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JP2007318290A - Semiconductor integrated circuit for communication - Google Patents

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JP2007318290A
JP2007318290A JP2006143818A JP2006143818A JP2007318290A JP 2007318290 A JP2007318290 A JP 2007318290A JP 2006143818 A JP2006143818 A JP 2006143818A JP 2006143818 A JP2006143818 A JP 2006143818A JP 2007318290 A JP2007318290 A JP 2007318290A
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Japan
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frequency
signal
transmission
circuit
mhz
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Application number
JP2006143818A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiya Uozumi
俊弥 魚住
Jiro Shinpo
二郎 新保
Ryoichi Takano
亮一 高野
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Renesas Technology Corp
Original Assignee
Renesas Technology Corp
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Publication date
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the circuit scale of a compensation circuit for reducing the phase noise of a PLL circuit and simplifies control for the compensation circuit, while alleviating non-linear effect resulting from mismatch between a source current injection transistor and a sink current discharge transistor at a charge pump circuit CPC of the PLL circuit, wherein the PLL circuit is a fractional N PLL circuit included in a semiconductor integrated circuit for RF communication as a frequency synthesizer in use for transmitting/receiving operation. <P>SOLUTION: A closed loop band of a fractional N PLL circuit is set to narrow bands of dozens of kHz order, as a frequency synthesizer Frct_Synth in use for transmitting/receiving operation. Alleviation of non-linear effect resulting from mismatch between two transistors at a charge pump circuit CPC can be actualized by a simplest method, injecting dc current Ioffset into a loop filter LFC by offset circuits MN2 and MN3 or discharging Ioffset from the LFC. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、分周比Nが整数だけでなく分数(小数)を含むフラクショナルN PLL(Phase Locked Loop)回路を具備するRF通信用半導体集積回路に関し、特に、受信動作と送信動作とに使用する周波数シンサセイザとしてフラクショナルN PLL回路を具備したRF通信用半導体集積回路において、フラクショナルN PLL回路のチャージポンプ回路CPCのソース電流注入トランジスタとスィンク電流放出トランジスタとのミスマッチに起因する非線型性の影響を軽減する一方、フラクショナルN PLL回路の位相ノイズを低減するための補償回路の回路規模を小さくするとともに補償回路の制御も単純化するのに有益な技術に関する。   The present invention relates to a semiconductor integrated circuit for RF communication including a fractional N PLL (Phase Locked Loop) circuit in which a frequency division ratio N includes not only an integer but also a fraction (decimal number), and particularly used for a reception operation and a transmission operation. In a semiconductor integrated circuit for RF communication equipped with a fractional N PLL circuit as a frequency synthesizer, the influence of nonlinearity due to mismatch between the source current injection transistor and the sink current emission transistor of the charge pump circuit CPC of the fractional N PLL circuit is reduced. On the other hand, the present invention relates to a technique useful for reducing the circuit scale of the compensation circuit for reducing the phase noise of the fractional N PLL circuit and simplifying the control of the compensation circuit.

分周比が整数のみの一般的なPLL回路ではロックド・ループの周波数解像度は基準周波数fREFとなるので、精密な周波数解像度が必要な場合は小さな基準周波数fREFを必要とし、従って小さな(狭い)ループ周波数帯域となる。狭いループ周波数帯域はPLL回路のロック周波数決定に長いスイッチング時間を要するので望ましくなく、また、PLL回路の電圧制御発振器(VCO)の位相雑音の抑圧が不十分でPLL回路外部からの雑音の影響を受けやすい。 In a general PLL circuit with only an integer division ratio, the frequency resolution of the locked loop is the reference frequency f REF , so that a small reference frequency f REF is required when precise frequency resolution is required, and thus a small (narrow) ) Loop frequency band. A narrow loop frequency band is not desirable because it takes a long switching time to determine the lock frequency of the PLL circuit, and the phase noise of the voltage controlled oscillator (VCO) of the PLL circuit is not sufficiently suppressed, and the influence of noise from outside the PLL circuit is Easy to receive.

フラクショナルシンセサイザは基準周波数fREFよりも精密な周波数解像度を持つために開発され、フラクショナルN分周器では分周比は周期的にNからN+1に変更され、結果的に平均分周比はNよりも(N+1)分周のデューティー比分だけ増加する。累積加算器(アキュムレータ)からのオーバーフローは、瞬時の分周比を変調するために使用される。 The fractional synthesizer was developed to have a finer frequency resolution than the reference frequency f REF . In the fractional N divider, the division ratio is periodically changed from N to N + 1, and as a result, the average division ratio is greater than N. Also increases by the duty ratio of (N + 1) division. The overflow from the accumulator is used to modulate the instantaneous division ratio.

このようにフラクショナルPLL回路は、PLL回路の負帰還ループ中の分周器の分周比Nが整数だけでなく分数(小数)を含む有理数である。このフラクショナルN分周によって、与えられたチャンネルスペーシングに対する広いループ帯域は高速・セットリングタイムを可能とし、電圧制御発振器に要求される位相ノイズ要求も低くなる。また、下記非特許文献1には、1次ΔΣ変調器(ΣΔ変調器とも呼ばれる)の累積加算器(アキュムレータ)に関係した分周比がn/n+1の二重係数分周器(Dual Modulus Divider)が記載されている。累積加算器のオーバーフローの条件がn+1への分周へのシフトに使用されている。さらに、下記非特許文献2には、フラクショナルN分周に高次ΔΣ変調による高次ノイズシェービング技術によりフラクショナルN周波数合成でのスプリアス出力周波数も低減すると報告されている。   Thus, in the fractional PLL circuit, the frequency division ratio N of the frequency divider in the negative feedback loop of the PLL circuit is a rational number including not only an integer but also a fraction (decimal number). This fractional N division allows a wide loop bandwidth for a given channel spacing to allow for fast settling times and lower phase noise requirements for voltage controlled oscillators. Non-Patent Document 1 below discloses a dual coefficient divider having a division ratio of n / n + 1 related to a cumulative adder (accumulator) of a primary ΔΣ modulator (also referred to as a ΣΔ modulator). ) Is described. The cumulative adder overflow condition is used to shift to n + 1 division. Further, Non-Patent Document 2 below reports that the spurious output frequency in the fractional N frequency synthesis is also reduced by the high order noise shaving technique using the high order ΔΣ modulation for the fractional N division.

さらに、下記非特許文献3には、1次ΣΔ変調器を複数多段としたMASH(Multistage noise Shaping Technique)を用いたフラクショナルN周波数シンサセイザが報告されている。   Further, Non-Patent Document 3 below reports a fractional N frequency synthesizer using MASH (Multistage Noise Shaping Technique) in which a plurality of primary ΣΔ modulators are multistage.

また、下記非特許文献4には、WCDMA(Wide Band Channel-Division Multiple Access)用途のRF半導体集積回路に採用するためのスプリアス雑音補償と線型化技術とを採用した700KHzの周波数帯域のフラクショナルN周波数シンサセイザが、記載されている。このRF半導体集積回路は、広帯域において直接変調の送信方式を採用している。また、フラクショナルPLL回路のクローズドループ帯域幅は700KHzと、極めて広い帯域となっている。さらに、このフラクショナルN周波数シンサセイザの位相比較器は、データ入力端子に電源電圧VDDが供給されてクロック入力端子に基準周波数信号が供給されたアップ用のフリップフロップと、データ入力端子に電源電圧VDDが供給されてクロック入力端子に分周器からの分周出力信号が供給されたダウン用のフリップフロップと、アップ用のフリップフロップの出力信号とダウン用のフリップフロップの出力信号とが2つの入力端子に供給されたAND回路と、AND回路の出力信号が供給された遅延回路とを含んでいる。遅延回路の出力信号は、アップ用のフリップフロップのリセット入力端子とダウン用のフリップフロップのリセット入力端子とに供給される。電圧制御発振器の発振周波数を制御する位相制御電圧を生成するローパス・フィルターにソース電流を供給するチャージポンプ回路のPチャンネルMOSトランジスタのゲート入力端子はアップ用のフリップフロップの出力信号により駆動され、ローパス・フィルターからスィンク電流を流すNチャンネルMOSトランジスタのゲート入力端子はダウン用のフリップフロップの出力信号により駆動される。この非特許文献4には、PLLビルディングブロックでの非線型性は、主として位相比較器とチャージポンプ回路の入出力特性であり、特にフラクショナルPLL回路の帯域内スプリアス雑音を増加すると記載している。またこの非特許文献4は、位相比較器とチャージポンプ回路との典型的な非線型性は、チャージポンプ回路のP−MOSとN−MOSとのミスマッチに起因すると記載している。さらに非特許文献4は、他の非線型性は、特に位相差が小さい場合での位相差ΔΦ対注入電荷Qで示されると記載している。また、非特許文献4は、この非線型性の影響を完全に回避するためには、位相比較器とチャージポンプ回路とをそれらのより線型な部分で動作させることであると記載している。さらに非特許文献4は、これを達成する最も単純な方法は、ループフィルタにdc直流電流を注入することであるが、参照スプリアス雑音を強調すると言う欠点があると記載している。また、非特許文献4は、より良い解決は、位相比較器とチャージポンプ回路をその非線型部分の外部で動作するように長いパルス幅とされて位相比較器入力の比較エッジに同期した周期電流パルスをループフィルタに注入することであると記載している。 Non-Patent Document 4 below describes a fractional N frequency in a 700 KHz frequency band employing spurious noise compensation and linearization technology for use in an RF semiconductor integrated circuit for WCDMA (Wide Band Channel-Division Multiple Access) applications. A synthesizer is described. This RF semiconductor integrated circuit employs a direct modulation transmission system in a wide band. Further, the closed loop bandwidth of the fractional PLL circuit is 700 KHz, which is an extremely wide bandwidth. Further, the phase comparator of this fractional N frequency synthesizer includes an up flip-flop in which the power supply voltage V DD is supplied to the data input terminal and the reference frequency signal is supplied to the clock input terminal, and the power supply voltage V There are two down flip-flops to which DD is supplied and the frequency division output signal from the frequency divider is supplied to the clock input terminal, the output signal of the up flip-flop and the output signal of the down flip-flop. An AND circuit supplied to the input terminal and a delay circuit supplied with an output signal of the AND circuit are included. The output signal of the delay circuit is supplied to the reset input terminal of the up flip-flop and the reset input terminal of the down flip-flop. The gate input terminal of the P-channel MOS transistor of the charge pump circuit that supplies the source current to the low-pass filter that generates the phase control voltage for controlling the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator is driven by the output signal of the flip-flop for up-pass. The gate input terminal of the N-channel MOS transistor for passing a sink current from the filter is driven by the output signal of the down flip-flop. This Non-Patent Document 4 describes that the nonlinearity in the PLL building block is mainly the input / output characteristics of the phase comparator and the charge pump circuit, and in particular, increases the in-band spurious noise of the fractional PLL circuit. Non-Patent Document 4 describes that typical nonlinearity between the phase comparator and the charge pump circuit is caused by a mismatch between the P-MOS and the N-MOS of the charge pump circuit. Further, Non-Patent Document 4 describes that other nonlinearity is indicated by the phase difference ΔΦ versus the injected charge Q especially when the phase difference is small. Non-Patent Document 4 describes that in order to completely avoid the influence of this non-linearity, the phase comparator and the charge pump circuit are operated in their more linear portions. Furthermore, Non-Patent Document 4 describes that the simplest way to achieve this is to inject a dc direct current into the loop filter, but has the disadvantage of enhancing the reference spurious noise. Further, Non-Patent Document 4 discloses that a better solution is a periodic current synchronized with the comparison edge of the phase comparator input with a long pulse width so that the phase comparator and the charge pump circuit operate outside the nonlinear portion. It is described that the pulse is injected into the loop filter.

さらに、下記非特許文献5には、前記非特許文献4に記載の周期電流パルスのループフィルタへの注入と類似した追加パルスソース電流と追加パルススィンク電流とをループフィルタに流すチャージポンプ線型化技術と位相ノイズキャンセル技術が紹介されている。これにより、ブルートース準拠無線LAN(Local Area Network)送信機として構成したCMOSΔΣフラクショナル−N PLLとダイレクトコンバージョン・ブルートース準拠受信機のための局部発振器において、必要とされた1−Mb/sの転送信号のループ内の変調を可能とする十分に広い460KHzの帯域幅で必要とされる位相ノイズとスプリアス特性との仕様を達成したと報告している。   Further, the following Non-Patent Document 5 describes a charge pump linearization technique in which an additional pulse source current and an additional pulse sink current that are similar to the injection of the periodic current pulse into the loop filter described in Non-Patent Document 4 are passed through the loop filter. And phase noise cancellation technology is introduced. As a result, in a local oscillator for a CMOS ΔΣ fractional-N PLL configured as a Bluetooth-compliant wireless LAN (Local Area Network) transmitter and a direct-conversion Bluetooth-compliant receiver, a required 1-Mb / s transfer signal is transmitted. It reports that it has achieved the required specifications for phase noise and spurious characteristics with a sufficiently wide 460 KHz bandwidth that allows modulation within the loop.

Brian Miller and Robert J. Conley ”A Multiple Modulator Fractional Divider”, IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT, VOL.40.NO.3.JUNE 1991.PP.578−583.Brian Miller and Robert J.M. Conley “A Multiple Modulator Fractional Divider”, IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT, VOL. 40. NO. 3. JUNE 1991. PP. 578-583. Tom A.D.Riley et al“Delta−Sigma Modulation in Fractional−N Frequency Synthesis”, IEEE JOUNAL OF SOLID−STATE CIRCUITS, VOL.28.NO.5.MAY 1993.PP.553−559.Tom A. D. Riley et al “Delta-Sigma Modulation in Fractional-N Frequency Synthesis”, IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL. 28. NO. 5. MAY 1993. PP. 553-559. A.E.Hussein and M.I.Elmasry “A FRACTIONAL−N FREQUENCY SYNTHESIZER FOR WIRELESS COMMUNICATIONS”, 2002 IEEE International Symposium Circuits and Systems,PP.IV−513−IV−516.A. E. Hussein and M.M. I. Elmasry "A FRACTIONIONAL-N FREQUENCY SYNTHESIZER FOR WIRELESS COMMUNICATIONS", 2002 IEEE International Symposium Circuits and Systems, PP. IV-513-IV-516. Enrico Temporiti et al,“A 700−kHz Bandwidth ΣΔ Fractinal Synthesizer With Spur Compensation and Linearization Techniques for WCDMA Applications”, IEEE JOUNAL OF SOLID−STATE CIRCUITS, VOL.39.NO.9.SEPTEMBER 2004.PP.1446−1454.Enrico Temporiti et al, “A 700-kHz Bandwidth ΣΔ Fractional Synthesizer With Spur Compensation and Linearization Technologies for WCDMA Applications I WID 39. NO. 9. SEPTEMBER 2004. PP. 1446-1454. Sudhakar Pamarti et al,”A Wideband 2.4−GHz Delta−Sigma Fractional−N PLL With 1−Mb/s In−Loop Modulation“, IEEE JOUNAL OF SOLID−STATE CIRCUITS, VOL.39.NO.1.JANUARY 2004.PP.49−62.Sudhakar Parmarti et al, “A Wideband 2.4-GHz Delta-Sigma Fractional-N PLL With 1-Mb / s In-Loop Modulation,” IEEE JOUNAL OF SOLIT SOLITOLS 39. NO. 1. JANUARY 2004. PP. 49-62.

本発明に先立って、本発明者等は、GSM方式の通信に対応するRF ICの開発に従事した。   Prior to the present invention, the inventors engaged in the development of an RF IC corresponding to GSM communication.

GSM方式(Global System for Mobile Communication)は、TDMA方式のひとつとして、位相変調のみを使用するGMSK(Gaussian minimum Shift Keying)変調を行う通信方式である。尚、TDMAは、Time-Division Multiple Accessの略称である。このTDMA方式では、携帯電話端末機器の複数のタイムスロットのそれぞれのタイムスロットを、アイドル状態と、基地局からの受信動作と、前記基地局への送信動作とのいずれかに設定可能である。このGSM方式と比較して、通信データ転送レートを改善する方式も知られている。この改善方式として、位相変調とともに振幅変調を使用するEDGE(Enhanced Data for GSM Evolution; Enhanced Data for GPRS)方式も最近注目されている。尚、GPRSはGeneral Packet Radio Serviceの略称である。   The GSM system (Global System for Mobile Communication) is a communication system that performs GMSK (Gaussian minimum Shift Keying) modulation using only phase modulation as one of TDMA systems. TDMA is an abbreviation for Time-Division Multiple Access. In the TDMA system, each time slot of the plurality of time slots of the mobile phone terminal device can be set to any of an idle state, a reception operation from the base station, and a transmission operation to the base station. A method for improving a communication data transfer rate as compared with the GSM method is also known. As an improvement method, an EDGE (Enhanced Data for GSM Evolution) method that uses amplitude modulation as well as phase modulation has recently been attracting attention. GPRS is an abbreviation for General Packet Radio Service.

このRF ICのフラクショナルPLL回路では、水晶振動子とベースバンドLSIからの自動周波数制御(AFC)信号とにより安定で正確な基準信号を生成する基準周波数発振器DCXOの基準発振周波数fREFをベースにRF送信用電圧制御発振器TXVCOの発振周波数fTXVCOを生成する。最近のGSM通信方式に対応するRF ICは、GSM850MHz、GSM900MHz、DCS1800MHz、PCS1900MHzの4つの周波数帯に対応するように構成されている。従って、RF送信用電圧制御発振器TXVCOの発振周波数fTXVCOも、この4つの周波数バンドに対応しなければならない。RF ICの基準周波数発振器DCXOの基準発振周波数fREFは数十MHzのオーダーの周波数であるのに対して、複数の周波数バンドに対応するRF送信用電圧制御発振器TXVCOの発振周波数fTXVCOは数GHzのオーダーの周波数となる。すなわち、基準周波数発振器DCXOの基準発振周波数fREFと比較すると、RF送信用電圧制御発振器TXVCOからの発振周波数fTXVCOは遥かに高い周波数となる。このように、RF ICのフラクショナルPLL回路は、基準周波数発振器DCXOの数十MHzのオーダーの基準発振周波数fREFをフラクショナルN分周比の逆数である周波数逓倍比による周波数逓倍を行うことにより、数GHzのオーダーのRF送信用電圧制御発振器TXVCOの基準発振周波数fTXVCOを生成する。 This RF IC fractional PLL circuit is based on a reference oscillation frequency f REF of a reference frequency oscillator DCXO that generates a stable and accurate reference signal by a crystal oscillator and an automatic frequency control (AFC) signal from a baseband LSI. An oscillation frequency f TXVCO of the transmission voltage controlled oscillator TXVCO is generated. An RF IC corresponding to a recent GSM communication system is configured to correspond to four frequency bands of GSM850 MHz, GSM900 MHz, DCS1800 MHz, and PCS1900 MHz. Therefore, the oscillation frequency f TXVCO of the RF transmission voltage controlled oscillator TXVCO must also correspond to these four frequency bands. The reference oscillation frequency f REF of the RF IC reference frequency oscillator DCXO is on the order of several tens of MHz, whereas the oscillation frequency f TXVCO of the RF transmission voltage controlled oscillator TXVCO corresponding to a plurality of frequency bands is several GHz. The frequency of the order. That is, compared with the reference oscillation frequency f REF of the reference frequency oscillator DCXO, the oscillation frequency f TXVCO from the RF transmission voltage control oscillator TXVCO is a much higher frequency. As described above, the RF IC fractional PLL circuit performs a frequency multiplication by multiplying the reference oscillation frequency f REF in the order of several tens of MHz of the reference frequency oscillator DCXO by a frequency multiplication ratio that is a reciprocal of the fractional N division ratio. A reference oscillation frequency f TXVCO of the RF transmission voltage controlled oscillator TXVCO of the order of GHz is generated.

図1は、本発明に先立って本発明者等によって検討された通信用半導体集積回路RF ICのチップ上に形成されたフラクショナルシンサセイザFrct_Synthの構成を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a fractional synthesizer Frct_Synth formed on a chip of a communication semiconductor integrated circuit RF IC examined by the present inventors prior to the present invention.

同図に示すように、フラクショナルシンサセイザFrct_Synthは、水晶振動子Xtalと図示しないベースバンドLSIからの自動周波数制御(AFC)信号とによって安定でかつ正確な基準発振周波数fREFに設定された基準周波数発振器DCXOを含む。この基準発振周波数fREFは、例えば26MHzの周波数に設定されている。基準周波数発振器DCXOからの基準発振周波数fREFの基準周波数信号は、フラクショナルPLL回路の位相比較器PDCの一方の入力端子に供給されている。位相比較器PDCの出力は、チャージポンプ回路CPCとローパスフィルターLFCとを介してRF電圧制御発振器RFVCOに供給される。このRF電圧制御発振器RFVCOの出力は分周器DIVの入力に供給され、分周器DIVの分周出力信号は位相比較器PDCの他方の入力端子に供給される。分周器DIVの分周比を制御する制御入力端子には、分周比設定ロジックDRSLに接続され、分周比設定ロジックDRSLには図示しないベースバンドLSIからのRF通信のためのチャンネル選択情報Channel_infが供給される。尚、分周器DIVはカウンタで構成され、例えばRF電圧制御発振器RFVCOの出力のローレベルからハイレベルへの変化をゼロからカウントアップして、分周比を制御する制御入力端子に設定された値から1を引いた値の頻度で、分周器DIVの分周出力信号をローレベルからハイレベルに変化させる。分周器DIVの分周出力信号がハイレベルとなったら、次のRF電圧制御発振器RFVCOの出力のローレベルからハイレベルへの変化により、カウンタのカウント値をゼロとし、分周器DIVの分周出力信号をローレベルに戻して、次の分周動作を実行する。分周比設定ロジックDRSLは、分周比演算器DRALUとΣΔ変調器ΣΔModと加算器ADDとから構成されている。まず、分周比演算器DRALUの整数ユニットIntと分数ユニットFraとは、入力されたチャンネル選択情報Channel_infに基づいて整数値情報Iと分数値情報Fとを計算する。分周比演算器DRALUの整数ユニットIntからの整数値情報Iは加算器ADDの一方の入力端子に供給され、分周比演算器DRALUの分数ユニットFraからの分数値情報FはΣΔ変調器ΣΔModに供給され、ΣΔ変調器ΣΔModには基準周波数発振器DCXOからの基準周波数信号はfREFが動作クロック信号として更に供給される。一方、ΣΔ変調器ΣΔModは内部情報として分周比を設定する分母情報Gを保持している。一例として、分母情報Gは、1625に設定されている。ΣΔ変調器ΣΔModは、分数値情報Fと分母情報Gとから、分数値情報F÷分母情報G、一例として403/1625の分数(フラクション)の情報を持つ出力信号F/Gを生成して、加算器ADDの他方の入力端子に供給する。加算器ADDは整数値情報I(一例として、I=137)と出力信号F/GとからI+F/G、一例として137+(403/1625)=137.248の出力情報を平均分周比Nとして分周器DIVに供給する。その結果、分周器DIVの平均分周比が137.248と整数と分数(小数)とを含む値に設定される。従って、フラクショナルシンサセイザFrct_Synthは、基準周波数発振器DCXOからの基準発振周波数fREFの26MHzと平均分周比N(137.248)とを乗算した3568.448MHzの発振周波数fRFVCOのRF発振出力信号を生成する。また、平均分周比Nについて詳しく述べると、分周比演算器DRALUの整数ユニットIntからの整数値情報I(I=137)と、ΣΔ変調器ΣΔModからの出力信号F/Gに応じた頻度(403/1625)で発生するオーバーフロー・1ビット出力とに応答して、分周器DIVの分周比nはn(=I=137)からn+1(=I+1=138)に変更される。従って、分周器DIVの分周比がn(=I=137)となる頻度は1222/1625=75.2%で、分周器DIVの分周比がn+1(=I+1=138)となる頻度は403/1625=24.8%である。従って、平均分周比Nは、137×0.752+138×0.248=137.248となる。 As shown in the figure, the fractional synthesizer Frct_Synth is a reference frequency set to a stable and accurate reference oscillation frequency f REF by a crystal resonator Xtal and an automatic frequency control (AFC) signal from a baseband LSI not shown. An oscillator DCXO is included. The reference oscillation frequency f REF is set to a frequency of 26 MHz, for example. The reference frequency signal of the reference oscillation frequency f REF from the reference frequency oscillator DCXO is supplied to one input terminal of the phase comparator PDC of the fractional PLL circuit. The output of the phase comparator PDC is supplied to the RF voltage controlled oscillator RFVCO via the charge pump circuit CPC and the low pass filter LFC. The output of the RF voltage controlled oscillator RFVCO is supplied to the input of the frequency divider DIV, and the frequency division output signal of the frequency divider DIV is supplied to the other input terminal of the phase comparator PDC. A control input terminal for controlling the frequency division ratio of the frequency divider DIV is connected to a frequency division ratio setting logic DRSL. The frequency division ratio setting logic DRSL has channel selection information for RF communication from a baseband LSI (not shown). Channel_inf is supplied. The frequency divider DIV is composed of a counter, and is set, for example, as a control input terminal for controlling the frequency division ratio by counting up the change from low level to high level of the output of the RF voltage controlled oscillator RFVCO from zero. The frequency division output signal of the frequency divider DIV is changed from the low level to the high level at a frequency of a value obtained by subtracting 1 from the value. When the frequency-divided output signal of the frequency divider DIV becomes high level, the count value of the counter is set to zero by the change of the output of the next RF voltage controlled oscillator RFVCO from low level to high level, and the frequency of the frequency divider DIV is divided. The frequency output signal is returned to the low level, and the next frequency division operation is executed. The frequency division ratio setting logic DRSL includes a frequency division ratio calculator DRALU, a ΣΔ modulator ΣΔMod, and an adder ADD. First, the integer unit Int and the fractional unit Fra of the frequency division ratio calculator DRALU calculate integer value information I and fractional value information F based on the input channel selection information Channel_inf. The integer value information I from the integer unit Int of the division ratio calculator DRALU is supplied to one input terminal of the adder ADD, and the fractional value information F from the fraction unit Fra of the division ratio calculator DRALU is supplied to the ΣΔ modulator ΣΔMod. It is supplied to the reference frequency signal from the reference frequency oscillator DCXO the ΣΔ modulator ΣΔMod is further supplied as f REF is the operating clock signal. On the other hand, the ΣΔ modulator ΣΔMod holds denominator information G for setting a frequency division ratio as internal information. As an example, the denominator information G is set to 1625. The ΣΔ modulator ΣΔMod generates an output signal F / G having fractional value information F / denominator information G, for example, 403/1625 fraction information from fractional value information F and denominator information G, The other input terminal of the adder ADD is supplied. The adder ADD sets the output information of the integer value information I (for example, I = 137) and the output signal F / G to I + F / G, for example, 137+ (403/1625) = 137.248 as the average division ratio N. Supply to frequency divider DIV. As a result, the average frequency division ratio of the frequency divider DIV is set to a value including 137.248, an integer and a fraction (decimal number). Thus, the fractional examination constellation Frct_Synth the RF oscillation output signal of the oscillation frequency f RFVCO of 3568.448MHz that the 26MHz reference oscillation frequency f REF by multiplying the average frequency division ratio N (137.248) from the reference frequency oscillator DCXO Generate. Further, the average frequency division ratio N will be described in detail. The frequency according to the integer value information I (I = 137) from the integer unit Int of the frequency division ratio calculator DRALU and the output signal F / G from the ΣΔ modulator ΣΔMod. In response to the overflow and 1-bit output generated at (403/1625), the frequency division ratio n of the frequency divider DIV is changed from n (= I = 137) to n + 1 (= I + 1 = 138). Therefore, the frequency at which the frequency division ratio of the frequency divider DIV is n (= I = 137) is 1222/1652 = 75.2%, and the frequency division ratio of the frequency divider DIV is n + 1 (= I + 1 = 138). The frequency is 403/1625 = 24.8%. Therefore, the average frequency division ratio N is 137 × 0.752 + 138 × 0.248 = 137.248.

図2は、図1に示したフラクショナルシンサセイザFrct_SynthのΣΔ変調器ΣΔModの構成を示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the ΣΔ modulator ΣΔMod of the fractional synthesizer Frct_Synth shown in FIG.

同図に示すように、分周比演算器DRALUの分数ユニットFraからの分数値情報Fは第1加算器Sum1の一方の入力端子に入力信号(A)として供給される一方、第1加算器Sum1の他方の入力端子には後に説明する第2加算器Sum2の出力信号(C)が供給される。第1加算器Sum1の出力信号は積分器Intgrtrとしての遅延回路に供給され、積分器Intgrtrの出力信号(B)は1ビット出力の量子化器qntzrの入力に供給される。量子化器qntzrの出力信号(D)は、所定のゲイン1/Gを持つ帰還回路fbcの入力に供給される。このゲイン1/Gの逆数Gは、ΣΔ変調器ΣΔModは内部情報として分周比を設定する分母情報G(一例として、G=1625)に対応する。従って、量子化器qntzrの1ビット出力信号(D)が“0”の非オーバーフロー状態では帰還回路fbcの出力はゼロとなり、量子化器qntzrの1ビット出力信号(D)が“1”のオーバーフロー状態では帰還回路fbcの出力は1625となる。従って、帰還回路fbcは、1ビットのD/A変換器として動作する。従って、量子化器qntzrの1ビット出力信号(D)が“1”のオーバーフロー状態が生じると、第2加算器Sum2では積分器Intgrtrの出力信号(B)の累積加算から帰還回路fbcの出力1625の減算が実行される。さらに、第2加算器Sum2の出力信号(C)は、第1加算器Sum1の他方の入力端子に供給される。また、非オーバーフロー状態・オーバーフロー状態を示す量子化器qntzrの1ビット出力信号(D)は、ΣΔ変調器ΣΔModの出力信号F/Gとして加算器ADDに供給される。   As shown in the figure, the fractional value information F from the fractional unit Fra of the frequency division ratio calculator DRALU is supplied as an input signal (A) to one input terminal of the first adder Sum1, while the first adder An output signal (C) of a second adder Sum2 described later is supplied to the other input terminal of Sum1. The output signal of the first adder Sum1 is supplied to a delay circuit as an integrator Ingtgrtr, and the output signal (B) of the integrator Ingtgrtr is supplied to the input of a quantizer qntzr having a 1-bit output. The output signal (D) of the quantizer qnttzr is supplied to the input of a feedback circuit fbc having a predetermined gain 1 / G. The reciprocal G of the gain 1 / G corresponds to denominator information G (for example, G = 1625) in which the ΣΔ modulator ΣΔMod sets a division ratio as internal information. Therefore, in the non-overflow state where the 1-bit output signal (D) of the quantizer qnttzr is “0”, the output of the feedback circuit fbc is zero, and the 1-bit output signal (D) of the quantizer qntzr is “1”. In the state, the output of the feedback circuit fbc is 1625. Therefore, the feedback circuit fbc operates as a 1-bit D / A converter. Accordingly, when an overflow state occurs in which the 1-bit output signal (D) of the quantizer qntzr is “1”, the second adder Sum2 outputs the output 1625 of the feedback circuit fbc from the cumulative addition of the output signal (B) of the integrator Ingtgrtr. Subtraction is performed. Further, the output signal (C) of the second adder Sum2 is supplied to the other input terminal of the first adder Sum1. The 1-bit output signal (D) of the quantizer qntzr indicating the non-overflow state / overflow state is supplied to the adder ADD as the output signal F / G of the ΣΔ modulator ΣΔMod.

