【0016】第7の発明は、第6の発明のPLL回路に
おいて、前記PLL回路がロック状態になる前に、前記
ロック検出部によって前記第5及び第6のスイッチング
素子におけるオン抵抗値は上昇し、前記PLL回路がロ
ック状態になった後に、前記ロック検出部によって前記
第5及び第6のスイッチング素子におけるオン抵抗値は
下降する構成になっている。
A seventh invention is a PLL circuit according to the sixth invention.
Before the PLL circuit is locked,
The fifth and sixth switching operations by the lock detector
The on resistance value of the element rises, and the PLL circuit is
After the lock state is reached, the lock detector detects the
The ON resistance values of the fifth and sixth switching elements are
It is configured to descend.

【0017】[0017]

【作用】第1〜第7の発明によれば、以上のようにPL
L回路を構成したので、位相比較器は、入力信号と帰還
信号の位相及び周波数の比較を行い、比較結果に応じた
位相差信号を生成する。チャージポンプは位相差信号に
基いて第1又は第2の電荷移動経路を形成する。ローパ
スフィルタはチャージポンプからの電荷を充放電するこ
とによって平滑化した電圧を生成し、VCOがローパス
フィルタの出力電圧に応じた周波数で発振する
According to the first to seventh inventions, as described above, the PL
Since the L circuit is configured, the phase comparator compares the phase and frequency of the input signal and the feedback signal, and generates the phase difference signal according to the comparison result . A charge pump to form a first or second charge transfer path based on the phase difference signal. B over path <br/> pass filter generates a voltage smoothed by charging and discharging the electric charge from the charge pump, oscillates at a frequency the VCO corresponding to the output voltage of the low-pass filter.

【0018】[0018]

【実施例】図1は、本発明の実施例を示すPLL回路の
回路図であり、従来の図2と共通する要素には共通の記
号が付されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a circuit diagram of a PLL circuit showing an embodiment of the present invention, in which elements common to FIG.

【0019】このPLL回路は、図2と同様の位相比較
器10、ローパスフィルタ30、VCO40及び分周器
50を有する他に、従来と異なるロック検出部60、
ャージポンプ70及びバイアス発生回路80が設けられ
ている。入力端子Inからの入力信号Siと帰還信号S
rが位相比較器10に入力され、この位相比較器10の
出力側にチャージポンプ70が接続されている。また、
入力信号Siと帰還信号Srは、ロック検出部60にも
入力される。ロック検出部60から出力されたロック信
号S60は2つに分岐され、一方がインバータ65を介
し、さらに2つに分岐されてチャージポン70へ入力
される。ロック検出部60から出力されたロック信号S
60の他方も、さらに2つに分岐されて直接チャージポ
ンプ70の入力端子に入力される。チャージポンプ70
の出力側には、のチャージポンプ70からの電荷を充
放電して平滑化した電圧を出力するローパスフィルタ3
0が接続されている。ローパスフィルタ30の出力ノー
ドN30、このローパスフィルタ30の出力電圧に基
づいて発振するVCO40と、バイアス発生回路80の
入力端子とに接続されている。VCO40の出力側は
このPLL回路の出力端子Outに接続されると共に、
分周器50に接続されている。分周器50はVCO40
の発振周波数を分周するものであり、その分周器50の
出力である帰還信号Srが位相比較器10とロック検出
部60に帰還される構成となっている。また、バイアス
発生回路80の出力ノードN80は、チャージポンプ7
0の入力端子に接続されている。
[0019] The PLL circuit 2 and the same position phase comparator 1 0, in addition to having a low-pass filter 3 0, VCO 40 and a frequency divider 50, unconventional lock detector 6 0, the charge pump 70 and the bias A generation circuit 80 is provided . Input signal Si from input terminal In and feedback signal S
r is input to the phase comparator 10, a charge pump 70 is connected to the output side of the phase comparator 10. Also,
Input signal Si and the feedback signal Sr is input to the lock detector 60. The lock signal output from the lock detector 60
Issue step S60 is branched into two, one is via the inverter 65, the input is branched further into two to the charge pump 70
Ru is. The lock signal S output from the lock detector 60
60 other are also further input to the input terminal of the branch directly charge pump 70 into two. Charge pump 70
Of the output side, a low-pass filter 3 for outputting a voltage smoothing the charge and discharge from this charge pump 70
0 is connected . Output No of the low-pass filter 30
De N30, the the VCO40 which oscillates on the basis of the output voltage of the low-pass filter 30 is connected to the input terminal of the bias generating circuit 80. The output side of the VCO 40 is
While being connected to the output terminal Out of this PLL circuit,
It is connected to the frequency divider 50. Divider 50 is VCO 40
The frequency of the oscillation frequency is divided, and the feedback signal Sr output from the frequency divider 50 is fed back to the phase comparator 10 and the lock detector 60. The output node N80 of the bias generation circuit 80 is connected to the charge pump 7
It is connected to the 0 input terminal.

