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JP2006115140A - PLL circuit, reception tuner, communication device, lock detection method for PLL circuit - Google Patents

PLL circuit, reception tuner, communication device, lock detection method for PLL circuit Download PDF

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JP2006115140A
JP2006115140A JP2004299502A JP2004299502A JP2006115140A JP 2006115140 A JP2006115140 A JP 2006115140A JP 2004299502 A JP2004299502 A JP 2004299502A JP 2004299502 A JP2004299502 A JP 2004299502A JP 2006115140 A JP2006115140 A JP 2006115140A
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Japan
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signal
pll circuit
charge pump
phase difference
current
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JP2004299502A
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Kenchi Kagoshima
謙知 籠島
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】本発明は、小型かつ低雑音でありながら、そのロック/アンロックを検出して高精度のフィードバックループ制御を行うことが可能なPLL回路の提供を目的とする。
【解決手段】本発明に係るPLL回路1は、基準信号発生器11と、分周器12と、位相比較器13と、チャージポンプ14と、ループフィルタ15と、VCO16と、PLLがロック状態であるか否かを検出するロック検出器17と、を有して成るPLL回路であって、チャージポンプ14は、入力される位相差信号に応じてその駆動電流が変動する構成とされており、ロック検出器17は、チャージポンプ14の駆動電流変動を検出してPLLがロック状態であるか否かを検出する構成とされている。
【選択図】 図2
An object of the present invention is to provide a PLL circuit capable of detecting a lock / unlock and performing a highly accurate feedback loop control while being small and low in noise.
A PLL circuit according to the present invention includes a reference signal generator, a frequency divider, a phase comparator, a charge pump, a loop filter, a VCO, and a PLL in a locked state. A lock detector 17 for detecting whether or not there is a PLL circuit, and the charge pump 14 is configured such that its drive current varies in accordance with an input phase difference signal. The lock detector 17 is configured to detect whether or not the PLL is in a locked state by detecting a drive current fluctuation of the charge pump 14.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、携帯端末などの通信機器に搭載される受信チューナの回路ブロックの1つであるPLL[Phase Locked Loop]回路に関するものであり、特に、そのロック/アンロックを検出する構成及び方法に関するものである。   The present invention relates to a PLL (Phase Locked Loop) circuit which is one of circuit blocks of a reception tuner mounted on a communication device such as a portable terminal, and more particularly to a configuration and method for detecting the lock / unlock. Is.

PLL回路は、携帯端末などの通信機器に搭載される受信チューナの回路ブロックの1つであり、受信信号のチャンネル選択を制御する機能等を有している。   The PLL circuit is one of the circuit blocks of a reception tuner mounted on a communication device such as a portable terminal, and has a function of controlling channel selection of received signals.

図5は、PLL回路の一従来構成例を示すブロック図であり、特に、そのフィードバックループがロック状態であるか否かを検出する手段として、ロック検出回路が追加された構成を示している。   FIG. 5 is a block diagram showing an example of a conventional configuration of a PLL circuit, and particularly shows a configuration in which a lock detection circuit is added as means for detecting whether or not the feedback loop is in a locked state.

本図に示すように、一般的なPLL回路100は、基準信号発生器101と、可変分周器102と、第1の位相比較器103と、チャージポンプ104と、ループフィルタ105と、電圧制御発振器106と、を有して成る。   As shown in the figure, a general PLL circuit 100 includes a reference signal generator 101, a variable frequency divider 102, a first phase comparator 103, a charge pump 104, a loop filter 105, voltage control, and the like. And an oscillator 106.

一方、ロック検出回路200は、基準信号と分周信号(PLLフィードバック信号)の位相差を検出して位相差信号を生成する第2の位相比較器201と、位相差信号をロック検出信号に変換する論理判定回路202と、ロック検出信号の積分電圧を得る平滑回路203と、得られた積分電圧と所定の基準電圧Vcompの比較信号を出力する比較器204と、を有して成り、上記の積分電圧が基準電圧Vcompよりも低ければロック状態、高ければアンロック状態と判断する仕組みになっている。   On the other hand, the lock detection circuit 200 detects a phase difference between the reference signal and the divided signal (PLL feedback signal) and generates a phase difference signal, and converts the phase difference signal into a lock detection signal. A logic determination circuit 202 that performs the above operation, a smoothing circuit 203 that obtains an integrated voltage of the lock detection signal, and a comparator 204 that outputs a comparison signal between the obtained integrated voltage and a predetermined reference voltage Vcomp. If the integrated voltage is lower than the reference voltage Vcomp, the lock state is determined, and if the integrated voltage is higher, the unlock state is determined.

