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JPH0770169B2 - PLL circuit for magnetic disk device - Google Patents
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JPH0770169B2 - PLL circuit for magnetic disk device - Google Patents

PLL circuit for magnetic disk device

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Publication number
JPH0770169B2
JPH0770169B2 JP62204717A JP20471787A JPH0770169B2 JP H0770169 B2 JPH0770169 B2 JP H0770169B2 JP 62204717 A JP62204717 A JP 62204717A JP 20471787 A JP20471787 A JP 20471787A JP H0770169 B2 JPH0770169 B2 JP H0770169B2
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output
signal
input
phase
logic circuit
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JP62204717A
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幸範 杉山
久男 立石
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NEC Corp
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NEC Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気ディスク装置用PLL回路に関し、特にフ
ロッピーディスク装置や、ハードデイスク装置等の磁気
デイスク装置のデータ読み取り時に使用されるPLL回路
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic disk device PLL circuit, and more particularly to a PLL circuit used when reading data from a magnetic disk device such as a floppy disk device or a hard disk device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、この種のPLL回路は、第7図に示すように入力デ
ータ信号が端子1より入力され、入力データ信号の立ち
上がりをトリガとして、最小入力データ間隔T0の1/4倍
だけ出力するワンショットヤルチマイブレータ回路(以
下MLTと略する)7と、リセットセットフリップフロッ
プ(以下RSFFと略する)8のセット側に入力されるよう
に構成されている。差にMLT7とRSFF8の出力は、位相検
出器9に入力され、位相検出器9は入力位相差に応じ
て、チャージポンプ3を、チャージアップ,チャージダ
ウンする。チャージポンプ3の出力は低域通過ろ波器4
で帯域制限されたあと、電圧制御型発振器(以下VCOと
略する)5に入力される。そして、VCO5の出力を、分周
比設定可能な分周器6で分周した後に、その分周信号
を、前述のRSFF8のリセット側に入力しており、全体と
して、入力データ信号の位相に追従するような構成にな
っている。
Conventionally, this type of PLL circuit is a one-shot system in which an input data signal is input from terminal 1 as shown in FIG. 7, and the rising edge of the input data signal is used as a trigger to output only 1/4 times the minimum input data interval T0. It is configured so that it is inputted to the set side of a Yaltimibrator circuit (hereinafter abbreviated as MLT) 7 and a reset set flip-flop (hereinafter abbreviated as RSFF) 8. The outputs of MLT7 and RSFF8 are input to the phase detector 9, and the phase detector 9 charges the charge pump 3 up or down according to the input phase difference. The output of the charge pump 3 is the low-pass filter 4
After being band-limited by, it is input to a voltage controlled oscillator (hereinafter abbreviated as VCO) 5. Then, the output of VCO5 is frequency-divided by the frequency divider 6 whose frequency division ratio can be set, and then the frequency-divided signal is input to the reset side of RSFF8 described above. It is configured to follow.

この従来のRLL回路のタイミングチャートを第8図に示
す。ここで、VCO5のセンター周波数f oscは、入力デー
タ信号の最小データ転送レートをT0とするときに、f os
c=4(1/T0)に設定されており、分周器6は、2分周
に設定されている。
A timing chart of this conventional RLL circuit is shown in FIG. Here, the center frequency f osc of VCO5 is f os when the minimum data transfer rate of the input data signal is T0.
c = 4 (1 / T0) is set, and the frequency divider 6 is set to divide by two.

第8図から、例えば、第一番目の入力データ信号は、そ
の立ち上がりで、MLT7およびRSFF8の出力をロウレベル
からハイレベルにし、MLT7は、T0/4区間だけハイレベル
状態を保ち、RSFF8の出力は、つぎのVCO5の一番めお発
振信号の立ち上がりで、ロウレベルに戻る。位相検出器
9は、後えば、日本電気(株)製μPC1008Cや、モトロ
ーラ社製MC4044を使用した場合、MLT7の出力の立ち上が
りエッジと、RSFF8の立ち上がりエッジの位相差を検出
し、その位相差に応じて、アップ(UP)信号とダウン
(DW)信号を作り、チャージポンプ出力のハイレベル、
フローティング、ロウレベルの三状態を作り出してい
る。
From FIG. 8, for example, the first input data signal changes the output of MLT7 and RSFF8 from the low level to the high level at the rising edge thereof, the MLT7 maintains the high level state for the T0 / 4 section, and the output of RSFF8 is , At the next rising edge of the first VCO5 oscillation signal, it returns to low level. The phase detector 9 detects the phase difference between the rising edge of the output of the MLT7 and the rising edge of the RSFF8 when the μPC1008C manufactured by NEC Corporation or the MC4044 manufactured by Motorola is used later, and the phase difference is detected as the phase difference. Depending on, the up (UP) signal and the down (DW) signal are made, the high level of the charge pump output,
It creates three states: floating and low level.

