(57)【要約】【課題】  回路構成の複雑化を抑制しつつ、チャージポンプ回路の動作に起因して発生するノイズを低減する。【解決手段】  ベースバンド部２は、送信データＭＳ１を送信している期間に制御信号ＣＳ１をＰＬＬ回路４に出力し、ＰＬＬ回路４は、ベースバンド部２から送られる制御信号ＣＳ１に基づいて、ＰＬＬ回路４に含まれるチャージポンプ回路の動作を停止させる。【選択図】      図１
2007116617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御電圧に基づいてクロック信号の発振周波数を制御する電圧制御発振器と、
前記電圧制御発振器からのクロック信号を分周する分周器と、
前記分周器から出力されたクロック信号と基準クロックとの位相のずれに対応した信号を出力する位相比較回路と、
前記位相比較回路から出力された信号に基づいて前記制御電圧を生成し、外部から入力された制御信号に基づいて前記制御電圧を保持したまま動作を停止するチャージポンプ回路とを備えることを特徴とするＰＬＬ回路。
【請求項２】
制御電圧に基づいてクロック信号の発振周波数を制御する電圧制御発振器と、
前記電圧制御発振器からのクロック信号を分周するとともに、外部から入力された制御信号に基づいて動作を停止する分周器と、
前記分周器から出力されたクロック信号と基準クロックとの位相のずれに対応した信号を出力するとともに、前記制御信号に基づいて動作を停止する位相比較回路と、
前記位相比較回路から出力された信号に基づいて前記制御電圧を生成し、前記制御信号に基づいて前記制御電圧を保持したまま動作を停止するチャージポンプ回路とを備えることを特徴とするＰＬＬ回路。
【請求項３】
前記チャージポンプ回路は、
前記分周器から出力されたクロック信号と基準クロックとの位相のずれ方向に対応してＰチャンネルトランジスタまたはＮチャンネルトランジスタのいずれか一方をオンする第１回路と、
前記制御信号に基づいて前記Ｐチャンネルトランジスタおよび前記Ｎチャンネルトランジスタの双方をオフする第２回路とを備えることを特徴とするＰＬＬ回路。
【請求項４】
送信データを生成するベースバンド部と、
基準クロックに位相を同期させながら前記基準クロックを逓倍した逓倍クロックを生成するＰＬＬ回路と、
送信データにて前記逓倍クロックを変調しながら前記送信データを送信する無線送信部とを備え、
前記ＰＬＬ回路は、前記ベースバンド部から送られる制御信号に基づいて少なくともチャージポンプ回路の動作を停止させることを特徴とする無線通信装置。
【請求項５】
前記ベースバンド部は、前記送信データが送信されている期間に少なくともチャージポンプ回路の動作を停止させることを特徴とする請求項４記載の無線通信装置。
【請求項６】
基準クロックに位相を同期させながら前記基準クロックを逓倍した逓倍クロックを生成するＰＬＬ回路と、
受信データを前記逓倍クロックに混合しながら前記受信データを受信する無線受信部と、
前記無線受信部にて受信された受信データのベースバンド処理を行うベースバンド部とを備え、
前記ＰＬＬ回路は、前記ベースバンド部から送られる制御信号に基づいて少なくともチャージポンプ回路の動作を停止させることを特徴とする無線通信装置。
【請求項７】
前記ベースバンド部は、前記受信データを受信している期間に少なくともチャージポンプ回路の動作を停止させることを特徴とする請求項６記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＰＬＬ回路および無線通信装置に関し、特に、ＰＬＬ回路にて発生するノイズを低減する方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
周波数逓倍回路では、安定した高周波のクロック信号を得るために、ＰＬＬ回路にて水晶発振器のクロックを逓倍することが行われている。
また、例えば、特許文献１には、リップルのない安定したフィルタ出力電圧を実現するために、周波数位相比較方式で検出された位相差信号を受け取り、この信号を平滑電流もしくは平滑電圧に変換し、次の位相差信号が入力されるまでその値をホールドできるようにしたチャージポンプ回路を位相同期回路に具備する方法が開示されている。
【特許文献１】特開平５−７５４５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、一般的なＰＬＬ回路では常に位相同期が行われ、特に、チャージポンプ回路の動作に起因して電圧制御発振器の制御電圧が変動し、ノイズ（ジッタ）の原因になるという問題があった。
