DE10211909B4 - Circuit for generating a first and a second clock signal - Google Patents
Circuit for generating a first and a second clock signal Download PDFInfo
- Publication number
- DE10211909B4 DE10211909B4 DE2002111909 DE10211909A DE10211909B4 DE 10211909 B4 DE10211909 B4 DE 10211909B4 DE 2002111909 DE2002111909 DE 2002111909 DE 10211909 A DE10211909 A DE 10211909A DE 10211909 B4 DE10211909 B4 DE 10211909B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- signal
- clock signal
- input
- delay line
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H11/00—Networks using active elements
- H03H11/02—Multiple-port networks
- H03H11/16—Networks for phase shifting
- H03H11/22—Networks for phase shifting providing two or more phase shifted output signals, e.g. n-phase output
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
- H03H7/18—Networks for phase shifting
- H03H7/21—Networks for phase shifting providing two or more phase shifted output signals, e.g. n-phase output
Abstract
Schaltkreis zum Erzeugen eines ersten und eines zweiten Taktsignals aus einem Eingangssignal, wobei das erste und das zweite Taktsignal um einen vorgegebenen Phasenwinkel zueinander verschoben sind, der aufweist:
einen Bezugssignaleingang (1), an dem ein Bezugssignal anliegt,
einen ersten Taktsignalausgang (2), an dem das erste Taktsignal (9) abgegriffen wird,
einen zweiten Taktsignalausgang (3), an dem das zweite Taktsignal (12) abgegriffen wird,
gekennzeichnet durch
eine erste Verzögerungsstrecke (4), die an einem ersten Ende mit dem Bezugssignaleingang (1) verbunden ist und an einem zweiten Ende mit dem ersten Taktsignalausgang (2) verbunden ist,
eine zweite Verzögerungsstrecke (5), die an einem ersten Ende mit dem zweiten Ende der ersten Verzögerungsstrecke (4) verbunden ist, und
eine Vergleichseinrichtung (7) zum Vergleichen des Signals an dem Bezugssignaleingang (1) und des Signals an einem zweiten Ende der zweiten Verzögerungsstrecke (5) und zum Ausgeben des zweiten Taktsignals (12) in Abhängigkeit von dem...Circuit for generating a first and a second clock signal from an input signal, the first and the second clock signal being shifted from one another by a predetermined phase angle, which comprises:
a reference signal input (1) at which a reference signal is present,
a first clock signal output (2), at which the first clock signal (9) is tapped,
a second clock signal output (3), at which the second clock signal (12) is tapped,
marked by
a first delay line (4) which is connected at a first end to the reference signal input (1) and at a second end to the first clock signal output (2),
a second delay line (5) which is connected at a first end to the second end of the first delay line (4), and
a comparison device (7) for comparing the signal at the reference signal input (1) and the signal at a second end of the second delay line (5) and for outputting the second clock signal (12) depending on the ...
Description
Die Erfindung betrifft einen Schaltkreis zum Erzeugen eines ersten und eines zweiten Taktsignals nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a circuit for generating a first and a second clock signal after the Preamble of claim 1.
Die
In dem Aufsatz „A New Active Phase Shifter Using a Vector Sum Method" in IEEE Microwave and guided wave letters, Band 10; Nr. 6, Juni 2000, Seiten 233 bis 235 von Kim S. J. und Myung N. H. wird ein Phasenschieber beschrieben, bei dem ein zu dem Eingangsignal phasenverschobenes Ausgangssignal erzeugt wird. Das Eingangssignal wird hierbei auf zwei Signalpfaden mit variablen Verstärkerstufen aufgeteilt. Die Phasendifferenz zwischen den Signalen der beiden Signalpfade am Ausgang der variablen Verstärkerstufen ergibt sich in Abhängigkeit von der eingestellten Verstärkung. Eines der beiden Signale durchläuft einen 180°-Phasenschieber in Form einer Verzögerungsleitung, wodurch sich eine Vorzeichenumkehr bei diesem Signal ergibt. Die Signale werden am Ausgang der beiden Signalpfade vektoriell addiert. Dies entspricht unter Berücksichtigung der Vorzeichenumkehr einer Differenzbildung bzw. einem Vergleich zur Bildung eines phasenverschobenen Ausgangssignals.In the essay “A New Active Phase Shifter Using a Vector Sum Method "in IEEE Microwave and guided wave letters, Volume 10; No. 6, June 2000, Pages 233 to 235 by Kim S.J. and Myung N.H. becomes a phase shifter described in which a phase-shifted to the input signal Output signal is generated. The input signal is two Split signal paths with variable amplifier stages. The phase difference between the signals of the two signal paths at the output of the variable amplifier stages results in dependence from the set gain. One of the two signals goes through a 180 ° phase shifter in the form of a delay line, which results in a sign reversal for this signal. The Signals are vectorially added at the output of the two signal paths. Taking into account the Sign reversal of a difference or a comparison to Formation of a phase-shifted output signal.
