JP6830301B2 - PLL circuit - Google Patents
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Description
本開示は、基準信号の周波数が高いPLL(Phase−Locked−Loop)回路において、位相比較器及びチャージポンプの位相検波特性の直線性を改善する。 The present disclosure improves the linearity of the phase detection characteristics of the phase comparator and the charge pump in a PLL (Phase-Locked-Loop) circuit having a high reference signal frequency.
最近、高速データ処理や高速データ通信がますます要求されており、高速クロック信号を出力するPLL回路がますます重要になっている。 Recently, high-speed data processing and high-speed data communication are increasingly required, and a PLL circuit that outputs a high-speed clock signal is becoming more and more important.
第1の従来技術のPLL回路Pの概要構成及び詳細構成を図1及び図2に示す。第1の従来技術のPLL回路Pは、位相比較器1、チャージポンプ2、ループフィルタ3、発振器4及び分周器5から構成される。
The outline configuration and the detailed configuration of the PLL circuit P of the first prior art are shown in FIGS. 1 and 2. The first prior art PLL circuit P includes a
発振器4は、電圧信号に基づいて発振周波数を制御する。分周器5は、発振器4が出力する発振信号を、基準信号refの周波数とほぼ同じ周波数に分周する。
The
位相比較器1は、PLL回路Pに入力される基準信号refの位相に対する、分周器5が出力する帰還信号fbの位相の差分に応じて、発振器4の発振周波数の上昇を指示する上昇信号up及び発振器4の発振周波数の下降を指示する下降信号dwを出力する。位相比較器1は、ディレイフリップフロップ回路11、12及びAND回路13を備える。
The
ディレイフリップフロップ回路11は、CK端子において、基準信号refを入力され、D端子において、High信号“1”を入力され、Reset端子において、後述のAND回路13の出力信号を入力され、Q端子において、上昇信号upを出力する。
In the delay flip-
ディレイフリップフロップ回路12は、CK端子において、帰還信号fbを入力され、D端子において、High信号“1”を入力され、Reset端子において、後述のAND回路13の出力信号を入力され、Q端子において、下降信号dwを出力する。
In the delay flip-
AND回路13は、入力端子において、ディレイフリップフロップ回路11が出力する上昇信号up及びディレイフリップフロップ回路12が出力する下降信号dwを入力され、出力端子において、Reset信号を出力する。
The
チャージポンプ2は、位相比較器1が出力する上昇信号up及び下降信号dwのパルス幅に応じて、電流信号Icpを出力する。チャージポンプ2は、定電流源21、22及びスイッチ23、24を備える。
The
スイッチ23は、上昇信号upがHigh信号“1”であるとき、ONとなり、上昇信号upがLow信号“0”であるとき、OFFとなる。定電流源21は、スイッチ23がONであるとき、後述のコンデンサ31に電荷を供給する。
The
スイッチ24は、下降信号dwがHigh信号“1”であるとき、ONとなり、下降信号dwがLow信号“0”であるとき、OFFとなる。定電流源22は、スイッチ24がONであるとき、後述のコンデンサ31から電荷を引き抜く。
The
ループフィルタ3は、コンデンサ31及び抵抗32を有し、チャージポンプ2が出力する電流信号Icpを、発振器4に入力される電圧信号に変換する。ここで、ループフィルタ3は、コンデンサ31及び抵抗32を直列つなぎに接続したものに限られない。
The
第1の従来技術のPLL回路Pの位相比較器1及びチャージポンプ2の出力波形を図3に示す。ここで、実線で示した出力波形は、理想の場合の出力波形であり、一点鎖線で示した出力波形は、スルーレートを考慮する実際の場合の出力波形である。
The output waveforms of the
帰還信号fbの位相が基準信号refの位相より遅いときを図3の左端に示す。上昇信号upは、基準信号refの位相に対する帰還信号fbの位相の遅れに応じたパルス幅を有する。下降信号dwは、位相比較器1の回路遅延に応じた狭いパルス幅を有する。電流信号Icpは、上昇信号upのパルス幅に応じたコンデンサ31への電荷供給を行う。
The time when the phase of the feedback signal fb is later than the phase of the reference signal ref is shown at the left end of FIG. The rising signal up has a pulse width corresponding to the phase delay of the feedback signal fb with respect to the phase of the reference signal ref. The descending signal dw has a narrow pulse width corresponding to the circuit delay of the
帰還信号fbの位相が基準信号refの位相に等しいときを図3の中央に示す。上昇信号up及び下降信号dwは、位相比較器1の回路遅延に応じた狭いパルス幅を有する。電流信号Icpは、上昇信号up及び下降信号dwのパルス幅が等しいため、コンデンサ31への電荷供給やコンデンサ31からの電荷引抜を行わない。
The time when the phase of the feedback signal fb is equal to the phase of the reference signal ref is shown in the center of FIG. The ascending signal up and the descending signal dw have a narrow pulse width corresponding to the circuit delay of the
帰還信号fbの位相が基準信号refの位相より早いときを図3の右端に示す。上昇信号upは、位相比較器1の回路遅延に応じた狭いパルス幅を有する。下降信号dwは、基準信号refの位相に対する帰還信号fbの位相の進みに応じたパルス幅を有する。電流信号Icpは、下降信号dwのパルス幅に応じたコンデンサ31からの電荷引抜を行う。
The time when the phase of the feedback signal fb is earlier than the phase of the reference signal ref is shown at the right end of FIG. The rising signal up has a narrow pulse width corresponding to the circuit delay of the
第1の従来技術のPLL回路Pの位相比較器1及びチャージポンプ2の位相検波特性を図4に示す。ここで、実線で示した特性は、スルーレートを考慮する実際の場合の特性であり、破線で示した特性は、理想の場合の特性である。
FIG. 4 shows the phase detection characteristics of the
帰還信号fbの位相が基準信号refの位相に等しいとき、電流信号Icpはコンデンサ31への電荷供給やコンデンサ31からの電荷引抜を行わず、発振器4に入力される電圧信号は変更されず、発振器4の発振周波数はロックされる。
When the phase of the feedback signal fb is equal to the phase of the reference signal ref, the current signal Icp does not supply charge to the capacitor 31 or draw charge from the capacitor 31, the voltage signal input to the
位相比較器1及びチャージポンプ2の位相検波特性は、図3で説明したように、基準信号refの位相に対する帰還信号fbの位相の差分−2πradから2πradまで、基準信号refの位相に対する帰還信号fbの位相の差分に比例することが望ましい。
As described in FIG. 3, the phase detection characteristics of the
しかし、基準信号refの周波数が高いPLL回路Pにおいては、位相比較器1及びチャージポンプ2の位相検波特性は、図4で説明するように、基準信号refの位相に対する帰還信号fbの位相の差分0radの近傍で、基準信号refの位相に対する帰還信号fbの位相の差分に比例しないと考えられる。なぜなら、基準信号refの周波数が高いPLL回路Pにおいては、位相比較器1の回路遅延に応じた狭いパルス幅を有する上昇信号up及び下降信号dwに対して、立ち上り特性即ちスルーレートが低いからである。
However, in the PLL circuit P in which the frequency of the reference signal ref is high, the phase detection characteristics of the
位相比較器1及びチャージポンプ2の位相検波特性の直線性が劣化することは、MASH(Multi−stAge noise SHaping)が生成する分周コード値に誤差を与えるのと等価であり、PLL帯域内の位相雑音フロアの劣化を招くことになる。
Deterioration of the linearity of the phase detection characteristics of the
ここで、MASHとは、分周器5が整数分周を行うのみならず小数分周を行うにあたり用いる技術である。分周コード値がN(Nは整数値)より大きくN+1より小さい小数値であるときについて説明する。分周器5の分周数は、基準信号refの周期毎に、MASH次数をMとするとき、N−2M+1、・・・、N+2Mの整数値のいずれかをランダムに選択し、時間的に平均すれば上記小数値となる。分周器5は、MASH次数を高くすることにより、整数値出力のランダム性を高くすることができ、フラクショナル・スプリアスをループフィルタ3の抑圧量が大きい高域に拡散することができる。
Here, MASH is a technique used by the
第1の従来技術の課題の解決に、第2、3の従来技術(それぞれ、特許文献1及び非特許文献1を参照のこと。)を挙げられる。
Examples of solving the problems of the first prior art include the second and third prior arts (see
第2の従来技術のPLL回路Pの概要構成を図5に示す。第2の従来技術のPLL回路Pは、第1の従来技術のPLL回路Pと比べて、遅延回路14を付加される。遅延回路14は、入力端子において、AND回路13の出力信号を入力され、回路内部において、所定の遅延を施し、出力端子において、Reset信号を出力する。
The outline configuration of the PLL circuit P of the second prior art is shown in FIG. A
第2の従来技術のPLL回路Pの位相比較器1及びチャージポンプ2の出力波形を図6に示す。ここで、実線で示した出力波形は、理想の場合の出力波形であり、一点鎖線で示した出力波形は、スルーレートを考慮する実際の場合の出力波形である。
The output waveforms of the
第2の従来技術においては、第1の従来技術と比較して、上昇信号up及び下降信号dwのパルス幅は、位相の遅延αだけ広がる。 In the second prior art, the pulse widths of the ascending signal up and the descending signal dw are widened by the phase delay α as compared with the first prior art.
第2の従来技術のPLL回路Pの位相比較器1及びチャージポンプ2の位相検波特性を図7に示す。ここで、実線で示した特性は、スルーレートを考慮する実際の場合の特性であり、破線で示した特性は、理想の場合の特性である。
FIG. 7 shows the phase detection characteristics of the
第2の従来技術においては、第1の従来技術と比較して、基準信号refの周波数が高いPLL回路Pにおいても、位相比較器1及びチャージポンプ2の位相検波特性は、基準信号refの位相に対する帰還信号fbの位相の差分0radの近傍で、基準信号refの位相に対する帰還信号fbの位相の差分にほぼ比例すると考えられる。しかし、第2の従来技術であっても、低位相雑音を実現することはできない。
In the second conventional technique, even in the PLL circuit P in which the frequency of the reference signal ref is higher than that in the first conventional technique, the phase detection characteristics of the
第3の従来技術のPLL回路Pの概要構成を図8に示す。第3の従来技術のPLL回路Pは、第1の従来技術のPLL回路Pと比べて、ディレイフリップフロップ回路11、12及びAND回路13を除去され、EXOR回路15を付加される。EXOR回路15は、入力端子において、基準信号ref及び帰還信号fbを入力され、出力端子において、EXOR信号をスイッチ23、24に出力する。EXOR信号は、帰還信号fbの位相が基準信号refの位相よりπ/2radだけ遅いとき及びπ/2radだけ早いとき、デューティ比を50%とするため、PLL回路Pをロック状態にする。
The outline configuration of the PLL circuit P of the third prior art is shown in FIG. The third prior art PLL circuit P has the delay flip-
第3の従来技術のPLL回路Pの位相比較器1及びチャージポンプ2の位相検波特性を図9に示す。
FIG. 9 shows the phase detection characteristics of the
帰還信号fbの位相が基準信号refの位相よりπ/2radだけ遅いとき及びπ/2radだけ早いとき、発振器4の発振周波数はロックされる。このとき、位相比較器1の回路遅延に応じた狭いパルス幅を有する上昇信号up及び下降信号dwに対して、立ち上り特性即ちスルーレートが低いという問題がなくなる。
When the phase of the feedback signal fb is later by π / 2 rad and earlier than the phase of the reference signal ref, the oscillation frequency of the
しかし、位相比較器1及びチャージポンプ2の位相検波特性は、帰還信号fbの位相が基準信号refの位相よりπ/2radだけ遅いとき及びπ/2radだけ早いとき、ともに同符号の同様な特性になる。よって、PLL回路Pは、周波数判別機能を有さないため、位相スリップを起こしやすく、ロックアップタイムを遅くする。
However, the phase detection characteristics of the
そこで、前記課題を解決するために、本開示は、基準信号の周波数が高いPLL回路において、MASHの位相の振り幅を十分に確保しつつ、周波数判別機能を有しつつ、位相比較器及びチャージポンプの位相検波特性の直線性を改善することを目的とする。 Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the present disclosure discloses a phase comparator and a charge while having a frequency discrimination function while sufficiently securing a swing width of the phase of MASH in a PLL circuit having a high reference signal frequency. The purpose is to improve the linearity of the phase detection characteristics of the pump.