また、特許文献１に開示された方法では、周波数位相比較方式で検出された位相差信号を平滑化したり、その値をホールドしたりするために、回路が複雑化するだけでなく、位相比較ごとに発生するノイズを完全に除去することができないという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、回路構成の複雑化を抑制しつつ、チャージポンプ回路の動作に起因して発生するノイズを低減することが可能なＰＬＬ回路および無線通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係るＰＬＬ回路によれば、制御電圧に基づいてクロック信号の発振周波数を制御する電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器からのクロック信号を分周する分周器と、前記分周器から出力されたクロック信号と基準クロックとの位相のずれに対応した信号を出力する位相比較回路と、前記位相比較回路から出力された信号に基づいて前記制御電圧を生成し、外部から入力された制御信号に基づいて前記制御電圧を保持したまま動作を停止するチャージポンプ回路とを備えることを特徴とする。
【０００６】
これにより、ＰＬＬ回路が組み込まれたシステムが動作しているときに、基準クロックに対する位相同期機能を損なうことなく、チャージポンプ回路の動作を停止させることができる。このため、回路構成の複雑化を抑制しつつ、チャージポンプ回路の動作に起因して発生するノイズを低減することが可能となる。
また、本発明の一態様に係るＰＬＬ回路によれば、制御電圧に基づいてクロック信号の発振周波数を制御する電圧制御発振器と、前記電圧制御発振器からのクロック信号を分周するとともに、外部から入力された制御信号に基づいて動作を停止する分周器と、前記分周器から出力されたクロック信号と基準クロックとの位相のずれに対応した信号を出力するとともに、前記制御信号に基づいて動作を停止する位相比較回路と、前記位相比較回路から出力された信号に基づいて前記制御電圧を生成し、前記制御信号に基づいて前記制御電圧を保持したまま動作を停止するチャージポンプ回路とを備えることを特徴とする。
【０００７】
これにより、ＰＬＬ回路が組み込まれたシステムが動作しているときに、基準クロックに対する位相同期機能を損なうことなく、分周器、位相比較回路およびチャージポンプ回路の動作を停止させることができる。このため、回路構成の複雑化を抑制しつつ、チャージポンプ回路の動作に起因して発生するノイズを低減することが可能となる。
また、本発明の一態様に係るＰＬＬ回路によれば、前記チャージポンプ回路は、前記分周器から出力されたクロック信号と基準クロックとの位相のずれ方向に対応してＰチャンネルトランジスタまたはＮチャンネルトランジスタのいずれか一方をオンする第１回路と、前記制御信号に基づいて前記Ｐチャンネルトランジスタおよび前記Ｎチャンネルトランジスタの双方をオフする第２回路とを備えることを特徴とする。
【０００８】
これにより、単に第２回路を追加することで、位相比較回路から出力された信号に基づいて生成した制御電圧を保持したままチャージポンプ回路の動作を停止させることができ、回路構成の複雑化を抑制しつつ、チャージポンプ回路の動作に起因して発生するノイズを低減することが可能となる。
また、本発明の一態様に係る無線通信装置によれば、送信データを生成するベースバンド部と、基準クロックに位相を同期させながら前記基準クロックを逓倍した逓倍クロックを生成するＰＬＬ回路と、送信データにて前記逓倍クロックを変調しながら前記送信データを送信する無線送信部とを備え、前記ＰＬＬ回路は、前記ベースバンド部から送られる制御信号に基づいて少なくともチャージポンプ回路の動作を停止させることを特徴とする。
【０００９】
これにより、送信機が動作しているときに、基準クロックに同期した逓倍クロックを出力させながら、チャージポンプ回路の動作を停止させることができる。このため、送信機の回路構成の複雑化を抑制しつつ、チャージポンプ回路の動作に起因して発生するノイズを低減することが可能となる。
また、本発明の一態様に係る無線通信装置によれば、前記ベースバンド部は、前記送信データが送信されている期間に少なくともチャージポンプ回路の動作を停止させることを特徴とする。
【００１０】
これにより、送信データが送信されている期間中に、送信データの送信動作を妨げることなく、チャージポンプ回路の動作を停止させることができる。このため、送信機の回路構成の複雑化を抑制しつつ、チャージポンプ回路の動作に起因して発生するノイズを低減することが可能となる。
また、本発明の一態様に係る無線通信装置によれば、基準クロックに位相を同期させながら前記基準クロックを逓倍した逓倍クロックを生成するＰＬＬ回路と、受信データを前記逓倍クロックに混合しながら前記受信データを受信する無線受信部と、前記無線受信部にて受信された受信データのベースバンド処理を行うベースバンド部とを備え、前記ＰＬＬ回路は、前記ベースバンド部から送られる制御信号に基づいて少なくともチャージポンプ回路の動作を停止させることを特徴とする。
【００１１】
これにより、受信機が動作しているときに、基準クロックに同期した逓倍クロックを出力させながら、チャージポンプ回路の動作を停止させることができる。このため、受信機の回路構成の複雑化を抑制しつつ、チャージポンプ回路の動作に起因して発生するノイズを低減することが可能となる。
また、本発明の一態様に係る無線通信装置によれば、前記ベースバンド部は、前記受信データを受信している期間に少なくともチャージポンプ回路の動作を停止させることを特徴とする。
【００１２】
これにより、受信データが受信されている期間中に、受信データの受信動作を妨げることなく、チャージポンプ回路の動作を停止させることができる。このため、受信機の回路構成の複雑化を抑制しつつ、チャージポンプ回路の動作に起因して発生するノイズを低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態に係るＰＬＬ回路および無線通信装置について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る無線通信装置の概略構成を示すブロック図である。
図１において、データの無線送信を行う送信部１には、送信データＭＳ１を生成するベースバンド部２、基準クロックに位相を同期させながら基準クロックを逓倍した逓倍クロックＣＬ１を生成するＰＬＬ回路４および送信データＭＳ１にて逓倍クロックＣＬ１を変調しながら送信データＭＳ１を送信するＲＦ部３が設けられている。ここで、ベースバンド部２は、送信データＭＳ１を送信している期間に制御信号ＣＳ１をＰＬＬ回路４に出力することができる。そして、ＰＬＬ回路４は、ベースバンド部２から送られる制御信号ＣＳ１に基づいて、ＰＬＬ回路４に含まれるチャージポンプ回路の動作を停止させることができる。
【００１４】
すなわち、ＰＬＬ回路４は、基準クロックに位相を同期させながら基準クロックを逓倍した逓倍クロックＣＬ１を生成しＲＦ部３に出力する。そして、ベースバンド部２が送信データＭＳ１を送信する場合、送信データＭＳ１をＲＦ部３に出力するとともに、制御信号ＣＳ１をＰＬＬ回路４に出力する。そして、ＰＬＬ回路４は、制御信号ＣＳ１をベースバンド部２から受け取ると、チャージポンプ回路にて生成された制御電圧をそのまま保持したまま、チャージポンプ回路の動作を停止させる。また、ＲＦ部３は、送信データＭＳ１をベースバンド部２から受け取ると、チャージポンプ回路の動作が停止された状態でＰＬＬ回路４から出力される逓倍クロックＣＬ１を送信データＭＳ１にて変調しながら送信データＭＳ１を送信する
これにより、送信データＭＳ１が送信されている期間中に、送信データＭＳ１の送信動作を妨げることなく、チャージポンプ回路の動作を停止させることができる。このため、送信部１の回路構成の複雑化を抑制しつつ、チャージポンプ回路の動作に起因して発生するノイズを低減することが可能となる。
【００１５】
図２は、図１のＰＬＬ回路４の概略構成を示すブロック図である。
図２において、電圧制御発振器１４にて生成された逓倍クロックを分周する分周器１５、基準クロックと分周器１５にて分周された分周クロックとの位相差を検出する位相比較回路１１、基準クロックと分周器１５にて分周された分周クロックとの位相差に対応した制御電流を出力するとともに、制御信号ＣＳ１に基づいて動作を停止するチャージポンプ回路１２、チャージポンプ回路１２から出力された制御電流を積分し、制御電圧を出力するループフィルタ１３およびループフィルタ１３から出力された制御電圧に基づいて逓倍クロックを生成する電圧制御発振器１４が設けられている。
【００１６】
