JPH10163819A - ディジタル制御発振回路 - Google Patents

ディジタル制御発振回路

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Publication number
JPH10163819A
JPH10163819A JP8325131A JP32513196A JPH10163819A JP H10163819 A JPH10163819 A JP H10163819A JP 8325131 A JP8325131 A JP 8325131A JP 32513196 A JP32513196 A JP 32513196A JP H10163819 A JPH10163819 A JP H10163819A
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JP
Japan
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circuit
delay
oscillation
digitally controlled
frequency
Prior art date
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Pending
Application number
JP8325131A
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English (en)
Inventor
Tetsuya Yatagai
徹矢 谷田貝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH10163819A publication Critical patent/JPH10163819A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速処理用の周波数可変発振が可能で動的な
発振周波数の変更にも適用可能であり、集積化が容易な
ディジタル制御発振回路を提供すること。 【解決手段】 このディジタル制御発振回路は、反転ゲ
ート4と、遅延量の大きな固定遅延用の基本遅延素子5
と、遅延量の小さな周波数可変用の複数の微調整用遅延
素子61 〜6n とをそれぞれループ状に接続して成る発
振回路と、周波数が異なる複数のディジタル周波数制御
信号f0 〜fm に応じて遅延素子61 〜6n の出力を選
択して一巡するループ帰還信号における遅延時間を変更
させて出力クロック信号OUT−CLKの発振周波数を
変更可能な選択回路3と、この選択回路3からの出力及
びループ帰還信号がLOW状態のときに選択回路3の動
作タイミングを一致させるNORゲート1及びフリップ
・フロップ(F/F)2から成る保護回路とを備えて成
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタル周波数
制御信号により発振周波数を動的に制御可能なディジタ
ル制御発振回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の可変周波数式の発振回路
としては、例えば特開平6−232629号公報に開示
された可変周波数発振回路及び可変遅延回路が挙げられ
る。
【0003】この可変周波数発振回路では、反転素子の
入出力間に水晶振動子及び負荷容量で構成された正帰還
ループを設け、その間に可変遅延回路を挿入して発振周
波数を制御できるようにしている。
【0004】又、特開平6−164339号公報にはデ
ジタル制御遅延装置及びデジタル制御発振装置が開示さ
れている。
【0005】このデジタル制御発振装置では、反転素子
をリング状に連結してパルス信号の周回路を構成し、そ
の一部をSW素子によりバイパスする周回回路を基本ル
ープとし、数周に一回だけ基本ループより長いループを
通し、そのループの長さを変化させることによって発振
周波数を制御できるようにしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した可変周波数発
振回路の場合、回路構成要素として水晶振動子やキャパ
シタンスを要するため、集積化を計り難いという問題が
ある。
【0007】又、上述したデジタル制御発振装置の場
合、構成要素を全て半導体素子で具現できるが、標準ロ
ジック回路から外れたSW素子が使用されている上、出
力CLK信号の数倍の周波数で内部回路を動作させねば
ならず、高速処理用には不向きであるという難点があ
る。
【0008】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、その技術的課題は、比較的高い周波数
での高速処理用の周波数可変発振が可能であると共に、
動的な発振周波数の変更にも適用可能であり、しかも簡
素な構成で集積化が容易なディジタル制御発振回路を提
供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、一つの
反転素子及び基本遅延素子と複数の微調整用遅延素子と
をそれぞれループ状に接続していると共に、これらの素
子の遅延合計時間の2倍を発振周期とする出力クロック
信号を出力するディジタル制御発振回路において、周波
数が異なる複数のディジタル周波数制御信号に応じて複
数の微調整用遅延素子の出力を選択して一巡するループ
帰還信号における遅延時間を変更させて出力クロック信
号の発振周波数を変更可能な選択回路を備えたディジタ
ル制御発振回路が得られる。
【0010】又、本発明によれば、上記ディジタル制御
発振回路において、選択回路からの出力及びループ帰還
信号がLOW状態のときに該選択回路の動作タイミング