第一番目の入力データ信号では、入力データ信号の位相
とVCO5の出力信号の位相(即ち、分周器6の出力位相)
の差が、零の状態(ジャストロック)を示しており、チ
ャージポンプ出力はフローティング状態を示し、VCO5の
発振周波数を保持する。第二番目の入力データ信号で
は、VCO発振信号の位相遅れ状態を示しており、MLT7出
力の立ち下がりが、RSFF8出力の立ち下がりよりはやい
ため、その分だけのアップ信号が出力され、チャージポ
ンプは、その分だけ出力をハイレベルとする。一方、第
三,第四番目の入力データ信号では、VCO発振信号の位
相進み状態を示しており、MLT7およびRSFF8の出力の立
ち上がりエッジの差の時間だけ、ダウン信号が出力さ
れ、チャージポンプは、その分だけ出力をロウレベルと
して、VCO5の発振周波数を、入力データ信号の位相に合
わせるように制御している。
In the first input data signal, the phase of the input data signal and the phase of the output signal of VCO5 (that is, the output phase of frequency divider 6)
Shows a state of zero (just lock), the output of the charge pump shows a floating state, and holds the oscillation frequency of VCO5. The second input data signal shows the phase delay state of the VCO oscillation signal, and the falling edge of the MLT7 output is earlier than the falling edge of the RSFF8 output, so the corresponding up signal is output and the charge pump , The output is set to high level accordingly. On the other hand, with the third and fourth input data signals, the phase advance state of the VCO oscillation signal is shown, and the down signal is output only for the time of the rising edge difference between the outputs of MLT7 and RSFF8, and the charge pump is The output is set to low level by that amount, and the oscillation frequency of VCO5 is controlled so as to match the phase of the input data signal.

〔発明が解決しようとする問題点〕 上述した従来のPLL回路は、例えば、フロッピーデイス
ク装置の読み取り回路に使用した場合に、データ転送レ
ートが、125,250,500kbpsと変化するのに対応するため
に、MLT7のハイレベル出力区間TMLTと、分周器6の分周
比を、第1表のように設定していた。
[Problems to be Solved by the Invention] The conventional PLL circuit described above, for example, when used in a reading circuit of a floppy disk device, corresponds to a change in data transfer rate of 125,250,500 kbps. The high level output section T MLT and the frequency division ratio of the frequency divider 6 are set as shown in Table 1.

従来より、データ転送レートの比較的低い250kbps以下
のモードにおいては、MLT7は、8,16,32MHZをクロックと
してカウントするデジタルカウンタで構成されている
が、500kbpsモードでは、デジタルカウンタで発生する
量子化誤差(1クロック)に起因する位相誤差が、読み
取り精度を劣下させることから、通常、外付抵抗、コン
デンサーで出力幅を設定できる74121 TTLIC等の機能を
もったICが使用され、読み取り精度の劣下を防いでい
る。
Conventionally, in modes with a relatively low data transfer rate of 250 kbps or less, the MLT7 is composed of a digital counter that counts 8, 16, 32 MHZ as a clock, but in the 500 kbps mode, the quantization generated by the digital counter is used. Since the phase error caused by the error (1 clock) deteriorates the reading accuracy, ICs with functions such as the 74121 TTL IC that can set the output width with external resistors and capacitors are usually used. Preventing subordination.

しかし、最近のIMbps、2Mbps等の高速なデータ転送レー
トに対応できるフロッピーデイスク装置や、5Mbps以上
のデータ転送レートを持つハードデイスク装置の様に、
幾種類もの高速なデータ転送レートに対応できるディス
ク装置には複数個のワンショットマルチバイブレータ回
路が必要でそのために、外付け抵抗、コンデンサーを複
数個必要とする欠点があった。
However, like floppy disk devices that can support high-speed data transfer rates such as recent IMbps and 2Mbps, and hard disk devices that have a data transfer rate of 5Mbps or more,
A disk device capable of supporting various kinds of high-speed data transfer rates requires a plurality of one-shot multivibrator circuits, which has a drawback that a plurality of external resistors and capacitors are required.

また、位相差零の近傍で、位相検出器のアップダウン信
号が、データ幅の狭いものとなり、その信号がチャージ
ポンプを介して低域通過ろ波器の入力まで伝達される間
に、伝達系の伝達能力がないと、位相検出器のアップ、
ダウン信号が途中で消えてしまい、身かけ上、位相差を
検出できない範囲が存在してしまう。このために、VCO
の発振周波数がPLL回路のロック後に、ジッタを持つ安
定性の悪いものになるという欠点があった。
In the vicinity of zero phase difference, the up / down signal of the phase detector has a narrow data width, and while the signal is transmitted to the input of the low pass filter via the charge pump, the transmission system If there is no transmission capability of the phase detector up,
The down signal disappears on the way, and there is an apparent range in which the phase difference cannot be detected. For this, the VCO
However, there was a drawback that the oscillation frequency of had a jitter and poor stability after locking the PLL circuit.

