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JP2006033197A - Pll circuit - Google Patents

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JP2006033197A JP2004206481A JP2004206481A JP2006033197A JP 2006033197 A JP2006033197 A JP 2006033197A JP 2004206481 A JP2004206481 A JP 2004206481A JP 2004206481 A JP2004206481 A JP 2004206481A JP 2006033197 A JP2006033197 A JP 2006033197A
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voltage
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pll
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Kyoko Sato
恭子 佐藤
Hiroaki Kyogoku
浩明 京極
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a PLL circuit for reducing variations in the oscillation frequency of a voltage-controlled oscillator, by suppressing variations in the resistance value of a voltage-current conversion circuit. <P>SOLUTION: The voltage-current conversion circuit suppresses variations in a process by incorporating a variable resistance circuit 4, prevents the influence of the parasitic capacity of the external resistance terminal, and can respond in a high band, without being affected by the influence of a PLL-loop band. A CMOS variable resistor is used in the variable resistance circuit 4 for continuously adjusting the resistance value. And the resistance value can be adjusted more precisely by using a constant current source. A lock range, corresponding to each worst condition, is taken out by adding a limit circuit 5, a control current value to be supplied according to the fluctuations by the variations of the process of a VCO ring by adding a current ratio adjustment circuit 6 is adjusted by changing a current ratio, and a fixed VCO gain is realized, regardless of the fluctuations of the process. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、PLL回路に関し、特に広範囲な発振可能周波数範囲を必要とする電圧電流変換回路が使用される電圧制御型発振器を備えたPLL回路に関する。   The present invention relates to a PLL circuit, and more particularly to a PLL circuit including a voltage-controlled oscillator in which a voltage-current conversion circuit that requires a wide oscillation frequency range is used.

図8は従来のPLL回路の基本構成を示すブロック図である。1は位相比較器、2はLPF、3は電圧制御発振器(VCO)である。PLLブロックの各動作を説明する。基準信号Frと電圧制御発振器3の出力信号Fvを位相比較器1に入力して誤差分を出力する。この後LPF2で位相比較より出力された信号の直流分を取り出し、制御電圧VCOINを出力する。これらが構成ループの繰り返しによって電圧制御発振器3の出力信号は基準信号に正確に合わせることができる。   FIG. 8 is a block diagram showing a basic configuration of a conventional PLL circuit. 1 is a phase comparator, 2 is an LPF, and 3 is a voltage controlled oscillator (VCO). Each operation of the PLL block will be described. The reference signal Fr and the output signal Fv of the voltage controlled oscillator 3 are input to the phase comparator 1 and an error is output. Thereafter, the DC component of the signal output from the phase comparison by the LPF 2 is taken out and the control voltage VCOIN is output. By repeating these constituent loops, the output signal of the voltage controlled oscillator 3 can be accurately adjusted to the reference signal.

図9は電圧制御発振器3の基本構成を示すブロック図である。電圧制御発振はLPF2より入力される制御電圧VCOINに応じて電流を出力する電圧電流変換回路31とその電流に応じた発振周波数を出力する電流制御発振器32により構成される。   FIG. 9 is a block diagram showing a basic configuration of the voltage controlled oscillator 3. The voltage-controlled oscillation is constituted by a voltage-current conversion circuit 31 that outputs a current according to a control voltage VCOIN input from the LPF 2 and a current-controlled oscillator 32 that outputs an oscillation frequency corresponding to the current.

図10は電圧電流変換回路31の従来例である。LPF2より入力される制御電圧VCOINをゲートに印加されたNMOSトランジスタM0のソース側は抵抗R0を介して接地され、ドレイン側はPchトランジスタM1と抵抗R1に接続されている。PMOS M1にはM0に流れる電流とR1に流れる電流の和が流れ、M1のゲート電圧をM2に印加し、M2に流れる電流をM3、M4、M5のMOSトランジスタによるカレントミラーで折り返し、電流制御発振器の制御ノードPG、NGを形成する。上記の電圧電流変換特性を示したのが図13である。   FIG. 10 shows a conventional example of the voltage-current conversion circuit 31. The source side of the NMOS transistor M0 to which the control voltage VCOIN input from the LPF 2 is applied to the gate is grounded via the resistor R0, and the drain side is connected to the Pch transistor M1 and the resistor R1. The sum of the current flowing through M0 and the current flowing through R1 flows through the PMOS M1, the gate voltage of M1 is applied to M2, and the current flowing through M2 is folded back by a current mirror formed by MOS transistors of M3, M4, and M5, thereby controlling the current. Control nodes PG and NG are formed. FIG. 13 shows the voltage-current conversion characteristics.