Phasendetektoren in PLL- (Phased Locked Loop-) Schaltungen benötigen Taktsignale, die zusammen mit dem Originaltakt um 90 Grad phasenverschoben sind. Die Bereitstellung dieser phasenverschobenen Signale erfordert großen Aufwand an passiven Bauelementen wie Kapazitäten, Induktivitäten und Widerständen und deren Dimensionierung.Phase detectors in PLL (Phased Locked Loop) circuits need Clock signals that are 90 degrees out of phase with the original clock are. The provision of these out-of-phase signals requires huge Passive components such as capacities, inductors and resistors and their dimensioning.
Toleranzen und die parasitären Komponenten dieser Bauelemente führen zu Abweichungen von der gewünschten Phasenverschiebung von 90 Grad. Durch passive Schaltungen lässt sich mit entsprechendem Aufwand an Bauelementfläche und Layout dieses Problem minimieren, aber nicht lösen. Erschwerend kommt hinzu, dass die effektiven Werte der Bauelemente von der Temperatur abhängen. Ferner arbeiten bisher eingesetzte Schaltungen nur frequenzselektiv, was zur Folge hat, dass Änderungen in der Taktfrequenz mit Abweichungen von den gewünschten 90 Grad verbunden sind.Tolerances and the parasitic components of these components lead to deviations from the desired 90 degree phase shift. Passive circuits can be used with the corresponding expenditure on component area and layout this problem minimize but not solve. aggravating Added to this is the fact that the effective values of the components depend on the temperature depend. Further previously used circuits only work frequency-selective, what entails changes are associated with deviations from the desired 90 degrees in the clock frequency.
Aus "Continuously variable Gigahertz phase-shifter IC covering more than one frequency decade" von Schmidt, L., und Rein, H.-J., in IEEE Journal of Solid-State Circuits, Bd. 27, Nr. 6, Juni 1992, ist ein monolithischer integrierter Silicium- Schaltkreis bekannt, bei dem eine Phasenverschiebung eines beliebig geformten Taktsignals um 0 bis –2π in einem Frequenzbereich von 60 MHz bis 1,8 GHz möglich ist. Die Phase kann mit einem Potentiometer oder mit einer externen Spannung eingestellt werden. Die Schaltung arbeitet im wesentlichen digital. Der Temperaturkoeffizient der Phase kann innerhalb eines vorgegebenen Intervalls eingestellt werden.From "Continuously variable gigahertz phase-shifter IC covering more than one frequency decade "by Schmidt, L., and Rein, H.-J., in IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 27, No. 6, June 1992, a monolithic silicon integrated circuit is known in which a phase shift of an arbitrarily shaped clock signal around 0 to -2π in a frequency range from 60 MHz to 1.8 GHz is possible. The phase can be with a potentiometer or with an external voltage can be set. The circuit works essentially digitally. The temperature coefficient of the phase can be within a given Intervals can be set.
