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JP7060471B2 - Mutual injection phase-locked loop - Google Patents

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JP7060471B2 JP2018141815A JP2018141815A JP7060471B2 JP 7060471 B2 JP7060471 B2 JP 7060471B2 JP 2018141815 A JP2018141815 A JP 2018141815A JP 2018141815 A JP2018141815 A JP 2018141815A JP 7060471 B2 JP7060471 B2 JP 7060471B2
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

本発明は、2個の位相同期回路を有し、相互に注入を行う相互注入位相同期回路に関する。 The present invention relates to a mutual injection phase-locked loop having two phase-locked circuits and injecting each other.

従来、発振器に発振周波数に極めて近い摂動を与えて、その印加信号に同期させるインジェクションロックが知られており、集積回路においては、1970年代のAdlerらの研究がある(非特許文献1参照)。また、この現象を単一の発振器の性能向上に用いた自己インジェクションの手法も知られている(非特許文献2参照)。また、本件発明者も、その手法を位相同期回路(PLL:Phase Locked Loop)に応用したものを特許出願している(特許文献1参照)。 Conventionally, an injection lock that applies a perturbation very close to the oscillation frequency to an oscillator and synchronizes it with the applied signal has been known, and there is a study by Adler et al. In the 1970s in an integrated circuit (see Non-Patent Document 1). Further, a self-injection method using this phenomenon for improving the performance of a single oscillator is also known (see Non-Patent Document 2). The inventor of the present invention has also filed a patent application for an application of the method to a phase-locked loop (PLL) (see Patent Document 1).

一方、複数の発振器がお互いに干渉し合うことによって不安定化する現象も以前から観測されており、その解決法として、PLLの帯域を広くして相互干渉を抑制した例が報告されている(非特許文献3参照)。 On the other hand, the phenomenon of destabilization due to the interference of multiple oscillators with each other has been observed for some time, and as a solution to this phenomenon, an example of widening the PLL band to suppress mutual interference has been reported (). See Non-Patent Document 3).

また、関連した技術として、単一の発振器を有する回路の自己信号の回り込みによる干渉ノイズ(self-interference)対策として、動作タイミングを変更させる手法が有効であるという報告もなされている(非特許文献4参照)。 In addition, as a related technique, it has been reported that a method of changing the operation timing is effective as a countermeasure against interference noise (self-interference) due to wraparound of the self-signal of a circuit having a single oscillator (Non-Patent Document). 4).

特開2017-055295号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-055295

R. Adler, "A Study of Locking Phenomena in Oscillators," Proc. IEEE, vol.61, pp. 1380-1385, Oct. 1973R. Adler, "A Study of Locking Phenomena in Oscillators," Proc. IEEE, vol.61, pp. 1380-1385, Oct. 1973 C-H Chang, " Phase noise in self-injection-locked oscillators - Theory and experiment," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 51, pp. 1994-1999, Sept. 2003C-H Chang, "Phase noise in self-injection-locked oscillators --Theory and experiment," IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 51, pp. 1994-1999, Sept. 2003 T. Shibasaki, et al., "4×25.78Gb/s Retimer ICs for Optical Links in 0.13μm SiGe BiCMOS," ISSCC dig. tech. papers, pp. 412-414, Feb. 2015T. Shibasaki, et al., "4 × 25.78 Gb / s Retimer ICs for Optical Links in 0.13 μm SiGe BiCMOS," ISSCC dig. Tech. Papers, pp. 412-414, Feb. 2015 O. E. Eliezer, et al., "A Phase Domain Approach for Mitigation of Self-Interference in Wireless Transceivers," IEEE J.S.S.C, vol. 44, no. 5, pp. 1436-1453, May 2009O. E. Eliezer, et al., "A Phase Domain Approach for Mitigation of Self-Interference in Wireless Transceivers," IEEE J.S.S.C, vol. 44, no. 5, pp. 1436-1453, May 2009

従来例のように、PLLの帯域を広くすることによって発振器の相互干渉による不安定動作を抑制する方法は有効であるが、際限なく広帯域にすることはできないため、限界があることになる。また、その方法は、回路の仕様等により、PLLの帯域が決められている場合には適用することができないという問題もある。また、回路の動作タイミングを変化させることによってノイズの影響を抑える方法は、関連する他の回路の動作タイミングに影響を与えることになるため、一般的に採用することはできない。 A method of suppressing unstable operation due to mutual interference of oscillators by widening the band of the PLL as in the conventional example is effective, but it cannot be made into an infinitely wide band, so that there is a limit. Further, there is a problem that the method cannot be applied when the PLL band is determined by the specifications of the circuit or the like. Further, a method of suppressing the influence of noise by changing the operation timing of a circuit cannot be generally adopted because it affects the operation timing of other related circuits.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、PLLの帯域を広くしたり、回路の動作タイミングに影響を与えたりすることなく、発振器の相互干渉の影響を低減することができる回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and can reduce the influence of mutual interference of oscillators without widening the PLL band or affecting the operation timing of the circuit. The purpose is to provide a circuit that can be used.

上記目的を達成するため、本発明による相互注入位相同期回路は、制御電圧に応じた発振周波数の信号を出力する電圧制御発振器を有し、第1基準信号と位相の同期した第1発振出力信号を出力する第1位相同期回路と、制御電圧に応じた発振周波数の信号を出力する電圧制御発振器を有し、第2基準信号と位相の同期した第2発振出力信号を出力する第2位相同期回路と、第1発振出力信号を、第2位相同期回路の電圧制御発振器に対して負帰還となるように遅延させた第1注入信号を出力する第1遅延手段と、第2発振出力信号を、第1位相同期回路の電圧制御発振器に対して負帰還となるように遅延させた第2注入信号を出力する第2遅延手段と、を備え、第1注入信号は、第2位相同期回路の電圧制御発振器に注入され、第2注入信号は、第1位相同期回路の電圧制御発振器に注入される、ものである。
このような構成により、一方の位相同期回路の発振出力信号を他方の位相同期回路に注入することを相互に行う相互注入を行うことができ、2個の位相同期回路の相互干渉の影響を低減することができ、各発振出力信号をより安定したものにすることができる。また、そのような相互干渉の影響の低減を、PLLの帯域を広くしたり、回路の動作タイミングに影響を与えたりすることなく実現することができる。
In order to achieve the above object, the mutual injection phase-locked loop according to the present invention has a voltage control oscillator that outputs a signal having an oscillation frequency corresponding to a control voltage, and has a first oscillation output signal whose phase is synchronized with the first reference signal. It has a first phase-locked loop circuit that outputs, and a voltage control oscillator that outputs a signal with an oscillation frequency corresponding to the control voltage, and a second phase-locked loop that outputs a second oscillation output signal whose phase is synchronized with the second reference signal. The circuit, the first delay means for outputting the first injection signal obtained by delaying the first oscillation output signal so as to be negative feedback to the voltage control oscillator of the second phase-locked loop, and the second oscillation output signal. , A second delay means for outputting a second injection signal delayed so as to be negative feedback to the voltage control oscillator of the first phase-locked loop, and the first injection signal is the second phase-locked loop. The second injection signal is injected into the voltage control oscillator, and the second injection signal is injected into the voltage control oscillator of the first phase-locked loop.
With such a configuration, it is possible to perform mutual injection in which the oscillation output signal of one phase-locked loop is mutually injected into the other phase-locked loop, and the influence of mutual interference between the two phase-locked loops is reduced. And each oscillation output signal can be made more stable. Further, it is possible to reduce the influence of such mutual interference without widening the bandwidth of the PLL or affecting the operation timing of the circuit.

また、本発明による相互注入位相同期回路では、第1及び第2発振出力信号は同じ周波数であり、第1及び第2遅延手段はそれぞれ、遅延時間を変更できる可変遅延器であり、第2位相同期回路の電圧制御発振器に注入される第1注入信号が負帰還となるように第1遅延手段の遅延時間を制御する第1遅延制御器と、第1位相同期回路の電圧制御発振器に注入される第2注入信号が負帰還となるように第2遅延手段の遅延時間を制御する第2遅延制御器と、をさらに備えてもよい。
このような構成により、第1及び第2発振出力信号が同じ周波数である場合に、第1及び第2遅延手段における遅延時間を制御することによって、各注入信号が負帰還で注入されるように自動的に制御することができる。
Further, in the mutual injection phase-locked loop according to the present invention, the first and second oscillation output signals have the same frequency, and the first and second delay means are variable delayers whose delay time can be changed, respectively, and the second phase. The first injection signal injected into the voltage control oscillator of the synchronous circuit is injected into the first delay controller that controls the delay time of the first delay means so that the first injection signal becomes negative feedback, and the voltage control oscillator of the first phase-locked loop. A second delay controller that controls the delay time of the second delay means so that the second injection signal becomes negative feedback may be further provided.
With such a configuration, when the first and second oscillation output signals have the same frequency, the delay time in the first and second delay means is controlled so that each injection signal is injected with negative feedback. It can be controlled automatically.

また、本発明による相互注入位相同期回路では、第1遅延制御器は、第1注入信号と第2発振出力信号とのうち、少なくとも一方の信号を所定時間だけ遅延させた後の両信号の位相が同期するように第1遅延手段の遅延時間を制御し、第2遅延制御器は、第2注入信号と第1発振出力信号とのうち、少なくとも一方の信号を所定時間だけ遅延させた後の両信号の位相が同期するように第2遅延手段の遅延時間を制御してもよい。
このような構成により、各注入信号が負帰還で注入されるように、第1及び第2遅延手段における遅延時間を制御することができる。
Further, in the mutual injection phase synchronization circuit according to the present invention, the first delay controller delays at least one of the first injection signal and the second oscillation output signal by a predetermined time, and then the phase of both signals. Controls the delay time of the first delay means so that the signals are synchronized with each other, and the second delay controller delays at least one of the second injection signal and the first oscillation output signal by a predetermined time. The delay time of the second delay means may be controlled so that the phases of both signals are synchronized.
With such a configuration, the delay time in the first and second delay means can be controlled so that each injection signal is injected with negative feedback.

また、本発明による相互注入位相同期回路では、第1及び第2発振出力信号は異なる周波数であり、第1及び第2遅延手段はそれぞれ、第1及び第2発振出力信号に対して任意の位相差を有する第1及び第2注入信号を生成するものであり、第2発振出力信号に対して所定の位相差を有する第1注入信号が生成されるように第1遅延手段を制御する第1遅延制御器と、第1発振出力信号に対して所定の位相差を有する第2注入信号が生成されるように第2遅延手段を制御する第2遅延制御器と、をさらに備えてもよい。
このような構成により、第1及び第2発振出力信号が異なる周波数である場合に、第1及び第2遅延手段によって生成される注入信号を制御することによって、各注入信号が負帰還で注入されるように自動的に制御することができる。
Further, in the mutual injection phase-locked loop according to the present invention, the first and second oscillation output signals have different frequencies, and the first and second delay means have arbitrary positions with respect to the first and second oscillation output signals, respectively. The first delay means for generating the first and second injection signals having a phase difference and controlling the first delay means so as to generate the first injection signal having a predetermined phase difference with respect to the second oscillation output signal. A delay controller and a second delay controller that controls the second delay means so as to generate a second injection signal having a predetermined phase difference with respect to the first oscillation output signal may be further provided.
With such a configuration, when the first and second oscillation output signals have different frequencies, each injection signal is injected with negative feedback by controlling the injection signals generated by the first and second delay means. Can be controlled automatically.

