(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相ロック・ループを制御する方法であって、該位相ロック・ループが、該位相ロック・ループの出力に補正を施すためにバイアス電流源を必要とする充電ポンプを有する、方法であって、
ａ）いつ前記位相ロック・ループがロック状態にあるかを検出する工程と、
ｂ）前記位相ロック・ループが前記ロック状態にあるときに前記電流源を周期的にイネーブルしディスエーブルする工程と、
を含み、
前記電流源を周期的にイネーブルしディスエーブルする工程が、
立下りエッジ及び立上りエッジを有する一連のパルスを含む周期基準信号を受け取る工程と、
選択された第１の信号エッジの到着前に前記電流源をイネーブルする工程と、
後続の第２の信号エッジの到着前に前記電流源をディスエーブルする工程とを
を備える、方法。
【請求項２】
前記位相ロック・ループが前記位相ロック状態にないときに前記電流源をイネーブルする工程をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１の信号エッジ及び前記第２の信号エッジが立上り信号エッジである、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記第１の信号エッジ及び前記第２の信号エッジが立下り信号エッジである、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記第１の信号エッジ及び前記第２の信号エッジが前記基準信号の連続パルスからである、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記電流源を周期的にイネーブルしディスエーブルする工程が、スイッチを閉じたり開く工程を含み、
前記スイッチが、閉じられると、前記電流源を前記充電ポンプの出力に動作上接続する、
請求項１記載の方法。
【請求項７】
位相ロック・ループを制御する方法であって、該位相ロック・ループが位相検波器と充電ポンプとを有し、該充電ポンプが前記位相ロック・ループの出力に補正を施すためにバイアス電流を必要とする、方法であって、
ａ）複数の信号エッジを有する基準信号を前記位相検波器で受け取る工程と、
ｂ）前記位相ロック・ループについてロック状態を検出し、前記充電ポンプの前記バイアス電流をターンオフする工程と、
ｃ）その後、前記基準信号内の選択された信号エッジの到着に先立ち前記充電ポンプの前記バイアス電流をターンオンする工程と、
ｄ）その後、前記選択されたエッジが到着してから所定の時間後に前記充電ポンプの前記バイアス電流をターンオフする工程と、
を含む、方法。
【請求項８】
前記基準信号が基準発振器によって供給され、
前記方法が、基準発振器からの前記選択された信号エッジの到着を予測する工程を更に含む、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記位相ロック・ループについてロック状態を検出するのに先立ち前記バイアス電流をターンオンする工程を更に含む、請求項７記載の方法。
【請求項１０】
前記基準信号が周期的であり、前記所定の時間が前記基準信号の周期よりも短い、請求項７記載の方法。
【請求項１１】
前記検出する工程の後に、前記基準信号の選択された信号エッジの到着に先立ち前記バイアス電流をターンオンする工程及びその後所定の時間後に前記バイアス電流をターンオフする工程の両方を繰り返す工程を更に含む、請求項７記載の方法。
【請求項１２】
前記基準信号が周期的であり、前記所定の時間が前記基準信号の周期よりも短い、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記バイアス電流を繰り返しターンオンする工程及び前記バイアス電流を繰り返しターンオフする工程では、１０パーセントのデューティサイクルを有する前記バイアス電流が生ずる、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
基準源から引き出されたかつ複数の信号エッジを有する基準信号に応答する位相ロック・ループであって、
ａ）バイアス電流源を有する充電ポンプと、
ｂ）該充電ポンプ用の前記バイアス電流源を選択的にイネーブルするように動作するスイッチと、
を具備し、
ｃ）前記スイッチが、前記位相ロック・ループがロック状態にあるときに前記複数の信号エッジの一つの受取りに先立ち前記電流源をイネーブルするとともに前記信号エッジの受取りの後に前記電流源をディスエーブルする、
