TWI306696B - Mode switching method for pll circuit and mode control circuit for pll circuit - Google Patents

Description

1306696 A7 —---- B7__ 五、發明綱（' -- 本發明係關於-種PLL電路用之模式切換方法及一種 PLL電路用之模式控㈣路，且更制關於詩具有兩模 式（即-高速模式和一正常模式）的一 pLL電路之模式切換 方法及模式控制電路。 發明背 近年來，PLL電路被使用在用於如蜂巢式話務系統的 行動通4之PLL頻率合成器中。對PLL電路之高速鎖住有一 嚴格需求，和在PLL電路被鎖定時、對高C/N比率（載波對 雜訊比率）和低虛假茂漏的一嚴格要求。為了符合這兩互紙 要求，用來在高速模式和正常模式間做切換的程序被提 出。在高速模式中，迴路增益很高、且PLL電路被鎖定於 一高速度。在正常模式中，迴路增益為低、且一高C/N比 率和低虛假特性被獲得。 第1圖以方塊形式來顯示一傳統PLL頻率合成器。 如第1圖顯示地，一PLL電路80具有接收來自一參考計 數器82的一參考除頻信號LDR、及來自一主計數器83的一 比較除頻信號LDP之一相.位比較器84。相位比較器84把參 考除頻信號LDR之相位與比較除頻信號ldp互相比較，且 依賴比較結果來產生具有一脈波週期的一向上脈波信號 PU或一向下脈波信號PD。一電荷幫浦85接收向上脈波信號 PU或向下脈波信號PD ’且依賴已接收的向上脈波信號pu 或向下脈波信號PD來產生一電流DO。電流DO透過一低通 濾波器（LPF)86、而供應到其振盪頻率依賴電流DO而受控 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X 297公釐）

.訂， (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 1306696 A7 ______ ____ 五、發明説明（2 ) 制的一 VCO 87。 S參考除頻信號LDR和比較除頻信號LDp係彼此同相 位時（即在PLL電路8〇處在鎖定狀態時），若來自電荷幫浦μ 的輸出電流DO為0(零），則系統具有一鎖死頻帶。因此， 相位比較器84產生-向上電流和—向下電流。因為在ριχ 電路80被鎖定時流動的輸出電流會影響c/n比率和虛假洩 漏’故輸出電流在正常模式中被壓制。 若PLL電路80之低通濾波器86被固定，則鎖定時間在 輸出電流很大時會縮短。因此，電荷幫浦85在高速模式中 的輸出電流DO被設定、以高於正常模式中者，或增加向上 脈波信號PU和向下脈波信號pd之脈波週期。 正常模式和高速模式係由依據來自相位比較器84的比 較輸出信號（向上脈波信號PU和向下脈波信號pD)來檢測 鎖疋狀態的一鎖定檢測電路89來切換。鎖定檢測電路89 產生一模式切換信號sw、且把它供應至電荷幫浦85。鎖定 檢測電路8 9依據鎖定狀態來切換正常模式和高速模式。 在鎖定狀態中’參考徐頻信號LDR之頻率、和比較除 頻仏號LDP之頻率係彼此相同。當在信號ldr、LDP間的 相位差落於一預定範圍中時，鎖定檢測電路89把高速模式 切換到正常模式。 含有被穩定固設之低通濾波器86的PLL電路80,因電 荷幫浦85和低通濾波器86之特性、而具有在信號LDr、LDp 間的相位差。因此，PLL電路80在高速模式和正常模式的 不同狀態中為穩定。結果，當高速模式被切換至正常模式 本紙張^^適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .、町· 1306696

時PLL電路80傾向於不被鎖定、增加在參考除頻信號 和比較除頻信號LDP間的相位差。 在此If开々中，總鎖定時間係在高速模式中的鎖定時 間、和在椒式切換時從一未鎖定狀態來鎖定pLL電路所需 之重新鎖定時間的和。因此為了縮減總鎖定時間，需要來 縮減因未鎖定狀態而需要的重新鎖定時間。 然而，在鎖定檢測電路89檢測出一鎖定狀態後，鎖定 檢測電路8 9產生用來從高速模式改變至正常模式的_模式 切換信號S W。若模式切換信號s w在操作中被供應到電荷 幫浦85，則在鎖定頻率和未鎖定頻率間、由pLL電路之未 鎖定而產生的差值（即未鎖定頻率區間）被加寬。 若未鎖定區間很大，則需要來達到一最大未鎖定頻率 (最大未鎖定狀態達到時間）的時間、在pLL電路被重新鎖定 時被增加，導致重新鎖定時間上的增加。結果，總鎖定時 間會增加。 '