上記目的を達成するために、ディレイフリップフロップ型の位相比較器を2系統並列し、ループフィルタを従来と同様に1系統配置する。第1の位相比較器には、2n(nは自然数)分周された正相の基準信号及び2n分周された正相の帰還信号を入力する、又は、2n分周された逆相の基準信号及び2n分周された逆相の帰還信号を入力する。第2の位相比較器には、2n分周された正相の基準信号及び2n分周された逆相の帰還信号を入力する、又は、2n分周された逆相の基準信号及び2n分周された正相の帰還信号を入力する。つまり、分周基準信号及び分周帰還信号のうち、一方の信号は第1、2の位相比較器に対して同相で入力されればよく、他方の信号は第1、2の位相比較器に対して逆相で入力されればよい。そして、第1の位相比較器及び第2の位相比較器が出力する上昇信号及び下降信号を、1系統のループフィルタへの電流信号に統合することとした。 In order to achieve the above object, two delay flip-flop type phase comparators are arranged in parallel, and one loop filter is arranged as in the conventional case. A 2 n (n is a natural number) divided positive phase reference signal and a 2 n divided positive phase feedback signal are input to the first phase comparator, or a 2 n divided reverse is input. The reference signal of the phase and the feedback signal of the opposite phase divided by 2 n are input. A 2 n- divided positive-phase reference signal and a 2- n- divided reverse-phase feedback signal are input to the second phase comparator, or a 2- n- divided reverse-phase reference signal and A positive phase feedback signal divided by 2 n is input. That is, one of the frequency dividing reference signal and the frequency dividing feedback signal may be input in the same phase to the first and second phase comparators, and the other signal may be input to the first and second phase comparators. On the other hand, it may be input in the opposite phase. Then, it was decided to integrate the ascending signal and the descending signal output by the first phase comparator and the second phase comparator into the current signal to the loop filter of one system.
具体的には、本開示は、電圧信号に基づいて発振周波数を制御する発振器と、前記発振器が出力する発振信号を分周する分周器と、前記PLL回路に入力される基準信号を2n分周し、正相の分周基準信号及び逆相の分周基準信号を出力する基準信号分周器と、前記分周器が出力する帰還信号を2n分周し、正相の分周帰還信号及び逆相の分周帰還信号を出力する帰還信号分周器と、前記基準信号分周器が出力する前記正相の分周基準信号の位相に対する、前記帰還信号分周器が出力する前記正相の分周帰還信号の位相の差分に応じて、又は、前記基準信号分周器が出力する前記逆相の分周基準信号の位相に対する、前記帰還信号分周器が出力する前記逆相の分周帰還信号の位相の差分に応じて、前記発振器の前記発振周波数の上昇を指示する第1の上昇信号及び前記発振器の前記発振周波数の下降を指示する第1の下降信号を出力する、ディレイフリップフロップ型の第1の位相比較器と、前記基準信号分周器が出力する前記正相の分周基準信号の位相に対する、前記帰還信号分周器が出力する前記逆相の分周帰還信号の位相の差分に応じて、又は、前記基準信号分周器が出力する前記逆相の分周基準信号の位相に対する、前記帰還信号分周器が出力する前記正相の分周帰還信号の位相の差分に応じて、前記発振器の前記発振周波数の上昇を指示する第2の上昇信号及び前記発振器の前記発振周波数の下降を指示する第2の下降信号を出力する、ディレイフリップフロップ型の第2の位相比較器と、前記第1の位相比較器が出力する前記第1の上昇信号及び前記第1の下降信号のパルス幅に応じて、第1の電流信号を出力する第1のチャージポンプと、前記第2の位相比較器が出力する前記第2の上昇信号及び前記第2の下降信号のパルス幅に応じて、第2の電流信号を出力する第2のチャージポンプと、前記第1のチャージポンプが出力する前記第1の電流信号及び前記第2のチャージポンプが出力する前記第2の電流信号を統合し、前記発振器に入力される前記電圧信号に変換する、コンデンサを有するループフィルタと、を備えることを特徴とするPLL回路である。
Specifically, in the present disclosure, an oscillator that controls the oscillation frequency based on a voltage signal, a frequency divider that divides the oscillation signal output by the oscillator, and a reference signal input to the PLL circuit are 2 n. A reference signal oscillator that divides and outputs a positive-phase division reference signal and an opposite-phase division reference signal, and a feedback signal output by the oscillator are divided by 2 n to divide the positive-phase. The feedback signal oscillator outputs the feedback signal oscillator that outputs the feedback signal and the opposite-phase oscillator signal, and the feedback signal oscillator outputs the phase of the positive-phase oscillator reference signal output by the reference signal oscillator. The reverse phase output by the feedback signal oscillator according to the phase difference of the positive phase divided feedback signal or with respect to the phase of the opposite phase divided reference signal output by the reference signal oscillator. A first rising signal instructing an increase in the oscillation frequency of the oscillator and a first falling signal instructing a decrease in the oscillation frequency of the oscillator are output according to the phase difference of the frequency-divided feedback signal of the phase. , The phase of the first phase comparator of the delay flip flop type and the frequency division of the positive phase output by the reference signal oscillator, and the frequency division of the negative phase output by the feedback signal oscillator. The positive phase divided feedback signal output by the feedback signal oscillator according to the phase difference of the feedback signal or with respect to the phase of the opposite phase divided reference signal output by the reference signal oscillator. A delay flip-flop type that outputs a second rising signal instructing an increase in the oscillation frequency of the oscillator and a second falling signal instructing a decrease in the oscillation frequency of the oscillator according to the phase difference of the above. A first charge that outputs a first current signal according to the pulse widths of the second phase comparator and the first rising signal and the first falling signal output by the first phase comparator. A pump, a second charge pump that outputs a second current signal according to the pulse widths of the second rising signal and the second falling signal output by the second phase comparator, and the second charge pump. A loop having a capacitor that integrates the first current signal output by the
この構成によれば、2n分周前の基準信号の位相に対する2n分周前の帰還信号の位相の差分±nπradで、発振器の発振周波数はロックされ、2n分周前の基準信号の位相に対する2n分周前の帰還信号の位相の差分±nπradの近傍で、上昇信号及び下降信号は2n分周前の位相の差分nπradに応じた広いパルス幅を有する。よって、基準信号の周波数が高いPLL回路において、上昇信号及び下降信号に対してスルーレートが低くても、MASHの位相の振り幅を十分に確保しつつ、周波数判別機能を有しつつ、位相比較器及びチャージポンプの位相検波特性の直線性を改善することができる。また、このPLL回路では、次に記載のPLL回路と比べて、位相比較器及びチャージポンプの位相検波特性の直線性が成り立つ範囲を拡大することができる。 According to this configuration, the phase difference ± Enupairad of 2 n division before the feedback signal for the 2 n division prior reference signal of the phase, the oscillation frequency of the oscillator is locked, the 2 n division prior reference signal In the vicinity of the phase difference ± nπrad of the feedback signal before 2 n division with respect to the phase, the ascending signal and the descending signal have a wide pulse width corresponding to the phase difference nπrad before 2 n division. Therefore, in a PLL circuit in which the frequency of the reference signal is high, even if the through rate is low with respect to the rising signal and the falling signal, the phase comparison is performed while having a frequency discrimination function while sufficiently securing the swing width of the MASH phase. The linearity of the phase detection characteristics of the device and the charge pump can be improved. Further, in this PLL circuit, the range in which the linearity of the phase detection characteristics of the phase comparator and the charge pump is established can be expanded as compared with the PLL circuit described below.
また、本開示は、電圧信号に基づいて発振周波数を制御する発振器と、前記発振器が出力する発振信号を分周する分周器と、前記PLL回路に入力される基準信号を2n分周し、正相の分周基準信号及び逆相の分周基準信号を出力する基準信号分周器と、前記分周器が出力する帰還信号を2n分周し、正相の分周帰還信号及び逆相の分周帰還信号を出力する帰還信号分周器と、前記基準信号分周器が出力する前記正相の分周基準信号の位相に対する、前記帰還信号分周器が出力する前記正相の分周帰還信号の位相の差分に応じて、又は、前記基準信号分周器が出力する前記逆相の分周基準信号の位相に対する、前記帰還信号分周器が出力する前記逆相の分周帰還信号の位相の差分に応じて、前記発振器の前記発振周波数の上昇を指示する第1の上昇信号及び前記発振器の前記発振周波数の下降を指示する第1の下降信号を出力する、ディレイフリップフロップ型の第1の位相比較器と、前記基準信号分周器が出力する前記正相の分周基準信号の位相に対する、前記帰還信号分周器が出力する前記逆相の分周帰還信号の位相の差分に応じて、又は、前記基準信号分周器が出力する前記逆相の分周基準信号の位相に対する、前記帰還信号分周器が出力する前記正相の分周帰還信号の位相の差分に応じて、前記発振器の前記発振周波数の上昇を指示する第2の上昇信号及び前記発振器の前記発振周波数の下降を指示する第2の下降信号を出力する、ディレイフリップフロップ型の第2の位相比較器と、前記第1の位相比較器が出力する前記第1の上昇信号及び前記第2の位相比較器が出力する前記第2の上昇信号の論理和を算出し、統合上昇信号を出力する上昇信号統合器と、前記第1の位相比較器が出力する前記第1の下降信号及び前記第2の位相比較器が出力する前記第2の下降信号の論理和を算出し、統合下降信号を出力する下降信号統合器と、前記上昇信号統合器が出力する前記統合上昇信号及び前記下降信号統合器が出力する前記統合下降信号のパルス幅に応じて、電流信号を出力するチャージポンプと、前記チャージポンプが出力する前記電流信号を、前記発振器に入力される前記電圧信号に変換する、コンデンサを有するループフィルタと、を備えることを特徴とするPLL回路である。 Further, in the present disclosure, an oscillator that controls the oscillation frequency based on a voltage signal, a frequency divider that divides the oscillation signal output by the oscillator, and a reference signal input to the PLL circuit are divided by 2 n. , The reference signal oscillator that outputs the positive-phase division reference signal and the negative-phase division reference signal, and the feedback signal output by the oscillator are divided by 2 n, and the positive-phase division feedback signal and The positive phase output by the feedback signal oscillator with respect to the phase of the feedback signal oscillator that outputs the opposite phase divided feedback signal and the positive phase divided reference signal output by the reference signal oscillator. The division of the opposite phase output by the feedback signal oscillator according to the phase difference of the divided feedback signal of the above, or with respect to the phase of the opposite phase division reference signal output by the reference signal oscillator. A delay flip floc that outputs a first rising signal instructing an increase in the oscillation frequency of the oscillator and a first falling signal instructing a decrease in the oscillation frequency of the oscillator according to the phase difference of the peripheral feedback signal. Of the first phase comparator of the type and the divided feedback signal of the opposite phase output by the feedback signal oscillator with respect to the phase of the divided reference signal of the positive phase output by the reference signal oscillator. Depending on the phase difference or the phase of the positive phase divided feedback signal output by the feedback signal oscillator with respect to the phase of the opposite phase divided reference signal output by the reference signal oscillator. A second delay flipflop type that outputs a second rising signal instructing an increase in the oscillation frequency of the oscillator and a second falling signal instructing a decrease in the oscillation frequency of the oscillator according to the difference. The logical sum of the phase comparator, the first ascending signal output by the first phase comparator, and the second ascending signal output by the second phase comparator is calculated, and the integrated ascending signal is output. The logical sum of the rising signal synthesizer, the first falling signal output by the first phase comparator, and the second falling signal output by the second phase comparator is calculated, and the integrated falling signal is calculated. A down signal integrater that outputs a current signal, and a charge pump that outputs a current signal according to the pulse width of the integrated ascending signal output by the ascending signal integrator and the integrated down signal output by the down signal integrator. The PLL circuit includes a loop filter having a capacitor that converts the current signal output by the charge pump into the voltage signal input to the oscillator.
この構成によれば、2n分周前の基準信号の位相に対する2n分周前の帰還信号の位相の差分±nπradで、発振器の発振周波数はロックされ、2n分周前の基準信号の位相に対する2n分周前の帰還信号の位相の差分±nπradの近傍で、上昇信号及び下降信号は2n分周前の位相の差分nπradに応じた広いパルス幅を有する。よって、基準信号の周波数が高いPLL回路において、上昇信号及び下降信号に対してスルーレートが低くても、MASHの位相の振り幅を十分に確保しつつ、周波数判別機能を有しつつ、位相比較器及びチャージポンプの位相検波特性の直線性を改善することができる。また、このPLL回路では、前に記載のPLL回路と比べて、チャージポンプを1系統のみ配置するため、チャージポンプの消費電流を低減することができる。 According to this configuration, the phase difference ± Enupairad of 2 n division before the feedback signal for the 2 n division prior reference signal of the phase, the oscillation frequency of the oscillator is locked, the 2 n division prior reference signal In the vicinity of the phase difference ± nπrad of the feedback signal before 2 n division with respect to the phase, the ascending signal and the descending signal have a wide pulse width corresponding to the phase difference nπrad before 2 n division. Therefore, in a PLL circuit in which the frequency of the reference signal is high, even if the through rate is low with respect to the rising signal and the falling signal, the phase comparison is performed while having a frequency discrimination function while sufficiently securing the swing width of the MASH phase. The linearity of the phase detection characteristics of the device and the charge pump can be improved. Further, in this PLL circuit, as compared with the PLL circuit described above, since only one charge pump is arranged, the current consumption of the charge pump can be reduced.