図11は電圧電流変換回路の従来回路の一例(電圧電流変換回路31’とする)を示したものである。反転端子を入力子とする演算増幅回路AMPの出力がPMOSトランジスタM0にあたえられており、PMOSトランジスタM0のドレイン側が抵抗R0を介して接地され、ゲート側は電源に接続されている。この回路は抵抗R0の両端に入力端子VCOINに印加される電圧と同じ電圧を印加させて出力端子に電流を発生させるものである。M0に流れる電流IoutはIout=VCOIN/R0となり入力電圧に比例した電流を取り出すことができる。
POSトランジスタM1はPMOSトランジスタM0と等しいゲート電圧を与えることでM0に流れる電流と等しい電流を流す。
FIG. 11 shows an example of a conventional circuit of a voltage / current converter (referred to as a voltage / current converter 31 ′). The output of the operational amplifier circuit AMP having an inverting terminal as an input is given to the PMOS transistor M0, the drain side of the PMOS transistor M0 is grounded via the resistor R0, and the gate side is connected to the power source. In this circuit, the same voltage as that applied to the input terminal VCOIN is applied to both ends of the resistor R0 to generate a current at the output terminal. The current Iout flowing through M0 becomes Iout = VCOIN / R0, and a current proportional to the input voltage can be taken out.
The POS transistor M1 applies a gate voltage equal to that of the PMOS transistor M0, thereby causing a current equal to the current flowing through M0 to flow.

図12は差動増幅回路で構成した電流制御発振器32の従来回路の一例である。電圧電流変換回路(31または31’)より入力される電流IoutがM3、M4、M5のMOSトランジスタによるカレントミラーで折り返し、電流制御発振回路32のPch制御ノードPG及びNch制御ノードNGを形成し、差動増幅回路で構成されたリング発振器321の発振周波数を制御する。   FIG. 12 shows an example of a conventional circuit of a current controlled oscillator 32 constituted by a differential amplifier circuit. The current Iout input from the voltage-current converter circuit (31 or 31 ′) is turned back by a current mirror made up of M3, M4, and M5 MOS transistors to form the Pch control node PG and the Nch control node NG of the current control oscillation circuit 32, The oscillation frequency of the ring oscillator 321 composed of a differential amplifier circuit is controlled.

以上のような電圧電流変換回路の応用例として以下のような技術が開示されている。
例えば第1の技術として、PLL回路において発振回路のバイアス制御電圧が一方の入力端子に入力されるアンプの出力を抵抗を介して接地されたトランジスタのゲートに与え、そのトランジスタと抵抗の接続点がアンプのもう一方の入力端子に接続され帰還ループを形成することで線形性をよくするものがある(特許文献1参照)。
The following techniques are disclosed as application examples of the voltage-current converter circuit as described above.
For example, as a first technique, in a PLL circuit, a bias control voltage of an oscillation circuit gives an output of an amplifier input to one input terminal to a gate of a transistor grounded through a resistor, and a connection point between the transistor and the resistor is Some devices improve the linearity by forming a feedback loop connected to the other input terminal of the amplifier (see Patent Document 1).