發明之概I 本發明之一目的係提供用於PLL電路的模式切換方法 和模式控制電路，使得可能來鎖定以高速操作在一高速模 式和一正常模式中的PLL電路。 為了達成上述目的，本發明提供一種切換PLL電路的 模式之方法。該PLL電路包括用來把一參考除頻信號之相 位、與一比較除頻信號之相位互相比較、且產生一比較輸 出信號的一相位比較器，依賴來自該相位比較器的該比較 輸出信號、來產生一電流的一電荷幫浦，及依據由該電荷 1306696 五、發明説明（4 ) 幫浦產生的電流、來產生具有一預定頻率之一電壓控制振 盪器。該PLL電路具有用來於一高速度、把其之一輪出信 號鎖定高達一期望頻率的一第一模式，及正常使用的—第 二模式。該方法包括檢測該電荷幫浦之一電流輸出端子是 否處在一高阻抗狀態，且在檢測出高阻抗狀態時把該 電路之模式自該第一模式切換至該第二模式、或自該第二 模式切換至該第一模式。 本發明之進一步透視係一種用來控制pLL電路的模式 之電路。該PLL電路包括用來把一參考除頻信號之相位、 與一比較除頻信號之相位互相比較、且產生一比較輸出信 號的一相位比較器，連接至該相位比較器、依賴來自該相 位比較器的該比較輸出信號來產生一電流的一電荷幫浦， 及依據由該電荷幫浦產生的電流、來產生具有一預定頻率 之一電壓控制振盪器。該PLL電路具有用來於一高速度、 把其之一輸出信號鎖定高達一期望頻率的一第一模式，及 常使用的第一模式。該電路包括用來檢測該電荷幫浦· 之-電流輪出端子是否處在一高阻抗狀態的一狀態檢測電 路。该狀態檢測電路在檢測出高阻抗狀態時會產生—模式 切換信號、把該PLL電路之模式自該第一模式切換至該第 一模式、或自該第二模式切換至該第—模式。 本發明之進一步透視係一種半導體裝置，其包括一 PLL電路及連接於該pLL電路、用來控制該pLL電路之模式 切換的-模式控制電路。該pLL電路包括用來把一參考除 頻信號之相位、與一比較除頻信號之相位互相比較、且產 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) M規格⑵⑽97公蟹） 1306696

發明說明 ί一比較輸出信號的—相位比較器，連接至該相位比較 益依賴由遠相位比較器的比較結果來產生 荷幫及依據由該電««线電流、來產生具有一 預疋頻率之一電壓押法丨丨.、县。口 古、 控制振盪窃。該PLL電路具有用來於一 、'又把其之輪出信號鎖定高S一期望頻#的一第一 :、 “吏用的-第二模式。該模式控制電路能檢測 該電荷幫浦之—電流輸出端子是否處在-高阻抗狀態，且 在檢測出高阻抗狀態時會產生一模式切換信號、來把該 p二電路之模式自該第一模式切換至該第二模式、或自該 第一模式切換至該第一模式 從與附圖連結取㈣下面詳細描述、藉由對發明原 的舉例，本發明之其他層面及優點將變得明顯。 逼·^^簡單描沭 藉由參考目前較佳實施例之下列描述及附圖 瞭解本發明及其目的和優點，其中·· 第1圖係-傳統PLL頻率合成器之構造方塊圖，· 第2圖係根據本發明之第一實施例的PLL頻率合成 之構造方塊圖； 第3圖係第2圖顯示之PLL頻率合成器的一電荷幫浦 態檢測電路之構造電路圖； ' 第4A圖係第2圖顯示之ριχ頻率合成器的 構造電路圖； 第4B圖係顯示第4圖顯示之計數器的輸出波形之圖； 第5圖係第2圖顯示之pll頻率合成器的—時序圖； 理 可最佳 器