さらに、第8図の第5番目の入力データ信号の場合のよ
うに入力雑音6が重畳されたような場合にはMLT7の出力
波形の立ち下がりが一度であるのにたいして、RSFF8の
出力の波形の立ち下がりが二度現れるという現象が起き
る。前述のμPC1008C及びC4044等の位相検出器では、入
力信号どうしの立ち下がりエッジの差を位相差として出
力するものであるため、この入力雑音により誤動作して
しまうという欠点があった。
Further, when the input noise 6 is superimposed as in the case of the fifth input data signal of FIG. 8, the output waveform of the MLT7 falls only once, but the output waveform of the RSFF8 The phenomenon that the falling appears twice occurs. The phase detectors such as the μPC1008C and C4044 described above output the difference between the falling edges of the input signals as a phase difference, and thus have a drawback that they malfunction due to this input noise.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の磁気ディスク装置用のPLL回路は入力信号と、
電圧制御型発信器の出力を分周器で一定分周した信号と
の位相差を検出する磁気ディスク装置用PLL回路であっ
て、 前記入力信号のエッジで出力をセットし、前記分周器の
出力信号のエッジで、出力をリセットする第一の論理回
路と、第一の論理回路が出力をリセットした直後から、
前記分周器の出力信号の半周期間を出力としてセットす
る第二の論理回路と、前記第二の論理回路の出力がセッ
トされている時には、第一の論理回路の出力がセットさ
れることを防止する回路により構成される位相検出手段
と、 前記第一の論理回路の出力がセットされているときには
ハイレベルを、前記第二の論理回路の出力がセットされ
ているときにはロウレベルを出力し、前記第一、第二の
論理回路の出力がセットされていない期間は出力をフロ
ーティング状態とする位相出力手段と、 前記位相出力手段の出力を帯域制限する低域通過ろ波器
と、前記低域通過ろ波器の出力で前記分周器の出力信号
の周波数が、前記入力信号の周波数の1/2倍から2倍と
なるように、発信周波数範囲を制限した前記電圧制御型
発振器と を有している。
The PLL circuit for the magnetic disk device of the present invention has an input signal,
A PLL circuit for a magnetic disk device that detects a phase difference between a signal obtained by frequency-dividing the output of a voltage-controlled oscillator by a frequency divider, the output being set at the edge of the input signal, At the edge of the output signal, the first logic circuit that resets the output, and immediately after the first logic circuit resets the output,
A second logic circuit which sets as an output a half cycle of the output signal of the frequency divider, and when the output of the second logic circuit is set, the output of the first logic circuit is set. A phase detecting means constituted by a circuit for preventing the output, and outputs a high level when the output of the first logic circuit is set, and outputs a low level when the output of the second logic circuit is set, Phase output means for keeping the output of the first and second logic circuits in a floating state during a period in which the output is not set, a low-pass filter for band limiting the output of the phase output means, and the low-pass filter. A voltage-controlled oscillator in which the oscillation frequency range is limited so that the frequency of the output signal of the frequency divider at the output of the filter is 1/2 to 2 times the frequency of the input signal. ing.

〔実施例〕〔Example〕

次に本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、本発明の一実施例を示す。第1図において、
本発明の一実施例は入力データ信号を、端子1より入力
し分周器6の出力信号との位相差を位相検出器2で検出
し、位相差に応じて、チャージポンプ3で、位相差を電
圧に変換し、低域通過ろ波器4を介して、VCO5の発振周
波数を変化させ、さらにVCOの出力を前述の分周器6に
入力してPLL回路を構成している。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In FIG.
In one embodiment of the present invention, an input data signal is input from the terminal 1 and a phase difference between the input signal and the output signal of the frequency divider 6 is detected by the phase detector 2 and the phase difference is detected by the charge pump 3 according to the phase difference. Is converted into a voltage, the oscillation frequency of the VCO 5 is changed via the low pass filter 4, and the output of the VCO is input to the frequency divider 6 to form a PLL circuit.