図3は、図2に示したフラクショナルシンサセイザFrct_SynthのΣΔ変調器ΣΔModの動作を示す図である。尚、図3のラベル(A)から(D)は、図2の信号(A)から(D)に対応している。   FIG. 3 is a diagram showing an operation of the ΣΔ modulator ΣΔMod of the fractional synthesizer Frct_Synth shown in FIG. The labels (A) to (D) in FIG. 3 correspond to the signals (A) to (D) in FIG.

図1に示したようにΣΔ変調器ΣΔModには、基準周波数発振器DCXOからの基準周波数fREFを持つ基準周波数信号が動作クロック信号として供給される。また、図3の(A)に示すように、ΣΔ変調器ΣΔModの第1加算器Sum1の一方の入力端子には、入力信号(A)として分数値情報Fが定常的に供給されている。従って、動作クロック信号の1サイクルで、積分器Intgrtrの出力から1回の累積加算結果が得られる。図3の(B)に示すように、動作クロック信号の5サイクル目で、積分器Intgrtrの出力信号(B)から5回目の累積加算結果が得られる。また、図3の(D)に示すように、動作クロック信号の5サイクル目では、量子化器qntzrの1ビット出力信号(D)に“1”のオーバーフロー状態が現れる。すると、図3の(C)に示すように、第2加算器Sum2では積分器Intgrtrの出力の累積加算から帰還回路fbcの出力1625の減算が実行されて、出力信号(C)が生成される。尚、量子化器qntzrは、入力信号が0〜1624の場合には”0”の非オーバーフロー状態の1ビット出力信号を出力する一方、入力信号が1625もしくはそれよりも大きな値の場合には“1”のオーバーフロー状態の1ビット出力信号を出力する。以上のような動作が動作クロック信号fREFに応答して繰り返され、ΣΔ変調器ΣΔModからの分数情報F/G(403/1625)の頻度で“1”のオーバーフロー状態の1ビット出力信号が量子化器qntzrから生成される。 As shown in FIG. 1, the ΣΔ modulator ΣΔMod is supplied with a reference frequency signal having a reference frequency f REF from the reference frequency oscillator DCXO as an operation clock signal. Further, as shown in FIG. 3A, fractional value information F is steadily supplied as an input signal (A) to one input terminal of the first adder Sum1 of the ΣΔ modulator ΣΔMod. Therefore, one cumulative addition result is obtained from the output of the integrator Ingtgrtr in one cycle of the operation clock signal. As shown in FIG. 3B, the fifth cumulative addition result is obtained from the output signal (B) of the integrator Intgrtr in the fifth cycle of the operation clock signal. Further, as shown in FIG. 3D, an overflow state of “1” appears in the 1-bit output signal (D) of the quantizer qntzr in the fifth cycle of the operation clock signal. Then, as shown in FIG. 3C, in the second adder Sum2, the output 1625 of the feedback circuit fbc is subtracted from the cumulative addition of the output of the integrator Intgrtr to generate the output signal (C). . The quantizer qnttzr outputs a 1-bit output signal in a non-overflow state of “0” when the input signal is 0 to 1624, while “0” when the input signal is 1625 or larger. A 1-bit output signal in an overflow state of 1 ″ is output. The above operation is repeated in response to the operation clock signal f REF, and the 1-bit output signal in the overflow state of “1” is quantized at the frequency of the fraction information F / G (403/1625) from the ΣΔ modulator ΣΔMod. Generated from the generator qntzr.

図2に示した量子化器qntzrの出力信号(D)、すなわちΣΔ変調器ΣΔModの1ビット出力信号F/Gは、図1の分周比設定ロジックDRSLの加算器ADDに供給され、この加算器ADDで分周比演算器DRALUの整数ユニットIntより供給される整数値情報Iと加算される。ΣΔ変調器ΣΔModの1ビット出力信号が“0”の非オーバーフロー状態ではフラクショナルシンサセイザFrct_Synthの分周器DIVの分周比nは整数値情報I(I=137)に設定され、ΣΔ変調器ΣΔModの1ビット出力信号が“1”のオーバーフロー状態ではフラクショナルシンサセイザFrct_Synthの分周器DIVの分周比は(n+1)(=(I+1)=138)に設定されて、その結果、平均分周比Nは137.248となる。   The output signal (D) of the quantizer qntzr shown in FIG. 2, that is, the 1-bit output signal F / G of the ΣΔ modulator ΣΔMod is supplied to the adder ADD of the frequency division ratio setting logic DRSL of FIG. Is added to the integer value information I supplied from the integer unit Int of the division ratio calculator DRALU. In the non-overflow state where the 1-bit output signal of the ΣΔ modulator ΣΔMod is “0”, the frequency division ratio n of the frequency divider DIV of the fractional synthesizer Frct_Synth is set to integer value information I (I = 137), and the ΣΔ modulator ΣΔMod In the overflow state of the 1-bit output signal of “1”, the frequency division ratio of the frequency divider DIV of the fractional synthesizer Frct_Synth is set to (n + 1) (= (I + 1) = 138), and as a result, the average frequency division ratio N is 137.248.

図4は、図1のフラクショナルシンサセイザFrct_Synthで使用されるMASH(Multistage noise Shaping Technique)により構成されたMASH方式のΣΔ変調器ΣΔModを示す図である。MASH方式のΣΔ変調器は、1次ΣΔ変調器を多段接続したもので、n次ΣΔ変調ノイズ・シェービング特性が得られるものである。   FIG. 4 is a diagram showing a MASH type ΣΔ modulator ΣΔMod configured by MASH (Multistage Noise Shaping Technique) used in the fractional synthesizer Frct_Synth of FIG. The MASH type ΣΔ modulator is a multi-stage connection of a first-order ΣΔ modulator, and an n-order ΣΔ modulation noise / shaving characteristic is obtained.

同図に示すように、1段目のΣΔ変調器は、図2に示したΣΔ変調器ΣΔModと同様に加算器Sum11、積分器Intgrtr11としての遅延回路、1ビット出力の量子化器qntzr1、ゲイン1/Gを持つ帰還回路fbc1、加算器Sum12を含むとともに、量子化器qntzr1の出力は積分器Intgrtr12を介して出力F/Gの加算器Sum13に伝達される。1段目のΣΔ変調器の加算器Sum12の出力は、2段目のΣΔ変調器へ伝達される。1段目のΣΔ変調器と同様に、2段目のΣΔ変調器は、加算器Sum21、積分器Intgrtr21としての遅延回路、1ビット出力の量子化器qntzr2、ゲイン1/Gを持つ帰還回路fbc2、加算器Sum22、積分器Intgrtr22、加算器Sum23を含むとともに、加算器Sum23の出力と加算器Sum13の入力との間に接続されたディジタル微分器dif11を含む。2段目のΣΔ変調器の加算器Sum22の出力は、3段目のΣΔ変調器へ伝達される。3段目のΣΔ変調器は、加算器Sum31、積分器Intgrtr31としての遅延回路、1ビット出力の量子化器qntzr3、ゲイン1/Gを持つ帰還回路fbc3、加算器Sum32を含み、量子化器qntzr3の出力はディジタル微分器dif21を介して加算器Sum23に伝達される。   As shown in the figure, the ΣΔ modulator in the first stage is similar to the ΣΔ modulator ΣΔMod shown in FIG. 2, an adder Sum11, a delay circuit as an integrator Ingtgrtr11, a 1-bit output quantizer qntzr1, a gain A feedback circuit fbc1 having 1 / G and an adder Sum12 are included, and the output of the quantizer qntzr1 is transmitted to the adder Sum13 of the output F / G via the integrator Ingtgrtr12. The output of the adder Sum12 of the first stage ΣΔ modulator is transmitted to the second stage ΣΔ modulator. Similar to the first-stage ΣΔ modulator, the second-stage ΣΔ modulator includes an adder Sum21, a delay circuit as an integrator Ingtgrtr21, a 1-bit output quantizer qntzr2, and a feedback circuit fbc2 having a gain 1 / G. , An adder Sum22, an integrator Intgrtr22, and an adder Sum23, and a digital differentiator dif11 connected between the output of the adder Sum23 and the input of the adder Sum13. The output of the adder Sum22 of the second stage ΣΔ modulator is transmitted to the third stage ΣΔ modulator. The third-stage ΣΔ modulator includes an adder Sum31, a delay circuit as an integrator Ingtgrtr31, a 1-bit output quantizer qnttzr3, a feedback circuit fbc3 having a gain 1 / G, and an adder Sum32, and includes a quantizer qntzr3 Is transmitted to the adder Sum23 via the digital differentiator dif21.

この図4に示したΣΔ変調器ΣΔModは、3次のΣΔ変調器であり、上記の非特許文献3で報告された高次のΣΔ変調器ΣΔModと原理的に同一のものであり、ノイズ・シェービング特性を改善することができる。この高次のΣΔ変調器ΣΔModは3次のΣΔ変調器に限定されるものではなく、3次から5次のΣΔ変調器を使用することができる。   The ΣΔ modulator ΣΔMod shown in FIG. 4 is a third-order ΣΔ modulator, which is in principle the same as the higher-order ΣΔ modulator ΣΔMod reported in Non-Patent Document 3 above, The shaving characteristics can be improved. This high-order ΣΔ modulator ΣΔMod is not limited to a third-order ΣΔ modulator, and a third-order to fifth-order ΣΔ modulator can be used.

尚、図4に示すように、分数値情報Fが供給される入力端子と1段目のΣΔ変調器の加算器Sum11の入力との間には、別の加算部Sum0が接続されている。加算部Sum0の一方の入力端子には分数値情報Fが供給され、加算部Sum0の他方の入力端子にディザーditherの出力からの擬似ランダム雑音がディジタル微分器diff31とゲイン1に設定されたアンプ(1)を介して伝達される。   As shown in FIG. 4, another adder Sum0 is connected between the input terminal to which the fractional value information F is supplied and the input of the adder Sum11 of the first-stage ΣΔ modulator. The fractional value information F is supplied to one input terminal of the adding unit Sum0, and the pseudo random noise from the output of the dither dither is supplied to the other input terminal of the adding unit Sum0 by the digital differentiator diff31 and the gain (1) 1) is transmitted.

図5は、図4のディザーditherの回路構成を示す図である。同図に示すように、ディザーditherは、5段の遅延回路D1〜D5と排他的OR回路EXOR1、3段の遅延回路D6〜D8と排他的OR回路EXOR2、4段の遅延回路D9〜D12と排他的OR回路EXOR3、2段の遅延回路D13、D14で構成されている。初段の遅延回路D1に初期値が入力されることにより、最終段の遅延回路D14の出力が初段の遅延回路D1の入力に帰還される。このディザーditherの出力は215−1通りの組み合わせを持つ”0”と”1”の1ビットのストリームの擬似ランダム雑音である。その結果、ディザーditherの出力に接続されたディジタル微分器diff31の出力は+1、0、−1のいずれかとなるが、+1は連続して出力されず、−1も連続して出力されない。図4に示した高次のΣΔ変調器ΣΔMod(例えば、3次のΣΔ変調器)では、ディザーditherとディジタル微分器diff31とが省略されると、分数値情報Fに依存した高次のΣΔ変調器ΣΔModの回路の周期的な分周比変化によるスプリアス信号が発生する。このスプリアス信号を低減するため、図4の加算部Sum0の他方の入力端子に接続されたディザーditherからのディザー振幅を適切な値に設定する。その結果、擬似ランダム雑音によって高次のΣΔ変調器ΣΔModの回路の周期的な分周比変化によるノイズ(フラクショナルノイズ)を乱し、ディザーに際して周波数変換されるスプリアス信号を更に高域に周波数変換する。その結果、GMSK(Gaussian minimum Shift Keying)の規格で定められた送信変調スペクトラムの規格で厳しい400KHzの周波数帯域でのスプリアス信号のレベルを低減することができる。 FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration of the dither dither shown in FIG. As shown in the figure, the dither dither includes five stages of delay circuits D1 to D5, exclusive OR circuit EXOR1, three stages of delay circuits D6 to D8, exclusive OR circuit EXOR2, and four stages of delay circuits D9 to D12. The exclusive OR circuit EXOR3 comprises two delay circuits D13 and D14. By inputting the initial value to the first-stage delay circuit D1, the output of the last-stage delay circuit D14 is fed back to the input of the first-stage delay circuit D1. The output of this dither dither is pseudo-random noise of a 1-bit stream of “0” and “1” having 2 15 −1 combinations. As a result, the output of the digital differentiator diff31 connected to the output of the dither dither is either +1, 0, or -1, but +1 is not output continuously and -1 is not output continuously. In the high-order ΣΔ modulator ΣΔMod (for example, the third-order ΣΔ modulator) shown in FIG. A spurious signal is generated due to a periodic change in the frequency division ratio of the circuit of the device ΣΔMod. In order to reduce this spurious signal, the dither amplitude from the dither dither connected to the other input terminal of the adding unit Sum0 in FIG. 4 is set to an appropriate value. As a result, the pseudo random noise disturbs the noise (fractional noise) caused by the periodic division ratio change in the circuit of the higher-order ΣΔ modulator ΣΔMod, and further frequency-converts the spurious signal that is frequency-converted during dithering. . As a result, it is possible to reduce the level of the spurious signal in the 400 KHz frequency band which is strict with the transmission modulation spectrum standard defined by the GMSK (Gaussian minimum Shift Keying) standard.

図6は、図1のフラクショナルシンサセイザFrct_Synthの位相比較器PDCとチャージポンプ回路CPCとローパスフィルタLFCの回路構成を示す図である。尚、ローパスフィルタLFCからの制御出力電圧VCNTが大きくなると、RF電圧制御発振器RFVCOの出力信号の周波数は高くなる。   FIG. 6 is a diagram illustrating a circuit configuration of the phase comparator PDC, the charge pump circuit CPC, and the low-pass filter LFC of the fractional synthesizer Frct_Synth of FIG. When the control output voltage VCNT from the low pass filter LFC increases, the frequency of the output signal of the RF voltage controlled oscillator RFVCO increases.

同図に示すように、位相比較器PDCは、データ入力端子に電源電圧VDDが供給されてクロック入力端子に基準周波数発振器DCXOからの基準周波数信号VREFが供給されたアップ用のフリップフロップFF_Upと、データ入力端子に電源電圧VDDが供給されてクロック入力端子に分周器DIVからの分周出力信号VDIVが供給されたダウン用のフリップフロップFF_Dnと、アップ用のフリップフロップFF_Upの出力信号Qとダウン用のフリップフロップFF_Dnの出力信号Qとが2つの入力端子に供給されたNAND回路と、NAND回路の出力信号が供給された遅延回路Dly_Cirとを含んでいる。遅延回路Dly_Cirの出力信号Vは、アップ用のフリップフロップFF_Upのリセット入力端子/Rとダウン用のフリップフロップFF_Dnのリセット入力端子/Rとに供給される。電圧制御発振器RFVCOの発振周波数fRFVCOを制御する位相制御電圧を生成するローパスフィルタLFCにソース電流Isourceを供給するチャージポンプ回路CPCのPチャンネルMOSトランジスタMP1のゲート入力端子はアップ用のフリップフロップFF_Upの出力信号Q(VQREF)により駆動されたスイッチにより制御され、ローパスフィルタLFCからスィンク電流Isinkを流すNチャンネルMOSトランジスタMN1のゲート入力端子はダウン用のフリップフロップFF_Dnの出力信号Q(VQDIV)により駆動されたスイッチにより制御される。ローパスフィルタLFCは、複数の抵抗R1、R2と複数の容量C1、C2、C3とを含む高次(3次)のループフィルタによって構成されている。チャージポンプ回路CPCのソース電流Isourceとスィンク電流Isinkとは、容量C1の一端、抵抗R1の一端、抵抗R2の一端を駆動する。抵抗R2の他端と容量C3の一端の接続ノードから電圧制御発振器RFVCOの発振周波数fRFVCOを制御するための制御出力電圧VCNTが生成される。 As shown in the figure, the phase comparator PDC includes an up flip-flop FF_Up in which the power supply voltage V DD is supplied to the data input terminal and the reference frequency signal V REF from the reference frequency oscillator DCXO is supplied to the clock input terminal. And the output of the down flip-flop FF_Dn whose power input voltage V DD is supplied to the data input terminal and the divided output signal V DIV from the frequency divider DIV is supplied to the clock input terminal, and the output of the up flip-flop FF_Up It includes a NAND circuit in which the signal Q and the output signal Q of the down flip-flop FF_Dn are supplied to two input terminals, and a delay circuit Dly_Cir to which the output signal of the NAND circuit is supplied. The output signal VR of the delay circuit Dly_Cir is supplied to the reset input terminal / R of the up flip-flop FF_Up and the reset input terminal / R of the down flip-flop FF_Dn. Voltage controlled oscillator RFVCO oscillation frequency gate input terminal of the charge supplying a source current Isource to the low pass filter LFC for generating a phase control voltage for controlling the f RFVCO pump circuit CPC of P-channel MOS transistor MP1 of the flip-flop FF_Up for up The gate input terminal of an N-channel MOS transistor MN1 that is controlled by a switch driven by an output signal Q (V QREF ) and flows a sink current I sink from a low-pass filter LFC is an output signal Q (V QDIV ) of a down flip-flop FF_Dn. Controlled by a driven switch. The low-pass filter LFC is composed of a high-order (third-order) loop filter including a plurality of resistors R1 and R2 and a plurality of capacitors C1, C2, and C3. The source current Isource and the sink current I sink of the charge pump circuit CPC drive one end of the capacitor C1, one end of the resistor R1, and one end of the resistor R2. Control output voltage VCNT for controlling the oscillation frequency f RFVCO of the voltage controlled oscillator RFVCO from one end of the connection node between the other end and the capacitor C3 of the resistor R2 is generated.

図7は、図1のフラクショナルシンサセイザFrct_Synthにおいてチャージポンプ回路CPCのPチャンネルMOSトランジスタMP1のソース電流Isourceの電流値とNチャンネルMOSトランジスタMN1のスィンク電流Isinkの電流値とが等しい理想的な状態で、基準周波数発振器DCXOからの基準周波数信号VREFの位相よりも分周器DIVからの分周出力信号VDIVの位相が進んでいる場合のアンロック状態での位相比較器PDCとチャージポンプ回路CPCの各部の波形を示す図である。尚、図1のフラクショナルシンサセイザFrct_Synthにおいて、分周器DIVの分周比を制御する制御入力端子には固定値が供給されているものと仮定する。 FIG. 7 shows an ideal state in which the current value of the source current Isource of the P-channel MOS transistor MP1 of the charge pump circuit CPC is equal to the current value of the sink current Isink of the N-channel MOS transistor MN1 in the fractional synthesizer Frct_Synth of FIG. The phase comparator PDC and the charge pump circuit CPC in the unlocked state when the phase of the divided output signal V DIV from the frequency divider DIV is ahead of the phase of the reference frequency signal V REF from the reference frequency oscillator DCXO It is a figure which shows the waveform of each part. In the fractional synthesizer Frct_Synth of FIG. 1, it is assumed that a fixed value is supplied to the control input terminal that controls the frequency division ratio of the frequency divider DIV.

図7に示すように、分周出力信号VDIVのローレベルからハイレベルへの立ち上がりにほぼ同期してダウン用のフリップフロップFF_Dnの出力信号VQDIVがローレベルからハイレベルへ変化して、アップ用のフリップフロップFF_Upがセット状態に制御される。その後基準周波数信号VREFのローレベルからハイレベルへの立ち上がりにほぼ同期してアップ用のフリップフロップFF_Upの出力信号VQREFがローレベルからハイレベルへ変化してダウン用のフリップフロップFF_Dnがセット状態に制御される。出力信号VQDIVと出力信号VQREFとがともにハイレベルになって遅延回路Dly_Cirの遅延時間T_Dlyの経過の後、ローレベルのリセット信号Vが遅延回路Dly_Cirから生成される。すると、ローレベルのリセット信号Vにより、アップ用のフリップフロップFF_Upとダウン用のフリップフロップFF_Dnとがリセット状態に制御される。アップ用のフリップフロップFF_Upのセット状態の期間に、チャージポンプ回路CPCのPチャンネルMOSトランジスタMP1に接続されたスイッチSWがオフ状態となってPチャンネルMOSトランジスタMP1からのソース電流IsourceがローパスフィルタLFCに流れる。ダウン用のフリップフロップFF_Dnのセット状態の期間に、チャージポンプ回路CPCのNチャンネルMOSトランジスタMN1に接続されたスイッチSWがオフ状態となって、ローパスフィルタLFCからNチャンネルMOSトランジスタMN1にスィンク電流Isinkが流れる。基準周波数信号VREFの位相よりも分周出力信号VDIVの位相が進んでいる場合には、ソース電流Isourceが流れる期間よりもスィンク電流Isinkが流れる期間が長くなり、トータルのチャージポンプ電流ICPはNチャンネルMOSトランジスタMN1のスィンク電流Isinkによって負の電流となる。従って、ローパスフィルタLFCから生成される制御出力電圧VCNTのレベルが低下して電圧制御発振器RFVCOの発振周波数fRFVCOが低下して、分周出力信号VDIVの位相が遅れ始める。最終的には、基準周波数信号VREFの位相に分周出力信号VDIVの位相が合致して、ロック状態に移行する。 As shown in FIG. 7, the output signal V qdiv flip flop FF_Dn for down substantially in synchronism from the divided output signal V DIV of low level to rise to a high level is changed from a low level to a high level, up Flip-flop FF_Up is controlled to the set state. Substantially synchronous with the flip-flop FF_Dn the set state for the down output signal V QREF of flip-flop FF_Up is changed from a low level to a high level for up to rise from the low level of the subsequent reference frequency signal V REF to a high level To be controlled. After the lapse of the delay time T_Dly of the delay circuit Dly_Cir the output signal V qdiv the output signal V QREF is turned both high level, the reset signal V R of low level is generated from the delay circuit Dly_Cir. Then, the reset signal V R of low level, and the flip-flop FF_Dn for flip flop FF_Up and down for up is controlled in the reset state. During the set state of the up flip-flop FF_Up, the switch SW connected to the P-channel MOS transistor MP1 of the charge pump circuit CPC is turned off, and the source current Isource from the P-channel MOS transistor MP1 is supplied to the low-pass filter LFC. Flowing. During the period when the down flip-flop FF_Dn is set, the switch SW connected to the N-channel MOS transistor MN1 of the charge pump circuit CPC is turned off, and the sink current Isink is supplied from the low-pass filter LFC to the N-channel MOS transistor MN1. Flowing. When the phase of the divided output signal V DIV is ahead of the phase of the reference frequency signal V REF, the period in which the sink current I sink flows is longer than the period in which the source current I source flows, and the total charge pump current I CP Becomes a negative current due to the sink current I sink of the N-channel MOS transistor MN1. Therefore, decreases the oscillation frequency f RFVCO of the voltage controlled oscillator RFVCO level of the control output voltage VCNT generated from the low-pass filter LFC is reduced, the phase of the divided output signal V DIV starts late. Eventually, the phase of the divided output signal V DIV matches the phase of the reference frequency signal V REF , and the state is shifted to the locked state.

図8は、図1のフラクショナルシンサセイザFrct_Synthにおいてチャージポンプ回路CPCのPチャンネルMOSトランジスタMP1のソース電流Isourceの電流値とNチャンネルMOSトランジスタMN1のスィンク電流Isinkの電流値とが等しい理想的な状態で、基準周波数発振器DCXOからの基準周波数信号VREFの位相と分周器DIVからの分周出力信号VDIVの位相とが合致しているロック状態の場合の位相比較器PDCとチャージポンプ回路CPCの各部の波形を示す図である。尚、ここでも、図1のフラクショナルシンサセイザFrct_Synthにおいて、分周器DIVの分周比を制御する制御入力端子には固定値が供給されているものと仮定している。 FIG. 8 shows an ideal state in which the current value of the source current Isource of the P-channel MOS transistor MP1 of the charge pump circuit CPC is equal to the current value of the sink current I sink of the N-channel MOS transistor MN1 in the fractional synthesizer Frct_Synth of FIG. The phase comparator PDC and the charge pump circuit CPC in the locked state in which the phase of the reference frequency signal V REF from the reference frequency oscillator DCXO and the phase of the divided output signal V DIV from the divider DIV match. It is a figure which shows the waveform of each part. In this case as well, in the fractional synthesizer Frct_Synth of FIG. 1, it is assumed that a fixed value is supplied to the control input terminal for controlling the frequency division ratio of the frequency divider DIV.

図8に示すように、ソース電流Isourceが流れる期間とスィンク電流Isinkが流れる期間が等しくなり、トータルのチャージポンプ電流ICPはゼロとなる。従って、ローパスフィルタLFCから生成される制御出力電圧VCNTのレベルが維持される。最終的には、基準周波数信号VREFの位相と分周出力信号VDIVの位相とが合致した状態が維持される。 As shown in FIG. 8, the period during which the source current Isource flows is equal to the period during which the sink current I sink flows, and the total charge pump current I CP becomes zero. Accordingly, the level of the control output voltage VCNT generated from the low pass filter LFC is maintained. Eventually, the state in which the phase of the reference frequency signal V REF matches the phase of the divided output signal V DIV is maintained.

図9は、図1のフラクショナルシンサセイザFrct_Synthにおいてチャージポンプ回路CPCのPチャンネルMOSトランジスタMP1のソース電流Isourceの電流値よりもNチャンネルMOSトランジスタMN1のスィンク電流Isinkの電流値が小さな現実的な状態で、基準周波数発振器DCXOからの基準周波数信号VREFの位相よりも分周器DIVからの分周出力信号VDIVの位相が進んでいる位相差オフセット付きロック状態の場合の位相比較器PDCとチャージポンプ回路CPCの各部の波形を示す図である。尚、ここでも、図1のフラクショナルシンサセイザFrct_Synthにおいて、分周器DIVの分周比を制御する制御入力端子には固定値が供給されているものと仮定している。RF ICにおいて、NチャンネルMOSトランジスタのドレイン・ソース電圧VDS−ドレイン電流Iの特性での定電流特性よりも、PチャンネルMOSトランジスタのドレイン・ソース電圧VDS−ドレイン電流Iの特性での定電流特性の方が劣っている。すなわち、NチャンネルMOSトランジスタでは、ドレイン・ソース電圧VDSの変動ΔVDSに対するドレイン電流IのΔ変動Iが小さいのに対して、PチャンネルMOSトランジスタでは、ドレイン・ソース電圧VDSの変動ΔVDSに対するドレイン電流IのΔ変動Iが大きい。その結果、NチャンネルMOSトランジスタMN1のスィンク電流Isinkの電流値よりも、PチャンネルMOSトランジスタMP1のソース電流Isourceの電流値が大きくなる。 FIG. 9 shows a realistic state where the current value of the sink current I sink of the N-channel MOS transistor MN1 is smaller than the current value of the source current I source of the P-channel MOS transistor MP1 of the charge pump circuit CPC in the fractional synthesizer Frct_Synth of FIG. The phase comparator PDC and the charge pump in the locked state with a phase difference offset in which the phase of the frequency-divided output signal V DIV from the frequency divider DIV is ahead of the phase of the reference frequency signal V REF from the reference frequency oscillator DCXO It is a figure which shows the waveform of each part of the circuit CPC. In this case as well, in the fractional synthesizer Frct_Synth of FIG. 1, it is assumed that a fixed value is supplied to the control input terminal for controlling the frequency division ratio of the frequency divider DIV. In the RF IC, the drain-source voltage V DS -drain current ID of the P-channel MOS transistor is higher than the constant-current characteristic of the drain-source voltage V DS -drain current ID of the N-channel MOS transistor. The constant current characteristics are inferior. That is, in the N-channel MOS transistors, whereas the Δ variation I D of the drain current I D is smaller relative variation [Delta] V DS of the drain-source voltage V DS, the P-channel MOS transistors, the variation of the drain-source voltage V DS [Delta] V Δ variation I D of a drain current I D with respect to DS is large. As a result, the current value of the source current Isource of the P channel MOS transistor MP1 becomes larger than the current value of the sink current I sink of the N channel MOS transistor MN1.

図9に示すように、図8のロック状態と比較すると、NチャンネルMOSトランジスタMN1のスィンク電流Isinkが小さい分、ソース電流Isourceが流れる期間よりもスィンク電流Isinkが流れる期間が長くなる。図9において、スィンク電流Isinkの理想電流値からの不足分Aの面積と、スィンク電流Isinkが流れる期間の延長分の面積Bとが等しくなっている。従って、ソース電流Isourceの時間積分値とスィンク電流Isinkの時間積分値とは等しくなって、トータルのチャージポンプ電流ICPはゼロとなる。従って、ローパスフィルタLFCから生成される制御出力電圧VCNTのレベルが維持される。最終的には、基準周波数信号VREFの位相よりも周出力信号VDIVの位相が進んでいる位相差オフセット付きロック状態が維持される。 As shown in FIG. 9, as compared with the locked state of FIG. 8, since the sink current I sink of the N-channel MOS transistor MN1 is small, the period in which the sink current I sink flows is longer than the period in which the source current I source flows. In FIG. 9, the area of the shortage A from the ideal current value of the sink current I sink is equal to the area B of the extension of the period during which the sink current I sink flows. Therefore, the time integration value of the source current Isource and the time integration value of the sink current I sink are equal, and the total charge pump current I CP becomes zero. Accordingly, the level of the control output voltage VCNT generated from the low pass filter LFC is maintained. Eventually, the locked state with the phase difference offset in which the phase of the peripheral output signal V DIV is advanced from the phase of the reference frequency signal V REF is maintained.

図10は、図1のフラクショナルシンサセイザFrct_Synthにおいてチャージポンプ回路CPCのPチャンネルMOSトランジスタMP1のソース電流Isourceの電流値よりもNチャンネルMOSトランジスタMN1のスィンク電流Isinkの電流値が小さな現実的な状態で、分周器DIVの分周比が高い分周比から低い分周比に変更された場合の位相比較器PDCとチャージポンプ回路CPCの各部の波形を示す図である。フラクショナルPLLに図4に示したような高次のMASH方式のΣΔ変調器を使用すると高次のΣΔ変調ノイズシェーピング特性が得られるだけではなく、量子化器qntzr1、qntzr2、qntzr3から伝達される分周比変更値も高い値となる。すなわち、図4に示したようなMASH方式のΣΔ変調器の次数がNであれば、分周比変更値は2となる。N=3であれば、分周比変更値は8と大きな値となる。フラクショナル分周器DIVの分周比が高い分周比N+8から低い分周比Nに変更された場合を想定する。尚、フラクショナルPLLでは以下に説明するように、位相差オフセット付きロック状態から、電圧制御発振器RFVCOの発振出力信号の周波数を長くしたり短くしたりする制御を常時行うことにより平均して所望の分数(小数)を含む分周比と発振周期とを得るものである。 FIG. 10 shows a realistic state in which the current value of the sink current I sink of the N channel MOS transistor MN1 is smaller than the current value of the source current I source of the P channel MOS transistor MP1 of the charge pump circuit CPC in the fractional synthesizer Frct_Synth of FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating waveforms of respective parts of the phase comparator PDC and the charge pump circuit CPC when the frequency division ratio of the frequency divider DIV is changed from a high frequency division ratio to a low frequency division ratio. When the high-order MASH type ΣΔ modulator as shown in FIG. 4 is used for the fractional PLL, not only high-order ΣΔ modulation noise shaping characteristics can be obtained, but also the amount transmitted from the quantizers qntzr1, qntzr2, and qntzr3. The ratio change value is also high. That is, if the order of the MASH type ΣΔ modulator as shown in FIG. 4 is N, the division ratio change value is 2N . If N = 3, the frequency division ratio change value is a large value of 8. Assume that the division ratio of the fractional frequency divider DIV is changed from a high division ratio N + 8 to a low division ratio N. In the fractional PLL, as will be described below, an average desired fraction is obtained by always performing control to increase or decrease the frequency of the oscillation output signal of the voltage controlled oscillator RFVCO from the locked state with phase difference offset. A division ratio including (decimal number) and an oscillation period are obtained.