また第2の技術として、VCO制御バイアス回路の抵抗プロセスのバラツキをなくす技術がある。特に特許文献2には、固定抵抗素子をマトリックス上におき、外部からの制御信号に応じて抵抗値の制御を行いバイアス回路の抵抗を可変とし抵抗プロセスのバラツキを抑える技術について開示がなされている。
特開2000−59181号公報 特開2002−111490号公報
As a second technique, there is a technique for eliminating variations in the resistance process of the VCO control bias circuit. In particular, Patent Document 2 discloses a technique in which fixed resistance elements are placed on a matrix, the resistance value is controlled in accordance with an external control signal, the resistance of the bias circuit is variable, and resistance process variation is suppressed. .
JP 2000-59181 A JP 2002-111490 A

従来技術ではPLLの電圧制御発振器(VCO)の発振周波数は電圧電流変換回路及び電流制御発振回路夫々のプロセスばらつき、温度ばらつき、電源ばらつきにより変動する。中でもプロセスばらつきによる変動はVCOの必要とされる発振周波数が高周波になるほど顕著になる。SLOWスピードのワースト条件では仕様に必要なロックレンジを満たすことが難しくなり、一方HIGHスピードのワースト条件ではオーバーレンジによるPLLの帰還ループのデッドロックの問題がある。加えて光メディア書き込みクロック発生用PLLではCAV対応の為広い範囲のロックレンジを満たしつつ低速から高速にかけて一定のVCOゲインを実現することが課題となる。   In the prior art, the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator (VCO) of the PLL varies due to process variations, temperature variations, and power supply variations of the voltage-current conversion circuit and the current control oscillation circuit. In particular, fluctuations due to process variations become more prominent as the oscillation frequency required for the VCO becomes higher. Under the worst conditions of SLOW speed, it becomes difficult to satisfy the lock range required for the specification, while under the worst conditions of HIGH speed, there is a problem of deadlock of the PLL feedback loop due to overrange. In addition, since the optical media write clock generation PLL is compatible with CAV, it is necessary to achieve a constant VCO gain from low speed to high speed while satisfying a wide range of lock range.

電圧電流変換回路の従来例である図10及び図11の回路の課題として、使用する抵抗に内蔵POLY抵抗を使用した場合、抵抗値がプロセスばらつきによる変動、温度ばらつきによる変動をうけ±20%変動し、電圧電流変換特性に影響を及ぼすことが問題である。内蔵POLY抵抗使用による抵抗ばらつきの解決法としては、ばらつきの少ない外付け抵抗を使用することが考えられる。   As a problem of the circuit of FIG. 10 and FIG. 11, which is a conventional example of the voltage-current converter, when the built-in POLY resistor is used as the resistor to be used, the resistance value varies by ± 20% due to variations due to process variations and temperature variations. However, it has a problem of affecting the voltage-current conversion characteristics. As a solution to the resistance variation due to the use of the built-in POLY resistor, it is conceivable to use an external resistor with little variation.

しかし、部品点数の増加、チップ面積を大きくしなければならないというデメリットがあり、又図12のように差動増幅回路の帰還ループで外付け抵抗を使用する場合には外付け抵抗端子の寄生容量により、負帰還回路の帯域が低下し、PLLループ帯域の影響を受ける場合がある。特許文献1等の技術を使用しても、線形性の向上に寄与するが、内部抵抗のばらつきの影響を受ける。   However, there are disadvantages such as an increase in the number of components and an increase in chip area, and when an external resistor is used in the feedback loop of the differential amplifier circuit as shown in FIG. 12, the parasitic capacitance of the external resistor terminal As a result, the band of the negative feedback circuit may be lowered and affected by the PLL loop band. Even if the technique disclosed in Patent Document 1 is used, it contributes to the improvement of linearity, but is affected by variations in internal resistance.

本発明は電圧電流変換回路の抵抗値のばらつきを抑えることで電圧制御発振器の発振周波数のばらつきを低減するPLL回路を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a PLL circuit that reduces variations in oscillation frequency of a voltage controlled oscillator by suppressing variations in resistance values of a voltage-current converter circuit.

