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JP5556420B2 - Phase-locked loop circuit and method for controlling phase-locked loop circuit - Google Patents

Phase-locked loop circuit and method for controlling phase-locked loop circuit Download PDF

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JP5556420B2 JP2010141859A JP2010141859A JP5556420B2 JP 5556420 B2 JP5556420 B2 JP 5556420B2 JP 2010141859 A JP2010141859 A JP 2010141859A JP 2010141859 A JP2010141859 A JP 2010141859A JP 5556420 B2 JP5556420 B2 JP 5556420B2
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

本発明は、広帯域の発振周波数帯域を有するPLL回路に関するものである。   The present invention relates to a PLL circuit having a wide oscillation frequency band.

VCO回路は、発振周波数帯域が広帯域であることが望まれる。一方、位相雑音および直線性の劣化を防ぐためには、発振周波数帯域を狭くすることが望ましい。そこで、従来では、複数のVCO回路や複数の可変容量素子を備え、設定発振周波数に対応するVCO回路や可変容量素子に切り替える技術が知られている。   The VCO circuit is desired to have a wide oscillation frequency band. On the other hand, it is desirable to narrow the oscillation frequency band in order to prevent deterioration of phase noise and linearity. Therefore, conventionally, a technique is known that includes a plurality of VCO circuits and a plurality of variable capacitance elements, and switches to a VCO circuit or a variable capacitance element corresponding to a set oscillation frequency.

特開2009−10599号公報JP 2009-10599 A 特開2003−110424号公報JP 2003-110424 A 米国特許第7,268,630号明細書US Pat. No. 7,268,630

しかし、VCO回路や可変容量素子などを切り替える場合には、切り替えのための複雑な制御が必要となる場合がある。すると、切り替え制御回路の回路規模が大きくなり、半導体装置のチップサイズが増大するおそれがあるため問題である。   However, when switching a VCO circuit, a variable capacitance element, or the like, complicated control for switching may be required. This is a problem because the circuit scale of the switching control circuit is increased, and the chip size of the semiconductor device may increase.

本発明は前記背景技術の課題の少なくとも1つを解消するためになされたものであり、広帯域の発振周波数帯域を有するPLL回路およびPLL回路の制御方法を提供することを提案する。   The present invention has been made to solve at least one of the problems of the background art, and proposes to provide a PLL circuit having a wide oscillation frequency band and a method for controlling the PLL circuit.

本開示の位相同期ループ回路は、第1の可変容量と、第1の可変容量の容量値の可変範囲よりも小さい可変範囲を有する複数の第2の可変容量とを備え、複数の第2の可変容量の可変範囲は第1の可変容量の可変範囲をカバーするように互いに異なる範囲にそれぞれ設定され、入力される制御電圧に応じた発振周波数を有する出力信号を生成する電圧制御型発振器を備える。また、入力される出力信号と基準周波数信号との位相比較結果に基づいて制御電圧を生成する位相比較部を備える。また、位相比較結果に基づいて、出力信号の発振周波数が予め定められる設定発振周波数にロックされているか否かを検出し、出力信号の発振周波数が設定発振周波数にロックされていない期間においては第1レベルのロック検出信号を出力し、出力信号の発振周波数が設定発振周波数にロックされている期間においては第2レベルのロック検出信号を出力するロック検出部を備える。また、入力される制御電圧に応じて、複数の第2の可変容量の切り替えの要否を判定し、複数の第2の可変容量のうちの何れを選択するかを決定し、複数の第2の可変容量のうちの何れを選択するかを報知する第1選択信号を出力する選択部を備える。また、ロック検出信号第1選択信号とが入力され、出力信号の粗調整段階においては第1の可変容量を選択させ、粗調整段階において出力信号のロックが検出された場合に出力信号の微調整段階へ移行し、微調整段階においては微調整段階に移行する場合において選択部によって選択されていた第2の可変容量を選択させるセレクタ部を備える。さらに、セレクタ部は、ロック検出が粗調整段階において検出されたことを報知し、入力されるロック検出信号を分周して分周信号を出力する報知回路と、第1選択信号と分周信号とが入力され、分周信号の第1レベルから第2レベルへの遷移に応じて第1選択信号をラッチし、ラッチした第1選択信号を電圧制御型発振器へ出力するラッチ回路とを備える。 The phase-locked loop circuit according to the present disclosure includes a first variable capacitor and a plurality of second variable capacitors having a variable range smaller than a variable range of the capacitance value of the first variable capacitor, and a plurality of second variable capacitors. variable range of the variable capacitance are respectively set to different ranges to cover a variable range of the first variable capacitance, a voltage controlled oscillator for generating an output signal having an oscillation frequency corresponding to the control voltage input Prepare. Further, a phase comparison unit that generates a control voltage based on a phase comparison result between the input output signal and the reference frequency signal is provided. In addition, based on the phase comparison result, it is detected whether or not the oscillation frequency of the output signal is locked to a predetermined set oscillation frequency, and in the period when the oscillation frequency of the output signal is not locked to the set oscillation frequency. A lock detection unit is provided that outputs a first level lock detection signal and outputs a second level lock detection signal during a period in which the oscillation frequency of the output signal is locked to the set oscillation frequency . Further, it is determined whether or not to switch the plurality of second variable capacitors according to the input control voltage, and it is determined which of the plurality of second variable capacitors is to be selected, and the plurality of second variable capacitors is selected . A selection unit that outputs a first selection signal for informing which of the variable capacitors is to be selected. Further, when the lock detection signal and the first selection signal are input, the first variable capacitor is selected in the coarse adjustment stage of the output signal, and the output signal is finely detected when the lock of the output signal is detected in the coarse adjustment stage. A selector unit is provided for selecting the second variable capacitor selected by the selection unit when the adjustment step is entered and the fine adjustment step is entered when the fine adjustment step is entered . Further, the selector unit notifies that the lock detection is detected in the coarse adjustment stage, divides the input lock detection signal and outputs a divided signal, a first selection signal, and a divided signal. bets are input, the first selection signal latched in response to a transition from the first level of the frequency division signal to the second level, Ru and a latch circuit for outputting a first selection signal latched to the voltage controlled oscillator .

本開示のPLL回路によれば、チップサイズの増大を抑え、広帯域の発振周波数帯域を有することが可能なPLL回路を提供することが可能になる。更に、発振周波数帯域の変更に伴う可変容量の再選択時に、現在選択されている可変容量と同じ可変容量を用いて、変更後の発振周波数の出力が可能な場合、可変容量の切り替えを抑止することで、調整による動作時間の遅延を防止することが可能となる。   According to the PLL circuit of the present disclosure, it is possible to provide a PLL circuit capable of suppressing a chip size increase and having a wide oscillation frequency band. Furthermore, when re-selecting a variable capacitor that accompanies a change in the oscillation frequency band, if the changed oscillation frequency can be output using the same variable capacitor as the currently selected variable capacitor, switching of the variable capacitor is suppressed. Thus, it is possible to prevent a delay in operation time due to adjustment.

PLL回路1における一実施例の回路図である。1 is a circuit diagram of an embodiment in a PLL circuit 1. FIG. VCOブロック3における一実施例の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of an embodiment in the VCO block 3. セレクタSL1における一実施例の回路図である。It is a circuit diagram of one Example in selector SL1. バッファBUF1における一実施例の回路図である。It is a circuit diagram of one Example in buffer BUF1. バッファBUF1における一実施例の真理値表である。It is a truth table of one Example in buffer BUF1. バラクタにおける一実施例の特性図(その1)である。It is the characteristic view (the 1) of one Example in a varactor. バラクタにおける一実施例の特性図(その2)である。It is the characteristic view (the 2) of one Example in a varactor. デコーダ部41における一実施例のデコード例である。4 is a decoding example of an embodiment in the decoder unit 41. FIG. PLL回路1における一実施例のフロー図(その1)である。FIG. 3 is a flowchart (No. 1) of an embodiment in the PLL circuit 1; PLL回路1における一実施例のフロー図(その2)である。FIG. 3 is a flowchart (part 2) of an embodiment in the PLL circuit 1; PLL回路1の動作を示すタイミングチャート(1)である。3 is a timing chart (1) showing an operation of the PLL circuit 1; PLL回路1の動作を示すタイミングチャート(2)である。3 is a timing chart (2) showing an operation of the PLL circuit 1; PLL回路1の動作を示すタイミングチャート(3)である。3 is a timing chart (3) showing the operation of the PLL circuit 1; フリップフロップFF1a、ラッチFF1bにおける一実施例の真理値表である。It is a truth table of one Example in flip-flop FF1a and latch FF1b.

本開示のPLL回路1に係る実施形態を図1ないし図9を用いて説明する。図1に、本実施形態に係るPLL回路1の回路図を示す。PLL回路1は、PLLブロック2およびVCOブロック3を備える。PLLブロック2は、リファレンスカウンタ21、メインカウンタ22、位相比較器23、ロック検出器24、チャージポンプ25、ローパスフィルタ26を備える。PLL回路1には、クロック信号CKS、データ信号DATA、リセット信号LEが入力される。PLL回路1は3wire−PLLであり、クロック信号CKS、データ信号DATA、リセット信号LEの3つの信号により設定周波数fSの設定などの各種設定が行われる。リファレンスカウンタ21には、入力クロック信号CLKRが入力され、分周入力クロック信号CLKNが出力される。メインカウンタ22には、出力クロック信号CLKOが入力され、分周内部クロック信号CLKMが出力される。位相比較器23には分周入力クロック信号CLKNおよび分周内部クロック信号CLKMが入力される。位相比較器23から出力される位相差信号UPおよびDNはチャージポンプ25に入力され、チャージポンプ25からは位相差電流IPが出力される。位相差電流IPはローパスフィルタ26に入力され、ローパスフィルタ26からは制御電圧VTが出力され、VCOブロック3に入力される。また、位相比較器23から出力される一致信号SDは、ロック検出器24に入力される。ロック検出器24からはロック検出信号LDが出力され、VCOブロック3に入力される。   An embodiment according to the PLL circuit 1 of the present disclosure will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a circuit diagram of a PLL circuit 1 according to the present embodiment. The PLL circuit 1 includes a PLL block 2 and a VCO block 3. The PLL block 2 includes a reference counter 21, a main counter 22, a phase comparator 23, a lock detector 24, a charge pump 25, and a low pass filter 26. A clock signal CKS, a data signal DATA, and a reset signal LE are input to the PLL circuit 1. The PLL circuit 1 is a 3wire-PLL, and various settings such as setting of the set frequency fS are performed by three signals of the clock signal CKS, the data signal DATA, and the reset signal LE. The reference counter 21 receives the input clock signal CLKR and outputs the divided input clock signal CLKN. The main counter 22 receives the output clock signal CLKO and outputs the divided internal clock signal CLKM. The phase comparator 23 receives the divided input clock signal CLKN and the divided internal clock signal CLKM. The phase difference signals UP and DN output from the phase comparator 23 are input to the charge pump 25, and the phase difference current IP is output from the charge pump 25. The phase difference current IP is input to the low-pass filter 26, and the control voltage VT is output from the low-pass filter 26 and input to the VCO block 3. The coincidence signal SD output from the phase comparator 23 is input to the lock detector 24. A lock detection signal LD is output from the lock detector 24 and input to the VCO block 3.