第2図は本発明の一実施例に用いる位相検出器2の構成
を示す。第2図において、入力データ信号は、端子1よ
り入力されD型フリップフロップ(以下DFFと略す
る。)24のクロック端子に入力される。DFF26の出力が
ロウレベルのとき、入力データ信号の立ち上がりエッジ
で、DFF24の出力がハイレベルとなる。DFF24の出力は、
DFF25のリセット端子とデータ端子に接続されており、
分周器6の出力の立ち下がりで、DFF25の反転出力をロ
ウレベルにする。さらにDFF25の反転出力は、DFF24のリ
セット端子に接続されており、ロウレベルになると、DF
F24の出力をリセットする。つまりDFF24の出力はDFF26
の出力がロウレベルの時、入力データ信号の立ち上がり
セットされ、分周器6の出力の立ち下がりでリセットさ
れる。一方、前述のDFF24の出力がハイレベルの時、分
周器6の反転信号の立ち上がりエッジで、即ち、分周器
6の立ち下がりエッジでDFF26の出力がハイレベルにな
る。DFF26の出力はDFF27のデータ端子とリセット端子に
接続されており、DFF27の反転出力を分周器6の出力を
インバータ28,29を介した正転信号、即ち、分周器6の
出力の立ち上がりでロウレベルにする。さらにDFF27の
反転出力はDFF26のリセット端子に接続されており、ロ
ウレベルになるとDFF26の出力をリセットする。つま
り、DFF26の出力は、DFF24の出力がハイレベルであると
き、分周器6の立ち下がりエッジでセットされ、立ち上
がりエッジでリセットされる。
FIG. 2 shows the configuration of the phase detector 2 used in one embodiment of the present invention. In FIG. 2, an input data signal is input from a terminal 1 and is input to a clock terminal of a D-type flip-flop (hereinafter abbreviated as DFF) 24. When the output of DFF26 is low level, the output of DFF24 becomes high level at the rising edge of the input data signal. The output of DFF24 is
It is connected to the reset terminal and data terminal of DFF25,
At the fall of the output of the frequency divider 6, the inverted output of DFF25 is set to low level. Furthermore, the inverted output of DFF25 is connected to the reset terminal of DFF24, and when it goes low, DF
Reset the output of F24. In other words, the output of DFF24 is DFF26.
When the output of is at a low level, the rising edge of the input data signal is set and reset at the falling edge of the output of the frequency divider 6. On the other hand, when the output of the DFF 24 is high level, the output of the DFF 26 becomes high level at the rising edge of the inverted signal of the frequency divider 6, that is, at the falling edge of the frequency divider 6. The output of DFF26 is connected to the data terminal and reset terminal of DFF27, and the inverted output of DFF27 is the output of frequency divider 6 and the forward rotation signal via inverters 28 and 29, that is, the rise of the output of frequency divider 6. To low level. Further, the inverted output of DFF27 is connected to the reset terminal of DFF26 and resets the output of DFF26 when it goes low. That is, the output of the DFF26 is set at the falling edge of the frequency divider 6 and reset at the rising edge of the divider 6 when the output of the DFF24 is at the high level.

本実施例では、上述のDFF24の出力を位相検出器のアッ
プ信号とし、DFF26の出力を、ダウン信号とし、チャー
ジポンプ3への入力信号としている。つまり、DFF24の
出力を、インバータ30を介して、ソースを正電源端子21
に接続するP型MOSFET31のゲートへ入力し、一方、DFF2
6の出力を、ソースを負電源端子22に接続するN型MOSFE
T32のゲートへ入力し、MOSFET31,32のドレインは、お互
いに接続されていて、チャージポンプ出力端子23に出力
される。
In the present embodiment, the output of the DFF 24 described above is used as the up signal of the phase detector, the output of the DFF 26 is used as the down signal, and is used as the input signal to the charge pump 3. In other words, the output of the DFF24 is connected to the positive power supply terminal 21
Input to the gate of P-type MOSFET 31 connected to
N-type MOSFE that connects the output of 6 to the negative power supply terminal 22
Input to the gate of T32, the drains of the MOSFETs 31 and 32 are connected to each other and output to the charge pump output terminal 23.

本実施例の位相検出器の位相検出特性は、第3図に示す
ようになり、本実施例のPLL回路の位相制御のタイミン
グチャートは、第5図のようになる。すなわち、第5図
において、一番目の入力データ信号の立ち上がりエッジ
で、前述したように、DFF24の出力は、ハイレベルとな
り、VCO発振の一番目の立ち上がり(分周器出力の立ち
下がり)でロウレベルになり、これを同時に、DFF26の
出力がハイレベルとなり、DFF24の入力はロウレベルに
なる。そしてVCO発振の立ち上がり(分周器の立ち上が
り)で、DFF26の出力がロウレベルになりDFF24の入力が
ハイレベルになる。したがって、チャージポンプ出力端
子23は、DFF24の出力のハイレベル区間のみ出力をハイ
レベルとし、DFF26の出力のハイレベル区間のみロウレ
ベルとし、その他の区間を、フローティング状態とす
る。本実施例のPLL回路では、これらDFF24,26のハイレ
ベル区間が等しくなるように、位相制御されることにな
る。
The phase detection characteristic of the phase detector of this embodiment is as shown in FIG. 3, and the timing chart of the phase control of the PLL circuit of this embodiment is as shown in FIG. That is, in FIG. 5, at the first rising edge of the input data signal, as described above, the output of the DFF24 becomes high level, and at the first rising edge of VCO oscillation (falling edge of the frequency divider output), it becomes low level. At the same time, the output of DFF26 goes high and the input of DFF24 goes low. Then, at the rise of the VCO oscillation (rise of the frequency divider), the output of DFF26 becomes low level and the input of DFF24 becomes high level. Therefore, the charge pump output terminal 23 sets the output to the high level only in the high level section of the output of the DFF 24, sets the low level only in the high level section of the output of the DFF 26, and sets the other sections in the floating state. In the PLL circuit of the present embodiment, the phases are controlled so that the high level sections of these DFFs 24 and 26 are equal.

また、本実施例では入力信号の立ち上がりでDFF24の出
力をセットし、分周器6の出力の立ち下がりで出力をリ
セットしているが、入力信号の立ち下がりでDFF24の出
力をセットしても、分周器6の出力の立ち上がりでDFF2
4の出力をリセットしても、同様な制御の出来ることが
容易に類推できる。
Further, in the present embodiment, the output of the DFF24 is set at the rising edge of the input signal and the output is reset at the falling edge of the output of the frequency divider 6, but even if the output of the DFF24 is set at the falling edge of the input signal. , DFF2 at the rising edge of frequency divider 6 output
It can be easily inferred that similar control can be performed even if the output of 4 is reset.

第5図において、第一番目の入力データ信号では、入力
データ信号の位相とVCO5の出力信号の位相(即ち、分周
器6の出力位相)の差が、零の状態(ジャストロック)
を示しており、第二番目の入力データ信号では、VCO発
振信号の位相遅れ状態を示しており、DFF24のハイレベ
ル区間が、DFF26のハイレベル区間に比べて、位相遅れ
た分だけ長くなっており、チャージポンプ3の出力電圧
を、その分だけ持ち上げている。また第三,第四番目の
入力データ信号では、VCO発振信号の位相進み状態を示
しており、DFF24のハイレベル区間が、DFF26のハイレベ
ル区間に比べて、位相進み分だけ短くなっていて、チャ
ートポンプ3の出力電圧を、その分だけ持ち下げてい
る。
In FIG. 5, in the first input data signal, the difference between the phase of the input data signal and the phase of the output signal of VCO5 (that is, the output phase of the frequency divider 6) is zero (just lock).
The second input data signal shows the phase delay state of the VCO oscillation signal, and the high level section of DFF24 is longer than the high level section of DFF26 by the amount of the phase delay. Therefore, the output voltage of the charge pump 3 is raised accordingly. The third and fourth input data signals show the phase lead state of the VCO oscillation signal, and the high level section of DFF24 is shorter than the high level section of DFF26 by the amount of phase lead, The output voltage of the chart pump 3 is lowered accordingly.

一方、第五,六番目の入力データ信号の場合のように、
入力データ信号の立ち上がりによりDFF24の出力がハイ
レベルになり、分周器出力のたち下がりでロウレベルに
なった後、DFF26の出力がハイレベルの間に、入力雑音
によって入力データ信号が再びハイレベルになったよう
な場合、もしDFF24の入力データ端子に常にハイレベル
が入力されているような構成であると、DFF24の出力波
形に点線で示したようなパルスが生じ、DFF24の出力とD
FF26の出力が同時にハイレベルになることにより、MOSF
ET31,32が同時にONしてしまう誤動作が起きる。したが
ってこのような誤動作を防止するためにDFF24の入力デ
ータ端子にはDFF26の反転出力を接続し、DFF26の出力が
ハイレベルの時にはDFF24の出力がハイレベルにならな
いような構成になっている。
On the other hand, as in the case of the fifth and sixth input data signals,
The output of DFF24 goes high due to the rising edge of the input data signal, and goes low when the output of the divider goes low.While the output of DFF26 is high, the input data signal goes high again due to input noise. In such a case, if a high level is always input to the DFF24 input data terminal, a pulse as shown by the dotted line is generated in the DFF24 output waveform, and the DFF24 output and D
When the output of FF26 becomes high level at the same time, MOSF
The malfunction that ET31 and 32 turn on at the same time occurs. Therefore, in order to prevent such malfunction, the inverted output of DFF26 is connected to the input data terminal of DFF24 so that the output of DFF24 does not become high level when the output of DFF26 is high level.

このようにして、本実施例のPLL回路は、入力データ信
号に同期し、入力雑音に対して誤動作しにくい安定なVC
O発振信号を得ることができる。
In this way, the PLL circuit of the present embodiment synchronizes with the input data signal and is a stable VC that does not easily malfunction due to input noise.
O oscillation signal can be obtained.

また、位相検出特性が、第3図に示すように、2πの周
期性を持つことから、入力データ転送レートT0の整数
倍、もしくは、逆整数倍で、誤ってロックする可能性が
高くなる。その防止手段としてVOC5の発振周波数f osc
を、 1/(2*T0)<(1/N)*f osc<2/T0 N;分周器6の分周比 となるように制限できるようにする。
In addition, since the phase detection characteristic has a periodicity of 2π as shown in FIG. 3, there is a high possibility that the input data transfer rate T0 is an integer multiple or an inverse integer multiple and is erroneously locked. As a measure to prevent this, the oscillation frequency of VOC5 f osc
, 1 / (2 * T0) <(1 / N) * fosc <2 / T0 N; the frequency division ratio of the frequency divider 6 can be restricted.

例えばこの手段として、第4図に示した様な、特開昭61
−244115号公開公報(電流制御型発振器)で公開済みで
ある、電圧電流変換回路を具備したVCO回路において、
抵抗46(R0)と抵抗45(R1)を、 R1>2*R0 T0=1(N*f osc) f osc=(VSH−VSL)/(2*C0)*VDD/(2*R0) VSH,VSL:シュミットトリガ回路48のヒステリシス電圧値 C0:コンデンサー57の容量値 満たすように、設定すれば対応できる。
For example, as this means, as shown in FIG.
In a VCO circuit equipped with a voltage-current conversion circuit, which has been disclosed in Japanese Laid-Open Publication No. 244115 (current-controlled oscillator),
Connect the resistor 46 (R0) and resistor 45 (R1) to R1> 2 * R0 T0 = 1 (N * fosc) fosc = (V SH −V SL ) / (2 * C0) * VDD / (2 * R0 ) V SH , V SL : Hysteresis voltage value of Schmitt trigger circuit 48 C0: Capacitance value of capacitor 57 can be set so that it is satisfied.

第4図において、端子44は、電源電圧VDDの1/2値を印加
する入力端子でまた演算増幅器(以下オペアンプと略す
る)47とバックゲートをソースに接続するP型MOSFFT49
は、P型MOSFET49ソース電極をVDD/2(V)に、ボルテ
ージフォロアーする回路を提供し、P型MOSFET49のソー
スに、一方を正電源端子41に接続した抵抗R0と、一方を
VCO回路の入力端子40に接続した抵抗R1を接続してい
る。
In FIG. 4, a terminal 44 is an input terminal for applying a half value of the power supply voltage VDD, and an operational amplifier (hereinafter abbreviated as operational amplifier) 47 and a P-type MOSFFT 49 for connecting a back gate to a source.
Provides a circuit that voltage-follows the source electrode of the P-type MOSFET 49 to VDD / 2 (V). The source of the P-type MOSFET 49 has a resistor R0 connected to the positive power supply terminal 41 and one of them.
The resistor R1 connected to the input terminal 40 of the VCO circuit is connected.

端子40の入力電圧をVINとすれば、MOSFET49に流れる電
流Iは、 I=VDD/(2*R0)−(1/R1)*(VDD/2−VIN) で与えられ、この電流Iを、カレントミラー構成からな
るN型MOSFET53、54で電流を移して、電流制御型発振回
路の入力電流としている。
If the input voltage of the terminal 40 is V IN , the current I flowing in the MOSFET 49 is given by I = VDD / (2 * R0) − (1 / R1) * (VDD / 2−V IN ). Is transferred by the N-type MOSFETs 53 and 54 having a current mirror configuration to be used as an input current of the current control type oscillation circuit.

第6図は、本発明の一実施例であるPLL回路中の位相検
出器2の他の構成を示す。入力データ端子1より入力さ
れた信号はまずANDゲート80に入力される。ANDゲート80
は、RSFF75のNANDゲート65の出力がハイレベルの時には
常にロウレベルを出力し、RSFF75のNANDゲート65の出力
がロウレベルの時には、入力データ端子より入力された
信号と同一の波形を出力する。ANDゲート80の出力信号
はインバータ67とコンデンサー70からなる遅延回路と、
NAND60により遅延回路で発生する遅延時間分のデータ幅
に波形を整形され、NAND63,64からなるRSFF74のセット
端子に入力される。一方、リセット端子には、入力端子
20より入力される分周器6の出力信号をインバータ76で
反転した後、セット側と同様に、インバータ68,コンデ
ンサー71及びNAND61で、データ幅を整形した信号を入力
する。RSFF74の出力は、インバータ77とコンデンサー78
からなる遅延回路と、NAND79により、データ幅を整形さ
れた後に、NAN65,66からなるRSFF75のセット端子に入力
される。一方、このRSFFのリセット端子には、分周器6
の出力を、インバート69とコンデンサー72からなる遅延
回路と、NAND62で、データ幅を整形した後に入力する。
FIG. 6 shows another configuration of the phase detector 2 in the PLL circuit which is an embodiment of the present invention. The signal input from the input data terminal 1 is first input to the AND gate 80. AND gate 80
Always outputs a low level when the output of the NAND gate 65 of the RSFF75 is at a high level, and outputs the same waveform as the signal input from the input data terminal when the output of the NAND gate 65 of the RSFF75 is at a low level. The output signal of the AND gate 80 is a delay circuit composed of an inverter 67 and a capacitor 70,
The waveform is shaped by the NAND 60 into a data width corresponding to the delay time generated in the delay circuit, and the result is input to the set terminal of the RSFF 74 composed of NAND 63 and 64. On the other hand, the reset terminal is the input terminal
After the output signal of the frequency divider 6 input from 20 is inverted by the inverter 76, the signal whose data width has been shaped is input by the inverter 68, the capacitor 71 and the NAND 61 as in the set side. The output of RSFF74 is an inverter 77 and a capacitor 78.
After the data width is shaped by the delay circuit consisting of NAND79, it is input to the set terminal of RSFF75 consisting of NAN65 and NAN65. On the other hand, the divider 6 is connected to the reset terminal of this RSFF.
The output of is shaped after the data width is shaped by the delay circuit consisting of the invert 69 and the capacitor 72, and the NAND 62, and then input.

そして、RSFF74の反転出力を、本実施例の第2図で述べ
たと同様チャージポンプ3のP型MOSFET31のゲートに入
力し、RSFF75の反転出力と分周器6の出力を、NOR73
で、論理合成した後の信号を、N型MOSFFT32のゲートに
入力する。
Then, the inverted output of RSFF74 is input to the gate of the P-type MOSFET 31 of the charge pump 3 in the same manner as described with reference to FIG. 2 of the present embodiment, and the inverted output of RSFF75 and the output of the frequency divider 6 are supplied to NOR73.
Then, the signal after the logic synthesis is input to the gate of the N-type MOSFFT 32.

この構成を位相検出器に用いたPLL回路では、RSFF74,75
の入力に、データ整形回路が、付加されているために、
インパルス性ノイズがRSFF74及び75に入力出来ない様に
して、誤動作を防止している点に特徴があり、さらに、
実施例で述べたようにMOSFET31,32が同時ONする誤動作
を防止するために、RSFF75のNANDゲート65の出力がハイ
レベルの時には、その反転出力を利用して、ANDゲート8
0の出力信号を、常にロウレベルに保持するように、入
力信号にゲーティングをかけている点に特徴がある。
In the PLL circuit using this configuration for the phase detector, RSFF74,75
Since the data shaping circuit is added to the input of,
The feature is that impulsive noise is prevented from being input to RSFF74 and 75 to prevent malfunction.
As described in the embodiment, when the output of the NAND gate 65 of the RSFF75 is high level, the inverted output of the NAND gate 65 of the RSFF75 is used to prevent the malfunction that the MOSFETs 31 and 32 are simultaneously turned on.
It is characterized in that the input signal is gated so that the output signal of 0 is always kept at the low level.

以上のように本発明のPLL回路は、位相検出器と、チャ
ージポンプと、低域通過ろ波器と、VCOと、分周比設定
可能な分周器とを有し、特に、位相検出器においては、
入力データ信号の立ち上がりで出力をハイレベルとし、
分周器の出力の立ち上がりで、その出力をロウレベルに
する第一の手段と、第一の手段の出力の立ち下がりエッ
ジで、出力をハイレベルとし、前述の分周器の立ち上が
りで、その出力をロウレベルとする第二の手段と、第二
の手段の出力がハイレベルの間は第一の手段の出力がハ
イレベルになることを防止する手段とを有し、第一,第
二の手段の出力で、チャージポンプの出力を制御するよ
うに構成され、位相検出器の基準信号をつくるワンショ
ットマルチバイブレータ回路を不要とするものである。
As described above, the PLL circuit of the present invention has a phase detector, a charge pump, a low-pass filter, a VCO, and a frequency divider whose frequency division ratio can be set. In
The output goes high at the rising edge of the input data signal,
At the rising edge of the output of the frequency divider, the first means for making the output low level, and at the falling edge of the output of the first means, making the output high level, and at the rising edge of the divider, the output To a low level, and means for preventing the output of the first means from becoming a high level while the output of the second means is at a high level. The output of 1 controls the output of the charge pump and eliminates the need for a one-shot multivibrator circuit that produces the reference signal of the phase detector.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上、説明したように本発明では、従来必要としていた
ワンショントマルチバイブレータ回路を必要としないた
めに、多彩なデータ転送レートに対して、分周器6の分
周比を可変することにより対応でき、しかも第5図から
分るように位相差零(ジャストロック)状態で、アッ
プ,ダウン信号のアクティブ論理幅が、従来では、零に
なるのに対して、本発明では、十分大きな値を取れるこ
とから、位相差零近傍での位相検出器が応答しない区間
が存在せず、VCOの発振周波数のジッタが、低減される
という効果がある。
As described above, according to the present invention, since the one-shot multivibrator circuit which is conventionally required is not required, it is possible to cope with various data transfer rates by changing the frequency division ratio of the frequency divider 6. As can be seen from FIG. 5, the active logic width of the up and down signals is zero in the conventional case in the phase difference zero (just lock) state, whereas in the present invention, a sufficiently large value is set. Therefore, there is no section in which the phase detector does not respond in the vicinity of the phase difference of zero, and there is an effect that the jitter of the oscillation frequency of the VCO is reduced.

さらに入力雑音が重畳された入力データ信号に対して、
入力雑音の影響をうけにくい構成となっているため、入
力雑音による誤動作を低減することができる。
Furthermore, for the input data signal on which the input noise is superimposed,
Since the configuration is less susceptible to the influence of input noise, malfunction due to input noise can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は、本発明の一実施例であるPLL回路を示す図、
第2図は、本発明の一実施例であるPLL回路における位
相検出器の構成を示す図、第3図はこの位相検出器の特
性を示す図、第4図は、電圧制御型発振器を示す図、第
5図は、本実施例のPLL回路のタイミングチャートを示
す図、第6図は、本実施例における位相検出器の他の構
成を示す図、第7図は従来のPLL回路を示す図、第8図
は従来のPLL回路のタイミングチャートを示す図であ
る。 1……データ入力端子、2……位相検出器、3……チャ
ージポンプ、4……低域通過ろ波器、5……電圧制御型
発振器、6……分周器、7……ワンショットマルチバイ
ベレータ回路、8……リセットフリップフロップ(RSF
F)、24,25,26,27……D型フリップフロップ(DFF)、2
0……分周器の出力信号の入力端子、28,29,30,67,68,6
9,76,77……インバータ、21……静電源端子、22……負
電源端子、23……チャージポンプの出力端子、31,32,4
9,50,51,52,53,54,55,56……MOS電界効果トランジスタ
(MOSFET)、80……2入力AND、57,70,71,72,78……コ
ンデンサー、47……オペアンプ、48……シュミットアン
プ、42……VCO出力端子、44……基準電源入力端子、60,
61,62,63,64,65,66,79……2入力NAND、73……2入力NO
R。
FIG. 1 is a diagram showing a PLL circuit which is an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a phase detector in a PLL circuit which is an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a diagram showing characteristics of this phase detector, and FIG. 4 is a voltage-controlled oscillator. 5 and 5 are timing charts of the PLL circuit of this embodiment, FIG. 6 is a diagram showing another configuration of the phase detector of this embodiment, and FIG. 7 is a conventional PLL circuit. 8 and 9 are timing charts of a conventional PLL circuit. 1 ... Data input terminal, 2 ... Phase detector, 3 ... Charge pump, 4 ... Low-pass filter, 5 ... Voltage-controlled oscillator, 6 ... Divider, 7 ... One-shot Multi-vibrator circuit, 8 ... Reset flip-flop (RSF
F), 24,25,26,27 …… D-type flip-flop (DFF), 2
0 …… Input terminal for output signal of frequency divider, 28,29,30,67,68,6
9,76,77 …… Inverter, 21 …… Static power supply terminal, 22 …… Negative power supply terminal, 23 …… Charge pump output terminal, 31,32,4
9,50,51,52,53,54,55,56 …… MOS field effect transistor (MOSFET), 80 …… 2-input AND, 57,70,71,72,78 …… Capacitor, 47 …… Op Amp, 48 …… Schmidt amplifier, 42 …… VCO output terminal, 44 …… Reference power input terminal, 60,
61,62,63,64,65,66,79 …… 2-input NAND, 73 …… 2-input NO
R.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力信号と、電圧制御型発振器の出力を分
周器で一定分周した信号との位相差を検出する磁気ディ
スク装置用PLL回路であって、 前記入力信号のエッジで出力をセットし、前記分周器の
出力信号のエッジで、出力をリセットする第一の論理回
路と、第一の論理回路が出力をリセットした直後から、
前記分周器の出力信号の半周期間を出力としてセットす
る第二の論理回路と、前記第二の論理回路の出力がセッ
トされている時には、第一の論理回路の出力がセットさ
れることを防止する回路により構成される位相検出手段
と、 前記第一の論理回路の出力がセットされているときには
ハイレベルを、前記第二の論理回路の出力がセットされ
ているときにはロウレベルを出力し、前記第一、第二の
論理回路の出力がセットされていない期間は出力をフロ
ーティング状態とする位相出力手段と、 前記位相出力手段の出力を帯域制限する低域通過ろ波器
と、 前記低域通過ろ波器の出力で発振周波数を制御し、前記
分周器の出力信号の周波数が、前記入力信号の周波数の
1/2倍から2倍となるように、発信周波数範囲を制限し
た前記電圧制御型発振器と、 を有することを特徴とする磁気ディスク装置PLL回路。
1. A PLL circuit for a magnetic disk device, which detects a phase difference between an input signal and a signal obtained by dividing an output of a voltage controlled oscillator by a frequency divider, wherein an output is generated at an edge of the input signal. The first logic circuit that sets and resets the output at the edge of the output signal of the frequency divider, and immediately after the first logic circuit resets the output,
A second logic circuit that sets as an output a half cycle of the output signal of the frequency divider, and when the output of the second logic circuit is set, the output of the first logic circuit is set. A phase detection unit constituted by a circuit for preventing the output of the first logic circuit, and outputs a high level when the output of the first logic circuit is set, and outputs a low level when the output of the second logic circuit is set. Phase output means for keeping the output of the first and second logic circuits in a floating state during a period in which the output is not set, a low-pass filter for band-limiting the output of the phase output means, and the low-pass filter. The oscillation frequency is controlled by the output of the filter, and the frequency of the output signal of the frequency divider is equal to the frequency of the input signal.
A PLL circuit for a magnetic disk device, comprising: the voltage-controlled oscillator whose oscillation frequency range is limited to 1/2 to 2 times.
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