JPS6223620A - Pll回路 - Google Patents
Pll回路Info
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- JPS6223620A JPS6223620A JP60161934A JP16193485A JPS6223620A JP S6223620 A JPS6223620 A JP S6223620A JP 60161934 A JP60161934 A JP 60161934A JP 16193485 A JP16193485 A JP 16193485A JP S6223620 A JPS6223620 A JP S6223620A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- signal
- voltage
- output
- loop filter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
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】
〔技術分野〕
この発明は、PLL (フェーズ・ロックド・ループ)
回路に関するもので、例えば、ディジタル電話交換装置
におけるゴーダ/デコーダ(CODEC)に利用して有
効な技術に関するものである。
回路に関するもので、例えば、ディジタル電話交換装置
におけるゴーダ/デコーダ(CODEC)に利用して有
効な技術に関するものである。
本願発明者は、先′KCODECにおける内部クロック
発生回路として、PLL回路を利用することを考えた。
発生回路として、PLL回路を利用することを考えた。
しかしながら、PLL回路により形成されたパルス信号
は、そのジッタが約60nsと比較的大きいので、その
パルス信号により駆動されるスイッチドキャパシタ回路
により構成された各種フィルタ回路のS/N(信号対雑
音比)の劣化が太き(なるという問題が生じた。
は、そのジッタが約60nsと比較的大きいので、その
パルス信号により駆動されるスイッチドキャパシタ回路
により構成された各種フィルタ回路のS/N(信号対雑
音比)の劣化が太き(なるという問題が生じた。
本発明者の検討によれば、上記ジッタが比較的大きくな
るという理由は、次の通りである。
るという理由は、次の通りである。
第1に、位相比較回路は、2つのパルス信号の位相差に
従ったパルス幅のパルス(アップ又はダウン)信号を形
成するものであるが、その位相差が、位相比較回路を構
成する素子の応答遅延などの理由で一定の微少差Δφ1
以下になると、七わに従った出力信号が得られなくなる
という不感帯を有する。
従ったパルス幅のパルス(アップ又はダウン)信号を形
成するものであるが、その位相差が、位相比較回路を構
成する素子の応答遅延などの理由で一定の微少差Δφ1
以下になると、七わに従った出力信号が得られなくなる
という不感帯を有する。
第2に、ループフィルタは、例えばキャパシタに上記位
相比較回路の出力パルスに従って定電流による充電又は
放電を行うことによって、制御電圧を形成するものであ
る。このループフィルタにあっても、その動作がスイッ
チ素子の応答遅延等により微少なパルス幅の位相比較出
力に対して追随できなくなる不感帯を有する。
相比較回路の出力パルスに従って定電流による充電又は
放電を行うことによって、制御電圧を形成するものであ
る。このループフィルタにあっても、その動作がスイッ
チ素子の応答遅延等により微少なパルス幅の位相比較出
力に対して追随できなくなる不感帯を有する。
第3に、電圧制御型発振回路は、例えばその制御電圧を
受けるMOSFETにより形成された制御電流によって
その充電/放電が交互に行われることによって、発振周
波数の制御が行われる。上記電圧/1!流変換を行うM
OSFETが非線形性をもつことにより、電圧制御型発
振回路にあっては、上記非線形性に起因する不感帯を持
つものとなる。
受けるMOSFETにより形成された制御電流によって
その充電/放電が交互に行われることによって、発振周
波数の制御が行われる。上記電圧/1!流変換を行うM
OSFETが非線形性をもつことにより、電圧制御型発
振回路にあっては、上記非線形性に起因する不感帯を持
つものとなる。
以上のことより、第6図に示すように、PLL回路の位
相同期がとれた状態は、実際には上記総合の不感帯内に
あり電圧制御型発振回路に制御がかからないフリーラン
状態となる。これにより、電圧制御型発振回路は、その
発振周波数が上記不感帯内で変動することによる不感帯
金に相当するジッタを持つことになる。
相同期がとれた状態は、実際には上記総合の不感帯内に
あり電圧制御型発振回路に制御がかからないフリーラン
状態となる。これにより、電圧制御型発振回路は、その
発振周波数が上記不感帯内で変動することによる不感帯
金に相当するジッタを持つことになる。
なお、C0DECに関しては、例えば1981年6月3
0日付朝倉書店発行「集積回路応用・・ンドブノク」第
593頁〜600頁参照。また、PLL回路に関しては
、例えば、昭和54年12月20日付ラジオ技術社発行
「ディジタルIC実用回路マニュアル」横井与次部著第
403頁〜第405頁参照。
0日付朝倉書店発行「集積回路応用・・ンドブノク」第
593頁〜600頁参照。また、PLL回路に関しては
、例えば、昭和54年12月20日付ラジオ技術社発行