位相ロック・ループ。
【請求項１５】
いつ前記位相ロック・ループが前記ロック状態にあるかを検出するために前記スイッチに動作上接続されたロック検出回路を更に具備する、請求項１４記載の位相ロック・ループ。
【請求項１６】
前記ロック検出回路と前記スイッチとの間に接続されたバイアスイネーブル回路を更に具備し、該バイアスイネーブル回路が前記スイッチを制御するように動作する、請求項１５記載の位相ロック・ループ。
【請求項１７】
前記充電ポンプに接続されたかつ該充電ポンプの出力を受け取る電圧制御発振器を更に具備する、請求項１４記載の位相ロック・ループ。
【請求項１８】
基準分周器を更に具備し、 該基準分周器が前記基準信号を引き出す、 請求項１４記載の位相ロック・ループ。
【請求項１９】
ａ）位相検波器と、
ｂ）該位相検波器に動作上接続されたかつ電流源を含む充電ポンプと、
ｃ）制御入力と出力とを有する電圧制御発振器であって、前記制御入力が前記充電ポンプに動作上接続され、前記出力が前記位相検波器の入力に動作上接続されている、電圧制御発振器と、
ｄ）いつ前記位相ロック・ループがロック状態にあるかを検出するように動作するロック検出回路と、
ｅ）前記充電ポンプ及び前記ロック検出回路に接続された制御論理であって、前記位相ロック・ループが前記ロック状態にあるときに前記電流源を周期的にイネーブルしディスエーブルする、制御論理と、
を具備し、
前記制御論理は、前記電流源を周期的にイネーブルしディスエーブルする場合に、立下りエッジ及び立上りエッジを有する一連のパルスを含む周期基準信号を受け取り、選択された第１の信号エッジの到着前に前記電流源をイネーブルし、後続の第２の信号エッジの到着前に前記電流源をディスエーブルする、
位相ロック・ループ。
【請求項２０】
前記制御論理は、前記位相ロック・ループが前記ロック状態にないときに前記電流源をイネーブルする、請求項１９に記載の位相ロック・ループ。
【請求項２１】
ａ）周波数合成器に動作上接続された受信機と、
ｂ）複数の信号エッジを有する周期信号を発生するかつ前記周波数合成器に接続された基準源と、
ｃ）位相ロック・ループを有するかつ前記周期信号を受け取る前記周波数合成器と、
ｄ）前記位相ロック・ループであって、
ｉ）バイアス電流源を有する充電ポンプと、
ｉｉ）前記充電ポンプ用の前記バイアス電流源を選択的にイネーブルするスイッチと、
を含み、
ｉｉｉ）前記スイッチが、前記位相ロック・ループがロック状態にあるときに前記複数の信号エッジの１つの受取りに先立ち前記電流源をイネーブルするとともに前記信号エッジの受取りの後に前記電流源をディスエーブルする、
位相ロック・ループと、
を具備する、無線通信移動端末。
【請求項２２】
充電ポンプが制御信号を発生し、
前記位相ロック・ループが、該位相ロック・ループの出力信号を発生するために前記制御信号に応答する電圧制御発振器を更に含む、
請求項２１記載の移動端末。
【請求項２３】
前記位相ロック・ループが、複数の信号エッジを有する基準信号を発生するために前記周期信号を分周する基準分周器を含み、
前記スイッチが、前記位相ロック・ループがロック状態にあるときに、前記基準分周器からの前記複数の信号エッジの１つの受取りに先立ち前記電流源をイネーブルするとともに前記基準分周器からの前記信号エッジの受取り後に前記電流源をディスエーブルする、
請求項２１記載の移動端末。
【請求項２４】
前記位相ロック・ループが、
該位相ロック・ループがロック状態にあるときにロック信号を発生するロック検出回路と、
前記スイッチを制御するとともに前記ロック信号を受け取る論理回路と、
を更に含み、
前記論理回路が、前記ロック信号に応答して前記複数の信号エッジの１つの受取りに先立ち前記電流源をイネーブルするとともに前記信号エッジの受取り後に前記電流源をディスエーブルする、
請求項２１記載の移動端末。
【請求項２５】
前記論理回路が、前記信号エッジの到着前の所定の期間前記バイアス電流をイネーブルする、請求項２４記載の移動端末。
【請求項２６】
前記論理回路が、次の後続の信号エッジの到着前に前記バイアス電流源を前記スイッチにディスエーブルさせる、請求項２４記載の移動端末。
【請求項２７】
前記スイッチが、前記位相ロック・ループが前記ロック状態にあるときに、前記電流源のデューティサイクルは、８０パーセントよりも小さくなる、請求項２３記載の移動端末。
【請求項２８】
前記スイッチが、前記位相ロック・ループが前記ロック状態にあるときに、前記電流源のデューティサイクルは、５０パーセントよりも小さくなる、請求項２７記載の移動端末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
