JPH0879061A - 差動xor回路とそれを用いた周波数逓倍回路 - Google Patents

差動xor回路とそれを用いた周波数逓倍回路

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JPH0879061A
JPH0879061A JP6214831A JP21483194A JPH0879061A JP H0879061 A JPH0879061 A JP H0879061A JP 6214831 A JP6214831 A JP 6214831A JP 21483194 A JP21483194 A JP 21483194A JP H0879061 A JPH0879061 A JP H0879061A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電圧制御ディレイライン型PLLを用いた周
波数逓倍回路のジッタを小さくする。 【構成】 電圧制御ディレイラインより90度ずつ位相
がずれた4つの信号を差動型XOR回路に入力させるこ
とにより、信号伝達経路の違いによる遅延の差を低減
し、出力ジッタを減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電圧制御ディレイライン
を用いた周波数逓倍を行うPLL回路に関し、特に、そ
のジッタを低減させるXOR回路の構成に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の周波数逓倍回路には、例
えば図4に示す様な回路が用いられる。入力端子231
に加えられた入力クロック信号は電圧制御ディレイライ
ン113の入力端に加えられ、遅延信号が出力される。
この遅延信号と入力クロック信号は位相比較器111に
よって位相比較され位相比較信号を出力し、この位相比
較信号はループフィルタによって高周波成分が取り除か
れたあと、入力クロック信号と遅延信号の位相が等しく
なるように、つまり入力クロック信号の一周期と電圧制
御ディレイラインの遅延時間が等しくなるように、電圧
制御ディレイラインの遅延時間の制御を行う。
【0003】この電圧制御ディレイラインは、通常、図
7に示すように電圧制御遅延素子をチェーン状に並べて
構成されるが、これらの電圧制御遅延素子がそれぞれ同
じもので出来ているとすると、出力端362、363、
364、365等から出力される信号の位相の関係は通
過した遅延素子の個数に比例する。
【0004】そこで、電圧制御ディレイラインの遅延時
間が入力クロックの1周期に等しいとき、全体の電圧制
御遅延素子の個数のちょうど1/4だけ通過段数の異な
る2つの出力端子から出力された2つの信号は90度の
位相を持つ。
【0005】この2つの信号をXOR回路に入力するこ
とによって、入力クロック信号を逓倍した信号を出力す
ることができる。
【0006】従来のXOR回路は、図5、図6に示す様
な回路を用いていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図5、図6に示す様な
XOR回路は入力信号の状態によって、信号の伝搬経路
が異なり、そのために信号入力端子およびその他の信号
の状態によって大きく遅延時間が異なっていた。
【0008】例えば、図5の回路ではインバータ43と
トランスファゲート51を通過する経路と、トランスフ
ァゲート52のみを通過する経路で、遅延時間が大きく
異なる。
【0009】また、図6の回路ではNANDゲート61
およびOR−NANDゲート71を通過する経路とOR
−NANDゲート71のみを通過する経路で、遅延時間
が大きく異なる。
【0010】XOR回路の遅延時間が状態によって変わ
ると前記PLLクロック逓倍回路の出力クロックの周期
がXORの入力端子の状態によって変化することにな
り、それによって大きなジッタを生じていた。
【0011】本発明の目的は、このXOR回路によって
生じる出力クロックの周期の状態による変化を最小限に
抑えるXOR回路およびPLLクロック逓倍回路の構成
を提供する事にある。
【0012】
【課題を解決するための手段】図2に示す様な差動型の
XOR回路を用いることにより、状態による信号伝達経
路の違いを減らし、それによりXOR回路の遅延時間の
違いを減らし、結局PLLクロック逓倍回路の出力クロ
ックのジッタを低減する。
【0013】
【実施例】図1に本発明の電圧制御ディレイラインを用
いたPLLクロック逓倍回路の実施例を示す。入力端子
201に加えられた入力クロック信号は電圧制御ディレ
イライン103の入力端に加えられ、遅延信号が出力さ
れる。この遅延信号と入力クロック信号は位相比較器1
01によって位相比較され位相比較信号を出力し、この
位相比較信号はループフィルタによって高周波成分が取
り除かれたあと、入力クロック信号と遅延信号の位相が
等しくなるように、つまり入力クロック信号の1周期と
電圧制御ディレイラインの遅延時間が等しくなるよう
に、電圧制御ディレイラインの遅延時間の制御を行う。
【0014】この電圧制御ディレイラインは、通常図7
に示すように電圧制御遅延素子をチェーン状に並べて構
成されるが、これらの電圧制御遅延素子がそれぞれ同じ
もので出来ているとすると、出力端子362、363、
364、365等から出力される信号の位相の関係は通
過した遅延素子の個数に比例する。
【0015】そこで、電圧制御ディレイラインの遅延時
間が入力クロックの1周期に等しいとき、全体の電圧制
御遅延素子の個数のちょうど1/4だけ通過段数の異な
る2つの出力端子から出力された2つの信号は90度の
位相差を、1/2だけ通過段数の異なる出力端子から出
力された2つの信号は180度の位相差を持つ。
【0016】そこで、電圧制御ディレイライン内の電圧
制御遅延素子の個数を4n(nは自然数)として、入力
から近い方からm、m+n、m+2n、m+3n(mは
0<m≦nの自然数)の4つの電圧制御遅延素子の出力
端子から出力される信号は、m番目の電圧制御遅延素子
の出力端子から出力される信号の位相を0度とすると、
0度、90度、180度、270度位相が遅れた信号と
なる。
【0017】これらの信号をXOR回路に入力すること
によって逓倍した信号を生成することができる。
【0018】図2に本発明の差動型XOR回路の第1の
実施例を示す。
【0019】例えば入力端子211に0度、入力端子2
13に90度、入力端子212に180度、入力端子2
14に270度位相が遅れた信号を与えるとする。
【0020】この様な信号を図2の差動型XOR回路に
与えたときの信号の例を図8に示す。
【0021】もし、入力端子211がHigh、入力端
子212がLow、入力端子213がHigh、入力端
子214がLowの時、nMOS1、nMOS4、pM
OS23、pMOS24がオン、nMOS2、nMOS
3、pMOS21、pMOS22がオフとなり、インバ
ータ41の入力端がHighとなり、インバータ41の
出力端がLowとなる。
【0022】もし、入力端子211がLow、入力端子
212がHigh、入力端子213がHigh、入力端
子214がLowの時、nMOS3、nMOS4、pM
OS21、pMOS24がオン、nMOS1、nMOS
2、pMOS23、pMOS22がオフとなり、インバ
ータ41の入力端がLowとなり、インバータ41の出
力端がHighとなる。
【0023】もし、入力端子211がHigh、入力端
子212がLow、入力端子213がLow、入力端子
214がHighの時、nMOS1、nMOS2、pM
OS23、nMOS22がオン、nMOS3、nMOS
4、pMOS21、pMOS24がオフとなり、インバ
ータ41の入力端がLowとなり、インバータ41の出
力端がHighとなる。
【0024】もし、入力端子211がLow、入力端子
212がHigh、入力端子213がLow、入力端子
214がHighの時、nMOS3、nMOS2、pM
OS21、pMOS22がオン、nMOS1、nMOS
4、pMOS23、pMOS24がオフとなり、インバ
ータ41の入力端がHighとなり、インバータ41の
出力端がLowとなる。
【0025】このようにこの差動型XOR回路は通常の
XOR回路に比べ、信号伝達経路の違いが小さく、信号
の状態による遅延時間の差が小さい。pMOSとnMO
Sの違いによる立ち上がり時間と立ち下がり時間の違い
はあるが、ジッタは立ち上がりから立ち上がりまで、ま
たは立ち下がりから立ち下がりまでの周期のゆれである
ので、立ち上がり時間と立ち下がり時間の違いはあまり
影響しない。
【0026】図3に本発明の差動型XOR回路の第2の
実施例を示す。MOSトランジスタは縦積みの位置の違
い、つまり電源に直接つながれたMOSトランジスタで
あるか、それとも電源との間に他のMOSトランジスタ
がはさまれたMOSトランジスタであるかの違い(例え
ば図2におけるpMOSトランジスタ21と22の位置
の違い)によって基盤効果の大きさが異なり、入力端子
の違いによって微妙に遅延時間が異なってくる。図3の
XOR回路はこの位置の対称性をとることによってこの
基盤効果による遅延時間の違いを減らしたものである。
【0027】例えば図2では入力端子211は電源に直
接接続されたpMOSトランジスタ21および電源に直
接接続されたnMOSトランジスタ1に接続されている
が、入力端子213は電源に直接接続されていないpM
OSトランジスタ22および、電源に直接接続されてい
ないnMOSトランジスタ4に接続されているので、入
力端子によって接続されているトランジスタの種類が異
なる。
【0028】ところが、図3では入力端子221は電源
に直接接続されたpMOSトランジスタ25、電源に直
接接続されていないpMOSトランジスタ28、電源に
直接接続されたnMOSトランジスタ5、電源に直接接
続されていないnMOSトランジスタ8が接続され、入
力端子223は電源に直接接続されたpMOSトランジ
スタ27、電源に直接接続されていないpMOSトラン
ジスタ26、電源に直接接続されたnMOSトランジス
タ11、電源に直接接続されていないnMOSトランジ
スタ10が接続され、入力端子によって接続されるトラ
ンジスタの種類が等しくなっている。
【0029】こうすることによって図2のXOR回路よ
りも入力信号の状態による遅延時間の差がより小さくな
る。
【0030】
【発明の効果】以上、説明してきたように本発明の構成
を用いて、電圧制御ディレイラインを用いたPLLクロ
ック逓倍回路における出力クロックのジッタを低減する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電圧制御ディレイラインを用いたPL
Lクロック逓倍回路の実施例を示す図である。
【図2】本発明の差動型XOR回路の第1の実施例であ
る。
【図3】本発明の差動型XOR回路の第2の実施例であ
る。
【図4】従来の電圧制御ディレイラインを用いたPLL
クロック逓倍回路の例を示す図である。
【図5】従来のXOR回路の構成を示す第1の実施例で
ある。
【図6】従来のXOR回路の構成を示す第2の実施例で
ある。
【図7】電圧制御ディレイラインの例である。
【図8】差動型XOR回路の入力信号および出力信号の
例である。
【符号の説明】
1〜12 nMOSトランジスタ 21〜32 pMOSトランジスタ 41〜45 インバータ回路 51〜52 トランスファゲート回路 61 NAND回路 71 OR−NAND回路 81〜88 電圧制御遅延素子 101、111 位相比較器 102、112 ループフィルタ 103、113 電圧制御ディレイライン 104 本発明の差動型XOR回路 114 従来のXOR回路 201 入力クロック端子 301 出力クロック端子 211〜214 入力端子 311 出力端子 221〜224 入力端子 321 出力端子 231 入力クロック端子 331 出力クロック端子 241、242 入力端子 341 出力端子 251、252 入力端子 351 出力端子 261 入力クロック端子 262 遅延制御素子 361 出力クロック端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03K 19/21 9199−5K

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ゲートが第1の入力端子に接続され、ソー
    スが第1の電源端子に接続された第1のnMOSトラン
    ジスタと、 ゲートが第2の入力端子に接続され、ソースが第1のn
    MOSトランジスタのドレインと接続されたnMOSト
    ランジスタと、 ゲートが第1の入力端子に接続され、ソースが第2の電
    源端子に接続された第1のpMOSトランジスタと、 ゲートが第3の入力端子に接続され、ソースが第1のp
    MOSトランジスタのドレインと接続された第2のpM
    OSトランジスタと、 ゲートが第4の入力端子に接続され、ソースが第1の電
    源端子に接続された第3のnMOSトランジスタと、 ゲートが第3の入力端子に接続され、ソースが第3のn
    MOSトランジスタのドレインと接続された第4のnM
    OSトランジスタと、 ゲートが第4の入力端子に接続され、ソースが第2の電
    源端子に接続された第3のpMOSトランジスタと、 ゲートが第2の入力端子に接続され、ソースが第3のp
    MOSトランジスタのドレインと接続された第4のpM
    OSトランジスタと、 入力端が第2のnMOSトランジスタのドレインと、第
    4のnMOSトランジスタのドレインと、第2のpMO
    Sトランジスタのドレインと、第4のpMOSトランジ
    スタのドレインに接続され、出力端が第1の出力端子と
    接続されたインバータからなり、 第1の入力端子と第4の入力端子に加えられる信号が1
    80度ずれた位相を持ち、第2の入力端子と第3の入力
    端子に加えられる信号が180度ずれた位相を持つ事を
    特徴とした差動XOR回路。
  2. 【請求項2】ゲートが第1の入力端子と接続され、ソー
    スが第1の電源端子に接続された第1のnMOSトラン
    ジスタと、 ゲートが第2の入力端子と接続され、ソースが第1のn
    MOSトランジスタのドレインと接続された第2のnM
    OSトランジスタと、 ゲートが第2の入力端子と接続され、ソースが第1の電
    源端子に接続された第3のnMOSトランジスタと、 ゲートが第1の入力端子と接続され、ソースが第3のn
    MOSトランジスタのドレインと接続された第4のnM
    OSトランジスタと、 ゲートが第1の入力端子と接続され、ソースが第2の電
    源端子に接続された第1のpMOSトランジスタと、 ゲートが第3の入力端子と接続され、ソースが第1のp
    MOSトランジスタのドレインと接続された第2のpM
    OSトランジスタと、 ゲートが第3の入力端子と接続され、ソースが第2の電
    源端子に接続された第3のpMOSトランジスタと、 ゲートが第1の入力端子と接続され、ソースが第3のp
    MOSトランジスタのドレインと接続された第4のpM
    OSトランジスタと、 ゲートが第4の入力端子と接続され、ソースが第1の電
    源端子に接続された第5のnMOSトランジスタと、 ゲートが第3の入力端子と接続され、ソースが第5のn
    MOSトランジスタのドレインと接続された第6のnM
    OSトランジスタと、 ゲートが第3の入力端子と接続され、ソースが第1の電
    源端子に接続された第7のnMOSトランジスタと、 ゲートが第4の入力端子と接続され、ソースが第7のn
    MOSトランジスタのドレインと接続された第8のnM
    OSトランジスタと、 ゲートが第4の入力端子と接続され、ソースが第2の電
    源端子に接続された第5のpMOSトランジスタと、 ゲートが第2の入力端子と接続され、ソースが第5のp
    MOSトランジスタのドレインと接続された第6のpM
    OSトランジスタと、 ゲートが第2の入力端子と接続され、ソースが第2の電
    源端子に接続された第7のpMOSトランジスタと、 ゲートが第4の入力端子と接続され、ソースが第7のp
    MOSトランジスタのドレインと接続された第8のpM
    OSトランジスタと、 入力端が第2のnMOSトランジスタのドレインと、第
    4のnMOSトランジスタのドレインと、第6のnMO
    Sトランジスタのドレインと、第8のnMOSトランジ
    スタのドレインと、第2のpMOSトランジスタのドレ
    インと、第4のpMOSトランジスタのドレインと、第
    6のpMOSトランジスタのドレインと、第8のpMO
    Sトランジスタのドレインと接続され、出力端が第1の
    出力端子と接続されたインバータと、からなり、 第1の入力端子と第4の入力端子に加えられる信号が1
    80度ずれた位相を持ち、第2の入力端子と第3の入力
    端子に加えられる信号が180度ずれた位相を持つ事を
    特徴とした差動XOR回路。
  3. 【請求項3】入力端が第1の入力端子と接続された電圧
    制御ディレイラインと、 2つの入力端に、電圧制御ディレイラインの出力端と第
    1の入力端子が接続された位相比較器と、 入力端にこの位相比較器の出力端が接続され、出力端が
    前記電圧制御ディレイラインの遅延制御素子と接続され
    たループフィルタと、 4つの入力端に、前記電圧制御ディレイラインの、そこ
    から出力される信号がそれぞれ異なる位相を持つ4つの
    出力端が接続され、出力端が第1の出力端子に接続され
    た請求項1または2の差動XOR回路と、を備え、 第1の入力端子にクロック信号が入力されると、第1の
    出力端子に逓倍されたクロック信号が出力されることを
    特徴としたPLL周波数逓倍回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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