なお、上記構成(或いは、それに類似の構成)から成るPLL回路、及び、そのロック検出回路については、種々の文献公知発明を挙げることができる(例えば、特許文献1〜3を参照)。
特開平5−22130号公報 特開平6−112817号公報 特開平7−170179号公報
As for the PLL circuit having the above configuration (or a configuration similar thereto) and its lock detection circuit, various known literature inventions can be cited (for example, see Patent Documents 1 to 3).
JP-A-5-22130 JP-A-6-112817 JP-A-7-170179

確かに、PLL回路100に上記構成から成るロック検出回路200を追設すれば、PLL回路100のロック/アンロックを検出し、高精度のフィードバックループ制御を行うことが可能となる。   Certainly, if a lock detection circuit 200 having the above configuration is additionally provided in the PLL circuit 100, it is possible to detect lock / unlock of the PLL circuit 100 and perform highly accurate feedback loop control.

しかしながら、図5に示す従来の回路構成では、ロック検出装置200として追加すべき回路ブロック(第2の位相比較器201、論理判定回路202、平滑回路203、比較器204)が多く、受信チューナや通信機器等の小型化及び低コスト化を図る上では、そのチップ面積の増大を無視することができない、という課題があった。   However, in the conventional circuit configuration shown in FIG. 5, there are many circuit blocks (second phase comparator 201, logic determination circuit 202, smoothing circuit 203, and comparator 204) to be added as the lock detection device 200. In order to reduce the size and cost of communication devices and the like, there has been a problem that the increase in chip area cannot be ignored.

また、従来のロック検出回路200は、図5の論理判定回路202など、デジタルロジック回路を多く含む構成とされていた。そのため、従来のロック検出回路200では、その動作時に生じる充放電電流や貫通電流が雑音やスプリアスとなって他の回路ブロックに悪影響を与え、受信チューナの誤動作や、それに伴う通信端末の受信感度低下を招来するおそれがあった。   Further, the conventional lock detection circuit 200 is configured to include many digital logic circuits such as the logic determination circuit 202 of FIG. Therefore, in the conventional lock detection circuit 200, the charge / discharge current and the through current generated during the operation become noise and spurious and adversely affect other circuit blocks, resulting in malfunction of the reception tuner and associated decrease in reception sensitivity of the communication terminal. There was a risk of inviting.

本発明は、上記の問題点に鑑み、小型かつ低雑音でありながら、そのロック/アンロックを検出して高精度のフィードバックループ制御を行うことが可能なPLL回路、受信チューナ、通信機器、及び、PLL回路のロック検出方法を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention provides a PLL circuit, a receiving tuner, a communication device, and a small-sized and low-noise, capable of detecting the lock / unlock and performing high-precision feedback loop control. An object of the present invention is to provide a lock detection method for a PLL circuit.

上記目的を達成するために、本発明に係るPLL回路は、所定周波数の基準信号を生成する基準信号発生器と、入力される電圧信号に応じて可変周波数の発振信号を生成する電圧制御発振器と、前記発振信号を分周して分周信号を生成する分周器と、前記基準信号と前記分周信号の位相差を検出して位相差信号を生成する位相比較器と、前記位相差信号に応じた電流信号を生成するチャージポンプと、前記電流信号を電圧信号に変換して前記電圧制御発振器に入力するループフィルタと、上記一連のフィードバックループがロック状態であるか否かを検出するロック検出器と、を有して成るPLL回路であって、前記チャージポンプは、前記位相差信号に応じてその駆動電流が変動する構成とされており、前記ロック検出器は、前記チャージポンプの駆動電流変動を検出して前記フィードバックループがロック状態であるか否かを検出する構成とされている。このような構成とすることにより、小型かつ低雑音でありながら、そのロック/アンロックを検出して高精度のフィードバックループ制御を行うことが可能となる。   To achieve the above object, a PLL circuit according to the present invention includes a reference signal generator that generates a reference signal having a predetermined frequency, and a voltage-controlled oscillator that generates an oscillation signal having a variable frequency according to an input voltage signal. A frequency divider that divides the oscillation signal to generate a divided signal; a phase comparator that detects a phase difference between the reference signal and the divided signal to generate a phase difference signal; and the phase difference signal A charge pump that generates a current signal according to the frequency, a loop filter that converts the current signal into a voltage signal and inputs the voltage signal to the voltage controlled oscillator, and a lock that detects whether or not the series of feedback loops are locked A charge pump, wherein the charge pump is configured to vary its drive current in response to the phase difference signal, and the lock detector includes the charge detector. By detecting the drive current fluctuation of lamp the feedback loop is configured to detect whether or not the locked state. With such a configuration, the lock / unlock can be detected and highly accurate feedback loop control can be performed while being small and low noise.

なお、上記構成から成るPLL回路において、前記チャージポンプは、前記電流信号の非出力時にその駆動電流を減ずる構成にするとよい。このような構成とすることにより、チャージポンプでは、駆動電流の浪費を抑えることが可能となり、かつ、ロック検出器では、上記のロック検出を行うことが可能となる。   In the PLL circuit configured as described above, the charge pump may be configured to reduce the drive current when the current signal is not output. By adopting such a configuration, it is possible to suppress waste of drive current in the charge pump, and it is possible to perform the lock detection described above in the lock detector.