「ディジタルIC実用回路マニュアル」横井与次部著第
403頁〜第405頁参照。
この発明の目的は、簡単な構成によりジッタの発生を低
減させたPLL回路を提供することにある。
減させたPLL回路を提供することにある。
この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
本願において開示される発明のうち代表的な実施例の概
要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
すなわち1位相比較回路の一方の入力信号の立ち上かり
エツジ又は立ち下がりエツジに同期したパルスを発生さ
せ、このパルス信号に従ってループフィルタの出力電圧
が一方のレベル側のオフセットを持つようにするもので
ある。
エツジ又は立ち下がりエツジに同期したパルスを発生さ
せ、このパルス信号に従ってループフィルタの出力電圧
が一方のレベル側のオフセットを持つようにするもので
ある。
第1図には、この発明に係るPLL回路の一実施例の回
路図が示されている。この実施例は、特に制限されない
が、ループフィルタの出力電圧によって制御される電圧
制御型発振回路を有するPLL回路に本発明を適用した
例である。
路図が示されている。この実施例は、特に制限されない
が、ループフィルタの出力電圧によって制御される電圧
制御型発振回路を有するPLL回路に本発明を適用した
例である。
同図の各回路素子は、公知のCMO5(相補型MO8)
集積回路の製造技術によって、1個の単結晶シリコンの
ような半導体基板上において形成される。第1図におい
てPチャンネルMOSFETは、そのソース・ドレイン
間に直線が付加されてることKより、NチャンネルMO
SFETと区別される(第4図においても同様である)
。
集積回路の製造技術によって、1個の単結晶シリコンの
ような半導体基板上において形成される。第1図におい
てPチャンネルMOSFETは、そのソース・ドレイン
間に直線が付加されてることKより、NチャンネルMO
SFETと区別される(第4図においても同様である)
。
特に制限されないが、集積回路は、単結晶P型シリコン
からなる半導体基板に形成される。、NチャンネルMO
SFETは、かかる半導体基板表面に形成されたソース
領域、ドレイン領域及びソース領域とドレイン領域との
間の半導体基板表面に薄い厚さのゲート絶縁膜を介して
形成されたポリシリコンからなるようなゲート電極から
構成される。PチャンネルMOSFETは、上記半導体
基板表面に形成されたN型ウェル領域に形成される。
からなる半導体基板に形成される。、NチャンネルMO
SFETは、かかる半導体基板表面に形成されたソース
領域、ドレイン領域及びソース領域とドレイン領域との
間の半導体基板表面に薄い厚さのゲート絶縁膜を介して
形成されたポリシリコンからなるようなゲート電極から
構成される。PチャンネルMOSFETは、上記半導体
基板表面に形成されたN型ウェル領域に形成される。
これによって、半導体基板は、その上に形成された複数
のNチャンネルMOSFETの共通の基板ゲートを構成
する。N型つ℃ル領域は、その上に形成されたPチャン
ネルMOSFETの基体ゲートを構成する。Pチャンネ
ルMO5FETの基板ゲートすなわちN型ウェル領域は
、第1図の電源端子Vccに結合される。
のNチャンネルMOSFETの共通の基板ゲートを構成
する。N型つ℃ル領域は、その上に形成されたPチャン
ネルMOSFETの基体ゲートを構成する。Pチャンネ
ルMO5FETの基板ゲートすなわちN型ウェル領域は
、第1図の電源端子Vccに結合される。
電圧制御型発振回路vCOは、次の各回路素子により構
成される。一対のキャパシタC1,C2の一方の電極は
、回路の接地電位に接続される。
成される。一対のキャパシタC1,C2の一方の電極は
、回路の接地電位に接続される。
このキャパシタC1,C2には、放電回路を構成するN
チャンネル型のスイッチMOSFETQ9 。
チャンネル型のスイッチMOSFETQ9 。
Qllがそれぞれ並列状態に設けらねる、上記キャパシ
タC]、C2の他方の電極と後述する電流源回路との間
には、充電回路を構成するPチャンネル型のスイッチM
OSFETQs 、Qloがそれぞれ設けられる。上記
キャパシタC1及びC2の充電動作と放電動作との切り
換えを行うため、上記MOSFETQ8 、Q9及びM
OSFETQ10、Qllのゲートは、それぞれ共通化
されて、次に説明するフリップフロップ回路の相補出力
信号が供給される。
タC]、C2の他方の電極と後述する電流源回路との間
には、充電回路を構成するPチャンネル型のスイッチM
OSFETQs 、Qloがそれぞれ設けられる。上記
キャパシタC1及びC2の充電動作と放電動作との切り
換えを行うため、上記MOSFETQ8 、Q9及びM
OSFETQ10、Qllのゲートは、それぞれ共通化
されて、次に説明するフリップフロップ回路の相補出力
信号が供給される。
このフリップフロップ回路は、一方の入力と出力とが互
いに交差結線されたナンド(NAND)ゲート回路G1
.G2と、他方の入力にそれぞれ設けられたインバータ
回路IVI 、IV2とにより構成される。上記インバ
ータ回路IVIとlV2O入力には、それぞれ上記キャ
パシタC2と01の充放電電圧V2.Vlが供給される
。上記各インバータ回路IVI 、IV2は、電圧検出
回路として動作する。
いに交差結線されたナンド(NAND)ゲート回路G1
.G2と、他方の入力にそれぞれ設けられたインバータ