本発明は、位相ロック・ループ、特に、無線通信装置の周波数合成器として使用されることがあるような節電位相ロック・ループに関する。
【０００２】
位相ロック・ループは、特に無線通信装置において、周波数合成，ＡＭ検波やＦＭ検波，周波数逓倍，トーン・デコーディング，雑音のある発信源からの信号のパルス同期化及びクリーン信号の再生のような広範多様なタスクを遂行するために使用される。セルラ電話などのような位相ロック・ループを使用する多くの無線通信装置を電池が附勢する理由から、かつ、電池寿命は多くの消費者にとって大きな関心事である理由から、電力消費を減少させる位相ロック・ループに対する新設計が明らかに望まれている。
【０００３】
典型的には、位相ロック・ループは、出力信号を発生する発振器と、適当な比較／ロッキング回路とを含む。比較／ロッキング回路は、発振器の周波数及び位相出力を制御するために発振器へ制御信号を出力し、それによって、発振器の出力信号が所望の周波数及び位相にあることを保証する。比較／ロッキング回路は、典型的には、バイアス電流を利用して制御信号を発生するのを助ける。先行技術の位相ロック・ループでは、バイアス電流は、位相ロック・ループが活性状態にある（すなわち、ターンオンされている）全時間にわたって発生され、したがって、装置を附勢する電池に定ドレインを生じる。バイアス電流は最終出力電流の小部分であるといえるが、にもかかわらず、それは位相ロック・ループの全電流消費のかなりの部分を表す。そのようなわけで、バイアス電流供給の電力ドレインを減少させる助けをする位相ロック・ループの新設計は、特に、より長い電池寿命を持つ改善された無線通信装置に対する消費者の要求を満たす助けに、望ましいことになる。
【０００４】
（発明の概要）
本発明は、例えば、電力消費が関心事である無線通信移動端末及び他の電池式装置の受信機チェーン内の周波数合成器のような、種々の応用に使用されることがある節電位相ロック・ループを提供する。節電は、位相ロック・ループの位相比較器と関連する充電ポンプ用バイアス電流を選択的にターンオン（すなわち、イネーブル（enable）する）スイッチを付加することによって達成される。スイッチは、基準信号の信号エッジの期待された到着時間を追跡するカウンタに論理回路によって接続される。期待された信号エッジの到着の直前に、スイッチはイネーブルされ、それによって、位相ロック・ループ内に「ロック」を維持するために補正が必要である場合に充電ポンプを活性化するようにバイアス電流を発生しかつ印加する。信号エッジが通過するとき、バイアス電流は、次の信号エッジが到着する前に再びターンオフされる。いくつかの実施の形態では、このスイッチングは、バイアシング（baising）電流に約１０パーセント・デューティサイクルを遂げさせ、結果として約９０％の節電をもたらす。
【０００５】
（発明の詳細な説明）
本発明は、ロック状態にあるときに少ない電力を利用する位相ロック・ループ（ＰＬＬ）である。意図するのは、なかでも、本発明のＰＬＬが無線通信移動端末の二重変換受信機チェーンに使用されることである。そのようなわけで、無線通信移動端末の短い議論が本発明を理解する上で助けになるといえる。
【０００６】
移動端末２０は、典型的には、コントローラ２２とオペレータ・インタフェース２６と送信機３８と受信機５０とアンテナ組立て体５８とを含む。オペレータ・インタフェース２６は、典型的には、ディスプレイ２８とキーパッド３０と制御ユニット３２とマイクロホン３４とスピーカ３６とを含む。ディスプレイ２８は、ダイアルされた数字や呼状態及び他のサービス情報をオペレータが見ることができるようにする。キーパッド３０は、オペレータが番号をダイヤルし命令を入力しオプションを選択することができるようにする。制御ユニット３２は、ディスプレイ２８及びキーパッド３０をコントローラ２２とインタフェースする。マイクロホン３４は、ユーザから音響信号を受信し、それらの音響信号をアナログ電気信号に変換する。スピーカ３６は、受信機５０からのアナログ電気信号をユーザが聞くことのできる音響信号に変換する。
【０００７】