Z 之 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .訂— 本紙張跋適财 (21()χ297^· 1306696 A7 ^^ _______B7__ 五、發明説明（6 ) ' ---—— 第6圖係顯示自第2圖顯示之ριχ頻率合成㈣_高速 模式切換至-正常模式之模式的波形圖； 帛7圖係根據本發明之第二實施例之p l l頻率合成器 的一電荷幫浦Z態檢測電路之構造電路圖； 第8圖係第7圖顯示之PLL頻率合成器的—時序圖； 第9圖係根據本發明之第三實施例之pLL頻率合成器 的一電荷幫浦Z態檢測電路之構造電路圖；及 第1〇圖係第9圖顯示之PLL頻率合成器的—時序圖。 兹實施例之詳細拋# 圖式中，相同標號被遍佈使用於相同元件。 [第一實施例] 第2圖係根據本發明之第一實施例的p L l頻率合成器 10之構造方塊圖。PLL頻率合成器10包含一 PLL電路2〇、一 鎖定檢測電路3G、及-電荷幫浦z態檢測電路（此後參照為 “狀態檢測電路”)4〇。 PLL電路20具有在一高速模式（第一模式）和一正常模 式（第二模式）間做切換的功能。在高速中，迴路增益很大' 且PLL電路20被鎖定於一'高速度。在正常模式中，迴路增 盈為低、且一高C/N比率和低虛假特性被獲得。 鎖定檢測電路30依據來自PLL電路2〇的一向上脈波信 號PU(第一脈波信號）和一向下脈波信號pD(第二脈波信 號）、來檢測PLL電路2〇之-鎖定狀態。鎖定檢測電路職 據檢測結果、來產生一鎖定檢測信號S4。 狀態檢測電路40依據計數器内部狀態信號Rs、MS， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉Α4規格（21〇><297公楚〉 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .訂— 9 1306696 五、發明説明（7 ) ，數器時鐘信號RCK、MCK，及來自pLL電路2〇的脈波信 號PU、PD來控制鎖定檢測信號S4，以產生一模式切換信 號CS。模式切換信號以被供應到PLL電路2〇。 PLL電路20將詳述於下。PLL電路2〇包含一移位暫存器 21、一參考計數器（參考除頻器）22、一相位比較器23、一 主計數器（比較除頻器）24、一電荷幫浦25、一低通濾波器 (此後參照為“Lpp’)26、一電壓控制振盪器（此後參照為 “VCO”)27、及一前置縮放器28。 移位暫存器21接收來自一外源的時鐘信號CLK，且依 據時鐘信號CLK來依序讀取一串列信號DT。移位暫存器21 把已讀取的串列信號DT轉換成一並列信號資料，且把並列 信號資料供應至參考計數器22和主計數器24。 參考計數器22接收具有一預定頻率、由例如一石英晶 體單元之振盪來產生的一參考信號fre參考計數器22依據 一參考除頻比率、來除以參考信號fr之頻率，藉此產生一 參考除頻信號LDR。參考除頻比率係依賴並列信號資料而 建立。參考除頻信號LDR被供應至相位比較器23。相位比 較器23接收來自主計數器.24的一比較除頻信號LDP。 相位比較器23把信號LDR、LDP之相位做比較，產生 具有依賴於相位差的脈波週期的一向上脈波信號PU、和一 向下脈波信號PD(比較輸出信號），且把向上脈波信號pu、 和向下脈波信號PD供應至電荷幫浦25。電荷幫浦25產生具 有依賴向上脈波信號PU、和向下脈波信號的一電流值之 一幫浦信號DO ’且把幫浦信號DO供應至LPF 26。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4规格（210 X 297公釐） 1306696 A7 ___B7 五、發明説明（8 ) LPF 26把幫浦信號DO平整化，來產生具有沒有高頻分 量的一DC電壓之一控制信號ντ。控制信號¥丁被供應至 VCO 27。VCO 27產生具有依賴控制信號ντ之電壓值的頻 率之一 VCO信號fv ’且把VC0信號fv供應至前置縮放器 28、和一外部電路（未顯示）。 前置縮放器28依據一固定除頻比率來把vc〇信號巧除 頻’產生被供應至主計數器24的一比較信號fp。主計數器 24依據一比較除頻比率來把比較信號fp除頻，產生比較除 頻信號LDP。比較除頻信號LDP被供應到相位比較器23。 在PLL電路20中，當VC0信號fv之頻率變得低於一鎖 定頻率時，比較信號fp之頻率變得低於參考信號fr之頻 率，在信號fr、fp間產生一相位差。相位比較器23產生具 有依賴信號fr、fp間之相位差的脈波週期之一向上脈波信 號PU和一向下脈波信號PD。例如，一相位差可使向上脈波 信號PU之脈波週期長於向下脈波信號pD之脈波週期。 電街幫浦25於向上脈波信號ιΡυ和向下脈波信號之 一低位準、依賴於脈波週期來產生一幫浦信號£>〇。在其中 向上脈波信號PU和向下.脈波信號PD都處在高位準的期 間，電荷幫浦25把其輸出端子保持於一高阻抗狀態（乙狀 態）。LPF 26依據幫浦信號DO、來改變控制信號^^丁之電壓 值’產生具有例如一高電壓值的控制信號ντ。此時，vC〇 27依賴於控制信號VT、來產生具有高頻率的一 vc〇信號 fv。 相反地’當VCO信號fv之頻率變得高於一期望頻率 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再塡寫本頁) 可丨 11 五、發明説明（9 ) 時，比較偽號fp之頻率變得高於參考信號fr之頻率、在信 號fr、fp間來產生—相位差。相位比較器23會產生具有依 賴漁信號fr、fp間之相位差的脈波週期之一向上脈波信號 PU和一向下脈波信號ΡΕ)。 電荷幫浦25依賴於向上脈波信號PU和向下脈波信號 P D之一低位準的脈波週期來產生一幫浦信號d 〇。在其中 向上脈波信號PU和向下脈波信號PD都處在高位準的期 間’電何幫浦25把其輸出端子保持於—高阻抗狀態（2狀 態）。LPF 26依據幫浦信號D〇、來產生具有一低電壓值的 控制信號ντ。此時，vco 27依據控制信號ντ、來產生具 有低頻率的一VC〇信號fv。 PLL電路20重複地執行上述操作，把vc〇信號以之頻 率鎖定於對應於參考計數H22之參考除頻比率、和主計數 器24之比較除頻比率的頻率。 # PLL電路20響應於模式切換信號cs、在高速模式和正 常模式間做切換。在第_實施例中’電荷幫浦乃會切換模 式。電荷幫浦25響應於模式切換信號cs、依賴於各個模式 來調正幫浦>[§號DO之電流量。特別地，響應於模式切換信 號以，電何幫浦25使高迷模式中的幫浦信號D〇之電流 量、大於在正常模式中的幫浦信號DO之電流量。因此在高 速模式中，在vc〇信號fv之頻率上的改變會增加，使vc〇 t唬fv迅逮趨近一期望頻率。在正常模式中，在信號 fv之頻率上的改變會減少，使vc〇信號&之頻率穩定化。 模式切換功能可由相位比較器23或1^1? 26來實施。