本発明による相互注入位相同期回路によれば、2個の位相同期回路の出力をそれぞれ他の位相同期回路に注入することによって、相互干渉の影響を低減することができる。 According to the mutual injection phase-locked loop according to the present invention, the influence of mutual interference can be reduced by injecting the outputs of the two phase-locked loops into the other phase-locked loops.

本発明の実施の形態による相互注入位相同期回路の構成を示すブロック図A block diagram showing a configuration of a mutual injection phase-locked loop according to an embodiment of the present invention. 同実施の形態における遅延制御器の構成を示すブロック図A block diagram showing a configuration of a delay controller according to the same embodiment. 同実施の形態における遅延手段及び遅延制御器の他の一例を示すブロック図A block diagram showing another example of the delay means and the delay controller in the same embodiment. 同実施の形態による相互注入位相同期回路の他の構成を示すブロック図A block diagram showing another configuration of the mutual injection phase-locked loop according to the same embodiment. 同実施の形態による相互注入位相同期回路の他の構成を示すブロック図A block diagram showing another configuration of the mutual injection phase-locked loop according to the same embodiment. 2個のPLLの動作タイミング差と発振出力信号のジッタ値との関係を示すグラフA graph showing the relationship between the operation timing difference between the two PLLs and the jitter value of the oscillation output signal. 2個のPLLを含む回路チップの顕微鏡写真Micrograph of circuit chip containing two PLLs

以下、本発明による相互注入位相同期回路について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素は同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。本実施の形態による相互注入位相同期回路は、2個の位相同期回路を有し、それぞれの出力を他の位相同期回路に注入する相互注入を行うものである。 Hereinafter, the mutual injection phase-locked loop according to the present invention will be described with reference to embodiments. In the following embodiments, the components with the same reference numerals are the same or correspond to each other, and the description thereof may be omitted again. The mutual injection phase-locked loop according to the present embodiment has two phase-locked circuits, and performs mutual injection in which the output of each is injected into another phase-locked loop.

図1は、本実施の形態による相互注入位相同期回路1の構成を示すブロック図である。本実施の形態による相互注入位相同期回路1は、第1位相同期回路(PLL)11と、第2位相同期回路12と、第1遅延手段13と、第2遅延手段14と、第1遅延制御器15と、第2遅延制御器16とを備える。なお、第1及び第2位相同期回路11,12は、互いに相互干渉の影響を与える程度に近接して配置されているものとする。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a mutual injection phase-locked loop 1 according to the present embodiment. The mutual injection phase-locked loop 1 according to the present embodiment includes a first phase-locked loop (PLL) 11, a second phase-locked loop 12, a first delay means 13, a second delay means 14, and a first delay control. A device 15 and a second delay controller 16 are provided. It is assumed that the first and second phase-locked loops 11 and 12 are arranged close to each other so as to affect each other's mutual interference.

第1位相同期回路11は、第1基準信号と位相の同期した第1発振出力信号を出力するものであり、位相周波数比較器(PFD:Phase Frequency Detector)21と、チャージポンプ(CP:Charge Pump)22と、ループフィルタ(LPF:Loop Filter)23と、電圧制御発振器(VCO:Voltage Controlled Oscillator)24と、分周器25とを備える。なお、第1位相同期回路11は、分周器25を備えていなくてもよい。 The first phase-locked loop 11 outputs a first oscillation output signal whose phase is synchronized with the first reference signal, and is a phase frequency comparator (PFD: Phase Frequency Detector) 21 and a charge pump (CP: Charge Pump). ) 22, a loop filter (LPF) 23, a voltage controlled oscillator (VCO: Voltage Controlled Oscillator) 24, and a frequency divider 25. The first phase-locked loop 11 does not have to include the frequency divider 25.

位相周波数比較器21は、第1発振出力信号と第1基準信号との位相及び周波数を比較し、その比較の結果を示す比較結果信号を出力する。第1基準信号は、第1位相同期回路11において、第1発振出力信号を同期させる対象となる信号(参照信号)であり、例えば、水晶発振器等によって発振された安定した低位相ノイズの信号であることが好適である。なお、第1位相同期回路11は分周器25を有するため、第1基準信号と比較される第1発振出力信号は、分周器25によって分周された第1発振出力信号となる。位相周波数比較器21の構成は特に限定されないが、例えば、発振出力信号と基準信号との立ち上がりエッジの差を示す比較結果信号を出力するものであってもよい。 The phase frequency comparator 21 compares the phase and frequency of the first oscillation output signal and the first reference signal, and outputs a comparison result signal indicating the result of the comparison. The first reference signal is a signal (reference signal) to be synchronized with the first oscillation output signal in the first phase-locked loop 11, and is, for example, a stable low-phase noise signal oscillated by a crystal oscillator or the like. It is preferable to have. Since the first phase-locked loop 11 has the frequency divider 25, the first oscillation output signal to be compared with the first reference signal is the first oscillation output signal divided by the frequency divider 25. The configuration of the phase frequency comparator 21 is not particularly limited, but may be, for example, one that outputs a comparison result signal indicating the difference between the rising edge of the oscillation output signal and the reference signal.

チャージポンプ22は、位相周波数比較器21から出力された比較結果信号を電流または電圧に変換してループフィルタ23に出力する。すなわち、チャージポンプ22は、電流チャージ型であってもよく、電圧チャージ型であってもよい。このチャージポンプ22によって、位相周波数比較器21で検出された両信号の比較結果が、電流パルスや電圧パルスに変換されることになる。 The charge pump 22 converts the comparison result signal output from the phase frequency comparator 21 into a current or a voltage and outputs it to the loop filter 23. That is, the charge pump 22 may be a current charge type or a voltage charge type. The charge pump 22 converts the comparison result of both signals detected by the phase frequency comparator 21 into a current pulse or a voltage pulse.

ループフィルタ23は、チャージポンプ22によって変換された電流または電圧に応じて制御電圧を生成して電圧制御発振器24に出力する。ループフィルタ23は、チャージポンプ22からの出力を平滑化して出力するローパスフィルタである。 The loop filter 23 generates a control voltage according to the current or voltage converted by the charge pump 22 and outputs the control voltage to the voltage controlled oscillator 24. The loop filter 23 is a low-pass filter that smoothes and outputs the output from the charge pump 22.

電圧制御発振器24は、ループフィルタ23からの制御電圧に応じた発振周波数の第1発振出力信号を出力する。この電圧制御発振器24の種類は問わないが、例えば、LCタンク発振器であってもよく、リング型発振器であってもよく、その他の種類の電圧制御発振器であってもよい。また、電圧制御発振器24には、相互注入のための第2注入信号が注入される。第2注入信号を電圧制御発振器24に注入する方法は問わない。第2注入信号を電圧制御発振器24に注入する方法としては、例えば、注入信号の電流を直接、電圧制御発振器24に注入する方法(direct current injection)や、注入信号のパルスを電圧制御発振器24に注入する方法(capacitive coupling injection)などがある。その注入方法の具体例については、例えば、次の文献を参照されたい。また、電圧制御発振器24は、第2注入信号の注入を行うための回路、例えば、capacitive coupling injectionのための回路等を有していてもよい。
文献:S. Morishita, S. Shimizu, T. Kihara, T. Yoshimura, "Subharmonically Injection-Locked PLL with Variable Pulse-Width Injections," ISCAS 2015, pp. 557-560, May 2015
The voltage controlled oscillator 24 outputs a first oscillation output signal having an oscillation frequency corresponding to the control voltage from the loop filter 23. The type of the voltage controlled oscillator 24 is not limited, but may be, for example, an LC tank oscillator, a ring type oscillator, or another type of voltage controlled oscillator. Further, a second injection signal for mutual injection is injected into the voltage controlled oscillator 24. The method of injecting the second injection signal into the voltage controlled oscillator 24 does not matter. Examples of the method of injecting the second injection signal into the voltage controlled oscillator 24 include a method of directly injecting the current of the injection signal into the voltage controlled oscillator 24 (direct current injection) and a method of injecting the pulse of the injection signal into the voltage controlled oscillator 24. There is a method of injection (capacitive coupling injection) and the like. For specific examples of the injection method, refer to the following documents, for example. Further, the voltage controlled oscillator 24 may have a circuit for injecting the second injection signal, for example, a circuit for capacitive coupling injection and the like.
References: S. Morishita, S. Shimizu, T. Kihara, T. Yoshimura, "Subharmonically Injection-Locked PLL with Variable Pulse-Width Injections," ISCAS 2015, pp. 557-560, May 2015

分周器25は、電圧制御発振器24から出力された第1発振出力信号を所定の分周比nで分周し、分周後の発振出力信号を位相周波数比較器21に出力する。この分周器25によって、第1発振出力信号の周波数が1/nにされる。なお、nは正の整数である。分周器25は、分周比nを変更可能なものであってもよく、または、そうでなくてもよい。 The frequency divider 25 divides the first oscillation output signal output from the voltage controlled oscillator 24 by a predetermined frequency division ratio n, and outputs the divided oscillation output signal to the phase frequency comparator 21. The frequency divider 25 sets the frequency of the first oscillation output signal to 1 / n. Note that n is a positive integer. The frequency divider 25 may or may not have a variable frequency division ratio n.

なお、本実施の形態では、位相周波数比較器21から出力された比較結果信号に応じて制御電圧を生成して電圧制御発振器24に出力する構成(以下、「電圧発生器」と呼ぶ)が、チャージポンプ22及びループフィルタ23を有する場合について説明するが、そうでなくてもよい。電圧発生器は、比較結果信号に応じた制御電圧を電圧制御発振器24に出力するものであればよく、その構成は問わない。PLLが集積回路上に構成される場合には、電圧発生器は、通常、チャージポンプ22とループフィルタ23とを有することが多いが、PLLがディスクリートに構成される場合には、チャージポンプ22とループフィルタ23とを有する以外の電圧発生器として、オペアンプを用いた積分器(アクティブ・フィルタ)として動作し、比較結果信号に相当する電圧をサンプル・ホールドする回路などを用いることもできる。なお、PLLを含む回路が集積回路上に構成される場合は、ノイズ低減の観点から、電圧発生器がチャージポンプ方式であることが好適である。 In this embodiment, the configuration (hereinafter referred to as “voltage generator”) is such that a control voltage is generated according to the comparison result signal output from the phase frequency comparator 21 and output to the voltage controlled oscillator 24. The case of having the charge pump 22 and the loop filter 23 will be described, but it is not necessary. The voltage generator may have any configuration as long as it outputs a control voltage corresponding to the comparison result signal to the voltage controlled oscillator 24. When the PLL is configured on an integrated circuit, the voltage generator usually has a charge pump 22 and a loop filter 23, but when the PLL is configured discretely, it has a charge pump 22. As a voltage generator other than having the loop filter 23, a circuit that operates as an integrator (active filter) using an operational amplifier and sample-holds a voltage corresponding to a comparison result signal can also be used. When the circuit including the PLL is configured on the integrated circuit, it is preferable that the voltage generator is a charge pump type from the viewpoint of noise reduction.

また、図1で示される第1位相同期回路11の位相周波数比較器21やチャージポンプ22等の構成は便宜上、そのように記載したものであって、任意の2以上の構成が一体に構成されていてもよい。例えば、位相周波数比較器21とチャージポンプ22とが一体に構成されていてもよく、チャージポンプ22とループフィルタ23とが一体に構成されていてもよい。 Further, the configurations of the phase frequency comparator 21 and the charge pump 22 of the first phase-locked loop 11 shown in FIG. 1 are described as such for convenience, and any two or more configurations are integrally configured. May be. For example, the phase frequency comparator 21 and the charge pump 22 may be integrally configured, or the charge pump 22 and the loop filter 23 may be integrally configured.

