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JP2011199378A - Clock recovery circuit - Google Patents

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JP2011199378A
JP2011199378A JP2010061076A JP2010061076A JP2011199378A JP 2011199378 A JP2011199378 A JP 2011199378A JP 2010061076 A JP2010061076 A JP 2010061076A JP 2010061076 A JP2010061076 A JP 2010061076A JP 2011199378 A JP2011199378 A JP 2011199378A
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JP
Japan
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signal
data
control
clock
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP2010061076A
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Japanese (ja)
Inventor
Kyoko Hirai
恭子 平井
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a clock recovery circuit for maintaining a fixed loop gain without damaging the resistance of data reception even if an edge does not exist in a data signal for a long time.SOLUTION: A loop filter 40 converts a control current into a control voltage and smoothes and outputs the control voltage, a voltage controlled oscillator 50 generates a clock signal CLK having a frequency corresponding to the control voltage, a frequency comparison circuit 10 compares the frequency of the clock signal CLK with the frequency of a reference clock signal Fr, and outputs the control current corresponding to a comparison result to the loop filter 40, a phase comparator 21 and a charge pump 22 compare the phase of a data signal DATA with the phase of the clock signal CLK, and outputs the control current corresponding to a comparison result to the loop filter 40, a reception data length measuring circuit 31 measures the data length of the data signal DATA, compares the data length with an expected value, and outputs a control signal S1 when the data length is equal to or longer than an expected value, and an input voltage control circuit outputs the control current corresponding to the control signal S1 to the loop filter 40.

Description

本発明は、シリアル伝送されたデータ信号からデータを抽出するためのクロック信号を発生するクロックリカバリ回路に関し、特にUSB(Universal Serial Bus)2.0等の規格に準拠したシリアルデータ伝送システムに使用するクロックリカバリ回路に関する。   The present invention relates to a clock recovery circuit that generates a clock signal for extracting data from a serially transmitted data signal, and more particularly to a serial data transmission system compliant with a standard such as USB (Universal Serial Bus) 2.0. The present invention relates to a clock recovery circuit.

図9は、従来技術に係るクロックリカバリ回路100を示すブロック図である。クロックリカバリ回路100は、外部からのシリアルデータをデジタル化したデータ信号DATAからデータを抽出するためのクロック信号Foを発生して出力する。   FIG. 9 is a block diagram showing a clock recovery circuit 100 according to the prior art. The clock recovery circuit 100 generates and outputs a clock signal Fo for extracting data from a data signal DATA obtained by digitizing serial data from the outside.

位相比較器102は、XOR型の位相比較器であり、データ信号DATAとクロック信号Foとの位相差に応じて、アップ信号UPa及びダウン信号DNaをチャージポンプCPaに出力する。クロック信号Foの位相が遅れている場合は、アップ信号UPaのパルス幅がダウン信号DNaのパルス幅よりも長くなり、クロック信号Foの位相が進んでいる場合は、ダウン信号DNaのパルス幅がアップ信号UPaのパルス幅よりも長くなる。位相差がゼロの場合には、アップ信号UPaとダウン信号DNaのパルス幅が等しくなる。チャージポンプCPaは、位相比較回路102からアップ信号UPa及びダウン信号DNaを受信し、アップ信号UPa及びダウン信号DNaに応じて、セレクタ103を介してループフィルタ104に電流を吐き出す、又はループフィルタ104から電流を引き込むことにより、制御電流CPaoをセレクタ103に出力する。   The phase comparator 102 is an XOR type phase comparator, and outputs an up signal UPa and a down signal DNa to the charge pump CPa according to the phase difference between the data signal DATA and the clock signal Fo. When the phase of the clock signal Fo is delayed, the pulse width of the up signal UPa is longer than the pulse width of the down signal DNa, and when the phase of the clock signal Fo is advanced, the pulse width of the down signal DNa is increased. It becomes longer than the pulse width of the signal UPa. When the phase difference is zero, the pulse widths of the up signal UPa and the down signal DNa are equal. The charge pump CPa receives the up signal UPa and the down signal DNa from the phase comparison circuit 102, and discharges current to the loop filter 104 via the selector 103 or from the loop filter 104 according to the up signal UPa and the down signal DNa. The control current CPao is output to the selector 103 by drawing the current.

周波数比較器101は、基準クロック信号Frとクロック信号Foとの周波数を比較して、その周波数差に応じてアップ信号UPb及びダウン信号DNbをチャージポンプCPbに出力する。チャージポンプCPbは、周波数比較器101からアップ信号UPb及びダウン信号DNbを受信し、アップ信号UPb及びダウン信号DNbに応じて、セレクタ103を介してループフィルタ104に電流を吐き出す、又はループフィルタ104から電流を引き込むことにより、制御電流CPboをセレクタ103に出力する。   The frequency comparator 101 compares the frequencies of the reference clock signal Fr and the clock signal Fo, and outputs an up signal UPb and a down signal DNb to the charge pump CPb according to the frequency difference. The charge pump CPb receives the up signal UPb and the down signal DNb from the frequency comparator 101, and discharges current to the loop filter 104 via the selector 103 or from the loop filter 104 according to the up signal UPb and the down signal DNb. By drawing the current, the control current CPbo is output to the selector 103.

セレクタ103は、選択信号SELに応じて制御電流CPao又は制御電流CPboを選択し、制御電流CPoとしてループフィルタ104に出力する。ループフィルタ104は、制御電流CPoを制御電圧に変換しかつ平滑して、電圧制御発振器105によって発生されるクロック信号Foの周波数を制御する制御電圧として電圧制御発振器105に出力する。電圧制御発振器105は、入力された制御電圧に対応する周波数を有するクロック信号Foを発生して出力する。   The selector 103 selects the control current CPao or the control current CPbo according to the selection signal SEL, and outputs it to the loop filter 104 as the control current CPo. The loop filter 104 converts the control current CPo into a control voltage and smoothes it, and outputs it to the voltage controlled oscillator 105 as a control voltage for controlling the frequency of the clock signal Fo generated by the voltage controlled oscillator 105. The voltage controlled oscillator 105 generates and outputs a clock signal Fo having a frequency corresponding to the input control voltage.

次に、クロックリカバリ回路100の動作について説明する。クロックリカバリ回路100が動作を開始するとき、Lレベルの選択信号SELがセレクタ103に入力されて、周波数比較器101からループフィルタ104への経路がアクティブとなり、周波数比較器101、チャージポンプCPb、ループフィルタ104、及び電圧制御発振器105で構成されるループによって、クロック信号Foの周波数が所定の範囲内の周波数となるように制御される。基準クロック信号Frの周波数とクロック信号Foの周波数との差が所定の範囲内に入ると、選択信号SELがLレベルからHレベルに切り替わり、位相比較器102からループフィルタ104への経路がアクティブとなる。それにより、位相比較器102、チャージポンプCPa、ループフィルタ104、及び電圧制御発振器105で構成されるループによって、クロック信号Foの位相がデータ信号DATAの位相に同期するように制御される。   Next, the operation of the clock recovery circuit 100 will be described. When the clock recovery circuit 100 starts to operate, an L level selection signal SEL is input to the selector 103, and the path from the frequency comparator 101 to the loop filter 104 becomes active, and the frequency comparator 101, charge pump CPb, loop The loop composed of the filter 104 and the voltage controlled oscillator 105 is controlled so that the frequency of the clock signal Fo becomes a frequency within a predetermined range. When the difference between the frequency of the reference clock signal Fr and the frequency of the clock signal Fo falls within a predetermined range, the selection signal SEL switches from the L level to the H level, and the path from the phase comparator 102 to the loop filter 104 becomes active. Become. Thereby, the phase of the clock signal Fo is controlled to be synchronized with the phase of the data signal DATA by the loop constituted by the phase comparator 102, the charge pump CPa, the loop filter 104, and the voltage controlled oscillator 105.

図10は、図9のクロックリカバリ回路100がクロック信号Foの位相をデータ信号DATAの位相に同期するように制御しているときのタイミングチャートである。図10を参照すると、データ信号DATAのパルス幅である時刻t7から時刻t9までの期間の中央(時刻t8)において、クロック信号Foの立ち下がりエッジが発生するように、クロック信号Foの位相が調整されている。   FIG. 10 is a timing chart when the clock recovery circuit 100 in FIG. 9 controls the phase of the clock signal Fo to be synchronized with the phase of the data signal DATA. Referring to FIG. 10, the phase of the clock signal Fo is adjusted so that the falling edge of the clock signal Fo occurs at the center (time t8) of the period from time t7 to time t9, which is the pulse width of the data signal DATA. Has been.

クロックリカバリ回路に関する先行技術として、特許文献1及び特許文献2がある。特許文献2は、クロックリカバリ回路において周波数追従ループのジッタ耐性を安定させることを課題にしており、従来のクロックリカバリ回路の構成に第2の積分回路及びパターン発生器を追加している。第2の積分回路はアップ/ダウン信号を発生し、パターン発生器はアップ/ダウン信号に基づいてシリアルデータの周波数の変動に追従するための周波数補正制御信号を発生する。   As prior art relating to the clock recovery circuit, there are Patent Document 1 and Patent Document 2. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 has an object to stabilize the jitter tolerance of the frequency tracking loop in the clock recovery circuit, and a second integration circuit and a pattern generator are added to the configuration of the conventional clock recovery circuit. The second integration circuit generates an up / down signal, and the pattern generator generates a frequency correction control signal for following the change in the frequency of the serial data based on the up / down signal.