本紙張级適财_家標準（CNS) Μ規格（21()X297公釐) 1306696 A7 _____B7_ 五、發明説明（10) 鎖定檢測電路30將描述於下。鎖定檢測電路3〇包括例 如一相位比較器（未顯示）。鎖定檢測電路3〇接收向上脈波 信號PU和向下脈波信號PD，且檢測在信號pu、pD間之相 位差。鎖定檢測電路30根據所檢出結果、來產生一鎖定檢 測信號S4 ’且把鎖定檢測信號S4供應至狀態檢測電路4〇。 在脈波信號PU、.PD之上升邊緣間的相位差會隨著在參 考除頻信號LDR、和比較除頻信號Ldp間的頻率差而改 變。當脈波信號P U、P D間的相位差變得等於或小於—預定 值時，鎖定檢測電路30會檢測出PLL電路20之一鎖定狀 態。g脈波彳g號PU、PD間的相位差變得大於該預定值時， 鎖定檢測電路3 0會檢測出P L L電路2 0之一未鎖定狀態。鎖 疋檢測電路3 0根據第一實施例、在脈波信號pu、pD間的相 位差係等於或小於一預定值（鎖定狀態）時、會產生高位準 之一鎖定檢測信號S4 ,在脈波信號pu、pD間的相位差係 大於預定值（未鎖定狀態）時、會產生低位準之一鎖定檢測 信號S4。 狀態檢測電路4 0將描述於下。如第3圖顯示地，狀態檢 測電路40包含第一和第二正反器（此後參照為”FF”)4且、 42 , — AND 電路（AND)43，及一問鎖器電路（LATCH)44。 第一和第二FF4卜42包含D型正反器。第一FF41具有 接收來自參考計數器22的時鐘信號RCK之一時鐘輸入端 子、接收來自參考計數器22的計數器内部狀態信號尺8之一 資料輸入端子、及接收向上脈波信號？1;的一重置輸入端子 (RESET)。 本紙張尺度適用中國國家標準（咖）从规格（21〇><297公| ) (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) .訂- -參_ 13 1306696 五、發明説明（n) 第二FF 42具有接收來自主計數器24的時鐘信號1^^ 之一時鐘輸入端子、接收來自主計數器24的計數器内部狀 態信號MS之一資料輸入端子、及接收向下脈波信號；?1)的 一重置輸入端子（RESET)。 AND電路43接收來自第一和第二FF 4卜42的輸出信號 SI、S2。閂鎖器電路44具有接收來自AND電路43的一輸出 信號S3之一選通輸入端子（STB)、及接收來自鎖定檢測電 路30的鎖定檢測信號S4之一資料輸入端子。閂鎖器電路料 依據來自AND電路43的輸出信號S3來閂鎖住鎖定檢測信 號S4,且產生模式切換信號cs。狀態檢測電路仂把模式切 換信號CS供應至電荷幫浦25。 當鎖定檢測電路30檢測出一鎖定狀態、且產生具有高 位準的鎖疋檢測彳s號S4時，狀態檢測電路4〇會產生用^ 以正常模式來操作PLL電路2〇的模式切換信號以。當鎖定 檢測電路30檢測出一未鎖定狀態、且產生具有低位準的一 鎖定檢測信號S4時，狀態檢測電路4〇會產生用來以高速模 式來操作PLL電路20的模式切換信號cs。 第4A圖顯示一參考計數器22之構造電路圖；且第4丑圖 顯示參考計數器22的輸出波形。 如第4A圖顯示地，參考計數器22包含第一至第五丁型 正反器（此後參照為“TFF，，)5 ：!_55、一 〇R電路56、和一 AND 電路57〇 參考計數器22係包括例如第一至第五TFF 5丨_55的一 向下數計數器。帛一 TFF 51接收時鐘信號（計數器輸 1306696 A7 I五、發明説明（12) 一~~~ "" 入）RCK。AND電路57接收來自第一至第五TFF 51·55的輸 AHouti至〇υτ5 ’且依據輪出信號〇UT1至〇UT5來產 生參考除頻信號（計數器輸出）LDR。 OR電路56接收來自第二至第五卿52_55的輸出信號 OUT2至OUT5 ’且依據輸出信號〇UT2至〇UT5來產生内部 狀態信號（計數器内部輸出信號)RS。如第侧顯示地，内 部狀隸號RS在參考除頻信號咖變高前的兩時鐘脈波 之時鐘信號RCK、即改變至—低位準。 ±計數H24包括類似於參考計數㈣的―電路。主計 冑器24之内部狀態信號⑽在比較除頻信號變高前的 兩時鐘脈波之時鐘信號RCK、也改變至一低位準。 如第5圖顯示地’第_FF41自内部狀態信號以變低時 到向上脈波信號PU變高時的時間、會產生低位準之_第— FFMSl。第二FF 42自内部狀態信號低時到向下脈 波信號PD變高時的時間、會產生低位準之一第二ff信號 S2。 " 因此，AND電路43接收第一和第二FF信號S1、S2，且 在電荷幫浦2 5依據脈波信.號p u、p D來操作時、會產生低位 準的- AND信號S3。AND電路43在電荷幫浦25不操作（2狀 ‘％ )時’會產生高位準的AND信號S3。 閃鎖器電路44依據AND信號S3、來閃鎖住鎖定檢測信 號S4,且從經閃鎖住鎖定檢測信號S4來產生一模式切換信 號CS。 如第5圖顯示地，模式切換信號(：8(模式切換時序）與 —___ 本紙張尺度適用中U目*標準（Qfs) A4規格（210X297公复)_ ' - -15 -

-訂· (請先閲讀背面之注意事項再填"本頁) # 五、發明説明（13 ) AND信號S3之上升邊祕门止士 〜二V遭緣同步來改變。 狀態檢測電路4〇在m、老 隹電何幫浦2 5知作到於電荷幫浦2 5不 操作（Z狀態）時的其位準 + f會改變模式切換信號CS之位 頻率合成㈣之操作將描述於下。 …如第5圖顯示地，當PLL電路2〇先操作在正常模式時， 鎖=檢測電路3 G會產生高位準的—鎖定制信號s 4 (鎖定 狀態）。依據高位準之鎖定檢測信號S4,狀態檢測電路4〇 把高位準之模式切換信號cs供應至電荷幫㈣。在正常模 式中’幫浦#號DO之電流量被壓制。因此，在vc〇信號 之頻率上的改變會縮減，使vc〇信號卜之頻率穩定化。 當鎖定頻率被改變時，在脈波信號PU、PD間的相位差 會增加超過―駭值，且鎖定檢測電路30即產生低位準之 鎖定檢測信號S4(未鎖定狀態）。 狀態檢測電路40依據低位準之AND信號S3來閂鎖住 鎖疋檢測信號S4。在已接收來自鎖定檢測電路3〇的低位準 之鎖定檢測信號S4(未鎖定狀態）後，狀態檢測電路4〇會產 生與AND信號S3之一上升邊緣同步的低位準之模式切換 L號C S。PLL電路20以尚速模式來操作，且響應於低位準 之模式切換信號CS、把vc〇輸出信號鎖定於一高速度。 電荷幫浦25依據低位準之信號pu、pd來產生幫浦信號 DO，且依據南位準之信號pu、pD來把其輸出端子改變至z 狀態。因此，正常模式在電荷幫浦25處在z狀態時、即切 換至兩速模式。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公釐） 1306696