また、上記構成から成るPLL回路において、前記ロック検出器は、前記チャージポンプの駆動電流に応じた参照電圧を生成する抵抗と、前記参照電圧と所定の基準電圧との比較信号を生成する比較器と、を有して成る構成にするとよい。このような構成とすることにより、簡易な構成でロック検出器を実現することが可能となる。   In the PLL circuit having the above-described configuration, the lock detector includes a resistor that generates a reference voltage corresponding to a drive current of the charge pump, and a comparator that generates a comparison signal between the reference voltage and a predetermined reference voltage. It is good to have a configuration comprising With such a configuration, the lock detector can be realized with a simple configuration.

なお、本発明に係る受信チューナは、上記いずれかのPLL回路を有して成る構成とされている。このような構成とすることにより、安価で受信感度の高い受信チューナを実現することが可能となる。   The receiving tuner according to the present invention is configured to include any of the above PLL circuits. With such a configuration, it is possible to realize an inexpensive reception tuner with high reception sensitivity.

また、本発明に係る通信機器は、上記構成から成る受信チューナを有して成る構成とされている。このような構成とすることにより、安価で受信感度の高い通信機器を実現することが可能となる。   Moreover, the communication apparatus according to the present invention is configured to include the reception tuner configured as described above. By adopting such a configuration, it is possible to realize an inexpensive communication device with high reception sensitivity.

また、本発明に係るPLL回路のロック検出方法は、所定周波数の基準信号を生成する工程と、入力される電圧信号に応じて可変周波数の発振信号を生成する工程と、前記発振信号を分周して分周信号を生成する工程と、前記基準信号と前記分周信号の位相差を検出して位相差信号を生成する工程と、前記位相差信号に応じた電流信号を生成する工程と、前記電流信号を電圧信号に変換して前記発振信号の発振周波数を制御する工程と、前記位相差信号に応じたチャージポンプの駆動電流変動を検出して上記一連のフィードバックループがロック状態であるか否かを検出する工程と、を有して成る構成とされている。このような構成とすることにより、小型かつ低雑音でありながら、そのロック/アンロックを検出して高精度のフィードバックループ制御を行うことが可能となる。   The PLL circuit lock detection method according to the present invention includes a step of generating a reference signal having a predetermined frequency, a step of generating an oscillation signal of a variable frequency according to an input voltage signal, and a frequency division of the oscillation signal. Generating a divided signal; detecting a phase difference between the reference signal and the divided signal; generating a phase difference signal; generating a current signal according to the phase difference signal; The step of converting the current signal into a voltage signal to control the oscillation frequency of the oscillation signal, and detecting the fluctuation of the drive current of the charge pump according to the phase difference signal, and whether the series of feedback loops are in a locked state And a step of detecting whether or not. With such a configuration, the lock / unlock can be detected and highly accurate feedback loop control can be performed while being small and low noise.

上記したように、本発明に係るPLL回路、受信チューナ、通信機器、及び、PLL回路のロック検出方法であれば、ロック検出用の位相比較器や平滑回路を別途追加することなく、そのロック/アンロックを検出することができるので、そのチップ面積を縮小し、受信チューナや通信機器等の小型化及び低コスト化を実現することが可能となる。また、そのロック検出に際して発生する雑音を低減することができるので、受信チューナの誤動作や、それに伴う通信端末の受信感度低下を解消することも可能となる。   As described above, if the PLL circuit, the receiving tuner, the communication device, and the lock detection method for the PLL circuit according to the present invention are used, a lock detection phase comparator and a smoothing circuit can be used without adding a lock / phase. Since unlock can be detected, it is possible to reduce the chip area and reduce the size and cost of receiving tuners and communication devices. In addition, since noise generated when the lock is detected can be reduced, it is possible to eliminate malfunctions of the reception tuner and accompanying reduction in reception sensitivity of the communication terminal.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら、詳細な説明を行う。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明に係るPLL回路を搭載した通信機器の一構成例を示すブロック図であって、特に、その受信チューナ周辺を示すものである。本図に示すように、本実施形態の通信機器に搭載される受信チューナは、PLL回路1と、アンテナ2と、低雑音増幅器3と、ミキサ4と、増幅器5と、を有して成る。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a communication device equipped with a PLL circuit according to the present invention, and particularly shows the periphery of the reception tuner. As shown in the figure, the receiving tuner mounted on the communication device of this embodiment includes a PLL circuit 1, an antenna 2, a low noise amplifier 3, a mixer 4, and an amplifier 5.

上記の受信チューナにおいて、低雑音増幅器3は、アンテナ2で得られた高周波信号を低雑音増幅してミキサ4に送出する。ミキサ4は、低雑音増幅された高周波信号とPLL回路1の電圧制御発振器16(以下、VCO[Voltage Controlled Oscillator]16と呼ぶ)で生成された局部発振信号とを混合して増幅器5に送出する。このような混合処理によって高周波信号から中間周波信号への周波数変換、並びに、所望チャネル成分の選択が行われる。増幅器5は、ミキサ4で生成された中間周波信号を増幅して後段の検波回路(不図示)に送出する。   In the above reception tuner, the low noise amplifier 3 amplifies the high frequency signal obtained by the antenna 2 with low noise and sends it to the mixer 4. The mixer 4 mixes a low-noise amplified high-frequency signal and a local oscillation signal generated by a voltage controlled oscillator 16 (hereinafter referred to as a VCO [Voltage Controlled Oscillator] 16) of the PLL circuit 1 and sends the mixed signal to the amplifier 5. . By such mixing processing, frequency conversion from a high frequency signal to an intermediate frequency signal and selection of a desired channel component are performed. The amplifier 5 amplifies the intermediate frequency signal generated by the mixer 4 and sends it to a subsequent detection circuit (not shown).

