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JP2928485B2 - Phase comparator - Google Patents

Phase comparator

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Publication number
JP2928485B2
JP2928485B2 JP8260815A JP26081596A JP2928485B2 JP 2928485 B2 JP2928485 B2 JP 2928485B2 JP 8260815 A JP8260815 A JP 8260815A JP 26081596 A JP26081596 A JP 26081596A JP 2928485 B2 JP2928485 B2 JP 2928485B2
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JP
Japan
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signal
phase difference
phase
input
difference detection
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JP8260815A
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Inventor
昌哉 炭田
裕明 山本
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Manipulation Of Pulses (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Measuring Phase Differences (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路に
内蔵されるPLL回路等に用いられる位相比較器に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase comparator used for a PLL circuit or the like built in a semiconductor integrated circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路において、一つの半導体
基板上にフェーズ・ロック・ループ回路(以下PLL回
路と称する)を組み込むことにより、半導体集積回路の
内部と外部とのクロックスキューの低減及び各回路に供
給するクロックの逓倍化を実現している。
2. Description of the Related Art In a semiconductor integrated circuit, a phase lock loop circuit (hereinafter, referred to as a PLL circuit) is incorporated on one semiconductor substrate to reduce clock skew between the inside and the outside of the semiconductor integrated circuit and to make each circuit. The frequency of the clock supplied to is multiplied.

【0003】図7はPLL回路内蔵の半導体集積回路の
構成例を示すブロック図である。図7において、50は
PLL回路であり、位相比較器51、ループフィルタ5
2、電圧制御発振器53、及びプログラマブル分周器5
4により構成されている。60はクロックバッファであ
り、電圧制御発振器53から出力されるクロック信号を
半導体集積回路内の機能ブロックA61及び機能ブロッ
クB62に伝達する。機能ブロックA61に伝達された
クロック信号はプログラマブル分周器54にフィードバ
ックされ、プログラマブル分周器54は位相比較対象の
参照クロック信号Fr を位相比較器51に入力する。ま
た、外部の水晶発振器が発生した方形波を分周器で分周
することにより作られた基準クロック信号Fp も、位相
比較器51に入力される。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of a semiconductor integrated circuit having a built-in PLL circuit. 7, reference numeral 50 denotes a PLL circuit, which includes a phase comparator 51, a loop filter 5
2, voltage-controlled oscillator 53, and programmable frequency divider 5
4. Reference numeral 60 denotes a clock buffer, which transmits a clock signal output from the voltage controlled oscillator 53 to the functional blocks A61 and B62 in the semiconductor integrated circuit. The clock signal transmitted to the function block A61 is fed back to the programmable frequency divider 54, and the programmable frequency divider 54 inputs the reference clock signal Fr to be subjected to the phase comparison to the phase comparator 51. Also, the reference clock signal F p made by dividing the square wave external crystal oscillator is generated by the frequency divider, is input to the phase comparator 51.

【0004】図7に示すPLL回路内蔵の半導体集積回
路の動作について説明する。位相比較器51に入力され
る基準クロック信号Fp の周波数をf1 とし、機能ブロ
ックA61からプログラマブル分周器54にフィードバ
ックされるクロック信号の周波数をf2 とする。電圧制
御発振器53は、基準クロック信号Fp のN倍(Nは任
意の自然数)の周波数をもつクロック信号を出力する。
すなわち、電圧制御発振器53からクロックバッファ6
0に出力されるクロック信号の周波数はf1 ×Nとな
る。プログラマブル分周器54は、機能ブロックA61
から出力されるクロック信号の周波数f2 を1/Nに分
周し、参照クロック信号Fr として位相比較器51に出
力する。
The operation of the semiconductor integrated circuit having a built-in PLL circuit shown in FIG. 7 will be described. The frequency of the reference clock signal F p to be inputted to the phase comparator 51 and f 1, the frequency of the clock signal fed back from the functional block A61 to the programmable frequency divider 54 and f 2. Voltage controlled oscillator 53, N times the reference clock signal F p (N is an arbitrary natural number) to output a clock signal having a frequency of.
That is, the clock buffer 6
The frequency of the clock signal output to 0 is f 1 × N. The programmable frequency divider 54 has a function block A61.
Divides the frequency f 2 of the clock signal output from the multiplexed signal by 1 / N, and outputs it to the phase comparator 51 as the reference clock signal Fr.

【0005】基準クロック信号Fp (周波数f1 )と参
照クロック信号Fr (周波数f2 /N)とに位相差のな
い場合は、電圧制御発振器53はそのままの周波数(f
1 ×N)で発振を続ける。基準クロック信号Fp と参照
クロック信号Fr との位相が異なる場合は、位相比較器
51は2つの信号の位相差に応じた差信号電圧を出力す
る。この差信号電圧はループフィルタ52により高周波
成分が取り除かれた後電圧制御発振器53に入力され、
電圧制御発振器53の発振周波数を制御する。PLL回
路50が正常に動作している限り、電圧制御発振器53
から出力されるクロック信号の周波数はf1 ×Nで一定
に保たれる。これをPLL回路がロックした状態とい
う。
When there is no phase difference between the reference clock signal F p (frequency f 1 ) and the reference clock signal Fr (frequency f 2 / N), the voltage controlled oscillator 53 outputs the frequency (f
Oscillation continues at 1 × N). When the phase of the reference clock signal F p and the reference clock signal F r are different, the phase comparator 51 outputs a difference signal voltage corresponding to the phase difference between the two signals. This difference signal voltage is input to a voltage controlled oscillator 53 after a high frequency component is removed by a loop filter 52,
The oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 53 is controlled. As long as the PLL circuit 50 operates normally, the voltage controlled oscillator 53
The frequency of the clock signal output from is kept constant at f 1 × N. This is called a state where the PLL circuit is locked.

【0006】電圧制御発振器53から出力されるクロッ
ク信号はクロックバッファ60を介して各機能ブロック
に伝達される。すなわち、半導体集積回路は外部から供
給される基準クロック信号Fp のN倍の周波数を持つク
ロック信号によって動作することになる。また、外部か
ら入力される基準クロック信号Fp の遅延時間と参照ク
ロック信号Fr が位相比較器51に入力されるまでの遅
延時間とを等しくすることにより、クロックスキューの
低減が実現される。
The clock signal output from the voltage controlled oscillator 53 is transmitted to each functional block via the clock buffer 60. That is, the semiconductor integrated circuit will be operated by a clock signal having a frequency N times that of the reference clock signal F p to be supplied from the outside. Further, by equalizing the delay time to the reference clock signal F r and the delay time of the reference clock signal F p which is input from the outside is input to the phase comparator 51, the reduction of clock skew is achieved.

【0007】従来の位相比較器は、入力される2つのパ
ルス信号の位相差を進み遅れ別に検出するディジタル位
相比較器とディジタル位相比較器の検出結果を基に出力
電圧を変化させるチャージポンプ回路とによって構成す
ることができる(例えば、平成6年7月10日総合電子
出版社発行の「PLL応用回路」第136〜139頁参
照)。
The conventional phase comparator includes a digital phase comparator for detecting a phase difference between two input pulse signals for each lead and lag, a charge pump circuit for changing an output voltage based on a detection result of the digital phase comparator, and (For example, refer to “PLL application circuit”, pages 136 to 139, published by Sogo Denshi Shuppansha on July 10, 1994).

【0008】図8は従来の位相比較器の構成を示す回路
図である。図8において、30はディジタル位相比較
器、40はチャージポンプ回路である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional phase comparator. In FIG. 8, reference numeral 30 denotes a digital phase comparator, and reference numeral 40 denotes a charge pump circuit.

【0009】ディジタル位相比較器30は、リセット回
路31、第1のフリップ・フロップ32、第2のフリッ
プ・フロップ33、第1の3入力NAND回路34、第
2の3入力NAND回路35、第1のインバータ36、
第1のNAND回路37、第2のインバータ38、及び
第2のNAND回路39により構成される。
The digital phase comparator 30 includes a reset circuit 31, a first flip-flop 32, a second flip-flop 33, a first three-input NAND circuit 34, a second three-input NAND circuit 35, and a first three-input NAND circuit 35. Inverter 36,
It comprises a first NAND circuit 37, a second inverter 38, and a second NAND circuit 39.

【0010】基準クロック信号Fp は第1のインバータ
36を介して第1のNAND回路37に入力される一
方、参照クロック信号Fr は第2のインバータ38を介
して第2のNAND回路39に入力される。第1のNA
ND回路37の出力信号は第1のフリップ・フロップ3
2及び第1の3入力NAND回路34に入力され、第2
のNAND回路39の出力信号は第2のフリップ・フロ
ップ33及び第2の3入力NAND回路35に入力され
る。第1のフリップ・フロップ32の出力信号は第1の
3入力NAND回路34に入力され、第2のフリップ・
フロップ33の出力信号は第2の3入力NAND回路3
5に入力される。
The reference clock signal Fp is input to a first NAND circuit 37 via a first inverter 36, while the reference clock signal Fr is input to a second NAND circuit 39 via a second inverter 38. Is entered. First NA
The output signal of the ND circuit 37 is the first flip-flop 3
Input to the two- and first three-input NAND circuit 34,
The output signal of the NAND circuit 39 is input to the second flip-flop 33 and the second three-input NAND circuit 35. The output signal of the first flip-flop 32 is input to a first three-input NAND circuit 34, and the second flip-flop 32
The output signal of the flop 33 is the second three-input NAND circuit 3
5 is input.

【0011】リセット回路31は、第1のフリップ・フ
ロップ32及び第2のフリップ・フロップ33の出力信
号と第1のNAND回路37及び第2のNAND回路3
9の出力信号とを入力とする4入力NAND回路31a
からなり、この出力信号は第1のフリップ・フロップ3
2及び第2のフリップ・フロップ33にリセット信号と
して入力されると共に第1の3入力NAND回路34及
び第2の3入力NAND回路35に入力される。
The reset circuit 31 outputs the output signals of the first flip-flop 32 and the second flip-flop 33 and the first NAND circuit 37 and the second NAND circuit 3.
9-input signal and a 4-input NAND circuit 31a
And this output signal is the first flip-flop 3
The reset signal is input to the second and second flip-flops 33 and is also input to the first three-input NAND circuit 34 and the second three-input NAND circuit 35.

【0012】第1の3入力NAND回路34からは、通
常は“H”であり、基準クロック信号Fp の位相が参照
クロック信号Fr より進んでいる間“L”となる第1の
位相差検出信号Pu が出力される。第2の3入力NAN
D回路35からは、通常は“H”であり、基準クロック
信号Fp の位相が参照クロック信号Fr より遅れている
間“L”となる第2の位相差検出信号Pd が出力され
る。
[0012] From the first three-input NAND circuit 34, usually is "H", the first phase difference is between "L" of the phase of the reference clock signal F p is ahead the reference clock signal F r The detection signal Pu is output. Second 3-input NAN
From D circuit 35, usually it is "H", the reference clock signal F p second phase difference detection signal P d which is between "L" phase is delayed from the reference clock signal F r of outputs .

【0013】チャージポンプ回路40は、P型MOSト
ランジスタ41、N型MOSトランジスタ42及びイン
バータ43により構成される。P型MOSトランジスタ
41のソースは電源に接続されており、ドレインはN型
MOSトランジスタ42のソースと接続されている。ま
た、N型MOSトランジスタ42のドレインは接地され
ている。P型MOSトランジスタ41のゲートには第1
の3入力NAND回路34から出力される第1の位相差
検出信号Pu が入力される一方、N型MOSトランジス
タ42のゲートには第2の3入力NAND回路35から
出力される第2の位相差検出信号Pd がインバータ43
により反転されて入力される。P型MOSトランジスタ
41のドレイン(N型MOSトランジスタ42のソー
ス)が、出力端子OUTに接続されている。
The charge pump circuit 40 includes a P-type MOS transistor 41, an N-type MOS transistor 42, and an inverter 43. The source of the P-type MOS transistor 41 is connected to the power supply, and the drain is connected to the source of the N-type MOS transistor 42. The drain of the N-type MOS transistor 42 is grounded. The gate of the P-type MOS transistor 41 has a first
, The first phase difference detection signal Pu output from the three-input NAND circuit 34 is input, while the gate of the N-type MOS transistor 42 is connected to the second potential output from the second three-input NAND circuit 35. phase difference detection signal P d is the inverter 43
Are inverted and input. The drain of the P-type MOS transistor 41 (the source of the N-type MOS transistor 42) is connected to the output terminal OUT.

【0014】第1の位相差検出信号Pu が“L”のと
き、P型MOSトランジスタ41が導通状態となるので
P型MOSトランジスタ41のドレインの電位(出力端
子OUTの電位)は上昇する。また、第2の位相差検出
信号Pd が“L”のとき、インバータ43の出力信号が
“H”となりN型MOSトランジスタ42が導通状態と
なるのでN型MOSトランジスタ42のソースの電位
(出力端子OUTの電位)は低下する。すなわち、出力
端子OUTの電位は、基準クロック信号Fp の位相が参
照クロック信号Fr よりも進んでいるときは上昇し遅れ
ているときは低下することになる。したがって、この位
相比較器の出力電圧によって、図7における電圧制御発
振器53の発振周波数を制御することができる。
When the first phase difference detection signal Pu is "L", the P-type MOS transistor 41 is turned on, so that the potential of the drain of the P-type MOS transistor 41 (the potential of the output terminal OUT) increases. When the second phase difference detection signal Pd is "L", the output signal of the inverter 43 becomes "H" and the N-type MOS transistor 42 is turned on, so that the source potential of the N-type MOS transistor 42 (output The potential of the terminal OUT) decreases. That is, the potential of the output terminal OUT will be reduced when they are elevated delay when the phase of the reference clock signal F p is ahead the reference clock signal F r. Therefore, the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator 53 in FIG. 7 can be controlled by the output voltage of the phase comparator.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
位相比較器には以下のような問題がある。
However, the conventional phase comparator has the following problems.

【0016】図9は位相比較器の入出力特性を示すグラ
フである。位相比較器では、図9(a)に示すように、
入力される2つの信号の位相差と出力される電圧との関
係には線形性があることが望ましい。ところが実際に
は、図9(b)に示すように微小な位相差を検出するこ
とができず位相差の不感帯が存在したり、図9(c)に
示すように感度が高すぎるために不連続点が存在する場
合がある。
FIG. 9 is a graph showing the input / output characteristics of the phase comparator. In the phase comparator, as shown in FIG.
It is desirable that the relationship between the phase difference between the two input signals and the output voltage has linearity. However, in practice, a minute phase difference cannot be detected as shown in FIG. 9B, and there is a dead zone of the phase difference, or the sensitivity is too high as shown in FIG. There may be continuous points.

【0017】位相比較器の入出力特性には、リセット回
路における遅延時間の長さが大きな影響を及ぼすことが
すでにわかっている。言い換えると、位相比較器の入出
力特性を改善するためには、リセット回路における遅延
時間の適正化が必要となる。ところが図8に示す従来の
位相比較器では、リセット回路31が1つの4入力NA
ND回路31aにより構成されているため遅延時間が適
正値よりも短くなり、図9(b)のような入出力特性を
示してしまう。
It has been found that the length of the delay time in the reset circuit has a great effect on the input / output characteristics of the phase comparator. In other words, in order to improve the input / output characteristics of the phase comparator, it is necessary to optimize the delay time in the reset circuit. However, in the conventional phase comparator shown in FIG.
Since the ND circuit 31a is used, the delay time becomes shorter than an appropriate value, and the input / output characteristics as shown in FIG.

【0018】リセット回路の遅延時間を適正化するため
にすでに様々な改良がなされている。例えば、特開昭6
3−119318に開示された発明によると、4入力N
AND回路を構成するトランジスタのチャネル幅を狭く
することによりリセット信号の出力を遅延させている。
また、米国特許第3610954に開示された発明によ
ると、リセット信号の出力を遅延させる手段としてコン
デンサを複数個使用している。しかし、前者の場合、ト
ランジスタのゲート幅がμm以下になった昨今では、チ
ャネル幅のばらつき等による歩留まりの悪化は必至であ
る。また、後者の場合、位相比較器の回路規模が大きく
なってしまうという問題がある。
Various improvements have already been made to optimize the delay time of the reset circuit. For example, JP
According to the invention disclosed in 3-119318, 4-input N
The output of the reset signal is delayed by reducing the channel width of the transistor constituting the AND circuit.
According to the invention disclosed in U.S. Pat. No. 3,610,954, a plurality of capacitors are used as means for delaying the output of the reset signal. However, in the former case, in recent years when the gate width of the transistor has become less than μm, the yield is inevitably deteriorated due to variations in channel width and the like. In the latter case, there is a problem that the circuit scale of the phase comparator becomes large.

【0019】また、従来の位相比較器ではリセット信号
を生成するために4入力NAND回路を使用しているた
め、低い電源電圧によって安定動作させることが困難で
あるという問題があった。例えば、電流源となるNMO
Sのしきい値電圧を0.7Vとすると、4入力NAND
回路を安定動作させるためには電源電圧は(0.7+
Δ)×4=(2.8+4Δ)V以上必要となる(Δは微
小値)。これ以下の電源電圧ではNMOSは非飽和領域
にあり抵抗成分となるので、リセット回路の遅延時間が
非常に大きくなってしまう。このため、電源電圧が低い
とき、図9(c)のような入出力特性を示してしまう。
In addition, since the conventional phase comparator uses a four-input NAND circuit to generate a reset signal, there is a problem that it is difficult to operate stably with a low power supply voltage. For example, an NMO as a current source
Assuming that the threshold voltage of S is 0.7 V, a 4-input NAND
The power supply voltage must be (0.7+
Δ) × 4 = (2.8 + 4Δ) V or more is required (Δ is a minute value). At a power supply voltage lower than this, the NMOS is in a non-saturation region and becomes a resistance component, so that the delay time of the reset circuit becomes very long. Therefore, when the power supply voltage is low, the input / output characteristics as shown in FIG.

【0020】また、チャージポンプ回路にも入出力特性
を悪化させる要因がある。図10は基準クロック信号F
p の位相が参照クロック信号Fr よりもわずかに遅れた
ときの、インバータ43の入出力電圧を示すグラフであ
る。図10に示すように、インバータ43の入力電圧A
は、参照クロック信号Fr が立ち上がってから基準クロ
ック信号Fp が立ち上がるまでの間低下するが、2つの
信号の位相差がごくわずかであるためインバータ43の
しきい値電圧Vthに達する前に再び上昇する。このと
き、インバータ43の出力電圧Bは0Vのままであるの
で、入力される2つの信号に位相差があるにもかかわら
ず位相比較器の出力電圧は変化しない。すなわち、微小
な位相差を検出できないことになる。しかも、基準クロ
ック信号Fp の位相が参照クロック信号Fr よりも進ん
だときにはこのような問題は生じないので、位相の進み
遅れによって検出精度が異なることになり好ましくな
い。
The charge pump circuit also has a factor that deteriorates input / output characteristics. FIG. 10 shows the reference clock signal F
10 is a graph showing the input / output voltage of the inverter 43 when the phase of p is slightly delayed from the reference clock signal Fr. As shown in FIG.
Before it falls between from the rise of the reference clock signal F r to the reference clock signal F p rises, the phase difference between the two signals to reach the threshold voltage V th of the inverter 43 for a negligible Rise again. At this time, since the output voltage B of the inverter 43 remains at 0 V, the output voltage of the phase comparator does not change even though the two input signals have a phase difference. That is, a minute phase difference cannot be detected. Moreover, since such a problem does not occur when the phase of the reference clock signal F p advances than the reference clock signal F r, unpreferably the detection accuracy by the phase lead lag different.

【0021】前記の問題に鑑み、本発明は、位相差の不
感帯が小さく入出力特性が優れており且つ低い電源電圧
でも安定動作可能な位相比較器を提供することを目的と
する。
In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a phase comparator which has a small dead zone for phase difference, has excellent input / output characteristics, and can operate stably even at a low power supply voltage.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明は、複数の論理ゲートを接続してリセット回
路を構成することによりその遅延時間を適正化すると共
に、前記複数の論理ゲートの入力数がいずれも3以下で
あることにより従来より低い電源電圧で安定動作可能に
するものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a reset circuit by connecting a plurality of logic gates so as to optimize the delay time thereof and to provide a plurality of logic gates. Since the number of inputs is 3 or less, stable operation is possible at a lower power supply voltage than in the prior art.

【0023】また、本発明は、2つの制御端子に位相差
検出信号とその反転信号とがそれぞれ入力される相補型
の伝送ゲートをチャージポンプ回路に用いることによ
り、微小な位相差の検出を可能にすると共に位相の進み
及び遅れの検出精度を同等にするものである。
Further, the present invention makes it possible to detect a minute phase difference by using a complementary transmission gate in which a phase difference detection signal and its inverted signal are input to two control terminals for a charge pump circuit. And the detection accuracy of the lead and lag of the phase is made equal.

【0024】具体的に請求項1の発明が講じた解決手段
は、外部から入力される第1のパルス信号を入力とし第
1の状態信号を出力する第1の状態保持回路と、外部か
ら入力される第2のパルス信号を入力とし第2の状態信
号を出力する第2の状態保持回路と、前記第1及び第2
のパルス信号並びに前記第1及び第2の状態信号を基に
してリセット信号を生成し、生成したリセット信号を前
記第1及び第2の状態保持回路に出力するリセット回路
と、前記第1のパルス信号、第1の状態信号及びリセッ
ト信号を入力とし、前記第1のパルス信号の位相が前記
第2のパルス信号の位相よりも進んでいることを示す第
1の位相差検出信号を出力する第1の位相差検出回路
と、前記第2のパルス信号、第2の状態信号及びリセッ
ト信号を入力とし、前記第1のパルス信号の位相が前記
第2のパルス信号の位相よりも遅れていることを示す第
2の位相差検出信号を出力する第2の位相差検出回路と
を備えた位相比較器において、前記リセット回路は、入
力数が3以下である複数段の論理ゲートによって構成さ
れており、かつ、前記第1及び第2の状態保持回路の出
力信号を入力とする第1の論理ゲートと、前記第1の論
理ゲートの出力信号並びに前記第1及び第2のパルス信
号を入力とし、前記リセット信号を出力する第2の論理
ゲートとを備えているものとする。
Specifically, a first aspect of the present invention provides a first state holding circuit that receives a first pulse signal input from the outside and outputs a first state signal, A second state holding circuit that receives a second pulse signal to be input and outputs a second state signal;
A reset signal that generates a reset signal based on the first pulse signal and the first and second state signals, and outputs the generated reset signal to the first and second state holding circuits; A signal, a first state signal, and a reset signal, and outputting a first phase difference detection signal indicating that the phase of the first pulse signal is ahead of the phase of the second pulse signal. 1 the phase difference detection circuit and the second pulse signal, the second state signal, and the reset signal are input, and the phase of the first pulse signal is later than the phase of the second pulse signal. in the second phase difference detection circuit and the phase comparator having a to output a second phase difference detection signal indicating the reset circuit is constituted by logic gates of the plurality of stages the number of input is 3 or less And before Out of the first and second state hold circuit
A first logic gate receiving a force signal;
Output signal of the logical gate and the first and second pulse signals.
A second logic which receives the reset signal as an input and outputs the reset signal
And a gate .

【0025】請求項1の発明によると、リセット信号を
生成し出力するリセット回路が複数の論理ゲートによっ
て実現されているので、位相比較器の入出力特性を決定
するリセット回路の遅延時間が適正化される。また、従
来は1つの4入力NAND回路によって実現されていた
リセット回路の論理を3入力以下の論理ゲートによって
実現しているので、安定動作するのに最低限必要な電源
電圧が従来よりも低くなる。
According to the first aspect of the present invention, since the reset circuit for generating and outputting the reset signal is realized by a plurality of logic gates, the delay time of the reset circuit for determining the input / output characteristics of the phase comparator is optimized. Is done. Further, since the logic of the reset circuit, which has conventionally been realized by one 4-input NAND circuit, is realized by a logic gate having three inputs or less, the minimum power supply voltage required for stable operation is lower than in the past. .

【0026】[0026]

【0027】そして、請求項2の発明では、前記請求項
1の位相比較器におけるリセット回路は、前記第1の状
態信号の反転信号及び前記第2の状態信号の反転信号を
入力とする2入力NOR回路と、前記2入力NOR回路
の出力信号と前記第1及び第2のパルス信号とを入力と
し、前記リセット信号を出力する3入力NAND回路と
を備えているものとする。
According to a second aspect of the present invention, in the phase comparator of the first aspect, the reset circuit has a two-input circuit that receives an inverted signal of the first state signal and an inverted signal of the second state signal. It is assumed that the circuit includes a NOR circuit, and a three-input NAND circuit which receives an output signal of the two-input NOR circuit and the first and second pulse signals and outputs the reset signal.

【0028】また、請求項3の発明では、前記請求項1
の位相比較器において、前記第1及び第2の位相差検出
信号を入力とし、前記第1及び第2のパルス信号の位相
の進み遅れを示す電圧を出力するチャージポンプ回路を
備えているものとする。
According to the third aspect of the present invention, in the first aspect,
A phase comparator having a charge pump circuit that receives the first and second phase difference detection signals as input, and outputs a voltage indicating lead / lag of the phase of the first and second pulse signals. I do.

【0029】そして、請求項4の発明では、前記請求項
の位相比較器におけるチャージポンプ回路は、一の端
子が電源に接続され、かつ一の制御端子に前記第1の位
相差検出信号が入力されると共に他の制御端子に前記第
1の位相差検出信号の反転信号が入力される相補型の第
1の伝送ゲートと、一の端子が前記第1の伝送ゲートの
他の端子に接続されていると共に他の端子が接地され、
かつ一の制御端子に前記第2の位相差検出信号が入力さ
れると共に他の制御端子に前記第2の位相差検出信号の
反転信号が入力される相補型の第2の伝送ゲートとを備
え、前記第1の伝送ゲートの他の端子と前記第2の伝送
ゲートの一の端子との接続点の電圧を出力とするものと
する。
[0029] In the invention of claim 4, wherein the claim
In the charge pump circuit of the phase comparator of ( 3 ), one terminal is connected to a power supply, the first phase difference detection signal is inputted to one control terminal, and the first phase difference is inputted to another control terminal. A complementary first transmission gate to which an inverted signal of the detection signal is input, one terminal connected to the other terminal of the first transmission gate, and the other terminal grounded;
And a complementary second transmission gate to which one control terminal receives the second phase difference detection signal and another control terminal receives an inverted signal of the second phase difference detection signal. The voltage at the connection point between the other terminal of the first transmission gate and one terminal of the second transmission gate is output.

【0030】請求項4の発明によると、第1のパルス信
号の位相が第2のパルス信号よりも進んでいるときは、
第1の位相差検出信号及びその反転信号によって相補型
の第1の伝送ゲートが導通状態となりチャージポンプ回
路の出力電圧は上昇する。また、第1のパルス信号の位
相が第2のパルス信号よりも遅れているときは、第2の
位相差検出信号及びその反転信号によって相補型の第2
の伝送ゲートが導通状態となりチャージポンプ回路の出
力電圧は低下する。各伝送ゲートは位相差検出信号及び
その反転信号により制御されるので、位相差がわずかで
あり第1及び第2の位相差検出信号の変化が少なくて
も、チャージポンプ回路の出力電圧は変化する。また、
入力される第1のパルス信号及び第2のパルス信号の位
相の進み遅れを同等に検出することができる。
[0030] According to the fourth aspect of the present invention, when the phase of the first pulse signal is advanced than the second pulse signal,
The complementary first transmission gate is turned on by the first phase difference detection signal and its inverted signal, and the output voltage of the charge pump circuit increases. When the phase of the first pulse signal is later than the phase of the second pulse signal, the second phase difference detection signal and its inverted signal are used to generate a complementary second signal.
, And the output voltage of the charge pump circuit decreases. Since each transmission gate is controlled by the phase difference detection signal and its inverted signal, the output voltage of the charge pump circuit changes even if the phase difference is small and the change in the first and second phase difference detection signals is small. . Also,
The lead and lag of the phases of the input first pulse signal and second pulse signal can be detected equally.

【0031】さらに、請求項5の発明では、前記請求項
の位相比較器におけるチャージポンプ回路は、前記第
1の位相差検出信号が前記第1の位相差検出回路から出
力されてから前記第1の伝送ゲートの一の制御端子に入
力されるまでに要する時間が、前記第1の位相差検出信
号が前記第1の位相差検出回路から出力されてから反転
されて前記第1の伝送ゲートの他の制御端子に入力され
るまでに要する時間と等しくなるよう、前記第1の位相
差検出回路と前記第1の伝送ゲートの一の制御端子との
間に設けられた第1の遅延時間調整手段と、前記第2の
位相差検出信号が前記第2の位相差検出回路から出力さ
れてから前記第2の伝送ゲートの一の制御端子に入力さ
れるまでに要する時間が、前記第2の位相差検出信号が
前記第2の位相差検出回路から出力されてから反転され
て前記第2の伝送ゲートの他の制御端子に入力されるま
でに要する時間と等しくなるよう、前記第2の位相差検
出回路と前記第2の伝送ゲートの一の制御端子との間に
設けられた第2の遅延時間調整手段とを備えているもの
とする。
Further, according to the invention of claim 5 , the above-mentioned claim is provided.
In the charge pump circuit in the phase comparator of No. 4, the first phase difference detection signal is output from the first phase difference detection circuit to the input terminal of one of the first transmission gates. The time required is equal to the time required for the first phase difference detection signal to be inverted after being output from the first phase difference detection circuit and to be input to another control terminal of the first transmission gate. The first delay time adjusting means provided between the first phase difference detection circuit and one control terminal of the first transmission gate, and the second phase difference detection signal is the second phase difference detection signal. 2 from the output of the second phase difference detection circuit to the input of one control terminal of the second transmission gate, the second phase difference detection signal from the second phase difference detection circuit Output and then inverted for the second transmission A second phase difference detection circuit and a second control terminal provided between the second transmission gate and one control terminal of the second transmission gate so as to be equal to a time required for input to another control terminal of the second transmission gate. And delay time adjusting means.

【0032】請求項5の発明によると、伝送ゲートの一
の制御端子に入力される位相差検出信号が変化するタイ
ミングと伝送ゲートの他の制御端子に入力される位相差
検出信号の反転信号が変化するタイミングとが一致する
ので、チャージポンプ回路が駆動されるときに発生する
出力電圧のリップルを防止することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the timing at which the phase difference detection signal input to one control terminal of the transmission gate changes and the inverted signal of the phase difference detection signal input to the other control terminal of the transmission gate are changed. Since the change timing coincides, it is possible to prevent output voltage ripple that occurs when the charge pump circuit is driven.

【0033】また、請求項6の発明が講じた解決手段
は、位相比較器として、各々外部から入力される第1の
パルス信号と第2のパルス信号との位相を比較し、前記
第1のパルス信号の位相が前記第2のパルス信号の位相
よりも進んでいることを示す第1の位相差検出信号及び
前記第1のパルス信号の位相が前記第2のパルス信号の
位相よりも遅れていることを示す第2の位相差検出信号
を出力するディジタル位相比較器と、前記第1及び第2
の位相差検出信号を入力とし、前記第1及び第2のパル
ス信号の位相の進み遅れを示す電圧を出力するチャージ
ポンプ回路を備え、前記チャージポンプ回路は、一の端
子が電源に接続され、かつ一の制御端子に前記第1の位
相差検出信号が入力されると共に他の制御端子に前記第
1の位相差検出信号の反転信号が入力される相補型の第
1の伝送ゲートと、一の端子が前記第1の伝送ゲートの
他の端子に接続されていると共に他の端子が接地され、
かつ一の制御端子に前記第2の位相差検出信号が入力さ
れると共に他の制御端子に前記第2の位相差検出信号の
反転信号が入力される相補型の第2の伝送ゲートとを備
え、前記第1の伝送ゲートの他の端子と前記第2の伝送
ゲートの一の端子との接続点の電圧を出力とするもので
り、かつ、前記第1の位相差検出信号が前記ディジタ
ル位相比較器から出力されてから前記第1の伝送ゲート
の一の制御端子に入力されるまでに要する時間が、前記
第1の位相差検出信号が前記ディジタル位相比較器から
出力されてから反転されて前記第1の伝送ゲートの他の
制御端子に入力されるまでに要する時間と等しくなるよ
う、前記ディジタル位相比較器と前記第1の伝送ゲート
の一の制御端子との間に設けられた第1の遅延時間調整
手段と、前記第2の位相差検出信号が前記ディジタル位
相比較器から出力されてから前記第2の伝送ゲートの一
の制御端子に入力されるまでに要する時間が、前記第2
の位相差検出信号が前記ディジタル位相比較器から出力
されてから反転されて前記第2の伝送ゲートの他の制御
端子に入力されるまでに要する時間と等しくなるよう、
前記ディジタル位相比較器と前記第2の伝送ゲートの一
の制御端子との間に設けられた第2の遅延時間調整手段
とを備えているものとする
According to a sixth aspect of the present invention, as a phase comparator, the phase comparator compares the phases of a first pulse signal and a second pulse signal which are input from the outside. A first phase difference detection signal indicating that the phase of the pulse signal is ahead of the phase of the second pulse signal, and the phase of the first pulse signal is later than the phase of the second pulse signal. A digital phase comparator that outputs a second phase difference detection signal indicating that the first and second
A charge pump circuit that receives the phase difference detection signal as an input and outputs a voltage indicating the lead and lag of the phase of the first and second pulse signals. The charge pump circuit has one terminal connected to a power supply, A complementary first transmission gate having one control terminal receiving the first phase difference detection signal and another control terminal receiving an inverted signal of the first phase difference detection signal; Is connected to the other terminal of the first transmission gate, and the other terminal is grounded;
And a complementary second transmission gate to which one control terminal receives the second phase difference detection signal and another control terminal receives an inverted signal of the second phase difference detection signal. the first Ri <br/> Oh voltage at the connection point between one terminal of the other terminal of the transmission gate and the second transmission gate in which the output, and the first phase difference detection The signal is the digital
The first transmission gate after being output from the phase comparator
The time required for input to one control terminal is
A first phase difference detection signal from the digital phase comparator;
The output is inverted and then inverted to another of the first transmission gates.
It will be equal to the time required to input to the control terminal
The digital phase comparator and the first transmission gate
Delay time adjustment provided between one of the control terminals
Means, and the second phase difference detection signal is provided at the digital position.
After being output from the phase comparator, one of the second transmission gates
The time required for input to the control terminal of the second
Is output from the digital phase comparator.
Other control of the second transmission gate
So that it is equal to the time required for input to the terminal
One of the digital phase comparator and the second transmission gate;
Delay time adjusting means provided between the control terminal and the control terminal
And that

【0034】請求項6の発明により、第1のパルス信号
の位相が第2のパルス信号よりも進んでいるときは第1
の位相差検出信号及びその反転信号によって相補型の第
1の伝送ゲートが導通状態となり、チャージポンプ回路
の出力電圧は上昇する。また、第1のパルス信号の位相
が記第2のパルス信号よりも遅れているときは第2の位
相差検出信号及びその反転信号によって相補型の第2の
伝送ゲートが導通状態となり、チャージポンプ回路の出
力電圧は低下する。各伝送ゲートは位相差検出信号及び
その反転信号により制御されるので、位相差がわずかで
あり位相差検出信号の変化が少なくてもチャージポンプ
回路の出力電圧は変化する。また、入力される第1のパ
ルス信号及び第2のパルス信号の位相の進み遅れを同等
に検出することができる。さらに、伝送ゲートの一の制
御端子に入力される位相差検出信号が変化するタイミン
グと伝送ゲートの他の制御端子に入力される位相差検出
信号の反転信号が変化するタイミングとが一致するの
で、チャージポンプ回路が駆動されるときに発生する出
力電圧のリップルを防止することができる。
According to the invention of claim 6 , when the phase of the first pulse signal is ahead of the second pulse signal, the first
The complementary first transmission gate is turned on by the phase difference detection signal and its inverted signal, and the output voltage of the charge pump circuit rises. When the phase of the first pulse signal is later than the phase of the second pulse signal, the complementary second transmission gate is turned on by the second phase difference detection signal and its inverted signal, and the charge pump is turned on. The output voltage of the circuit drops. Since each transmission gate is controlled by the phase difference detection signal and its inverted signal, the output voltage of the charge pump circuit changes even if the phase difference is small and the change in the phase difference detection signal is small. Further, it is possible to equally detect the lead and lag of the phases of the input first pulse signal and second pulse signal. In addition, the transmission gate
Timing when the phase difference detection signal input to the control terminal changes
Phase difference input to other control terminal of transmission and transmission gate
The timing when the inverted signal of the signal changes coincides
Output that occurs when the charge pump circuit is driven.
It is possible to prevent a ripple in the output voltage.

【0035】[0035]

【0036】[0036]

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態に係る位相比
較器について、図面を参照しながら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A phase comparator according to one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0038】図1は、本実施形態に係る位相比較器を構
成するディジタル位相比較器を示す回路図である。図1
に示すように、ディジタル位相比較器は、リセット回路
11、第1の状態保持回路としての第1のフリップ・フ
ロップ12、第2の状態保持回路としての第2のフリッ
プ・フロップ13、第1の位相差検出回路としての第1
の3入力NAND回路14、第2の位相差検出回路とし
ての第2の3入力NAND回路15、第1のインバータ
16、第1のNAND回路17、第2のインバータ1
8、及び第2のNAND回路19により構成される。従
来のディジタル位相比較器と異なるのは、リセット回路
11が2入力NOR回路11a及び3入力NAND回路
11bにより構成されている点である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a digital phase comparator constituting the phase comparator according to the present embodiment. FIG.
As shown in the figure, the digital phase comparator comprises a reset circuit 11, a first flip-flop 12 as a first state holding circuit, a second flip-flop 13 as a second state holding circuit, The first as a phase difference detection circuit
, A second three-input NAND circuit 15 as a second phase difference detection circuit, a first inverter 16, a first NAND circuit 17, and a second inverter 1.
8 and a second NAND circuit 19. The difference from the conventional digital phase comparator is that the reset circuit 11 includes a two-input NOR circuit 11a and a three-input NAND circuit 11b.

【0039】第1のパルス信号としての基準クロック信
号Fp は第1のインバータ16を介して第1のNAND
回路17に入力される一方、第2のパルス信号としての
参照クロック信号Fr は第2のインバータ18を介して
第2のNAND回路19に入力される。第1のNAND
回路17の出力信号(基準クロック信号Fp と実質上同
一である)は第1のフリップ・フロップ12及び第1の
3入力NAND回路14に入力される一方、第2のNA
ND回路19の出力信号(参照クロック信号Fr と実質
上同一である)は第2のフリップ・フロップ13及び第
2の3入力NAND回路15に入力される。第1のフリ
ップ・フロップ12の出力信号S1 (第1の状態信号)
は第1の3入力NAND回路14に入力される一方、第
2のフリップ・フロップ13の出力信号S2 (第2の状
態信号)は第2の3入力NAND回路15に入力され
る。リセット回路11は、第1のフリップ・フロップ1
2及び第2のフリップ・フロップ13の反転出力信号/
1 ,/S2 を入力とする2入力NOR回路11aと、
2入力NOR回路11aの出力信号と第1のNAND回
路17及び第2のNAND回路19の出力信号とを入力
とする3入力NAND回路11bとからなり、この出力
信号Sr は第1のフリップ・フロップ12及び第2のフ
リップ・フロップ13にリセット信号として入力される
と共に第1の3入力NAND回路14及び第2の3入力
NAND回路15に入力される。
A reference clock signal F p as a first pulse signal is supplied to a first NAND 16 via a first inverter 16.
While the input to the circuit 17, the reference clock signal F r as the second pulse signal is input to the second NAND circuit 19 through the second inverter 18. First NAND
One output signal of the circuit 17 (a reference clock signal F p and is substantially the same) is input to the first flip-flop 12 and the first 3-input NAND circuit 14, a second NA
The output signal of the ND circuit 19 (substantially the same as the reference clock signal Fr ) is input to the second flip-flop 13 and the second three-input NAND circuit 15. Output signal S 1 of first flip-flop 12 (first state signal)
Is input to the first three-input NAND circuit 14, while the output signal S 2 (second state signal) of the second flip-flop 13 is input to the second three-input NAND circuit 15. The reset circuit 11 includes a first flip-flop 1
2 and the inverted output signal of the second flip-flop 13 /
A two-input NOR circuit 11a having S 1 and / S 2 as inputs,
A three-input NAND circuit 11b receives the output signal of the two-input NOR circuit 11a and the output signals of the first NAND circuit 17 and the second NAND circuit 19, and the output signal Sr is supplied to the first flip-flop. The reset signal is input to the flop 12 and the second flip-flop 13 and is also input to the first three-input NAND circuit 14 and the second three-input NAND circuit 15.

【0040】第1の3入力NAND回路14からは、通
常は“H”であり基準クロック信号Fp が参照クロック
信号Fr よりも位相が進んでいる間“L”となる第1の
位相差検出信号Pu が出力される。第2の3入力NAN
D回路15からは、通常は“H”であり基準クロック信
号Fp が参照クロック信号Fr よりも位相が遅れている
間“L”となる第2の位相差検出信号Pd が出力され
る。
[0040] From the first three-input NAND circuit 14, a first phase difference normally is between "H" and is the reference clock signal F p is advanced in phase than the reference clock signal F r "L" The detection signal Pu is output. Second 3-input NAN
From D circuit 15, the second phase difference detection signal P d is output as a between "L" the phase is delayed from the reference clock signal F p is the reference clock signal F r is usually a "H" .

【0041】図1に示すディジタル位相比較器は、入力
される2つの信号の立ち上がりエッジに応じて内部回路
が動作し、デューティサイクルや振幅には依存しない。
また、記憶回路を含む順序回路であるので、出力信号
は、入力信号と入力信号が与えられる前の内部回路の状
態によって決定される。
In the digital phase comparator shown in FIG. 1, an internal circuit operates in response to rising edges of two input signals, and does not depend on a duty cycle or an amplitude.
Further, since the sequential circuit includes the storage circuit, the output signal is determined by the input signal and the state of the internal circuit before the input signal is supplied.

【0042】[0042]

【表1】 [Table 1]

【0043】表1は、図1に示すディジタル位相比較器
の動作を示すフローテーブルである。表1におい
て、[]付きの数字は安定状態を示している。例えば、
p −Frが1−1のとき(すなわち基準クロック信号
p 及び参照クロック信号Fr が共に“H”であると
き)、ディジタル位相比較器は[1]、[5]又は
[9]のいずれかの状態で安定する。状態[1]のとき
(Pu ,Pd )=(0,1)となり、第1の位相差検出
信号Pu が“L”であり第2の位相差検出信号Pd
“H”となる。同様に、状態[5]のとき(Pu
d )=(1,1)となり、状態[9]のとき(Pu
d )=(1,0)となる。また、[]なしの数字は不
安定状態を示しており、このとき縦方向に移動して[]
付きの同じ数字の安定状態に移行する。
Table 1 is a flow table showing the operation of the digital phase comparator shown in FIG. In Table 1, a number with [] indicates a stable state. For example,
F (i.e. if the reference clock signal F p and the reference clock signal F r are both "H") p -F when r is 1-1, the digital phase comparator [1], [5] or [9] Stable in any state. In the state [1], (P u , P d ) = (0, 1), and the first phase difference detection signal P u is “L” and the second phase difference detection signal P d is “H”. Become. Similarly, when the state is [5] (P u ,
P d ) = (1, 1), and in the state [9], (P u ,
P d ) = (1, 0). Also, the numbers without [] indicate an unstable state.
Transition to the stable state of the same number with.

【0044】また同様に、Fp −Fr が1−0のとき
(すなわち基準クロック信号Fp が“H”であり参照ク
ロック信号Fr が“L”であるとき)、ディジタル位相
比較器は[2]、[6]又は[10]のいずれかの状態
で安定し、Fp −Fr が0−0のとき(すなわち基準ク
ロック信号Fp 及び参照クロック信号Fr が共に“L”
であるとき)、[3]、[7]又は[11]のいずれか
の状態で安定し、Fp −Fr が0−1のとき(すなわち
基準クロック信号Fp が“L”であり参照クロック信号
r が“H”であるとき)[4]、[8]又は[12]
のいずれかの状態で安定する。状態[2]〜[4]のと
き(Pu ,Pd )=(0,1)となり、状態[6]〜
[8]のとき(Pu ,Pd )=(1,1)となり、状態
[10]〜[12]のとき(Pu ,Pd )=(1,0)
となる。
Similarly, when F p −F r is 1-0 (ie, when the reference clock signal F p is “H” and the reference clock signal Fr is “L”), the digital phase comparator [2], [6] or stable in one of two states: [10], F p -F when r is 0-0 (i.e. the reference clock signal F p and the reference clock signal F r are both "L"
When it is), [3], reference is [7] or stable in one of two states: [11], when F p -F r is 0-1 (i.e. the reference clock signal F p is "L" (When the clock signal Fr is "H") [4], [8] or [12]
Stable in any state. In the states [2] to [4], (P u , P d ) = (0, 1), and the states [6] to [4]
In the case of [8], (P u , P d ) = (1, 1), and in the states [10] to [12], (P u , P d ) = (1, 0)
Becomes

【0045】図2はディジタル位相比較器の動作を示す
タイミングチャートである。図2(a)を例にとって、
ディジタル位相比較器の動作を説明する。
FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the digital phase comparator. Taking FIG. 2 (a) as an example,
The operation of the digital phase comparator will be described.

【0046】まず、入力Fp −Fr が0−0であり状態
[7]で安定しているとする。このとき出力(Pu ,P
d )=(1,1)となる。基準クロック信号Fp が立ち
上がると入力Fp −Fr が1−0に変化し、表1におい
て左に移動し状態2となるが、状態2は不安定なため縦
方向に移動して安定状態[2]に移行する。このため、
出力(Pu ,Pd )=(0,1)となり、第1の位相差
検出信号Pu のみが立ち下がる。続いて参照クロック信
号Fr が立ち上がると入力Fp −Fr が1−1に変化
し、表1において左に移動し状態5となるが、状態5は
不安定なため縦方向に移動して安定状態[5]に移行す
る。このため、出力(Pu ,Pd )=(1,1)とな
り、第1の位相差検出信号Pu が再び立ち上がる。
First, it is assumed that the input F p -F r is 0-0 and is stable in the state [7]. At this time, the output (P u , P
d ) = (1, 1). Input F p -F r and the reference clock signal F p rises changes to 1-0, but the state 2 moves to the left in Table 1, the state 2 is moved in the vertical direction for unstable stable state Shift to [2]. For this reason,
Output (P u, P d) = (0,1) , and the only falls first phase difference detection signal P u. Then the reference clock signal F r and rises input F p -F r is changed to 1-1, although the state 5 moves to the left in Table 1, the state 5 is moved in the vertical direction for unstable Transit to stable state [5]. Therefore, the output (P u, P d) = (1,1) , and the first phase difference detection signal P u rises again.

【0047】次に、基準クロック信号Fp が立ち下がる
と入力Fp −Fr が0−1に変化し、表1において右に
移動し状態8となるが、状態8は不安定なため縦方向に
移動して安定状態[8]に移行する。このため、出力
(Pu ,Pd )=(1,1)となり変化しない。続いて
参照クロック信号Fr が立ち下がると入力Fp −Fr
0−0に変化し、表1において左に移動し状態7となる
が、状態7は不安定なため縦方向に移動して安定状態
[7]に移行する。このため、出力(Pu ,Pd )=
(1,1)となり変化しない。
Next, the input F p -F r and the reference clock signal F p is falling has changed to 0-1, although the state 8 moves to the right in Table 1, the state 8 is unstable for vertical To the stable state [8]. Therefore, the output (P u , P d ) = (1, 1) does not change. Then the reference clock signal F r is falls as the input F p -F r is changed to 0-0, although the state 7 moves to the left in Table 1, the state 7 is moved in the vertical direction for unstable To a stable state [7]. Therefore, the output (P u , P d ) =
(1, 1) and does not change.

【0048】この結果、図2(a)に示すように、基準
クロック信号Fp の位相が参照クロック信号Fr より進
んでいる間のみ、第1の位相差検出信号Pu は“L”に
なる。第2の位相差検出信号Pd は常に“H”のままで
ある。したがって、第1の位相差検出信号Pu により、
基準クロック信号Fp の位相が参照クロック信号Fr
り進んでいるか否かを検出できることになる。
[0048] Consequently, as shown in FIG. 2 (a), only during the phase of the reference clock signal F p is ahead the reference clock signal F r, a first phase difference detection signal P u is the "L" Become. The second phase difference detection signal Pd always remains "H". Therefore, according to the first phase difference detection signal Pu ,
The phase of the reference clock signal F p it is possible to detect whether advanced than the reference clock signal F r.

【0049】また、図2(b)に示すように、基準クロ
ック信号Fp の位相が参照クロック信号Fr より遅れて
いる間のみ第2の位相差検出信号Pd は“L”になるの
で、第2の位相差検出信号Pd により、基準クロック信
号Fp の位相が参照クロック信号Fr より遅れているか
否かを検出できる。さらに、図2(c)に示すように、
基準クロック信号Fp の周波数が参照クロック信号Fr
より高いときも、第1の位相差検出信号Pu により検出
することができる。
Further, as shown in FIG. 2 (b), the second phase difference detection signal P d only during the phase of the reference clock signal F p is delayed from the reference clock signal F r since become "L" , the second phase difference detection signal P d, can detect whether the phase of the reference clock signal F p is delayed from the reference clock signal F r. Further, as shown in FIG.
Reference frequency of the reference clock signal F p clock signal F r
Even when it is higher, it can be detected by the first phase difference detection signal Pu .

【0050】ここで、本実施形態では、リセット回路1
1が2入力NOR回路11a及び3入力NAND回路1
1bにより構成されている。課題の項で説明したよう
に、位相比較器の入出力特性にはリセット回路における
遅延時間が大きな影響を与えるのだが、ここでは2段の
論理回路によって従来例の4入力NAND回路と同じ論
理を実現することにより、遅延時間の適性化を実現して
いる。このため、位相差の不感帯が小さく入出力特性に
優れた位相比較器を実現することができる。しかも、従
来の改良のようにトランジスタのチャネル幅を狭める必
要がないのでチャネル幅のばらつき等による歩留まりの
悪化は生じないし、複数個のコンデンサを用いる必要が
ないので位相比較器の回路規模が大きくなることはな
い。
Here, in this embodiment, the reset circuit 1
1 is a two-input NOR circuit 11a and a three-input NAND circuit 1
1b. As described in the section of the problem, although the delay time in the reset circuit has a great effect on the input / output characteristics of the phase comparator, the same logic as that of the conventional four-input NAND circuit is implemented here by a two-stage logic circuit. By realizing, the delay time can be optimized. Therefore, it is possible to realize a phase comparator having a small dead zone of the phase difference and having excellent input / output characteristics. Moreover, unlike the conventional improvement, it is not necessary to reduce the channel width of the transistor, so that the yield does not deteriorate due to variations in the channel width and the like, and the circuit scale of the phase comparator increases because there is no need to use a plurality of capacitors. Never.

【0051】また、リセット回路に4入力NAND回路
を用いていないので、従来よりも低い電源電圧で位相比
較器を安定動作させることができる。例えば、従来の位
相比較器を安定動作させるための電源電圧は、電流源と
なるNMOSのしきい値電圧を0.7Vとすると(0.
7+Δ)×4=(2.8+4Δ)V以上必要であった
が、本実施形態では、3入力NAND回路を正常に駆動
するための電源電圧すなわち(0.7+Δ)×3=
(2.1+3Δ)V以上の電源電圧を供給すれば位相比
較器を安定動作させることができる。
Further, since a four-input NAND circuit is not used for the reset circuit, the phase comparator can be operated stably with a lower power supply voltage than the conventional one. For example, the power supply voltage for stably operating the conventional phase comparator is such that the threshold voltage of the NMOS as a current source is 0.7 V (0.
7 + Δ) × 4 = (2.8 + 4Δ) V or more, but in the present embodiment, the power supply voltage for normally driving the three-input NAND circuit, that is, (0.7 + Δ) × 3 =
If a power supply voltage of (2.1 + 3Δ) V or more is supplied, the phase comparator can operate stably.

【0052】なお、本発明に係る位相比較器におけるリ
セット回路11は、図1に示す構成に限られるものでな
く、回路の論理が等しく、かつ入力数が3以下である複
数段の論理ゲートによって構成されたものであればどの
ようなものでもかまわない。図3は本発明に係る位相比
較器におけるリセット回路11の構成の例を示す図であ
り、(a)は図1に示したものと同じ回路、(b)〜
(d)はその変形例の回路である。図3に示すように、
位相比較器の入出力特性が適正になるよう、遅延時間が
適当なリセット回路を構成すればよい。
The reset circuit 11 in the phase comparator according to the present invention is not limited to the configuration shown in FIG. 1, but includes a plurality of stages of logic gates having the same circuit logic and three or less inputs. Any configuration can be used. FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the reset circuit 11 in the phase comparator according to the present invention, where (a) is the same circuit as that shown in FIG.
(D) is a circuit of the modified example. As shown in FIG.
A reset circuit having an appropriate delay time may be configured so that the input / output characteristics of the phase comparator become appropriate.

【0053】図4は、本実施形態に係る位相比較器を構
成するチャージポンプ回路を示す回路図である。図4に
おいて、21は相補型の第1の伝送ゲート、22は相補
型の第2の伝送ゲートであり、第1の伝送ゲート21の
一の端子は電源に接続される一方、他の端子は第2の伝
送ゲート22の一の端子に接続されると共にチャージポ
ンプ回路の出力端子OUTに接続される。第2の伝送ゲ
ート22の他の端子は接地されている。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a charge pump circuit constituting the phase comparator according to the present embodiment. In FIG. 4, reference numeral 21 denotes a complementary first transmission gate, reference numeral 22 denotes a complementary second transmission gate, and one terminal of the first transmission gate 21 is connected to a power supply, while the other terminal is connected to a power supply. It is connected to one terminal of the second transmission gate 22 and to the output terminal OUT of the charge pump circuit. The other terminal of the second transmission gate 22 is grounded.

【0054】ディジタル位相比較器から出力される第1
の位相差検出信号Pu は、第1の遅延時間調整手段とし
ての第3の伝送ゲート23を介して第1の伝送ゲート2
1のPchゲートに入力される。第3の伝送ゲート23
は、Nchゲートが電源に接続されPchゲートが接地され
ているので常に導通状態である。また、第1の位相差検
出信号Pu は、インバータ25によって反転され第2の
伝送ゲート21のNchゲートに入力される。
The first output from the digital phase comparator
Of the phase difference detection signal P u, the first transmission gate through a third transmission gate 23 as a first delay time adjustment unit 2
1 Pch gate. Third transmission gate 23
Is always conductive because the Nch gate is connected to the power supply and the Pch gate is grounded. Further, the first phase difference detection signal Pu is inverted by the inverter 25 and input to the Nch gate of the second transmission gate 21.

【0055】ディジタル位相比較器から出力される第2
の位相差検出信号Pd は、インバータ26によって反転
され第2の伝送ゲート22のNchゲートに入力される。
また、第2の遅延時間調整手段としての第4の伝送ゲー
ト24を介して第2の伝送ゲート22のPchゲートにも
入力される。第4の伝送ゲート24は、Nchゲートが電
源に接続されPchゲートが接地されているので常に導通
状態である。
The second output from the digital phase comparator
Phase difference detection signal P d in is inverted by the inverter 26 is input to the Nch gate of the second transmission gate 22.
The signal is also input to the Pch gate of the second transmission gate 22 via the fourth transmission gate 24 as the second delay time adjusting means. The fourth transmission gate 24 is always conductive because the Nch gate is connected to the power supply and the Pch gate is grounded.

【0056】図4に示すチャージポンプ回路について、
その動作を説明する。
Regarding the charge pump circuit shown in FIG.
The operation will be described.

【0057】基準クロック信号Fp の位相が参照クロッ
ク信号Fr より進んだとき、第1の位相差検出信号Pu
は“L”となる。このとき、第1の伝送ゲート21のP
chゲートには“L”レベルの電圧が印加され、Nchゲー
トには“H”レベルの電圧が印加される。このため第1
の伝送ゲート21は導通状態となるので、出力端子OU
Tの電位は上昇する。
[0057] When the phase of the reference clock signal F p is more advanced reference clock signal F r, a first phase difference detection signal P u
Becomes "L". At this time, P of the first transmission gate 21
An “L” level voltage is applied to the ch gate, and an “H” level voltage is applied to the Nch gate. Therefore, the first
Of the transmission terminal 21 is turned on, so that the output terminal OU
The potential of T rises.

【0058】また、基準クロック信号Fp の位相が参照
クロック信号Fr より遅れたとき、第2の位相差検出信
号Pd は“L”となる。このとき、第1の伝送ゲート2
2のPchゲートには“L”レベルの電圧が印加され、N
chゲートには“H”レベルの電圧が印加される。このた
め第2の伝送ゲート22は導通状態となるので、出力端
子OUTの電位は低下する。
[0058] Further, when the phase of the reference clock signal F p is delayed from the reference clock signal F r, the second phase difference detection signal P d becomes "L". At this time, the first transmission gate 2
A low-level voltage is applied to the Pch gate of N2, and Nch
An “H” level voltage is applied to the ch gate. Therefore, the second transmission gate 22 is turned on, and the potential of the output terminal OUT decreases.

【0059】本実施形態によると、第1の位相差検出信
号Pu 及びその反転信号を制御信号とする第1の伝送ゲ
ート21と第2の位相差検出信号Pd 及びその反転信号
を制御信号とする第2の伝送ゲート22とによりチャー
ジポンプ回路を構成しているので、位相の進み遅れによ
って検出精度が異なることがない。
According to the present embodiment, the first transmission gate 21 using the first phase difference detection signal Pu and its inverted signal as a control signal and the second phase difference detection signal Pd and its inverted signal as control signals Since the charge transfer circuit is constituted by the second transmission gate 22 and the detection accuracy, there is no difference in detection accuracy due to the phase advance / delay.

【0060】また、基準クロック信号Fp と参照クロッ
ク信号Fr との位相差が極めて小さいときでもその位相
差を検出することができる。例えば、基準クロック信号
pの位相が参照クロック信号Fr よりわずかに遅れた
とき、第2の位相差検出信号Pd の変化が小さくインバ
ータ26のしきい値電圧Vthに達しない場合がある。こ
の場合、インバータ26の出力電圧は変化しないが、第
2の伝送ゲート22のPchゲートには第2の位相差検出
信号Pd が第4の伝送ゲート24を介して伝達されるの
で、第2の伝送ゲート22は導通状態となり出力端子O
UTの電位は低下することになる。
Further, even when the phase difference between the reference clock signal Fp and the reference clock signal Fr is extremely small, the phase difference can be detected. For example, when the phase of the reference clock signal F p is slightly delayed from the reference clock signal F r, which may change in the second phase difference detection signal P d does not reach the threshold voltage V th of the smaller inverter 26 . In this case, although the output voltage of the inverter 26 does not change, the Pch gate of the second transmission gate 22 so that the second phase difference detection signal P d is transmitted through the fourth transmission gate 24 of the second Transmission gate 22 becomes conductive and output terminal O
The potential of the UT will drop.

【0061】図4に示す本実施形態に係るチャージポン
プ回路による効果を、シミュレーション結果を用いて具
体的に説明する。図5は、第2の位相差検出信号Pd
パルス幅が微小であるときの本実施形態及び従来のチャ
ージポンプ回路の出力電圧のシミュレーション結果を示
すグラフである。同図中、(a)はパルス幅が100p
s程度の第2の位相差検出信号Pd (すなわち基準クロ
ック信号Fp の位相が参照クロック信号Fr の位相より
も約100ps遅れている場合)を、(b)は(a)に
示す第2の位相差検出信号Pd が入力されたときの図4
に示す本実施形態に係るチャージポンプ回路の出力電圧
を、(c)は(a)に示す第2の位相差検出信号Pd
入力されたときの図8に示す従来のチャージポンプ回路
の出力電圧を示している。シミュレーションの条件は、
以下の通りである。 P型MOSトランジスタ … ドレイン電流Id =150μA (Pchゲートを含む) ゲート幅 W =8μm ゲート長 L =0.5μm N型MOSトランジスタ … ドレイン電流Id =300μA (Nchゲートを含む) ゲート幅 W =4μm ゲート長 L =0.5μm トランジスタのしきい値電圧 … 0.7V
The effect of the charge pump circuit according to the present embodiment shown in FIG. 4 will be specifically described using simulation results. Figure 5 is a graph showing simulation results of the embodiment and the output voltage of the conventional charge pump circuit when the pulse width of the second phase difference detection signal P d is very small. In the figure, (a) shows a pulse width of 100p.
It s about the second phase difference detection signal P d (i.e. when the phase of the reference clock signal F p is delayed by about 100ps from the phase of the reference clock signal F r), the shown in (b) is (a) Figure 2. when a phase difference detection signal P d is input 4
The output voltage of the charge pump circuit according to the present embodiment shown in, (c) the output of a conventional charge pump circuit shown in FIG. 8 when entered the second phase difference detection signal P d shown in (a) Shows voltage. The simulation conditions are
It is as follows. P-type MOS transistor ... drain current I d = 150μA (including Pch gate) gate width W = 8 [mu] m gate length L = 0.5 [mu] m N-type MOS transistor ... drain current I d = 300μA (including Nch gate) gate width W = 4 μm Gate length L = 0.5 μm Transistor threshold voltage... 0.7 V

【0062】図5から分かるように、本実施形態による
と、従来では検出されなかった100ps程度の微小な
位相差を検出することが可能になる。位相比較器の性能
はPLL回路の位相誤差に反映し、位相比較器の不感帯
をa(ps)、電圧制御発振器のジッタをb(ps)と
するとPLL回路の位相誤差は(a+b)となる。この
PLL回路の位相誤差に従ってチップ内部と外部デバイ
スとのセットアップマージンが設定されるが、クロック
周波数が数十〜数百MHz以上のときはクロック周期は
数ns程度の値となるので、本実施形態のように100
ps程度の位相差が検出可能になると、内部チップ及び
外部チップの動作マージンを相対的に大幅に低減するこ
とができる。
As can be seen from FIG. 5, according to the present embodiment, it is possible to detect a small phase difference of about 100 ps, which has not been detected conventionally. The performance of the phase comparator is reflected in the phase error of the PLL circuit. If the dead zone of the phase comparator is a (ps) and the jitter of the voltage controlled oscillator is b (ps), the phase error of the PLL circuit is (a + b). The setup margin between the inside of the chip and the external device is set according to the phase error of the PLL circuit. When the clock frequency is several tens to several hundreds MHz or more, the clock cycle takes a value of about several ns. Like 100
When a phase difference of about ps can be detected, the operation margins of the internal chip and the external chip can be relatively significantly reduced.

【0063】さらに、第3の伝送ゲート23によって、
第1の位相差検出信号Pu が第1の伝送ゲート21の一
の制御端子に入力されるまでに要する時間が第1の位相
差検出信号Pu が反転されて前記第1の伝送ゲート21
の他の制御端子に入力されるまでに要する時間と等しく
なるようにすると共に、第4の伝送ゲート24によっ
て、第2の位相差検出信号Pd が第1の伝送ゲート22
の一の制御端子に入力されるまでに要する時間が第2の
位相差検出信号Pd が反転されて前記第2の伝送ゲート
22の他の制御端子に入力されるまでに要する時間と等
しくなるようにしている。これによって、出力端子OU
Tの電位のリップルを防止することができる。
Further, by the third transmission gate 23,
The first phase difference detection signal P u is first one of the control time required for the input to the terminal a first transmission gate 21 of the phase difference detection signal P u is inverted the first transmission gate 21
And the fourth transmission gate 24 outputs the second phase difference detection signal Pd to the first transmission gate 22.
The time required for input to one control terminal is equal to the time required for the second phase difference detection signal Pd to be inverted and input to another control terminal of the second transmission gate 22. Like that. Thereby, the output terminal OU
Ripple of the potential of T can be prevented.

【0064】なお、図4は、第1の位相差検出信号Pu
及び第2の位相差検出信号Pd が通常は“H”であり位
相差を検出したとき“L”になるものである場合のチャ
ージポンプ回路を示したが、第1の位相差検出信号Pu
及び第2の位相差検出信号Pd が共に、あるいはいずれ
か一方が通常は“L”であり位相差を検出したとき
“H”になるものであっても、もちろん本発明は実現可
能である。図6は、第1の位相差検出信号Pu 及び第2
の位相差検出信号Pd が共に、通常は“L”であり位相
差を検出したとき“H”になる場合の本発明に係るチャ
ージポンプ回路の構成を示す回路図である。図6に示す
ように、この場合は、第1の位相差検出信号Pu が第3
の伝送ゲート23を介して第1の伝送ゲート21のNch
ゲートに入力される一方,第1の位相差検出信号Pu
反転信号が第1の伝送ゲート21のPchゲートに入力さ
れると共に、第2の位相差検出信号Pd が第4の伝送ゲ
ート24を介して第2の伝送ゲート22のNchゲートに
入力される一方,第2の位相差検出信号Pd の反転信号
が第2の伝送ゲート22のPchゲートに入力されるよう
に、チャージポンプ回路を構成すればよい。
FIG. 4 shows the first phase difference detection signal P u.
And the charge pump circuit when the second phase difference detection signal Pd is normally "H" and becomes "L" when the phase difference is detected, but the first phase difference detection signal Pd u
And the second phase difference detection signal P d are both or be made of the "H" when either one normally detects a is the phase difference "L", the is present invention is of course feasible . FIG. 6 shows the first phase difference detection signal Pu and the second phase difference detection signal Pu .
3 is a circuit diagram showing a configuration of a charge pump circuit according to the present invention when both of the phase difference detection signals Pd are normally “L” and become “H” when a phase difference is detected. As shown in FIG. 6, in this case, the first phase difference detection signal Pu becomes the third phase difference detection signal Pu .
Nch of the first transmission gate 21 through the transmission gate 23
While that is input to the gate, the inverted signal of the first phase difference detection signal P u is input to the Pch gate of the first transmission gate 21, a second phase difference detection signal P d is the fourth transmission gate while that is input to the Nch gate of the second transmission gate 22 through 24, as an inverted signal of the second phase difference detection signal P d is input to the Pch gate of the second transmission gate 22, a charge pump What is necessary is just to comprise a circuit.

【0065】以上説明したように、本実施形態に係る位
相比較器によると、ディジタル位相比較器のリセット回
路が2入力NOR回路及び3入力NAND回路により構
成されているので、遅延時間の適正化が実現され、従来
よりも位相差の不感帯が小さくなり入出力特性が改善さ
れる。さらに、ディジタル位相比較器全体が3入力以下
の論理回路によって構成されるので、従来よりも低い電
源電圧において安定動作させることが可能となる。
As described above, according to the phase comparator according to the present embodiment, the reset circuit of the digital phase comparator is constituted by the two-input NOR circuit and the three-input NAND circuit. As a result, the dead zone of the phase difference becomes smaller than before, and the input / output characteristics are improved. Further, since the entire digital phase comparator is constituted by a logic circuit having three inputs or less, it is possible to operate stably at a power supply voltage lower than the conventional one.

【0066】また、チャージポンプ回路が位相差検出信
号及びその反転信号を制御信号とする伝送ゲートにより
構成されるので、微小な位相差を検出できると共に位相
の進み及び遅れに対して同等の検出精度を得ることがで
きる。このような位相比較器を用いることにより、ジッ
タの小さなPLL回路を実現することができる。
Further, since the charge pump circuit is constituted by a transmission gate using a phase difference detection signal and its inverted signal as a control signal, it is possible to detect a minute phase difference and to have the same detection accuracy for leading and lagging phases. Can be obtained. By using such a phase comparator, a PLL circuit with small jitter can be realized.

【0067】なお、図1に示す本実施形態に係るディジ
タル位相比較器は、単独で位相比較器としても利用可能
である。
The digital phase comparator according to the present embodiment shown in FIG. 1 can be used alone as a phase comparator.

【0068】[0068]

【発明の効果】以上のように本発明によると、位相比較
器の入出力特性を決定するリセット回路の遅延時間が適
正化されるので位相差の不感帯が小さくなり入出力特性
の線形性が改善される。また、リセット回路が3入力以
下の論理回路によって構成されるので、従来よりも低い
電源電圧でも安定して動作させることができる。
As described above, according to the present invention, the delay time of the reset circuit for determining the input / output characteristics of the phase comparator is optimized, so that the dead zone of the phase difference is reduced and the linearity of the input / output characteristics is improved. Is done. Further, since the reset circuit is constituted by a logic circuit having three inputs or less, it is possible to operate stably even with a power supply voltage lower than the conventional one.

【0069】また、第1及び第2の位相差検出信号の変
化が少なくてもチャージポンプ回路の出力電圧は変化す
るので、微小な位相差でも検出することができ、しか
も、入力される第1及び第2のパルス信号の位相の進み
及び遅れを同等に検出することができる。
Further, since the output voltage of the charge pump circuit changes even if the first and second phase difference detection signals change little, even a minute phase difference can be detected. And the lead and lag of the phase of the second pulse signal can be detected equally.

【0070】さらに、チャージポンプ回路が駆動される
ときに発生する出力電圧のリップルを防止することがで
きる。
Furthermore, it is possible to prevent the output voltage from being rippled when the charge pump circuit is driven.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係るディジタル位相比較
器の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a digital phase comparator according to one embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施形態に係るディジタル位相比較
器の動作を示すタイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart showing an operation of the digital phase comparator according to one embodiment of the present invention.

【図3】リセット回路の構成の例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an example of a configuration of a reset circuit.

【図4】本発明の一実施形態に係るチャージポンプ回路
の回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram of a charge pump circuit according to one embodiment of the present invention.

【図5】図4に示すチャージポンプ回路による効果を示
すグラフであり、(a)は第2の位相差検出信号Pd
変化を示すグラフ、(b)は(a)に示す第2の位相差
検出信号Pd が入力されたときの図4に示すチャージポ
ンプ回路の出力電圧の変化を示すグラフ、(c)は
(a)に示す第2の位相差検出信号Pd が入力されたと
きの従来のチャージポンプ回路の出力電圧の変化を示す
グラフである。
Figure 5 is a graph showing the effect of the charge pump circuit shown in FIG. 4, (a) is a graph showing the change of the second phase difference detection signal P d, (b) a second as shown in (a) graph showing changes in the output voltage of the charge pump circuit shown in Figure 4 when the phase difference detection signal P d is inputted, (c) has been entered a second phase difference detection signal P d shown in (a) 6 is a graph showing a change in output voltage of the conventional charge pump circuit at the time.

【図6】本発明の一実施形態に係るチャージポンプ回路
の他の構成例を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing another configuration example of the charge pump circuit according to one embodiment of the present invention.

【図7】一般的なPLL回路の構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a general PLL circuit.

【図8】従来の位相比較器の回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram of a conventional phase comparator.

【図9】位相比較器の入出力特性を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing input / output characteristics of the phase comparator.

【図10】従来の位相比較器の問題を説明するためのタ
イミングチャートである。
FIG. 10 is a timing chart for explaining a problem of the conventional phase comparator.

【符号の説明】 11 リセット回路 11a 2入力NOR回路 11b 3入力NAND回路 12 第1のフリップ・フロップ(第1の状態保持回
路) 13 第2のフリップ・フロップ(第2の状態保持回
路) 14 第1の3入力NAND回路(第1の位相差検出回
路) 15 第2の3入力NAND回路(第2の位相差検出回
路) Fp 基準クロック信号(第1のパルス信号) Fr 参照クロック信号(第2のパルス信号) Pu 第1の位相差検出信号 Pd 第2の位相差検出信号 Sr リセット信号 S1 第1の状態信号 S2 第2の状態信号 21 第1の伝送ゲート 22 第2の伝送ゲート 23 第3の伝送ゲート(第1の遅延時間調整手段) 24 第4の伝送ゲート(第2の遅延時間調整手段) 25,26 インバータ
[Description of Signs] 11 Reset circuit 11a 2-input NOR circuit 11b 3-input NAND circuit 12 First flip-flop (first state holding circuit) 13 Second flip-flop (second state holding circuit) 14th 1 three-input NAND circuit (first phase difference detection circuit) 15 second three-input NAND circuit (second phase difference detection circuit) Fp reference clock signal (first pulse signal) Fr reference clock signal ( Second pulse signal) Pu First phase difference detection signal Pd Second phase difference detection signal Sr Reset signal S1 First state signal S2 Second state signal 21 First transmission gate 22 First 2 transmission gate 23 third transmission gate (first delay time adjusting means) 24 fourth transmission gate (second delay time adjusting means) 25, 26 inverter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−177027(JP,A) 特開 平7−143002(JP,A) 特開 平7−30417(JP,A) 特開 平6−132817(JP,A) 特開 平6−216767(JP,A) 特開 昭64−69122(JP,A) 特開 平3−297217(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H03L 7/06 - 7/199 G01R 25/00 H03K 5/26 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-7-177027 (JP, A) JP-A-7-143002 (JP, A) JP-A-7-30417 (JP, A) JP-A-6-176 132817 (JP, A) JP-A-6-216767 (JP, A) JP-A-64-69122 (JP, A) JP-A-3-297217 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. 6 , DB name) H03L 7/06-7/199 G01R 25/00 H03K 5/26

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 外部から入力される第1のパルス信号を
入力とし、第1の状態信号を出力する第1の状態保持回
路と、 外部から入力される第2のパルス信号を入力とし、第2
の状態信号を出力する第2の状態保持回路と、 前記第1及び第2のパルス信号並びに前記第1及び第2
の状態信号を基にしてリセット信号を生成し、生成した
リセット信号を前記第1及び第2の状態保持回路に出力
するリセット回路と、 前記第1のパルス信号、第1の状態信号及びリセット信
号を入力とし、前記第1のパルス信号の位相が前記第2
のパルス信号の位相よりも進んでいることを示す第1の
位相差検出信号を出力する第1の位相差検出回路と、 前記第2のパルス信号、第2の状態信号及びリセット信
号を入力とし、前記第1のパルス信号の位相が前記第2
のパルス信号の位相よりも遅れていることを示す第2の
位相差検出信号を出力する第2の位相差検出回路とを備
えた位相比較器において、 前記リセット回路は、 入力数が3以下である複数段の論理ゲートによって構成
されており、かつ、 前記第1及び第2の状態保持回路の出力信号を入力とす
る第1の論理ゲートと、 前記第1の論理ゲートの出力信号並びに前記第1及び第
2のパルス信号を入力とし、前記リセット信号を出力す
る第2の論理ゲートとを備えて いることを特徴とする位
相比較器。
A first state holding circuit for receiving a first pulse signal input from the outside and outputting a first state signal; and a second pulse signal for receiving a second pulse signal input from the outside; 2
A second state holding circuit that outputs the first and second pulse signals, and the first and second pulse signals, and the first and second state signals.
A reset circuit that generates a reset signal based on the state signal of (1), and outputs the generated reset signal to the first and second state holding circuits; and the first pulse signal, the first state signal, and the reset signal. And the phase of the first pulse signal is
A first phase difference detection circuit that outputs a first phase difference detection signal indicating that the phase signal is advanced from the phase of the pulse signal, and the second pulse signal, the second state signal, and the reset signal. , The phase of the first pulse signal is the second
And a second phase difference detection circuit that outputs a second phase difference detection signal indicating that the phase of the pulse signal is delayed from the phase of the pulse signal. It is composed of a plurality of logic gates , and receives output signals of the first and second state holding circuits as inputs.
A first logic gate, an output signal of the first logic gate, and the first and second logic gates.
2 is input and the reset signal is output.
And a second logic gate .
【請求項2】 請求項1に記載の位相比較器において、 前記リセット回路は、 前記第1の状態信号の反転信号及び前記第2の状態信号
の反転信号を入力とする2入力NOR回路と、 前記2入力NOR回路の出力信号と前記第1及び第2の
パルス信号とを入力とし、前記リセット信号を出力する
3入力NAND回路とを備えていることを特徴とする位
相比較器。
2. The phase comparator according to claim 1, wherein the reset circuit includes a two-input NOR circuit that receives an inverted signal of the first state signal and an inverted signal of the second state signal. A phase comparator, comprising: a three-input NAND circuit which receives an output signal of the two-input NOR circuit and the first and second pulse signals and outputs the reset signal.
【請求項3】 請求項1に記載の位相比較器において、 前記第1及び第2の位相差検出信号を入力とし、前記第
1及び第2のパルス信号の位相の進み遅れを示す電圧を
出力するチャージポンプ回路を備えていることを特徴と
する位相比較器。
3. The phase comparator according to claim 1, wherein the first and second phase difference detection signals are input, and a voltage indicating a lead / lag of a phase of the first and second pulse signals is output. A phase comparator, comprising:
【請求項4】 請求項3に記載の位相比較器において、 前記チャージポンプ回路は、 一の端子が電源に接続され、かつ一の制御端子に前記第
1の位相差検出信号が入力されると共に他の制御端子に
前記第1の位相差検出信号の反転信号が入力される相補
型の第1の伝送ゲートと、 一の端子が前記第1の伝送ゲートの他の端子に接続され
ていると共に他の端子が接地され、かつ一の制御端子に
前記第2の位相差検出信号が入力されると共に他の制御
端子に前記第2の位相差検出信号の反転信号が入力され
る相補型の第2の伝送ゲートとを備え、 前記第1の伝送ゲートの他の端子と前記第2の伝送ゲー
トの一の端子との接続点の電圧を出力とすることを特徴
とする位相比較器。
4. The phase comparator according to claim 3 , wherein the charge pump circuit has one terminal connected to a power supply, and one control terminal receiving the first phase difference detection signal. A complementary first transmission gate to which an inverted signal of the first phase difference detection signal is input to another control terminal; and one terminal is connected to another terminal of the first transmission gate. The other terminal is grounded, and one control terminal receives the second phase difference detection signal and the other control terminal receives an inverted signal of the second phase difference detection signal. 2. A phase comparator comprising: a second transmission gate; and a voltage output at a connection point between another terminal of the first transmission gate and one terminal of the second transmission gate.
【請求項5】 請求項4に記載の位相比較器において、 前記チャージポンプ回路は、 前記第1の位相差検出信号が前記第1の位相差検出回路
から出力されてから前記第1の伝送ゲートの一の制御端
子に入力されるまでに要する時間が、前記第1の位相差
検出信号が前記第1の位相差検出回路から出力されてか
ら反転されて前記第1の伝送ゲートの他の制御端子に入
力されるまでに要する時間と等しくなるよう、前記第1
の位相差検出回路と前記第1の伝送ゲートの一の制御端
子との間に設けられた第1の遅延時間調整手段と、 前記第2の位相差検出信号が前記第2の位相差検出回路
から出力されてから前記第2の伝送ゲートの一の制御端
子に入力されるまでに要する時間が、前記第2の位相差
検出信号が前記第2の位相差検出回路から出力されてか
ら反転されて前記第2の伝送ゲートの他の制御端子に入
力されるまでに要する時間と等しくなるよう、前記第2
の位相差検出回路と前記第2の伝送ゲートの一の制御端
子との間に設けられた第2の遅延時間調整手段とを備え
ていることを特徴とする位相比較器。
5. The phase comparator according to claim 4 , wherein the charge pump circuit comprises a first transmission gate after the first phase difference detection signal is output from the first phase difference detection circuit. The time required for input to one of the control terminals is inverted after the first phase difference detection signal is output from the first phase difference detection circuit, and the other control of the first transmission gate is performed. So that the time required for input to the terminal is equal to the first time.
A first delay time adjusting means provided between the phase difference detection circuit and one control terminal of the first transmission gate, and wherein the second phase difference detection signal is provided by the second phase difference detection circuit. The time required from the output of the second transmission gate to the input to one control terminal of the second transmission gate is inverted after the second phase difference detection signal is output from the second phase difference detection circuit. The second transmission gate is controlled so as to be equal to the time required for input to another control terminal of the second transmission gate.
And a second delay time adjusting means provided between the phase difference detecting circuit and one control terminal of the second transmission gate.
【請求項6】 各々外部から入力される第1のパルス信
号と第2のパルス信号との位相を比較し、前記第1のパ
ルス信号の位相が前記第2のパルス信号の位相よりも進
んでいることを示す第1の位相差検出信号及び前記第1
のパルス信号の位相が前記第2のパルス信号の位相より
も遅れていることを示す第2の位相差検出信号を出力す
るディジタル位相比較器と、 前記第1及び第2の位相差検出信号を入力とし、前記第
1及び第2のパルス信号の位相の進み遅れを示す電圧を
出力するチャージポンプ回路とを備え、 前記チャージポンプ回路は、 一の端子が電源に接続され、かつ一の制御端子に前記第
1の位相差検出信号が入力されると共に他の制御端子に
前記第1の位相差検出信号の反転信号が入力される相補
型の第1の伝送ゲートと、 一の端子が前記第1の伝送ゲートの他の端子に接続され
ていると共に他の端子が接地され、かつ一の制御端子に
前記第2の位相差検出信号が入力されると共に他の制御
端子に前記第2の位相差検出信号の反転信号が入力され
る相補型の第2の伝送ゲートとを備え、 前記第1の伝送ゲートの他の端子と前記第2の伝送ゲー
トの一の端子との接続点の電圧を出力とするものであ
り、かつ、 前記第1の位相差検出信号が前記ディジタル位相比較器
から出力されてから前記第1の伝送ゲートの一の制御端
子に入力されるまでに要する時間が、前記第1の位相差
検出信号が前記ディジタル位相比較器から出力されてか
ら反転されて前記第1の伝送ゲートの他の制御端子に入
力されるまでに要する時間と等しくなるよう、前記ディ
ジタル位相比較器と前記第1の伝送ゲートの一の制御端
子との間に設けられた第1の遅延時間調整手段と、 前記第2の位相差検出信号が前記ディジタル位相比較器
から出力されてから前記第2の伝送ゲートの一の制御端
子に入力されるまでに要する時間が、前記第2の位相差
検出信号が前記ディジタル位相比較器から出力されてか
ら反転されて前記第2の伝送ゲートの他の制御端子に入
力されるまでに要する時間と等しくなる よう、前記ディ
ジタル位相比較器と前記第2の伝送ゲートの一の制御端
子との間に設けられた第2の遅延時間調整手段とを備え
ている ことを特徴とする位相比較器。
6. The phase of a first pulse signal and the phase of a second pulse signal input from the outside are compared, and the phase of the first pulse signal is advanced from the phase of the second pulse signal. A first phase difference detection signal indicating that the
A digital phase comparator that outputs a second phase difference detection signal indicating that the phase of the pulse signal is behind the phase of the second pulse signal; A charge pump circuit that outputs, as an input, a voltage indicating the lead and lag of the phase of the first and second pulse signals, wherein the charge pump circuit has one terminal connected to a power supply, and one control terminal A first transmission gate of a complementary type in which the first phase difference detection signal is input to the other control terminal and an inverted signal of the first phase difference detection signal is input to another control terminal; One of the transmission gates is connected to the other terminal, the other terminal is grounded, the one control terminal receives the second phase difference detection signal, and the other control terminal receives the second signal. An inverted signal of the phase difference detection signal is input And a complementary second transmission gate, which outputs a voltage at a connection point between another terminal of the first transmission gate and one terminal of the second transmission gate.
And the first phase difference detection signal is the digital phase comparator
And a control terminal of the first transmission gate.
The time required for input to the input terminal is the first phase difference.
Whether the detection signal is output from the digital phase comparator
And inverted to the other control terminal of the first transmission gate.
To ensure that the time it takes
Digital phase comparator and one control terminal of the first transmission gate
First delay time adjusting means provided between the digital phase comparator and the digital phase comparator.
From one of the control terminals of the second transmission gate
The time required for input to the input terminal is the second phase difference
Whether the detection signal is output from the digital phase comparator
And then input to the other control terminal of the second transmission gate.
To be equal to the time required until the force, the di
A digital phase comparator and one control end of the second transmission gate
And second delay time adjusting means provided between the
A phase comparator, characterized in that is.
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