五、發明説明 …然後’當較_電㈣又再產生高㈣之鎖定檢測 b虎S4時’狀態檢測電路4()把高位準之模式切換信號以、 供應到Z狀態中之電荷幫浦25。此時，PLL電路2〇操作於正 常模式。因此高速模式在電荷幫浦25處在2狀態時、會切 換至正常模式，故未鎖定頻率關被縮減。 /第6圖·示在高速模式切換至正常模式後之鎖定波 形。當模式於第6圖之時間το來切換時，未鎖定頻率㈣ 緊接者模式切換後的相位比較、而低於傳統未鎖定頻率 F2。在第-實施例巾’未鎖定頻率區_模式切換係在電 4幫浦25處在Z狀態時、被執行而被縮減。因此，最大未 鎖定狀態達成時間T1會短於傳統最大未鎖定狀態達成時 間T2。結果’重新鎖定時間被縮短在這些最大未鎖定狀態 達成時間之間的差值（T2_T1)，且總鎖定時間也縮短。 根據第一實施例的PLL頻率合成器10提供下列優點： 狀態檢測電路40在電荷幫浦25處在ζ狀態時、會產生模式 切換信號CS，把電荷幫浦25之模式、從高速模式切換至正 常模式。因此，未鎖定頻率區間被縮減、縮短了重新鎖定 時間。結果’總鎖定時間.被縮短。 [第二實施例] 第7圖顯示根據本發明之第二實施例之一狀態檢測電 路60的構造電路圖。狀態檢測電路6〇包含一正反器 (FF)61、一 AND電路62、和一閂鎖器電路63。AND電路62 接收一向上脈波信號PU和一向下脈波信號pd。 FF 61包含一D型正反器。FF 61具有接收來自主計數器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公爱) 17 f (請先閲讀背面之注意事項再填*本頁) .訂— 1306696

五、發明説明（15) 24的時鐘信號MCK之—時鐘輪人端子、接收來自主計數器 的D十數益内部狀態信號Ms之一資料輪入端子、及接收來 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 自娜電路62之一輸出信號su的一重置輸入端子。因 士第8圖顯不地，FF 61自計數器内部狀態信號⑽變低 夺到AND輸出l唬s i i變高時的時間，會產生低位準之ρρ 輸出信號S12。 Η鎖器電路63具有接收來自鎖定檢測電路3〇的一鎖定 檢則US4之資料輸人端子、及接收FF輸出信號S12之 :選通輸入端子。閃鎖器電路63依據FF輸出信號S12來閃 鎖住鎖定檢測彳5唬S4，且產生被供應到電荷幫浦25的模式 切換信號CS。 .訂· 参- 狀態檢測電路依據主計數器24的内部狀態信號ms* 時鐘信號M C K及脈波信號P U、P D來控制鎖定檢測信號 S4且從鎖疋檢測信號S4來產生模式切換信號。狀態檢 測電路6G可依據參考計數^ 22之㈣狀g信號rs和時鐘 信號RCK，來控制鎖定檢測信號S4。 包括狀態檢測電路60的PLL頻率合成器1〇A之操作將 描述於下。如第8圖顯示地，當pLL電路2〇先操作在正常模 式時鎖疋檢測電路30產生高位準之鎖定檢測信號S4(鎖定 狀態）。響應於高位準之鎖定檢測信號以，狀態檢測電路6〇 產生被供應到電荷幫浦25的高位準之模式切換信號CS。 此時，經鎖定頻率會改變，且在來自相位比較器23的 脈波彳§ 5虎PU、PD間之相位差會增加超過預定值。然後，鎖 定檢測電路30會產生低位準之鎖定檢測信號討（未鎖定狀 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公董） 18 五、發明説明（I6) 態於低位準之鎖定檢測信號s 4

狀態檢測電路60響應 依據自卯61供應 ： '、；’且響應於低位準之模式切換信號cs 來鎖定vco輪出信號。 然後’當較_電路取再產生代表蚊狀態的高 _ 鎖定檢測信號S4時，狀態檢測電路60在電荷幫浦25 一在Z狀態時、會產生高位準之模式切換信號CS。響應於 高位=之模式城信號cs，PLL祕2G操作於正常模^。、 因為雨速模式在電荷幫浦2 5處於z狀態時會切換至正常模 式，故未鎖定頻率區間被縮減。 ^在第二實施例中，主計數器24之内部狀態信號MS和時 鐘信號MCK會控制鎖定檢測信號84。狀態檢測電路6〇提供 與那i·第-實施例之者相同的優點’ ^可構成縮減數目之 電路組件。 [第三實施例] 第9圖根據本發明之第三實施例之狀態檢測電路7〇之 構造電路圖。 狀態檢測電路70包含一 OR電路71、和一正反器 (FF)72。 ° 〇R電路71接收一向上脈波信號Ρϋ和一向下脈波信號 PD。FF72包含一 D型正反器。：FF72具有接收來自〇R電路

