JPH02235428A - 電圧制御型発振器 - Google Patents
電圧制御型発振器Info
- Publication number
- JPH02235428A JPH02235428A JP1056880A JP5688089A JPH02235428A JP H02235428 A JPH02235428 A JP H02235428A JP 1056880 A JP1056880 A JP 1056880A JP 5688089 A JP5688089 A JP 5688089A JP H02235428 A JPH02235428 A JP H02235428A
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- JP
- Japan
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- output
- terminal
- pulse
- delay
- component
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- Pending
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- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は位相制御ループ(PLL)等に用いられる電
圧制御型発振器に関する。
圧制御型発振器に関する。
[従来の技術]
ディジタル位相制御ループは、方形波の入力信号と出力
信号が2値量子化位相比較器に人力されると、+1(進
み)または−1(遅れ)を示す信号が出力され、それが
ディジタルvCOに入力される。
信号が2値量子化位相比較器に人力されると、+1(進
み)または−1(遅れ)を示す信号が出力され、それが
ディジタルvCOに入力される。
出力が入力よりも進んでいるときには出力を遅ら仕るよ
うに発振器からのパルスが除去され、出力が入力よりも
遅れているときにはパルスが付加され、その出力は分周
されて前記2値量子化位相比較器に帰還され、このよう
にして位相制御されたパルス波が得られる。
うに発振器からのパルスが除去され、出力が入力よりも
遅れているときにはパルスが付加され、その出力は分周
されて前記2値量子化位相比較器に帰還され、このよう
にして位相制御されたパルス波が得られる。
[発明が解決すべき課題]
ところが、従来のPLLに用いられる電圧制御型発振器
(VCO)は適用周波数範囲が狭く、この周波数範囲を
広げると発振周波数が不安定になるなどの問題があった
。
(VCO)は適用周波数範囲が狭く、この周波数範囲を
広げると発振周波数が不安定になるなどの問題があった
。
したがって、この発明は広い周波数範囲に亙って安定し
て動作する電圧制御型発振器を提供することを目的,と
する。
て動作する電圧制御型発振器を提供することを目的,と
する。
[課題を解決する手段]
上記の目的を.達成するために、この発明の電圧制御型
発振器は複数の遅延時間を選択可能な遅延素子を用いて
構成したリングオシレータといずれかの遅延時間を選択
する信号を出力する遅延時間選択回路とを備え、上記遅
延時間の選択により発振周波数を可変としたことを特徴
とする。
発振器は複数の遅延時間を選択可能な遅延素子を用いて
構成したリングオシレータといずれかの遅延時間を選択
する信号を出力する遅延時間選択回路とを備え、上記遅
延時間の選択により発振周波数を可変としたことを特徴
とする。
[実施例]
第1図において、リングオシレータ1はパルス遅延素子
2(2 − 1.2−2.−.2 −n)を複数個縦続
接続してなり、最終段の遅延素子2 −nの出力端子は
インバータ3を介して初段の遅延素子2一■の人力端子
IIに接続されている。なおインパータ3は遅延素子2
が偶数個である場合に用いられる。
2(2 − 1.2−2.−.2 −n)を複数個縦続
接続してなり、最終段の遅延素子2 −nの出力端子は
インバータ3を介して初段の遅延素子2一■の人力端子
IIに接続されている。なおインパータ3は遅延素子2
が偶数個である場合に用いられる。
各遅延素子2の出力パルス幅は人力端子vRlに印加さ
れる電圧により制御されろとともに、端子!lに印加さ
れるパルスに対して出力端子Olに出力されるパルスの
遅延時間は端子SA,SAB,SB.SBB,SC.S
CBのどの端子に信号を印加するかによって選択するこ
とができる。
れる電圧により制御されろとともに、端子!lに印加さ
れるパルスに対して出力端子Olに出力されるパルスの
遅延時間は端子SA,SAB,SB.SBB,SC.S
CBのどの端子に信号を印加するかによって選択するこ
とができる。
各遅延素子2の出力端子はパッファ4またはインバータ
5を介して出力端子TO,TI.・・・,Tl8.T1
9に接続されており、上記どの端子TO.Tl,・・・
.TlB.T19からでも出力クロツクパルスを取り出