第2位相同期回路12は、第2基準信号と位相の同期した第2発振出力信号を出力するものであり、位相周波数比較器31と、チャージポンプ32と、ループフィルタ33と、電圧制御発振器34と、分周器35とを備える。第2基準信号は、第1基準信号とは異なる信号である。なお、第2位相同期回路12は、分周器35を備えていなくてもよい。また、第2位相同期回路12が有する各構成は、第1位相同期回路11におけるそれぞれ対応する各構成と同様のものであり、その詳細な説明を省略する。 The second phase-locked loop 12 outputs a second oscillation output signal whose phase is synchronized with the second reference signal, and is a phase frequency comparator 31, a charge pump 32, a loop filter 33, and a voltage controlled oscillator 34. And a frequency divider 35. The second reference signal is a signal different from the first reference signal. The second phase-locked loop 12 does not have to include the frequency divider 35. Further, each configuration of the second phase-locked loop 12 is the same as each corresponding configuration in the first phase-locked loop 11, and detailed description thereof will be omitted.

なお、本実施の形態では、第1及び第2発振出力信号の周波数が同じである場合について主に説明し、両者の周波数が異なる場合については後述する。第1及び第2発振出力信号の周波数が同じである場合には、通常、第1及び第2基準信号は、同一の周波数であり、また、分周器25,35の分周比はそれぞれ同じであるが、そうでなくてもよい。例えば、第1及び第2基準信号の周波数が異なっており、また、分周器25,35の分周比が異なっている場合であっても、結果として、第1及び第2発振出力信号の周波数が同じになることもあるからである。2個のPLLの周波数が同じである相互注入位相同期回路1の用途は特に限定されるものではないが、例えば、第1及び第2位相同期回路11,12は、遅延差を有する2個のデータに関するクロックリカバリをそれぞれ行うために用いられてもよく、または、他の用途のために用いられてもよい。 In this embodiment, the case where the frequencies of the first and second oscillation output signals are the same will be mainly described, and the case where the frequencies of the first and second oscillation output signals are different will be described later. When the frequencies of the first and second oscillation output signals are the same, the first and second reference signals are usually the same frequency, and the frequency division ratios of the dividers 25 and 35 are the same, respectively. However, it does not have to be. For example, even if the frequencies of the first and second reference signals are different and the division ratios of the dividers 25 and 35 are different, as a result, the first and second oscillation output signals are different. This is because the frequencies may be the same. The use of the mutual injection phase-locked loop 1 in which the frequencies of the two PLLs are the same is not particularly limited, but for example, the first and second phase-locked loops 11 and 12 have two delay differences. It may be used to perform clock recovery on the data respectively, or it may be used for other purposes.

第1遅延手段13は、電圧制御発振器24から出力された第1発振出力信号を、第2位相同期回路12の電圧制御発振器34に対して負帰還となるように遅延させた第1注入信号を出力する。その第1注入信号は、第2位相同期回路12の電圧制御発振器34に注入される。なお、本実施の形態では、第1遅延手段13が遅延時間を変更できる可変遅延器である場合について主に説明するが、後述するように、第1遅延手段13は、遅延時間が固定である遅延器であってもよく、また、第1及び第2発振出力信号の周波数が異なる場合には、異なる構成であってもよい。第1遅延手段13が可変遅延器である場合には、第1遅延手段13は、例えば、制御電圧に応じた遅延時間だけ入力された信号を遅延させるものであってもよい。 The first delay means 13 uses a first injection signal in which the first oscillation output signal output from the voltage controlled oscillator 24 is delayed so as to be negative feedback to the voltage controlled oscillator 34 of the second phase-locked loop circuit 12. Output. The first injection signal is injected into the voltage controlled oscillator 34 of the second phase-locked loop 12. In the present embodiment, the case where the first delay means 13 is a variable delay device capable of changing the delay time will be mainly described, but as will be described later, the first delay means 13 has a fixed delay time. It may be a delayer, or may have a different configuration when the frequencies of the first and second oscillation output signals are different. When the first delay means 13 is a variable delay device, the first delay means 13 may delay the input signal by a delay time corresponding to the control voltage, for example.

第1遅延制御器15は、第2位相同期回路12の電圧制御発振器34に注入される第1注入信号が負帰還となるように第1遅延手段13の遅延時間を制御する。第1遅延手段13の遅延時間が変更されることによって、結果として、第1遅延手段13から出力される信号の位相が変更されることになる。したがって、第1遅延制御器15は、第1注入信号の位相を制御していることになる。電圧制御発振器34に注入される第1注入信号が、第2発振出力信号に対してπ/2より大きく、3π/2より小さい位相だけ遅れると、負帰還の注入が行われることになる。したがって、第1遅延制御器15は、その範囲内となるように遅延時間を制御することが好適である。なお、電圧制御発振器34に注入される第1注入信号が、第2発振出力信号に対してπ(180°)だけ位相がずれると、最適の負帰還での注入となる。したがって、第1遅延制御器15は、第1注入信号が第2発振出力信号に対してπだけ位相が遅れるように第1遅延手段13を制御してもよい。また、第1遅延制御器15は、第1注入信号と第2発振出力信号とに基づいて、第1遅延手段13を制御する。その具体的な制御方法については、図2を用いて後述する。 The first delay controller 15 controls the delay time of the first delay means 13 so that the first injection signal injected into the voltage controlled oscillator 34 of the second phase-locked loop 12 becomes negative feedback. By changing the delay time of the first delay means 13, the phase of the signal output from the first delay means 13 is changed as a result. Therefore, the first delay controller 15 controls the phase of the first injection signal. When the first injection signal injected into the voltage controlled oscillator 34 is delayed by a phase larger than π / 2 and smaller than 3π / 2 with respect to the second oscillation output signal, negative feedback injection is performed. Therefore, it is preferable that the first delay controller 15 controls the delay time so as to be within the range. When the first injection signal injected into the voltage controlled oscillator 34 is out of phase with the second oscillation output signal by π (180 °), the injection is performed with the optimum negative feedback. Therefore, the first delay controller 15 may control the first delay means 13 so that the phase of the first injection signal is delayed by π with respect to the second oscillation output signal. Further, the first delay controller 15 controls the first delay means 13 based on the first injection signal and the second oscillation output signal. The specific control method will be described later with reference to FIG.

なお、第1遅延手段13及び第1遅延制御器15は、いわゆるDLL(Delay-Locked Loop)と同様に構成されてもよく、または、そうでなくてもよい。本実施の形態では、第1遅延手段13及び第1遅延制御器15が、DLLと同様に構成される場合について主に説明する。 The first delay means 13 and the first delay controller 15 may or may not be configured in the same manner as a so-called DLL (Delay-Locked Loop). In the present embodiment, a case where the first delay means 13 and the first delay controller 15 are configured in the same manner as the DLL will be mainly described.

図2は、本実施の形態による第1遅延制御器15の構成を示すブロック図である。図2において、第1遅延制御器15は、所定時間だけ遅延させた後の第1注入信号と、第2発振出力信号との位相が同期するように第1遅延手段13の遅延時間を制御するものであって、遅延器41と、位相比較器(PD:Phase Detector)42と、チャージポンプ(CP)43と、ループフィルタ(LPF)44とを備える。 FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the first delay controller 15 according to the present embodiment. In FIG. 2, the first delay controller 15 controls the delay time of the first delay means 13 so that the phases of the first injection signal and the second oscillation output signal after being delayed by a predetermined time are synchronized. It includes a delay device 41, a phase comparator (PD) 42, a charge pump (CP) 43, and a loop filter (LPF) 44.

遅延器41は、第1注入信号をあらかじめ決められた時間だけ遅延させて位相比較器42に出力する。なお、遅延器41は、第1注入信号が、π/2より大きく、3π/2より小さい位相に応じた時間だけ遅れるように設定されているものとする。第1及び第2発振出力信号の周波数は同じであるため、その位相は、第1注入信号の位相と考えてもよく、第2発振出力信号の位相と考えてもよい。なお、第1注入信号が第2発振出力信号に対して位相がθだけ遅延している場合には、遅延器41において、位相が2π-θだけ遅延されるように設定されてもよい。第1注入信号が、位相πに応じた時間だけ遅れるようにする場合には、遅延器41は、NOT回路であってもよい。そのNOT回路は、第1注入信号を反転させるものである。この反転によって、信号の位相がπだけ移相される。その移相によって、第1注入信号と第2発振出力信号との位相差がπとなるように制御されることになり、電圧制御発振器34に対する最適な注入を実現できることになる。 The delay device 41 delays the first injection signal by a predetermined time and outputs the first injection signal to the phase comparator 42. It is assumed that the delay device 41 is set so that the first injection signal is delayed by a time corresponding to the phase larger than π / 2 and smaller than 3π / 2. Since the frequencies of the first and second oscillation output signals are the same, the phase may be considered as the phase of the first injection signal or the phase of the second oscillation output signal. When the phase of the first injection signal is delayed by θ with respect to the second oscillation output signal, the delay device 41 may be set so that the phase is delayed by 2π−θ. If the first injection signal is delayed by a time corresponding to the phase π, the delay device 41 may be a NOT circuit. The NOT circuit inverts the first injection signal. This inversion shifts the phase of the signal by π. By the phase shift, the phase difference between the first injection signal and the second oscillation output signal is controlled to be π, and the optimum injection to the voltage controlled oscillator 34 can be realized.

位相比較器42は、第1遅延手段13から出力され、遅延器41によって遅延された第1注入信号と、第2位相同期回路12から出力された第2発振出力信号との位相を比較し、その比較の結果を示す信号を出力する。なお、位相比較器42は、位相周波数比較器であってもよいが、ここでは両信号の位相の比較ができれば十分であるため、周波数の比較を行わないものであってもよい。また、位相比較器42は、例えば、ミキサなどの位相検波器であってもよい。 The phase comparator 42 compares the phase of the first injection signal output from the first delay means 13 and delayed by the delay device 41 with the second oscillation output signal output from the second phase synchronization circuit 12. A signal indicating the result of the comparison is output. The phase comparator 42 may be a phase frequency comparator, but since it is sufficient here that the phases of both signals can be compared, the frequency comparison may not be performed. Further, the phase comparator 42 may be a phase detector such as a mixer, for example.

チャージポンプ43は、位相比較器42から出力された信号を電流または電圧に変換してループフィルタ44に出力する。すなわち、チャージポンプ43は、電流チャージ型であってもよく、電圧チャージ型であってもよい。このチャージポンプ43によって、位相比較器42によって検出された両信号の比較結果が、電流パルスや電圧パルスに変換されることになる。 The charge pump 43 converts the signal output from the phase comparator 42 into a current or a voltage and outputs the signal to the loop filter 44. That is, the charge pump 43 may be a current charge type or a voltage charge type. The charge pump 43 converts the comparison result of both signals detected by the phase comparator 42 into a current pulse or a voltage pulse.

ループフィルタ44は、チャージポンプ43から出力された信号に応じて、第1遅延手段13を制御する信号を生成して第1遅延手段13に出力する。なお、ループフィルタ44が出力する信号は、第1遅延手段13の制御電圧であってもよい。 The loop filter 44 generates a signal for controlling the first delay means 13 according to the signal output from the charge pump 43, and outputs the signal to the first delay means 13. The signal output by the loop filter 44 may be the control voltage of the first delay means 13.