【0020】チャージポンプ70は4個のPMOS71
〜74と4個のNMOS75〜78を有している。第1
のスイッチング素子であるPMOS71のソースは第1
の電源である電源電Vddに接続され、PMOS71
のゲートにはバイアス発生回路80の出力電圧が入力さ
れる。PMOS71のドレインは第5のスイッチング
子であるPMOS72のソースに接続され、PMOS7
2のゲートにはロック信号S60がインバータ65で反
転されて入力される第3のスイッチング素子である
MOS73のソースは電源電Vddに接続され、PM
OS73のゲートはロック信号S60が入力される
PMOS72とPMOS73のドレインは共にPMOS
74のソースに接続され、のPMOS74のゲートに
は、位相比較器10から出力された位相差信号Suが入
力される。第2のスイッチング素子であるNMOS75
のソースは第2の電源である接地電位GNDに接続さ
れ、NMOS75のゲートにはバイアス発生回路80の
出力ノードN80接続されている。NMOS75のド
レインは第6のスイッチング素子であるNMOS76の
ソースに接続され、NMOS76のゲートにはロック
号S60が入力される第4のスイッチング素子である
NMOS77のソースは接地電GNDに接続され、N
MOS77のゲートにはインバータ65の出力が入力さ
れる。NMOS76とNMOS77のドレインは共にN
MOS78のソースに接続され、のNMOS78のゲ
ートには、位相比較器10から出力された位相差信号S
dが入力される。PMOS74とNMOS78のドレイ
ンは出力ノードN70で接続され、この出力ノードN7
がローパスフィルタ30に接続されている。
The charge pump 70 comprises four PMOSs 71
.About.74 and four NMOSs 75 to 78. First
The source of the PMOS 71, which is the switching element of the
It is connected to a power supply conductive position Vdd, PMOS 71
The output voltage of the bias generation circuit 80 is input to the gate of
Be done . The drain of the PMOS 71 is the fifth switching element.
It is connected to the source of the child PMOS72,
The lock signal S60 is returned to the gate of 2 by the inverter 65 .
Been rolling is input. P which is the third switching element
The source of MOS73 is connected to the power supply power level Vdd, PM
To the gate of the OS73 lock signal S60 is input.
The drains of PMOS 72 and PMOS 73 are both PMOS
Is connected to the 74 source, the gate of the PMOS74 this, the phase difference signal Su is input outputted from the phase comparator 10
Ru is a force. NMOS 75 which is the second switching element
The source is connected to the ground potential GND Ru second power der, the output node N80 of the bias generating circuit 80 is connected to the gate of the NMOS 75. The drain of the NMOS 75 is connected to the source of the NMOS 76 which is the sixth switching element, and the gate of the NMOS 76 has a lock signal.
Issue S60 is input. The source of the fourth is a switching element NMOS77 is connected to the ground conductive position GND, N
The output of the input of the inverter 65 to the gate of the MOS77
Be done . The drains of the NMOS 76 and the NMOS 77 are both N
Is connected to MOS78 source to the gate of NMOS78 this, the phase difference signal S output from the phase comparator 10
d is are entered. Drains of PMOS74 and NMOS78 is connected with the output node N70, the output node N7
It is connected to the 0 Gallo-pass filter 30.