1306696 A7 ----------- 五、發明説明（-— 71的輪ϋ信號S21之-時鐘輸人端子、接收來自鎖定檢 、J電路30的鎖定檢測信號S4之—資料輸入端子、及接收來 1移位暫存器21的除頻比率設定信號LE之-重置輸入端 子FF 72產生一模式切換信號cs。用來改變鎖定頻率的 十數器之一除頻比率係由除頻比率設定信號[^來建立。 在第一實她例中，狀態檢測電路7〇依據除頻比率詨定 信號LE和脈波信號pu、pD來控制鎖定檢測信號Μ，且產 生被供應到電荷幫浦25的模式切換信號CS。 當高速模式被切換至正常模式時，一未鎖定狀態之效 應特別大。因此，根據第三實施例的狀態檢測電路會控 制主要自高迷模式切換至正常模式之模式。 包括根據第二實施例的狀態檢測電路7〇2Pll頻率合 成器10B的操作將描述於下。如第1〇圖顯示地，當虹電路 戰操作在正常模式時，鎖定檢測電路3Q產生高位準之鎖 定檢測信號S4(鎖定狀態響應於高位準之鎖定檢測信號 S4 ’狀態檢測電路7〇產生被供應到電荷幫浦25的高位準之 模式切換信號CS。 …當FF 72接收來自移位暫存器21的低位準之除頻比率 設定信號LE時，FF 72響應於低位準之除頻比率設定信號 LE、來產生低位準之模式切換信號CSnpLL電㈣響應於 低位準之模式切換信號CS,會操作在高速模式。狀態檢測 電㈣會依據來自移位暫存器21的除頻比率設定信號 LE、自正常模式切換至高速模式。 ㉟後，當狀態檢測電路7G又再接收來自鎖定檢測電路 本紙張尺度適财國Η家標準（CNS) A4規格（210 X 297公楚) ---~— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、ΙΤ— 20 五、發明説明（18) 30的南位準之鎖定檢測信號S4(鎖定狀態）時，狀態檢測電 路7〇響應於來自0R電路71之輸出信號S2I、來產生高位準 ^模式切換信號CS。PLL電路2G響應於高位準之模式切換 #號CS、來操作在正常模式中。 如上述地，向速模式由來自OR電路、且輪入至FF 72 之時鐘輸入端子的輸出信號S21來切換至正常模式，且模 式切換UUCS與輸出信號S21之一上升邊緣同步來切換。 因此’同速楱式在電荷幫浦25處在z狀態時、會切換至正 常模式。 ' 根據第三實施例的狀態檢測電路7〇依據來自移位暫存 器21之除頻比率設定信號LE、來控制鎖定檢測信號S4。狀 態檢測電路70提供與第—和第二實施例相同的優點，且構 成比第二實施例少的電路組件。 對熟知該技術者應為明顯，本發明可以許多其他特定 形式來實施、不致偏離發明之精神或範疇。特定地，應瞭 解到、發明可以下列形式來實施。 在第一和第二實施例中，參考計數器22和主計數器Μ 之内部狀態信號RS、MS可為參考除頻信號LDR和比較除頻 佗號LDP(计數器輸出信號）前的一或三個時鐘脈動之信 號。為了更詳細描述，内部狀態信號RS、Ms可為能夠在 參考除頻信號LDR和比較除頻信號LDp(計數器輸出信號） 刖來可罪地防罩電荷幫浦2 5之操作的信號。 相位比較器23或LPF 26可把模式自高速模式切換至正 常模式。在此情形中，相位比較器23響應於模式切換信號 1306696 A7 ---------B7__ 五、發明説明（丨^ " -- CS、藉由改變向上脈波信號叩或向下脈波信號pD之脈波 週期ίΜ刀換模式。LPF 26響應於模式切換信號以、藉由 改變LPF 26之特性，來切換模式。 狀態檢測電路40、60、7〇可依據來自移位暫存器Μ 除頻比率設定㈣LE、而非鎖定檢測信號s4，來產生模式 切換信號cs。替換地，狀態檢測電路4g、6g、川可依據自 —外部裝置供應到PLL電㈣的—信號，來產生模式切換 信號CS。 如由第3圖之點線所指出地，狀態檢測電路可包括用來 把模式切換信號CS延遲一給定時間的一延遲電路45。延遲 電路45把模式切換信號以之一位準改變，延遲自向上脈波 信號PU和向下脈波信號PD之一上升邊緣對延遲電路_ 一設定時間（延遲時間）。亦即，模式切換信號CS2位準改 變被延遲自電荷幫浦25之操作終點至延遲電路45的延遲時 間。據此，在電荷幫浦25之輪出端子處在2狀態時、模式 可以可靠地來改變。 因此，本例子和實施例係考慮為說明性、而非限制性， 且發明不限於在此給予的細節，而可在所附申請專利範圍 之範嘴和等效者内、來修正。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210Χ297公贊） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) η^τ— _#- 22 1306696 A7 _B7 _五、發明説明（20) 元件標號對照 28.. .前置縮放器 3 0...鎖定檢測電路 40、 60、70...狀態檢測電路 41、 42、61、72...正反器（卩戸) 43、 57、62...AND電路 44、 63·.·閂鎖器 45.. .延遲電路 51-55...T型正反器 27...電壓控制振盪器（VCO) 56、71,.. OR電路 10.. .PLL頻率合成器 20…PLL電路 21.. .移位暫存器 22.. .參考計數器 2 3…相位比較器 24.. .主計數器 25.. .電荷幫浦 26…低通濾波器（LPF) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 23

Claims (1)