VCOブロック3は、VT電圧検出部31、セレクタ部32、スイッチ部33、VCO(電圧制御型発振器)34を備える。VT電圧検出部31には制御電圧VTが入力され、選択信号V1ないしV3が出力される。セレクタ部32には、選択信号V1ないしV3、ロック検出信号LD、リセット信号LEが入力され、バラクタ切替信号VC0ないしVC3が出力される。スイッチ部33には、バラクタ切替信号VC0ないしVC3、制御電圧VTが入力される。スイッチ部33から出力された制御電圧VTはVCO34に入力され、VCO34からは出力クロック信号CLKOが出力される。   The VCO block 3 includes a VT voltage detection unit 31, a selector unit 32, a switch unit 33, and a VCO (voltage controlled oscillator) 34. The control voltage VT is input to the VT voltage detection unit 31, and selection signals V1 to V3 are output. The selector unit 32 receives selection signals V1 to V3, a lock detection signal LD, and a reset signal LE, and outputs varactor switching signals VC0 to VC3. Varactor switching signals VC0 to VC3 and a control voltage VT are input to the switch unit 33. The control voltage VT output from the switch unit 33 is input to the VCO 34, and the output clock signal CLKO is output from the VCO 34.

図2に、VCOブロック3の詳細な回路図を示す。VT電圧検出部31は、インバータINV1およびINV2と、バッファBUF1およびBUF2と、デコーダ部41と、電圧変化検出部51を備える。インバータINV1には制御電圧VTが入力され、信号OUT1が出力される。インバータINV2には制御電圧VTが入力され、信号OUT2が出力される。インバータINV1の論理閾値電圧は、後述する閾電圧Vth1に合わせた値(1(V))に調整される。インバータINV1の信号OUT1は、制御電圧VTが1(V)よりも小さい時にはハイレベル、制御電圧VTが1(V)よりも大きい時にはローレベルとなる。また、インバータINV2の論理閾値電圧は、後述する閾電圧Vth2に合わせた値(2(V))に調整される。インバータINV2の信号OUT2は、制御電圧VTが2(V)よりも小さい時にはハイレベル、制御電圧VTが2(V)よりも大きい時にはローレベルとなる。バッファBUF1には、信号OUT1ないし後述する信号CNT_OUTが入力され、信号OUT21を出力する。バッファBUF2には、信号OUT2ないし後述する信号CNT_OUTが入力され、信号OUT22を出力する。   FIG. 2 shows a detailed circuit diagram of the VCO block 3. The VT voltage detection unit 31 includes inverters INV1 and INV2, buffers BUF1 and BUF2, a decoder unit 41, and a voltage change detection unit 51. A control voltage VT is input to the inverter INV1, and a signal OUT1 is output. A control voltage VT is input to the inverter INV2, and a signal OUT2 is output. The logical threshold voltage of the inverter INV1 is adjusted to a value (1 (V)) that matches a threshold voltage Vth1 described later. The signal OUT1 of the inverter INV1 is at a high level when the control voltage VT is smaller than 1 (V), and is at a low level when the control voltage VT is larger than 1 (V). Further, the logical threshold voltage of the inverter INV2 is adjusted to a value (2 (V)) that matches a threshold voltage Vth2 described later. The signal OUT2 of the inverter INV2 is at a high level when the control voltage VT is smaller than 2 (V), and is at a low level when the control voltage VT is larger than 2 (V). The buffer BUF1 receives a signal OUT1 or a signal CNT_OUT described later, and outputs a signal OUT21. The buffer BUF2 receives a signal OUT2 or a signal CNT_OUT described later, and outputs a signal OUT22.

図4にバッファBUF1の回路図を示す。信号OUT1はPチャネル型電界効果トランジスタP21のソースおよびNチャネル型電界効果トランジスタN21のソースに入力される。Pチャネル型電界効果トランジスタP21のゲートには、信号CNT_OUTがインバータINV21を介して入力される。Nチャネル型電界効果トランジスタN21のゲートには、信号CNT_OUTが入力される。Pチャネル型電界効果トランジスタP21のドレインとNチャネル型電界効果トランジスタN21のドレインは接続され、インバータINV22およびINV24を介して信号OUT21としてバッファBUF1の外部に出力される。また、Pチャネル型電界効果トランジスタP21のドレインとNチャネル型電界効果トランジスタN21のドレインは、インバータINV22およびINV23を介し、Pチャネル型電界効果トランジスタP22のソースおよびNチャネル型電界効果トランジスタN22のソースと接続される。Pチャネル型電界効果トランジスタP22のゲートには信号CNT_OUTが入力される。Nチャネル型電界効果トランジスタN22のゲートにはインバータINV21を介して信号CNT_OUTが入力される。Pチャネル型電界効果トランジスタP22のドレインとNチャネル型電界効果トランジスタN22のドレインは接続され、Pチャネル型電界効果トランジスタP21のドレインおよびNチャネル型電界効果トランジスタN21のドレインと接続される。   FIG. 4 shows a circuit diagram of the buffer BUF1. The signal OUT1 is input to the source of the P-channel field effect transistor P21 and the source of the N-channel field effect transistor N21. A signal CNT_OUT is input to the gate of the P-channel field effect transistor P21 through the inverter INV21. A signal CNT_OUT is input to the gate of the N-channel field effect transistor N21. The drain of the P-channel field effect transistor P21 and the drain of the N-channel field effect transistor N21 are connected and output to the outside of the buffer BUF1 as the signal OUT21 via the inverters INV22 and INV24. The drain of the P-channel field effect transistor P21 and the drain of the N-channel field effect transistor N21 are connected to the source of the P-channel field effect transistor P22 and the source of the N-channel field effect transistor N22 via inverters INV22 and INV23. Connected. A signal CNT_OUT is input to the gate of the P-channel field effect transistor P22. A signal CNT_OUT is input to the gate of the N-channel field effect transistor N22 via the inverter INV21. The drain of the P-channel field effect transistor P22 and the drain of the N-channel field effect transistor N22 are connected, and are connected to the drain of the P-channel field effect transistor P21 and the drain of the N-channel field effect transistor N21.

図5にバッファBUF1の動作を表す真理値表を示す。信号CNT_OUTがローレベル即ち0である限り、出力OUT21は前の出力を保持する。信号CNT_OUTがハイレベル即ち1である場合、入力される信号OUT1がローレベル即ち0である場合、出力OUT21はローレベル即ち0となる。また、信号CNT_OUTがハイレベル即ち1である場合、入力される信号OUT1がハイレベル即ち1である場合、出力OUT21はハイレベル即ち1となる。なお、バッファBUF2の回路構成はバッファBUF1と等しく、バッファBUF1の入力信号OUT1をOUT2に置き換え、出力信号OUT21をOUT22に置き換えたものである。   FIG. 5 shows a truth table representing the operation of the buffer BUF1. As long as the signal CNT_OUT is at a low level, that is, 0, the output OUT21 holds the previous output. When the signal CNT_OUT is high level, that is, 1, when the input signal OUT1 is low level, that is, 0, the output OUT21 becomes low level, that is, 0. Further, when the signal CNT_OUT is at a high level, that is, 1, when the input signal OUT1 is at a high level, that is, 1, the output OUT21 is at a high level, that is, 1. The circuit configuration of the buffer BUF2 is the same as that of the buffer BUF1, and the input signal OUT1 of the buffer BUF1 is replaced with OUT2, and the output signal OUT21 is replaced with OUT22.

デコーダ部41は、インバータINV3ないしINV5、ナンドゲートND1ないしND3を備える。ナンドゲートND1には、信号OUT21がインバータINV4を介して入力されると共に、信号OUT22がインバータINV5を介して入力され、選択信号V1が出力される。ナンドゲートND2には、信号OUT21がインバータINV3を介して入力されると共に、信号OUT22が入力され、選択信号V2が出力される。ナンドゲートND3には、信号OUT21およびOUT22が入力され、選択信号V3が出力される。デコーダ部41によって、信号OUT21およびOUT22がデコードされ、選択信号V1ないしV3が生成される。   The decoder unit 41 includes inverters INV3 to INV5 and NAND gates ND1 to ND3. The signal OUT21 is input to the NAND gate ND1 through the inverter INV4, the signal OUT22 is input through the inverter INV5, and the selection signal V1 is output. The NAND gate ND2 receives the signal OUT21 through the inverter INV3, and also receives the signal OUT22 and outputs the selection signal V2. The NAND gate ND3 receives the signals OUT21 and OUT22 and outputs the selection signal V3. The decoder unit 41 decodes the signals OUT21 and OUT22, and generates selection signals V1 to V3.

図8に、デコーダ部41によるデコード例を示す。制御電圧VTが0(V)から1(V)の範囲では、選択信号V1およびV2がハイレベル、選択信号V3がローレベルとされる。また、制御電圧VTが1(V)から2(V)の範囲では、選択信号V1およびV3がハイレベル、選択信号V2がローレベルとされる。また、制御電圧VTが2(V)から3(V)の範囲では、選択信号V2およびV3がハイレベル、選択信号V1がローレベルとされる。   FIG. 8 shows an example of decoding by the decoder unit 41. When the control voltage VT is in the range of 0 (V) to 1 (V), the selection signals V1 and V2 are high level and the selection signal V3 is low level. In addition, when the control voltage VT is in the range of 1 (V) to 2 (V), the selection signals V1 and V3 are at a high level and the selection signal V2 is at a low level. In addition, when the control voltage VT is in the range of 2 (V) to 3 (V), the selection signals V2 and V3 are at a high level and the selection signal V1 is at a low level.

電圧変化検出部51は、インバータINV51ないしINV55、ナンドゲートND51ないしND53を備える。ナンドゲートND51には、制御電圧VTがインバータINV51とインバータINV52を介して信号V05として入力されるとともに、制御電圧VTがインバータINV53を介して信号V25として入力される。インバータINV51の論理閾値電圧は後述する閾電圧Vth1より小さい値(0.5(V))に調整される。また、インバータINV53の論路閾値電圧は、後述する閾電圧Vth2よりも大きい値(2.5(V))に調整される。信号V05は制御電圧VTが0.5Vより小さいときにローレベルとなり、制御電圧VTが0.5V以上のときにハイレベルとなる信号である。また、信号V25は制御電圧VTが2.5Vより大きいときにローレベルとなり、制御電圧VTが2.5V以下のときにハイレベルとなる信号である。ナンドゲートND51の出力信号VLHは、制御電圧VTが0.5V以上2.5V以下の場合にローレベルとなり、制御電圧VTが0.5Vより小さい、または、2.5Vより大きい場合にハイレベルとなる。信号VLHは後述するラッチ回路52、セレクタSL0ないしSL3へ入力される。   The voltage change detection unit 51 includes inverters INV51 to INV55 and NAND gates ND51 to ND53. The control voltage VT is input to the NAND gate ND51 as the signal V05 via the inverters INV51 and INV52, and the control voltage VT is input as the signal V25 via the inverter INV53. The logic threshold voltage of the inverter INV51 is adjusted to a value (0.5 (V)) smaller than a threshold voltage Vth1 described later. Further, the logical threshold voltage of the inverter INV53 is adjusted to a value (2.5 (V)) larger than a threshold voltage Vth2 described later. The signal V05 is a signal that is at a low level when the control voltage VT is smaller than 0.5V, and is at a high level when the control voltage VT is 0.5V or higher. The signal V25 is a signal that is low when the control voltage VT is greater than 2.5V, and is high when the control voltage VT is 2.5V or less. The output signal VLH of the NAND gate ND51 becomes a low level when the control voltage VT is 0.5V or more and 2.5V or less, and becomes a high level when the control voltage VT is less than 0.5V or more than 2.5V. . The signal VLH is input to a latch circuit 52 and selectors SL0 to SL3 described later.