【0021】ここで、電源電位Vddとノード70との
間に接続されたPMOS71及び72によって第1の電
荷移動経路が構成され、接地電位GNDとノード70と
の間に接続されたNMOS75及び76によって第2の
電荷移動経路が構成され、電源電位Vddとノード70
との間に接続されたPMOS73によって第3の電荷移
動経路が構成され、接地電位GNDとノード70との間
に接続されたNMOS77によって第4の電荷移動経路
が構成されている。
Here, the power supply potential Vdd and the node 70
The PMOS 71 and 72 connected between the
A load transfer path is formed, and the ground potential GND and the node 70 are connected to each other.
A second by an NMOS 75 and 76 connected between
A charge transfer path is formed, and the power supply potential Vdd and the node 70 are formed.
The third charge transfer is performed by the PMOS 73 connected between
A moving path is formed between the ground potential GND and the node 70.
The fourth charge transfer path by the NMOS 77 connected to the
Is configured.

【0022】ローパスフィルタ30は、2つの抵抗3
1,32とキャパシタ33を有している。抵抗31の2
端子のうち一方の端子はノードN70に接続され、他方
の端子がこのローパスフィルタ30の出力ノードN30
を介してVCO40とバイアス発生回路80に接続され
ている。抵抗32及びキャパシタ33は出力ノードN3
と接地電位GNDとの間に直列接続されている。バイ
アス発生回路80は電源電Vddと接地電GND間
に直列接続されたPMOS81とNMOS82を有して
いる。PMOS81のソースは電源電Vddに接続さ
れ、PMOS81のドレインが出力ノードN80でNM
OS82のドレインに接続されている。PMOS81の
ゲートは出力ノードN80に接続されている。また、N
MOS82のソースは接地電GNDに接続され、その
NMOS82のゲートが出力ノードN30に接続されて
いる。出力ノードN80チャージポンプ70中のPM
OS71及びNMOS75のゲートに接続されている。
The low-pass filter 30 includes two resistors 3
1, 32 and a capacitor 33. 2 of resistance 31
One of the terminals is connected to the node N70, and the other terminal is the output node N30 of the low-pass filter 30.
It is connected to the VCO 40 and the bias generation circuit 80 via . The resistor 32 and the capacitor 33 are connected to the output node N3.
It is connected in series between 0 and the ground potential GND. Bias generation circuit 80 has a PMOS81 and NMOS82 connected in series between the ground conductive position GND to the power supply conductive position Vdd. The source of the PMOS81 is connected to the power supply conductive position Vdd, NM Drain PMOS81 the output node N80
It is connected to the drain of the OS 82. The gate of the PMOS 81 is connected to the output node N80. Also, N
The source of MOS82 is connected to the ground conductive position GND, the gate of the NMOS82 is connected to the output node N30
There is. The output node N80 is PM in the charge pump 70.
It is connected to the gates of the OS 71 and the NMOS 75.

