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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Schwerpunktsphasenabweichung zwischen einem ersten Signal und einem zweiten Signal. Unter Schwerpunktsphasenabweichung wird dabei eine Abweichung zwischen den Phasen der Schwerpunkte des ersten Signals und des zweiten Signals verstanden. Unter Schwerpunkt ist wiederum die „Mitte“ eines Signalpulses des jeweiligen Signals zu verstehen, bei Rechtecksignalen beispielsweise die Mitte eines Rechteckpulses.
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Ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung kann insbesondere bei der Synchronisierung von zwei selbstschwingenden Pulsweitenmodulatoren (PWM, Pulse Width Modulation) Anwendung finden.
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Ein derartiger Pulsweitenmodulator, wie er beispielsweise in so genannten Claas-D-Verstärkern Anwendung findet, ist in 5 schematisch dargestellt. Bei diesem selbstschwingenden Pulsweitenmodulator wird ein Eingangssignal a einem positiven Eingang eines Subtrahierers 19 zugeführt. Ein Ausgang des Subtrahierers 19 ist mit einem Eingang eines Vorwärtskopplungsfilters 20 verbunden, dessen Ausgang wiederum mit einem ersten Eingang eines Komparators 21 verbunden ist. Ein zweiter Eingang des Komparators 21 ist mit einem festen Potenzial verbunden. Ein Ausgangssignal des Komparators 21 wird in einer Inverterschaltung 22 verstärkt und als pulsweitenmoduliertes Ausgangssignal CLK ausgegeben. Das Ausgangssignal CLK wird zudem über ein Rückkopplungsfilter 23 und ein Dämpfungsglied 24 zu einem negativen Eingang des Subtrahierers 19 zurückgeführt. Dabei ist das Vorwärtskopplungsfilter 20 üblicherweise als aktives Filter ausgestaltet, während das Rückkopplungsfilter 20 bevorzugt als passives Filter ausgestaltet ist.
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Aufgrund der oben dargestellten Struktur weisen Signale in der geschlossenen Schleife des selbstschwingenden Pulsweitenmodulators ein oszillatorisches Verhalten auf. Hierdurch wird bewirkt, dass das analoge Eingangssignal a in ein verstärktes pulsweitenmoduliertes Signal CLK umgewandelt wird, wobei die dem pulsweitenmodulierten Signal zu Grunde liegende Frequenz durch die Oszillationsfrequenz des Pulsweitenmodulators bestimmt ist.
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Derartige selbstschwingende Pulsweitenmodulatoren sind auch als asynchrone Sigma-Delta-Modulatoren (ASDM) bekannt und beispielsweise in der
WO 03/ 055 060 A1 beschrieben.
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Aus dieser Druckschrift ist es weiterhin bekannt, zwei derartige Pulsweitenmodulatoren einzusetzen, um so einen dreistufigen Modulator zu realisieren. Hierfür ist es jedoch nötig, die zwei Pulsweitenmodulatoren zu synchronisieren, da sonst Vorzeichenwechsel des (differenziellen) Ausgangssignals der Anordnung auftreten können, obwohl im Eingangssignal kein Vorzeichenwechsel vorliegt. Hierzu schlägt die
WO 03/ 055 060 A1 vor, eine Synchronisationsschaltung vorzusehen, welche interne Schaltungsknoten der beiden Pulsweitenmodulatoren miteinander koppelt.
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Eine alternative Möglichkeit hierzu, welche auch bei größeren Abweichungen zwischen den Ausgangssignalen der beiden Pulsweitenmodulatoren zuverlässig arbeitet, ist in 6 dargestellt. Dabei wird einem ersten Pulsweitenmodulator 26 ein erstes analoges Eingangssignal a1 und einem zweiten Pulsweitenmodulator 27 ein zweites analoges Eingangssignal a2 zugeführt. Das erste analoge Eingangssignal a1 und das zweite analoge Eingangssignal a2 können ein differenzielles Eingangssignal darstellen, oder das zweite analoge Eingangssignal a2 kann durch Invertieren des ersten analogen Eingangssignals a1 gebildet werden. Das Ausgangssignal des ersten Pulsweitenmodulators 26 ist mit CLKA bezeichnet, das Ausgangssignal des zweiten Pulsweitenmodulators 27 mit CLKB. Der erste Pulsweitenmodulator 26 und der zweite Pulsweitenmodulator 27 können dabei wie der in 5 dargestellte selbstschwingende Pulsweitenmodulator ausgestaltet sein.
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Sind der erste Pulsweitenmodulator 26 und der zweite Pulsweitenmodulator 27 synchronisiert, was insbesondere dann der Fall ist, wenn die Ausgangssignale CLKA und CLKB bezüglich ihres Schwerpunkts die gleiche Phasenlage aufweisen, bilden CLKA und CLKB ein differenzielles Ausgangssignal, welches drei Zustände annehmen kann, beispielsweise +A und 0 im Falle eines positiven differenziellen Eingangssignals a1, a2 und -A und 0 im Falle eines negativen differenziellen Eingangssignals a1, a2, wobei A eine Amplitude darstellt. Diese Ausgangspegel liegen insbesondere dann vor, wenn die Signale CLKA und CLKB die gleichen möglichen Pegel (z. B. 0 und 1) aufweisen. Weisen die Signale CLKA und CLKB hingegen verschiedene mögliche Pegel auf, sind auch die Pegel des aus CLKA und CLKB gebildeten differenziellen Ausgangssignals entsprechend verschoben.
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Um den ersten Pulsweitenmodulator 26 und den zweiten Pulsweitenmodulator 27 zu synchronisieren, werden die Ausgangssignale CLKA und CLKB einer Phasendetektoreinrichtung 28 zugeführt, welche eine Phasenabweichung der Schwerpunkte der Ausgangssignale CLKA und CLKB bestimmt und ein Schleifenfilter 25 ansteuert, welches wiederum den ersten Pulsweitenmodulator 26 und den zweiten Pulsweitenmodulator 27 derart ansteuert, dass die von der Phasendetektoreinrichtung 28 bestimmte Phasendifferenz minimiert wird. Dies kann beispielsweise realisiert werden, indem eine Verzögerung des Komparators 21 oder der Inverterschaltung 22 aus 5 geregelt wird. Im Wesentlichen arbeitet die Synchronisierung nach 6 also wie eine herkömmliche Phasenregelschleife (PLL, Phase Locked Loop). Für die in 6 gezeigte Schaltung wird, wie oben erläutert, ein Phasendetektor benötigt, welcher in der Lage ist, eine Schwerpunktsphasenabweichung zwischen dem Schwerpunkt eines ersten Signals und dem Schwerpunkt eines zweiten Signals zu bestimmen.
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Aus der
US 4 520 321 A ist ein Phasendetektor zum Bestimmen einer Phasendifferenz zwischen einem ersten Signal und einem zweiten Signal bekannt. Das erste Signal und das zweite Signal werden hierbei in Rechtecksignale umgewandelt. Durch zwei Set/Reset Flip-Flops werden dann Signale bestimmt, deren Pulsweiten von einer Phasendifferenz ansteigender Flanken bzw. abfallender Flanken des ersten und des zweiten Signals bestimmt werden. Aus diesen Signalen werden dann Spannungssignale gebildet, welche in einer Additionsschaltung addiert werden. Die Spannung des von der Additionsschaltung ausgegebenen Signals stellt ein Maß für die Phasendifferenz zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Signal dar.
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Weitere Phasendetektoren sind aus der
US 6 646 477 B1 der
WO 01/ 50 144 A2 oder der
CA 2 295 435 C sowie aus der
WO 03/ 055 060 A1 und aus
SOYUER, Mehmet; MEYER, Robert G.: Frequency Limitations of a Conventional Phase-Frequency Detector, IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 25., Nr. 4, August 1990, S. 1019-1022 bekannt.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eines Vorrichtung zum Bestimmen einer solchen Schwerpunktsphasenabweichung bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung gemäß Anspruch 8. Die Unteransprüche definieren bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsbeispiele des Verfahrens bzw. der Vorrichtung.
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Erfindungsgemäß wird zum Bestimmen einer Schwerpunktsphasenabweichung zwischen einem Schwerpunkt eines ersten Signals und einem Schwerpunkt eines zweiten Signals vorgeschlagen, eine erste Phasenabweichung zwischen einer ansteigenden Flanke des ersten Signals und einer ansteigenden Flanke des zweiten Signals zu bestimmen, eine zweite Phasenabweichung zwischen einer fallenden Flanke des ersten Signals und einer fallenden Flanke des zweiten Signals zu bestimmen und die Schwerpunktsphasenabweichung in Abhängigkeit von der ersten Phasenabweichung und der zweiten Phasenabweichung zu bestimmen.
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Das erste Signal und das zweite Signal können dabei insbesondere periodische Signale gleicher Frequenz und/oder gleicher Wellenform sein, beispielsweise zwei pulsweitenmodulierte Rechtecksignale.
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Die erste Phasenabweichung kann insbesondere ein erstes Phasensignal, welches eine Phasenabweichung in eine erste Richtung kennzeichnet, und ein zweites Phasensignal, welches einer Phasenabweichung in eine der ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung kennzeichnet, umfassen. Gleiches gilt für die zweite Phasenabweichung. In diesem Fall kann auch die Schwerpunktsphasenabweichung ein erstes Schwerpunktssignal und ein zweites Schwerpunktssignal umfassen, wobei das erste Schwerpunktssignal durch Kombination des ersten Phasensignals der ersten Phasenabweichung und des ersten Phasensignals der zweiten Phasenabweichung gebildet wird, während das zweite Schwerpunktssignal durch Kombination des zweiten Phasensignals der ersten Phasenabweichung und des zweiten Phasensignals der zweiten Phasenabweichung gebildet wird. Mit dem ersten Schwerpunktssignal und dem zweiten Schwerpunktssignal kann dann eine Ladungspumpe angesteuert werden, deren Ausgangsstrom zu der Schwerpunktsphasenabweichung im Wesentlichen proportional ist, oder Pulsdauern des ersten Schwerpunktssignals und des zweiten Schwerpunktssignals können gemessen werden, wobei deren Differenz wiederum charakteristisch für die Schwerpunktsphasenabweichung ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
- 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Signalverläufen,
- 2 einen Phasenfrequenzdetektor aus 1,
- 3 ein detaillierteres Schaltbild des Ausführungsbeispiels aus 1,
- 4 Signalverläufe an Eingang und Ausgang des Ausführungsbeispiels von 1 und 3,
- 5 ein Blockschaltbild eines selbstschwingenden Pulsweitenmodulators,
- 6 eine Anordnung mit zwei selbstschwingenden Pulsweitenmodulatoren und einer Synchronisationseinrichtung, und
- 7 einen herkömmlichen Phasenfrequenzdetektor.
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In 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Bestimmung einer Schwerpunktsphasenabweichung dargestellt, welche in dem dargestellten Beispiel eine Ladungspumpe mit Stromquellen 8, 9 ansteuert. Die Vorrichtung 1 zusammen mit der Ladungspumpe kann als Phasendetektoreinheit 28 in der in der Beschreibungseinleitung unter Bezugnahme auf 6 dargestellten Synchronisationseinrichtung dienen.
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Der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden zwei Signale CLKA und CLKB zugeführt, deren Schwerpunktsphasenabweichung bestimmt werden soll. Bei den Signalen CLKA und CLKB kann es sich insbesondere um pulsweitenmodulierte Rechtecksignale von zwei Pulsweitenmodulatoren, beispielsweise selbstschwingenden Pulsweitenmodulatoren wie in der bereits beschriebenen 5, handeln. Es sind jedoch prinzipiell auch andere Signalformen mit steigenden und fallenden Flanken möglich. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch eingesetzt werden, um eine Schwerpunktsphasenabweichung zwischen einem Ausgangssignal eines Pulsweitenmodulators und einem Ausgangssignal einer anderen Signalquelle, beispielsweise eines Quarzoszillators, zu bestimmen.
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Die Signale CLKA, CLKB werden einem ersten Phasendetektor 2 sowie über Inverter 6, 7 einem zweiten Phasendetektor 3 zugeführt. Die Phasendetektoren 2 und 3 können insbesondere im Wesentlichen wie herkömmliche Phasenfrequenzdetektoren aufgebaut sein und werden später näher erläutert. Derartige Phasenfrequenzdetektoren geben insbesondere abhängig von der relativen Phasenlage ansteigender Flanken von ihnen zugeführten Signalen UP- und DOWN-Signale aus, welche eine Richtung der Phasenabweichung anzeigen. Da die Signale CLKA, CLKB dem zweiten Phasendetektor 3 über die Inverter 6, 7 zugeführt werden, wird hier entsprechend eine Phasenabweichung der ansteigenden Flanken der invertierten Signale, das heißt eine Phasenabweichung der fallenden Flanken der Signale CLKA, CLKB bestimmt.
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Die Eingangs- und Ausgangssignale der Phasendetektoren 2 und 3 sind in den Graphen 10 bzw. 11 beispielhaft dargestellt. Als Signale CLKA, CLKB dienen in den Graphen 10 und 11 beispielhaft jeweils Rechtecksignale, welche im Wesentlichen gleiche Frequenz und Pulsweite aufweisen, wobei das Signal CLKB dem Signal CLKA nachläuft. Das UP-Signal des Phasendetektors 2 ist im Graphen 10 mit UP-2 bezeichnet, das DOWN-Signal entsprechend mit DOWN-2. Wie in Graph 10 zu sehen ist, weist das UP-Signal UP-2 Pulse auf, welche jeweils dem Phasenversatz zwischen den steigenden Flanken der Signale CLKA und CLKB entsprechen, während das DOWN-Signal DOWN-2 keine Pulse aufweist.
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Dementsprechend sind im Graphen 11 das UP-Signal und das DOWN-Signal des Phasedetektors 3 als UP-3 bzw. DOWN-3 bezeichnet. Hier weist das UP-Signal UP-3 jeweils Pulse auf, welche dem Phasenversatz zwischen den fallenden Flanken der Signale CLKA und CLKB entsprechen, während das DOWN-Signal DOWN-3 wiederum keine Pulse aufweist.
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Die UP-Signale UP-2, UP-3 der Phasendetektoren 2 und 3 werden in einem ODER-Gatter 4 zu einem UP-Singal UP der Vorrichtung 1 zusammengefasst. In gleicher Weise werden auch die DOWN-Signale DOWN-2, DOWN-3 des Phasendetektors 2 und des Phasendetektors 3 in einem ODER-Gatter zu einem DOWN-Signal DOWN der Vorrichtung 1 zusammengefasst. Die so entstehenden UP- und DOWN-Signale UP, DOWN sind im Graphen 12 dargestellt. Das UP-Signal UP weist als Kombination der Signale UP-2 des Graphen 10 und UP-3 des Graphen 11 eines Pulsfrequenz auf, welche doppelt so hoch ist wie die Frequenz der Signale CLKA und CLKB. Das DOWN-Signal DOWN weist für das dargestellte Beispiel keine Pulse auf.
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Wie bereits erläutert können die UP- und DOWN-Signale der Vorrichtung 1 zur Ansteuerung einer Ladungspumpe, welche Stromquellen 8 und 9 umfasst, verwendet werden. Die Stromquelle 8 ist dabei im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer positiven Versorgungsspannung verbunden, während die Stromquelle 9 mit einer negativen Versorgungsspannung verbunden ist. Gesteuert durch das UP-Signal der Vorrichtung 1 wird die Stromquelle 8 mit einem Ausgang iout verbunden, während gesteuert durch das DOWN-Signal der Vorrichtung 1 der Ausgang iout mit der Stromquelle 9 verbunden wird. Hierdurch entspricht die am Ausgang iout ausgegebene Ladung bzw. der mittlere Ausgangsstrom dem Unterschied der Zeitdauern der Pulse des UP-Signals und des DOWN-Signals. Alternativ zu der Ladungspumpe kann ein Ausgangssignal auch mit Zeit/Digitalwandlern, beispielsweise hochgenauen Zählern, erzeugt werden, welche den Unterschied der Pulsdauern des UP-Signals und des DOWN-Signals der Vorrichtung 1 messen. In beiden Fällen stellt das Ausgangssignal der in 1 dargestellten Anordnung ein Maß für die Schwerpunktsphasenabweichung zwischen den Eingangssignalen CLKA und CLKB dar.
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Im Folgenden soll nun der Aufbau der Vorrichtung 1 und insbesondere der Phasendetektoren 2 und 3 näher erläutert werden.
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Die Phasendetektoren 2 und 3 sind bevorzugt als Phasenfrequenzdetektoren ausgestaltet. Ein herkömmlicher Phasenfrequenzdetektor, welcher vom Grundprinzip her bei der vorliegenden Erfindung Anwendung finden kann, ist in 7 dargestellt. Ein derartiger Phasenfrequenzdetektor ist beispielsweise aus Mehmet Soyuer, Robert G. Meyer, „Frequency Limitations of a Conventional Phase-Frequency Detector", IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 25, Nr. 4, 1990, Seiten 1019-1022 bekannt.
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Der in 7 gezeigte Phasenfrequenzdetektor umfasst ein erstes D-Flip-Flop 13 und ein zweites D-Flip-Flop 14. Einem Takteingang CK des ersten D-Flip-Flops 13 wird das Signal CLKA zugeführt, während einem Takteingang CK des zweiten D-Flip-Flops 14 das Signal CLKB zugeführt wird. Den Dateneingängen D des ersten D-Flip-Flops 13 und des zweiten D-Flip-Flops 14 wird jeweils konstant eine logische „1“ zugeführt. An einem Ausgang Q des ersten D-Flip-Flops 13 wird das UP-Signal UP-4 des Phasenfrequenzdetektors abgegriffen, an einem Ausgang Q des zweiten D-Flip-Flops 14 wird das DOWN-Signal DOWN-4 des Phasenfrequenzdetektors abgegriffen. UP-Signal UP-4 und DOWN-Signal DOWN-4 werden zusätzlich einem UND-Gatter 15 zugeführt, um ein RESET-Signal zu bilden, welches Reset- bzw. Rücksetzeingängen R des ersten D-Flip-Flops 13 und des zweiten D-Flip-Flops 14 zugeführt wird.
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Bei den in dem Graphen 10 aus 1 gezeigten Signalverläufen für die Signale CLKA und CLKB wird mit jeder steigenden Flanke des Signals CLKA der Ausgang Q des ersten D-Flip-Flops 13 und somit das UP-Signal UP-4 auf logisch 1 geschaltet. Mit der darauf folgenden steigenden Flanke des Signals CLKB wird auch der Ausgang Q des zweiten D-Flip-Flops 14 auf logisch 1 geschaltet und somit über das UND-Gatter 15 das RESET-Signal auf 1 gesetzt, was zu einem Rücksetzen des ersten D-Flip-Flops 13 und des zweiten D-Flip-Flops 14 führt und somit den Puls im UP-Signal UP-4 beendet. Im übrigen ist die Funktion des in 7 dargestellten Phasenfrequenzdetektors in der oben genannten Veröffentlichung ausführlich erörtert und soll daher hier nicht weiter vertieft werden. Anzumerken ist noch, dass prinzipiell auch statt den Ausgängen Q (nicht dargestellte) invertierende Ausgänge Q des ersten D-Flip-Flops 13 und des zweiten D-Flip-Flops 14 über ein Nicht-UND-Gatter kombiniert werden können, um das RESET-Signal zu bilden.
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In 2 ist nun eine Modifikation des in 7 gezeigten herkömmlichen Phasenfrequenzdetektors zum Einsatz im Rahmen der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dabei ist auf der linken Seite von 2 das Schaltbild dargestellt, während rechts ein entsprechendes Schaltsymbol für einen derartigen Phasenfrequenzdetektor dargestellt ist.
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Im Wesentlichen entspricht der Phasenfrequenzdetektor aus 2 demjenigen aus 7 und gleiche Elemente tragen gleiche Bezugszeichen, so dass im Folgenden lediglich die Unterschiede erläutert werden sollen.
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Verglichen mit dem Phasenfrequenzdetektor aus 7 weist der Phasenfrequenzdetektor aus 2 zusätzlich einen Reset-Eingang Reset_in und einen Reset-Ausgang Reset_out auf. Der Reset-Eingang Reset_in ist mit dem UND-Gatter 15 verbunden, welches bei dem Phasenfrequenzdetektor aus 2 drei Eingänge aufweist, wobei das so erzeugte Reset-Signal logisch 1 ist, wenn zwei der drei Eingänge des UND-Gatters 15 auf logisch 1 liegen.
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Der Reset-Ausgang Reset_out ist mit einem Ausgang eines UND-Gatters 16 verschaltet, dessen Eingänge wiederum mit den Ausgängen Q des ersten D-Flip-Flops 13 und des zweiten D-Flip-Flops 14 verschaltet sind. Somit kann das Reset-Signal, welches sich ohne den Reset-Eingang Reset_in ergeben würde, am Reset-Ausgang Reset_out abgefragt werden. Das Schaltsymbol für den Phasenfrequenzdetektor 2, 3 auf der rechten Seite von 2 zeigt die entsprechenden Ein- und Ausgänge.
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In 3 ist ein detaillierteres Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 aus 1 dargestellt, bei welchem insbesondere zusätzlich Reset-Leitungen dargestellt sind. Als Phasendetektoren 2 und 3 ist hier jeweils ein Frequenzphasendetektor wie in 2 dargestellt vorgesehen. Die Verschaltung der Eingänge für die Signale CLKA, CLKB und die Verschaltung der UP- und DOWN-Ausgänge UP-2, DOWN-2 bzw. UP-3, DOWN-3 der Phasendetektoren 2 und 3 über die ODER-Gatter 4 und 5 entspricht derjenigen aus 1 und wird hier nicht nochmals erläutert.
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Wie in 3 dargestellt ist weiterhin der Reset-Ausgang Reset_out des ersten Phasendetektors 2 mit dem Reset-Eingang Reset_in des zweiten Phasendetektors 3 über ein ODER-Gatter 17 verschaltet. In gleicher Weise ist der Reset-Ausgang Reset_out des zweiten Phasendetektors 3 mit dem Reset-Eingang Reset in des ersten Phasendetektors 2 über ein ODER-Gatter 18 verschaltet. Hierdurch wird der unter Bezugnahme auf 2 und 7 erläuterte Rücksitzvorgang innerhalb jedes Phasendetektors 2, 3 dahingehend erweitert, dass auch ein Reset-Signal des jeweils anderen Phasendetektors 2, 3 berücksichtigt wird. Dies kann ein falsches Einregeln bei Verwendung in einer Synchronisationseinrichtung wie in 6 dargestellt verhindern.
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Zusätzlich kann den ODER-Gattern 17, 18 über einen externen Reset-Eingang Reset_ext ein externes Reset-Signal zugeführt werden. Dies kann nützlich sein, wenn man die Ausgabe der UP- und DOWN-Signale UP, DOWN aus der Vorrichtung 1 für eine gewisse Zeit unterdrücken will. In diesem Fall wird für die gewünschte Zeit der externe Reset-Eingang Reset_ext auf logisch 1 gelegt. Dies kann beispielsweise bei einer vorübergehenden Störung der Signale CLKA, CLKB hilfreich sein, um die Ausgabe unsinniger UP- und DOWN-Signale UP, DOWN zu vermeiden.
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Die in 3 dargestellte Vorrichtung 1 ist bevorzugt als integrierte Schaltung ausgestaltet, so dass ein Baustein zur Bestimmung einer Schwerpunktsphasenabweichung zwischen zwei Signalen bereitgestellt wird, welcher vielseitig bei verschiedenen Anwendungen einsetzbar ist.
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In 4 sind beispielhaft Signalverläufe der in 3 dargestellten Vorrichtung 1 dargestellt. Die Signale CLKA und CLKB stellen dabei ein Trilevel-Signal, also ein dreistufiges Signal der eingangs erwähnten Art, dar, welches in diesem Fall beispielsweise einen konstanten Gleichstromeingangswert der Vorrichtung aus 6 darstellt. Der Schwerpunkt des Signals CLKA ist gegenüber dem Schwerpunkt des Signals CLKB um ΔT verschoben. Das Differenzsignal CLKA - CLKB nimmt im vorliegenden Fall eines positiven Eingangssignals der Vorrichtung aus 6 zwei verschiedene Werte, nämlich 0 und einen positiven Wert, an.
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Die sich ergebenden UP- und DOWN-Signale UP, DOWN der Vorrichtung 1 aus 3 sind ebenfalls in 4 dargestellt. Die Breite des Pulses des DOWN-Signals ist dabei um 2 · ΔT größer als die Breite des Pulses des UP-Signals, so dass die Differenz der Pulsbreiten des UP- und DOWN-Signals ein Maß für die Schwerpunktsphasenabweichung zwischen den Signalen CLKA und CLKB darstellt. Wie bereits erläutert, können die UP- und DOWN-Signale eine Ladungspumpe ansteuern, deren Ausgangsstrom ein Maß für die Schwerpunktsphasenabweichung ist. Bei perfekter Synchronisierung (ΔT=0) ist die Gleichstromkomponente des Ausgangsstroms der Ladungspumpe dann gleich 0.
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Zu bemerken ist noch, dass für die Phasendetektoren 2, 3 der 1-3 auch andere Anordnungen verwendet werden können, welche eine Phasenabweichung der steigenden Flanken bzw. eine Phasenabweichung der fallenden Flanken der Signale CLKA, CLKB liefern, beispielsweise andere herkömmliche Phasendetektoren.
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Zusammenfassend wurde vorstehend eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Schwerpunktsphasenabweichung vorgestellt, welche einfach zu implementieren ist und insbesondere bei der Synchronisierung zweier Pulsweitenmodulatoren Verwendung finden kann.