上記目的を達成する本発明の態様は、位相比較器と、ループフィルタと、前記ループフィルタから出力される制御電圧を電流に変換する電圧電流変換回路と、前記電圧電流変換回路より出力される出力電流に対応した電流源を有し、リング状に接続された1以上の差動インバータ回路を有する電圧制御発振器とを備えたPLL回路において、前記電圧電流変換回路は前記出力電流を決定する可変抵抗回路を有し、プロセスばらつきを低減させるものである。そうすることによりプロセスばらつきの影響を受けないな制御電流を得ることができる。   An aspect of the present invention that achieves the above object includes a phase comparator, a loop filter, a voltage-current conversion circuit that converts a control voltage output from the loop filter into a current, and an output that is output from the voltage-current conversion circuit. A voltage control oscillator having a current source corresponding to a current and having at least one differential inverter circuit connected in a ring shape, wherein the voltage-current conversion circuit is a variable resistor for determining the output current It has a circuit and reduces process variations. By doing so, a control current that is not affected by process variations can be obtained.

このとき前記可変抵抗回路は、前記プロセスばらつきに応じてゲート電圧を調整することで可変抵抗値を調整する1以上のCMOS型トランジスタを備え、さらに必要に応じて1以上の複数の固定抵抗を備えることにより、連続的な抵抗値を決定することができ固定抵抗のみを用いるより高い分解能で抵抗値を決めることができる。   At this time, the variable resistance circuit includes one or more CMOS transistors that adjust the variable resistance value by adjusting the gate voltage according to the process variation, and further includes one or more fixed resistors as necessary. Thus, a continuous resistance value can be determined, and the resistance value can be determined with higher resolution than using only a fixed resistance.

また前記可変抵抗回路は、基準電圧の変動に応じてCMOS型トランジスタのゲート電圧を制御するリファレンス回路を備えることで、前記プロセスばらつきの変動を受けない一定の抵抗値を決定することで電圧制御の精度が増す。   In addition, the variable resistance circuit includes a reference circuit that controls the gate voltage of the CMOS transistor according to a change in the reference voltage, thereby determining a constant resistance value that is not affected by the variation in the process variation. Increases accuracy.

そして前記電圧電流変換回路は、前記プロセスばらつきに応じて前記ループフィルタより供給される電圧が所定の値以上になったときに前記電圧制御発振器の発振周波数の上限を制限するリミット回路を備えることリミット電圧以上に応じた発振は行われないためデッドロックを防止することができる。このリミット回路は前記制御電圧の入力端子と並列に接続した複数のMOS型トランジスタまたは複数の抵抗を有する構成で良い。   The voltage-current converter circuit includes a limit circuit that limits the upper limit of the oscillation frequency of the voltage-controlled oscillator when the voltage supplied from the loop filter exceeds a predetermined value according to the process variation. Since no oscillation corresponding to the voltage or higher is performed, deadlock can be prevented. This limit circuit may have a plurality of MOS transistors or a plurality of resistors connected in parallel with the control voltage input terminal.

さらに前記電圧電流変換回路は、前記プロセスばらつきの変動に応じて供給する前記出力電流の電流値をカレント比を変えることで調整するカレント比調整回路を有することで、VCOリングが広範囲のロックレンジで一定のゲインを保持できるようになるので、プロセスの変動によらず一定のVCOゲインを得ることが可能になる。   Further, the voltage-current conversion circuit has a current ratio adjustment circuit that adjusts the current value of the output current supplied according to the variation of the process variation by changing the current ratio, so that the VCO ring has a wide lock range. Since a constant gain can be maintained, a constant VCO gain can be obtained regardless of process variations.

電圧電流変換回路の抵抗値のばらつきを抑えることで電圧制御発振器の発振周波数のばらつきを低減することが可能になる。   By suppressing the variation in the resistance value of the voltage-current conversion circuit, the variation in the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator can be reduced.