Eine derartige Schaltung erfordert jedoch eine aufwändige Logikschaltung. Ferner hat ein Potentiometer zum Einstellen der Phase eine zusätzliche Ungenauigkeit und einen weiteren temperaturempfindlichen Parameter zur Folge.Such a circuit requires however, an elaborate one Logic circuit. It also has a potentiometer for setting the Phase an additional Inaccuracy and another temperature sensitive parameter result.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen einfachen Schaltkreis anzugeben, mit dem zuverlässig zwei Taktsignale erzeugt werden, die einen vorgegebenen Phasenwinkel zueinander haben, insbesondere einen Phasenwinkel von 90 Grad.Object of the present invention is to provide a simple circuit that reliably two Clock signals are generated that have a predetermined phase angle have each other, in particular a phase angle of 90 degrees.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ausgegebenen Merkmale. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstan der Unteransprüche.This task is solved by the features issued in the characterizing part of claim 1. Preferred embodiments the invention are the subject of the dependent claims.
Die Erfindung nutzt zum Bereitstellen zweier phasenverschobener Signale den Effekt, dass zwei sinusförmige Signale mit einer Toleranz von +ΔT bzw. von –ΔT sich bei 90 Grad bzw. 270 Grad des Originalsignals schneiden. Der Wert von ΔT ist dabei beliebig.The invention uses for providing two phase-shifted signals have the effect of two sinusoidal signals with a tolerance of + ΔT or of –ΔT at Cut 90 degrees or 270 degrees of the original signal. The value of ΔT is arbitrary.
Der erfindungsgemäße Schaltkreis zum Erzeugen eines ersten und eines zweiten Taktsignals aus einem Eingangssignal, wobei das erste und das zweite Taktsignal um einen vorgegebenen Phasenwinkel zueinander verschoben sind, umfasst: einen Bezugssignaleingang, an dem ein Bezugssignal anliegt, einen ersten Taktsignalausgang, an dem das erste Taktsignal abgegriffen wird, einen zweiten Taktsignalausgang, an dem das zweite Taktsignal abgegriffen wird, ist gekennzeichnet durch eine erste Verzögerungsstrecke, die an einem ersten Ende mit dem Bezugssignaleingang verbunden ist und an einem zweiten Ende mit dem ersten Taktsignalausgang verbunden ist, eine zweite Verzögerungsstrecke, die an einem ersten Ende mit dem zweiten Ende der ersten Verzögerungsstrecke verbunden ist, und eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des Signals an dem Bezugssignaleingang und des Signals an einem zweiten Ende der zweiten Verzögerungsstrecke und zum Ausgeben des zweiten Taktsignals in Abhängigkeit von dem Vergleich.The inventive circuit for generating a first and a second clock signal from an input signal, wherein the first and the second clock signal by a predetermined Phase angles are shifted from each other, includes: a reference signal input, at which a reference signal is present, a first clock signal output, at which the first clock signal is tapped, a second clock signal output, at which the second clock signal is tapped is marked through a first delay line, which is connected to the reference signal input at a first end and connected to the first clock signal output at a second end is a second delay line, that at a first end with the second end of the first delay line is connected, and a comparison device for comparing the Signal at the reference signal input and the signal at a second End of the second delay line and for outputting the second clock signal depending on the comparison.
Vorzugsweise ist die Vergleichseinrichtung ein Differenzverstärker mit einem invertierenden und einem nicht- invertierenden Eingang, an dessen einem Eingang das Bezugssignal anliegt und an dessen anderem Eingang das Signal an dem zweiten Ende der zweiten Verzögerungsstrecke anliegt und an dessen Ausgang das zweite Taktsignal abgegriffen wird. Dadurch werden die beiden Signale voneinander abgezogen oder miteinander addiert, so dass als zweites Taktsignal die Differenz bzw. Summe der beiden Signale ausgegeben wird.The comparison device is preferably a differential amplifier with an inverting and a non-inverting input, at one input of which the reference signal is present and at the other input of which the signal is present at the second end of the second delay line and the second clock signal is tapped at its output. As a result, the two signals are subtracted from one another or added together, so that the difference or sum of the two signals is output as the second clock signal.
Um die erste und zweite Verzögerungsstrecke aufeinander abzugleichen, kann ein Phasenschieber vorgesehen sein.Around the first and second delay line to match one another, a phase shifter can be provided.
Um Laufzeitverzögerungen durch die Vergleichseinrichtung zu kompensieren, ist bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Verzögerungsstrecke vor dem zweiten Taktausgang vorgesehen.To delay delays by the comparison device To compensate is in a further preferred embodiment the invention a delay line provided before the second clock output.