また、本開示は、前記分周器は、MASHを用いる、MASH次数がMであり小数点分周数がNである、小数点分周器であり、前記MASH次数M及び前記小数点分周数Nの間に、nπ≧2M/N×2πが成立することを特徴とするPLL回路である。 Further, in the present disclosure, the frequency divider is a decimal point divider using MASH, the MASH order is M and the decimal point division number is N, and the MASH order M and the decimal point division number N. It is a PLL circuit characterized in that nπ ≧ 2 M / N × 2π is established between them.
この構成によれば、MASHの位相の振り幅2M/N×2πradに渡って、位相比較器及びチャージポンプの位相検波特性の直線性を改善することができる。 According to this configuration, the linearity of the phase detection characteristics of the phase comparator and the charge pump can be improved over the phase swing width of 2 M / N × 2πrad of MASH.
また、本開示は、前記基準信号分周器は、前記PLL回路に入力される前記基準信号を2分周し、前記帰還信号分周器は、前記分周器が出力する前記帰還信号を2分周することを特徴とするPLL回路である。 Further, in the present disclosure, the reference signal divider divides the reference signal input to the PLL circuit by two, and the feedback signal divider divides the feedback signal output by the divider by 2. It is a PLL circuit characterized by dividing the frequency.
この構成によれば、上昇信号及び下降信号は2分周前の位相の差分πradのみに応じたパルス幅を有し、チャージポンプのスイッチのON時間を低減し、チャージポンプの出力雑音を低減することができる。 According to this configuration, the ascending signal and the descending signal have a pulse width corresponding only to the phase difference πrad before the division by two, reduce the ON time of the charge pump switch, and reduce the output noise of the charge pump. be able to.
このように、本開示は、基準信号の周波数が高いPLL回路において、MASHの位相の振り幅を十分に確保しつつ、周波数判別機能を有しつつ、位相比較器及びチャージポンプの位相検波特性の直線性を改善することができる。 As described above, in the present disclosure, in a PLL circuit having a high reference signal frequency, the phase detection characteristics of the phase comparator and the charge pump are described while having a frequency discrimination function while sufficiently ensuring the phase swing width of the MASH. The linearity can be improved.
添付の図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本開示の実施の例であり、本開示は以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 Embodiments of the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are examples of the embodiments of the present disclosure, and the present disclosure is not limited to the following embodiments. In this specification and drawings, the components having the same reference numerals shall indicate the same components.
(第1の実施形態)
本開示の第1の実施形態のPLL回路Pの概要構成及び詳細構成を図10及び図11に示す。本開示の第1の実施形態のPLL回路Pは、第1の位相比較器1−1、第2の位相比較器1−2、第1のチャージポンプ2−1、第2のチャージポンプ2−2、ループフィルタ3、発振器4、分周器5、基準信号分周器6及び帰還信号分周器7から構成される。
(First Embodiment)
The outline configuration and the detailed configuration of the PLL circuit P of the first embodiment of the present disclosure are shown in FIGS. 10 and 11. The PLL circuit P of the first embodiment of the present disclosure includes a first phase comparator 1-1, a second phase comparator 1-2, a first charge pump 2-1 and a
発振器4は、電圧信号に基づいて発振周波数を制御する。分周器5は、発振器4が出力する発振信号を、基準信号refの周波数とほぼ同じ周波数に分周する。
The
基準信号分周器6は、PLL回路Pに入力される基準信号refを2分周し、正相の分周基準信号ref2及び逆相の分周基準信号ref2xを出力する。帰還信号分周器7は、分周器5が出力する帰還信号fbを2分周し、正相の分周帰還信号fb2及び逆相の分周帰還信号fb2xを出力する。
The
第1の位相比較器1−1は、基準信号分周器6が出力する正相の分周基準信号ref2の位相に対する、帰還信号分周器7が出力する正相の分周帰還信号fb2の位相の差分に応じて、発振器4の発振周波数の上昇を指示する第1の上昇信号up1及び発振器4の発振周波数の下降を指示する第1の下降信号dw1を出力する。第1の位相比較器1−1は、ディレイフリップフロップ回路11−1、12−1及びAND回路13−1を備える。
The first phase comparator 1-1 is a positive phase divided feedback signal fb2 output by the
ディレイフリップフロップ回路11−1は、CK端子において、正相の分周基準信号ref2を入力され、D端子において、High信号“1”を入力され、Reset端子において、後述のAND回路13−1の出力信号を入力され、Q端子において、第1の上昇信号up1を出力する。 In the delay flip-flop circuit 11-1, a positive-phase frequency division reference signal ref2 is input at the CK terminal, a High signal “1” is input at the D terminal, and the AND circuit 13-1 described later is input at the Reset terminal. The output signal is input, and the first rising signal up1 is output at the Q terminal.
ディレイフリップフロップ回路12−1は、CK端子において、正相の分周帰還信号fb2を入力され、D端子において、High信号“1”を入力され、Reset端子において、後述のAND回路13−1の出力信号を入力され、Q端子において、第1の下降信号dw1を出力する。 In the delay flip-flop circuit 12-1, a positive phase divided feedback signal fb2 is input at the CK terminal, a high signal “1” is input at the D terminal, and the AND circuit 13-1 described later is input at the Reset terminal. The output signal is input, and the first descending signal dw1 is output at the Q terminal.
AND回路13−1は、入力端子において、ディレイフリップフロップ回路11−1が出力する第1の上昇信号up1及びディレイフリップフロップ回路12−1が出力する第1の下降信号dw1を入力され、出力端子において、Reset信号を出力する。 At the input terminal, the AND circuit 13-1 is input with the first rising signal up1 output by the delay flip-flop circuit 11-1 and the first falling signal dw1 output by the delay flip-flop circuit 12-1, and is input to the output terminal. , The Reset signal is output.
第2の位相比較器1−2は、基準信号分周器6が出力する正相の分周基準信号ref2の位相に対する、帰還信号分周器7が出力する逆相の分周帰還信号fb2xの位相の差分に応じて、発振器4の発振周波数の上昇を指示する第2の上昇信号up2及び発振器4の発振周波数の下降を指示する第2の下降信号dw2を出力する。第2の位相比較器1−2は、ディレイフリップフロップ回路11−2、12−2及びAND回路13−2を備える。
The second phase comparator 1-2 is a frequency dividing feedback signal fb2x of the opposite phase output by the
ディレイフリップフロップ回路11−2は、CK端子において、正相の分周基準信号ref2を入力され、D端子において、High信号“1”を入力され、Reset端子において、後述のAND回路13−2の出力信号を入力され、Q端子において、第2の上昇信号up2を出力する。 In the delay flip-flop circuit 11-2, the positive-phase frequency division reference signal ref2 is input at the CK terminal, the High signal “1” is input at the D terminal, and the AND circuit 13-2 described later is input at the Reset terminal. The output signal is input, and the second rising signal up2 is output at the Q terminal.
ディレイフリップフロップ回路12−2は、CK端子において、逆相の分周帰還信号fb2xを入力され、D端子において、High信号“1”を入力され、Reset端子において、後述のAND回路13−2の出力信号を入力され、Q端子において、第2の下降信号dw2を出力する。 In the delay flip-flop circuit 12-2, the opposite-phase divided feedback signal fb2x is input at the CK terminal, the High signal “1” is input at the D terminal, and the AND circuit 13-2 described later is input at the Reset terminal. The output signal is input, and the second descending signal dw2 is output at the Q terminal.
AND回路13−2は、入力端子において、ディレイフリップフロップ回路11−2が出力する第2の上昇信号up2及びディレイフリップフロップ回路12−2が出力する第2の下降信号dw2を入力され、出力端子において、Reset信号を出力する。 At the input terminal, the AND circuit 13-2 receives the second rising signal up2 output by the delay flip-flop circuit 11-2 and the second falling signal dw2 output by the delay flip-flop circuit 12-2, and is input to the output terminal. , The Reset signal is output.
第1のチャージポンプ2−1は、第1の位相比較器1−1が出力する第1の上昇信号up1及び第1の下降信号dw1のパルス幅に応じて、第1の電流信号Icp1を出力する。第1のチャージポンプ2−1は、定電流源21−1、22−1及びスイッチ23−1、24−1を備える。 The first charge pump 2-1 outputs a first current signal Icp1 according to the pulse widths of the first rising signal up1 and the first falling signal dw1 output by the first phase comparator 1-1. To do. The first charge pump 2-1 includes constant current sources 21-1, 22-1, and switches 23-1, 24-1.
スイッチ23−1は、第1の上昇信号up1がHigh信号“1”であるとき、ONとなり、第1の上昇信号up1がLow信号“0”であるとき、OFFとなる。定電流源21−1は、スイッチ23−1がONであるとき、後述のコンデンサ31に電荷を供給する。 The switch 23-1 is turned on when the first rising signal up1 is the High signal “1”, and is turned off when the first rising signal up1 is the Low signal “0”. The constant current source 21-1 supplies an electric charge to the capacitor 31 described later when the switch 23-1 is ON.
スイッチ24−1は、第1の下降信号dw1がHigh信号“1”であるとき、ONとなり、第1の下降信号dw1がLow信号“0”であるとき、OFFとなる。定電流源22−1は、スイッチ24−1がONであるとき、後述のコンデンサ31から電荷を引き抜く。 The switch 24-1 is turned on when the first descending signal dw1 is the High signal “1”, and is turned OFF when the first descending signal dw1 is the Low signal “0”. The constant current source 22-1 draws an electric charge from the capacitor 31 described later when the switch 24-1 is ON.
第2のチャージポンプ2−2は、第2の位相比較器1−2が出力する第2の上昇信号up2及び第2の下降信号dw2のパルス幅に応じて、第2の電流信号Icp2を出力する。第2のチャージポンプ2−2は、定電流源21−2、22−2及びスイッチ23−2、24−2を備える。 The second charge pump 2-2 outputs a second current signal Icp2 according to the pulse widths of the second rising signal up2 and the second falling signal dw2 output by the second phase comparator 1-2. To do. The second charge pump 2-2 includes constant current sources 21-2, 22-2 and switches 23-2, 24-2.
スイッチ23−2は、第2の上昇信号up2がHigh信号“1”であるとき、ONとなり、第2の上昇信号up2がLow信号“0”であるとき、OFFとなる。定電流源21−2は、スイッチ23−2がONであるとき、後述のコンデンサ31に電荷を供給する。 The switch 23-2 is turned ON when the second rising signal up2 is the High signal “1”, and is turned OFF when the second rising signal up2 is the Low signal “0”. The constant current source 21-2 supplies an electric charge to the capacitor 31 described later when the switch 23-2 is ON.
スイッチ24−2は、第2の下降信号dw2がHigh信号“1”であるとき、ONとなり、第2の下降信号dw2がLow信号“0”であるとき、OFFとなる。定電流源22−2は、スイッチ24−2がONであるとき、後述のコンデンサ31から電荷を引き抜く。 The switch 24-2 is turned on when the second descending signal dw2 is the High signal “1”, and is turned OFF when the second descending signal dw2 is the Low signal “0”. The constant current source 22-2 draws an electric charge from the capacitor 31 described later when the switch 24-2 is ON.
ループフィルタ3は、コンデンサ31及び抵抗32を有し、第1のチャージポンプ2−1が出力する第1の電流信号Icp1及び第2のチャージポンプ2−2が出力する第2の電流信号Icp2を統合し、発振器4に入力される電圧信号に変換する。ここで、ループフィルタ3は、コンデンサ31及び抵抗32を直列つなぎに接続したものに限られない。そして、第1の電流信号Icp1及び第2の電流信号Icp2を統合して電流信号Icpoを生成する。
The
本開示の第1の実施形態のPLL回路Pの位相比較器1−1、1−2及びチャージポンプ2−1、2−2の出力波形を図12から図15までに示す。第1、2の上昇信号up1、up2及び第1、2の下降信号dw1、dw2の生成方法は、図3に示した上昇信号up及び下降信号dwの生成方法と同様である。第1、2の上昇信号up1、up2及び第1、2の下降信号dw1、dw2に対しては、第1、2の位相比較器1−1、1−2の回路遅延に応じた狭いパルスが出力されており白地で示す。第1、2の電流信号Icp1、Icp2及び電流信号Icpoに対しては、第1、2の位相比較器1−1、1−2の回路遅延に応じた狭いパルスは出力されていない。第1、2の位相比較器1−1、1−2の回路遅延に応じた狭いパルスの期間は、コンデンサに電荷を供給するためのスイッチと、コンデンサから電荷を引き抜くためのスイッチが、両方ともONになるからである。 The output waveforms of the phase comparators 1-1 and 1-2 and the charge pumps 2-1 and 2-2 of the PLL circuit P of the first embodiment of the present disclosure are shown in FIGS. 12 to 15. The method of generating the first and second ascending signals up1 and up2 and the first and second descending signals dw1 and dw2 is the same as the method of generating the ascending signal up and the descending signal dw shown in FIG. For the first and second ascending signals up1 and up2 and the first and second descending signals dw1 and dw2, narrow pulses corresponding to the circuit delays of the first and second phase comparators 1-1 and 1-2 are generated. It is output and is shown on a white background. For the first and second current signals Icp1 and Icp2 and the current signals Icpo, narrow pulses corresponding to the circuit delays of the first and second phase comparators 1-1 and 1-2 are not output. During the narrow pulse period according to the circuit delay of the first and second phase comparators 1-1 and 1-2, both the switch for supplying electric charge to the capacitor and the switch for extracting the electric charge from the capacitor are used. This is because it turns on.