を一致させる保護回路を備えたディジタル制御発振回路
が得られる。
【0011】更に、本発明によれば、上記ディジタル制
御発振回路において、保護回路は、選択回路の出力及び
ループ帰還信号を入力してクロック信号を出力するNO
Rゲートと、クロック信号の立ち上がりエッジに基づい
て複数のディジタル周波数制御信号を選択回路へ出力す
るフリップ・フロップとから成るディジタル制御発振回
路が得られる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に実施例を挙げ、本発明のデ
ィジタル制御発振回路について、図面を参照して詳細に
説明する。
【0013】図1は、本発明の一実施例に係るディジタ
ル制御発振回路の基本構成を示した回路ブロック図であ
る。
【0014】このディジタル制御発振回路は、反転素子
としての反転ゲート4と、遅延量の大きな固定遅延用の
基本遅延素子(large Delay)5と、遅延量
の小さな周波数可変用の複数の微調整用遅延素子(De
lay)61 〜6n とをそれぞれループ状に接続して成
る発振回路と、周波数が異なる複数のディジタル周波数
制御信号f0 〜fm に応じて複数の微調整用遅延素子6
1 〜6n の出力を選択して一巡するループ帰還信号にお
ける遅延時間を変更させて出力クロック信号OUT−C
LKの発振周波数を変更可能な選択回路(SEL)3
と、この選択回路3からの出力及びループ帰還信号がL
OW状態のときに選択回路3の動作タイミングを一致さ
せる保護回路とを備えて成っている。
【0015】このうち、保護回路は選択回路3の出力及
びループ帰還信号を入力してクロック信号CLKを出力
するNORゲート1と、クロック信号CLKの立ち上が
りエッジに基づいて複数のディジタル周波数制御信号f
0 〜fm を選択回路3へ出力するフリップ・フロップ
(F/F)2とから成っている。こうした保護回路の働
きにより、選択回路(SEL)3における選択動作に伴
って出力クロック信号OUT−CLKに発生するグリッ
ジ・ノイズ等が防止され、動的な発振周波数の変更に際
しても適用できるようになっている。但し、動的に発振
周波数を変化させたい場合には、微調整用遅延素子61
〜6n に関する遅延時間の合計が基本遅延素子5の遅延
時間よりも十分小さくなるような値を決める必要があ
る。
【0016】次に、このディジタル制御発振回路の基本
発振ループの動作を説明する。先ず選択回路3において
入力端子IN0 〜INn のうち、固定的に入力端子IN
n を選択している場合、反転ゲート4から出力され出力
クロック信号OUT−CLKに注目すると、初期的にこ
れがHigh状態であれば、この出力クロック信号OU
T−CLKは基本遅延素子5、微調整用遅延素子61
n 、及び選択回路3を伝達し、それらの素子で与えら
れる遅延時間後にループ帰還信号として反転ゲート4の
入力へ与えられ、そのループ帰還信号(出力クロック信
号OUT−CLK)はLow状態となる。このLow状
態の出力クロック信号OUT−CLKは、同様にして遅
延素子による一定時間の遅延を経た後にループ帰還信号
として反転ゲート4の入力へ与えられ、再びそのループ
帰還信号(出力クロック信号OUT−CLK)はHig
h状態となる。このようにして、出力クロック信号OU
T−CLKの1周期が発生し、以後はこうした動作が繰
り返し行われる。
【0017】又、このディジタル制御発振回路における
周波数の制御動作について説明する。このディジタル制
御発振回路の発振周波数は上述したように反転ゲート4
から出力される出力クロック信号OUT−CLKが一巡
して再びループ帰還信号として反転ゲート4へ戻ってく
る時間によって決定されるので、この遅延時間を変える
ことによって発振周波数を変化させることができる。こ
こでは、複数の遅延素子を従属接続し、それぞれの遅延
素子から取った出力を選択回路3で選択するという方法
でこれを行っているが、そのときの発振周波数(発振周
期)の最小制御ステップは、微調整用遅延素子61 〜6
n の遅延時間の2倍である。
【0018】更に、このディジタル制御発振回路をPL
L回路等のように動的な周波数の変更が要求されるシス
テム内で使用する場合の動作について説明する。このよ
うな用途の場合、連続的な発振周波数の変更、即ち、連
続的に選択回路3によるパスの切り替えが要求されるの
で、その切り替えを適切なタイミングで行わないと出力
クロック信号OUT−CLKにグリッジ・ノイズ等が発
生して正しい発振周波数(発振周期)が得られなくなっ
てしまう。これを回避するために、NORゲート1及び
フリップ・フロップ2から成る保護回路を使用し、選択
回路3に入力されるループ帰還信号(出力クロック信号
OUT−CLK)及びその出力が共にLow状態になっ
た瞬間にNORゲート1の出力に立ち上がりエッジを発
生してクロック信号CLKとし、そのクロック信号CL
Kをフリップ・フロップ2のCLK端子に与え、フリッ
プ・フロップ2により周波数制御信号f0 〜fm を選択
回路3の制御用入力端子S0 〜Sm に対して伝送するよ
うにしている。
【0019】ここでは微調整用遅延素子61 〜6n の遅
延時間の合計を基本遅延素子5の遅延時間よりも十分小
さくなるような値に決めているので、選択回路3が如何
なる入力を選択していても、選択回路3に入力されるル
ープ帰還信号(出力クロック信号OUT−CLK)及び
その出力が共にLow状態になるタイミングが存在し、
その瞬間に選択回路3を切り替えるため、選択回路3の
出力(出力クロック信号OUT−CLK)にはグリッジ
・ノイズが発生しない。
【0020】図2は、このディジタル制御発振回路の各
部における周波数切り替え時の処理信号の波形を示した