図2は、PLL回路1の一実施形態を示すブロック図である。本図に示すように、本実施形態のPLL回路1は、所定周波数の基準信号を生成する基準信号発生器11と、VCO16からフィードバック入力される局部発振信号を分周して分周信号を生成する可変分周器12と、基準信号発生器11で生成された基準信号と可変分周器12で生成された分周信号の位相差を検出して位相差信号(位相遅れ信号DW、位相進み信号UP)を生成する位相比較器13と、位相比較器13から入力される位相差信号に応じた電流信号を生成するチャージポンプ14と、チャージポンプ14で得られた電流信号を電圧信号に変換してVCO16に入力するループフィルタ15と、ループフィルタ15から入力される電圧信号に応じて可変周波数の局部発振信号を生成するVCO16と、上記一連のフィードバックループがロック状態であるか否かを検出するロック検出器17と、を有して成り、位相比較器13へ入力される基準信号と分周信号が同一位相となるように、VCO16の発振周波数をフィードバック制御する構成とされている。   FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the PLL circuit 1. As shown in the figure, the PLL circuit 1 according to the present embodiment divides a reference signal generator 11 that generates a reference signal having a predetermined frequency and a local oscillation signal that is fed back from the VCO 16 to generate a divided signal. The phase difference signal (phase delay signal DW, phase advance) is detected by detecting the phase difference between the reference signal generated by the variable frequency divider 12 and the reference signal generator 11 and the frequency division signal generated by the variable frequency divider 12. Signal UP), a charge pump 14 that generates a current signal corresponding to the phase difference signal input from the phase comparator 13, and a current signal obtained by the charge pump 14 is converted into a voltage signal. The loop filter 15 that is input to the VCO 16, the VCO 16 that generates a local oscillation signal having a variable frequency according to the voltage signal input from the loop filter 15, and the series of feedbacks described above. And a lock detector 17 for detecting whether or not the loop is in a locked state, and the oscillation of the VCO 16 so that the reference signal input to the phase comparator 13 and the divided signal have the same phase. The frequency is feedback-controlled.

図3は、チャージポンプ14の一構成例を示す回路図である。本図に示す通り、チャージポンプ14は、Pチャネル電界効果型トランジスタP1〜P8と、Nチャネル電界効果型トランジスタN1〜N7と、定電流源Iと、を有して成る。また、本図では、チャージポンプ14の駆動電力供給端T1、位相差信号入力端T2、T3、及び、電流信号出力端T4を明示して回路構成の説明を行う。ただし、これらは必ずしも外部端子を意味するものではなく、あくまで説明の便宜上、チャージポンプ14とその他回路部との境界端を示す指標として表わされたものに過ぎない。   FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of the charge pump 14. As shown in the figure, the charge pump 14 includes P-channel field effect transistors P1 to P8, N-channel field effect transistors N1 to N7, and a constant current source I. Further, in this figure, the circuit configuration will be described by clearly showing the drive power supply terminal T1, the phase difference signal input terminals T2 and T3, and the current signal output terminal T4 of the charge pump 14. However, these do not necessarily mean external terminals, but are merely shown as indices indicating the boundary ends between the charge pump 14 and other circuit units for the convenience of explanation.

駆動電力供給端T1には、電源ライン(電源電圧VCC)からロック検出部17を介してチャージポンプ14の駆動電圧VDDが印加されている。位相差信号入力端T2、T3には、位相比較器13から位相遅れ信号DWと位相進み信号UPが各々入力されている。一方、電流信号出力端T4は、ループフィルタ15の入力端に接続されており、チャージポンプ14で生成された電流信号の出力や引込みが行われる。   The drive voltage VDD of the charge pump 14 is applied to the drive power supply terminal T1 from the power supply line (power supply voltage VCC) via the lock detection unit 17. The phase delay signal DW and the phase advance signal UP are input from the phase comparator 13 to the phase difference signal input terminals T2 and T3, respectively. On the other hand, the current signal output terminal T4 is connected to the input terminal of the loop filter 15, and outputs and draws in the current signal generated by the charge pump 14.