回路IVI 、IV2とにより構成される。上記インバ
ータ回路IVIとlV2O入力には、それぞれ上記キャ
パシタC2と01の充放電電圧V2.Vlが供給される
。上記各インバータ回路IVI 、IV2は、電圧検出
回路として動作する。
例えば、フリップフシツブ回路を構成するナントゲート
回路G】の出力信号がハイレベルで、ナントゲート回路
G2の出力信号がロウレベルなら、上記ナントゲート回
路G1の出力信号のハイレベルによってNチャンネルM
OSFETQI 1がオン状態となってキャパシタC2
の放電動作を行い、上記ナントゲート回路G2の出力信
号のロウレベルによって、PチャンネルMOSFETQ
8がオン状態となってキャパシタC1の充電動作を行う
ものである。
回路G】の出力信号がハイレベルで、ナントゲート回路
G2の出力信号がロウレベルなら、上記ナントゲート回
路G1の出力信号のハイレベルによってNチャンネルM
OSFETQI 1がオン状態となってキャパシタC2
の放電動作を行い、上記ナントゲート回路G2の出力信
号のロウレベルによって、PチャンネルMOSFETQ
8がオン状態となってキャパシタC1の充電動作を行う
ものである。
上記キャパシタCIの充電動作によって、その充11E
!圧がインバータ回路IV2のロジックスレッショルド
電圧に達すると、その出力がロウレベル(論理論理゛0
″)となるので、ナントゲート回路G2の出力信号はハ
イレベルに変化する。この出力信号のハイレベルにより
ナントゲート回路G1の出力信号は、ハイレベルからロ
ウレベルに変化させられる。したがって、キャパシタC
Iに着目すれば、PチャンネルMOSFETQ8はオフ
状態に、NチャンネルMOSFETQ9はオン状態に切
り換えられるので、キャパシタC1に対しては放電動作
がなされる。キャパシタC2に着目すれば、Pチャンネ
ルMOSFETQIOはオン状態に、NチャンネルMO
SFETQI 1はオフ状態に切り換えられるのでキャ
パシタC2に対しては充電動作がなされる。以上の動作
の繰り返しにより発振動作がなされる。
!圧がインバータ回路IV2のロジックスレッショルド
電圧に達すると、その出力がロウレベル(論理論理゛0
″)となるので、ナントゲート回路G2の出力信号はハ
イレベルに変化する。この出力信号のハイレベルにより
ナントゲート回路G1の出力信号は、ハイレベルからロ
ウレベルに変化させられる。したがって、キャパシタC
Iに着目すれば、PチャンネルMOSFETQ8はオフ
状態に、NチャンネルMOSFETQ9はオン状態に切
り換えられるので、キャパシタC1に対しては放電動作
がなされる。キャパシタC2に着目すれば、Pチャンネ
ルMOSFETQIOはオン状態に、NチャンネルMO
SFETQI 1はオフ状態に切り換えられるのでキャ
パシタC2に対しては充電動作がなされる。以上の動作
の繰り返しにより発振動作がなされる。
上記発振回路の発振周波数を制御電圧に従って制御する
ため、上記キャパシタC1,C2の充電電流は、次の電
流源回路により形成される。
ため、上記キャパシタC1,C2の充電電流は、次の電
流源回路により形成される。
後述するロウパスフィル、JLPFによって形成された
制御電圧VCは、NチャンネルMOSFETQIのゲー
トに供給され、このMOSFETQ1のドレインから上
記制御電圧VCに従った制御電流が形成される。この制
御電流は、PチャンネルMOSFETQ6 、C7によ
り構成された電流ミラー回路を介して、上記キャパシタ
C1,C2の充電電流として用いられることによって、
その周波数制御を行うものである。
制御電圧VCは、NチャンネルMOSFETQIのゲー
トに供給され、このMOSFETQ1のドレインから上
記制御電圧VCに従った制御電流が形成される。この制
御電流は、PチャンネルMOSFETQ6 、C7によ
り構成された電流ミラー回路を介して、上記キャパシタ
C1,C2の充電電流として用いられることによって、
その周波数制御を行うものである。
位相比較回路PFCは、その一方の入力に基準周波数φ
refが供給され、他方の入力に分周回路C0UNTに
よって分周された上記電圧制御型発振回路vCOの発振
出力φ(VCO)が供給される。位相比較回路PFCは
、上記両信号の位相差(周波数差)に従った位相比較出
力upとdwを形成して、ループフィルタLPFに伝え
る。ループフィルタLPFは、上記位相比較出力uI)
+dwを受けて、上記制御電圧VCを形成する。
refが供給され、他方の入力に分周回路C0UNTに
よって分周された上記電圧制御型発振回路vCOの発振
出力φ(VCO)が供給される。位相比較回路PFCは
、上記両信号の位相差(周波数差)に従った位相比較出
力upとdwを形成して、ループフィルタLPFに伝え
る。ループフィルタLPFは、上記位相比較出力uI)
+dwを受けて、上記制御電圧VCを形成する。
例えば、基準周波数φrefに対して電圧制御型発振回
路vCOの発振出力を分周したパルス信号の位相が進ん
でいる(周波数が高い)とき、位相比較回路PFCは、
この位相差に従った位相比較出力dwを出力させる。ル
ープフィルタLPFは、上記出力dwを受けて制御電圧
VCを低くさせる。
路vCOの発振出力を分周したパルス信号の位相が進ん
でいる(周波数が高い)とき、位相比較回路PFCは、
この位相差に従った位相比較出力dwを出力させる。ル
ープフィルタLPFは、上記出力dwを受けて制御電圧
VCを低くさせる。
それ故に、!圧制御型発振回路vCOのキャパシタへの
充電電流が小さくされる結果、その発振周波数が低くさ
れる。
充電電流が小さくされる結果、その発振周波数が低くさ
れる。
一方、基準周波数φrefに対して電圧制御型発振回路
vCOの発振出力を分周したパルス信号の位相が遅れて
いる(周波数が低℃・)とき、位相比較回路PFCは、
この位相差に従った位相比較出力upを出力させる。ル
ープフィルタLPFは、上記出力upを受けて制御電圧
VCを高くさせる。
vCOの発振出力を分周したパルス信号の位相が遅れて
いる(周波数が低℃・)とき、位相比較回路PFCは、
この位相差に従った位相比較出力upを出力させる。ル
ープフィルタLPFは、上記出力upを受けて制御電圧
VCを高くさせる。
それ故に、電圧制御型発振回路VCOのキャパシタへの
充電電流が太き(される結果、その発振周波数が高くさ
れる。
充電電流が太き(される結果、その発振周波数が高くさ
れる。
この実施例では、上記PLL回路における不感帯による
発振出力信号のジッタを低減させるため、次の回路が付
加される。特に制限されないが、基準周波数信号φre
fは、後述するようなエツジ検出回路EGに供給される
。このエツジ検出回路EGは、上記基準周波数信号φr
efの豆ち上がり又は立ち下がりのいずれか一方に同期
したパルス信号dwを形成する。このパルス信号dw’
は、ループフィルタLPFに供給され、その出力電圧V
Cをロウレベル(又はハイレベル)方向に変化させる。
発振出力信号のジッタを低減させるため、次の回路が付
加される。特に制限されないが、基準周波数信号φre
fは、後述するようなエツジ検出回路EGに供給される
。このエツジ検出回路EGは、上記基準周波数信号φr
efの豆ち上がり又は立ち下がりのいずれか一方に同期
したパルス信号dwを形成する。このパルス信号dw’
は、ループフィルタLPFに供給され、その出力電圧V
Cをロウレベル(又はハイレベル)方向に変化させる。
言い換えるならば、ループフィルタLPFは、位相比較
回路PFCからの出力信号が形成されないときでも、パ
ルス信号dw’により一方のレベルに変化させられるよ
うなオフセットを持つようにされる。
回路PFCからの出力信号が形成されないときでも、パ
ルス信号dw’により一方のレベルに変化させられるよ
うなオフセットを持つようにされる。
これによりループフィルタ(ローパスフィルタ)LPF
は、上述のような動作によって位相比較回路PFCの出
力信号Or)+dwとエツジ検出回路EGの出力信号d
wとを積分して、電圧制御型発振回路VCOの発振周波
数の制御電圧VCを形成する。
は、上述のような動作によって位相比較回路PFCの出
力信号Or)+dwとエツジ検出回路EGの出力信号d
wとを積分して、電圧制御型発振回路VCOの発振周波
数の制御電圧VCを形成する。
この電圧制御型発振回路VCOの発振周波数信号は、特
に制限されないが、分周回路C0UNTによって1/N
に分周される。このようなPLL回路によって、電圧制
御型発振回路vCOから、上記基準周波数φrefに対
してN倍とされた発振出力信号が形成される。
に制限されないが、分周回路C0UNTによって1/N
に分周される。このようなPLL回路によって、電圧制
御型発振回路vCOから、上記基準周波数φrefに対
してN倍とされた発振出力信号が形成される。
なお、前記C0DECにあっては、ディジタル電話交換
システム側から供給された8KHzの信号が上記基準周
波数信号φrefとして用いられ、上記電圧制御型発振
回路VCOの出力信号がクロック発生回路PGに伝えら
れ、ここで内部回路動作に必要な数MHzの高い周波数
のクロック信号φ1.φ2等が形成される。
システム側から供給された8KHzの信号が上記基準周
波数信号φrefとして用いられ、上記電圧制御型発振
回路VCOの出力信号がクロック発生回路PGに伝えら
れ、ここで内部回路動作に必要な数MHzの高い周波数
のクロック信号φ1.φ2等が形成される。
第2図には、上記エツジ検出回路EGの一実施例の回路
図が示されている。
図が示されている。
基準周波数信号φrefは、一方においてアンド(AN
D)ゲート回路G3の一方の入力に供給され、他方にお
いて反転遅延回路としての縦列形態にされた合計5個の
インバータ回路IV4〜IV8を通して上記アンドゲー
ト回路G3の他方の入力に供給される。これにより、ア
ンドゲート回路G3の出力から、上記信号φrefがロ
ウレベルからハイレベルに変化したタイミングで、上記
インバータ回路IV4〜IV8による信号伝播遅延時間
に相当するパルス幅のパルス信号dw’が形成される。
D)ゲート回路G3の一方の入力に供給され、他方にお
いて反転遅延回路としての縦列形態にされた合計5個の
インバータ回路IV4〜IV8を通して上記アンドゲー
ト回路G3の他方の入力に供給される。これにより、ア
ンドゲート回路G3の出力から、上記信号φrefがロ
ウレベルからハイレベルに変化したタイミングで、上記
インバータ回路IV4〜IV8による信号伝播遅延時間
に相当するパルス幅のパルス信号dw’が形成される。
すなわち、基準周波数信号φrefがロウレベルからハ
イレベルに変化するタイミングにおいて、上記アンドゲ
ート回路G3の一方の入力信号は上記基準周波数信号φ
refのハイレベルとともにハイレベルにされ、他方の
入力信号は上記インバータ回路IV4〜IV8による信
号伝播遅延時間だけ遅れてハイレベルからロウレベルに
変化する。これにより、上記信号φrefがロウレベル