タイミングチャートである。但し、ここでは周波数制御
信号f0 〜fm を2ビットとし、基本遅延素子5に関す
る遅延時間を10ns,微調整用遅延素子61 〜63
びその他の論理回路に関する遅延時間をInsとしてい
る。
【0021】ここでは、周波数制御信号(LSB)f0
及び周波数制御信号(MSB)f1が図示のような波形
である場合、出力クロック信号OUT−CLKが初期的
に30nsの発振周波数(発振周期)であり、この出力
クロック信号OUT−CLKが基本遅延素子5の出力5
−OUT,微調整用遅延素子61 の出力61 −OUT,
微調整用遅延素子62 の出力62 −OUT,及び微調整
用遅延素子63 の出力63 −OUTとして遅延されたル
ープ帰還信号となり、これらがそれぞれ選択回路3の入
力端子IN0 ,IN1 ,IN2 ,IN3 に入力されると
共に、同様なループ帰還信号を入力したNORゲート1
からの出力1−OUT(クロック信号CLK)が図示の
ような波形である場合、フリップ・フロップ2を経て選
択回路3の制御用入力端子S0 ,S1 に周波数制御信号
0 ,f1 が伝送され、この結果として選択回路3から
の出力3−OUTが得られ、更に選択回路3からの出力
3−OUTが反転ゲート4を経て上述した動作を繰り返
すことで出力クロック信号OUT−CLKの発振周波数
(発振周期)が24nsに短縮されることを示してい
る。
【0022】尚、選択回路3からの出力3−OUTの波
形に関して、図中に示した↑は選択回路3における入
力端子IN3 からIN0 への切り替えタイミングを示
し、↑は選択回路3における入力端子IN0 からIN
3 への切り替えタイミングを示している。
【0023】
【発明の効果】以上に述べた通り、本発明のディジタル
制御発振回路によれば、全ての回路構成要素をディジタ
ル回路としているので、比較的高い周波数での高速処理
用の周波数可変発振が可能であると共に、簡素な構成で
G/A等に容易に集積化することが可能となり、発振回
路及びその周辺回路を含む発振器やそれを搭載する装置
の低価格化や小型化への具現に絶大な効力を発揮するよ
うになる。又、特に可変周波数の制御を複数ビットのデ
ィジタル周波数制御信号により行い得る上、その発振周
波数の変更が動的に可能になるため、システム内でPL
L回路等のVCXO相当としての使用が可能となり、シ
ステム全体を見た場合にも装置における全回路をディジ
タル化することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るディジタル制御発振回
路の基本構成を示した回路ブロック図である。
【図2】図1に示すディジタル制御発振回路の各部にお
ける周波数切り替え時の処理信号の波形を示したタイミ
ングチャートである。
【符号の説明】
1 NORゲート 2 フリップ・フロップ(F/F) 3 選択回路(SEL) 4 反転ゲート 5 基本遅延素子(Large Delay) 61 〜6n 微調整用遅延素子(Delay)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一つの反転素子及び基本遅延素子と複数
    の微調整用遅延素子とをそれぞれループ状に接続してい
    ると共に、これらの素子の遅延合計時間の2倍を発振周
    期とする出力クロック信号を出力するディジタル制御発
    振回路において、周波数が異なる複数のディジタル周波
    数制御信号に応じて前記複数の微調整用遅延素子の出力
    を選択して一巡するループ帰還信号における遅延時間を
    変更させて前記出力クロック信号の発振周波数を変更可
    能な選択回路を備えたことを特徴とするディジタル制御
    発振回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のディジタル制御発振回路
    において、前記選択回路からの出力及び前記ループ帰還
    信号がLOW状態のときに該選択回路の動作タイミング
    を一致させる保護回路を備えたことを特徴とするディジ
    タル制御発振回路。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のディジタル制御発振回路
    において、前記保護回路は、前記選択回路の出力及び前
    記ループ帰還信号を入力してクロック信号を出力するN
    ORゲートと、前記クロック信号の立ち上がりエッジに
    基づいて前記複数のディジタル周波数制御信号を前記選
    択回路へ出力するフリップ・フロップとから成ることを
    特徴とするディジタル制御発振回路。
JP8325131A 1996-12-05 1996-12-05 ディジタル制御発振回路 Pending JPH10163819A (ja)

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JP (1) JPH10163819A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100646245B1 (ko) 2005-12-26 2006-11-23 엘지전자 주식회사 디지털로 제어되는 주파수 발생기.

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100646245B1 (ko) 2005-12-26 2006-11-23 엘지전자 주식회사 디지털로 제어되는 주파수 발생기.

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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20020703