【0023】次に、図1のPLL回路の動作を説明す
る。位相比較器10は、入力信号Siと帰還信号Srの
位相のずれを検出し、例えば、入力信号Siの位相が帰
還信号Srに対して進んでいる期間、PMOS74のゲ
ートに位相差信号Suを供給し、入力信号Siの位相が
帰還信号Srに対して遅れている期間、NMOS78の
ゲートに位相差信号Sdを与える。ロック検出部60
は、このPLL回路のロック状態を検出する回路であ
る。即ち、ロック検出部60は、入力信号Siと帰還信
号Srの位相のずれが設定値以下であれば一致を示す
“1”、設定値を越えた場合不一致を示す“0”となる
ロック信号S60を出力する。入力信号Siと帰還信号
Srの位相が不一致のとき、チャージポンプ70中のP
MOS74とNMOS78のいずれか一方が位相差信号
Su,Sdに基いてオンして電荷移動経路が形成され
る。それにより、キャパシタ33に電荷が充放電され、
ローパスフィルタ30が平滑化した電圧をノードN30
から出力する。VCO40は、ローパスフィルタ30の
力電圧に基いて発振して出力端子Outを介してその
発振周波数を出力すると共に、分周器50を介して位相
比較器10とロック検出部60とに帰還信号Srを帰還
する。
Next, the operation of the PLL circuit of FIG. 1 will be described. The phase comparator 10 detects a phase shift between the input signal Si and the feedback signal Sr, and supplies the phase difference signal Su to the gate of the PMOS 74, for example, while the phase of the input signal Si leads the feedback signal Sr. Then, while the phase of the input signal Si is delayed with respect to the feedback signal Sr, the phase difference signal Sd is given to the gate of the NMOS 78. Lock detector 60
Is a circuit for detecting the locked state of the PLL circuit. That is, the lock detection unit 60, if the phase shift between the input signal Si and the feedback signal Sr is less than or equal to the set value, indicates "1" indicating a match, and if it exceeds the set value, indicates a lock signal S60 indicating a mismatch. Is output. When the phases of the input signal Si and the feedback signal Sr do not match, P in the charge pump 70
One of the MOS 74 and the NMOS 78 is turned on based on the phase difference signals Su and Sd to form a charge transfer path. This charges and discharges the capacitor 33,
The voltage smoothed by the low-pass filter 30 is applied to the node N30.
The output from. VCO40 outputs the oscillation frequency oscillates based on <br/> output voltage of the low-pass filter 30 through the output terminal Out, through the frequency divider 50 phase
The feedback signal Sr is fed back to the comparator 10 and the lock detector 60.

【0024】キャパシタ33に電荷が充放電される際、
ロック前にはPMOS73とNMOS77がロック信号
S60によってオンされ、PMOS72とNMOS76
がオフされる。逆に、ロック後にはPMOS73とNM
OS77がロック信号S60によってオフされ、PMO
S72とNMOS76がオンされる。これによって、電
荷の充放電経路、即ち、電荷移動経路が切替えられる。
ロック後の充放電経路には、オン状態のPMOS71と
NMOS75があり、これらは電荷制限素子として動作
する。即ち、バイアス発生回路80の出力電圧によって
PMOS71とNMOS75は、オン抵抗が制御され
る。バイアス発生回路80は、ローパスフィルタ30の
出力電圧に対応した電圧を生成する。即ち、ローパスフ
ィルタ30の出力ノードN30の電圧が低いとき、NM
OS82のオン抵抗が上昇して、ノードN80の電圧が
上昇する。よって、チャージポンプ70内のPMOS7
1のオン抵抗が上昇し、同時にNMOS75のオン抵抗
が降下する。そのため、ロック後にPMOS74がオン
してローパスフィルタ30の出力ノードN30のプラス
方向のリップルノイズを低減する。逆に、ローパスフィ
ルタ30の出力ノードN30の電圧が高いときにはノー
ドN80の電圧が降下し、チャージポンプ70内のNM
OS75のオン抵抗が高くなる。そのため、ロック後に
NMOS78がオンしても、ローパスフィルタ30の出
力ノードN30のマイナス方向のリップルノイズを減少
させる。これらのリップルノイズの減少により、ロック
後のVCO40の入力電圧、即ちノードN30の電圧変
動が減少し、周波数ジッタが低減する。
When the capacitor 33 is charged and discharged,
Before locking, the PMOS 73 and the NMOS 77 are turned on by the lock signal S60, and the PMOS 72 and the NMOS 76 are turned on.
Is turned off. Conversely, after locking, the PMOS 73 and NM
OS77 is turned off by the lock signal S60, and PMO
The S72 and the NMOS 76 are turned on. As a result, the charge / discharge path of charge, that is, the charge transfer path is switched.
The charge / discharge path after locking includes the PMOS 71 and the NMOS 75 in the ON state, and these operate as a charge limiting element. That is, the on-resistance of the PMOS 71 and the NMOS 75 is controlled by the output voltage of the bias generation circuit 80. The bias generation circuit 80 generates a voltage corresponding to the output voltage of the low pass filter 30. That is, when the voltage of the output node N30 of the low-pass filter 30 is low, NM
The on resistance of the OS 82 rises, and the voltage of the node N80 rises. Therefore, the PMOS 7 in the charge pump 70
The ON resistance of 1 rises, and at the same time, the ON resistance of the NMOS 75 drops. Therefore, after locking, the PMOS 74 is turned on and the ripple noise in the plus direction of the output node N30 of the low pass filter 30 is reduced. Conversely, when the voltage of the output node N30 of the low-pass filter 30 is high, the voltage of the node N80 drops, and the NM in the charge pump 70 is reduced.
The on-resistance of OS75 becomes high. Therefore, even if the NMOS 78 is turned on after the lock, the ripple noise in the negative direction of the output node N30 of the low pass filter 30 is reduced. By reducing these ripple noises, the input voltage of the VCO 40 after locking, that is, the voltage fluctuation of the node N30 is reduced, and the frequency jitter is reduced.