Insbesondere haben die erste und die zweite Verzögerungsstrecke dieselbe Laufzeit, so dass der vorgegebene Phasenwinkel zwischen dem ersten und dem zweiten Taktsignal ±90° beträgt.In particular, the first and the second delay line the same transit time, so that the specified phase angle between the first and the second clock signal is ± 90 °.
Die Erfindung führt zu mehreren Vorteilen gegenüber dem Stand der Technik. So ist der Aufwand bei der Anwendung der Erfindung verhältnismäßig gering, es wird neben zwei Verzögerungselementen ein Differenzverstärker benötigt, wobei die Verzögerungselemente einfach durch eine definierte Verdrahtungslänge realisiert werden können. Die Phasenverschiebung ist bei allen Frequenzen konstant, sie hat insbesondere einen konstanten Wert von 90 Grad. Signale werden nicht abgeschwächt, es werden stattdessen weitere Signale erzeugt. Der Fehler der Phasenverschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Taktsignal bestimmt sich allein durch den Fehler der Laufzeitverzögerung in den beiden Verzögerungselementen, er ist nicht mehr durch die vielen bei dem Entwurf der Schaltung zu berücksichtigenden Toleranzen gegeben, die durch die vie len Bauteile bedingt sind. Eine Korrektur der Phasenverschiebung von außen ist leicht möglich. Die erfindungsgemäße Lösung ist unabhängig von Temperatur und Spannung.The invention leads to several advantages over the State of the art. This is the effort involved in applying the invention relatively low, it will be next to two delay elements a differential amplifier needed being the delay elements can be easily implemented using a defined wiring length. The phase shift is constant at all frequencies, in particular it has a constant one Value of 90 degrees. Signals are not attenuated, they are instead generated further signals. The error of the phase shift between the first and the second clock signal are determined solely by the runtime delay error in the two delay elements, he is no longer through the many when designing the circuit to be considered Tolerances exist, which are due to the many components. It is easy to correct the phase shift from the outside. The solution according to the invention independently of temperature and voltage.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen, wobei Bezug genommen wird auf die beigefügten Zeichnungen.Other features and advantages of Invention result from the description of exemplary embodiments, reference is made to the accompanying drawings.
In
Der erfindungsgemäße Taktsignalerzeugungsschaltkreis
umfasst eine erste Verzögerungsstrecke
Das zweimal verzögerte Signal wird zusammen
mit dem (ursprünglichen)
Bezugssignal am Eingang
Das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung
Die Vergleichseinrichtung
Die zeitliche Entwicklung der Signale
am Eingang und am Ausgang der Vergleichseinrichtung
Das Bezugssignal ist das "früheste" oder "vorlaufende" Signal, das in
Die Vergleichseinrichtung
Wie aus
Im Schnittpunkt der Kurven
In
So liegt das nicht-invertierte Ausgangssignal (Differenzsignal)
an einem Ausgang
Mit der oben beschriebenen Schaltung
lassen sich beliebige Phasenverschiebungen einstellen. Die Erfindung
ist nicht auf eine Phasenverschiebung von ±90° beschränkt. Um eine variable Phasenverschiebung
zu ermöglichen
oder um einen Abgleich auf eine gewünschte Phasenverschiebung (insbesondere
90°) zu
ermöglichen,
ist daher in der Schaltung nach
- 11
- BezugssignaleingangReference signal input
- 22
- erster Taktsignalausgangfirst Clock out
- 33
- zweiter Taktsignalausgangsecond Clock out
- 44
- erste Verzögerungsleitungfirst delay line
- 55
- zweite Verzögerungsleitungsecond delay line
- 66
- VerzögerungsabgleichvorrichtungDelay adjustment device
- 77
- Vergleichseinrichtungcomparator
- 88th
- AusgangsverzögerungselementOutput delay element
- 99
- vorlaufendes Signal, Bezugssignalleading end Signal, reference signal
- 1010
- erstes Taktsignalfirst clock signal
- 1111
- nachlaufendes Signaltrailing signal
- 1212
- Differenzsignal, zweites TaktsignalDifference signal, second clock signal