図10に示すように、分周比が低い分周比Nに変更されたことにより、図1のフラクショナルシンサセイザFrct_Synthにおいて分周器DIVのカウントアップの終了のタイミングが早くなるので、図9と比較すると、分周器DIVからの分周出力信号VDIVがローレベルからハイレベルに変化するタイミングがΔTだけ早まる。図10において、アップ用のフリップフロップFF_Upとダウン用のフリップフロップFF_Dnとがリセット状態に制御されるローレベルのリセット信号Vの生成タイミングは遅延回路Dly_Cirによる遅延時間T_Dlyで決定されるので、図9でのローレベルのリセット信号Vの生成タイミングと同一である。従って、ソース電流Isourceが流れる期間よりもスィンク電流Isinkが流れる期間が長くなり、トータルのチャージポンプ電流ICPはNチャンネルMOSトランジスタMN1のスィンク電流Isinkによって負の電流となる。従って、ローパスフィルタLFCから生成される制御出力電圧VCNTのレベルが低下して電圧制御発振器RFVCOの発振周波数fRFVCOが低下して、電圧制御発振器RFVCOの発振出力信号の発振周期が長くなるように制御される。 As shown in FIG. 10, since the frequency division ratio is changed to a low frequency division ratio N, the timing of finishing the count-up of the frequency divider DIV in the fractional synthesizer Frct_Synth of FIG. by comparison, the timing of the divided output signal V DIV from the frequency divider DIV changes from low level to high level is accelerated by [Delta] T. 10, since a flip-flop FF_Dn for flip flop FF_Up and down for up generates timing of the reset signal V R of low level controlled by the reset condition is determined by the delay time T_Dly by the delay circuit Dly_Cir, FIG it is identical to the generation timing of the low-level reset signal V R at the 9. Therefore, the period in which the sink current I sink flows is longer than the period in which the source current I source flows, and the total charge pump current I CP becomes a negative current due to the sink current I sink of the N-channel MOS transistor MN1. Therefore, decreases the oscillation frequency f RFVCO of the voltage controlled oscillator RFVCO level of the control output voltage VCNT generated from the low-pass filter LFC is reduced, controlled so that the oscillation period of the oscillation output signal of the voltage controlled oscillator RFVCO longer Is done.

図11は、図1のフラクショナルシンサセイザFrct_Synthにおいてチャージポンプ回路CPCのPチャンネルMOSトランジスタMP1のソース電流Isourceの電流値よりもNチャンネルMOSトランジスタMN1のスィンク電流Isinkの電流値が小さな現実的な状態で、分周器DIVの分周比が低い分周比から比較的高い分周比に変更された場合の位相比較器PDCとチャージポンプ回路CPCの各部の波形を示す図である。その結果、基準周波数信号VREFの位相に分周出力信号VDIVの位相が偶然的に合致させられ、図10に示した延長期間ΔTは、分周周期の短縮に対応して図11では消失している。尚、図11のこのロック状態は、図9に示したトータルのチャージポンプ電流ICPがゼロの位相差オフセット付きロック状態とは異なり、トータルのチャージポンプ電流ICPがチャージポンプ回路CPCのPチャンネルMOSトランジスタMP1のソース電流Isourceによって正の電流となる。従って、ローパスフィルタLFCから生成される制御出力電圧VCNTのレベルが上昇して電圧制御発振器RFVCOの発振周波数fRFVCOが上昇して、電圧制御発振器RFVCOの発振出力信号の発振周期が短くなるように制御される。 FIG. 11 shows a realistic state in which the current value of the sink current I sink of the N channel MOS transistor MN1 is smaller than the current value of the source current I source of the P channel MOS transistor MP1 of the charge pump circuit CPC in the fractional synthesizer Frct_Synth of FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating waveforms of respective parts of the phase comparator PDC and the charge pump circuit CPC when the frequency division ratio of the frequency divider DIV is changed from a low frequency division ratio to a relatively high frequency division ratio. As a result, the phase of the divided output signal V DIV coincides with the phase of the reference frequency signal V REF by chance, and the extended period ΔT shown in FIG. 10 disappears in FIG. 11 corresponding to the shortening of the divided period. is doing. Incidentally, the locked state of FIG. 11 is different from the charge pump current I CP retardation locked with offsets of zero total shown in FIG. 9, the total of the charge pump current I CP is the charge pump circuit CPC P-channel A positive current is generated by the source current Isource of the MOS transistor MP1. Therefore, the control and increases the oscillation frequency f RFVCO of the voltage controlled oscillator RFVCO level of the control output voltage VCNT generated from the low-pass filter LFC rises, so that the oscillation period of the oscillation output signal of the voltage controlled oscillator RFVCO shorter Is done.

図12は、図1のフラクショナルシンサセイザFrct_Synthにおいてチャージポンプ回路CPCのPチャンネルMOSトランジスタMP1のソース電流Isourceの電流値よりもNチャンネルMOSトランジスタMN1のスィンク電流Isinkの電流値が小さな現実的な状態で、分周器DIVの分周比が低い分周比Nから相当高い分周比N+8に変更された場合の位相比較器PDCとチャージポンプ回路CPCの各部の波形を示す図である。   FIG. 12 shows a realistic state in which the current value of the sink current I sink of the N channel MOS transistor MN1 is smaller than the current value of the source current I source of the P channel MOS transistor MP1 of the charge pump circuit CPC in the fractional synthesizer Frct_Synth of FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating waveforms of respective parts of the phase comparator PDC and the charge pump circuit CPC when the frequency division ratio of the frequency divider DIV is changed from a low frequency division ratio N to a considerably high frequency division ratio N + 8.

分周比が相当高い分周比N+8に変更されたことにより、図1のフラクショナルシンサセイザFrct_Synthにおいて分周器DIVのカウントアップの終了のタイミングが相当遅延されようとする。しかし、分周器DIVからの分周出力信号VDIVがローレベルからハイレベルに変化するタイミングは、遅延回路Dly_Cirによる遅延時間T_Dlyに侵入することはできない。アップ用のフリップフロップFF_Upとダウン用のフリップフロップFF_Dnとがともにセット状態に制御され、遅延回路Dly_Cirの遅延時間T_Dlyの経過の後、ローレベルのリセット信号Vが遅延回路Dly_Cirから生成されるためには、遅延回路Dly_Cirによる遅延時間T_Dlyが確保されなければならない。 As the frequency division ratio is changed to a considerably high frequency division ratio N + 8, the end timing of the count-up of the frequency divider DIV in the fractional synthesizer Frct_Synth of FIG. 1 tends to be considerably delayed. However, the timing of the divided output signal V DIV from the frequency divider DIV changes from low level to high level, can not enter the delay time T_Dly by the delay circuit Dly_Cir. A flip-flop FF_Dn for flip flop FF_Up and down for up are both controlled to the set state, after a lapse of the delay time of the delay circuit Dly_Cir T_Dly, the reset signal V R of low level is generated from the delay circuit Dly_Cir In this case, the delay time T_Dly by the delay circuit Dly_Cir must be secured.

従って、図12に示すように、図9と比較すると、分周器DIVからの分周出力信号VDIVがローレベルからハイレベルに変化するタイミングが遅延されるとともに、アップ用のフリップフロップFF_Upとダウン用のフリップフロップFF_Dnとがともにセット状態に制御され、ローレベルのリセット信号Vが生成される遅延回路Dly_Cirの遅延時間がT_DlyからT_Dly‘に延長されている。このように、分周出力信号VDIVの分周周期の期間2ΔTの短縮は、分周出力信号VDIVがローレベルからハイレベルに変化するタイミングの遅延とローレベルのリセット信号Vが生成される生成タイミングの遅延とにより達成される。従って、スィンク電流Isinkが流れる期間よりもソース電流Isourceが流れる期間が長くなり、トータルのチャージポンプ電流ICPはPチャンネルMOSトランジスタMP1のソース電流Isourceによって正の電流となる。従って、ローパスフィルタLFCから生成される制御出力電圧VCNTのレベルが上昇して、電圧制御発振器RFVCOの発振周波数fRFVCOが上昇して、電圧制御発振器RFVCOの発振出力信号の発振周期が短くなるように制御される。 Therefore, as shown in FIG. 12, as compared with FIG. 9, the timing at which the divided output signal V DIV from the frequency divider DIV changes from low level to high level is delayed, and the up flip-flop FF_Up and a flip-flop FF_Dn for down are both controlled to the set state, the delay time of the delay circuit Dly_Cir the reset signal V R of low level is generated is extended to T_Dly 'from T_Dly. Thus, shortening of the division period of time 2ΔT the divided output signal V DIV reset signal V R for dividing the output signal V DIV delay and the low level of the timing changing from low level to high level is generated This is achieved by delaying generation timing. Therefore, a longer period through which the source current Isource than period flows Suinku current Isink, the charge pump current I CP total becomes a positive current by the source current Isource of P-channel MOS transistor MP1. Thus, elevated levels of the control output voltage VCNT generated from the low-pass filter LFC, and the oscillation frequency f RFVCO of the voltage controlled oscillator RFVCO rises, so that the oscillation period of the oscillation output signal of the voltage controlled oscillator RFVCO shorter Be controlled.

ところで、本発明者等は、チャージポンプ回路CPCのPチャンネルMOSトランジスタMP1のソース電流Isourceの電流値よりもNチャンネルMOSトランジスタMN1のスィンク電流Isinkの電流値が小さな現実的な状態では、図10に示すように分周比が高い分周比から低い分周比Nに変更された場合には、電圧制御発振器RFVCOはNチャンネルMOSトランジスタMN1のスィンク電流Isinkによるトータルの負のチャージポンプ電流ICPによるローパスフィルタLFCの制御出力電圧VCNTによって決定され、図12に示すように分周比が低い分周比から相当高い分周比Nに変更された場合には、電圧制御発振器RFVCOはPチャンネルMOSトランジスタMP1のソース電流Isourceによるトータルの正のチャージポンプ電流ICPによるローパスフィルタLFCの制御出力電圧VCNTによって決定されることを見出した。特に、フラクショナルPLLに図4に示したような高次のMASH方式のΣΔ変調器を使用すると、フラクショナル分周器DIVの分周比は高い分周比N+8から低い分周比Nへ、また逆に低い分周比Nから高い分周比N+8へ、大きな変化幅にて頻繁に変更される。このような大きな変化幅の分周比変更の都度、電圧制御発振器RFVCOの発振動作は、PチャンネルMOSトランジスタMP1のソース電流Isourceによるトータルの正のチャージポンプ電流ICPで決定される状態とNチャンネルMOSトランジスタMN1のスィンク電流Isinkによるトータルの負のチャージポンプ電流ICPで決定される状態との間で切り換えられる。 Incidentally, the present inventors have shown in FIG. 10 in a realistic state that the current value of the sink current I sink of the N channel MOS transistor MN1 is smaller than the current value of the source current I source of the P channel MOS transistor MP1 of the charge pump circuit CPC. As shown, when the frequency division ratio is changed from a high frequency division ratio to a low frequency division ratio N, the voltage controlled oscillator RFVCO is driven by the total negative charge pump current I CP generated by the sink current I sink of the N channel MOS transistor MN1. When the division ratio is changed from a low division ratio to a considerably high division ratio N as shown in FIG. 12 as determined by the control output voltage VCNT of the low-pass filter LFC, the voltage controlled oscillator RFVCO is a P-channel MOS transistor. MP1 source current Isource Found to be determined by the low pass filter LFC control output voltage VCNT by positive the charge pump current I CP of Taru. In particular, when a high-order MASH ΣΔ modulator as shown in FIG. 4 is used in the fractional PLL, the division ratio of the fractional divider DIV is changed from a high division ratio N + 8 to a low division ratio N and vice versa. It is frequently changed from a low frequency division ratio N to a high frequency division ratio N + 8 with a large change width. Each time such a large change width division ratio change, the oscillation operation of the voltage controlled oscillator RFVCO depends on the state determined by the total positive charge pump current I CP by the source current I source of the P channel MOS transistor MP1 and the N channel. Switching is made between the state determined by the total negative charge pump current I CP by the sink current I sink of the MOS transistor MN1.

また、本発明者等は、チャージポンプ回路CPCのPチャンネルMOSトランジスタMP1のソース電流Isourceの電流値よりもNチャンネルMOSトランジスタMN1のスィンク電流Isinkの電流値が小さな現実的な状態では、図11に示すように基準周波数信号VREFの位相に対して分周出力信号VDIVの位相が合致している状態を境界として図9と図10とに示すように基準周波数信号VREFの位相に対して分周出力信号VDIVの位相が進んでおりチャージポンプ電流ICPが負から正に変化する状態と図12に示すように基準周波数信号VREFの位相に対して分周出力信号VDIVの位相が遅れておりチャージポンプ電流ICPが負となることはなく正のみで変化する状態とが存在して、この両極端の2つの状態でチャージポンプ回路CPCの動作も大きく相違することも見出した。 Further, the present inventors have shown in FIG. 11 in a realistic state that the current value of the sink current I sink of the N channel MOS transistor MN1 is smaller than the current value of the source current I source of the P channel MOS transistor MP1 of the charge pump circuit CPC. the reference frequency signal V REF of the reference frequency signal V REF, as shown in FIGS. 9 and 10 the state of phase meets the divided output signal V DIV as a boundary with respect to the phase the phase as shown The phase of the divided output signal V DIV is advanced and the charge pump current I CP changes from negative to positive, and the phase of the divided output signal V DIV with respect to the phase of the reference frequency signal V REF as shown in FIG. exist with changing conditions only positive never becomes delayed and the charge pump current I CP is negative, this second extremes Also found that different larger operation of the charge pump circuit CPC in the state.

特に、本発明者等は、本発明に先立ってチャージポンプ回路CPCのソース電流注入トランジスタとスィンク電流放出トランジスタとの特性のミスマッチにより、2つの状態でのチャージポンプ電流ICPの電流値が相違して、フラクショナルPLL回路の位相ノイズ特性に大きな影響を与えることを見出した。 In particular, prior to the present invention, the present inventors differed in the current value of the charge pump current I CP in the two states due to a mismatch in characteristics between the source current injection transistor and the sink current emission transistor of the charge pump circuit CPC. Thus, it has been found that the phase noise characteristics of the fractional PLL circuit are greatly affected.

図13は、チャージポンプ回路CPCのソース電流注入トランジスタとスィンク電流放出トランジスタとの特性がマッチして、チャージポンプ回路CPCのNチャンネルMOSトランジスタMN1のスィンク電流IsinkとPチャンネルMOSトランジスタMP1のソース電流Isourceの電流値が等しい場合のフラクショナルPLL回路の位相ノイズ特性を示す図である。   FIG. 13 shows that the characteristics of the source current injection transistor and the sink current emission transistor of the charge pump circuit CPC match, and the sink current I sink of the N channel MOS transistor MN1 of the charge pump circuit CPC and the source current Isource of the P channel MOS transistor MP1. It is a figure which shows the phase noise characteristic of a fractional PLL circuit when the electric current value of is equal.

図13で、縦軸は位相ノイズレベルであり、横軸は中心周波数からのオフセット周波数である。スィンク電流Isinkとソース電流Isourceの電流値が等しい場合には、最大位相ノイズは約−78dBc/Hz以下に抑圧されている。   In FIG. 13, the vertical axis represents the phase noise level, and the horizontal axis represents the offset frequency from the center frequency. When the current values of the sink current I sink and the source current I source are equal, the maximum phase noise is suppressed to about −78 dBc / Hz or less.

図14は、チャージポンプ回路CPCのソース電流注入トランジスタとスィンク電流放出トランジスタとの特性がミスマッチして、チャージポンプ回路CPCのNチャンネルMOSトランジスタMN1のスィンク電流Isinkの電流値よりもPチャンネルMOSトランジスタMP1のソース電流Isourceの電流値が大きい場合のフラクショナルPLL回路の位相ノイズ特性を示す図である。スィンク電流Isinkよりもソース電流Isourceの電流値が大きい場合には、最大位相ノイズは約−75dBc/Hzにまで増加している。   FIG. 14 shows that the characteristics of the source current injection transistor and the sink current emission transistor of the charge pump circuit CPC are mismatched, and the P channel MOS transistor MP1 is larger than the current value of the sink current I sink of the N channel MOS transistor MN1 of the charge pump circuit CPC. It is a figure which shows the phase noise characteristic of the fractional PLL circuit when the electric current value of source current Isource of is large. When the current value of the source current Isource is larger than the sink current I sink, the maximum phase noise increases to about −75 dBc / Hz.

この図14の結果は、フラクショナルPLL回路の帯域内スプリアス雑音の増加は、チャージポンプ回路のP−MOSとN−MOSとのミスマッチに起因するとの前記非特許文献4の記載とも一致している。   The result of FIG. 14 is consistent with the description in Non-Patent Document 4 in which the increase in the in-band spurious noise of the fractional PLL circuit is caused by the mismatch between the P-MOS and the N-MOS of the charge pump circuit.

前記非特許文献4では、フラクショナルPLL回路のクローズドループ帯域幅は700KHzと、極めて広い帯域となっている。また、このRF ICの送信方式は、700KHzの広帯域での直接変調の送信方式を採用している。直接変調の送信方式とは、ベースバンドLSIのようなベースバンド信号処理ユニットからの送信ベースバンド信号Iと送信ベースバンド信号Qとをベクトル合成して形成したベースバンド送信信号をベースバンド周波数帯域からRF送信周波数帯域に直接変調する方式である。このようなアーキテクチャーのRF ICでは、前記非特許文献4は、非線型性の影響を完全に回避するための最も単純な方法はループフィルタにdc直流電流を注入することであるが、参照スプリアス雑音を強調すると言う欠点があると記載している。   In Non-Patent Document 4, the closed loop bandwidth of the fractional PLL circuit is 700 KHz, which is an extremely wide band. The RF IC transmission method employs a direct modulation transmission method in a wide band of 700 KHz. The direct modulation transmission method refers to a baseband transmission signal formed by vector synthesis of a transmission baseband signal I and a transmission baseband signal Q from a baseband signal processing unit such as a baseband LSI, from the baseband frequency band. This is a method of directly modulating to the RF transmission frequency band. In the RF IC of such an architecture, the non-patent document 4 discloses that the simplest method for completely avoiding the influence of nonlinearity is to inject a dc direct current into the loop filter. It describes that there is a drawback of enhancing noise.

しかし、前記非特許文献4でより良い解決として記載された長いパルス幅とされ位相比較器入力の比較エッジに同期した周期電流パルスをループフィルタに注入する方法や前記非特許文献5に記載された追加パルスソース電流と追加パルススィンク電流とをループフィルタに流す方法は、本発明者等の検討によって回路規模も大きいだけではなく、周期電流パルスや追加パルスのタイミング制御も煩雑であるとの問題を有することが明らかとされた。   However, a long pulse width described as a better solution in Non-Patent Document 4 and a method of injecting a periodic current pulse synchronized with a comparison edge of a phase comparator input into a loop filter or described in Non-Patent Document 5 The method of flowing the additional pulse source current and the additional pulse sink current to the loop filter has a problem that not only the circuit scale is large due to the study by the present inventors, but also the timing control of the periodic current pulse and the additional pulse is complicated. It was revealed to have.

従って、本発明は、上記のような本発明者等による検討結果を基にしてなされたものである。従って、本発明の目的とするところは、受信動作と送信動作とに使用する周波数シンサセイザとしてフラクショナルN PLL回路を具備したRF通信用半導体集積回路において、フラクショナルN PLL回路のチャージポンプ回路CPCのソース電流注入トランジスタとスィンク電流放出トランジスタとのミスマッチに起因する非線型性の影響を軽減する一方、フラクショナルN PLL回路の位相ノイズを低減するための補償回路の回路規模を小さくするとともに補償回路の制御も単純化することにある。   Therefore, the present invention has been made on the basis of the results of the study by the present inventors as described above. Accordingly, an object of the present invention is to provide a source current of a charge pump circuit CPC of a fractional N PLL circuit in an RF communication semiconductor integrated circuit having a fractional N PLL circuit as a frequency synthesizer used for reception and transmission operations. While reducing the influence of nonlinearity due to mismatch between the injection transistor and the sink current emission transistor, the compensation circuit for reducing the phase noise of the fractional N PLL circuit is reduced and the compensation circuit is also easily controlled. It is to become.

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴とは、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

上記の目的を解決するための本発明の基本的な技術思想は、受信動作と送信動作とに使用する周波数シンサセイザとしてフラクショナルN PLL回路のクローズドループ帯域を数十KHzのオーダーの狭帯域とし、フラクショナルN PLL回路のチャージポンプ回路CPCのソース電流注入トランジスタとスィンク電流放出トランジスタとのミスマッチに起因する非線型性の影響の軽減を最も段純な方法であるループフィルタへのdc直流電流の注入によって実現することである。前記非特許文献4で参照スプリアス雑音を強調するとの理由によって否定されたループフィルタへのdc直流電流の注入は、本発明においてはフラクショナルN PLL回路のクローズドループ帯域を数十KHzのオーダーの狭帯域に設定することによって、大きなスプリアス雑音や位相ノイズの発生を回避することが可能となる。   The basic technical idea of the present invention for solving the above-mentioned object is that a fractional N PLL circuit as a frequency synthesizer used for reception and transmission operations has a closed loop bandwidth of a few tens of KHz. Reduction of non-linearity caused by mismatch between source current injection transistor and sink current emission transistor of charge pump circuit CPC of N PLL circuit is realized by injection of dc direct current to loop filter which is the purest method It is to be. Injecting the dc direct current into the loop filter, which was denied for the reason of emphasizing the reference spurious noise in Non-Patent Document 4, in the present invention, the closed loop band of the fractional N PLL circuit is a narrow band of the order of several tens of KHz. By setting to, generation of large spurious noise and phase noise can be avoided.

本発明の前記基本的な技術思想を実現する本発明のより具体的な技術思想は、RF通信用半導体集積回路の送信動作をオフセットPLL回路で実現することである。   A more specific technical idea of the present invention that realizes the basic technical idea of the present invention is to realize the transmission operation of the semiconductor integrated circuit for RF communication with an offset PLL circuit.

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。   The outline of a typical invention among the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

すなわち、本発明のひとつの形態による通信用半導体集積回路は、基準発振周波数(fREF)の基準周波数信号を生成する基準周波数発振器(DCXO)と、前記基準周波数発振器(DCXO)から形成された前記基準周波数信号が一方の入力端子に供給される位相比較器(PDC)と、前記位相比較器(PDC)のアップ出力信号とダウン出力信号とに応答するチャージポンプ回路(CPC)と、前記チャージポンプ回路(CPC)のチャージポンプ電流(ICP)に応答するローパスフィルタ(LFC)と、前記ローパスフィルタ(LFC)の制御出力電圧(VCNT)に応答するRF電圧制御発振器(RFVCO)と、前記RF電圧制御発振器(RFVCO)の出力端子と前記位相比較器(PDC)の他方の入力端子との間に接続された分周器(DIV)とを含むことにより周波数シンセサイザ(Frct_Synth)を構成するPLL回路と、前記PLL回路の前記RF電圧制御発振器の前記出力端子のRF発振出力信号(fRFVCO)を利用してRF通信のRF送信信号のためのRF送信周波数信号を生成するRF送信用電圧制御発振器(TXVCO)とを具備する。前記周波数シンセサイザ(Frct_Synth)を構成する前記PLL回路は、前記分周器(DIV)の分周比が変更されることにより平均分周比が整数と分数とを含むフラクショナルPLL回路であり、そのクローズドループ帯域は数十KHzのオーダーの狭帯域に設定されている(図15参照)。 That is, a communication semiconductor integrated circuit according to one aspect of the present invention includes a reference frequency oscillator (DCXO) that generates a reference frequency signal having a reference oscillation frequency (f REF ) and the reference frequency oscillator (DCXO). A phase comparator (PDC) to which a reference frequency signal is supplied to one input terminal; a charge pump circuit (CPC) responsive to an up output signal and a down output signal of the phase comparator (PDC); and the charge pump A low pass filter (LFC) responsive to a charge pump current (I CP ) of a circuit (CPC), an RF voltage controlled oscillator (RFVCO) responsive to a control output voltage (VCNT) of the low pass filter (LFC), and the RF voltage Connected between the output terminal of the controlled oscillator (RFVCO) and the other input terminal of the phase comparator (PDC) A frequency synthesizer (Frct_Synth) by including a frequency divider (DIV) and an RF oscillation output signal (f RFVCO ) of the output terminal of the RF voltage controlled oscillator of the PLL circuit. And an RF transmission voltage controlled oscillator (TXVCO) for generating an RF transmission frequency signal for an RF transmission signal of RF communication. The PLL circuit constituting the frequency synthesizer (Frct_Synth) is a fractional PLL circuit whose average frequency division ratio includes an integer and a fraction by changing the frequency division ratio of the frequency divider (DIV). The loop band is set to a narrow band on the order of several tens of KHz (see FIG. 15).

前記チャージポンプ回路(CPC)は、前記位相比較器(PDC)の前記アップ出力信号(VQREF)に応答して前記ローパスフィルタ(LFC)にソース電流(Isource)を注入するソース電流供給トランジスタ(MP1)と、前記位相比較器(PDC)の前記ダウン出力信号(VQDIV)に応答して前記ローパスフィルタ(LFC)からスィンク電流(Isink)を放出するスィンク電流放出トランジスタ(MN1)と、前記ローパスフィルタ(LFC)からdc直流電流を放出するかまたは前記ローパスフィルタ(LFC)にdc直流電流を注入するオフセット電流回路(MN2、MN3、Roffset)とを含む(図16、図17参照)。 The charge pump circuit (CPC) injects a source current (Isource) into the low-pass filter (LFC) in response to the up output signal (V QREF ) of the phase comparator (PDC). ), A sink current emission transistor (MN1) that emits a sink current (Isink) from the low-pass filter (LFC) in response to the down output signal (V QDIV ) of the phase comparator (PDC), and the low-pass filter And an offset current circuit (MN2, MN3, Roffset) for discharging a dc direct current from (LFC) or injecting a dc direct current into the low-pass filter (LFC) (see FIGS. 16 and 17).

上記オフセット電流回路(MN2、MN3、Roffset)は前記dc直流電流を所定値(Ioffset)に設定するように意図的なデバイスサイズに設定されたデバイス(MN2、MN3、Roffset)を含んでいる(図18、図19参照)。   The offset current circuit (MN2, MN3, Roffset) includes devices (MN2, MN3, Roffset) set to intentional device sizes so as to set the dc direct current to a predetermined value (Ioffset) (FIG. 18, see FIG.

本発明の前記ひとつの形態の手段によれば、本発明の前記基本的な技術思想で説明したメカニズムにより、当初の目的を解決することができる。   According to the means of the one aspect of the present invention, the original object can be solved by the mechanism described in the basic technical idea of the present invention.

本発明の前記より具体的な形態の手段によれば、GMSK(Gaussian minimum Shift Keying)の規格で定められた送信変調スペクトラムの400KHzの近傍周波数帯域でのスプリアス信号のレベルを低減することができる。   According to the means of the more specific form of the present invention, it is possible to reduce the level of the spurious signal in the frequency band near 400 KHz of the transmission modulation spectrum defined by the GMSK (Gaussian minimum Shift Keying) standard.

本発明のより具体的な形態による半導体集積回路では、前記周波数シンセサイザ(Frct_Synth)を構成する前記PLL回路は、前記RF電圧制御発振器(RFVCO)から生成された前記RF発振出力信号(fRFVCO)を分周することにより中間周波数信号(fIF DIV)を生成する中間周波数分周器(IF DIV)を含む。前記半導体集積回路は、前記中間周波数分周器(IF DIV)から生成される前記中間周波数信号(fIF DIV)と送信ベースバンド信号(TxABI、TXABQ)とから中間周波送信信号を形成する送信ミキサー(TX−MIX_I、TX−MIX_Q)と、送信系オフセットPLL回路(TX_Offset_PLL)と、前記RF電圧制御発振器(RFVCO)から生成された前記RF発振出力信号(fRFVCO)を分周することにより分周RF周波数信号を生成するRF分周器(RF DIV)とを含む。前記送信系オフセットPLL回路(TX_Offset_PLL)は、前記送信ミキサー(TX−MIX_I、TX−MIX_Q)から生成される前記中間周波送信信号が一方の入力端子に供給される位相比較回路(PC)と、前記位相比較回路(PC)の出力に応答する前記RF送信用電圧制御発振器(TXVCO)と、前記RF送信用電圧制御発振器(TXVCO)から生成される前記RF送信周波数信号(fTXVCO)が一方の入力端子に供給され前記RF分周器(RF DIV)から生成される前記分周RF周波数信号が他方の入力端子に供給される位相制御帰還用周波数ダウンミキサー(DWN_MIX_PM)とを含む。前記位相制御帰還用周波数ダウンミキサー(DWN_MIX_PM)の出力信号は、前記位相比較回路(PC)の他方の入力端子に供給される(図15参照)。 In the semiconductor integrated circuit according to a more specific embodiment of the present invention, the PLL circuit constituting the frequency synthesizer (Frct_Synth), the RF voltage-controlled oscillator the RF oscillation output signal generated from (RFVCO) a (f RFVCO) An intermediate frequency divider (IF DIV) that generates an intermediate frequency signal (f IF DIV ) by dividing is included. The semiconductor integrated circuit includes a transmission mixer that forms an intermediate frequency transmission signal from the intermediate frequency signal (f IF DIV ) generated from the intermediate frequency divider ( IF DIV ) and a transmission baseband signal (TxABI, TXABQ) (TX-MIX_I, TX-MIX_Q ) and, a transmission system offset PLL circuit (TX_Offset_PLL), the RF voltage controlled oscillator (RFVCO) dividing the RF oscillation output signal generated to (f RFVCO) by dividing the And an RF divider (RF DIV) for generating an RF frequency signal. The transmission system offset PLL circuit (TX_Offset_PLL) includes a phase comparison circuit (PC) in which the intermediate frequency transmission signal generated from the transmission mixer (TX-MIX_I, TX-MIX_Q) is supplied to one input terminal; The RF transmission voltage controlled oscillator (TXVCO) responsive to the output of the phase comparison circuit (PC) and the RF transmission frequency signal (f TXVCO ) generated from the RF transmission voltage controlled oscillator ( TXVCO ) are one input. A frequency control mixer for frequency control feedback (DWN_MIX_PM), which is supplied to the terminal and generated by the RF divider (RF DIV) and supplied to the other input terminal. The output signal of the phase control feedback frequency downmixer (DWN_MIX_PM) is supplied to the other input terminal of the phase comparison circuit (PC) (see FIG. 15).