また、電圧変化検出部51の備えるインバータINV54およびINV55、ナンドゲートND52およびND53はラッチ回路52として動作する。ナンドゲートND52には、インバータINV54を介したロック検出信号LDおよびナンドゲートND53の出力信号が入力される。ナンドゲートND53には、INV55を介した信号VLHおよびナンドゲートND52の出力信号が入力される。ナンドゲートND53の出力信号CNT_OUTは、バッファBUF1およびBUF2へ入力される。   The inverters INV54 and INV55 and the NAND gates ND52 and ND53 included in the voltage change detection unit 51 operate as a latch circuit 52. The NAND gate ND52 receives the lock detection signal LD via the inverter INV54 and the output signal of the NAND gate ND53. The NAND gate ND53 receives the signal VLH via the INV 55 and the output signal of the NAND gate ND52. An output signal CNT_OUT of the NAND gate ND53 is input to the buffers BUF1 and BUF2.

セレクタ部32は、セレクタSL0ないしSL3を備える。セレクタSL0ないしSL3の各々には、信号VLH、ロック検出信号LDおよびリセット信号LEが入力される。また、セレクタSL0には接地電圧VSSが入力され、セレクタSL1には選択信号V1が入力され、セレクタSL2には選択信号V2が入力され、セレクタSL3には選択信号V3が入力される。セレクタSL0から出力されるバラクタ切替信号VC0Bは、インバータINV6で反転され、バラクタ切替信号VC0として出力される。インバータINV6から出力されるバラクタ切替信号VC0は、スイッチSW0の制御端子に入力される。また、セレクタSL1ないしSL3の各々からは、バラクタ切替信号VC1ないしVC3が出力され、スイッチSW1ないしSW3の各々の制御端子に入力される。   The selector unit 32 includes selectors SL0 to SL3. A signal VLH, a lock detection signal LD, and a reset signal LE are input to each of the selectors SL0 to SL3. The selector SL0 is supplied with the ground voltage VSS, the selector SL1 is supplied with the selection signal V1, the selector SL2 is supplied with the selection signal V2, and the selector SL3 is supplied with the selection signal V3. The varactor switching signal VC0B output from the selector SL0 is inverted by the inverter INV6 and output as the varactor switching signal VC0. The varactor switching signal VC0 output from the inverter INV6 is input to the control terminal of the switch SW0. Further, varactor switching signals VC1 to VC3 are output from the selectors SL1 to SL3 and input to the control terminals of the switches SW1 to SW3.

スイッチ部33は、スイッチSW0ないしSW3を備える。スイッチSW0ないしSW3の入力端子の各々には、制御電圧VTが共通して入力される。また、スイッチSW0ないしSW3の出力端子の各々は、VCO34のバラクタVA0ないしVA3の入力端子の各々に接続される。スイッチSW0ないしSW3は、バラクタ切替信号VC0ないしVC3がハイレベルとされる期間においては導通状態とされ、ローレベルとされる期間においては非導通状態とされるスイッチである。   The switch unit 33 includes switches SW0 to SW3. A control voltage VT is commonly input to each of the input terminals of the switches SW0 to SW3. The output terminals of the switches SW0 to SW3 are connected to the input terminals of the varactors VA0 to VA3 of the VCO 34, respectively. The switches SW0 to SW3 are switches that are turned on when the varactor switching signals VC0 to VC3 are at a high level and are turned off when the varactor switching signals VC0 to VC3 are at a low level.

VCO34は、インダクタL1およびL2、バラクタVA0ないしVA3、トランジスタTr1およびTr2、定電流源CG1を備える。インダクタL1およびL2の一端は、電源電圧VCCに共通に接続される。インダクタL1およびL2の他端には、バラクタVA0ないしVA3がそれぞれ接続されている。インダクタL1およびL2と、バラクタVA0ないしVA3によって、共振回路35が構成される。   The VCO 34 includes inductors L1 and L2, varactors VA0 to VA3, transistors Tr1 and Tr2, and a constant current source CG1. One ends of the inductors L1 and L2 are commonly connected to the power supply voltage VCC. Varactors VA0 to VA3 are connected to the other ends of the inductors L1 and L2, respectively. The inductors L1 and L2 and the varactors VA0 to VA3 constitute a resonance circuit 35.

トランジスタTr1およびTr2のコレクタ端子は、共振回路35に接続される。トランジスタTr1のベース端子はトランジスタTr2のコレクタ端子に接続され、トランジスタTr2のベース端子はトランジスタTr1のコレクタ端子に接続される。トランジスタTr1およびTr2のエミッタ端子は、定電流源CG1を介して接地電圧VSSに接続される。トランジスタTr1およびTr2によって、共振回路によって生成された発振信号が増幅される。トランジスタTr2のコレクタ端子からは、増幅された発振信号が、出力クロック信号CLKOとして出力される。   The collector terminals of the transistors Tr1 and Tr2 are connected to the resonance circuit 35. The base terminal of the transistor Tr1 is connected to the collector terminal of the transistor Tr2, and the base terminal of the transistor Tr2 is connected to the collector terminal of the transistor Tr1. The emitter terminals of the transistors Tr1 and Tr2 are connected to the ground voltage VSS via the constant current source CG1. The oscillation signals generated by the resonance circuit are amplified by the transistors Tr1 and Tr2. An amplified oscillation signal is output as an output clock signal CLKO from the collector terminal of the transistor Tr2.

図3を用いて、セレクタ部32に備えられるセレクタSL1の回路構成について説明する。セレクタSL1は、リセット機能付きフリップフロップ(以下フリップフロップ)FF1a、リセット機能付きラッチ(以下ラッチ)FF1b、インバータINV11およびINV12、ナンドゲートND11、遅延部DPを備える。インバータINV11にはロック検出信号LDが入力され、反転ロック検出信号LDXが出力される。フリップフロップFF1aのリセット端子Lにはリセット信号LEが入力され、入力端子CKにはロック検出信号LDが入力され、反転入力端子XCKには反転ロック検出信号LDXが入力される。フリップフロップFF1aの出力端子Qからは信号LOが出力され、反転出力端子QXからは信号LOの反転信号である反転信号LOXが出力される。また、フリップフロップFF1aの真理値表を図14(A)に示す。   The circuit configuration of the selector SL1 provided in the selector unit 32 will be described with reference to FIG. The selector SL1 includes a flip-flop with reset function (hereinafter flip-flop) FF1a, a latch with reset function (hereinafter latch) FF1b, inverters INV11 and INV12, a NAND gate ND11, and a delay unit DP. The inverter INV11 receives the lock detection signal LD and outputs the inverted lock detection signal LDX. The reset signal LE is input to the reset terminal L of the flip-flop FF1a, the lock detection signal LD is input to the input terminal CK, and the inverted lock detection signal LDX is input to the inverting input terminal XCK. A signal LO is output from the output terminal Q of the flip-flop FF1a, and an inverted signal LOX that is an inverted signal of the signal LO is output from the inverted output terminal QX. A truth table of the flip-flop FF1a is shown in FIG.

遅延部DPは、偶数段のインバータを備えており、入力信号に遅延時間を付与して出力する回路である。遅延部DPにはロック検出信号LDが入力され、遅延時間が付与された遅延ロック検出信号LDDが出力される。遅延部DPは、ヒゲ状のスパイクノイズの発生を防止するための回路である。ナンドゲートND11には、遅延ロック検出信号LDDおよび信号LOXが入力され、信号OUTが出力される。信号OUTは、インバータINV12で反転され、反転信号OUTXとして出力される。   The delay unit DP includes an even number of stages of inverters, and is a circuit that adds a delay time to an input signal and outputs the input signal. A lock detection signal LD is input to the delay unit DP, and a delay lock detection signal LDD with a delay time is output. The delay unit DP is a circuit for preventing generation of spike-like spike noise. The NAND gate ND11 receives the delay lock detection signal LDD and the signal LOX, and outputs a signal OUT. The signal OUT is inverted by the inverter INV12 and output as the inverted signal OUTX.

ラッチFF1bのリセット端子Lには信号VLHが入力され、入力端子Dには選択信号V1が入力され、クロック端子Gには反転信号OUTXが入力される。ラッチFF1bの出力端子Qからは、バラクタ切替信号VC1が出力される。ラッチFF1bは、反転信号OUTXの立ち上がりエッジに応じて選択信号V1をラッチし、反転して、バラクタ切替信号VC1として出力する動作を行う。また、ラッチFF1bの真理値表を図14(B)に示す。なお、セレクタSL2およびSL3の構成も、セレクタSL1の構成と同様であるため、ここでは詳細な説明は省略する。   The signal VLH is input to the reset terminal L of the latch FF1b, the selection signal V1 is input to the input terminal D, and the inverted signal OUTX is input to the clock terminal G. A varactor switching signal VC1 is output from the output terminal Q of the latch FF1b. The latch FF1b latches the selection signal V1 in accordance with the rising edge of the inverted signal OUTX, inverts it, and outputs it as the varactor switching signal VC1. A truth table of the latch FF1b is shown in FIG. Note that the configurations of the selectors SL2 and SL3 are the same as the configuration of the selector SL1, and thus detailed description thereof is omitted here.

また、セレクタSL0の回路構成について説明する。セレクタSL0は、図3のセレクタSL1におけるラッチFF1bに代えて、リセット機能付きラッチ(以下ラッチ)FF0bを備える。ラッチFF0bのリセット端子Lにはリセット信号VLHが入力され、入力端子Dには接地電圧VSSが入力され、クロック端子Gには反転信号OUTXが入力される。ラッチFF0bの出力端子Qからは、バラクタ切替信号VC0Bが出力される。ラッチFF0bは、反転信号OUTXの立ち上がりエッジに応じて接地電圧VSSをラッチし、ローレベルのバラクタ切替信号VC0Bを出力する動作を行う。なお、セレクタSL0のその他の構成は、セレクタSL1の構成と同様であるため、ここでは詳細な説明は省略する。   The circuit configuration of the selector SL0 will be described. The selector SL0 includes a latch with reset function (hereinafter referred to as a latch) FF0b instead of the latch FF1b in the selector SL1 of FIG. The reset signal VLH is input to the reset terminal L of the latch FF0b, the ground voltage VSS is input to the input terminal D, and the inverted signal OUTX is input to the clock terminal G. A varactor switching signal VC0B is output from the output terminal Q of the latch FF0b. The latch FF0b latches the ground voltage VSS in accordance with the rising edge of the inverted signal OUTX, and performs an operation of outputting a low-level varactor switching signal VC0B. Since the other configuration of the selector SL0 is the same as that of the selector SL1, detailed description thereof is omitted here.

図6を用いて、バラクタVA0ないしVA3について説明する。バラクタVA0ないしVA3は、制御電圧VTの変化に応じて容量値が変化する可変容量素子である。バラクタVA0は粗調整用バラクタであり、バラクタVA1ないしVA3は微調整用バラクタである。図6(A)に、バラクタVA0における、制御電圧VTと容量値との関係を示す。バラクタVA0は、容量可変範囲CV0を有する。バラクタVA0の容量可変範囲CV0は、制御電圧VTの電圧範囲(0〜3(V))と1対1に対応する。バラクタVA0の容量可変範囲CV0は、複数の分割容量可変範囲CV0aないしCV0cに分割される。ここで、分割容量可変範囲CV0cとCV0bとの境界を定める制御電圧VTの値を、閾電圧Vth1と定義する。また、分割容量可変範囲CV0aとCV0bとの境界を定める制御電圧VTの値を、閾電圧Vth2と定義する。本実施形態の図4の例では、閾電圧Vth1=1(V)、閾電圧Vth2=2(V)とされる場合を説明する。   The varactors VA0 to VA3 will be described with reference to FIG. The varactors VA0 to VA3 are variable capacitance elements whose capacitance values change according to changes in the control voltage VT. The varactor VA0 is a coarse adjustment varactor, and the varactors VA1 to VA3 are fine adjustment varactors. FIG. 6A shows the relationship between the control voltage VT and the capacitance value in the varactor VA0. The varactor VA0 has a variable capacitance range CV0. The capacity variable range CV0 of the varactor VA0 has a one-to-one correspondence with the voltage range (0 to 3 (V)) of the control voltage VT. The capacity variable range CV0 of the varactor VA0 is divided into a plurality of divided capacity variable ranges CV0a to CV0c. Here, the value of the control voltage VT that defines the boundary between the divided capacitance variable ranges CV0c and CV0b is defined as a threshold voltage Vth1. In addition, the value of the control voltage VT that defines the boundary between the divided capacitance variable ranges CV0a and CV0b is defined as a threshold voltage Vth2. In the example of FIG. 4 of the present embodiment, a case where the threshold voltage Vth1 = 1 (V) and the threshold voltage Vth2 = 2 (V) will be described.

また、図6(B)に、バラクタVA1ないしVA3における、制御電圧VTと容量値との関係を示す。バラクタVA1ないしVA3の各々は、容量可変範囲CV1ないしCV3を有する。容量可変範囲CV1ないしCV3の可変範囲は、バラクタVA0の容量値の容量可変範囲CV0よりも小さい範囲とされる。また、容量可変範囲CV1ないしCV3の範囲は、バラクタVA0の容量可変範囲CV0をカバーするように、互いに異なる範囲に設定される。そして、バラクタVA0の分割容量可変範囲CV0aないしCV0cの各々に対応するように、バラクタVA1ないしVA3の容量可変範囲CV1ないしCV3が設定される。本実施例において、制御電圧VTが0.5V以下および2.5V以上となった場合、バラクタを切り替える。バラクタVA1ないしVA3の容量可変範囲CV1ないしCV3はバラクタに入力される制御電圧VTが0.5V以上2.5V以下の領域での容量可変範囲と定義する。   FIG. 6B shows the relationship between the control voltage VT and the capacitance value in the varactors VA1 to VA3. Each of the varactors VA1 to VA3 has capacitance variable ranges CV1 to CV3. The variable ranges of the capacitance variable ranges CV1 to CV3 are smaller than the capacitance variable range CV0 of the capacitance value of the varactor VA0. Further, the capacitance variable ranges CV1 to CV3 are set to different ranges so as to cover the capacitance variable range CV0 of the varactor VA0. Then, the variable capacitance ranges CV1 to CV3 of the varactors VA1 to VA3 are set so as to correspond to the divided capacitance variable ranges CV0a to CV0c of the varactor VA0. In this embodiment, when the control voltage VT is 0.5 V or less and 2.5 V or more, the varactor is switched. The variable capacity ranges CV1 to CV3 of the varactors VA1 to VA3 are defined as variable capacity ranges in the region where the control voltage VT input to the varactor is 0.5V to 2.5V.

図7を用いて、バラクタVA0ないしVA3における、制御電圧VTと発振周波数fVCOとの関係を説明する。図7(A)に、バラクタVA0における、制御電圧VTと発振周波数fVCOとの関係を示す。バラクタVA0は、周波数可変範囲fV0を有する。周波数可変範囲fV0は、複数の分割周波数可変範囲fV0aないしfV0cに分割される。また図7(B)に、バラクタVA1ないしVA3における、制御電圧VTと発振周波数fVCOとの関係を示す。バラクタVA1ないしVA3の各々は、周波数可変範囲fV1ないしfV3を有する。そして、バラクタVA0の分割周波数可変範囲fV0aないしfV0cの各々に対応するように、バラクタVA1ないしVA3の周波数可変範囲fV1ないしfV3が設定される。   The relationship between the control voltage VT and the oscillation frequency fVCO in the varactors VA0 to VA3 will be described with reference to FIG. FIG. 7A shows the relationship between the control voltage VT and the oscillation frequency fVCO in the varactor VA0. The varactor VA0 has a frequency variable range fV0. The frequency variable range fV0 is divided into a plurality of divided frequency variable ranges fV0a to fV0c. FIG. 7B shows the relationship between the control voltage VT and the oscillation frequency fVCO in the varactors VA1 to VA3. Each of the varactors VA1 to VA3 has a frequency variable range fV1 to fV3. The frequency variable ranges fV1 to fV3 of the varactors VA1 to VA3 are set so as to correspond to the divided frequency variable ranges fV0a to fV0c of the varactor VA0.

VCO34の動作を説明する。共振回路35の発振周波数fVCOは、インダクタL1およびL2のインダクタンスLと、バラクタVA0ないしVA3の何れかが有する容量Cとにより、次式で与えられる。
fVCO=1/(2π×(L×C)1/2)・・・(1)式
そして制御電圧VTにより、バラクタVA0ないしVA3の容量を変化させることができ、出力クロック信号CLKOの発振周波数fVCOを制御することができる。
The operation of the VCO 34 will be described. The oscillation frequency fVCO of the resonance circuit 35 is given by the following equation by the inductance L of the inductors L1 and L2 and the capacitance C of any of the varactors VA0 to VA3.
fVCO = 1 / (2π × (L × C) 1/2 ) (1) The capacity of the varactors VA0 to VA3 can be changed by the control voltage VT, and the oscillation frequency fVCO of the output clock signal CLKO. Can be controlled.

本発明に係るPLL回路1の動作を、図9および図10のフローと、図11ないし図13のタイミングチャートを用いて説明する。   The operation of the PLL circuit 1 according to the present invention will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 9 and 10 and the timing charts of FIGS.

S1において、電源電圧VCCが立ち上がり、PLL回路1の回路動作が開始される(図11、時刻t0)。制御電圧VTが入力されていないため、信号V05はローレベルとなり、信号VLHはハイレベルとなる(図11、矢印Y1)。信号VLHの立ち上がりにより、セレクタ部32のセレクタSL1ないしSL3は、ローレベルへリセットされる。また、セレクタSL0から出力されるバラクタ切替信号VC0Bがローレベルとされるため、インバータINV6を介して出力されるバラクタ切替信号VC0がハイレベルとされ、スイッチSW0は導通状態とされる(矢印Y3)。よって、信号VLHの立ち上がりエッジに応じて、バラクタVA1ないしVA3の何れかを選択する設定から、バラクタVA0を選択する設定に初期化が行われる。   In S1, the power supply voltage VCC rises and the circuit operation of the PLL circuit 1 is started (FIG. 11, time t0). Since the control voltage VT is not input, the signal V05 becomes low level and the signal VLH becomes high level (arrow Y1 in FIG. 11). The selectors SL1 to SL3 of the selector unit 32 are reset to a low level by the rise of the signal VLH. Further, since the varactor switching signal VC0B output from the selector SL0 is set to the low level, the varactor switching signal VC0 output via the inverter INV6 is set to the high level, and the switch SW0 is turned on (arrow Y3). . Therefore, initialization is performed from the setting for selecting one of the varactors VA1 to VA3 to the setting for selecting the varactor VA0 according to the rising edge of the signal VLH.

S3において、設定周波数fSの設定が行われる。設定周波数fSの値は、ユーザ等によって、任意の値に設定可能とされる。設定周波数fSの設定が完了することに応じて、ハイレベルのリセット信号LEがPLL回路1に入力される(図11、時刻t1)。ここで設定される設定周波数fSは、後述する粗調整段階(S5〜S13)で選択されるバラクタVA0を使用した場合のVCOブロック3の制御電圧VTが、0.5V〜2.5Vの電圧範囲に入るものとする。   In S3, the set frequency fS is set. The value of the set frequency fS can be set to an arbitrary value by the user or the like. When the setting of the setting frequency fS is completed, a high level reset signal LE is input to the PLL circuit 1 (FIG. 11, time t1). The set frequency fS set here is a voltage range in which the control voltage VT of the VCO block 3 is 0.5V to 2.5V when the varactor VA0 selected in the coarse adjustment stage (S5 to S13) described later is used. Shall enter.

S5において、PLL回路1はバラクタVA0を選択して、出力クロック信号CLKOの粗調整段階(S5〜S13)として動作する。制御電圧VTは0.5V〜2.5Vの電圧範囲で動作するので、電圧変化検出部51における信号V05はハイレベルに、信号V25はローレベルになる。その結果、出力信号VLHはローレベルとなる。   In S5, the PLL circuit 1 selects the varactor VA0 and operates as a coarse adjustment stage (S5 to S13) of the output clock signal CLKO. Since the control voltage VT operates in a voltage range of 0.5 V to 2.5 V, the signal V05 in the voltage change detection unit 51 is at a high level and the signal V25 is at a low level. As a result, the output signal VLH becomes low level.

S7において、PLLチューニングが行われる。PLLチューニングの動作について説明する。リファレンスカウンタ21は、入力クロック信号CLKRをN分周して、分周入力クロック信号CLKNを出力する。またメインカウンタ22は、出力クロック信号CLKOをM分周して、分周内部クロック信号CLKMを出力する。位相比較器23は、分周入力クロック信号CLKN及び分周内部クロック信号CLKMの位相比較を行い、位相比較結果に応じたパルス幅の位相差信号UP、DNを出力する。   In S7, PLL tuning is performed. The operation of PLL tuning will be described. The reference counter 21 divides the input clock signal CLKR by N and outputs a divided input clock signal CLKN. The main counter 22 divides the output clock signal CLKO by M and outputs a divided internal clock signal CLKM. The phase comparator 23 compares the phase of the divided input clock signal CLKN and the divided internal clock signal CLKM, and outputs phase difference signals UP and DN having a pulse width corresponding to the phase comparison result.

チャージポンプ25は、位相差信号UP、DNに応じ、ローパスフィルタ26に対して正または負の位相差電流IPを供給する。すなわち、位相差信号UPが入力される場合には、正電流を供給し、位相差信号DNが入力される場合には、負電流を供給する。ローパスフィルタ26は、チャージポンプ25が出力する位相差電流IPを積分して制御電圧VTを出力する。   The charge pump 25 supplies a positive or negative phase difference current IP to the low-pass filter 26 in accordance with the phase difference signals UP and DN. That is, when the phase difference signal UP is input, a positive current is supplied, and when the phase difference signal DN is input, a negative current is supplied. The low-pass filter 26 integrates the phase difference current IP output from the charge pump 25 and outputs a control voltage VT.

