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JP2010034851A - PLL circuit - Google Patents

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JP2010034851A
JP2010034851A JP2008194879A JP2008194879A JP2010034851A JP 2010034851 A JP2010034851 A JP 2010034851A JP 2008194879 A JP2008194879 A JP 2008194879A JP 2008194879 A JP2008194879 A JP 2008194879A JP 2010034851 A JP2010034851 A JP 2010034851A
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Japan
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signal
phase comparator
frequency divider
phase
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP2008194879A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsuneji Tsutsumi
恒次 堤
Kenji Suematsu
憲治 末松
Masahiko Komaki
昌彦 小牧
Miki Kagano
未来 加賀野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a PLL circuit capable of suppressing both of power consumption and output noise. <P>SOLUTION: The PLL circuit is provided with a phase comparator 1, a charge pump 2, a loop filter 3, a voltage controlled oscillator 4 and a frequency divider 5, the frequency divider 5 is configured using CMOS logic circuits, and the phase comparator 1 and the charge pump 2 are configured using ECL circuits loaded with bipolar transistors. By configuring the PLL circuit in such a manner, both of the power consumption and the output noise are suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、参照信号に同期しているクロック信号を発振するPLL回路に関するものである。   The present invention relates to a PLL circuit that oscillates a clock signal synchronized with a reference signal.

図5は一般的なPLL回路を示す構成図である(例えば、特許文献1を参照)。
図において、位相比較器101(図中、“PFD”と表記)はRefin端子から入力された参照信号と分周器105から出力された分周信号の位相を比較し、その参照信号と分周信号の位相差を示す位相比較信号を出力する処理を実施する。
チャージポンプ102(図中、“CP”と表記)は位相比較器101から出力された位相比較信号に応じた極性の電流パルスを出力する処理を実施する。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a general PLL circuit (see, for example, Patent Document 1).
In the figure, a phase comparator 101 (indicated as “PFD” in the figure) compares the phase of the reference signal input from the Refin terminal with the frequency of the frequency-divided signal output from the frequency divider 105, and the frequency of the reference signal and the frequency-divided signal are divided. A process of outputting a phase comparison signal indicating the phase difference of the signals is performed.
The charge pump 102 (denoted as “CP” in the figure) performs a process of outputting a current pulse having a polarity corresponding to the phase comparison signal output from the phase comparator 101.

ループフィルタ103はチャージポンプ102から出力された電流パルスに含まれている交流波成分を除去して平滑化し、平滑化後の信号を電圧制御発振器104の制御電圧として出力する処理を実施する。
電圧制御発振器104(図中、“VCO”と表記)はループフィルタ103から出力された制御電圧に応じた周波数のクロック信号を発振する処理を実施する。
分周器105は電圧制御発振器104により発振されたクロック信号をN分周し、N分周後のクロック信号を分周信号として位相比較器101に出力する処理を実施する。
The loop filter 103 removes the AC wave component contained in the current pulse output from the charge pump 102 and smoothes it, and executes the process of outputting the smoothed signal as the control voltage of the voltage controlled oscillator 104.
A voltage controlled oscillator 104 (denoted as “VCO” in the figure) performs a process of oscillating a clock signal having a frequency corresponding to the control voltage output from the loop filter 103.
The frequency divider 105 divides the clock signal oscillated by the voltage controlled oscillator 104 by N, and performs processing of outputting the clock signal after N division to the phase comparator 101 as a divided signal.

次に動作について説明する。
位相比較器101は、Refin端子から参照信号を入力し、分周器105から出力された分周信号を入力すると、その参照信号と分周信号の位相を比較し、その参照信号と分周信号の位相差を示す位相比較信号をチャージポンプ102に出力する。
Next, the operation will be described.
When the phase comparator 101 receives the reference signal from the Refin terminal and receives the frequency-divided signal output from the frequency divider 105, the phase comparator 101 compares the phase of the reference signal and the frequency-divided signal, and the reference signal and the frequency-divided signal A phase comparison signal indicating the phase difference is output to the charge pump 102.

チャージポンプ102は、位相比較器101から位相比較信号を受けると、その位相比較信号に応じた極性の電流パルスをループフィルタ103に出力する。
例えば、参照信号の位相が分周信号の位相より遅れている場合、電圧制御発振器104により発振されるクロック信号の位相を遅らせることにより、参照信号の位相と分周信号の位相を一致させるため、極性が負の電流パルスをループフィルタ103に出力する。
一方、参照信号の位相が分周信号の位相より進んでいる場合、電圧制御発振器104により発振されるクロック信号の位相を進めることにより、参照信号の位相と分周信号の位相を一致させるため、極性が正の電流パルスをループフィルタ103に出力する。
When the charge pump 102 receives the phase comparison signal from the phase comparator 101, the charge pump 102 outputs a current pulse having a polarity corresponding to the phase comparison signal to the loop filter 103.
For example, when the phase of the reference signal is delayed from the phase of the divided signal, the phase of the reference signal and the phase of the divided signal are matched by delaying the phase of the clock signal oscillated by the voltage controlled oscillator 104. A current pulse having a negative polarity is output to the loop filter 103.
On the other hand, if the phase of the reference signal is ahead of the phase of the divided signal, the phase of the reference signal and the phase of the divided signal are matched by advancing the phase of the clock signal oscillated by the voltage controlled oscillator 104. A positive polarity current pulse is output to the loop filter 103.