USB2.0のデータ信号のパルス幅は、USB2.0の規格から1Tから6Tまで(1T=2.08us)変動し、最大0.6UI(UNIT INTERVAL)(1UI=2.08us)までのデータ信号のジッタが許されている。データ信号のパルス幅が変動すると、従来技術であるアナログPLL方式のクロックリカバリ回路のループゲインも変動する。ループゲインが大きく変動するので、ループフィルタのフィルタ係数、及び電圧制御発振器のゲインの設計の最適解を見つけることが難しく、データ受信の耐性が向上しない。特に、クロックリカバリ回路が、長期間(例えば6T)の間同じ値を有するロングデータを受信する場合、データ信号に立ち上がりエッジ、又は立ち下がりエッジ(以下、両方をまとめてエッジという。)が存在しないので、位相比較器がアップ信号及びダウン信号を出力せず、チャージポンプの出力端子がハイインピーダンス状態となる。このとき、電圧制御発振器に入力される制御電圧が不安定となり、クロック信号の位相がデータ信号の位相とずれて、位相ロックが外れやすくなる。   The pulse width of the USB 2.0 data signal varies from 1 T to 6 T (1 T = 2.08 us) from the USB 2.0 standard, and the data signal is up to 0.6 UI (UNIT INTERVAL) (1 UI = 2.08 us). Jitter is allowed. When the pulse width of the data signal fluctuates, the loop gain of the analog PLL clock recovery circuit, which is a conventional technique, also fluctuates. Since the loop gain greatly fluctuates, it is difficult to find the optimum solution for the design of the filter coefficient of the loop filter and the gain of the voltage controlled oscillator, and the tolerance of data reception is not improved. In particular, when the clock recovery circuit receives long data having the same value for a long period (for example, 6T), there is no rising edge or falling edge (hereinafter, both are collectively referred to as an edge) in the data signal. Therefore, the phase comparator does not output the up signal and the down signal, and the output terminal of the charge pump enters a high impedance state. At this time, the control voltage input to the voltage controlled oscillator becomes unstable, the phase of the clock signal is shifted from the phase of the data signal, and the phase lock is easily released.

図11は、図9のクロックリカバリ回路100に長期間エッジが存在しないデータ信号DATAが入力されたときのタイミングチャートである。図11を参照すると、時刻t10から時刻t11において、データ信号DATAがLレベルであり、位相比較器102は、Hレベルのアップ信号UPa、及びLレベルのダウン信号DNaを発生する。この結果、チャージポンプCPaの出力端子がハイインピーダンス状態となって、ループフィルタ104を介して電圧制御発振器105へ入力される制御電流CPoが不安定となり、クロック信号Foの位相が、データ信号DATAの位相に比較して進む。   FIG. 11 is a timing chart when a data signal DATA having no edge for a long time is input to the clock recovery circuit 100 of FIG. Referring to FIG. 11, from time t10 to time t11, the data signal DATA is at L level, and the phase comparator 102 generates an H level up signal UPa and an L level down signal DNa. As a result, the output terminal of the charge pump CPa becomes a high impedance state, the control current CPo input to the voltage controlled oscillator 105 via the loop filter 104 becomes unstable, and the phase of the clock signal Fo becomes the level of the data signal DATA. Proceeds relative to phase.

本発明の目的は以上の問題を解決し、データ信号に長期間(例えば、1Tから6Tまで)エッジが存在しない場合でも、データ受信の耐性を損なわず、一定のループゲインを保つことができるクロックリカバリ回路を提供することにある。   The object of the present invention is to solve the above-described problem, and a clock capable of maintaining a constant loop gain without impairing the durability of data reception even when there is no edge in a data signal for a long period (for example, from 1T to 6T). It is to provide a recovery circuit.

本発明に係るクロックリカバリ回路は、データ信号からデータを抽出するためのクロック信号を発生して出力するクロックリカバリ回路において、
入力される制御信号を平滑して出力する平滑回路部と、
上記平滑回路部から出力される制御信号に対応する周波数を有するクロック信号を発生する電圧制御発振回路部と、
上記クロック信号の周波数を所定の基準クロック信号の周波数と比較して、比較結果に応じた第1の制御信号を発生して上記平滑回路部に出力する周波数比較回路部と、
上記データ信号の位相を上記クロック信号の位相と比較して、比較結果に応じた第2の制御信号を発生して上記平滑回路部に出力する位相比較回路部と、
上記データ信号のデータ長を測定し、上記データ長を所定の期待値と比較して、上記データ長が上記期待値以上のときに、所定の第3の制御信号を出力する受信データ長測定手段と、
上記第3の制御信号に応じた第4の制御信号を発生して上記平滑回路部に出力する入力電圧制御手段とを備えたことを特徴とする。
A clock recovery circuit according to the present invention is a clock recovery circuit that generates and outputs a clock signal for extracting data from a data signal.
A smoothing circuit for smoothing and outputting an input control signal;
A voltage controlled oscillation circuit unit that generates a clock signal having a frequency corresponding to the control signal output from the smoothing circuit unit;
A frequency comparison circuit unit that compares the frequency of the clock signal with the frequency of a predetermined reference clock signal, generates a first control signal according to the comparison result, and outputs the first control signal to the smoothing circuit unit;
A phase comparison circuit unit that compares the phase of the data signal with the phase of the clock signal, generates a second control signal according to the comparison result, and outputs the second control signal to the smoothing circuit unit;
Received data length measuring means for measuring a data length of the data signal, comparing the data length with a predetermined expected value, and outputting a predetermined third control signal when the data length is equal to or greater than the expected value When,
And input voltage control means for generating a fourth control signal corresponding to the third control signal and outputting the fourth control signal to the smoothing circuit section.

また、上記クロックリカバリ回路において、上記受信データ長測定手段は、上記データ信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを検出して、上記データ信号のデータ長を測定することを特徴とする。   In the clock recovery circuit, the received data length measuring unit detects a rising edge and a falling edge of the data signal and measures a data length of the data signal.

さらに、上記クロックリカバリ回路において、上記受信データ長測定手段は、上記クロック信号を計数して上記データ信号のデータ長を測定することを特徴とする。   Further, in the clock recovery circuit, the reception data length measuring means counts the clock signal and measures the data length of the data signal.

またさらに、上記クロックリカバリ回路において、上記期待値が2以上であることを特徴とする。   Still further, in the clock recovery circuit, the expected value is 2 or more.

また、上記クロックリカバリ回路において、上記受信データ長測定手段は、少なくとも1つの第1の設定信号に基づいて上記期待値を変更して設定することを特徴とする。   In the clock recovery circuit, the reception data length measurement unit may change and set the expected value based on at least one first setting signal.

さらに、上記クロックリカバリ回路において、上記入力電圧制御手段は、
上記第3の制御信号に応答して、上記クロック信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに基づいて所定の第5の制御信号を出力する充放電制御手段と、
上記第5の制御信号に応じた第4の制御信号を、定電流源からの電流を増減することにより発生する充放電手段とを備えたことを特徴とする。
Further, in the clock recovery circuit, the input voltage control means is
Charge / discharge control means for outputting a predetermined fifth control signal based on a rising edge and a falling edge of the clock signal in response to the third control signal;
Charge / discharge means for generating a fourth control signal corresponding to the fifth control signal by increasing or decreasing the current from the constant current source is provided.

またさらに、上記クロックリカバリ回路において、上記入力電圧制御手段は、少なくとも1つの第2の設定信号に基づいて上記定電流源からの電流を変更して設定することを特徴とする。   Still further, in the clock recovery circuit, the input voltage control means changes and sets the current from the constant current source based on at least one second setting signal.

本発明によれば、データ信号のデータ長を測定し、データ長を所定の期待値と比較して、データ長が期待値以上の場合に、所定の第3の制御信号を出力する受信データ長測定手段と、上記第3の制御信号に応じた第4の制御信号を発生して平滑回路部を介して電圧制御発振回路部に出力する入力電圧制御手段とを備えたので、データ信号のデータ長が期待値以上のときに、電圧制御発振回路部への制御信号がハイインピーダンス状態になることを回避することができ、かつデータ信号とクロック信号との位相のずれがクロックリカバリ回路の位相調整可能範囲を越えることを回避することができ、クロックリカバリ回路のデータ受信の耐性を向上させることができる。   According to the present invention, the data length of the data signal is measured, the data length is compared with a predetermined expected value, and when the data length is greater than or equal to the expected value, the received data length that outputs the predetermined third control signal Since the measurement means and the input voltage control means for generating the fourth control signal corresponding to the third control signal and outputting the fourth control signal to the voltage controlled oscillation circuit section through the smoothing circuit section are provided, the data of the data signal When the length is longer than the expected value, it is possible to prevent the control signal to the voltage-controlled oscillation circuit unit from entering a high impedance state, and the phase shift of the clock recovery circuit is due to the phase shift between the data signal and the clock signal. Exceeding the possible range can be avoided, and the data reception tolerance of the clock recovery circuit can be improved.

また、本発明によれば、受信データ長測定手段は、少なくとも1つの第1の設定信号に基づいて上記期待値を変更して設定するので、受信データ長測定回路、入力電圧制御回路、平滑回路部、及び電圧制御発振回路部で構成されるループによるクロック信号の位相制御を開始するときのデータ信号のデータ長を調節することができる。   According to the present invention, the reception data length measurement means changes and sets the expected value based on at least one first setting signal, so that the reception data length measurement circuit, the input voltage control circuit, the smoothing circuit And the data length of the data signal when starting the phase control of the clock signal by the loop constituted by the voltage control oscillation circuit unit can be adjusted.

さらに、本発明によれば、入力電圧制御手段は、少なくとも1つの第2の設定信号に基づいて定電流源からの電流を変更して設定するので、受信データ長測定回路、入力電圧制御回路、平滑回路部、及び電圧制御発振回路部で構成されるループのループゲインを調整することができ、該ループによってクロック信号の位相を制御するときの精度を微調整することができる。   Furthermore, according to the present invention, since the input voltage control means changes and sets the current from the constant current source based on at least one second setting signal, the received data length measurement circuit, the input voltage control circuit, The loop gain of the loop constituted by the smoothing circuit unit and the voltage control oscillation circuit unit can be adjusted, and the accuracy when the phase of the clock signal is controlled by the loop can be finely adjusted.