帰還信号fbの位相が基準信号refの位相より90°早いときを図12の上段に示す。第1の下降信号dw1は、正相の分周基準信号ref2に対する正相の分周帰還信号fb2の位相の進み90°(2分周前を基準として)に応じたパルス幅を有する。第2の下降信号dw2は、正相の分周基準信号ref2に対する逆相の分周帰還信号fb2xの位相の進み450°(2分周前を基準として)に応じたパルス幅を有する。第1の電流信号Icp1は、第1の下降信号dw1のパルス幅に応じたコンデンサ31からの電荷引抜を行う。第2の電流信号Icp2は、第2の下降信号dw2のパルス幅に応じたコンデンサ31からの電荷引抜を行う。電流信号Icpoは、位相90°+450°=540°(2分周前を基準として)に比例したコンデンサ31からの電荷引抜を行う。 The time when the phase of the feedback signal fb is 90 ° earlier than the phase of the reference signal ref is shown in the upper part of FIG. The first descending signal dw1 has a pulse width corresponding to a phase advance of 90 ° (based on 2 division before) of the positive phase divided feedback signal fb2 with respect to the positive phase divided reference signal ref2. The second descending signal dw2 has a pulse width corresponding to a phase advance of 450 ° (based on 2 divisions before) of the phase division feedback signal fb2x of the opposite phase with respect to the positive phase division reference signal ref2. The first current signal Icp1 extracts charges from the capacitor 31 according to the pulse width of the first descending signal dw1. The second current signal Icp2 extracts charges from the capacitor 31 according to the pulse width of the second descending signal dw2. The current signal Icpo extracts charges from the capacitor 31 in proportion to the phase 90 ° + 450 ° = 540 ° (based on 2 divisions before).
帰還信号fbの位相が基準信号refの位相に等しいときを図12の下段に示す。第2の下降信号dw2は、正相の分周基準信号ref2に対する逆相の分周帰還信号fb2xの位相の進み360°(2分周前を基準として)に応じたパルス幅を有する。第2の電流信号Icp2は、第2の下降信号dw2のパルス幅に応じたコンデンサ31からの電荷引抜を行う。電流信号Icpoは、位相360°(2分周前を基準として)に比例したコンデンサ31からの電荷引抜を行う。 The time when the phase of the feedback signal fb is equal to the phase of the reference signal ref is shown in the lower part of FIG. The second descending signal dw2 has a pulse width corresponding to the phase advance 360 ° (based on 2 divisions before) of the phase division feedback signal fb2x with respect to the positive phase division reference signal ref2. The second current signal Icp2 extracts charges from the capacitor 31 according to the pulse width of the second descending signal dw2. The current signal Icpo draws charge from the capacitor 31 in proportion to the phase 360 ° (with reference to two divisions before).
帰還信号fbの位相が基準信号refの位相より90°遅いときを図13の上段に示す。第1の上昇信号up1は、正相の分周基準信号ref2に対する正相の分周帰還信号fb2の位相の遅れ90°(2分周前を基準として)に応じたパルス幅を有する。第2の下降信号dw2は、正相の分周基準信号ref2に対する逆相の分周帰還信号fb2xの位相の進み270°(2分周前を基準として)に応じたパルス幅を有する。第1の電流信号Icp1は、第1の上昇信号up1のパルス幅に応じたコンデンサ31への電荷供給を行う。第2の電流信号Icp2は、第2の下降信号dw2のパルス幅に応じたコンデンサ31からの電荷引抜を行う。電流信号Icpoは、位相270°−90°=180°(2分周前を基準として)に比例したコンデンサ31からの電荷引抜を行う。 The upper part of FIG. 13 shows the time when the phase of the feedback signal fb is 90 ° later than the phase of the reference signal ref. The first rising signal up1 has a pulse width corresponding to a phase delay of 90 ° (based on 2 division before) of the positive phase divided feedback signal fb2 with respect to the positive phase divided reference signal ref2. The second descending signal dw2 has a pulse width corresponding to the phase advance 270 ° (based on 2 division before) of the phase division feedback signal fb2x of the opposite phase with respect to the positive phase division reference signal ref2. The first current signal Icp1 supplies electric charge to the capacitor 31 according to the pulse width of the first rising signal up1. The second current signal Icp2 extracts charges from the capacitor 31 according to the pulse width of the second descending signal dw2. The current signal Icpo extracts charges from the capacitor 31 in proportion to the phase of 270 ° -90 ° = 180 ° (based on 2 divisions before).
帰還信号fbの位相が基準信号refの位相より180°遅いときを図13の下段に示す。第1の上昇信号up1は、正相の分周基準信号ref2に対する正相の分周帰還信号fb2の位相の遅れ180°(2分周前を基準として)に応じたパルス幅を有する。第2の下降信号dw2は、正相の分周基準信号ref2に対する逆相の分周帰還信号fb2xの位相の進み180°(2分周前を基準として)に応じたパルス幅を有する。第1の電流信号Icp1は、第1の上昇信号up1のパルス幅に応じたコンデンサ31への電荷供給を行う。第2の電流信号Icp2は、第2の下降信号dw2のパルス幅に応じたコンデンサ31からの電荷引抜を行う。電流信号Icpoは、コンデンサ31への電荷供給やコンデンサ31からの電荷引抜を行わない。
The time when the phase of the feedback signal fb is 180 ° later than the phase of the reference signal ref is shown in the lower part of FIG. The first rising signal up1 has a pulse width corresponding to a phase delay of 180 ° (based on 2 division before) of the positive phase divided feedback signal fb2 with respect to the positive phase divided reference signal ref2. The second descending signal dw2 has a pulse width corresponding to the
つまり、2分周前の基準信号refの位相に対する2分周前の帰還信号fbの位相の差分+πradで、発振器4の発振周波数はロックされ、2分周前の基準信号refの位相に対する2分周前の帰還信号fbの位相の差分+πradの近傍で、第1の上昇信号up1及び第2の下降信号dw2は2分周前の位相の差分πradに応じた広いパルス幅を有する。
That is, the oscillation frequency of the
帰還信号fbの位相が基準信号refの位相より270°遅いときを図14の上段に示す。第1の上昇信号up1は、正相の分周基準信号ref2に対する正相の分周帰還信号fb2の位相の遅れ270°(2分周前を基準として)に応じたパルス幅を有する。第2の下降信号dw2は、正相の分周基準信号ref2に対する逆相の分周帰還信号fb2xの位相の進み90°(2分周前を基準として)に応じたパルス幅を有する。第1の電流信号Icp1は、第1の上昇信号up1のパルス幅に応じたコンデンサ31への電荷供給を行う。第2の電流信号Icp2は、第2の下降信号dw2のパルス幅に応じたコンデンサ31からの電荷引抜を行う。電流信号Icpoは、位相270°−90°=180°(2分周前を基準として)に比例したコンデンサ31への電荷供給を行う。 The time when the phase of the feedback signal fb is 270 ° later than the phase of the reference signal ref is shown in the upper part of FIG. The first rising signal up1 has a pulse width corresponding to a phase delay of 270 ° (based on 2 division before) of the positive phase divided feedback signal fb2 with respect to the positive phase divided reference signal ref2. The second descending signal dw2 has a pulse width corresponding to a phase advance of 90 ° (based on 2 divisions before) of the phase division feedback signal fb2x of the opposite phase with respect to the positive phase division reference signal ref2. The first current signal Icp1 supplies electric charge to the capacitor 31 according to the pulse width of the first rising signal up1. The second current signal Icp2 extracts charges from the capacitor 31 according to the pulse width of the second descending signal dw2. The current signal Icpo supplies electric charge to the capacitor 31 in proportion to the phase of 270 ° -90 ° = 180 ° (based on 2 divisions before).
帰還信号fbの位相が基準信号refの位相より360°遅いときを図14の下段に示す。第1の上昇信号up1は、正相の分周基準信号ref2に対する正相の分周帰還信号fb2の位相の遅れ360°(2分周前を基準として)に応じたパルス幅を有する。第1の電流信号Icp1は、第1の上昇信号up1のパルス幅に応じたコンデンサ31への電荷供給を行う。電流信号Icpoは、位相360°(2分周前を基準として)に比例したコンデンサ31への電荷供給を行う。 The time when the phase of the feedback signal fb is 360 ° later than the phase of the reference signal ref is shown in the lower part of FIG. The first rising signal up1 has a pulse width corresponding to a phase delay of 360 ° (based on 2 division before) of the positive phase divided feedback signal fb2 with respect to the positive phase divided reference signal ref2. The first current signal Icp1 supplies electric charge to the capacitor 31 according to the pulse width of the first rising signal up1. The current signal Icpo supplies electric charge to the capacitor 31 in proportion to the phase 360 ° (with reference to two divisions before).
帰還信号fbの位相が基準信号refの位相より450°遅いときを図15に示す。第1の上昇信号up1は、正相の分周基準信号ref2に対する正相の分周帰還信号fb2の位相の遅れ450°(2分周前を基準として)に応じたパルス幅を有する。第2の上昇信号up2は、正相の分周基準信号ref2に対する逆相の分周帰還信号fb2xの位相の遅れ90°(2分周前を基準として)に応じたパルス幅を有する。第1の電流信号Icp1は、第1の上昇信号up1のパルス幅に応じたコンデンサ31への電荷供給を行う。第2の電流信号Icp2は、第2の上昇信号up2のパルス幅に応じたコンデンサ31への電荷供給を行う。電流信号Icpoは、位相450°+90°=540°(2分周前を基準として)に比例したコンデンサ31への電荷供給を行う。 FIG. 15 shows when the phase of the feedback signal fb is 450 ° later than the phase of the reference signal ref. The first rising signal up1 has a pulse width corresponding to a phase delay of 450 ° (based on 2 division before) of the positive phase divided feedback signal fb2 with respect to the positive phase divided reference signal ref2. The second rising signal up2 has a pulse width corresponding to a phase delay of 90 ° (based on 2 divisions before) of the phase division feedback signal fb2x with respect to the positive phase division reference signal ref2. The first current signal Icp1 supplies electric charge to the capacitor 31 according to the pulse width of the first rising signal up1. The second current signal Icp2 supplies electric charge to the capacitor 31 according to the pulse width of the second rising signal up2. The current signal Icpo supplies electric charge to the capacitor 31 in proportion to the phase 450 ° + 90 ° = 540 ° (based on 2 divisions before).
本開示の第1の実施形態のPLL回路Pの第1、2の位相比較器1−1、1−2及び第1、2のチャージポンプ2−1、2−2の位相検波特性を図16に示す。横軸は、基準信号refの位相に対する帰還信号fbの位相の差分を、ロック点+πradを基準として示す。破線の位相検波特性は、第1の系統による位相検波特性であり、一点鎖線の位相検波特性は、第2の系統による位相検波特性であり、実線の位相検波特性は、第1、2の系統を統合した系統による位相検波特性である。 The phase detection characteristics of the first and second phase comparators 1-1 and 1-2 and the first and second charge pumps 2-1 and 2-2 of the PLL circuit P of the first embodiment of the present disclosure are shown in FIG. Shown in. The horizontal axis shows the difference in the phase of the feedback signal fb with respect to the phase of the reference signal ref with the lock point + πrad as a reference. The phase detection characteristic of the broken line is the phase detection characteristic of the first system, the phase detection characteristic of the one-point chain line is the phase detection characteristic of the second system, and the phase detection characteristic of the solid line is the phase detection characteristic of the first and second systems. It is a phase detection characteristic by the integrated system.
図4、7に示した位相検波特性では、入力位相差が2πradおきに、検波出力が0となるのに対して、第1、2の系統による位相検波特性では、入力位相差が4πradおきに、検波出力が0となる。このように位相検波特性が異なる理由は、(1)分周基準信号ref2及び分周帰還信号fb2が、基準信号ref及び帰還信号fbと比べて、2分周されていること、(2)分周基準信号ref2の位相に対する分周帰還信号fb2の位相の差分が、基準信号refの位相に対する帰還信号fbの位相の差分と比べて、等しいこと、がある。第1、2の従来技術から本開示の第1の実施形態へと移行するにあたり、PLLの帯域幅等の諸元を揃えるため、図16に示した位相検波特性の傾きを図4、7に示した位相検波特性の傾きと同じにする必要があり、本開示の第1の実施形態の各チャージポンプの電流を第1、2の従来技術の各チャージポンプの電流の半分にする必要がある。 In the phase detection characteristics shown in FIGS. 4 and 7, the input phase difference is every 2πrad and the detection output is 0, whereas in the phase detection characteristics of the first and second systems, the input phase difference is every 4πrad. , The detection output becomes 0. The reasons why the phase detection characteristics are different in this way are that (1) the frequency division reference signal ref2 and the frequency division feedback signal fb2 are divided by two as compared with the reference signal ref and the feedback signal fb, and (2) minutes. The phase difference of the divided feedback signal fb2 with respect to the phase of the circumferential reference signal ref2 may be equal to the phase difference of the feedback signal fb with respect to the phase of the reference signal ref2. In the transition from the first and second prior art techniques to the first embodiment of the present disclosure, in order to align the specifications such as the bandwidth of the PLL, the inclinations of the phase detection characteristics shown in FIGS. 16 are shown in FIGS. It must be the same as the slope of the phase detection characteristic shown, and the current of each charge pump of the first embodiment of the present disclosure needs to be half the current of each charge pump of the first and second prior art. ..