トランジスタP1、P3、P4の各ソース、並びに、トランジスタP2のソース及びドレインは、いずれも駆動電力供給端T1に接続されている。トランジスタP1、P3のドレイン、及び、トランジスタP2、P3、P4の各ゲートは、いずれもトランジスタN1のドレインに接続されている。トランジスタP1、N1の各ゲートは、いずれも位相差信号入力端T2に接続されている。トランジスタN1のソースは、トランジスタN2のドレインに接続されている。トランジスタN2のソースは、接地ラインに接続されている。トランジスタP4のドレインは、電流信号出力端T4に接続されている。   The sources of the transistors P1, P3, and P4 and the source and drain of the transistor P2 are all connected to the drive power supply terminal T1. The drains of the transistors P1, P3 and the gates of the transistors P2, P3, P4 are all connected to the drain of the transistor N1. Each gate of the transistors P1 and N1 is connected to the phase difference signal input terminal T2. The source of the transistor N1 is connected to the drain of the transistor N2. The source of the transistor N2 is connected to the ground line. The drain of the transistor P4 is connected to the current signal output terminal T4.

トランジスタP5、P7、P8の各ソース、並びに、トランジスタP6のソース及びドレインは、いずれも駆動電力供給端T1に接続されている。トランジスタP5、P7のドレイン、及び、トランジスタP6、P7、P8の各ゲートは、いずれもトランジスタN3のドレインに接続されている。トランジスタP5、N3の各ゲートは、いずれも位相差信号入力端T3に接続されている。トランジスタN3のソースは、トランジスタN4のドレインに接続されている。トランジスタN4のソースは、接地ラインに接続されている。トランジスタP8のドレインは、トランジスタN5のドレインに接続されている。トランジスタN5、N6の各ゲートは互いに接続される一方、トランジスタN5のドレインにも接続されている。トランジスタN6のドレインは、電流信号出力端T4に接続されている。トランジスタN5、N6の各ソースは、いずれも接地ラインに接続されている。   The sources of the transistors P5, P7, and P8 and the source and drain of the transistor P6 are all connected to the drive power supply terminal T1. The drains of the transistors P5 and P7 and the gates of the transistors P6, P7, and P8 are all connected to the drain of the transistor N3. Each gate of the transistors P5 and N3 is connected to the phase difference signal input terminal T3. The source of the transistor N3 is connected to the drain of the transistor N4. The source of the transistor N4 is connected to the ground line. The drain of the transistor P8 is connected to the drain of the transistor N5. The gates of the transistors N5 and N6 are connected to each other, and are also connected to the drain of the transistor N5. The drain of the transistor N6 is connected to the current signal output terminal T4. Each source of the transistors N5 and N6 is connected to the ground line.

トランジスタN7のドレインは、定電流源Iを介して駆動電力供給端T1に接続されている。トランジスタN7のソースは、接地ラインに接続されている。トランジスタN2、N4、N7の各ゲートは互いに接続される一方、トランジスタN7のドレインにも接続されている。   The drain of the transistor N7 is connected to the drive power supply terminal T1 via the constant current source I. The source of the transistor N7 is connected to the ground line. The gates of the transistors N2, N4, and N7 are connected to each other, and are also connected to the drain of the transistor N7.

なお、上記のトランジスタP2、P6は、キャパシタとして機能する素子であり、当該素子の挿入によって、電流信号出力端T4で得られる電流信号のオーバーシュートを抑制することが可能となる。   The transistors P2 and P6 are elements that function as capacitors. By inserting the elements, overshoot of the current signal obtained at the current signal output terminal T4 can be suppressed.

上記構成から成るチャージポンプ14の動作並びに駆動電流変動について詳細な説明を行う。なお、以下では、定電流源Iへの電力供給経路に流れる駆動電流をi0、トランジスタP1〜P4への電力供給経路に流れる駆動電流をi1、トランジスタP5〜P8への電力供給経路に流れる駆動電流をi2と定義した上で説明する。   The operation of the charge pump 14 configured as described above and the drive current fluctuation will be described in detail. In the following, the drive current flowing through the power supply path to the constant current source I is i0, the drive current flowing through the power supply path to the transistors P1 to P4 is i1, and the drive current flowing through the power supply path to the transistors P5 to P8. Is defined as i2.

PLL回路1がロック状態である場合、位相比較器13からの位相遅れ信号DW、位相進み信号UPは、いずれもローレベルとなる。従って、トランジスタP1、P5はオン、トランジスタN1、N3はオフとなり、電流i1、i2は流れず、チャージポンプ14の総駆動電流は、電流i0のみとなる。   When the PLL circuit 1 is in the locked state, the phase delay signal DW and the phase advance signal UP from the phase comparator 13 are both at a low level. Accordingly, the transistors P1 and P5 are turned on, the transistors N1 and N3 are turned off, the currents i1 and i2 do not flow, and the total drive current of the charge pump 14 is only the current i0.

一方、PLL回路1がアンロック状態である場合、位相比較器13からの位相遅れ信号DW、位相進み信号UPは、いずれか一方がハイレベルとなる。従って、電流i0に加えて、電流i1、i2のいずれか一方が流れるので、チャージポンプ14の総駆動電流は、(電流i0+電流i1)、或いは、(電流i0+電流i2)のいずれかとなる。   On the other hand, when the PLL circuit 1 is in the unlocked state, one of the phase delay signal DW and the phase advance signal UP from the phase comparator 13 is at a high level. Accordingly, since either one of the currents i1 and i2 flows in addition to the current i0, the total drive current of the charge pump 14 is either (current i0 + current i1) or (current i0 + current i2).