マイクロホン３４からのアナログ電気信号は送信機３８に供給される。送信機３８は、アナログ／ディジタル変換器４０と、ディジタル信号プロセッサ４２と、位相変調器及び高周波（ＲＦ）増幅器４８とを含む。アナログ／ディジタル変換器４０は、マイクロホン３４からのアナログ電気信号をディジタル信号に変換する。ディジタル信号は、通話コーダ４４とチャネル・コーダ４６とを含むディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）４２に渡される。通話コーダ４４はディジタル信号を圧縮し、チャネル・コーダ４６は誤り検出情報と誤り訂正情報とシグナリング情報とを挿入する。ディジタル信号プロセッサ４２は、ＤＴＭＦトーン発生器（不図示）を含むことがあり、また、これと関連して動作することがある。ディジタル信号プロセッサ４２からの圧縮されかつコード化された信号は、図１には組み合わされたユニットとして示されている位相変調器及び高周波増幅器４２に渡される。この変調器は、ＲＦ搬送波に載せた伝送に適している形に信号を変換する。次いで、高周波増幅器４８は、変調器の出力をアンテナ組立て体５８を経由する伝送のため増圧（ブースト）する。
【０００８】
受信機５０は、受信機／増幅器５２とディジタル信号プロセッサ５４とディジタル／アナログ変換器５６とを含む。アンテナ組立て体５８によって受信された信号は受信機／増幅器５２へ渡される。受信機／増幅器５２は、周波数スペクトルをシフトし、低レベル高周波（ＲＦ）信号をディジタル信号プロセッサ５４への入力に適当なレベルへ増圧する。
【０００９】
ディジタル信号プロセッサ５４は、典型的には、チャネル崩壊信号（channel corrupted signal）内の位相ひずみ及び振幅ひずみを補償する等化器と、受信された信号からビット列を抽出する復調器と、伝送されたビットを抽出されたシーケンスに基づいて決定する検波器とを含む。チャネル・デコーダは、受信された信号内のチャネル誤りを検出し訂正する。チャネル・デコーダはまた、通話データから制御データ及びシグナリングデータを分離する論理を含む。制御データ及びシグナリングデータはコントローラ２２へ渡される。通話データは、通話デコーダによって処理され、ディジタル／アナログ変換器５６へ渡される。ディジタル信号プロセッサ５４は、ＤＴＭＦトーン検波器（不図示）を含むことがあり、また、これと関連して動作することがある。ディジタル／アナログ変換器５６は通話データをアナログ信号に変換する。アナログ信号は、ユーザが聞くことのできる音響信号を発生するスピーカ３６に印加される。
【００１０】
アンテナ組立て体５８は、送信機３８の高周波（ＲＦ）増幅器と受信機５０の受信機／増幅器５２とに接続されている。アンテナ組立て体５８は、典型的には、デュプレクサ６０とアンテナ６２とを含む。デュプレクサ６０は、アンテナ６２を介した全二重通信（full duplex communication）を可能にする。
【００１１】
コントローラ２２は、送信機３８及び受信機５０の動作と調和して動作し、また、例えば共用プロセッサ（common processor）の形を取る。この共同作用は、電力制御やチャネル選択やタイミングばかりでなく、この分野で知られた他の機能の大部分を含む。コントローラ２２は、シグナリングメッセージを伝送信号に挿入し、また、シグナリングメッセージを受信信号から抽出する。コントローラ２２は、シグナリングメッセージに含まれたいかなる基地局命令にも応答し、また、これらの命令を実施する。ユーザがキーパッド３０を用いて命令を入力すると、それらの命令は処置のためにコントローラ２２へ転送される。メモリ２４は、コントローラ２２の指令で情報を記憶し供給し、また、好ましくは揮発性部分及び不揮発性部分の両方を含む。
【００１２】
受信機／増幅器５２の一実施の形態を図２に更に詳細に示す。受信機／増幅器５２は、フロント・エンド１１０と第１の混合器１１６と第１の中間周波段１２０と第２の混合器１２６と第２の中間周波段１３０と検波器１３８とを含む。アンテナ６２によって受信された信号はフロント・エンド１１０の入力に印加される。フロント・エンド１１０は、プレセレクタ・フィルタ１１２と低雑音増幅器１１４とを含む。プレセレクタ・フィルタ１１２は一次帯域の外側の信号を抑制する。低雑音増幅器１１４は、フィルタ１１２を通過した受信信号の強度を増加させる。混合器１１６は、受信信号を第１の中間周波数に変換する。混合器１１６用の注入信号（ｆLO1）は、第１の周波数合成器１１８によって供給され、また、典型的には低雑音・高周波信号である。典型的には、周波数合成器１１８の出力周波数は、コントローラ２２のようなコントローラによって設定されて、アンテナ６２で受信された信号に対してチャネル選択を行う。周波数合成器１１８は、好ましくは、位相ロック・ループである。
【００１３】