なお、第1遅延手段13と、図2で示される第1遅延制御器15とのうち、遅延器41以外の構成によって、DLLが構成されることになる。また、遅延器41が存在することによって、通常のDLLとは異なり、第2発振出力信号と第1注入信号とに所定の位相差が生じることになる。また、図2で示される第1遅延制御器15において、位相比較器42とループフィルタ44との間に、チャージポンプ43が存在していなくてもよい。また、図2では、第1注入信号を遅延器41で遅延させる構成について示しているが、第2発振出力信号を遅延させてもよく、第1注入信号と第2発振出力信号との両方を遅延させてもよい。したがって、第1遅延制御器15は、第1注入信号と第2発振出力信号とのうち、少なくとも一方の信号を所定時間だけ遅延させた後の両信号の位相が同期するように第1遅延手段13の遅延時間を制御するものであってもよい。なお、いずれの場合であっても、第1注入信号が、π/2より大きく、3π/2より小さい位相に応じた時間だけ遅れるように遅延されることによって、第1注入信号が負帰還で注入されるように制御されることが好適である。 The DLL is configured by the configuration of the first delay means 13 and the first delay controller 15 shown in FIG. 2 other than the delay device 41. Further, due to the presence of the delay device 41, unlike a normal DLL, a predetermined phase difference is generated between the second oscillation output signal and the first injection signal. Further, in the first delay controller 15 shown in FIG. 2, the charge pump 43 may not exist between the phase comparator 42 and the loop filter 44. Further, although FIG. 2 shows a configuration in which the first injection signal is delayed by the delay device 41, the second oscillation output signal may be delayed, and both the first injection signal and the second oscillation output signal may be delayed. It may be delayed. Therefore, the first delay controller 15 is the first delay means so that the phases of the first injection signal and the second oscillation output signal, after delaying at least one of the signals by a predetermined time, are synchronized with each other. It may control the delay time of 13. In any case, the first injection signal is delayed by a time corresponding to the phase larger than π / 2 and smaller than 3π / 2, so that the first injection signal is negatively fed back. It is preferred that it be controlled to be injected.

第2遅延手段14は、第2発振出力信号を、第1位相同期回路11の電圧制御発振器24に対して負帰還となるように遅延させた第2注入信号を出力する。その第2注入信号は、第1位相同期回路11の電圧制御発振器24に注入される。 The second delay means 14 outputs a second injection signal in which the second oscillation output signal is delayed so as to be negative feedback to the voltage controlled oscillator 24 of the first phase-locked loop 11. The second injection signal is injected into the voltage controlled oscillator 24 of the first phase-locked loop 11.

第2遅延制御器16は、第1位相同期回路11の電圧制御発振器24に注入される第2注入信号が負帰還となるように第2遅延手段14の遅延時間を制御する。第2遅延制御器16は、第2注入信号と第1発振出力信号とのうち、少なくとも一方の信号を所定時間だけ遅延させた後の両信号の位相が同期するように第2遅延手段14の遅延時間を制御してもよい。 The second delay controller 16 controls the delay time of the second delay means 14 so that the second injection signal injected into the voltage controlled oscillator 24 of the first phase-locked loop 11 becomes negative feedback. The second delay controller 16 is a second delay means 14 so that the phases of both signals after delaying at least one of the second injection signal and the first oscillation output signal by a predetermined time are synchronized. The delay time may be controlled.

なお、第2遅延手段14及び第2遅延制御器16は、第1注入信号、第1発振出力信号、第2発振出力信号が第2注入信号、第2発振出力信号、第1発振出力信号となる以外は、それぞれ第1遅延手段13及び第1遅延制御器15と同様のものであり、それらの詳細な説明を省略する。また、第1及び第2発振出力信号の周波数が同じである場合には、第1遅延制御器15が有する遅延器41における遅延の程度と、第2遅延制御器16が有する遅延器における遅延の程度とは、通常、同じであるが、両者は異なっていてもよい。負帰還となる範囲内の遅延量で第1及び第2注入信号がそれぞれ出力されればよいからである。 In the second delay means 14 and the second delay controller 16, the first injection signal, the first oscillation output signal, and the second oscillation output signal are the second injection signal, the second oscillation output signal, and the first oscillation output signal. Other than the above, they are the same as those of the first delay means 13 and the first delay controller 15, respectively, and detailed description thereof will be omitted. When the frequencies of the first and second oscillation output signals are the same, the degree of delay in the delay device 41 of the first delay controller 15 and the delay in the delay device of the second delay controller 16. The degree is usually the same, but the two may be different. This is because the first and second injection signals need only be output with a delay amount within the range of negative feedback.

次に、相互注入位相同期回路1の動作について簡単に説明する。相互注入位相同期回路1における処理が開始されると、第1及び第2位相同期回路11,12において、出力される第1及び第2発振出力信号がそれぞれ第1及び第2基準信号にロックするように制御される。 Next, the operation of the mutual injection phase-locked loop 1 will be briefly described. When the processing in the mutual injection phase-locked loop 1 is started, the first and second oscillation output signals output in the first and second phase-locked loops 11 and 12 are locked to the first and second reference signals, respectively. Is controlled.

また、第1位相同期回路11から出力された第1発振出力信号が、第1遅延手段13で遅延されて第2位相同期回路12の電圧制御発振器34に注入される。また、第2位相同期回路12から出力された第2発振出力信号が、第2遅延手段14で遅延されて第1位相同期回路11の電圧制御発振器24に注入される。なお、それらの注入において、注入先の電圧制御発振器の発振出力信号に対して、負帰還となる注入が行われるように第1及び第2遅延手段13,14における遅延時間が第1及び第2遅延制御器15,16によって制御される。その結果、発振器の相互干渉による不安定動作や位相ノイズの増大を抑制することができる。 Further, the first oscillation output signal output from the first phase-locked loop 11 is delayed by the first delay means 13 and injected into the voltage controlled oscillator 34 of the second phase-locked loop 12. Further, the second oscillation output signal output from the second phase-locked loop 12 is delayed by the second delay means 14 and injected into the voltage controlled oscillator 24 of the first phase-locked loop 11. In those injections, the delay times in the first and second delay means 13 and 14 are the first and second so that the injection that becomes negative feedback is performed with respect to the oscillation output signal of the voltage controlled oscillator of the injection destination. It is controlled by the delay controllers 15 and 16. As a result, unstable operation and an increase in phase noise due to mutual interference of the oscillators can be suppressed.

図6は、2個のPLLの動作タイミング差(ps)と、発振出力信号のジッタ値(ps)との関係を示すグラフである。図6では、本実施の形態による相互注入位相同期回路1において最適な相互注入を行った場合のグラフ、最適な相互注入から約90(ps)だけずれたタイミングで相互注入を行った場合のグラフ、注入を行わなかった場合のグラフ、自己注入を行った場合のグラフをそれぞれ示している。なお、最適な相互注入では、ジッタ値が最も小さくなるように注入信号の印加タイミング(位相差)を調整した。その最適な相互注入では、注入信号は、注入先のPLLの発振出力信号に対して約π(180°)だけ遅延されていた。したがって、その最適な相互注入から約90(ps)ずれたタイミングで行われた相互注入においても、負帰還での相互注入が行われていることになる。後述するように、400(ps)が1周期に対応するため、90(ps)は81°に相当することになるからである。また、自己注入は、2個のPLLのそれぞれについて行い、自己注入における遅延量は、最も特性がよくなるように(ジッタ値が小さくなるように)設定した。 FIG. 6 is a graph showing the relationship between the operation timing difference (ps) of the two PLLs and the jitter value (ps) of the oscillation output signal. FIG. 6 shows a graph when the optimum mutual injection is performed in the mutual injection phase-locked loop 1 according to the present embodiment, and a graph when the mutual injection is performed at a timing deviated from the optimum mutual injection by about 90 (ps). , The graph when no injection is performed, and the graph when self-injection is performed are shown. In the optimum mutual injection, the application timing (phase difference) of the injection signal was adjusted so that the jitter value was the smallest. In the optimum mutual injection, the injection signal was delayed by about π (180 °) with respect to the oscillation output signal of the PLL at the injection destination. Therefore, even in the mutual injection performed at the timing deviated from the optimum mutual injection by about 90 (ps), the mutual injection with negative feedback is performed. This is because, as will be described later, 400 (ps) corresponds to one cycle, so 90 (ps) corresponds to 81 °. In addition, self-injection was performed for each of the two PLLs, and the delay amount in self-injection was set so as to have the best characteristics (smaller jitter value).

なお、図6の実験では、実際に相互注入位相同期回路1を構成して実験を行った。図7は、本実験において使用した2個の位相同期回路11,12を含む回路チップの顕微鏡写真である。1個のPLLのサイズは、約400(μm)×約510(μm)であり、各PLLにおいてLC共振器を用いた電圧制御発振器を使用した。各PLLでは、電圧制御発振器として2個のインダクタを使用した。1個のインダクタのサイズは、約180(μm)×約180(μm)である。また、2個のPLLの間では、電圧制御発振器の間隔が最も小さく、約30(μm)であった。また、PLLの動作周波数は2.5GHzとし、第1及び第2基準信号は39.0625MHzとし、分周比は64とした。また、第2基準信号のみを変化させることによって、2つのPLLの動作タイミングに差を生じさせ、相互干渉の影響について測定を行った。注入を行わなかった場合には、両PLLの動作タイミング差が200(ps)付近において、良好な動作(すなわち、ジッタ値の小さい動作)となっているが、両PLLの動作タイミング差が約150(ps)未満となるか、または約250(ps)を超えると、測定不能となるほどジッタ値が大きくなった。なお、動作周波数2.5GHzに対応する1周期は400(ps)であるため、両PLLの動作タイミング差が、ちょうど半周期に相当する200(ps)程度となると、相互干渉の影響が理想的な負帰還と同様の結果となることになり、ジッタ値が小さくなっているのではないかと考えられる。一方、相互注入を行った場合には、両PLLのすべての動作タイミング差において、ジッタ値が大きくならないように抑えることができており、相互注入が相互干渉の抑制に効果的であることを確認することができた。 In the experiment of FIG. 6, the mutual injection phase-locked loop 1 was actually configured and the experiment was performed. FIG. 7 is a photomicrograph of a circuit chip including the two phase-locked loops 11 and 12 used in this experiment. The size of one PLL was about 400 (μm) × about 510 (μm), and a voltage controlled oscillator using an LC resonator was used in each PLL. In each PLL, two inductors were used as the voltage controlled oscillator. The size of one inductor is about 180 (μm) × about 180 (μm). The distance between the two PLLs was the smallest, about 30 (μm). The operating frequency of the PLL was 2.5 GHz, the first and second reference signals were 39.06025 MHz, and the frequency division ratio was 64. Further, by changing only the second reference signal, a difference was generated in the operation timings of the two PLLs, and the influence of mutual interference was measured. When the injection is not performed, the operation timing difference between the two PLLs is around 200 (ps), and the operation is good (that is, the operation with a small jitter value), but the operation timing difference between the two PLLs is about 150. When it was less than (ps) or exceeded about 250 (ps), the jitter value became so large that it became impossible to measure. Since one cycle corresponding to the operating frequency of 2.5 GHz is 400 (ps), if the operating timing difference between the two PLLs is about 200 (ps), which corresponds to a half cycle, the influence of mutual interference is ideal. The result is similar to that of negative feedback, and it is considered that the jitter value is small. On the other hand, when mutual injection was performed, it was possible to suppress the jitter value from becoming large in all the operation timing differences between the two PLLs, and it was confirmed that mutual injection is effective in suppressing mutual interference. We were able to.