本発明の第1の実施形態に係るクロックリカバリ回路1を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a clock recovery circuit 1 according to a first embodiment of the present invention. 図1の受信データ長測定回路31を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a reception data length measurement circuit 31 in FIG. 1. 図2のデータエッジ検出回路312を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a data edge detection circuit 312 in FIG. 2. 期待値が2であるときの図2のカウンタ311及び期待値比較回路313を示す回路図である。3 is a circuit diagram showing the counter 311 and the expected value comparison circuit 313 of FIG. 2 when the expected value is 2. FIG. 図1の入力電圧制御回路32を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing an input voltage control circuit 32 of FIG. 1. 期待値が2であるときの図1のクロックリカバリ回路1の動作を示すタイミングチャートである。2 is a timing chart showing an operation of the clock recovery circuit 1 of FIG. 1 when an expected value is 2. FIG. 本発明の第2の実施形態に係る受信データ長測定回路31aを示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the reception data length measurement circuit 31a which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る入力電圧制御回路32aを示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the input voltage control circuit 32a which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 従来技術に係るクロックリカバリ回路100を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the clock recovery circuit 100 which concerns on a prior art. 図9のクロックリカバリ回路100がクロック信号Foの位相をデータ信号DATAの位相に同期するように制御しているときのタイミングチャートである。10 is a timing chart when the clock recovery circuit 100 of FIG. 9 controls the phase of the clock signal Fo to be synchronized with the phase of the data signal DATA. 図9のクロックリカバリ回路100に長期間エッジが存在しないデータ信号DATAが入力されたときのタイミングチャートである。10 is a timing chart when a data signal DATA having no edge for a long period of time is input to the clock recovery circuit 100 of FIG. 9.

第1の実施形態.
図1は、本発明の第1の実施形態に係るクロックリカバリ回路1を示すブロック図である。クロックリカバリ回路1は、外部機器(図示せず。)から入力されるシリアルデータをデジタル化したデータ信号DATA及び基準クロック信号Frを受信し、データ信号DATAからデータを抽出するためのクロック信号CLKを発生する。ここで、データ信号DATAにおいてHレベル又はLレベルが連続する期間に対応するクロック信号CLKのクロックパルスの数をデータ信号DATAのデータ長という。
First embodiment.
FIG. 1 is a block diagram showing a clock recovery circuit 1 according to the first embodiment of the present invention. The clock recovery circuit 1 receives a data signal DATA and a reference clock signal Fr obtained by digitizing serial data input from an external device (not shown), and receives a clock signal CLK for extracting data from the data signal DATA. appear. Here, the number of clock pulses of the clock signal CLK corresponding to a period in which the H level or the L level continues in the data signal DATA is referred to as a data length of the data signal DATA.

第1の実施形態に係るクロックリカバリ回路1は、データ信号DATAからデータを抽出するためのクロック信号CLKを発生して出力するクロックリカバリ回路1において、入力される制御電流CPOUT1,CPOUT2,CPOUT3を制御電圧に変換しかつ平滑して出力するループフィルタ40と、ループフィルタ40から出力される制御電圧に対応する周波数を有するクロック信号CLKを発生する電圧制御発振器50と、クロック信号CLKの周波数を所定の基準クロック信号Frの周波数と比較して、比較結果に応じた制御電流CPOUT1を発生してループフィルタ40に出力する周波数比較回路部10と、データ信号DATAの位相をクロック信号CLKの位相と比較して、比較結果に応じた制御電流CPOUT2を発生してループフィルタ40に出力する位相比較器21及びチャージポンプ22と、データ信号DATAのデータ長を測定し、データ長を所定の期待値と比較して、データ長が上記期待値以上のときに、制御信号S1を出力する受信データ長測定回路31と、制御信号S1に応じた制御電流CPOUT3を発生してループフィルタ40に出力する入力電圧制御回路とを備えたことを特徴とする。   The clock recovery circuit 1 according to the first embodiment controls input control currents CPOUT1, CPOUT2, and CPOUT3 in the clock recovery circuit 1 that generates and outputs a clock signal CLK for extracting data from the data signal DATA. A loop filter 40 that converts the voltage into a voltage and outputs it after smoothing, a voltage-controlled oscillator 50 that generates a clock signal CLK having a frequency corresponding to the control voltage output from the loop filter 40, and a frequency of the clock signal CLK Compared with the frequency of the reference clock signal Fr, the frequency comparison circuit unit 10 that generates the control current CPOUT1 according to the comparison result and outputs it to the loop filter 40, and compares the phase of the data signal DATA with the phase of the clock signal CLK. Control current CPOUT2 according to the comparison result The phase comparator 21 and the charge pump 22 output to the loop filter 40 and the data length of the data signal DATA are measured, and the data length is compared with a predetermined expected value. A reception data length measurement circuit 31 that outputs a control signal S1 and an input voltage control circuit that generates a control current CPOUT3 corresponding to the control signal S1 and outputs the control current CPOUT3 to the loop filter 40 are provided.

クロックリカバリ回路1は、周波数比較回路部10と、位相比較回路部20と、平滑回路部を構成するループフィルタ40と、電圧制御発信回路部を構成する電圧制御発振器50とを備えて構成される。周波数比較回路部10は、分周器11と、周波数比較器12と、チャージポンプ13とを備えて構成され、位相比較回路部20は、位相比較器21と、チャージポンプ22と、受信データ長測定回路31と、入力電圧制御回路32とを備えて構成される。   The clock recovery circuit 1 includes a frequency comparison circuit unit 10, a phase comparison circuit unit 20, a loop filter 40 that forms a smoothing circuit unit, and a voltage control oscillator 50 that forms a voltage control transmission circuit unit. . The frequency comparison circuit unit 10 includes a frequency divider 11, a frequency comparator 12, and a charge pump 13. The phase comparison circuit unit 20 includes a phase comparator 21, a charge pump 22, and a reception data length. A measurement circuit 31 and an input voltage control circuit 32 are provided.

図1において、まず、周波数比較回路部10について説明する。分周器11は、電圧制御発振器50から出力されるクロック信号CLKを1/N(Nは、N>0の整数であり、例えば2である。)に分周してクロック信号Fvを発生して、周波数比較器12に出力する。なお、クロック信号CLKを分周する必要がないときは、分周器11を備えなくてもよい。   In FIG. 1, first, the frequency comparison circuit unit 10 will be described. The frequency divider 11 divides the clock signal CLK output from the voltage controlled oscillator 50 into 1 / N (N is an integer where N> 0, for example, 2) to generate the clock signal Fv. And output to the frequency comparator 12. When there is no need to divide the clock signal CLK, the divider 11 need not be provided.

周波数比較器12は、分周器11からのクロック信号Fv、及び外部機器(図示せず。)からの基準クロック信号Fr並びに制御信号FLOCK1を受信して、アップ信号UP1及びダウン信号DN1をチャージポンプ12に出力する。制御信号FLOCK1がLレベルの場合、周波数比較器12は、Hレベルのアップ信号UP1及びLレベルのダウン信号DN1をチャージポンプ13に出力する。一方、制御信号FLOCK1がHレベルの場合、周波数比較器12は、基準クロック信号Frの位相及び周波数とクロック信号Fvの位相及び周波数とをそれぞれ比較する。例えば、周波数比較器12は、基準クロック信号Frの立ち上がりエッジとクロック信号Fvの立ち上がりエッジとを比較する。基準クロック信号Frの立ち上がりエッジが、クロック信号Fvの立ち上がりエッジよりも先に周波数比較器12に入力された場合、周波数比較器12は、クロック信号Fvの立ち上がりエッジが入力されるまでの間、Lレベルのアップ信号UP1及びLレベルのダウン信号DN1を発生してチャージポンプ13に出力する。また、クロック信号Fvの立ち上がりエッジが、基準クロック信号Frの立ち上がりエッジよりも先に周波数比較器12に入力された場合、周波数比較器12は、基準クロック信号Frの立ち上がりエッジが入力されるまでの間、Hレベルのアップ信号UP1及びHレベルのダウン信号DN1を発生してチャージポンプ13に出力する。   The frequency comparator 12 receives the clock signal Fv from the frequency divider 11, the reference clock signal Fr from the external device (not shown), and the control signal FLOCK1, and charge pumps the up signal UP1 and the down signal DN1. 12 is output. When the control signal FLOCK1 is at L level, the frequency comparator 12 outputs an up signal UP1 at H level and a down signal DN1 at L level to the charge pump 13. On the other hand, when the control signal FLOCK1 is at the H level, the frequency comparator 12 compares the phase and frequency of the reference clock signal Fr with the phase and frequency of the clock signal Fv, respectively. For example, the frequency comparator 12 compares the rising edge of the reference clock signal Fr with the rising edge of the clock signal Fv. When the rising edge of the reference clock signal Fr is input to the frequency comparator 12 before the rising edge of the clock signal Fv, the frequency comparator 12 does not change the L until the rising edge of the clock signal Fv is input. A level up signal UP 1 and an L level down signal DN 1 are generated and output to the charge pump 13. In addition, when the rising edge of the clock signal Fv is input to the frequency comparator 12 before the rising edge of the reference clock signal Fr, the frequency comparator 12 does not input until the rising edge of the reference clock signal Fr is input. Meanwhile, an H level up signal UP 1 and an H level down signal DN 1 are generated and output to the charge pump 13.

チャージポンプ13は、周波数比較器12からのアップ信号UP1及びダウン信号DN1に応じて、以下のように動作する。
(1)アップ信号UP1がHレベルであり、かつダウン信号DN1がLレベルである場合、チャージポンプ13は、出力端子をハイインピーダンス状態にする。
(2)アップ信号UP1とダウン信号DN1とがともにHレベルである場合、チャージポンプ13は、所定の制御電流CPOUT1をループフィルタ40から引き込む。
(3)アップ信号UP1とダウン信号DN1とがともにLレベルである場合、チャージポンプ13は、所定の制御電流CPOUT1をループフィルタ40に吐き出す。
The charge pump 13 operates as follows according to the up signal UP1 and the down signal DN1 from the frequency comparator 12.
(1) When the up signal UP1 is at the H level and the down signal DN1 is at the L level, the charge pump 13 sets the output terminal to the high impedance state.
(2) When both the up signal UP1 and the down signal DN1 are at the H level, the charge pump 13 draws a predetermined control current CPOUT1 from the loop filter 40.
(3) When both the up signal UP1 and the down signal DN1 are at the L level, the charge pump 13 discharges the predetermined control current CPOUT1 to the loop filter 40.

上述したように、周波数比較回路部10は、制御信号FLOCK1がLレベルのときに、出力端子をハイインピーダンス状態にし、制御信号FLOCK1がHレベルのときに、制御電流CPOUT1をループフィルタ40に出力する。   As described above, the frequency comparison circuit unit 10 sets the output terminal to the high impedance state when the control signal FLOCK1 is at the L level, and outputs the control current CPOUT1 to the loop filter 40 when the control signal FLOCK1 is at the H level. .