従って、ロック検出器17では、チャージポンプ14の駆動電流を計測することで、PLL回路1のロック/アンロックを判定し、その結果を示すロック検出信号を生成することが可能となる。なお、本実施形態のロック検出器17は、チャージポンプ14の駆動電流を計測する手段として、図2、図3に示す通り、チャージポンプ14への電力供給ラインに挿入された電流計を有して成り、その計測値を読み取ってPLL回路1のロック/アンロックを判定する構成とされている。   Therefore, the lock detector 17 can determine the lock / unlock of the PLL circuit 1 by measuring the drive current of the charge pump 14, and can generate a lock detection signal indicating the result. The lock detector 17 of the present embodiment has an ammeter inserted in the power supply line to the charge pump 14 as means for measuring the drive current of the charge pump 14 as shown in FIGS. Thus, the measured value is read to determine whether the PLL circuit 1 is locked / unlocked.

例えば、電流i0を0.2[mA]、電流i1、i2をいずれも0.8[mA]とした場合、ロック検出器17は、電流計の計測値が0.2[mA]であればPLL回路1がロック状態であると判定し、1.0[mA]であればPLL回路1がアンロック状態であると判定する構成とすればよい。或いは、適当な閾値(例えば0.5[mA])を予め設定しておき、電流計の計測値が当該閾値よりも低ければロック状態、高ければアンロック状態と判定する構成としてもよい。   For example, when the current i0 is 0.2 [mA], and the currents i1 and i2 are both 0.8 [mA], the lock detector 17 has an ammeter measurement value of 0.2 [mA]. The configuration may be such that the PLL circuit 1 is determined to be in the locked state, and if it is 1.0 [mA], the PLL circuit 1 is determined to be in the unlocked state. Alternatively, an appropriate threshold value (for example, 0.5 [mA]) may be set in advance, and the locked state may be determined if the measured value of the ammeter is lower than the threshold value, and the unlocked state may be determined if the measured value is higher.

このように、本実施形態のPLL回路1において、チャージポンプ14は、入力される位相差信号に応じてその駆動電流が変動する構成とされており、ロック検出器17は、チャージポンプ14の駆動電流変動を検出することで、PLL回路1のフィードバックループがロック状態であるか否かを検出する構成とされている。   As described above, in the PLL circuit 1 of the present embodiment, the charge pump 14 is configured such that the drive current varies according to the input phase difference signal, and the lock detector 17 drives the charge pump 14. By detecting current fluctuation, it is configured to detect whether or not the feedback loop of the PLL circuit 1 is in a locked state.

このような構成とすることにより、ロック検出用の位相比較器や平滑回路を別途追加することなく、小型かつ低雑音でありながら、そのロック/アンロックを検出して高精度のフィードバックループ制御を行うことが可能となる。   By adopting such a configuration, it is possible to detect the lock / unlock and perform high-accuracy feedback loop control without adding a phase detector for detecting lock or a smoothing circuit separately, while being small and low noise. Can be done.

また、本実施形態のチャージポンプ14では、入力される位相差信号に応じてその駆動電流が変動する構成の中でも、特に、その電流信号の非出力時にその駆動電流を減ずる構成が採用されている。このような構成とすることにより、チャージポンプ14では、駆動電流の浪費を抑えることが可能となり、かつ、ロック検出器17では、上記のロック検出を行うことが可能となる。   In the charge pump 14 of the present embodiment, among the configurations in which the drive current varies according to the input phase difference signal, a configuration in which the drive current is reduced particularly when the current signal is not output is employed. . With such a configuration, the charge pump 14 can suppress waste of the drive current, and the lock detector 17 can perform the lock detection described above.

ただし、チャージポンプ14の回路構成はこれに限定されるものではなく、入力される位相差信号に応じて、より機能的に言えば、PLL回路1がロック状態であるか否かに応じて、その駆動電流が変動する構成であれば、いかなる回路構成を採用しても構わない。   However, the circuit configuration of the charge pump 14 is not limited to this, and according to the phase difference signal input, more functionally speaking, depending on whether the PLL circuit 1 is in the locked state, Any circuit configuration may be adopted as long as the drive current varies.

また、上記の実施形態では、ロック検出に際してチャージポンプ14の駆動電流を電流計で直接計測する構成を例に挙げて説明を行ったが、ロック検出器17の回路構成はこれに限定されるものではなく、例えば、図4に示すように、チャージポンプ14の駆動電流に応じた参照電圧Vaを生成する抵抗Rと、当該参照電圧Va(抵抗Rとチャージポンプ14の駆動電力供給端との接続ノードで得られる電圧)と所定の基準電圧Vcompとの比較信号を生成する比較器CMPと、を有して成り、前記比較信号をロック検出信号として送出する構成としてもよい。   In the above embodiment, the description has been given by taking as an example a configuration in which the drive current of the charge pump 14 is directly measured by an ammeter when detecting the lock, but the circuit configuration of the lock detector 17 is limited to this. Instead, for example, as shown in FIG. 4, a resistor R that generates a reference voltage Va corresponding to the drive current of the charge pump 14 and a connection between the reference voltage Va (the resistor R and the drive power supply end of the charge pump 14). And a comparator CMP that generates a comparison signal between the voltage obtained at the node and a predetermined reference voltage Vcomp, and the comparison signal may be sent as a lock detection signal.