また、最適な相互注入から約90(ps)だけ注入信号の位相がずれた相互注入においても、最適な相互注入よりは全体としてジッタ値が少し大きくなるが、相互干渉の影響を効果的に抑制できていることが分かる。したがって、注入先のPLLに対して負帰還となるように注入信号を注入することによって、相互干渉を抑制できることが確認された。 In addition, even in the case of mutual injection in which the phase of the injection signal is out of phase by about 90 (ps) from the optimum mutual injection, the jitter value as a whole is slightly larger than that of the optimum mutual injection, but the influence of mutual interference is effectively suppressed. You can see that it is done. Therefore, it was confirmed that mutual interference can be suppressed by injecting the injection signal so as to have negative feedback to the PLL of the injection destination.

また、自己注入を行った場合には、注入を行わなかった場合よりはジッタ値が低減されているものの、測定不能になるほどのジッタ値となるタイミング領域は依然として存在していた。理論上は、自己注入を行った場合であっても、相互注入を行った場合であっても、注入信号は同様の信号となるため、自己注入によっても、相互干渉を抑制できると考えられるが、本実験により、実際には自己注入によっては相互干渉を適切に抑制できないことが確認された。したがって、相互注入を行うことは、相互干渉の抑制に有効であることが分かる。 In addition, when self-injection was performed, the jitter value was reduced as compared with the case where no injection was performed, but there was still a timing region in which the jitter value became unmeasurable. Theoretically, the injection signal is the same regardless of whether self-injection is performed or mutual injection is performed. Therefore, it is considered that mutual interference can be suppressed by self-injection. In this experiment, it was confirmed that mutual interference cannot be properly suppressed by self-injection. Therefore, it can be seen that performing mutual injection is effective in suppressing mutual interference.

次に、第1及び第2発振出力信号の周波数が異なる場合について説明する。第1及び第2発振出力信号の周波数が異なる場合には、通常、第1及び第2基準信号は、異なる周波数であるが、そうでなくてもよい。第1及び第2基準信号の周波数は同じであるが、分周比が異なることによって、第1及び第2発振出力信号の周波数が異なってもよい。第1及び第2発振出力信号の周波数が異なる場合には、第1遅延手段13は、可変遅延器ではなく、第1発振出力信号に対して任意の位相差を有する第1注入信号を生成するものとなる。また、第1遅延制御器15は、電圧制御発振器34に注入される第1注入信号が負帰還となるように第1遅延手段13における遅延時間(位相差)を制御するものであり、第2発振出力信号に対して所定の位相差を有する第1注入信号が生成されるように第1遅延手段13を制御する。第1遅延制御器15は、その制御を第1注入信号と第2発振出力信号とに基づいて行う。第1及び第2発振出力信号の周波数が異なる場合には、第1遅延手段13及び第1遅延制御器15は、例えば、図3で示される構成であってもよい。 Next, a case where the frequencies of the first and second oscillation output signals are different will be described. When the frequencies of the first and second oscillation output signals are different, the first and second reference signals are usually different frequencies, but they do not have to be. The frequencies of the first and second reference signals are the same, but the frequencies of the first and second oscillation output signals may be different due to the difference in the division ratio. When the frequencies of the first and second oscillation output signals are different, the first delay means 13 generates the first injection signal having an arbitrary phase difference with respect to the first oscillation output signal, not the variable delayer. It becomes a thing. Further, the first delay controller 15 controls the delay time (phase difference) in the first delay means 13 so that the first injection signal injected into the voltage controlled oscillator 34 becomes negative feedback, and the second delay controller 15. The first delay means 13 is controlled so that the first injection signal having a predetermined phase difference with respect to the oscillation output signal is generated. The first delay controller 15 controls the control based on the first injection signal and the second oscillation output signal. When the frequencies of the first and second oscillation output signals are different, the first delay means 13 and the first delay controller 15 may have the configuration shown in FIG. 3, for example.

図3において、第1遅延手段13は、多相クロック生成器51と、位相選択補間手段52とを備える。また、第1遅延制御器15は、位相比較器(PD)53と、制御器54とを備える。多相クロック生成器51は、第1発振出力信号を所定の位相間隔(例えば、π/6など)だけ順次、移相した多相クロックを出力する。なお、その多相クロックは、πまでの位相に限定されてもよい。位相選択補間手段52は、多相クロック生成器51によって生成された多相クロック、及びその多相クロックをπだけ移相させたクロックから、2個のクロックを選択し、その選択した2個のクロックを補間することによって、第1発振出力信号に対して任意の位相差(0~2π)を有する第1注入信号を生成することができる。なお、任意の位相差とは、固定の位相差ではなく、0~2πの範囲における種々の位相差という意味であり、多相クロックの位相間隔、及び補間の程度に応じて、位相差の最小の単位が決定されることになる。また、厳密には、その位相差は、第1発振出力信号に対する位相差であるため、第2発振出力信号に対して、0~2πの範囲の位相差にならない場合もあり得る。具体的には、第2発振出力信号の周期T2が、第1発振出力信号の周期T1よりも長い場合には、第1遅延手段13は、第2発振出力信号に対して、第2発振出力信号の2π(T2-T1)/T2から2πまでの範囲の位相だけ遅れた第1注入信号を出力することはできない。しかしながら、後述のように、第2発振出力信号に対する遅延の上限は3π/2であること、また、第1及び第2発振出力信号の周波数が大きく異なる場合には、そもそも相互干渉の影響が小さいことを考慮すれば、第2発振出力信号の周期T2が、第1発振出力信号の周期T1よりも長くても、通常、問題にはならない。したがって、図3で示される第1遅延手段13であっても、通常、第1発振出力信号を、第2位相同期回路の電圧制御発振器34に対して負帰還となるように遅延させた第1注入信号を出力できることになる。 In FIG. 3, the first delay means 13 includes a polyphase clock generator 51 and a phase selection interpolation means 52. Further, the first delay controller 15 includes a phase comparator (PD) 53 and a controller 54. The multi-phase clock generator 51 outputs a multi-phase clock in which the first oscillation output signal is sequentially phase-shifted by a predetermined phase interval (for example, π / 6). The polyphase clock may be limited to the phase up to π. The phase selection interpolation means 52 selects two clocks from the polyphase clock generated by the polyphase clock generator 51 and the clock obtained by shifting the phase of the polyphase clock by π, and the two selected clocks are selected. By interpolating the clock, it is possible to generate a first injection signal having an arbitrary phase difference (0 to 2π) with respect to the first oscillation output signal. Note that the arbitrary phase difference does not mean a fixed phase difference, but means various phase differences in the range of 0 to 2π, and is the minimum of the phase difference depending on the phase interval of the polyphase clock and the degree of interpolation. The unit of will be decided. Strictly speaking, since the phase difference is the phase difference with respect to the first oscillation output signal, the phase difference may not be in the range of 0 to 2π with respect to the second oscillation output signal. Specifically, when the period T2 of the second oscillation output signal is longer than the period T1 of the first oscillation output signal, the first delay means 13 refers to the second oscillation output with respect to the second oscillation output signal. It is not possible to output the first injection signal delayed by the phase in the range of 2π (T2-T1) / T2 to 2π of the signal. However, as will be described later, when the upper limit of the delay for the second oscillation output signal is 3π / 2 and the frequencies of the first and second oscillation output signals are significantly different, the influence of mutual interference is small in the first place. Considering this, even if the period T2 of the second oscillation output signal is longer than the period T1 of the first oscillation output signal, it usually does not matter. Therefore, even in the first delay means 13 shown in FIG. 3, the first oscillation output signal is usually delayed so as to be negative feedback to the voltage controlled oscillator 34 of the second phase-locked loop. The injection signal can be output.

位相選択補間手段52から出力された第1注入信号と、第2発振出力信号とは位相比較器53によって位相が比較される。そして、制御器54は、その比較結果に基づいて、第2発振出力信号に対してπ/2より大きく、3π/2より小さい位相(この位相は、第2発振出力信号の位相である)だけ遅れた第1注入信号が第1遅延手段13から出力されるように、位相選択補間手段52における位相の選択と信号の補間とを制御する。より具体的には、制御器54は、位相比較器53による比較結果に基づいて、第2発振出力信号に対して、所定の位相だけ遅れた第1注入信号が第1遅延手段13から出力されるように制御を行ってもよい。その所定の位相は、上記のとおり、π/2より大きく、3π/2より小さい範囲内の位相である。ここで、第1及び第2発振出力信号の周波数は異なっているため、第2発振出力信号に対して所定の位相だけ遅れた第1注入信号とは、例えば、第2発振出力信号の立ち上がりのタイミングに対して、所定の位相だけ立ち上がりのタイミングが遅れた第1注入信号の意味であってもよい。また、第1注入信号が第2発振出力信号に対して一定の位相だけ遅れた信号となる場合には、両信号の周波数は異なっているため、1周期ごとに第1注入信号の位相が変更されることになる。このようにして、第1及び第2発振出力信号の周波数が異なる場合であっても、第1注入信号は、第2発振出力信号に対して負帰還となるように第2位相同期回路12の電圧制御発振器34に注入されることになる。なお、図3で示される第1遅延手段13及び第1遅延制御器15を有する回路として、次の文献に記載されているDual Delay-Locked Loopが知られている。したがって、図3で示される各構成の詳細については、その文献を参照されたい。なお、多相クロック生成器51は下記文献のcore DLLに対応し、位相選択補間手段52は下記文献のperipheral DLLにおけるphase selection, selective phase inversion, phase interpolationに対応し、位相比較器53及び制御器54はそれぞれ、下記文献のperipheral DLLにおけるphase detector, FSMに対応する。
文献:S. Sidiropoulos, M. Horowitz, "A Semidigital Dual Delay-Locked Loop," IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 32, no. 11, pp. 1683-1692, Nov. 1997
The phase of the first injection signal output from the phase selection interpolation means 52 and the second oscillation output signal are compared by the phase comparator 53. Then, based on the comparison result, the controller 54 has only a phase larger than π / 2 and smaller than 3π / 2 with respect to the second oscillation output signal (this phase is the phase of the second oscillation output signal). The phase selection and signal interpolation in the phase selection interpolation means 52 are controlled so that the delayed first injection signal is output from the first delay means 13. More specifically, the controller 54 outputs a first injection signal delayed by a predetermined phase with respect to the second oscillation output signal from the first delay means 13 based on the comparison result by the phase comparator 53. It may be controlled so as to be. As described above, the predetermined phase is a phase in a range larger than π / 2 and smaller than 3π / 2. Here, since the frequencies of the first and second oscillation output signals are different, the first injection signal delayed by a predetermined phase with respect to the second oscillation output signal is, for example, the rising edge of the second oscillation output signal. It may mean the first injection signal whose rising timing is delayed by a predetermined phase with respect to the timing. Further, when the first injection signal is a signal delayed by a certain phase with respect to the second oscillation output signal, the frequencies of both signals are different, so that the phase of the first injection signal changes every cycle. Will be done. In this way, even when the frequencies of the first and second oscillation output signals are different, the first injection signal is negatively fed back to the second oscillation output signal of the second phase-locked loop circuit 12. It will be injected into the voltage controlled oscillator 34. As a circuit having the first delay means 13 and the first delay controller 15 shown in FIG. 3, the Dual Delay-Locked Loop described in the following document is known. Therefore, please refer to the document for the details of each configuration shown in FIG. The polyphase clock generator 51 corresponds to the core DLL of the following document, and the phase selection interpolation means 52 corresponds to the phase selection, selective phase inversion, phase interpolation in the peripheral DLL of the following document, and the phase comparator 53 and the controller. 54 corresponds to the phase detector and FSM in the peripheral DLL of the following documents, respectively.
References: S. Sidiropoulos, M. Horowitz, "A Semidigital Dual Delay-Locked Loop," IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 32, no. 11, pp. 1683-1692, Nov. 1997

なお、第1及び第2発振出力信号の周波数が異なる場合には、第2遅延制御器15は、可変遅延器ではなく、第2発振出力信号に対して任意の位相差を有する第2注入信号を生成するものとなり、また、第2遅延制御器16は、第1発振出力信号に対して所定の位相差を有する第2注入信号が生成されるように第2遅延手段14を制御するものとなる。また、第2遅延手段14及び第2遅延制御器16は、入力信号及び出力信号が異なる以外は、第1遅延手段13及び第1遅延制御器15と同様の構成であり、その詳細な説明を省略する。 When the frequencies of the first and second oscillation output signals are different, the second delay controller 15 is not a variable delayer, but a second injection signal having an arbitrary phase difference with respect to the second oscillation output signal. The second delay controller 16 controls the second delay means 14 so as to generate a second injection signal having a predetermined phase difference with respect to the first oscillation output signal. Become. Further, the second delay means 14 and the second delay controller 16 have the same configurations as the first delay means 13 and the first delay controller 15 except that the input signal and the output signal are different. Omit.