次に、位相比較回路部20について説明する。位相比較器21は、電圧制御発振器50からのクロック信号CLK、及び外部機器(図示せず。)からのデータ信号DATA並びに制御信号FLOCK2を受信して、アップ信号UP2及びダウン信号DN2をチャージポンプ22に出力する。制御信号FLOCK2がLレベルの場合、位相比較器21は、Hレベルのアップ信号UP2及びLレベルのダウン信号DN2をチャージポンプ22に出力する。一方、制御信号FLOCK2がHレベルの場合、位相比較器21は、クロック信号CLKの位相をデータ信号DATAの位相と比較する。クロック信号CLKの位相がデータ信号DATAの位相と等しい場合、位相比較器21は、クロック信号CLKに同期して、クロック信号CLKの信号レベルを反転した信号レベルでありかつパルス幅の等しいアップ信号UP2及びダウン信号DN2を発生してチャージポンプ22に出力する。また、クロック信号CLKの位相がデータ信号DATAの位相よりも遅れている場合、位相比較器21は、アップ信号UP2及びダウン信号DN2を発生してチャージポンプ22に出力し、このとき、アップ信号UP2のパルス幅はダウン信号DN2のパルス幅よりも長く、かつアップ信号UP2及びダウン信号DN2がともにLレベルである期間が、クロック信号CLKの位相とデータ信号DATAの位相とが等しい場合と比較して、位相差に対応する時間だけ長くなる。さらに、クロック信号CLKの位相がデータ信号DATAの位相よりも進んでいる場合、位相比較器21は、アップ信号UP2及びダウン信号DN2を発生してチャージポンプ22に出力し、このとき、アップ信号UP2のパルス幅はダウン信号DN2のパルス幅よりも短く、アップ信号UP2及びダウン信号DN2がともにHレベルである期間が、クロック信号CLKの位相とデータ信号DATAの位相とが等しい場合と比較して、位相差に対応する時間だけ長くなる。また、データ信号DATAにエッジが存在せずクロック信号CLKのみが入力されたとき、すなわちデータ信号DATAのデータ長が2以上の場合、位相比較器21は、Hレベルのアップ信号UP2及びLレベルのダウン信号DN2をチャージポンプ22に出力する。   Next, the phase comparison circuit unit 20 will be described. The phase comparator 21 receives the clock signal CLK from the voltage controlled oscillator 50, the data signal DATA from the external device (not shown), and the control signal FLOCK2, and receives the up signal UP2 and the down signal DN2 as the charge pump 22. Output to. When the control signal FLOCK2 is at L level, the phase comparator 21 outputs an up signal UP2 at H level and a down signal DN2 at L level to the charge pump 22. On the other hand, when the control signal FLOCK2 is at the H level, the phase comparator 21 compares the phase of the clock signal CLK with the phase of the data signal DATA. When the phase of the clock signal CLK is equal to the phase of the data signal DATA, the phase comparator 21 is a signal level obtained by inverting the signal level of the clock signal CLK and having the same pulse width in synchronization with the clock signal CLK. The down signal DN2 is generated and output to the charge pump 22. When the phase of the clock signal CLK is delayed from the phase of the data signal DATA, the phase comparator 21 generates the up signal UP2 and the down signal DN2 and outputs them to the charge pump 22. At this time, the up signal UP2 Is longer than the pulse width of the down signal DN2 and the period in which both the up signal UP2 and the down signal DN2 are at the L level is compared with the case where the phase of the clock signal CLK and the phase of the data signal DATA are equal. The time corresponding to the phase difference becomes longer. Further, when the phase of the clock signal CLK is ahead of the phase of the data signal DATA, the phase comparator 21 generates the up signal UP2 and the down signal DN2 and outputs them to the charge pump 22, and at this time, the up signal UP2 Is shorter than the pulse width of the down signal DN2, and when the up signal UP2 and the down signal DN2 are both at the H level, the phase of the clock signal CLK is equal to the phase of the data signal DATA. The time corresponding to the phase difference becomes longer. Further, when the data signal DATA has no edge and only the clock signal CLK is input, that is, when the data length of the data signal DATA is 2 or more, the phase comparator 21 outputs the H level up signal UP2 and the L level signal. The down signal DN2 is output to the charge pump 22.

チャージポンプ22は、位相比較器21からのアップ信号UP2及びダウン信号DN2に応じて、以下のように動作する。
(1)アップ信号UP2がHレベルであり、かつダウン信号DN2がLレベルである場合、チャージポンプ13は、出力端子をハイインピーダンス状態にする。
(2)アップ信号UP2とダウン信号DN2とがともにHレベルである場合、チャージポンプ13は、所定の制御電流CPOUT2をループフィルタ40から引き込む。
(3)アップ信号UP2とダウン信号DN2とがともにLレベルである場合、チャージポンプ13は、所定の制御電流CPOUT2をループフィルタ40に吐き出す。
The charge pump 22 operates as follows according to the up signal UP2 and the down signal DN2 from the phase comparator 21.
(1) When the up signal UP2 is at the H level and the down signal DN2 is at the L level, the charge pump 13 sets the output terminal to the high impedance state.
(2) When both the up signal UP2 and the down signal DN2 are at the H level, the charge pump 13 draws a predetermined control current CPOUT2 from the loop filter 40.
(3) When both the up signal UP2 and the down signal DN2 are at the L level, the charge pump 13 discharges the predetermined control current CPOUT2 to the loop filter 40.

上述したように、位相比較器21及びチャージポンプ22において、制御信号FLOCK2がLレベルのときに、チャージポンプ22の出力端子がハイインピーダンス状態になり、制御信号FLOCK2がHレベルでありかつデータ信号DATAのデータ長が2未満のときに、チャージポンプ22が制御電流CPOUT2をループフィルタ40に出力し、制御信号FLOCK2がHレベルでありかつデータ信号DATAのデータ長が2以上のときに、チャージポンプ22の出力端子がハイインピーダンス状態になる。   As described above, in the phase comparator 21 and the charge pump 22, when the control signal FLOCK2 is at L level, the output terminal of the charge pump 22 is in a high impedance state, the control signal FLOCK2 is at H level, and the data signal DATA. Is less than 2, the charge pump 22 outputs the control current CPOUT2 to the loop filter 40, and when the control signal FLOCK2 is at the H level and the data length of the data signal DATA is 2 or more, the charge pump 22 The output terminal becomes high impedance.

受信データ長測定回路31は、電圧制御発振器50からのクロック信号CLK、及び外部機器(図示せず。)からのデータ信号DATAを受信し、データ信号DATAのエッジを検出してデータ信号DATAのデータ長を測定し、データ信号DATAのデータ長が所定の値(以下、期待値という。)以上のときにHレベルの制御信号S1を入力電圧制御回路32に出力する一方、データ信号DATAのデータ長が期待値未満のときにLレベルの制御信号S1を入力電圧制御回路32に出力する。   The reception data length measurement circuit 31 receives a clock signal CLK from the voltage controlled oscillator 50 and a data signal DATA from an external device (not shown), detects an edge of the data signal DATA, and receives data of the data signal DATA. The length is measured, and when the data length of the data signal DATA is equal to or greater than a predetermined value (hereinafter referred to as an expected value), the H level control signal S1 is output to the input voltage control circuit 32, while the data length of the data signal DATA Is less than the expected value, the L level control signal S1 is output to the input voltage control circuit 32.

入力電圧制御回路32は、制御信号S1がLレベルのときに、出力端子をハイインピーダンス状態にする一方、制御信号S1がHレベルのときに、クロック信号CLKに同期して、ループフィルタ40に電流を吐き出す、又はループフィルタ40から電流を引き込むことにより、制御電流CPOUT3をループフィルタ40に出力する。   The input voltage control circuit 32 sets the output terminal in a high impedance state when the control signal S1 is at the L level, and supplies current to the loop filter 40 in synchronization with the clock signal CLK when the control signal S1 is at the H level. The control current CPOUT3 is output to the loop filter 40 by drawing out the current or drawing the current from the loop filter 40.

上述したように、受信データ長測定回路31及び入力電圧制御回路32において、データ信号DATAのデータ長が期待値未満のときに、入力電圧制御回路32の出力端子がハイインピーダンス状態になり、データ信号DATAのデータ長が期待値以上のときに、入力電圧制御回路32が制御電流CPOUT3をループフィルタ40に出力する。   As described above, in the received data length measurement circuit 31 and the input voltage control circuit 32, when the data length of the data signal DATA is less than the expected value, the output terminal of the input voltage control circuit 32 is in a high impedance state, and the data signal When the DATA data length is longer than the expected value, the input voltage control circuit 32 outputs the control current CPOUT3 to the loop filter 40.

ループフィルタ40は、周波数比較回路部10から出力される制御電流CPOUT1、及び位相比較回路部20から出力される制御電流CPOUT2並びに制御電流CPOUT3を制御電圧に変換しかつ平滑して電圧制御発振器50に出力する。電圧制御発振器50は、入力される制御電圧に対応する周波数を有するクロック信号CLKを発生して出力する。   The loop filter 40 converts the control current CPOUT1 output from the frequency comparison circuit unit 10 and the control current CPOUT2 and control current CPOUT3 output from the phase comparison circuit unit 20 into control voltages and smooths them to the voltage controlled oscillator 50. Output. The voltage controlled oscillator 50 generates and outputs a clock signal CLK having a frequency corresponding to the input control voltage.

以下、受信データ長測定回路31、及び入力電圧制御回路32の構成及び動作について詳述する。   Hereinafter, configurations and operations of the reception data length measurement circuit 31 and the input voltage control circuit 32 will be described in detail.

図2は、図1の受信データ長測定回路31を示すブロック図である。受信データ長測定回路31は、カウンタ311、データエッジ検出回路312、及び期待値比較回路313を備えて構成される。図2において、データエッジ検出回路312は、データ信号DATAの立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを検出し、いずれかのエッジを検出すると、Hレベルのクリア信号CLRをカウンタ311に出力する。カウンタ311はリセット付きのアップカウンタであり、Hレベルのクリア信号CLRに基づいて計数値を1にリセットした後、電圧制御発振器50からのクロック信号CLKのパルスを計数して計数値を示すカウント信号CNTを期待値比較回路313に出力する。期待値比較回路313は、カウント信号CNTを予め設定された期待値と比較して、カウント信号CNTの値が期待値以上の場合に、Hレベルの制御信号S1を入力電圧制御回路32に出力する一方、カウント信号CNTの値が期待値未満の場合に、Lレベルの制御信号S1を入力電圧制御回路32に出力する。   FIG. 2 is a block diagram showing the received data length measurement circuit 31 of FIG. The reception data length measurement circuit 31 includes a counter 311, a data edge detection circuit 312, and an expected value comparison circuit 313. In FIG. 2, the data edge detection circuit 312 detects the rising edge and the falling edge of the data signal DATA, and outputs an H level clear signal CLR to the counter 311 when any edge is detected. The counter 311 is an up-counter with reset, and resets the count value to 1 based on the H level clear signal CLR, and then counts the pulses of the clock signal CLK from the voltage controlled oscillator 50 to indicate the count value. CNT is output to the expected value comparison circuit 313. The expected value comparison circuit 313 compares the count signal CNT with a preset expected value, and outputs an H-level control signal S1 to the input voltage control circuit 32 when the value of the count signal CNT is equal to or higher than the expected value. On the other hand, when the value of the count signal CNT is less than the expected value, the L level control signal S 1 is output to the input voltage control circuit 32.

図3は、図2のデータエッジ検出回路312を示す回路図である。データエッジ検出回路312は、抵抗R1、コンデンサC1、バッファB1、エクスクルーシブオアゲートXOR1を備えて構成される。エクスクルーシブオアゲートXOR1は、データ信号DATAと接続点P1における信号レベルとのXORの演算結果を示すクリア信号CLRを発生して、カウンタ311に出力する。抵抗R1とコンデンサC1とは、ローパスフィルタを構成している。データ信号DATAがLレベルからHレベルに変化すると、接続点P1の電位が時定数にしたがって徐々に上昇し、Hレベルと判定されるまでの所定の間(C×R×α(CはコンデンサC1の容量、Rは抵抗R1の抵抗値、αは比例定数))、クリア信号がHレベルとなる。一方、データ信号DATAがHレベルからLレベルに変化すると、接続点P1の電位が時定数にしたがって徐々に低下し、Lレベルと判定されるまでの所定の間(C×R×α)、クリア信号がHレベルとなる。   FIG. 3 is a circuit diagram showing the data edge detection circuit 312 of FIG. The data edge detection circuit 312 includes a resistor R1, a capacitor C1, a buffer B1, and an exclusive OR gate XOR1. The exclusive OR gate XOR1 generates a clear signal CLR indicating an XOR operation result between the data signal DATA and the signal level at the connection point P1, and outputs the clear signal CLR to the counter 311. The resistor R1 and the capacitor C1 constitute a low pass filter. When the data signal DATA changes from the L level to the H level, the potential at the connection point P1 gradually rises according to the time constant, and for a predetermined period (C × R × α (C is the capacitor C1) until it is determined to be the H level. , R is the resistance value of the resistor R1, α is a proportional constant)), and the clear signal becomes H level. On the other hand, when the data signal DATA changes from the H level to the L level, the potential at the connection point P1 gradually decreases according to the time constant and is cleared for a predetermined period (C × R × α) until it is determined to be the L level. The signal becomes H level.

図4は、期待値が2であるときの図2のカウンタ311及び期待値比較回路313を示す回路図である。カウンタ311は、DフリップフロップFF1を備えて構成される。DフリップフロップFF1は、入力端子Dに電源電圧VCCが入力され、クロック端子CKに電圧制御発振器50からのクロック信号CLKが入力され、リセット端子RESにデータエッジ検出回路312からのクリア信号CLRが入力され、非反転出力端子からカウント信号CNTを期待値比較回路313に出力する。   FIG. 4 is a circuit diagram showing the counter 311 and the expected value comparison circuit 313 of FIG. The counter 311 includes a D flip-flop FF1. In the D flip-flop FF1, the power supply voltage VCC is input to the input terminal D, the clock signal CLK from the voltage controlled oscillator 50 is input to the clock terminal CK, and the clear signal CLR from the data edge detection circuit 312 is input to the reset terminal RES. The count signal CNT is output from the non-inverting output terminal to the expected value comparison circuit 313.

電源電圧VCCは常にHレベルであるので、DフリップフロップFF1は、クロック信号CLKが入力されるごとに、非反転出力端子からHレベルのカウント信号CNTを出力し、Hレベルのクリア信号CLRが入力されると、次のクロック信号CLKが入力されるまで非反転出力端子からLレベルのカウント信号CNTを出力する。上述したように、クリア信号CLRは、データエッジ検出回路312がデータ信号DATAのエッジを検出したときにHレベルとなるため、カウント信号CNTは、データ信号DATAのデータ長が2以上のときにHレベルとなる。   Since the power supply voltage VCC is always at the H level, each time the clock signal CLK is input, the D flip-flop FF1 outputs the H level count signal CNT from the non-inverting output terminal and the H level clear signal CLR is input. Then, the count signal CNT of L level is output from the non-inverting output terminal until the next clock signal CLK is input. As described above, the clear signal CLR becomes H level when the data edge detection circuit 312 detects the edge of the data signal DATA. Therefore, the count signal CNT is H when the data length of the data signal DATA is 2 or more. Become a level.

期待値比較回路313はアンドゲートAND1を備えて構成され、アンドゲートAND1は、電源電圧VCCとカウンタ311からのカウント信号CNTとのANDの演算結果を示す制御信号S1を発生して入力電圧制御回路32に出力する。ここで、電源電圧VCCは常にHレベルであるので、カウント信号CNTがHレベルのときに制御信号S1はHレベルとなる一方、カウント信号CNTがLレベルのときに制御信号S1はLレベルとなる。したがって、制御信号S1は、データ信号DATAのデータ長が2以上のときに、Hレベルとなる。   The expected value comparison circuit 313 includes an AND gate AND1, and the AND gate AND1 generates a control signal S1 indicating an operation result of the AND of the power supply voltage VCC and the count signal CNT from the counter 311 to generate an input voltage control circuit. 32. Here, since the power supply voltage VCC is always at the H level, the control signal S1 is at the H level when the count signal CNT is at the H level, while the control signal S1 is at the L level when the count signal CNT is at the L level. . Therefore, the control signal S1 becomes H level when the data length of the data signal DATA is 2 or more.

図5は、図1の入力電圧制御回路32を示す回路図である。入力電圧制御回路32は、充放電制御部321と、充放電部322とを備えて構成される。   FIG. 5 is a circuit diagram showing the input voltage control circuit 32 of FIG. The input voltage control circuit 32 includes a charge / discharge control unit 321 and a charge / discharge unit 322.

充放電制御部321は、アンドゲートAND2と、ノットゲートNOT1と、SRフリップフロップFF2と、ナンドゲートNAND1と、バッファB2と、アンドゲートAND3と、バッファB3とを備えて構成される。アンドゲートAND2は、電圧制御発振器50からのクロック信号CLKと、受信データ長測定回路31からの制御信号S1とを入力し、ANDの演算結果を示す信号をSRフリップフロップFF2のセット入力端子に出力するとともに、ノットゲートNOT1を介してSRフリップフロップFF2のリセット入力端子に出力する。SRフリップフロップFF2は非反転出力端子からの信号をナンドゲートNAND1を介してバッファB2に出力するとともに、反転出力端子からの信号をアンドゲートAND3を介してバッファB3に出力する。さらに、受信データ長測定回路31からの制御信号S1はナンドゲートNAND1及びアンドゲートAND3に入力される。バッファB2はアップ信号UP3を充放電部322に出力し、バッファB3はダウン信号DN3を充放電部322に出力する。   The charge / discharge control unit 321 includes an AND gate AND2, a NOT gate NOT1, an SR flip-flop FF2, a NAND gate NAND1, a buffer B2, an AND gate AND3, and a buffer B3. The AND gate AND2 inputs the clock signal CLK from the voltage controlled oscillator 50 and the control signal S1 from the received data length measurement circuit 31, and outputs a signal indicating the AND operation result to the set input terminal of the SR flip-flop FF2. At the same time, the signal is output to the reset input terminal of the SR flip-flop FF2 via the NOT gate NOT1. The SR flip-flop FF2 outputs a signal from the non-inverting output terminal to the buffer B2 through the NAND gate NAND1, and outputs a signal from the inverting output terminal to the buffer B3 through the AND gate AND3. Further, the control signal S1 from the reception data length measurement circuit 31 is input to the NAND gate NAND1 and the AND gate AND3. Buffer B2 outputs up signal UP3 to charging / discharging unit 322, and buffer B3 outputs down signal DN3 to charging / discharging unit 322.

充放電部322は、電流Ionを発生する定電流源323と、NMOSFETQ1,Q2,Q3,Q4と、PMOSFETQ5,Q6,Q7とを備えて構成される。NMOSFETQ1とQ2とはカレントミラー回路を構成し、NMOSFETQ1には電流Ionが流れ、NMOSFETQ2には電流Ionに対応する電流が流れる。また、NMOSFETQ1とQ3とはカレントミラー回路を構成し、NMOSFETQ1には電流Ionが流れ、NMOSFETQ3には電流Ionに対応する電流が流れる。さらに、PMOSFETQ5とQ6とはカレントミラー回路を構成し、PMOSFETQ5にはNMOSFETQ2に流れる電流と等しい電流が流れ、PMOSFETQ6にはPMOSFETQ5に流れる電流に対応する電流が流れる。またさらに、PMOSFETQ6,Q7と、NMOSFETQ4,Q3とは、電源電圧VCCとグランドとの間に直列に接続され、CMOSインバータを構成し、充放電制御部321からのアップ信号UP3及びダウン信号DN3を受信して、詳細後述するように制御電流CPOUT3をループフィルタ40に出力する。   The charging / discharging unit 322 includes a constant current source 323 that generates a current Ion, NMOSFETs Q1, Q2, Q3, and Q4, and PMOSFETs Q5, Q6, and Q7. NMOSFETs Q1 and Q2 constitute a current mirror circuit. A current Ion flows through NMOSFET Q1, and a current corresponding to the current Ion flows through NMOSFET Q2. The NMOSFETs Q1 and Q3 constitute a current mirror circuit. A current Ion flows through the NMOSFET Q1, and a current corresponding to the current Ion flows through the NMOSFET Q3. Further, the PMOSFETs Q5 and Q6 constitute a current mirror circuit. A current equal to the current flowing through the NMOSFET Q2 flows through the PMOSFET Q5, and a current corresponding to the current flowing through the PMOSFET Q5 flows through the PMOSFET Q6. Further, the PMOSFETs Q6 and Q7 and the NMOSFETs Q4 and Q3 are connected in series between the power supply voltage VCC and the ground, constitute a CMOS inverter, and receive the up signal UP3 and the down signal DN3 from the charge / discharge control unit 321. Then, the control current CPOUT3 is output to the loop filter 40 as will be described in detail later.

まず、制御信号S1がLレベルのときの充放電制御部321の動作について説明する。制御信号S1がLレベルの場合、クロック信号CLKの信号レベルにかかわらず、SRフリップフロップFF2のセット入力端子にはLレベルの信号が入力され、リセット入力端子にはHレベルの信号が入力される。よって、SRフリップフロップFF2は、非反転出力端子からLレベルの信号を出力し、反転出力端子からHレベルの信号を出力する。アップ信号UP3は、非反転出力端子の出力信号と制御信号S1との論理積の否定であるのでHレベルである一方、ダウン信号DN3は、反転出力端子と制御信号S1との論理積であるのでLレベルである。すなわち、制御信号S1がLレベルの場合、アップ信号UP3はHレベルであり、ダウン信号DN3はLレベルである。   First, the operation of the charge / discharge control unit 321 when the control signal S1 is at the L level will be described. When the control signal S1 is at L level, an L level signal is input to the set input terminal of the SR flip-flop FF2 and an H level signal is input to the reset input terminal regardless of the signal level of the clock signal CLK. . Therefore, the SR flip-flop FF2 outputs an L level signal from the non-inverting output terminal, and outputs an H level signal from the inverting output terminal. The up signal UP3 is at the H level because it is the negation of the logical product of the output signal of the non-inverted output terminal and the control signal S1, while the down signal DN3 is the logical product of the inverted output terminal and the control signal S1. L level. That is, when the control signal S1 is at L level, the up signal UP3 is at H level and the down signal DN3 is at L level.

次に、制御信号S1がHレベルのときの充放電制御部321の動作について説明する。制御信号S1がHレベルの場合、SRフリップフロップFF2のセット入力端子には、クロック信号CLKと同じ信号レベルの信号が入力され、リセット入力端子にはクロック信号CLKを反転した信号レベルの信号が入力される。よって、SRフリップフロップFF2は、非反転出力端子からクロック信号CLKと同じ信号レベルの信号を出力し、反転出力端子からクロック信号CLKを反転した信号レベルの信号を出力する。アップ信号UP3は、非反転出力端子の出力信号と制御信号S1との論理積の否定であるのでクロック信号CLKを反転した信号レベルである一方、ダウン信号DN3は、反転出力端子と制御信号S1との論理積であるのでクロック信号CLKを反転した信号レベルである。すなわち、制御信号S1がHレベルの場合、アップ信号UP3及びダウン信号DN3はともに、クロック信号CLKと同期して、クロック信号CLKを反転した信号レベルとなる。   Next, the operation of the charge / discharge control unit 321 when the control signal S1 is at the H level will be described. When the control signal S1 is at the H level, a signal having the same signal level as the clock signal CLK is input to the set input terminal of the SR flip-flop FF2, and a signal having a signal level obtained by inverting the clock signal CLK is input to the reset input terminal. Is done. Therefore, the SR flip-flop FF2 outputs a signal having the same signal level as the clock signal CLK from the non-inverting output terminal, and outputs a signal having a signal level obtained by inverting the clock signal CLK from the inverting output terminal. Since the up signal UP3 is a negation of the logical product of the output signal of the non-inverted output terminal and the control signal S1, the up signal UP3 has a signal level obtained by inverting the clock signal CLK, while the down signal DN3 has the inverted output terminal and the control signal S1. Therefore, the signal level is obtained by inverting the clock signal CLK. That is, when the control signal S1 is at the H level, both the up signal UP3 and the down signal DN3 are at a signal level obtained by inverting the clock signal CLK in synchronization with the clock signal CLK.

充放電部322は、充放電制御部321からのアップ信号UP3及びダウン信号DN3に応じて、以下のように動作する。
(1)アップ信号UP3がHレベルであり、かつダウン信号DN3がLレベルである場合、PMOSFETQ7とNMOSFETQ4とはともにオフとなり、出力端子がハイインピーダンス状態となる。
(2)アップ信号UP3とダウン信号DN3とがともにHレベルである場合、PMOSFETQ7はオフ、NMOSFETQ4はオンとなり、NMOSFETQ4が、定電流源323からの電流を増減することにより、定電流源323が発生する電流Ionに対応する電流をループフィルタ40から引き込む。
(3)アップ信号UP3とダウン信号DN3とがともにLレベルである場合、PMOSFETQ7はオン、NMOSFETQ4はオフとなり、PMOSFETQ7が、定電流源323からの電流を増減することにより、定電流源323が発生する電流Ionに対応する電流をループフィルタ40に吐き出す。
The charging / discharging unit 322 operates as follows according to the up signal UP3 and the down signal DN3 from the charging / discharging control unit 321.
(1) When the up signal UP3 is at the H level and the down signal DN3 is at the L level, both the PMOSFET Q7 and the NMOSFET Q4 are turned off, and the output terminal is in a high impedance state.
(2) When both the up signal UP3 and the down signal DN3 are at the H level, the PMOSFET Q7 is turned off and the NMOSFET Q4 is turned on. A current corresponding to the current Ion to be drawn is drawn from the loop filter 40.
(3) When both the up signal UP3 and the down signal DN3 are at the L level, the PMOSFET Q7 is turned on and the NMOSFET Q4 is turned off. The current corresponding to the current Ion is discharged to the loop filter 40.

上述したように構成したので、クロックリカバリ回路1は以下のように動作する。まず、周波数比較回路部10にHレベルの制御信号FLOCK1が入力され、かつ位相比較回路部20にLレベルの制御信号FLOCK2が入力されて、周波数比較回路部10、ループフィルタ40、及び電圧制御発振器50で構成されるループにより、クロック信号CLKの位相が基準クロック信号Frの位相に同期するように制御される。次いで、周波数比較回路部10にLレベルの制御信号FLOCK1が入力され、かつ位相比較回路部20にHレベルの制御信号FLOCK2が入力される。データ信号DATAのデータ長が2未満であるとき、位相比較器21,チャージポンプ22、ループフィルタ40、及び電圧制御発振器50で構成されるループにより、クロック信号CLKの位相がデータ信号DATAの位相に同期するように制御される。一方、データ信号DATAのデータ長が2以上であるとき、受信データ長測定回路31、入力電圧制御回路32、ループフィルタ40、及び電圧制御発振器50で構成されるループにより、クロック信号CLKの位相が維持されるように制御される。   Since it is configured as described above, the clock recovery circuit 1 operates as follows. First, the H level control signal FLOCK1 is input to the frequency comparison circuit unit 10, and the L level control signal FLOCK2 is input to the phase comparison circuit unit 20, and the frequency comparison circuit unit 10, the loop filter 40, and the voltage controlled oscillator 50 is controlled so that the phase of the clock signal CLK is synchronized with the phase of the reference clock signal Fr. Next, an L level control signal FLOCK 1 is input to the frequency comparison circuit unit 10, and an H level control signal FLOCK 2 is input to the phase comparison circuit unit 20. When the data length of the data signal DATA is less than 2, the phase of the clock signal CLK is changed to the phase of the data signal DATA by the loop constituted by the phase comparator 21, the charge pump 22, the loop filter 40, and the voltage controlled oscillator 50. Controlled to synchronize. On the other hand, when the data length of the data signal DATA is 2 or more, the phase of the clock signal CLK is changed by the loop composed of the reception data length measurement circuit 31, the input voltage control circuit 32, the loop filter 40, and the voltage control oscillator 50. Controlled to be maintained.

図6は、期待値が2であるときのクロックリカバリ回路1の動作を示すタイミングチャートである。ここでは、周波数比較回路部10にLレベルの制御信号FLOCK1が入力され、かつ位相比較回路部20にHレベルの制御信号FLOCK2が入力されているとする。時刻t1から時刻t4までの期間において、データ信号DATAのデータ長は2未満である。したがって、時刻t1,t2,t3において、クリア信号CLRが、クロック信号CLKに同期してHレベルとなるので、時刻t1から時刻t4まで期間において、制御信号S1はLレベルであり、アップ信号UP3はHレベルであり、ダウン信号DN3はLレベルであるので、入力電圧制御回路32の出力端子はハイインピーダンス状態である。一方、時刻t1から時刻t4まで期間において、位相比較器21がアップ信号UP2及びダウン信号DN2を発生して、チャージポンプ22が制御電流CPOUT2をループフィルタ40に出力する。したがって、時刻t1から時刻t4まで期間において、位相比較器21、チャージポンプ22、ループフィルタ40、及び電圧制御発振器50で構成されるループにより、クロック信号CLKの位相がデータ信号DATAの位相に同期するように制御される。   FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the clock recovery circuit 1 when the expected value is 2. Here, it is assumed that the L-level control signal FLOCK1 is input to the frequency comparison circuit unit 10 and the H-level control signal FLOCK2 is input to the phase comparison circuit unit 20. In the period from time t1 to time t4, the data length of the data signal DATA is less than 2. Therefore, at time t1, t2, t3, the clear signal CLR becomes H level in synchronization with the clock signal CLK, so that the control signal S1 is at L level and the up signal UP3 is in the period from time t1 to time t4. Since it is at the H level and the down signal DN3 is at the L level, the output terminal of the input voltage control circuit 32 is in a high impedance state. On the other hand, during the period from time t1 to time t4, the phase comparator 21 generates the up signal UP2 and the down signal DN2, and the charge pump 22 outputs the control current CPOUT2 to the loop filter 40. Therefore, in the period from time t1 to time t4, the phase of the clock signal CLK is synchronized with the phase of the data signal DATA by the loop constituted by the phase comparator 21, the charge pump 22, the loop filter 40, and the voltage controlled oscillator 50. To be controlled.

時刻t4において、データ信号DATAのデータ長が2以上になり、この状態が時刻t5まで継続する。したがって、時刻t4から時刻t5までの期間において、クリア信号CLRはLレベルとなり、時刻t4でのクロック信号CLKの立ち上がりエッジに応答して制御信号S1がHレベルとなり、入力電圧制御回路32がアップ信号UP3及びダウン信号DN3をクロック信号CLKに同期して変化させ、制御電流CPOUT3を出力する。一方、時刻t4から時刻t5まで期間において、位相比較器21はHレベルのアップ信号UP2及びLレベルのダウン信号DN2を発生し、チャージポンプ22の出力端子はハイインピーダンス状態である。したがって、時刻t4から時刻t5までの期間において、受信データ長測定回路31、入力電圧制御回路32、ループフィルタ40、及び電圧制御発振器50で構成されるループにより、クロック信号CLKの位相が維持されるように制御される。   At time t4, the data length of the data signal DATA becomes 2 or more, and this state continues until time t5. Therefore, during the period from time t4 to time t5, the clear signal CLR is at L level, the control signal S1 is at H level in response to the rising edge of the clock signal CLK at time t4, and the input voltage control circuit 32 is an up signal. The UP3 and the down signal DN3 are changed in synchronization with the clock signal CLK, and the control current CPOUT3 is output. On the other hand, during a period from time t4 to time t5, the phase comparator 21 generates an H level up signal UP2 and an L level down signal DN2, and the output terminal of the charge pump 22 is in a high impedance state. Therefore, during the period from time t4 to time t5, the phase of the clock signal CLK is maintained by the loop constituted by the reception data length measurement circuit 31, the input voltage control circuit 32, the loop filter 40, and the voltage controlled oscillator 50. To be controlled.

時刻t5において、データ信号DATAに立ち上がりエッジが発生し、データ信号DATAのデータ長が2未満になるので、時刻t5から時刻t6までの期間において、クロックリカバリ回路1は、上述した時刻t1から時刻t4における動作と同様に動作する。さらに、時刻t6において、データ信号DATAのデータ長が2以上になるので、時刻t6以降の期間において、クロックリカバリ回路1は、上述した時刻t4から時刻t5における動作と同様に動作する。   At time t5, a rising edge occurs in the data signal DATA and the data length of the data signal DATA becomes less than 2. Therefore, in the period from time t5 to time t6, the clock recovery circuit 1 performs the above-described time t1 to time t4. It operates in the same manner as in FIG. Furthermore, since the data length of the data signal DATA becomes 2 or more at time t6, the clock recovery circuit 1 operates in the same manner as the operation from time t4 to time t5 described above in the period after time t6.

以上説明したように、第1の実施形態によれば、データ信号DATAのデータ長が2以上のときに、受信データ長測定回路31が、Hレベルの制御信号S1を出力し、入力電圧制御回路32が制御電流CPOUT3をループフィルタ40に出力し、ループフィルタ40を介して制御電圧を電圧制御発振器50に入力するので、データ信号DATAのデータ長が2以上のときに、電圧制御発振器50への制御電圧がハイインピーダンス状態になることを回避することができ、かつデータ信号DATAとクロック信号CLKとの位相のずれがクロックリカバリ回路1の位相調整可能範囲を越えることを回避することができ、クロックリカバリ回路1のデータ受信の耐性を向上させることができる。   As described above, according to the first embodiment, when the data length of the data signal DATA is 2 or more, the reception data length measurement circuit 31 outputs the H level control signal S1, and the input voltage control circuit 32 outputs the control current CPOUT3 to the loop filter 40, and inputs the control voltage to the voltage controlled oscillator 50 via the loop filter 40. Therefore, when the data length of the data signal DATA is 2 or more, The control voltage can be prevented from entering a high impedance state, and the phase shift between the data signal DATA and the clock signal CLK can be prevented from exceeding the phase adjustable range of the clock recovery circuit 1. The tolerance of data reception of the recovery circuit 1 can be improved.

なお、第1の実施形態では、チャージポンプ13、チャージポンプ22、及び入力電圧制御回路32が、それぞれ制御電流CPOUT1,CPOUT2,CPOUT3を発生してループフィルタ40に出力し、ループフィルタ40が入力された制御電流を制御電圧に変換しかつ平滑して電圧制御発振器50に出力するように構成したが、本発明はこれに限らず、チャージポンプ13、チャージポンプ22、及び入力電圧制御回路32が、それぞれ制御信号又は制御電圧を発生してループフィルタ40に出力し、ループフィルタ40が入力された制御信号又は制御電圧を平滑して電圧制御発振器50に出力するように構成してもよい。   In the first embodiment, the charge pump 13, the charge pump 22, and the input voltage control circuit 32 generate control currents CPOUT1, CPOUT2, and CPOUT3, respectively, and output them to the loop filter 40, and the loop filter 40 is input. However, the present invention is not limited to this, and the charge pump 13, the charge pump 22, and the input voltage control circuit 32 are configured as follows. A control signal or a control voltage may be generated and output to the loop filter 40, and the control signal or control voltage input to the loop filter 40 may be smoothed and output to the voltage controlled oscillator 50.

また、第1の実施形態では、期待値が2であるが、本発明はこれに限らず、期待値が2以上であってもよい。   Further, in the first embodiment, the expected value is 2, but the present invention is not limited to this, and the expected value may be 2 or more.

第2の実施形態.
図7は、本発明の第2の実施形態に係る受信データ長測定回路31aを示す回路図である。受信データ長測定回路31a以外の構成要素は、第1の実施形態と同様であって、その説明を省略する。受信データ長測定回路31aは、カウンタ311と、データエッジ検出回路312と、期待値比較回路313aとを備えて構成される。カウンタ311及びデータエッジ検出回路312は、第1の実施形態と同様である。期待値比較回路313aは、第1の実施形態の期待値比較回路313と比較して、外部機器(図示せず。)からの設定信号SET1に基づいて期待値の値を変更して設定する点が異なる。制御信号SEL1は期待値を示すNビットの信号で構成され、期待値比較回路313aに入力された後デコードされて期待値として設定される。
Second embodiment.
FIG. 7 is a circuit diagram showing a received data length measurement circuit 31a according to the second embodiment of the present invention. The components other than the reception data length measurement circuit 31a are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. The reception data length measurement circuit 31a includes a counter 311, a data edge detection circuit 312, and an expected value comparison circuit 313a. The counter 311 and the data edge detection circuit 312 are the same as those in the first embodiment. The expected value comparison circuit 313a changes and sets the value of the expected value based on the setting signal SET1 from an external device (not shown) as compared with the expected value comparison circuit 313 of the first embodiment. Is different. The control signal SEL1 is composed of an N-bit signal indicating an expected value, is input to the expected value comparison circuit 313a, is decoded, and is set as an expected value.

以上説明したように、第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の作用効果を有する。さらに、第2の実施形態によれば、受信データ長測定回路31aは、外部機器からの設定信号SET1に基づいて期待値を任意の値に変更して設定するので、受信データ長測定回路31、入力電圧制御回路32、ループフィルタ40、及び電圧制御発振器50で構成されるループによるクロック信号CLKの位相制御を開始するときのデータ信号DATAのデータ長を調節することができる。   As described above, according to the second embodiment, there are the same functions and effects as those of the first embodiment. Furthermore, according to the second embodiment, the reception data length measurement circuit 31a changes and sets the expected value to an arbitrary value based on the setting signal SET1 from the external device. The data length of the data signal DATA when starting the phase control of the clock signal CLK by the loop constituted by the input voltage control circuit 32, the loop filter 40, and the voltage controlled oscillator 50 can be adjusted.

第3の実施形態.
図9は、本発明の第3の実施形態に係る入力電圧制御回路32aを示す回路図である。入力電圧制御回路32a以外の構成要素は、第1の実施形態と同様であって、その説明を省略する。入力電圧制御回路32aは、充放電制御部321と、充放電部322aとを備えて構成される。充放電制御部321は、第1の実施形態と同様である。充放電部322aは、第1の実施形態の充放電部322と比較して、定電流源323aが外部機器(図示せず。)からの設定信号SET2に基づいて電流Ionを変更して設定する点が異なる。設定信号SET2は、電流Ionを示すNビットの信号で構成され、定電流源323aに入力された後デコードされて電流Ionとして設定される。
Third embodiment.
FIG. 9 is a circuit diagram showing an input voltage control circuit 32a according to the third embodiment of the present invention. The components other than the input voltage control circuit 32a are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. The input voltage control circuit 32a includes a charge / discharge control unit 321 and a charge / discharge unit 322a. The charge / discharge control unit 321 is the same as that of the first embodiment. Compared with the charging / discharging unit 322 of the first embodiment, the charging / discharging unit 322a is configured such that the constant current source 323a changes and sets the current Ion based on a setting signal SET2 from an external device (not shown). The point is different. The setting signal SET2 is composed of an N-bit signal indicating the current Ion, is input to the constant current source 323a, is decoded, and is set as the current Ion.

以上説明したように、第3の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の作用効果を有する。さらに、第3の実施形態によれば、入力電圧制御回路32aは、外部機器からの設定信号SET2に基づいて定電流源323からの電流Ionを任意の値に変更して設定するので、受信データ長測定回路31、入力電圧制御回路32、ループフィルタ40、及び電圧制御発振器50で構成されるループのループゲインを調整することができ、該ループによってクロック信号CLKの位相を制御するときの精度を微調整することができる。   As described above, according to the third embodiment, there are the same functions and effects as those of the first embodiment. Further, according to the third embodiment, the input voltage control circuit 32a changes and sets the current Ion from the constant current source 323 to an arbitrary value based on the setting signal SET2 from the external device. The loop gain of the loop constituted by the length measurement circuit 31, the input voltage control circuit 32, the loop filter 40, and the voltage control oscillator 50 can be adjusted, and the accuracy when the phase of the clock signal CLK is controlled by the loop is improved. Fine adjustments can be made.

なお、第1の実施形態において、受信データ長測定回路31、及び入力電圧制御回路32に代えて、第2の実施形態で用いた受信データ長測定回路31a、及び第3の実施形態で用いた入力電圧制御回路32aを使用してもよい。この場合のクロックリカバリ回路は、第1の実施形態、第2の実施形態、及び第3の実施形態と同様の作用効果を有する。   In the first embodiment, instead of the reception data length measurement circuit 31 and the input voltage control circuit 32, the reception data length measurement circuit 31a used in the second embodiment and the third embodiment are used. An input voltage control circuit 32a may be used. The clock recovery circuit in this case has the same operational effects as those of the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment.