本発明のより具体的な形態による半導体集積回路は、RF受信信号アナログ信号処理回路(RX SPU)を含む。前記RF受信信号アナログ信号処理回路(RX SPU)は、RF受信信号を増幅するローノイズアンプ(LNA1〜LNA4)と、前記ローノイズアンプ(LNA1〜LNA4)によって生成されたRF増幅受信出力信号が供給されることによって受信ベースバンド信号(RxABI、RxABQ)を生成する受信ミキサー(RX−MIX_I、RX−MIX_Q)とを含む。前記周波数シンセサイザ(Frct_Synth)を構成する前記PLL回路は、前記RF電圧制御発振器(RFVCO)から生成される前記発振周波数(fRFVCO)の前記RF発振出力信号を分周することにより前記受信ミキサー(RX−MIX_I、RX−MIX_Q)へ供給するRFキャリア信号を形成する第1分周器(DIV1)と、前記第1分周器(DIV1)の出力信号を分周する第2分周器(DIV4)とを含む。 A semiconductor integrated circuit according to a more specific form of the present invention includes an RF reception signal analog signal processing circuit (RX SPU). The RF reception signal analog signal processing circuit (RX SPU) is supplied with a low noise amplifier (LNA1 to LNA4) for amplifying the RF reception signal and an RF amplification reception output signal generated by the low noise amplifier (LNA1 to LNA4). Reception mixers (RX-MIX_I, RX-MIX_Q) for generating reception baseband signals (RxABI, RxABQ). The PLL circuit constituting the frequency synthesizer (Frct_Synth), the RF voltage-controlled oscillator wherein the receiving mixer by the RF oscillation output signal dividing (RX of the oscillation frequency generated from (RFVCO) (f RFVCO) -MIX_I, RX-MIX_Q) A first frequency divider (DIV1) that forms an RF carrier signal to be supplied to the first frequency divider (DIV1) and a second frequency divider (DIV4) that divides the output signal of the first frequency divider (DIV1) Including.

前記半導体集積回路がGSM850MHzの周波数帯域もしくはGSM900MHzの周波数帯域の前記RF受信信号を受信する場合には、前記第1分周器(DIV1)から生成された分周出力信号が前記RFキャリア信号として前記受信ミキサー(RX−MIX_I、RX−MIX_Q)へ伝達されることにより、前記受信ミキサー(RX−MIX_I、RX−MIX_Q)から前記GSM850MHzの前記周波数帯域もしくは前記GSM900MHzの前記周波数帯域の前記RF受信信号から周波数変換された受信ベースバンド信号(RxABI、RxABQ)が生成される。   When the semiconductor integrated circuit receives the RF reception signal in the GSM850 MHz frequency band or GSM900 MHz frequency band, the frequency-divided output signal generated from the first frequency divider (DIV1) is used as the RF carrier signal. By being transmitted to the reception mixer (RX-MIX_I, RX-MIX_Q), the RF reception signal in the frequency band of the GSM850 MHz or the frequency band of the GSM900 MHz is transmitted from the reception mixer (RX-MIX_I, RX-MIX_Q). Frequency-converted received baseband signals (RxABI, RxABQ) are generated.

前記半導体集積回路がDCS1800MHzの周波数帯域もしくはPCS1900MHzの周波数帯域の前記RF受信信号を受信する場合には、前記RF電圧制御発振器(RFVCO)から生成される前記発振周波数(fRFVCO)の前記RF発振出力信号が前記RFキャリア信号として前記受信ミキサー(RX−MIX_I、RX−MIX_Q)へ伝達されることにより、前記DCS1800MHzの前記周波数帯域もしくは前記PCS1900MHzの前記周波数帯域の前記RF受信信号から周波数変換された受信ベースバンド信号(RxABI、RxABQ)が生成される。 When the semiconductor integrated circuit receives the RF reception signal in the frequency band of DCS 1800 MHz or the frequency band of PCS 1900 MHz, the RF oscillation output of the oscillation frequency (f RFVCO ) generated from the RF voltage controlled oscillator (RFVCO) A signal is transmitted to the reception mixer (RX-MIX_I, RX-MIX_Q) as the RF carrier signal, so that reception is frequency-converted from the RF reception signal in the frequency band of the DCS 1800 MHz or the frequency band of the PCS 1900 MHz. Baseband signals (RxABI, RxABQ) are generated.

前記半導体集積回路がGSM850MHzの周波数帯域もしくはGSM900MHzの周波数帯域の前記RF送信周波数信号を形成する場合には、前記送信ミキサー(TX−MIX_I、TX−MIX_Q)により前記中間周波数信号と送信ベースバンド信号(TxABI、TxABQ)とから前記中間周波送信信号が形成され、前記RF分周器(RF DIV)として前記第1分周器(DIV1)と前記第2分周器(DIV4)とが動作することにより、前記第2分周器(DIV4)の分周出力信号が前記送信系オフセットPLL回路(TX_Offset_PLL)の前記位相制御帰還用周波数ダウンミキサー(DWN_MIX_PM)の前記他方の入力端子に前記分周RF周波数信号として伝達され、前記送信系オフセットPLL回路(TX_Offset_PLL)にて前記中間周波送信信号が前記GSM850MHzの前記周波数帯域もしくは前記GSM900MHzの前記周波数帯域の前記RF送信周波数信号(fTXVCO)へ周波数変換される。 When the semiconductor integrated circuit forms the RF transmission frequency signal in the GSM850 MHz frequency band or GSM900 MHz frequency band, the intermediate frequency signal and the transmission baseband signal (TX-MIX_I, TX-MIX_Q) are transmitted by the transmission mixer (TX-MIX_I, TX-MIX_Q). The intermediate frequency transmission signal is formed from TxABI, TxABQ), and the first frequency divider (DIV1) and the second frequency divider (DIV4) operate as the RF frequency divider (RF DIV). The frequency-divided output signal of the second frequency divider (DIV4) is supplied to the other input terminal of the frequency control mixer (DWN_MIX_PM) for phase control feedback of the transmission system offset PLL circuit (TX_Offset_PLL). As the transmission system offset PLL circuit ( TX_Offset_PLL) converts the intermediate frequency transmission signal into the RF transmission frequency signal (f TXVCO ) in the GSM850 MHz frequency band or the GSM900 MHz frequency band.

前記半導体集積回路がDCS1800MHzの周波数帯域もしくはPCS1900MHzの周波数帯域の前記RF送信周波数信号を形成する場合には、前記送信ミキサー(TX−MIX_I、TX−MIX_Q)により前記中間周波数信号と送信ベースバンド信号(TxABI、TxABQ)とから前記中間周波送信信号が形成され、前記RF分周器(RF DIV)として前記第1分周器(DIV1)が動作することにより、前記第1分周器(DIV1)の分周出力信号が前記送信系オフセットPLL回路(TX_Offset_PLL)の前記位相制御帰還用周波数ダウンミキサー(DWN_MIX_PM)の前記他方の入力端子に前記分周RF周波数信号として伝達され、前記送信系オフセットPLL回路(TX_Offset_PLL)にて前記中間周波送信信号が前記DCS1800MHzの前記周波数帯域もしくは前記PCS1900MHzの前記周波数帯域の前記RF送信周波数信号(fTXVCO)へ周波数変換される(図24参照)。 When the semiconductor integrated circuit forms the RF transmission frequency signal in the frequency band of DCS 1800 MHz or the frequency band of PCS 1900 MHz, the intermediate frequency signal and the transmission baseband signal (TX-MIX_I, TX-MIX_Q) are transmitted by the transmission mixer (TX-MIX_I, TX-MIX_Q). The intermediate frequency transmission signal is formed from TxABI, TxABQ), and the first frequency divider (DIV1) operates as the RF frequency divider (RF DIV), so that the first frequency divider (DIV1) A frequency-divided output signal is transmitted as the frequency-divided RF frequency signal to the other input terminal of the phase control feedback frequency downmixer (DWN_MIX_PM) of the transmission system offset PLL circuit (TX_Offset_PLL), and the transmission system offset PLL circuit ( TX_Offset_PLL ), The intermediate frequency transmission signal is frequency-converted to the RF transmission frequency signal (f TXVCO ) in the frequency band of the DCS 1800 MHz or the frequency band of the PCS 1900 MHz (see FIG. 24).

本発明の前記より具体的な形態の手段によれば、GSM850MHz、GSM900MHz、DCS1800MHz、PCS1900MHzの4つの周波数帯域の受信・送信が可能となる。   According to the means of the more specific form of the present invention, reception / transmission of four frequency bands of GSM850 MHz, GSM900 MHz, DCS1800 MHz, and PCS1900 MHz becomes possible.

本発明のより具体的な形態による半導体集積回路は、EDGE(Enhanced Data for GSM Evolution; Enhanced Data for GPRS)方式に対応するためのポーラループ方式で構成され、前記送信系オフセットPLL回路(TX_Offset_PLL)は前記ポーラループ方式の位相変調のための位相ループ(PM LP)と前記ポーラループ方式の振幅ループ(AM LP)とを含み、前記送信系オフセットPLL回路(TX_Offset_PLL)の前記位相比較回路(PC)と前記RF送信用電圧制御発振器(TXVCO)と前記位相制御帰還用周波数ダウンミキサー(DWN_MIX_PM)とは前記位相ループ(PM LP)を構成する(図25参照)。   A semiconductor integrated circuit according to a more specific form of the present invention is configured in a polar loop system to support an EDGE (Enhanced Data for GSM Evolution; Enhanced Data for GPRS) system, and the transmission system offset PLL circuit (TX_Offset_PLL) is A phase loop (PM LP) for phase modulation of the polar loop system and an amplitude loop (AM LP) of the polar loop system, the phase comparison circuit (PC) of the transmission system offset PLL circuit (TX_Offset_PLL); The RF transmission voltage controlled oscillator (TXVCO) and the phase control feedback frequency downmixer (DWN_MIX_PM) constitute the phase loop (PM LP) (see FIG. 25).

本発明の前記より具体的な形態の手段によれば、位相変調ともに振幅変調を使用する高い通信データ転送レートのEDGE方式に対応することができる。   According to the means of the more specific form of the present invention, it is possible to cope with the EDGE system with a high communication data transfer rate that uses amplitude modulation for both phase modulation.

本発明のより具体的な形態による半導体集積回路は、EDGE方式に対応するためのポーラモジュレータ方式で構成され、前記送信系オフセットPLL回路(TX_Offset_PLL)は前記ポーラモジュレータ方式の位相変調のための位相ループ(PM LP)と前記ポーラモジュレータ方式の振幅ループ(AM LP)とを含み、前記送信系オフセットPLL回路(TX_Offset_PLL)の前記位相比較回路(PC)と前記RF送信用電圧制御発振器(TXVCO)と前記位相制御帰還用周波数ダウンミキサー(DWN_MIX_PM)とは前記位相ループ(PM LP)を構成する(図26参照)。   A semiconductor integrated circuit according to a more specific form of the present invention is configured by a polar modulator system to support the EDGE system, and the transmission system offset PLL circuit (TX_Offset_PLL) is a phase loop for phase modulation of the polar modulator system. (PM LP) and the polar modulator type amplitude loop (AM LP), the phase comparison circuit (PC) of the transmission system offset PLL circuit (TX_Offset_PLL), the RF transmission voltage controlled oscillator (TXVCO), and the The phase control feedback frequency downmixer (DWN_MIX_PM) constitutes the phase loop (PM LP) (see FIG. 26).

本発明の前記より具体的な形態の手段によれば、位相変調ともに振幅変調を使用する高い通信データ転送レートのEDGE方式に対応することができる。   According to the means of the more specific form of the present invention, it is possible to cope with the EDGE system with a high communication data transfer rate that uses amplitude modulation for both phase modulation.

本発明のより具体的な形態による半導体集積回路は、前記フラクショナルPLL回路は前記平均分周比の前記小数を計算するためのΣΔ変調器(ΣΔMod)を含み、前記ΣΔ変調器(ΣΔMod)は1次ΣΔ変調器を複数多段としたMASH型である(図4参照)。   In a semiconductor integrated circuit according to a more specific form of the present invention, the fractional PLL circuit includes a ΣΔ modulator (ΣΔMod) for calculating the decimal of the average division ratio, and the ΣΔ modulator (ΣΔMod) is 1 This is a MASH type in which a plurality of next ΣΔ modulators are provided (see FIG. 4).

本発明のより具体的な形態による半導体集積回路は、前記MASH型の前記ΣΔ変調器(ΣΔMod)にはディジタル微分器(diff31)を介してディザー回路(dither)からの擬似ランダム雑音が供給される(図4参照)。   In the semiconductor integrated circuit according to a more specific form of the present invention, the MASH type ΣΔ modulator (ΣΔMod) is supplied with pseudo-random noise from a dither circuit (dither) via a digital differentiator (diff31). (See FIG. 4).

本発明の他のひとつの形態による通信用半導体集積回路は、RF受信信号アナログ信号処理回路(RX SPU)と、RF送信信号アナログ信号処理回路(TX SPU)と、周波数シンセサイザ(Frct_Synth)とを含む。前記RF受信信号アナログ信号処理回路(RX SPU)は、RF受信信号を増幅するローノイズアンプ(LNA1〜LNA4)と、前記ローノイズアンプ(LNA1〜LNA4)によって生成されたRF増幅受信出力信号と前記周波数シンセサイザ(Frct_Synth)によって生成された受信キャリア信号とが供給されることによって受信ベースバンド信号(RxABI、RxABQ)を生成する受信ミキサー(RX−MIX_I、RX−MIX_Q)とを含む。前記RF送信信号アナログ信号処理回路(TX SPU)はベースバンド信号処理ユニット(BB_LSI)から送信ベースバンド信号(TxABI、TxABQ)が供給される送信ミキサー(TX−MIX_I、TX−MIX_Q)を含み、前記RF送信信号アナログ信号処理回路(TX SPU)に前記周波数シンセサイザ(Frct_Synth)によって生成された送信キャリア信号とが供給されることによって、前記RF送信信号アナログ信号処理回路(TX SPU)は、RF送信信号(Tx_GSM850、Tx_GSM900、Tx_DCS1800、Tx_PCS1900)を生成する(図24参照)。   A communication semiconductor integrated circuit according to another embodiment of the present invention includes an RF reception signal analog signal processing circuit (RX SPU), an RF transmission signal analog signal processing circuit (TX SPU), and a frequency synthesizer (Frct_Synth). . The RF reception signal analog signal processing circuit (RX SPU) includes a low noise amplifier (LNA1 to LNA4) that amplifies the RF reception signal, an RF amplification reception output signal generated by the low noise amplifier (LNA1 to LNA4), and the frequency synthesizer. Reception mixers (RX-MIX_I, RX-MIX_Q) that generate reception baseband signals (RxABI, RxABQ) by being supplied with the reception carrier signal generated by (Frct_Synth). The RF transmission signal analog signal processing circuit (TX SPU) includes transmission mixers (TX-MIX_I, TX-MIX_Q) to which transmission baseband signals (TxABI, TxABQ) are supplied from a baseband signal processing unit (BB_LSI), When the RF transmission signal analog signal processing circuit (TX SPU) is supplied with the transmission carrier signal generated by the frequency synthesizer (Frct_Synth), the RF transmission signal analog signal processing circuit (TX SPU) (Tx_GSM850, Tx_GSM900, Tx_DCS1800, Tx_PCS1900) are generated (see FIG. 24).

前記周波数シンセサイザ(Frct_Synth)は、基準発振周波数(fREF)の基準周波数信号を生成する基準周波数発振器(DCXO)と、前記基準周波数発振器(DCXO)から形成された前記基準周波数信号が一方の入力端子に供給される位相比較器(PDC)と、前記位相比較器(PDC)のアップ出力信号とダウン出力信号とに応答するチャージポンプ回路(CPC)と、前記チャージポンプ回路(CPC)のチャージポンプ電流(ICP)に応答するローパスフィルタ(LFC)と、前記ローパスフィルタ(LFC)の制御出力電圧(VCNT)に応答するRF電圧制御発振器(RFVCO)と、前記RF電圧制御発振器(RFVCO)の出力端子と前記位相比較器(PDC)の他方の入力端子との間に接続された分周器(DIV)とを含むPLL回路により構成されている。前記周波数シンセサイザ(Frct_Synth)を構成する前記PLL回路は、前記分周器(DIV)の分周比が変更されることにより平均分周比が整数と分数とを含むフラクショナルPLL回路であり、そのクローズドループ帯域は数十KHzのオーダーの狭帯域に設定されている(図15参照)。 The frequency synthesizer (Frct_Synth) has a reference frequency oscillator (DCXO) that generates a reference frequency signal of a reference oscillation frequency (f REF ), and the reference frequency signal formed from the reference frequency oscillator (DCXO) is one input terminal. A phase comparator (PDC) supplied to a charge pump circuit (CPC) responsive to an up output signal and a down output signal of the phase comparator (PDC), and a charge pump current of the charge pump circuit (CPC) A low pass filter (LFC) responsive to (I CP ), an RF voltage controlled oscillator (RFVCO) responsive to a control output voltage (VCNT) of the low pass filter (LFC), and an output terminal of the RF voltage controlled oscillator (RFVCO) And a frequency divider connected between the other input terminal of the phase comparator (PDC) And a PLL circuit including a device (DIV). The PLL circuit constituting the frequency synthesizer (Frct_Synth) is a fractional PLL circuit whose average frequency division ratio includes an integer and a fraction by changing the frequency division ratio of the frequency divider (DIV). The loop band is set to a narrow band on the order of several tens of KHz (see FIG. 15).

前記チャージポンプ回路(CPC)は、前記位相比較器(PDC)の前記アップ出力信号(VQREF)に応答して前記ローパスフィルタ(LFC)にソース電流(Isource)を注入するソース電流供給トランジスタ(MP1)と、前記位相比較器(PDC)の前記ダウン出力信号(VQDIV)に応答して前記ローパスフィルタ(LFC)からスィンク電流(Isink)を放出するスィンク電流放出トランジスタ(MN1)と、前記ローパスフィルタ(LFC)からdc直流電流を放出するかまたは前記ローパスフィルタ(LFC)にdc直流電流を注入するオフセット電流回路(MN2、MN3、Roffset)とを含む(図16、図17参照)。 The charge pump circuit (CPC) injects a source current (Isource) into the low-pass filter (LFC) in response to the up output signal (V QREF ) of the phase comparator (PDC). ), A sink current emission transistor (MN1) that emits a sink current (Isink) from the low-pass filter (LFC) in response to the down output signal (V QDIV ) of the phase comparator (PDC), and the low-pass filter And an offset current circuit (MN2, MN3, Roffset) for discharging a dc direct current from (LFC) or injecting a dc direct current into the low-pass filter (LFC) (see FIGS. 16 and 17).

上記オフセット電流回路(MN2、MN3、Roffset)は前記dc直流電流を所定値(Ioffset)に設定するように意図的なデバイスサイズに設定されたデバイス(MN2、MN3、Roffset)を含んでいる(図18、図19参照)。   The offset current circuit (MN2, MN3, Roffset) includes devices (MN2, MN3, Roffset) set to intentional device sizes so as to set the dc direct current to a predetermined value (Ioffset) (FIG. 18, see FIG.

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。   The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

すなわち、本発明によれば、受信動作と送信動作とに使用する周波数シンサセイザとしてフラクショナルN PLL回路を具備した通信用半導体集積回路において、フラクショナルN PLL回路のチャージポンプ回路CPCのP−MOSとN−MOSとのミスマッチに起因する非線型性の影響を軽減するとともに、フラクショナルN PLL回路の位相ノイズを低減するための補償回路の回路規模を小さくするとともに補償回路の制御も単純化することができる。   That is, according to the present invention, in a communication semiconductor integrated circuit having a fractional N PLL circuit as a frequency synthesizer used for a reception operation and a transmission operation, the P-MOS and N- of the charge pump circuit CPC of the fractional N PLL circuit are used. It is possible to reduce the influence of non-linearity due to the mismatch with the MOS, to reduce the circuit scale of the compensation circuit for reducing the phase noise of the fractional N PLL circuit, and to simplify the control of the compensation circuit.

≪フラクショナルシンサセイザFrct_Synthの構成≫
図15は、本発明のひとつの実施形態に従った通信用半導体集積回路RF ICのチップ上に形成されたフラクショナルシンサセイザFrct_Synthの構成を示す図である。
≪Configuration of Fractional Synthesizer Frct_Synth≫
FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a fractional synthesizer Frct_Synth formed on a chip of a communication semiconductor integrated circuit RF IC according to one embodiment of the present invention.

これは、基準周波数発振器DCXOを含むフラクショナルシンサセイザFrct_Synthを用いて通信用半導体集積回路RF ICの送信系信号処理サブユニットの周波数制御を行う実施形態を説明するものである。また、フラクショナルシンサセイザFrct_SynthのΣΔ変調器ΣΔModは図4に示した3次のMASH型ΣΔ変調器で構成されるとともに、図5に示したディザー回路を含んでいる。さらに、このフラクショナルシンサセイザFrct_Synthを構成するフラクショナルN PLL回路のクローズドループ帯域は、100KHzよりも遥かに低い数十KHzのオーダーに設定されている。このクローズドループ帯域の具体的な一例は、30KHzである。この送信系信号処理サブユニットは、送信系オフセットPLL回路TX_Offset_PLLを含んでいる。フラクショナルシンサセイザFrct_SynthのRF電圧制御発振器RFVCOの出力である発振周波数fRFVCO(3568.448MHz)のRF発振出力信号が分周比26に設定された中間周波数分周器IF DIVに供給されることにより、中間周波数分周器IF DIVの出力から2倍中間周波数信号(137.248MHz)が形成される。この2倍中間周波数信号(137.248MHz)が90°位相シフター90degShiftの入力に供給されることにより90°位相の異なる2つの中間周波数信号(68.624MHz)が形成される。送信ミキサーTX−MIX_I、TX−MIX_Qにはベースバンド送信信号TxABI、TxABQと90°位相の異なる2つの中間周波数信号(68.624MHz)とが供給されることにより、送信ミキサーTX−MIX_I、TX−MIX_Qの出力に接続された加算器の出力にはベクトル合成された中間周波送信信号(68.624MHz)が形成される。この中間周波送信信号(68.624MHz)は、位相比較器PCの一方の入力端子に供給される。位相比較器PCの出力はローパスフィルターLF1を介してRF送信用電圧制御発振器TXVCOに供給されることにより、RF送信用電圧制御発振器TXVCOの周波数が略1715.6MHzに制御される。RF送信用電圧制御発振器TXVCOの発振出力信号はバッファアンプBFを介して位相制御帰還用周波数ダウンミキサーDWN_MIX_PMの一方の入力端子に供給され、位相制御帰還用周波数ダウンミキサーDWN_MIX_PMの他方の入力端子には分周比2に設定されたRF分周器RF DIVからのダウンミキサー用RF信号(1784.224MHz)が供給される。位相制御帰還用周波数ダウンミキサーDWN_MIX_PMではRF送信用電圧制御発振器TXVCOからの発振信号(略1715.6MHz)とRF分周器RF DIVからのダウンミキサー用RF信号(1784.224MHz)とのミキシングが行われる。従って、位相制御帰還用周波数ダウンミキサーDWN_MIX_PMの出力から、差の周波数である1784.224MHz−1715.6MHz=68.624MHzの帰還信号が形成されて、位相比較器PCの他方の入力端子に供給される。位相比較器PCの二つの入力信号の位相と周波数とが一致するように送信系オフセットPLL回路TX_Offset_PLLが負帰還制御を行い、その結果、RF送信用電圧制御発振器TXVCOからの正確な1715.6MHzのRF送信周波数fTXVCOの信号が得られるようになる。また、位相比較器PCの一方の入力端子には、送信ミキサーTX−MIX_I、TX−MIX_Qの出力に接続された加算器の出力でベクトル合成された中間周波送信信号fIF(68.624MHz)が供給されている。更に、位相比較器PCの他方の入力端子には、RF電圧制御発振器RFVCOの発振周波数fRFVCOを分周比2により分周した分周RF発振周波数fRFVCO/2からRF送信用電圧制御発振器TXVCOのRF送信周波数信号の周波数fTXVCOを減算した差周波数信号(fRFVCO/2−fTXVCO)が供給されている。送信系オフセットPLL回路TX_Offset_PLLの負帰還制御によって、位相比較器PCの一方の入力端子の基準周波数と位相比較器PCの他方の入力端子の負帰還周波数とは一致するので、下記の関係が成立する。 In this embodiment, a frequency control of a transmission system signal processing subunit of a communication semiconductor integrated circuit RF IC is performed using a fractional synthesizer Frct_Synth including a reference frequency oscillator DCXO. Further, the ΣΔ modulator ΣΔMod of the fractional synthesizer Frct_Synth includes the third-order MASH type ΣΔ modulator shown in FIG. 4 and includes the dither circuit shown in FIG. Further, the closed loop bandwidth of the fractional N PLL circuit constituting the fractional synthesizer Frct_Synth is set to the order of several tens of KHz which is much lower than 100 KHz. A specific example of this closed loop band is 30 KHz. This transmission system signal processing subunit includes a transmission system offset PLL circuit TX_Offset_PLL. By being supplied to the fractional examination constellation Frct_Synth intermediate frequency divider IF DIV which RF oscillation output signal is set to the division ratio 26 which is the output of the RF voltage controlled oscillator RFVCO oscillation frequency f RFVCO (3568.448MHz) A doubled intermediate frequency signal (137.248 MHz) is formed from the output of the intermediate frequency divider IF DIV. The double intermediate frequency signal (137.248 MHz) is supplied to the input of the 90 ° phase shifter 90degShift to form two intermediate frequency signals (68.624 MHz) having different 90 ° phases. The transmission mixers TX-MIX_I, TX-MIX_Q are supplied with the baseband transmission signals TxABI, TxABQ and two intermediate frequency signals (68.624 MHz) that are 90 ° out of phase, so that the transmission mixers TX-MIX_I, TX- An intermediate frequency transmission signal (68.624 MHz) obtained by vector synthesis is formed at the output of the adder connected to the output of MIX_Q. This intermediate frequency transmission signal (68.624 MHz) is supplied to one input terminal of the phase comparator PC. The output of the phase comparator PC is supplied to the RF transmission voltage controlled oscillator TXVCO via the low pass filter LF1, so that the frequency of the RF transmission voltage controlled oscillator TXVCO is controlled to about 1715.6 MHz. The oscillation output signal of the RF transmission voltage controlled oscillator TXVCO is supplied to one input terminal of the phase control feedback frequency downmixer DWN_MIX_PM via the buffer amplifier BF, and is supplied to the other input terminal of the phase control feedback frequency downmixer DWN_MIX_PM. An RF signal for a downmixer (1784.2224 MHz) is supplied from an RF frequency divider RF DIV set to a frequency division ratio of 2. In the phase control feedback frequency downmixer DWN_MIX_PM, the oscillation signal (approximately 1715.6 MHz) from the RF transmission voltage controlled oscillator TXVCO and the downmixer RF signal (1784.224 MHz) from the RF divider RF DIV are mixed. Is called. Therefore, a feedback signal having a difference frequency of 1784.2224 MHz−1715.6 MHz = 68.624 MHz is formed from the output of the phase control feedback frequency down mixer DWN_MIX_PM and supplied to the other input terminal of the phase comparator PC. The The transmission system offset PLL circuit TX_Offset_PLL performs negative feedback control so that the phase and frequency of the two input signals of the phase comparator PC coincide with each other. As a result, an accurate 1715.6 MHz from the RF transmission voltage control oscillator TXVCO is obtained. A signal having an RF transmission frequency f TXVCO can be obtained. Further, an intermediate frequency transmission signal f IF (68.624 MHz) obtained by vector synthesis at the output of the adder connected to the outputs of the transmission mixers TX-MIX_I and TX-MIX_Q is input to one input terminal of the phase comparator PC. Have been supplied. Furthermore, to the other input terminal of the phase comparator PC, RF voltage-controlled oscillator RFVCO oscillation frequency f RFVCO the dividing ratio 2 by dividing the dividing RF oscillation frequency f RFVCO / 2 RF transmission voltage controlled oscillator from TXVCO difference frequency signal obtained by subtracting the frequency f TXVCO of the RF transmission frequency signal (f RFVCO / 2-f TXVCO ) is supplied. By the negative feedback control of the transmission system offset PLL circuit TX_Offset_PLL, the reference frequency of one input terminal of the phase comparator PC matches the negative feedback frequency of the other input terminal of the phase comparator PC, and therefore the following relationship is established. .

IF=fRFVCO/2−fTXVCO …(1式)
上記の式を、変形すると下記の式が得られる。
f IF = f RFVCO / 2- f TXVCO ... (1 type)
When the above equation is modified, the following equation is obtained.

TXVCO=fRFVCO/2−fIF …(2式)
=(3568.448MHz/2)−68.624MHz
=1784.224MHz−68.624MHz
=1715.6MHz
従って、送信系オフセットPLL回路TX_Offset_PLL内部のRF送信用電圧制御発振器TXVCOから生成されるRF送信周波数fTXVCOは、フラクショナルシンセサイザFrct_Synth内部のRF電圧制御発振器RFVCOから生成されるRF発振出力信号の発振周波数fRFVCOと送信ミキサーの出力に接続された加算器の出力の中間周波送信信号fIFとに応答して正確に設定される。また、この中間周波送信信号fIFも、送信系オフセットPLL回路TX_Offset_PLL内部のRF送信用電圧制御発振器TXVCOから生成されるRF送信周波数fTXVCOにより正確に設定される。フラクショナルPLLに図4に示した高次のMASH方式のΣΔ変調器を使用すると、分周比の変更値は8と大きな値となって、分周比の変更値が1のような単純な繰り返しパターンよりも、スプリアスノイズを低減することができる。
f TXVCO = f RFVCO / 2- f IF ... (2 type)
= (356.448 MHz / 2)-68.624 MHz
= 1784.224 MHz-68.624 MHz
= 1715.6MHz
Therefore, the RF transmission frequency f TXVCO generated from the RF transmission voltage controlled oscillator TXVCO inside the transmission system offset PLL circuit TX_Offset_PLL is the oscillation frequency f of the RF oscillation output signal generated from the RF voltage controlled oscillator RFVCO inside the fractional synthesizer Frct_Synth. is set correctly in response to an intermediate frequency transmission signal f IF output of RFVCO the connected adders to the output of the transmission mixer. The intermediate frequency transmission signal f IF is also accurately set by the RF transmission frequency f TXVCO generated from the RF transmission voltage controlled oscillator TXVCO inside the transmission system offset PLL circuit TX_Offset_PLL. If the high-order MASH type ΣΔ modulator shown in FIG. 4 is used for the fractional PLL, the change value of the division ratio becomes a large value of 8, and the change value of the division ratio is a simple repetition such as 1. Spurious noise can be reduced more than the pattern.

一方、送信系オフセットPLL回路TX_Offset_PLL内部のRF送信用電圧制御発振器TXVCOから生成されるRF送信信号は、RF電力増幅器とアンテナスイッチとを介してアンテナから基地局へ送信される。このRF送信信号に含まれる位相ノイズ成分やスプリアスノイズ成分は、下記に説明するループフィルタLFCへのdc直流電流の注入とフラクショナルシンセサイザFrct_SynthのフラクショナルPLL回路のクローズドループ帯域を数十KHzのオーダーの狭帯域に設定することにより、十分低いレベルまで低減することが可能となる。   On the other hand, the RF transmission signal generated from the RF transmission voltage controlled oscillator TXVCO inside the transmission system offset PLL circuit TX_Offset_PLL is transmitted from the antenna to the base station via the RF power amplifier and the antenna switch. The phase noise component and the spurious noise component included in the RF transmission signal are obtained by narrowing the closed loop band of the fractional PLL circuit of the fractional synthesizer Frct_Synth to the order of several tens of KHz by injecting dc direct current into the loop filter LFC described below. By setting the bandwidth, it can be reduced to a sufficiently low level.