せるようになっている。各遅延素子2の詳細な構成を第
2図に示す。
5を介して出力端子TO,TI.・・・,Tl8.T1
9に接続されており、上記どの端子TO.Tl,・・・
.TlB.T19からでも出力クロツクパルスを取り出
せるようになっている。各遅延素子2の詳細な構成を第
2図に示す。
10はコントロール電圧供給回路であり、遅延素子2の
V[11端子に所定の電圧を供給する。このコントロー
ル電圧供給回路10の詳細を第3図と第4図に示す。
V[11端子に所定の電圧を供給する。このコントロー
ル電圧供給回路10の詳細を第3図と第4図に示す。
20は遅延素子2の遅延時filを選択するデコーダで
あり、入力信号SlとSOによってSAないしSCBの
いずれかに信号を出力する。デコーダ20はインバータ
21とナンドゲート22とさらに他のインバータ23と
により構成したものである。
あり、入力信号SlとSOによってSAないしSCBの
いずれかに信号を出力する。デコーダ20はインバータ
21とナンドゲート22とさらに他のインバータ23と
により構成したものである。
第1図に示した回路において、コントロール電圧供給部
lOに入力端子Itに所定の電圧信号VREFを印加し
て、この電圧を遅延素子2のVRl端子に供給すると、
遅延素子2は、電圧VREFの大きさに対.応して出力
パルスの終端側の時間tpLH(第5図参照)が変化し
て、遅延素子2からの出力パルス周波敗が変化する。一
方、端子SA,SAB.・・・.sC,SCBのどれに
信号が印加されるかによって、各遅延素子2でのパルス
遅延時間が選択される。その結果、リングオンレータl
からは上記電圧VREFの大きさに応じて種々のパルス
周波数、パルス遅延時間を有するクロツクパルスを端子
TOないしT19のいずれかから得ることができる。
lOに入力端子Itに所定の電圧信号VREFを印加し
て、この電圧を遅延素子2のVRl端子に供給すると、
遅延素子2は、電圧VREFの大きさに対.応して出力
パルスの終端側の時間tpLH(第5図参照)が変化し
て、遅延素子2からの出力パルス周波敗が変化する。一
方、端子SA,SAB.・・・.sC,SCBのどれに
信号が印加されるかによって、各遅延素子2でのパルス
遅延時間が選択される。その結果、リングオンレータl
からは上記電圧VREFの大きさに応じて種々のパルス
周波数、パルス遅延時間を有するクロツクパルスを端子
TOないしT19のいずれかから得ることができる。
第1図の回路の各部の詳細を以下に説明する。
第2図において遅延素子2は、電圧端子VROに印加さ
れる電圧の大きさに応じて第5図に示すように、パルス
の終端の遅延時間tpLHが変化するインバータ7を2
個直列接続した遅延回路?1,72,73.74を縦続
接続するとともに、各遅延回路71,72.73のそれ
ぞれの出力端子70−1.70−2.70−3はアンド
ゲート8al,8a2,8a3に接続され、また遅延回
路74の出力端子70−4はアンドゲート8b3に接続
される。
れる電圧の大きさに応じて第5図に示すように、パルス
の終端の遅延時間tpLHが変化するインバータ7を2
個直列接続した遅延回路?1,72,73.74を縦続
接続するとともに、各遅延回路71,72.73のそれ
ぞれの出力端子70−1.70−2.70−3はアンド
ゲート8al,8a2,8a3に接続され、また遅延回
路74の出力端子70−4はアンドゲート8b3に接続
される。
アンドゲート8a3と8b3の出力を受けるノアゲ−}
9−3の出力はインバータ9−4を介してアンドゲート
8b2に接続される。さらに、アンドゲー}8a2.8
b2の出力を受けるノアゲート9一2の出力はインバー
タ9−1を介してアンドゲート8b目こ接続されている
。アンドゲート8a1.8blの出力を受けるノアゲー
ト9の出力は出力端子Olに接続される。各アンドゲー
ト8al.8a2,8a3.8bl.8b2,8b3に
は信号SA,SAB,SB,・・・,SCBが印加され
、この信号が印加されたアンドゲートかイネープルとな
り、出力端子70−1からの出力パルス出力端子70〜
2.70−3.70−4のいずれかの出力パルスが選択
的に出力端子01に出力されるように構成されている。
9−3の出力はインバータ9−4を介してアンドゲート
8b2に接続される。さらに、アンドゲー}8a2.8
b2の出力を受けるノアゲート9一2の出力はインバー
タ9−1を介してアンドゲート8b目こ接続されている
。アンドゲート8a1.8blの出力を受けるノアゲー
ト9の出力は出力端子Olに接続される。各アンドゲー
ト8al.8a2,8a3.8bl.8b2,8b3に
は信号SA,SAB,SB,・・・,SCBが印加され
、この信号が印加されたアンドゲートかイネープルとな
り、出力端子70−1からの出力パルス出力端子70〜
2.70−3.70−4のいずれかの出力パルスが選択
的に出力端子01に出力されるように構成されている。
インバータ7の構成を第3図に示す。
71,72はpチャンネルMOSトランジスタ、73は
NチャンネルMOS}ランジスタである。
NチャンネルMOS}ランジスタである。
トランジスタ7 2.7 3でインバータを構成し、入
力は11、出力は01とする。トランジスタ7lはId
sを制御するためのゲートであり、VROはコントロー
ル電圧端子である。VROは既述のように第5図のタイ
ムチャートのtpL}Iを制御することができ、VRO
とtpt, Hとの関係は第6図.に示す。
力は11、出力は01とする。トランジスタ7lはId
sを制御するためのゲートであり、VROはコントロー
ル電圧端子である。VROは既述のように第5図のタイ
ムチャートのtpL}Iを制御することができ、VRO
とtpt, Hとの関係は第6図.に示す。
次にコントロール電圧供給郎10の構成を第4図に示す
。t 1.12.13のトランジスタによりカレントミ
ラー回路を構成する。トランジスタ!4.15.16に
てなる回路はpチャンネルトランジスタ2をカレントミ
ラー回路として使用し、トランジスタ1lと12で電流
制御するかトランジスタ1lのゲートに電圧Vccを印
加してオフとし、トランジスタ11単独で電流制御する
かをSE端子の値により選択するためのものである。
。t 1.12.13のトランジスタによりカレントミ
ラー回路を構成する。トランジスタ!4.15.16に
てなる回路はpチャンネルトランジスタ2をカレントミ
ラー回路として使用し、トランジスタ1lと12で電流
制御するかトランジスタ1lのゲートに電圧Vccを印
加してオフとし、トランジスタ11単独で電流制御する
かをSE端子の値により選択するためのものである。
抵抗17はコントロール電圧供給部人力端子■!の電圧
がしきい値VtN以下になり、トランジスタ13がオフ
となっても出力端子Olが可変素子2のトランジスタ7
1のしきい値Vcc−Vtpになるような抵抗値を有し
、ポリシリコンまたは拡散にて構成される。
がしきい値VtN以下になり、トランジスタ13がオフ
となっても出力端子Olが可変素子2のトランジスタ7
1のしきい値Vcc−Vtpになるような抵抗値を有し
、ポリシリコンまたは拡散にて構成される。
コントロール電圧供給部10のIfとOlの関係を第7
図に示す。
図に示す。
第1図に示されるVCOのTO.TI.ないしT18,
Tl9のタイムチャートを第8図に示す。
Tl9のタイムチャートを第8図に示す。
第1図の実施例の場合可変遅延素子2が20個あるので
TO−TIの位相ずれはl/20fOある。人力電圧V
REFとrOとの関係を第9図に示す。各選択端子So
,91,SEの設定値と出力周波数の関係を表1に示す
。
TO−TIの位相ずれはl/20fOある。人力電圧V
REFとrOとの関係を第9図に示す。各選択端子So
,91,SEの設定値と出力周波数の関係を表1に示す
。
第lO図は本発明による上述の■COを従来の位相制御
ループ(PLL)に使用した実施例であり、100が本
発明によるVCO.l01は分周器、102は位相比較
器、103はローバスフィルタである。
ループ(PLL)に使用した実施例であり、100が本
発明によるVCO.l01は分周器、102は位相比較
器、103はローバスフィルタである。
vcotooの入力は、第1図の回路+7)VrtEF
を用い、出力はTO〜Tl9のいずれかに接続される。
を用い、出力はTO〜Tl9のいずれかに接続される。
位相比較器102はクロツク人力としての基準クロツク
AとVCO 1 0 0のクロツクBの位相差分だけL
PF l 0 3に対して充放電させる。
AとVCO 1 0 0のクロツクBの位相差分だけL
PF l 0 3に対して充放電させる。
このPLLがロックした場合、基準クロツクのn信号の
周波数のクロックパルスがCLKOUT端子から得られ
る。
周波数のクロックパルスがCLKOUT端子から得られ
る。
この発明によるVCOを用いた場合、表1に示す選択信
号の組み合わせにより、第9図に示されるようにVRE
Fと周波数fOの特性が得られ、VREF−[0の傾き
が小さいままで、即ちロックされた周波数が安定してお
り、かつ用途よりfOの帯域を随意に設定することがで
き、しかも、その選択可能な周波数の範囲の上限と下限
との幅が広いという利点がある。
号の組み合わせにより、第9図に示されるようにVRE
Fと周波数fOの特性が得られ、VREF−[0の傾き
が小さいままで、即ちロックされた周波数が安定してお
り、かつ用途よりfOの帯域を随意に設定することがで
き、しかも、その選択可能な周波数の範囲の上限と下限
との幅が広いという利点がある。
第11図にこの発明のvCOを用いた第2の実施例を示
す。この実施例ではクロツクパルスをVCo 1 0
0の出力端子TO〜Tl9のいずれかからでも取り出す
ようにしたものである。
す。この実施例ではクロツクパルスをVCo 1 0
0の出力端子TO〜Tl9のいずれかからでも取り出す
ようにしたものである。
第l図に示した■COでは、パルス遅延素子2を20個
接続したため・、同一周波数でかつ均等に位相がずれた
20Flのクロツクが取り出せる。これらのCLKOU
T(T)0〜(T)l9のクロツクの位相ずれの割合は