混合器１１６の出力は第１の中間周波段１２０の入力に接続されている。第１の中間周波段１２０は、第１の中間周波フィルタ１２２と、これに続く第１の中間周波増幅器１２４とを含む。第１の中間周波フィルタ１２２の目的は、第２の中間周波数に対する映像周波数を除去することと、隣接チャネル抑制をある程度行うこととである。
【００１４】
第１の中間周波段１２０の出力は第２の混合器１２６に接続されている。第２の混合器１２６は受信信号を第２の中間周波数に変換する。第２の混合器１２６用の注入信号（ｆLO2）は第２の周波数合成器１２８によって提供される。先行技術では、周波数合成器１２８は、位相ロック・ループでもあるが、周波数合成器１１８の位相ロック・ループから分離されている。典型的には、周波数合成器１２８の出力周波数は、固定され、また、異なるチャネルに同調するときに変えられる必要はない。
【００１５】
第２の混合器１２６の出力は、第２の中間周波フィルタ１３２及びこれに続く第２の中間周波増幅器１３４を含む第２の中間周波段１３０の入力に接続されている。第２の中間周波フィルタ１３２の目的は、更に隣接チャネル抑制を行うことである。第２の中間周波段１３０の出力は検波器１３８に接続されており、この検波器１３８の設計は採用された変調方式に従って選択される。例えば、ＦＭ信号用受信機はリミッタ及びこれに続く弁別器をその検波器として使用することになるが、単側波帯抑制搬送波信号用受信機は乗積検波器又は同期検波器を使用することになる。
【００１６】
先行技術では、周波数合成器１１８，１２８は、参照番号１５０によって全体的に指示された図３に示したような従来の位相ロック・ループ（ＰＬＬ）で作られている。ＰＬＬ１５０は、発振器１００と基準分周器１６０と位相検波器１７０とフィルタ１７５と低位相雑音電圧制御発振器（ＶＣＯ）１８０とフィードバック分周器１９０とを含む。ＰＬＬ１５０は、基準発振器１００の既知の出力を受け取り、それを基準分周器１６０を介して送る。基準発振器１００は、移動端末２０又は基準発振器１００を使用する他の装置内で先験的に知られている固定周波数で周期信号を発生する。また、基準発振器１００によって発生された基準信号は、立上りエッジ及び立下りエッジを持つ周期信号（例えば、方形波）である。この分周された基準信号は位相検波器１７０内へ注入される。位相検波器１７０はフィルタ１７５とＶＣＯ１８０とに接続されている。ＶＣＯ１８０は、立上りエッジ及び立下りエッジを持つ周期信号を発生する。ＶＣＯ１８０からのこの出力信号は、（図２の混合器１１６又は混合器１２６のような）混合器に使用されるか、ＰＬＬ１５０を組み込んだ移動端末２０によって必要とされるようなそれに類似のものに使用される。また、ＶＣＯ１８０からの出力は、フィードバック分周器１９０を介して位相検波器１７０へ向けて戻される。位相検波器１７０は、フィードバック分周器１９０からの入力と基準分周器１６０からの入力とを比較し、また、典型的には充電ポンプを介して補正信号を発生して、ＶＣＯ１８０の出力をその位相が基準分周器１６０の入力の位相と整合するように補正する。すなわち、位相検波器１７０は、フィルタされたのちに補正周波数及び補正位相にある信号をＶＣＯ１８０が出力するようにＶＣＯ１８０を制御する信号を発生する。
【００１７】
位相比較器１７０は、典型的には、充電ポンプとして既知の出力回路を含む。充電ポンプは、ＶＣＯ１８０の出力を補正するためにＶＣＯ１８０にバイアス電流を供給する。充電ポンプはトランジスタ回路網と電流源とを有する。トランジスタ回路網用のバイアス電流は電流源から導出される。充電ポンプは、入力信号間の位相差に応じて電流をシンク（sink）するかソース（source）する。フィードバック信号遷移が基準信号遷移前に起こるとき、位相比較器１７０は進みパルスを発生し、また、充電ポンプは基準電流源によって供給された電流をシンクする。逆に、フィードバック信号遷移が基準信号遷移後に起こるとき、位相比較器１７０は遅れパルスを発生し、また、充電ポンプはＶＣＯ１８０への電流をソースする。図３に示したような先行技術の位相ロック・ループ１５０では、バイアス電流（基準電流とときどき呼ばれる）は、位相ロック・ループ１５０が活性状態にある（すなわち、ターンオンされている）全時間にわたって発生され、したがって、装置を附勢する電池に定ドレインを提供する。
【００１８】