【0025】以上のように、本実施例では、ロック検出
部60でロック状態を検出して、ロックの前後でローパ
スフィルタ30に対する電荷の充放電経路を切替え、ロ
ック後にバイアス発生回路80で、チャージポンプ70
を制御する。そのため、ロックインタイムを増大させる
ことなく、ローパスフィルタ30の出力電圧を安定させ
てVCO40の発振周波数を安定させる。従って、PL
L回路における周波数ジッタを減少できる。
[0025] As described above, in this embodiment, by detecting the locked state by the lock detecting unit 60, switching to give a discharge path for the charge for the low-pass filter 30 before and after the locking, in the bias generation circuit 80 after the lock, Charge pump 70
To control. Therefore, the output voltage of the low pass filter 30 is stabilized and the oscillation frequency of the VCO 40 is stabilized without increasing the lock-in time. Therefore , PL
The frequency jitter in the L circuit can be reduced.

【0026】なお、本発明は、上記実施例に限定されず
種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば
次のようなものがある。 (1) 分周器50は対象とする周波数帯によっては省
略できる。 (2) PMOS72,73、及びNMOS7677
は、ロック検出部60での検出結果に応じて電荷の充放
電経路を切替えるものであり、他のスイッチング素子で
構成しても、上記実施例と同様の効果を奏する。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. The following are examples of such modifications. (1) The frequency divider 50 can be omitted depending on the target frequency band. (2) PMOS 72, 73 and NMOS 76 , 77
Is to switch the charge / discharge path of electric charge according to the detection result of the lock detection unit 60, and even if it is configured by another switching element, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第1〜第7
発明によれば、ロック状態の時に選択形成される第1
又は第2の電荷移動経路に、オン抵抗値の変化するスイ
ッチング素子を設けているので、ロックインタイムを増
大させることなく、ローパスフィルタの出力電圧が安定
し、VCOの発振周波数が安定する。
As described in detail above, the first to seventh aspects
According to the invention, first selected formation during the locked state
Or the second charge transfer path, Sui varying the on-resistance value
Since the switching element is provided, without increasing the lock-in time, a stable output voltage of the low-pass filter is, the oscillation frequency of the VCO becomes stable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例を示すPLL回路の回路図であ
る。
FIG. 1 is a circuit diagram of a PLL circuit showing an embodiment of the present invention.