、基準クロツクの周波数に拘わらず一定である。したが
って、CLKOUT(T)0〜(T)19のいずれかを
用い、デイレイを作ったり、多相クロツクとして使用し
た場合、基準クロツクの発振器の周波数を変えても内部
の回路はデイレイ量の調整や新たなクロツクの選択をし
なくてもよい。即ち、基準クロツクの周波数に拘わす、
TOとTIの位相差は5%で変化しない。
接続したため・、同一周波数でかつ均等に位相がずれた
20Flのクロツクが取り出せる。これらのCLKOU
T(T)0〜(T)l9のクロツクの位相ずれの割合は
、基準クロツクの周波数に拘わらず一定である。したが
って、CLKOUT(T)0〜(T)19のいずれかを
用い、デイレイを作ったり、多相クロツクとして使用し
た場合、基準クロツクの発振器の周波数を変えても内部
の回路はデイレイ量の調整や新たなクロツクの選択をし
なくてもよい。即ち、基準クロツクの周波数に拘わす、
TOとTIの位相差は5%で変化しない。
第3の実施例を第12図に示す。104はトリガ信号T
RIGの立ち上がりまたは立ち下がりを検知し、検知し
,た時間から一定の遅延後に立ち下がる又は、立ち下が
るクロックパルスをTO−T19より選択する回路であ
る。
RIGの立ち上がりまたは立ち下がりを検知し、検知し
,た時間から一定の遅延後に立ち下がる又は、立ち下が
るクロックパルスをTO−T19より選択する回路であ
る。
この実施例より得られるトリガ信号TRIGとクロック
パルス出力CLKOUTの関係を第13図に示す。αは
誤差であり、この誤差の範囲でTRIGに同期したクロ
ツクを得ることができる。
パルス出力CLKOUTの関係を第13図に示す。αは
誤差であり、この誤差の範囲でTRIGに同期したクロ
ツクを得ることができる。
第13図に選択回路104の動作例を示す。
なお第13図において、遅延量Dは次式で計算される。
!
D = −X m+α [sec]r0
* VCOから取り出す端子の数
上述の各実施例に示すように、本発明による■COは論
理素子とMOSトランジスタで構成できるので、集積回
路化が容易であり、また第10図ないし第12図に示し
たPLLにおいてもVCO100は勿論のこと分周器1
01、位相比較器l02も集積回路化でき、PLLをコ
ンパクトにできる。
理素子とMOSトランジスタで構成できるので、集積回
路化が容易であり、また第10図ないし第12図に示し
たPLLにおいてもVCO100は勿論のこと分周器1
01、位相比較器l02も集積回路化でき、PLLをコ
ンパクトにできる。
なお、この発明の電圧制御型発振器は、電圧制御型発振
器において、次段のゲートに信号を伝搬させるための充
電電流か放電電流のいずれかまたはそれらの双方を制御
する人力端子と手段を持つインバータ素子を含み、縦列
接続用の入力端子と出力端子が逆論理となる可変遅延部
を縦列接続してリングオシレータを構成した装置と、外
部から人力される電圧制御信号の電圧値と外部から人力
されるモード還択信号に応じて所定の連続的な電圧値を
上記全インバータ素子に出力する手段を持つ装置を備え
たものでもよい。
器において、次段のゲートに信号を伝搬させるための充
電電流か放電電流のいずれかまたはそれらの双方を制御
する人力端子と手段を持つインバータ素子を含み、縦列
接続用の入力端子と出力端子が逆論理となる可変遅延部
を縦列接続してリングオシレータを構成した装置と、外
部から人力される電圧制御信号の電圧値と外部から人力
されるモード還択信号に応じて所定の連続的な電圧値を
上記全インバータ素子に出力する手段を持つ装置を備え
たものでもよい。
[発明の効果]
以上詳述したように、この発明はパルス幅の可変な素子
を複数段接続してリング発振器を構成してパルス周波数
の可変なvCOを構成したから選択信号の組み合わせに
より、第9図に示されるようにVREFと周波散fOの
特性が得られ、VREF−[0の傾きが小さいままで、
即ちロックされた周波数が安,定しており、かつ用途よ
り『0の帯域を随意に設定することができ、しかも、そ
の選択可能な周波数の範囲の上限と下限との幅が広いと
いう利点がある。
を複数段接続してリング発振器を構成してパルス周波数
の可変なvCOを構成したから選択信号の組み合わせに
より、第9図に示されるようにVREFと周波散fOの
特性が得られ、VREF−[0の傾きが小さいままで、
即ちロックされた周波数が安,定しており、かつ用途よ
り『0の帯域を随意に設定することができ、しかも、そ
の選択可能な周波数の範囲の上限と下限との幅が広いと
いう利点がある。
第1図はこの発明の電圧制御型発振器の一実施例を示す
回路図、第2図は第X図の実施例に用いられる可変素子
の詳細な回路図、第3図は第2図の回路に用いられるイ
ンバータの一例を示す回路図、第4図は第i図の実施例
に用いられるコントロール電圧供給部の詳細な回路図、
第5図は第1図の回路に用いられる可変回路の動作を示
す波形図、第6図は■ROとtpL Hとの関係を示す
グラフ、第7図はコントロール電圧供給部の入力電圧と
出力電圧との関係を示すグラフ、第8図は第1図の実施
例の各出力端子に得られるパルスの一例を示す波形図、
第9図は入力信号SO.S1,SEに対して得られるパ
ルスの周波数の変化を示すグラフ、第10図ないし第1
2図はそれぞれ、第1図の実施例を用いた位相制御ルー
プの例を示す回路図、第13図は第12図の実施例の要
部の動作を示す波形図である。 1・・・リングオシレータ、 2・・・パルス遅延素子、 3・・・インバータ、 4・・・バッファ、 5・・・インバータ、 IO・・・コントロール電圧供給部、 20・・・デコーダ、
回路図、第2図は第X図の実施例に用いられる可変素子
の詳細な回路図、第3図は第2図の回路に用いられるイ
ンバータの一例を示す回路図、第4図は第i図の実施例
に用いられるコントロール電圧供給部の詳細な回路図、
第5図は第1図の回路に用いられる可変回路の動作を示
す波形図、第6図は■ROとtpL Hとの関係を示す
グラフ、第7図はコントロール電圧供給部の入力電圧と
出力電圧との関係を示すグラフ、第8図は第1図の実施
例の各出力端子に得られるパルスの一例を示す波形図、
第9図は入力信号SO.S1,SEに対して得られるパ
ルスの周波数の変化を示すグラフ、第10図ないし第1
2図はそれぞれ、第1図の実施例を用いた位相制御ルー
プの例を示す回路図、第13図は第12図の実施例の要
部の動作を示す波形図である。 1・・・リングオシレータ、 2・・・パルス遅延素子、 3・・・インバータ、 4・・・バッファ、 5・・・インバータ、 IO・・・コントロール電圧供給部、 20・・・デコーダ、
Claims (1)
- (1)複数の遅延時間を選択可能な遅延素子を用いて構
成したリングオシレータといずれかの遅延時間を選択す
る信号を出力する遅延時間選択回路とを備え、上記遅延
時間の選択により発振周波数を可変としたことを特徴と
する電圧制御型発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1056880A JPH02235428A (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | 電圧制御型発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1056880A JPH02235428A (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | 電圧制御型発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02235428A true JPH02235428A (ja) | 1990-09-18 |
Family
ID=13039729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1056880A Pending JPH02235428A (ja) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | 電圧制御型発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02235428A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018197930A (ja) * | 2017-05-23 | 2018-12-13 | 株式会社東芝 | 情報処理装置、半導体装置および情報処理方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6094524A (ja) * | 1983-10-28 | 1985-05-27 | Hitachi Ltd | 電圧制御形発振器 |
| JPS6486708A (en) * | 1987-09-29 | 1989-03-31 | Nec Corp | Oscillating circuit |
-
1989
- 1989-03-09 JP JP1056880A patent/JPH02235428A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6094524A (ja) * | 1983-10-28 | 1985-05-27 | Hitachi Ltd | 電圧制御形発振器 |
| JPS6486708A (en) * | 1987-09-29 | 1989-03-31 | Nec Corp | Oscillating circuit |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP2018197930A (ja) * | 2017-05-23 | 2018-12-13 | 株式会社東芝 | 情報処理装置、半導体装置および情報処理方法 |
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