ループフィルタ103は、チャージポンプ102から電流パルスを受けると、その電流パルスに含まれている交流波成分(高周波成分)を除去して平滑化し、平滑化後の信号を電圧制御発振器104の制御電圧として出力する。
電圧制御発振器104は、ループフィルタ103から制御電圧を受けると、その制御電圧に応じた周波数のクロック信号を発振する。
分周器105は、電圧制御発振器104からクロック信号を受けると、そのクロック信号を例えばN分周し、N分周後のクロック信号を分周信号として位相比較器101に出力する。
When the loop filter 103 receives a current pulse from the charge pump 102, the loop filter 103 removes and smoothes the AC wave component (high-frequency component) contained in the current pulse, and the smoothed signal is controlled by the voltage control oscillator 104. Output as.
When receiving a control voltage from the loop filter 103, the voltage controlled oscillator 104 oscillates a clock signal having a frequency corresponding to the control voltage.
When the frequency divider 105 receives the clock signal from the voltage controlled oscillator 104, the frequency divider 105 divides the clock signal, for example, by N, and outputs the clock signal after N division to the phase comparator 101 as a divided signal.

ここで、図5のPLL回路における位相比較器101、チャージポンプ102及び分周器105のブロックは、動作周波数に応じたロジック構成が採用される。
即ち、動作周波数が高いブロックについては、高速な動作が可能なバイポーラトランジスタを搭載しているECL回路や、MOSトランジスタを搭載しているSCL回路を用いて構成される。
一方、動作周波数が低いブロックについては、動作は低速であるが、消費電力が小さいCMOSロジック回路を用いて構成される。
Here, the block of the phase comparator 101, the charge pump 102, and the frequency divider 105 in the PLL circuit of FIG. 5 employs a logic configuration corresponding to the operating frequency.
That is, a block having a high operating frequency is configured using an ECL circuit having a bipolar transistor capable of high-speed operation or an SCL circuit having a MOS transistor.
On the other hand, a block with a low operating frequency is configured using a CMOS logic circuit that operates at low speed but consumes little power.

一般的にRF帯で使用されるPLL回路では、分周器105の動作周波数が高く、位相比較器101及びチャージポンプ102の動作周波数が低い。
このため、分周器105は、バイポーラトランジスタを搭載しているECL回路を用いて構成され、位相比較器101及びチャージポンプ102は、CMOSロジック回路を用いて構成される。
このようにPLL回路の各ブロックを構成することで、PLL回路全体としての動作速度を確保しつつ、消費電力を抑えることができる。
In a PLL circuit generally used in the RF band, the operating frequency of the frequency divider 105 is high, and the operating frequencies of the phase comparator 101 and the charge pump 102 are low.
Therefore, the frequency divider 105 is configured using an ECL circuit on which a bipolar transistor is mounted, and the phase comparator 101 and the charge pump 102 are configured using a CMOS logic circuit.
By configuring each block of the PLL circuit in this way, it is possible to suppress power consumption while ensuring the operation speed of the entire PLL circuit.

逆に、位相比較周波数が高い場合には、図6に示すように、PLL回路のすべてのブロックをECL回路で構成することも考えられる。
この場合、消費電力が大きくなるが、高速での動作が可能となる。
On the other hand, when the phase comparison frequency is high, as shown in FIG. 6, it is conceivable to configure all the blocks of the PLL circuit with ECL circuits.
In this case, power consumption increases, but high-speed operation is possible.

なお、低雑音化を実現するための工夫として、MOSトランジスタを用いてチャージポンプ102を構成することにより、チャージポンプ102自体の雑音を下げる回路も考えられているが、MOSトランジスタの場合、バイポーラトランジスタと比べて、フリッカ雑音が大きいため、低雑音化には限界がある。   As a contrivance for realizing low noise, a circuit that reduces the noise of the charge pump 102 by configuring the charge pump 102 using a MOS transistor is also considered. However, in the case of a MOS transistor, a bipolar transistor As compared with, flicker noise is large, so there is a limit to reducing noise.

特開2001−111418号公報(段落番号[0014]から[0016]、図1)JP 2001-111418 (paragraph numbers [0014] to [0016], FIG. 1)

従来のPLL回路は以上のように構成されているので、CMOSロジック回路を用いて、位相比較器101及びチャージポンプ102を構成すれば、消費電力を抑えることができるが(図5を参照)、出力雑音を小さく抑えることが困難であるなどの課題があった。
即ち、PLL回路の出力雑音は、各ブロックで発生する雑音と、各ブロックから出力に至るまでの伝達関数との積で表わされるが、PLL回路全体の雑音に対して、位相比較器101及びチャージポンプ102の雑音寄与分が大きいため、CMOSロジック回路を用いて、位相比較器101及びチャージポンプ102を構成すると、雑音が大幅に高くなり、出力雑音を小さく抑えることが困難となる。
Since the conventional PLL circuit is configured as described above, power consumption can be suppressed by configuring the phase comparator 101 and the charge pump 102 using a CMOS logic circuit (see FIG. 5). There were problems such as difficulty in reducing output noise.
That is, the output noise of the PLL circuit is represented by the product of the noise generated in each block and the transfer function from each block to the output. The noise of the entire PLL circuit is compared with the phase comparator 101 and the charge. Since the noise contribution of the pump 102 is large, when the phase comparator 101 and the charge pump 102 are configured using a CMOS logic circuit, the noise is significantly increased and it is difficult to suppress the output noise to be small.

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、消費電力と出力雑音の双方を抑えることができるPLL回路を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain a PLL circuit capable of suppressing both power consumption and output noise.

この発明に係るPLL回路は、位相比較器、チャージポンプ、ループフィルタ、電圧制御発振器及び分周器を備えており、CMOSロジック回路を用いて、分周器を構成し、バイポーラトランジスタを搭載しているECL回路を用いて、位相比較器及びチャージポンプを構成しているものである。   The PLL circuit according to the present invention includes a phase comparator, a charge pump, a loop filter, a voltage-controlled oscillator, and a frequency divider. The frequency divider is configured using a CMOS logic circuit, and a bipolar transistor is mounted. A phase comparator and a charge pump are configured using the ECL circuit.

この発明によれば、位相比較器、チャージポンプ、ループフィルタ、電圧制御発振器及び分周器を備えており、CMOSロジック回路を用いて、分周器を構成し、バイポーラトランジスタを搭載しているECL回路を用いて、位相比較器及びチャージポンプを構成しているので、消費電力と出力雑音の双方を抑えることができる効果がある。   According to the present invention, the ECL includes a phase comparator, a charge pump, a loop filter, a voltage controlled oscillator, and a frequency divider, and constitutes a frequency divider using a CMOS logic circuit and is equipped with a bipolar transistor. Since the circuit includes the phase comparator and the charge pump, there is an effect that both power consumption and output noise can be suppressed.

実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1によるPLL回路を示す構成図であり、図において、位相比較器1(図中、“PFD”と表記)はRefin端子から入力された参照信号と分周器5から出力された分周信号の位相を比較し、その参照信号と分周信号の位相差を示す位相比較信号を出力する処理を実施する。
ここでは、PLL回路が位相比較器1を搭載しているものを示しているが、参照信号と分周信号の位相を比較するだけでなく、参照信号と分周信号の周波数を比較する機能を備えている位相周波数比較器を搭載しているようにしてもよい。
即ち、図1のPLL回路における位相比較器1は、いわゆる位相比較器に限定されるものではなく、位相周波数比較器を含む概念である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a PLL circuit according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, a phase comparator 1 (indicated as “PFD” in the figure) is a reference signal input from a Refin terminal and a frequency divider. The phase of the frequency-divided signal output from 5 is compared, and a process of outputting a phase comparison signal indicating the phase difference between the reference signal and the frequency-divided signal is performed.
Here, the PLL circuit is shown with the phase comparator 1 mounted, but not only the phase of the reference signal and the divided signal is compared, but also the function of comparing the frequency of the reference signal and the divided signal. You may make it mount the phase frequency comparator with which it is equipped.
That is, the phase comparator 1 in the PLL circuit of FIG. 1 is not limited to a so-called phase comparator, but is a concept including a phase frequency comparator.

チャージポンプ2(図中、“CP”と表記)は位相比較器1から出力された位相比較信号に応じた極性の電流パルスを出力する処理を実施する。
ループフィルタ3はチャージポンプ2から出力された電流パルスに含まれている交流波成分を除去して平滑化し、平滑化後の信号を電圧制御発振器4の制御電圧として出力する処理を実施する。
The charge pump 2 (denoted as “CP” in the drawing) performs a process of outputting a current pulse having a polarity corresponding to the phase comparison signal output from the phase comparator 1.
The loop filter 3 removes an AC wave component contained in the current pulse output from the charge pump 2 and smoothes it, and executes a process of outputting the smoothed signal as a control voltage of the voltage controlled oscillator 4.

電圧制御発振器4(図中、“VCO”と表記)はループフィルタ3から出力された制御電圧に応じた周波数のクロック信号を発振する処理を実施する。
分周器5は電圧制御発振器4により発振されたクロック信号をN分周し、N分周後のクロック信号を分周信号として位相比較器1に出力する処理を実施する。
The voltage controlled oscillator 4 (denoted as “VCO” in the figure) performs a process of oscillating a clock signal having a frequency corresponding to the control voltage output from the loop filter 3.
The frequency divider 5 divides the clock signal oscillated by the voltage controlled oscillator 4 by N, and performs a process of outputting the N-divided clock signal to the phase comparator 1 as a divided signal.

次に動作について説明する。
位相比較器1は、Refin端子から参照信号を入力し、分周器5から出力された分周信号を入力すると、その参照信号と分周信号の位相を比較し、その参照信号と分周信号の位相差を示す位相比較信号をチャージポンプ2に出力する。
Next, the operation will be described.
When the phase comparator 1 receives the reference signal from the Refin terminal and receives the frequency-divided signal output from the frequency divider 5, the phase comparator 1 compares the phase of the reference signal and the frequency-divided signal, and the reference signal and the frequency-divided signal A phase comparison signal indicating the phase difference between the two is output to the charge pump 2.

チャージポンプ2は、位相比較器1から位相比較信号を受けると、その位相比較信号に応じた極性の電流パルスをループフィルタ3に出力する。
例えば、参照信号の位相が分周信号の位相より遅れている場合、電圧制御発振器4により発振されるクロック信号の位相を遅らせることにより、参照信号の位相と分周信号の位相を一致させるため、極性が負の電流パルスをループフィルタ3に出力する。
一方、参照信号の位相が分周信号の位相より進んでいる場合、電圧制御発振器4により発振されるクロック信号の位相を進めることにより、参照信号の位相と分周信号の位相を一致させるため、極性が正の電流パルスをループフィルタ3に出力する。
When the charge pump 2 receives the phase comparison signal from the phase comparator 1, the charge pump 2 outputs a current pulse having a polarity corresponding to the phase comparison signal to the loop filter 3.
For example, when the phase of the reference signal is delayed from the phase of the divided signal, the phase of the reference signal and the phase of the divided signal are matched by delaying the phase of the clock signal oscillated by the voltage controlled oscillator 4. A current pulse having a negative polarity is output to the loop filter 3.
On the other hand, when the phase of the reference signal is ahead of the phase of the divided signal, the phase of the reference signal and the phase of the divided signal are matched by advancing the phase of the clock signal oscillated by the voltage controlled oscillator 4. A current pulse having a positive polarity is output to the loop filter 3.

ループフィルタ3は、チャージポンプ2から電流パルスを受けると、その電流パルスに含まれている交流波成分(高周波成分)を除去して平滑化し、平滑化後の信号を電圧制御発振器4の制御電圧として出力する。
電圧制御発振器4は、ループフィルタ3から制御電圧を受けると、その制御電圧に応じた周波数のクロック信号を発振する。
分周器5は、電圧制御発振器4からクロック信号を受けると、そのクロック信号を例えばN分周し、N分周後のクロック信号を分周信号として位相比較器1に出力する。
When receiving a current pulse from the charge pump 2, the loop filter 3 removes an AC wave component (high-frequency component) contained in the current pulse and smoothes it, and converts the smoothed signal to a control voltage of the voltage controlled oscillator 4. Output as.
When receiving a control voltage from the loop filter 3, the voltage controlled oscillator 4 oscillates a clock signal having a frequency corresponding to the control voltage.
When the frequency divider 5 receives the clock signal from the voltage controlled oscillator 4, the frequency divider 5 divides the clock signal, for example, by N, and outputs the clock signal after the N frequency division to the phase comparator 1 as a divided signal.

ここで、図1のPLL回路における分周器5は、CMOSロジック回路を用いて構成され、位相比較器1及びチャージポンプ2は、バイポーラトランジスタを搭載しているECL回路を用いて構成されている。
この場合、PLL回路の動作周波数のボトルネックは、CMOSロジック回路を用いて構成されている分周器5となる。
しかし、微細プロセスのMOSトランジスタを用いることで、高周波の領域においても、分周動作を行うことができる。
雑音特性については、バイポーラトランジスタを用いている分周器と比べれば、高くなるが、分周器というブロックの特性上、PLL回路全体への雑音の寄与は小さい。
Here, the frequency divider 5 in the PLL circuit of FIG. 1 is configured by using a CMOS logic circuit, and the phase comparator 1 and the charge pump 2 are configured by using an ECL circuit in which a bipolar transistor is mounted. .
In this case, the bottleneck of the operating frequency of the PLL circuit is the frequency divider 5 configured using a CMOS logic circuit.
However, by using a fine-process MOS transistor, a frequency dividing operation can be performed even in a high frequency region.
The noise characteristic is higher than that of a frequency divider using a bipolar transistor, but due to the characteristic of a block called a frequency divider, the contribution of noise to the entire PLL circuit is small.

一方、位相比較器1及びチャージポンプ2については、バイポーラトランジスタを搭載しているECL回路を用いて構成されているため、雑音特性が良いものとなる。
以上のような理由から、PLL回路の全体特性を考えた場合、消費電力が小さく、かつ、出力雑音が小さなPLL回路を実現することができる。
On the other hand, since the phase comparator 1 and the charge pump 2 are configured using an ECL circuit equipped with a bipolar transistor, the noise characteristics are good.
For the above reasons, when considering the overall characteristics of the PLL circuit, it is possible to realize a PLL circuit with low power consumption and low output noise.

以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、位相比較器1、チャージポンプ2、ループフィルタ3、電圧制御発振器4及び分周器5を備えており、CMOSロジック回路を用いて、分周器5を構成し、バイポーラトランジスタを搭載しているECL回路を用いて、位相比較器1及びチャージポンプ2を構成しているので、消費電力と出力雑音の双方を抑えることができる効果を奏する。   As apparent from the above, according to the first embodiment, the phase comparator 1, the charge pump 2, the loop filter 3, the voltage controlled oscillator 4 and the frequency divider 5 are provided, and a CMOS logic circuit is used. Since the phase comparator 1 and the charge pump 2 are configured by using the ECL circuit that constitutes the frequency divider 5 and that includes a bipolar transistor, it is possible to suppress both power consumption and output noise. Play.

実施の形態2.
図2はこの発明の実施の形態2によるPLL回路を示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
分周器6は電圧制御発振器4により発振されたクロック信号を2分周し、2分周後のクロック信号を出力する処理を実施する。
分周器7は分周器6から出力された2分周後のクロック信号をN/2分周し、N/2分周後のクロック信号を分周信号として位相比較器1に出力する処理を実施する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 2 is a block diagram showing a PLL circuit according to Embodiment 2 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
The frequency divider 6 divides the clock signal oscillated by the voltage controlled oscillator 4 by 2, and performs a process of outputting the clock signal after the frequency division.
The frequency divider 7 divides the frequency-divided clock signal output from the frequency divider 6 by N / 2 and outputs the frequency-divided clock signal to the phase comparator 1 as a frequency-divided signal. To implement.

上記実施の形態1では、CMOSロジック回路を用いて構成されている分周器5を実装しているものについて示したが、図2に示すように、分周器を2段構成にする場合、前段の分周器である分周器6を、バイポーラトランジスタを搭載しているECL回路を用いて構成し、後段の分周器である分周器7を、CMOSロジック回路を用いて構成してもよい。
ただし、図2では、前段の分周器である分周器6がクロック信号を2分周し、後段の分周器である分周器7がクロック信号をN/2分周している例を示しているが、これは一例に過ぎず、分周器6,7が他の分周を行うようにしてもよい。
In the first embodiment, the frequency divider 5 configured using the CMOS logic circuit is mounted. However, as shown in FIG. 2, when the frequency divider has a two-stage configuration, A frequency divider 6 that is a first-stage frequency divider is configured using an ECL circuit equipped with a bipolar transistor, and a frequency divider 7 that is a second-stage frequency divider is configured using a CMOS logic circuit. Also good.
However, in FIG. 2, an example in which the frequency divider 6 that is a frequency divider in the previous stage divides the clock signal by 2, and the frequency divider 7 that is a frequency divider in the subsequent stage divides the clock signal by N / 2. However, this is only an example, and the frequency dividers 6 and 7 may perform other frequency divisions.

図2のPLL回路では、図1のPLL回路と比べて、分周器の一部(前段の分周器6)がバイポーラトランジスタを搭載しているECL回路を用いて構成されているため、消費電力が大きくなるが、より高速な動作を実現することができる。   In the PLL circuit of FIG. 2, compared to the PLL circuit of FIG. 1, a part of the frequency divider (the previous frequency divider 6) is configured using an ECL circuit in which a bipolar transistor is mounted. Although the power is increased, a higher speed operation can be realized.

この実施の形態2では、前段の分周器6が電圧制御発振器4により発振されたクロック信号を2分周する例を示したが、例えば、パルススワロー方式の分周器の前段プリスケーラを前段の分周器6としてみなす場合も含まれる。
このような場合には、前段の分周器6から後段の分周器7への信号パス以外に、後段の分周器7から前段の分周器6へのフィードバックパスも追加される。
In the second embodiment, the example in which the frequency divider 6 in the previous stage divides the clock signal oscillated by the voltage controlled oscillator 4 by 2 has been shown. For example, the prescaler in the previous stage of the pulse swallow type frequency divider is used in the previous stage. The case where it is regarded as the frequency divider 6 is also included.
In such a case, in addition to the signal path from the previous frequency divider 6 to the subsequent frequency divider 7, a feedback path from the subsequent frequency divider 7 to the previous frequency divider 6 is also added.

以上で明らかなように、この実施の形態2によれば、分周器が2段構成の分周器である場合、CMOSロジック回路を用いて、後段の分周器7を構成し、バイポーラトランジスタを搭載しているECL回路を用いて、前段の分周器6、位相比較器1及びチャージポンプ2を構成しているので、上記実施の形態1よりも、消費電力が大きくなるが、より高速な動作を実現することができる効果を奏する。   As is apparent from the above, according to the second embodiment, when the frequency divider is a frequency divider having a two-stage configuration, the subsequent-stage frequency divider 7 is configured by using a CMOS logic circuit, and the bipolar transistor. Since the previous stage frequency divider 6, the phase comparator 1, and the charge pump 2 are configured using the ECL circuit equipped with the above-described circuit, the power consumption is larger than that in the first embodiment, but the speed is higher. The effect which can implement | achieve an operation | movement is show | played.

実施の形態3.
図3はこの発明の実施の形態3によるPLL回路を示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
上記実施の形態1では、PLL回路が位相比較器1、チャージポンプ2、ループフィルタ3、電圧制御発振器4及び分周器5を備えているものについて示したが、図3に示すように、PLL回路がチャージポンプ2を実装せずに、位相比較器1、ループフィルタ3、電圧制御発振器4及び分周器5から構成されているようにしてもよい。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a PLL circuit according to Embodiment 3 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
In the first embodiment, the PLL circuit includes the phase comparator 1, the charge pump 2, the loop filter 3, the voltage controlled oscillator 4, and the frequency divider 5. However, as shown in FIG. The circuit may be composed of the phase comparator 1, the loop filter 3, the voltage controlled oscillator 4 and the frequency divider 5 without mounting the charge pump 2.

図3のPLL回路は、例えば、位相比較器1が電圧出力型の位相比較器であって、ループフィルタ3がアクティブ素子を用いて構成されている場合などに適用することができる。
図3のPLL回路でも、上記実施の形態1と同様に、消費電力と出力雑音の双方を抑えることができる効果を奏する。
The PLL circuit of FIG. 3 can be applied, for example, when the phase comparator 1 is a voltage output type phase comparator and the loop filter 3 is configured using an active element.
The PLL circuit of FIG. 3 also has the effect of suppressing both power consumption and output noise, as in the first embodiment.

図3のPLL回路は、図1のPLL回路におけるチャージポンプ2を省いている構成を示したが、図4に示すように、図2のPLL回路におけるチャージポンプ2を省いている構成であってもよい。   3 shows a configuration in which the charge pump 2 in the PLL circuit in FIG. 1 is omitted, but as shown in FIG. 4, the configuration in which the charge pump 2 in the PLL circuit in FIG. 2 is omitted. Also good.

実施の形態4.
上記実施の形態1では、低雑音な回路として、バイポーラトランジスタを搭載しているECL回路を用いて、位相比較器1及びチャージポンプ2を構成しているものについて示したが(図1を参照)、バイポーラトランジスタを搭載しているECL回路の代わりに、MOSトランジスタを搭載しているCML回路を用いて、位相比較器1及びチャージポンプ2を構成してもよい。
この場合も、上記実施の形態1と同様に、消費電力と出力雑音の双方を抑えることができる効果を奏する。
なお、バイポーラトランジスタを使用することができないCMOSプロセスなどにおいて、本構成が有効となる。
Embodiment 4 FIG.
In the first embodiment, as the low-noise circuit, the ECL circuit including the bipolar transistor is used to configure the phase comparator 1 and the charge pump 2 (see FIG. 1). The phase comparator 1 and the charge pump 2 may be configured by using a CML circuit having a MOS transistor instead of an ECL circuit having a bipolar transistor.
Also in this case, as in the first embodiment, there is an effect that both power consumption and output noise can be suppressed.
Note that this configuration is effective in a CMOS process in which bipolar transistors cannot be used.

また、上記実施の形態2では、低雑音な回路として、バイポーラトランジスタを搭載しているECL回路を用いて、前段の分周器6、位相比較器1及びチャージポンプ2を構成しているものについて示したが(図2を参照)、バイポーラトランジスタを搭載しているECL回路の代わりに、MOSトランジスタを搭載しているCML回路を用いて、前段の分周器6、位相比較器1及びチャージポンプ2を構成してもよく、上記実施の形態2と同様の効果を奏することができる。   In the second embodiment, as the low-noise circuit, an ECL circuit equipped with a bipolar transistor is used to constitute the previous-stage frequency divider 6, phase comparator 1 and charge pump 2. As shown (see FIG. 2), instead of an ECL circuit having a bipolar transistor, a CML circuit having a MOS transistor is used, and the frequency divider 6, the phase comparator 1 and the charge pump in the previous stage are used. 2 can be configured, and the same effect as in the second embodiment can be obtained.

また、上記実施の形態3では、低雑音な回路として、バイポーラトランジスタを搭載しているECL回路を用いて、位相比較器1を構成しているものについて示したが(図3を参照)、バイポーラトランジスタを搭載しているECL回路の代わりに、MOSトランジスタを搭載しているCML回路を用いて、位相比較器1を構成してもよく、上記実施の形態3と同様の効果を奏することができる。   In the third embodiment, the low-noise circuit includes the phase comparator 1 using an ECL circuit equipped with a bipolar transistor (see FIG. 3). The phase comparator 1 may be configured using a CML circuit mounting a MOS transistor instead of an ECL circuit mounting a transistor, and the same effect as in the third embodiment can be obtained. .