本発明は、バイアス電流が不要のときにはバイアス電流をターンオフするようにこのバイアス電流を選択的にイネーブルし、それによって、節電する。このアプローチを利用するＰＬＬの一実施の形態が、図４に示されており、また、参照番号２００によって全体的に表示されている。ＰＬＬ２００は、基準発振器１００から入力を受け取り、また、基準分周器１６０と位相比較器２１０とループ・フィルタ１７５とＶＣＯ１８０とフィードバック分周器１９０とバイアスイネーブル論理回路２２０とを含む。位相比較器２１０は、位相検波器２１２と充電ポンプ２１８とを含む。充電ポンプ２１８を位相検波器２１２内に組み入れることがＰＬＬ線図では普通であるが、本発明の理解のためには、それらを概念的に分離素子として考えるのが助けになる。
【００１９】
基準発振器１００は、基準分周器１６０に入力される周期方形波を発生する。基準分周器１６０は、基準発振器１００からの信号を分周し、それによって、基準信号１６２を生成する。基準分周器１６０からの基準信号１６２は位相検波器２１２の１つの入力に印加される。基準信号１６２はバイアスイネーブル論理回路２２０の入力でもある。ＰＬＬ２００の最終出力信号から導出されたフィードバック信号１９２は、位相検波器２１２の第２の入力に印加される。位相検波器２１２は、基準信号１６２をフィードバック信号１９２と比較し、また、２つの信号１６２，１９２間の位相差の測度（measure）である位相誤り信号２１４を発生する。位相検出器２１２は、入力信号１６２，１９２が同相であるときに「ロック」信号を発生するロック検出回路２１６と通信する。ロック検出回路２１６は位相検波器１９２に含まれることがあるが、これは必要とされるわけではなく、図４ではロック検出回路２１６は分離して示されている。この応用の目的では、「同相」とは、入力信号１６２，１９２のような関連信号間の差が所定の限界内（典型的には１％分散未満内）にあることを意味する。ロック検出回路２１６からのロック信号はバイアスイネーブル論理回路２２０にも印加される。
【００２０】
位相検波器２１２によって出力された位相誤り信号２１４は充電ポンプ２１８に印加される。位相誤り信号２１４は、入力信号１６２，１９２が位相外れしているときに進みパルス又は遅れパルスのシーケンス（列）を含む。進みパルスは、フィードバック信号遷移が基準信号遷移の前に起こるときに発生される。遅れパルスは、フィードバック信号遷移が基準信号遷移の後に起こるときに発生される。進みパルスの幅及び遅れパルスの幅は、入力信号１６２，１９２の各エッジ間の時間に等しい。下に更に論じる図７を参照。
【００２１】
充電ポンプ２１８は、ＶＣＯ１８０を制御するために使用される補正信号２１９を生成する。充電ポンプ２１８は、進みパルスか遅れパルスを含む位相誤り信号２１４を受け取り、また、それらのパルス期間に電流をシンクするかソースする。補正信号２１９は、フィルタリングの後、出力信号１８２を発生するＶＣＯ１８０に印加される。入力信号１６２，１９２が位相外れしているとき、補正信号２１９は出力信号を基準信号１６２の方向に偏らせる。ＰＬＬ２００がロック状態にあるとき、出力信号１８２は所望の周波数に又はその近くにある。次いで、出力信号１８２は、ＰＬＬ２００が使用される装置に応じて、多数の異なる方法で使用することができる。例えば、出力信号１８２は、第１の混合器１１６用の注入信号（ｆLO1）又は第２の混合器１２６用の注入信号（ｆLO2）を形成する。また、出力信号１８２は、信号を分周するフィードバック分周器１９０にフィードバックされ、それによって、フィードバック信号１９２を生成する。
【００２２】
図５は、充電ポンプ２１８の一実施の形態を示す。承知のように、充電ポンプ２１８を構成する多くの異なった方法があり、図５の例示は単に例示的な実施の形態にすぎない。充電ポンプ２１８は、複数のトランジスタ２４０を含むトランジスタ回路網にバイアシング電流を供給するバイアシング（biassing）電流源２３０を含む。位相検波器２１２は、従来のもののようにＶＣＯ１８０へ流れる電流を制御するゲート２５０，２５２の動作を制御する。例えば、フィードバック信号遷移が基準信号遷移前に起こるならば、ゲート２５２は閉じ、充電ポンプは進みパルス期間では電流をシンクする。逆に、その信号の位相が基準信号の位相より遅れるならば、ゲート２５０は閉じ、電流は遅れパルス期間にＶＣＯ１８０に供給される。スイッチ２３２は、バイアス電流を充電ポンプ２１８に供給する電流源２３０とトランジスタ回路網との間に挿入される。バイアスイネーブル論理回路２２０は、バイアス電流源２３０を選択的にイネーブル及びディスエーブル（disable）するように、スイッチ２３２を制御する。スイッチ２３２が開いているときには、トランジスタ２４０はバイアスされず、電流は充電ポンプ２１８から流れない。
【００２３】
バイアスイネーブル論理回路２２０は種々な形を取ることができる。例えば、バイアスイネーブル論理回路２２０は簡単なカウントダウン・カウンタなどである。バイアスイネーブル論理回路２２０は、ＰＬＬ２００の状態に応じて充電ポンプ２１８内の電流源２３０を選択的にイネーブル／ディスエーブルするように、基準信号１６２の適当な信号エッジのタイミングを予測する。出力信号１８２がまだ基準信号１６２にロックしておらず、それゆえに信号１６２，１８２がかなり位相外れしておりかつＰＬＬがアンロック状態にあることを位相検波器２１２への入力信号が表示するときには、バイアスイネーブル論理回路２２０は充電ポンプ２１８内の電流源２３０をイネーブルする。逆に、ＰＬＬ２００がロック状態にあるときには、バイアスイネーブル論理回路２２０は、節電するために、電流源２３０を周期的にイネーブル及びディスエーブルする。
【００２４】
実際には、ＰＬＬ２００は図６を参照して全体的に説明するように動作する。初めに、ＰＬＬ２００はターンオンされ、スイッチ２３２はバイアス電流源２３０を含むように閉じられる（ブロック３００）。これは、例えば、移動端末２０がスリープモードから離れるとき又は無線がターンオンされるときに、起こる。初めは、基準分周器１６０からの基準信号１６２とフィードバック分周器１９０からのフィードバック信号１９２とは位相外れしており、バイアス電流源２３０は好ましくは連続的にイネーブルされる。ＰＬＬ２００は、フィードバック信号１９２及び基準信号１６２の対応する信号エッジの到着を同期させるように設計されている。この目的のために、位相検波器２１２は、充電ポンプ２１８を制御する位相誤り信号２１４を発生する。充電ポンプ２１８は補正信号２１９を発生する。補正信号２１９は、オプショナル・ループ・フィルタ１７５によってフィルタされた後にＶＣＯ１８０に印加される。補正信号２１９は、フィードバック信号１９２が基準信号１６２に同期する（すなわち、ロックする）まで、ＶＣＯ１８０の出力を基準信号１６２の方向に偏らせる（ブロック３０２）。ロック状態が検出される前に、バイアシング電流源２３０は、出力信号１８２の敏速なロッキングを容易にするために連続的にターンオンされるべきである。
【００２５】
ＰＬＬ２００がロック状態を達すると、ロック信号がロック検出回路２１６によって発生される。このロック信号はバイアスイネーブル論理回路２２０に供給される。ＰＬＬ２００がロックされているとき、補正は基準信号エッジに時間的に非常に近接していると期待される。したがって、バイアス電流は、基準信号エッジの到着を含む短い期間内に発生されさえすればよい。バイアスイネーブル論理回路２２０は基準信号１６２も受信するので、バイアスイネーブル論理回路２２０は、方形波である基準信号１６２の基準信号エッジの到着を予測することができる。これらは立上り信号エッジ又は立下り信号エッジであり得る。本発明によれば、ＰＬＬ２００がロック状態にある間は、バイアスイネーブル論理回路２２０は、スイッチ２３２を開閉することによって電流源２３０を周期的にターンオン及びターンオフする（ブロック３０４）。「オン」期間は基準信号エッジの生起と一致する。基準信号エッジの各々の到着に先立ち、バイアスイネーブル論理回路２２０は、スイッチ２３２を介して電流源２３０をターンオンし、充電ポンプ２１８内のトランジスタ２４０をバイアスする（ブロック３０８）。基準信号エッジが位相検波器２１２によって受け取られた後（ブロック３１０）、位相検波器２１２は、フィードバック信号１９２と基準信号１６２とを比較することによって補正が出力信号１８２に必要であるかどうかを決定する。補正が必要であるならば、位相誤り信号２１４が先に説明したように発生され、ＶＣＯ出力信号１８２が補正される（ブロック３１６）。補正の後又は補正が必要でないならば、バイアスイネーブル論理回路２２０は、次の基準信号エッジの到着（ブロック３０６へ戻る）に時間的に近接するまで、電流源２３０をターンオフする（ブロック３１４）。
【００２６】
電流源２３０のこのスイッチングはＰＬＬがロック状態にないときに動作し得ることも想像されるが、このようなことは好ましくなく、そのスイッチングは、好ましくは、ＰＬＬ２００がターンオンされておりかつロック状態にあるときに限り起こる。更に、承知のように、好適な実施の形態では、このスイッチングは各期待された基準信号エッジに対して（すなわち、基準信号５５の周期当たり１回）バイアシング電流源２３０をターンオン及びターンオフさせる。しかしながら、バイアシング電流源２３０を２周期以上にわたってオンにして置くことも可能である。これは、依然として節電を遂げるが、バイアシング電流源２３０を各周期でターンオン及びターンオフさせるのと同じ程度ではない。