【図2】従来のPLL回路を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional PLL circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 位相比較器 30 ローパスフィルタ 40 VCO 60 ロック検出部 70 チャージポンプ回路 71,75 PMOSNMOS(電荷制限素
子) 80 バイアス発生回路 Si 入力信号 Sr 帰還信号 Su,Sd 位相差信号
10 phase comparator 30 low-pass filter 40 VCO 60 lock detector 70 charge pump circuits 71 , 75 PMOS , NMOS (charge limiting element) 80 bias generator circuit Si input signal Sr feedback signals Su, Sd phase difference signal

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 入力信号と帰還信号の比較を行い、該比
較結果である位相差信号を生成する位相比較器と、前記
位相差信号に基づいて、電源電位に応じた第1の電位、
又は接地電位に応じた第2の電位を出力するチャージポ
ンプ回路と、前記第1又は第2の電位を平滑化するロー
パスフィルタと、前記ローパスフィルタの出力電位に応
じた周波数で発振し、前記帰還信号を生成すると共に外
部に該発振周波数を出力する電圧制御発振器とを備えた
PLL回路において、 前記チャージポンプ回路は、前記電源電位と前記チャー
ジポンプ回路の出力部との間に接続された第1のスイッ
チング素子によって構成される第1の電荷移動経路、及
び前記接地電位と前記チャージポンプ回路の前記出力部
との間に接続された第2のスイッチング素子によって構
成される第2の電荷移動経路を有しており、前記ローパスフィルタの出力電位が所定電位より高いと
きには、 前記第1のスイッチング素子におけるオン抵抗
値が下降し、かつ前記第2のスイッチング素子における
オン抵抗値が上昇し、前記ローパスフィルタの出力電位が所定電位より低いと
きには、 前記第1のスイッチング素子におけるオン抵抗
値が上昇し、かつ前記第2のスイッチング素子における
オン抵抗値が下降することを特徴とするPLL回路。
1. A phase comparator for comparing an input signal and a feedback signal to generate a phase difference signal as a result of the comparison, and a first potential corresponding to a power supply potential based on the phase difference signal,
Alternatively, a charge pump circuit that outputs a second potential according to the ground potential, a low-pass filter that smoothes the first or second potential, and a feedback that oscillates at a frequency according to the output potential of the low-pass filter. In a PLL circuit including a voltage-controlled oscillator that generates a signal and outputs the oscillation frequency to the outside, the charge pump circuit is connected between the power supply potential and an output section of the charge pump circuit. And a second charge transfer path formed by a second switching element connected between the ground potential and the output section of the charge pump circuit. And the output potential of the low-pass filter is higher than a predetermined potential.
When the ON resistance value of the first switching element decreases and the ON resistance value of the second switching element increases, the output potential of the low-pass filter is lower than a predetermined potential.
In this case, the ON resistance value of the first switching element increases and the ON resistance value of the second switching element decreases.
【請求項2】 請求項1記載のPLL回路において、 前記ローパスフィルタの出力電位に対応するバイアス電
位を生成するバイアス発生回路が設けられており、 前記バイアス電位によって、前記第1及び第2のスイッ
チング素子におけるオン抵抗値が制御されることを特徴
とするPLL回路。
2. The PLL circuit according to claim 1, wherein a bias voltage corresponding to an output potential of the low pass filter is provided.
A bias generation circuit for generating a potential is provided, and the first and second switches are controlled by the bias potential.
The on-resistance value of the ching element is controlled
PLL circuit to be.
【請求項3】 請求項2記載のPLL回路において、 前記入力信号及び前記帰還信号に基づいて、前記PLL
回路がロック状態か否かの検出結果を送出するロック検
出部が設けられており、 前記ロック検出部は、前記第1及び第2の電荷移動経路
における導通状態を制 御することを特徴とするPLL回
路。
3. The PLL circuit according to claim 2 , wherein the PLL is based on the input signal and the feedback signal.