さらに、上記実施の形態3では、低雑音な回路として、バイポーラトランジスタを搭載しているECL回路を用いて、前段の分周器6及び位相比較器1を構成しているものについて示したが(図4を参照)、バイポーラトランジスタを搭載しているECL回路の代わりに、MOSトランジスタを搭載しているCML回路を用いて、前段の分周器6及び位相比較器1を構成してもよく、上記実施の形態3と同様の効果を奏することができる。   Further, in the third embodiment, as the low noise circuit, an ECL circuit equipped with a bipolar transistor is used to constitute the previous-stage frequency divider 6 and phase comparator 1 ( 4), the frequency divider 6 and the phase comparator 1 in the previous stage may be configured by using a CML circuit having a MOS transistor instead of an ECL circuit having a bipolar transistor. The same effects as in the third embodiment can be obtained.

この発明の実施の形態1によるPLL回路を示す構成図である。1 is a configuration diagram illustrating a PLL circuit according to a first embodiment of the present invention. この発明の実施の形態2によるPLL回路を示す構成図である。It is a block diagram which shows the PLL circuit by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3によるPLL回路を示す構成図である。It is a block diagram which shows the PLL circuit by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3によるPLL回路を示す構成図である。It is a block diagram which shows the PLL circuit by Embodiment 3 of this invention. 一般的なPLL回路を示す構成図である。It is a block diagram which shows a general PLL circuit. 一般的なPLL回路を示す構成図である。It is a block diagram which shows a general PLL circuit.

符号の説明Explanation of symbols

1 位相比較器、2 チャージポンプ、3 ループフィルタ、4 電圧制御発振器、5 分周器、6 前段の分周器、7 後段の分周器、101 位相比較器、102 チャージポンプ、103 ループフィルタ、104 電圧制御発振器、105 分周器。   1 phase comparator, 2 charge pump, 3 loop filter, 4 voltage controlled oscillator, 5 frequency divider, 6 previous frequency divider, 7 subsequent frequency divider, 101 phase comparator, 102 charge pump, 103 loop filter, 104 Voltage controlled oscillator, 105 divider.

Claims (8)

参照信号と分周信号の位相を比較し、上記参照信号と上記分周信号の位相差を示す位相比較信号を出力する位相比較器と、上記位相比較器から出力された位相比較信号に応じた極性の電流パルスを出力するチャージポンプと、上記チャージポンプから出力された電流パルスに含まれている交流波成分を除去して平滑化し、平滑化後の信号を出力するループフィルタと、上記ループフィルタから出力された平滑化の信号に応じた周波数のクロック信号を発振する電圧制御発振器と、上記電圧制御発振器により発振されたクロック信号を分周し、分周後のクロック信号を分周信号として上記位相比較器に出力する分周器とを備えたPLL回路において、CMOSロジック回路を用いて、上記分周器を構成し、バイポーラトランジスタを搭載しているECL回路を用いて、上記位相比較器及び上記チャージポンプを構成していることを特徴とするPLL回路。   A phase comparator that compares the phases of the reference signal and the frequency-divided signal and outputs a phase comparison signal indicating a phase difference between the reference signal and the frequency-divided signal, and a phase comparison signal output from the phase comparator A charge pump that outputs a current pulse of polarity, a loop filter that removes and smoothes an AC wave component contained in the current pulse output from the charge pump, and outputs a smoothed signal; and the loop filter A voltage-controlled oscillator that oscillates a clock signal having a frequency corresponding to the smoothing signal output from the frequency divider, divides the clock signal oscillated by the voltage-controlled oscillator, and uses the divided clock signal as a divided signal. In a PLL circuit including a frequency divider that outputs to a phase comparator, the frequency divider is configured using a CMOS logic circuit and a bipolar transistor is mounted. Using an ECL circuit, PLL circuit, characterized by constituting the phase comparator and the charge pump. 参照信号と分周信号の位相を比較し、上記参照信号と上記分周信号の位相差を示す位相比較信号を出力する位相比較器と、上記位相比較器から出力された位相比較信号に応じた極性の電流パルスを出力するチャージポンプと、上記チャージポンプから出力された電流パルスに含まれている交流波成分を除去して平滑化し、平滑化後の信号を出力するループフィルタと、上記ループフィルタから出力された平滑化の信号に応じた周波数のクロック信号を発振する電圧制御発振器と、上記電圧制御発振器により発振されたクロック信号を分周し、分周後のクロック信号を分周信号として上記位相比較器に出力する分周器とを備えたPLL回路において、上記分周器が2段構成の分周器である場合、CMOSロジック回路を用いて、後段の分周器を構成し、バイポーラトランジスタを搭載しているECL回路を用いて、前段の分周器、上記位相比較器及び上記チャージポンプを構成していることを特徴とするPLL回路。   A phase comparator that compares the phases of the reference signal and the frequency-divided signal and outputs a phase comparison signal indicating a phase difference between the reference signal and the frequency-divided signal, and a phase comparison signal output from the phase comparator A charge pump that outputs a current pulse of polarity, a loop filter that removes and smoothes an AC wave component contained in the current pulse output from the charge pump, and outputs a smoothed signal; and the loop filter A voltage-controlled oscillator that oscillates a clock signal having a frequency corresponding to the smoothing signal output from the frequency divider, divides the clock signal oscillated by the voltage-controlled oscillator, and uses the divided clock signal as a divided signal. In a PLL circuit having a frequency divider that outputs to a phase comparator, when the frequency divider is a frequency divider having a two-stage configuration, a CMOS logic circuit is used to Form, using the ECL circuit mounted with the bipolar transistor, the front stage of the frequency divider, PLL circuit, characterized by constituting the phase comparator and the charge pump. 参照信号と分周信号の位相を比較し、上記参照信号と上記分周信号の位相差を示す位相比較信号を出力する位相比較器と、上記位相比較器から出力された位相比較信号に含まれている交流波成分を除去して平滑化し、平滑化後の信号を出力するループフィルタと、上記ループフィルタから出力された平滑化の信号に応じた周波数のクロック信号を発振する電圧制御発振器と、上記電圧制御発振器により発振されたクロック信号を分周し、分周後のクロック信号を分周信号として上記位相比較器に出力する分周器とを備えたPLL回路において、CMOSロジック回路を用いて、上記分周器を構成し、バイポーラトランジスタを搭載しているECL回路を用いて、上記位相比較器を構成していることを特徴とするPLL回路。   Included in the phase comparator that compares the phase of the reference signal and the divided signal and outputs a phase comparison signal indicating the phase difference between the reference signal and the divided signal, and the phase comparison signal output from the phase comparator A loop filter that removes and smoothes alternating current wave components and outputs a smoothed signal, and a voltage-controlled oscillator that oscillates a clock signal having a frequency corresponding to the smoothed signal output from the loop filter, A PLL circuit including a frequency divider that divides a clock signal oscillated by the voltage controlled oscillator and outputs the divided clock signal to the phase comparator as a divided signal, using a CMOS logic circuit. A PLL circuit comprising the phase comparator using an ECL circuit comprising the frequency divider and mounting a bipolar transistor. 参照信号と分周信号の位相を比較し、上記参照信号と上記分周信号の位相差を示す位相比較信号を出力する位相比較器と、上記位相比較器から出力された位相比較信号に含まれている交流波成分を除去して平滑化し、平滑化後の信号を出力するループフィルタと、上記ループフィルタから出力された平滑化の信号に応じた周波数のクロック信号を発振する電圧制御発振器と、上記電圧制御発振器により発振されたクロック信号を分周し、分周後のクロック信号を分周信号として上記位相比較器に出力する分周器とを備えたPLL回路において、上記分周器が2段構成の分周器である場合、CMOSロジック回路を用いて、後段の分周器を構成し、バイポーラトランジスタを搭載しているECL回路を用いて、前段の分周器及び上記位相比較器を構成していることを特徴とするPLL回路。   Included in the phase comparator that compares the phase of the reference signal and the divided signal and outputs a phase comparison signal indicating the phase difference between the reference signal and the divided signal, and the phase comparison signal output from the phase comparator A loop filter that removes and smoothes alternating current wave components and outputs a smoothed signal, and a voltage-controlled oscillator that oscillates a clock signal having a frequency corresponding to the smoothed signal output from the loop filter, A PLL circuit comprising a frequency divider that divides a clock signal oscillated by the voltage controlled oscillator and outputs the divided clock signal as a divided signal to the phase comparator. In the case of a stage-configured frequency divider, a CMOS logic circuit is used to form a subsequent-stage frequency divider, and an ECL circuit equipped with a bipolar transistor is used to form a previous-stage frequency divider and the phase comparator. PLL circuit, characterized by being configured. バイポーラトランジスタを搭載しているECL回路の代わりに、MOSトランジスタを搭載しているCML回路を用いて、位相比較器及びチャージポンプを構成していることを特徴とする請求項1記載のPLL回路。   2. The PLL circuit according to claim 1, wherein a phase comparator and a charge pump are configured by using a CML circuit having a MOS transistor instead of an ECL circuit having a bipolar transistor. バイポーラトランジスタを搭載しているECL回路の代わりに、MOSトランジスタを搭載しているCML回路を用いて、前段の分周器、位相比較器及びチャージポンプを構成していることを特徴とする請求項2記載のPLL回路。   The frequency divider, the phase comparator, and the charge pump of the previous stage are configured using a CML circuit having a MOS transistor instead of an ECL circuit having a bipolar transistor. The PLL circuit according to 2. バイポーラトランジスタを搭載しているECL回路の代わりに、MOSトランジスタを搭載しているCML回路を用いて、位相比較器を構成していることを特徴とする請求項3記載のPLL回路。   4. The PLL circuit according to claim 3, wherein a phase comparator is configured using a CML circuit having a MOS transistor mounted therein instead of an ECL circuit having a bipolar transistor mounted thereon. バイポーラトランジスタを搭載しているECL回路の代わりに、MOSトランジスタを搭載しているCML回路を用いて、前段の分周器及び位相比較器を構成していることを特徴とする請求項4記載のPLL回路。   5. The frequency divider and the phase comparator of the previous stage are configured by using a CML circuit mounting a MOS transistor instead of an ECL circuit mounting a bipolar transistor. PLL circuit.
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