【００２７】
いかに好適な実施の形態が実際に働くかの一例が図７に見られる。最上段の信号ＲＥＦＯＳＣは基準発振器１００からの信号を表す。ＦＲＥＦ信号は、基準分周器１６０によって出力された基準信号１６２を表す。ＦＥＥＤＢＡＣＫ信号は、フィードバック分周器１９０から出力されたフィードバック信号１９２を表す。“０”近くの時刻ｔで、ＦＲＥＦ及びＦＥＥＤＢＡＣＫの各立上りエッジは位相外れしている。ＬＯＣＫ信号はイネーブルされず、充電ポンプ２１８は図７にＣＨＡＲＧＥ ＰＵＭＰ信号によって示されるような周期補正信号２１９を発生する。必要とされる補正の頻度が理由で、バイアスイネーブル論理回路２２０からのＢＩＡＳＥＮＡＢＬＥ信号は、連続的に閉じられているスイッチ２３２及び連続的にオンである電流源２３０に対応して、連続的にオンである。時刻ｔ0では、基準信号ＦＲＥＦとＦＥＥＤＢＡＣＫ信号とは、ロックされているＰＬＬ２００に対応して同相である。ロック検出回路２１６からのＬＯＣＫ信号は、イネーブルされてこの事実を表し、また、バイアスイネーブル論理回路２２０へ渡される。次いで、バイアスイネーブル論理回路２２０は、本発明を実施し、また、スイッチ２３２を開くことかつ電流源２３０をターンオフすることに対応してＢＩＡＳＥＮＡＢＬＥ信号をターンオフする。基準信号１６２の信号エッジの到着を囲い込んだ周期間隔で、バイアスイネーブル論理回路２２０は電流源２３０を周期的にターンオン及びターンオフする。好適な実施の形態では、ＢＩＡＳＥＮＡＢＬＥ信号は、基準信号１６２の立上りエッジの到着の直前に電流源２３０をターンオンし、また、その立上りエッジが位相検波器２１２を通過した後であるが次の立上りエッジの前に電流源２３０をターンオフする。時刻ｔ1では、ＣＨＡＲＧＥ ＰＵＭＰ信号のスパイクによって判るように、補正が必要である。好適な実施の形態では、電流源２３０のターンオン及びターンオフは約１０パーセント・デューティサイクルで動作し、これは約９０パーセントの節電を表し、それゆえ、ＰＬＬ２００を附勢するいかなる電池の寿命も大幅に延長する。注意したように、ＦＲＥＦ信号の約１．５周期や２．５周期などを囲い込めるために異なるデューティサイクル又はＢＩＡＳＥＮＡＢＬＥ信号の周期を変えることさえも可能であるが、好ましくはない。
【００２８】
本発明は、位相ロック・ループ回路２００が活性である期間に使用されるように設計される。ほとんどの応用に対して、活性状態は周期的サイクルで起こることにはならず、むしろ活性状態は装置がターンオンしている間中に起こることになる。しかしながら、節電のためにウェーク／スリープ様式で移動端末２０を動作させることが移動体通信では知られており、この様式では移動端末内の受信機チェーン全体が周期的にスリープに置かれる（すなわち、本質的にターンオフされる）が、ページング・チャネルを受信し復調するために周期的にウェークされる。これは先行技術でよく理解されている。スリープしウェークするのと対照的に、本発明は、位相ロック・ループ２００が活性である（スリープしない）間に位相ロック・ループ２００の動作を修正することを意図する。
【００２９】
図２の周波数合成器１２８及び／又は周波数合成器１１８は本発明の位相ロック・ループ２００で置換することもでき、それによって、電力消費のより少ない無線通信移動端末２０用の受信機チェーンを提供する。
【００３０】
本発明は、もちろん、本発明の精神及び本質的特性に反することなく、本明細書に記載したもの以外の特定方法で実施することもできる。したがって、実施の形態は全ての点で例示であって限定的ではないと考えるべきであり、かつ、特許請求の範囲の意味する範囲及び均等範囲内に属するあらゆる変化は特許請求の範囲に包含されることを意図する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を組み込むことがある無線通信移動端末を示す図である。
【図２】  図１の移動端末に存在するような無線受信機を示す図である。
【図３】  先行技術の位相ロック・ループを示す図である。
【図４】  本発明の位相ロック・ループの一実施の形態を示す図である。
【図５】  図４の位相ロック・ループの一部の概略ブロック図である。
【図６】  図４の位相ロック・ループの活動の流れ図である。
【図７】  関連信号対時間のグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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