例えば、電源電圧VCCが3[V]、抵抗Rの抵抗値が500[Ω]であって、チャージポンプ14の駆動電流がPLLロック時で0.2[mA]、アンロック時で1[mA]であるとした場合、参照電圧Vaは、PLLロック時で2.9[V]、PLLアンロック時で2.5[V]となる。従って、基準電圧Vcompを両者間の電位(例えば、2.7[V])と設定しておくことにより、参照電圧Vaが基準電圧Vcompよりも高ければロック状態、低ければアンロック状態と判定することが可能となる。すなわち、比較器CMPで得られる比較信号をロック検出信号とすれば、その論理状態に基づいてPLL回路1のロック/アンロックを判定することが可能となる。なお、上記の比較信号は、参照電圧Vaと基準電圧Vcompとの高低に応じてその論理状態が一義的に決まるものであれば足り、PLLロック時にハイレベル、PLLアンロック時にローレベルとなる信号であってもよいし、逆に、PLLロック時にローレベル、PLLアンロック時にハイレベルとなる信号であってもよい。   For example, the power supply voltage VCC is 3 [V], the resistance value of the resistor R is 500 [Ω], and the drive current of the charge pump 14 is 0.2 [mA] when the PLL is locked and 1 [mA when unlocked. ], The reference voltage Va is 2.9 [V] when the PLL is locked and 2.5 [V] when the PLL is unlocked. Accordingly, by setting the reference voltage Vcomp as a potential between the two (for example, 2.7 [V]), it is determined that the reference voltage Va is higher than the reference voltage Vcomp, and is locked if it is lower. It becomes possible. That is, if the comparison signal obtained by the comparator CMP is a lock detection signal, the lock / unlock of the PLL circuit 1 can be determined based on the logic state. Note that the above comparison signal only needs to have a logical state that is uniquely determined according to the level of the reference voltage Va and the reference voltage Vcomp, and is a signal that is high when the PLL is locked and low when the PLL is unlocked. Alternatively, the signal may be a low level when the PLL is locked and a high level when the PLL is unlocked.

このような構成とすることにより、抵抗Rと比較器CMPから成る簡易な構成でロック検出器17を実現することができるので、従来のロック検出回路(図5を参照)に比べてその回路を大幅に簡略化することが可能となる。従って、従来のPLL回路に比べて、小型かつ低雑音でありながら、そのロック/アンロックを検出して高精度のフィードバックループ制御を行うことが可能となる。   By adopting such a configuration, the lock detector 17 can be realized with a simple configuration including the resistor R and the comparator CMP, so that the circuit is compared with the conventional lock detection circuit (see FIG. 5). It can be greatly simplified. Therefore, compared with the conventional PLL circuit, the lock / unlock can be detected and highly accurate feedback loop control can be performed while being small and low noise.

なお、上記の実施形態では、携帯端末などの通信機器に搭載される受信チューナの回路ブロックの1つとして、本発明に係るPLL回路1を搭載した構成を例に挙げて説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、他のいかなる用途で用いられるPLL回路にも広く適用することが可能である。   In the above embodiment, the configuration in which the PLL circuit 1 according to the present invention is mounted as an example of the circuit block of the reception tuner mounted in a communication device such as a portable terminal has been described. The configuration of the present invention is not limited to this, and can be widely applied to PLL circuits used for any other purpose.

また、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。   The configuration of the present invention can be variously modified within the scope of the present invention in addition to the above embodiment.

本発明に係るPLL回路は、小型かつ低雑音でありながら、そのロック/アンロックを検出して高精度のフィードバックループ制御を行うことが可能であるため、その小型化や通信安定性向上が要求される受信チューナや携帯端末等への搭載に好適であると言える。   The PLL circuit according to the present invention is capable of detecting the lock / unlock and performing highly accurate feedback loop control while being small and low in noise, and therefore requires a reduction in size and an improvement in communication stability. It can be said that it is suitable for mounting to a receiving tuner or a portable terminal.

は、本発明に係るPLL回路を搭載した通信機器の一構成例を示すブロック図である。These are block diagrams which show the example of 1 structure of the communication apparatus carrying the PLL circuit which concerns on this invention. は、PLL回路1の一実施形態を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a PLL circuit 1. は、チャージポンプ14の一構成例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of the charge pump 14. は、ロック検出器17の別構成例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing another configuration example of the lock detector 17. は、PLL回路の一従来構成例を示すブロック図である。These are block diagrams which show the example of 1 conventional structure of a PLL circuit.