Lock detection that sends the detection result of whether the circuit is in the locked state
An output part is provided, and the lock detection part is provided with the first and second charge transfer paths.
PLL times, characterized in that control the conduction state of
Road.
【請求項4】 請求項3記載のPLL回路において、 前記チャージポンプ回路は、前記電源電位と前記チャー
ジポンプ回路の前記出力部との間に、前記第1のスイッ
チング素子に対して並列に接続された第3のスイッチン
グ素子によって構成される第3の電荷移動経路、及び前
記接地電位と前記チャージポンプ回路の前記出力部との
間に、前記第2のスイッチング素子に対して並列に接続
された第4のスイッチング素子によって構成される第4
の電荷移動経路を有しており、 前記第3及び第4の電荷移動経路における導通状態は、
前記ロック検出部によって制御されることを特徴とする
PLL回路。
4. The PLL circuit according to claim 3, wherein the charge pump circuit includes the power supply potential and the char.
The first switch is connected to the output of the zippump circuit.
A third switch connected in parallel with the ching element.
Third charge transfer path constituted by a switching element, and
Between the ground potential and the output section of the charge pump circuit
In parallel with the second switching element
A fourth switching element which is
And the conductive state in the third and fourth charge transfer paths is
It is controlled by the lock detector.
PLL circuit.
【請求項5】 請求項4記載のPLL回路において、 前記PLL回路がロック状態となる前に、前記第3及び
第4の電荷移動経路が導通状態となり、かつ前記第1及
び第2の電荷移動経路が非導通状態となり、 前記PLL回路がロック状態となった後に、前記第3及
び第4の電荷移動経路が非導通状態となり、かつ前記第
1及び第2の電荷移動経路が導通状態となることを特徴
とするPLL回路。
5. The PLL circuit according to claim 4 , wherein the third circuit and the third circuit are provided before the PLL circuit is locked.
The fourth charge transfer path is in a conductive state, and
And the second charge transfer path are turned off and the PLL circuit is locked,
And the fourth charge transfer path become non-conductive, and
The first and second charge transfer paths are in a conductive state
PLL circuit to be.
【請求項6】 請求項4記載のPLL回路は、 前記第1の電荷移動経路において、前記第1のスイッチ
ング素子と前記チャージポンプ回路の前記出力部との間
に接続された第5のスイッチング素子と、 前記第2の電荷移動経路において、前記第2のスイッチ
ング素子と前記チャージポンプ回路の前記出力部との間
に接続された第6のスイッチング素子とを有しており、 前記第5及び第6のスイッチング素子におけるオン抵抗
値は、前記ロック検出部によって制御されることを特徴
とするPLL回路。
6. The PLL circuit according to claim 4 , wherein the first switch is provided in the first charge transfer path.
Between the switching element and the output section of the charge pump circuit.
A fifth switching element connected to the second switching element and the second switch in the second charge transfer path.
Between the switching element and the output section of the charge pump circuit.
And a sixth switching element connected to the ON resistance of each of the fifth and sixth switching elements.
The value is controlled by the lock detector.
PLL circuit to be.
【請求項7】 請求項6記載のPLL回路において、 前記PLL回路がロック状態になる前に、前記ロック検
出部によって前記第5及び第6のスイッチング素子にお
けるオン抵抗値は上昇し、 前記PLL回路がロック状態になった後に、前記ロック
検出部によって前記第5及び第6のスイッチング素子に
おけるオン抵抗値は下降することを特徴とする PLL回
路。
7. The PLL circuit according to claim 6 , wherein the lock detection is performed before the PLL circuit enters a lock state.
Depending on the output part, the fifth and sixth switching elements are connected.
ON resistance value rises, and after the PLL circuit is locked, the lock circuit is locked.
The detection unit causes the fifth and sixth switching elements to operate.
The PLL resistance is characterized in that the on-resistance value in
Road.
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