1306696 /0 i/ /_ —( 8 8 8 8 ABCD

申請專利範圍 第91103681號申請案申請專利範圍修正本 92.08.12. 10 1. 一種切換PLL電路的模式之方法，其兮該pLL電路包括 用來把參考除頻#號之相位與一比較除頻信號之相 位互相比較、且產生一比較輸出信號的一相位比較器， 依賴來自該相位比較器的該比較輸出信號、來產生一 電流的一電荷幫浦，及依據由該電荷幫浦產生的該電 流、來產生具有一預定頻率之一輸出信號的一電壓控 制振盪器，且其中該PLL電路具有用來於一高迷度、 把其之一輸出信號鎖定於一期望頻率的一第一模式， 及正常使用的一第二模式，該方法包含下列步驟： 檢測該電荷幫浦之一高阻抗狀態；及 在檢測出高阻抗狀態時把該pLL電路之模式自該 第一模式切換至該第二模式、或自該第二模式切換至 該第一模式。 15 20 2.依據申請專利範圍第丨項之方法，其中該ριχ電路更包 括：一鎖定檢測電路，依據來自該相位比較器的該比 較輸出信號來檢測該PLL電路之一鎖定狀態、且在該 鎖定狀態被檢測出時來產生一鎖定檢測信號；—參考 計數器，連接於該相位比較器，該參考計數器用來產 生該參考除頻#號、一時鐘信號、和_内部狀態信號； 及一主計數器，連接於該相位比較器’該主計數器用 來產生該比較除頻信號、一時鐘信號、和一内部狀態 "is 5虎；該方法更包含下列步驟： -------- 國家標準（cns) A4規格（210X297公釐ϊ 使用來自該相位比較器的該比較輪出信號、以及該 24 =冲數II和該主計數II之任—個的該時鐘信號和該 内部狀態信號’來控制該鎖定檢測信號；及 依據該受控制鎖定檢測信號，來產生一模式切換俨 號； ' ^其中切換該PLL電路之模式的該步驟包括響應於 邊模式切換信號，把該PLL電路之模式自該第—模式切 換至該第二模式、或自該第二模式切換至該第一模式。 依據申請專利範圍第旧之方法，其中該ριχ電路更包 括：—較檢測電路’依據來自該相位比較器的該比較 輪出信號來檢㈣PLL電路之-鎖定狀態、且在該鎖定 ^態被檢測出時來產生一鎖定檢測信號；一參考計數 器，連接於該相位比較器、用來產生該參考除頻信號； —主計數器，連接於該相位比較器、用來產生該比較除 頻信號；及一移位暫存器’用來產±、用纟改變由該參 考計數器和該主計數器之至少一個所設定的一除頻比 率之—除頻比率設定信號，該方法更包含下列步驟： 使用來自該相位比較器的該比較輸出信號、及該除 頻比率設定信號’來控制該鎖定檢測信號；及 依據該受控制鎖定檢測信號，來產生一模式切換信 號； 其中切換該PLL電路之模式的該步驟包括響應於 該模式切換信號，把該PLL電路之模式自該第一模式切 換至該第二模式、或自該第二模式切換至該第一模式。 一種用來控制PLL電路的模式之電路，該ριχ電路包括 6 9 6 06 3 A B c D 六、申請專利範圍 5 10 用來把-參考除頻信號之相位與_比較除頻信號之相 位互相t匕較、且產生一比較輸出信號的一相位比較器， 連接至該相位比較器、依賴來自該相位比較器的該比 較輸出信號來產生-電流的—電荷幫浦，及連接於該 電何幫浦、依據由該電荷幫浦產生的該電流來產生具 有-預定頻率之一輸出信號的一電壓控制振盪器，且 其中該PLL電路具有用來於—高速度把其之—輪出信 號鎖定高達一期望頻率的一第一模式、及正常使用的 一第二模式，該電路包含： 用來檢測該電荷幫浦之一高阻抗狀態的一狀態檢 測電路，该狀態檢測電路在檢測出該高阻抗狀態時會 產生一模式切換信號、把該PLL電路之模式自該第一 模式切換至該第二模式、或自該第二模式切換至該第 一模式。 · 黪裝 T 15 ’依據申請專利範圍第4項之電路，其更包含： 一鎖定檢測電路，連接於該狀態檢測電路，該鎖 定檢測電路依據來自該相位比較器的該比較輸出信號 來檢測該PLL電路之一鎖定狀態、且在該鎖定狀態被 檢測出時來產生一鎖定檢測信號； 其中該狀態檢測電路依據該鎖定檢測信號、來產 生該模式切換信號》 6.依據申請專利範圍第5項之電路，其中該pLL電路包括： 一參考計數器，連接於該相位比較器，該參考計數 器用來產生β亥參考除頻信號、一時鐘信號、和一内部狀 關家fir^NS)續格⑵㈣97公幻 20 26 1306696 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 n虎’及-主計數器’連接於該相位比較器，該主計 數器用來產生該比較除頻信號、—時鐘信號、和一内部 狀態信號π其中該狀態檢測電路使用來自該相位比較 器的該比較輸出信號、以及該參考計數器和該主計數器 之任一個的該時鐘信號和該内部狀態信號、來控制該鎖 定檢測信號，及依據該受控制鎖定檢測信號，來產生該 模式切換信號。 依據申請專利範圍第6項之電路，其中該相位比較器把 該參考除頻信號之相位與該比較除頻信號之相位互相 比幸又且產生一第一脈波信號和—第二脈波信號，且其 中該狀態檢測電路包括： 一第一正反器，甩來產生一第一正反器輸出信號， 該第-正反ϋ具有用來接收來自該參考計數器的該時 鐘信號之一第一時鐘輸入端子、用來接收來自該參考叶 數器的該内部狀態信號之一第一資料輪入端子、和用D 接收來自該相位比較器的該第一脈波信號之—第— 置輸入端子； 一第二正反器，用來產生一第二正反器輸出信號 該第二正反器具有用來接收來自該主計數器的該時 仏號之一第二時鐘輸入端子 '用來接收來自該主^ °〆土叶數裔 的該内部狀態信號之一第二資料輸入端子、和用來接收 來自該相位比較器的該第二脈波信號之一第二重 入端子； —個AND電路，連接至該等第一和第二正反 來 重 鐘 器 置輪 器 本紙張尺度適用中國國家標準（哪）A4規格（21〇><297公楚） (請先閲讀背面之注意事項再填Λ*本頁)