また、本実施の形態による相互注入位相同期回路1において、第1及び第2遅延手段13,14に入力される発振出力信号は、分周されたものであってもよい。図4は、そのような相互注入位相同期回路1の構成の一例を示すブロック図である。図4において、第1位相同期回路11は、分周器26をさらに備えており、第2位相同期回路12は、分周器36をさらに備えている。第1及び第2発振出力信号の周波数が同じである場合には、通常、分周器26,36の分周比もそれぞれ同じであるが、両者は異なっていてもよい。 Further, in the mutual injection phase-locked loop 1 according to the present embodiment, the oscillation output signals input to the first and second delay means 13 and 14 may be divided. FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of such a mutual injection phase-locked loop 1. In FIG. 4, the first phase-locked loop 11 further includes a frequency divider 26, and the second phase-locked loop 12 further includes a frequency divider 36. When the frequencies of the first and second oscillation output signals are the same, the frequency division ratios of the frequency dividers 26 and 36 are usually the same, but they may be different.

分周器26は、電圧制御発振器24から出力された第1発振出力信号を所定の分周比mで分周し、分周後の第1発振出力信号を分周器25と、第1遅延手段13とに出力する。この場合には、分周器26と分周器25とによって分周されるため、第1発振出力信号の周波数は1/(n×m)になって位相周波数比較器21に入力されることになる。なお、mは正の整数である。そのmは、大きな値ではないことが好適である。例えば、分周器26によって分周された第1発振出力信号を遅延させた注入信号に応じた注入を行うと、分周器26が存在しなかった場合と比較して、電圧制御発振器34に注入されるパルスの頻度が1/mとなる。その頻度が少なくなりすぎると、注入信号に同期させることが困難になるからである。mは、8以下であることが好適であり、4以下であることがより好適である。この分周器26を備えることによって、第1発振出力信号とは独立して、第1注入信号の周波数を決めることができるようになる。なお、分周器26によって分周された第1発振出力信号に応じた第1注入信号が電圧制御発振器34に注入される場合には、その第1注入信号の注入が第2発振出力信号の周期ごとに行われるのではなく、飛び飛びに行われることになる(subharmonically injection)。したがって、その場合には、注入信号のパルスを注入する方法(capacitive coupling injection)によって電圧制御発振器34に対する注入が行われることが好適である。分周器26は、分周比mを変更可能なものであってもよく、または、そうでなくてもよい。また、分周器36は、分周器26と同様のものであり、その詳細な説明を省略する。 The frequency divider 26 divides the first oscillation output signal output from the voltage controlled oscillator 24 by a predetermined division ratio m, and divides the first oscillation output signal after division into the frequency divider 25 and the first delay. It is output to the means 13. In this case, since the frequency is divided by the frequency divider 26 and the frequency divider 25, the frequency of the first oscillation output signal becomes 1 / (n × m) and is input to the phase frequency comparator 21. become. Note that m is a positive integer. It is preferable that m is not a large value. For example, when injection is performed according to the injection signal obtained by delaying the first oscillation output signal divided by the frequency divider 26, the voltage controlled oscillator 34 is compared with the case where the frequency divider 26 does not exist. The frequency of the injected pulse is 1 / m. If the frequency is too low, it will be difficult to synchronize with the injection signal. m is preferably 8 or less, and more preferably 4 or less. By providing the frequency divider 26, the frequency of the first injection signal can be determined independently of the first oscillation output signal. When the first injection signal corresponding to the first oscillation output signal divided by the frequency divider 26 is injected into the voltage controlled oscillator 34, the injection of the first injection signal is the second oscillation output signal. Instead of being performed every cycle, it will be performed in a discrete manner (subharmonically injection). Therefore, in that case, it is preferable that the injection to the voltage controlled oscillator 34 is performed by a method of injecting a pulse of the injection signal (capacitive coupling injection). The frequency divider 26 may or may not be capable of changing the frequency division ratio m. Further, the frequency divider 36 is the same as that of the frequency divider 26, and detailed description thereof will be omitted.

なお、分周器26,36が存在することによって、第1及び第2遅延制御器15,16に入力される注入信号と発振出力信号との周期が異なるようになる場合には、注入信号のパルス幅が、発振出力信号の周期の半整数の長さとなるように、図示しないパルス発生器によって変更されてから、電圧制御発振器に注入されてもよい。例えば、注入信号の変更後のパルス幅は、発振出力信号のパルス幅と一致してもよい。ここで、信号のパルス幅とは、信号に含まれるパルスの立ち上がり時点から立ち下がり時点までの時間的な長さである。パルス幅が変更される場合であっても、パルスの立ち上がりのタイミングは変更されないことが好適である。なお、パルス幅の変更された注入信号が第1及び第2遅延制御器15,16に入力される場合であって、第1及び第2遅延制御器15,16において、NOT回路による信号の反転によって遅延を行う場合には、発振出力信号に対して反転による遅延を行うことが好適である。また、パルス幅を変更する場合には、第1及び第2遅延制御器15,16に入力される注入信号のデューティー比(HとLとの比)が50%にはならないため、位相比較器42は、ミキサ型ではないことが好適である。また、第1及び第2遅延制御器15,16に入力される注入信号と発振出力信号との周期が異ならないようにするため、分周器36,26による分周後の発振出力信号が、第1及び第2遅延制御器15,16に入力されるようにしてもよい。 When the period of the injection signal input to the first and second delay controllers 15 and 16 and the oscillation output signal are different due to the presence of the frequency dividers 26 and 36, the injection signal The pulse width may be modified by a pulse generator (not shown) to be half an integral length of the period of the oscillation output signal before being injected into the voltage controlled oscillator. For example, the pulse width after the change of the injection signal may match the pulse width of the oscillation output signal. Here, the pulse width of the signal is the time length from the rising point to the falling point of the pulse included in the signal. Even when the pulse width is changed, it is preferable that the timing of the rising edge of the pulse is not changed. When the injection signal with the changed pulse width is input to the first and second delay controllers 15 and 16, the signal is inverted by the NOT circuit in the first and second delay controllers 15 and 16. When delaying by inverting, it is preferable to delay by inverting the oscillation output signal. Further, when the pulse width is changed, the duty ratio (ratio of H and L) of the injection signals input to the first and second delay controllers 15 and 16 does not become 50%, so that the phase comparator is used. It is preferable that 42 is not a mixer type. Further, in order to prevent the cycles of the injection signal and the oscillation output signal input to the first and second delay controllers 15 and 16 from being different, the oscillation output signal after division by the frequency dividers 36 and 26 is set. It may be input to the first and second delay controllers 15, 16.

以上のように、本実施の形態による相互注入位相同期回路1によれば、相互注入を行うことによって、相互干渉の影響を低減することができ、その結果、相互干渉による不安定動作を抑制することができ、またノイズを低減することができる。また、そのような相互干渉の影響の低減を、PLLのループ帯域を広くしたり、回路の動作タイミングに影響を与えたりすることなく実現することができる。また、第1及び第2発振出力信号の周波数が同じである場合には、第1及び第2遅延手段13,14を可変遅延器とし、第1及び第2遅延制御器15,16により各注入信号のタイミングをそれぞれ調整することによって、各電圧制御発振器24,34に負帰還となる相互注入が行われるように自動的に調整することができる。また、第1及び第2発振出力信号の周波数が異なる場合には、第1及び第2遅延手段13,14によってそれぞれ任意の位相差を有する注入信号が生成されるようにし、また、第1及び第2遅延制御器15,16により、注入先の発振出力信号に対して、所定の位相差を有する注入信号が生成されるように第1及び第2遅延手段13,14が制御されることによって、周波数が異なる状況においても、各電圧制御発振器24,34に負帰還となる相互注入が行われるように自動的に調整することができる。 As described above, according to the mutual injection phase-locked loop 1 according to the present embodiment, the influence of mutual interference can be reduced by performing mutual injection, and as a result, unstable operation due to mutual interference is suppressed. It can also reduce noise. Further, it is possible to reduce the influence of such mutual interference without widening the loop band of the PLL or affecting the operation timing of the circuit. When the frequencies of the first and second oscillation output signals are the same, the first and second delay means 13 and 14 are used as variable delayers, and the injections are made by the first and second delay controllers 15 and 16. By adjusting the timing of each signal, it can be automatically adjusted so that mutual injection that becomes negative feedback is performed in each of the voltage controlled oscillators 24 and 34. Further, when the frequencies of the first and second oscillation output signals are different, the injection signals having arbitrary phase differences are generated by the first and second delay means 13 and 14, respectively, and the first and second delay means are generated. The second delay controllers 15 and 16 control the first and second delay means 13 and 14 so as to generate an injection signal having a predetermined phase difference with respect to the oscillation output signal of the injection destination. Even in situations where the frequencies are different, the voltage controlled oscillators 24 and 34 can be automatically adjusted so that mutual injection that provides negative feedback is performed.

なお、本実施の形態では、第1及び第2発振出力信号の周波数が同一である場合に、第1及び第2遅延手段13,14が可変遅延器であると説明したが、そうでなくてもよい。例えば、第1及び第2基準信号の位相差が固定であるような場合には、第1及び第2遅延手段13,14の遅延時間は固定されていてもよい。その場合であっても、第1及び第2注入信号は、それぞれ注入先の第2及び第1発振出力信号に対して負帰還となるように第1及び第2遅延手段13,14から出力されるものとする。すなわち、そのようになるように、第1及び第2遅延手段13,14における固定の遅延量が決定されることが必要である。また、そのような固定の遅延時間である第1及び第2遅延手段13,14が用いられる場合には、相互注入位相同期回路1は、第1及び第2遅延制御器15,16を有していなくてもよい。第1及び第2遅延手段13,14を制御する必要がないからである。 In the present embodiment, it has been described that the first and second delay means 13 and 14 are variable delayers when the frequencies of the first and second oscillation output signals are the same, but this is not the case. May be good. For example, when the phase difference between the first and second reference signals is fixed, the delay times of the first and second delay means 13 and 14 may be fixed. Even in that case, the first and second injection signals are output from the first and second delay means 13 and 14 so as to be negative feedback to the second and first oscillation output signals of the injection destination, respectively. It shall be. That is, it is necessary to determine the fixed delay amount in the first and second delay means 13 and 14 so as to be so. Further, when the first and second delay means 13 and 14 having such a fixed delay time are used, the mutual injection phase-locked loop 1 has the first and second delay controllers 15 and 16. It does not have to be. This is because it is not necessary to control the first and second delay means 13 and 14.

また、第1及び第2発振出力信号の周波数が異なる場合であっても、第1及び第2発振出力信号の一方の周波数が他方の周波数の整数倍になっているときには、第1及び第2発振出力信号の周波数が同じ場合の構成によって相互注入を行ってもよい。その場合であっても、注入信号が、注入先のPLLに対して負帰還となるようにタイミング(遅延時間)が調整されるものとする。そのため、注入先のPLLよりも高い周波数の注入信号については、注入先のPLLと同じか、または、より低い周波数となるように分周を行ってから注入を行う必要がある。注入信号の周波数が、注入先のPLLの周波数よりも高くなり、負帰還でない注入となることを回避するためである。より具体的には、第1発振出力信号の周波数が第2発振出力信号の周波数よりも高い場合には、相互注入位相同期回路1は、第1遅延手段13の前段または後段に分周器を備えていてもよい。また、第2発振出力信号の周波数が第1発振出力信号の周波数よりも高い場合には、相互注入位相同期回路1は、第2遅延手段14の前段または後段に分周器を備えていてもよい。また、注入信号の周波数が、注入先のPLLの周波数よりも低い場合であっても、注入信号の周波数は、注入先のPLLの周波数の1/8以上の周波数であることが好適であり、1/4以上の周波数であることがより好適である。注入先のPLLにおいて、注入信号に対する適切な同期を実現できるようにするためである。また、注入信号が、注入先のPLLに対して負帰還となるように調整されるとは、注入信号が、注入先のPLLの発振出力信号に対して、π/2より大きく、3π/2より小さい位相(この位相は、注入先のPLLの発振出力信号の位相である)だけ遅れるように調整されることである。なお、注入信号と、注入先のPLLの発振出力信号との周波数が異なる場合には、その調整は、パルスの立ち上がりを基準として行われてもよい。すなわち、注入信号の立ち上がりタイミングが、注入先のPLLの発振出力信号の立ち上がりタイミングに対して、π/2より大きく、3π/2より小さい位相だけ遅れるように調整されてもよい。 Even if the frequencies of the first and second oscillation output signals are different, when the frequency of one of the first and second oscillation output signals is an integral multiple of the other frequency, the first and second oscillation output signals are used. Mutual injection may be performed depending on the configuration when the frequencies of the oscillation output signals are the same. Even in that case, the timing (delay time) is adjusted so that the injection signal has negative feedback with respect to the PLL of the injection destination. Therefore, for the injection signal having a frequency higher than that of the PLL of the injection destination, it is necessary to divide the frequency so that the frequency is the same as or lower than that of the PLL of the injection destination before injecting. This is to prevent the frequency of the injection signal from becoming higher than the frequency of the PLL of the injection destination, resulting in non-negative feedback injection. More specifically, when the frequency of the first oscillation output signal is higher than the frequency of the second oscillation output signal, the mutual injection phase-locked loop 1 has a frequency divider in the front stage or the rear stage of the first delay means 13. You may be prepared. Further, when the frequency of the second oscillation output signal is higher than the frequency of the first oscillation output signal, the mutual injection phase-locked loop 1 may be provided with a frequency divider in the front stage or the rear stage of the second delay means 14. good. Further, even when the frequency of the injection signal is lower than the frequency of the PLL of the injection destination, it is preferable that the frequency of the injection signal is 1/8 or more of the frequency of the PLL of the injection destination. It is more preferable that the frequency is 1/4 or more. This is to enable proper synchronization with the injection signal in the injection destination PLL. Further, when the injection signal is adjusted so as to have negative feedback with respect to the PLL of the injection destination, the injection signal is larger than π / 2 and 3π / 2 with respect to the oscillation output signal of the PLL of the injection destination. It is adjusted to be delayed by a smaller phase (this phase is the phase of the oscillation output signal of the PLL of the injection destination). When the frequency of the injection signal and the oscillation output signal of the injection destination PLL are different, the adjustment may be performed with reference to the rising edge of the pulse. That is, the rising timing of the injection signal may be adjusted so as to be delayed by a phase larger than π / 2 and smaller than 3π / 2 with respect to the rising timing of the oscillation output signal of the PLL of the injection destination.

また、本実施の形態では、2個の位相同期回路において相互注入が行われる場合について説明したが、3個以上の位相同期回路において相互注入が行われてもよい。図5は、3個の位相同期回路において相互注入が行われる場合の相互注入位相同期回路の一例を示す図である。図5(a)は、第1~第3位相同期回路101~103と、第1~第3注入制御器111~113とを備えた相互注入位相同期回路の構成を示すブロック図である。第1注入制御器111は、第2及び第3発振出力信号が、第1発振出力信号に対して負帰還で注入されるように遅延させる。図5(b)は、第1注入制御器111の構成を示すブロック図である。第1注入制御器111は、第2発振出力信号を遅延させた注入信号を出力する遅延手段121と、第1発振出力信号に基づいて、第1位相同期回路101に注入される注入信号が負帰還となるように遅延手段121を制御する遅延制御器131と、第3発振出力信号を遅延させた注入信号を出力する遅延手段141と、第1発振出力信号に基づいて、第1位相同期回路101に注入される注入信号が負帰還となるように遅延手段141を制御する遅延制御器151とを備える。そして、第1位相同期回路101には、遅延手段121,141から出力された注入信号が合わせて注入されることになる。なお、第2注入制御器112は、第1及び第3発振出力信号が、第2発振出力信号に対して負帰還で注入されるように遅延させ、第3注入制御器113は、第1及び第2発振出力信号が、第3発振出力信号に対して負帰還で注入されるように遅延させるものである。第2注入制御器112及び第3注入制御器113の構成も、第1注入制御器111と同様のものである。また、各注入制御器111~113における制御手段や遅延制御器は、発振出力信号の周波数が同一の場合における相互注入で用いられるものであってもよく、または、発振出力信号の周波数が異なる場合における相互注入で用いられるものであってもよい。このようにして、3個以上の位相同期回路においても、相互注入を行うことができる。なお、相互注入位相同期回路が、3個以上の位相同期回路を有する場合であっても、そのうちの2個の位相同期回路の相互注入に関する構成については、図1や図4で示されるものになると考えることができる。 Further, in the present embodiment, the case where mutual injection is performed in two phase-locked circuits has been described, but mutual injection may be performed in three or more phase-locked circuits. FIG. 5 is a diagram showing an example of a mutual injection phase-locked loop when mutual injection is performed in three phase-locked circuits. FIG. 5A is a block diagram showing a configuration of a mutual injection phase-locked loop including the first to third phase synchronization circuits 101 to 103 and the first to third injection controllers 111 to 113. The first injection controller 111 delays the second and third oscillation output signals so that they are injected with negative feedback with respect to the first oscillation output signal. FIG. 5B is a block diagram showing the configuration of the first injection controller 111. The first injection controller 111 has a delay means 121 that outputs an injection signal that delays the second oscillation output signal, and an injection signal that is injected into the first phase-locked loop 101 based on the first oscillation output signal is negative. A first phase-locked loop based on the delay controller 131 that controls the delay means 121 so as to be feedback, the delay means 141 that outputs the injection signal delayed from the third oscillation output signal, and the first oscillation output signal. A delay controller 151 that controls the delay means 141 so that the injection signal injected into the 101 becomes negative feedback is provided. Then, the injection signals output from the delay means 121 and 141 are also injected into the first phase-locked loop 101. The second injection controller 112 delays the first and third oscillation output signals to be injected by negative feedback with respect to the second oscillation output signal, and the third injection controller 113 uses the first and third oscillation output signals. The second oscillation output signal is delayed so as to be injected with negative feedback to the third oscillation output signal. The configurations of the second injection controller 112 and the third injection controller 113 are the same as those of the first injection controller 111. Further, the control means and the delay controller in the injection controllers 111 to 113 may be used for mutual injection when the frequencies of the oscillation output signals are the same, or when the frequencies of the oscillation output signals are different. It may be used in mutual injection in. In this way, mutual injection can be performed even in three or more phase-locked loops. Even when the mutual injection phase-locked loop has three or more phase-locked circuits, the configuration relating to the mutual injection of the two phase-locked circuits is as shown in FIGS. 1 and 4. Can be thought of as.

なお、3個以上の位相同期回路において相互注入を行う場合には、通常、1個の位相同期回路に2個以上の位相同期回路からの注入信号がそれぞれ注入されることになる。その場合には、例えば、2個以上の注入信号を均等な重みで注入してもよく、異なる重みで注入してもよい。後者の場合には、例えば、位相同期回路間の距離に反比例する重みを用いてもよく、位相同期回路間の距離の2乗に反比例する重みを用いてもよく、その他の重みを用いてもよい。位相同期回路間の距離に反比例する重みを用いる場合には、具体的には、第1位相同期回路101に注入される第2発振出力信号に応じた注入信号の重みと、第3発振出力信号に応じた注入信号の重みとの比が、第1位相同期回路101と第2位相同期回路102との距離の逆数と、第1位相同期回路101と第3位相同期回路103との距離の逆数との比となるように各注入信号に重み付けがなされてもよい。なお、例えば、相互干渉に関して、距離の影響が大きい場合には、位相同期回路間の距離に反比例する重みを用いることが好適であり、電磁界の影響が大きい場合には、位相同期回路間の距離の2乗に反比例する重みを用いることが好適である。 When mutual injection is performed in three or more phase-locked loops, injection signals from two or more phase-locked loops are usually injected into one phase-locked loop. In that case, for example, two or more injection signals may be injected with equal weights or different weights. In the latter case, for example, a weight inversely proportional to the distance between the phase-locked loops may be used, a weight inversely proportional to the square of the distance between the phase-locked loops may be used, or another weight may be used. good. When a weight inversely proportional to the distance between the phase-locked loops is used, specifically, the weight of the injection signal corresponding to the second oscillation output signal injected into the first phase-locked loop 101 and the third oscillation output signal. The ratio to the weight of the injection signal according to the above is the inverse of the distance between the first phase-locked loop 101 and the second phase-locked loop 102 and the inverse of the distance between the first phase-locked loop 101 and the third phase-locked loop 103. Each injection signal may be weighted so as to have a ratio with. For example, it is preferable to use a weight that is inversely proportional to the distance between the phase-locked loops when the influence of the distance is large with respect to mutual interference, and when the influence of the electromagnetic field is large, it is preferable to use the weight between the phase-locked loops. It is preferable to use a weight that is inversely proportional to the square of the distance.

また、本実施の形態による相互注入位相同期回路1の第1及び第2位相同期回路11,12において、発振出力信号が基準信号に同期するまでは注入信号が電圧制御発振器24,34に注入されず、発振出力信号が基準信号に同期した後に注入信号が電圧制御発振器24,34に注入されるようにしてもよい。 Further, in the first and second phase-locked loops 11 and 12 of the mutual injection phase-locked loop 1 according to the present embodiment, the injection signal is injected into the voltage control oscillators 24 and 34 until the oscillation output signal is synchronized with the reference signal. Instead, the injection signal may be injected into the voltage control oscillators 24 and 34 after the oscillation output signal is synchronized with the reference signal.

また、本実施の形態による相互注入位相同期回路1において、各構成要素のうち、アナログでもデジタルでも実現できるものについては、そのどちらで実現されてもよいことは言うまでもない。 Further, in the mutual injection phase-locked loop 1 according to the present embodiment, it goes without saying that any of the components that can be realized by analog or digital may be realized by either of them.

また、上記実施の形態において、各処理または各機能は、単一の装置または単一のシステムによって集中処理されることによって実現されてもよく、または、複数の装置または複数のシステムによって分散処理されることによって実現されてもよい。 Further, in the above embodiment, each process or each function may be realized by centralized processing by a single device or a single system, or may be distributed processing by a plurality of devices or a plurality of systems. It may be realized by.

また、上記実施の形態において、各構成要素間で行われる情報の受け渡しは、例えば、その情報の受け渡しを行う2個の構成要素が物理的に異なるものである場合には、一方の構成要素による情報の出力と、他方の構成要素による情報の受け付けとによって行われてもよく、または、その情報の受け渡しを行う2個の構成要素が物理的に同じものである場合には、一方の構成要素に対応する処理のフェーズから、他方の構成要素に対応する処理のフェーズに移ることによって行われてもよい。 Further, in the above embodiment, the transfer of information performed between the components is performed by, for example, one of the components when the two components that transfer the information are physically different. It may be done by outputting information and accepting information by the other component, or if the two components that pass the information are physically the same, one component. It may be performed by moving from the processing phase corresponding to the other component to the processing phase corresponding to the other component.

また、上記実施の形態において、各構成要素が実行する処理に関係する情報、例えば、各構成要素が受け付けたり、取得したり、選択したり、生成したり、送信したり、受信したりした情報や、各構成要素が処理で用いる閾値や数式、アドレス等の情報等は、上記説明で明記していなくても、図示しない記録媒体において、一時的に、または長期にわたって保持されていてもよい。また、その図示しない記録媒体への情報の蓄積を、各構成要素、または、図示しない蓄積部が行ってもよい。また、その図示しない記録媒体からの情報の読み出しを、各構成要素、または、図示しない読み出し部が行ってもよい。 Further, in the above embodiment, information related to the processing executed by each component, for example, information received, acquired, selected, generated, transmitted, or received by each component. Further, information such as threshold values, mathematical formulas, addresses, etc. used by each component in processing may be temporarily or for a long time held in a recording medium (not shown), even if it is not specified in the above description. In addition, each component or a storage unit (not shown) may store information on a recording medium (not shown). Further, the information may be read from the recording medium (not shown) by each component or a reading unit (not shown).

また、上記実施の形態において、各構成要素等で用いられる情報、例えば、各構成要素が処理で用いる閾値やアドレス、各種の設定値等の情報がユーザによって変更されてもよい場合には、上記説明で明記していなくても、ユーザが適宜、それらの情報を変更できるようにしてもよく、または、そうでなくてもよい。それらの情報をユーザが変更可能な場合には、その変更は、例えば、ユーザからの変更指示を受け付ける図示しない受付部と、その変更指示に応じて情報を変更する図示しない変更部とによって実現されてもよい。その図示しない受付部による変更指示の受け付けは、例えば、入力デバイスからの受け付けでもよく、通信回線を介して送信された情報の受信でもよく、所定の記録媒体から読み出された情報の受け付けでもよい。 Further, in the above embodiment, when the information used in each component or the like, for example, the information such as the threshold value and the address used in the processing by each component and various setting values may be changed by the user, the above-mentioned The information may or may not be changed as appropriate by the user, even if it is not specified in the description. When the information can be changed by the user, the change is realized by, for example, a reception unit (not shown) that receives a change instruction from the user and a change unit (not shown) that changes the information in response to the change instruction. You may. The reception unit (not shown) may accept the change instruction from, for example, an input device, information transmitted via a communication line, or information read from a predetermined recording medium. ..

また、上記実施の形態において、各構成要素は専用のハードウェアにより構成されてもよく、または、ソフトウェアにより実現可能な構成要素については、プログラムを実行することによって実現されてもよい。例えば、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをCPU等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現され得る。その実行時に、プログラム実行部は、記憶部や記録媒体にアクセスしながらプログラムを実行してもよい。このプログラムは、サーバなどからダウンロードされることによって実行されてもよく、所定の記録媒体(例えば、CD-ROMなどの光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリなど)に記録されたプログラムが読み出されることによって実行されてもよい。また、このプログラムは、プログラムプロダクトを構成するプログラムとして用いられてもよい。また、このプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、または分散処理を行ってもよい。 Further, in the above embodiment, each component may be configured by dedicated hardware, or a component that can be realized by software may be realized by executing a program. For example, each component can be realized by a program execution unit such as a CPU reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory. At the time of execution, the program execution unit may execute the program while accessing the storage unit or the recording medium. This program may be executed by being downloaded from a server or the like, and is executed by reading a program recorded on a predetermined recording medium (for example, an optical disk such as a CD-ROM, a magnetic disk, a semiconductor memory, etc.). May be done. Further, this program may be used as a program constituting a program product. Further, the number of computers that execute this program may be singular or plural. That is, centralized processing may be performed, or distributed processing may be performed.

また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。 Further, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made, and it goes without saying that these are also included in the scope of the present invention.

以上より、本発明による相互注入位相同期回路によれば、相互干渉の影響を低減できるという効果が得られ、2以上の位相同期回路を有する回路として有用である。 From the above, the mutual injection phase-locked loop according to the present invention has the effect of reducing the influence of mutual interference, and is useful as a circuit having two or more phase-locked loops.

1 相互注入位相同期回路
11、101 第1位相同期回路
12、102 第2位相同期回路
13 第1遅延手段
14 第2遅延手段
15 第1遅延制御器
16 第2遅延制御器
24、34 電圧制御発振器
41 遅延器
51 多相クロック生成器
52 位相選択補間手段
103 第3位相同期回路
111~113 第1~第3注入制御器
121、141 遅延手段
131、151 遅延制御器
1 Mutual injection phase-locked loop 11, 101 1st phase-locked loop 12, 102 2nd phase-locked loop 13 1st delay means 14 2nd delay means 15 1st delay controller 16 2nd delay controller 24, 34 Voltage controlled oscillator 41 Delayer 51 Multi-phase clock generator 52 Phase selection interpolation means 103 Phase-locked loop 111-113 1st to 3rd injection controllers 121, 141 Delay means 131, 151 Delay controller

Claims (4)

制御電圧に応じた発振周波数の信号を出力する電圧制御発振器を有し、第1基準信号と位相の同期した第1発振出力信号を出力する第1位相同期回路と、
制御電圧に応じた発振周波数の信号を出力する電圧制御発振器を有し、第2基準信号と位相の同期した第2発振出力信号を出力する第2位相同期回路と、
前記第1発振出力信号を、前記第2位相同期回路の電圧制御発振器に対して負帰還となるように遅延させた第1注入信号を出力する第1遅延手段と、
前記第2発振出力信号を、前記第1位相同期回路の電圧制御発振器に対して負帰還となるように遅延させた第2注入信号を出力する第2遅延手段と、を備え、
前記第1注入信号は、前記第2位相同期回路の電圧制御発振器に注入され、
前記第2注入信号は、前記第1位相同期回路の電圧制御発振器に注入される、相互注入位相同期回路。
A first phase-locked loop that has a voltage controlled oscillator that outputs a signal with an oscillation frequency corresponding to the control voltage and outputs a first oscillation output signal whose phase is synchronized with the first reference signal.
A second phase-locked loop that has a voltage controlled oscillator that outputs a signal with an oscillation frequency corresponding to the control voltage and outputs a second oscillation output signal whose phase is synchronized with the second reference signal.
A first delay means for outputting a first injection signal obtained by delaying the first oscillation output signal so as to be negative feedback to the voltage controlled oscillator of the second phase-locked loop.
A second delay means for outputting a second injection signal obtained by delaying the second oscillation output signal so as to be negative feedback to the voltage controlled oscillator of the first phase-locked loop is provided.
The first injection signal is injected into the voltage controlled oscillator of the second phase-locked loop.
The second injection signal is a mutual injection phase-locked loop that is injected into the voltage controlled oscillator of the first phase-locked loop.
前記第1及び第2発振出力信号は同じ周波数であり、
前記第1及び第2遅延手段はそれぞれ、遅延時間を変更できる可変遅延器であり、
前記第2位相同期回路の電圧制御発振器に注入される第1注入信号が負帰還となるように前記第1遅延手段の遅延時間を制御する第1遅延制御器と、
前記第1位相同期回路の電圧制御発振器に注入される第2注入信号が負帰還となるように前記第2遅延手段の遅延時間を制御する第2遅延制御器と、をさらに備えた、請求項1記載の相互注入位相同期回路。
The first and second oscillation output signals have the same frequency.
The first and second delay means are variable delay devices whose delay time can be changed, respectively.
A first delay controller that controls the delay time of the first delay means so that the first injection signal injected into the voltage controlled oscillator of the second phase-locked loop becomes negative feedback.
The claim further comprises a second delay controller that controls the delay time of the second delay means so that the second injection signal injected into the voltage controlled oscillator of the first phase-locked loop becomes negative feedback. 1. The mutual injection phase-locked loop according to 1.
前記第1遅延制御器は、前記第1注入信号と前記第2発振出力信号とのうち、少なくとも一方の信号を所定時間だけ遅延させた後の両信号の位相が同期するように前記第1遅延手段の遅延時間を制御し、
前記第2遅延制御器は、前記第2注入信号と前記第1発振出力信号とのうち、少なくとも一方の信号を所定時間だけ遅延させた後の両信号の位相が同期するように前記第2遅延手段の遅延時間を制御する、請求項2記載の相互注入位相同期回路。
The first delay controller delays at least one of the first injection signal and the second oscillation output signal by a predetermined time, and then synchronizes the phases of both signals with the first delay. Control the delay time of the means,
The second delay controller delays at least one of the second injection signal and the first oscillation output signal by a predetermined time, and then synchronizes the phases of both signals with the second delay. The mutual injection phase-locked loop according to claim 2, which controls the delay time of the means.
前記第1及び第2発振出力信号は異なる周波数であり、
前記第1及び第2遅延手段はそれぞれ、前記第1及び第2発振出力信号に対して任意の位相差を有する前記第1及び第2注入信号を生成するものであり、
前記第2発振出力信号に対して所定の位相差を有する第1注入信号が生成されるように前記第1遅延手段を制御する第1遅延制御器と、
前記第1発振出力信号に対して所定の位相差を有する第2注入信号が生成されるように前記第2遅延手段を制御する第2遅延制御器と、をさらに備えた、請求項1記載の相互注入位相同期回路。
The first and second oscillation output signals have different frequencies.
The first and second delay means generate the first and second injection signals having an arbitrary phase difference with respect to the first and second oscillation output signals, respectively.
A first delay controller that controls the first delay means so that a first injection signal having a predetermined phase difference with respect to the second oscillation output signal is generated.
The first aspect of the present invention, further comprising a second delay controller that controls the second delay means so that a second injection signal having a predetermined phase difference with respect to the first oscillation output signal is generated. Mutual injection phase-locked loop.
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