以上詳述したように、本発明に係るクロックリカバリ回路によれば、データ信号のデータ長を測定し、データ長を所定の期待値と比較して、データ長が期待値以上の場合に、所定の第3の制御信号を出力する受信データ長測定手段と、上記第3の制御信号に応じた第4の制御信号を発生して平滑回路部を介して電圧制御発振回路部に出力する入力電圧制御手段とを備えたので、データ信号のデータ長が期待値以上のときに、電圧制御発振回路部への制御信号がハイインピーダンス状態になることを回避することができ、かつデータ信号とクロック信号との位相のずれがクロックリカバリ回路の位相調整可能範囲を越えることを回避することができ、クロックリカバリ回路のデータ受信の耐性を向上させることができる。   As described above in detail, according to the clock recovery circuit of the present invention, the data length of the data signal is measured, and the data length is compared with a predetermined expected value. The received data length measuring means for outputting the third control signal, and the input voltage for generating the fourth control signal corresponding to the third control signal and outputting the fourth control signal to the voltage controlled oscillation circuit unit through the smoothing circuit unit Control means, so that when the data length of the data signal is longer than the expected value, the control signal to the voltage controlled oscillation circuit unit can be prevented from entering a high impedance state, and the data signal and the clock signal Can be avoided from exceeding the phase adjustment range of the clock recovery circuit, and the data reception tolerance of the clock recovery circuit can be improved.

また、本発明に係るクロックリカバリ回路によれば、受信データ長測定手段は、少なくとも1つの第1の設定信号に基づいて上記期待値を変更して設定するので、受信データ長測定回路、入力電圧制御回路、平滑回路部、及び電圧制御発振回路部で構成されるループによるクロック信号の位相制御を開始するときのデータ信号のデータ長を調節することができる。   Also, according to the clock recovery circuit of the present invention, the reception data length measurement means changes and sets the expected value based on at least one first setting signal, so that the reception data length measurement circuit, the input voltage It is possible to adjust the data length of the data signal when starting the phase control of the clock signal by the loop constituted by the control circuit, the smoothing circuit unit, and the voltage control oscillation circuit unit.

さらに、本発明に係るクロックリカバリ回路によれば、入力電圧制御手段は、少なくとも1つの第2の設定信号に基づいて定電流源からの電流を変更して設定するので、受信データ長測定回路、入力電圧制御回路、平滑回路部、及び電圧制御発振回路部で構成されるループのループゲインを調整することができ、該ループによってクロック信号の位相を制御するときの精度を微調整することができる。   Furthermore, according to the clock recovery circuit of the present invention, the input voltage control means changes and sets the current from the constant current source based on at least one second setting signal, so that the received data length measurement circuit, The loop gain of the loop composed of the input voltage control circuit, the smoothing circuit unit, and the voltage control oscillation circuit unit can be adjusted, and the accuracy when controlling the phase of the clock signal can be finely adjusted by the loop. .

1…クロックリカバリ回路、
10…周波数比較回路部、
11…分周器、
12…周波数比較器、
13…チャージポンプ、
20…位相比較回路部、
21…位相比較器、
22…チャージポンプ、
31,31a…受信データ長測定回路、
32,32a…入力電圧制御回路、
40…ループフィルタ、
50…電圧制御発振器、
311…カウンタ、
312…データエッジ検出回路、
313,313a…期待値比較回路、
321…充放電制御部、
322,322a…充放電部、
323,323a…定電流源、
AND1,AND2,AND3…アンドゲート、
B1,B2,B3…バッファ、
C1…コンデンサ、
CLK…クロック信号、
CLR…クリア信号、
CNT…カウント信号、
CPOUT1,CPOUT2,CPOUT3…制御電流、
DATA…データ信号、
DN1,DN2,DN3…ダウン信号、
FF1…Dフリップフロップ、
FF2…SRフリップフロップ、
FLOCK1,FLOCK2…制御信号、
Fr…基準クロック信号、
Fv…クロック信号、
Ion…電流、
NAND1…ナンドゲート、
NOT1…ノットゲート、
P1…接続点、
Q1,Q2,Q3,Q4…NMOSFET、
Q5,Q6,Q7…PMOSFET、
R1…抵抗、
S1…制御信号、
SET1,SET2…設定信号、
UP1,UP2,UP3…アップ信号、
XOR1…エクスクルーシブオアゲート。
1 ... Clock recovery circuit,
10: Frequency comparison circuit section,
11 ... frequency divider,
12 ... Frequency comparator,
13 ... Charge pump,
20: Phase comparison circuit unit,
21 ... Phase comparator,
22 ... Charge pump,
31, 31a ... Received data length measuring circuit,
32, 32a ... input voltage control circuit,
40 ... Loop filter,
50 ... Voltage controlled oscillator,
311 ... Counter
312 ... Data edge detection circuit,
313, 313a ... expected value comparison circuit,
321... Charge / discharge control unit,
322, 322a ... charging / discharging part,
323, 323a ... constant current source,
AND1, AND2, AND3 ... ANDGATE,
B1, B2, B3 ... buffer,
C1 ... capacitor
CLK: Clock signal,
CLR ... Clear signal,
CNT: Count signal,
CPOUT1, CPOUT2, CPOUT3 ... control current,
DATA: Data signal,
DN1, DN2, DN3 ... down signal,
FF1 ... D flip-flop,
FF2 ... SR flip-flop,
FLOCK1, FLOCK2 ... control signal,
Fr: reference clock signal,
Fv: Clock signal,
Ion ... current,
NAND1 ... NAND gate,
NOT1 ... Knot gate,
P1 ... connection point,
Q1, Q2, Q3, Q4 ... NMOSFET,
Q5, Q6, Q7 ... PMOSFET,
R1 ... resistance,
S1 ... control signal,
SET1, SET2 ... Setting signal,
UP1, UP2, UP3 ... Up signal,
XOR1 ... Exclusive OR gate.

特許第3939574号公報。Japanese Patent No. 3939574. 特開2008−263509号公報。JP 2008-263509 A.

Claims (7)

データ信号からデータを抽出するためのクロック信号を発生して出力するクロックリカバリ回路において、
入力される制御信号を平滑して出力する平滑回路部と、
上記平滑回路部から出力される制御信号に対応する周波数を有するクロック信号を発生する電圧制御発振回路部と、
上記クロック信号の周波数を所定の基準クロック信号の周波数と比較して、比較結果に応じた第1の制御信号を発生して上記平滑回路部に出力する周波数比較回路部と、
上記データ信号の位相を上記クロック信号の位相と比較して、比較結果に応じた第2の制御信号を発生して上記平滑回路部に出力する位相比較回路部と、
上記データ信号のデータ長を測定し、上記データ長を所定の期待値と比較して、上記データ長が上記期待値以上のときに、所定の第3の制御信号を出力する受信データ長測定手段と、
上記第3の制御信号に応じた第4の制御信号を発生して上記平滑回路部に出力する入力電圧制御手段とを備えたことを特徴とするクロックリカバリ回路。
In a clock recovery circuit that generates and outputs a clock signal for extracting data from a data signal,
A smoothing circuit for smoothing and outputting an input control signal;
A voltage controlled oscillation circuit unit that generates a clock signal having a frequency corresponding to the control signal output from the smoothing circuit unit;
A frequency comparison circuit unit that compares the frequency of the clock signal with the frequency of a predetermined reference clock signal, generates a first control signal according to the comparison result, and outputs the first control signal to the smoothing circuit unit;
A phase comparison circuit unit that compares the phase of the data signal with the phase of the clock signal, generates a second control signal according to the comparison result, and outputs the second control signal to the smoothing circuit unit;
Received data length measuring means for measuring a data length of the data signal, comparing the data length with a predetermined expected value, and outputting a predetermined third control signal when the data length is equal to or greater than the expected value When,
A clock recovery circuit comprising: input voltage control means for generating a fourth control signal corresponding to the third control signal and outputting the fourth control signal to the smoothing circuit unit.
上記受信データ長測定手段は、上記データ信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジを検出して、上記データ信号のデータ長を測定することを特徴とする請求項1記載のクロックリカバリ回路。   2. The clock recovery circuit according to claim 1, wherein the received data length measuring means detects a rising edge and a falling edge of the data signal and measures a data length of the data signal. 上記受信データ長測定手段は、上記クロック信号を計数して上記データ信号のデータ長を測定することを特徴とする請求項1又は2記載のクロックリカバリ回路。   3. The clock recovery circuit according to claim 1, wherein the reception data length measuring means measures the data length of the data signal by counting the clock signal. 上記期待値が2以上であることを特徴とする請求項1から3のうちのいずれか1つの請求項記載のクロックリカバリ回路。   4. The clock recovery circuit according to claim 1, wherein the expected value is 2 or more. 上記受信データ長測定手段は、少なくとも1つの第1の設定信号に基づいて上記期待値を変更して設定することを特徴とする請求項1から4のうちのいずれか1つの請求項記載のクロックリカバリ回路。   5. The clock according to claim 1, wherein the reception data length measurement unit changes and sets the expected value based on at least one first setting signal. 6. Recovery circuit. 上記入力電圧制御手段は、
上記第3の制御信号に応答して、上記クロック信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジに基づいて所定の第5の制御信号を出力する充放電制御手段と、
上記第5の制御信号に応じた第4の制御信号を、定電流源からの電流を増減することにより発生する充放電手段とを備えたことを特徴とする請求項1から請求項5のうちのいずれか1つの請求項記載のクロックリカバリ回路。
The input voltage control means includes:
Charge / discharge control means for outputting a predetermined fifth control signal based on a rising edge and a falling edge of the clock signal in response to the third control signal;
The charging / discharging means which generate | occur | produces the 4th control signal according to the said 5th control signal by increasing / decreasing the electric current from a constant current source is provided among Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. The clock recovery circuit according to claim 1.
上記入力電圧制御手段は、少なくとも1つの第2の設定信号に基づいて上記定電流源からの電流を変更して設定することを特徴とする請求項1から6のうちのいずれか1つの請求項記載のクロックリカバリ回路。   7. The input voltage control unit according to claim 1, wherein the input voltage control unit changes and sets the current from the constant current source based on at least one second setting signal. The clock recovery circuit described.
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