≪位相比較器PDCとチャージポンプ回路CPCの構成≫
図16は、図15に示した本発明のひとつの実施形態に従った通信用半導体集積回路RF ICのチップ上に形成されたフラクショナルシンサセイザFrct_SynthのフラクショナルN PLL回路を構成する位相比較器PDCとチャージポンプ回路CPCの構成を示す回路図である。
≪Configuration of phase comparator PDC and charge pump circuit CPC≫
16 shows a phase comparator PDC constituting a fractional N PLL circuit of a fractional synthesizer Frct_Synth formed on a chip of a communication semiconductor integrated circuit RF IC according to one embodiment of the present invention shown in FIG. It is a circuit diagram which shows the structure of the charge pump circuit CPC.

図16が図6に示した本発明に先立ったRF ICの開発の途中で本発明者等により検討されたチャージポンプ回路と基本的に相違するのは、ローパスフィルタLFCからdc直流電流Ioffsetを放出するオフセット電流回路MN2、MN3が追加されたことである。ローパスフィルタLFCにソース電流Isourceを供給するPチャンネルMOSトランジスタ(以下、P−MOSと略す)MP1とP−MOS MP0はカレントミラーを構成する。ダイオード接続のP−MOS MP0には、100μAに設定された定電流Io_Upが供給される。ローパスフィルタLFCからスィンク電流Isinkを流すNチャンネルMOSトランジスタ(以下、N−MOSと略す)MN1とN−MOS MN0もカレントミラーを構成する。ダイオード接続のN−MOS MN0にも、100μAに設定された定電流Io_Dnが供給される。また、ローパスフィルタLFCからdc直流電流Ioffsetを流すN−MOS MN3とN−MOS MN2もカレントミラーを構成する。ダイオード接続のN−MOS MN2にも、100μAに設定された定電流Io_Dnが供給される。カレントミラーを構成するN−MOS MN2とN−MOS MN3とはdc直流電流Ioffsetを所定値に設定するように意図的なデバイスサイズに設定されいる。   FIG. 16 basically differs from the charge pump circuit studied by the present inventors during the development of the RF IC prior to the present invention shown in FIG. 6 in that the dc direct current Ioffset is emitted from the low-pass filter LFC. The offset current circuits MN2 and MN3 are added. A P-channel MOS transistor (hereinafter abbreviated as P-MOS) MP1 and P-MOS MP0 that supply source current Isource to the low-pass filter LFC constitute a current mirror. A constant current Io_Up set to 100 μA is supplied to the diode-connected P-MOS MP0. An N-channel MOS transistor (hereinafter abbreviated as N-MOS) MN1 and N-MOS MN0 that flow a sink current Isink from the low-pass filter LFC also constitute a current mirror. The constant current Io_Dn set to 100 μA is also supplied to the diode-connected N-MOS MN0. Further, the N-MOS MN3 and the N-MOS MN2 that flow the dc direct current Ioffset from the low-pass filter LFC also constitute a current mirror. The constant current Io_Dn set to 100 μA is also supplied to the diode-connected N-MOS MN2. The N-MOS MN2 and N-MOS MN3 constituting the current mirror are set to intentional device sizes so as to set the dc DC current Ioffset to a predetermined value.

図18は、図16に示したチャージポンプ回路CPCのP−MOS MP0、MP1、N−MOS MN0、MN1、MN2、MN3のデバイスサイズを示す図である。   FIG. 18 is a diagram showing device sizes of the P-MOS MP0, MP1, N-MOS MN0, MN1, MN2, and MN3 of the charge pump circuit CPC shown in FIG.

同図で、S、G、D、Lg、WgはMOSトランジスタのソース、ゲート、ドレイン、ゲート長、ゲート幅をそれぞれ示している。6個のMOSトランジスタのゲート長Lgは全て等しく設定されている。しかし、P−MOS MP0のゲート幅WgMP0とP−MOS MP1のゲート幅WgMP1とは、5対1の比で設定されている。その結果、定電流Io_Upの100μAの5分の1である20μAのソース電流IsourceがP−MOS MP1のドレインからローパスフィルタLFCに供給される。また、N−MOS MN0のゲート幅WgMN0とN−MOS MN1のゲート幅WgMN1とは、5対1の比で設定されている。その結果、定電流Io_Dnの100μAの5分の1である20μAのスィンク電流IsinkがローパスフィルタLFCからN−MOS MN1のドレインに流れる。更に、N−MOS MN2のゲート幅WgMN2とN−MOS MN3のゲート幅WgMN3とは、5対0.15の比で設定されている。定電流Io_Dnの100μAの5分の0.15である3μAのdc直流電流IoffsetがローパスフィルタLFCからN−MOS MN3のドレインに流れる。   In the figure, S, G, D, Lg, and Wg indicate the source, gate, drain, gate length, and gate width of the MOS transistor, respectively. The gate lengths Lg of the six MOS transistors are all set equal. However, the gate width WgMP0 of the P-MOS MP0 and the gate width WgMP1 of the P-MOS MP1 are set at a ratio of 5: 1. As a result, a source current Isource of 20 μA, which is one fifth of 100 μA of the constant current Io_Up, is supplied from the drain of the P-MOS MP1 to the low-pass filter LFC. The gate width WgMN0 of the N-MOS MN0 and the gate width WgMN1 of the N-MOS MN1 are set at a ratio of 5: 1. As a result, a sink current I sink of 20 μA, which is one fifth of 100 μA of the constant current Io_Dn, flows from the low-pass filter LFC to the drain of the N-MOS MN1. Further, the gate width WgMN2 of the N-MOS MN2 and the gate width WgMN3 of the N-MOS MN3 are set at a ratio of 5 to 0.15. A dc direct current Ioffset of 3 μA, which is 0.15 / 5 of 100 μA of the constant current Io_Dn, flows from the low-pass filter LFC to the drain of the N-MOS MN3.

また、ローパスフィルタLFCから接地電位GNDにdc直流電流Ioffsetを流すオフセット回路は、N−MOSによるカレントミラーに限定されるものではない。図17は、ローパスフィルタLFCから接地電位GNDにdc直流電流Ioffsetを流すオフセット回路を、抵抗Roffsetで構成することを示す図である。抵抗Roffsetによって、ローパスフィルタLFCから接地電位GNDにdc直流電流Ioffsetを流すために、抵抗Roffsetの抵抗値は、下記のように設計される。   Further, the offset circuit that causes the dc direct current Ioffset to flow from the low-pass filter LFC to the ground potential GND is not limited to an N-MOS current mirror. FIG. 17 is a diagram illustrating that an offset circuit that causes the dc DC current Ioffset to flow from the low-pass filter LFC to the ground potential GND is configured by a resistor Roffset. In order to flow the dc direct current Ioffset from the low-pass filter LFC to the ground potential GND by the resistor Roffset, the resistance value of the resistor Roffset is designed as follows.

図17において、電源電圧VDDが2.8ボルトとする。P−MOS MP1のドレインから流れるソース電流IsourceとN−MOS MN1のドレインに流れるスィンク電流Isinkとがともに20μAと等しい時には、抵抗Roffsetの両端間には電源電圧VDD2.8ボルトの約半分である1.4ボルトが印加される。従って、抵抗Roffsetの抵抗値は、下記のように求められる。 In FIG. 17, the power supply voltage V DD is 2.8 volts. When the source current Isource flowing from the drain of the P-MOS MP1 and the sink current I sink flowing to the drain of the N-MOS MN1 are both equal to 20 μA, the resistance Roffset has about half of the power supply voltage V DD 2.8 volts. A certain 1.4 volts is applied. Therefore, the resistance value of the resistor Roffset is obtained as follows.

Roffset=VDD/(2×Ioffset)=466.7KΩ
図19に示すように、図17のローパスフィルタLFCからdc直流電流Ioffsetを流すオフセット回路を構成する抵抗Roffsetも、所定の抵抗値となるように意図的なデバイスサイズに設定されている。同図に示すように、抵抗Roffsetは蛇行平面形状を持ち、両端の四角の部分において、低抵抗配線層と電気的に接続されている。抵抗Roffsetが、高抵抗ポリシリコン抵抗や拡散抵抗で構成されているとすれば、シート抵抗ρs、抵抗幅Wr、抵抗の蛇行の総距離Lrから、抵抗Roffsetの抵抗値は、下記のように求められる。
Roffset = V DD /(2×Ioffset)=466.7 KΩ
As shown in FIG. 19, the resistor Roffset that constitutes the offset circuit for flowing the dc DC current Ioffset from the low-pass filter LFC of FIG. 17 is also set to an intentional device size so as to have a predetermined resistance value. As shown in the figure, the resistor Roffset has a meandering plane shape, and is electrically connected to the low resistance wiring layer at the square portions at both ends. If the resistor Roffset is composed of a high-resistance polysilicon resistor or a diffused resistor, the resistance value of the resistor Roffset is obtained from the sheet resistance ρs, the resistance width Wr, and the total meandering distance Lr of the resistor as follows. It is done.

Roffset=ρs・(Lr/Wr)
≪位相比較器PDCとチャージポンプ回路CPCの動作≫
図20は、図16に示した本発明のひとつの実施形態に従ったフラクショナルシンサセイザFrct_SynthのフラクショナルN PLL回路を構成する位相比較器PDCとチャージポンプ回路CPCの構成からローパスフィルタLFCから接地電位GNDにdc直流電流Ioffsetを流すオフセット回路を除去した場合の位相比較器PDCとチャージポンプ回路CPCの各部の波形を示す図である。ここでも、チャージポンプ回路CPCのPチャンネルMOSトランジスタMP1のソース電流Isourceの電流値よりもNチャンネルMOSトランジスタMN1のスィンク電流Isinkの電流値が小さな現実的な状態となっている。図20は、基準周波数発振器DCXOからの基準周波数信号VREFの位相と分周器DIVからの分周出力信号VDIVの位相とが合致しているロック状態の場合の位相比較器PDCとチャージポンプ回路CPCの各部の波形を示す図である。ここでも、図15のフラクショナルシンサセイザFrct_Synthにおいて、分周器DIVの分周比を制御する制御入力端子には固定値が供給されているものと仮定している。
Roffset = ρs · (Lr / Wr)
<< Operation of Phase Comparator PDC and Charge Pump Circuit CPC >>
FIG. 20 shows the configuration of the phase comparator PDC and the charge pump circuit CPC constituting the fractional N PLL circuit of the fractional synthesizer Frct_Synth according to one embodiment of the present invention shown in FIG. FIG. 6 is a diagram showing waveforms of respective parts of the phase comparator PDC and the charge pump circuit CPC when an offset circuit for flowing a dc direct current Ioffset is removed. Also in this case, the current value of the sink current I sink of the N channel MOS transistor MN1 is smaller than the current value of the source current I source of the P channel MOS transistor MP1 of the charge pump circuit CPC. FIG. 20 shows the phase comparator PDC and the charge pump in the locked state in which the phase of the reference frequency signal V REF from the reference frequency oscillator DCXO and the phase of the divided output signal V DIV from the divider DIV match. It is a figure which shows the waveform of each part of the circuit CPC. Again, in the fractional synthesizer Frct_Synth of FIG. 15, it is assumed that a fixed value is supplied to the control input terminal that controls the frequency division ratio of the frequency divider DIV.

同図に示すように、ソース電流Isourceが流れる期間とスィンク電流Isinkが流れる期間が等しいが、スィンク電流Isink<ソース電流Isourceの電流差により、トータルのチャージポンプ電流ICPは正となる。従って、ローパスフィルタLFCから生成される制御出力電圧VCNTのレベルが上昇し、分周器DIVからの分周出力信号VDIVの位相が進み始める。最終的には、基準周波数信号VREFの位相に対する分周出力信号VDIVの位相の進みが制御され、位相差オフセット付きロック状態に移行する。 As shown in the figure, the period in which the source current Isource flows is equal to the period in which the sink current I sink flows, but the total charge pump current I CP becomes positive due to the difference in the sink current I sink <the source current I source. Accordingly, the level of the control output voltage VCNT generated from the low-pass filter LFC increases, and the phase of the divided output signal V DIV from the frequency divider DIV starts to advance. Eventually, the advance of the phase of the frequency- divided output signal V DIV with respect to the phase of the reference frequency signal V REF is controlled, and the phase shifts to the locked state with phase difference offset.

図21は、図16の本発明のひとつの実施形態に従ったフラクショナルシンサセイザFrct_SynthのフラクショナルN PLL回路を構成する位相比較器PDCとチャージポンプ回路CPCの構成に示すように、ローパスフィルタLFCから接地電位GNDにdc直流電流Ioffsetを流すオフセット回路を追加した場合の位相比較器PDCとチャージポンプ回路CPCの各部の波形を示す図である。ここでも、図15のフラクショナルシンサセイザFrct_Synthにおいて、分周器DIVの分周比を制御する制御入力端子には固定値が供給されているものと仮定している。更にここでも、チャージポンプ回路CPCのPチャンネルMOSトランジスタMP1のソース電流Isourceの電流値よりもNチャンネルMOSトランジスタMN1のスィンク電流Isinkの電流値が小さな現実的な状態となっている。図16のチャージポンプ回路CPCでは、ローパスフィルタLFCから接地電位GNDにスィンク電流Isinkとdc直流電流Ioffsetとによる負のチャージポンプ電流ICPが流され、電源電圧VddからローパスフィルタLFCへソース電流Isourceによる正のチャージポンプ電流ICPが流される。負のチャージポンプ電流ICP(−Ioffset)の時間積分量と正のチャージポンプ電流ICP(Isource−(Ioffset+Isink))の時間積分量とが互いに等しくなるようにPLL回路は動作するので、図21に示すようにチャージポンプ電流ICPが負のdc直流電流−Ioffsetとなる期間に先行してチャージポンプ電流ICPがトータルで正のIsource−(Ioffset+Isink)となる期間が必然的に存在する。これは、オフセット回路MN2、MN3による負のdc直流電流−Ioffsetによって、基準周波数信号VREFの位相よりも分周出力信号VDIVの位相が必然的に遅れることを意味する。これによって、図12に示すように基準周波数信号VREFの位相に対して分周出力信号VDIVの位相が遅れておりチャージポンプ電流ICPが負となることはなく正のみで変化する状態の発生を回避することができる。 FIG. 21 shows the grounding from the low-pass filter LFC as shown in the configuration of the phase comparator PDC and the charge pump circuit CPC constituting the fractional N PLL circuit of the fractional synthesizer Frct_Synth according to one embodiment of the present invention shown in FIG. It is a figure which shows the waveform of each part of the phase comparator PDC and charge pump circuit CPC at the time of adding the offset circuit which flows dc direct current Ioffset to the electric potential GND. Again, in the fractional synthesizer Frct_Synth of FIG. 15, it is assumed that a fixed value is supplied to the control input terminal that controls the frequency division ratio of the frequency divider DIV. In this case, the current value of the sink current I sink of the N channel MOS transistor MN1 is smaller than the current value of the source current I source of the P channel MOS transistor MP1 of the charge pump circuit CPC. The charge pump circuit CPC 16, the negative charge pump current I CP by the Suinku current Isink and dc direct current Ioffset to the ground potential GND from the low-pass filter LFC is flowed due to source current Isource from the power supply voltage Vdd to the low pass filter LFC A positive charge pump current I CP is passed. Since the PLL circuit operates so that the time integration amount of the negative charge pump current I CP (−Ioffset) and the time integration amount of the positive charge pump current I CP (Isource− (Ioffset + Isink)) are equal to each other, FIG. As shown in FIG. 5, there is a period in which the charge pump current I CP becomes a total positive I source − (I offset + I sink) before the period in which the charge pump current I CP becomes the negative dc DC current −Ioffset. This means that the phase of the divided output signal V DIV inevitably lags behind the phase of the reference frequency signal V REF due to the negative dc DC current −Ioffset by the offset circuits MN2 and MN3. As a result, as shown in FIG. 12, the phase of the frequency- divided output signal V DIV is delayed with respect to the phase of the reference frequency signal V REF , and the charge pump current I CP does not become negative and changes only in the positive state. Occurrence can be avoided.

図22は、図16に示した本発明のひとつの実施形態に従ったフラクショナルシンサセイザFrct_SynthのフラクショナルN PLL回路を構成する位相比較器PDCとチャージポンプ回路CPCの構成からローパスフィルタLFCから接地電位GNDにdc直流電流Ioffsetを流すオフセット回路を除去した場合のフラクショナルPLL回路の位相ノイズ特性を示す図である。図22の4本のラインL1、L2、L3、L4に示した位相ノイズ特性は、チャージポンプ電流ICPの電流値に依存している。このチャージポンプ電流ICPの電流値は、スィンク電流Isinkとソース電流Isourceとの電流値である。チャージポンプ電流ICPが20μAの時の最大位相ノイズは約−76dBc/Hzにまで増加している。このラインL1の最大位相ノイズ約−76dBc/Hzの特性は、図14の位相ノイズ特性と良く一致している。 FIG. 22 shows the configuration of the phase comparator PDC and the charge pump circuit CPC constituting the fractional N PLL circuit of the fractional synthesizer Frct_Synth according to one embodiment of the present invention shown in FIG. FIG. 6 is a diagram showing phase noise characteristics of a fractional PLL circuit when an offset circuit for passing a dc direct current Ioffset is removed. The phase noise characteristics indicated by the four lines L1, L2, L3, and L4 in FIG. 22 depend on the current value of the charge pump current ICP . The current value of the charge pump current I CP is the current value of the sink current I sink and the source current I source. The maximum phase noise when the charge pump current I CP is 20 μA increases to about −76 dBc / Hz. The characteristic of the maximum phase noise of about −76 dBc / Hz of the line L1 is in good agreement with the phase noise characteristic of FIG.

図23は、図16の本発明のひとつの実施形態に従ったフラクショナルシンサセイザFrct_SynthのフラクショナルN PLL回路を構成する位相比較器PDCとチャージポンプ回路CPCの構成に示すように、ローパスフィルタLFCから接地電位GNDにdc直流電流Ioffsetを流すオフセット回路を追加した場合のフラクショナルPLL回路の位相ノイズ特性を示す図である。図23の4本のラインL1、L2、L3、L4に示した位相ノイズ特性も、同様にチャージポンプ電流ICPの電流値に依存している。チャージポンプ電流ICPが20μAの最大位相ノイズは、約−80dBc/Hz以下に抑圧されている。このラインL1の最大位相ノイズ約−80dBc/Hzの特性は、図13の位相ノイズ特性と良く類似している。尚、ラインL1の特性で、最大位相ノイズ約−80dBc/Hzよりも3dBc低いクローズドループ帯域は、既に説明したように約30KHzとなっている。 FIG. 23 shows the grounding from the low-pass filter LFC as shown in the configuration of the phase comparator PDC and the charge pump circuit CPC constituting the fractional N PLL circuit of the fractional synthesizer Frct_Synth according to one embodiment of the present invention of FIG. It is a figure which shows the phase noise characteristic of the fractional PLL circuit at the time of adding the offset circuit which flows dc direct current Ioffset to the electric potential GND. Similarly, the phase noise characteristics shown in the four lines L1, L2, L3, and L4 in FIG. 23 depend on the current value of the charge pump current ICP . The maximum phase noise when the charge pump current I CP is 20 μA is suppressed to about −80 dBc / Hz or less. The characteristic of the maximum phase noise of about −80 dBc / Hz of the line L1 is very similar to the phase noise characteristic of FIG. Note that the closed-loop band that is 3 dBc lower than the maximum phase noise of about −80 dBc / Hz is about 30 KHz as already described.

また、図23の4本のラインL1、L2、L3、L4から、フラクショナルN PLL回路のクローズドループ帯域はチャージポンプ電流ICPを120μA、80μA、40μA、20μAと減少することにより狭帯域化できることが理解される。 Further, from the four lines L1, L2, L3, and L4 in FIG. 23, the closed loop band of the fractional N PLL circuit can be narrowed by reducing the charge pump current I CP to 120 μA, 80 μA, 40 μA, and 20 μA. Understood.

その結果、図16に示したチャージポンプ回路CPCの線形性を改善でき、図15に示したフラクショナルシンサセイザFrct_Synthを構成するフラクショナルN PLL回路のクローズドループ帯域の低い数十KHzのオーダーの狭帯域化(具体的一例は30KHz)による効果と相乗して、フラクショナルN PLL回路の位相ノイズとスプリアスノイズとを低減することが可能となった。更に、図15のフラクショナルシンサセイザFrct_SynthのフラクショナルN PLL回路が、図4に示した3次のMASH型ΣΔ変調器と図5に示したディザー回路とを使用したノイズ低減の効果も相乗されている。これらによって、本発明はRF通信用半導体集積回路のRF送信信号の周波数スペクトラムの特性の改善に寄与することとなった。   As a result, the linearity of the charge pump circuit CPC shown in FIG. 16 can be improved, and the fractional N PLL circuit constituting the fractional synthesizer Frct_Synth shown in FIG. In synergy with the effect of (a specific example is 30 KHz), it becomes possible to reduce the phase noise and spurious noise of the fractional N PLL circuit. Further, the fractional N PLL circuit of the fractional synthesizer Frct_Synth of FIG. 15 also has a synergistic effect of noise reduction using the third-order MASH type ΣΔ modulator shown in FIG. 4 and the dither circuit shown in FIG. . Thus, the present invention contributes to the improvement of the frequency spectrum characteristics of the RF transmission signal of the RF communication semiconductor integrated circuit.

正規のRF送信信号の周波数スペクトラムの外への漏洩スプリアス信号成分は、最終的にはRF ICの送信系信号処理サブユニットの出力に接続されたRF電力増幅器によって電力増幅された後、携帯電話端末機器のアンテナから隣接妨害信号として送信されることなる。RF送信用電圧制御発振器TXVCOの出力信号である1715.6MHzのRF送信周波数fTXVCOの近傍±400KHzの漏洩スプリアス信号成分は、GMSK(Gaussian minimum Shift Keying)の規格によって所定値(−60dBm)以下に厳しく定められている。図27は、GMSKの規格により規定された携帯電話端末機器のRF送信信号の周波数スペクトラムを示し、太い実線PSDがGMSKの規格によって規定されたレベルである。中心周波数(RF送信周波数)の近傍±200KHzでの減衰量は−30dBm以下とされ、中心周波数(RF送信周波数)の近傍±400KHzでの減衰量は−60dBm以下とされている。細い実線は、この規格を満足する例を示している。 The leakage spurious signal component outside the frequency spectrum of the normal RF transmission signal is finally amplified by an RF power amplifier connected to the output of the transmission system signal processing subunit of the RF IC, and then the mobile phone terminal It is transmitted as an adjacent disturbance signal from the antenna of the device. The leakage spurious signal component of ± 400 KHz in the vicinity of the RF transmission frequency f TXVCO of 1715.6 MHz, which is the output signal of the RF transmission voltage controlled oscillator TXVCO, falls below a predetermined value (−60 dBm) according to the standard of GMSK (Gaussian minimum Shift Keying). It is strictly defined. FIG. 27 shows a frequency spectrum of an RF transmission signal of a mobile phone terminal device defined by the GMSK standard, and a thick solid line PSD is a level defined by the GMSK standard. The attenuation amount in the vicinity of the center frequency (RF transmission frequency) ± 200 KHz is set to −30 dBm or less, and the attenuation amount in the vicinity of the center frequency (RF transmission frequency) ± 400 KHz is set to −60 dBm or less. The thin solid line shows an example that satisfies this standard.

尚、本発明の変形実施形態として、オフセット回路としては電源電圧VDDからローパスフィルタLFCへdc直流電流+Ioffsetを注入するようにP−MOSでオフセット回路のカレントミラーを構成しても良い。この場合には、逆に、チャージポンプ電流ICPが正のdc直流電流+Ioffsetとなる期間に先行してチャージポンプ電流ICPがトータルで負の−Isink+(Ioffset+source)となる期間が必然的に存在する。これは、P−MOSのカレントミラーで構成されたオフセット回路による正のdc直流電流+Ioffsetによって、基準周波数信号VREFの位相よりも分周出力信号VDIVの位相が必然的に進むことを意味することは言うまでもないであろう。 As a modified embodiment of the present invention, as the offset circuit, a current mirror of the offset circuit may be configured by a P-MOS so as to inject the dc direct current + Ioffset from the power supply voltage V DD to the low-pass filter LFC. In this case, on the contrary, there is necessarily a period in which the charge pump current I CP becomes negative −I sink + (I offset + source) before the period in which the charge pump current I CP becomes positive dc direct current + Ioffset. To do. This means that the phase of the divided output signal V DIV inevitably advances from the phase of the reference frequency signal V REF due to the positive dc direct current + Ioffset by the offset circuit formed of a P-MOS current mirror. Needless to say.

≪本発明のより具体的な実施形態≫
図24は、本発明のより具体的な実施形態による通信用半導体集積回路RF ICの構成を示す図である。図24に示したRF ICは、基地局からの受信動作と基地局への送信動作の両方でGSM850MHz、GSM900MHz、DCS1800MHz、PCS1900MHzのクワッドバンドの4つのバンドに対応するように構成されている。尚、DCSはDigital Cellular Systemの略称、PCSはPersonal Communication Systemの略称である。尚、図24において、Frct_Synthは、図15を用いて説明したフラクショナルPLL回路もしくはフラクショナルシンサセイザで構成されたRFキャリア同期サブユニットである。
<< More Specific Embodiment of the Present Invention >>
FIG. 24 is a diagram showing a configuration of a communication semiconductor integrated circuit RF IC according to a more specific embodiment of the present invention. The RF IC shown in FIG. 24 is configured to correspond to four bands of quad bands of GSM850 MHz, GSM900 MHz, DCS1800 MHz, and PCS1900 MHz in both the reception operation from the base station and the transmission operation to the base station. DCS is an abbreviation for Digital Cellular System, and PCS is an abbreviation for Personal Communication System. In FIG. 24, Frct_Synth is an RF carrier synchronization subunit configured by the fractional PLL circuit or the fractional synthesizer described with reference to FIG.

尚、クワッドバンドのバンドに対応するこのRF ICは、図15で説明したフラクショナルシンサセイザFrct_Synthと、RF受信信号アナログ信号処理サブユニットRX SPUと、RF送信信号アナログ信号処理サブユニットTX SPUとから構成されている。携帯電話端末機器のアンテナANTで受信されたRF受信信号はアンテナスイッチANTSWと表面弾性波フィルターSAWとを介してRF受信信号アナログ信号処理サブユニットRX SPUに供給される。RF受信信号アナログ信号処理サブユニットRX SPUは入力されたRF受信信号を復調することによって受信ベースバンド信号RxABI、RxABQを生成して、受信ベースバンド信号RxABI、RxABQをベースバンドLSI(BB_LSI)へ供給する。RF送信信号アナログ信号処理サブユニットTX SPUには、ベースバンドLSI(BB_LSI)から送信ベースバンド信号TxABI、TxABQが供給される。RF送信信号アナログ信号処理サブユニットTX SPUは入力された送信ベースバンド信号を変調することによりRF送信信号を形成して、RF電力増幅器RF_PA1、RD_PA2とアンテナスイッチANTSWとを介して携帯電話端末機器のアンテナANTに供給する。   The RF IC corresponding to the quad-band band includes the fractional synthesizer Frct_Synth described with reference to FIG. 15, the RF reception signal analog signal processing subunit RX SPU, and the RF transmission signal analog signal processing subunit TX SPU. Has been. The RF reception signal received by the antenna ANT of the mobile phone terminal device is supplied to the RF reception signal analog signal processing unit RX SPU via the antenna switch ANTSW and the surface acoustic wave filter SAW. The RF reception signal analog signal processing subunit RX SPU demodulates the input RF reception signal to generate reception baseband signals RxABI and RxABQ, and supplies the reception baseband signals RxABI and RxABQ to the baseband LSI (BB_LSI). To do. Transmission baseband signals TxABI and TxABQ are supplied from the baseband LSI (BB_LSI) to the RF transmission signal analog signal processing subunit TX SPU. The RF transmission signal analog signal processing subunit TX SPU modulates the input transmission baseband signal to form an RF transmission signal, and the RF power amplifiers RF_PA1, RD_PA2 and the antenna switch ANTSW Supply to antenna ANT.

まず、RF受信信号アナログ信号処理サブユニットRX SPUの受信動作を、説明する。携帯電話端末機器のアンテナで受信されたRF受信信号はアンテナスイッチANTSWと表面弾性波フィルターSAWとを介して、4つのローノイズアンプに供給される。GSM850MHzのバンドのRF受信信号Rx_GSM850の周波数帯域は869MHz〜894MHzで、第1ローノイズアンプLNA1によって増幅される。GSM900MHzのバンドのRF受信信号Rx_GSM900の周波数帯域は925MHz〜960MHzで、第2ローノイズアンプLNA2によって増幅される。DCS1800MHzのバンドのRF受信信号Rx_DCS1800の周波数帯域は1805MHz〜1880MHzで、第3ローノイズアンプLNA3によって増幅される。PCS1900MHzのバンドのRF受信信号Rx_PCS1900の周波数帯域は1930MHz〜1990MHzで、第4ローノイズアンプLNA4によって増幅される。4つのローノイズアンプLNA1〜LNA4のRF増幅受信出力信号は、受信ミキサーを構成する二つの混合回路RX−MIX_I、RX−MIX_Qの一方の入力端子に供給される。二つの混合回路RX−MIX_I、RX−MIX_Qの他方の入力端子には、90°位相シフター90degShift(1/2)で形成された90°位相を有する2つのRFキャリア信号が供給される。GSM850MHzまたはGSM900MHzの受信モードでは、RF電圧制御発振器RFVCOの出力が分周比2の1/2分周器DIV1を介して90°位相シフター90degShift(1/2)に供給される。DCS1800MHzまたはPCS1900MHzの受信モードでは、RF電圧制御発振器RFVCOの出力が直接に90°位相シフター90degShift(1/2)へ供給される。混合回路RX−MIX_Iの出力と混合回路RX−MIX_Qの出力とから、それぞれ受信ベースバンド信号RxABIと受信ベースバンド信号RxABQとが生成される。受信ベースバンド信号RxABIと受信ベースバンド信号RxABQとは、それぞれ可変利得増幅器PGAI1、PGAI2、PGAI3、フィルター回路FCI1、FCI2、FCI3バッファ増幅器BAIと可変利得増幅器PGAQ1、PGAQ2、PGAQ3、フィルター回路FCQ1、FCQ2、FCQ3バッファ増幅器BAQとを介してベースバンドLSI(BB_LSI)へ供給される。   First, the reception operation of the RF reception signal analog signal processing subunit RX SPU will be described. An RF reception signal received by an antenna of a mobile phone terminal device is supplied to four low noise amplifiers via an antenna switch ANTSW and a surface acoustic wave filter SAW. The frequency band of the RF reception signal Rx_GSM850 in the GSM850 MHz band is 869 MHz to 894 MHz, and is amplified by the first low noise amplifier LNA1. The frequency band of the RF reception signal Rx_GSM900 in the GSM 900 MHz band is 925 MHz to 960 MHz, and is amplified by the second low noise amplifier LNA2. The frequency band of the RF reception signal Rx_DCS1800 in the band of DCS 1800 MHz is 1805 MHz to 1880 MHz, and is amplified by the third low noise amplifier LNA3. The frequency band of the RF reception signal Rx_PCS1900 in the band of PCS1900 MHz is 1930 MHz to 1990 MHz, and is amplified by the fourth low noise amplifier LNA4. The RF amplified reception output signals of the four low noise amplifiers LNA1 to LNA4 are supplied to one input terminal of two mixing circuits RX-MIX_I and RX-MIX_Q constituting the reception mixer. Two RF carrier signals having a 90 ° phase formed by a 90 ° phase shifter 90 deg Shift (1/2) are supplied to the other input terminals of the two mixing circuits RX-MIX_I and RX-MIX_Q. In the reception mode of GSM850 MHz or GSM900 MHz, the output of the RF voltage controlled oscillator RFVCO is supplied to the 90 ° phase shifter 90degShift (1/2) via the 1/2 frequency divider DIV1 with a frequency division ratio of 2. In the reception mode of DCS 1800 MHz or PCS 1900 MHz, the output of the RF voltage controlled oscillator RFVCO is directly supplied to the 90 ° phase shifter 90 deg Shift (1/2). A reception baseband signal RxABI and a reception baseband signal RxABQ are generated from the output of the mixing circuit RX-MIX_I and the output of the mixing circuit RX-MIX_Q, respectively. The reception baseband signal RxABI and the reception baseband signal RxABQ are respectively variable gain amplifiers PGI1, PGI2, PGAI3, filter circuits FCI1, FCI2, FCI3 buffer amplifiers BAI and variable gain amplifiers PGAQ1, PGAQ2, PGAQ3, filter circuits FCQ1, FCQ2, The signal is supplied to the baseband LSI (BB_LSI) via the FCQ3 buffer amplifier BAQ.

GSM850MHzのバンドのRF受信信号Rx_GSM850の周波数帯域の869MHz〜894MHzの受信動作に対応するため、RF電圧制御発振器RFVCOの発振周波数fRFVCOは3476MHz〜3576MHzに設定される。このRF電圧制御発振器RFVCOの発振周波数fRFVCOは分周比2に設定された分周器DIV1(1/2)と90°位相シフター90degShift(1/2)とにより1/4分周されて、869MHz〜894MHzに1/4分周されたRF分周周波数信号が受信ミキサーを構成する二つの混合回路RX−MIX_I、RX−MIX_Qに供給される。従って、二つの混合回路RX−MIX_I、RX−MIX_Qの出力から、GSM850MHzのバンドのRF受信信号Rx_GSM850の受信によるアナログベースバンド受信信号RxABI、RXABQが形成される。GSM900MHzのバンドのRF受信信号Rx_GSM900の周波数帯域の925MHz〜960MHzの受信動作に対応するため、RF電圧制御発振器RFVCOの発振周波数fRFVCOは3700MHz〜3840MHzに設定される。このRF電圧制御発振器RFVCOの発振周波数fRFVCOは分周比2に設定された分周器DIV1(1/2)と90°位相シフター90degShift(1/2)とにより1/4分周されて、925MHz〜960MHzに1/4分周されたRF分周周波数信号が受信ミキサーを構成する二つの混合回路RX−MIX_I、RX−MIX_Qに供給される。従って、二つの混合回路RX−MIX_I、RX−MIX_Qの出力から、GSM900MHzのバンドのRF受信信号Rx_GSM900の受信によるアナログベースバンド受信信号RxABI、RXABQが形成される。DCS1800MHzのバンドのRF受信信号Rx_DCS1800の周波数帯域は1805MHz〜1880MHzの受信動作に対応するため、RF電圧制御発振器RFVCOの発振周波数fRFVCOは3610MHz〜3760MHzに設定される。このRF電圧制御発振器RFVCOの発振周波数fRFVCOは90°位相シフター90degShift(1/2)により1/2分周されて、1805MHz〜1880MHzに1/2分周されたRF分周周波数信号が受信ミキサーを構成する二つの混合回路RX−MIX_I、RX−MIX_Qに供給される。従って、二つの混合回路RX−MIX_I、RX−MIX_Qの出力から、DCS1800MHzのバンドのRF受信信号Rx_DCS1800の受信によるアナログベースバンド受信信号RxABI、RXABQが形成される。PCS1900MHzのバンドのRF受信信号Rx_PCS1900の周波数帯域は1930MHz〜1990MHzの受信動作に対応するため、RF電圧制御発振器RFVCOの発振周波数fRFVCOは3860MHz〜3980MHzに設定される。このRF電圧制御発振器RFVCOの発振周波数fRFVCOは90°位相シフター90degShift(1/2)により1/2分周されて、1930MHz〜1990MHzに1/2分周されたRF分周周波数信号が受信ミキサーを構成する二つの混合回路RX−MIX_I、RX−MIX_Qに供給される。従って、二つの混合回路RX−MIX_I、RX−MIX_Qの出力から、PCS1900MHzのバンドのRF受信信号Rx_PCS1900の受信によるアナログベースバンド受信信号RxABI、RXABQが形成される。 To accommodate operation of receiving 869MHz~894MHz band frequency band of the RF reception signal Rx_GSM850 of the GSM 850 MHz, the oscillation frequency f RFVCO of RF voltage-controlled oscillator RFVCO is set to 3476MHz~3576MHz. The oscillation frequency f RFVCO of the RF voltage controlled oscillator RFVCO is divided by a quarter by a frequency divider DIV1 (1/2) set to a frequency division ratio of 2 and a 90 ° phase shifter 90 degShift (1/2). The RF frequency-divided frequency signal divided by 869 MHz to 894 MHz is supplied to two mixing circuits RX-MIX_I and RX-MIX_Q constituting the receiving mixer. Therefore, analog baseband reception signals RxABI and RXABQ are formed from the outputs of the two mixing circuits RX-MIX_I and RX-MIX_Q by receiving the RF reception signal Rx_GSM850 in the GSM850 MHz band. To accommodate operation of receiving 925MHz~960MHz band frequency band of the RF reception signal Rx_GSM900 of GSM 900 MHz, the oscillation frequency f RFVCO of RF voltage-controlled oscillator RFVCO is set to 3700MHz~3840MHz. The oscillation frequency f RFVCO of the RF voltage controlled oscillator RFVCO is divided by a quarter by a frequency divider DIV1 (1/2) set to a frequency division ratio of 2 and a 90 ° phase shifter 90 degShift (1/2). The RF frequency-divided frequency signal frequency-divided by ¼ to 925 MHz to 960 MHz is supplied to two mixing circuits RX-MIX_I and RX-MIX_Q constituting the receiving mixer. Accordingly, analog baseband reception signals RxABI and RXABQ are formed from the outputs of the two mixing circuits RX-MIX_I and RX-MIX_Q by receiving the RF reception signal Rx_GSM900 in the GSM 900 MHz band. Frequency band of the RF reception signal Rx_DCS1800 of DCS1800MHz is to correspond to the reception operation of 1805MHz~1880MHz, the oscillation frequency f RFVCO of RF voltage-controlled oscillator RFVCO is set to 3610MHz~3760MHz. The oscillation frequency f RFVCO of the RF voltage-controlled oscillator RFVCO is 1/2 frequency division by 90 ° phase shifter 90degShift (1/2), RF division frequency signal received mixer is 1/2 frequency-divided into 1805MHz~1880MHz Are supplied to two mixing circuits RX-MIX_I and RX-MIX_Q. Accordingly, analog baseband reception signals RxABI and RXABQ are formed from the outputs of the two mixing circuits RX-MIX_I and RX-MIX_Q by receiving the RF reception signal Rx_DCS1800 in the band of DCS1800 MHz. Frequency band of the RF reception signal Rx_PCS1900 of PCS1900MHz is to correspond to the reception operation of 1930MHz~1990MHz, the oscillation frequency f RFVCO of RF voltage-controlled oscillator RFVCO is set to 3860MHz~3980MHz. The oscillation frequency f RFVCO of the RF voltage-controlled oscillator RFVCO is 1/2 frequency division by 90 ° phase shifter 90degShift (1/2), RF division frequency signal received mixer is 1/2 frequency-divided into 1930MHz~1990MHz Are supplied to two mixing circuits RX-MIX_I and RX-MIX_Q. Accordingly, analog baseband reception signals RxABI and RXABQ are formed from the outputs of the two mixing circuits RX-MIX_I and RX-MIX_Q by receiving the RF reception signal Rx_PCS1900 in the band of PCS1900 MHz.

次に、RF送信信号アナログ信号処理サブユニットTX SPUの送信動作を、説明する。フラクショナルシンサセイザFrct_SynthのRF電圧制御発振器RFVCOの出力のRF発振出力信号が所定の分周比に設定された中間周波数分周器DIV2(1/NIF)に供給されることにより、中間周波数分周器DIV2(1/NIF)の出力から2倍中間周波数信号が形成される。この2倍中間周波数信号が90°位相シフター90degShiftの入力に供給されることにより90°位相の異なる68.624MHzの2つの中間周波数信号が形成される。送信ミキサーTX−MIX_I、TX−MIX_QにはベースバンドLSI(BB_LSI)からのベースバンド送信信号TxABI、TxABQと90°位相の異なる68.624MHzの2つの中間周波数信号とが供給されることにより、送信ミキサーTX−MIX_I、TX−MIX_Qの出力に接続された加算器の出力にはベクトル合成された68.624MHzの中間周波送信信号が形成される。この68.624MHzの中間周波送信信号は、位相比較器PCの一方の入力端子に供給される。位相比較器PCの出力はローパスフィルターLPF1を介してRF送信用電圧制御発振器TXVCOに供給されることによって、RF送信用電圧制御発振器TXVCOの発振周波数が略3431.2MHzに制御される。GSM850MHzのバンドのRF送信信号Tx_GSM850の周波数帯域は824MHz〜849MHzで、RF送信用電圧制御発振器TXVCOの発振出力信号3296MHz〜3396MHzが分周比2に設定された2個の分周器DIV5(1/2)、分周器DIV3(1/2)を介して第1RF電力増幅器RF_PA1の入力に供給される。GSM900MHzのバンドのRF送信信号Tx_GSM900の周波数帯域は880MHz〜915MHzで、RF送信用電圧制御発振器TXVCOの発振出力信号3520MHz〜3660MHzが分周比2に設定された2個の分周器DIV5(1/2)、分周器DIV3(1/2)を介して第1RF電力増幅器RF_PA1の入力に供給される。DCS1800MHzのバンドのRF送信信号Tx_DCS1800の周波数帯域は1710MHz〜1785MHzで、RF送信用電圧制御発振器TXVCOの発振出力信号3420MHz〜3570MHzが分周比2に設定された1個の分周器DIV5(1/2)を介して第2RF電力増幅器RF_PA2の入力に供給される。PCS1900MHzのバンドのRF送信信号Tx_PCS1900の周波数帯域は1850MHz〜1910MHzで、RF送信用電圧制御発振器TXVCOの発振出力信号3700MHz〜3820MHzが分周比2に設定された1個の分周器DIV5(1/2)を介して第2RF電力増幅器RF_PA2の入力に供給される。 Next, the transmission operation of the RF transmission signal analog signal processing subunit TX SPU will be described. By supplying the RF oscillation output signal of the output of the RF voltage controlled oscillator RFVCO of the fractional synthesizer Frct_Synth to the intermediate frequency divider DIV2 (1 / N IF ) set to a predetermined division ratio, the intermediate frequency division is performed. A double intermediate frequency signal is formed from the output of the device DIV2 (1 / N IF ). The double intermediate frequency signal is supplied to the input of the 90 ° phase shifter 90degShift, thereby forming two intermediate frequency signals of 68.624 MHz having different 90 ° phases. The transmission mixers TX-MIX_I and TX-MIX_Q are supplied with the baseband transmission signals TxABI and TxABQ from the baseband LSI (BB_LSI) and two intermediate frequency signals of 68.624 MHz that are 90 ° out of phase. A vector synthesized 68.624 MHz intermediate frequency transmission signal is formed at the output of the adder connected to the outputs of the mixers TX-MIX_I and TX-MIX_Q. The intermediate frequency transmission signal of 68.624 MHz is supplied to one input terminal of the phase comparator PC. The output of the phase comparator PC is supplied to the RF transmission voltage controlled oscillator TXVCO via the low pass filter LPF1, so that the oscillation frequency of the RF transmission voltage controlled oscillator TXVCO is controlled to about 3431.2 MHz. The frequency transmission band of the GSM850 MHz RF transmission signal Tx_GSM850 is 824 MHz to 849 MHz, and the two frequency dividers DIV5 (1 / 2) is supplied to the input of the first RF power amplifier RF_PA1 via the frequency divider DIV3 (1/2). The frequency band of the RF transmission signal Tx_GSM900 in the band of GSM 900 MHz is 880 MHz to 915 MHz, and the two frequency dividers DIV5 (1 / 2) is supplied to the input of the first RF power amplifier RF_PA1 via the frequency divider DIV3 (1/2). The frequency band of the RF transmission signal Tx_DCS1800 in the band of DCS 1800 MHz is 1710 MHz to 1785 MHz, and one frequency divider DIV5 (1 / 2) to the input of the second RF power amplifier RF_PA2. The frequency band of the RF transmission signal Tx_PCS1900 in the PCS 1900 MHz band is 1850 MHz to 1910 MHz, and one frequency divider DIV5 (1 / 2) to the input of the second RF power amplifier RF_PA2.

GSM850MHzのバンドのRF送信信号Tx_GSM850の周波数帯域の824MHz〜848MHzとGSM900MHzのバンドのRF送信信号Tx_GSM900の周波数帯域の880MHz〜915MHzとの送信動作に対応するため、RF電圧制御発振器RFVCOの発振周波数fRFVCOは分周比2に設定された2個の分周器DIV1(1/2)、DIV4(1/2)を介して送信系オフセットPLL回路TX_Offset_PLLの位相制御帰還用周波数ダウンミキサーDWN_MIX_PMの一方の入力端子に供給される。また、送信系オフセットPLL回路TX_Offset_PLLの送信ミキサーを構成する二つの混合回路TX−MIX_I、TX−MIX_Qに接続された90°位相シフター90degShift(1/2)に接続された中間周波数分周器DIV2(1/NIF)の分周比NIFは26に設定されている。従って、RF送信用電圧制御発振器TXVCOの発振周波数fTXVCOの発振出力信号が分周比2に設定された2個の分周器DIV5(1/2)、分周器DIV3(1/2)を介して位相制御帰還用周波数ダウンミキサーDWN_MIX_PMの一方の入力端子に供給され、位相制御帰還用周波数ダウンミキサーDWN_MIX_PMの他方の入力端子にはRF電圧制御発振器RFVCOの発振周波数fRFVCOの1/4分周信号が2個の分周器DIV1(1/2)、DIV4(1/2)を介して供給されている。位相制御帰還用周波数ダウンミキサーDWN_MIX_PMでは、発振周波数fRFVCOの1/4分周信号とRF送信用電圧制御発振器TXVCOの発振周波数fTXVCOの発振出力信号の1/4分周信号とのミキシングが行われる。従って、位相制御帰還用周波数ダウンミキサーDWN_MIX_PMの出力から、(1/4)×fRFVCO−(1/4)fTXVCOの差の周波数の帰還信号が形成されて、送信系オフセットPLL回路TX_Offset_PLLの位相比較器PCの他方の入力端子に供給される。また、位相比較器PCの一方の入力端子には、送信ミキサーTX−MIX_I、TX−MIX_Qの出力に接続された加算器の出力にはベクトル合成された中間周波送信信号fIFが供給されている。この中間周波送信信号fIFは、中間周波数分周器DIV2(1/NIF)の分周比NIFである26と90°位相シフター90degShiftでの1/2分周機能により、fRFVCO/52となる。送信系オフセットPLL回路TX_Offset_PLLの負帰還制御によって、位相比較器PCの一方の入力端子の基準周波数と位相比較器PCの他方の入力端子の負帰還周波数とは一致するので、下記の関係が成立する。 To accommodate transmission operation of the 880MHz~915MHz the frequency band of the RF transmit signal Tx_GSM900 frequency band 824MHz~848MHz and GSM900MHz band band of the RF transmission signal Tx_GSM850 of the GSM 850 MHz, the RF voltage-controlled oscillator RFVCO oscillation frequency f RFVCO Is one input of the frequency control mixer DWN_MIX_PM for phase control feedback of the transmission system offset PLL circuit TX_Offset_PLL via two frequency dividers DIV1 (1/2) and DIV4 (1/2) set to a frequency division ratio of 2 Supplied to the terminal. Further, an intermediate frequency divider DIV2 connected to a 90 ° phase shifter 90degShift (1/2) connected to two mixing circuits TX-MIX_I and TX-MIX_Q that constitute a transmission mixer of the transmission system offset PLL circuit TX_Offset_PLL ( The frequency division ratio N IF of 1 / N IF is set to 26. Accordingly, two frequency dividers DIV5 (1/2) and frequency divider DIV3 (1/2) in which the oscillation output signal of the oscillation frequency f TXVCO of the RF transmission voltage controlled oscillator TXVCO is set to the frequency division ratio 2 are Is supplied to one input terminal of the phase control feedback frequency downmixer DWN_MIX_PM, and the other input terminal of the phase control feedback frequency downmixer DWN_MIX_PM is divided by ¼ of the oscillation frequency f RFVCO of the RF voltage controlled oscillator RFVCO. The signal is supplied through two frequency dividers DIV1 (1/2) and DIV4 (1/2). In the phase control feedback frequency downmixer DWN_MIX_PM, the 1/4 frequency signal of the oscillation frequency f RFVCO is mixed with the 1/4 frequency signal of the oscillation frequency signal fTXVCO of the RF transmission voltage control oscillator TXVCO. Is called. Therefore, a feedback signal having a frequency difference of (1/4) × f RFVCO− (1/4) f TXVCO is formed from the output of the phase control feedback frequency downmixer DWN_MIX_PM, and the phase of the transmission system offset PLL circuit TX_Offset_PLL It is supplied to the other input terminal of the comparator PC. Further, one input terminal of the phase comparator PC is supplied with an intermediate frequency transmission signal f IF that is vector-synthesized at the output of the adder connected to the outputs of the transmission mixers TX-MIX_I and TX-MIX_Q. . This intermediate frequency transmission signal f IF is divided into f RFVCO / 52 by a 1/2 frequency division function with 26 which is a frequency division ratio N IF of the intermediate frequency divider DIV2 (1 / N IF ) and a 90 ° phase shifter 90 degShift. It becomes. By the negative feedback control of the transmission system offset PLL circuit TX_Offset_PLL, the reference frequency of one input terminal of the phase comparator PC matches the negative feedback frequency of the other input terminal of the phase comparator PC, and therefore the following relationship is established. .

RFVCO/52=(1/4)×fRFVCO−(1/4)×fTXVCO
(1/4)×fTXVCO=(1/4)×fRFVCO−fRFVCO/52
=((13−1)/52)×fRFVCO
=(12/52)×fRFVCO
∴fRFVCO=4.33333×(1/4)×fTXVCO
従って、GSM850MHzのバンドのRF送信信号Tx_GSM850の周波数帯域の824MHz〜848MHzとGSM900MHzのバンドのRF送信信号Tx_GSM900の周波数帯域の880MHz〜915MHzとの送信動作に対応するため、RF電圧制御発振器RFVCOの発振周波数fRFVCOをRF送信用電圧制御発振器TXVCOの発振周波数fTXVCOの1/4分周信号((1/4)×fTXVCO)の4.33333倍に設定すれば良い。従って、GSM850MHzのバンドのRF送信信号Tx_GSM850の周波数帯域の824MHz〜849MHzに対応して、RF電圧制御発振器RFVCOの発振周波数fRFVCOは3570.6639MHz〜3678.9971MHzに設定すれば良く、GSM900MHzのバンドのRF送信信号Tx_GSM900の周波数帯域の880MHz〜915MHzに対応して、RF電圧制御発振器RFVCOの発振周波数fRFVCOは3813.3304MHz〜3974.997MHzに設定すれば良い。
f RFVCO / 52 = (1/4) × f RFVCO - (1/4) × f TXVCO
(1/4) × f TXVCO = ( 1/4) × f RFVCO -f RFVCO / 52
= ((13-1) / 52) * f RFVCO
= (12/52) × f RFVCO
∴f RFVCO = 4.33333 × (1/4) × f TXVCO
Therefore, the oscillation frequency of the RF voltage controlled oscillator RFVCO corresponds to the transmission operation of 824 MHz to 848 MHz in the frequency band of the GSM850 MHz band RF transmission signal Tx_GSM850 and 880 MHz to 915 MHz in the frequency band of the GSM900 MHz band RF transmission signal Tx_GSM900. the f RFVCO may be set to 4.33333 times the 1/4 frequency signal of the oscillation frequency f TXVCO of the RF transmission voltage-controlled oscillator TXVCO ((1/4) × f TXVCO ). Therefore, in response to 824MHz~849MHz the frequency band of the RF transmit signal Tx_GSM850 band the GSM 850 MHz, the oscillation frequency f RFVCO of RF voltage-controlled oscillator RFVCO may be set to 3570.6639MHz~3678.9971MHz, band GSM900MHz in response to 880MHz~915MHz the frequency band of the RF transmit signal Tx_GSM900, the oscillation frequency f RFVCO of RF voltage-controlled oscillator RFVCO may be set to 3813.3304MHz~3974.997MHz.

DCS1800MHzのバンドのRF送信信号Tx_DCS1800の周波数帯域の1710MHz〜1785MHzとPCS1900MHzのバンドのRF送信信号Tx_PCS1900の周波数帯域の1850MHz〜1910MHzとの送信動作に対応するため、RF電圧制御発振器RFVCOの発振周波数fRFVCOは分周比2に設定された1個の分周器DIV1(1/2)を介して送信系オフセットPLL回路TX_Offset_PLLの位相制御帰還用周波数ダウンミキサーDWN_MIX_PMの一方の入力端子に供給される。また、送信系オフセットPLL回路TX_Offset_PLLの送信ミキサーを構成する二つの混合回路TX−MIX_I、TX−MIX_Qに接続された90°位相シフター90degShift(1/2)に接続された中間周波数分周器DIV2(1/NIF)の分周比NIFは26に設定されている。従って、RF送信用電圧制御発振器TXVCOの発振周波数fTXVCOの発振出力信号が分周比2に設定された1個の分周器DIV5(1/2)を介して位相制御帰還用周波数ダウンミキサーDWN_MIX_PMの一方の入力端子に供給され、位相制御帰還用周波数ダウンミキサーDWN_MIX_PMの他方の入力端子にはRF電圧制御発振器RFVCOの発振周波数fRFVCOの1/2分周信号が1個の分周器DIV1(1/2)を介して供給されている。位相制御帰還用周波数ダウンミキサーDWN_MIX_PMでは発振周波数fRFVCOの1/2分周信号とRF送信用電圧制御発振器TXVCOの発振周波数fTXVCOの発振出力信号の1/2分周信号とのミキシングが行われる。従って、位相制御帰還用周波数ダウンミキサーDWN_MIX_PMの出力から、(1/2)×fRFVCO−(1/2)×fTXVCOの差の周波数の帰還信号が形成されて、送信系オフセットPLL回路TX_Offset_PLLの位相比較器PCの他方の入力端子に供給される。また、位相比較器PCの一方の入力端子には、送信ミキサーTX−MIX_I、TX−MIX_Qの出力に接続された加算器の出力でベクトル合成された中間周波送信信号fIFが供給されている。この中間周波送信信号fIFは、中間周波数分周器DIV2(1/NIF)の分周比NIFである26と90°位相シフター90degShiftでの1/2分周機能により、fRFVCO/52となる。送信系オフセットPLL回路TX_Offset_PLLの負帰還制御によって、位相比較器PCの一方の入力端子の基準周波数と位相比較器PCの他方の入力端子の負帰還周波数とは一致するので、下記の関係が成立する。 In order to support the transmission operation of the RF transmission signal Tx_DCS1800 in the frequency band of DCS 1800 MHz from 1710 MHz to 1785 MHz in the frequency band of the RF transmission signal Tx_PCS1900 in the band of PCS1900 MHz, the oscillation frequency f RFVCO of the RF voltage controlled oscillator RFVCO Is supplied to one input terminal of the frequency control mixer DWN_MIX_PM for phase control feedback of the transmission system offset PLL circuit TX_Offset_PLL via one frequency divider DIV1 (1/2) set to the frequency division ratio 2. Further, an intermediate frequency divider DIV2 connected to a 90 ° phase shifter 90degShift (1/2) connected to two mixing circuits TX-MIX_I and TX-MIX_Q that constitute a transmission mixer of the transmission system offset PLL circuit TX_Offset_PLL ( The frequency division ratio N IF of 1 / N IF is set to 26. Therefore, the frequency control mixer DWN_MIX_PM for phase control feedback passes through one frequency divider DIV5 (1/2) in which the oscillation output signal of the oscillation frequency f TXVCO of the RF transmission voltage controlled oscillator TXVCO is set to the frequency division ratio 2. Of the phase control feedback frequency down mixer DWN_MIX_PM is supplied with a divide-by-one signal DIV1 (a half-frequency- divided signal of the oscillation frequency f RFVCO of the RF voltage controlled oscillator RFVCO). 1/2). Mixing is carried out in 1/2 divided signal of the oscillation output signal of the oscillation frequency f TXVCO of 1/2 frequency division signal and the RF transmission voltage-controlled oscillator TXVCO of the phase control feedback frequency down mixer DWN_MIX_PM the oscillation frequency f RFVCO . Therefore, a feedback signal having a frequency difference of (1/2) × f RFVCO− (1/2) × f TXVCO is formed from the output of the phase control feedback frequency down mixer DWN_MIX_PM, and the transmission system offset PLL circuit TX_Offset_PLL It is supplied to the other input terminal of the phase comparator PC. Further, one input terminal of the phase comparator PC is supplied with an intermediate frequency transmission signal f IF that is vector-synthesized with the output of an adder connected to the outputs of the transmission mixers TX-MIX_I and TX-MIX_Q. This intermediate frequency transmission signal f IF is divided into f RFVCO / 52 by a 1/2 frequency division function with 26 which is a frequency division ratio N IF of the intermediate frequency divider DIV2 (1 / N IF ) and a 90 ° phase shifter 90 degShift. It becomes. By the negative feedback control of the transmission system offset PLL circuit TX_Offset_PLL, the reference frequency of one input terminal of the phase comparator PC matches the negative feedback frequency of the other input terminal of the phase comparator PC, and therefore the following relationship is established. .

RFVCO/52=(1/2)×fRFVCO−(1/2)×fTXVCO
(1/2)×fTXVCO=(1/2)×fRFVCO−fRFVCO/52
=((26−1)/52)×fRFVCO=(25/52)×fRFVCO
∴fRFVCO=2.08×(1/2)×fTXVCO
従って、DCS1800MHzのバンドのRF送信信号Tx_DCS1800の周波数帯域の1710MHz〜1785MHzとPCS1900MHzのバンドのRF送信信号Tx_PCS1900の周波数帯域の1850MHz〜1910MHzとの送信動作に対応するため、RF電圧制御発振器RFVCOの発振周波数fRFVCOをRF送信用電圧制御発振器TXVCOの発振周波数fTXVCOの1/2分周信号((1/2)×fTXVCO)の2.08倍に設定すれば良い。従って、DCS1800MHzのバンドのRF送信信号Tx_DCS1800の周波数帯域の1710MHz〜1785MHzに対応して、RF電圧制御発振器RFVCOの発振周波数fRFVCOは3556.8MHz〜3712.8MHzに設定すれば良く、PCS1900MHzのバンドのRF送信信号Tx_PCS1900の周波数帯域の1850MHz〜1910MHzに対応して、RF電圧制御発振器RFVCOの発振周波数fRFVCOは3848MHz〜3972.8MHzに設定すれば良い。
f RFVCO / 52 = (1/2) × f RFVCO - (1/2) × f TXVCO
(1/2) × f TXVCO = ( 1/2) × f RFVCO -f RFVCO / 52
= ((26-1) / 52) × f RFVCO = (25/52) × f RFVCO
∴f RFVCO = 2.08 × (1/2) × f TXVCO
Accordingly, the oscillation frequency of the RF voltage controlled oscillator RFVCO corresponds to the transmission operation of 1710 MHz to 1785 MHz in the frequency band of the RF transmission signal Tx_DCS1800 in the band of DCS1800 MHz and 1850 MHz to 1910 MHz in the frequency band of the RF transmission signal Tx_PCS1900 in the band of PCS1900 MHz. the f RFVCO may be set to 2.08 times the 1/2 frequency division signal of the oscillation frequency f TXVCO of the RF transmission voltage-controlled oscillator TXVCO ((1/2) × f TXVCO ). Therefore, in response to 1710MHz~1785MHz the frequency band of the RF transmit signal Tx_DCS1800 band DCS1800 MHz, the oscillation frequency f RFVCO of RF voltage-controlled oscillator RFVCO it may be set to 3556.8MHz~3712.8MHz, band PCS1900MHz in response to 1850MHz~1910MHz the frequency band of the RF transmit signal Tx_PCS1900, the oscillation frequency f RFVCO of RF voltage-controlled oscillator RFVCO may be set to 3848MHz~3972.8MHz.

図25は、本発明の更に具体的な実施形態による通信用半導体集積回路RF ICの構成を示す図である。   FIG. 25 is a diagram showing a configuration of a communication semiconductor integrated circuit RF IC according to a more specific embodiment of the present invention.

このRF ICは、基地局と通信端末機器との通信が位相変調ともに振幅変調を使用するEDGE方式に対応するためのポーラループ方式の送信方式を採用している。   This RF IC employs a polar-loop transmission method for supporting the EDGE method in which communication between a base station and a communication terminal device uses amplitude modulation for both phase modulation.

RF ICのひとつの半導体チップは、3つのサブユニットFrct_Synth、RX SPU、TX SPUを含んでいる。図25には、RF IC以外にも、携帯電話端末機器の送受信用のアンテナANTと、フロントエンドモジュールFEMも示されている。フロントエンドモジュールFEMは、アンテナスイッチANT_SWと、送信用RF電力増幅器RF_PAと、送信用RF電力増幅器RF_PAからの送信電力を検出するためのパワーカップラーCPLとを含んでいる。   One semiconductor chip of the RF IC includes three subunits Frct_Synth, RX SPU, and TX SPU. In addition to the RF IC, FIG. 25 also shows an antenna ANT for transmission / reception of a mobile phone terminal device and a front-end module FEM. The front end module FEM includes an antenna switch ANT_SW, a transmission RF power amplifier RF_PA, and a power coupler CPL for detecting transmission power from the transmission RF power amplifier RF_PA.

図25において、Frct_Synthは、図15を用いて説明したフラクショナルPLL回路もしくはフラクショナルシンサセイザで構成されたRFキャリア同期サブユニットである。RFキャリア同期サブユニットFrct_Synthでは、集積回路RF ICの外部の水晶振動子Xtalによって発振周波数周波数fREFが安定に維持されたシステム基準クロック発振器DCXOからのシステム基準クロック信号が印加されたフラクショナル周波数シンセサイザは、RF発振器RFVCOのRF発振周波数fRFVCOも安定に維持する。RF発振器RFVCOのRF出力が分周器DIV1(DIV4)(1/2 or 1/4)に供給されることにより、分周器DIV1(DIV4)(1/2 or 1/4)の出力からRF信号ΦRFが得られる。このRF信号ΦRFは、通信用RFアナログ信号処理集積回路RF IC内部のRF受信信号アナログ信号処理サブユニットRX SPUとRF送信信号アナログ信号処理サブユニットTX SPUとに供給される。すなわち、RF送信信号アナログ信号処理サブユニット302TX SPUが、EDGE方式に対応するためのポーラループ方式で構成されている。 In FIG. 25, Frct_Synth is an RF carrier synchronization subunit configured by the fractional PLL circuit or the fractional synthesizer described with reference to FIG. In the RF carrier synchronization subunit Frct_Synth, the fractional frequency synthesizer to which the system reference clock signal from the system reference clock oscillator DCXO in which the oscillation frequency frequency f REF is stably maintained by the crystal resonator Xtal outside the integrated circuit RF IC is applied. The RF oscillation frequency f RFVCO of the RF oscillator RFVCO is also maintained stably. The RF output of the RF oscillator RFVCO is supplied to the frequency divider DIV1 (DIV4) (1/2 or 1/4), so that RF from the output of the frequency divider DIV1 (DIV4) (1/2 or 1/4) A signal ΦRF is obtained. The RF signal ΦRF is supplied to the RF reception signal analog signal processing subunit RX SPU and the RF transmission signal analog signal processing subunit TX SPU in the communication RF analog signal processing integrated circuit RF IC. That is, the RF transmission signal analog signal processing subunit 302TX SPU is configured in a polar loop system to support the EDGE system.

受信状態に設定されたタイムスロットでは、フロントエンドモジュールFEMのアンテナスイッチANT_SWは上側に接続される。従って、アンテナANTで受信されたRF受信信号は、例えば表面弾性波デバイスにより構成された受信フィルタSAWを介してRF受信信号アナログ信号処理サブユニットRX SPUのローノイズアンプLNAの入力に供給される。このローノイズアンプLNAのRF増幅出力信号は、受信ミキサーを構成する二つの混合回路RX−MIX_I、RX−MIX_Qの一方の入力に供給される。二つの混合回路RX−MIX_I、RX−MIX_Qの他方の入力には、分周器DIV1(DIV4)(1/2 or 1/4)からのRF信号ΦRFに基づいて90°位相シフター90degShift(1/2)で形成された90°位相を有する2つのRFキャリア信号が供給される。その結果、受信ミキサーの混合回路RX−MIX_I、RX−MIX_QではRF受信信号周波数からベースバンド信号周波数へのダイレクトダウン周波数コンバージョンが実行されて、出力から受信アナログベースバンド信号RxABI、RxABQが得られる。この受信アナログベースバンド信号RxABI、RxABQは受信タイムスロット設定で利得が調整された可変利得アンプPGAI1、PGAI2、PGAI3、PGAQ1、PGAQ2、PGAQ3で増幅された後、RF ICのチップ内のA/D変換器によりディジタル信号に変換される。このディジタル受信信号は、図示されていないベースバンド信号処理LSIへ供給される。   In the time slot set to the reception state, the antenna switch ANT_SW of the front end module FEM is connected to the upper side. Therefore, the RF reception signal received by the antenna ANT is supplied to the input of the low noise amplifier LNA of the RF reception signal analog signal processing subunit RX SPU via the reception filter SAW configured by, for example, a surface acoustic wave device. The RF amplified output signal of the low noise amplifier LNA is supplied to one input of two mixing circuits RX-MIX_I and RX-MIX_Q constituting the receiving mixer. The other input of the two mixing circuits RX-MIX_I and RX-MIX_Q has a 90 ° phase shifter 90degShift (1/1 based on the RF signal ΦRF from the frequency divider DIV1 (DIV4) (1/2 or 1/4). Two RF carrier signals having a 90 ° phase formed in 2) are supplied. As a result, in the mixer circuits RX-MIX_I and RX-MIX_Q of the reception mixer, direct down frequency conversion from the RF reception signal frequency to the baseband signal frequency is performed, and reception analog baseband signals RxABI and RxABQ are obtained from the output. The received analog baseband signals RxABI and RxABQ are amplified by variable gain amplifiers PGA1, PGA1, PGA3, PGAQ1, PGAQ2, and PGAQ3 whose gains are adjusted according to the reception time slot setting, and then A / D conversion in the chip of the RF IC Is converted into a digital signal. This digital received signal is supplied to a baseband signal processing LSI (not shown).

送信状態に設定されたタイムスロットでは、図示されていないベースバンド信号処理LSIからディジタル送信ベースバンド信号がRF ICに供給される。その結果、RF IC内部の図示されていないD/A変換器の出力から、アナログベースバンド送信信号TxABI、TxABQがRF送信信号アナログ信号処理サブユニットTX SPUの送信ミキサーの二つの混合回路TX−MIX_I、TX−MIX_Qの一方の入力に供給される。RF発振器RFVCOのRF発振周波数fRFVCOが中間周波数分周器DIV2(1/NIF)で分周されることによって、中間周波数fIFの信号ΦIFが得られる。このIF信号ΦIFに基づき90°位相シフター90degShiftで形成された90°位相を有する2つのIF送信キャリア信号が二つの混合回路TX−MIX_I、TX−MIX_Qの他方の入力に供給される。その結果、送信ミキサーの混合回路TX−MIX_I、TX−MIX_Qでは、アナログベースバンド送信信号の周波数からIF送信信号への周波数アップコンバージョンが実行されて、加算器からベクトル合成されたひとつのIF送信変調信号が得られる。加算器からのIF送信変調信号はRF送信信号アナログ信号処理サブユニットTX SPUの位相変調成分の送信のためのPMループ回路PM LPを構成する位相比較器PCの一方の入力に供給されている。PMループ回路PM LPでは、位相比較器PCの出力はチャージポンプCPとローパスフィルタLF1を介して送信用発振器TXVCOの制御入力に伝達される。 In the time slot set to the transmission state, a digital transmission baseband signal is supplied to the RF IC from a baseband signal processing LSI (not shown). As a result, the analog baseband transmission signals TxABI and TxABQ are converted from the output of the D / A converter (not shown) inside the RF IC into two mixing circuits TX-MIX_I of the transmission mixer of the RF transmission signal analog signal processing subunit TX SPU. , TX-MIX_Q. By RF oscillation frequency f RFVCO of RF oscillator RFVCO it is divided by an intermediate frequency divider DIV2 (1 / N IF), intermediate frequency f IF of the signal ΦIF is obtained. Two IF transmission carrier signals having a 90 ° phase formed by a 90 ° phase shifter 90degShift based on the IF signal ΦIF are supplied to the other inputs of the two mixing circuits TX-MIX_I and TX-MIX_Q. As a result, in the mixer circuits TX-MIX_I and TX-MIX_Q of the transmission mixer, frequency up-conversion from the frequency of the analog baseband transmission signal to the IF transmission signal is executed, and one IF transmission modulation vector-synthesized from the adder A signal is obtained. The IF transmission modulation signal from the adder is supplied to one input of the phase comparator PC constituting the PM loop circuit PM LP for transmission of the phase modulation component of the RF transmission signal analog signal processing subunit TX SPU. In the PM loop circuit PM LP, the output of the phase comparator PC is transmitted to the control input of the transmission oscillator TXVCO via the charge pump CP and the low pass filter LF1.

送信用発振器TXVCOの出力に入力が接続されたバッファアンプBFには、電圧レギュレータVregからの動作電圧が供給されている。送信用電圧制御発振器TXVCOの出力は分周器DIV1(DIV4)(1/2 or 1/4)からRF信号ΦRFが供給されたPMループ用周波数ダウンミキサーDWN_MIX_PMの入力に供給されることによって、DWN_MIX_PMの出力から第1IF送信帰還信号が得られる。送信タイムスロットがGSM方式の場合の位相変調情報は、この第1IF送信帰還信号がスイッチSW_1を介してPMループ回路PM LPを構成する位相比較器PCの他方の入力に供給される。この結果、送信用RF電力増幅器RF_PAの出力である送信信号はGSM方式の正確な位相変調情報を含むようになる。また、送信タイムスロットがGSM方式の場合の送信電力情報(送信用RF電力増幅器RF_PAの増幅ゲイン)は、RF IC内部のランプ信号D/A変換器Ramp DACのランプ出力電圧Vrampで指定される。このランプ出力電圧Vrampが、スイッチSW2を介して10MHzフィルタ(10MHzFilter)に供給される。このフィルタからのランプ出力電圧Vrampと、送信用RF電力増幅器RF_PAの送信電力を検出するパワーカップラーCPLと電力検出回路PDETとからの送信電力検出信号Vdetとが、誤差増幅器Err_Ampに供給される。誤差増幅器Err_Ampの出力からの自動パワー制御電圧Vapcによる電源電圧制御もしくはバイアス電圧制御により、送信用RF電力増幅器RF_PAの増幅ゲインは基地局と携帯通信端末装置との距離に比例して設定される。尚、ランプ信号D/A変換器Ramp DACにベースバンドLSIのようなベースバンド信号処理ユニットから供給されるディジタルランプ入力信号は、送信電力のレベルを示す送信電力レベル指示信号であり、基地局と通信端末機器との距離に比例して送信電力レベルを高く制御するものである。このランプ信号D/A変換器Ramp DACの出力から、アナログのランプ出力電圧Vrampが生成される。   The operating voltage from the voltage regulator Vreg is supplied to the buffer amplifier BF whose input is connected to the output of the transmission oscillator TXVCO. The output of the transmission voltage controlled oscillator TXVCO is supplied to the input of the PM loop frequency downmixer DWN_MIX_PM to which the RF signal ΦRF is supplied from the frequency divider DIV1 (DIV4) (1/2 or 1/4), so that DWN_MIX_PM The first IF transmission feedback signal is obtained from the output of. For the phase modulation information when the transmission time slot is GSM, the first IF transmission feedback signal is supplied to the other input of the phase comparator PC constituting the PM loop circuit PM LP via the switch SW_1. As a result, the transmission signal that is the output of the transmission RF power amplifier RF_PA includes accurate phase modulation information of the GSM system. Further, transmission power information (amplification gain of the RF power amplifier RF_PA for transmission) when the transmission time slot is the GSM system is specified by the lamp output voltage Vramp of the ramp signal D / A converter Ramp DAC in the RF IC. This lamp output voltage Vramp is supplied to the 10 MHz filter (10 MHz Filter) via the switch SW2. The lamp output voltage Vramp from this filter and the transmission power detection signal Vdet from the power coupler CPL for detecting the transmission power of the transmission RF power amplifier RF_PA and the power detection circuit PDET are supplied to the error amplifier Err_Amp. By the power supply voltage control or bias voltage control by the automatic power control voltage Vapc from the output of the error amplifier Err_Amp, the amplification gain of the transmission RF power amplifier RF_PA is set in proportion to the distance between the base station and the portable communication terminal device. The digital ramp input signal supplied from the baseband signal processing unit such as the baseband LSI to the ramp signal D / A converter Ramp DAC is a transmission power level indicating signal indicating the level of transmission power. The transmission power level is controlled to be high in proportion to the distance from the communication terminal device. An analog ramp output voltage Vramp is generated from the output of the ramp signal D / A converter Ramp DAC.

一方、送信タイムスロットがEDGE方式の場合は、加算器からのIF送信変調信号は、位相変調情報だけではなく振幅変調情報も含むことになる。従って、加算器からIF送信変調信号はPMループ回路PM LPを構成する位相比較器PCの一方の入力に供給されるだけではなく、AMループ回路AM LPを構成する振幅比較器ACの一方の入力に供給される。この時には、位相比較器PCの他方の入力には、送信用発振器TXVCOの出力がPMループ用周波数ダウンミキサーDWN_MIX_PMを介して供給されるのではない。むしろ、送信用RF電力増幅器RF_PAの送信電力に関係する情報(RF送信電力レベルRFPLV)が、パワーカップラーCPL、可変利得回路MVGA、AMループ用周波数ダウンミキサーDWN_MIX_AMを介して位相比較器PCの他方の入力に供給されることとなる。また、AMループ回路AM LPを構成する振幅比較器ACの他方の入力にも、送信用RF電力増幅器RF_PAの送信電力に関係する情報(RF送信電力レベルRFPLV)がパワーカップラーCPL、可変利得回路MVGA、AMループ用周波数ダウンミキサーDWN_MIX_AMを介して供給されることとなる。AMループ回路AM LPでは、振幅比較器ACの出力はローパスフィルタLF2、可変利得回路IVGA、電圧・電流変換器V/I、チャージポンプCP、スイッチWS2を介して10MHzフィルタ(10MHzFilter)に供給される。この結果、まずPMループ回路PM LPによって、送信用発振器TXVCOのRF発振出力信号を増幅する送信用RF電力増幅器RF_PAの出力の送信電力信号はEDGE方式の正確な位相変調情報を含むようになる。さらに、AMループ回路AM LPによって、送信用RF電力増幅器RF_PAの出力の送信電力信号はEDGE方式の正確な振幅変調情報を含むようになる。   On the other hand, when the transmission time slot is the EDGE system, the IF transmission modulation signal from the adder includes not only phase modulation information but also amplitude modulation information. Therefore, the IF transmission modulation signal from the adder is not only supplied to one input of the phase comparator PC constituting the PM loop circuit PM LP but also one input of the amplitude comparator AC constituting the AM loop circuit AM LP. To be supplied. At this time, the output of the transmission oscillator TXVCO is not supplied to the other input of the phase comparator PC via the PM loop frequency downmixer DWN_MIX_PM. Rather, the information related to the transmission power of the RF power amplifier RF_PA for transmission (RF transmission power level RFPLV) is transmitted through the power coupler CPL, the variable gain circuit MVGA, and the frequency down mixer DWN_MIX_AM for the AM loop to the other of the phase comparator PC. Will be supplied to the input. Further, the information (RF transmission power level RFPLV) related to the transmission power of the transmission RF power amplifier RF_PA is also supplied to the other input of the amplitude comparator AC that constitutes the AM loop circuit AM LP, the power coupler CPL, and the variable gain circuit MVGA. , And AM loop frequency down mixer DWN_MIX_AM. In the AM loop circuit AM LP, the output of the amplitude comparator AC is supplied to the 10 MHz filter (10 MHz Filter) via the low pass filter LF2, the variable gain circuit IVGA, the voltage / current converter V / I, the charge pump CP, and the switch WS2. . As a result, the transmission power signal output from the transmission RF power amplifier RF_PA that amplifies the RF oscillation output signal of the transmission oscillator TXVCO is first included in the PM loop circuit PM LP including accurate EDGE phase modulation information. Further, the AM loop circuit AM LP causes the transmission power signal output from the transmission RF power amplifier RF_PA to include accurate amplitude modulation information of the EDGE system.

尚、送信用RF電力増幅器RF_PAの送信電力を検出するパワーカップラーCPLとしては、RF電力増幅器RF_PAの送信電力を電磁気的もしくは容量的に検出するカップラーを採用することができる。このパワーカップラーCPLとしては、それ以外に、カレントセンス形カップラーも採用することができる。このカレントセンス形カップラーでは、RF電力増幅器RF_PAの最終段パワー増幅素子のDC・AC動作電流に比例する小さな検出DC・AC動作電流を検出増幅素子に流すものである。   As the power coupler CPL that detects the transmission power of the transmission RF power amplifier RF_PA, a coupler that detects the transmission power of the RF power amplifier RF_PA electromagnetically or capacitively can be used. As this power coupler CPL, a current sense type coupler can also be employed. In this current sense type coupler, a small detection DC / AC operation current proportional to the DC / AC operation current of the final stage power amplification element of the RF power amplifier RF_PA is caused to flow to the detection amplification element.

図25のRF ICでは、ランプ信号D/A変換器Ramp DACのランプ電圧Vrampに応答するAMループ回路AM LPの二つの可変利得回路MVGA、IVGAの利得は逆方向となるように、制御回路CNTLが10ビットのディジタルランプ信号に応答して8ビットの2つの制御信号を生成する。すなわち、ランプ電圧Vrampに応答して可変利得回路MVGAの利得が減少する時には、可変利得回路IVGAの利得が増加することで、二つの可変利得回路MVGA、IVGAの利得の和がほぼ一定となる。この結果、AMループ回路AM LPのオープンループ周波数特性の位相余裕がランプ電圧Vrampに応答して著しく小さくなることを軽減している。   In the RF IC of FIG. 25, the control circuit CNTL is set so that the gains of the two variable gain circuits MVGA and IVGA of the AM loop circuit AM LP responding to the ramp voltage Vramp of the ramp signal D / A converter Ramp DAC are reversed. Generates two 8-bit control signals in response to the 10-bit digital ramp signal. That is, when the gain of the variable gain circuit MVGA decreases in response to the ramp voltage Vramp, the sum of the gains of the two variable gain circuits MVGA and IVGA becomes substantially constant by increasing the gain of the variable gain circuit IVGA. As a result, the phase margin of the open loop frequency characteristic of the AM loop circuit AM LP is significantly reduced in response to the ramp voltage Vramp.

図26は、基地局との通信が位相変調ともに振幅変調を使用するEDGE方式に対応するため図23に示したポーラループ方式の送信方式を採用したRF ICとは、異なるRF ICである。すなわち、図24に示したRF ICは、基地局との通信が位相変調ともに振幅変調を使用するEDGE方式に対応するために、ポーラモジュレータ方式の送信方式を採用しており、RF送信信号アナログ信号処理サブユニットTX SPUがEDGE方式に対応するためのポーラモジュレータ方式で構成されている。   FIG. 26 shows an RF IC that is different from the RF IC that employs the polar-loop transmission method shown in FIG. 23 because the communication with the base station corresponds to the EDGE method that uses amplitude modulation for both phase modulation. That is, the RF IC shown in FIG. 24 employs a polar modulator transmission method in order to support the EDGE method in which amplitude modulation is used for both phase modulation and communication with the base station. The processing subunit TX SPU is configured in a polar modulator system for supporting the EDGE system.

すなわち、送信用変調回路TX_MIX_I、TX_MIX_Qにより形成された送信用中間周波数信号に基づいて送信用RF電力増幅器RF_PAからのRF送信出力信号の振幅を制御する振幅変調ループ制御回路AM_LPは、下記のように構成されている。   That is, the amplitude modulation loop control circuit AM_LP for controlling the amplitude of the RF transmission output signal from the transmission RF power amplifier RF_PA based on the transmission intermediate frequency signal formed by the transmission modulation circuits TX_MIX_I and TX_MIX_Q is as follows: It is configured.

このAMループ回路AM LPでは、振幅比較器ACの出力はローパスフィルタLF2、可変利得回路IVGA、電圧・電流変換器V/I、チャージポンプCPを介してバッファアンプBFの出力と送信用電圧制御発振器TXVCOの入力との間に挿入された振幅変調用可変利得増幅器VGAに供給される。AMループ回路AM LPの位相比較器ACの一方の入力端子には、送信用変調回路(TX_MIX_I、TX_MIX_Q)で形成された送信用中間周波数信号が供給されている。この位相比較器ACの他方の入力端子には、送信用RF電力増幅器RF_PAの送信電力に関係する情報(RF送信電力レベルRFPLV)がパワーカップラーCPL、可変利得回路MVGA、AMループ用周波数ダウンミキサーDWN_MIX_AMを介して供給されている。その結果、振幅比較器ACの一方の入力端子のIF信号振幅に他方の入力端子のIF信号振幅が一致するように、バッファアンプBFの出力と送信用電圧制御発振器TXVCOの入力との間に挿入された振幅変調用可変利得増幅器VGAの利得がローパスフィルタLF2、可変利得回路IVGA、電圧・電流変換器V/I、チャージポンプCPを介して振幅比較器ACの出力により制御される。その結果、送信用RF電力増幅器RF_PAの送信電力は、EDGE方式の正確な振幅変調情報を含むことになる。   In this AM loop circuit AM LP, the output of the amplitude comparator AC is the low-pass filter LF2, the variable gain circuit IVGA, the voltage / current converter V / I, the output of the buffer amplifier BF via the charge pump CP, and the transmission voltage controlled oscillator. The signal is supplied to an amplitude modulation variable gain amplifier VGA inserted between the TXVCO input and the TXVCO input. A transmission intermediate frequency signal formed by the transmission modulation circuit (TX_MIX_I, TX_MIX_Q) is supplied to one input terminal of the phase comparator AC of the AM loop circuit AM LP. At the other input terminal of the phase comparator AC, information (RF transmission power level RFPLV) related to the transmission power of the transmission RF power amplifier RF_PA is the power coupler CPL, variable gain circuit MVGA, AM loop frequency down mixer DWN_MIX_AM Is supplied through. As a result, it is inserted between the output of the buffer amplifier BF and the input of the transmission voltage controlled oscillator TXVCO so that the IF signal amplitude of the other input terminal matches the IF signal amplitude of one input terminal of the amplitude comparator AC. The gain of the amplitude modulation variable gain amplifier VGA is controlled by the output of the amplitude comparator AC via the low-pass filter LF2, the variable gain circuit IVGA, the voltage / current converter V / I, and the charge pump CP. As a result, the transmission power of the transmission RF power amplifier RF_PA includes accurate amplitude modulation information of the EDGE method.

尚、GSM方式の場合もEDGE方式の場合も、ランプ信号D/A変換器Ramp DACのランプ出力電圧Vrampと、送信用RF電力増幅器203の送信電力を検出するパワーカップラーCPLと電力検出回路PDETとからの送信電力検出信号Vdetとが、誤差増幅器Err_Ampに供給される。誤差増幅器Err_Ampの出力からの自動パワー制御電圧Vapcによる電源電圧制御もしくはバイアス電圧制御により、送信用RF電力増幅器RF_PAの増幅ゲインは基地局と携帯通信端末装置との距離に比例して設定され、APC制御が行われる。   In both the GSM system and the EDGE system, the ramp output voltage Vramp of the ramp signal D / A converter Ramp DAC, the power coupler CPL that detects the transmission power of the transmission RF power amplifier 203, and the power detection circuit PDET The transmission power detection signal Vdet from is supplied to the error amplifier Err_Amp. By the power supply voltage control or bias voltage control using the automatic power control voltage Vapc from the output of the error amplifier Err_Amp, the amplification gain of the RF power amplifier RF_PA for transmission is set in proportion to the distance between the base station and the portable communication terminal device. Control is performed.

以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。   Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited thereto and can be variously modified without departing from the gist thereof.

例えば、図16や図17に示したチャージポンプ回路CPCで、カレントミラーを構成するNチャンネルMOSトランジスタとPチャンネルMOSトランジスタとは、NPNバイポーラトランジスタとPNPバイポーラトランジスタとにそれぞれ置換することができる。   For example, in the charge pump circuit CPC shown in FIGS. 16 and 17, the N-channel MOS transistor and the P-channel MOS transistor constituting the current mirror can be replaced with an NPN bipolar transistor and a PNP bipolar transistor, respectively.

図1は、本発明に先立って本発明者等によって検討された通信用半導体集積回路RF ICのチップ上に形成されたフラクショナルシンサセイザの構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a fractional synthesizer formed on a chip of a communication semiconductor integrated circuit RF IC examined by the present inventors prior to the present invention. 図2は、図1に示したフラクショナルシンサセイザのΣΔ変調器の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the ΣΔ modulator of the fractional synthesizer shown in FIG. 図3は、図2に示したフラクショナルシンサセイザのΣΔ変調器の動作を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the operation of the ΣΔ modulator of the fractional synthesizer shown in FIG. 図4は、図1のフラクショナルシンサセイザで使用されるMASH方式のΣΔ変調器を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a MASH type ΣΔ modulator used in the fractional synthesizer of FIG. 図5は、図4のディザーの回路構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration of the dither shown in FIG. 図6は、図1のフラクショナルシンサセイザの位相比較器とチャージポンプ回路とローパスフィルタの回路構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a circuit configuration of the phase comparator, charge pump circuit, and low-pass filter of the fractional synthesizer of FIG. 図7は、図1のフラクショナルシンサセイザにおいてチャージポンプ回路のPチャンネルMOSトランジスタのソース電流の電流値とNチャンネルMOSトランジスタのスィンク電流の電流値とが等しい理想的な状態で、基準周波数発振器からの基準周波数信号の位相よりも分周器からの分周出力信号の位相が進んでいる場合のアンロック状態での位相比較器とチャージポンプ回路の各部の波形を示す図である。FIG. 7 shows an ideal state where the current value of the source current of the P-channel MOS transistor of the charge pump circuit and the current value of the sink current of the N-channel MOS transistor in the fractional synthesizer of FIG. It is a figure which shows the waveform of each part of a phase comparator and a charge pump circuit in an unlocked state when the phase of the frequency-divided output signal from the frequency divider is ahead of the phase of the reference frequency signal. 図8は、図1のフラクショナルシンサセイザにおいてチャージポンプ回路のPチャンネルMOSトランジスタのソース電流の電流値とNチャンネルMOSトランジスタのスィンク電流の電流値とが等しい理想的な状態で、基準周波数発振器からの基準周波数信号の位相と分周器からの分周出力信号の位相とが合致しているロック状態の場合の位相比較器PDCとチャージポンプ回路CPCの各部の波形を示す図である。FIG. 8 shows an ideal state in which the current value of the source current of the P-channel MOS transistor of the charge pump circuit and the current value of the sink current of the N-channel MOS transistor in the fractional synthesizer of FIG. It is a figure which shows the waveform of each part of the phase comparator PDC and the charge pump circuit CPC in the locked state in which the phase of the reference frequency signal and the phase of the divided output signal from the divider match. 図9は、図1のフラクショナルシンサセイザにおいてチャージポンプ回路のPチャンネルMOSトランジスタのソース電流の電流値よりもNチャンネルMOSトランジスタのスィンク電流の電流値が小さな現実的な状態で、基準周波数発振器からの基準周波数信号の位相よりも分周器からの分周出力信号の位相が進んでいる位相差オフセット付きロック状態の場合の位相比較器PDCとチャージポンプ回路CPCの各部の波形を示す図である。FIG. 9 shows a realistic state where the current value of the sink current of the N channel MOS transistor is smaller than the current value of the source current of the P channel MOS transistor of the charge pump circuit in the fractional synthesizer of FIG. It is a figure which shows the waveform of each part of the phase comparator PDC and the charge pump circuit CPC in the locked state with a phase difference offset in which the phase of the frequency-divided output signal from the frequency divider is ahead of the phase of the reference frequency signal. 図10は、図1のフラクショナルシンサセイザにおいてチャージポンプ回路のPチャンネルMOSトランジスタのソース電流の電流値よりもNチャンネルMOSトランジスタのスィンク電流の電流値が小さな現実的な状態で、分周器の分周比が高い分周比から低い分周比に変更された場合の位相比較器とチャージポンプ回路の各部の波形を示す図である。FIG. 10 shows a realistic state where the current value of the sink current of the N-channel MOS transistor is smaller than the current value of the source current of the P-channel MOS transistor of the charge pump circuit in the fractional synthesizer of FIG. It is a figure which shows the waveform of each part of a phase comparator and a charge pump circuit at the time of changing a frequency ratio from a high frequency division ratio to a low frequency division ratio. 図11は、図1のフラクショナルシンサセイザにおいてチャージポンプ回路のPチャンネルMOSトランジスタのソース電流の電流値よりもNチャンネルMOSトランジスタのスィンク電流の電流値が小さな現実的な状態で、分周器の分周比が低い分周比から比較的高い分周比に変更された場合の位相比較器とチャージポンプ回路の各部の波形を示す図である。FIG. 11 shows a practical state where the current value of the sink current of the N-channel MOS transistor is smaller than the current value of the source current of the P-channel MOS transistor of the charge pump circuit in the fractional synthesizer of FIG. It is a figure which shows the waveform of each part of a phase comparator and a charge pump circuit at the time of changing from a low frequency division ratio to a comparatively high frequency division ratio. 図12は、図1のフラクショナルシンサセイザにおいてチャージポンプ回路のPチャンネルMOSトランジスタのソース電流の電流値よりもNチャンネルMOSトランジスタのスィンク電流の電流値が小さな現実的な状態で、分周器の分周比が低い分周比から相当高い分周比に変更された場合の位相比較器とチャージポンプ回路の各部の波形を示す図である。FIG. 12 shows a realistic state where the current value of the sink current of the N-channel MOS transistor is smaller than the current value of the source current of the P-channel MOS transistor of the charge pump circuit in the fractional synthesizer of FIG. It is a figure which shows the waveform of each part of a phase comparator and a charge pump circuit at the time of changing a frequency ratio from a low frequency division ratio to a considerably high frequency division ratio. 図13は、図6のチャージポンプ回路のスィンク電流Isinkとソース電流Isourceの電流値が等しい場合のフラクショナルPLL回路の位相ノイズ特性を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the phase noise characteristics of the fractional PLL circuit when the current values of the sink current I sink and the source current I source of the charge pump circuit of FIG. 6 are equal. 図14は、図6のチャージポンプ回路のスィンク電流Isinkの電流値よりもソース電流Isourceの電流値が大きい場合のフラクショナルPLL回路の位相ノイズ特性を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing the phase noise characteristics of the fractional PLL circuit when the current value of the source current Isource is larger than the current value of the sink current I sink of the charge pump circuit of FIG. 図15は、本発明のひとつの実施形態に従った通信用半導体集積回路のチップ上に形成されたフラクショナルシンサセイザの構成を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a fractional synthesizer formed on a chip of a communication semiconductor integrated circuit according to one embodiment of the present invention. 図16は、図15に示した本発明のひとつの実施形態に従った通信用半導体集積回路のチップ上に形成されたフラクショナルシンサセイザのフラクショナルN PLL回路を構成する位相比較器とチャージポンプ回路の構成を示す回路図である。16 shows a phase comparator and a charge pump circuit constituting a fractional N PLL circuit of a fractional synthesizer formed on a chip of a communication semiconductor integrated circuit according to one embodiment of the present invention shown in FIG. It is a circuit diagram which shows a structure. 図17は、ローパスフィルタから接地電位にdc直流電流を流すオフセット回路を、抵抗Roffsetで構成することを示す図である。FIG. 17 is a diagram showing that an offset circuit for flowing a dc direct current from the low-pass filter to the ground potential is configured by a resistor Roffset. 図18は、図16に示したチャージポンプ回路CPCのMOSトランジスタのデバイス・サイズを示す図である。FIG. 18 is a diagram showing the device size of the MOS transistor of the charge pump circuit CPC shown in FIG. 図19は、図17に示した抵抗Roffsetのデバイス・サイズを示す図である。FIG. 19 is a diagram showing a device size of the resistor Roffset shown in FIG. 図20は、図16に示した本発明のひとつの実施形態に従ったフラクショナルシンサセイザのフラクショナルN PLL回路を構成する位相比較器とチャージポンプ回路の構成からローパスフィルタから接地電位にdc直流電流を流すオフセット回路を除去した場合の位相比較器とチャージポンプ回路の各部の波形を示す図である。FIG. 20 is a circuit diagram showing the structure of the phase comparator and charge pump circuit of the fractional N PLL circuit of the fractional synthesizer according to the embodiment of the present invention shown in FIG. It is a figure which shows the waveform of each part of a phase comparator and a charge pump circuit at the time of removing the offset circuit to flow. 図21は、図16の本発明のひとつの実施形態に従ったフラクショナルシンサセイザのフラクショナルN PLL回路を構成する位相比較器とチャージポンプ回路の構成に示すように、ローパスフィルタから接地電位にdc直流電流を流すオフセット回路を追加した場合の位相比較器とチャージポンプ回路の各部の波形を示す図である。FIG. 21 shows a dc direct current from the low pass filter to the ground potential as shown in the configuration of the phase comparator and the charge pump circuit constituting the fractional N PLL circuit of the fractional synthesizer according to one embodiment of the present invention of FIG. It is a figure which shows the waveform of each part of a phase comparator and a charge pump circuit at the time of adding the offset circuit which sends an electric current. 図22は、図16に示した本発明のひとつの実施形態に従ったフラクショナルシンサセイザのフラクショナルN PLL回路を構成する位相比較器とチャージポンプ回路の構成からローパスフィルタから接地電位にdc直流電流を流すオフセット回路を除去した場合のフラクショナルPLL回路の位相ノイズ特性を示す図である。FIG. 22 is a circuit diagram showing the structure of the phase comparator and charge pump circuit of the fractional N PLL circuit of the fractional synthesizer according to one embodiment of the present invention shown in FIG. It is a figure which shows the phase noise characteristic of a fractional PLL circuit at the time of removing the flowing offset circuit. 図23は、図16の本発明のひとつの実施形態に従ったフラクショナルシンサセイザのフラクショナルN PLL回路を構成する位相比較器とチャージポンプ回路の構成に示すように、ローパスフィルタから接地電位にdc直流電流を流すオフセット回路を追加した場合のフラクショナルPLL回路の位相ノイズ特性を示す図である。FIG. 23 shows a dc direct current from the low pass filter to the ground potential as shown in the configuration of the phase comparator and the charge pump circuit constituting the fractional N PLL circuit of the fractional synthesizer according to one embodiment of the present invention of FIG. It is a figure which shows the phase noise characteristic of the fractional PLL circuit at the time of adding the offset circuit which sends an electric current. 図24は、本発明のより具体的な実施形態による通信用半導体集積回路RF ICの構成を示す図である。FIG. 24 is a diagram showing a configuration of a communication semiconductor integrated circuit RF IC according to a more specific embodiment of the present invention. 図25は、本発明の更に具体的な実施形態による通信用半導体集積回路の構成を示す図である。FIG. 25 is a diagram showing a configuration of a semiconductor integrated circuit for communication according to a more specific embodiment of the present invention. 図26は、本発明の更に具体的な実施形態による通信用半導体集積回路の構成を示す図である。FIG. 26 is a diagram showing a configuration of a communication semiconductor integrated circuit according to a more specific embodiment of the present invention. 図27は、GMSKの規格により規定された携帯電話端末機器のRF送信信号の周波数スペクトラムを示す図である。FIG. 27 is a diagram illustrating a frequency spectrum of an RF transmission signal of a mobile phone terminal device defined by the GMSK standard.

符号の説明Explanation of symbols

RF IC 通信用半導体集積回路
DCXO 基準周波数発振器
PDC 位相比較器
CPC チャージポンプ回路
MP1 ソース電流注入トランジスタ
MN1 スィンク電流放出トランジスタ
Isource ソース電流
Isink スィンク電流
MN2、MN3 オフセット回路
Ioffset オフセット電流
LFC ループフィルタ
RF IC communication semiconductor integrated circuit DCXO reference frequency oscillator PDC phase comparator CPC charge pump circuit MP1 source current injection transistor MN1 sink current emission transistor Isource source current I sink sink current MN2, MN3 offset circuit Ioffset offset current LFC loop filter

Claims (14)

基準発振周波数の基準周波数信号を生成する基準周波数発振器と、前記基準周波数発振器から形成された前記基準周波数信号が一方の入力端子に供給される位相比較器と、前記位相比較器のアップ出力信号とダウン出力信号とに応答するチャージポンプ回路と、前記チャージポンプ回路のチャージポンプ電流に応答するローパスフィルタと、前記ローパスフィルタの制御出力電圧に応答するRF電圧制御発振器と、前記RF電圧制御発振器の出力端子と前記位相比較器の他方の入力端子との間に接続された分周器とを含むことにより周波数シンセサイザを構成するPLL回路と、
前記PLL回路の前記RF電圧制御発振器の前記出力端子のRF発振出力信号を利用してRF通信のRF送信信号のためのRF送信周波数信号を生成するRF送信用電圧制御発振器とを具備しており、
前記周波数シンセサイザを構成する前記PLL回路は、前記分周器の分周比が変更されることにより平均分周比が整数と分数とを含むフラクショナルPLL回路であり、そのクローズドループ帯域は数十KHzのオーダーの狭帯域に設定され、
前記チャージポンプ回路は、前記位相比較器の前記アップ出力信号に応答して前記ローパスフィルタにソース電流を注入するソース電流供給トランジスタと、前記位相比較器の前記ダウン出力信号に応答して前記ローパスフィルタからスィンク電流を放出するスィンク電流放出トランジスタと、前記ローパスフィルタからdc直流電流を放出するかまたは前記ローパスフィルタにdc直流電流を注入するオフセット電流回路とを含み、
上記オフセット電流回路は前記dc直流電流を所定値に設定するように意図的なデバイスサイズに設定されたデバイスを含んでいる通信用半導体集積回路。
A reference frequency oscillator for generating a reference frequency signal of a reference oscillation frequency, a phase comparator in which the reference frequency signal formed from the reference frequency oscillator is supplied to one input terminal, and an up output signal of the phase comparator; A charge pump circuit responsive to a down output signal, a low pass filter responsive to a charge pump current of the charge pump circuit, an RF voltage controlled oscillator responsive to a control output voltage of the low pass filter, and an output of the RF voltage controlled oscillator A PLL circuit constituting a frequency synthesizer by including a frequency divider connected between the terminal and the other input terminal of the phase comparator;
An RF transmission voltage controlled oscillator that generates an RF transmission frequency signal for an RF transmission signal of RF communication using an RF oscillation output signal of the output terminal of the RF voltage controlled oscillator of the PLL circuit. ,
The PLL circuit constituting the frequency synthesizer is a fractional PLL circuit in which an average frequency division ratio includes an integer and a fraction by changing a frequency division ratio of the frequency divider, and a closed loop bandwidth thereof is several tens of KHz. Set to a narrow band of the order of
The charge pump circuit includes a source current supply transistor that injects a source current into the low pass filter in response to the up output signal of the phase comparator, and the low pass filter in response to the down output signal of the phase comparator. A sink current discharge transistor for discharging a sink current from the low-pass filter; and an offset current circuit for discharging a dc direct-current from the low-pass filter or injecting a dc direct-current into the low-pass filter;
The offset current circuit includes a device set to an intentional device size so as to set the dc direct current to a predetermined value.
前記周波数シンセサイザを構成する前記PLL回路は、前記RF電圧制御発振器から生成された前記RF発振出力信号を分周することにより中間周波数信号を生成する中間周波数分周器を含み、
前記半導体集積回路は、前記中間周波数分周器から生成される前記中間周波数信号と送信ベースバンド信号とから中間周波送信信号を形成する送信ミキサーと、送信系オフセットPLL回路と、前記RF電圧制御発振器から生成された前記RF発振出力信号を分周することにより分周RF周波数信号を生成するRF分周器とを含み、
前記送信系オフセットPLL回路は、前記送信ミキサーから生成される前記中間周波送信信号が一方の入力端子に供給される位相比較回路と、前記位相比較回路の出力に応答する前記RF送信用電圧制御発振器と、前記RF送信用電圧制御発振器から生成される前記RF送信周波数信号が一方の入力端子に供給され前記RF分周器から生成される前記分周RF周波数信号が他方の入力端子に供給される位相制御帰還用周波数ダウンミキサーとを含み、前記位相制御帰還用周波数ダウンミキサーの出力信号は、前記位相比較回路の他方の入力端子に供給される請求項1に記載の通信用半導体集積回路。
The PLL circuit constituting the frequency synthesizer includes an intermediate frequency divider that generates an intermediate frequency signal by dividing the RF oscillation output signal generated from the RF voltage controlled oscillator,
The semiconductor integrated circuit includes: a transmission mixer that forms an intermediate frequency transmission signal from the intermediate frequency signal generated from the intermediate frequency divider and a transmission baseband signal; a transmission system offset PLL circuit; and the RF voltage controlled oscillator An RF divider that generates a divided RF frequency signal by dividing the RF oscillation output signal generated from
The transmission system offset PLL circuit includes a phase comparison circuit to which the intermediate frequency transmission signal generated from the transmission mixer is supplied to one input terminal, and the RF transmission voltage controlled oscillator that responds to an output of the phase comparison circuit The RF transmission frequency signal generated from the RF transmission voltage-controlled oscillator is supplied to one input terminal, and the divided RF frequency signal generated from the RF divider is supplied to the other input terminal. The communication semiconductor integrated circuit according to claim 1, further comprising: a phase control feedback frequency downmixer, wherein an output signal of the phase control feedback frequency downmixer is supplied to the other input terminal of the phase comparison circuit.
RF受信信号アナログ信号処理回路を含み、
前記RF受信信号アナログ信号処理回路は、RF受信信号を増幅するローノイズアンプと、前記ローノイズアンプによって生成されたRF増幅受信出力信号が供給されることによって受信ベースバンド信号を生成する受信ミキサーとを含み、
前記周波数シンセサイザを構成する前記PLL回路は、前記RF電圧制御発振器から生成される前記発振周波数の前記RF発振出力信号を分周することにより前記受信ミキサーへ供給するRFキャリア信号を形成する第1分周器と、前記第1分周器の出力信号を分周する第2分周器とを含み、
前記半導体集積回路がGSM850MHzの周波数帯域もしくはGSM900MHzの周波数帯域の前記RF受信信号を受信する場合には、前記第1分周器から生成された分周出力信号が前記RFキャリア信号として前記受信ミキサーへ伝達されることにより、前記受信ミキサーから前記GSM850MHzの前記周波数帯域もしくは前記GSM900MHzの前記周波数帯域の前記RF受信信号から周波数変換された受信ベースバンド信号が生成され、
前記半導体集積回路がDCS1800MHzの周波数帯域もしくはPCS1900MHzの周波数帯域の前記RF受信信号を受信する場合には、前記RF電圧制御発振器から生成される前記発振周波数の前記RF発振出力信号が前記RFキャリア信号として前記受信ミキサーへ伝達されることにより、前記DCS1800MHzの前記周波数帯域もしくは前記PCS1900MHzの前記周波数帯域の前記RF受信信号から周波数変換された受信ベースバンド信号が生成され、
前記半導体集積回路がGSM850MHzの周波数帯域もしくはGSM900MHzの周波数帯域の前記RF送信周波数信号を形成する場合には、前記送信ミキサーにより前記中間周波数信号と送信ベースバンド信号とから前記中間周波送信信号が形成され、前記RF分周器として前記第1分周器と前記第2分周器とが動作することにより、前記第2分周器の分周出力信号が前記送信系オフセットPLL回路の前記位相制御帰還用周波数ダウンミキサーの前記他方の入力端子に前記分周RF周波数信号として伝達され、前記送信系オフセットPLL回路にて前記中間周波送信信号が前記GSM850MHzの前記周波数帯域もしくは前記GSM900MHzの前記周波数帯域の前記RF送信周波数信号へ周波数変換され、
前記半導体集積回路がDCS1800MHzの周波数帯域もしくはPCS1900MHzの周波数帯域の前記RF送信周波数信号を形成する場合には、前記送信ミキサーにより前記中間周波数信号と送信ベースバンド信号とから前記中間周波送信信号が形成され、前記RF分周器として前記第1分周器が動作することにより、前記第1分周器の分周出力信号が前記送信系オフセットPLL回路の前記位相制御帰還用周波数ダウンミキサーの前記他方の入力端子に前記分周RF周波数信号として伝達され、前記送信系オフセットPLL回路にて前記中間周波送信信号が前記DCS1800MHzの前記周波数帯域もしくは前記PCS1900MHzの前記周波数帯域の前記RF送信周波数信号へ周波数変換される請求項2に記載の通信用半導体集積回路。
Including an RF reception signal analog signal processing circuit,
The RF reception signal analog signal processing circuit includes a low noise amplifier that amplifies the RF reception signal, and a reception mixer that generates a reception baseband signal by being supplied with the RF amplified reception output signal generated by the low noise amplifier. ,
The PLL circuit constituting the frequency synthesizer divides the RF oscillation output signal of the oscillation frequency generated from the RF voltage controlled oscillator to form an RF carrier signal to be supplied to the reception mixer. A frequency divider, and a second frequency divider that divides the output signal of the first frequency divider,
When the semiconductor integrated circuit receives the RF reception signal in the GSM850 MHz frequency band or GSM900 MHz frequency band, the divided output signal generated from the first frequency divider is supplied to the reception mixer as the RF carrier signal. By being transmitted, a reception baseband signal frequency-converted from the RF reception signal in the frequency band of the GSM850 MHz or the frequency band of the GSM900 MHz is generated from the reception mixer,
When the semiconductor integrated circuit receives the RF reception signal in the frequency band of DCS 1800 MHz or the frequency band of PCS 1900 MHz, the RF oscillation output signal of the oscillation frequency generated from the RF voltage controlled oscillator is used as the RF carrier signal. By being transmitted to the reception mixer, a frequency-converted reception baseband signal is generated from the RF reception signal in the frequency band of the DCS 1800 MHz or the frequency band of the PCS 1900 MHz,
When the semiconductor integrated circuit forms the RF transmission frequency signal in the GSM850 MHz frequency band or GSM900 MHz frequency band, the intermediate frequency transmission signal is formed from the intermediate frequency signal and the transmission baseband signal by the transmission mixer. When the first frequency divider and the second frequency divider operate as the RF frequency divider, the frequency division output signal of the second frequency divider becomes the phase control feedback of the transmission system offset PLL circuit. Is transmitted to the other input terminal of the frequency downmixer as the divided RF frequency signal, and the intermediate frequency transmission signal is transmitted in the frequency band of the GSM850 MHz or the frequency band of the GSM900 MHz in the transmission system offset PLL circuit. Frequency converted to RF transmission frequency signal,
When the semiconductor integrated circuit forms the RF transmission frequency signal in the frequency band of DCS 1800 MHz or the frequency band of PCS 1900 MHz, the intermediate frequency transmission signal is formed from the intermediate frequency signal and the transmission baseband signal by the transmission mixer. When the first frequency divider operates as the RF frequency divider, the frequency-divided output signal of the first frequency divider becomes the other frequency control mixer for the phase control feedback of the transmission system offset PLL circuit. The divided frequency signal is transmitted to the input terminal as the divided RF frequency signal, and the intermediate frequency transmission signal is frequency-converted to the RF transmission frequency signal in the frequency band of DCS1800 MHz or the frequency band of PCS1900 MHz by the transmission system offset PLL circuit. The communication semiconductor according to claim 2. Product circuit.
前記通信用半導体集積回路は、EDGE方式に対応するためのポーラループ方式で構成され、前記送信系オフセットPLL回路は前記ポーラループ方式の位相変調のための位相ループと前記ポーラループ方式の振幅ループとを含み、前記送信系オフセットPLL回路の前記位相比較器と前記RF送信用電圧制御発振器と前記位相制御帰還用周波数ダウンミキサーとは前記位相ループを構成する請求項2に記載の通信用半導体集積回路。   The communication semiconductor integrated circuit is configured by a polar loop system to support the EDGE system, and the transmission system offset PLL circuit includes a phase loop for polar loop system phase modulation, an amplitude loop of the polar loop system, 3. The communication semiconductor integrated circuit according to claim 2, wherein the phase comparator of the transmission system offset PLL circuit, the RF transmission voltage control oscillator, and the phase control feedback frequency down mixer constitute the phase loop. . 前記通信用半導体集積回路は、EDGE方式に対応するためのポーラモジュレータ方式で構成され、前記送信系オフセットPLL回路は前記ポーラモジュレータ方式の位相変調のための位相ループと前記ポーラモジュレータ方式の振幅ループとを含み、前記送信系オフセットPLL回路の前記位相比較器と前記RF送信用電圧制御発振器と前記位相制御帰還用周波数ダウンミキサーとは前記位相ループを構成する請求項2に記載の通信用半導体集積回路。   The semiconductor integrated circuit for communication is configured by a polar modulator system to support the EDGE system, and the transmission system offset PLL circuit includes a phase loop for phase modulation of the polar modulator system and an amplitude loop of the polar modulator system. 3. The communication semiconductor integrated circuit according to claim 2, wherein the phase comparator of the transmission system offset PLL circuit, the RF transmission voltage control oscillator, and the phase control feedback frequency down mixer constitute the phase loop. . 前記フラクショナルPLL回路は前記平均分周比の前記小数を計算するためのΣΔ変調器を含み、前記ΣΔ変調器は1次ΣΔ変調器を複数多段としたMASH型である請求項1から請求項5のいずれかに記載の通信用半導体集積回路。   6. The fractional PLL circuit includes a ΣΔ modulator for calculating the fraction of the average division ratio, and the ΣΔ modulator is a MASH type having a plurality of first-order ΣΔ modulators. A semiconductor integrated circuit for communication according to any one of the above. 前記MASH型の前記ΣΔ変調器にはディジタル微分器を介してディザー回路からの擬似ランダム雑音が供給される請求項6に記載の通信用半導体集積回路。   The communication semiconductor integrated circuit according to claim 6, wherein the MASH type ΣΔ modulator is supplied with pseudo-random noise from a dither circuit via a digital differentiator. RF受信信号アナログ信号処理回路と、RF送信信号アナログ信号処理回路と、周波数シンセサイザとを含み、
前記RF受信信号アナログ信号処理回路は、RF受信信号を増幅するローノイズアンプと、前記ローノイズアンプによって生成されたRF増幅受信出力信号と前記周波数シンセサイザによって生成された受信キャリア信号とが供給されることによって受信ベースバンド信号を生成する受信ミキサーとを含み、
前記RF送信信号アナログ信号処理回路はベースバンド信号処理ユニットから送信ベースバンド信号が供給される送信ミキサーを含み、前記RF送信信号アナログ信号処理回路に前記周波数シンセサイザによって生成された送信キャリア信号とが供給されることによって、前記RF送信信号アナログ信号処理回路は、RF送信信号を生成して、
前記周波数シンセサイザは、基準発振周波数の基準周波数信号を生成する基準周波数発振器と、前記基準周波数発振器から形成された前記基準周波数信号が一方の入力端子に供給される位相比較器と、前記位相比較器のアップ出力信号とダウン出力信号とに応答するチャージポンプ回路と、前記チャージポンプ回路のチャージポンプ電流に応答するローパスフィルタと、前記ローパスフィルタの制御出力電圧に応答するRF電圧制御発振器と、前記RF電圧制御発振器の出力端子と前記位相比較器の他方の入力端子との間に接続された分周器とを含むPLL回路により構成され、
前記周波数シンセサイザを構成する前記PLL回路は、前記分周器の分周比が変更されることにより平均分周比が整数と分数とを含むフラクショナルPLL回路であり、そのクローズドループ帯域は数十KHzのオーダーの狭帯域に設定され、
前記チャージポンプ回路は、前記位相比較器の前記アップ出力信号に応答して前記ローパスフィルタにソース電流を注入するソース電流供給トランジスタと、前記位相比較器の前記ダウン出力信号に応答して前記ローパスフィルタからスィンク電流を放出するスィンク電流放出トランジスタと、前記ローパスフィルタからdc直流電流を放出するかまたは前記ローパスフィルタにdc直流電流を注入するオフセット電流回路とを含み、
上記オフセット電流回路は前記dc直流電流を所定値に設定するように意図的なデバイスサイズに設定されたデバイスを含んでいる通信用半導体集積回路。
An RF reception signal analog signal processing circuit, an RF transmission signal analog signal processing circuit, and a frequency synthesizer;
The RF reception signal analog signal processing circuit is supplied with a low noise amplifier that amplifies the RF reception signal, an RF amplification reception output signal generated by the low noise amplifier, and a reception carrier signal generated by the frequency synthesizer. A receiving mixer for generating a receiving baseband signal,
The RF transmission signal analog signal processing circuit includes a transmission mixer to which a transmission baseband signal is supplied from a baseband signal processing unit, and the RF transmission signal analog signal processing circuit is supplied with a transmission carrier signal generated by the frequency synthesizer Thus, the RF transmission signal analog signal processing circuit generates an RF transmission signal,
The frequency synthesizer includes a reference frequency oscillator that generates a reference frequency signal of a reference oscillation frequency, a phase comparator in which the reference frequency signal formed from the reference frequency oscillator is supplied to one input terminal, and the phase comparator A charge pump circuit responsive to an up output signal and a down output signal, a low pass filter responsive to a charge pump current of the charge pump circuit, an RF voltage controlled oscillator responsive to a control output voltage of the low pass filter, and the RF A PLL circuit including a frequency divider connected between the output terminal of the voltage controlled oscillator and the other input terminal of the phase comparator;
The PLL circuit constituting the frequency synthesizer is a fractional PLL circuit in which an average frequency division ratio includes an integer and a fraction by changing a frequency division ratio of the frequency divider, and a closed loop bandwidth thereof is several tens of KHz. Set to a narrow band of the order of
The charge pump circuit includes a source current supply transistor that injects a source current into the low pass filter in response to the up output signal of the phase comparator, and the low pass filter in response to the down output signal of the phase comparator. A sink current discharge transistor for discharging a sink current from the low-pass filter; and an offset current circuit for discharging a dc direct-current from the low-pass filter or injecting a dc direct-current into the low-pass filter;
The offset current circuit includes a device set to an intentional device size so as to set the dc direct current to a predetermined value.
前記周波数シンセサイザを構成する前記PLL回路は、前記RF電圧制御発振器から生成された前記RF発振出力信号を分周することにより中間周波数信号を生成する中間周波数分周器を含み、
前記半導体集積回路の前記RF送信信号アナログ信号処理回路は、前記中間周波数分周器から生成される前記中間周波数信号と送信ベースバンド信号とから中間周波送信信号を形成する前記送信ミキサーと、送信系オフセットPLL回路と、前記RF電圧制御発振器から生成された前記RF発振出力信号を分周することにより分周RF周波数信号を生成するRF分周器とを含み、
前記送信系オフセットPLL回路は、前記送信ミキサーから生成される前記中間周波送信信号が一方の入力端子に供給される位相比較回路と、前記位相比較回路の出力に応答する前記RF送信用電圧制御発振器と、前記RF送信用電圧制御発振器から生成される前記RF送信周波数信号が一方の入力端子に供給され前記RF分周器から生成される前記分周RF周波数信号が他方の入力端子に供給される位相制御帰還用周波数ダウンミキサーとを含み、前記位相制御帰還用周波数ダウンミキサーの出力信号は、前記位相比較回路の他方の入力端子に供給される請求項8に記載の通信用半導体集積回路。
The PLL circuit constituting the frequency synthesizer includes an intermediate frequency divider that generates an intermediate frequency signal by dividing the RF oscillation output signal generated from the RF voltage controlled oscillator,
The RF transmission signal analog signal processing circuit of the semiconductor integrated circuit includes the transmission mixer that forms an intermediate frequency transmission signal from the intermediate frequency signal generated from the intermediate frequency divider and a transmission baseband signal, and a transmission system An offset PLL circuit, and an RF divider that generates a divided RF frequency signal by dividing the RF oscillation output signal generated from the RF voltage controlled oscillator,
The transmission system offset PLL circuit includes a phase comparison circuit to which the intermediate frequency transmission signal generated from the transmission mixer is supplied to one input terminal, and the RF transmission voltage controlled oscillator that responds to an output of the phase comparison circuit The RF transmission frequency signal generated from the RF transmission voltage controlled oscillator is supplied to one input terminal, and the divided RF frequency signal generated from the RF divider is supplied to the other input terminal. 9. The communication semiconductor integrated circuit according to claim 8, further comprising: a phase control feedback frequency downmixer, wherein an output signal of the phase control feedback frequency downmixer is supplied to the other input terminal of the phase comparison circuit.
前記周波数シンセサイザを構成する前記PLL回路は、前記RF電圧制御発振器から生成される前記発振周波数の前記RF発振出力信号を分周することにより前記受信ミキサーへ供給するRFキャリア信号を形成する第1分周器と、前記第1分周器の出力信号を分周する第2分周器とを含み、
前記半導体集積回路がGSM850MHzの周波数帯域もしくはGSM900MHzの周波数帯域の前記RF受信信号を受信する場合には、前記第1分周器から生成された分周出力信号が前記RFキャリア信号として前記受信ミキサーへ伝達されることにより、前記受信ミキサーから前記GSM850MHzの前記周波数帯域もしくは前記GSM900MHzの前記周波数帯域の前記RF受信信号から周波数変換された受信ベースバンド信号が生成され、
前記半導体集積回路がDCS1800MHzの周波数帯域もしくはPCS1900MHzの周波数帯域の前記RF受信信号を受信する場合には、前記RF電圧制御発振器から生成される前記発振周波数の前記RF発振出力信号が前記RFキャリア信号として前記受信ミキサーへ伝達されることにより、前記DCS1800MHzの前記周波数帯域もしくは前記PCS1900MHzの前記周波数帯域の前記RF受信信号から周波数変換された受信ベースバンド信号が生成され、
前記半導体集積回路がGSM850MHzの周波数帯域もしくはGSM900MHzの周波数帯域の前記RF送信周波数信号を形成する場合には、前記送信ミキサーにより前記中間周波数信号と送信ベースバンド信号とから前記中間周波送信信号が形成され、前記RF分周器として前記第1分周器と前記第2分周器とが動作することにより、前記第2分周器の分周出力信号が前記送信系オフセットPLL回路の前記位相制御帰還用周波数ダウンミキサーの前記他方の入力端子に前記分周RF周波数信号として伝達され、前記送信系オフセットPLL回路にて前記中間周波送信信号が前記GSM850MHzの前記周波数帯域もしくは前記GSM900MHzの前記周波数帯域の前記RF送信周波数信号へ周波数変換され、
前記半導体集積回路がDCS1800MHzの周波数帯域もしくはPCS1900MHzの周波数帯域の前記RF送信周波数信号を形成する場合には、前記送信ミキサーにより前記中間周波数信号と送信ベースバンド信号とから前記中間周波送信信号が形成され、前記RF分周器として前記第1分周器が動作することにより、前記第1分周器の分周出力信号が前記送信系オフセットPLL回路の前記位相制御帰還用周波数ダウンミキサーの前記他方の入力端子に前記分周RF周波数信号として伝達され、前記送信系オフセットPLL回路にて前記中間周波送信信号が前記DCS1800MHzの前記周波数帯域もしくは前記PCS1900MHzの前記周波数帯域の前記RF送信周波数信号へ周波数変換される請求項9に記載の通信用半導体集積回路。
The PLL circuit constituting the frequency synthesizer divides the RF oscillation output signal of the oscillation frequency generated from the RF voltage controlled oscillator to form an RF carrier signal to be supplied to the reception mixer. A frequency divider, and a second frequency divider that divides the output signal of the first frequency divider,
When the semiconductor integrated circuit receives the RF reception signal in the GSM850 MHz frequency band or GSM900 MHz frequency band, the divided output signal generated from the first frequency divider is supplied to the reception mixer as the RF carrier signal. By being transmitted, a reception baseband signal frequency-converted from the RF reception signal in the frequency band of the GSM850 MHz or the frequency band of the GSM900 MHz is generated from the reception mixer,
When the semiconductor integrated circuit receives the RF reception signal in the frequency band of DCS 1800 MHz or the frequency band of PCS 1900 MHz, the RF oscillation output signal of the oscillation frequency generated from the RF voltage controlled oscillator is used as the RF carrier signal. By being transmitted to the reception mixer, a frequency-converted reception baseband signal is generated from the RF reception signal in the frequency band of the DCS 1800 MHz or the frequency band of the PCS 1900 MHz,
When the semiconductor integrated circuit forms the RF transmission frequency signal in the GSM850 MHz frequency band or GSM900 MHz frequency band, the intermediate frequency transmission signal is formed from the intermediate frequency signal and the transmission baseband signal by the transmission mixer. When the first frequency divider and the second frequency divider operate as the RF frequency divider, the frequency division output signal of the second frequency divider becomes the phase control feedback of the transmission system offset PLL circuit. Is transmitted to the other input terminal of the frequency downmixer as the divided RF frequency signal, and the intermediate frequency transmission signal is transmitted in the frequency band of the GSM850 MHz or the frequency band of the GSM900 MHz in the transmission system offset PLL circuit. Frequency converted to RF transmission frequency signal,
When the semiconductor integrated circuit forms the RF transmission frequency signal in the frequency band of DCS 1800 MHz or the frequency band of PCS 1900 MHz, the intermediate frequency transmission signal is formed from the intermediate frequency signal and the transmission baseband signal by the transmission mixer. When the first frequency divider operates as the RF frequency divider, the frequency-divided output signal of the first frequency divider becomes the other frequency control mixer for the phase control feedback of the transmission system offset PLL circuit. The divided frequency signal is transmitted to the input terminal as the divided RF frequency signal, and the intermediate frequency transmission signal is frequency-converted to the RF transmission frequency signal in the frequency band of DCS1800 MHz or the frequency band of PCS1900 MHz by the transmission system offset PLL circuit. The communication semiconductor according to claim 9. Product circuit.
前記通信用半導体集積回路は、EDGE方式に対応するためのポーラループ方式で構成され、前記送信系オフセットPLL回路は前記ポーラループ方式の位相変調のための位相ループと前記ポーラループ方式の振幅ループとを含み、前記送信系オフセットPLL回路の前記位相比較器と前記RF送信用電圧制御発振器と前記位相制御帰還用周波数ダウンミキサーとは前記位相ループを構成する請求項9に記載の通信用半導体集積回路。   The communication semiconductor integrated circuit is configured by a polar loop system to support the EDGE system, and the transmission system offset PLL circuit includes a phase loop for polar loop system phase modulation, an amplitude loop of the polar loop system, The communication semiconductor integrated circuit according to claim 9, wherein the phase comparator, the RF transmission voltage-controlled oscillator, and the phase-controlled feedback frequency downmixer of the transmission system offset PLL circuit constitute the phase loop. . 前記通信用半導体集積回路は、EDGE方式に対応するためのポーラモジュレータ方式で構成され、前記送信系オフセットPLL回路は前記ポーラモジュレータ方式の位相変調のための位相ループと前記ポーラモジュレータ方式の振幅ループとを含み、前記送信系オフセットPLL回路の前記位相比較器と前記RF送信用電圧制御発振器と前記位相制御帰還用周波数ダウンミキサーとは前記位相ループを構成する請求項9に記載の通信用半導体集積回路。   The semiconductor integrated circuit for communication is configured by a polar modulator system to support the EDGE system, and the transmission system offset PLL circuit includes a phase loop for phase modulation of the polar modulator system and an amplitude loop of the polar modulator system. The communication semiconductor integrated circuit according to claim 9, wherein the phase comparator, the RF transmission voltage-controlled oscillator, and the phase-controlled feedback frequency downmixer of the transmission system offset PLL circuit constitute the phase loop. . 前記フラクショナルPLL回路は前記平均分周比の前記小数を計算するためのΣΔ変調器を含み、前記ΣΔ変調器は1次ΣΔ変調器を複数多段としたMASH型である請求項8から請求項12のいずれかに記載の通信用半導体集積回路。   13. The fractional PLL circuit includes a ΣΔ modulator for calculating the fraction of the average division ratio, and the ΣΔ modulator is a MASH type having a plurality of first-order ΣΔ modulators. A semiconductor integrated circuit for communication according to any one of the above. 前記MASH型の前記ΣΔ変調器にはディジタル微分器を介してディザー回路からの擬似ランダム雑音が供給される請求項13に記載の通信用半導体集積回路。   14. The semiconductor integrated circuit for communication according to claim 13, wherein pseudo random noise from a dither circuit is supplied to the MASH type ΣΔ modulator via a digital differentiator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011515046A (en) * 2008-02-26 2011-05-12 クゥアルコム・インコーポレイテッド Delta-sigma modulator clock dithering in fractional-N phase-locked loop
JP2014078873A (en) * 2012-10-11 2014-05-01 Asahi Kasei Electronics Co Ltd Frequency synthesizer
CN116094527A (en) * 2023-04-07 2023-05-09 核芯互联科技(青岛)有限公司 Integral differential modulator for eliminating walk-around spurious

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