- 1313
- Signaleingang für vorlaufendes Signalsignal input for leading signal
- 1414
- Signaleingang für nachlaufendes Signalsignal input for trailing signal
- 1515
- erster Transistorfirst transistor
- 1616
- zweiter Transistorsecond transistor
- 1717
- erster Kollektorwiderstandfirst collector resistance
- 1818
- zweiter Kollektorwiderstandsecond collector resistance
- 1919
- Stromquellepower source
- 2020
- Ausgang für zweites Taktsignaloutput for second clock signal
- 2121
- Ausgang für invertiertes zweites Taktsignaloutput for inverted second clock signal
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2002111909 DE10211909B4 (en) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | Circuit for generating a first and a second clock signal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2002111909 DE10211909B4 (en) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | Circuit for generating a first and a second clock signal |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10211909A1 DE10211909A1 (en) | 2003-10-16 |
DE10211909B4 true DE10211909B4 (en) | 2004-09-02 |
Family
ID=28050696
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2002111909 Expired - Fee Related DE10211909B4 (en) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | Circuit for generating a first and a second clock signal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10211909B4 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5542427A (en) * | 1978-09-20 | 1980-03-25 | Fujitsu Ltd | Phase branching filter |
-
2002
- 2002-03-18 DE DE2002111909 patent/DE10211909B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5542427A (en) * | 1978-09-20 | 1980-03-25 | Fujitsu Ltd | Phase branching filter |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
KIM,S.J. and MYUNG,N.H.: A New Active Phase Shifter Using a Vector Sum Method. In: IEEE Microwave and Guided Wave Letters, Vol. 10, No. 6, June 2000, pp. 233 to 235 * |
SCHMIDT,L. und REIN,H.-J.: Continuously Variable Gigahertz Phase-Shifter IC Covering more than One Frequency Decade. In: IEEE Journal of Solid- State Circuits, Bd. 27, Nr. 6, Juni 1992, S. 854-862 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10211909A1 (en) | 2003-10-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19531748A1 (en) | Voltage controlled oscillator for low fluctuation output | |
DE10148515A1 (en) | Frequency voltage converter | |
DE19531962A1 (en) | Clock signal distribution circuit for semiconductor implementation | |
DE4424527A1 (en) | Circuit arrangement for capacity amplification | |
EP0181953A1 (en) | Interpolator for digital signals | |
DE2702022B2 (en) | Amplifier circuit | |
DE69814558T2 (en) | High gain amplifier with limited output dynamics | |
DE2706904A1 (en) | BISTABLE CIRCUIT | |
EP0316607A1 (en) | Monolithic integrated phase shifter and VCO | |
DE10130123A1 (en) | Delay control loop for generating complementary clock signals | |
EP0274606A2 (en) | Arrangement for creating an integrated CMOS ciruit technique delay network and a phase comparator section | |
DE10211909B4 (en) | Circuit for generating a first and a second clock signal | |
DE2256273C2 (en) | All-pass phase shifter | |
DE3210453C2 (en) | Signal input circuit | |
DE2649745C2 (en) | Frequency controllable oscillator | |
DE602004000213T2 (en) | Voltage controlled oscillator | |
WO1999027648A1 (en) | Broadband phase-shifting circuit | |
DE102007019745B4 (en) | Cascaded phase shifter | |
DE2641782A1 (en) | CIRCUIT ARRANGEMENT FOR THE DIGITAL FREQUENCY DISPLAY OF THE AM AND FM RANGE IN A BROADCASTING DEVICE | |
DE4327619C2 (en) | Phase shifter | |
DE69937938T2 (en) | Tunable CMOS delay element | |
EP0116669B1 (en) | Delay circuit with an integrated insulated layer field-effect transistor for digital signals | |
DE2261827A1 (en) | SWITCHING DEVICE FOR MODIFYING SIGNALS APPLIED TO THESE SIGNALS | |
DE4337511A1 (en) | Inverter stage | |
EP3461005A1 (en) | Method and system for frequency correction for a ring oscillator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |