Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ins
besondere eine Vorrichtung zum Detektieren von Flanken eines
Eingangssignals für das Ausführen einer Signalverarbeitung in
Abhängigkeit der Flankenzeitsteuerungen.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Flankendetektionsschaltungen werden weit verbreitet für ver
schiedene Signalverarbeitungen verwendet. Eine Flankendetekti
onsschaltung ist in der offengelegten, japanischen Patentanmel
dung (JP-A-2001 136157) offenbart. Die gesamte Offenbarung der
entsprechenden US-Patentanmeldung Ser. Nr. 09/699245, ein
gereicht am 27. Oktober 2000, wird hier in ihrer Gesamtheit
durch Bezugnahme aufgenommen. Die Flankendetektionsschaltung
wird in einer Taktsignalerzeugungsvorrichtung verwendet. Die
Taktsignalerzeugungsvorrichtung ist aus einer Detektionsschal
tung und einer Taktsignalausgabeschaltung zusammengesetzt. Die
Detektionsschaltung detektiert Flankenzeitsteuerungen eines Ein
gangssignals, bei denen das Eingangssignal invertiert wird. Die
Detektionsschaltung quantisiert die detektierten Flankenzeit
steuerungen in eine vorgegebene Anzahl von Zuständen. Die Takt
signalausgangsschaltung gibt ein Ausgangstaktsignal aus. Eine
Phase des ausgegebenen Taktsignals wird auf der Basis bzw. Ab
hängigkeit von den Flankenzeitsteuerungen eingerichtet.
Eine weitere Flankendetektionsschaltung zum sicheren Detektieren
von Signalflanken wird in der offengelegten, japanischen Pa
tentanmeldung (JP-A-Heisei 1-260915) offenbart. Wie in Fig. 1
gezeigt ist, enthält die herkömmliche Vorrichtung Flip-Flop-
Schaltungen 101-104, Inverter 105, 106, Verzögerungsschaltungen
107-110, XOR-Gatter 111-114 und ODER-Gatter 115 und einen
Adressdecodierer 116. Die herkömmliche Vorrichtung detektiert
das Wechseln von Adresssignalen 120, 121 von einem hohen Niveau
auf ein niedriges Niveau oder von einem niedrigen Niveau auf ein
hohes Niveau.
Wenn das Adresssignal 120 von dem niedrigen Niveau auf das hohe
Niveau, wie in Fig. 2 gezeigt ist, wechselt, detektiert die
Flip-Flop-Schaltung 101 die Änderung bzw. den Wechsel, und er
zeugt einen Ausgangsimpuls. Als nächstes, wenn das Adresssignal
120 von einem hohen Niveau auf ein niedriges Niveau wechselt,
detektiert die Flip-Flop-Schaltung den Wechsel. In der herkömm
lichen Flankendetektionsschaltung wird auch, wenn der Wechsel
von dem hohen Niveau auf das niedrige Niveau in einer Zeit aus
geführt wird, die kürzer als eine vorgegebene Verzögerungszeit
TW ist, ein sicheres Flankendetektionssignal einem Freigabean
schluss des Adressdecodierers 116 ohne eine Trennung des Aus
gangsimpulses eingegeben.
Die herkömmliche Flankendetektionsschaltung gibt jedoch kein
Signal aus, das Flankenzeitsteuerungen der Adresssignale 120,
121 angibt. Die herkömmliche Flankendetektionsschaltung detek
tiert nur, dass die Adresssignale 120, 121 von einem hohen Ni
veau auf ein niedriges Niveau oder von einem niedrigen Niveau
auf ein hohes Niveau wechseln und setzt nur den Adressdecodierer
116 auf Freigabe.
Eine Synchronisationsschaltung, die eine Flankendetektionsschal
tung enthält, wird auch in dar offengelegten, japanischen Pa
tentanmeldung (JP-A-Heisei 4-13325) offenbart. Die Synchronisa
tionsschaltung empfängt ein Datensignal, synchronisiert ein in
ternes Taktsignal mit dem Datensignal und tastet das Datensignal
mit dem synchronisierten Taktsignal ab. Genauer enthält die
Synchronisationsschaltung eine Datensignalflankendetektions
schaltung, eine Taktsignalflankendetektionsschaltung, eine
Synchronisationsbeurteilungsschaltung und eine Taktsignalaus
wahlschaltung. Die Datensignalflankendetektionsschaltung gibt
einen Datensignalflankendetektionsimpuls aus, wenn eine Flanke
des Datensignals detektiert wird. Die Taktsignalflankendetekti
onsschaltung gibt einen Taktsignalflankendetektionsimpuls aus,
wenn eine Flanke des Taktsignals detektiert wird. Die
Synchronisationsbeurteilungsschaltung überlagert den Datensig
nalflankendetektionsimpuls mit dem Taktsignalflankendetekti
onsimpuls, um einen Detektionsimpuls für einen asynchronen Zu
stand ausgeben zu können. Das Taktsignal antwortet auf den De
tektionsimpuls für den asynchronen Zustand mit dem Auswählen
eines der Taktsignale, die unterschiedliche Phasen haben, um es
als das internes Taktsignal auszugeben. Die Flankenzeitsteuerung
des Datensignals wird in der Synchronisationsschaltung nicht de
tektiert und der Betrieb der Synchronisationsschaltung ist nicht
von der Flankenzeitsteuerung abhängig.
Übersicht über die Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vor
richtung zum Detektieren einer Flankenzeitsteuerung und zum Ar
beiten in Abhängigkeit von der Flankenzeitsteuerung bereitzu
stellen, während ihr Stromverbrauch reduziert ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin,
eine Vorrichtung zum Detektieren einer Flankenzeitsteuerung und
zum Arbeiten in Abhängigkeit von der Flankenzeitsteuerung be
reitzustellen, während ihr Betrieb stabilisiert ist.
Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die
Taktsignalwiedergabeschaltung gemäß Anspruch 8, die Signalwie
dergabeschaltung gemäß Anspruch 11 oder durch das Verfahren ge
mäß Anspruch 12 gelöst.
Um einen Aspekt der vorliegenden Erfindung zu erreichen, umfasst
eine Vorrichtung eine Flankendetektionsschaltung, die die Flan
ken eines Eingangssignals detektiert, um eine Flankenzeitsteu
erung erzeugen zu können, die ein Signal wiedergibt, das die
Flankenzeitsteuerungen der Flanken wiedergibt, eine Signalverar
beitungsschaltung, die auf das Flankenzeitsteuerungswiederga
besignal reagiert. Die Flankendetektionsschaltung gibt ein Frei
gabesignal zum Freigeben des Betriebs der Signalverarbeitungs
schaltung aus, wenn die Flankendetektionsschaltung eine der
Flanken findet. Die Signalverarbeitungsschaltung führt eine Sig
nalverarbeitung des Flankenzeitsteuerungswiedergabesignals in
Antwort auf das Freigabesignal aus.
Die Flankendetektionsschaltung quantisiert bevorzugt die Flan
kenzeitsteuerungen, um die Flankenzeitsteuerungen in dem Flan
kenzeitsteuerungswiedergabesignal wiedergeben zu können.
Das Freigabesignal besteht bevorzugt aus rechteckigen Impulsen
mit einer Impulsweite, die größer als ein vorgegebener Wert ist.
Die Flankendetektionsschaltung detektiert bevorzugt die Flanken
in Synchronisation mit einem Taktsignal und die Impulsweite ist
größer als ein Zyklus bzw. als eine Periode des Taktsignals.
Die Flankendetektionsschaltung erzeugt bevorzugt das Freiga
besignal in Abhängigkeit von dem Flankenzeitsteuerungswiederga
besignal.
Die Flankendetektionsschaltung ändert bevorzugt einen Zustand
des Flankenzeitsteuerungswiedergabesignals nur, wenn die Flan
kendetektion die Flanken detektiert.
Die Flankendetektionsschaltung hat bevorzugt eine Vielzahl von
Abtastschaltungen, von denen jede auf eines der Taktsignale mit
dem Abtasten des Eingangssignals in Synchronisation mit einem
der Taktsignale reagiert, um ein Abtastsignal erzeugen zu kön
nen, wobei die Taktsignale unterschiedliche Phasen zueinander
haben, und eine Flankenzeitsteuerungsbestimmungsschaltung er
zeugt das Flankenzeitsteuerungswiedergabesignal in Abhängigkeit
von den Abtastsignalen, die von der Vielzahl von Abtastschaltun
gen empfangen werden, wobei die Flankenzeitsteuerungsbestim
mungsschaltung die Flankenzeitsteuerungen in Abhängigkeit davon
bestimmt, ob zwei der Abtastsignale unterschiedliche Werte ange
ben.
Um einen weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erreichen zu
können, hat eine Taktsignalwiedergabeschaltung eine Flankende
tektionsschaltung, die Flanken eines Eingangssignals detektiert,
um ein Flankenzeitsteuerungswiedergabesignal zu erzeugen, das
Flankenzeitsteuerungen der Flanken wiedergibt, und eine Taktsig
nalausgabeschaltung, die auf das Flankenzeitsteuerungswiederga
besignal reagiert, zum Erzeugen eines weiteren Taktsignals, das
mit dem Eingangssignal synchronisiert ist. Die Flankendetekti
onsschaltung gibt ein Freigabesignal aus, um die Taktsignalaus
gangsschaltung für den Betrieb freizugeben, wenn die
Flankendetektionsschaltung eine der Flanken findet.
Die Taktsignalausgangsschaltung wählt bevorzugt ein Taktsignal
aus der Vielzahl von Taktsignalen mit unterschiedlichen Phasen
zueinander auf der Basis des Flankenzeitsteuerungswiedergabesig
nal aus und gibt das eine Taktsignal aus der Vielzahl der Takt
signale als das weitere Taktsignal aus.
In dem Fall, wenn die Flanken eine vorliegende oder momentane
Flanke haben, die die letzte der Flanken ist, und eine vergan
gene Flanke haben, die vor der vorliegenden Flanke detektiert
wurde, enthält die Taktsignalausgangsschaltung bevorzugt eine
Speicherschaltung, die eine Zeitsteuerung der vergangenen Flanke
speichert, wobei das weitere Taktsignal in Abhängigkeit von den
Flankenzeitsteuerungen der vorliegenden Flanke und der vergan
genen Flanke ausgegeben wird.
Um noch einen weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung errei
chen zu können, hat eine Signalerzeugungsschaltung eine Flanken
detektionsschaltung, die Flanken eines Eingangssignals detek
tiert, um ein Flankenzeitsteuerungswiedergabesignal zu erzeugen,
das Flankenzeitsteuerungen der Flanken wiedergibt, eine Taktsig
nalausgangsschaltung, die auf das Flankenzeitsteuerungswiederga
besignal reagiert, zum Erzeugen eines weiteren Taktsignals, das
mit dem Eingangssignal synchronisiert ist, und eine Ausgangs
schaltung für das reproduzierte Signal, die das Eingangssignal
mit dem weiteren Taktsignal abtastet, um ein reproduziertes Sig
nal ausgeben zu können. Die Flankendetektionsschaltung gibt ein
Freigabesignal aus, um die Taktsignalausgangsschaltung für den
Betrieb freizugeben, wenn die Flankendetektionsschaltung eine
der Flanken findet.
Um noch einen weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung errei
chen zu können, weist ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrich
tung auf:
Detektieren von Flanken eines Eingangssignals;
Ausgeben eines Flankenzeitsteuerungswiedergabesignals, das Flan
kenzeitsteuerungen der Flanken wiedergibt;
Ausgeben eines Freigabesignals, wenn eine der Flanken detektiert
wird; und
Freigeben einer Schaltung für den Betrieb in Antwort auf das
Flankenzeitsteuerungswiedergabesignal.
Die Schaltung gibt bevorzugt ein Taktsignal aus, das mit dem
Eingangssignal auf der Basis der Flankenzeitsteuerungen
synchronisiert ist.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Un
teransprüchen zu entnehmen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt einen Aufbau einer herkömmlichen Flankende
tektionsschaltung;
Fig. 2 ist ein Zeitdiagramm, das den Betrieb der herkömm
lichen Flankendetektionsschaltung zeigt;
Fig. 3 zeigt einen Aufbau einer Vorrichtung einer ersten
Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 zeigt einen Aufbau einer Abtastschaltung 1;
Fig. 5 zeigt einen Aufbau einer Detektionsschaltung 2 1 für
die vorauseilende Flankenposition;
Fig. 6 zeigt einen Aufbau einer Detektionsschaltung 2 2 für
die nacheilende Flankenposition;
Fig. 7 ist ein Zeitdiagramm, das den Betrieb der Abtast
schaltung 1, der Detektionsschaltung 2 1 für die
vorauseilende Flankenposition und der Detektions
schaltung 2 2 für die nacheilende Flankenposition
zeigt;
Fig. 8 zeigt den Aufbau eines optimierten Rechners 4 1 für
die vorauseilende Flankenposition und den Aufbau
eines optimierten Rechners 4 2 für die nacheilende
Flankenposition;
Fig. 9 zeigt den Aufbau einer zweiten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 zeigt einen Aufbau einer Detektionsschaltung 7 1 für
die vorauseilende Flankenposition; und
Fig. 11 zeigt einen Aufbau einer Detektionsschaltung 7 2 für
die nacheilende Flankenposition.
Kurzbeschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend
mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
Eine Vorrichtung in einer ersten Ausführungsform der Erfindung
ist eine Taktsignalerzeugungsvorrichtung. Die Vorrichtung er
zeugt ein Taktsignal, das synchron mit einem Eingangssignal ist,
das eine Wellenform hat, die durch eine Kommunikationsverbindung
bzw. Nachrichtenverbindung verzerrt wird. Die Vorrichtung tastet
auch das Eingangssignal mit dem Taktsignal ab und erzeugt bzw.
reproduziert die Kurvenverläufe bzw. Wellenformen des Eingangs
signals. Der Aufbau der Vorrichtung wird nachfolgend beschrie
ben.
Fig. 3 zeigt die Vorrichtung der ersten Ausführungsform der Er
findung. Die Vorrichtung weist eine Abtastschaltung 1, einen
Zeitsteuerungsdetektor 21 für die vorauseilende Flanke und einen
Zeitsteuerungsdetektor 22 für die nacheilende Flanke.
Die Abtastschaltung 1 wird durch n Taktsignale CLK0-CLKn-1 ange
steuert, die unterschiedliche Phasen für das Abtasten eines Ein
gangssignals a haben. In der Ausführungsform ist n = 8. Die Ab
tastschaltung 1 gibt Abtastdatensignale b0-bn-1 aus, die die Da
ten eines Eingangssignals a wiedergeben und synchron zu den
Taktsignalen CLK0-CLKn-1 sind.
Der Zeitdetektor 2 1 für die vorauseilende Flanke detektiert die
Zeitsteuerung bzw. das Timing der vorauseilenden Flanke des Ein
gangssignals a auf der Basis der Abtastdatensignale b0-bn-1, um
Zeitsteuerungssignale c0-cn-1 für die vorauseilende Flanke zu er
zeugen, die die detektierte Zeitsteuerung der vorauseilenden
Flanke angeben. Detektiert der Zeitsteuerungsdetektor 21 für die
vorauseilende Flanke eine vorauseilende Flanke des Eingangssig
nals a auf der Basis der Abtastdatensignale b0-bn-1, setzt er zu
dem ein Flankendetektionssignal e1 auf das hohe Niveau für eine
bestimmte Zeit.
Der Zeitsteuerungsdetektor 22 für die nacheilende Flanke führt
einen ähnlichen Betrieb zu dem des Zeitsteuerungsdetektors 21
für die vorauseilende Flanke mit der Ausnahme aus, dass der Be
trieb zum Detektieren der Zeitsteuerung der nacheilenden Flanke
des Eingangssignals a ausgeführt wird. Der Zeitsteuerungsdetek
tor 22 für die nacheilende Flanke detektiert die Zeitsteuerung
der nacheilenden Flanke des Eingangssignals a in Abhängigkeit
von den Abtastdatensignalen b0-bn-1 und erzeugt Zeitsteuerungs
signale d0-dn-1 für die nacheilende Flanke, die die detektierte
Zeitsteuerung der nacheilenden Flanke angeben. Detektiert der
Zeitsteuerungsdetektor 22 für die nacheilende Flanke die nachei
lende Flanke des Eingangssignals a, setzt er ein Flankendetekti
onssignal e2 auf ein hohes Niveau für eine bestimmte Zeit.
Die Zeitsteuerungssignale c0-cn-1 für die vorauseilende Flanke,
die Zeitsteuerungssignale d0-dn-1 für die nacheilende Flanke und
die Flankendetektionssignale e1, e2 werden an eine Signalwieder
gabeschaltung 3 ausgegeben.
Die Signalwiedergabeschaltung 3 wird durch die Flanken der De
tektionssignale e1 freigegeben und fängt die Zeitsteuerungssig
nale c0-cn-1 der vorauseilenden Flanke ein, wenn das Flankende
tektionssignal e1 von einem niedrigen Niveau auf ein hohes Ni
veau wechselt. Zudem wird die Signalwiedergabeschaltung 3 durch
das Flankendetektionssignal e2 freigegeben und fängt die Zeit
steuerungssignale d0-dn-1 der nacheilenden Flanke ein, wenn das
Flankendetektionssignal e2 von einem niedrigen Niveau auf ein
hohes Niveau wechselt. Die Signalwiedergabeschaltung 3 wählt ein
Taktsignal, das in dem synchronisiertesten Zustand mit dem Ein
gangssignal a ist, aus den Taktsignalen CLK0-CLKn-1 auf der Basis
der Zeitsteuerungen der vorauseilenden Flanke des Eingangssig
nals a, die durch die Zeitsteuerungssignale C0-cn-1 der vorausei
lenden Flanke angegeben ist, und auf der Basis der Zeitsteuerung
der nacheilenden Flanke des Eingangssignals a aus, die durch die
Zeitsteuerungssignale d0-dn-1 der nacheilenden Flanke angegeben
ist. Die Signalwiedergabeschaltung 3 gibt dann das ausgewählte
Taktsignal als ein Auswahltaktsignal f aus. Zudem gibt die Sig
nalwiedergabeschaltung 3 eines der Abtastdatensignale b0 bis bn-1
als Datenwiedergabesignal g aus, das einem Signal entspricht,
das durch Abtasten des Eingangssignals a mit dem Auswahltaktsig
nal f erzeugt wird.
In der Vorrichtung wird die Signalwiedergabeschaltung 3 durch
die Flankendetektionssignale e1, e2 freigegeben, wenn die vor
auseilende Flanke und die nacheilende Flanke des Eingangssignals
a detektiert werden. Wenn die vorauseilende Flanke und die na
cheilende Flanke in dem Eingangssignal a detektiert werden, wird
die Signalwiedergabeschaltung 3 für den Betrieb freigegeben.
Wenn die vorauseilende Flanke und die nacheilende Flanke in dem
Eingangssignal a nicht detektiert werden, arbeitet die Signal
wiedergabeschaltung 3 nicht. Dies unterdrückt bzw. reduziert den
Verbrauch an elektrischer Energie in der Vorrichtung.
Die Vorrichtung der Ausführungsform der Erfindung wird nachfol
gend im Detail beschrieben.
Die Taktsignale CLK0 bis CLKn-1 werden der Abtastschaltung 1 ein
gegeben. Die Taktsignale CLK0 bis CLKn-1 haben die gleiche Peri
ode T und die gleiche Impulsweite TW, während ihre Phasen
zueinander unterschiedlich sind. Die Phase des Taktsignals CLKi
ist um 2¶i/n gegenüber dem Taktsignal CLK0 verzögert. Hier ist i
eine ganze Zahl zwischen 0 und n-1. Die Abtastschaltung 1 ver
wendet die Taktsignale CLK0-CLKn-1 zum Abtasten der Eingangssig
nale a.
In dieser Spezifikation ist die Phase als 0 zu einem Zeitpunkt
bzw. zu einer Zeit festgelegt, wenn das Taktsignal CLK0 von dem
unteren Niveau auf das hohe Niveau ansteigt. Gemäß dieser Fest
legung wird das Taktsignal CLKi, dessen Phase um 2¶i/n gegenüber
dem Taktsignal CLK0 verzögert ist, von dem niedrigen Niveau auf
das hohe Niveau zu einem Zeitpunkt gebracht, wenn die Phase
gleich 2¶i/n ist.
Fig. 4 zeigt den Aufbau der Abtastschaltung 1. Die Abtastschal
tung 1 enthält D-Flip-Flops l0-ln-1. Das Eingangssignal a wird
jedem der D-Flip-Flops l0-ln-1 eingegeben. Zudem werden die Takt
signale CLK0 bis CLKn-1 den D-Flip-Flops l0-ln-1 indexzugeordnet
eingegeben. Die D-Flip-Flops l0-ln-1 verwenden die entsprechenden
Taktsignale CLK0 bis CLKn-1 zum Abtasten des Eingangssignal a
und geben dann die Abtastsignale b0-bn-1 aus. Die Abtastsignale
b0-bn-1 werden an den Zeitsteuerungsdetektor 2 1 für vorauseilende
Flanke und den Zeitsteuerungsdetektor 2 2 für nacheilende Flanke
ausgegeben.
Wie zuvor erwähnt wurde, detektiert der Zeitsteuerungsdetektor
2 1 für vorauseilende Flanke die Zeitsteuerung der vorauseilenden
Flanken des Eingangssignals a auf der Basis der Abtastsignale b0
bis bn-1.
Die Zeitsteuerungen der vorauseilenden Flanke, die durch den
Zeitsteuerungsdetektor 21 für vorauseilende Flanke detektiert
werden, werden in n Zustände quantisiert und durch eine ganze
Zahl zwischen 0 und n-1 wiedergegeben. Die Tatsache, dass die
Zeitsteuerung der vorauseilenden Flanke des Eingangssignals a
bei i ist, bedeutet hier, dass das Eingangssignal a auf ein ho
hes Niveau zwischen einem Zeitpunkt, wenn die Phase bei 2¶i/n
ist, und einem Zeitpunkt, wenn die Phase bei 2¶(i+1)/n ist,
hochgezogen wird. Hier ist i eine ganze Zahl zwischen 0 und n-1.
Man nehme zum Beispiel einen Fall i=0 an. Die Tatsache, dass die
Zeitsteuerung bzw. das Timing der vorauseilenden Flanke bei 0
ist, bedeutet, dass das Eingangssignal a zwischen einem Zeit
punkt, wenn die Phase bei 0 ist, und einem Zeitpunkt ansteigt,
wenn die Phase bei 2¶/n ist. Ähnlich bedeutet die Tatsache, dass
die Zeitsteuerung der vorauseilenden Flanke bei 1 ist, dass das
Eingangssignal a zwischen einer Zeit, wenn die Phase bei 2¶/n
ist, und einer Zeit ansteigt, wenn die Phase bei 2¶ × 2/n ist.
Hier ist die Tatsache, dass die Phase bei 2¶ × n/n ist, äquiva
lent zu der Tatsache, dass die Phase bei 0 ist. Das heißt, dass
die Tatsache, dass die Zeitsteuerung der vorauseilenden Flanke
bei n-1 ist, bedeutet, dass das Eingangssignal zwischen einer
Zeit, wenn die Phase bei 2¶ × n-1/n ist, und einem Zeitpunkt an
steigt, wenn die Phase bei 0 ist.
Der Zustand, dass das Zeitsteuerungssignal c1 der vorauseilenden
Flanke auf einem hohen Niveau ist, gibt an, dass die Zeitsteu
erung der vorauseilenden Flanke bei i ist. Hier ist i eine ganze
Zahl zwischen 0 und n-1. Das heißt, dass die Zeitsteuerungssig
nale c0-cn-1 für vorauseilende Flanke, die von dem Zeitsteu
erungsdetektor 2 1 für vorauseilende Flanke ausgegeben werden,
die Zeitsteuerung der vorauseilenden Flanke des Eingangssignals
a angeben. Die Zeitsteuerungssignale c0-cn-1 für vorauseilende
Flanke können alle einen Zustand, bei dem alle auf dem niedrigen
Niveau sind, oder einen Zustand haben, bei dem nur eines der
Signale auf dem hohen Niveau ist.
Fig. 5 zeigt den Zeitsteuerungsdetektor 2 1 für vorauseilende
Flanke zum Erzeugen der Zeitsteuerungssignale c0-cn-1 für vor
auseilende Flanke. Der Zeitsteuerungsdetektor 2 1 für vorausei
lende Flanke ist durch UND-Gatter 21 0-21 n-1 D-Flip-Flops
22 0-22 n-1 durch ein ODER-Gatter 23 und durch Inverter 24 1, 24 2
ausgebildet.
Das Abtastsignal bi+1 und ein invertiertes Signal des Abtastsig
nals bi werden dem UND-Gatter 21 i eingegeben. Hier ist i eine
ganze Zahl zwischen 0 und n-1. Zum Beispiel werden für i gleich
0 das Abtastsignal b1 und das invertierte Signal des Abtastsig
nals b0 dem UND-Gatter 21 0 eingegeben. Es wird jedoch darauf hin
gewiesen, dass das Abtastsignal bn das Abtastsignal b0 bedeutet.
Das heißt, dass das Abtastsignal b0 und das invertierte Signal
des Abtastsignals bn-1 dem UND-Gatter 21 n-1 eingegeben werden. Der
Ausgang des UND-Gatters 21 i nimmt ein hohes Niveau an, wenn das
Eingangssignal a von dem niedrigen Niveau auf das hohe Niveau
zwischen einem Zeitpunkt, wenn die Phase bei 2¶i/n ist, und
einem Zeitpunkt ansteigt, wenn die Phase bei 2¶(i+1)/n ist. Die
Ausgänge der UND-Gatter 21 0-21 n-1 sind mit Datenanschlüssen D der
D-Flip-Flops 22 0-22 n-1 entsprechend verbunden.
Die Taktsignale CLK0-CLKn-1 werden den Taktanschlüssen CLK der D-
Flip-Flops 22 0-22 n-1 entsprechend eingegeben. Die D-Flip-Flops
22 0-22 n-1 halten bzw. zwischenspeichern die jeweiligen Ausgangs
signale der UND-Gatter 21 0-21 n-1 in Synchronisation mit der vor
auseilenden Flanke der Taktsignale CLK0 bis CLKn-1.
Jedes der Zeitsteuerungssignale c0-cn-1 für die vorauseilende
Flanke wird von einem, entsprechenden Ausgangsanschluss Q jedes
der D-Flip-Flops 22 0 bis 22 n-1 ausgegeben. Das Zeitsteuerungssig
nal c1 für vorauseilende Flanke wird auf ein hohes Niveau hoch
gezogen, wenn das Eingangssignal a auf das hohe Niveau zwischen
einem Zeitpunkt, wenn die Phase 2¶i/n wird, und einem Zeitpunkt
ansteigt, wenn die Phase 2¶(i+1)/n wird.
Die Ausgangsanschlüsse Q der D-Flip-Flops 22 0-22 n-1 sind mit
einem Eingang des ODER-Gatters 23 verbunden. Ein Ausgang des
ODER-Gatters 23 ist mit einem Eingang des Inverters 24 1 verbun
den. Ein Ausgang des Inverters 24 1 ist mit einem Eingang des In
verters 24 2 verbunden. Ein Flankendetektionssignal e1 wird von
einem Ausgang des Inverters 24 2 ausgegeben. Das Flankendetekti
onssignal e1 wird auf ein hohes Niveau hochgezogen, wenn irgen
deines der Zeitsteuerungssignale c0-cn-1 für vorauseilende Flanke
auf einem hohen Niveau ist. Das heißt, dass das Flankendetekti
onssignal e1 angibt, dass das Eingangssignal a auf ein hohes Ni
veau hochgezogen wird.
Andererseits detektiert der Zeitsteuerungsdetektor 2 2 für nach
eilende Flanke die Zeitsteuerungen bzw. Timings der nacheilen
den Flanken des Eingangssignals a in Abhängigkeit von den Ab
tastsignalen b0-bn-1. Die Zeitsteuerungen für die nacheilenden
Flanken werden auch in n-Zustände quantisiert und durch eine
ganze Zahl zwischen 0 und n-1 wiedergegeben. Die Tatsache, dass
die Zeitsteuerung der nacheilenden Flanke des Eingangssignals a
bei i ist, bedeutet, dass das Eingangssignal a zwischen einer
Zeit, wenn die Phase bei 2¶i/n ist, und einer Zeit nacheilt,
wenn die Phase bei 2¶(i+1)/n ist. Die Eigenschaft, dass die
Zeitsteuerung der nacheilenden Flanke bei i ist, wird durch die
Eigenschaft angegeben, dass das Zeitsteuerungssignal di für vor
auseilende Flanke auf einem hohen Niveau ist.
Fig. 6 zeigt den Aufbau des Zeitsteuerungsdetektors 22 für die
nacheilende Flanke zum Erzeugen der Zeitsteuerungssignale d0-dn-1
für nacheilende Flanke. Der Zeitsteuerungsdetektor 2 2 für na
cheilende Flanke hat einen Aufbau ähnlich zu dem des Zeitsteu
erungsdetektors 2 1 für vorauseilende Flanke. Der Zeitsteuerungs
detektor 2 2 für nacheilende Flanke weist UND-Gatter 25 0-25 n-1, D-
Flip-Flops 26 0-26 n-1, ein ODER-Gatter 27 und Inverter 28 1, 28 2
auf.
Die Abtastsignale bi und das invertierte Signal des Abtastsig
nals bn+i , werden den UND-Gattern 25 i eingegeben. Hier ist i eine
ganze Zahl zwischen 0 und n-1. Zum Beispiel werden in dem Fall
von i = 0 das Abtastsignal b0 und das invertierte Abtastsignal b1
dem UND-Gatter 25 0 eingegeben, es wird hier darauf hingewiesen,
dass das Abtastsignal bn das Abtastsignal b0 bedeutet. Das heißt,
dass das Abtastsignal bn-1 und das invertierte Abtastsignal b0
dem UND-Gatter 25 n-1 eingegeben werden. Der Ausgang des UND-Gat
ters 25 i wird auf ein hohes Niveau hochgezogen, wenn das Ein
gangssignal a von dem hohen Niveau auf das niedrige Niveau zwi
schen einem Zeitpunkt, wenn die Phase bei 2¶i/n ist, und einem
Zeitpunkt heruntergezogen wird, wenn die Phase bei 2¶(i+1)/n
ist. Die Ausgänge der UND-Gatter 25 0-25 n-1 sind mit den entspre
chenden Datenanschlüssen D der D-Flip-Flops 26 0-26 n-1 verbunden.
Die D-Flip-Flops 26 0-26 n-1 speichern die Ausgangssignale der ent
sprechenden UND-Gatter 25 0-25 n-1 jeweils zwischen, um die ent
sprechenden Zeitsteuerungssignale d0-dn-1 für die nacheilende
Flanke in Synchronisation mit der vorauseilenden Flanke der ent
sprechenden Taktsignale CLK0 bis CLKn-1 ausgeben zu können.
Die Zeitsteuerungssignale d0-dn-1 für die nacheilende Flanke wer
den von den entsprechenden Ausgangsanschlüssen Q der D-Flip-
Flops 26 0-26 n-1 ausgegeben. Das Zeitsteuerungssignal di für na
cheilende Flanke aus den Zeitsteuerungssignalen d0-dn-1 für na
cheilende Flanke wird auf ein hohes Niveau hochgezogen, wenn das
Eingangssignal a von dem hohen Niveau auf das niedrige Niveau
zwischen einem Zeitpunkt, wenn die Phase 2¶i/n wird, und einem
Zeitpunkt heruntergezogen wird, wenn die Phase 2¶(i+1)/n wird.
Die Ausgangsanschlüsse Q der D-Flip-Flops 26 0-26 n-1 sind mit
einem Eingang des ODER-Gatters 27 verbunden. Ein Ausgang des
ODER-Gatters 27 ist mit einem Eingang des Inverters 28 1 verbun
den. Ein Ausgang des Inverters 28 1 ist mit einem Eingang des In
verters 28 2 verbunden. Ein Flankendetektionssignal e2 wird von
einem Ausgang des Inverters 28 2 ausgegeben. Das Flankendetekti
onssignal e2 nimmt ein hohes Niveau an, während eines der Zeit
steuerungssignale d0-dn-1 für nacheilende Flanke ein hohes Niveau
annimmt. Das heißt, dass das Flankendetektionssignal e2 angibt,
dass das Eingangssignal a von dem hohen Niveau auf das niedrige
Niveau heruntergezogen wird.
Der Betrieb der Abtastschaltung 1, des Zeitsteuerungsdetektors
2 1 für vorauseilende Flanke und des Zeitsteuerungsdetektors 2 2
für nacheilende Flanke wird nachfolgend mit Bezug auf Fig. 7 be
schrieben. In Fig. 7 wird n als 8 angenommen, weshalb die Takt
signale CLK0 bis CLKn-1 als die Taktsignale CLK0 bis CLK7 bezeich
net sind. Die Abtastsignale b0-bn-1, die Zeitsteuerungssignale
c0-cn-1 für vorauseilende Flanke und die Zeitsteuerungssignale
d0-dn-1 für nacheilende Flanke sind ähnlich als die Abtastsignale
b0-b7, die Zeitsteuerungssignale c0-c7 für vorauseilende Flanke
und die Zeitsteuerungssignale d0-d7 für nacheilende Flanke be
zeichnet.
Während einer Zeit t < t1 ist das Eingangssignal a auf dem nie
drigen Niveau. Alle Abtastsignale b0-b7 sind auf dem niedrigen
Niveau. Während einer Zeit t < t1, hat das Eingangssignal weder
eine vorauseilende Flanke noch eine nacheilende Flanke. Die
Zeitsteuerungssignale c0-c7, die Zeitsteuerungssignale d0-d7 für
nacheilende Flanke und die Flankendetektionssignale e1, e2 sind
deshalb alle auf dem niedrigen Niveau gehalten.
Zum Zeitpunkt t1 steigt das Eingangssignal a von dem niedrigen
Niveau auf das hohe Niveau an. Die Zeit t1 ist die Zeit, zwi
schen einem Zeitpunkt, wenn das Taktsignal CLK ansteigt, und
einem Zeitpunkt, wenn das Taktsignal CLK0 ansteigt. Das heißt,
dass die Zeit t1, die Zeit zwischen einem Zeitpunkt, wenn die
Phase bei 2¶ × 7/8 (= 2¶(n-1)/n) ist, und einem Zeitpunkt ist,
wenn die Phase bei 0 ist. Die Zeitsteuerung für die vorauseilen
de Flanke des Eingangssignals a wird als 7 (= n-1) durch die Ab
tastschaltung 1 und den Zeitsteuerungsdetektor 2 1 für vorausei
lende Flanke detektiert. Der Prozess der Detektion wird nachfol
gend beschrieben.
Die Abtastschaltung 1 tastet das Eingangssignal a bei jedem An
stieg der Taktsignale CLK0-CLK7 ab, um die Abtastsignale b0-b7
ausgeben zu können. Die Abtastsignale b0-b7 werden von dem nie
drigen Niveau auf das hohe Niveau bei Anstiegen der jeweiligen
Taktsignale CLK0 bzw. CLK7 hochgezogen.
Ob die Zeitsteuerungssignale c0-cn-1 für vorauseilende Flanke ein
hohes oder ein niedriges Niveau annehmen, wird für jeden Anstieg
der Taktsignale CLK0-CLK7 bestimmt. Genauer wird, ob das Zeit
steuerungssignal ci ein hohes Niveau oder ein niedriges Niveau
nach dem Anstieg des Taktsignals CLKi annimmt, auf der Basis der
Abtastsignale bi, bi+1 unmittelbar vor dem Anstieg des Taktsig
nals CLKi bestimmt. Hier ist i eine ganze Zahl zwischen 0 und 7
(= n-1).
Unmittelbar vor dem Anstieg des Taktsignals CLK0, sind die Ab
tastsignale b0, b1 beide auf dem niedrigen Niveau. Das Zeitsteu
erungssignal c0 für vorauseilende Flanke gibt die UND-Verknüp
fung eines invertierten Signals des Abtastsignals b0 und des Ab
tastsignals b1 wieder und, nachdem das Taktsignal CLK0 auf das
hohe Niveau angestiegen ist, wird das Zeitsteuerungssignal c0
für vorauseilende Flanke auf dem niedrigen Niveau gehalten.
Ähnlich werden die Zeitsteuerungssignale c1-c7 für vorauseilende
Flanke auf dem niedrigen Niveau nach den Anstiegen der jeweili
gen Taktsignale CLK1 bis CLK6 gehalten.
Andererseits sind unmittelbar vor dem Anstieg des Taktsignals
CLK die Abtastsignale b7, b0 auf dem niedrigen Niveau bzw. auf
dem hohen Niveau. Das Zeitsteuerungssignal c7 für vorauseilende
Flanke gibt somit die UND-Verknüpfung des Abtastsignals b0 und
des invertierten Abtastsignals b7 wieder. Das Zeitsteuerungssig
nal c7 für vorauseilende Flanke wechselt deshalb von dem niedri
gen Niveau auf das hohe Niveau zur Zeit des Anstiegs des Takt
signals CLK7.
Auf diese Art und Weise nehmen die Zeitsteuerungssignale c0-c6
für vorauseilende Flanke das niedrige Niveau an und das Zeit
steuerungssignal c7 für vorauseilende Flanke nimmt das hohe Ni
veau an. Dies bedeutet, dass die Zeitsteuerung der vorauseilen
den Flanke des Eingangssignals a als 7 detektiert wird. Auf die
se Art und Weise wird die Zeitsteuerung der vorauseilenden Flan
ke des Eingangssignals a als 7 (= n-1) durch die Abtastschaltung
1 und den Zeitsteuerungsdetektor 2 1 für vorauseilende Flanke de
tektiert.
Das Datendetektionssignal e1, das die ODER-Verknüpfung der Zeit
steuerungssignale c0-c7 für vorauseilende Flanke angibt, wird auf
das hohe Niveau in Antwort auf das Hochziehen des Zeitsteu
erungssignals c7 für vorauseilende Flanke hochgezogen. Die Zeit
steuerung, wenn das Datendetektionssignal e1 auf das hohe Niveau
hochgezogen wird, wird um eine bestimmte Zeit verzögert. Diese
Verzögerungszeit wird durch das ODER-Gatter 23 und die Inverter
24 1, 24 2, die in Fig. 5 gezeigt sind, verursacht. Die Inverter
24 1, 24 2 werden zum Erzeugen der Verzögerungszeit verwendet.
Die Verzögerungszeit optimiert die Zeitsteuerung, wenn das Da
tendetektionssignal e1 auf ein hohes Niveau für das Einfangen
der Zeitsteuerungssignale c0-c7 für vorauseilende Flanke hochge
zogen wird. Wie später beschrieben werden wird, fängt die Signa
lerzeugungsschaltung 3 die Zeitsteuerungssignale c0-c7 für vor
auseilende Flanke ein, wenn das Datendetektionssignal e1 auf ein
hohes Niveau geändert wird. Die Verzögerung in dem Datendetekti
onssignal e1 stellt das Einfangen bzw. Erfassen der Zeitsteu
erungssignale c0-c7 für vorauseilende Flanke sicher.
Das Datendetektionssignal e1 ist derart ausgelegt, dass es nicht
auf das niedrige Niveau innerhalb zumindest einer Zeit zurück
kehrt, die kürzer als die Periode bzw. Dauer T der Taktsignale
CLK0 bis CLK7 ist, wenn das Datendetektionssignal e1 auf ein ho
hes Niveau hochgezogen worden ist. Das heißt, dass eine Impuls
weite eines Rechteckimpulses, der in dem Datendetektionssignal
e1 enthalten ist, immer gleich oder länger als die Periode oder
Dauer T der Taktsignale CLK0 bis CLK7 ist. Der Grund dafür ist
folgender. Die Zeitsteuerungssignale c0-c7 für vorauseilende
Flanke, auf die hin das Datendetektionssignal e1 erzeugt wird,
wechseln niemals auf ein niedriges Niveau innerhalb der Zeit,
die gleich der Periode oder Dauer T der Taktsignale CLK0-CLK7
ist, wenn die Zeitsteuerungssignale c0-c7 für vorauseilende Flan
ke auf das hohe Niveau gewechselt sind. Die Zustände der Zeit
steuerungssignale c0-c7 für vorauseilende Flanke werden nur für
die jeweiligen Anstiege der Taktsignale CLK0 bis CLK7 geändert.
Sobald die Zeitsteuerungssignale c0-c7 für vorauseilende Flanke
einmal auf ein hohes Niveau gewechselt sind, werden die Zeit
steuerungssignale c0-c7 somit niemals auf das niedrige Niveau in
nerhalb einer Zeit heruntergezogen, die kürzer als die Periode
oder Dauer T der Taktsignale CLK0-CLK7 ist.
Eine Impulsweite, die gleich oder länger als die Periode bzw.
Dauer T der Taktsignale CLK0-CLK7 ist, trägt zu einem stabilen
Betrieb der Vorrichtung der Ausführungsform der Erfindung bei.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, wird angenommen, dass das Eingangs
signal a, das von dem niedrigen Niveau auf das hohe Niveau wäh
rend der Zeit t1 ansteigt, auf das niedrige Niveau zum Zeitpunkt
t2 wieder abfällt. Der Zeitpunkt t2 ist die Zeit bzw. der Zeit
punkt zwischen dem Zeitpunkt, wenn das Taktsignal CLK7 ansteigt,
und dem Zeitpunkt, wenn das Taktsignal CLK0 ansteigt. Das heißt,
dass der Zeitpunkt t2, die Zeit zwischen dem Zeitpunkt, wenn die
Phase bei 2¶ × 7/8 (= 2¶(n-1)/n) ist, und dem Zeitpunkt ist,
wenn die Phase gleich 0 ist. Die Zeitsteuerung der nacheilenden
Flanke des Eingangssignals a wird als 7 (= n-1) durch die Ab
tastschaltung 1 und den Zeitsteuerungsdetektor 22 für nacheilen
de Flanke detektiert. Der Vorgang der Detektion der Zeitsteu
erung bzw. des Timings der nacheilenden Flanke ist gleich dem
zuvor erwähnten Vorgang, in dem die Zeitsteuerung der vorausei
lenden Flanke des Eingangssignals a als 7 (= n-1) detektiert
wird.
Der Zeitsteuerungsdetektor 2 2 für nacheilende Flanke hält die
Zeitsteuerungssignale d0-d6 für nacheilende Flanke auf dem nie
drigen Niveau und zieht das Zeitsteuerungssignal d7 auf das hohe
Niveau hinauf, wenn das Taktsignal CLK7 ansteigt. Das heißt,
dass der Zeitsteuerungsdetektor 2 2 für nacheilende Flanke die
Zeitsteuerung der nacheilenden Flanke des Eingangssignals a als
7 (= n-1) detektiert.
Zudem zieht der Zeitsteuerungsdetektor 2 2 für nacheilende Flanke
ein Datendetektionssignal e2 auf das hohe Niveau bei einer Zeit
steuerung hinauf, die um eine bestimmte Verzögerungszeit von
einem Timing aus verzögert ist, wenn das Zeitsteuerungssignal c7
der nacheilenden Flanke auf das hohe Niveau wechselt. Die Im
pulsweite des Datendetektionssignals e2 ist gleich oder größer
als die Periode bzw. Dauer T der Taktsignale CLK0 bis CLK7 aus
dem gleichen Grund wie bei dem Datendetektionssignal e1.
Die Zeitsteuerungssignale c0-cn-1 der vorauseilenden Flanke, das
Flankendetektionssignal e1, die Zeitsteuerungssignale d0-dn-1 für
nacheilende Flanke und das Flankendetektionssignal e2 werden der
Signalwiedergabeschaltung 3 eingegeben.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, hat die Signalwiedergabeschaltung 3
einen Zeitsteuerungsberechner 4 1 für die wahrscheinlichste, vor
auseilende Flanke, einen Zeitsteuerungsberechner 4 2 für die
wahrscheinlichste, nacheilende Flanke, eine Taktauswahlschaltung
5 und eine Ausgangsschaltung 6. Der Zeitsteuerungsberechner 4 1
für die wahrscheinlichste, vorauseilende Flanke enthält einen
Flankenzeitsteuerungsvergleicher 42 1 und eine Flankenspeicher
schaltung 42 1. Der Zeitsteuerungsberechner 42 für die wahrschein
lichste, nacheilende Flanke enthält einen Flankenzeitsteuerungs
vergleicher 41 2 und eine Flankenspeicherschaltung 42 2.
Der Zeitsteuerungsberechner 4 1 für die wahrscheinlichste, vor
auseilende Flanke bestimmt die wahrscheinlichste Flankensteu
erung, die am wahrscheinlichsten für die Zeitsteuerung der vor
auseilenden Flanke des Eingangssignals a ist, auf der Basis der
spätesten bzw. neuesten Zeitsteuerung, der vorauseilenden Flan
ke, die durch den Zeitsteuerungsdetektor 2 1 für vorauseilende
Flanke detektiert worden ist.
Die späteste Zeitsteuerung der vorauseilenden Flanke, die durch
den Zeitsteuerungsdetektor 2 1 für vorauseilende Flanke detek
tiert worden ist, wird leicht durch Rauschen und Jitter des Ein
gangssignals a beeinträchtigt. Auch wenn der Zeitsteuerungsde
tektor 2 1 für vorauseilende Flanke eine schnelle Änderung in der
Zeitsteuerung der vorauseilenden Flanke detektiert, kann diese
aus dem Rauschen und dem Jitter resultieren.
Um den Einfluss von Rauschen und Jitter reduzieren zu können,
führt der Zeitsteuerungsberechner 4 1 für die wahrscheinlichste,
vorauseilende Flanke den nachfolgenden Betrieb aus. Die Zeit
steuerung für die wahrscheinlichste, vorauseilende Flanke des
Eingangssignals a wird in der Flankenspeicherschaltung 42 1 ge
speichert. Der Flankenzeitsteuerungsvergleicher 41 1 vergleicht
die gespeicherte Zeitsteuerung der wahrscheinlichsten, vorausei
lenden Flanke mit der spätesten Zeitsteuerung der vorauseilenden
Flanke, die durch den Zeitsteuerungsdetektor 2 1 für vorauseilen
de Flanke detektiert wurde. Dann wird die Zeitsteuerung der
wahrscheinlichsten, vorauseilenden Flanke schrittweise bzw. all
mählich eingestellt. Die Zeitsteuerung der wahrscheinlichsten,
vorauseilenden Flanke wird zu der Taktauswahlschaltung 5 unter
Verwendung eines Zeitsteuerungssignals h1 für die wahrschein
lichste, vorauseilende Flanke gesendet.
Der Zeitsteuerungsberechner 4 1 für die wahrscheinlichste, vor
auseilende Flanke bestimmt die Zeitsteuerung der wahrschein
lichsten, vorauseilenden Flanke nur, wenn das Flankendetektions
signal e1 von dem niedrigen Niveau auf das hohe Niveau wechselt.
Das heißt, dass der Zeitsteuerungsberechner 4 1 für die wahr
scheinlichste, vorauseilende Flanke die Zeitsteuerung der wahr
scheinlichsten, vorauseilenden Flanke nur bestimmt, wenn die
vorauseilende Flanke aus dem Eingangssignal a detektiert wird.
Der Betrieb unterdrückt somit den Verbrauch elektrischer energie
in dem Zeitsteuerungsberechner 4 1 für die wahrscheinlichste,
vorauseilende Flanke.
Fig. 8 zeigt den Aufbau des Zeitsteuerungsberechners 4 1 für die
wahrscheinlichste, vorauseilende Flanke. Wie zuvor erwähnt wur
de, weist der Zeitsteuerungsberechner 4 1 für die wahrschein
lichste, vorauseilende Flanke den Flankenzeitsteuerungsverglei
cher 41 1 und die Flankenzeitsteuerungsspeicherschaltung 42 1 auf.
Der Flankenzeitsteuerungsvergleicher 41 1 enthält einen Verglei
cher 43 1, eine Additionsschaltung 44 1, ein Register 45 1 und eine
Einstellschaltung 46 1 für die wahrscheinlichste Flankenzeitsteu
erung.
Wie zuvor erwähnt wurde, speichert die Flankenzeitsteuerungs
speicherschaltung 42 1 die Zeitsteuerung bzw. das Timing für die
wahrscheinlichste, vorauseilende Flanke. Die Zeitsteuerung für
die wahrscheinlichste, vorauseilende Flanke wird auch in n Zu
stände der gleichen Art und Weise quantisiert wie die Zeitsteu
erung für vorauseilende Flanke, die durch den Zeitsteuerungsde
tektor 2 1 für vorauseilende Flanke quantisiert wird. Die Zeit
steuerung für die wahrscheinlichste, vorauseilende Flanke wird
durch eine ganze Zahl zwischen 0 und n-1 wiedergegeben.
Das Register 45 1 speichert einen ganzzahligen Wert C. Der ganz
zahlige Wert C ist weiter entfernt von 0 bzw. weicht weiter von
0 ab, wenn eine Periode oder Dauer, während die Zeitsteuerung
für die wahrscheinlichste, vorauseilende Flanke und die detek
tierte Zeitsteuerung der vorauseilenden Flanke unterschiedlich
zueinander sind, länger ist. Ein positiver oder ein negativer
Wert des ganzzahligen Wertes C gibt an, ob die detektierte Zeit
steuerung der vorauseilenden Flanke zeitlich vor oder nach der
Zeitsteuerung der wahrscheinlichsten, vorauseilenden Flanke vor
liegt. Der ganzzahlige Wert C wird verwendet, wenn die Zeitsteu
erung der wahrscheinlichsten, vorauseilenden Flanke eingestellt
wird.
Die Zeitsteuerungssignale c0-cn-1 für vorauseilende Flanke, die
die Zeitsteuerung der vorauseilenden Flanke angeben, die durch
den Zeitsteuerungsdetektor 2 1 für vorauseilende Flanke detek
tiert werden, und ein Zeitsteuerungssignal j1 für die wahr
scheinlichste, vorauseilende Flanke, das die Zeitsteuerung der
wahrscheinlichsten, vorauseilenden Flanke angibt, werden dem
Vergleicher 43 1 eingegeben. Der Vergleicher 43 1 vergleicht die
Zeitsteuerung der vorauseilenden Flanke mit der Zeitsteuerung
der wahrscheinlichsten, vorauseilenden Flanke.
Der Vergleicher 43 1 gibt einen Vergleichsausgangswert A auf der
Basis des Vergleichsergebnisses aus. Wenn die Zeitsteuerung der
vorauseilenden Flanke als i1 festgelegt ist und wenn die Zeit
steuerung der wahrscheinlichsten, vorauseilenden Flanke als i2
festgelegt ist, wird der Vergleichsausgangswert A wie folgt be
stimmt. Wenn i1 < i2 ist, gibt der Vergleicher 43 1 -1 als Ver
gleichsausgangswert A aus. Wenn i1 = i2 ist, gibt der Vergleicher
43 1 0 als Vergleichsausgangswert A aus. Und, wenn i1 < i2 ist,
gibt der Vergleicher 43 1 +1 als Vergleichsausgangswert A aus.
Die Additionsschaltung 44 1 addiert den Vergleichsausgangswert A
und den ganzzahligen Wert C, der durch das Register 45 1 gehalten
wird, um einen Additionswert B an das Register 45 1 ausgeben zu
können. Das Register 45 1 fängt bzw. holt den Additionswert B, um
den ganzzahligen Wert C, der darin gehalten ist, auf den Additi
onswert B setzen zu können, wenn das Flankendetektionssignal e1
auf hohes Niveau hochgezogen wird. Das Register 45 1 gibt den
ganzzahligen Wert C an die Einstellschaltung 46 1 für die wahr
scheinlichste Flankenzeitsteuerung aus.
Die Einstellschaltung 46 1 für die wahrscheinlichste Flankenzeit
steuerung gibt ein Einstellbefehlssignal k1 zum Befehlen der
Einstellung der Zeitsteuerung der wahrscheinlichsten, vorausei
lenden Flanke an die Flankenzeitsteuerungsspeicherschaltung 42 1
in Antwort auf den ganzzahligen Wert C aus. Wenn der ganzzahlige
Wert C eine vorgegebene, obere Grenze erreicht, gibt die Ein
stellschaltung 46 1 für die wahrscheinlichste Flankenzeitsteu
erung ein Einstellbefehlssignal k1 zum Befehlen des Erhöhens der
Zeitsteuerung der wahrscheinlichsten, vorauseilenden Flanke um 1
an die Flankenzeitsteuerungsspeicherschaltung 42 1 aus. Wenn der
ganzzahlige Wert C eine vorgegebene, untere Grenze erreicht,
gibt die Einstellschaltung 46 1 für die wahrscheinlichste Flan
kensteuerung das Einstellbefehlssignal k1 zum Befehlen des Ab
senkens der Zeitsteuerung der wahrscheinlichsten, vorauseilenden
Flanke um 1 aus.
Die Flankenzeitsteuerungsspeicherschaltung 42 1 wird erhöht oder
abgesenkt, um die Zeitsteuerung der wahrscheinlichsten, vor
auseilenden Flanke darin auf der Basis des Einstellbefehlssig
nals k1 einstellen zu können.
Aus den vorstehend erwähnten Abläufen bestimmt der Zeitsteu
erungsberechner 41 für die wahrscheinlichste, vorauseilende
Flanke die wahrscheinlichste, vorauseilende Flanke des Eingangs
signals a, während der Einfluss von Rauschen und Jitter auf das
Eingangssignal a reduziert wird.
Der Zeitsteuerungsberechner 4 2 für die wahrscheinlichste, na
cheilende Flanke bestimmt auch die Zeitsteuerung der wahrschein
lichsten, nacheilenden Flanke, die am wahrscheinlichsten für die
Zeitsteuerung der nacheilenden Flanke des Eingangssignals a ist,
auf der Basis der spätesten bzw. neuesten bzw. letzten Zeitsteu
erung der nacheilenden Flanke, die durch den Zeitsteuerungsde
tektor 22 für nacheilende Flanke detektiert worden ist.
Die wahrscheinlichste Zeitsteuerung der nacheilenden Flanke wird
auch in n-Zustände auf die gleiche Art und Weise quantisiert,
wie die Zeitsteuerung der nacheilenden Flanke, die durch den
Zeitsteuerungsdetektor 2 2 für nacheilende Flanke detektiert
wird, quantisiert wird, und wird durch eine ganze Zahl zwischen
0 und n-1 wiedergegeben.
Der Zeitsteuerungsberechner 4 2 für die wahrscheinlichste, na
cheilende Flanke führt den nachfolgenden Betrieb aus. Die Zeit
steuerung der wahrscheinlichsten, nacheilenden Flanke wird in
der Zeitsteuerungsspeicherschaltung 42 2 gespeichert. Der Flan
kenvergleicher 43 2 vergleicht die Zeitsteuerung der wahrschein
lichsten, nacheilenden Flanke mit der spätesten bzw. letzten
Zeitsteuerung der nacheilenden Flanke, die durch den Zeitsteu
erungsdetektor 2 2 für nacheilende Flanke detektiert worden ist.
Die wahrscheinlichste Zeitsteuerung der nacheilenden Flanke wird
schrittweise bzw. allmählich eingestellt.
Der Zeitsteuerungsberechner 4 2 für die wahrscheinlichste, na
cheilende Flanke enthält einen Flankenzeitsteuerungsvergleicher
41 2 und eine Flankenzeitsteuerungsspeicherschaltung 42 2, wie in
Fig. 8 gezeigt ist. Der Flankenzeitsteuerungsvergleicher 41 2 hat
einen Vergleicher 43 2, eine Additionsschaltung 44 2, ein Register
452 und eine Einstellschaltung 46 2 für die wahrscheinlichste
Flankensteuerung. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, ist der Schal
tungsaufbau des Zeitsteuerungsberechners 4 2 für die wahrschein
lichste, nacheilende Flanke identisch zu dem Aufbau des Zeit
steuerungsberechners 4 1 für die wahrscheinlichste, vorauseilende
Flanke mit der Ausnahme, dass die Signale, die von dem Zeitsteu
erungsberechner 4 2 für die wahrscheinlichste, nacheilende Flanke
ausgegeben werden bzw. ihm eingegeben werden unterschiedlich
sind. Auch der Betrieb des Zeitsteuerungsberechners 4 2 für die
wahrscheinlichste, nacheilende Flanke ist identisch zu dem des
Zeitsteuerungsberechners 4 1 für die wahrscheinlichste, vorausei
lende Flanke mit der Ausnahme der Signale, die dem Zeitsteu
erungsberechner 4 2 für die wahrscheinlichste, nacheilende Flanke
eingegeben bzw. von diesem ausgegeben werden.
Anstelle der Eingabe der Zeitsteuerungssignale c0-cn-1 für die
vorauseilende Flanke werden die Zeitsteuerungssignale d0-dn-1 für
die nacheilende Flanke dem Zeitsteuerungsberechner 4 2 für die
wahrscheinlichste, nacheilende Flanke eingegeben. Der Zeitsteu
erungsberechner 4 2 für die wahrscheinlichste, nacheilende Flanke
stellt die Zeitsteuerung der wahrscheinlichsten, nacheilenden
Flanke, die in der Flankenzeitsteuerungsspeicherschaltung 42 2
gespeichert ist, auf der Basis der Zeitsteuerungssignale d0-dn-1
für nacheilende Flanke ein.
Die Zeitsteuerung der wahrscheinlichsten, vorauseilenden Flanke
und die Zeitsteuerung der wahrscheinlichsten, nacheilenden Flan
ke, die in den Flankenzeitsteuerungsspeicherschaltungen 42 1 bzw.
42 2 gespeichert sind, werden der Taktauswahlschaltung 5 bei dem
Zeitsteuerungssignal h1 der wahrscheinlichsten, vorauseilenden
Flanke bzw. bei dem Zeitsteuerungssignal h2 der wahrschein
lichsten, nacheilenden Flanke zugesendet.
Die Taktauswahlschaltung 5 wählt das geeignetste Taktsignal für
den Abtastbetrieb des Eingangssignals a aus den Taktsignalen
CLK0-CLKn-1 auf der Basis bzw. in Abhängigkeit von der Zeitsteu
erung der wahrscheinlichsten, vorauseilenden Flanke und der
Zeitsteuerung der wahrscheinlichsten, nacheilenden Flanke aus.
Die Taktauswahlschaltung 5 wählt ein Taktsignal aus den Taktsig
nalen CLK0-CLKn-1 derart aus, dass die Zeitsteuerung der vor
auseilenden Flanke des ausgewählten Taktsignals am nächsten zu
der Mitte zwischen der Zeitsteuerung der wahrscheinlichsten,
vorauseilenden Flanke und der Zeitsteuerung der wahrschein
lichsten, nacheilenden Flanke ist.
Es wird nun angenommen, dass das ausgewählte Taktsignal ein
Taktsignal CLKx ist,
wenn k1 ≧ k2, x = [(k1+k2+n)/2],
wenn k1 < k2, x = [(k1+k2)/2],
wobei k1 die Zeitsteuerung der wahrscheinlichsten, vorauseilen
den Flanke ist und worin k2 die Zeitsteuerung der wahrschein
lichsten, nacheilenden Flanke ist und worin [X] die Gauss'sche
Notation ist, die die maximale ganze Zahl ergibt, die nicht x
überschreitet.
Die Taktauswahlschaltung 5 wählt eines der Taktsignale CLK0-CLKn-1
aus, um ein Taktauswahlsignal 1, das das ausgewählte Takt
signal CLKx angibt, an die Ausgangsschaltung 6 auszugeben.
Die Ausgangsschaltung 6 gibt das ausgewählte Taktsignal CLKx als
das Auswahltaktsignal f aus. Zudem gibt die Ausgangsschaltung 6
eines der Abtastsignale b0 bis bn-1 als Datenwiedergabesignal g
auf der Basis des Auswahltaktsignals f aus. Das Datenwiederga
besignal g ist im wesentlichen identisch zu einem Signal, das
durch das Abtasten des Eingangssignals a mit dem ausgewählten
Taktsignal erzeugt wird. Das heißt, dass, wenn angenommen wird,
dass der ausgewählte Takt gleich dem Taktsignal CLKx ist, die
Ausgangsschaltung 6 ein Abtastsignal bx aus den Abtastsignalen b0
bis bn-1 als das Datenwiedergabesignal g ausgibt. Das Datenwie
dergabesignal g ist das Signal, das synchron zu dem Taktsignal
CLKx ist, in dem die ursprüngliche Wellenform des Eingangssig
nals a wiedergegeben ist.
Wie zuvor erwähnt wurde, erzeugt die Vorrichtung der Aus
führungsform der Erfindung das Taktsignal f, das synchron zu dem
Eingangssignal a ist. Zudem tastet die Vorrichtung das Eingangs
signal a auf der Basis des Taktsignals f ab und reproduziert die
Wellenform des Eingangssignals a.
In dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Signalwiederqa
beschaltung 3 nur in Betrieb, wenn die vorauseilende Flanke und
die nacheilende Flanke in dem Eingangssignal a detektiert wer
den. Wenn die vorauseilende Flanke und die nacheilende Flanke
nicht in dem Eingangssignal a detektiert werden, ist die Signal
wiedergabeschaltung 3 nicht in Betrieb. Der Verbrauch an elek
trischer Energie wird somit in der Vorrichtung der Erfindung re
duziert bzw. unterdrückt.
Zweite Ausführungsform
Fig. 9 zeigt eine Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungs
form der vorliegenden Erfindung. Der Aufbau der Vorrichtung in
der zweiten Ausführungsform ist identisch zu dem Aufbau der Vor
richtung der ersten Ausführungsform mit der Ausnahme, dass der
Zeitsteuerungsdetektor 2 1 für die vorauseilende Flanke und der
Zeitsteuerungsdetektor 2 2 für die nacheilende Flanke durch einen
Zeitsteuerungsdetektor 7 1 für die vorauseilende Flanke bzw.
durch einen Zeitsteuerungsdetektor 7 2 für die nacheilende Flanke
ersetzt sind.
Der Zeitsteuerungsdetektor 7 1 für die vorauseilende Flanke de
tektiert die Zeitsteuerung der vorauseilenden Flanke des Ein
gangssignals a, um Detektionssignale c0'-cn-1' für die vorausei
lenden Flanke ausgeben zu können, die die Zeitsteuerung der vor
auseilenden Flanke des Eingangssignals a angeben.
Die Zeitsteuerungsdetektionssignale für vorauseilende Flanke
c0'-cn-1', die durch den Zeitsteuerungsdetektor 71 für vorausei
lende Flanke ausgegeben werden, sind unterschiedlich zu den
Zeitsteuerungssignalen c0-cn-1 für die vorauseilende Flanke der
ersten Äusführungsform der Erfindung. Die Zeitsteuerungsdetekti
onssignale c0'-cn-1' für vorauseilende Flanke werden so lange un
verändert gelassen bzw. beibehalten, bis das Eingangssignal a
von dem niedrigen Niveau auf das hohe Niveau ansteigt. Das
heißt, dass die Zeitsteuerungsdetektionssignale c0-cn-1 für vor
auseilende Flanke, die durch den Zeitsteuerungsdetektor 21 für
vorauseilende Flanke ausgegeben wurden, zurück auf das niedrige
Niveau in Synchronisation mit den Taktsignalen CLK0-CLKn-1 keh
ren, wenn das Eingangssignal a auf das niedrige Niveau zurück
kehrt. Andererseits werden die Zustände der Zeitsteuerungsdetek
tionssignale c0 '-Cn-1' der vorauseilenden Flanke, die von dem
Zeitsteuerungsdetektor 7 1 für vorauseilende Flanke ausgegeben
werden, nicht geändert, bis die vorauseilende Flanke in dem Ein
gangssignal a detektiert wird. Dies erhöht die Toleranz der Be
triebszeitsteuerung der Signalwiedergabeschaltung 3 zum Einfan
gen und Verarbeiten der Zeitsteuerungsdetektionssignale c0'-cn-1'
dar vorauseilenden Flanke und stabilisiert deshalb den Betrieb
der Signalerzeugungsschaltung 3.
Fig. 10 zeigt den Zeitsteuerungsdetektor 71 für die vorauseilen
de Flanke. Der Zeitsteuerungsdetektor 71 für die vorauseilende
Flanke hat UND-Gatter 71 0-71 n-1, D-Flip-Flops 72 0-72 n-1, ein ODER-
Gatter 73, Inverter 74 1, 74 2, D-Flip-Flops 75 0-75 n-1 und Inverter
76 1, 76 2.
Ein invertiertes Signal des Abtastsignals bi und das Abtastsig
nal bi+1, die durch die Abtastschaltung 1 ausgegeben werden, wer
den dem UND-Gatter 71 i eingegeben. Hier ist i eine ganze Zahl
zwischen 0 und n-1.
Zum Beispiel werden in dem Fall von i = 0 das Abtastsignal b1
und das invertierte Abtastsignal b0 dem UND-Gatter 71 0 eingege
ben. Es wird hier darauf hingewiesen, dass das Abtastsignal bn
das Abtastsignal b0 bedeutet. Das heißt, dass das Abtastsignal b0
und das invertierte Abtastsignal bn-1 dem UND-Gatter 71 n-1 einge
geben werden. Die Ausgänge der UND-Gatter 71 0-71 n-1 sind mit den
entsprechenden Datenanschlüssen D der D-Flip-Flops 72 0-72 n-1 ver
bunden.
Die Taktsignale CLK0-CLKn-1 werden den indexzugeordneten Taktan
schlüssen CLK der D-Flip-Flops 72 0-72 n-1 eingegeben. Die D-Flip-
Flops 72 0-72 n-1 speichern die jeweils zugeordneten Ausgangssigna
le der UND-Gatter 71 0-71 n-1 in Synchronisation mit der vorausei
lenden Flanke der entsprechenden Taktsignale CLK0-CLKn-1 zwi
schen.
Die Ausgangsanschlüsse Q der D-Flip-Flops 72 0-72 n-1 sind mit den
Eingängen des ODER-Gatters 73 verbunden. Ein Ausgang des ODER-
Gatters 73 ist mit einem Eingang des Inverters 74 1 verbunden.
Ein Ausgang des Inverters 74 1 ist mit einem Eingang des Inver
ters 74 2 verbunden. Ein Ausgang des Inverters 74 2 ist mit den
Taktanschlüssen CLK der D-Flip-Flops 75 0-75 n-1 verbunden.
Die Inverter 74 1, 74 2 verzögern das Signal, das von dem ODER-Gat
ter 73 ausgegeben wird, um eine bestimmte Verzögerungszeit der
art, dass die D-Flip-Flops 75 0-75 n-1 die Signale, die von den
Ausgangsanschlüssen Q der D-Flip-Flops 72 0-72 n-1 ausgegeben wer
den, bei geeigneten Timings zwischenspeichern.
Die Datenanschlüsse D der D-Flip-Flops 75 0-75 n-1 sind mit den
Ausgangsanschlüssen Q der D-Flip-Flops 72 0-72 n-1 entsprechend
verbunden. Die D-Flip-Flops 75 0-75 n-1 geben die Zeitsteuerungsde
tektionssignale c0' bis cn-1' für vorauseilende Flanke von den
Ausgangsanschlüssen aus.
Ein Ausgang des Inverters 74 2 ist mit einem Eingang des Inver
ters 76 1 verbunden. Ein Ausgang des Inverters 76 1 ist mit einem
Eingang des Inverters 76 2 verbunden. Ein Flankendetektionssignal
e1' wird von einem Ausgang des Inverters 76 2 ausgegeben.
Die Inverter 76 1, 76 2 verzögern das Signal, das von dem Inverter
74 2 ausgegeben wird, um eine bestimmte Verzögerungszeit derart,
dass die Signalwiedergabeschaltung 3 die Zeitsteuerungsdetekti
onssignale für die vorauseilende Flanke c0'-cn-1' zu geeigneten
Zeiten oder Timings zwischenspeichern.
Die Zeitsteuerungsdetektionssignale c0-cn-1' für vorauseilende
Flanke, die die Zeitsteuerung der vorauseilenden Flanke des Ein
gangssignals a angeben, werden zu der Signalwiedergabeschaltung
3 ausgegeben.
Andererseits zeigt Fig. 11 den Aufbau des Zeitsteuerungsdetek
tors 72 für nacheilende Flanke. Der Zeitsteuerungsdetektor 72 für
nacheilende Flanke hat UND-Gatter 81 0-81 n-1, D-Flip-Flops
82 0-82 n-1, ein ODER-Gatter 83, Inverter 84 1, 84 2, D-Flip-Flops
85 0-85 n-1 und Inverter 86 1, 86 2.
Der Zeitsteuerungsdetektor 7 2 für die nacheilende Flanke hat
einen Aufbau, der identisch zu dem Aufbau des Zeitsteuerungsde
tektors 7 1 für vorauseilende Flanke ist, und führt einen identi
schen Betrieb aus, mit der Ausnahme, dass der Zeitsteuerungsde
tektor 7 2 für nacheilende Flanke die Zeitsteuerung der nachei
lenden Flanke des Eingangssignals a detektiert, um Zeitsteu
erungssignale d0'-dn-1' zu erzeugen, die die Zeitsteuerungen der
nacheilenden Flanken angeben. Eine detaillierte Erläuterung des
Zeitsteuerungsdetektors 7 2 für nacheilende Flanke braucht des
halb nachfolgend nicht gegeben werden.
In der Vorrichtung der zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird der Verbrauch an elektrischer Energie ähnlich wie
bei der Vorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung re
duziert bzw. unterdrückt. Die Vorrichtung der zweiten Aus
führungsform hat zudem eine gegenüber der Vorrichtung der ersten
Ausführungsform verbesserte Betriebsstabilität.
Wie beschrieben wurde, reduziert die vorliegende Erfindung den
Verbrauch an elektrischer Energie der Vorrichtung, die den Be
trieb auf der Basis der Flankenzeitsteuerung ausführt.
Die vorliegende Erfindung stabilisiert auch den Betrieb der Vor
richtung, die den Betrieb auf der Basis der Flankenzeitsteuerung
ausführt.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Detek
tieren von Flanken eines Eingangssignals, um eine Signalverar
beitung auf der Basis von Flankenzeitsteuerungen ausführen zu
können, und sie ist zum Detektieren einer Flankenzeitsteuerung
eines Eingangssignals und zum Arbeiten auf der Basis der Flan
kenzeitsteuerung vorgesehen, während ihr Energieverbrauch redu -
ziert ist. Die Vorrichtung weist eine Flankendetektionsschaltung
1, 2 1, 2 2, die Flanken eines Eingangssignals a detektiert, um ein
Flankenzeitsteuerungswiedergabesignal c0-cn-1, d0-dn-1 zu erzeu
gen, das Flankenzeitsteuerungen bzw. Timings der Flanken wieder
gibt, und eine Signalverarbeitungsschaltung 3 auf, die auf ein
Flankenzeitsteuerungswiedergabesignal c0-cn-1, d0-dn-1 antwortet.
Die Flankendetektionsschaltung 1, 2 1, 2 2 gibt ein Freigabesignal
e1, e2 aus, um die Signalverarbeitungsschaltung 3 für den Betrieb
freizugeben, wenn die Flankendetektionsschaltung 1, 2 1, 2 2 eine
der Flanken findet. Die Signalverarbeitungsschaltung 3 führt
eine Signalverarbeitung des Flankenzeitsteuerungswiedergabesig
nals c0-cn-1, d0-dn-1 in Antwort auf das Freigabesignal e1, e2 aus.
Obwohl die vorliegende Erfindung in ihrer bevorzugten Aus
führungsform mit einem bestimmten Genauigkeitsgrad beschrieben
worden ist, wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Offen
barung der bevorzugten Ausführungsformen in Einzelheiten des
Aufbaus geändert werden kann und dass eine Kombination und die
Anordnung von Teilen ausgeführt werden kann, ohne dass vom
Schutzbereich der Erfindung, wie er nachfolgend beansprucht
wird, abgewichen wird.