からハイレベルに変化してから上記遅延信号がハイ以
下 余 白 レベルからロウレベルに変化するまでの間、アンドゲー
ト回路G3の両入力信号が共にノ・イレベル(論理″1
#)にされるので、この間ノーイレベルにされるパル
ス信号dw’が形成される。
イレベルに変化するタイミングにおいて、上記アンドゲ
ート回路G3の一方の入力信号は上記基準周波数信号φ
refのハイレベルとともにハイレベルにされ、他方の
入力信号は上記インバータ回路IV4〜IV8による信
号伝播遅延時間だけ遅れてハイレベルからロウレベルに
変化する。これにより、上記信号φrefがロウレベル
からハイレベルに変化してから上記遅延信号がハイ以
下 余 白 レベルからロウレベルに変化するまでの間、アンドゲー
ト回路G3の両入力信号が共にノ・イレベル(論理″1
#)にされるので、この間ノーイレベルにされるパル
ス信号dw’が形成される。
第3図には、上記エツジ検出回路の他の一実施例の回路
図が示されている。この実施例では、抵抗Rとキャパシ
タCからなる時定数回路が遅延回路として利用される。
図が示されている。この実施例では、抵抗Rとキャパシ
タCからなる時定数回路が遅延回路として利用される。
なお、この遅延回路R,Cには、入力バッファ及び信号
反転回路としてのインバータ回路IV4と、出力バッフ
ァ及び波形整形回路としてのインバータ回路IV7 、
IV8が設けられるものである。この実施例回路の動作
は、上記第2図に示した回路のそれと同様であるのでそ
の説明を省略する。
反転回路としてのインバータ回路IV4と、出力バッフ
ァ及び波形整形回路としてのインバータ回路IV7 、
IV8が設けられるものである。この実施例回路の動作
は、上記第2図に示した回路のそれと同様であるのでそ
の説明を省略する。
第4図は第1図に示したループフィルタの一実施例の回
路図である。
路図である。
定電圧VRは、公知のシリコンバンドギャップを利用し
て形成され、NチャンネルMOSFETQ12のゲート
に供給される。これによりMOSFETQ12のドレイ
ンから上記定電圧VRに従った定電流が形成される。こ
の定電流は、電流ミラー形態にされたPチャンネル入力
MO−8FETQ13のドレインに供給され、その出力
MOSFETQ14のドレインから押し出し定電流とし
て出力される。この押し出し定電流はダイオード形態に
されたNチャンネルMOSFETQ15に供給される。
て形成され、NチャンネルMOSFETQ12のゲート
に供給される。これによりMOSFETQ12のドレイ
ンから上記定電圧VRに従った定電流が形成される。こ
の定電流は、電流ミラー形態にされたPチャンネル入力
MO−8FETQ13のドレインに供給され、その出力
MOSFETQ14のドレインから押し出し定電流とし
て出力される。この押し出し定電流はダイオード形態に
されたNチャンネルMOSFETQ15に供給される。
上記押し出し定電流を形成するPチャンネルMOSFE
TQ14とゲートが共通接続されたPチャンネルMOS
FETQI 6は、押し出し電流(光電電流)を形成す
る定電流源を構成する。また、上記MOSFETQ15
とゲートが共通接続−されたNチャンネルMOSFET
QI 7は吸い込み電流(放電電流)を形成する定電流
源を構成する。
TQ14とゲートが共通接続されたPチャンネルMOS
FETQI 6は、押し出し電流(光電電流)を形成す
る定電流源を構成する。また、上記MOSFETQ15
とゲートが共通接続−されたNチャンネルMOSFET
QI 7は吸い込み電流(放電電流)を形成する定電流
源を構成する。
上記定電流源を構成するPチャンネルMOSFETQ1
6のソースと電源電圧Vccとの間には、後述する位相
比較回路からのアップ信号upをそのゲートに受けるP
チャンネル型のスイッチMOSFETQ18が設けられ
る。上記定電流源を構成するNチャンネルMOSFET
QI 7のソースと回路の接地電位GNDとの間には、
後述する位相比較回路からのダウン信号dwをそのゲー
トに受けるNチャンネル型のスイッチMOSFETQ1
9が設けられる。これらのスイッチMOSFETQ18
とQ19は、上記定電流源より十分大きな電流供給能力
を持つようにされており、そのオン状態によって、キャ
パシタCを上記定電流により充電/放電させるものであ
る。
6のソースと電源電圧Vccとの間には、後述する位相
比較回路からのアップ信号upをそのゲートに受けるP
チャンネル型のスイッチMOSFETQ18が設けられ
る。上記定電流源を構成するNチャンネルMOSFET
QI 7のソースと回路の接地電位GNDとの間には、
後述する位相比較回路からのダウン信号dwをそのゲー
トに受けるNチャンネル型のスイッチMOSFETQ1
9が設けられる。これらのスイッチMOSFETQ18
とQ19は、上記定電流源より十分大きな電流供給能力
を持つようにされており、そのオン状態によって、キャ
パシタCを上記定電流により充電/放電させるものであ
る。
また、出力電圧VCに前述のようなオフセントを持たせ
るため、上記MOSFETQI 7.Q19と類似のM
OSFETQ20.Q21が設けられ、スイッチMOS
FETQ21のゲートには、上記エツジ検出回路EGに
より形成されたパルス信号d w’が供給される、これ
により、パルス信号dw’によりスイッチMOSFET
Q21がオン状態にされた時、位相比較出力信号up及
びdwに無関係に、MOSFETQ20の定電流に従っ