本紙張尺度適_«^5?·^ Μ規格（21QX297_- 1306696 、申請專利範圍 收該等第—和第二正反器輪出信號並產生-個 and輪出信號；及 —⑽器電路，連接至該AND電路和該鎖定檢測 電路、依賴該AND輸出信號來閃鎖住該鎖定檢測信號 且產生該模式切換信號。 8·依據中請專利_第7項之電路，其中各個該等第—和 第一正反器包括一個D型正反器。 9·依據=專利範圍第6項之電路，其中該參考計數器會 產生超前該參考除頻信號一預定數目之時鐘脈波的其 之内：狀態信號，且其中該主計數器會產生超前該比較 〃頻L號帛疋數目之時鐘脈波的其之内部狀態信號。 衣據申β專利範圍第6項之電路，其中該狀態檢測電路 包括： 個AND電路，連接至該相位比較器、用來接收 第脈波彳5號和該第二脈波信號並產生一個AND輸 出信號； —正反器，連接於該AND電路、用來產生—正反 器輸出f5唬’ s玄正反器具有用來接收來自該主計數器的 "亥％鐘信號之一時鐘輸入端子、用來接收來自該主計數 器的該内部狀態信號之一資料輸入端子、和用來接收該 and輪出信號之一重置輸入端子；及 —閃鎖器電路，連接至該正反器和該鎖定檢測電 路依賴S亥正反器輸出信號來閂鎖住該鎖定檢測信號且 產生該模式切換信號。 28

# (請先閲讀背面之注意事項再填t本頁' 訂丨 申請專利範圍 依據申凊專利範圍第10項之電路，其中該正反器包括一 個D型正反器。 據申。月專利範圍第6項之電路，其中該狀態檢測電路 包括： -個AND電路，連接至該相位比較器、用來接收 該第—脈波信號和該第二脈波信號並產生-個AND輪 出信號； 一正反器，連接於該AND電路、用來產生一正反 。輸出仏號該正反器具有用來接收來自該參考計數器 的X夺鐘L號之-時鐘輸人端子、用來接收來自該參考 計數器的該内部狀態信號之一資料輸入端子、和用來接 收該AND輸出信號之一重置輸入端子；及 —閂鎖器電路，連接至該正反器和該鎖定檢測電 路依據*亥正反器輪出信號來閃鎖住該鎖定檢測信號且 產生該模式切換信號。 13·依據申請專利範圍第12項之電路，其中該正反器包括一 個D型正反器。 14.依據申請專利範圍第5項之電路，其中該pLL電路包括： 一參考計數器，用來產生該參考除頻信號；一主計 數器用來產生該比較除頻信號；及一移位暫存器，連接 至該參考計數器和該主計數器、用來產生一除頻比率設 定信號，該除頻比率設定信號用來改變由該參考計數器 和該主計數器之至少一個所設定的一除頻比率，且其中 該狀態檢測電路使用來自該相位比較器的該比較輸出信 六、申請專利範圍 號以及°玄除頻比率設定信號來控制該鎖定檢測信號、 且依據以控制鎖定檢測信號來產生該模式切換信號。 15. =申請專利範圍第14項之電路，其中該狀態檢測電路 〃-個〇R電路’連接至該相位比較器、用來接收該 第一脈波信號和該第二脈波信號並產生一個〇 r輸出信 號； 一正反器，連接於該0R電路該該鎖定檢測電路、 用來產生該模式切換信號，該正反器具有用來接收該 輸出信號之-時鐘輸人端子、用來接收該鎖定檢测 L唬之一身料輸入端子、和用來接收該除頻比率設定信 號之一重置輸入端子；.及 一閃鎖器電路，連接至該正反器和該鎖定檢測電 路、依據該正反器輪出信號來閃鎖住該較檢測信號且 產生該模式切換信號。 16. 依據申請專利範圍第15項之電路，其中該正反器包括一 個D型正反器。 17. 依據申請專利範圍第4項之電路，其中該狀態檢測電路 更包括： 一延遲電路，用來把該模式切換信號延遲一預定時 間。 18. 依據中請專利範圍第4項之電路，丨中該pLL電路更包 括一低通濾波器，該低通濾波器連接於該電荷幫浦、用 來把來自該電荷幫浦的一輸出信號平滑化、以自其中去 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210 X 297公釐） ABCD 1306696 六、申請專利範圍 除同頻刀量，該低通濾波器把來自該電荷幫浦、已去除 同頻刀量的該輸出信號供應至該電壓控制振盪器，且其 中該狀態檢測電路把該模式切換信號供應至該相位比較 器、該電荷幫浦、和該低通濾波器的任一個。 5 19· 一種半導體裝置，包含有： 一個PLL電路；及 一模式控制電路，連接於該ΡΙχ電路、用來控制 該PLL電路之模式切換； 其中該PLL電路包括： 10 一相位比較器，供將一參考除頻信號之相位與一 比較除頻信號之相位互相比較、且產生一比較輪出信 號； 。 電荷幫浦’連接至該相位比較器、依賴由該相 位比較器的比較結果來產生一電流，·及 15 一電壓控制振盪器，連接於該電荷幫浦、依據由 該電荷幫浦產生的該電流來產生具有一預定頻率之— 輸出信號，其中該PLL電路具有用來於一高速度、把 其之一輸出信號鎖定高達一期望頻率的—第一模式， 及正常使用的一第二模式；以及 2〇 其中該模式控制電路會檢測該電荷幫浦之一高阻 抗狀態’且在檢測出該高阻抗狀態時會產生一模式切 換彳§號、來把該PLL電路之模式自該第一模式切換至 該第二模式、或自該第二模式切換至該第一模式。 ^國函家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐) '~~'— 31