JP2023166169A - Circuit arrangement and oscillator - Google Patents

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Abstract

To provide a circuit arrangement and the like that can avoid inconvenience associated with installation of a high-order delta-sigma modulator.SOLUTION: A circuit arrangement 20 includes a frequency control circuit 52, a voltage control oscillation circuit 74, a multi-phase clock signal generation circuit 82, a phase interpolation circuit 88, and a control circuit 160. The phase interpolation circuit 88 selects a clock signal for comparison FBCK from a plurality of interpolation clock signals based on an interpolation control code CF. The control circuit 160 includes a delta-sigma modulator 162 that performs second- or more order delta-sigma modulation based on a division ratio setting code CDV, and an integrator 164 that integrates outputs from the delta-sigma modulator 162. The control circuit 160 outputs an integer dividing control code CN, and an interpolation control code CF based on an integrated value of the integrator 164. When the integrated value falls below the lower limit of a range, the control circuit 160 performs first processing P1 of raising an integer division ratio to -1 power for the integer dividing control code CN.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、回路装置及び発振器等に関する。 The present invention relates to a circuit device, an oscillator, and the like.

例えばフラクショナルN型のPLLなどのPLL回路では、分周器の分周数を動的に切り替えられる。非特許文献1には、位相補間回路を用いて電圧制御発振回路からのクロック信号から多位相の信号を生成し、当該信号を参照信号と比較し、位相を切り替えることで分周設定ができることが開示されている。 For example, in a PLL circuit such as a fractional-N type PLL, the frequency division number of a frequency divider can be dynamically switched. Non-Patent Document 1 states that a multi-phase signal is generated from a clock signal from a voltage controlled oscillation circuit using a phase interpolation circuit, the signal is compared with a reference signal, and frequency division can be set by switching the phase. Disclosed.

J. Tao et al, "A 2.2-GHz 3.2-mW DTC-Free Sampling ΔΣFractional-N PLL With -110-dBc/Hz In-Band Phase Noise and -246-dB FoM and -83-dBc Reference Spur", IEEE Transactions on Circuits and Systems-I: Regular Papers, vol. 66, No. 9, pp. 3317-3328, Sep. 2019J. Tao et al, "A 2.2-GHz 3.2-mW DTC-Free Sampling ΔΣFractional-N PLL With -110-dBc/Hz In-Band Phase Noise and -246-dB FoM and -83-dBc Reference Spur", IEEE Transactions on Circuits and Systems-I: Regular Papers, vol. 66, No. 9, pp. 3317-3328, Sep. 2019

非特許文献1に開示される構成では、高次のデルタシグマ変調器を用いる場合、1次のデルタシグマ変調器と比較してデルタシグマ変調器の出力の範囲が負の値まで拡大する。このため、デルタシグマ変調器の出力レンジの拡大に対応して、位相補間回路の入力レンジを拡大する必要が生じる。これにより、位相補間回路の線形性が劣化し、ジッタ性能も劣化するという不具合が生じる。 In the configuration disclosed in Non-Patent Document 1, when a high-order delta-sigma modulator is used, the output range of the delta-sigma modulator is expanded to a negative value compared to a first-order delta-sigma modulator. Therefore, it becomes necessary to expand the input range of the phase interpolation circuit in response to the expansion of the output range of the delta-sigma modulator. This causes a problem that the linearity of the phase interpolation circuit deteriorates and the jitter performance also deteriorates.

本開示の一態様は、基準クロック信号と比較用クロック信号の比較結果に基づいて周波数制御電圧を生成する周波数制御回路と、周波数制御電圧に対応する周波数のクロック信号を生成する電圧制御発振回路と、整数分周比を示す整数分周制御コードに基づいて、クロック信号を整数分周比で分周した複数の分周クロック信号であって、位相が異なる複数の分周クロック信号を出力する多相クロック信号生成回路と、補間制御コードに基づいて、複数の分周クロック信号の第iの分周クロック信号と第i+1の分周クロック信号に基づく位相補間により生成された複数の補間クロック信号から比較用クロック信号を選択する位相補間回路と、分周比設定コードに基づく2次以上のデルタシグマ変調を行うデルタシグマ変調器、及びデルタシグマ変調器からの出力を積算する積算器を含み、整数分周制御コードと、積算器の積算値に基づく補間制御コードとを出力する制御回路と、を含み、制御回路は、積算値がレンジの下限を下回るとき、整数分周制御コードに対して、整数分周比を-1する第1処理を行う回路装置に関係する。 One aspect of the present disclosure includes a frequency control circuit that generates a frequency control voltage based on a comparison result between a reference clock signal and a comparison clock signal, and a voltage controlled oscillation circuit that generates a clock signal with a frequency corresponding to the frequency control voltage. , a plurality of divided clock signals obtained by dividing a clock signal by an integer frequency division ratio based on an integer frequency division control code indicating an integer frequency division ratio, and outputting a plurality of divided clock signals with different phases. A phase clock signal generation circuit and a plurality of interpolated clock signals generated by phase interpolation based on the i-th divided clock signal and the i+1th divided clock signal of the plurality of divided clock signals based on the interpolation control code. It includes a phase interpolation circuit that selects a comparison clock signal, a delta-sigma modulator that performs second-order or higher-order delta-sigma modulation based on the division ratio setting code, and an integrator that integrates the output from the delta-sigma modulator. a control circuit that outputs a frequency division control code and an interpolation control code based on the integrated value of the integrator; when the integrated value is below the lower limit of the range, the control circuit outputs a frequency division control code; This relates to a circuit device that performs a first process of reducing an integer frequency division ratio by 1.

また本開示の他の態様は、上記に記載の回路装置と、基準クロック信号を生成するための振動子と、を含む発振器に関係する。 Another aspect of the present disclosure relates to an oscillator including the circuit device described above and a vibrator for generating a reference clock signal.

本実施形態の回路装置の構成例。A configuration example of a circuit device according to the present embodiment. 本実施形態の分周回路の構成例。A configuration example of a frequency dividing circuit according to the present embodiment. 位相補間型の分周回路の動作を説明する信号波形図。FIG. 3 is a signal waveform diagram illustrating the operation of a phase interpolation type frequency dividing circuit. 制御回路における処理について説明する図。FIG. 3 is a diagram illustrating processing in a control circuit. 1次のデルタシグマ変調器の構成を示す回路図。FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of a first-order delta-sigma modulator. 制御回路における処理の詳細について説明する図。FIG. 3 is a diagram illustrating details of processing in a control circuit. 位相調整がされる際の信号波形の変化を説明する図。FIG. 3 is a diagram illustrating changes in signal waveforms when phase adjustment is performed. キャリーダウンの処理があった後の位相調整について説明する図。FIG. 6 is a diagram illustrating phase adjustment after carry-down processing. キャリーダウンの処理があった後の位相調整について説明する図。FIG. 4 is a diagram illustrating phase adjustment after carry-down processing. 2次のデルタシグマ変調器の構成を示す回路図。FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of a second-order delta-sigma modulator. 3次のデルタシグマ変調器の構成を示す回路図。FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of a third-order delta-sigma modulator. 3次のデルタシグマ変調器における各ノードの数値変化の一例を示す図。The figure which shows an example of the numerical value change of each node in a 3rd order delta-sigma modulator. 本実施形態の回路装置の詳細な第1構成例。1 is a detailed first configuration example of a circuit device according to an embodiment of the present invention; 本実施形態の回路装置の詳細な第2構成例。A detailed second configuration example of the circuit device according to the present embodiment. 本実施形態の回路装置の動作を説明する信号波形図。FIG. 3 is a signal waveform diagram illustrating the operation of the circuit device of this embodiment. 本実施形態の回路装置の詳細な第3構成例。A detailed third configuration example of the circuit device according to the present embodiment. 本実施形態の発振器の第1構成例。A first configuration example of an oscillator according to the present embodiment. 本実施形態の発振器の第2構成例。A second configuration example of the oscillator of this embodiment.

以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲の記載内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが必須構成要件であるとは限らない。 This embodiment will be described below. Note that this embodiment described below does not unduly limit the contents described in the claims. Furthermore, not all of the configurations described in this embodiment are essential configuration requirements.

1.回路装置
図1に本実施形態の回路装置20の構成例を示す。回路装置20は、例えばIC(Integrated Circuit)と呼ばれる集積回路装置である。例えば回路装置20は、半導体プロセスにより製造されるICであり、半導体基板上に回路素子が形成された半導体チップである。回路装置20は、PLL(Phase Locked Loop)回路150と制御回路160を含む。例えばPLL回路150は、図1において、PLL回路150に入力される基準クロック信号RFCKと比較用クロック信号FBCKとの位相差を検出し、比較用クロック信号FBCKの位相を基準クロック信号RFCKの位相と同期させる処理を行う。PLL回路150は、周波数制御回路52と電圧制御発振回路74と分周回路80とを含む。
1. Circuit Device FIG. 1 shows a configuration example of a circuit device 20 of this embodiment. The circuit device 20 is, for example, an integrated circuit device called an IC (Integrated Circuit). For example, the circuit device 20 is an IC manufactured by a semiconductor process, and is a semiconductor chip in which circuit elements are formed on a semiconductor substrate. The circuit device 20 includes a PLL (Phase Locked Loop) circuit 150 and a control circuit 160. For example, in FIG. 1, the PLL circuit 150 detects the phase difference between the reference clock signal RFCK input to the PLL circuit 150 and the comparison clock signal FBCK, and sets the phase of the comparison clock signal FBCK to the phase of the reference clock signal RFCK. Perform synchronization processing. PLL circuit 150 includes a frequency control circuit 52, a voltage controlled oscillation circuit 74, and a frequency dividing circuit 80.

周波数制御回路52は、基準クロック信号RFCKと比較用クロック信号FBCKとの位相比較を行う。例えば周波数制御回路52は、比較用クロック信号FBCKが基準クロック信号RFCKよりも位相が遅れている場合には、アップ信号を生成し、比較用クロック信号FBCKが基準クロック信号RFCKよりも位相が進んでいる場合には、ダウン信号を生成する。周波数制御回路52は、このような位相についての情報を含む位相差信号を生成する。そして、周波数制御回路52は、位相差信号に基づいてチャージポンプ動作を行い、チャージポンプ電流を生成する。そして、周波数制御回路52は、チャージポンプ電流に基づいて電圧制御発振回路74の発振周波数を制御する制御電圧を生成する。具体的には、後述の図13~図15において説明するループフィルター回路72がチャージポンプ電流に基づいて制御電圧を生成する。 The frequency control circuit 52 compares the phases of the reference clock signal RFCK and the comparison clock signal FBCK. For example, if the comparison clock signal FBCK is behind the reference clock signal RFCK, the frequency control circuit 52 generates an up signal, and if the comparison clock signal FBCK is ahead of the reference clock signal RFCK in phase, the frequency control circuit 52 generates an up signal. If so, generate a down signal. The frequency control circuit 52 generates a phase difference signal that includes information about such phase. The frequency control circuit 52 then performs a charge pump operation based on the phase difference signal to generate a charge pump current. The frequency control circuit 52 then generates a control voltage that controls the oscillation frequency of the voltage controlled oscillation circuit 74 based on the charge pump current. Specifically, a loop filter circuit 72, which will be described later with reference to FIGS. 13 to 15, generates a control voltage based on the charge pump current.

電圧制御発振回路74は、周波数制御回路52からの制御電圧により発振周波数が制御される発振信号を生成する。そして、当該発振信号がクロック信号CKとしてPLL回路150の出力信号になる。ここで、クロック信号CKは分周回路80にも入力され、分周回路80における分周処理が行われた後の分周クロック信号DVCKが、比較用クロック信号FBCKとして周波数制御回路52に入力される。比較用クロック信号FBCKは例えばフィードバッククロック信号である。電圧制御発振回路74は、例えばVCO(Voltage controlled oscillator)である。電圧制御発振回路74は、インダクターとキャパシターを用いたLC型の発振回路により実現してもよいし、複数のインバーター回路をループ状に接続したループ型の発振回路により実現してもよい。 The voltage controlled oscillation circuit 74 generates an oscillation signal whose oscillation frequency is controlled by the control voltage from the frequency control circuit 52. The oscillation signal then becomes the output signal of the PLL circuit 150 as the clock signal CK. Here, the clock signal CK is also input to the frequency dividing circuit 80, and the frequency divided clock signal DVCK after frequency division processing in the frequency dividing circuit 80 is inputted to the frequency control circuit 52 as the comparison clock signal FBCK. Ru. The comparison clock signal FBCK is, for example, a feedback clock signal. The voltage controlled oscillator circuit 74 is, for example, a VCO (Voltage controlled oscillator). The voltage controlled oscillation circuit 74 may be realized by an LC type oscillation circuit using an inductor and a capacitor, or may be realized by a loop type oscillation circuit in which a plurality of inverter circuits are connected in a loop.

図2に分周回路80の構成例を示し、図3に分周回路80の動作を説明する信号波形図を示す。図2に示す分周回路80は、位相補間型の分周回路80の構成例である。分周回路80は、多相クロック信号生成回路82と位相補間回路88を含む。また、位相補間回路88は、マルチプレクサー86と補間回路87を含む。なお分周回路80の構成は図2の構成には限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加したり、一部の構成要素を他の構成要素に置き換えるなどの種々の変形実施が可能である。 FIG. 2 shows a configuration example of the frequency dividing circuit 80, and FIG. 3 shows a signal waveform diagram explaining the operation of the frequency dividing circuit 80. The frequency dividing circuit 80 shown in FIG. 2 is a configuration example of a phase interpolation type frequency dividing circuit 80. Frequency dividing circuit 80 includes a multiphase clock signal generation circuit 82 and a phase interpolation circuit 88. Further, the phase interpolation circuit 88 includes a multiplexer 86 and an interpolation circuit 87. Note that the configuration of the frequency dividing circuit 80 is not limited to the configuration shown in FIG. 2, and some of these components may be omitted, other components may be added, or some components may be replaced with other components. Various modifications such as replacement are possible.

分周回路80は、クロック信号CKを分周して分周クロック信号DVCKを出力する。例えば電圧制御発振回路74は、基準クロック信号RFCKの周波数を逓倍した周波数のクロック信号CKを生成する。この場合の逓倍数は分周回路80の分周比により設定される。そして分周回路80は、例えば分周比が小数を含む小数点分周が可能な小数点分周回路であり、例えば分周回路80としては位相補間型の分周回路などを用いることができる。これによりフラクショナル-N型のPLL回路の実現が可能になる。このように分周回路80は、PLL回路150におけるクロック信号CKの分周を行い、分周後の分周クロック信号DVCKを周波数制御回路52に比較用クロック信号FBCKとしてフィードバックする。 The frequency dividing circuit 80 divides the frequency of the clock signal CK and outputs the divided clock signal DVCK. For example, the voltage controlled oscillation circuit 74 generates a clock signal CK having a frequency that is multiplied by the frequency of the reference clock signal RFCK. The multiplication number in this case is set by the frequency division ratio of the frequency dividing circuit 80. The frequency dividing circuit 80 is, for example, a decimal point frequency dividing circuit capable of performing decimal point frequency division with a frequency division ratio including a decimal number. For example, a phase interpolation type frequency dividing circuit or the like can be used as the frequency dividing circuit 80. This makes it possible to realize a fractional-N type PLL circuit. In this manner, the frequency dividing circuit 80 divides the frequency of the clock signal CK in the PLL circuit 150, and feeds back the divided clock signal DVCK to the frequency control circuit 52 as the comparison clock signal FBCK.

多相クロック信号生成回路82は、分周器83、84と5個のフリップフロップ回路FFを含む。分周器83は2分周の分周回路である。具体的には分周器83は、クロック信号CKと、クロック信号CKを反転したクロック信号XCKが入力されて、これらの信号を2分周した信号I、Q、IB、QBを出力する。クロック信号CKの周期をTVCOとした場合に、図3に示すように、2分周された信号I、Q、IB、QBの周期は2×TVCOになる。即ち信号I、Q、IB、QBの周波数はクロック信号CKの周波数の1/2になる。また信号Iに対して、信号Q、IB、QBは、各々、位相が90度、180度、270度だけ遅れた信号になっている。このように信号I、Q、IB、QBは90度ずつ位相がずれた信号になっている。 The multiphase clock signal generation circuit 82 includes frequency dividers 83 and 84 and five flip-flop circuits FF. The frequency divider 83 is a frequency dividing circuit that divides the frequency by two. Specifically, the frequency divider 83 receives a clock signal CK and a clock signal XCK obtained by inverting the clock signal CK, and outputs signals I, Q, IB, and QB obtained by dividing these signals by two. When the period of the clock signal CK is TVCO, as shown in FIG. 3, the periods of the signals I, Q, IB, and QB divided by two are 2×TVCO. That is, the frequencies of the signals I, Q, IB, and QB are 1/2 of the frequency of the clock signal CK. Further, with respect to the signal I, the signals Q, IB, and QB are signals whose phases are delayed by 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees, respectively. In this way, the signals I, Q, IB, and QB are signals whose phases are shifted by 90 degrees.

分周器84は、フィードバックディバイダー(FDIV)と呼ばれる分周回路である。具体的には分周器84は、設定された整数分周比Nで信号QBを分周して、信号FDIVCLKを出力する。そして信号I、Q、IB、QBがD端子に入力されるフリップフロップ回路FFのCK端子に信号FDIVCLKを入力してサンプリングすることで、フリップフロップ回路FFのQ端子から、図3に示すような分周クロック信号P0、P90、P180、P270が出力される。また、分周クロック信号P0がD端子に入力されるフリップフロップ回路FFのCK端子に信号FDIVCLKを入力してサンプリングすることで、フリップフロップ回路FFのQ端子から、分周クロック信号P360が出力される。 The frequency divider 84 is a frequency dividing circuit called a feedback divider (FDIV). Specifically, the frequency divider 84 divides the signal QB by a set integer frequency division ratio N and outputs the signal FDIVCLK. Then, by inputting and sampling the signal FDIVCLK to the CK terminal of the flip-flop circuit FF, in which the signals I, Q, IB, and QB are input to the D terminal, the signals I, Q, IB, and QB are input to the D terminal of the flip-flop circuit FF. Frequency-divided clock signals P0, P90, P180, and P270 are output. In addition, by inputting and sampling the signal FDIVCLK to the CK terminal of the flip-flop circuit FF to which the frequency-divided clock signal P0 is input to the D terminal, the frequency-divided clock signal P360 is output from the Q terminal of the flip-flop circuit FF. Ru.

図3の信号波形図に示すように、分周クロック信号P0、P90、P180、P270、P360は、信号I、Q、IB、QB、Iを、分周器84により、整数分周比Nで分周した信号になっている。例えば信号I、Q、IB、QB、Iの周期を2×TVCOとした場合に、分周クロック信号P0、P90、P180、P270、P360の周期は、N×2×TVCOになる。また分周クロック信号P0、P90、P180、P270、P360は、信号I、Q、IB、QB、Iのエッジに対応するエッジで信号レベルが変化する信号になっている。そしてP0とP90の位相差はIとQの位相差に対応し、P90とP180の位相差はQとIBの位相差に対応する。P180とP270の位相差はIBとQBの位相差に対応し、P270とP360の位相差はQBとIの位相差に対応する。 As shown in the signal waveform diagram of FIG. 3, frequency-divided clock signals P0, P90, P180, P270, and P360 are generated by dividing signals I, Q, IB, QB, and I by an integer frequency division ratio N by a frequency divider 84. It is a divided signal. For example, when the periods of the signals I, Q, IB, QB, and I are 2×TVCO, the periods of the divided clock signals P0, P90, P180, P270, and P360 are N×2×TVCO. Furthermore, the frequency-divided clock signals P0, P90, P180, P270, and P360 are signals whose signal levels change at edges corresponding to the edges of the signals I, Q, IB, QB, and I. The phase difference between P0 and P90 corresponds to the phase difference between I and Q, and the phase difference between P90 and P180 corresponds to the phase difference between Q and IB. The phase difference between P180 and P270 corresponds to the phase difference between IB and QB, and the phase difference between P270 and P360 corresponds to the phase difference between QB and I.

このように多相クロック信号生成回路82は、クロック信号CK、XCKを、整数分周比であるN×2で分周したクロック信号であって、位相が異なる複数の分周クロック信号P0、P90、P180、P270、P360を出力する。 In this way, the multiphase clock signal generation circuit 82 generates a plurality of divided clock signals P0, P90, which are clock signals obtained by dividing the clock signals CK and , P180, P270, and P360.

図1の制御回路160は、回路装置20においてPLL回路150の制御を行う。制御回路160は、デルタシグマ変調器162と積算器164を含む。制御回路160は、分周比設定コードCDVに基づくデルタシグマ変調を行うデルタシグマ変調器162と、デルタシグマ変調器の出力を積算する積算器164を含む。デルタシグマ変調器162は、分周比設定コードCDVの分周比の小数部に基づいてデルタシグマ変調を行い、積算器164は、デルタシグマ変調器162の出力の積算処理を行う。そして、制御回路160は、整数分周比Nを設定する整数分周制御コードCNを、分周回路80の多相クロック信号生成回路82に出力する。また、制御回路160は、積算器164の積算値に基づく補間制御コードCFを、分周回路80のマルチプレクサー86や補間回路87に出力する。 The control circuit 160 in FIG. 1 controls the PLL circuit 150 in the circuit device 20. Control circuit 160 includes a delta-sigma modulator 162 and an integrator 164. Control circuit 160 includes a delta-sigma modulator 162 that performs delta-sigma modulation based on a frequency division ratio setting code CDV, and an integrator 164 that integrates the output of the delta-sigma modulator. The delta-sigma modulator 162 performs delta-sigma modulation based on the fractional part of the frequency division ratio of the frequency division ratio setting code CDV, and the integrator 164 performs integration processing of the output of the delta-sigma modulator 162. Then, the control circuit 160 outputs an integer frequency division control code CN for setting an integer frequency division ratio N to the multiphase clock signal generation circuit 82 of the frequency division circuit 80. Further, the control circuit 160 outputs an interpolation control code CF based on the integrated value of the integrator 164 to the multiplexer 86 of the frequency dividing circuit 80 and the interpolation circuit 87.

位相補間回路88は、マルチプレクサー86と補間回路87を含む。マルチプレクサー86は、制御回路からの補間制御コードCFであるM[4:0]の上位ビットである例えばM[4:3]に基づいて、分周クロック信号P0、P90、P180、P270、P360の中から、第iの分周クロック信号PCK1と第i+1の分周クロック信号PCK2を選択する。例えば補間制御コードCFの上位ビットであるM[4:3]に基づいて、0~90度の第1象限であると判断された場合には、分周クロック信号P0、P90がPCK1、PCK2として選択され、90~180度の第2象限であると判断された場合には、P90、P180がPCK1、PCK2として選択される。また補間制御コードCFの上位ビットであるM[4:3]に基づいて、180~270度の第3象限であると判断された場合には、P180、P270がPCK1、PCK2として選択され、270~360度の第4象限であると判断された場合には、P270、P360がPCK1、PCK2として選択される。 Phase interpolation circuit 88 includes a multiplexer 86 and an interpolation circuit 87. The multiplexer 86 outputs divided clock signals P0, P90, P180, P270, P360 based on, for example, M[4:3], which is the upper bits of M[4:0], which is the interpolation control code CF from the control circuit. The i-th frequency-divided clock signal PCK1 and the i+1-th frequency-divided clock signal PCK2 are selected from among them. For example, if it is determined that the first quadrant is from 0 to 90 degrees based on M[4:3], which is the upper bit of the interpolation control code CF, the divided clock signals P0 and P90 are used as PCK1 and PCK2. If selected and determined to be in the second quadrant of 90 to 180 degrees, P90 and P180 are selected as PCK1 and PCK2. Furthermore, if it is determined that the third quadrant is between 180 and 270 degrees based on M[4:3], which is the upper bit of the interpolation control code CF, P180 and P270 are selected as PCK1 and PCK2, and 270 degrees are selected as PCK1 and PCK2. If it is determined that it is in the fourth quadrant of ~360 degrees, P270 and P360 are selected as PCK1 and PCK2.

そして、補間回路87は第iの分周クロック信号PCK1と第i+1の分周クロック信号PCK2に基づく位相補間により生成された複数の補間クロック信号から、補間制御コードCFであるM[4:0]の下位ビットである例えばM[2:0]に基づき選択された補間クロック信号を、分周クロック信号DVCKとして出力する。ここでiは1以上の整数である。またPCK1、PCK2も選択対象となる補間クロック信号に含まれる。例えば補正制御コードの上位ビットであるM[4:3]に基づいて第1象限であると判断され、分周クロック信号P0、P90が、PCK1、PCK2として選択されたとする。この場合に補間回路87は、第iの分周クロック信号PCK1=P0と、第i+1の分周クロック信号PCK2=P90に基づく8分割の位相補間により生成された複数の補間クロック信号から、補間制御コードの下位ビットであるM[2:0]に基づき選択された補間クロック信号を、分周クロック信号DVCKとして出力する。例えば第mの補間クロック信号と第nの補間クロック信号の間の第kの補間クロック信号は、第mの補間クロック信号のバッファリングするバッファーの出力端子と第nの補間クロック信号をバッファリングするバッファーの出力端子を短絡して、信号を衝突させることで生成できる。ここでm、k、nはm<k<nの関係を満たす1以上の整数である。例えばPCK1をバッファリングするバッファーの出力端子とPCK2をバッファリングするバッファーの出力端子を接続して信号を衝突させることで、位相分割の4番目の補間クロック信号を生成できる。PCK1をバッファリングするバッファーの出力端子と、位相分割の4番目の補間クロック信号をバッファリングするバッファーの出力端子を接続して信号を衝突させることで、位相分割の2番目の補間クロック信号を生成できる。このようにして生成された補間クロック信号は、狭パルスの信号になる場合が多い。 Then, the interpolation circuit 87 generates an interpolation control code CF M[4:0] from a plurality of interpolated clock signals generated by phase interpolation based on the i-th frequency-divided clock signal PCK1 and the i+1-th frequency-divided clock signal PCK2. For example, the interpolated clock signal selected based on the lower bits of M[2:0] is output as the frequency-divided clock signal DVCK. Here, i is an integer of 1 or more. Furthermore, PCK1 and PCK2 are also included in the interpolation clock signals to be selected. For example, assume that the first quadrant is determined based on M[4:3], which is the upper bit of the correction control code, and the frequency-divided clock signals P0 and P90 are selected as PCK1 and PCK2. In this case, the interpolation circuit 87 performs interpolation control from a plurality of interpolated clock signals generated by 8-division phase interpolation based on the i-th frequency-divided clock signal PCK1=P0 and the i+1-th frequency-divided clock signal PCK2=P90. The interpolated clock signal selected based on M[2:0], which is the lower bit of the code, is output as the divided clock signal DVCK. For example, the k-th interpolated clock signal between the m-th interpolated clock signal and the n-th interpolated clock signal buffers the output terminal of the buffer that buffers the m-th interpolated clock signal and the n-th interpolated clock signal. It can be generated by shorting the output terminals of the buffer and causing the signals to collide. Here, m, k, and n are integers of 1 or more that satisfy the relationship m<k<n. For example, by connecting the output terminal of a buffer that buffers PCK1 and the output terminal of a buffer that buffers PCK2 and causing the signals to collide, the fourth phase-divided interpolated clock signal can be generated. By connecting the output terminal of the buffer that buffers PCK1 and the output terminal of the buffer that buffers the fourth interpolated clock signal of phase division and causing the signals to collide, generate the second interpolated clock signal of phase division. can. The interpolated clock signal generated in this way is often a narrow pulse signal.

このように補間回路87は、補間制御コードCFに基づいて、複数の分周クロック信号P0、P90、P180、P270、P360の第iの分周クロック信号PCK1と第i+1の分周クロック信号PCK2に基づく位相補間により生成された複数の補間クロック信号から、基準クロック信号RFCKとの位相の比較用のクロック信号である分周クロック信号DVCKを選択する。このようにすることで位相補間型の分周回路80を実現できるようになる。位相補間型の分周回路80によれば、高い分解能で位相分割された補間クロック信号が用いられることで、デルタシグマ変調による周波数のばたつきの幅を小さくすることができ、位相ノイズが低減されたクロック信号CKを生成できるようになる。 In this way, the interpolation circuit 87 converts the plurality of frequency-divided clock signals P0, P90, P180, P270, and P360 into the i-th frequency-divided clock signal PCK1 and the i+1-th frequency-divided clock signal PCK2 based on the interpolation control code CF. A frequency-divided clock signal DVCK, which is a clock signal for phase comparison with a reference clock signal RFCK, is selected from a plurality of interpolated clock signals generated by phase interpolation based on the reference clock signal RFCK. By doing so, a phase interpolation type frequency dividing circuit 80 can be realized. According to the phase interpolation type frequency divider circuit 80, by using an interpolated clock signal phase-divided with high resolution, the width of frequency fluctuation due to delta-sigma modulation can be reduced, and phase noise can be reduced. It becomes possible to generate the clock signal CK.

例えば図2では多相クロック信号生成回路82により位相が4分割され、補間回路87により位相が8分割されることで、32分割の位相分割が行われる。そしてデルタシグマ変調器162の出力を積算する積算器164の積算値に基づく補間制御コードCFにより、これらの32分割された位相のクロック信号のいずれかが選択されて、分周クロック信号DVCKとして出力される。この場合にデルタシグマ変調器162の出力を積算する積算器164により、位相が積算されていき、例えば32分割の位相分割のうちの31から0に遷移するタイミング、即ち位相が一周するタイミングにおいて、図3のH1に示すように、制御回路160から分周器84にキャリー信号が出力される。これによりH2に示すように、分周器84の整数分周比がNからN+1にキャリーアップされるようになる。なお、32分割の位相分割のうちの0から31に遷移するタイミングにおいては、制御回路から分周器84にキャリーダウン信号が出力され、分周器84の整数分周比がキャリーダウンされることになる。 For example, in FIG. 2, the phase is divided into four by the multiphase clock signal generation circuit 82, and the phase is divided into eight by the interpolation circuit 87, thereby performing phase division into 32 divisions. Then, an interpolation control code CF based on the integrated value of the integrator 164 that integrates the output of the delta-sigma modulator 162 selects one of these 32-divided phase clock signals and outputs it as the frequency-divided clock signal DVCK. be done. In this case, the phase is integrated by the integrator 164 that integrates the output of the delta-sigma modulator 162, and for example, at the timing of transition from 31 of the 32 phase divisions to 0, that is, at the timing when the phase completes one cycle, As shown at H1 in FIG. 3, a carry signal is output from the control circuit 160 to the frequency divider 84. As a result, the integer frequency division ratio of the frequency divider 84 is carried up from N to N+1, as shown by H2. Note that at the timing of transition from 0 to 31 of the 32 phase divisions, a carry-down signal is output from the control circuit to the frequency divider 84, and the integer frequency division ratio of the frequency divider 84 is carried down. become.

図4は制御回路160における処理や制御回路160と分周回路80との間でのやり取りについて説明する図である。制御回路160は、分周比設定コードCDVに基づいて、前述の整数分周制御コードCNと補間制御コードCFを生成し、分周回路80に出力する。分周比設定コードCDVは、PLL回路150の分周回路80が比較用クロック信号FBCKの周波数を分周する際に用いる分周設定の数である。具体的には、分周比設定コードCDVは正の数であり、整数であってもよいし、小数部分を含む数であってもよい。分周比設定コードCDVは、回路装置20が所望の周波数のクロック信号CKを出力するために用いることのできるコードであり、例えば、ユーザーが設定することができる。 FIG. 4 is a diagram illustrating processing in the control circuit 160 and interactions between the control circuit 160 and the frequency dividing circuit 80. The control circuit 160 generates the above-mentioned integer frequency division control code CN and interpolation control code CF based on the frequency division ratio setting code CDV, and outputs them to the frequency division circuit 80. The frequency division ratio setting code CDV is the number of frequency division settings used when the frequency division circuit 80 of the PLL circuit 150 divides the frequency of the comparison clock signal FBCK. Specifically, the frequency division ratio setting code CDV is a positive number, and may be an integer or a number including a decimal part. The frequency division ratio setting code CDV is a code that can be used by the circuit device 20 to output a clock signal CK of a desired frequency, and can be set by the user, for example.

整数分周制御コードCNは、分周回路80がクロック信号CKの分周を行う場合に、分周数の整数部分についての調整に用いることのできるコードである。従って、整数分周制御コードCNは整数である。補間制御コードCFは、分周回路80がクロック信号CKの分周を行う場合に、分周数の小数部分についての調整に用いることのできるコードである。即ち、分周回路80は、整数分周制御コードCNに基づいて整数分周の処理を行うことができ、補間制御コードCFに基づいて、さらに詳細な位相の調整を行うことができる。 The integer frequency division control code CN is a code that can be used to adjust the integer part of the frequency division number when the frequency division circuit 80 divides the clock signal CK. Therefore, the integer frequency division control code CN is an integer. The interpolation control code CF is a code that can be used to adjust the fractional part of the frequency division number when the frequency division circuit 80 divides the frequency of the clock signal CK. That is, the frequency dividing circuit 80 can perform integer frequency division processing based on the integer frequency division control code CN, and can perform more detailed phase adjustment based on the interpolation control code CF.

図4において、制御回路160には所与の分周比設定コードCDVが入力される。分周比設定コードCDVは上述したように正の数であるが、図4において整数部分をN、小数部分をfとし、N.fと表す。また、制御回路160のなかに示す演算処理において、QUOTIENTは割り算の商の整数部を求める演算を示し、MODは割り算の余りを求める演算である。そして、丸印の中に+と表記されるのは加算器に対応する。例えば、図4には加算器として、加算器161や加算器163が表記されているが、加算器161、加算器163における加算の演算は、同一の加算器の時分割処理等により実現してもよい。この点は、後述する図5、図10~図11についても同様である。 In FIG. 4, a given frequency division ratio setting code CDV is input to the control circuit 160. The frequency division ratio setting code CDV is a positive number as described above, but in FIG. 4, the integer part is N, the decimal part is f, and N. It is expressed as f. Further, in the arithmetic processing shown in the control circuit 160, QUOTIENT indicates an operation for obtaining the integer part of the quotient of division, and MOD is an operation for obtaining the remainder of division. The + written inside the circle corresponds to the adder. For example, although adder 161 and adder 163 are shown as adders in FIG. 4, addition operations in adder 161 and adder 163 are realized by time-sharing processing, etc. of the same adder. Good too. This point also applies to FIGS. 5 and 10 to 11, which will be described later.

まず、制御回路160は分周比設定コードCDVであるN.fが与えられると、図4においてbで示されるQUOTIENT(N.f/2)の演算を行う。即ち、制御回路160はN.fを2で除したときの商を求める。例えば、N.fを10.3とした場合、bで示される演算により5が求められる。そして、制御回路160は当該演算結果を加算器163に出力する。なお、bに示す演算において、分周比設定コードCDVであるN.fの整数部Nを直接用いていないのは、電圧制御発振回路74から出てきたクロック信号CKが、まず周波数を1/2されたあとにN分周されることに対応している。 First, the control circuit 160 outputs the frequency division ratio setting code CDV. When f is given, the calculation of QUOTIENT (N.f/2) shown by b in FIG. 4 is performed. That is, the control circuit 160 has N. Find the quotient when f is divided by 2. For example, N. When f is 10.3, 5 is obtained by the operation indicated by b. Then, the control circuit 160 outputs the calculation result to the adder 163. In addition, in the calculation shown in b, the frequency division ratio setting code CDV, N. The reason why the integer part N of f is not directly used corresponds to the fact that the clock signal CK output from the voltage controlled oscillation circuit 74 is first halved in frequency and then divided by N.

次に、制御回路160はaで示されるN.f-QUOTIENT(N.f/2)×2の演算を行う。即ち、制御回路160は、N.fから、N.f/2の商に2を乗じた数を減算する。例えば、上記と同様にN.fを10.3とした場合、aで示される演算により0.3が求められる。即ち、aに示す演算は、分周比設定コードCDVであるN.fが与えられた場合に、その小数部分であるfを抽出する処理を行う。このようにaに示す演算により求められる分周比設定コードCDVの小数部分をuと表記する。そして、制御回路160は、当該演算結果uを、c及びdに示す演算処理に入力する。 Next, the control circuit 160 controls the N. Perform the calculation f-QUOTIENT(N.f/2)×2. That is, the control circuit 160 controls the N. From f, N. Subtract the number obtained by multiplying the quotient of f/2 by 2. For example, as above, N. When f is 10.3, 0.3 is obtained by the calculation indicated by a. That is, the calculation shown in a is performed using the frequency division ratio setting code CDV. When f is given, a process is performed to extract f, which is the decimal part. The decimal part of the frequency division ratio setting code CDV obtained by the calculation shown in a is written as u. Then, the control circuit 160 inputs the calculation result u to the calculation processes shown in c and d.

cに示す演算では、制御回路160は、MOD(u/0.0625)×16を行う。即ち、aに示す演算結果uを0.0625で除した場合の余りの数に16を乗じる演算を行う。N.fを10.3とした場合、cで示される演算により0.8が求められる。そして、制御回路160は、当該演算結果をデルタシグマ変調器162に出力する。 In the calculation shown in c, the control circuit 160 performs MOD(u/0.0625)×16. That is, an operation is performed in which the remainder when the operation result u shown in a is divided by 0.0625 is multiplied by 16. N. When f is 10.3, 0.8 is obtained by the calculation indicated by c. Control circuit 160 then outputs the calculation result to delta-sigma modulator 162.

dに示す演算では、制御回路160は、QUOTIENT(u/0.0625)を行う。即ち、aに示す演算結果uを0.0625で除した場合の商を求める演算を行う。N.fを10.3とした場合、dで示される演算により4が求められる。そして、制御回路160は、当該演算結果を加算器161に出力する。 In the calculation shown in d, the control circuit 160 performs QUOTIENT (u/0.0625). That is, a calculation is performed to find the quotient when the calculation result u shown in a is divided by 0.0625. N. When f is 10.3, 4 is obtained by the operation indicated by d. Then, the control circuit 160 outputs the calculation result to the adder 161.

次に、制御回路160は、デルタシグマ変調器162により、cの演算結果に対する処理を行う。図5にデルタシグマ変調器162の最も基本的な構成である1次のデルタシグマ変調器の構成例を示す。デルタシグマ変調器162は、加算器、量子化器及び遅延器により構成できる。なお、図10、図11で説明する高次のデルタシグマ変調器162では、これらに加えて微分回路も含む。量子化器は、入出された信号を量子化された離散値によって出力する処理を行う。ここで、量子化器172において入力された信号を量子化する際のノイズを量子化ノイズQ1と表記する。例えば、量子化器が1、2、3、・・・という離散値により入力信号の量子化を行う場合、入力信号Xを0.8が入力されると、1という量子化された値が出力され、入力の0.8と出力の1の差分である0.2が量子化ノイズQ1になる。また、遅延器は、クロック信号の位相を1クロック遅らせる処理を行う。なお、1クロックの遅延は信号周期の1周期分の遅延のことをいう。図5に示すように、1次のデルタシグマ変調器162は、加算器171と量子化器172が直列に設けられる回路構成を基本として、量子化器172の出力Y1について、量子化器172と並列に設けられる加算器173、遅延器174による処理をした結果が加算器171にフィードバックされる構成になっている。そして、図5に示すように、デルタシグマ変調器162の入力にXが入力された場合、デルタシグマ変調器162の出力Y1は定常状態でX+(1-Z-1)Q1になる。なお、本実施形態において用いるデルタシグマ変調器162は、後述の図10、図11で説明する2次以上の高次のデルタシグマ変調器を用いることを想定している。 Next, the control circuit 160 uses the delta-sigma modulator 162 to process the calculation result of c. FIG. 5 shows a configuration example of a first-order delta-sigma modulator, which is the most basic configuration of the delta-sigma modulator 162. The delta-sigma modulator 162 can be configured with an adder, a quantizer, and a delay device. Note that the high-order delta-sigma modulator 162 described with reference to FIGS. 10 and 11 also includes a differentiation circuit in addition to these. The quantizer performs processing to output input and output signals as quantized discrete values. Here, noise when the input signal is quantized in the quantizer 172 is referred to as quantization noise Q1. For example, when a quantizer quantizes an input signal using discrete values such as 1, 2, 3, etc., if the input signal X is 0.8, a quantized value of 1 is output. The difference between 0.8 of the input and 1 of the output, 0.2, becomes the quantization noise Q1. Further, the delay device performs processing to delay the phase of the clock signal by one clock. Note that a delay of one clock refers to a delay of one signal period. As shown in FIG. 5, the first-order delta-sigma modulator 162 has a basic circuit configuration in which an adder 171 and a quantizer 172 are provided in series. The configuration is such that the results of processing by an adder 173 and a delay device 174 provided in parallel are fed back to the adder 171. As shown in FIG. 5, when X is input to the input of the delta-sigma modulator 162, the output Y1 of the delta-sigma modulator 162 becomes X+(1-Z −1 )Q1 in a steady state. Note that the delta-sigma modulator 162 used in this embodiment is assumed to be a second-order or higher-order delta-sigma modulator that will be explained later with reference to FIGS. 10 and 11.

そして、図4でデルタシグマ変調器162は出力結果を加算器161に入力する。加算器161は、dで示される演算結果とデルタシグマ変調器162の出力を加算し、積算器164に出力する。 Then, in FIG. 4, the delta-sigma modulator 162 inputs the output result to the adder 161. Adder 161 adds the calculation result indicated by d and the output of delta-sigma modulator 162, and outputs the result to integrator 164.

積算器164は、加算器161から逐次入力された演算結果を積算する処理を行う。具体的には、積算器164は加算器161から逐次出力される演算結果を積算し、積算結果に基づく処理により、整数分周制御コードCNや補間制御コードCFを生成する。図2において説明したように、分周回路80ではマルチプレクサー86と補間回路87により、1周期が2×TVCOであるクロック信号について、2π/32の間隔で位相を変化させたクロック信号を生成できる。分周回路80の位相補間回路88は、積算器164の設定した補間制御コードCFに基づいて、所定の補間位相となるクロック信号を生成することができる。図4において、積算器164から位相補間回路88への出力信号であるSumが、位相補間回路88への補間制御コードCFに対応している。 The accumulator 164 performs a process of accumulating the calculation results sequentially input from the adder 161. Specifically, the accumulator 164 accumulates the calculation results sequentially output from the adder 161, and generates the integer frequency division control code CN and the interpolation control code CF through processing based on the accumulation results. As explained in FIG. 2, in the frequency dividing circuit 80, the multiplexer 86 and the interpolation circuit 87 can generate a clock signal whose phase is changed at intervals of 2π/32 for a clock signal whose period is 2×TVCO. . The phase interpolation circuit 88 of the frequency dividing circuit 80 can generate a clock signal having a predetermined interpolation phase based on the interpolation control code CF set by the integrator 164. In FIG. 4, the output signal Sum from the integrator 164 to the phase interpolation circuit 88 corresponds to the interpolation control code CF to the phase interpolation circuit 88.

また、積算器164において積算値が32以上になる場合がある。例えば積算値が32になり、位相が(2π/32)×32=2πとなった場合、位相のずれが丁度1周期になる。この場合、積算器164は、加算器163に対してキャリーアップ信号であるCarryUpを出力する。キャリーアップ信号は整数分周制御コードCNを+1する内容の信号である。このように、積算値が1周期分に相当する値、即ちレンジの上限にあたる32を超えている場合に、制御回路160が整数分周制御コードCNを+1する処理を第3処理P3という。積算値が32以上の数、例えば35になる場合、積算器164はキャリーアップ信号を加算器163に出力する第3処理P3を行い、32を超えて位相補間が必要な分である3を補間制御コードCFとして、位相補間回路88に出力する。一方、加算器163には、bで示される演算結果と積算器164のキャリーアップ信号が入力され、これらの加算処理が行われる。そして、加算器163は、加算結果を多相クロック信号生成回路82の分周器84に出力する。このようにして分周比設定コードCDVの処理をすることで、制御回路160は整数分周制御コードCNや補間制御コードCFを生成し、これらに基づいて、分周回路80において、クロック信号CKは所望の分周比に分周される。 Further, the integrated value in the integrator 164 may be 32 or more. For example, when the integrated value is 32 and the phase is (2π/32)×32=2π, the phase shift is exactly one cycle. In this case, integrator 164 outputs CarryUp, which is a carry-up signal, to adder 163. The carry-up signal is a signal that increases the integer frequency division control code CN by 1. As described above, when the integrated value exceeds a value corresponding to one period, that is, 32, which is the upper limit of the range, the process in which the control circuit 160 increases the integer frequency division control code CN by 1 is referred to as third process P3. When the integrated value becomes a number greater than 32, for example 35, the integrator 164 performs a third process P3 of outputting a carry-up signal to the adder 163, and interpolates 3, which is the amount exceeding 32 and requiring phase interpolation. It is output to the phase interpolation circuit 88 as a control code CF. On the other hand, the calculation result indicated by b and the carry-up signal of the multiplier 164 are input to the adder 163, and an addition process is performed thereon. Then, the adder 163 outputs the addition result to the frequency divider 84 of the multiphase clock signal generation circuit 82. By processing the frequency division ratio setting code CDV in this way, the control circuit 160 generates the integer frequency division control code CN and the interpolation control code CF, and based on these, the frequency division circuit 80 uses the clock signal CK is divided to a desired frequency division ratio.

2.制御回路における処理
次に本実施形態における制御回路160の詳細な処理内容について、図6を用いて説明する。図6に示す演算処理は、図4で説明したキャリーアップについての演算処理が異なっている。図4に示す演算処理では、積算器164は、積算値が0~31を超える場合にはキャリーアップ信号を出力し、整数分周制御コードCNが+1される。しかし、実際には積算器164の積算値が負の値になる場合がある。積算値が負の値になる場合は、例えば、dでの演算結果がデルタシグマ変調器の出力と加算され、負の値になる場合が考えられる。また、積算値が2周期以上に相当する場合、即ち、64以上になる場合もある。積算値が+64以上になる場合としては、例えばキャリーアップの演算処理を行い、整数分周制御コードCNを+1しても、なお積算値が32以上になる場合である。
2. Processing in Control Circuit Next, detailed processing contents of the control circuit 160 in this embodiment will be described using FIG. 6. The arithmetic processing shown in FIG. 6 differs from the one described in FIG. 4 in the arithmetic processing regarding carry-up. In the arithmetic processing shown in FIG. 4, the integrator 164 outputs a carry-up signal when the integrated value exceeds 0 to 31, and the integer frequency division control code CN is incremented by +1. However, in reality, the integrated value of the integrator 164 may become a negative value. If the integrated value becomes a negative value, for example, the calculation result at d may be added to the output of the delta-sigma modulator, resulting in a negative value. Further, there are cases where the integrated value corresponds to two cycles or more, that is, 64 or more. A case where the integrated value becomes +64 or more is, for example, a case where the integrated value still becomes 32 or more even if carry-up calculation processing is performed and the integer frequency division control code CN is increased by +1.

このように高次のデルタシグマ変調器162を用いた場合には、デルタシグマ変調器162の出力レンジの範囲が拡大し、これに伴い位相補間回路88への入力レンジも拡大する。この場合、位相補間回路88では、入力レンジを拡大し、かつ、同等の分解能を実現しようとすると、より多くの信号の衝突を繰り返して、補間クロック信号を生成する必要が生じ、分周クロック信号DVCKの位相誤差はより大きくなる。このような不具合を解消するため、図6に示す制御回路160の処理は、図4で説明した制御回路160の処理を改良している。具体的には、整数分周制御コードCNを+1するキャリーアップだけでなく、整数分周制御コードCNを-1したり、+2したりする演算処理に対応できるようにしている。 When the high-order delta-sigma modulator 162 is used in this manner, the output range of the delta-sigma modulator 162 is expanded, and the input range to the phase interpolation circuit 88 is also expanded accordingly. In this case, in the phase interpolation circuit 88, in order to expand the input range and achieve the same resolution, it becomes necessary to generate an interpolated clock signal by repeating collisions of more signals, and the frequency-divided clock signal is The phase error of DVCK becomes larger. In order to eliminate such a problem, the processing of the control circuit 160 shown in FIG. 6 is improved from the processing of the control circuit 160 described in FIG. 4. Specifically, it is possible to handle not only carry-up of integer frequency division control code CN by +1, but also arithmetic processing of incrementing integer frequency division control code CN by -1 or +2.

図6に示す演算処理では、積算器164の積算値が負の値になる場合に対応できるように、整数分周制御コードCNを-1するキャリーダウンという演算処理を設けている。このように、積算器164での積算値が負の値になる場合に、整数分周制御コードCNを-1する処理を第1処理P1という。また、積算器164の積算値が+64以上になる場合に対応できるように、整数分周制御コードCNを+2するキャリーアップ+1という演算処理を設けている。即ち、前述した第3処理P3後の積算値が1周期に相当するレンジの幅である32を上回るとき、整数分周制御コードCNに対して、整数分周比を+2するキャリーアップ+1を行う。このキャリーアップ+1の処理のことを第4処理P4という。このように、整数分周制御コードCNの範囲について、積算値が0~31の範囲で変動することを想定した0~+1の範囲から、積算値が負の値になった場合及び64以上になった場合にも対応した-1~+2の範囲に拡張している。 In the arithmetic processing shown in FIG. 6, in order to cope with the case where the integrated value of the integrator 164 becomes a negative value, a carry-down arithmetic processing is provided in which the integer frequency division control code CN is decreased by one. In this way, when the integrated value in the integrator 164 becomes a negative value, the process of subtracting the integer frequency division control code CN by 1 is called a first process P1. Further, in order to cope with the case where the integrated value of the integrator 164 becomes +64 or more, an arithmetic process called carry-up +1 is provided in which the integer frequency division control code CN is increased by +2. That is, when the integrated value after the third processing P3 described above exceeds 32, which is the range width corresponding to one cycle, carry-up +1 is performed to increase the integer frequency division ratio by +2 for the integer frequency division control code CN. . This carry-up +1 process is referred to as fourth process P4. In this way, regarding the range of the integer frequency division control code CN, if the integrated value becomes a negative value from the range of 0 to +1, which is assumed to fluctuate in the range of 0 to 31, or 64 or more. The range has been expanded to correspond to -1 to +2 even when

図6に示す演算処理では、図4の場合とは、積算器164から分周回路80までの間の演算処理が異なっている。具体的には、図6に示す演算処理では、加算器163、加算器165~168が設けられており、遅延器169、170が設けられている。また、セレクターe~hが新たに設けられている。これらは、ブロックAで示される補間制御コードCFの調整を担う部分と、ブロックBで示される整数分周制御コードCNの調整を担う部分とに分けられる。Aで示される部分については、加算器167とセレクターgが、キャリーダウンが選択された場合に補間制御コードCFを調整するために必要になる処理を担い、加算器168とセレクターhが、キャリーアップ+1が選択された場合に補間制御コードCFを調整するために必要になる処理を担う。また、Bで示される部分については、加算器165と遅延器169とセレクターeが、キャリーダウンが選択された場合に整数分周制御コードCNを調整するために必要になる処理を担い、加算器166と遅延器170とセレクターfが、キャリーアップ+1が選択された場合に整数分周制御コードCNを調整するために必要になる処理を担う。以下、積算器164から分周回路80までの間の演算処理について具体的に説明する。 The arithmetic processing shown in FIG. 6 differs from that in FIG. 4 in the arithmetic processing from the integrator 164 to the frequency dividing circuit 80. Specifically, in the arithmetic processing shown in FIG. 6, an adder 163, adders 165 to 168 are provided, and delay devices 169 and 170 are provided. Additionally, selectors e to h are newly provided. These are divided into a part that is responsible for adjusting the interpolation control code CF shown by block A, and a part that is responsible for adjusting the integer frequency division control code CN shown by block B. Regarding the part indicated by A, the adder 167 and selector g are responsible for the processing required to adjust the interpolation control code CF when carry-down is selected, and the adder 168 and selector h are responsible for the processing necessary for adjusting the interpolation control code CF when carry-down is selected. It is responsible for the processing required to adjust the interpolation control code CF when +1 is selected. Regarding the part indicated by B, the adder 165, the delay device 169, and the selector e are responsible for the processing required to adjust the integer frequency division control code CN when carry-down is selected. 166, delay device 170, and selector f are responsible for the processing required to adjust the integer frequency division control code CN when carry-up +1 is selected. The arithmetic processing from the integrator 164 to the frequency dividing circuit 80 will be specifically described below.