てキャパシタCの放電動作が行われる。
るため、上記MOSFETQI 7.Q19と類似のM
OSFETQ20.Q21が設けられ、スイッチMOS
FETQ21のゲートには、上記エツジ検出回路EGに
より形成されたパルス信号d w’が供給される、これ
により、パルス信号dw’によりスイッチMOSFET
Q21がオン状態にされた時、位相比較出力信号up及
びdwに無関係に、MOSFETQ20の定電流に従っ
てキャパシタCの放電動作が行われる。
前記第1図に示した位相比較回路PFCは、第5図に示
すように、基本周波数φrefに対して電圧制御型発振
回路の発振周波数φ(VCO)が低いとこれら2つの信
号からアップ信号upを形成して、キャパシタCへの充
電動作を行い、制御電圧VCを高くして電圧制御型発振
回路vCOの発振周波数を高くさiる。逆に、第6図に
示すように、位相比較回路PFCは、基準周波数φre
fに対して電圧制御型発振回路の発掘周波数φ(VCO
)が高いとこれら2つの信号からダウン信号dwを形成
して、キャパシタCの放電動作を行い、制御電圧VCを
低(して電圧制御型発振回路の発振周波数を低(させる
。また、上記エツジ検出回路EGにより、上記位相比較
動作とは無関係に基準周波数信号φrefの周期に従っ
て常時パルス信号dw’が形成されるので、これに応じ
たキャパシタCの放電動作が継続的に行われるものであ
る。第5図および第6図に示す動作は、特に限定されな
いが、主として、PLL回路起動時の発振周波数の上昇
時および発振周波数が安定するまでの振動時のものであ
る。このために、幅の広いアップ信号up又はダウン信
号dwとされる。
すように、基本周波数φrefに対して電圧制御型発振
回路の発振周波数φ(VCO)が低いとこれら2つの信
号からアップ信号upを形成して、キャパシタCへの充
電動作を行い、制御電圧VCを高くして電圧制御型発振
回路vCOの発振周波数を高くさiる。逆に、第6図に
示すように、位相比較回路PFCは、基準周波数φre
fに対して電圧制御型発振回路の発掘周波数φ(VCO
)が高いとこれら2つの信号からダウン信号dwを形成
して、キャパシタCの放電動作を行い、制御電圧VCを
低(して電圧制御型発振回路の発振周波数を低(させる
。また、上記エツジ検出回路EGにより、上記位相比較
動作とは無関係に基準周波数信号φrefの周期に従っ
て常時パルス信号dw’が形成されるので、これに応じ
たキャパシタCの放電動作が継続的に行われるものであ
る。第5図および第6図に示す動作は、特に限定されな
いが、主として、PLL回路起動時の発振周波数の上昇
時および発振周波数が安定するまでの振動時のものであ
る。このために、幅の広いアップ信号up又はダウン信
号dwとされる。
基準周波数φrefに対して上記発振周波数φ(VCO
)が安定した状態(定常状態)になると、第7図に示す
ように、位相比較動作とは無関係に生ずるパルス信号d
wによって常に基準周波数φrefより発振周波数φ(
VCO)が遅れるようにされる。この結果、位相比較回
路PFCは常にアップ信号upのみを出力し、ダウン信
号dwは出力しない。そして、第2図又は第3図に示す
回路によって一義的に定まる遅延時間に対応した幅を持
つパルス信号dW/と、基準周波数φrefに対する発
振周波数φ(VCO)の種々の原因によるバラツキによ
って生ずる幅の異なるアップ信号upとの差によって、
制御電圧VCが変化させられる。
)が安定した状態(定常状態)になると、第7図に示す
ように、位相比較動作とは無関係に生ずるパルス信号d
wによって常に基準周波数φrefより発振周波数φ(
VCO)が遅れるようにされる。この結果、位相比較回
路PFCは常にアップ信号upのみを出力し、ダウン信
号dwは出力しない。そして、第2図又は第3図に示す
回路によって一義的に定まる遅延時間に対応した幅を持
つパルス信号dW/と、基準周波数φrefに対する発
振周波数φ(VCO)の種々の原因によるバラツキによ
って生ずる幅の異なるアップ信号upとの差によって、
制御電圧VCが変化させられる。
このようなパルス信号d w’の放電動作により、第1
0図の特性図が点線で示すようにオフセットが生じる。
0図の特性図が点線で示すようにオフセットが生じる。
すなわち、上記パルス信号dw’によりループフィルタ
LPFは、電圧制御型発振回路の発振周波数φ(VCO
)を低くさせるようなオフセットを持たせるよう作用す
る。これにより、位相比較回路PFCは、それを取り戻
すよう常にアップ信号upを形成することになる。これ
は第10図に示した特性図において動作点Pを動作点P
1に移動させ定常位相誤差を持った状態でPLL回路が
動作を行うことと等しい。この状態では、上記定常位相
誤差が不感帯よりも大きいため、PLL回路は常にルー
プ制御がかかった状態で動作するため、その出カシツタ
が大幅に低減させられる。
LPFは、電圧制御型発振回路の発振周波数φ(VCO
)を低くさせるようなオフセットを持たせるよう作用す
る。これにより、位相比較回路PFCは、それを取り戻
すよう常にアップ信号upを形成することになる。これ
は第10図に示した特性図において動作点Pを動作点P
1に移動させ定常位相誤差を持った状態でPLL回路が
動作を行うことと等しい。この状態では、上記定常位相
誤差が不感帯よりも大きいため、PLL回路は常にルー
プ制御がかかった状態で動作するため、その出カシツタ
が大幅に低減させられる。
第8図に示すように、パルス信号d w’とは全く逆の