そして、位相比較回路１１は、外部から入力された基準クロックと分周器１５にて分周された分周クロックとの位相差を検出し、基準クロックに対する分周クロックの位相の遅れ分に対応したＵＰ信号をチャージポンプ回路１２に出力するとともに、基準クロックに対する分周クロックの位相の進み分に対応したＤＯＷＮ信号をチャージポンプ回路１２に出力する。そして、チャージポンプ回路１２では、ＵＰ信号が入力されると、ループフィルタ１３に電荷をチャージし、ＤＯＷＮ信号が入力されると、ループフィルタ１３に蓄積されている電荷をデスチャージさせ、ループフィルタ１３に蓄積されている電荷によって規定される制御電圧を電圧制御発振器１４に出力させる。
【００１７】
そして、電圧制御発振器１４は、ループフィルタ１３から出力された制御電圧によって発振周波数を変化させ、基準クロックと分周器１５にて分周された分周クロックとの位相が一致するように発振周波数を制御しながら、基準クロックが逓倍された逓倍クロックを生成する。
そして、チャージポンプ回路１２は、送信データＭＳ１が送信されている期間に図１のベースバンド部２から制御信号ＣＳ１が出力されると、電荷のチャージ・デスチャージを停止することで、所望の制御電圧を保持したまま動作を停止する。
【００１８】
これにより、送信データＭＳ１の送信中では、ノイズの影響を一番受けやすい電圧制御発振器１４の制御電圧部を周りの回路から切り離すことができ、非常に安定した送信用の逓倍クロックを生成できることから、品質の高い通信を実現することができる。また、
リップルのない安定した制御電圧を実現するために、複雑な切り替え回路、平滑回路およびホールド回路などが必要がなくなるため、開発工数やコストの削減を図ることができる。さらに、チャージポンプ回路１２を間欠的に動作させることができ、低消費電力化を実現することができる。
【００１９】
図３は、図２のチャージポンプ回路１２の回路構成を示す図である。
図３において、Ｐチャンネル電界効果トランジスタＰＭ２、ＰＭ１およびＮチャンネル電界効果トランジスタＮＭ１、ＮＭ２が順次直列接続されている。ここで、Ｐチャンネル電界効果トランジスタＰＭ１およびＮチャンネル電界効果トランジスタＮＭ１にてＣＭＯＳ回路が構成されるとともに、Ｐチャンネル電界効果トランジスタＰＭ２およびＮチャンネル電界効果トランジスタＮＭ２にてバイアス回路が構成されている。そして、Ｐチャンネル電界効果トランジスタＰＭ２およびＮチャンネル電界効果トランジスタＮＭ２のゲートにはバイアス電圧ＢＳ１、ＢＳ２がそれぞれ入力されるとともに、Ｐチャンネル電界効果トランジスタＰＭ１のゲートにはＵＰ信号が入力され、Ｎチャンネル電界効果トランジスタＮＭ１のゲートにはＤＯＷＮ信号が入力される。また、Ｐチャンネル電界効果トランジスタＰＭ１のゲートと電源電位との間にはＰチャンネル電界効果トランジスタＰＭ３が接続されるとともに、Ｎチャンネル電界効果トランジスタＮＭ１のゲートと接地電位との間にはＮチャンネル電界効果トランジスタＮＭ３が接続されている。そして、Ｐチャンネル電界効果トランジスタＰＭ３のゲートにはインバータＩＶを介して制御信号ＣＳ１が入力されるとともに、Ｎチャンネル電界効果トランジスタＮＭ３のゲートには制御信号ＣＳ１が入力される。
【００２０】
そして、チャージポンプ回路１２を動作させる場合、制御信号ＣＳ１をロウレベルにすることにより、Ｐチャンネル電界効果トランジスタＰＭ３およびＮチャンネル電界効果トランジスタＮＭ３をオフする。そして、位相比較回路１１からＵＰ信号が出力されると、Ｐチャンネル電界効果トランジスタＰＭ１がオンするとともに、Ｎチャンネル電界効果トランジスタＮＭ１がオフし、ループフィルタ１３から電荷がチャージされる。一方、位相比較回路１１からＤＯＷＮ信号が出力されると、Ｎチャンネル電界効果トランジスタＮＭ１がオンするとともに、Ｐチャンネル電界効果トランジスタＰＭ１がオフし、ループフィルタ１３に電荷がデスチャージされる。
【００２１】
一方、チャージポンプ回路１２の動作を停止させる場合、制御信号ＣＳ１をハイレベルにすることにより、Ｐチャンネル電界効果トランジスタＰＭ３およびＮチャンネル電界効果トランジスタＮＭ３をオンする。そして、Ｐチャンネル電界効果トランジスタＰＭ３およびＮチャンネル電界効果トランジスタＮＭ３をオンすると、Ｎチャンネル電界効果トランジスタＮＭ１のゲートがロウレベルになるとともに、Ｐチャンネル電界効果トランジスタＰＭ１ゲートがハイレベルになり、Ｎチャンネル電界効果トランジスタＮＭ１およびＰチャンネル電界効果トランジスタＰＭ１ゲートの双方ともオフする。このため、ループフィルタ１３に蓄積されていた電荷がそのまま保持され、その電荷によって規定される制御電圧が電圧制御発振器１４に出力される。
【００２２】
これにより、Ｐチャンネル電界効果トランジスタＰＭ３、Ｎチャンネル電界効果トランジスタＮＭ３およびインバータＩＶを追加することで、位相比較回路１１から出力された信号に基づいて生成した制御電圧を保持したままチャージポンプ回路１２の動作を停止させることができ、回路構成の複雑化を抑制しつつ、チャージポンプ回路１２の動作に起因して発生するノイズを低減することが可能となる。
【００２３】
図４は、図１のＰＬＬ回路４の概略構成のその他の例を示すブロック図である。
図４において、制御信号ＣＳ１に基づいてチャージポンプ回路１２の動作が停止するだけでなく、位相比較回路１１および分周器１５の動作も停止することができる。このため、ループフィルタ１３に保持された制御電圧に基づいて電圧制御発振器１４を動作させながら、位相比較回路１１およびチャージポンプ回路１２および分周器１５の動作に起因して発生するノイズを低減することが可能となるとともに、消費電力を低減することができる。
【００２４】
図５は、本発明の第２実施形態に係る無線通信装置の概略構成を示すブロック図である。
図５において、データの無線受信を行う受信部２１には、基準クロックに位相を同期させながら基準クロックを逓倍した逓倍クロックＣＬ２を生成するＰＬＬ回路２４、受信データを逓倍クロックＣＬ２に混合しながら受信データを受信するＲＦ部２３およびＲＦ部２３にて受信された受信データのベースバンド処理を行うベースバンド部２２が設けられている。ここで、ベースバンド部２２は、受信データを受信している期間に制御信号ＣＳ２をＰＬＬ回路２４に出力することができる。そして、ＰＬＬ回路２４は、ベースバンド部２２から送られる制御信号ＣＳ２に基づいて、ＰＬＬ回路２４に含まれるチャージポンプ回路の動作を停止させることができる。
【００２５】
すなわち、ＰＬＬ回路２４は、基準クロックに位相を同期させながら基準クロックを逓倍した逓倍クロックＣＬ２を生成しＲＦ部２３に出力する。そして、ＲＦ部２３にて受信データが受信されると、ベースバンド部２２は制御信号ＣＳ２をＰＬＬ回路２４に出力する。そして、ＰＬＬ回路２４は、制御信号ＣＳ２をベースバンド部２２から受け取ると、チャージポンプ回路にて生成された制御電圧をそのまま保持したまま、チャージポンプ回路の動作を停止させる。そして、ＲＦ部２３は、受信データが入力されると、チャージポンプ回路の動作が停止された状態でＰＬＬ回路２４から出力される逓倍クロックＣＬ２を受信データに混合しながら受信データを受信しベースバンド部２２に送る。
【００２６】
これにより、受信データが受信されている期間中に、受信データの受信動作を妨げることなく、チャージポンプ回路の動作を停止させることができる。このため、受信部２１の回路構成の複雑化を抑制しつつ、チャージポンプ回路の動作に起因して発生するノイズを低減することが可能となる。
もちろん、ＰＬＬ回路２４に図４の構成を用い、制御信号ＣＳ２により位相比較回路、チャージポンプ回路、分周器を停止させる構成でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る無線通信装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】図１のＰＬＬ回路４の概略構成を示すブロック図。
【図３】図２のチャージポンプ回路１２の回路構成を示す図。
【図４】図１のＰＬＬ回路４の概略構成のその他の例を示すブロック図。
【図５】本発明の第２実施形態に係る無線通信装置の概略構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００２８】
１  送信部、２、２２  ベースバンド部、３、２３  ＲＦ部、４、２４  ＰＬＬ回路、１１  位相比較回路、１２  チャージポンプ回路、１３  ループフィルタ、１４  電圧制御発振器、１５  分周器、ＰＭ１、ＰＭ２、ＰＭ３  Ｐチャンネル電界効果トランジスタ、ＮＭ１、ＮＭ２、ＮＭ３  Ｎチャンネル電界効果トランジスタ、ＩＶ  インバータ、２１  受信部
【図１】
2007116617.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007116617.tif 000005
【図４】
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【図５】
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