符号の説明Explanation of symbols

1 PLL回路
11 基準信号発生器
12 可変分周器
13 位相比較器
14 チャージポンプ
15 ループフィルタ
16 電圧制御発振器(VCO)
17 ロック検出器
2 アンテナ
3 低雑音増幅器
4 ミキサ
5 増幅器
P1〜P8 Pチャネル電界効果型トランジスタ
N1〜N7 Nチャネル電界効果型トランジスタ
I 定電流源
T1 駆動電力供給端
T2、T3 位相差信号入力端
T4 電流信号出力端
R 抵抗
CMP 比較器
Reference Signs List 1 PLL circuit 11 Reference signal generator 12 Variable frequency divider 13 Phase comparator 14 Charge pump 15 Loop filter 16 Voltage controlled oscillator (VCO)
17 Lock detector 2 Antenna 3 Low noise amplifier 4 Mixer 5 Amplifier P1 to P8 P channel field effect transistor N1 to N7 N channel field effect transistor I Constant current source T1 Drive power supply terminal T2, T3 Phase difference signal input terminal T4 Current signal output terminal R resistance CMP comparator

Claims (6)

所定周波数の基準信号を生成する基準信号発生器と、入力される電圧信号に応じて可変周波数の発振信号を生成する電圧制御発振器と、前記発振信号を分周して分周信号を生成する分周器と、前記基準信号と前記分周信号の位相差を検出して位相差信号を生成する位相比較器と、前記位相差信号に応じた電流信号を生成するチャージポンプと、前記電流信号を電圧信号に変換して前記電圧制御発振器に入力するループフィルタと、上記一連のフィードバックループがロック状態であるか否かを検出するロック検出器と、を有して成るPLL回路であって、前記チャージポンプは、前記位相差信号に応じてその駆動電流が変動する構成とされており、前記ロック検出器は、前記チャージポンプの駆動電流変動を検出して前記フィードバックループがロック状態であるか否かを検出する構成とされていることを特徴とするPLL回路。   A reference signal generator that generates a reference signal of a predetermined frequency, a voltage-controlled oscillator that generates an oscillation signal of a variable frequency according to an input voltage signal, and a frequency-divided signal generated by dividing the oscillation signal A phase detector, a phase comparator that detects a phase difference between the reference signal and the divided signal to generate a phase difference signal, a charge pump that generates a current signal according to the phase difference signal, and the current signal A PLL circuit comprising: a loop filter that converts a voltage signal to be input to the voltage controlled oscillator; and a lock detector that detects whether or not the series of feedback loops is in a locked state, The charge pump is configured such that the drive current varies according to the phase difference signal, and the lock detector detects the change in the drive current of the charge pump and detects the feedback loop. There PLL circuit, characterized in that it is configured to detect whether or not the locked state. 前記チャージポンプは、前記電流信号の非出力時にその駆動電流を減ずる構成とされていることを特徴とする請求項1に記載のPLL回路。   The PLL circuit according to claim 1, wherein the charge pump is configured to reduce a drive current when the current signal is not output. 前記ロック検出器は、前記チャージポンプの駆動電流に応じた参照電圧を生成する抵抗と、前記参照電圧と所定の基準電圧との比較信号を生成する比較器と、を有して成ることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のPLL回路。   The lock detector includes a resistor that generates a reference voltage corresponding to a drive current of the charge pump, and a comparator that generates a comparison signal between the reference voltage and a predetermined reference voltage. The PLL circuit according to claim 1 or 2. 請求項1〜請求項3のいずれかに記載のPLL回路を有して成ることを特徴とする受信チューナ。   A receiving tuner comprising the PLL circuit according to any one of claims 1 to 3. 請求項4に記載の受信チューナを有して成ることを特徴とする通信機器。   A communication device comprising the reception tuner according to claim 4. 所定周波数の基準信号を生成する工程と、入力される電圧信号に応じて可変周波数の発振信号を生成する工程と、前記発振信号を分周して分周信号を生成する工程と、前記基準信号と前記分周信号の位相差を検出して位相差信号を生成する工程と、前記位相差信号に応じた電流信号を生成する工程と、前記電流信号を電圧信号に変換して前記発振信号の発振周波数を制御する工程と、前記位相差信号に応じたチャージポンプの駆動電流変動を検出して上記一連のフィードバックループがロック状態であるか否かを検出する工程と、を有して成ることを特徴とするPLL回路のロック検出方法。   Generating a reference signal having a predetermined frequency; generating a variable frequency oscillation signal according to an input voltage signal; dividing the oscillation signal to generate a divided signal; and the reference signal Detecting a phase difference between the divided signal and generating the phase difference signal, generating a current signal corresponding to the phase difference signal, converting the current signal into a voltage signal, A step of controlling an oscillation frequency, and a step of detecting whether or not the series of feedback loops are in a locked state by detecting fluctuations in the drive current of the charge pump according to the phase difference signal. A lock detection method for a PLL circuit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7605579B2 (en) * 2006-09-18 2009-10-20 Saifun Semiconductors Ltd. Measuring and controlling current consumption and output current of charge pumps

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