働きをするパルス信号up/を前記と同様の手段でエツ
ジ検出回路EGにより発生させ、反転し+l たupをPチャネル型のスイッチMOSFETQ23に
供給すれば、第10図に示す動作点Pを動作点P2に移
動させた状態にすることもできる。
働きをするパルス信号up/を前記と同様の手段でエツ
ジ検出回路EGにより発生させ、反転し+l たupをPチャネル型のスイッチMOSFETQ23に
供給すれば、第10図に示す動作点Pを動作点P2に移
動させた状態にすることもできる。
これは、ループフィルタLPFの出力電圧VCをハイレ
ベル側に変位させるものである。
ベル側に変位させるものである。
第5図には、上記定常位相誤差(オフセット)を持たせ
るための他の一実施例の回路図が示されている、同図に
おいては、上記エツジ検出回路EGの出力信号dwと位
相比較回路PFCの一方の出力信号dwは、オア(OR
)ゲート回路G4を通してループフィルタLPFの入力
bwに共通に供給される。この実施例では、ループフィ
ルタLPFとしては、入力up+dwの2人力のみで構
成できるものとなる。
るための他の一実施例の回路図が示されている、同図に
おいては、上記エツジ検出回路EGの出力信号dwと位
相比較回路PFCの一方の出力信号dwは、オア(OR
)ゲート回路G4を通してループフィルタLPFの入力
bwに共通に供給される。この実施例では、ループフィ
ルタLPFとしては、入力up+dwの2人力のみで構
成できるものとなる。
(1)位相比較回路の両入力信号にPLLループにおけ
る不感帯を越える定常位相誤差を持たせるような制御電
圧を形成することにより、定常位相誤差を持った状態で
PLL回路が動作を行うこととなる。この状態では、P
LL回路は常にループ制御がかかった状態で動作するた
め、その出カシツタが大幅に低減させられるという効果
が得られる。
る不感帯を越える定常位相誤差を持たせるような制御電
圧を形成することにより、定常位相誤差を持った状態で
PLL回路が動作を行うこととなる。この状態では、P
LL回路は常にループ制御がかかった状態で動作するた
め、その出カシツタが大幅に低減させられるという効果
が得られる。
(2)位相比較回路の両人力の一方のパルスエツジに同
期したパルス信号を形成して、ループフィルタに供給す
ることにより、上記定常位相誤差を発生させることがで
きる。これにより、極めて簡単な構成により、出カシツ
タの低減を図ることができるという効果が得られる。
期したパルス信号を形成して、ループフィルタに供給す
ることにより、上記定常位相誤差を発生させることがで
きる。これにより、極めて簡単な構成により、出カシツ
タの低減を図ることができるという効果が得られる。
(4) 上記(1)により、出カシツタが低減された
クロークパルスを形成することができるから、それによ
り動作させられるスイッチドキャパシタフィルタのS/
Nの改善を図ることができるという効果が得られる。
クロークパルスを形成することができるから、それによ
り動作させられるスイッチドキャパシタフィルタのS/
Nの改善を図ることができるという効果が得られる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
例えば電圧制御型発振回路に代えて電流制御型発振回路
を用いてもよい。
を用いてもよい。
また、上記エツジ検出回路EGの入力には、分周回路の
出力信号又は電圧制御型発振回路の出力信号を供給する
ものであってもよい。さらに、前記定常位相誤差を発生
させる回路は、上記キャパシタを定常的に充電又は放電
させる高抵抗のようなリーク電流回路を接続するもので
あってもよい。
出力信号又は電圧制御型発振回路の出力信号を供給する
ものであってもよい。さらに、前記定常位相誤差を発生
させる回路は、上記キャパシタを定常的に充電又は放電
させる高抵抗のようなリーク電流回路を接続するもので
あってもよい。
また、PLL回路を構成する電圧制御型発振回路1位相
比較回路及び分周回路の具体的回路構成は、種々の実施
形態を採ることができるものである。
比較回路及び分周回路の具体的回路構成は、種々の実施
形態を採ることができるものである。
この発明は、PLL回路として広く利用できるものであ
る。
る。
第1図は、この発明の一実施例を示す回路図、第2図は
、そのエツジ検出回路の一実施例を示す回路図、 第3図は、そのエツジ検出回路の他の一実施例を示す回
路図、 第4図は、そのループフィルタの一実施例を示す回路図
、 第5図乃至第7図は実施例の動作を説明す−るための波
形図、 第8図は、そのループフィルタの他の一実施例を示す回
路図、 第9図は、この発明の他の一実施例を示す要部回路図、 第10図は、PLL回路の動作を説明するための特性図
である。 vCO・・・電圧制御型発振回路、LPF・・・ロウパ
スフィルタ、PFC・・・位相比較回路、C0UNT・
・・分周回路、IVI〜IV8・・・インバータ回路。 Gl、G2・・・ナントゲート回路、G3・・・アンド
ゲート回路、G4・・・オアゲート回路、EG・・・エ
ツジ検出回路。 第 1 図 第 2 図 臣 第 3 図 Bシ
、そのエツジ検出回路の一実施例を示す回路図、 第3図は、そのエツジ検出回路の他の一実施例を示す回
路図、 第4図は、そのループフィルタの一実施例を示す回路図
、 第5図乃至第7図は実施例の動作を説明す−るための波
形図、 第8図は、そのループフィルタの他の一実施例を示す回
路図、 第9図は、この発明の他の一実施例を示す要部回路図、 第10図は、PLL回路の動作を説明するための特性図
である。 vCO・・・電圧制御型発振回路、LPF・・・ロウパ
スフィルタ、PFC・・・位相比較回路、C0UNT・
・・分周回路、IVI〜IV8・・・インバータ回路。 Gl、G2・・・ナントゲート回路、G3・・・アンド
ゲート回路、G4・・・オアゲート回路、EG・・・エ
ツジ検出回路。 第 1 図 第 2 図 臣 第 3 図 Bシ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、位相比較回路の両入力信号に対してPLLループに
おける不感帯以上にされた所定の定常位相誤差を生じし
めるオフセットを持つ出力を形成するループフィルタと
、このループフィルタの出力によって制御される制御型
発振回路とを含むことを特徴とするPLL回路。 2、上記制御型発振回路は、上記ループフィルタの出力
電圧によって制御される電圧制御型発振回路であること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のPLL回路。 3、上記ループフィルタは、上記位相比較回路により形
成されたアップ/ダウン信号を受けて動作するスイッチ
MOSFETと、このスイッチMOSFETに直列形態
に設けられた定電流源と、上記スイッチMOSFETを
通した定電流によって充放電がなされるキャパシタと、
上記パルス信号を受けて直列形態にされた定電流源の定
電流により上記キャパシタを充電又は放電させるスイッ
チMOSFETとからなるものであることを特徴とする
特許請求の範囲第1項又は第2項記載のPLL回路。 4、上記電圧制御型発振回路は、上記ループフィルタの
出力電圧を受けるMOSFETのドレイン電流に従った
定電流を流すMOSFETのドレイン電流によりその充
電動作が交互に行われる充放電回路を含むものであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第2又は第3項記載のP
LL回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60161934A JPS6223620A (ja) | 1985-07-24 | 1985-07-24 | Pll回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60161934A JPS6223620A (ja) | 1985-07-24 | 1985-07-24 | Pll回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6223620A true JPS6223620A (ja) | 1987-01-31 |
Family
ID=15744812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60161934A Pending JPS6223620A (ja) | 1985-07-24 | 1985-07-24 | Pll回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6223620A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03183213A (ja) * | 1989-09-08 | 1991-08-09 | Delco Electron Corp | ディジタル制御フェーズロック・ループ回路 |
| US5877658A (en) * | 1996-12-05 | 1999-03-02 | Nec Corporation | Phase locked loop |
| WO2007058002A1 (ja) * | 2005-11-18 | 2007-05-24 | Neuro Solution Corp. | 周波数シンセサイザ |
| US11196427B2 (en) | 2020-02-27 | 2021-12-07 | Seiko Epson Corporation | Charge pump circuit, PLL circuit, and oscillator |
-
1985
- 1985-07-24 JP JP60161934A patent/JPS6223620A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03183213A (ja) * | 1989-09-08 | 1991-08-09 | Delco Electron Corp | ディジタル制御フェーズロック・ループ回路 |
| US5877658A (en) * | 1996-12-05 | 1999-03-02 | Nec Corporation | Phase locked loop |
| WO2007058002A1 (ja) * | 2005-11-18 | 2007-05-24 | Neuro Solution Corp. | 周波数シンセサイザ |
| US11196427B2 (en) | 2020-02-27 | 2021-12-07 | Seiko Epson Corporation | Charge pump circuit, PLL circuit, and oscillator |
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