まず、積算値が0~31までの値である場合について説明する。積算器164は、図4に示す場合と同様に、加算器161から逐次出力される演算結果を積算する。そして、積算値が0~31までの値である場合は、キャリーアップ、キャリーダウン又はキャリーアップ+1のいずれも選択されず、整数分周制御コードCNを調整する処理は行われない。即ち、積算器164からの信号SGNとして0が出力される。そして、当該信号SGNが、整数分周制御コードCNの調整を担うブロックBに入力されることになる。一方、積算器164は0~31までの値である積算値を加算器167に出力する。即ち、積算器164からの信号SGFとして、加算器167に積算値が出力される。そして、当該信号SGFが、補間制御コードCFの調整を担うブロックAに入力されることになる。 First, a case where the integrated value is a value from 0 to 31 will be explained. The multiplier 164 multiplies the calculation results sequentially output from the adder 161, as in the case shown in FIG. If the integrated value is a value between 0 and 31, none of carry-up, carry-down, or carry-up +1 is selected, and the process of adjusting the integer frequency division control code CN is not performed. That is, 0 is output as the signal SGN from the integrator 164. The signal SGN is then input to block B, which is responsible for adjusting the integer frequency division control code CN. On the other hand, the integrator 164 outputs an integrated value ranging from 0 to 31 to the adder 167. That is, the integrated value is outputted to the adder 167 as the signal SGF from the integrator 164 . The signal SGF is then input to block A, which is responsible for adjusting the interpolation control code CF.

補間制御コードCFの調整を担うブロックAにおいて、加算器167には、セレクターgにより、0又は+32のいずれかの値が入力される。セレクターgは、キャリーアップのときに+32を選択して出力し、それ以外のときに0を選択して出力する。このように、加算器167には積算器164から出力される信号SGFとセレクターgの出力とが入力され、加算器167はこれらを加算する処理を行う。積算値が0~31までの値の場合、キャリーダウンは選択されないため、セレクターgは0を出力する。これにより、加算器167では積算器164の信号SGFとセレクターgが出力した0が加算され、加算器167からは演算結果として、積算器164の積算値がそのまま加算器168に出力される。また、加算器168には、セレクターhを介して、0又は-32のいずれかの値が入力される。セレクターhは、積算器164がキャリーアップ+1を選択した場合を1、キャリーアップ+1を選択しなかった場合を0として、1の場合には加算器168に-32を入力し、0の場合には加算器167に0を入力する内容の演算である。このように、加算器168には加算器167から出力される信号SGFとセレクターhの演算結果とが入力され、加算器168は当該結果を加算する処理を行う。積算値が0~31までの値の場合、キャリーアップ+1は選択されないため、セレクターhでは加算器168にはhの演算結果として0が出力される。これにより、加算器168では加算器167の出力した信号SGFとhの演算結果である0が加算される。このように、積算値が0~31までの値の場合、補間制御コードCFの調整を担う部分であるブロックAでは、積算器164の出力する信号SGFは、加算器167、168において加算又は減算がされることなく、そのまま補間制御コードCFとして位相補間回路88に出力される。 In the block A responsible for adjusting the interpolation control code CF, the adder 167 receives a value of 0 or +32 by the selector g. Selector g selects and outputs +32 when carrying up, and selects and outputs 0 at other times. In this way, the signal SGF output from the integrator 164 and the output of the selector g are input to the adder 167, and the adder 167 performs a process of adding them. If the integrated value is between 0 and 31, carrydown is not selected, so selector g outputs 0. As a result, the adder 167 adds the signal SGF of the integrator 164 and the 0 output by the selector g, and the adder 167 outputs the integrated value of the integrator 164 as it is to the adder 168 as a calculation result. Further, the adder 168 receives a value of either 0 or -32 via the selector h. The selector h is set to 1 when the integrator 164 selects carry-up +1, and 0 when the integrator 164 does not select carry-up +1. is an operation for inputting 0 to the adder 167. In this way, the signal SGF output from the adder 167 and the calculation result of the selector h are input to the adder 168, and the adder 168 performs a process of adding the results. When the integrated value is between 0 and 31, carry-up +1 is not selected, so selector h outputs 0 to adder 168 as the calculation result of h. As a result, the adder 168 adds the signal SGF output from the adder 167 and 0, which is the calculation result of h. In this way, when the integrated value is between 0 and 31, in block A, which is responsible for adjusting the interpolation control code CF, the signal SGF output from the integrator 164 is added or subtracted in the adders 167 and 168. The signal is output as is to the phase interpolation circuit 88 as the interpolation control code CF without being changed.

さて、一方で整数分周制御コードCNの調整を担う部分であるブロックBにおいては、まず、積算器164から出力される信号SGNの値である0と、bの演算結果とが加算器163に入力され、加算処理が行われる。このため、加算器163からは、bでの演算結果がそのまま出力される。また、上述したように加算器165と遅延器169とセレクターeは、キャリーダウンが選択された場合に整数分周制御コードCNを調整するために必要になる処理を担う。そして、セレクターeは、gの演算と同様にキャリーダウンが選択されている場合を1、キャリーダウンが選択されていない場合を0として、1の場合には遅延器169に+1を出力し、0の場合には遅延器169に0を出力する内容の演算である。積算値が0~31までの値の場合、キャリーダウンは選択されていないため、eの演算結果として0が遅延器169に出力される。そして、遅延器169でeの演算結果である信号の位相を1クロック遅延させる処理がされ、加算器165に入力される。このため、加算器165ではbでの演算結果がそのまま出力される。そして、加算器166と遅延器170とセレクターfの演算は、キャリーアップ+1が選択された場合に整数分周制御コードCNを調整するために必要になる処理を担う。セレクターfの演算は、hの演算と同様にキャリーアップ+1が選択されている場合を1、キャリーアップ+1が選択されていない場合を0として、1の場合には遅延器170に+1を出力し、0の場合には遅延器170に0を出力する。積算値が0~31までの値の場合、キャリーアップ+1は選択されていないため、fの演算結果として0が遅延器170に出力される。そして、遅延器170でeの演算結果である信号の位相を1クロック遅延させる処理がされ、加算器166に入力される。このため、加算器165ではbでの演算結果がそのまま出力される。このように積算値が0~31までの値の場合、整数分周制御コードCNの調整を担う部分であるブロックBでは、bでの演算結果がそのまま整数分周制御コードCNとして分周器84に出力される。 On the other hand, in block B, which is the part responsible for adjusting the integer frequency division control code CN, first, 0, which is the value of the signal SGN output from the integrator 164, and the calculation result of b are sent to the adder 163. It is input and addition processing is performed. Therefore, the adder 163 outputs the calculation result at b as is. Further, as described above, the adder 165, the delay device 169, and the selector e are responsible for the processing required to adjust the integer frequency division control code CN when carry-down is selected. Similarly to the operation of g, the selector e sets 1 when carry-down is selected and 0 when carry-down is not selected, and outputs +1 to the delay device 169 when it is 1, and outputs +1 to the delay device 169 and 0. In this case, the calculation is such that 0 is output to the delay device 169. When the integrated value is a value between 0 and 31, carry-down is not selected, so 0 is output to the delay device 169 as the calculation result of e. Then, the delay device 169 delays the phase of the signal, which is the result of the calculation of e, by one clock, and the signal is input to the adder 165. Therefore, the adder 165 outputs the calculation result at b as is. The operations of the adder 166, the delay device 170, and the selector f are responsible for the processing required to adjust the integer frequency division control code CN when carry-up +1 is selected. In the calculation of selector f, as in the calculation of h, if carry-up +1 is selected, it is set to 1, if carry-up +1 is not selected, it is set to 0, and if it is 1, +1 is output to delay device 170. , 0, outputs 0 to the delay device 170. When the integrated value is between 0 and 31, carry-up +1 is not selected, and therefore 0 is output to the delay device 170 as the result of the calculation of f. Then, the delay device 170 processes the phase of the signal, which is the calculation result of e, to be delayed by one clock, and the signal is input to the adder 166. Therefore, the adder 165 outputs the calculation result at b as is. In this way, when the integrated value is a value from 0 to 31, in block B, which is the part responsible for adjusting the integer frequency division control code CN, the calculation result in b is directly passed to the frequency divider 84 as the integer frequency division control code CN. is output to.

次に、積算値が負の値である場合について検討する。まず、積算器164においては、上述した積算値が0~31までの値の場合と同様に、積算値に応じて、キャリーアップ、キャリーダウン又はキャリーアップ+1のうち、キャリーダウンが選択される。即ち、積算器164の出力する信号SGNとして、-1が出力される。そして、信号SGNが、整数分周制御コードCNの調整を担うブロックBに入力される。一方、積算器164は当該負の積算値を信号SGFとして、補間制御コードCFの調整を担うブロックAに入力する。 Next, consider the case where the integrated value is a negative value. First, in the integrator 164, carry-down is selected from among carry-up, carry-down, and carry-up+1 according to the integrated value, as in the case where the integrated value is a value from 0 to 31 described above. That is, -1 is output as the signal SGN output from the integrator 164. The signal SGN is then input to block B, which is responsible for adjusting the integer frequency division control code CN. On the other hand, the integrator 164 inputs the negative integrated value as a signal SGF to the block A responsible for adjusting the interpolation control code CF.

積算値が負の値である場合も、積算値が0~31まで場合と同様に、ブロックAの中での処理が行われるが、セレクターgでの演算処理でキャリーダウンが選択されているため32が加算器167に出力される。このため、加算器167には信号SGFである負の積算値と、gでの演算結果である32が入力され、加算処理が行われる。これにより、加算器167から負の積算値に32が加えられた値が出力される。そして、加算器168には当該加算値と、セレクターhの演算結果が入力される。hでの演算処理では、キャリーアップ+1は選択されていないため、0が出力される。このため、加算器168では加算器167での加算結果と0の加算処理が行われ、当該加算結果が補間制御コードCFとして位相補間回路88に出力される。このようにして、積算器164での積算値が負の値の場合、ブロックAでは、負の積算値に32が加算される処理がなされた結果、0~31の間の値が補間制御コードCFとして位相補間回路88に入力されることになる。 Even if the integrated value is a negative value, processing is performed in block A in the same way as when the integrated value is from 0 to 31, but because carry-down is selected in the arithmetic processing with selector g. 32 is output to the adder 167. Therefore, the negative integrated value that is the signal SGF and 32 that is the calculation result at g are input to the adder 167, and addition processing is performed. As a result, the adder 167 outputs a value obtained by adding 32 to the negative integrated value. Then, the added value and the calculation result of the selector h are inputted to the adder 168. In the arithmetic processing at h, carry-up +1 is not selected, so 0 is output. Therefore, the adder 168 performs a process of adding 0 to the addition result of the adder 167, and outputs the addition result to the phase interpolation circuit 88 as an interpolation control code CF. In this way, when the integrated value in the integrator 164 is a negative value, in block A, 32 is added to the negative integrated value, and as a result, the value between 0 and 31 becomes the interpolation control code. It will be input to the phase interpolation circuit 88 as CF.

そして、ブロックBでは加算器163にbでの演算結果と積算器164の出力する信号SGNである-1が入力され、加算処理が行われる。即ち、bでの演算結果から1を引いた値が加算器163から出力され、加算器165に入力される。また、加算器165にはeでの演算結果が遅延器169での処理を介して入力される。eでの演算処理では、キャリーダウンが選択されているため、+1が演算結果として出力される。そして、遅延器169で当該演算結果の信号の位相を1クロック遅延させる処理がされ、加算器165に入力される。即ち、加算器165では、積算器164での積算値が負の値になった信号周期、即ち当該演算サイクルではbの演算結果から1を引く処理がされ、当該信号周期から1周期遅れた信号周期、即ち、次の演算サイクルでは当該次の演算サイクルでの積算器164の出力に1を加える処理がされる。その後、加算器165の出力は、加算器166に入力される。また、加算器166にはfでの演算結果が遅延器170での処理を介して入力される。fでの演算処理において、キャリーアップ+1は選択されていないため、0が演算結果として出力され、遅延器170で当該信号を1クロックだけ遅延させる処理がなされて加算器166に入力される。このため、加算器166では加算器165での加算結果と0の加算処理が行われ、当該加算結果が整数分周制御コードCNとして分周器84に出力される。このようにして、積算器164での積算値が負の値の場合、ブロックBでは、キャリーダウンが選択されることとなった当該演算サイクルにおいてはbでの演算結果から1を引く処理がなされ、次の演算サイクルにおいては次の演算サイクルでの積算器164からの出力に1を加える処理がなされ、整数分周制御コードCNとして分周器84に入力されることになる。 Then, in block B, the calculation result in b and -1, which is the signal SGN output from the multiplier 164, are input to the adder 163, and addition processing is performed. That is, the value obtained by subtracting 1 from the calculation result at b is output from the adder 163 and input to the adder 165. Further, the calculation result at e is input to the adder 165 through processing at the delay unit 169. In the arithmetic processing at e, since carry-down is selected, +1 is output as the arithmetic result. Then, the phase of the signal resulting from the calculation is delayed by one clock in the delay device 169, and the signal is input to the adder 165. That is, in the adder 165, 1 is subtracted from the calculation result of b in the signal period in which the integrated value in the integrator 164 becomes a negative value, that is, in the calculation cycle, and the signal is delayed by one period from the signal period. In other words, in the next calculation cycle, 1 is added to the output of the integrator 164 in the next calculation cycle. Thereafter, the output of adder 165 is input to adder 166. Further, the calculation result at f is input to the adder 166 via processing in the delay device 170. In the arithmetic processing at f, carry-up +1 is not selected, so 0 is output as the arithmetic result, the signal is delayed by one clock in the delay device 170, and is input to the adder 166. Therefore, the adder 166 performs a process of adding 0 to the addition result of the adder 165, and outputs the addition result to the frequency divider 84 as an integer frequency division control code CN. In this way, when the integrated value in the integrator 164 is a negative value, in block B, in the calculation cycle in which carry-down is selected, 1 is subtracted from the calculation result in block B. , in the next calculation cycle, 1 is added to the output from the integrator 164 in the next calculation cycle, and the result is input to the frequency divider 84 as an integer frequency division control code CN.

次に、積算値が32~63の範囲の値である場合について検討する。まず、積算器164では、32~63の範囲の積算値に対応するキャリーアップが選択される。即ち、積算器164は信号SGNとして+1を出力する。そして、当該信号が、整数分周制御コードCNの調整を担うブロックBに入力される。一方、積算器164は当該積算値から1周期に相当するレンジである32を引いて、補間制御コードCFの調整を担うブロックAに入力する。即ち、積算器164の積算値から32を引くため、0~31の範囲の値がブロックAに入力される。まず、セレクターgの演算処理では、キャリーアップが選択されているため、0が加算器167に出力される。このため、加算器167には0~31の範囲の値とgでの演算結果である0が入力され、加算処理の結果としては、積算器164の出力した値がそのまま出力される。そして、加算器168には当該積算値と、セレクターhの演算結果が入力される。hでの演算処理では、キャリーアップ+1は選択されていないため、0が出力される。このため、加算器168では加算器167での加算結果と0の加算処理が行われ、当該加算結果が補間制御コードCFとして位相補間回路88に出力される。即ち、位相補間回路88には、積算器164の積算値から32を引いた値がそのまま入力される。 Next, consider the case where the integrated value is in the range of 32 to 63. First, the integrator 164 selects a carry-up corresponding to an integrated value in the range of 32 to 63. That is, the integrator 164 outputs +1 as the signal SGN. The signal is then input to block B, which is responsible for adjusting the integer frequency division control code CN. On the other hand, the integrator 164 subtracts 32, which is a range corresponding to one cycle, from the integrated value and inputs the result to block A, which is responsible for adjusting the interpolation control code CF. That is, in order to subtract 32 from the integrated value of the integrator 164, a value in the range of 0 to 31 is input to block A. First, in the arithmetic processing of selector g, carry-up is selected, so 0 is output to adder 167. Therefore, the adder 167 receives a value in the range of 0 to 31 and 0, which is the calculation result of g, and outputs the value output from the integrator 164 as is as the result of the addition process. Then, the integrated value and the calculation result of the selector h are inputted to the adder 168. In the arithmetic processing at h, carry-up +1 is not selected, so 0 is output. Therefore, the adder 168 performs a process of adding 0 to the addition result of the adder 167, and outputs the addition result to the phase interpolation circuit 88 as an interpolation control code CF. That is, the value obtained by subtracting 32 from the integrated value of the integrator 164 is directly input to the phase interpolation circuit 88.

そして、ブロックBでは加算器163にbでの演算結果と積算器164の出力である+1が入力され、加算処理が行われ、加算器165に入力される。また、加算器165にはeでの演算結果が遅延器169での処理を介して入力される。eでの演算処理では、キャリーダウンは選択されていないため、0が演算結果として出力される。そして、遅延器169で当該演算結果の信号の位相を1クロック遅延させる処理がされ、加算器165に入力される。加算器165で加算器163と遅延器169の加算がされた結果が、加算器166に入力される。そして、加算器166にはfでの演算結果が遅延器170での処理を介して入力される。fでの演算処理において、キャリーアップ+1は選択されていないため、0が演算結果として出力され、遅延器170で当該信号を1クロック遅延させる処理がなされて加算器166に入力される。このため、加算器166では加算器165での加算結果と0の加算処理が行われ、当該加算結果が整数分周制御コードCNとして分周器84に出力される。このようにして、積算器164での積算値が32~63の範囲の値の場合、キャリーアップが行われ、bの演算結果に+1された値が整数分周制御コードCNとして分周器84に入力される。 Then, in block B, the calculation result in b and +1, which is the output of the multiplier 164, are input to the adder 163, and the addition process is performed and the result is input to the adder 165. Further, the calculation result at e is input to the adder 165 through processing at the delay unit 169. In the arithmetic processing at e, carry-down is not selected, so 0 is output as the arithmetic result. Then, the phase of the signal resulting from the calculation is delayed by one clock in the delay device 169, and the signal is input to the adder 165. The result of the addition of the adder 163 and the delay device 169 in the adder 165 is input to the adder 166. Then, the calculation result at f is input to the adder 166 through processing in the delay device 170. In the arithmetic processing at f, carry-up +1 is not selected, so 0 is output as the arithmetic result, the signal is delayed by one clock in the delay device 170, and is input to the adder 166. Therefore, the adder 166 performs a process of adding 0 to the addition result of the adder 165, and outputs the addition result to the frequency divider 84 as an integer frequency division control code CN. In this way, when the integrated value in the integrator 164 is a value in the range of 32 to 63, carry-up is performed, and the value obtained by adding +1 to the calculation result of b is used as the integer frequency division control code CN to the frequency divider 84. is input.

最後に、積算値が64以上である場合について説明する。まず、積算器164において、積算値が64以上である場合にはキャリーアップ+1が選択される。即ち、積算器164は信号SGNとして+2を出力する。そして、当該信号が、ブロックBに入力される。一方、積算器164は当該64以上の値である積算値から、キャリーアップに対応する32を減じた値を信号SGFとしてブロックAに入力する。即ち、例えば積算器164の積算値が67であった場合、キャリーアップ+1で位相が2クロック以上進んでいる内の1クロック分に相当する32を減じた35が、信号SGFとして加算器167に入力される。 Finally, the case where the integrated value is 64 or more will be explained. First, in the integrator 164, if the integrated value is 64 or more, carry-up +1 is selected. That is, the integrator 164 outputs +2 as the signal SGN. The signal is then input to block B. On the other hand, the integrator 164 inputs a value obtained by subtracting 32 corresponding to carry-up from the integrated value, which is a value of 64 or more, to the block A as a signal SGF. That is, for example, if the integrated value of the integrator 164 is 67, 35, which corresponds to 1 clock out of the carry-up +1 and whose phase is ahead by 2 clocks or more, is subtracted, and the result is 35, which is sent to the adder 167 as the signal SGF. is input.

ブロックAの中では、セレクターgの演算処理でキャリーダウンは選択されていないため0が加算器167に出力される。このため、積算器164の積算値が67であった場合、加算器167には積算値から32を減じた35と、gでの演算結果である0が入力され、加算処理が行われる。これにより、加算器167からはブロックAに入力された35そのまま出力される。そして、加算器168には35と、hでの演算結果が入力される。hでの演算処理では、キャリーアップ+1が選択されているため、-32が出力される。このため、加算器168では加算器167での加算結果である35から32を引く処理が行われ、演算結果である3が補間制御コードCFとして位相補間回路88に出力される。このようにして、積算器164での積算値が64以上の値である場合、ブロックAでは32を引く処理がなされる結果、位相補間回路88には0~31の間の値が補間制御コードCFとして入力されることになる。 In block A, carry-down is not selected in the arithmetic processing of selector g, so 0 is output to adder 167. Therefore, when the integrated value of the integrator 164 is 67, 35, which is obtained by subtracting 32 from the integrated value, and 0, which is the calculation result at g, are input to the adder 167, and addition processing is performed. As a result, the adder 167 outputs the 35 input to the block A as is. Then, 35 and the calculation result at h are input to the adder 168. In the arithmetic processing at h, carry-up +1 is selected, so -32 is output. Therefore, the adder 168 performs a process of subtracting 32 from 35, which is the addition result in the adder 167, and outputs the calculation result, 3, to the phase interpolation circuit 88 as the interpolation control code CF. In this way, when the integrated value in the integrator 164 is 64 or more, block A subtracts 32, and as a result, the phase interpolator 88 receives a value between 0 and 31 as the interpolation control code. It will be input as CF.

そして、ブロックBでは加算器163にbでの演算結果と積算器164の出力する信号SGNである+2が入力され、加算処理が行われる。即ち、bでの演算結果に2を加えた値が加算器163から出力され、加算器165に入力される。また、加算器165にはeでの演算結果が遅延器169での処理を介して入力される。eでの演算処理では、キャリーダウンは選択されていないため、0が演算結果として出力される。そして、遅延器169で当該演算結果の信号の位相を1クロック遅延させる処理がされ、加算器165に入力される。即ち、加算器165では、常時、加算器163の演算結果がそのまま出力されることになる。その後、加算器165の出力は、加算器166に入力される。加算器166にはfでの演算結果が遅延器170での処理を介して入力される。fでの演算処理において、キャリーアップ+1が選択されているため、-1が演算結果として出力され、遅延器170で当該信号を1クロックだけ遅延させる処理がなされて加算器166に入力される。このため、加算器166では加算器165での加算結果と-1の加算処理が行われ、当該加算結果が整数分周制御コードCNとして分周器84に出力される。即ち、積算器164での積算値が64以上の値である場合、ブロックBでは、キャリーアップ+1が選択されることとなった演算サイクルにおいては、bでの演算結果に2が加算される処理がなされる。そして、次の演算サイクルにおいては当該次の演算サイクルでの積算器164からの出力の信号SGNから1を引く処理がなされる。このようにキャリーアップ+1が選択されることとなった演算サイクルと次の演算サイクルにおける整数分周制御コードCNが設定され、分周器84に入力されることになる。 Then, in block B, the calculation result in b and +2, which is the signal SGN output from the integrator 164, are input to the adder 163, and addition processing is performed. That is, a value obtained by adding 2 to the calculation result at b is output from the adder 163 and input to the adder 165. Further, the calculation result at e is input to the adder 165 via processing at a delay unit 169. In the arithmetic processing at e, carry-down is not selected, so 0 is output as the arithmetic result. Then, the phase of the signal resulting from the calculation is delayed by one clock in the delay device 169, and the signal is input to the adder 165. That is, the adder 165 always outputs the calculation result of the adder 163 as is. Thereafter, the output of adder 165 is input to adder 166. The result of the operation at f is input to the adder 166 through processing in the delay unit 170. In the arithmetic processing at f, carry-up +1 is selected, so -1 is output as the arithmetic result, the signal is delayed by one clock in the delay device 170, and is input to the adder 166. Therefore, the adder 166 performs a process of adding -1 to the addition result of the adder 165, and outputs the addition result to the frequency divider 84 as an integer frequency division control code CN. That is, when the integrated value in the integrator 164 is 64 or more, in block B, in the calculation cycle in which carry-up +1 is selected, 2 is added to the calculation result in block B. will be done. Then, in the next calculation cycle, 1 is subtracted from the signal SGN output from the integrator 164 in the next calculation cycle. In this way, the integer frequency division control code CN for the calculation cycle in which carry-up +1 is selected and the next calculation cycle is set and input to the frequency divider 84.

ここで、ブロックAでの加算器167、168による加算処理やブロックBでの加算器165、166による加算処理の意義について説明する。 Here, the significance of the addition processing by adders 167 and 168 in block A and the addition processing by adders 165 and 166 in block B will be explained.

図2、図3において説明したように、補間クロック信号は、位相補間回路88において、マルチプレクサー86の選択した第iの分周クロック信号PCK1と第i+1の分周クロック信号PCK2との衝突をさせることで生成される。具体的には、2つの信号を衝突させて中間の波形を作ることで補間クロック信号が生成される。例えば、P0とP90を衝突させると、真ん中、即ち4番目の補間クロック信号が生成できる。そして、P0と4番目の補間クロック信号を衝突させると、その中間、即ち2番目の補間クロック信号が生成される。ここで、2つの信号を衝突させて、その中間の位相の補間クロック信号を生成する際に、生成された補間クロック信号の位相は、元になる2つの信号の中間の位相から一定の誤差を持つ。即ち、第iの分周クロック信号PCK1と第i+1の分周クロック信号PCK2の衝突を繰り返して、2つの信号の位相差を8分割した補間クロック信号を生成した際、各補間クロック信号の位相の誤差を持つ。そして、信号の衝突を繰り返すほど、この位相誤差は大きくなる。このように信号の衝突を繰り返すほど、位相の線形性は悪化するため、周波数制御回路52の正確な位相比較を行うことが難しくなり、PLL回路150のジッタ性能が悪化することに繋がる。 As explained in FIGS. 2 and 3, the interpolated clock signal causes the i-th divided clock signal PCK1 selected by the multiplexer 86 to collide with the i+1-th divided clock signal PCK2 in the phase interpolation circuit 88. It is generated by Specifically, an interpolated clock signal is generated by colliding two signals to create an intermediate waveform. For example, if P0 and P90 collide, the middle, ie, the fourth, interpolated clock signal can be generated. Then, when P0 and the fourth interpolated clock signal collide, an intermediate interpolated clock signal, that is, a second interpolated clock signal is generated. Here, when two signals are collided to generate an interpolated clock signal with an intermediate phase, the phase of the generated interpolated clock signal has a certain error from the intermediate phase of the two original signals. have That is, when the i-th frequency-divided clock signal PCK1 and the i+1-th frequency-divided clock signal PCK2 are repeatedly collided to generate an interpolated clock signal in which the phase difference between the two signals is divided by 8, the phase difference of each interpolated clock signal is Has an error. The more the signals collide, the larger this phase error becomes. The more the signal collisions are repeated in this way, the worse the phase linearity becomes, making it difficult to perform accurate phase comparison of the frequency control circuit 52, leading to deterioration of the jitter performance of the PLL circuit 150.

そこで、積算器164の積算値が負の値である場合には、整数分周制御コードCNを1だけ減らすキャリーダウンを行い、その代わりに補間制御コードCFに32を加算する処理を行う。図6を使って説明すると、積算器164の積算値が負の値である場合、加算器167で32を加算する処理が行われ、補間制御コードCFとして位相補間回路88に出力され、積算器164はキャリーダウンとして1を引いた値を整数分周制御コードCNとして分周器84に出力する。即ち、補間制御コードCFが負の値に広がった場合に、32を加算する処理を行うことで、補間制御コードCFを0~31の範囲内にできる。そして、補間制御コードCFに32を加算した分、整数分周制御コードCNについてキャリーダウンをすることで、補間制御コードCFと整数分周制御コードCNの間の均衡が維持される。 Therefore, when the integrated value of the integrator 164 is a negative value, carry-down is performed to reduce the integer frequency division control code CN by 1, and instead, processing is performed to add 32 to the interpolation control code CF. To explain using FIG. 6, when the integrated value of the integrator 164 is a negative value, the adder 167 performs a process of adding 32, and outputs it to the phase interpolation circuit 88 as an interpolation control code CF, and the integrator 164 outputs a value subtracted by 1 as a carry-down to the frequency divider 84 as an integer frequency division control code CN. That is, when the interpolation control code CF expands to a negative value, by performing the process of adding 32, the interpolation control code CF can be kept within the range of 0 to 31. Then, by carrying down the integer frequency division control code CN by an amount equal to 32 added to the interpolation control code CF, the balance between the interpolation control code CF and the integer frequency division control code CN is maintained.

また、積算器164の積算値が64以上の値である場合には、整数分周制御コードCNを2だけ増やすキャリーアップ+1の処理を行い、その代わりに補間制御コードCFに32を引く処理を行う。図6を使って説明すると、積算器164の積算値が64以上の値である場合、加算器168で32を引く処理が行われ、補間制御コードCFとして位相補間回路88に出力され、積算器164はキャリーアップ+1として2を加算した値を整数分周制御コードCNとして分周器84に出力する。即ち、補間制御コードCFが2周期に相当する64を超えて大きな値になった場合に、補間制御コードCFを32だけ減らすことで、補間制御コードCFを0~31の範囲内にできる。そして、補間制御コードCFに32を減じた分、整数分周制御コードCNについてキャリーアップ+1の処理をすることで、補間制御コードCFと整数分周制御コードCNの間の均衡が維持される。このように、ブロックAに加算器167、168を設け、位相補間回路88に入力される補間制御コードCFを0~31の範囲内になるように制御することで、位相補間回路88における位相分割を一定の範囲に抑えることができる。即ち、前述したように第iの分周クロック信号PCK1と第i+1の分周クロック信号PCK2とを衝突をさせる回数を減らすことができるため、中間の位相の信号を生成する際に発生する位相の誤差を減らすことができる。 Furthermore, if the integrated value of the integrator 164 is 64 or more, carry-up +1 processing is performed to increase the integer frequency division control code CN by 2, and instead, processing is performed to subtract 32 from the interpolation control code CF. conduct. To explain using FIG. 6, when the integrated value of the integrator 164 is 64 or more, the adder 168 subtracts 32 and outputs it to the phase interpolation circuit 88 as an interpolation control code CF. 164 outputs the value obtained by adding 2 as carry-up +1 to the frequency divider 84 as an integer frequency division control code CN. That is, when the interpolation control code CF exceeds 64, which corresponds to two cycles, and becomes a large value, the interpolation control code CF can be reduced to within the range of 0 to 31 by decreasing the interpolation control code CF by 32. Then, the balance between the interpolation control code CF and the integer frequency division control code CN is maintained by performing carry-up +1 processing on the integer frequency division control code CN by an amount equal to 32 subtracted from the interpolation control code CF. In this way, by providing the adders 167 and 168 in block A and controlling the interpolation control code CF input to the phase interpolation circuit 88 so that it falls within the range of 0 to 31, the phase division in the phase interpolation circuit 88 can be performed. can be kept within a certain range. That is, as described above, since the number of collisions between the i-th frequency-divided clock signal PCK1 and the i+1-th frequency-divided clock signal PCK2 can be reduced, the phase difference that occurs when generating a signal with an intermediate phase can be reduced. Errors can be reduced.

一方、ブロックBの加算器165、166は、前述したように積算器164から入力される信号に対して、e又はfの演算結果を1クロック遅延して加算する役割を担う。この加算器165、166は、位相補間回路88における位相調整を行うために設けられている。以下、加算器165、166や遅延器169、170の役割について、図7~図9を用いて具体的に説明する。 On the other hand, the adders 165 and 166 of block B play the role of adding the calculation result of e or f to the signal input from the multiplier 164 with a one-clock delay, as described above. The adders 165 and 166 are provided to perform phase adjustment in the phase interpolation circuit 88. The roles of the adders 165 and 166 and the delay devices 169 and 170 will be specifically explained below using FIGS. 7 to 9.

図7、図8は、多相クロック信号生成回路82から位相補間回路88に入力される入力信号をP0とし、位相補間回路88が位相調整を行った後の出力信号をPI_OUTとした場合に、入力信号Pin、出力信号PI_OUT及び基準クロック信号RFCKの関係を説明する図である。図7は、本実施形態で位相補間回路88における位相調整がされる際の基本的な信号波形の変化の様子を説明する図である。図7において、Nと表示されているのは、多相クロック信号生成回路82から出力された入力信号が、電圧制御発振回路74の出力したクロック信号CKをN分周した信号であることを表している。図7では、入力信号Pinは基準クロック信号RFCKに比べて信号周期が短く、位相が合っていない。このため、入力信号Pinの波形においてiで示す立ち上がりのタイミングを位相補間回路88がjで示すタイミングに遅延させた出力信号PI_OUTを生成することで、基準クロック信号RFCKの立ち上がりのタイミングであるkと一致する。図7において破線の矢印で示す位相の変化がこれに対応する。このようにして位相補間回路88は、周波数制御回路52に入る基準クロック信号RFCKと比較用クロック信号FBCKの差分を減らすように位相調整する。 7 and 8, when the input signal input from the multiphase clock signal generation circuit 82 to the phase interpolation circuit 88 is P0, and the output signal after phase adjustment by the phase interpolation circuit 88 is PI_OUT, FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship among an input signal Pin, an output signal PI_OUT, and a reference clock signal RFCK. FIG. 7 is a diagram illustrating how the basic signal waveform changes when phase adjustment is performed in the phase interpolation circuit 88 in this embodiment. In FIG. 7, the symbol N indicates that the input signal output from the multiphase clock signal generation circuit 82 is a signal obtained by dividing the clock signal CK output from the voltage controlled oscillation circuit 74 by N. ing. In FIG. 7, the input signal Pin has a shorter signal period than the reference clock signal RFCK and is out of phase with the reference clock signal RFCK. Therefore, by generating the output signal PI_OUT by delaying the rising timing indicated by i in the waveform of the input signal Pin to the timing indicated by j by the phase interpolation circuit 88, the rising timing k and the rising timing of the reference clock signal RFCK are delayed. Match. The phase change indicated by the dashed arrow in FIG. 7 corresponds to this. In this way, the phase interpolation circuit 88 adjusts the phase so as to reduce the difference between the reference clock signal RFCK and the comparison clock signal FBCK that enter the frequency control circuit 52.

図8、図9はキャリーダウンが発生した場合の位相調整処理について説明する図である。図8、図9においても、図7と同様にもともと入力信号Pinと基準クロック信号RFCKの周波数はずれており、位相が合っていない。このため、位相補間回路88により入力信号Pinの立ち上がりタイミングを遅延させる処理が行われている。 FIGS. 8 and 9 are diagrams illustrating phase adjustment processing when carry-down occurs. In FIGS. 8 and 9, as in FIG. 7, the input signal Pin and the reference clock signal RFCK are originally different in frequency and out of phase. For this reason, processing is performed by the phase interpolation circuit 88 to delay the rise timing of the input signal Pin.

そして、図8、図9では、分周数をNからN-1に変化させる第1処理P1がなされた演算サイクルにおいて、入力信号Pinの周期は短くなる。前述した通り、この場合、補間制御コードCFによって、その分の均衡がとれるように大きな位相の調整が行われる。図8において、oで示す入力信号Pinの立ち上がりタイミングから、pで示す出力信号PI_OUTの立ち上がりタイミングへの破線の矢印がこれに対応している。これにより、キャリーダウンを行った演算サイクルにおいて出力信号PI_OUTと基準クロック信号RFCKの周波数や位相を合わせることができる。しかし、第1処理P1を行った次の演算サイクルで分周数は+1されず、Nになることから次の演算サイクルの周期が短いまま、その次の演算サイクルを迎えることになる。即ち、キャリーダウンを行った演算サイクルの次の演算サイクルは、分周数が短い周期の信号の後から開始するため、次の演算サイクルにおいて基準クロック信号RFCKの立ち上がりタイミングと併せるためには位相の調整量が非常に大きくなってしまう。これは、図8のrで示す入力信号Pinの立ち上がりタイミングから、sで示す出力信号PI_OUTの立ち上がりタイミングへの破線の矢印がこれに対応している。このような大きな位相の調整が可能であれば、基準クロック信号RFCKの立ち上がりタイミングであるtと位相を合わせることができるが、補間制御コードの範囲外であり、位相の調整ができず、出力周波数がずれることになる。 In FIGS. 8 and 9, the period of the input signal Pin becomes shorter in the calculation cycle in which the first process P1 of changing the frequency division number from N to N-1 is performed. As described above, in this case, the interpolation control code CF performs a large phase adjustment to balance the amount. In FIG. 8, the broken line arrow from the rising timing of the input signal Pin indicated by o to the rising timing of the output signal PI_OUT indicated by p corresponds to this. Thereby, the frequency and phase of the output signal PI_OUT and the reference clock signal RFCK can be matched in the calculation cycle in which the carry-down is performed. However, in the next calculation cycle after performing the first process P1, the frequency division number is not incremented by 1 but becomes N, so that the period of the next calculation cycle remains short until the next calculation cycle. In other words, since the calculation cycle following the calculation cycle in which the carry-down was performed starts after the signal with a short frequency division number, the phase must be changed in order to match the rising timing of the reference clock signal RFCK in the next calculation cycle. The amount of adjustment becomes extremely large. This corresponds to the broken line arrow from the rising timing of the input signal Pin indicated by r in FIG. 8 to the rising timing of the output signal PI_OUT indicated by s. If such a large phase adjustment were possible, it would be possible to match the phase with t, the rising timing of the reference clock signal RFCK, but since it is outside the range of the interpolation control code, the phase cannot be adjusted and the output frequency will be shifted.

図9は、図8で説明した位相調整の不具合を解消するための手法を示す図である。図9に示す位相制御では、キャリーダウンを行った演算サイクルの次の演算サイクルで、分周数をN+1にする。このような処理により、キャリーダウンが発生し、分周数がN-1にされた演算サイクルの次の演算サイクルにおいて、分周数のN+1に対応して入力信号Pinの信号波形の周期は長くなる。従って、出力信号PI_OUTと基準クロック信号RFCKの位相を合わせるための調整量は少ない量で足りる。このように、第1処理P1によりキャリーダウンが発生し、分周数がN-1に設定された演算サイクルの次の演算サイクルにおいて、分周数をN+1にする処理を第2処理P2という。第1処理P1が行われた後に、第2処理P2を行うことで、第1処理P1が行われた次の演算サイクルでの位相の調整を容易に行うことができる。 FIG. 9 is a diagram showing a method for solving the phase adjustment problem described in FIG. 8. In the phase control shown in FIG. 9, the frequency division number is set to N+1 in the calculation cycle following the calculation cycle in which carry-down was performed. As a result of such processing, carry-down occurs, and in the next calculation cycle after the calculation cycle in which the frequency division number is set to N-1, the period of the signal waveform of the input signal Pin becomes longer corresponding to the frequency division number N+1. Become. Therefore, a small amount of adjustment is sufficient to match the phases of the output signal PI_OUT and the reference clock signal RFCK. In this way, a process in which carry-down occurs in the first process P1 and the frequency division number is set to N+1 in the next calculation cycle after the calculation cycle in which the frequency division number is set to N-1 is called a second process P2. By performing the second process P2 after the first process P1 is performed, it is possible to easily adjust the phase in the calculation cycle following the first process P1.

このような第1処理P1や第2処理P2を実行するため、ブロックBに遅延器169、170を設けられ、整数分周制御コードCNの調整を行っている。例えば、図8の例で、キャリーダウンが発生した場合、その次の演算クロックでは、整数分周制御コードCNに1を加える第2処理P2が行われる。この処理は、図6でキャリーダウンが発生した場合に、セレクターeの演算で1が選択され、それが遅延器169で1クロック遅延されて、加算器165を介して分周器84に出力されることに対応している。一方、キャリーアップ+1が選択された場合は、次の演算クロックで整数分周制御コードCNから1を引く第5処理P5が行われる。この第5処理P5は、図6でfに示す演算で-1が選択され、遅延器170で1クロック遅延され、加算器166を介して分周器84に出力されることに対応する。このように、あくまでも位相補間回路88は、位相の調整を目的とし、周波数を設定するのは分周器84である。このため、積算器164が行う整数分周制御コードCNの出力としては0又は1が基本であり、これ以外の-1、或いは+2を使用した場合は、その次の演算サイクルでその影響を相殺する。 In order to execute such first processing P1 and second processing P2, delay devices 169 and 170 are provided in block B to adjust the integer frequency division control code CN. For example, in the example of FIG. 8, when carry-down occurs, the second process P2 of adding 1 to the integer frequency division control code CN is performed in the next calculation clock. In this process, when carrydown occurs in FIG. It corresponds to that. On the other hand, when carry-up +1 is selected, a fifth process P5 is performed in which 1 is subtracted from the integer frequency division control code CN at the next calculation clock. This fifth process P5 corresponds to the fact that -1 is selected in the calculation indicated by f in FIG. In this way, the phase interpolation circuit 88 is intended only to adjust the phase, and the frequency divider 84 sets the frequency. Therefore, the output of the integer frequency division control code CN performed by the integrator 164 is basically 0 or 1. If -1 or +2 other than this is used, the effect will be ignored in the next calculation cycle. cancel.

次に、本実施形態のデルタシグマ変調器162について説明する。図10は、2次のデルタシグマ変調器の構成を示す回路図である。2次のデルタシグマ変調器は、基本的には図5で説明した1次のデルタシグマ変調器が2つ並列に設けられた構成になっている。即ち、図10に示す2次のデルタシグマ変調器は、Cで示すデルタシグマ変調器とDで示すデルタシグマ変調器の部分とにより構成される。そして、各デルタシグマ変調器の出力Y1_2とY2_3が加算器191で加算され、出力Yとして出力される。Cで示すデルタシグマ変調器については、図5で説明した1次のデルタシグマ変調器と遅延器175が設けられている点が異なっている。そして、Dに示すデルタシグマ変調器は、Cに示すデルタシグマ変調器の遅延器174の出力X2が入力される。そして、Cに示すデルタシグマ変調器の遅延器175に対応するノードに微分回路183が設けられており、量子化器178の出力が微分され高次の変調処理がされるようになっている。なお、図5の場合と同様に、Q1、Q2はそれぞれ量子化器LQ1、LQ2の量子化ノイズである。 Next, the delta-sigma modulator 162 of this embodiment will be explained. FIG. 10 is a circuit diagram showing the configuration of a second-order delta-sigma modulator. The secondary delta-sigma modulator basically has a configuration in which two primary delta-sigma modulators described in FIG. 5 are provided in parallel. That is, the second-order delta-sigma modulator shown in FIG. 10 is composed of a delta-sigma modulator shown by C and a part of the delta-sigma modulator shown by D. Then, the outputs Y1_2 and Y2_3 of each delta-sigma modulator are added by an adder 191 and output as an output Y. The delta-sigma modulator indicated by C is different from the first-order delta-sigma modulator described in FIG. 5 in that a delay device 175 is provided. The output X2 of the delay device 174 of the delta-sigma modulator shown in C is input to the delta-sigma modulator shown in D. A differentiation circuit 183 is provided at a node corresponding to the delay device 175 of the delta-sigma modulator shown in C, so that the output of the quantizer 178 is differentiated and subjected to high-order modulation processing. Note that, as in the case of FIG. 5, Q1 and Q2 are quantization noise of the quantizers LQ1 and LQ2, respectively.

図11は、3次のデルタシグマ変調器の構成を示す回路図である。3次のデルタシグマ変調器は、E、F、Gで示すデルタシグマ変調器が並列に設けられる構成になっている。そして、各デルタシグマ変調器の出力が加算器190、191で加算され、出力Yとして出力されるようになっている。Eに示すデルタシグマ変調器は、図10のCに示すデルタシグマ変調器にさらに遅延器176が設けられ、Fに示すデルタシグマ変調器も図10のDに示すデルタシグマ変調器の微分回路183の前に遅延器182が設けられている。このように並列に配置される各デルタシグマ変調器の出力信号の位相を調整するための遅延器175、176、182が設けられている。Gに示すデルタシグマ変調器は、Fに示すデルタシグマ変調器の遅延回路181からの出力X3が入力されるようになっている。Gの破線で囲まれる中の回路構成はE、Fに示すデルタシグマ変調器と基本的に同じだが、Gのデルタシグマ変調器では微分回路が2つ設けられており、高次の変調処理が可能になっている。 FIG. 11 is a circuit diagram showing the configuration of a third-order delta-sigma modulator. The third-order delta-sigma modulator has a configuration in which delta-sigma modulators indicated by E, F, and G are provided in parallel. Then, the outputs of each delta-sigma modulator are added by adders 190 and 191, and the result is output as an output Y. The delta-sigma modulator shown in FIG. A delay device 182 is provided in front of the . Delay devices 175, 176, and 182 are provided to adjust the phase of the output signal of each delta-sigma modulator arranged in parallel in this manner. The delta-sigma modulator shown in G is configured to receive the output X3 from the delay circuit 181 of the delta-sigma modulator shown in F. The circuit configuration surrounded by the broken line in G is basically the same as the delta-sigma modulator shown in E and F, but the delta-sigma modulator in G has two differentiating circuits, and high-order modulation processing is performed. It is now possible.

次に図11に示す3次のデルタシグマ変調器について伝達関数を用いて具体的に考察する。まず、Eに示すデルタシグマ変調器の出力Y1は、Y1=X+(1-Z-1)Q1と表される。また、F、Gに示すデルタシグマ変調器の出力Y2、Y3はそれぞれ、Y2=-Z-1Q1+(1-Z-1)Q2、Y3=-Z-1Q2+(1-Z-1)Q3、と表される。このため、Eの遅延器175、176やFの遅延器182、微分回路183、Gの微分回路188、189が設けられていなかった場合、出力Yは、加算器190、191でY1、Y2及びY3を加算すれば求められる。この場合、出力Yは式(1)により表される。

Figure 2023166169000002
Next, the third-order delta-sigma modulator shown in FIG. 11 will be specifically considered using a transfer function. First, the output Y1 of the delta-sigma modulator shown in E is expressed as Y1=X+(1-Z −1 )Q1. Furthermore, the outputs Y2 and Y3 of the delta sigma modulator shown in F and G are respectively Y2=-Z -1 Q1+(1-Z -1 )Q2, Y3=-Z -1 Q2+(1-Z -1 )Q3 , is expressed as Therefore, if the delay devices 175 and 176 of E, the delay device 182 of F, the differential circuit 183, and the differential circuits 188 and 189 of G are not provided, the output Y is outputted by the adders 190 and 191 to Y1, Y2, and It can be found by adding Y3. In this case, the output Y is expressed by equation (1).
Figure 2023166169000002

しかし、図11に示すようにY1、Y2、Y3のそれぞれについて遅延器、或いは微分回路による処理を行った場合、出力Yは式(2)で表される。

Figure 2023166169000003
However, when each of Y1, Y2, and Y3 is processed by a delay device or a differential circuit as shown in FIG. 11, the output Y is expressed by equation (2).
Figure 2023166169000003

式(2)に、上記のY1、Y2、Y3を代入すると、出力Yは式(3)のように表される。

Figure 2023166169000004
When the above Y1, Y2, and Y3 are substituted into equation (2), the output Y is expressed as shown in equation (3).
Figure 2023166169000004

式(3)より、Eで示す1段目のデルタシグマ変調器における量子化ノイズQ1とFで示す2段目のデルタシグマ変調器の量子化ノイズQ2がキャンセルされ、出力として残るのはGで示す3段目のデルタシグマ変調器の量子化ノイズQ3のみになること示す。即ち、量子化ノイズに3次のハイパス特性を持たせるノイズシェーピングを行い、量子化ノイズはGで示す3段目のデルタシグマ変調器の量子化ノイズQ3のみに抑えることができる。 From equation (3), the quantization noise Q1 in the first-stage delta-sigma modulator, denoted by E, and the quantization noise Q2, denoted by F, in the second-stage delta-sigma modulator are canceled, and what remains as the output is G. It is shown that only the quantization noise Q3 of the third-stage delta-sigma modulator shown in FIG. That is, noise shaping is performed to give the quantization noise a third-order high-pass characteristic, and the quantization noise can be suppressed to only the quantization noise Q3 of the third-stage delta-sigma modulator indicated by G.

図12は、3次のデルタシグマ変調器における各ノードの数値変化の一例を示す図である。最上段の行に3次のデルタシグマ変調器における各ノードが示され、これらのノードにおける値が時間の経過に伴い、どのように変化するかが示されている。図12に示す例は、デルタシグマ変調器162の入力信号が0.3であった場合の例である。まず、timeが1の場合、即ち、デルタシグマ変調器162に入力信号が入ってきた初期状態では、X=0.3になっており、その他のノードは全て0になっている。初期状態では、入力信号がまだ各ノードに伝搬しておらず、X以外のノードではゼロになっている。しかし、時間経過に伴い、例えばtimeが4になると高次のデルタシグマ変調部分のノードであるY2、Y3、Y3_2、Y3_3が1になの値を示すようになる。そして、一定の時間が経過したとき、例えばtimeが16になると、Eで示す1段目のデルタシグマ変調器の出力Y1_3とFで示す2段目のデルタシグマ変調器の出力Y2_3が、1と-1で相殺され、デルタシグマ変調器162の出力YはGで示す3次のデルタシグマ変調器の出力Y3_3が残る。即ち、式(3)に示すように高次のデルタシグマ変調器を用いると、量子化ノイズをGで示す3次のデルタシグマ変調器の高周波帯域のノイズのみに抑えることができる。 FIG. 12 is a diagram showing an example of numerical changes at each node in a third-order delta-sigma modulator. The top row shows each node in the third-order delta-sigma modulator and how the values at these nodes change over time. The example shown in FIG. 12 is an example where the input signal to the delta-sigma modulator 162 is 0.3. First, when time is 1, that is, in the initial state when an input signal is input to the delta-sigma modulator 162, X=0.3, and all other nodes are 0. In the initial state, the input signal has not yet propagated to each node, and is zero at nodes other than X. However, as time passes, for example, when time reaches 4, nodes Y2, Y3, Y3_2, and Y3_3 of the higher-order delta-sigma modulation part begin to show a value of 1. Then, when a certain period of time has elapsed, for example, when time becomes 16, the output Y1_3 of the first-stage delta-sigma modulator indicated by E and the output Y2_3 of the second-stage delta-sigma modulator indicated by F become 1. -1, and the output Y of the delta-sigma modulator 162 remains the third-order delta-sigma modulator output Y3_3 indicated by G. That is, if a high-order delta-sigma modulator is used as shown in equation (3), the quantization noise can be suppressed to only the noise in the high frequency band of the third-order delta-sigma modulator shown by G.

ここで、高次のデルタシグマ変調器を用いた場合の課題について検討する。高次のデルタシグマ変調器162を用いた構成では、図10~図12で説明したように量子化ノイズに高次のハイパス特性を持たせるノイズシェーピングを施すことができ、これをPLL回路150側のループフィルター回路72で処理することで、高周波帯域に集められた量子化ノイズを減らして、低ノイズの信号を生成することができる。 Here, we will discuss issues when using a high-order delta-sigma modulator. In the configuration using the high-order delta-sigma modulator 162, it is possible to perform noise shaping to give the quantization noise a high-order high-pass characteristic, as explained in FIGS. By processing in the loop filter circuit 72, it is possible to reduce the quantization noise collected in the high frequency band and generate a low noise signal.

一方、非特許文献1には、2次以上のデルタシグマ変調器を用いる場合、1次のデルタシグマ変調器と比較して、デルタシグマ変調器の出力レンジの範囲が拡大し、これに伴い位相補間回路88への入力レンジが拡大されることが指摘されている。具体的には、高次のデルタシグマ変調器を用いる場合、積算器の出力する積算値が負の位相になる場合や、2周期以上の位相調整を要する場合もある。そして、このような位相補間回路88への入力レンジの拡大に対応するためには、より多くの信号の衝突を繰り返して、補間クロック信号を生成する必要があるため、分周クロック信号DVCKの位相誤差はより大きくなる。従って、位相の線形性は悪化し、位相補間回路88のジッタ性能は劣化することになる。高次のデルタシグマ変調器を用いた場合、このような不具合を如何に解消するかが重要になる。 On the other hand, Non-Patent Document 1 states that when a second-order or higher-order delta-sigma modulator is used, the output range of the delta-sigma modulator is expanded compared to a first-order delta-sigma modulator, and as a result, the phase It has been pointed out that the input range to interpolation circuit 88 is expanded. Specifically, when using a high-order delta-sigma modulator, the integrated value output from the integrator may have a negative phase, or two or more periods of phase adjustment may be required. In order to cope with the expansion of the input range to the phase interpolation circuit 88, it is necessary to generate an interpolated clock signal by repeating collisions of more signals. The error will be larger. Therefore, the phase linearity deteriorates, and the jitter performance of the phase interpolation circuit 88 deteriorates. When using a high-order delta-sigma modulator, it is important to solve such problems.

この点、本実施形態は、ロジック制御側である制御回路160内の処理により、このような不具合の解消を実現している。即ち、制御回路160における分周比設定コードCDVの処理により、位相補間回路88の入力レンジを0~31の範囲に制御することで、分周クロック信号DVCKの位相誤差を抑制している。これにより、位相補間回路88を用いたPLL回路150で、位相補間回路88のダイナミックレンジを広げることなく、高次のデルタシグマ変調器162を用いることが可能になる。このようにして位相の線形性の悪化や位相補間回路88のジッタ性能の劣化を抑制している。 In this regard, the present embodiment eliminates such problems through processing within the control circuit 160, which is the logic control side. That is, by processing the division ratio setting code CDV in the control circuit 160, the input range of the phase interpolation circuit 88 is controlled within the range of 0 to 31, thereby suppressing the phase error of the frequency division clock signal DVCK. This allows the PLL circuit 150 using the phase interpolation circuit 88 to use the high-order delta-sigma modulator 162 without expanding the dynamic range of the phase interpolation circuit 88. In this way, deterioration of phase linearity and deterioration of jitter performance of the phase interpolation circuit 88 is suppressed.

即ち、回路装置20は、周波数制御回路52と電圧制御発振回路74と多相クロック信号生成回路82と位相補間回路88と制御回路160とを含む。周波数制御回路52は、基準クロック信号RFCKと比較用クロック信号FBCKの比較結果に基づいて周波数制御電圧を生成する。電圧制御発振回路74は、周波数制御電圧に対応する周波数のクロック信号CKを生成する。多相クロック信号生成回路82は、整数分周比を示す整数分周制御コードCNに基づいて、クロック信号CKを整数分周比で分周した複数の分周クロック信号DVCKであって、位相が異なる複数の分周クロック信号DVCKを出力する。位相補間回路88は、補間制御コードCFに基づいて、複数の分周クロック信号DVCKの第iの分周クロック信号と第i+1の分周クロック信号に基づく位相補間により生成された複数の補間クロック信号から比較用クロック信号FBCKを選択する。制御回路160は、分周比設定コードCDVに基づく2次以上のデルタシグマ変調を行うデルタシグマ変調器162、及びデルタシグマ変調器162からの出力を積算する積算器164を含む。また制御回路160は、整数分周制御コードCNと、積算器164の積算値に基づく補間制御コードCFとを出力する。そして、制御回路160は、積算値がレンジの下限を下回るとき、整数分周制御コードCNに対して、整数分周比を-1する第1処理P1を行う。 That is, the circuit device 20 includes a frequency control circuit 52 , a voltage controlled oscillation circuit 74 , a multiphase clock signal generation circuit 82 , a phase interpolation circuit 88 , and a control circuit 160 . The frequency control circuit 52 generates a frequency control voltage based on the comparison result between the reference clock signal RFCK and the comparison clock signal FBCK. The voltage controlled oscillation circuit 74 generates a clock signal CK having a frequency corresponding to the frequency control voltage. The multiphase clock signal generation circuit 82 generates a plurality of divided clock signals DVCK which are obtained by dividing the clock signal CK by an integer frequency division ratio based on an integer frequency division control code CN indicating an integer frequency division ratio. A plurality of different divided clock signals DVCK are output. The phase interpolation circuit 88 generates a plurality of interpolated clock signals generated by phase interpolation based on the i-th frequency-divided clock signal and the i+1-th frequency-divided clock signal of the multiple frequency-divided clock signals DVCK, based on the interpolation control code CF. The comparison clock signal FBCK is selected from . The control circuit 160 includes a delta-sigma modulator 162 that performs second-order or higher-order delta-sigma modulation based on the frequency division ratio setting code CDV, and an integrator 164 that integrates the output from the delta-sigma modulator 162. Further, the control circuit 160 outputs an integer frequency division control code CN and an interpolation control code CF based on the integrated value of the integrator 164. Then, when the integrated value is below the lower limit of the range, the control circuit 160 performs a first process P1 of subtracting the integer frequency division ratio by 1 for the integer frequency division control code CN.

このようにすれば、制御回路160における分周比設定コードCDVの処理により、位相補間回路88の入力レンジを0~31の範囲に制御でき、位相補間回路88の入力レンジを広げることなく、高次のデルタシグマ変調器162を用いることが可能になる。従って、位相の線形性の悪化や位相補間回路88のジッタ性能の劣化を抑制できる。また、デルタシグマ変調器162の量子化ノイズについて、高次のデルタシグマ変調器162を用いて量子化ノイズを高周波帯域に集め、ループフィルター回路72で減衰させることができる。これにより、高精度な回路装置20を実現できる。 In this way, by processing the division ratio setting code CDV in the control circuit 160, the input range of the phase interpolation circuit 88 can be controlled within the range of 0 to 31, and the input range of the phase interpolation circuit 88 can be controlled to a high level without expanding the input range. It becomes possible to use the following delta-sigma modulator 162: Therefore, deterioration of phase linearity and deterioration of jitter performance of the phase interpolation circuit 88 can be suppressed. Further, regarding the quantization noise of the delta-sigma modulator 162, the quantization noise can be collected in a high frequency band using the high-order delta-sigma modulator 162 and attenuated by the loop filter circuit 72. Thereby, a highly accurate circuit device 20 can be realized.

また本実施形態では、回路装置20の制御回路160は、第1処理P1において、積算値に、レンジの幅に対応する値を加算して、補間制御コードCFとして出力する。 In the present embodiment, the control circuit 160 of the circuit device 20 adds a value corresponding to the range width to the integrated value in the first process P1 and outputs the result as an interpolation control code CF.

このようにすれば積算器164での積算値が負の値であった場合に、レンジ幅に対応する値を加算することで、位相補間回路88の入力値を0~31の範囲に制御することができる。 In this way, when the integrated value in the integrator 164 is a negative value, the input value of the phase interpolation circuit 88 can be controlled within the range of 0 to 31 by adding a value corresponding to the range width. be able to.

また本実施形態では、回路装置20の制御回路160は、第1処理P1を行った次の演算サイクルにおいて、整数分周制御コードCNに対して、整数分周比を+1する第2処理P2を行う。 Further, in the present embodiment, the control circuit 160 of the circuit device 20 performs a second process P2 for increasing the integer frequency division ratio by 1 for the integer frequency division control code CN in the next calculation cycle after performing the first process P1. conduct.

このようにすれば、分周数を1だけ減らす第1処理P1がなされて、入力信号Pinの周期が短くなった場合でも、次の演算サイクルで分周数を1だけ加算する第2処理P2が行われ、入力信号Pinの周期は第1処理P1前の周期に戻る。従って、第1処理P1が行われた次の演算サイクルで基準クロック信号RFCKと比較用クロック信号FBCKの立ち上がりタイミングを合わせる調整が容易になる。 In this way, even if the first process P1 that reduces the frequency division number by 1 is performed and the period of the input signal Pin becomes shorter, the second process P2 that increases the frequency division number by 1 in the next calculation cycle is performed, and the cycle of the input signal Pin returns to the cycle before the first process P1. Therefore, it becomes easy to adjust the rising timings of the reference clock signal RFCK and the comparison clock signal FBCK to match in the next calculation cycle after the first processing P1 has been performed.

また本実施形態では、回路装置20の制御回路160は、積算値がレンジの上限を上回るとき、整数分周制御コードCNに対して、整数分周比を+1する第3処理P3を行う。 Further, in this embodiment, when the integrated value exceeds the upper limit of the range, the control circuit 160 of the circuit device 20 performs a third process P3 of increasing the integer frequency division ratio by 1 for the integer frequency division control code CN.

このようにすれば、1周期以上の積算値については、整数分周制御コードCNを1増やして、レンジの上限を上回る分についてのみ位相補間回路88に入力する処理が可能になる。 In this way, it becomes possible to increment the integer frequency division control code CN by 1 for integrated values of one cycle or more, and input only the integrated value exceeding the upper limit of the range to the phase interpolation circuit 88.

また本実施形態では、回路装置20の制御回路160は、第3処理P3において、積算値から、レンジの幅に対応する値を減算して、補間制御コードCFとして出力する。 In the present embodiment, the control circuit 160 of the circuit device 20 subtracts a value corresponding to the range width from the integrated value in the third process P3, and outputs the result as an interpolation control code CF.

このようにすれば、積算器164での積算値がレンジ上限を上回る値であった場合に、レンジ幅に対応する値を引くことで、位相補間回路88の入力値を0~31の範囲に制御することができる。 In this way, when the integrated value of the integrator 164 exceeds the upper limit of the range, by subtracting the value corresponding to the range width, the input value of the phase interpolation circuit 88 is set in the range of 0 to 31. can be controlled.

また本実施形態では、回路装置20の制御回路160は、第3処理P3後の積算値がレンジの上限を上回るとき、整数分周制御コードCNに対して、整数分周比を+2する第4処理P4を行う。 Further, in the present embodiment, when the integrated value after the third process P3 exceeds the upper limit of the range, the control circuit 160 of the circuit device 20 controls the integer frequency division control code CN by increasing the integer frequency division ratio by two. Process P4 is performed.

このようにすれば、2周期以上の積算値については、整数分周制御コードCNを2増やして、2周期分のレンジ幅を上回る分についてのみ位相補間回路88に入力する処理が可能になる。 In this way, for integrated values of two cycles or more, it becomes possible to increase the integer frequency division control code CN by 2 and input only the part exceeding the range width of two cycles to the phase interpolation circuit 88.

また本実施形態では、回路装置20の制御回路160は、第4処理P4において、第3処理P3後の積算値から、レンジの幅に対応する値を減算して、補間制御コードCFとして出力する。 Further, in the present embodiment, in the fourth process P4, the control circuit 160 of the circuit device 20 subtracts a value corresponding to the range width from the integrated value after the third process P3, and outputs the result as an interpolation control code CF. .

このようにすれば、積算器164での積算値からレンジ幅に対応する値を引いた後の値が、なおレンジ上限を上回る値であった場合に、レンジ幅に対応する値を引くことにより、位相補間回路88の入力値を0~31の範囲に制御することができる。 In this way, if the value after subtracting the value corresponding to the range width from the integrated value in the integrator 164 is still above the range upper limit, by subtracting the value corresponding to the range width, , the input value of the phase interpolation circuit 88 can be controlled within the range of 0 to 31.

また本実施形態では、回路装置20の制御回路160は、第4処理P4を行った次の演算サイクルにおいて、整数分周制御コードCNに対して、整数分周比を-1する第5処理P5を行う。 In the present embodiment, the control circuit 160 of the circuit device 20 performs a fifth process P5 in which the integer frequency division ratio is reduced by 1 for the integer frequency division control code CN in the next calculation cycle after performing the fourth process P4. I do.

このようにすれば、分周数を+2する第4処理P4がなされて、入力信号Pinの周期が長くなった場合でも、次の演算サイクルで分周数を-1する第5処理P5が行われ、入力信号Pinの周期は第4処理P4前の周期に戻る。従って、第4処理P4が行われた次の演算サイクルで基準クロック信号RFCKと比較用クロック信号FBCKの立ち上がりタイミングを合わせる調整が容易になる。 In this way, even if the fourth process P4 that increases the frequency division number by +2 is performed and the period of the input signal Pin becomes longer, the fifth process P5 that decreases the frequency division number by 1 is performed in the next calculation cycle. Then, the cycle of the input signal Pin returns to the cycle before the fourth process P4. Therefore, it becomes easy to adjust the rise timings of the reference clock signal RFCK and the comparison clock signal FBCK to match in the next calculation cycle after the fourth process P4 is performed.

また本実施形態では、回路装置20の分周回路80は、クロック信号CKを2分周した分周クロック信号DVCKから、複数の分周クロック信号DVCKを生成する。 Further, in this embodiment, the frequency dividing circuit 80 of the circuit device 20 generates a plurality of frequency-divided clock signals DVCK from the frequency-divided clock signal DVCK obtained by dividing the frequency of the clock signal CK by two.

このようにすれば、クロック信号CKを2分周した分周クロック信号DVCKに基づいて、クロック信号CKの周期TVCOの半波長に相当する位相のずれを有する分周クロック信号P0、P90、P180、P270、P360を生成できる。 In this way, based on the divided clock signal DVCK obtained by dividing the clock signal CK by two, the divided clock signals P0, P90, P180, which have a phase shift corresponding to a half wavelength of the period TVCO of the clock signal CK, P270 and P360 can be generated.

また本実施形態の回路装置20では、分周比設定コードCDVの整数部をNとし、小数部をfとしたとき、整数分周制御コードCNが示す整数分周比は、(N.f)/2の商である。 Further, in the circuit device 20 of this embodiment, when the integer part of the frequency division ratio setting code CDV is N and the decimal part is f, the integer frequency division ratio indicated by the integer frequency division control code CN is (N.f). It is the quotient of /2.

電圧制御発振回路74から出力されたクロック信号CKの周波数FVCOは、分周器83において、まず2分周される。従って、これに対応させ、(N.f)/2の商を整数分周制御コードCNとすれば、基準クロック信号RFCKの比較対象になる比較用クロック信号FBCKを生成できる。 The frequency FVCO of the clock signal CK output from the voltage controlled oscillation circuit 74 is first divided by two in the frequency divider 83. Therefore, if the quotient of (N.f)/2 is used as the integer frequency division control code CN, it is possible to generate the comparison clock signal FBCK to be compared with the reference clock signal RFCK.

3.回路装置の詳細な構成例
図13、図14、図16に本実施形態の回路装置20の詳細な構成例を示す。図13に示す回路装置は、本実施形態の第1構成例である。第1構成例では、回路装置20は、位相比較回路51とチャージポンプ回路61とクロック信号生成回路70と出力回路78と分周回路80とを含む。クロック信号生成回路70はループフィルター回路72と電圧制御発振回路74とバッファー回路76とを含む。ここで、位相比較回路51、チャージポンプ回路61、ループフィルター回路72が、図1に示す回路装置20の周波数制御回路52に対応している。そして、図13に示す構成例では、電圧制御発振回路74の出力ノード側にバッファー回路76、出力回路78が設けられている。なお、図13、図14、図16に示す構成例は図1に示す回路装置と同様に制御回路160を含むが、図面では記載を省略している。そして、図13、図14、図16において、電圧制御発振回路74、分周回路80は、図1に示す電圧制御発振回路74、分周回路80とそれぞれ同様の構成になっている。
3. Detailed Configuration Example of Circuit Device FIGS. 13, 14, and 16 show detailed configuration examples of the circuit device 20 of this embodiment. The circuit device shown in FIG. 13 is a first configuration example of this embodiment. In the first configuration example, the circuit device 20 includes a phase comparison circuit 51, a charge pump circuit 61, a clock signal generation circuit 70, an output circuit 78, and a frequency division circuit 80. Clock signal generation circuit 70 includes a loop filter circuit 72, a voltage controlled oscillation circuit 74, and a buffer circuit 76. Here, the phase comparison circuit 51, charge pump circuit 61, and loop filter circuit 72 correspond to the frequency control circuit 52 of the circuit device 20 shown in FIG. In the configuration example shown in FIG. 13, a buffer circuit 76 and an output circuit 78 are provided on the output node side of the voltage controlled oscillation circuit 74. Note that the configuration examples shown in FIGS. 13, 14, and 16 include a control circuit 160 like the circuit device shown in FIG. 1, but its description is omitted in the drawings. 13, FIG. 14, and FIG. 16, the voltage controlled oscillation circuit 74 and the frequency dividing circuit 80 have the same configuration as the voltage controlled oscillating circuit 74 and the frequency dividing circuit 80 shown in FIG. 1, respectively.

位相比較回路51は、基準クロック信号RFCKと比較用クロック信号FBCKとの位相比較に基づく位相差信号PDSを出力する。例えば位相比較回路51は、基準クロック信号RFCKと比較用クロック信号FBCKとの位相比較に基づいて、位相差信号PDSとして、アップ信号又はダウン信号を出力する。例えば位相比較回路51は、比較用クロック信号FBCKが基準クロック信号RFCKよりも位相が遅れている場合には、アップ信号を出力し、比較用クロック信号FBCKが基準クロック信号RFCKよりも位相が進んでいる場合には、ダウン信号を出力する。 The phase comparison circuit 51 outputs a phase difference signal PDS based on a phase comparison between the reference clock signal RFCK and the comparison clock signal FBCK. For example, the phase comparison circuit 51 outputs an up signal or a down signal as the phase difference signal PDS based on the phase comparison between the reference clock signal RFCK and the comparison clock signal FBCK. For example, if the comparison clock signal FBCK is behind the reference clock signal RFCK, the phase comparison circuit 51 outputs an up signal, and if the comparison clock signal FBCK is ahead of the reference clock signal RFCK in phase, the phase comparison circuit 51 outputs an up signal. If it is, output a down signal.

チャージポンプ回路61は、位相比較回路51からの位相差信号PDSに応じたチャージポンプ動作を行う。例えばチャージポンプ回路61は、位相差信号PDSとしてアップ信号が入力された場合には、アップ信号のアクティブ期間において、高電位側電源からチャージポンプ回路61への出力ノードへと流れるアップ電流を、チャージポンプ電流として生成する。またチャージポンプ回路61は、位相差信号PDSとしてダウン信号が入力された場合には、ダウン信号のアクティブ期間において、チャージポンプ回路61の出力ノードから低電位側電源へと流れるダウン電流を、チャージポンプ電流として生成する。 The charge pump circuit 61 performs a charge pump operation according to the phase difference signal PDS from the phase comparison circuit 51. For example, when the up signal is input as the phase difference signal PDS, the charge pump circuit 61 charges the up current flowing from the high potential side power supply to the output node of the charge pump circuit 61 during the active period of the up signal. Generate as pump current. Furthermore, when a down signal is input as the phase difference signal PDS, the charge pump circuit 61 directs the down current flowing from the output node of the charge pump circuit 61 to the low potential side power source during the active period of the down signal to the charge pump circuit 61. Generate as electric current.

クロック信号生成回路70は、チャージポンプ回路61の出力に基づき制御される周波数のクロック信号CKを生成する。例えばクロック信号生成回路70は、チャージポンプ回路61のチャージポンプ電流に基づき制御される周波数のクロック信号CKを生成する。例えば回路装置20は、位相比較回路51とチャージポンプ回路61とクロック信号生成回路70を含むフィードバックループでの同期動作を行う。同期動作は、例えばFLL(Frequency Locked Loop)動作である。そして、クロック信号生成回路70は、同期動作の際に、チャージポンプ回路61のチャージポンプ電流に基づき制御される周波数のクロック信号CKを生成する。 The clock signal generation circuit 70 generates a clock signal CK whose frequency is controlled based on the output of the charge pump circuit 61. For example, the clock signal generation circuit 70 generates a clock signal CK whose frequency is controlled based on the charge pump current of the charge pump circuit 61. For example, the circuit device 20 performs a synchronous operation in a feedback loop including a phase comparison circuit 51, a charge pump circuit 61, and a clock signal generation circuit 70. The synchronous operation is, for example, an FLL (Frequency Locked Loop) operation. The clock signal generation circuit 70 generates a clock signal CK having a frequency controlled based on the charge pump current of the charge pump circuit 61 during the synchronous operation.

分周回路80は、前述した通り、図1の回路装置20における分周回路80と同様の構成だが、図13の構成例においては、例えばクロック信号生成回路70の生成したクロック信号CKを分周する。 As described above, the frequency dividing circuit 80 has the same configuration as the frequency dividing circuit 80 in the circuit device 20 of FIG. 1, but in the configuration example of FIG. do.

ループフィルター回路72は、電圧制御発振回路74の発振周波数を制御する制御電圧を生成する。例えばループフィルター回路72は、チャージポンプ回路61からのチャージポンプ電流を積分して平滑化することで、制御電圧を生成する。ループフィルター回路72は例えばキャパシターと抵抗により構成されるRCのローパスフィルターなどにより実現できる。そして、バッファー回路76は、電圧制御発振回路74で生成された発振信号をバッファリングしてクロック信号CKを生成する。例えば電圧制御発振回路74が差動の発振信号を生成した場合に、バッファー回路76は、この差動の正弦波の発振信号に基づいて、矩形波のクロック信号CKを生成して出力する。 Loop filter circuit 72 generates a control voltage that controls the oscillation frequency of voltage controlled oscillation circuit 74. For example, the loop filter circuit 72 generates a control voltage by integrating and smoothing the charge pump current from the charge pump circuit 61. The loop filter circuit 72 can be realized by, for example, an RC low-pass filter composed of a capacitor and a resistor. The buffer circuit 76 buffers the oscillation signal generated by the voltage controlled oscillation circuit 74 to generate the clock signal CK. For example, when the voltage controlled oscillation circuit 74 generates a differential oscillation signal, the buffer circuit 76 generates and outputs a rectangular wave clock signal CK based on this differential sine wave oscillation signal.

出力回路78は、クロック信号CKをバッファリングして出力クロック信号CKQを外部に出力する。例えば出力回路78は、シングルエンドのCMOSの信号形式で出力クロック信号CKQを出力する。或いは出力回路78が、LVDS(Low Voltage Differential Signaling)、PECL(Positive Emitter Coupled Logic)などの信号形式で出力クロック信号CKQを出力するようにしてもよい。 The output circuit 78 buffers the clock signal CK and outputs the output clock signal CKQ to the outside. For example, the output circuit 78 outputs the output clock signal CKQ in a single-ended CMOS signal format. Alternatively, the output circuit 78 may output the output clock signal CKQ in a signal format such as LVDS (Low Voltage Differential Signaling) or PECL (Positive Emitter Coupled Logic).

このように第1構成例では、クロック信号生成回路70は、チャージポンプ回路61の出力に基づいて発振周波数の制御電圧を出力するループフィルター回路72と、制御電圧に応じた発振周波数のクロック信号CKを生成する電圧制御発振回路74を含む。このようにすれば、位相比較回路51とチャージポンプ回路61とクロック信号生成回路70を含むフィードバックループでの同期動作が可能になる。 In this way, in the first configuration example, the clock signal generation circuit 70 includes a loop filter circuit 72 that outputs a control voltage with an oscillation frequency based on the output of the charge pump circuit 61, and a clock signal CK with an oscillation frequency corresponding to the control voltage. It includes a voltage controlled oscillation circuit 74 that generates. In this way, a synchronous operation in a feedback loop including the phase comparator circuit 51, charge pump circuit 61, and clock signal generation circuit 70 becomes possible.

図14は本実施形態の第2構成例である。第2構成例は、第1構成例とはPLL回路150内のフィードバックループの構成が異なっている。第2構成例は、第1構成例におけるフィードバックループに加えて、スロープ信号生成回路22、第1位相比較回路30、第1チャージポンプ回路40を経由する第1フィードバックループがある。第2構成例では、第2位相比較回路50、第2チャージポンプ回路60、クロック信号生成回路70を含むフィードバックループを第2フィードバックループという。また、第2構成例では、第1構成例の位相比較回路51、チャージポンプ回路61に対応する回路として、第2位相比較回路50、第2チャージポンプ回路60が設けられている。そして分周回路80の出力信号がパルス幅伸長回路90に入力される構成になっている。 FIG. 14 shows a second configuration example of this embodiment. The second configuration example differs from the first configuration example in the configuration of the feedback loop within the PLL circuit 150. In addition to the feedback loop in the first configuration example, the second configuration example includes a first feedback loop that passes through the slope signal generation circuit 22, the first phase comparison circuit 30, and the first charge pump circuit 40. In the second configuration example, a feedback loop including the second phase comparison circuit 50, the second charge pump circuit 60, and the clock signal generation circuit 70 is referred to as a second feedback loop. Further, in the second configuration example, a second phase comparison circuit 50 and a second charge pump circuit 60 are provided as circuits corresponding to the phase comparison circuit 51 and charge pump circuit 61 of the first configuration example. The output signal of the frequency dividing circuit 80 is input to a pulse width expanding circuit 90.

スロープ信号生成回路22は、クロック信号CKの比較用クロック信号FBCKに基づきスロープ信号SLPを生成する。スロープ信号生成回路22は例えばLSG(Linear Slope Generator)と呼ばれる回路である。比較用クロック信号FBCKは、クロック信号CKをフィードバックしたクロック信号である。例えば図1では、クロック信号生成回路70が生成するクロック信号CKを、分周回路80等を介して入力側にフィードバックしたクロック信号が、比較用クロック信号FBCKになっている。比較用クロック信号FBCKは矩形波のクロック信号であり、スロープ信号生成回路22は、この矩形波の比較用クロック信号FBCKから、線形の傾きを有するスロープ信号SLPを生成する。なおスロープ信号SLPの傾きは略線形であればよい。例えばスロープ信号生成回路22は、矩形波の比較用クロック信号FBCKのエッジを傾かせたスロープ信号SLPを生成する。 The slope signal generation circuit 22 generates a slope signal SLP based on a comparison clock signal FBCK of the clock signal CK. The slope signal generation circuit 22 is, for example, a circuit called LSG (Linear Slope Generator). The comparison clock signal FBCK is a clock signal obtained by feeding back the clock signal CK. For example, in FIG. 1, the comparison clock signal FBCK is a clock signal obtained by feeding back the clock signal CK generated by the clock signal generation circuit 70 to the input side via the frequency dividing circuit 80 or the like. The comparison clock signal FBCK is a rectangular wave clock signal, and the slope signal generation circuit 22 generates a slope signal SLP having a linear slope from this rectangular wave comparison clock signal FBCK. Note that the slope signal SLP only needs to have a substantially linear slope. For example, the slope signal generation circuit 22 generates a slope signal SLP by tilting the edges of the rectangular wave comparison clock signal FBCK.

第1位相比較回路30は、基準クロック信号RFCKに基づきスロープ信号SLPをサンプリングするサンプリング回路32を有し、サンプリング回路32のサンプリング電圧VSAを出力する。例えばサンプリング回路32は、基準クロック信号RFCKのエッジのタイミングで、スロープ信号SLPをサンプリングする。そして第1位相比較回路30は、サンプリング回路32によりスロープ信号SLPをサンプリングした電圧を、サンプリング電圧VSAとして出力する。基準クロック信号RFCKは例えば後述するように振動子を振動させることなどにより生成されるクロック信号である。 The first phase comparison circuit 30 includes a sampling circuit 32 that samples the slope signal SLP based on the reference clock signal RFCK, and outputs a sampling voltage VSA of the sampling circuit 32. For example, the sampling circuit 32 samples the slope signal SLP at the edge timing of the reference clock signal RFCK. The first phase comparison circuit 30 then outputs the voltage obtained by sampling the slope signal SLP by the sampling circuit 32 as the sampling voltage VSA. The reference clock signal RFCK is a clock signal generated by, for example, vibrating a vibrator as described later.

パルサー回路24は、基準クロック信号RFCKに基づいてパルス信号PLSを出力する。例えばパルサー回路24は、基準クロック信号RFCKがアクティブになる毎にアクティブになる所定のパルス幅のパルス信号PLSを出力する。例えばパルサー回路24は、第1遅延回路と第2遅延回路を有する。そしてパルサー回路24は、基準クロック信号RFCKがアクティブになったタイミングから、第1遅延回路の第1遅延時間だけ遅れたタイミングでアクティブになり、第2遅延回路の第2遅延時間の間、アクティブとなるパルス信号PLSを出力する。なおアクティブのレベルは、ハイレベル又はローレベルの一方であり、非アクティブのレベルはハイレベル又はローレベルの他方である。 The pulser circuit 24 outputs a pulse signal PLS based on the reference clock signal RFCK. For example, the pulser circuit 24 outputs a pulse signal PLS having a predetermined pulse width that becomes active every time the reference clock signal RFCK becomes active. For example, the pulser circuit 24 includes a first delay circuit and a second delay circuit. The pulser circuit 24 becomes active at a timing delayed by the first delay time of the first delay circuit from the timing when the reference clock signal RFCK becomes active, and remains active during the second delay time of the second delay circuit. A pulse signal PLS is output. Note that the active level is either high level or low level, and the inactive level is the other of high level or low level.

第1チャージポンプ回路40は、パルス信号PLSのアクティブ期間において、サンプリング電圧VSAに応じた電流を出力する。例えば第1チャージポンプ回路40は、パルス信号PLSがアクティブになるアクティブ期間において、サンプリング電圧VSAが大きくなるほど大きくなる電流を、チャージポンプ電流としてクロック信号生成回路70に出力する。これによりクロック信号生成回路70は、このチャージポンプ電流に応じた周波数のクロック信号CKを出力するようになる。 The first charge pump circuit 40 outputs a current according to the sampling voltage VSA during the active period of the pulse signal PLS. For example, the first charge pump circuit 40 outputs a current that increases as the sampling voltage VSA increases to the clock signal generation circuit 70 as a charge pump current during an active period in which the pulse signal PLS is active. As a result, the clock signal generation circuit 70 outputs a clock signal CK having a frequency corresponding to this charge pump current.

パルス幅伸長回路90は、分周クロック信号DVCKのパルス幅を伸長して比較用クロック信号FBCKとして出力する。例えば分周クロック信号DVCKのクロックのパルス幅をPW1とし、比較用クロック信号FBCKのクロックのパルス幅をPW2とした場合に、パルス幅伸長回路90は、PW2>PW1が成り立つようにパルス幅が伸長された比較用クロック信号FBCKを出力する。例えば分周クロック信号DVCKのデューティー比をDTY1とし、比較用クロック信号FBCKのデューティー比をDTY2とした場合に、パルス幅伸長回路90は、DTY2>DTY1が成り立つ比較用クロック信号FBCKを出力する。そしてこの比較用クロック信号FBCKが、スロープ信号生成回路22等に入力される。 The pulse width expansion circuit 90 expands the pulse width of the frequency-divided clock signal DVCK and outputs it as a comparison clock signal FBCK. For example, when the clock pulse width of the frequency-divided clock signal DVCK is PW1 and the clock pulse width of the comparison clock signal FBCK is PW2, the pulse width expansion circuit 90 expands the pulse width so that PW2>PW1 holds. The comparison clock signal FBCK is output. For example, when the duty ratio of the frequency-divided clock signal DVCK is DTY1 and the duty ratio of the comparison clock signal FBCK is DTY2, the pulse width expansion circuit 90 outputs the comparison clock signal FBCK in which DTY2>DTY1 holds. This comparison clock signal FBCK is then input to the slope signal generation circuit 22 and the like.

第2位相比較回路50は、デッドゾーン検出回路53とイネーブル信号生成回路54を含む。デッドゾーン検出回路53は、基準クロック信号RFCKと比較用クロック信号FBCKとの位相差がデッドゾーンに入ったか否かを検出する。位相差は位相誤差と言うこともできる。デッドゾーンは不感帯のことであり、例えば、基準クロック信号RFCKと比較用クロック信号FBCKとの位相差が閾値以下となる範囲である。デッドゾーン検出回路53は、このようなデッドゾーンの生成処理を行い、基準クロック信号RFCKと比較用クロック信号FBCKとの位相差がデッドゾーンに入ったか否かを判定する処理を行う。デッドゾーンは、デッドゾーン検出回路53に設けられる遅延回路の遅延時間に基づき生成される。 The second phase comparison circuit 50 includes a dead zone detection circuit 53 and an enable signal generation circuit 54. The dead zone detection circuit 53 detects whether the phase difference between the reference clock signal RFCK and the comparison clock signal FBCK falls within a dead zone. The phase difference can also be called a phase error. The dead zone is a dead zone, and is, for example, a range in which the phase difference between the reference clock signal RFCK and the comparison clock signal FBCK is equal to or less than a threshold value. The dead zone detection circuit 53 performs such dead zone generation processing and determines whether the phase difference between the reference clock signal RFCK and the comparison clock signal FBCK falls within the dead zone. The dead zone is generated based on the delay time of a delay circuit provided in the dead zone detection circuit 53.

イネーブル信号生成回路54は、パルサー回路24のイネーブル信号ENSPや第2チャージポンプ回路60のイネーブル信号ENCPを生成する。イネーブル信号ENSPは、例えば第1イネーブル信号であり、例えばパルサー回路24の動作のイネーブル又はディスエーブル等を行うための信号である。イネーブル信号ENCPは、例えば第2イネーブル信号であり、例えば第2チャージポンプ回路60の動作のイネーブル又はディスエーブル等を行うための信号である。イネーブル信号生成回路54は、デッドゾーンの検出結果に基づいて、イネーブル信号ENSPやイネーブル信号ENCPを生成する。イネーブル信号生成回路54は、イネーブル信号ENSPの反転信号をイネーブル信号ENCPとして生成してもよいし、イネーブル信号ENSPとイネーブル信号ENCPを別個に生成してもよい。 The enable signal generation circuit 54 generates an enable signal ENSP for the pulser circuit 24 and an enable signal ENCP for the second charge pump circuit 60. The enable signal ENSP is, for example, a first enable signal, and is a signal for enabling or disabling the operation of the pulser circuit 24, for example. The enable signal ENCP is, for example, a second enable signal, and is a signal for enabling or disabling the operation of the second charge pump circuit 60, for example. The enable signal generation circuit 54 generates an enable signal ENSP and an enable signal ENCP based on the dead zone detection result. The enable signal generation circuit 54 may generate an inverted signal of the enable signal ENSP as the enable signal ENCP, or may generate the enable signal ENSP and the enable signal ENCP separately.

例えばイネーブル信号生成回路54は、基準クロック信号RFCKと比較用クロック信号FBCKとの位相差がデッドゾーンに入ったデッドゾーン期間において、アクティブになるイネーブル信号ENSPを生成する。このようにすれば、デッドゾーン期間においてイネーブル信号ENSPがアクティブになることで、パルサー回路24がパルス信号PLSを出力するようになる。これにより第1位相比較回路30と第1チャージポンプ回路40とクロック信号生成回路70を含む第1フィードバックループでの第1同期動作であるSPLL動作が可能になる。 For example, the enable signal generation circuit 54 generates the enable signal ENSP that becomes active during a dead zone period in which the phase difference between the reference clock signal RFCK and the comparison clock signal FBCK falls within the dead zone. In this way, the enable signal ENSP becomes active during the dead zone period, so that the pulser circuit 24 outputs the pulse signal PLS. This enables SPLL operation, which is the first synchronous operation, in the first feedback loop including the first phase comparison circuit 30, the first charge pump circuit 40, and the clock signal generation circuit 70.

図15は本実施形態の回路装置20の動作を説明する信号波形図である。例えば電源投入後等においては、回路装置20は、第2フィードバックループでの第2同期動作であるFLL動作を行う。例えば第2位相比較回路50が基準クロック信号RFCKと比較用クロック信号FBCKとの位相比較に基づき出力するアップ信号UPとダウン信号DNとにより、第2チャージポンプ回路60がチャージポンプ動作を行う。そして、このチャージポンプ動作によるチャージポンプ電流がループフィルター回路72に入力されることで、制御電圧が生成され、この制御電圧に基づく電圧制御発振回路74の発振動作によりクロック信号CKが生成される。このクロック信号CKは、分周回路80等を介して第2位相比較回路50に対して、比較用クロック信号FBCKとしてフィードバックされる。これにより図3のA1に示すように、比較用クロック信号FBCKの周波数を基準クロック信号RFCKの周波数に近づけるFLL動作が行われる。なお分周回路80には、クロック信号CKを目標周波数に設定するための分周比設定コードが設定される。例えばクロック信号CKの周波数をfckとし、基準クロック信号RFCKの周波数をfrfとし、分周比をDVとした場合に、fck=DV×frfの関係が成り立つ。 FIG. 15 is a signal waveform diagram illustrating the operation of the circuit device 20 of this embodiment. For example, after the power is turned on, the circuit device 20 performs the FLL operation, which is the second synchronous operation in the second feedback loop. For example, the second charge pump circuit 60 performs a charge pump operation based on the up signal UP and down signal DN output by the second phase comparison circuit 50 based on the phase comparison between the reference clock signal RFCK and the comparison clock signal FBCK. The charge pump current resulting from this charge pump operation is input to the loop filter circuit 72 to generate a control voltage, and the clock signal CK is generated by the oscillation operation of the voltage controlled oscillation circuit 74 based on this control voltage. This clock signal CK is fed back to the second phase comparison circuit 50 as a comparison clock signal FBCK via the frequency dividing circuit 80 and the like. As a result, as shown in A1 of FIG. 3, an FLL operation is performed in which the frequency of the comparison clock signal FBCK approaches the frequency of the reference clock signal RFCK. Note that a frequency dividing ratio setting code for setting the clock signal CK to a target frequency is set in the frequency dividing circuit 80. For example, when the frequency of the clock signal CK is fck, the frequency of the reference clock signal RFCK is frf, and the frequency division ratio is DV, the relationship fck=DV×frf holds true.

具体的にはデッドゾーン検出回路53が、基準クロック信号RFCKと比較用クロック信号FBCKとの位相差がデッドゾーンに入ったか否かを検出し、位相差がデッドゾーンに入っていない非デッドゾーン期間においては、第2チャージポンプ回路60がチャージポンプ動作を行うことで、第2フィードバックループでのFLL動作が行われるようになる。なお図15のA2、A3では、SPLL動作のイネーブル信号ENSPが過渡的にアクティブになっているが、これは、基準クロック信号RFCKと比較用クロック信号FBCKが異なる周波数であっても、位相が360度回っている場合には、同じ周波数であると判断されるからである。 Specifically, the dead zone detection circuit 53 detects whether the phase difference between the reference clock signal RFCK and the comparison clock signal FBCK falls within the dead zone, and determines whether or not the phase difference between the reference clock signal RFCK and the comparison clock signal FBCK falls within the dead zone, and detects a non-dead zone period during which the phase difference does not fall within the dead zone. In this case, the second charge pump circuit 60 performs the charge pump operation, thereby performing the FLL operation in the second feedback loop. Note that in A2 and A3 of FIG. 15, the SPLL operation enable signal ENSP is transiently active, but this is because even if the reference clock signal RFCK and the comparison clock signal FBCK have different frequencies, the phase is 360 degrees. This is because if the frequencies are rotating twice, it is determined that the frequencies are the same.

そして、このようなFLL動作により、A4に示すように比較用クロック信号FBCKの周波数が基準クロック信号RFCKの周波数に近づいて、位相差がデッドゾーンに入ったことが検出される。このように位相差がデッドゾーンに入ったデッドゾーン期間においては、イネーブル信号ENSPがアクティブになる。これにより、パルサー回路24がパルス信号PLSを出力し、第1チャージポンプ回路40が、パルス信号PLSのアクティブ期間において、第1位相比較回路30のサンプリング回路32のサンプリング電圧VSAに応じたチャージポンプ電流を出力するようになる。そして、このチャージポンプ電流がループフィルター回路72に入力されることで、制御電圧が生成され、この制御電圧に基づく電圧制御発振回路74の発振動作によりクロック信号CKが生成される。これにより図3のA5に示すように、基準クロック信号RFCKと比較用クロック信号FBCKの位相を更に近づけるSPLLによる位相同期が行われるようになる。 Through such FLL operation, it is detected that the frequency of the comparison clock signal FBCK approaches the frequency of the reference clock signal RFCK and the phase difference enters the dead zone, as shown at A4. During the dead zone period in which the phase difference enters the dead zone, the enable signal ENSP becomes active. As a result, the pulser circuit 24 outputs the pulse signal PLS, and the first charge pump circuit 40 outputs a charge pump current according to the sampling voltage VSA of the sampling circuit 32 of the first phase comparison circuit 30 during the active period of the pulse signal PLS. will now be output. This charge pump current is input to the loop filter circuit 72 to generate a control voltage, and the clock signal CK is generated by the oscillation operation of the voltage controlled oscillation circuit 74 based on this control voltage. As a result, as shown at A5 in FIG. 3, phase synchronization by SPLL is performed to bring the reference clock signal RFCK and comparison clock signal FBCK closer in phase.

このように図15では、基準クロック信号RFCKと比較用クロック信号FBCKの位相差がデッドゾーンに入るまでは、第2フィードバックループによるFLL動作が行われる。そして位相差がデッドゾーンに入ったことが検出されると、第2フィードバックループによるFLL動作から、第1フィードバックループによるSPLL動作に切り替わる。この第1フィードバックループでのSPLL動作によれば、第2フィードバックループでのFLL動作に比べて、PLLでのゲインを大きくすることが可能になり、PLLのインバンドノイズを低減できるようになる。即ちSPLL動作でのゲインは、スロープ信号SLPの傾きや、アンプ回路APのトランスコンダクタンスGmや、パルス信号PLSのアクティブ期間の長さなどにより設定される。例えばスロープ信号SLPの傾きを大きくしたり、トランスコンダクタンスGmを大きくしたり、パルス信号PLSのアクティブ期間を長くすることで、ゲインを高く設定することができる。これにより、例えば基準クロック信号RFCKと比較用クロック信号FBCKの位相差が増加した場合にも、高いPLLのゲインにより位相差を短時間で近づけることができ、FLL動作に比べて、インバンドノイズを低減することが可能になる。そしてインバンドノイズが低減されることで、クロック信号CKの位相ノイズを低減でき、ノイズ特性が良いクロック信号CKを生成できるようになる。 In this way, in FIG. 15, the FLL operation is performed by the second feedback loop until the phase difference between the reference clock signal RFCK and the comparison clock signal FBCK enters the dead zone. When it is detected that the phase difference has entered the dead zone, the FLL operation using the second feedback loop is switched to the SPLL operation using the first feedback loop. According to the SPLL operation in the first feedback loop, the gain in the PLL can be increased compared to the FLL operation in the second feedback loop, and the in-band noise of the PLL can be reduced. That is, the gain in the SPLL operation is set by the slope of the slope signal SLP, the transconductance Gm of the amplifier circuit AP, the length of the active period of the pulse signal PLS, and the like. For example, the gain can be set high by increasing the slope of the slope signal SLP, increasing the transconductance Gm, or lengthening the active period of the pulse signal PLS. As a result, even if, for example, the phase difference between the reference clock signal RFCK and the comparison clock signal FBCK increases, the phase difference can be brought closer in a short time due to the high PLL gain, and in-band noise is reduced compared to FLL operation. It becomes possible to reduce the By reducing the in-band noise, the phase noise of the clock signal CK can be reduced, and a clock signal CK with good noise characteristics can be generated.

以上のように本実施形態によれば、第1位相比較回路30、第1チャージポンプ回路40、クロック信号生成回路70を含む第1フィードバックループでの第1同期動作や、第2位相比較回路50、第2チャージポンプ回路60、クロック信号生成回路70を含む第2フィードバックループでの第2同期動作を行うPLL回路を実現できる。この場合に本実施形態では、パルス幅伸長回路90が、分周回路80からの分周クロック信号DVCKのパルス幅を伸長して比較用クロック信号FBCKとして出力する。これにより、分周クロック信号DVCKが、例えばデューティー比が50%よりも小さいクロック信号であった場合にも、分周クロック信号DVCKのパルス幅を伸長した比較用クロック信号FBCKを、スロープ信号生成回路22に入力できるようになる。従って、スロープ信号生成回路22が、パルス幅が伸長された比較用クロック信号FBCKに基づいてスロープ信号SLPを生成し、第1位相比較回路30のサンプリング回路32が、このスロープ信号SLPをサンプリングしたサンプリング電圧VSAを第1チャージポンプ回路40に出力できるようになる。これにより、分周クロック信号DVCKが狭パルス幅のクロック信号である場合にも、電圧変動が抑制されたサンプリング電圧VSAを第1チャージポンプ回路40に出力して、第1チャージポンプ回路40の適正なチャージポンプ動作を実現できるようになる。 As described above, according to the present embodiment, the first synchronous operation in the first feedback loop including the first phase comparison circuit 30, the first charge pump circuit 40, and the clock signal generation circuit 70, and the second phase comparison circuit 50 , the second charge pump circuit 60, and the clock signal generation circuit 70, it is possible to realize a PLL circuit that performs a second synchronous operation in a second feedback loop. In this case, in this embodiment, the pulse width expansion circuit 90 expands the pulse width of the divided clock signal DVCK from the frequency division circuit 80 and outputs it as the comparison clock signal FBCK. As a result, even if the frequency-divided clock signal DVCK is a clock signal with a duty ratio smaller than 50%, for example, the comparison clock signal FBCK obtained by expanding the pulse width of the frequency-divided clock signal DVCK can be used by the slope signal generation circuit. 22 can now be entered. Therefore, the slope signal generation circuit 22 generates the slope signal SLP based on the comparison clock signal FBCK whose pulse width has been expanded, and the sampling circuit 32 of the first phase comparison circuit 30 samples the slope signal SLP. The voltage VSA can now be output to the first charge pump circuit 40. As a result, even when the frequency-divided clock signal DVCK is a clock signal with a narrow pulse width, the sampling voltage VSA with voltage fluctuations suppressed is output to the first charge pump circuit 40, and the first charge pump circuit 40 is properly controlled. This makes it possible to realize charge pump operation.

即ち分周回路80が出力する分周クロック信号DVCKは、デューティー比が50%よりも小さい狭パルスの信号になる場合が多く、回路構成によっては、パルス幅が非常に小さなクロック信号になってしまう。またクロック信号生成回路70の電圧制御発振回路74の発振周波数が高くなると、分周クロック信号DVCKのパルス幅は更に小さくなってしまう。例えば本実施形態の回路装置20によるPLL回路では、振動子等を用いて生成された例えば100~200MHz程度の周波数の基準クロック信号RFCKに基づいて、例えば数GHz程度のクロック信号CKを生成する。この場合に分周クロック信号DVCKのパルス幅は、分周回路80の回路構成によっては、クロック信号CKの数クロック分のパルス幅になる場合があり、例えば分周クロック信号DVCKが数nsの狭パルス幅のクロック信号になってしまう場合がある。このような狭パルス幅の分周クロック信号DVCKに基づきスロープ信号生成回路22がスロープ信号SLPを生成し、サンプリング回路32がスロープ信号SLPのサンプリング動作を行うと、サンプリング電圧VSAが変動するなどの問題が発生する。この場合にも本実施形態では、パルス幅伸長回路90が、分周回路80からの分周クロック信号DVCKのパルス幅を伸長し、パルス幅が伸長された比較用クロック信号FBCKがスロープ信号生成回路22に入力されるため、上記のような問題の発生を防止することが可能になる。 That is, the frequency-divided clock signal DVCK output by the frequency dividing circuit 80 is often a narrow pulse signal with a duty ratio of less than 50%, and depending on the circuit configuration, the frequency-divided clock signal DVCK may become a clock signal with a very small pulse width. . Furthermore, as the oscillation frequency of the voltage controlled oscillation circuit 74 of the clock signal generation circuit 70 increases, the pulse width of the frequency-divided clock signal DVCK becomes even smaller. For example, in the PLL circuit of the circuit device 20 of this embodiment, a clock signal CK of, for example, several GHz is generated based on a reference clock signal RFCK of a frequency of, for example, about 100 to 200 MHz, which is generated using a vibrator or the like. In this case, the pulse width of the divided clock signal DVCK may be several clocks of the clock signal CK depending on the circuit configuration of the frequency dividing circuit 80. For example, the pulse width of the divided clock signal DVCK may be as narrow as several ns. In some cases, the clock signal becomes a pulse-width clock signal. When the slope signal generation circuit 22 generates the slope signal SLP based on the frequency-divided clock signal DVCK having such a narrow pulse width, and the sampling circuit 32 performs a sampling operation of the slope signal SLP, problems such as fluctuations in the sampling voltage VSA occur. occurs. In this case as well, in this embodiment, the pulse width expansion circuit 90 expands the pulse width of the frequency-divided clock signal DVCK from the frequency division circuit 80, and the comparison clock signal FBCK with the expanded pulse width is sent to the slope signal generation circuit. 22, it is possible to prevent the above problems from occurring.

図16は本実施形態の第3構成例である。第3構成例はサブサンプリングPLLの回路装置20が構成例である。サブサンプリングPLLである第3構成例は、第2構成例とPLL回路150内のフィードバックループの構成が異なっている。具体的には、第3構成例は、第1位相比較回路30、第1チャージポンプ回路40を経由する第1フィードバックループを有する。そして、第2構成例の構成と異なり、クロック信号生成回路70の電圧制御発振回路74からの発振信号VCOSが、第1位相比較回路30にフィードバックされている。また、第1位相比較回路30の構成も第2構成例と異なっている。そして、第3構成例には、第2構成例に設けられているスロープ信号生成回路22やパルス幅伸長回路90は設けられていない。なお第3構成例では、VCOの発振信号VCOSをバッファー回路BUFを介して第1位相比較回路30に入力しているが、バッファー回路BUFを設けない構成も可能である。 FIG. 16 is a third configuration example of this embodiment. The third configuration example is a circuit device 20 of a subsampling PLL. The third configuration example, which is a subsampling PLL, differs from the second configuration example in the configuration of the feedback loop within the PLL circuit 150. Specifically, the third configuration example has a first feedback loop that passes through the first phase comparison circuit 30 and the first charge pump circuit 40. Further, unlike the configuration of the second configuration example, the oscillation signal VCOS from the voltage controlled oscillation circuit 74 of the clock signal generation circuit 70 is fed back to the first phase comparison circuit 30. Further, the configuration of the first phase comparator circuit 30 is also different from the second configuration example. The third configuration example is not provided with the slope signal generation circuit 22 and the pulse width expansion circuit 90 that are provided in the second configuration example. Note that in the third configuration example, the oscillation signal VCOS of the VCO is input to the first phase comparator circuit 30 via the buffer circuit BUF, but a configuration in which the buffer circuit BUF is not provided is also possible.

サブサンプリングPLLである第3構成例では、VCOである電圧制御発振回路74からの正弦波の発振信号VCOSが、フィードバック信号FBSGとして第1位相比較回路30に入力され、第1位相比較回路30のサンプリング回路32が、基準クロック信号RFCKに基づいて発振信号VCOSのサンプリングを行う。そして正弦波の発振信号VCOSの例えばゼロクロス点での傾きが、第2構成例におけるスロープ信号SLPの傾きと同様の機能を果たすことになる。この場合に第3構成例では、発振信号VCOSの正弦波の波形のM個毎にサンプリングが行われるようになる。例えば発振信号VCOSのサンプリングタイミングを、デルタシグマ変調器を有する時間デジタル変換器(DCT)により設定することで、フラクショナル-N型のサブサンプリングPLLを実現できる。 In the third configuration example, which is a subsampling PLL, the sine wave oscillation signal VCOS from the voltage controlled oscillation circuit 74, which is a VCO, is input to the first phase comparison circuit 30 as a feedback signal FBSG. A sampling circuit 32 samples the oscillation signal VCOS based on the reference clock signal RFCK. The slope of the sine wave oscillation signal VCOS, for example, at the zero-crossing point serves the same function as the slope of the slope signal SLP in the second configuration example. In this case, in the third configuration example, sampling is performed every M sine wave waveforms of the oscillation signal VCOS. For example, a fractional-N type subsampling PLL can be realized by setting the sampling timing of the oscillation signal VCOS using a time-to-digital converter (DCT) having a delta-sigma modulator.

サブサンプリングPLLである第3構成例は、その第1フィードバックループに分周回路80が設けられないため、分周回路80を原因とするノイズを低減できるという利点がある。一方、第1位相比較回路30は、例えば数GHzというような周波数の高い発振信号VCOSに対してサンプリング処理を行う必要があるため、CMOS回路による動作や設計が難しくなる。 The third configuration example, which is a subsampling PLL, has the advantage that noise caused by the frequency dividing circuit 80 can be reduced because the frequency dividing circuit 80 is not provided in the first feedback loop. On the other hand, the first phase comparator circuit 30 needs to perform sampling processing on the oscillation signal VCOS having a high frequency of, for example, several GHz, which makes operation and design using a CMOS circuit difficult.

4.発振器
図17に本実施形態の発振器4の第1構成例を示す。本実施形態の発振器4は、本実施形態の回路装置20と、基準クロック信号RFCKを生成するための振動子10を含む。例えば図17において、振動子10は回路装置20に電気的に接続されている。例えば振動子10及び回路装置20を収納するパッケージの内部配線、ボンディングワイヤー又は金属バンプ等を用いて、振動子10と回路装置20は電気的に接続されている。
4. Oscillator FIG. 17 shows a first configuration example of the oscillator 4 of this embodiment. The oscillator 4 of this embodiment includes a circuit device 20 of this embodiment and a resonator 10 for generating a reference clock signal RFCK. For example, in FIG. 17, the vibrator 10 is electrically connected to the circuit device 20. For example, the vibrator 10 and the circuit device 20 are electrically connected using internal wiring of a package housing the vibrator 10 and the circuit device 20, bonding wires, metal bumps, or the like.

振動子10は、電気的な信号により機械的な振動を発生する素子である。振動子10は、例えば水晶振動片などの振動片により実現できる。例えば振動子10は、カット角がATカットやSCカットなどの厚みすべり振動する水晶振動片、音叉型水晶振動片、又は双音叉型水晶振動片などにより実現できる。例えば振動子10は、SPXO(Simple Packaged Crystal Oscillator)の発振器に内蔵される振動子であってもよいし、恒温槽を備えない温度補償型水晶発振器(TCXO)に内蔵されている振動子や、恒温槽を備える恒温槽型水晶発振器(OCXO)に内蔵されている振動子であってもよい。なお本実施形態の振動子10は、例えば厚みすべり振動型、音叉型又は双音叉型以外の振動片や、水晶以外の材料で形成された圧電振動片などの種々の振動片により実現することも可能である。例えば振動子10として、SAW(Surface Acoustic Wave)共振子や、シリコン基板を用いて形成されたシリコン製振動子としてのMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)振動子等を採用することも可能である。 The vibrator 10 is an element that generates mechanical vibrations based on electrical signals. The vibrator 10 can be realized by, for example, a vibrating piece such as a crystal vibrating piece. For example, the vibrator 10 can be realized by a crystal vibrating piece with a cut angle of AT cut or SC cut that vibrates through thickness shear, a tuning fork type crystal vibrating piece, a twin tuning fork type crystal vibrating piece, or the like. For example, the resonator 10 may be a resonator built into an SPXO (Simple Packaged Crystal Oscillator) oscillator, or a resonator built into a temperature compensated crystal oscillator (TCXO) that does not have a constant temperature oven. The vibrator may be built in a constant temperature oven type crystal oscillator (OCXO) equipped with a constant temperature oven. Note that the vibrator 10 of this embodiment may be realized by various types of vibrating pieces, such as a vibrating piece other than a thickness-shear vibrating type, a tuning fork type, or a double tuning fork type, or a piezoelectric vibrating piece formed of a material other than crystal. It is possible. For example, as the vibrator 10, it is also possible to employ a SAW (Surface Acoustic Wave) resonator, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) vibrator as a silicon vibrator formed using a silicon substrate, or the like.

図17の回路装置20は、発振回路130、PLL回路150、制御回路160、出力回路180を含む。発振回路130は振動子10を発振させる回路である。例えば発振回路130は、振動子10を発振させることで発振信号を生成する。例えば発振回路130は、振動子10の一端及び他端に電気的に接続される発振用の駆動回路と、キャパシターや抵抗などの受動素子により実現できる。駆動回路は、例えばCMOSのインバーター回路やバイポーラートランジスターにより実現できる。駆動回路は、発振回路130のコア回路であり、駆動回路が、振動子10を電圧駆動又は電流駆動することで、振動子10を発振させる。発振回路130としては、例えばインバーター型、ピアース型、コルピッツ型、又はハートレー型などの種々のタイプの発振回路を用いることができる。なお本実施形態における接続は電気的な接続である。電気的な接続は、電気信号が伝達可能に接続されていることであり、電気信号による情報の伝達が可能となる接続である。電気的な接続は受動素子等を介した接続であってもよい。 The circuit device 20 in FIG. 17 includes an oscillation circuit 130, a PLL circuit 150, a control circuit 160, and an output circuit 180. The oscillation circuit 130 is a circuit that causes the vibrator 10 to oscillate. For example, the oscillation circuit 130 generates an oscillation signal by causing the vibrator 10 to oscillate. For example, the oscillation circuit 130 can be realized by an oscillation drive circuit electrically connected to one end and the other end of the vibrator 10, and passive elements such as a capacitor and a resistor. The drive circuit can be realized by, for example, a CMOS inverter circuit or a bipolar transistor. The drive circuit is a core circuit of the oscillation circuit 130, and causes the vibrator 10 to oscillate by driving the vibrator 10 with voltage or current. As the oscillation circuit 130, various types of oscillation circuits can be used, such as an inverter type, Pierce type, Colpitts type, or Hartley type. Note that the connection in this embodiment is an electrical connection. Electrical connection is a connection that allows transmission of electrical signals, and is a connection that allows transmission of information by electrical signals. The electrical connection may be through a passive element or the like.

PLL回路150は、図1等で説明した本実施形態の各回路により実現されるPLL回路である。PLL回路150には、発振回路130により振動子10を発振させた発振信号に基づくクロック信号が、基準クロック信号RFCKとして入力される。そしてPLL回路150は、振動子10の発振信号に基づく基準クロック信号RFCKと、比較用クロック信号FBCKとの位相比較を行って、チャージポンプ動作等によりクロック信号CKを生成する。そしてPLL回路150は、基準クロック信号RFCKと比較用クロック信号FBCKの位相差がデッドゾーンに入っていない場合には、第2フィードバックループのFLL動作による同期動作を行い、位相差がデッドゾーンに入った場合には、第1フィードバックループのSPLL動作による同期動作を行う。 The PLL circuit 150 is a PLL circuit realized by each circuit of this embodiment described in FIG. 1 and the like. A clock signal based on an oscillation signal generated by the oscillation circuit 130 that causes the vibrator 10 to oscillate is input to the PLL circuit 150 as a reference clock signal RFCK. Then, the PLL circuit 150 compares the phases of the reference clock signal RFCK based on the oscillation signal of the vibrator 10 and the comparison clock signal FBCK, and generates the clock signal CK by a charge pump operation or the like. Then, when the phase difference between the reference clock signal RFCK and the comparison clock signal FBCK is not within the dead zone, the PLL circuit 150 performs a synchronization operation by the FLL operation of the second feedback loop, and the phase difference between the reference clock signal RFCK and the comparison clock signal FBCK is within the dead zone. In this case, a synchronous operation is performed using the SPLL operation of the first feedback loop.

制御回路160は、ロジック回路であり、種々の制御処理や演算処理を行う。例えば制御回路160は、回路装置20の全体の制御を行ったり、回路装置20の動作シーケンスの制御を行う。また制御回路160は、発振回路130の制御のための各種の処理を行う。制御回路160は、例えばゲートアレイ等の自動配置配線によるASIC(Application Specific Integrated Circuit)の回路により実現できる。 The control circuit 160 is a logic circuit and performs various control processing and calculation processing. For example, the control circuit 160 controls the entire circuit device 20 and controls the operation sequence of the circuit device 20. Further, the control circuit 160 performs various processes for controlling the oscillation circuit 130. The control circuit 160 can be realized by, for example, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) circuit such as a gate array that is automatically placed and routed.

そして制御回路160は、デルタシグマ変調器162と積算器164を含む。例えば本実施形態の分周回路80が位相補間型の分周回路などである場合に、デルタシグマ変調器162は、分周比設定コードの分周比の小数部に基づいてデルタシグマ変調を行い、積算器164は、デルタシグマ変調器162の出力の積算処理を行う。そして積算器164の積算結果に基づく補間制御コードに基づいて、複数の補間クロック信号から分周クロック信号DVCKを選択する処理などが行われる。また分周比設定コードの分周比の整数部に基づいて、分周回路80の整数分周器での整数分周が行われる。 Control circuit 160 includes a delta-sigma modulator 162 and an integrator 164. For example, when the frequency divider circuit 80 of this embodiment is a phase interpolation type frequency divider circuit, the delta-sigma modulator 162 performs delta-sigma modulation based on the fractional part of the frequency division ratio of the frequency division ratio setting code. , an integrator 164 performs an integration process on the output of the delta-sigma modulator 162. Based on the interpolation control code based on the integration result of the integrator 164, processing for selecting the frequency-divided clock signal DVCK from a plurality of interpolated clock signals is performed. Integer frequency division is performed by the integer frequency divider of the frequency division circuit 80 based on the integer part of the frequency division ratio of the frequency division ratio setting code.

出力回路180は、PLL回路150からのクロック信号CKをバッファリングして出力クロック信号CKQを出力する。この出力クロック信号CKQが発振器4の外部出力クロック信号になる。この出力回路180は図2の出力回路78に対応する。また出力回路180は、外部からの出力イネーブル信号OEが入力され、出力イネーブル信号OEがアクティブである場合に、出力クロック信号CKQを出力する。これにより発振器4の外部に対して出力クロック信号CKQが出力されるようになる。一方、出力イネーブル信号OEが非アクティブである場合には、出力クロック信号CKQの出力端子は、例えばローレベル等の固定電圧に設定される。 Output circuit 180 buffers clock signal CK from PLL circuit 150 and outputs output clock signal CKQ. This output clock signal CKQ becomes the external output clock signal of the oscillator 4. This output circuit 180 corresponds to output circuit 78 in FIG. Further, the output circuit 180 receives an external output enable signal OE, and outputs an output clock signal CKQ when the output enable signal OE is active. As a result, the output clock signal CKQ is outputted to the outside of the oscillator 4. On the other hand, when the output enable signal OE is inactive, the output terminal of the output clock signal CKQ is set to a fixed voltage such as a low level.

なお図17では温度補償回路が設けられておらず、この場合には発振器4はSPXOの発振器になる。具体的には発振器4は、PLL回路150に設定される分周比設定コードにより任意の周波数の出力クロック信号CKQを出力できるプログラマブルのSPXOになる。但し図17の構成において、温度センサーの温度検出結果に基づいて温度補償処理を行う温度補償回路を設けて、TCXOの発振器4の構成としてもよい。この場合には、温度補償回路からの温度補償電圧により容量が制御される可変容量回路を、発振回路130に設ければよい。 Note that in FIG. 17, a temperature compensation circuit is not provided, and in this case, the oscillator 4 becomes an SPXO oscillator. Specifically, the oscillator 4 is a programmable SPXO that can output an output clock signal CKQ of any frequency according to a division ratio setting code set in the PLL circuit 150. However, in the configuration of FIG. 17, the oscillator 4 of the TCXO may be configured by providing a temperature compensation circuit that performs temperature compensation processing based on the temperature detection result of the temperature sensor. In this case, the oscillation circuit 130 may be provided with a variable capacitance circuit whose capacitance is controlled by the temperature compensation voltage from the temperature compensation circuit.

図18に発振器4の第2構成例を示す。図18の発振器4は、振動子10と、第1回路装置である回路装置20と、第2回路装置である本実施形態の回路装置20を含む。 FIG. 18 shows a second configuration example of the oscillator 4. The oscillator 4 in FIG. 18 includes a vibrator 10, a circuit device 20 that is a first circuit device, and a circuit device 20 of this embodiment that is a second circuit device.

回路装置20は、発振回路130、温度補償回路140、温度センサー148、制御回路160、出力回路180を含む。なお制御回路160、出力回路180の構成は図17と同様であるため詳細な説明は省略する。 Circuit device 20 includes an oscillation circuit 130, a temperature compensation circuit 140, a temperature sensor 148, a control circuit 160, and an output circuit 180. Note that the configurations of the control circuit 160 and the output circuit 180 are the same as those in FIG. 17, so detailed explanations will be omitted.

発振回路130は可変容量回路132を含む。可変容量回路132は、振動子10の一端及び他端の少なくとも一方に設けられ、振動子10の負荷容量を調整するための回路である。可変容量回路132の容量の調整により、発振回路130の発振周波数が調整される。可変容量回路132は、例えばバラクターなどの可変容量素子により実現できる。例えば可変容量回路132は、温度補償電圧に基づいて容量が制御される可変容量素子により実現できる。或いは可変容量回路132を、キャパシターアレイと、キャパシターアレイに接続されるスイッチアレイとにより実現してもよい。この場合にはスイッチアレイが含む複数のスイッチを例えばデジタルの制御信号によりオン又はオフにすることで、可変容量回路132の容量が制御される。 Oscillation circuit 130 includes a variable capacitance circuit 132. The variable capacitance circuit 132 is provided at at least one of one end and the other end of the vibrator 10 and is a circuit for adjusting the load capacitance of the vibrator 10. By adjusting the capacitance of the variable capacitance circuit 132, the oscillation frequency of the oscillation circuit 130 is adjusted. The variable capacitance circuit 132 can be realized by, for example, a variable capacitance element such as a varactor. For example, the variable capacitance circuit 132 can be realized by a variable capacitance element whose capacitance is controlled based on a temperature compensation voltage. Alternatively, the variable capacitance circuit 132 may be realized by a capacitor array and a switch array connected to the capacitor array. In this case, the capacitance of the variable capacitance circuit 132 is controlled by turning on or off a plurality of switches included in the switch array using, for example, a digital control signal.

温度補償回路140は、発振回路130の発振周波数の温度補償を行う回路である。例えば温度補償回路140は、温度センサー148の温度検出結果に基づいて、発振回路130の発振周波数を温度補償する温度補償信号を出力する。温度補償は、例えば温度変動による発振周波数の変動を抑制して補償する処理である。即ち温度補償回路140は、温度変動があった場合にも発振周波数が一定になるように、発振回路130の発振周波数の温度補償を行う。具体的には温度補償回路140は温度補償信号として温度補償電圧を生成する。そしてこの温度補償電圧を容量制御電圧として可変容量回路132の容量が制御されることで、発振周波数の温度補償処理が実現される。温度補償回路140としては、例えば多項式近似によるアナログ方式の温度補償を行う温度補償回路を用いることができる。例えば振動子10の周波数温度特性を補償する温度補償電圧が多項式により近似される場合に、温度補償回路140は、当該多項式の係数情報に基づいてアナログ方式の温度補償を行う。アナログ方式の温度補償は、例えばアナログ信号である電流信号や電圧信号の加算処理等により実現される温度補償である。 The temperature compensation circuit 140 is a circuit that performs temperature compensation for the oscillation frequency of the oscillation circuit 130. For example, the temperature compensation circuit 140 outputs a temperature compensation signal that temperature-compensates the oscillation frequency of the oscillation circuit 130 based on the temperature detection result of the temperature sensor 148. Temperature compensation is a process of suppressing and compensating for fluctuations in oscillation frequency due to temperature fluctuations, for example. That is, the temperature compensation circuit 140 performs temperature compensation on the oscillation frequency of the oscillation circuit 130 so that the oscillation frequency remains constant even when there is a temperature fluctuation. Specifically, the temperature compensation circuit 140 generates a temperature compensation voltage as a temperature compensation signal. Then, by controlling the capacitance of the variable capacitance circuit 132 using this temperature compensation voltage as a capacitance control voltage, temperature compensation processing of the oscillation frequency is realized. As the temperature compensation circuit 140, for example, a temperature compensation circuit that performs analog temperature compensation using polynomial approximation can be used. For example, when the temperature compensation voltage that compensates for the frequency-temperature characteristics of the vibrator 10 is approximated by a polynomial, the temperature compensation circuit 140 performs analog temperature compensation based on coefficient information of the polynomial. Analog temperature compensation is realized by, for example, addition processing of current signals and voltage signals, which are analog signals.

温度センサー148は温度を検出するセンサーである。具体的には温度センサー148は、環境の温度に応じて変化する温度依存電圧を、温度検出信号である温度検出電圧として出力する。例えば温度センサー148は、温度依存性を有する回路素子を利用して温度検出信号である温度検出電圧を生成する。具体的には温度センサー148は、例えばPN接合の順方向電圧が有する温度依存性を用いることで、温度に依存して電圧が変化する温度検出電圧を出力する。 Temperature sensor 148 is a sensor that detects temperature. Specifically, the temperature sensor 148 outputs a temperature-dependent voltage that changes depending on the temperature of the environment as a temperature detection voltage that is a temperature detection signal. For example, the temperature sensor 148 generates a temperature detection voltage, which is a temperature detection signal, using a circuit element having temperature dependence. Specifically, the temperature sensor 148 outputs a temperature detection voltage whose voltage changes depending on the temperature, for example, by using the temperature dependence of the forward voltage of a PN junction.

そして図18では温度補償回路140は、温度センサー148での温度検出結果に基づいて第1温度補償処理を行う。これにより、発振回路130により振動子10を発振させることで生成されたクロック信号CK1に対して第1温度補償処理が行われ、第1温度補償処理後のクロック信号CK1が回路装置20から出力される。そして第1温度補償処理後のクロック信号CK1は、回路装置20に入力される。 In FIG. 18, the temperature compensation circuit 140 performs the first temperature compensation process based on the temperature detection result by the temperature sensor 148. As a result, the first temperature compensation process is performed on the clock signal CK1 generated by oscillating the vibrator 10 by the oscillation circuit 130, and the clock signal CK1 after the first temperature compensation process is output from the circuit device 20. Ru. The clock signal CK1 after the first temperature compensation process is input to the circuit device 20.

回路装置20は、PLL回路250、制御回路260、温度センサー248、出力回路280を含む。 Circuit device 20 includes a PLL circuit 250, a control circuit 260, a temperature sensor 248, and an output circuit 280.

PLL回路250は、図1等で説明した本実施形態の各回路により実現されるPLL回路である。PLL回路250には、振動子10の発振信号に基づくクロック信号CK1が、回路装置20から、基準クロック信号RFCKとして入力される。そしてPLL回路250は、振動子10の発振信号に基づく基準クロック信号RFCKと、比較用クロック信号FBCKとの位相比較を行って、チャージポンプ動作等によりクロック信号CKを生成する。そしてPLL回路250は、基準クロック信号RFCKと比較用クロック信号FBCKの位相差がデッドゾーンに入っていない場合には、第2フィードバックループのFLL動作による同期動作を行い、位相差がデッドゾーンに入った場合には、第1フィードバックループのSPLL動作による同期動作を行う。 The PLL circuit 250 is a PLL circuit realized by each circuit of this embodiment described in FIG. 1 and the like. A clock signal CK1 based on the oscillation signal of the vibrator 10 is input to the PLL circuit 250 from the circuit device 20 as a reference clock signal RFCK. Then, the PLL circuit 250 compares the phases of the reference clock signal RFCK based on the oscillation signal of the vibrator 10 and the comparison clock signal FBCK, and generates the clock signal CK by a charge pump operation or the like. Then, when the phase difference between the reference clock signal RFCK and the comparison clock signal FBCK does not fall within the dead zone, the PLL circuit 250 performs a synchronization operation using the FLL operation of the second feedback loop, so that the phase difference falls within the dead zone. In this case, a synchronous operation is performed using the SPLL operation of the first feedback loop.

そして出力回路280は、PLL回路250からのクロック信号CKをバッファリングして、出力クロック信号CKQを出力する。この出力クロック信号CKQが発振器4の外部出力クロック信号になる。 The output circuit 280 buffers the clock signal CK from the PLL circuit 250 and outputs the output clock signal CKQ. This output clock signal CKQ becomes the external output clock signal of the oscillator 4.

制御回路260は、デルタシグマ変調器262と演算回路263を含み、演算回路263は積算器264を含む。デルタシグマ変調器262、積算器264の構成、動作は図17のデルタシグマ変調器162、積算器164と同様であるため、詳細な説明を省略する。 The control circuit 260 includes a delta-sigma modulator 262 and an arithmetic circuit 263, and the arithmetic circuit 263 includes an integrator 264. The configurations and operations of the delta-sigma modulator 262 and integrator 264 are similar to those of the delta-sigma modulator 162 and integrator 164 in FIG. 17, so detailed explanations will be omitted.

また回路装置20は第2温度補償処理を行う。この第2温度補償処理は、例えば制御回路260の演算回路263により行われる。即ち回路装置20は、回路装置20により行われた第1補償処理後のクロック信号CK1に対して、第2温度補償処理を行う。例えば回路装置20は、温度センサー248等の温度検出結果に基づいて、第2温度補償処理を行う。具体的には回路装置20の演算回路263は、温度センサー248や温度センサー148での温度検出結果と、学習済みモデルの情報とに基づいて、ニューラルネットワーク演算等による第2温度補償処理を行う。例えば不図示の記憶回路は、温度計測結果に対して、対応する温度補償値が得られるように機械学習させた学習済みモデルの情報を記憶する。演算回路263は、温度検出結果と記憶回路の学習済みモデルの情報とに基づいて、各温度に対応する温度補償値を求める第2温度補償処理を行う。 The circuit device 20 also performs a second temperature compensation process. This second temperature compensation process is performed, for example, by the arithmetic circuit 263 of the control circuit 260. That is, the circuit device 20 performs the second temperature compensation process on the clock signal CK1 after the first compensation process performed by the circuit device 20. For example, the circuit device 20 performs the second temperature compensation process based on the temperature detection result of the temperature sensor 248 or the like. Specifically, the arithmetic circuit 263 of the circuit device 20 performs the second temperature compensation process by neural network calculation or the like based on the temperature detection results from the temperature sensor 248 or the temperature sensor 148 and information on the learned model. For example, a storage circuit (not shown) stores information about a trained model that has been subjected to machine learning so that a temperature compensation value corresponding to the temperature measurement result can be obtained. The arithmetic circuit 263 performs a second temperature compensation process to obtain a temperature compensation value corresponding to each temperature based on the temperature detection result and the learned model information in the storage circuit.

このように図18では、回路装置20が第1温度補償処理を行ってクロック信号CK1を回路装置20に出力し、回路装置20が第2温度補償処理を行って出力クロック信号CKQを出力する。これにより、回路装置20による第1温度補償処理と回路装置20による第2温度補償処理が行われた出力クロック信号CKQが、発振器4から出力されるようになる。このようにすることで、より高精度な温度補償処理を実現しながら、位相ノイズ等が低減された出力クロック信号CKQを、発振器4から出力できるようになる。なお回路装置20に、恒温槽の温度を制御するヒーター制御回路を設けて、OCXOの発振器4を実現するようにしてもよい。 As described above, in FIG. 18, the circuit device 20 performs the first temperature compensation process and outputs the clock signal CK1 to the circuit device 20, and the circuit device 20 performs the second temperature compensation process and outputs the output clock signal CKQ. As a result, the output clock signal CKQ, which has been subjected to the first temperature compensation process by the circuit device 20 and the second temperature compensation process by the circuit device 20, is output from the oscillator 4. By doing so, the oscillator 4 can output an output clock signal CKQ with reduced phase noise and the like while realizing more accurate temperature compensation processing. Note that the circuit device 20 may be provided with a heater control circuit that controls the temperature of the thermostatic oven to realize the OCXO oscillator 4.

以上に説明したように本実施形態の回路装置は、周波数制御回路と電圧制御発振回路と多相クロック信号生成回路と位相補間回路と制御回路とを含む。周波数制御回路は、基準クロック信号と比較用クロック信号の比較結果に基づいて周波数制御電圧を生成する。電圧制御発振回路は、周波数制御電圧に対応する周波数のクロック信号を生成する。多相クロック信号生成回路は、整数分周比を示す整数分周制御コードに基づいて、クロック信号を整数分周比で分周した複数の分周クロック信号であって、位相が異なる複数の分周クロック信号を出力する。位相補間回路は、補間制御コードに基づいて、複数の分周クロック信号の第iの分周クロック信号と第i+1の分周クロック信号に基づく位相補間により生成された複数の補間クロック信号から比較用クロック信号を選択する。制御回路は、分周比設定コードに基づく2次以上のデルタシグマ変調を行うデルタシグマ変調器、及びデルタシグマ変調器からの出力を積算する積算器を含む。また制御回路は、整数分周制御コードと、積算器の積算値に基づく補間制御コードとを出力する。そして、制御回路は、積算値がレンジの下限を下回るとき、整数分周制御コードに対して、整数分周比を-1する第1処理P1を行う回路装置に関係する。 As described above, the circuit device of this embodiment includes a frequency control circuit, a voltage controlled oscillation circuit, a multiphase clock signal generation circuit, a phase interpolation circuit, and a control circuit. The frequency control circuit generates a frequency control voltage based on a comparison result between the reference clock signal and the comparison clock signal. The voltage controlled oscillation circuit generates a clock signal with a frequency corresponding to the frequency control voltage. A multiphase clock signal generation circuit generates multiple divided clock signals that are obtained by dividing a clock signal by an integer frequency division ratio based on an integer frequency division control code that indicates an integer frequency division ratio, and that has multiple divided clock signals with different phases. Outputs a frequency clock signal. The phase interpolation circuit generates a signal for comparison from a plurality of interpolated clock signals generated by phase interpolation based on an i-th divided clock signal and an i+1-th divided clock signal of the plurality of divided clock signals, based on an interpolation control code. Select a clock signal. The control circuit includes a delta-sigma modulator that performs second-order or higher-order delta-sigma modulation based on a frequency division ratio setting code, and an integrator that integrates the output from the delta-sigma modulator. The control circuit also outputs an integer frequency division control code and an interpolation control code based on the integrated value of the integrator. The control circuit is related to a circuit device that performs a first process P1 of subtracting the integer frequency division ratio by 1 for the integer frequency division control code when the integrated value is below the lower limit of the range.

本実施形態によれば、制御回路における分周比設定コードの処理により、位相補間回路の入力レンジを1周期に相当するレンジ範囲内に制御でき、位相補間回路の入力レンジを広げることなく、高次のデルタシグマ変調器を用いることが可能になる。従って、位相の線形性の悪化や位相補間回路のジッタ性能の劣化を抑制できる。また、デルタシグマ変調器の量子化ノイズについて、高次のデルタシグマ変調器を用いて量子化ノイズを高周波帯域に集め、ループフィルター回路で減衰させることができる。これにより、高精度な回路装置を実現できる。 According to this embodiment, by processing the division ratio setting code in the control circuit, the input range of the phase interpolation circuit can be controlled within a range corresponding to one cycle, and the input range of the phase interpolation circuit can be controlled to a high level without expanding the input range of the phase interpolation circuit. It becomes possible to use the following delta-sigma modulators: Therefore, deterioration of phase linearity and deterioration of jitter performance of the phase interpolation circuit can be suppressed. Furthermore, regarding the quantization noise of the delta-sigma modulator, it is possible to collect the quantization noise in a high frequency band using a high-order delta-sigma modulator and attenuate it using a loop filter circuit. Thereby, a highly accurate circuit device can be realized.

また本実施形態の回路装置において、制御回路は、第1処理において、積算値に、レンジの幅に対応する値を加算して、補間制御コードとして出力することもできる。 In the circuit device of this embodiment, the control circuit can also add a value corresponding to the width of the range to the integrated value in the first process and output the result as an interpolation control code.

このようにすれば、積算器での積算値が負の値であった場合に、レンジ幅に対応する値を加算することで、位相補間回路の入力値を1周期に相当するレンジ範囲内に制御することができる。 In this way, when the integrated value in the integrator is a negative value, by adding the value corresponding to the range width, the input value of the phase interpolator can be brought within the range corresponding to one cycle. can be controlled.

また本実施形態では、回路装置の制御回路は、第1処理を行った次の演算サイクルにおいて、整数分周制御コードに対して、整数分周比を+1する第2処理を行うこともできる。 In the present embodiment, the control circuit of the circuit device can also perform a second process of increasing the integer frequency division ratio by 1 on the integer frequency division control code in the next calculation cycle after performing the first process.

このようにすれば、分周数を-1する第1処理がなされて、入力信号の周期が短くなった場合でも、次の演算サイクルで分周数を+1する第2処理が行われ、入力信号の周期は第1処理前の周期に戻る。従って、第1処理が行われた次の演算サイクルで基準クロック信号と比較用クロック信号の立ち上がりタイミングを合わせる調整が容易になる。 In this way, even if the first process of decreasing the frequency division number by 1 is performed and the period of the input signal becomes shorter, the second process of increasing the frequency division number by 1 is performed in the next calculation cycle, and the input signal is The period of the signal returns to the period before the first processing. Therefore, it becomes easy to adjust the rise timings of the reference clock signal and the comparison clock signal to match in the calculation cycle following the first processing.

また本実施形態では、回路装置の制御回路は、積算値がレンジの上限を上回るとき、整数分周制御コードに対して、整数分周比を+1する第3処理を行うこともできる。 In the present embodiment, the control circuit of the circuit device can also perform a third process of increasing the integer frequency division ratio by 1 for the integer frequency division control code when the integrated value exceeds the upper limit of the range.

このようにすれば、1周期以上に相当する積算値については、整数分周制御コードを1増やして、レンジの上限を上回る分について位相補間回路に入力する処理が可能になる。 In this way, it becomes possible to increment the integer frequency division control code by 1 for integrated values corresponding to one period or more, and input the amount exceeding the upper limit of the range to the phase interpolation circuit.

また本実施形態では、回路装置の制御回路は、第3処理において、積算値から、レンジの幅に対応する値を減算して、補間制御コードとして出力することもできる。 In the present embodiment, the control circuit of the circuit device can also subtract a value corresponding to the range width from the integrated value in the third process and output the result as an interpolation control code.

このようにすれば、積算器での積算値がレンジ上限を上回る値であった場合に、レンジ幅に対応する値を引くことで、位相補間回路88の入力値を1周期に相当するレンジの範囲に制御できる。 In this way, when the integrated value in the integrator exceeds the upper limit of the range, by subtracting the value corresponding to the range width, the input value of the phase interpolation circuit 88 is adjusted to the range corresponding to one cycle. Can be controlled within a range.

また本実施形態では、回路装置の制御回路は、第3処理後の積算値がレンジの上限を上回るとき、整数分周制御コードに対して、整数分周比を+2する第4処理を行うこともできる。 Further, in this embodiment, the control circuit of the circuit device performs a fourth process of increasing the integer frequency division ratio by 2 on the integer frequency division control code when the integrated value after the third process exceeds the upper limit of the range. You can also do it.

このようにすれば、2周期以上に相当する積算値については、整数分周制御コードを2増やして、2周期分に相当するレンジ幅を上回る分について位相補間回路に入力する処理が可能になる。 In this way, it becomes possible to increment the integer frequency division control code by 2 for integrated values corresponding to two cycles or more, and input the part exceeding the range width corresponding to two cycles to the phase interpolation circuit. .

また本実施形態では、回路装置の制御回路は、第4処理において、第3処理後の積算値から、レンジの幅に対応する値を減算して、補間制御コードとして出力することもできる。 In the present embodiment, the control circuit of the circuit device can also subtract a value corresponding to the range width from the integrated value after the third process in the fourth process, and output the result as an interpolation control code.

このようにすれば、積算器での積算値からレンジ幅に相当する値を引いた後の値が、なおレンジ上限を上回る値であった場合に、レンジ幅に対応する値を引くことにより、位相補間回路88の入力値を1周期に相当するレンジの範囲内に制御できる。 In this way, if the value after subtracting the value corresponding to the range width from the integrated value in the integrator is still a value that exceeds the range upper limit, by subtracting the value corresponding to the range width, The input value of the phase interpolation circuit 88 can be controlled within a range corresponding to one cycle.

また本実施形態では、回路装置の制御回路は、第4処理を行った次の演算サイクルにおいて、整数分周制御コードに対して、整数分周比を-1する第5処理を行ってもよい。 Furthermore, in the present embodiment, the control circuit of the circuit device may perform a fifth process of reducing the integer frequency division ratio by 1 on the integer frequency division control code in the next calculation cycle after performing the fourth process. .

このようにすれば、分周数を+2する第4処理がなされて、入力信号Pinの周期が長くなった場合でも、次の演算サイクルで分周数を-1する第5処理が行われ、入力信号Pinの周期は第4処理前の周期に戻る。従って、第4処理が行われた次の演算サイクルで基準クロック信号と比較用クロック信号の立ち上がりタイミングを合わせる調整が容易になる。 In this way, even if the fourth process of increasing the frequency division number by 2 is performed and the period of the input signal Pin becomes longer, the fifth process of decreasing the frequency division number by 1 is performed in the next calculation cycle, The cycle of the input signal Pin returns to the cycle before the fourth process. Therefore, it becomes easy to adjust the rise timings of the reference clock signal and the comparison clock signal to match in the next calculation cycle after the fourth process is performed.

また本実施形態では、回路装置の分周回路は、クロック信号を2分周した分周クロック信号から、複数の分周クロック信号を生成する。 Further, in this embodiment, the frequency dividing circuit of the circuit device generates a plurality of frequency-divided clock signals from a frequency-divided clock signal obtained by dividing the clock signal by two.

このようにすれば、クロック信号を2分周した分周クロック信号に基づいて、クロック信号CKの周期の半波長に相当する位相のずれを有する分周クロック信号を生成できる。 In this way, a frequency-divided clock signal having a phase shift corresponding to a half wavelength of the period of the clock signal CK can be generated based on a frequency-divided clock signal obtained by dividing the clock signal by two.

また本実施形態では、回路装置では、分周比設定コードの整数部をNとし、小数部をfとしたとき、整数分周制御コードが示す整数分周比は、(N.f)/2の商である。 Further, in this embodiment, in the circuit device, when the integer part of the frequency division ratio setting code is N and the decimal part is f, the integer frequency division ratio indicated by the integer frequency division control code is (N.f)/2. is the quotient of

このようにすれば、分周器において2分周されたクロック信号に対応した比較用クロック信号を生成できる。 In this way, it is possible to generate a comparison clock signal corresponding to the clock signal whose frequency has been divided by two in the frequency divider.

また本実施形態の発振器は、上記に記載の回路装置と、基準クロック信号を生成するための振動子を含む。 Further, the oscillator of this embodiment includes the circuit device described above and a vibrator for generating a reference clock signal.

なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本開示の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本開示の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本開示の範囲に含まれる。また回路装置、発振器の構成・動作等も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。 Although the present embodiment has been described in detail as above, those skilled in the art will easily understand that many modifications can be made without substantially departing from the novelty and effects of the present disclosure. Therefore, all such modifications are intended to be included within the scope of the present disclosure. For example, a term that appears at least once in the specification or drawings together with a different term with a broader or synonymous meaning may be replaced by that different term anywhere in the specification or drawings. Furthermore, all combinations of this embodiment and modifications are also included within the scope of the present disclosure. Further, the configuration and operation of the circuit device and the oscillator are not limited to those described in this embodiment, and various modifications are possible.

4…発振器、10…振動子、20…回路装置、22…スロープ信号生成回路、24…パルサー回路、30…第1位相比較回路、32…サンプリング回路、40…第1チャージポンプ回路、50…第2位相比較回路、51…位相比較回路、52…周波数制御回路、53…デッドゾーン検出回路、54…イネーブル信号生成回路、60…第2チャージポンプ回路、61…チャージポンプ回路、70…クロック信号生成回路、72…ループフィルター回路、74…電圧制御発振回路、76…バッファー回路、78…出力回路、80…分周回路、82…多相クロック信号生成回路、83…分周器、84…分周器、86…マルチプレクサー、87…補間回路、88…位相補間回路、90…パルス幅伸長回路、130…発振回路、132…可変容量回路、140…温度補償回路、148…温度センサー、150…PLL回路、160…制御回路、161…加算器、162…デルタシグマ変調器、163…加算器、164…積算器、165…加算器、166…加算器、167…加算器、168…加算器、169…遅延器、170…遅延器、171…加算器、172…量子化器、173…加算器、174…遅延器、175…遅延器、176…遅延器、178…量子化器、180…出力回路、181…遅延回路、182…遅延器、183…微分回路、188…微分回路、189…微分回路、190…加算器、191…加算器、248…温度センサー、250…PLL回路、260…制御回路、262…デルタシグマ変調器、263…演算回路、264…積算器、280…出力回路、AP…アンプ回路、BUF…バッファー回路、CDV…分周比設定コード、CF…補間制御コード、CK…クロック信号、CK1…クロック信号、CKQ…出力クロック信号、CN…整数分周制御コード、DN…ダウン信号、DVCK…分周クロック信号、ENCP…イネーブル信号、ENSP…イネーブル信号、FBCK…比較用クロック信号、FBSG…フィードバック信号、FF…フリップフロップ回路、FVCO…周波数、Gm…トランスコンダクタンス、OE…出力イネーブル信号、P0…分周クロック信号、P1…第1処理、P180…分周クロック信号、P2…第2処理、P270…分周クロック信号、P3…第3処理、P360…分周クロック信号、P4…第4処理、P5…第5処理、P90…分周クロック信号、PCK1…分周クロック信号、PCK2…分周クロック信号、PDS…位相差信号、PI_OUT…出力信号、PLS…パルス信号、Pin…入力信号、Q1~Q3…量子化ノイズ、RFCK…基準クロック信号、SGF…信号、SGN…信号、SLP…スロープ信号、TVCO…周期、UP…アップ信号、VCOS…発振信号、VSA…サンプリング電圧、XCK…クロック信号、e…セレクター、f…セレクター、g…セレクター、h…セレクター 4... Oscillator, 10... Vibrator, 20... Circuit device, 22... Slope signal generation circuit, 24... Pulser circuit, 30... First phase comparison circuit, 32... Sampling circuit, 40... First charge pump circuit, 50... 2-phase comparison circuit, 51... Phase comparison circuit, 52... Frequency control circuit, 53... Dead zone detection circuit, 54... Enable signal generation circuit, 60... Second charge pump circuit, 61... Charge pump circuit, 70... Clock signal generation Circuit, 72... Loop filter circuit, 74... Voltage controlled oscillation circuit, 76... Buffer circuit, 78... Output circuit, 80... Frequency divider circuit, 82... Multiphase clock signal generation circuit, 83... Frequency divider, 84... Frequency divider 86... multiplexer, 87... interpolation circuit, 88... phase interpolation circuit, 90... pulse width expansion circuit, 130... oscillation circuit, 132... variable capacitance circuit, 140... temperature compensation circuit, 148... temperature sensor, 150... PLL Circuit, 160...Control circuit, 161...Adder, 162...Delta sigma modulator, 163...Adder, 164...Integrator, 165...Adder, 166...Adder, 167...Adder, 168...Adder, 169 ...Delay device, 170...Delay device, 171...Adder, 172...Quantizer, 173...Adder, 174...Delay device, 175...Delay device, 176...Delay device, 178...Quantizer, 180...Output circuit , 181... Delay circuit, 182... Delay device, 183... Differential circuit, 188... Differential circuit, 189... Differential circuit, 190... Adder, 191... Adder, 248... Temperature sensor, 250... PLL circuit, 260... Control circuit , 262...Delta-sigma modulator, 263...Arithmetic circuit, 264...Integrator, 280...Output circuit, AP...Amplifier circuit, BUF...Buffer circuit, CDV...Division ratio setting code, CF...Interpolation control code, CK...Clock Signal, CK1...clock signal, CKQ...output clock signal, CN...integer frequency division control code, DN...down signal, DVCK...frequency division clock signal, ENCP...enable signal, ENSP...enable signal, FBCK...comparison clock signal, FBSG...feedback signal, FF...flip-flop circuit, FVCO...frequency, Gm...transconductance, OE...output enable signal, P0...divided clock signal, P1...first processing, P180...divided clock signal, P2...second Processing, P270...divided clock signal, P3...third process, P360...divided clock signal, P4...fourth process, P5...fifth process, P90...divided clock signal, PCK1...divided clock signal, PCK2... Divided clock signal, PDS...phase difference signal, PI_OUT...output signal, PLS...pulse signal, Pin...input signal, Q1 to Q3...quantization noise, RFCK...reference clock signal, SGF...signal, SGN...signal, SLP... Slope signal, TVCO...cycle, UP...up signal, VCOS...oscillation signal, VSA...sampling voltage, XCK...clock signal, e...selector, f...selector, g...selector, h...selector

Claims (11)

基準クロック信号と比較用クロック信号の比較結果に基づいて周波数制御電圧を生成する周波数制御回路と、
前記周波数制御電圧に対応する周波数のクロック信号を生成する電圧制御発振回路と、
整数分周比を示す整数分周制御コードに基づいて、前記クロック信号を前記整数分周比で分周した複数の分周クロック信号であって、位相が異なる前記複数の分周クロック信号を出力する多相クロック信号生成回路と、
補間制御コードに基づいて、前記複数の分周クロック信号の第iの分周クロック信号と第i+1の分周クロック信号に基づく位相補間により生成された複数の補間クロック信号から前記比較用クロック信号を選択する位相補間回路と、
分周比設定コードに基づく2次以上のデルタシグマ変調を行うデルタシグマ変調器、及び前記デルタシグマ変調器からの出力を積算する積算器を含み、前記整数分周制御コードと、前記積算器の積算値に基づく前記補間制御コードとを出力する制御回路と、
を含み、
前記制御回路は、
前記積算値がレンジの下限を下回るとき、前記整数分周制御コードに対して、前記整数分周比を-1する第1処理を行うことを特徴とする回路装置。
a frequency control circuit that generates a frequency control voltage based on a comparison result between a reference clock signal and a comparison clock signal;
a voltage controlled oscillator circuit that generates a clock signal with a frequency corresponding to the frequency control voltage;
Based on an integer frequency division control code indicating an integer frequency division ratio, output a plurality of frequency divided clock signals obtained by dividing the clock signal by the integer frequency division ratio, the plurality of frequency divided clock signals having different phases. a multiphase clock signal generation circuit,
Based on the interpolation control code, the comparison clock signal is obtained from a plurality of interpolated clock signals generated by phase interpolation based on the i-th divided clock signal and the i+1th divided clock signal of the plurality of divided clock signals. The phase interpolation circuit to select,
a delta-sigma modulator that performs second-order or higher-order delta-sigma modulation based on a frequency division ratio setting code; and an integrator that integrates the output from the delta-sigma modulator; a control circuit that outputs the interpolation control code based on the integrated value;
including;
The control circuit includes:
A circuit device characterized in that, when the integrated value is below a lower limit of a range, a first process is performed on the integer frequency division control code to reduce the integer frequency division ratio by 1.
請求項1に記載の回路装置において、
前記制御回路は、
前記第1処理において、前記積算値に、前記レンジの幅に対応する値を加算して、前記補間制御コードとして出力することを特徴とする回路装置。
The circuit device according to claim 1,
The control circuit includes:
A circuit device characterized in that, in the first process, a value corresponding to the width of the range is added to the integrated value and output as the interpolation control code.
請求項1に記載の回路装置において、
前記制御回路は、
前記第1処理を行った次の演算サイクルにおいて、前記整数分周制御コードに対して、前記整数分周比を+1する第2処理を行うことを特徴とする回路装置。
The circuit device according to claim 1,
The control circuit includes:
A circuit device characterized in that, in a calculation cycle subsequent to performing the first processing, a second processing is performed on the integer frequency division control code to increase the integer frequency division ratio by +1.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の回路装置において、
前記制御回路は、
前記積算値が前記レンジの上限を上回るとき、前記整数分周制御コードに対して、前記整数分周比を+1する第3処理を行うことを特徴とする回路装置。
The circuit device according to any one of claims 1 to 3,
The control circuit includes:
A circuit device characterized in that, when the integrated value exceeds the upper limit of the range, a third process of increasing the integer frequency division ratio by 1 is performed on the integer frequency division control code.
請求項4に記載の回路装置において、
前記制御回路は、
前記第3処理において、前記積算値から、前記レンジの幅に対応する値を減算して、前記補間制御コードとして出力することを特徴とする回路装置。
The circuit device according to claim 4,
The control circuit includes:
A circuit device characterized in that, in the third process, a value corresponding to the width of the range is subtracted from the integrated value and output as the interpolation control code.
請求項4に記載の回路装置において、
前記制御回路は、
前記第3処理後の前記積算値が前記レンジの上限を上回るとき、前記整数分周制御コードに対して、前記整数分周比を+2する第4処理を行うことを特徴とする回路装置。
The circuit device according to claim 4,
The control circuit includes:
A circuit device characterized in that, when the integrated value after the third processing exceeds the upper limit of the range, a fourth processing is performed on the integer frequency division control code to increase the integer frequency division ratio by +2.
請求項6に記載の回路装置において、
前記制御回路は、
前記第4処理において、前記第3処理後の前記積算値から、前記レンジの幅に対応する値を減算して、前記補間制御コードとして出力することを特徴とする回路装置。
The circuit device according to claim 6,
The control circuit includes:
In the fourth process, a value corresponding to the width of the range is subtracted from the integrated value after the third process, and the result is output as the interpolation control code.
請求項6に記載の回路装置において、
前記制御回路は、
前記第4処理を行った次の前記演算サイクルにおいて、前記整数分周制御コードに対して、前記整数分周比を-1する第5処理を行うことを特徴とする回路装置。
The circuit device according to claim 6,
The control circuit includes:
A circuit device characterized in that, in the arithmetic cycle following the execution of the fourth process, a fifth process of subtracting the integer frequency division ratio by 1 is performed on the integer frequency division control code.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の回路装置において、
分周回路は、
前記クロック信号を2分周した分周クロック信号から、前記複数の分周クロック信号を生成することを特徴とする回路装置。
The circuit device according to any one of claims 1 to 3,
The frequency dividing circuit is
A circuit device characterized in that the plurality of frequency-divided clock signals are generated from a frequency-divided clock signal obtained by dividing the frequency of the clock signal by two.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の回路装置において、
前記分周比設定コードの整数部をNとし、小数部をfとしたとき、
前記整数分周制御コードが示す前記整数分周比は、(N.f)/2の商であることを特徴とする回路装置。
The circuit device according to any one of claims 1 to 3,
When the integer part of the frequency division ratio setting code is N and the decimal part is f,
A circuit device characterized in that the integer frequency division ratio indicated by the integer frequency division control code is a quotient of (N.f)/2.
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の回路装置と、
前記基準クロック信号を生成するための振動子と、
を含むことを特徴とする発振器。
The circuit device according to any one of claims 1 to 3,
a vibrator for generating the reference clock signal;
An oscillator comprising:
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