図1は本形態における電圧電流変換回路の構成ブロック図である。電圧電流変換回路は可変抵抗回路4と、リミット回路5と、カレント比調整回路6を有する。
可変抵抗回路4を内蔵することで抵抗を内蔵した場合のプロセスばらつきを制御でき、かつ内蔵することで、外付抵抗端子の寄生容量の影響を受けずに済み、PLLループ帯域の影響を受けない高帯域で応答可能な電圧電流変換回路が実現できる。この可変抵抗回路4にCMOS可変抵抗を用いることで連続的な抵抗値調整を可能とする。またプロセスばらつきに影響されない精度の良い定電流源を用いることができればより精度のよい抵抗値調整を行う事ができる。
又リミット回路5を付加することで、各ワースト条件に応じたロックレンジを取り出すことが可能である。そしてまたカレント比調整回路6を付加することでVCOリングのプロセスバラツキによる変動に応じて供給する制御電流値についてカレント比を変えることで調整し、プロセス変動によらず一定のVCOゲインを実現する。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the voltage-current converter circuit in this embodiment. The voltage-current conversion circuit includes a variable resistance circuit 4, a limit circuit 5, and a current ratio adjustment circuit 6.
By incorporating the variable resistor circuit 4, process variations when the resistor is incorporated can be controlled, and by incorporating the resistor, it is not affected by the parasitic capacitance of the external resistor terminal, and is not affected by the PLL loop band. A voltage-current conversion circuit capable of responding in a high band can be realized. By using a CMOS variable resistor for the variable resistor circuit 4, continuous resistance value adjustment is possible. If a constant current source with high accuracy that is not affected by process variations can be used, the resistance value can be adjusted with higher accuracy.
Further, by adding the limit circuit 5, it is possible to take out the lock range corresponding to each worst condition. Further, by adding the current ratio adjusting circuit 6, the control current value to be supplied is adjusted by changing the current ratio according to the fluctuation due to the process variation of the VCO ring, and a constant VCO gain is realized regardless of the process fluctuation.

次に図2を参照して可変抵抗回路4に関する説明をする。基準電圧VCOINをAMPの一方の入力端子に入力し、アンプの出力をNMOSトランジスタM0のゲート側に接続し、そのトランジスタM0とCMOS可変抵抗回路41のトランジスタM7の接続点がアンプのもう一方の入力端子に接続され電流値をI0とする負帰還ループ形成する。   Next, the variable resistance circuit 4 will be described with reference to FIG. The reference voltage VCOIN is input to one input terminal of the AMP, the output of the amplifier is connected to the gate side of the NMOS transistor M0, and the connection point between the transistor M0 and the transistor M7 of the CMOS variable resistance circuit 41 is the other input of the amplifier. A negative feedback loop is formed which is connected to the terminal and has a current value of I0.

このM7の動作点及び抵抗値を決定する回路は、次のように構成する。基準電圧をAMP2の一方の入力端子に入力し、AMP2の出力を上記の定電流回路より生成された電流源がドレイン側に接続されたトランジスタのゲートに与え、そのトランジスタのドレインと基準電圧の変動に連動した電流源の接続点がAMP2のもう一方の入力端子に接続され、電流値をI1とする負帰還ループを形成することで基準電圧の変動に応じて一定の抵抗値を決定するようにCMOS可変抵抗M6のゲート電圧を制御するリファレンス回路42を形成する。M6のゲート電圧と等しい電圧をモニタし、CMOS可変抵抗回路41のトランジスタM7のゲートに印加することで、トランジスタM7の抵抗値を決定する。そしてバイアス制御電圧の帰還ループで用いるCMOS可変抵抗回路41の抵抗値を決定する。ここで上記電流源は基準電圧の変動に追随する定電流源であることが必要である。   The circuit for determining the operating point and resistance value of M7 is configured as follows. The reference voltage is input to one input terminal of AMP2, and the output of AMP2 is applied to the gate of the transistor connected to the drain side by the current source generated by the constant current circuit. Is connected to the other input terminal of the AMP2 to form a negative feedback loop having a current value of I1 so that a constant resistance value is determined in accordance with a change in the reference voltage. A reference circuit 42 for controlling the gate voltage of the CMOS variable resistor M6 is formed. A voltage equal to the gate voltage of M6 is monitored and applied to the gate of the transistor M7 of the CMOS variable resistance circuit 41 to determine the resistance value of the transistor M7. Then, the resistance value of the CMOS variable resistance circuit 41 used in the feedback loop of the bias control voltage is determined. Here, the current source needs to be a constant current source that follows the fluctuation of the reference voltage.

この基準電圧の変動に追随する電流源の回路は図3に図示した定電流回路による回路形式にて実施することが可能である。図3の定電流回路を説明する。基準電圧Vrefをアンプの一方の入力端子に入力し、アンプの出力を外付け抵抗を介して接地されたNMOSトランジスタM0のゲートに与え、M0のドレインと抵抗の接続点はアンプのもう一方の入力端子に接続され負帰還ループを形成する。これによりM0に流れる電流は外付け抵抗と基準電圧により決定される。M0をカレントミラーとして構成したPMOSトランジスタM1、M2を介してCMOS可変抵抗回路41及びリファレンス回路42に供給する。   The circuit of the current source that follows the fluctuation of the reference voltage can be implemented in the form of a circuit using the constant current circuit shown in FIG. The constant current circuit of FIG. 3 will be described. The reference voltage Vref is inputted to one input terminal of the amplifier, the output of the amplifier is given to the gate of the NMOS transistor M0 grounded through an external resistor, and the connection point between the drain of the M0 and the resistor is the other input of the amplifier. Connected to the terminal to form a negative feedback loop. Thereby, the current flowing through M0 is determined by the external resistor and the reference voltage. M0 is supplied to the CMOS variable resistance circuit 41 and the reference circuit 42 via PMOS transistors M1 and M2 configured as a current mirror.

図4はリミット回路6と差動アンプ入力段の構成を示す回路図である。MOS型トランジスタM0、M1、M2をダイオードと接続した素子をつなぐことでリミット電圧を形成し、制御電圧VCOINの入力端子と並列に接続したリミット入力端子に入力させる。これによりVCOINがリミット電圧以下では線形性の電圧電流変換特性が得られるが、リミット電圧以上のときは入力電圧にリミットがかかり、リミット電圧以上に応じた発振は行われない。なおこのとき、MOSトランジスタM0、M1、M2の代わりに抵抗R0、R1を使用した素子によりリミット電圧を形成しても良い(図5参照)。   FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of the limit circuit 6 and the differential amplifier input stage. A limit voltage is formed by connecting the MOS transistors M0, M1, and M2 connected to a diode, and the limit voltage is input to a limit input terminal connected in parallel with the input terminal of the control voltage VCOIN. As a result, a linear voltage-current conversion characteristic can be obtained when VCOIN is equal to or lower than the limit voltage. However, when VCOIN is equal to or higher than the limit voltage, the input voltage is limited, and oscillation corresponding to the limit voltage or higher is not performed. At this time, the limit voltage may be formed by an element using resistors R0 and R1 instead of the MOS transistors M0, M1 and M2 (see FIG. 5).

CMOS可変抵抗回路41のもう一つの構成として図6を採り上げる。可変抵抗は固定抵抗と併用することもできる。併用することでダイナミックレンジを稼ぐことができる。並列に接続したNMOS可変抵抗M0及びM1のソース側はグランドに接地し、ドレイン側は固定POLY抵抗R0と直列に接続した抵抗素子となる。NMOS M5はソース側をグランド接地、ドレイン側をPMOS M6のゲート及びドレインに接続ゲート側を接続する。PMOS M6のソースは電源接地され、PMOSトランジスタM6よりカレントミラー接続をされたPMOS M7のドレイン側はPMOSトランジスタM4のソース側と可変抵抗トランジスタM0のゲート側に接続されている。M7と同じくM6よりカレントミラー接続されたM8のドレイン側は可変抵抗トランジスタM1のゲートとダイオード接続されたPMOS M3のソース側に接続される。M4のドレインはグランドに接続される。   FIG. 6 is taken up as another configuration of the CMOS variable resistance circuit 41. The variable resistor can be used in combination with a fixed resistor. You can earn dynamic range by using it together. The source side of the NMOS variable resistors M0 and M1 connected in parallel is grounded, and the drain side is a resistance element connected in series with the fixed POLY resistor R0. The NMOS M5 has a source side connected to the ground and a drain side connected to the gate and drain of the PMOS M6 and connected to the gate side. The source of the PMOS M6 is grounded to the power source, and the drain side of the PMOS M7, which is current mirror connected to the PMOS transistor M6, is connected to the source side of the PMOS transistor M4 and the gate side of the variable resistance transistor M0. Like M7, the drain side of M8, which is current-mirror connected from M6, is connected to the gate of variable resistance transistor M1 and the source side of PMOS M3 that is diode-connected. The drain of M4 is connected to ground.

基準電圧VCOINをアンプの一方の入力端子に入力し、アンプの出力をトランジスタのゲートM5に与え、CMOS可変抵抗M0、M1と直列に接続された抵抗R0の他端と定電流源の接続点がアンプのもう一方の入力端子に接続され帰還ループを形成する。   The reference voltage VCOIN is input to one input terminal of the amplifier, the output of the amplifier is applied to the gate M5 of the transistor, and the connection point between the other end of the resistor R0 connected in series with the CMOS variable resistors M0 and M1 and the constant current source is Connected to the other input terminal of the amplifier to form a feedback loop.

次に図6の構成の作用を説明する。可変抵抗NMOS M0及びM1と固定抵抗の接続点の電位が外部ノイズ等の外的要因により変動した場合、M0のドレイン側とそれに接続するPMOS M4ゲート側及びPMOS M4のソース側とそれに接続するM0のゲート側のループ構造によりVCOの発振周波数の変動を低減する事ができる。この可変抵抗回路41を使った電圧電流変換回路の電圧電流特性を示したのが図7である。   Next, the operation of the configuration of FIG. 6 will be described. When the potential at the connection point between the variable resistors NMOS M0 and M1 and the fixed resistor fluctuates due to external factors such as external noise, the drain side of M0 and the PMOS M4 gate side connected thereto and the source side of the PMOS M4 and M0 connected thereto. The fluctuation of the oscillation frequency of the VCO can be reduced by the loop structure on the gate side. FIG. 7 shows the voltage-current characteristics of a voltage-current conversion circuit using the variable resistance circuit 41. In FIG.

なお、上記形態は本発明を実施するための最良のものであるがこれに限定する主旨ではない。従って、本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形することが可能である。   The above embodiment is the best for carrying out the present invention, but is not intended to be limited to this. Therefore, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明を利用した逓倍用PLL回路、周波数シンセサイザの開発が望まれる。   Development of a PLL circuit for frequency multiplication and a frequency synthesizer using the present invention is desired.

本実施形態における電圧電流変換回路の構成ブロック図である。It is a block diagram of the voltage-current converter circuit in the present embodiment. 可変抵抗回路4の構成を示す回路図である。2 is a circuit diagram showing a configuration of a variable resistance circuit 4. FIG. リファレンス回路42の回路図である。3 is a circuit diagram of a reference circuit 42. FIG. リミッタ回路5と差動アンプ入力段の構成を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a limiter circuit 5 and a differential amplifier input stage. リミッタ回路5の他の構成を示す回路図である。6 is a circuit diagram illustrating another configuration of the limiter circuit 5. FIG. CMOS可変抵抗回路41の他の構成を示す回路図である。6 is a circuit diagram showing another configuration of the CMOS variable resistance circuit 41. FIG. 本形態の電圧電流変換回路の電圧電流特性を示したグラフである。It is the graph which showed the voltage-current characteristic of the voltage-current conversion circuit of this form. 従来のPLL回路の基本構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the basic composition of the conventional PLL circuit. 電圧制御発振器3の基本構成を示すブロック図である。3 is a block diagram showing a basic configuration of a voltage controlled oscillator 3. FIG. 電圧電流変換回路31の従来例である。This is a conventional example of the voltage-current conversion circuit 31. 電圧電流変換回路31’の従来回路の一例を示したものである。An example of the conventional circuit of the voltage-current conversion circuit 31 'is shown. 差動増幅回路で構成した電流制御方発振器の従来回路の一例である。It is an example of the conventional circuit of the current control method oscillator comprised with the differential amplifier circuit. 電圧電流変換回路31の電圧電流変換特性を示したグラフである。3 is a graph showing voltage-current conversion characteristics of a voltage-current conversion circuit 31.

符号の説明Explanation of symbols

1 位相比較器
2 LPF
3 電圧制御発振器(VCO)
31、31’ 電圧電流変換回路
32 電流制御発振器
321 リング発振器
4 可変抵抗回路
41 CMOS可変抵抗回路
42 リファレンス回路
5 リミット回路
6 カレント比調整回路
1 Phase comparator 2 LPF
3 Voltage controlled oscillator (VCO)
31, 31 'Voltage-current conversion circuit 32 Current control oscillator 321 Ring oscillator 4 Variable resistance circuit 41 CMOS variable resistance circuit 42 Reference circuit 5 Limit circuit 6 Current ratio adjustment circuit

Claims (8)

位相比較器と、
ループフィルタと、
前記ループフィルタから出力される制御電圧を電流に変換する電圧電流変換回路と、
前記電圧電流変換回路より出力される出力電流に対応した電流源を有し、
リング状に接続された1以上の差動インバータ回路を有する電圧制御発振器とを備えたPLL回路において、
前記電圧電流変換回路は前記出力電流を決定する可変抵抗回路を有し、プロセスばらつきを低減させることを特徴とするPLL回路。
A phase comparator;
A loop filter;
A voltage-current conversion circuit that converts a control voltage output from the loop filter into a current;
A current source corresponding to the output current output from the voltage-current converter circuit;
In a PLL circuit comprising a voltage controlled oscillator having one or more differential inverter circuits connected in a ring shape,
The voltage-current conversion circuit includes a variable resistance circuit that determines the output current, and reduces process variation.
前記可変抵抗回路は、
前記プロセスばらつきに応じてゲート電圧を調整することで可変抵抗値を調整する1以上のCMOS型トランジスタを備えることを特徴とする請求項1記載のPLL回路。
The variable resistance circuit is:
2. The PLL circuit according to claim 1, further comprising one or more CMOS transistors that adjust a variable resistance value by adjusting a gate voltage according to the process variation.
前記可変抵抗回路は、
さらに1以上の複数の固定抵抗を備えることを特徴とする請求項2記載のPLL回路。
The variable resistance circuit is:
The PLL circuit according to claim 2, further comprising one or more fixed resistors.
前記可変抵抗回路は、
基準電圧の変動に応じてCMOS型トランジスタのゲート電圧を制御するリファレンス回路を備えることで、前記プロセスばらつきの変動を受けない一定の抵抗値を決定することを特徴とする請求項2または3記載のPLL回路。
The variable resistance circuit is:
The fixed resistance value which does not receive the fluctuation | variation of the said process variation is determined by providing the reference circuit which controls the gate voltage of a CMOS type transistor according to the fluctuation | variation of a reference voltage, The Claim 2 or 3 characterized by the above-mentioned PLL circuit.
前記電圧電流変換回路は、
前記プロセスばらつきに応じて前記ループフィルタより供給される電圧が所定の値以上になったときに前記電圧制御発振器の発振周波数の上限を制限するリミット回路を備えることを特徴とする請求項2から4の何れか記載のPLL回路。
The voltage-current converter circuit is
5. A limit circuit for limiting an upper limit of an oscillation frequency of the voltage controlled oscillator when a voltage supplied from the loop filter becomes equal to or higher than a predetermined value according to the process variation. A PLL circuit according to any one of the above.
前記リミット回路は、
前記制御電圧の入力端子と並列に接続した複数のMOS型トランジスタを有することを特徴とする請求項5記載のPLL回路。
The limit circuit is
6. The PLL circuit according to claim 5, further comprising a plurality of MOS transistors connected in parallel with the input terminal of the control voltage.
前記リミット回路は、
前記制御電圧の入力端子と並列に接続した複数の抵抗を有することを特徴とする請求項5記載のPLL回路。
The limit circuit is
6. The PLL circuit according to claim 5, further comprising a plurality of resistors connected in parallel with the control voltage input terminal.
前記電圧電流変換回路は、
前記プロセスばらつきの変動に応じて供給する前記出力電流の電流値をカレント比を変えることで調整するカレント比調整回路を有することを特徴とする請求項5から7の何れか記載のPLL回路。
The voltage-current converter circuit is
8. The PLL circuit according to claim 5, further comprising a current ratio adjusting circuit that adjusts a current value of the output current supplied in accordance with a variation in the process variation by changing a current ratio.
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