図16に示したように、基準信号refの周波数が高いPLL回路Pにおいて、第1、2の上昇信号up1、up2及び第1、2の下降信号dw1、dw2に対してスルーレートが低くても、周波数判別機能を有しつつ、第1、2の位相比較器1−1、1−2及び第1、2のチャージポンプ2−1、2−2の位相検波特性の直線性を改善することができる。 As shown in FIG. 16, in the PLL circuit P having a high frequency of the reference signal ref, even if the through rate is low with respect to the first and second rising signals up1 and up2 and the first and second falling signals dw1 and dw2. To improve the linearity of the phase detection characteristics of the first and second phase comparators 1-1 and 1-2 and the first and second charge pumps 2-1 and 2-2 while having a frequency discrimination function. Can be done.
ここで、分周器5が、MASHを用いる、MASH次数がMであり小数点分周数がNである、小数点分周器であるとき、MASHの位相の振り幅は、2M/N×2πradである。そこで、第1、2の位相比較器1−1、1−2及び第1、2のチャージポンプ2−1、2−2の位相検波特性の直線性が改善された入力位相差幅πradの中に、MASHの位相の振り幅2M/N×2πradが含まれることが望ましい。すると、MASHの位相の振り幅2M/N×2πradに渡って、第1、2の位相比較器1−1、1−2及び第1、2のチャージポンプ2−1、2−2の位相検波特性の直線性を改善することができる。
Here, when the
本開示の第1の実施形態のPLL回路Pでは、本開示の第2の実施形態のPLL回路Pと比べて、第1、2の位相比較器1−1、1−2及び第1、2のチャージポンプ2−1、2−2の位相検波特性の直線性が成り立つ範囲を拡大することができる。 In the PLL circuit P of the first embodiment of the present disclosure, the first and second phase comparators 1-1, 1-2 and the first and second are compared with the PLL circuit P of the second embodiment of the present disclosure. The range in which the linearity of the phase detection characteristics of the charge pumps 2-1 and 2-2 of the above is established can be expanded.
以上の説明では、第1の位相比較器1−1は、正相の分周基準信号ref2の位相に対する、正相の分周帰還信号fb2の位相の差分に応じて、第1の上昇信号up1及び第1の下降信号dw1を出力し、第2の位相比較器1−2は、正相の分周基準信号ref2の位相に対する、逆相の分周帰還信号fb2xの位相の差分に応じて、第2の上昇信号up2及び第2の下降信号dw2を出力し、ロック点は+πradである。 In the above description, the first phase comparator 1-1 has the first rising signal up1 according to the difference in the phase of the positive phase divided feedback signal fb2 with respect to the phase of the positive phase divided reference signal ref2. And the first descending signal dw1 is output, and the second phase comparator 1-2 outputs the phase difference of the frequency dividing feedback signal fb2x of the opposite phase with respect to the phase of the frequency dividing reference signal ref2 of the positive phase. The second rising signal up2 and the second falling signal dw2 are output, and the lock point is + πrad.
ここで、変形例として、図17に示したように、第1の位相比較器1−1は、正相の分周基準信号ref2の位相に対する、正相の分周帰還信号fb2の位相の差分に応じて、第1の上昇信号up1及び第1の下降信号dw1を出力してもよく、第2の位相比較器1−2は、逆相の分周基準信号ref2xの位相に対する、正相の分周帰還信号fb2の位相の差分に応じて、第2の上昇信号up2及び第2の下降信号dw2を出力してもよく、ロック点は−πradであってもよい。 Here, as a modification, as shown in FIG. 17, the first phase comparator 1-1 is the difference in the phase of the positive phase divided feedback signal fb2 with respect to the phase of the positive phase divided reference signal ref2. The first ascending signal up1 and the first descending signal dw1 may be output depending on the phase, and the second phase comparator 1-2 has a positive phase with respect to the phase of the opposite phase division reference signal ref2x. The second ascending signal up2 and the second descending signal dw2 may be output depending on the phase difference of the divided feedback signal fb2, and the lock point may be −πrad.
或いは、変形例として、図18に示したように、第1の位相比較器1−1は、逆相の分周基準信号ref2xの位相に対する、逆相の分周帰還信号fb2xの位相の差分に応じて、第1の上昇信号up1及び第1の下降信号dw1を出力してもよく、第2の位相比較器1−2は、正相の分周基準信号ref2の位相に対する、逆相の分周帰還信号fb2xの位相の差分に応じて、第2の上昇信号up2及び第2の下降信号dw2を出力してもよく、ロック点は−πradであってもよい。 Alternatively, as a modified example, as shown in FIG. 18, the first phase comparator 1-1 determines the difference in the phase of the opposite-phase divided feedback signal fb2x with respect to the phase of the opposite-phase divided reference signal ref2x. Depending on the situation, the first rising signal up1 and the first falling signal dw1 may be output, and the second phase comparator 1-2 divides the phase of the positive phase division reference signal ref2 into the opposite phase. The second ascending signal up2 and the second descending signal dw2 may be output according to the phase difference of the peripheral feedback signal fb2x, and the lock point may be −πrad.
或いは、変形例として、図19に示したように、第1の位相比較器1−1は、逆相の分周基準信号ref2xの位相に対する、逆相の分周帰還信号fb2xの位相の差分に応じて、第1の上昇信号up1及び第1の下降信号dw1を出力してもよく、第2の位相比較器1−2は、逆相の分周基準信号ref2xの位相に対する、正相の分周帰還信号fb2の位相の差分に応じて、第2の上昇信号up2及び第2の下降信号dw2を出力してもよく、ロック点は+πradであってもよい。 Alternatively, as a modification, as shown in FIG. 19, the first phase comparator 1-1 determines the difference in the phase of the anti-phase division feedback signal fb2x with respect to the phase of the anti-phase division reference signal ref2x. Depending on the situation, the first ascending signal up1 and the first descending signal dw1 may be output, and the second phase comparator 1-2 is a positive phase component with respect to the phase of the opposite phase frequency dividing reference signal ref2x. The second ascending signal up2 and the second descending signal dw2 may be output according to the phase difference of the peripheral feedback signal fb2, and the lock point may be + πrad.
以上をまとめると、分周基準信号及び分周帰還信号のうち、一方の信号は第1、2の位相比較器1−1、1−2に対して同相で入力されればよく、他方の信号は第1、2の位相比較器1−1、1−2に対して逆相で入力されればよい。 Summarizing the above, one of the frequency dividing reference signal and the frequency dividing feedback signal may be input in phase to the first and second phase comparators 1-1 and 1-2, and the other signal may be input. May be input in opposite phase to the first and second phase comparators 1-1 and 1-2.
以上の説明では、基準信号分周器6は、PLL回路Pに入力される基準信号refを2分周し、帰還信号分周器7は、分周器5が出力する帰還信号fbを2分周し、ロック点は±πradであり、π≧2M/N×2πが成り立つ。
In the above description, the
ここで、変形例として、基準信号分周器6は、PLL回路Pに入力される基準信号refを2n(nは自然数)分周してもよく、帰還信号分周器7は、分周器5が出力する帰還信号fbを2n分周してもよく、ロック点は±nπradであってもよく、nπ≧2M/N×2πが成り立ってもよい。
Here, as a modification, the
しかし、基準信号ref及び帰還信号fbを2分周する場合には、基準信号ref及び帰還信号fbを2n分周する場合と比べて、第1の上昇信号up1及び第2の下降信号dw2は2分周前の位相の差分πradのみに応じたパルス幅を有し、第1、2のチャージポンプ2−1、2−2のスイッチ23−1、23−2、24−1、24−2のON時間を低減し、第1、2のチャージポンプ2−1、2−2の出力雑音を低減することができる。 However, when the reference signal ref and the feedback signal fb are divided by two, the first ascending signal up1 and the second descending signal dw2 are compared with the case where the reference signal ref and the feedback signal fb are divided by 2 n. It has a pulse width corresponding only to the phase difference πrad before the division by two, and the switches 23-1, 23-2, 24-1, 24-2 of the first and second charge pumps 2-1 and 2-2. The ON time of the first and second charge pumps 2-1 and 2-2 can be reduced, and the output noise of the first and second charge pumps 2-1 and 2-2 can be reduced.
なお、帰還信号fbの周波数が基準信号refの周波数より高いとき、初期に遅れ位相による上昇信号upを出力していても、一度進み位相による下降信号dwを出力し始めれば、その後進み位相による下降信号dwを出力し続ける。逆に、帰還信号fbの周波数が基準信号refの周波数より低いとき、初期に進み位相による下降信号dwを出力していても、一度遅れ位相による上昇信号upを出力し始めれば、その後遅れ位相による上昇信号upを出力し続ける。よって、PLL回路Pは、不安定な状態に遷移しない。 When the frequency of the feedback signal fb is higher than the frequency of the reference signal ref, even if the ascending signal up due to the delayed phase is initially output, once the descending signal dw due to the advancing phase is output, the descending due to the advancing phase is subsequently output. Continue to output the signal dw. On the contrary, when the frequency of the feedback signal fb is lower than the frequency of the reference signal ref, even if the descending signal dw due to the leading phase is output at the initial stage, once the rising signal up due to the delayed phase is output, it depends on the delayed phase thereafter. Continue to output the rising signal up. Therefore, the PLL circuit P does not transition to an unstable state.
(第2の実施形態)
本開示の第2の実施形態のPLL回路Pの概要構成及び詳細構成を図20及び図21に示す。本開示の第2の実施形態のPLL回路Pは、第1の位相比較器1−1、第2の位相比較器1−2、チャージポンプ2、ループフィルタ3、発振器4、分周器5、基準信号分周器6、帰還信号分周器7、上昇信号統合器8及び下降信号統合器9から構成される。
(Second Embodiment)
20 and 21 show an outline configuration and a detailed configuration of the PLL circuit P of the second embodiment of the present disclosure. The PLL circuit P of the second embodiment of the present disclosure includes a first phase comparator 1-1, a second phase comparator 1-2, a
発振器4は、電圧信号に基づいて発振周波数を制御する。分周器5は、発振器4が出力する発振信号を、基準信号refの周波数とほぼ同じ周波数に分周する。
The
基準信号分周器6は、PLL回路Pに入力される基準信号refを2分周し、正相の分周基準信号ref2及び逆相の分周基準信号ref2xを出力する。帰還信号分周器7は、分周器5が出力する帰還信号fbを2分周し、正相の分周帰還信号fb2及び逆相の分周帰還信号fb2xを出力する。
The
第1の位相比較器1−1は、基準信号分周器6が出力する正相の分周基準信号ref2の位相に対する、帰還信号分周器7が出力する正相の分周帰還信号fb2の位相の差分に応じて、発振器4の発振周波数の上昇を指示する第1の上昇信号up1及び発振器4の発振周波数の下降を指示する第1の下降信号dw1を出力する。第1の位相比較器1−1は、ディレイフリップフロップ回路11−1、12−1及びAND回路13−1を備える。
The first phase comparator 1-1 is a positive phase divided feedback signal fb2 output by the
ディレイフリップフロップ回路11−1は、CK端子において、正相の分周基準信号ref2を入力され、D端子において、High信号“1”を入力され、Reset端子において、後述のAND回路13−1の出力信号を入力され、Q端子において、第1の上昇信号up1を出力する。 In the delay flip-flop circuit 11-1, a positive-phase frequency division reference signal ref2 is input at the CK terminal, a High signal “1” is input at the D terminal, and the AND circuit 13-1 described later is input at the Reset terminal. The output signal is input, and the first rising signal up1 is output at the Q terminal.
ディレイフリップフロップ回路12−1は、CK端子において、正相の分周帰還信号fb2を入力され、D端子において、High信号“1”を入力され、Reset端子において、後述のAND回路13−1の出力信号を入力され、Q端子において、第1の下降信号dw1を出力する。 In the delay flip-flop circuit 12-1, a positive phase divided feedback signal fb2 is input at the CK terminal, a high signal “1” is input at the D terminal, and the AND circuit 13-1 described later is input at the Reset terminal. The output signal is input, and the first descending signal dw1 is output at the Q terminal.
AND回路13−1は、入力端子において、ディレイフリップフロップ回路11−1が出力する第1の上昇信号up1及びディレイフリップフロップ回路12−1が出力する第1の下降信号dw1を入力され、出力端子において、Reset信号を出力する。 At the input terminal, the AND circuit 13-1 is input with the first rising signal up1 output by the delay flip-flop circuit 11-1 and the first falling signal dw1 output by the delay flip-flop circuit 12-1, and is input to the output terminal. , The Reset signal is output.
第2の位相比較器1−2は、基準信号分周器6が出力する正相の分周基準信号ref2の位相に対する、帰還信号分周器7が出力する逆相の分周帰還信号fb2xの位相の差分に応じて、発振器4の発振周波数の上昇を指示する第2の上昇信号up2及び発振器4の発振周波数の下降を指示する第2の下降信号dw2を出力する。第2の位相比較器1−2は、ディレイフリップフロップ回路11−2、12−2及びAND回路13−2を備える。
The second phase comparator 1-2 is a frequency dividing feedback signal fb2x of the opposite phase output by the
ディレイフリップフロップ回路11−2は、CK端子において、正相の分周基準信号ref2を入力され、D端子において、High信号“1”を入力され、Reset端子において、後述のAND回路13−2の出力信号を入力され、Q端子において、第2の上昇信号up2を出力する。 In the delay flip-flop circuit 11-2, the positive-phase frequency division reference signal ref2 is input at the CK terminal, the High signal “1” is input at the D terminal, and the AND circuit 13-2 described later is input at the Reset terminal. The output signal is input, and the second rising signal up2 is output at the Q terminal.
ディレイフリップフロップ回路12−2は、CK端子において、逆相の分周帰還信号fb2xを入力され、D端子において、High信号“1”を入力され、Reset端子において、後述のAND回路13−2の出力信号を入力され、Q端子において、第2の下降信号dw2を出力する。 In the delay flip-flop circuit 12-2, the opposite-phase divided feedback signal fb2x is input at the CK terminal, the High signal “1” is input at the D terminal, and the AND circuit 13-2 described later is input at the Reset terminal. The output signal is input, and the second descending signal dw2 is output at the Q terminal.
AND回路13−2は、入力端子において、ディレイフリップフロップ回路11−2が出力する第2の上昇信号up2及びディレイフリップフロップ回路12−2が出力する第2の下降信号dw2を入力され、出力端子において、Reset信号を出力する。 At the input terminal, the AND circuit 13-2 receives the second rising signal up2 output by the delay flip-flop circuit 11-2 and the second falling signal dw2 output by the delay flip-flop circuit 12-2, and is input to the output terminal. , The Reset signal is output.
上昇信号統合器8は、第1の位相比較器1−1が出力する第1の上昇信号up1及び第2の位相比較器1−2が出力する第2の上昇信号up2の論理和を算出し、統合上昇信号UPを出力する。上昇信号統合器8は、NOT回路81、82及びNAND回路83を備える。
The ascending
NOT回路81は、入力端子において、第1の上昇信号up1を入力され、出力端子において、NOT信号を出力する。NOT回路82は、入力端子において、第2の上昇信号up2を入力され、出力端子において、NOT信号を出力する。NAND回路83は、入力端子において、NOT回路81、82が出力するNOT信号を入力され、NAND信号を出力する。ここで、このNAND信号は、統合上昇信号UPである。
The NOT circuit 81 receives the first rising signal up1 at the input terminal and outputs the NOT signal at the output terminal. The NOT circuit 82 receives a second rising signal up2 at the input terminal and outputs a NOT signal at the output terminal. At the input terminal, the
下降信号統合器9は、第1の位相比較器1−1が出力する第1の下降信号dw1及び第2の位相比較器1−2が出力する第2の下降信号dw2の論理和を算出し、統合下降信号DWを出力する。下降信号統合器9は、NOT回路91、92及びNAND回路93を備える。
The descending signal integrated
NOT回路91は、入力端子において、第1の下降信号dw1を入力され、出力端子において、NOT信号を出力する。NOT回路92は、入力端子において、第2の下降信号dw2を入力され、出力端子において、NOT信号を出力する。NAND回路93は、入力端子において、NOT回路91、92が出力するNOT信号を入力され、NAND信号を出力する。ここで、このNAND信号は、統合下降信号DWである。
The NOT circuit 91 receives the first descending signal dw1 at the input terminal and outputs the NOT signal at the output terminal. The NOT circuit 92 receives a second descending signal dw2 at the input terminal and outputs a NOT signal at the output terminal. At the input terminal, the
チャージポンプ2は、上昇信号統合器8が出力する統合上昇信号UP及び下降信号統合器9が出力する統合下降信号DWのパルス幅に応じて、電流信号Icpoを出力する。チャージポンプ2は、定電流源21、22及びスイッチ23、24を備える。
The
スイッチ23は、統合上昇信号UPがHigh信号“1”であるとき、ONとなり、統合上昇信号UPがLow信号“0”であるとき、OFFとなる。定電流源21は、スイッチ23がONであるとき、後述のコンデンサ31に電荷を供給する。
The
スイッチ24は、統合下降信号DWがHigh信号“1”であるとき、ONとなり、統合下降信号DWがLow信号“0”であるとき、OFFとなる。定電流源22は、スイッチ24がONであるとき、後述のコンデンサ31から電荷を引き抜く。
The
ループフィルタ3は、コンデンサ31及び抵抗32を有し、チャージポンプ2が出力する電流信号Icpoを、発振器4に入力される電圧信号に変換する。ここで、ループフィルタ3は、コンデンサ31及び抵抗32を直列つなぎに接続したものに限られない。
The
本開示の第2の実施形態のPLL回路Pの位相比較器1−1、1−2及びチャージポンプ2の出力波形を図22から図25までに示す。第1、2の上昇信号up1、up2及び第1、2の下降信号dw1、dw2の生成方法は、図3に示した上昇信号up及び下降信号dwの生成方法と同様である。第1、2の上昇信号up1、up2及び第1、2の下降信号dw1、dw2に対しては、第1、2の位相比較器1−1、1−2の回路遅延に応じた狭いパルスが出力されており白地で示す。統合上昇信号UP及び統合下降信号DW及び電流信号Icpoに対しては、第1、2の位相比較器1−1、1−2の回路遅延に応じた狭いパルスは出力されていない。第1、2の位相比較器1−1、1−2の回路遅延に応じた狭いパルスの期間は、コンデンサに電荷を供給するためのスイッチと、コンデンサから電荷を引き抜くためのスイッチが、両方ともONになるからである。
The output waveforms of the phase comparators 1-1 and 1-2 and the
帰還信号fbの位相が基準信号refの位相より90°早いときを図22の上段に示す。第1の下降信号dw1は、正相の分周基準信号ref2に対する正相の分周帰還信号fb2の位相の進み90°(2分周前を基準として)に応じたパルス幅を有する。第2の下降信号dw2は、正相の分周基準信号ref2に対する逆相の分周帰還信号fb2xの位相の進み450°(2分周前を基準として)に応じたパルス幅を有する。統合下降信号DWは、第1の下降信号dw1及び第2の下降信号dw2の論理和として、位相450°(2分周前を基準として)に比例したパルス幅を有する。電流信号Icpoは、位相450°(2分周前を基準として)に比例したコンデンサ31からの電荷引抜を行う。 The upper part of FIG. 22 shows the time when the phase of the feedback signal fb is 90 ° earlier than the phase of the reference signal ref. The first descending signal dw1 has a pulse width corresponding to a phase advance of 90 ° (based on 2 division before) of the positive phase divided feedback signal fb2 with respect to the positive phase divided reference signal ref2. The second descending signal dw2 has a pulse width corresponding to a phase advance of 450 ° (based on 2 divisions before) of the phase division feedback signal fb2x of the opposite phase with respect to the positive phase division reference signal ref2. The integrated descending signal DW has a pulse width proportional to the phase 450 ° (based on 2 divisions before) as the logical sum of the first descending signal dw1 and the second descending signal dw2. The current signal Icpo draws charge from the capacitor 31 in proportion to the phase 450 ° (based on before division by 2).
帰還信号fbの位相が基準信号refの位相に等しいときを図22の下段に示す。第2の下降信号dw2は、正相の分周基準信号ref2に対する逆相の分周帰還信号fb2xの位相の進み360°(2分周前を基準として)に応じたパルス幅を有する。統合下降信号DWは、第1の下降信号dw1及び第2の下降信号dw2の論理和として、位相360°(2分周前を基準として)に比例したパルス幅を有する。電流信号Icpoは、位相360°(2分周前を基準として)に比例したコンデンサ31からの電荷引抜を行う。 The lower part of FIG. 22 shows when the phase of the feedback signal fb is equal to the phase of the reference signal ref. The second descending signal dw2 has a pulse width corresponding to the phase advance 360 ° (based on 2 divisions before) of the phase division feedback signal fb2x with respect to the positive phase division reference signal ref2. The integrated descending signal DW has a pulse width proportional to the phase 360 ° (based on two divisions before) as the logical sum of the first descending signal dw1 and the second descending signal dw2. The current signal Icpo draws charge from the capacitor 31 in proportion to the phase 360 ° (with reference to two divisions before).
帰還信号fbの位相が基準信号refの位相より90°遅いときを図23の上段に示す。第1の上昇信号up1は、正相の分周基準信号ref2に対する正相の分周帰還信号fb2の位相の遅れ90°(2分周前を基準として)に応じたパルス幅を有する。第2の下降信号dw2は、正相の分周基準信号ref2に対する逆相の分周帰還信号fb2xの位相の進み270°(2分周前を基準として)に応じたパルス幅を有する。統合上昇信号UPは、第1の上昇信号up1及び第2の上昇信号up2の論理和として、位相90°(2分周前を基準として)に比例したパルス幅を有する。統合下降信号DWは、第1の下降信号dw1及び第2の下降信号dw2の論理和として、位相270°(2分周前を基準として)に比例したパルス幅を有する。電流信号Icpoは、位相270°−90°=180°(2分周前を基準として)に比例したコンデンサ31からの電荷引抜を行う。 The upper part of FIG. 23 shows the time when the phase of the feedback signal fb is 90 ° later than the phase of the reference signal ref. The first rising signal up1 has a pulse width corresponding to a phase delay of 90 ° (based on 2 division before) of the positive phase divided feedback signal fb2 with respect to the positive phase divided reference signal ref2. The second descending signal dw2 has a pulse width corresponding to the phase advance 270 ° (based on 2 division before) of the phase division feedback signal fb2x of the opposite phase with respect to the positive phase division reference signal ref2. The integrated rising signal UP has a pulse width proportional to the phase 90 ° (based on 2 divisions before) as the logical sum of the first rising signal up1 and the second rising signal up2. The integrated descending signal DW has a pulse width proportional to the phase 270 ° (based on two divisions before) as the logical sum of the first descending signal dw1 and the second descending signal dw2. The current signal Icpo extracts charges from the capacitor 31 in proportion to the phase of 270 ° -90 ° = 180 ° (based on 2 divisions before).
帰還信号fbの位相が基準信号refの位相より180°遅いときを図23の下段に示す。第1の上昇信号up1は、正相の分周基準信号ref2に対する正相の分周帰還信号fb2の位相の遅れ180°(2分周前を基準として)に応じたパルス幅を有する。第2の下降信号dw2は、正相の分周基準信号ref2に対する逆相の分周帰還信号fb2xの位相の進み180°(2分周前を基準として)に応じたパルス幅を有する。統合上昇信号UPは、第1の上昇信号up1及び第2の上昇信号up2の論理和として、位相180°(2分周前を基準として)に比例したパルス幅を有する。統合下降信号DWは、第1の下降信号dw1及び第2の下降信号dw2の論理和として、位相180°(2分周前を基準として)に比例したパルス幅を有する。電流信号Icpoは、コンデンサ31への電荷供給やコンデンサ31からの電荷引抜を行わない。
The time when the phase of the feedback signal fb is 180 ° later than the phase of the reference signal ref is shown in the lower part of FIG. The first rising signal up1 has a pulse width corresponding to a phase delay of 180 ° (based on 2 division before) of the positive phase divided feedback signal fb2 with respect to the positive phase divided reference signal ref2. The second descending signal dw2 has a pulse width corresponding to the
つまり、2分周前の基準信号refの位相に対する2分周前の帰還信号fbの位相の差分+πradで、発振器4の発振周波数はロックされ、2分周前の基準信号refの位相に対する2分周前の帰還信号fbの位相の差分+πradの近傍で、第1の上昇信号up1及び第2の下降信号dw2は2分周前の位相の差分πradに応じた広いパルス幅を有する。
That is, the oscillation frequency of the
帰還信号fbの位相が基準信号refの位相より270°遅いときを図24の上段に示す。第1の上昇信号up1は、正相の分周基準信号ref2に対する正相の分周帰還信号fb2の位相の遅れ270°(2分周前を基準として)に応じたパルス幅を有する。第2の下降信号dw2は、正相の分周基準信号ref2に対する逆相の分周帰還信号fb2xの位相の進み90°(2分周前を基準として)に応じたパルス幅を有する。統合上昇信号UPは、第1の上昇信号up1及び第2の上昇信号up2の論理和として、位相270°(2分周前を基準として)に比例したパルス幅を有する。統合下降信号DWは、第1の下降信号dw1及び第2の下降信号dw2の論理和として、位相90°(2分周前を基準として)に比例したパルス幅を有する。電流信号Icpoは、位相270°−90°=180°(2分周前を基準として)に比例したコンデンサ31への電荷供給を行う。 The upper part of FIG. 24 shows when the phase of the feedback signal fb is 270 ° later than the phase of the reference signal ref. The first rising signal up1 has a pulse width corresponding to a phase delay of 270 ° (based on 2 division before) of the positive phase divided feedback signal fb2 with respect to the positive phase divided reference signal ref2. The second descending signal dw2 has a pulse width corresponding to a phase advance of 90 ° (based on 2 divisions before) of the phase division feedback signal fb2x of the opposite phase with respect to the positive phase division reference signal ref2. The integrated rising signal UP has a pulse width proportional to the phase 270 ° (based on two divisions before) as the logical sum of the first rising signal up1 and the second rising signal up2. The integrated descending signal DW has a pulse width proportional to the phase 90 ° (based on two divisions before) as the logical sum of the first descending signal dw1 and the second descending signal dw2. The current signal Icpo supplies electric charge to the capacitor 31 in proportion to the phase of 270 ° -90 ° = 180 ° (based on 2 divisions before).
帰還信号fbの位相が基準信号refの位相より360°遅いときを図24の下段に示す。第1の上昇信号up1は、正相の分周基準信号ref2に対する正相の分周帰還信号fb2の位相の遅れ360°(2分周前を基準として)に応じたパルス幅を有する。統合上昇信号UPは、第1の上昇信号up1及び第2の上昇信号up2の論理和として、位相360°(2分周前を基準として)に比例したパルス幅を有する。電流信号Icpoは、位相360°(2分周前を基準として)に比例したコンデンサ31への電荷供給を行う。 The time when the phase of the feedback signal fb is 360 ° later than the phase of the reference signal ref is shown in the lower part of FIG. 24. The first rising signal up1 has a pulse width corresponding to a phase delay of 360 ° (based on 2 division before) of the positive phase divided feedback signal fb2 with respect to the positive phase divided reference signal ref2. The integrated rising signal UP has a pulse width proportional to the phase 360 ° (based on 2 divisions before) as the logical sum of the first rising signal up1 and the second rising signal up2. The current signal Icpo supplies electric charge to the capacitor 31 in proportion to the phase 360 ° (with reference to two divisions before).
帰還信号fbの位相が基準信号refの位相より450°遅いときを図25に示す。第1の上昇信号up1は、正相の分周基準信号ref2に対する正相の分周帰還信号fb2の位相の遅れ450°(2分周前を基準として)に応じたパルス幅を有する。第2の上昇信号up2は、正相の分周基準信号ref2に対する逆相の分周帰還信号fb2xの位相の遅れ90°(2分周前を基準として)に応じたパルス幅を有する。統合上昇信号UPは、第1の上昇信号up1及び第2の上昇信号up2の論理和として、位相450°(2分周前を基準として)に比例したパルス幅を有する。電流信号Icpoは、位相450°(2分周前を基準として)に比例したコンデンサ31への電荷供給を行う。 FIG. 25 shows when the phase of the feedback signal fb is 450 ° later than the phase of the reference signal ref. The first rising signal up1 has a pulse width corresponding to a phase delay of 450 ° (based on 2 division before) of the positive phase divided feedback signal fb2 with respect to the positive phase divided reference signal ref2. The second rising signal up2 has a pulse width corresponding to a phase delay of 90 ° (based on 2 divisions before) of the phase division feedback signal fb2x with respect to the positive phase division reference signal ref2. The integrated rising signal UP has a pulse width proportional to the phase 450 ° (based on 2 divisions before) as the logical sum of the first rising signal up1 and the second rising signal up2. The current signal Icpo supplies electric charge to the capacitor 31 in proportion to the phase of 450 ° (based on the two divisions before).
本開示の第2の実施形態のPLL回路Pの第1、2の位相比較器1−1、1−2及びチャージポンプ2の位相検波特性を図26に示す。横軸は、基準信号refの位相に対する帰還信号fbの位相の差分を、ロック点+πradを基準として示す。破線の位相検波特性は、第1の系統による位相検波特性であり、一点鎖線の位相検波特性は、第2の系統による位相検波特性であり、実線の位相検波特性は、第1、2の系統を統合した系統による位相検波特性である。
FIG. 26 shows the phase detection characteristics of the first and second phase comparators 1-1 and 1-2 and the
図4に示した位相検波特性では、入力位相差が2πradおきに、検波出力が0となるのに対して、第1、2の系統による位相検波特性では、入力位相差が4πradおきに、検波出力が0となる。このように位相検波特性が異なる理由は、(1)分周基準信号ref2及び分周帰還信号fb2が、基準信号ref及び帰還信号fbと比べて、2分周されていること、(2)分周基準信号ref2の位相に対する分周帰還信号fb2の位相の差分が、基準信号refの位相に対する帰還信号fbの位相の差分と比べて、等しいこと、がある。第1、2の従来技術から本開示の第2の実施形態へと移行するにあたり、PLLの帯域幅等の諸元を揃えるため、図26に示した位相検波特性の傾きを図4、7に示した位相検波特性の傾きと同じにする必要があり、本開示の第2の実施形態の各チャージポンプの電流を第1、2の従来技術の各チャージポンプの電流の半分にする必要がある。 In the phase detection characteristic shown in FIG. 4, the input phase difference becomes 0 every 2π rad, whereas in the phase detection characteristic by the first and second systems, the input phase difference is detected every 4π rad. The output becomes 0. The reasons why the phase detection characteristics are different in this way are that (1) the frequency division reference signal ref2 and the frequency division feedback signal fb2 are divided by two as compared with the reference signal ref and the feedback signal fb, and (2) minutes. The phase difference of the divided feedback signal fb2 with respect to the phase of the circumferential reference signal ref2 may be equal to the phase difference of the feedback signal fb with respect to the phase of the reference signal ref2. In the transition from the first and second prior art techniques to the second embodiment of the present disclosure, in order to align the specifications such as the bandwidth of the PLL, the inclinations of the phase detection characteristics shown in FIGS. 26 are shown in FIGS. It must be the same as the slope of the phase detection characteristic shown, and the current of each charge pump of the second embodiment of the present disclosure needs to be half the current of each charge pump of the first and second prior art. ..
図26に示したように、基準信号refの周波数が高いPLL回路Pにおいて、第1、2の上昇信号up1、up2及び第1、2の下降信号dw1、dw2に対してスルーレートが低くても、周波数判別機能を有しつつ、第1、2の位相比較器1−1、1−2及びチャージポンプ2の位相検波特性の直線性を改善することができる。
As shown in FIG. 26, in the PLL circuit P having a high frequency of the reference signal ref, even if the through rate is low with respect to the first and second rising signals up1 and up2 and the first and second falling signals dw1 and dw2. It is possible to improve the linearity of the phase detection characteristics of the first and second phase comparators 1-1 and 1-2 and the
ここで、統合上昇信号UPは、第1の上昇信号up1及び第2の上昇信号up2の論理和信号である。そして、統合下降信号DWは、第1の下降信号dw1及び第2の下降信号dw2の論理和信号である。よって、ロック点+πradから±πrad離れた点において、第1、2の系統を統合した系統による位相検波特性はキンクを有する。 Here, the integrated rising signal UP is a logical sum signal of the first rising signal up1 and the second rising signal up2. The integrated down signal DW is a logical sum signal of the first down signal dw1 and the second down signal dw2. Therefore, at a point distant from the lock point + πrad by ± πrad, the phase detection characteristic by the system in which the first and second systems are integrated has a kink.
ここで、分周器5が、MASHを用いる、MASH次数がMであり小数点分周数がNである、小数点分周器であるとき、MASHの位相の振り幅は、2M/N×2πradである。そこで、第1、2の位相比較器1−1、1−2及びチャージポンプ2の位相検波特性の直線性が確保された入力位相差幅πradの中に、MASHの位相の振り幅2M/N×2πradが含まれることが望ましい。すると、MASHの位相の振り幅2M/N×2πradに渡って、第1、2の位相比較器1−1、1−2及びチャージポンプ2の位相検波特性の直線性を改善することができる。
Here, when the
本開示の第2の実施形態のPLL回路Pでは、本開示の第1の実施形態のPLL回路Pと比べて、チャージポンプ2を1系統のみ配置するため、チャージポンプ2の消費電流を低減することができる。
In the PLL circuit P of the second embodiment of the present disclosure, as compared with the PLL circuit P of the first embodiment of the present disclosure, only one
以上の説明では、第1の位相比較器1−1は、正相の分周基準信号ref2の位相に対する、正相の分周帰還信号fb2の位相の差分に応じて、第1の上昇信号up1及び第1の下降信号dw1を出力し、第2の位相比較器1−2は、正相の分周基準信号ref2の位相に対する、逆相の分周帰還信号fb2xの位相の差分に応じて、第2の上昇信号up2及び第2の下降信号dw2を出力し、ロック点は+πradである。 In the above description, the first phase comparator 1-1 has the first rising signal up1 according to the difference in the phase of the positive phase divided feedback signal fb2 with respect to the phase of the positive phase divided reference signal ref2. And the first descending signal dw1 is output, and the second phase comparator 1-2 outputs the phase difference of the frequency dividing feedback signal fb2x of the opposite phase with respect to the phase of the frequency dividing reference signal ref2 of the positive phase. The second rising signal up2 and the second falling signal dw2 are output, and the lock point is + πrad.
ここで、変形例として、図27に示したように、第1の位相比較器1−1は、正相の分周基準信号ref2の位相に対する、正相の分周帰還信号fb2の位相の差分に応じて、第1の上昇信号up1及び第1の下降信号dw1を出力してもよく、第2の位相比較器1−2は、逆相の分周基準信号ref2xの位相に対する、正相の分周帰還信号fb2の位相の差分に応じて、第2の上昇信号up2及び第2の下降信号dw2を出力してもよく、ロック点は−πradであってもよい。 Here, as a modified example, as shown in FIG. 27, the first phase comparator 1-1 is the difference in the phase of the positive phase divided feedback signal fb2 with respect to the phase of the positive phase divided reference signal ref2. The first ascending signal up1 and the first descending signal dw1 may be output depending on the phase, and the second phase comparator 1-2 has a positive phase with respect to the phase of the opposite phase division reference signal ref2x. The second ascending signal up2 and the second descending signal dw2 may be output depending on the phase difference of the divided feedback signal fb2, and the lock point may be −πrad.
或いは、変形例として、図28に示したように、第1の位相比較器1−1は、逆相の分周基準信号ref2xの位相に対する、逆相の分周帰還信号fb2xの位相の差分に応じて、第1の上昇信号up1及び第1の下降信号dw1を出力してもよく、第2の位相比較器1−2は、正相の分周基準信号ref2の位相に対する、逆相の分周帰還信号fb2xの位相の差分に応じて、第2の上昇信号up2及び第2の下降信号dw2を出力してもよく、ロック点は−πradであってもよい。 Alternatively, as a modified example, as shown in FIG. 28, the first phase comparator 1-1 determines the difference in the phase of the opposite-phase divided feedback signal fb2x with respect to the phase of the opposite-phase divided reference signal ref2x. Depending on the situation, the first rising signal up1 and the first falling signal dw1 may be output, and the second phase comparator 1-2 divides the phase of the positive phase division reference signal ref2 into the opposite phase. The second ascending signal up2 and the second descending signal dw2 may be output according to the phase difference of the peripheral feedback signal fb2x, and the lock point may be −πrad.
或いは、変形例として、図29に示したように、第1の位相比較器1−1は、逆相の分周基準信号ref2xの位相に対する、逆相の分周帰還信号fb2xの位相の差分に応じて、第1の上昇信号up1及び第1の下降信号dw1を出力してもよく、第2の位相比較器1−2は、逆相の分周基準信号ref2xの位相に対する、正相の分周帰還信号fb2の位相の差分に応じて、第2の上昇信号up2及び第2の下降信号dw2を出力してもよく、ロック点は+πradであってもよい。 Alternatively, as a modification, as shown in FIG. 29, the first phase comparator 1-1 determines the difference in the phase of the anti-phase division feedback signal fb2x with respect to the phase of the anti-phase division reference signal ref2x. Depending on the situation, the first ascending signal up1 and the first descending signal dw1 may be output, and the second phase comparator 1-2 is a positive phase component with respect to the phase of the opposite phase frequency dividing reference signal ref2x. The second ascending signal up2 and the second descending signal dw2 may be output according to the phase difference of the peripheral feedback signal fb2, and the lock point may be + πrad.
以上をまとめると、分周基準信号及び分周帰還信号のうち、一方の信号は第1、2の位相比較器1−1、1−2に対して同相で入力されればよく、他方の信号は第1、2の位相比較器1−1、1−2に対して逆相で入力されればよい。 Summarizing the above, one of the frequency dividing reference signal and the frequency dividing feedback signal may be input in phase to the first and second phase comparators 1-1 and 1-2, and the other signal may be input. May be input in opposite phase to the first and second phase comparators 1-1 and 1-2.
以上の説明では、基準信号分周器6は、PLL回路Pに入力される基準信号refを2分周し、帰還信号分周器7は、分周器5が出力する帰還信号fbを2分周し、ロック点は±πradであり、π≧2M/N×2πが成り立つ。
In the above description, the
ここで、変形例として、基準信号分周器6は、PLL回路Pに入力される基準信号refを2n(nは自然数)分周してもよく、帰還信号分周器7は、分周器5が出力する帰還信号fbを2n分周してもよく、ロック点は±nπradであってもよく、nπ≧2M/N×2πが成り立ってもよい。
Here, as a modification, the
しかし、基準信号ref及び帰還信号fbを2分周する場合には、基準信号ref及び帰還信号fbを2n分周する場合と比べて、第1の上昇信号up1及び第2の下降信号dw2は2分周前の位相の差分πradのみに応じたパルス幅を有し、チャージポンプ2のスイッチ23、24のON時間を低減し、チャージポンプ2の出力雑音を低減することができる。
However, when the reference signal ref and the feedback signal fb are divided by two, the first ascending signal up1 and the second descending signal dw2 are compared with the case where the reference signal ref and the feedback signal fb are divided by 2 n. It has a pulse width corresponding only to the phase difference πrad before the division by 2 and can reduce the ON time of the
なお、帰還信号fbの周波数が基準信号refの周波数より高いとき、初期に遅れ位相による上昇信号upを出力していても、一度進み位相による下降信号dwを出力し始めれば、その後進み位相による下降信号dwを出力し続ける。逆に、帰還信号fbの周波数が基準信号refの周波数より低いとき、初期に進み位相による下降信号dwを出力していても、一度遅れ位相による上昇信号upを出力し始めれば、その後遅れ位相による上昇信号upを出力し続ける。よって、PLL回路Pは、不安定な状態に遷移しない。 When the frequency of the feedback signal fb is higher than the frequency of the reference signal ref, even if the ascending signal up due to the delayed phase is initially output, once the descending signal dw due to the advancing phase is output, the descending due to the advancing phase is subsequently output. Continue to output the signal dw. On the contrary, when the frequency of the feedback signal fb is lower than the frequency of the reference signal ref, even if the descending signal dw due to the leading phase is output at the initial stage, once the rising signal up due to the delayed phase is output, it depends on the delayed phase thereafter. Continue to output the rising signal up. Therefore, the PLL circuit P does not transition to an unstable state.
本開示のPLL回路は、基準信号の周波数が高いとき、特に効果を奏する。 The PLL circuit of the present disclosure is particularly effective when the frequency of the reference signal is high.
P:PLL回路
1:位相比較器
1−1:第1の位相比較器
1−2:第2の位相比較器
2:チャージポンプ
2−1:第1のチャージポンプ
2−2:第2のチャージポンプ
3:ループフィルタ
4:発振器
5:分周器
6:基準信号分周器
7:帰還信号分周器
8:上昇信号統合器
9:下降信号統合器
11、11−1、11−2、12、12−1、12−2:ディレイフリップフロップ回路
13、13−1、13−2:AND回路
14:遅延回路
15:EXOR回路
21、21−1、21−2、22、22−1、22−2:定電流源
23、23−1、23−2、24、24−1、24−2:スイッチ
31:コンデンサ
32:抵抗
81、82、91、92:NOT回路
83、93:NAND回路
P: PLL circuit 1: Phase comparator 1-1: 1 First phase comparator 1-2: 2nd phase comparator 2: Charge pump 2-1: 1st charge pump 2-2: 2nd charge Pump 3: Loop filter 4: Oscillator 5: Divider 6: Reference signal divider 7: Feedback signal divider 8: Up signal combiner 9: Down
Claims (4)
電圧信号に基づいて発振周波数を制御する発振器と、
前記発振器が出力する発振信号を分周する分周器と、
前記PLL回路に入力される基準信号を2n(nは自然数)分周し、正相の分周基準信号及び逆相の分周基準信号を出力する基準信号分周器と、
前記分周器が出力する帰還信号を2n分周し、正相の分周帰還信号及び逆相の分周帰還信号を出力する帰還信号分周器と、
前記基準信号分周器が出力する前記正相の分周基準信号の位相に対する、前記帰還信号分周器が出力する前記正相の分周帰還信号の位相の差分に応じて、又は、前記基準信号分周器が出力する前記逆相の分周基準信号の位相に対する、前記帰還信号分周器が出力する前記逆相の分周帰還信号の位相の差分に応じて、前記発振器の前記発振周波数の上昇を指示する第1の上昇信号及び前記発振器の前記発振周波数の下降を指示する第1の下降信号を出力する、ディレイフリップフロップ型の第1の位相比較器と、
前記基準信号分周器が出力する前記正相の分周基準信号の位相に対する、前記帰還信号分周器が出力する前記逆相の分周帰還信号の位相の差分に応じて、又は、前記基準信号分周器が出力する前記逆相の分周基準信号の位相に対する、前記帰還信号分周器が出力する前記正相の分周帰還信号の位相の差分に応じて、前記発振器の前記発振周波数の上昇を指示する第2の上昇信号及び前記発振器の前記発振周波数の下降を指示する第2の下降信号を出力する、ディレイフリップフロップ型の第2の位相比較器と、
前記第1の位相比較器が出力する前記第1の上昇信号及び前記第1の下降信号のパルス幅に応じて、第1の電流信号を出力する第1のチャージポンプと、
前記第2の位相比較器が出力する前記第2の上昇信号及び前記第2の下降信号のパルス幅に応じて、第2の電流信号を出力する第2のチャージポンプと、
前記第1のチャージポンプが出力する前記第1の電流信号及び前記第2のチャージポンプが出力する前記第2の電流信号を統合し、前記発振器に入力される前記電圧信号に変換する、コンデンサを有するループフィルタと、
を備えることを特徴とするPLL回路。 It is a PLL (Phase-Locked-Loop) circuit.
An oscillator that controls the oscillation frequency based on a voltage signal,
A frequency divider that divides the oscillation signal output by the oscillator, and
A reference signal divider that divides the reference signal input to the PLL circuit by 2 n (n is a natural number) and outputs a positive-phase divided reference signal and a negative-phase divided reference signal.
A feedback signal divider that divides the feedback signal output by the frequency divider by 2 n and outputs a positive phase divided feedback signal and a negative phase divided feedback signal.
Depending on the phase difference of the positive phase divided feedback signal output by the feedback signal divider with respect to the phase of the positive phase divided reference signal output by the reference signal divider, or the reference. The oscillation frequency of the oscillator according to the difference in phase of the opposite-phase divided feedback signal output by the feedback signal divider with respect to the phase of the opposite-phase divided reference signal output by the signal divider. A delay flip-flop type first phase comparator that outputs a first rising signal instructing the rise of the above and a first falling signal instructing the falling of the oscillation frequency of the oscillator.
Depending on the phase difference of the opposite-phase divided feedback signal output by the feedback signal divider with respect to the phase of the positive-phase divided reference signal output by the reference signal divider, or the reference. The oscillation frequency of the oscillator according to the phase difference of the positive-phase divided feedback signal output by the feedback signal divider with respect to the phase of the opposite-phase divided reference signal output by the signal divider. A delay flip-flop type second phase comparator that outputs a second rising signal instructing the rise of the above and a second falling signal instructing the falling of the oscillation frequency of the oscillator.
A first charge pump that outputs a first current signal according to the pulse widths of the first rising signal and the first falling signal output by the first phase comparator.
A second charge pump that outputs a second current signal according to the pulse widths of the second rising signal and the second falling signal output by the second phase comparator.
A capacitor that integrates the first current signal output by the first charge pump and the second current signal output by the second charge pump and converts it into the voltage signal input to the oscillator. With a loop filter
A PLL circuit comprising.
電圧信号に基づいて発振周波数を制御する発振器と、
前記発振器が出力する発振信号を分周する分周器と、
前記PLL回路に入力される基準信号を2n(nは自然数)分周し、正相の分周基準信号及び逆相の分周基準信号を出力する基準信号分周器と、
前記分周器が出力する帰還信号を2n分周し、正相の分周帰還信号及び逆相の分周帰還信号を出力する帰還信号分周器と、
前記基準信号分周器が出力する前記正相の分周基準信号の位相に対する、前記帰還信号分周器が出力する前記正相の分周帰還信号の位相の差分に応じて、又は、前記基準信号分周器が出力する前記逆相の分周基準信号の位相に対する、前記帰還信号分周器が出力する前記逆相の分周帰還信号の位相の差分に応じて、前記発振器の前記発振周波数の上昇を指示する第1の上昇信号及び前記発振器の前記発振周波数の下降を指示する第1の下降信号を出力する、ディレイフリップフロップ型の第1の位相比較器と、
前記基準信号分周器が出力する前記正相の分周基準信号の位相に対する、前記帰還信号分周器が出力する前記逆相の分周帰還信号の位相の差分に応じて、又は、前記基準信号分周器が出力する前記逆相の分周基準信号の位相に対する、前記帰還信号分周器が出力する前記正相の分周帰還信号の位相の差分に応じて、前記発振器の前記発振周波数の上昇を指示する第2の上昇信号及び前記発振器の前記発振周波数の下降を指示する第2の下降信号を出力する、ディレイフリップフロップ型の第2の位相比較器と、
前記第1の位相比較器が出力する前記第1の上昇信号及び前記第2の位相比較器が出力する前記第2の上昇信号の論理和を算出し、統合上昇信号を出力する上昇信号統合器と、
前記第1の位相比較器が出力する前記第1の下降信号及び前記第2の位相比較器が出力する前記第2の下降信号の論理和を算出し、統合下降信号を出力する下降信号統合器と、
前記上昇信号統合器が出力する前記統合上昇信号及び前記下降信号統合器が出力する前記統合下降信号のパルス幅に応じて、電流信号を出力するチャージポンプと、
前記チャージポンプが出力する前記電流信号を、前記発振器に入力される前記電圧信号に変換する、コンデンサを有するループフィルタと、
を備えることを特徴とするPLL回路。 It is a PLL (Phase-Locked-Loop) circuit.
An oscillator that controls the oscillation frequency based on a voltage signal,
A frequency divider that divides the oscillation signal output by the oscillator, and
A reference signal divider that divides the reference signal input to the PLL circuit by 2 n (n is a natural number) and outputs a positive-phase divided reference signal and a negative-phase divided reference signal.
A feedback signal divider that divides the feedback signal output by the frequency divider by 2 n and outputs a positive phase divided feedback signal and a negative phase divided feedback signal.
Depending on the phase difference of the positive phase divided feedback signal output by the feedback signal divider with respect to the phase of the positive phase divided reference signal output by the reference signal divider, or the reference. The oscillation frequency of the oscillator according to the difference in phase of the opposite-phase divided feedback signal output by the feedback signal divider with respect to the phase of the opposite-phase divided reference signal output by the signal divider. A delay flip-flop type first phase comparator that outputs a first rising signal instructing the rise of the above and a first falling signal instructing the falling of the oscillation frequency of the oscillator.
Depending on the phase difference of the opposite-phase divided feedback signal output by the feedback signal divider with respect to the phase of the positive-phase divided reference signal output by the reference signal divider, or the reference. The oscillation frequency of the oscillator according to the phase difference of the positive-phase divided feedback signal output by the feedback signal divider with respect to the phase of the opposite-phase divided reference signal output by the signal divider. A delay flip-flop type second phase comparator that outputs a second rising signal instructing the rise of the above and a second falling signal instructing the falling of the oscillation frequency of the oscillator.
An ascending signal integrator that calculates the logical sum of the first ascending signal output by the first phase comparator and the second ascending signal output by the second phase comparator and outputs an integrated ascending signal. When,
A down signal integrater that calculates the logical sum of the first down signal output by the first phase comparator and the second down signal output by the second phase comparer and outputs an integrated down signal. When,
A charge pump that outputs a current signal according to the pulse width of the integrated ascending signal output by the ascending signal integrating unit and the integrated descending signal output by the descending signal integrating unit.
A loop filter having a capacitor that converts the current signal output by the charge pump into the voltage signal input to the oscillator.
A PLL circuit comprising.
前記MASH次数M及び前記小数点分周数Nの間に、nπ≧2M/N×2πが成立することを特徴とする、請求項1又は2に記載のPLL回路。 The frequency divider is a decimal point divider that uses MASH (Multi-stAge noise Shaping) and has a MASH order of M and a decimal point divider of N.
The PLL circuit according to claim 1 or 2, wherein nπ ≧ 2 M / N × 2π is established between the MASH order M and the decimal point division number N.
前記帰還信号分周器は、前記分周器が出力する前記帰還信号を2分周する
ことを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載のPLL回路。 The reference signal divider divides the reference signal input to the PLL circuit by two.
The PLL circuit according to any one of claims 1 to 3, wherein the feedback signal divider divides the feedback signal output by the divider by two.
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2017
- 2017-06-23 JP JP2017122823A patent/JP6830301B2/en active Active
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