VCO34は、ローパスフィルタ26から出力される制御電圧VTに応じた周波数の出力クロック信号CLKOを生成する。そして、分周入力クロック信号CLKN及び分周内部クロック信号CLKMの位相差が一定となるようにフィードバック制御される。これにより、出力クロック信号CLKOの発振周波数fVCOが設定周波数fSに一致するように、PLLチューニングが行われる。   The VCO 34 generates an output clock signal CLKO having a frequency corresponding to the control voltage VT output from the low pass filter 26. Then, feedback control is performed so that the phase difference between the divided input clock signal CLKN and the divided internal clock signal CLKM is constant. Thus, PLL tuning is performed so that the oscillation frequency fVCO of the output clock signal CLKO matches the set frequency fS.

S9において、バラクタVA0を用いた粗調整段階において、発振周波数fVCOが設定周波数fSにロックする(図11,時刻t2)。この時の制御電圧VTの値を、ロック制御電圧VTL1と定義する。本実施形態の説明例では、ロック制御電圧VTL1が1.2(V)となる場合を説明する。   In S9, in the coarse adjustment stage using the varactor VA0, the oscillation frequency fVCO is locked to the set frequency fS (FIG. 11, time t2). The value of the control voltage VT at this time is defined as a lock control voltage VTL1. In the explanation example of the present embodiment, a case where the lock control voltage VTL1 is 1.2 (V) will be described.

S11において、VT電圧検出部31で、選択信号V1ないしV3が設定される。VT電圧検出部31は、入力される制御電圧VTの値に応じて、バラクタVA1ないしVA3のうちの何れを選択するかを決定する回路である。具体的には、インバータINV1およびINV2を用いることにより、制御電圧VTの値に対応する分割可変範囲を、分割容量可変範囲CV0aないしCV0cのうちから選択する。そして、デコーダ部41を用いることにより、選択された分割可変範囲に対応するバラクタを選択するための選択信号V1ないしV3を生成する。   In S <b> 11, the selection signals V <b> 1 to V <b> 3 are set by the VT voltage detection unit 31. The VT voltage detection unit 31 is a circuit that determines which one of the varactors VA1 to VA3 is selected according to the value of the input control voltage VT. Specifically, by using the inverters INV1 and INV2, the divided variable range corresponding to the value of the control voltage VT is selected from the divided capacitor variable ranges CV0a to CV0c. Then, by using the decoder unit 41, selection signals V1 to V3 for selecting a varactor corresponding to the selected division variable range are generated.

本実施形態の例では、ロック制御電圧VTL1が1.2(V)の場合を説明しているため、インバータINV1から出力される信号OUT1およびバッファBUF1から出力される信号OUT21はローレベルとされる。また、インバータINV2から出力される信号OUT2およびバッファBUF2から出力される信号OUT22はハイレベルとされる。よって、図8のデコード例に示すように、選択信号V1およびV3はハイレベルとされ、選択信号V2はローレベルとされる。これにより、図6(A)に示すように、ロック制御電圧VTL1に対応する分割可変範囲として、分割容量可変範囲CV0bが選択される。そして、分割可変範囲CV0bに対応するバラクタとして、バラクタVA2が選択される。   In the example of this embodiment, since the case where the lock control voltage VTL1 is 1.2 (V) is described, the signal OUT1 output from the inverter INV1 and the signal OUT21 output from the buffer BUF1 are set to the low level. . Further, the signal OUT2 output from the inverter INV2 and the signal OUT22 output from the buffer BUF2 are set to the high level. Therefore, as shown in the decoding example of FIG. 8, the selection signals V1 and V3 are set to the high level, and the selection signal V2 is set to the low level. As a result, as shown in FIG. 6A, the divided capacitance variable range CV0b is selected as the divided variable range corresponding to the lock control voltage VTL1. Then, the varactor VA2 is selected as the varactor corresponding to the divided variable range CV0b.

S13において、ロック状態が所定時間LTの間継続されることに応じて、ロック検出器24からハイレベルのロック検出信号LDが出力される。本実施形態の例では、図11の時刻t3においてロック検出が行われ、ロック検出信号LDがハイレベルに遷移する。そして、粗調整段階から微調整段階(S15〜S29)へ移行する。   In S13, the lock detector 24 outputs a high level lock detection signal LD in response to the lock state being continued for a predetermined time LT. In the example of the present embodiment, lock detection is performed at time t3 in FIG. 11, and the lock detection signal LD transitions to a high level. Then, the process proceeds from the coarse adjustment stage to the fine adjustment stage (S15 to S29).

S15において、セレクタ部32で、バラクタ切替信号VC0ないしVC3が生成される。バラクタ切替信号VC1ないしVC3は、ロック検出信号LDを用いて選択信号V1ないしV3をラッチすることによって生成される。また、バラクタ切替信号VC0は、ロック検出信号LDを用いて接地電圧VSSをラッチすることによって生成される。   In S15, the selector unit 32 generates varactor switching signals VC0 to VC3. The varactor switching signals VC1 to VC3 are generated by latching the selection signals V1 to V3 using the lock detection signal LD. The varactor switching signal VC0 is generated by latching the ground voltage VSS using the lock detection signal LD.

バラクタ切替信号VC1ないしVC3の生成動作を説明する。図11の時刻t3において、ロック検出信号LDがハイレベルに遷移することに応じて、フリップフロップFF1a(図3)から出力される反転信号LOXがハイレベルへ遷移する(矢印Y5)。ナンドゲートND11にはハイレベルの反転信号LOXおよびハイレベルの遅延ロック検出信号LDDが入力されるため、信号OUTはローレベルへ遷移し、反転信号OUTXはハイレベルへ遷移する(矢印Y7)。セレクタSL1のラッチFF1bでは、反転信号OUTXの立ち上がりエッジに応じて、ハイレベルの選択信号V1が反転された上でラッチされ、バラクタ切替信号VC1がローレベルに維持される(矢印Y9)。同様に、セレクタSL2では選択信号V2が反転された上でラッチされ、バラクタ切替信号VC2がハイレベルとされる(矢印Y9)。同様に、セレクタSL3では選択信号V3が反転された上でラッチされ、バラクタ切替信号VC3がローレベルに維持される(矢印Y9)。これにより、微調整段階への移行時点(時刻t3)での選択信号V1ないしV3の各々が、反転された上で、バラクタ切替信号VC1ないしVC3としてラッチされる。   A generation operation of the varactor switching signals VC1 to VC3 will be described. At time t3 in FIG. 11, the inversion signal LOX output from the flip-flop FF1a (FIG. 3) transitions to a high level in response to the lock detection signal LD transitioning to a high level (arrow Y5). Since the NAND gate ND11 receives the high level inversion signal LOX and the high level delay lock detection signal LDD, the signal OUT changes to low level and the inversion signal OUTX changes to high level (arrow Y7). In the latch FF1b of the selector SL1, in response to the rising edge of the inverted signal OUTX, the high level selection signal V1 is inverted and latched, and the varactor switching signal VC1 is maintained at the low level (arrow Y9). Similarly, in selector SL2, selection signal V2 is inverted and latched, and varactor switching signal VC2 is set to the high level (arrow Y9). Similarly, in selector SL3, selection signal V3 is inverted and latched, and varactor switching signal VC3 is maintained at the low level (arrow Y9). As a result, the selection signals V1 to V3 at the time of transition to the fine adjustment stage (time t3) are inverted and latched as varactor switching signals VC1 to VC3.

また、セレクタSL0のラッチFF0bでは、反転信号OUTXの立ち上がりエッジに応じて接地電圧VSSが反転された上でラッチされることで、バラクタ切替信号VC0Bがハイレベルへ遷移し、バラクタ切替信号VC0がローレベルへ遷移する(矢印Y11)。これにより、微調整段階への移行時点(時刻t3)において、VT電圧検出部31によって選択されていたバラクタVA2へ切り替える動作が行われる。   In the latch FF0b of the selector SL0, the ground voltage VSS is inverted and latched in response to the rising edge of the inverted signal OUTX, so that the varactor switching signal VC0B transitions to a high level and the varactor switching signal VC0 is low. Transition to level (arrow Y11). Thereby, at the time of transition to the fine adjustment stage (time t3), an operation of switching to the varactor VA2 selected by the VT voltage detector 31 is performed.

S17(図10)において、スイッチSW0ないしSW3の切り替えにより、使用されるバラクタが切り替えられる。本実施形態の説明例では、時刻t4(図11)において、スイッチSW2が導通状態とされ、スイッチSW0は非導通状態とされることで、使用されるバラクタがバラクタVA0からVA2へ切り替えられる。   In S17 (FIG. 10), the varactor to be used is switched by switching the switches SW0 to SW3. In the example of this embodiment, at time t4 (FIG. 11), the switch SW2 is turned on and the switch SW0 is turned off, so that the varactor used is switched from the varactor VA0 to VA2.

このとき、制御電圧VTがロック制御電圧VTL1の状態で、バラクタVA0からVA2へ切り替わる。すると、切り替わり後におけるロック制御電圧VTL1での発振周波数fVCOは、設定周波数fSからずれた異なる値となるため、ロックが外れる(図7,矢印Y20)。よって、時刻t4(図11)において、ロック検出信号LDはローレベルに遷移する。   At this time, the varactor VA0 is switched to VA2 while the control voltage VT is at the lock control voltage VTL1. Then, since the oscillation frequency fVCO at the lock control voltage VTL1 after switching becomes a different value deviating from the set frequency fS, the lock is released (arrow Y20 in FIG. 7). Therefore, at time t4 (FIG. 11), the lock detection signal LD changes to the low level.

S19において、ロックが外れることに応じて、PLLの再チューニングが開始される。再チューニングでは、切り替え後のバラクタVA2が用いられる。そして再チューニング中に、VT電圧検出部31において、選択信号V1ないしV3が再設定される(S20)。本実施形態の例では、図7(B)に示すように、再チューニングにより、ロック制御電圧VTL1からVTL2へ変化する(図7(B)、矢印Y21)。このような場合においても、ロック検出信号LDがハイレベルとなるとともに、信号CNT_OUTがローレベルとなっているため、バッファBUF1およびBUF2の出力信号OUT21およびOUT22は固定される。よって、このように、再チューニング時において、制御電圧VTの値が変化して閾電圧をまたぐ場合であっても、再チューニングの前後で選択信号V1ないしV3の値は変化しない。   In S19, PLL retuning is started in response to the unlocking. In retuning, the switched varactor VA2 is used. During the retuning, the selection signals V1 to V3 are reset in the VT voltage detection unit 31 (S20). In the example of the present embodiment, as shown in FIG. 7B, the lock control voltage VTL1 is changed to VTL2 by retuning (FIG. 7B, arrow Y21). Even in such a case, since the lock detection signal LD is at the high level and the signal CNT_OUT is at the low level, the output signals OUT21 and OUT22 of the buffers BUF1 and BUF2 are fixed. Thus, even when the value of the control voltage VT changes and crosses the threshold voltage during retuning, the values of the selection signals V1 to V3 do not change before and after retuning.

S21において、切り替え後のバラクタVA2を使用して、発振周波数fVCOが設定周波数fSに再ロックする。このときの制御電圧VTの値を、ロック制御電圧VTL2と定義する(図7(B))。   In S21, the oscillation frequency fVCO is re-locked to the set frequency fS using the varactor VA2 after switching. The value of the control voltage VT at this time is defined as a lock control voltage VTL2 (FIG. 7B).

S25において、ロック検出器24からロック検出信号LDが再出力される。本実施形態の例では、時刻t5(図11)において、ロック検出信号LDは再度ハイレベルへ遷移する。   In S25, the lock detection signal LD is output again from the lock detector 24. In the example of the present embodiment, the lock detection signal LD changes to the high level again at time t5 (FIG. 11).

S27において、再ロック時以降においても、再チューニング時に使用されたバラクタVA2の選択が保持される。S29において、そして、再チューニング時に使用されたバラクタVA2で、発振周波数fVCOの設定周波数fSに対するロックが継続される(S29)。   In S27, the selection of the varactor VA2 used at the time of retuning is maintained even after the relocking. In S29, the varactor VA2 used for retuning continues to lock the oscillation frequency fVCO to the set frequency fS (S29).

S31において、新規なPLL周波数設定がPLL回路1で行われたか否かが判断される。新規なPLL周波数設定が行われていないと判断される場合(S31:NO)には、S27へ戻り、ロック状態が維持される。一方、新規なPLL周波数設定が入力されていると判断される場合(S31:YES)には、バラクタの切り替えが必要か否か判断される(S33)。   In S31, it is determined whether or not a new PLL frequency setting has been performed in the PLL circuit 1. If it is determined that a new PLL frequency setting has not been performed (S31: NO), the process returns to S27 and the locked state is maintained. On the other hand, when it is determined that a new PLL frequency setting has been input (S31: YES), it is determined whether or not varactor switching is necessary (S33).

S33において、バラクタの切り替えが不要の場合(S33:NO)のタイミングチャートを図12に示す。新規設定周波数に応じた制御電圧VTが、0.5V以上2.5V以下の場合、バラクタVA1ないしVA3のうちから現在選択されているバラクタをそのまま新規設定周波数用のバラクタとして用いることが可能である。
時刻t21において、リセット信号LEが入力され、ロック検出信号LDがローレベルとなる。制御電圧VTが、0.5V以上2.5V以下の場合、信号VLHはローレベルとなる(図12、矢印Y23)。信号VLHがローレベルのとき、信号CNT_OUTもローレベルであり(図12、矢印Y25)、信号OUT21およびOUT22も変化しない(図12、矢印Y27)。よって、セレクタSL1ないしSL3の出力VC1ないしVC3も変化せず、バラクタの変更は行われず、時刻t21から所定時間LT経過後、時刻t22において、ロック検出信号LDがハイレベルとなる。そして、選択されているバラクタをそのまま選択し続け、設定を維持する(図10、S27)。
FIG. 12 shows a timing chart when switching of the varactor is unnecessary in S33 (S33: NO). When the control voltage VT corresponding to the newly set frequency is 0.5 V or more and 2.5 V or less, the varactor currently selected from the varactors VA1 to VA3 can be used as it is as the varactor for the newly set frequency. .
At time t21, the reset signal LE is input and the lock detection signal LD becomes low level. When the control voltage VT is not less than 0.5V and not more than 2.5V, the signal VLH is at a low level (arrow Y23 in FIG. 12). When the signal VLH is at a low level, the signal CNT_OUT is also at a low level (FIG. 12, arrow Y25), and the signals OUT21 and OUT22 do not change (FIG. 12, arrow Y27). Therefore, the outputs VC1 to VC3 of the selectors SL1 to SL3 do not change, the varactor is not changed, and the lock detection signal LD becomes high level at time t22 after a predetermined time LT has elapsed from time t21. Then, the selected varactor is continuously selected and the setting is maintained (S27 in FIG. 10).

S33において、バラクタの切り替えが必要な場合(S33:YES)のタイミングチャートを図13に示す。時刻t31において、リセット信号LEが入力され、ロック検出信号新規設定周波数に応じた制御電圧VTが0.5V未満または2.5Vより上の場合、信号VLHがハイレベルになり(図13、矢印Y31)、信号CNT_OUTがハイレベルになる(図13、矢印Y33)。信号CNT_OUTがハイレベルとなると、信号OUT21およびOUT22が制御信号VTに応じて変化する(図13、矢印Y35)。また、信号VLHがハイレベルになると、セレクタSL0ないしSL3がリセットされ、VC0がハイレベルとなり、VC1ないしVC3がローレベルとなる(図13、矢印Y37)。
VC0のみがハイレベルとなることで、バラクタVA2からバラクタVA0に切り替えられ、新たなPLLチューニング動作が開始される(図9、S5)。その後のフローについては、前述したフローと同様であるため、ここでは詳細な説明は省略する。
FIG. 13 shows a timing chart when varactor switching is required in S33 (S33: YES). At time t31, when the reset signal LE is input and the control voltage VT corresponding to the lock detection signal new set frequency is less than 0.5V or above 2.5V, the signal VLH becomes high level (FIG. 13, arrow Y31). ), The signal CNT_OUT becomes high level (FIG. 13, arrow Y33). When the signal CNT_OUT becomes high level, the signals OUT21 and OUT22 change according to the control signal VT (FIG. 13, arrow Y35). Further, when the signal VLH becomes high level, the selectors SL0 to SL3 are reset, VC0 becomes high level, and VC1 to VC3 become low level (arrow Y37 in FIG. 13).
When only VC0 becomes high level, the varactor VA2 is switched to the varactor VA0, and a new PLL tuning operation is started (S5 in FIG. 9). Since the subsequent flow is the same as the flow described above, detailed description thereof is omitted here.

本実施形態に係るPLL回路1の効果を説明する。PLL回路1では、VCO34に、粗調整用のバラクタVA0と、複数の微調整用のバラクタVA1ないしVA3が備えられる。そして、PLLチューニングが開始されると、バラクタVA0が選択され、粗調整段階とされる。粗調整段階では、発振周波数帯域は広くされるが、変換感度(Kv)が高くなり位相雑音特性が悪化すると共に、制御電圧VTに対する発振周波数fVCOの変化の直線性が劣化する。そして、初回のロック検出が行われることに応じて、バラクタVA1ないしVA3の何れかが選択され、微調整段階へ移行する。微調整段階では、発振周波数帯域は狭くなるが、位相雑音特性および発振周波数fVCOの変化の直線性が向上する。これにより、広周波数帯域で発振し、かつ低位相雑音特性および高直線性を有するPLL回路1を提供することができる。よって、PLL回路1でのロックレンジが狭くなることや、製造ばらつきに対する発振周波数範囲のマージンが不足するなどの問題を防止することが可能となる。更に、発振周波数の変更に伴う微調整用のバラクタVA1ないしVA3の再選択時に、現在選択されているバラクタVA1ないしVA3と同じ可変容量を用いて、変更後の発振周波数の出力が可能な場合、バラクタの切り替えを抑止する。この微調整用バラクタの切り替えの抑止により、調整による動作時間の遅延を防止することが可能となる。   The effect of the PLL circuit 1 according to the present embodiment will be described. In the PLL circuit 1, the VCO 34 includes a varactor VA0 for coarse adjustment and a plurality of varactors VA1 to VA3 for fine adjustment. When PLL tuning is started, the varactor VA0 is selected, and the coarse adjustment stage is set. In the coarse adjustment stage, the oscillation frequency band is widened, but the conversion sensitivity (Kv) is increased, the phase noise characteristic is deteriorated, and the linearity of the change of the oscillation frequency fVCO with respect to the control voltage VT is deteriorated. Then, one of the varactors VA1 to VA3 is selected in response to the initial lock detection, and the process proceeds to the fine adjustment stage. In the fine adjustment stage, the oscillation frequency band is narrowed, but the phase noise characteristics and the linearity of changes in the oscillation frequency fVCO are improved. As a result, it is possible to provide the PLL circuit 1 that oscillates in a wide frequency band and has low phase noise characteristics and high linearity. Therefore, it is possible to prevent problems such as a narrow lock range in the PLL circuit 1 and insufficient margin of the oscillation frequency range with respect to manufacturing variations. Furthermore, when re-selecting the fine-adjustment varactors VA1 to VA3 associated with the change of the oscillation frequency, if the changed oscillation frequency can be output using the same variable capacitance as the currently selected varactors VA1 to VA3, Suppress varactor switching. By suppressing the switching of the fine adjustment varactor, it is possible to prevent a delay in the operation time due to the adjustment.

また、本実施形態に係るPLL回路1のセレクタSL1では、フリップフロップFF1aは、入力されるロック検出信号を分周して反転信号LOXを出力する。また、ナンドゲートND11およびインバータINV12により、反転信号LOXから反転信号OUTXを生成する。そして、反転信号OUTXの立ち上がりエッジに応じて、ラッチFF1bにおいて、選択信号V1をラッチする。また、セレクタSL2およびSL3においても同様して、選択信号V2およびV3がラッチされる。これにより、ロック検出信号LDを分周した信号を用いて選択信号V1ないしV3のラッチを制御することで、初回ロック検出時に選択されたバラクタの選択動作を、再ロック検出以降も保持することができる。よって、再ロック検出後にバラクタの切り替えが行われないように、バラクタの切り替え制御を行うことができる。また、バラクタの切り替え制御にロック検出信号LDを分周した信号を用いるため、信号の生成に必要なロジック回路の規模を小さくすることができ、チップ面積増加を抑えることが可能となる。   In the selector SL1 of the PLL circuit 1 according to the present embodiment, the flip-flop FF1a divides the input lock detection signal and outputs the inverted signal LOX. Further, the NAND gate ND11 and the inverter INV12 generate the inverted signal OUTX from the inverted signal LOX. Then, in response to the rising edge of the inverted signal OUTX, the selection signal V1 is latched in the latch FF1b. Similarly, selectors SL2 and SL3 latch selection signals V2 and V3. Thus, by controlling the latches of the selection signals V1 to V3 using a signal obtained by dividing the lock detection signal LD, the selection operation of the varactor selected at the time of detecting the initial lock can be held even after the relock detection. it can. Therefore, varactor switching control can be performed so that varactor switching is not performed after relock detection. Further, since the signal obtained by dividing the lock detection signal LD is used for the varactor switching control, the scale of the logic circuit necessary for signal generation can be reduced, and an increase in chip area can be suppressed.

また、本実施形態に係るPLL回路1では、バラクタの切り替え制御に、ロック検出信号LDを使用している。そして、PLLブロック2およびVCOブロック3は、PLLループを構成する上でセットで用いられる回路であることから、ロック検出信号LDは必須の信号である。すると、必須の信号であるロック検出信号LDを、バラクタの切り替え制御に流用することで、新規信号を不必要とすることができる。よって、バラクタの切り替え制御に用いる信号の生成に必要なロジック回路の規模を小さくすることができる。   In the PLL circuit 1 according to the present embodiment, the lock detection signal LD is used for varactor switching control. Since the PLL block 2 and the VCO block 3 are circuits that are used as a set in configuring the PLL loop, the lock detection signal LD is an essential signal. Then, the lock detection signal LD, which is an essential signal, is diverted to varactor switching control, so that a new signal can be made unnecessary. Therefore, the scale of the logic circuit necessary for generating a signal used for varactor switching control can be reduced.

また、従来、複数のバラクタを切り替える制御を行う際に、バラクタを順次切り替えて行く制御を行う場合がある。この場合、切り替え実行回数は、最大でバラクタの数と一致することになる。しかし、本実施形態に係るPLL回路1では、粗調整段階と微調整段階の2段階で切り替え制御を行うことができるため、切り替え動作を簡略化することが可能となる。   Conventionally, when performing control for switching a plurality of varactors, there is a case where control for sequentially switching varactors is performed. In this case, the number of switching executions matches the number of varactors at the maximum. However, in the PLL circuit 1 according to the present embodiment, the switching control can be performed in two stages of the coarse adjustment stage and the fine adjustment stage, so that the switching operation can be simplified.

また、本実施形態に係るPLL回路1では、共振回路35内において、スイッチSW0ないしSW3が、インダクタL1およびL2やバラクタVA0ないしVA3などと直列に接続されない構成とされる。よって、スイッチSW0ないしSW3のオン抵抗に起因して、位相雑音劣化が発生する事態を防止することができる。   In the PLL circuit 1 according to the present embodiment, the switches SW0 to SW3 are not connected in series with the inductors L1 and L2, the varactors VA0 to VA3, and the like in the resonance circuit 35. Therefore, it is possible to prevent a situation in which phase noise deterioration occurs due to the on resistance of the switches SW0 to SW3.

尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは言うまでもない。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

またロック検出器24では、再ロック時の判定条件に比して、初回ロック時の判定条件を甘くするとしてもよい。初回ロックは、使用するバラクタを決定するためのロックであるため、正確にロックする必要がないためである。また、判定条件の甘い初回ロック検出用のロック検出器と、判定条件の厳しい再ロック検出用のロック検出器とを備え、使用するロック検出器を切り替えるとしてもよい。これにより、粗調整に必要な時間を短縮することが可能となる。   Further, in the lock detector 24, the determination condition at the first lock may be made milder than the determination condition at the time of re-lock. This is because the initial lock is a lock for determining the varactor to be used and does not need to be locked accurately. In addition, a lock detector for detecting the initial lock with poor judgment conditions and a lock detector for detecting relock with strict judgment conditions may be provided, and the lock detector to be used may be switched. As a result, the time required for the rough adjustment can be shortened.

また、インバータINV1およびINV2に代えて、コンパレータを用いてもよい。この場合、コンパレータの基準電圧に、閾電圧Vth1およびVth2を用いればよい。   Further, a comparator may be used instead of the inverters INV1 and INV2. In this case, the threshold voltages Vth1 and Vth2 may be used as the reference voltage for the comparator.

なお、バラクタVA0は第1の可変容量の一例、バラクタVA1ないしVA3は第2の可変容量の一例、VT電圧検出部31は選択部の一例、選択信号V1ないしV3は第1選択信号の一例、フリップフロップFF1aは報知回路の一例、ラッチFF1bはラッチ回路の一例である。   The varactor VA0 is an example of a first variable capacitor, the varactors VA1 to VA3 are examples of a second variable capacitor, the VT voltage detector 31 is an example of a selection unit, and the selection signals V1 to V3 are examples of a first selection signal, The flip-flop FF1a is an example of a notification circuit, and the latch FF1b is an example of a latch circuit.

以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1)
第1の可変容量と、前記第1の可変容量の容量値の可変範囲よりも小さい可変範囲を有する複数の第2の可変容量とを備え、前記複数の第2の可変容量の可変範囲は前記第1の可変容量の可変範囲をカバーするように互いに異なる範囲に設定され、前記第1の可変容量と前記複数の第2の可変容量との何れを使用するかが選択可能とされ、入力される制御電圧に応じた発振周波数を有する出力信号を生成する電圧制御型発振器と、
入力される前記出力信号と基準周波数信号との位相比較結果に基づいて前記制御電圧を生成する位相比較部と、
前記位相比較結果に基づいて、前記出力信号の前記発振周波数が予め定められる設定発振周波数にロックされているか否かを検出するロック検出部と、
入力される前記制御電圧に応じて、前記複数の第2の可変容量の切り替えの要否を判定し、前記複数の第2の可変容量のうちの何れを選択するかを決定する選択部と、
前記ロック検出部の出力と前記選択部の出力とが入力され、前記出力信号の粗調整段階においては前記第1の可変容量を選択させ、前記粗調整段階において前記出力信号のロックが検出された場合に前記出力信号の微調整段階へ移行し、前記微調整段階においては前記微調整段階に移行する場合において前記選択部によって選択されていた前記第2の可変容量を選択させるセレクタ部と
を備えることを特徴とする位相同期ループ回路。
(付記2)
前記選択部は、前記複数の第2の可変容量のうちの何れを選択するかを報知する第1選択信号を出力し、
前記セレクタ部は、前記ロック検出が前記粗調整段階において検出されたことを報知する報知回路と、
前記第1選択信号と前記報知回路の出力とが入力され、前記報知回路から報知を受け取ることに応じて前記第1選択信号をラッチし、ラッチした前記第1選択信号を前記電圧制御型発振器へ出力するラッチ回路と
を備えることを特徴とする付記1に記載の位相同期ループ回路。
(付記3)
前記ロック検出部は、前記出力信号の前記発振周波数が前記設定発振周波数にロックされていない期間においては第1レベルのロック検出信号を出力し、前記出力信号の前記発振周波数が前記設定発振周波数にロックされている期間においては第2レベルのロック検出信号を出力し、
前記報知回路は、入力される前記ロック検出信号を分周して分周信号を出力し、
前記ラッチ回路は、前記分周信号の前記第1レベルから前記第2レベルへの遷移に応じて前記第1選択信号をラッチする
ことを特徴とする付記2に記載の位相同期ループ回路。
(付記4)
前記第1の可変容量の可変範囲は前記制御電圧の電圧範囲と1対1に対応し、
前記第1の可変容量の可変範囲は複数の分割可変範囲に分割され、
前記分割可変範囲の各々に対応するように前記複数の第2の可変容量の可変範囲が設定され、
前記選択部は、入力される前記制御電圧に対応する前記分割可変範囲を検出し、検出した前記分割可変範囲に対応する前記第2の可変容量を選択する
ことを特徴とする付記1ないし付記3の何れかに記載の位相同期ループ回路。
(付記5)
前記セレクタ部は、前記設定発振周波数の値を変更することに応じて、前記微調整段階から前記粗調整段階へ再移行する
ことを特徴とする付記1に記載の位相同期ループ回路。
(付記6)
前記ロック検出部は、前記出力信号の前記発振周波数が前記設定発振周波数に所定期間一致することを検出することで前記ロック検出を行い、
前記粗調整段階での前記所定期間は、前記微調整段階での前記所定期間よりも短くされる
ことを特徴とする付記1ないし付記5の何れかに記載の位相同期ループ回路。
(付記7)
第1の可変容量と、前記第1の可変容量の容量値の可変範囲よりも小さい可変範囲を有する複数の第2の可変容量とを備え、前記複数の第2の可変容量の可変範囲は前記第1の可変容量の可変範囲をカバーするように互いに異なる範囲に設定され、入力される制御電圧に応じた発振周波数を有する出力信号を生成する電圧制御型発振器の制御方法であって、
前記出力信号と基準周波数信号との位相比較結果に基づいて前記制御電圧を生成するステップと、
前記位相比較結果に基づいて、前記出力信号の前記発振周波数が予め定められる設定発振周波数にロックされているか否かを検出するステップと、
前記制御電圧に応じて、前記複数の第2の可変容量の切り替えの要否を判定し、前記複数の第2の可変容量のうちの何れを選択するかを決定するステップと、
前記ロック検出部の出力と前記選択部の出力とが入力され、前記出力信号の粗調整段階においては前記第1の可変容量を選択させ、前記粗調整段階において前記出力信号のロックが検出された場合に前記出力信号の微調整段階へ移行し、前記微調整段階においては前記微調整段階に移行する場合において前記選択部によって選択されていた前記第2の可変容量を選択させるステップと
を備えることを特徴とする位相同期ループ回路の制御方法。
Regarding the above embodiment, the following additional notes are disclosed.
(Appendix 1)
A first variable capacitor and a plurality of second variable capacitors having a variable range smaller than a variable range of a capacitance value of the first variable capacitor, wherein the variable range of the plurality of second variable capacitors is the Different ranges are set so as to cover the variable range of the first variable capacitor, and it is possible to select which of the first variable capacitor and the plurality of second variable capacitors is used and input. A voltage-controlled oscillator that generates an output signal having an oscillation frequency according to the control voltage
A phase comparator that generates the control voltage based on a phase comparison result between the input output signal and a reference frequency signal;
A lock detection unit that detects whether or not the oscillation frequency of the output signal is locked to a preset oscillation frequency based on the phase comparison result;
A selection unit that determines whether or not to switch between the plurality of second variable capacitors according to the input control voltage, and determines which of the plurality of second variable capacitors is to be selected;
The output of the lock detection unit and the output of the selection unit are input, the first variable capacitor is selected in the coarse adjustment stage of the output signal, and the lock of the output signal is detected in the coarse adjustment stage And a selector unit that selects the second variable capacitor selected by the selection unit when the fine adjustment step proceeds to the fine adjustment step. A phase locked loop circuit characterized by that.
(Appendix 2)
The selection unit outputs a first selection signal for informing which of the plurality of second variable capacitors is to be selected;
The selector unit is a notification circuit for notifying that the lock detection is detected in the coarse adjustment stage;
The first selection signal and the output of the notification circuit are input, the first selection signal is latched in response to receiving notification from the notification circuit, and the latched first selection signal is sent to the voltage-controlled oscillator. The phase-locked loop circuit according to appendix 1, further comprising: a latch circuit for outputting.
(Appendix 3)
The lock detection unit outputs a first level lock detection signal during a period when the oscillation frequency of the output signal is not locked to the set oscillation frequency, and the oscillation frequency of the output signal becomes the set oscillation frequency. During the locked period, a second level lock detection signal is output,
The notification circuit divides the input lock detection signal and outputs a divided signal,
The phase-locked loop circuit according to appendix 2, wherein the latch circuit latches the first selection signal in response to a transition of the divided signal from the first level to the second level.
(Appendix 4)
The variable range of the first variable capacitor corresponds to the voltage range of the control voltage on a one-to-one basis,
The variable range of the first variable capacitor is divided into a plurality of divided variable ranges;
A variable range of the plurality of second variable capacitors is set so as to correspond to each of the divided variable ranges,
The selection unit detects the divided variable range corresponding to the input control voltage, and selects the second variable capacitor corresponding to the detected divided variable range. The phase-locked loop circuit according to any one of the above.
(Appendix 5)
The phase locked loop circuit according to appendix 1, wherein the selector unit re-shifts from the fine adjustment stage to the coarse adjustment stage in response to changing the value of the set oscillation frequency.
(Appendix 6)
The lock detection unit performs the lock detection by detecting that the oscillation frequency of the output signal matches the set oscillation frequency for a predetermined period,
The phase-locked loop circuit according to any one of appendices 1 to 5, wherein the predetermined period in the coarse adjustment stage is shorter than the predetermined period in the fine adjustment stage.
(Appendix 7)
A first variable capacitor and a plurality of second variable capacitors having a variable range smaller than a variable range of a capacitance value of the first variable capacitor, wherein the variable range of the plurality of second variable capacitors is the A control method for a voltage controlled oscillator that generates an output signal that is set in different ranges so as to cover a variable range of a first variable capacitor and that has an oscillation frequency corresponding to an input control voltage,
Generating the control voltage based on a phase comparison result between the output signal and a reference frequency signal;
Detecting whether the oscillation frequency of the output signal is locked to a preset oscillation frequency based on the phase comparison result; and
Determining whether or not to switch the plurality of second variable capacitors in accordance with the control voltage, and determining which of the plurality of second variable capacitors is to be selected;
The output of the lock detection unit and the output of the selection unit are input, the first variable capacitor is selected in the coarse adjustment stage of the output signal, and the lock of the output signal is detected in the coarse adjustment stage The output signal fine-adjusting step, and in the fine-adjusting step, the step of selecting the second variable capacitor selected by the selection unit when moving to the fine-adjusting step is provided. A method for controlling a phase-locked loop circuit.

1 PLL回路
24 ロック検出器
31 VT電圧検出部
VA0ないしVA3 バラクタ
V1ないしV3 選択信号
SL0ないしSL3 セレクタ
FF1aおよびFF1b フリップフロップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 PLL circuit 24 Lock detector 31 VT voltage detection part VA0 thru | or VA3 Varactor V1 thru | or V3 selection signal SL0 thru | or SL3 Selector FF1a and FF1b Flip-flop

Claims (4)

第1の可変容量と、前記第1の可変容量の容量値の可変範囲よりも小さい可変範囲を有する複数の第2の可変容量とを備え、前記複数の第2の可変容量の可変範囲は前記第1の可変容量の可変範囲をカバーするように互いに異なる範囲にそれぞれ設定され、入力される制御電圧に応じた発振周波数を有する出力信号を生成する電圧制御型発振器と、
前記出力信号と基準周波数信号との位相比較結果に基づいて前記制御電圧を生成する位相比較部と、
前記位相比較結果に基づいて、前記出力信号の前記発振周波数が予め定められる設定発振周波数にロックされているか否かを検出し、前記出力信号の前記発振周波数が前記設定発振周波数にロックされていない期間においては第1レベルのロック検出信号を出力し、前記出力信号の前記発振周波数が前記設定発振周波数にロックされている期間においては第2レベルのロック検出信号を出力するロック検出部と、
前記制御電圧に応じて、前記複数の第2の可変容量の切り替えの要否を判定し、前記複数の第2の可変容量のうちの何れを選択するかを決定し、前記複数の第2の可変容量のうちの何れを選択するかを報知する第1選択信号を出力する選択部と、
前記ロック検出信号と前記第1選択信号とが入力され、前記出力信号の粗調整段階においては前記第1の可変容量を選択させ、前記粗調整段階において前記出力信号のロックが検出された場合に前記出力信号の微調整段階へ移行し、前記微調整段階においては前記微調整段階に移行する場合において前記選択部によって選択されていた前記第2の可変容量を選択させるセレクタ部と
を備え
前記セレクタ部は、
前記ロック検出が前記粗調整段階において検出されたことを報知し、入力される前記ロック検出信号を分周して分周信号を出力する報知回路と、
前記第1選択信号と前記分周信号とが入力され、前記分周信号の前記第1レベルから前記第2レベルへの遷移に応じて前記第1選択信号をラッチし、ラッチした前記第1選択信号を前記電圧制御型発振器へ出力するラッチ回路と
を備えることを特徴とする位相同期ループ回路。
A first variable capacitor and a plurality of second variable capacitors having a variable range smaller than a variable range of a capacitance value of the first variable capacitor, wherein the variable range of the plurality of second variable capacitors is the A voltage-controlled oscillator configured to generate an output signal having an oscillation frequency corresponding to an input control voltage, each set in a different range so as to cover the variable range of the first variable capacitor;
A phase comparator that generates the control voltage based on a phase comparison result between the output signal and a reference frequency signal;
Based on the phase comparison result, it is detected whether or not the oscillation frequency of the output signal is locked to a predetermined set oscillation frequency, and the oscillation frequency of the output signal is not locked to the set oscillation frequency A lock detection unit that outputs a first level lock detection signal during a period, and outputs a second level lock detection signal during a period when the oscillation frequency of the output signal is locked to the set oscillation frequency ;
In accordance with the control voltage, it is determined whether or not to switch the plurality of second variable capacitors, and it is determined which of the plurality of second variable capacitors is to be selected, and the plurality of second variable capacitors is selected . A selection unit that outputs a first selection signal for informing which of the variable capacitors to select;
When the lock detection signal and the first selection signal are input, the first variable capacitor is selected in the coarse adjustment stage of the output signal, and the lock of the output signal is detected in the coarse adjustment stage And a selector unit for selecting the second variable capacitor selected by the selection unit when the fine adjustment step proceeds to the fine adjustment step .
The selector unit is
A notification circuit that notifies that the lock detection has been detected in the coarse adjustment step, divides the input lock detection signal, and outputs a divided signal;
The first selection signal and the divided signal are input, the first selection signal is latched in response to a transition of the divided signal from the first level to the second level, and the latched first selection is performed. A latch circuit for outputting a signal to the voltage controlled oscillator;
Phase locked loop circuit according to claim Rukoto equipped with.
前記第1の可変容量の可変範囲は前記制御電圧の電圧範囲と1対1に対応し、
前記第1の可変容量の可変範囲は複数の分割可変範囲に分割され、
前記分割可変範囲の各々に対応するように前記複数の第2の可変容量の可変範囲が設定され、
前記選択部は、入力される前記制御電圧に対応する前記分割可変範囲を検出し、検出した前記分割可変範囲に対応する前記第2の可変容量を選択する
ことを特徴とする請求項1に記載の位相同期ループ回路。
The variable range of the first variable capacitor corresponds to the voltage range of the control voltage on a one-to-one basis,
The variable range of the first variable capacitor is divided into a plurality of divided variable ranges;
A variable range of the plurality of second variable capacitors is set so as to correspond to each of the divided variable ranges,
The selection unit, according to claim 1, wherein the selecting the second variable capacitance for detecting the split variable range corresponding to the control voltage input, corresponding to the divided variable range detected Phase-locked loop circuit.
前記セレクタ部は、前記設定発振周波数の値を変更することに応じて、前記微調整段階から前記粗調整段階へ再移行する
ことを特徴とする請求項1に記載の位相同期ループ回路。
2. The phase-locked loop circuit according to claim 1, wherein the selector unit re-shifts from the fine adjustment stage to the coarse adjustment stage in response to changing a value of the set oscillation frequency.
第1の可変容量と、前記第1の可変容量の容量値の可変範囲よりも小さい可変範囲を有する複数の第2の可変容量とを備え、前記複数の第2の可変容量の可変範囲は前記第1の可変容量の可変範囲をカバーするように互いに異なる範囲にそれぞれ設定され、入力される制御電圧に応じた発振周波数を有する出力信号を生成する電圧制御型発振器の制御方法であって、
前記出力信号と基準周波数信号との位相比較結果に基づいて前記制御電圧を生成
前記位相比較結果に基づいて、前記出力信号の前記発振周波数が予め定められる設定発振周波数にロックされているか否かを検出
前記出力信号の前記発振周波数が前記設定発振周波数にロックされていない期間においては第1レベルのロック検出信号を出力し、前記出力信号の前記発振周波数が前記設定発振周波数にロックされている期間においては第2レベルのロック検出信号を出力し、
前記制御電圧に応じて、前記複数の第2の可変容量の切り替えの要否を判定し、前記複数の第2の可変容量のうちの何れを選択するかを決定前記複数の第2の可変容量のうちの何れを選択するかを報知する第1選択信号を出力し、
前記ロック検出信号と前記第1選択信号とが入力され、前記出力信号の粗調整段階においては前記第1の可変容量を選択、前記粗調整段階において前記出力信号のロックが検出された場合に前記出力信号の微調整段階へ移行し、前記微調整段階においては前記微調整段階に移行する場合において前記第1選択信号によって選択されていた前記第2の可変容量を選択し、
前記ロック検出が前記粗調整段階において検出されたことを報知し、入力される前記ロック検出信号を分周して分周信号を出力し、
前記第1選択信号と前記分周信号とが入力されて、前記分周信号の前記第1レベルから前記第2レベルへの遷移に応じて前記第1選択信号をラッチし、ラッチした前記第1選択信号を前記電圧制御型発振器へ出力する
とを特徴とする位相同期ループ回路の制御方法。
A first variable capacitor and a plurality of second variable capacitors having a variable range smaller than a variable range of a capacitance value of the first variable capacitor, wherein the variable range of the plurality of second variable capacitors is the A voltage-controlled oscillator control method for generating an output signal having an oscillation frequency corresponding to an input control voltage, each set in a different range so as to cover the variable range of the first variable capacitor,
And generating the control voltage based on the phase comparison result between the output signal and the reference frequency signal,
Based on the phase comparison result, it detects whether the oscillation frequency of the output signal is locked to the set oscillation frequency determined in advance,
In a period in which the oscillation frequency of the output signal is not locked to the set oscillation frequency, a first level lock detection signal is output, and in a period in which the oscillation frequency of the output signal is locked to the set oscillation frequency Outputs a second level lock detection signal,
In response to the control voltage, the plurality of second variable capacitance determines the necessity of switching the decide whether to select any of the plurality of second variable capacitance, the plurality second Outputting a first selection signal for informing which of the variable capacitors to select;
The lock detection signal is inputted said a first selection signal if, for selecting the first variable capacitance in the rough adjustment stage of the output signal, the lock of the output signal in the rough adjustment stage has been detected To the fine adjustment stage of the output signal, and in the fine adjustment stage, the second variable capacitor selected by the first selection signal in the case of moving to the fine adjustment stage is selected ,
Notifying that the lock detection is detected in the coarse adjustment step, dividing the input lock detection signal and outputting a divided signal;
The first selection signal and the frequency-divided signal are input, and the first selection signal is latched and latched in response to a transition of the frequency-divided signal from the first level to the second level. Output a selection signal to the voltage controlled oscillator
The method of the phase-locked loop circuit according to claim and this.
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JPH10271002A (en) * 1997-03-21 1998-10-09 Sony Corp Oscillation controller
JP4336014B2 (en) * 2000-02-15 2009-09-30 株式会社日立国際電気 PLL oscillator circuit
JP2001320235A (en) * 2000-05-09 2001-11-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Voltage controlled oscillator
ATE309641T1 (en) * 2000-09-15 2005-11-15 Cit Alcatel VOLTAGE CONTROLLED OSCILLATOR WITH AUTOMATIC CENTER FREQUENCY ADJUSTMENT
JP2007013898A (en) * 2005-07-04 2007-01-18 Sharp Corp Pll frequency synthesizer, integrated circuit and communication apparatus using the same
JP2007312334A (en) * 2006-05-22 2007-11-29 Sharp Corp Phase synchronization loop circuit, semiconductor integrated circuit, and receiver
JP2010081512A (en) * 2008-09-29 2010-04-08 Sony Corp Signal processing apparatus and signal processing method

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