DE19612701A1

DE19612701A1 - Variable Verzögerungsschaltung

Info

Publication number: DE19612701A1
Application number: DE19612701A
Authority: DE
Inventors: Norio Higashisaka; Akira Ohta
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-06-06
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 1996-12-12
Anticipated expiration: 2016-03-30
Also published as: FR2735297B1; US5668491A; DE19612701C2; JPH08330918A; FR2735297A1; KR970004325A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine variable Verzögerungs schaltung, um ein gewünschtes Taktsignal zum Einsatz in einer digitalen Schaltung zu erhalten, insbesondere eine variable Verzögerungsschaltung, die eine Gatterkette und einen Selektor umfaßt und verbesserte Eigenschaften aufweist.

Fig. 18 ist ein Diagramm, das eine variable Verzögerungsschal tung gemäß dem Stand der Technik darstellt. In der Zeichnung bezeichnen die Bezugszeichen 1₁ bis 1 _n n einzelne Verzögerungs gatter zum Verzögern eines Eingangssignals um eine vorbestimmte Zeitspanne. Das Bezugszeichen 100 bezeichnet eine Gatterkette, welche die Verzögerungsgatter 1₁ bis 1 _n umfaßt, die miteinander in Reihe geschaltet sind. Das Bezugszeichen 150 bezeichnet einen n : 1-Selektor, der die Signale von den Verbindungsknoten der jeweiligen Gatter der Gatterkette 100 erhält und eines un ter den Signalen auswählt, um es selektiv auszugeben. Das Bezugszeichen 151 bezeichnet eine Auswahlsignal-Erzeu gungsschaltung zum Erzeugen eines Signals zum Steuern des n : 1- Selektors 150.

Es folgt eine Beschreibung des Betriebes. Ein Eingangspuls signal am Eingangsanschluß IN der ersten Verzögerungsgatter- Stufe 1₁ der Gatterkette 100 wird durch die Gatterkette übertragen, wobei das Signal durch die jeweiligen Verzögerungs gatter verzögert wird, und die Pulssignale an den Verbindungs knoten der jeweiligen Verzögerungsgatter werden dem n : 1-Selek tor 150 zugeführt. Da ein Auswahlwert an den n : 1-Selektor 150 gegeben wird, wird ein Pulssignal mit einer vorbestimmten Ver zögerung gegenüber dem am Eingangsanschluß IN eingegebenen Pulssignal der ersten Gatterstufe 1₁ der Gatterkette 100 zum Ausgangsanschluß AUS des n : 1-Selektors 150 in Abhängigkeit vom Steuersignal der Auswahlsignal-Erzeugungsschaltung 151 ausgege ben.

Die herkömmliche, wie vorstehend beschrieben aufgebaute Verzö gerungsschaltung weist die folgenden Nachteile auf. Insbeson dere wird die minimale veränderbare Verzögerungszeit, d. h. die Auflösung einer solchen variablen Verzögerungsschaltung, durch die Verzögerungszeit (nachfolgend als t_di bezeichnet) der je weiligen Verzögerungsgatter, welche die Gatterkette 100 bilden, bestimmt. Tatsächlich wird aufgrund der parasitären Kapazität der Verdrahtung jedoch die Verzögerungsauflösung gröber als die Verzögerungszeit t_di, wie in Fig. 19 gezeigt. In Fig. 19 be zeichnet das Bezugszeichen 1 _k, 1 _k+1 jeweils das k-te und (k+1)- te in der Gatterkette enthaltene Gatter. Das Bezugszeichen CL_2k bezeichnet eine parasitäre Kapazität, die auf die Verdrahtung zwischen Ausgang der Verzögerung 1 _k und Eingang der Verzögerung 1 _k+1 zurückzuführen ist. Das Bezugszeichen CL_2k bezeichnet eine parasitäre Kapazität, die auf die Verdrahtung zwischen Ausgang des Verzögerungsgatters 1 _k und dem n : 1-Selektor 150 zurückzu führen ist. Daher wird die Verzögerungszeit im k-ten Gatter 1 _k die Summe aus der Gatterverzögerung t_di und der Lastverzögerung aufgrund der parasitären Kapazität CL_1k und CL_2k, was eine Ver ringerung der Auflösung der variablen Verzögerungsschaltung zur Folge hat, d. h. in jedem Gatter ist die Verzögerungszeit er höht. Da der durch die parasitäre Kapazität bedingte Betrag der Verzögerungszeit einen 0,5 bis 1,5mal so großen Wert wie die Verzögerungszeit t_tdi annimmt, wird die Auflösung einer solchen variablen Verzögerungsschaltung 1,5 bis 2,5mal so groß wie die Gatterverzögerungszeit t_di, was so groß ist, daß es nicht ver nachlässigt werden kann.

Als Gegenmaßnahme zu dieser Verringerung der Auflösung könnte man vorschlagen, die Verringerung der Auflösung dadurch zu unterdrücken, daß man die Verzögerungszeit t_di des Verzögerzungsgatters reduziert. Jedoch muß man, um die Verzö gerungszeit t_di des Verzögerungsgatters zu verringern, die Größe der Transistoren, die die Verzögerungsgatter bilden, er höhen, was eine Erhöhung des Leistungsverlustes zur Folge hat.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine va riable Verzögerungsschaltung anzugeben, die keine Verringerung der Auflösung aufgrund von parasitärer Kapazität der Verdrah tung der Verzögerungsgatter und keine Erhöhung des Leistungsverlustes mit sich bringt.

Diese Aufgabe wird alternativ durch die Ansprüche 1, 2, 8 und 9 gelöst.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung. Es ist selbstver ständlich, daß die nachfolgende Beschreibung und die speziellen Ausführungsbeispiele nur zu Illustrationszwecken dienen. Für den Fachmann werden sich aus dieser detaillierten Beschreibung zahlreiche Änderungen und Abwandlungen innerhalb des Bereiches der Erfindung ergeben.

Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine variable Verzögerungsschaltung eine Gatterkette mit ersten bis n-ten Verzögerungsgattern (n ist eine ganze Zahl größer 2), die miteinander über Verzögerungsgatter-Verdrahtungen mit einer je weiligen Verdrahtungslänge in Serie geschaltet sind, wobei an das erste Verzögerungsgatter ein zu verzögerndes Eingangssignal gegeben wird, erste bis n-te Trenngatter, an die jeweils die Ausgänge der ersten bis n-ten Verzögerungsgatters gegeben wer den, erste bis n-te Trenngatter-Verdrahtungen, deren jeweilige Länge schrittweise von der ersten bis zur n-ten verkürzt sind, deren eine Enden jeweils an die ersten bis n-ten Trenngatter angeschlossen sind, und einen n : 1-Selektor, an den die anderen Enden der ersten bis n-ten Trenngatter-Verdrahtungen ange schlossen sind, um ein Ausgangssignal der ersten bis n-ten Trenngatter auszuwählen, um es in Abhängigkeit eines Auswahl signals auszugeben.

Daher wird eine durch parasitäre Kapazität der Verzögerungs gatter-Verdrahtungen bedingte Verschlechterung in der Auflösung unterdrückt.

Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine variable Verzögerungsschaltung eine Gatterkette mit ersten bis n-ten Verzögerungsgattern (n ist eine ganze Zahl größer als 2), die miteinander über Verzögerungsgatter-Verdrahtungen mit einer jeweiligen Verdrahtungslänge in Serie geschaltet sind, wobei an das erste Verzögerungsgatter ein zu verzögerndes Ein gangssignal gegeben wird, einen n : 1-Trenn-Selektor, an dessen n Eingänge jeweils die Ausgänge der ersten bis n-ten Verzöge rungsgatter angeschlossen sind, und wobei eines der Eingangs signale ausgewählt wird, um es in Abhängigkeit von einem Aus wahlsignal auszugeben. Dabei umfaßt der n : 1-Trenn-Selektor je weils erste bis n-te Trenngatter, die im Selektor die Ausgangs signale der ersten bis n-ten Verzögerungsgatter erhalten, ein Auswahlgatter, das die Ausgangssignale der ersten bis n-ten Trenngatter im Selektor empfängt und eines der Eingangssignale ausgibt, und erste bis n-te Trenngatter-Verdrahtungen im Selek tor mit Längen, die jeweils aufeinanderfolgend von der ersten bis zur n-ten kürzer werden, deren eine Enden an die ersten bis n-ten Trenngatter im Selektor angeschlossen sind und deren an dere Enden an das Auswahlgatter angeschlossen sind.

Daher wird mit einem einfachen Aufbau eine variable Verzöge rungsschaltung erhalten, bei der die durch parasitäre Kapazität der Verzögerungsgatter-Verdrahtungen bedingte Verschlechterung der Auflösung unterdrückt ist.

Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind bei der oben beschriebenen variablen Verzögerungsschaltung die Län gendifferenzen zwischen den ersten bis n-ten Trenngatter-Ver drahtungen jeweils gleich den Längen der entsprechenden Verzö gerungsgatter-Verdrahtungen der Gatterkette. Daher ist die Auf lösung der variablen Verzögerungsschaltung gleich der Verzöge rungszeit des Verzögerungsgatters.

Nach einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind bei der oben beschriebenen variablen Verzögerungsschaltung die Län gendifferenzen zwischen den ersten bis n-ten Trenngatter-Ver drahtungen jeweils größer als die Längen der jeweiligen Verzögerungsgatter-Verdrahtungen der Gatterkette. Daher ist die Auflösung der variablen Verzögerungsschaltung kleiner als die Verzögerungszeit des Verzögerungsgatters.

Nach einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung haben bei der oben beschriebenen variablen Verzögerungsschaltung die er sten bis n-ten Trenngatter-Verdrahtungen jeweils Verdrah tungslängen, die addiert eine Verdrahtungslänge zum Beseitigen von Variationen in der Gatter-Verzögerungszeit der ersten bis n-ten Verzögerungsgatter beinhalten.

Daher wird eine Variation der Auflösung der variablen Verzö gerungsschaltung aufgrund von Änderung im Betriebsablauf, Än derungen in der Temperatur, Änderungen in der Stromzuführung und dergleichen unterdrückt.

Nach einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind bei der oben beschriebenen variablen Verzögerungsschaltung die er sten bis n-ten Trenngatter Umkehrgatter.

Daher wird die Länge der Trenngatter-Verdrahtungen im Vergleich zu der oben beschriebenen variablen Verzögerungsschaltung bei gleicher Auflösung der variablen Verzögerungsschaltung verkürzt.

Nach einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind bei der oben beschriebenen Verzögerungsschaltung die Größen der Transistoren, welche die ersten bis n-ten Trenngatter bilden, kleiner als die Größen der Transistoren, welche die ersten bis n-ten Verzögerungsgatter bilden.

Daher wird die Länge der Verdrahtung der Trenngatter im Ver gleich zu der oben beschriebenen variablen Verzögerungsschal tung bei gleicher Auflösung der variablen Verzögerungsschaltung kleiner.

Nach einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine variable Verzögerungsschaltung eine Gatterkette mit ersten bis n-ten Verzögerungsgattern (n ist eine ganze Zahl größer als 2), die jeweils über Verzögerungsgatter-Verdrahtungungen mit einer jeweiligen Länge miteinander in Serie geschaltet, wobei an das erste Verzögerungsgatter ein zu verzögerndes Eingangssignal ge geben wird, erste bis n-te Trennschaltungen, die jeweils die Ausgangssignale der ersten bis n-ten Gatter der Gatterkette er halten und jeweils erste bis m-te Trennsysteme aufweisen, einen (m × n) : 1-Selektor, der die Ausgangssignale der ersten bis n ten Trennschaltungen an seinen (m × n) Eingängen erhält und ei nes der Eingangssignale auswählt, um es in Abhängigkeit von ei nem Auswahlsignal auszugeben. Dabei umfassen alle der ersten bis m-ten Trennsysteme jeder ersten bis n-ten Trennschaltung Trenngatter, deren Eingangsseiten zusammengeschlossen sind. Weiter sind Trenngatter-Verdrahtungen vorgesehen, deren eine Enden an den Ausgängen der Trenngatter angeschlossen sind und deren andere Enden an die Eingänge des (m × n) : 1-Selektors an geschlossen sind, wobei die Längen der (m × n) Trenngatter-Ver drahtungen aufeinanderfolgend von der ersten Trennsystemseite der ersten Trennschaltung zur m-ten Trennsystemseite der n-ten Trennschaltung verkürzt sind.

Daher wird die Auflösung weiter verbessert, ohne daß die Ord nungszahl der Verzögerungsgatter erhöht wird. In dieser vari ablen Verzögerungsschaltung wird die durch parasitäre Kapazität der Verzögerungsgatter-Verdrahtungen bedingte Verschlechterung der Auflösung unterdrückt.

Nach einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine variable Verzögerungsschaltung eine Gatterkette mit ersten bis n-ten Verzögerungsgattern (n ist eine ganze Zahl größer als 2), die über Verzögerungsgatter-Verdrahtungen mit einer ent sprechenden Verdrahtungslänge miteinander in Serie geschaltet sind, wobei an das erste Verzögerungsgatter ein zu verzögerndes Signal gegeben wird, erste bis n-te Trennschaltungen, die die Ausgangssignale der ersten bis n-ten Gatter der Gatterkette an ihren Eingängen erhalten und jeweils erste bis m-te Trenn systeme aufweisen, erste bis m-te n : 1-Selektoren, an deren n Eingängen jeweils die Ausgänge der gleich numerierten Trenn systeme aus den ersten bis m-ten Trennsystemen der ersten bis n-ten Trennschaltungen eingegeben werden und die jeweils eines der Eingangssignale auswählen, um es in Abhängigkeit von ent sprechenden Auswahlsignalen auszugeben. Alle ersten bis m-ten Trennsysteme jeder ersten bis n-ten Trennschaltung weisen Trenngatter auf, deren Eingangsseiten zusammengeschlossen sind und Trenngatterverdrahtungen, deren eine Enden an die Ausgänge der Trenngatter angeschlossen sind und deren andere Enden je weils an die zugeordneten Eingänge der ersten bis m-ten n : 1-Se lektoren angeschlossen sind. Die Längen der Trenn gatterverdrahtungen in den gleichnumerierten Trennsystemen der ersten bis n-ten Trennschaltungen sind aufeinanderfolgend von der ersten Trennschaltungsseite zur n-ten Trennschaltungsseite verkürzt und die Differenzen in der Verdrahtungslänge zwischen den jeweiligen Trennsystemen sind voneinander verschieden.

Daher wird eine variable Verzögerungsschaltung mit unterschied licher Auflösung gebildet und eine bestimmte Auflösung kann willkürlich ausgewählt werden. Dabei wird in dieser variablen Verzögerungsschaltung die durch parasitäre Kapazität in der Verdrahtung der Verknüpfungsgatter bedingte Verschlechterung in der Auflösung unterdrückt.

Nach einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind bei der oben beschriebenen variablen Verzögerungsschaltung die Differenzen in der Verdrahtungslänge der ersten Trenngatterver drahtungen unter den ersten bis n-ten Trennschaltungen jeweils zu den Längen der jeweiligen Verzögerungsgatter-Verdrahtungen der Gatterkette gleich.

Daher ist die Auflösung der variablen Verzögerungsschaltung im ersten Trennsystem zur Verzögerungszeit des Verzö gerungsgatters gleich.

Nach einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung sind bei der oben beschriebenen variablen Verzögerungsschaltung die Differenzen in den Längen der Verdrahtungen des ersten Trenn gatters unter den ersten bis n-ten Trennschaltungen jeweils größer als die Längen der jeweiligen Verzögerungsgatter- Verdrahtung der Gatterkette.

Daher ist die Auflösung der variablen Verzögerungsschaltung in dem ersten Trennsystem kleiner als die Verzögerungszeit der Verzögerungsgatter.

Nach einem zwölften Aspekt der vorliegenden Erfindung weisen bei der oben beschriebenen Verzögerungsschaltung die Trenn gatter-Verdrahtungen der ersten bis n-ten Trennschaltungen je weils Verdrahtungslängen auf, die zusätzliche Verdrahtungslän gen einschließen, um Variationen in den Gatterverzö gerungszeiten der ersten bis n-ten Verzögerungsgatter zu be seitigen. Daher werden Variationen in der Auflösung der vari ablen Verzögerungsschaltung aufgrund von Änderungen im Be triebsablauf, Änderungen in der Temperatur, Änderungen in der Stromzuführung und dergleichen unterdrückt.

Nach einem dreizehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind bei der oben beschriebenen variablen Verzögerungsschaltung die Trenngatter der ersten bis n-ten Trennschaltungen Umkehrgatter.

Daher sind die Trenngatter-Verdrahtungen im Vergleich zu denen der oben beschriebenen variablen Verzögerungsschaltungen ver kürzt. Die Auflösung der variablen Verzögerungsschaltung ist dabei gleich.

Nach einem vierzehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind bei der oben beschriebenen Verzögerungsschaltung die Größe der Transistoren, die die Trenngatter der ersten bis n-ten Trenn schaltungen bilden, kleiner als die Größen der Transistoren, die die ersten bis n-ten Verzögerungsgatter bilden.

Daher sind die Trenngatter-Verdrahtungen im Vergleich zu denen der oben beschriebenen variablen Verzögerungsschaltung ver kürzt. Die Auflösung der variablen Verzögerungsschaltung ist dabei gleich.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher er läutert.

Hierbei zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild, das eine variable Verzögerungs schaltung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegen den Erfindung zeigt;

Fig. 2 ein Zeitdiagramm, das den Betrieb der variablen Verzögerungsschaltung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel er läutert;

Fig. 3 ein Schaltbild, das eine variable Verzögerungs schaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorlie genden Erfindung zeigt;

Fig. 4 ein Zeitdiagramm, das den Betrieb der variablen Verzögerungsschaltung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel er läutert;

Fig. 5 ein Schaltbild, das eine variable Verzögerungs schaltung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorlie genden Erfindung zeigt;

Fig. 6 ein Zeitdiagramm, das den Betrieb der variablen Verzögerungsschaltung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel er läutert;

Fig. 7 ein Schaltbild, das eine variable Verzögerungs schaltung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorlie genden Erfindung zeigt;

Fig. 8 ein Zeitdiagramm, das den Betrieb der variablen Verzögerungsschaltung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel er läutert;

Fig. 9 ein Schaltbild, das eine variable Verzögerungs schaltung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorlie genden Erfindung zeigt;

Fig. 10 ein Zeitdiagramm, das den Betrieb der variablen Verzögerungsschaltung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel er läutert;

Fig. 11 ein Schaltbild, das einen n : 1-Selektor gemäß ei nem weiteren Aufbau zeigt;

Fig. 12 ein Schaltbild, das eine variable Verzögerungs schaltung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorlie genden Erfindung zeigt;

Fig. 13 ein Zeitdiagramm, das den Betrieb der variablen Verzögerungsschaltung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel erläutert;

Fig. 14 ist ein Schaltbild, das eine variable Verzö gerungsschaltung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 15 ist ein Zeitdiagramm, das den Betrieb der va riablen Verzögerungsschaltung gemäß dem siebten Ausführungsbei spiel erläutert;

Fig. 16 ist ein Schaltbild, das eine variable Verzö gerungsschaltung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 17 ist ein Zeitdiagramm, das den Betrieb einer va riablen Verzögerungsschaltung gemäß dem achten Ausführungsbei spiel erläutert;

Fig. 18 ist ein Schaltbild, das eine herkömmliche Verzö gerungsschaltung zeigt;

Fig. 19 ist ein Schaltbild zur Erläuterung der parasitä ren Kapazität einer herkömmlichen Verzögerungsschaltung.

1. Ausführungsbeispiel

Fig. 1 ist ein Diagramm, das ein Schaltbild einer variablen Verzögerungsschaltung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

Das erste Ausführungsbeispiel weist einen Eingangsanschluß IN auf, an den ein zu verzögerndes Signal gegeben wird, eine Gatterkette 100, die n Verzögerungsgatter 1₁ . . . 1 _n umfaßt, die jeweils das Eingangssignal um eine vorbestimmte Zeit verzögern und die jeweils miteinander über Verzögerungsgatter-Verdrahtun gen 2 in Serie geschaltet sind, n Trenngatter 3₁ . . . 3 _n, deren Eingänge jeweils an Anschlußknoten der Gatterkette 100 ange schlossen sind, einen n : 1-Selektor 150, der die Ausgangssignale der n Trenngatter 3₁ . . . 3 _n an seinen Eingängen empfängt und eines von ihnen auswählt, um es auszugeben, eine Trennsignal- Erzeugungsschaltung 151 zum Steuern des n : 1-Selektors 150 und n Trenngatter-Verdrahtungen 4₁ . . . 4 _n zum Verbinden der Trenn gatter 3₁ . . . 3 _n und des n : 1-Selektors 150.

Die Verzögerungszeit der jeweiligen Verzögerungsgatter 1₁ . . . 1 _n ist hier t_di und die Verzögerungszeit der jeweiligen Trenn gatter 3₁ . . . 3 _n ist t_p und die Verdrahtungslänge der Verzö gerungsgatter-Verdrahtung 2 ist ΔL.

Ferner ist die Verdrahtungslänge der Trenngatterverdrahtungen 4₁ . . ., 4 _n folgendermaßen:

1. Stufe: (n-1)ΔL + Δl
2. Stufe: (n-2)ΔL + Δl
3. Stufe: (n-3)ΔL + Δl
.
.
.
n. Stufe: Δl.

Eine Beschreibung der Wirkungsweise dieses Ausführungsbeispiels wird nachfolgend unter Bezugnahme auf einen Fall gegeben, bei dem die Anzahl von Verzögerungsgattern 4 ist (n=4).

Fig. 2 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Auflösung die ses Ausführungsbeispiels in einem Fall, bei dem n = 4 ist. In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen K die Abhängigkeit der Verzögerungszeit von der Verdrahtungslänge, die in Abhängigkeit von der parasitären Kapazität der an das Gatter angeschlossenen Verdrahtung bestimmt wird, der Größe des Transistors, der das Gatter bildet, und dergleichen, d. h. eine Erhöhung der Verzögerungszeit auf einer Verdrahtungslänge von 1 mm. Daher stellt K _* ΔL die Erhöhung der Verzögerungszeit in einem Fall dar, in dem die Verdrahtungslänge der Verzögerungsgatter-Ver drahtung 2 gleich ΔL ist. Hier wird dieselbe Abhängigkeit der Verzögerungszeit von der Verdrahtungslänge K auf alle Verzöge rungs- und Trenngatter angewandt.

Wenn ein zu verzögerndes Signal an die Gatterkette 100 gegeben wird, wird das Eingangssignal durch jedes Verzögerungsgatter, das die Gatterkette 100 bildet, um t_di + K _* ΔL verzögert. An dererseits werden die Ausgangssignale der jeweiligen Verzöge rungsgatter 1₁ . . . 1₄ dem n : 1-Selektor 150 über die Trenngatter 3₁ . . . 3₄ zugeführt. Dann werden die Verdrahtungslängen der je weiligen Trenngatter-Verdrahtungen 4₁, . . ., 4₄ so festgelegt, daß sie aufeinanderfolgend um ΔL kürzer werden. Sie sind wie folgt festgelegt:

Trenngatterverdrahtung 4₁ der 1. Stufe: 3ΔL + Δl
Trenngatterverdrahtung 4₂ der 2. Stufe: 2ΔL + Δl
Trenngatterverdrahtung 4₃ der 3. Stufe: ΔL + Δl
Trenngatterverdrahtung 4₄ der 4. Stufe: Δl

wobei sich die Verzögerungszeit aufgrund der jeweiligen Trenn gatter 3₁, . . ., 3₄ und der Trenngatter-Verdrahtungen 4₁, . . ., 4₄ einer Stufe wie folgt ergibt:

1. Stufe: 3K _* ΔL + (t_p + K _* Δl)
2. Stufe: 2K _* ΔL + (t_p + K _* Δl)
3. Stufe: K _* ΔL + (t_p + K _* Δl)
4. Stufe: t_p + K _* Δl,

wobei die Verzögerungszeit aufeinanderfolgend um K _* ΔL klei ner wird. Daher wird, wie in einem unteren Abschnitt der Fig. 2 gezeigt, die Schrittweite ΔT der Verzögerungszeit im Ein gangszeitpunkt am n : 1-Selektor 150

ΔT = t_di,

was gleich der Verzögerungszeit t_di des Verzögerungsgatters ohne Last ist. Dadurch ergibt sich keine Verschlechterung in der Auflösung der variablen Verzögerungsschaltung.

In diesem ersten Ausführungsbeispiel kann die Verdrahtungsver zögerung aufgrund der Verzögerungsgatter-Verdrahtung 2 der Gatterkette 100 durch die Differenz in den Verdrahtungslängen der jeweiligen Trenngatterausgangsverdrahtungen 4₁, . . ., 4 _n herausgelöscht werden, so daß eine variable Verzögerungsschal tung ohne Verschlechterung in der Auflösung aufgrund der Verdrahtungsverzögerung erhalten werden kann.

2. Ausführungsbeispiel

Fig. 3 ist ein Schaltplan, der eine variable Verzögerungsschal tung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

Dieses zweite Ausführungsbeispiel weist einen Eingangsanschluß IN auf, an den ein zu verzögerndes Signal gegeben wird, eine Gatterkette, die n Verzögerungsgatter 1₁, . . ., 1 _n jeweils zur Verzögerung des Eingangssignals um eine vorbestimmte Zeit um faßt, die jeweils miteinander über Verzögerungsgatter- Verdrahtungen 2 in Serie geschaltet sind, n Trenngatter 3₁, . . ., 3 _n, deren Eingänge jeweils an die Verbindungknoten der Gatterkette 100 angeschlossen sind, einen n : 1-Selektor 150, der die Ausgangssignale der n Trenngatter an seinen Eingängen empfängt und eines von ihnen auswählt, um es auszugeben, eine Trennsignal-Erzeugungsschaltung 151 zum Steuern des n : 1-Se lektors 150 und Trenngatter-Verdrahtungen 5₁, . . ., 5 _n zum Ver binden der Trenngatter 3₁ . . . 3 _n mit dem n : 1-Selektor 150.

Hier beträgt die Verzögerungszeit der jeweiligen Verzögerungs gatter 1₁, . . ., 1 _n t_di und die Verdrahtungslänge der Verzöge rungsgatter-Verdrahtung 2 beträgt ΔL.

Weiterhin ist die Verdrahtungslänge der Trenngatterverdrahtun gen 5₁, . . ., 5 _n folgendermaßen:

1. Stufe: (n-1) (ΔL + a) + Δl
2. Stufe: (n-2) (ΔL + a) + Wl
3. Stufe: (n-3) (ΔL + a) + Δl
.
.
.
n-te Stufe: Δl,

wobei hier a eine positive ganze Zahl ist.

Mit anderen Worten wird die variable Verzögerungsschaltung die ses Ausführungsbeispiels so ausgeführt, daß sie zwischen den Verdrahtungslängen der jeweiligen Trenngatterverdrahtungen in der variablen Verzögerungsschaltung des ersten Ausführungsbei spiels Differenzen von (ΔL + a) aufweist.

Eine Beschreibung der Wirkungsweise dieses zweiten Ausfüh rungsbeispiels wird unter Bezugnahme auf einen Fall gegeben, in dem die Anzahl der Verzögerungsgatter 4 beträgt (n = 4). Fig. 4 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Auflösung dieses Aus führungsbeispiels in einem Fall, in dem n = 4 ist. In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen K die Abhängigkeit der Gatterver zögerungszeit von der Verdrahtungslänge, die in Abhängigkeit von der parasitären Kapazität der an das Gatter angeschlossenen Verdrahtung, der Größe des Transistors, der das Gatter bildet, und dergleichen bestimmt wird, d. h. als Betrag der Verzöge rungszeit pro Verdrahtungslänge von 1 mm. Daher bezeichnet K_* ΔL eine Erhöhung der Gatterverzögerungszeit in einem Fall, in dem die Verdrahtungslänge der Verzögerungsgatterverdrahtung 2 ΔL beträgt. Hier wird dieselbe Abhängigkeit der Gatterverzö gerungszeit von der Verdrahtungslänge K auf alle Ver zögerungsgatter und alle Trenngatter angewandt.

Wenn ein zu verzögerndes Signal an die Gatterkette 100 gegeben wird, wird das Eingangssignal durch die jeweiligen Verzö gerungsgatter, die die Gatterkette 100 bilden, jeweils um t_di + K_*ΔL verzögert. Auf der anderen Seite werden die Ausgangs signale der jeweiligen Verzögerungsgatter 1₁, . . ., 1₄ dem n : 1- Selektor 150 über die Trenngatter 3₁, . . ., 3₄ zugeführt. Die Ausgangsverdrahtungslängen der jeweiligen Trenngatterverdrahtungen 5₁, . . ., 5₄ werden so gewählt, daß sie aufeinanderfolgend um ΔL wie folgt kürzer werden:

Trenngatterverdrahtung 5₁ der 1. Stufe: 3(ΔL + a) + Δl
Trenngatterverdrahtung 5₂ der 2. Stufe: 2(ΔL + a) + Δl
Trenngatterverdrahtung 5₃ der 3. Stufe: (ΔL + a) + Δl
Trenngatterverdrahtung 5₄ der 4. Stufe: Δl, und

die Verzögerungszeit aufgrund der jeweiligen Trenngatter 3₁, . . ., 3₄ und der Trenngatterverdrahtungen 5₁, . . ., 5₄ einer Stufe werden wie folgt:

1. Stufe: 3K _* (ΔL + a) + (t_p + K_*Δl)
2. Stufe: 2K _* (ΔL + a) + (t_p + K_*Δl)
3. Stufe: K _* (ΔL + a) + (t_p + K_*Δl)
4. Stufe: t_p + K _* Δl,

wobei die Verzögerungszeiten um K _* (ΔL + a) kleiner werden. Daher wird, wie im untersten Abschnitt der Fig. 4 gezeigt, die Schrittweite ΔT der Verzögerungszeit im Eingangszeitpunkt am n : 1-Selektor 150

ΔT = t_di - K _* a.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine variable Verzögerungs schaltung mit einer weiter verbesserten Auflösung im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel erhalten.

Obwohl eine positive Zahl für a im oben beschriebenen Ausfüh rungsbeispiel Verwendung findet, kann die Auflösung des Verzö gerungsgatters auch größer als die Verzögerungszeit t_di des einstufigen Verzögerungsgatters durch Einsetzen einer negativen Zahl für a sein.

3. Ausführungsbeispiel

Fig. 5 ist ein Schaltbild, das eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Obwohl im ersten und zweiten Ausführungsbeispiel eine variable Verzögerungsschaltung erhalten wird, die die Auflösung nicht verschlechtert, bringen diese Ausführungsbeispiele das Problem mit sich, daß die Länge der Trenngatter-Ausgangsverdrahtungen, speziell der Ausgangsverdrahtung des Trenngatters an der Ein gangsseite der ersten Stufe lang wird.

Dieses Ausführungsbeispiel zielt darauf ab, dieses Problem zu beseitigen. Es weist einen Eingangsanschluß IN auf, an den ein zu verzögerndes Signal gegeben wird, eine Gatterkette 100, die n Verzögerungsgatter 1₁, . . ., 1 _n zur Verzögerung des Eingangs signals um eine vorbestimmte Zeit aufweist, und die jeweils über Verzögerungsgatterverdrahtungen 2 miteinander in Serie ge schaltet sind, n Umkehrtrenngatter 6₁, . . ., 6 _n, deren jeweilige Eingänge an die entsprechenden Verbindungsknoten der Gatter kette 100 angeschlossen sind, einen n : 1-Selektor 150, der die Ausgangssignale der n Umkehrtrenngatter an seinen Eingängen er hält und eines von diesen auswählt, um es auszugeben, eine Aus wahlsignal-Erzeugungsschaltung 151 zum Steuern des n : 1-Selek tors 150, n Umkehrtrenngatterverdrahtungen 7₁, . . ., 7 _n, um je weils die Umkehrtrenngatter 6₁, . . ., 6 _n mit dem n : 1-Selektor 150 zu verbinden und einen Inverter 8 zur Invertierung des Aus gangssignals des n : 1-Selektors 150.

Hierbei beträgt die Verzögerungszeit von jedem Verzögerungs gatter 1₁, . . . 1 _n t_di, die Verzögerungszeit von jedem Um kehrtrenngatter 6 beträgt t_p und die Länge der Verzögerungs gatter-Verdrahtung 2 beträgt ΔL.

Weiterhin ist die Länge der Umkehrtrenngatter-Verdrahtungen 7₁, . . ., 7 _n, folgendermaßen:

1. Stufe: (n-1)ΔL₁ + Δl
2. Stufe: (n-2)ΔL₁ + Δl
3. Stufe: (n-3)ΔL₁ + Δl
.
.
.
n-te Stufe: Δl,

wobei die Länge aufeinanderfolgend um ΔL₁ kleiner wird.

Mit anderen Worten wird die variable Verzögerungsschaltung nach diesem dritten Ausführungsbeispiel dadurch gebildet, daß das Trenngatter der variablen Verzögerungsschaltung der ersten Ausführungsform durch ein Umkehrtrenngatter, d. h. einen Inver ter ersetzt wird, das bzw. der eine Umkehroperation durch führt.

Eine Beschreibung der Wirkungsweise dieses dritten Ausfüh rungsbeispiels wird unter Bezugnahme auf einen Fall, bei dem die Anzahl von Verzögerungsgattern 4 ist (n = 4) gegeben. Fig. 6 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Auflösung dieses Ausführungsbeispiels in einem Fall, bei dem ein negativer Puls in die Gatterkette 100 von n = 4 eingegeben wird. In der Figur bezeichnen die Bezugszeichen K_HL und K_LH die Abhängigkeit der Verdrahtungslänge von der Gatterverzögerungszeit, d. h. einen Betrag von Verzögerungszeit pro Verdrahtungslänge von 1 mm, wenn jeweils ein negativer Puls eingegeben und ein positiver Puls eingegeben wird. Weiterhin bezeichnet K_HL _* ΔL einen Be trag von Verzögerungszeit in einem Fall, in dem die Länge der Verzögerungsgatter-Verdrahtung 2 ΔL beträgt und K_LH _* ΔL₁ be zeichnet einen Betrag einer Gatterverzögerungszeit in einem Fall, in dem die Länge der Umkehrtrenngatter-Verdrahtung 7 ΔL₁ beträgt. Hier wird angenommen, daß die Abhängigkeit der Gatter verzögerungszeit K_HL und K_LH von den Verdrahtungslängen, die von der Größe der Transistoren, die die Verzögerungsgatter bil den, und der parasitären Kapazität der an die Gatter ange schlossenen Verdrahtungen abhängt, in allen Verzögerungsgattern und allen Umkehrtrenngattern gleich ist.

Wenn ein negatives, zu verzögerndes Signal an die Gatterkette 100 gegeben wird, wird das Eingangssingal durch die Verzö gerungsgatter, die die Gatterkette 100 bilden, jeweils um t_di + K_HL _* ΔL verzögert. Auf der anderen Seite werden die Aus gangssignale der jeweiligen Verzögerungsgatter 1₁, . . ., 1₄ je weils über die Umkehrtrenngatter 6₁, . . ., 6₄ dem n : 1-Selektor 150 zugeführt. Dabei werden die Verdrahtungslängen der jeweili gen Umkehrtrenngatter-Verdrahtungen 7₁, . . ., 7₄ so gewählt, daß sie aufeinanderfolgend um ΔL₁ wie folgt kleiner werden:

Umkehrtrenngatter-Verdrahtung 7₁ der ersten Stufe: 3ΔL₁+Δl
Umkehrtrenngatter-Verdrahtung 7₂ der zweiten Stufe: 2ΔL₁+Δl
Umkehrtrenngatter-Verdrahtung 7₃ der dritten Stufe: ΔL₁+Δl
Umkehrtrenngatter-Verdrahtung 7₄ der vierten Stufe: Δl

und die Verzögerungszeiten aufgrund der Umkehrtrenngatter 6₁, . . ., 6₄ und der Umkehrtrenngatter-Verdrahtungen 7₁, . . ., 7₄ der jeweiligen Stufe werden wie folgt:

1. Stufe: 3K_LH _* ΔL₁ + (t_p + K_LH _* Δl)
2. Stufe: 2K_LH _* ΔL₁ + (t_p + K_LH _* Δl)
3. Stufe: K_LH _* ΔL₁ + (t_p + K_LH _* Δl)
4. Stufe: t_p + K_LH _* Δl,

wobei die Verzögerungszeiten aufeinanderfolgend um K_LH _* ΔL₁ kleiner werden. Daher wird, wie in einem unteren Abschnitt von Fig. 6 gezeigt, der Betrag ΔT der Verzögerungszeit im Eingangszeitpunkt am n : 1-Selektors 150,

ΔT = t_di + K_HL _* ΔL - K_LH _* ΔL₁.

Das heißt, um den Betrag ΔT der Verzögerungszeit an die Verzö gerungszeit t_di des Verzögerungsgatters anzugleichen, wenn keine Last vorhanden ist, muß nur

K_HL _* ΔL = K_LH _* ΔL₁

gemacht werden.

Wenn angenommen wird, daß K_HL = αK_LH, ist es möglich,

ΔL₁ = αΔL

darzustellen.

Generell nimmt die Abhängigkeit K_HL der Gatterverzögerungszeit von der Verdrahtungslänge bei Eingabe eines negativen Pulses einen 0,5 bis 0,2-fachen Wert der Abhängigkeit K_LH der Gatter verzögerungszeit von der Verdrahtungslänge bei Eingabe eines positiven Pulses an, so daß oben genanntes α gleich α = 0,5- 0,2 wird; und es wird möglich, den Betrag ΔL₁ der Verdrahtungs länge der Umkehrtrennverdrahtungen 7₁, . . ., 7 _n anstelle der Verdrahtungslängen ΔL der Verzögerungsgatter-Verdrahtungen 1₁, . . ., 1 _n zu verkürzen.

Bei dieser Ausführungsform kann der gleiche Vorteil wie bei der ersten Ausführungsform erhalten werden, d. h. der Vorteil, daß eine variable Verzögerungsschaltung erhalten wird, in der keine Verschlechterung der Auflösung aufgrund der Verdrahtungsverzö gerung auftritt. Gleichzeitig kann die Länge der Umkehrtrenn gatterverdrahtungen 7₁, . . ., 7 _n verkürzt werden, so daß auf grund einer Verringerung der Chipfläche die Herstellungskosten verringert werden können.

Obwohl in der oben beschriebenen Ausführungsform ein Fall be schrieben wurde, in dem ein negativer Puls an die Gatterkette 100 angelegt wurde, kann auch ein positiver Puls angewandt wer den, wobei für die die Umkehrtrenngatter 6₁, . . ., 6 _n bildenden Transistoren Transistoren mit einer größeren Abmessung für Ver armungstransistoren und einer kleineren Abmessung für Anreiche rungstransistoren eingesetzt werden oder die Umkehrtrenngatter durch Si-Transistoren gebildet werden und das oben beschriebene α größer als 1 gemacht wird. Dabei werden gleiche oder ähnli che Vorteile wie beim dritten Ausführungsbeispiel erhalten.

4. Ausführungsbeispiel

Fig. 7 ist ein Schaltplan, der eine variabel Verzögerungsschal tung nach einem 4. Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung zeigt.

Dieses 4. Ausführungsbeispiel setzt sich zum Ziel, die an den Ausgängen der Trenngatter angeschlossene Verdrahtungslänge der variablen Verzögerungsschaltung zu verkürzen, wobei gleichzei tig wie im 3. Ausführungsbeispiel die Auflösung nicht ver schlechtert werden soll. Dieses 4. Ausführungsbeispiel weist einen Eingangsanschluß IN auf, an den ein zu verzögerndes Si gnal gegeben wird, eine Gatterkette 100, die n Verzögerungs gatter 1₁, . . ., 1 _n zur Verzögerung des Eingangssignals um eine vorbestimmte Zeit aufweist, und die über Verzögerungsgatterver drahtungen 2 miteinander in Serie geschaltet sind, n Trenn gatter 9₁ , . . ., 9 _n, deren jeweilige Eingänge an entsprechende Verbindungsknoten der Gatterkette 100 angeschlossen sind, einen n : 1-Selektor 150, der die Ausgangssignale der n Trenngatter 9₁, . . ., 9 _n an seinen Eingängen erhält und eines von ihnen aus wählt, um es auszugeben, eine Trennsignalerzeugungsschaltung 151 zum Steuern des n : 1-Selektors 150, n Trenngatterverdrahtun gen 10₁, . . ., 10 _n, um jeweils die Trenngatter 9₁, . . ., 9 _n mit dem n : 1-Selektor 150 zu verbinden und einen Inverter, zum Um kehren des Ausgangssignals des n : 1-Selektors 150.

Hierbei beträgt die Verzögerungszeit von jedem Verzögerungs gatter 1₁, . . ., 1 _n t_di und die Verzögerungszeit von jedem Trenngatter 9₁, . . ., 9 _n beträgt t_p und die Länge der Verzögerungsgatterverdrahtungen 2 beträgt ΔL.

Weiterhin ist die Länge der Trenngatterverdrahtungen 10₁, . . ., 10 _n wie folgt:

1. Stufe: (n-1)ΔL₂ + Δl
2. Stufe: (n-2)ΔL₂ + Δl
3. Stufe: (n-3)ΔL₂ + Δl
.
.
.
n-te Stufe: Δl,

wobei die Länge aufeinanderfolgend um ΔL₂ kürzer wird.

Mit anderen Worten wird die variable Verzögerungsschaltung die ser vierten Ausführungsform derart aufgebaut, daß die Größe der Transistoren, die die Trenngatter bilden kleiner gemacht wird als die Größe der Transistoren, die die Verzögerungsgatter in der variablen Verzögerungsschaltung der ersten Ausführungsform bilden.

Nachfolgend wird eine Beschreibung der Wirkungsweise dieser 4. Ausführungsform unter Bezugnahme auf einen Fall gegeben, in dem die Anzahl der Verzögerungsgatter 4 beträgt (n=4). Fig. 8 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Auflösung dieser Aus führungsform in einem Fall, bei dem n gleich 4 ist (n=4). In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen K die Abhängigkeit der Verdrahtungslänge von der Gatterverzögerungszeit der jeweiligen Verzögerungsgatter 1₁, . . ., 1 _n, die in Abhängigkeit der para sitären Kapazität der an das Gatter angeschlossenen Verdrahtung und der Größe des das Gatter bildenden Transistors oder dergleichen bestimmt wird. K₂ bezeichnet die Abhängigkeit der Gatterverzögerungszeit von der Verdrahtungslänge der jeweiligen Trenngatter 9₁, . . ., 9 _n. Weiterhin bezeichnet K _* ΔL einen Betrag der Gatterverzögerungszeit in einem Fall, in dem die Ver drahtungslänge der Verzögerungsgatterverdrahtung 2 ΔL beträgt, und K₂ _* ΔL₂ bezeichnet einen Betrag einer Gatter verzögerungszeit in einem Fall, in dem die Verdrahtungslänge der Trenngatterverdrahtung 10 ΔL₂ beträgt.

Wenn ein zu verzögerndes Signal an die Gatterkette 100 gegeben wird, wird das Eingangssignal durch die die Gatterkette 100 bildenden Verzögerungsgatter um jeweils t_di + K _* ΔL verzögert. Weiterhin werden jeweils die Ausgangssignale der jeweiligen Verzögerungsgatter 1₁, . . ., 1₄ über die Trenngatter 9₁, . . ., 9₄ an den n : 1-Selektor 150 gegeben. Dann wird die Verdrah tungslänge der jeweiligen Trenngatterverdrahtungen 10₁, . . ., 10₄ so gewählt, daß sie aufeinanderfolgend um ΔL₂ wie folgt kleiner wird:

Trenngatterverdrahtung 10₁ der 1. Stufe: 3ΔL₂ _* Δl
Trenngatterverdrahtung 10₂ der 2. Stufe: 2ΔL₂ _* Δl
Trenngatterverdrahtung 10₃ der 3. Stufe: ΔL₂ _* Δl
Trenngatterverdrahtung 10₄ der 4. Stufe: Δl.

Die Verzögerungszeiten aufgrund der jeweiligen Trenngatter 9₁, . . ., 9₄ und der Trenngatterverdrahtungen 10₁, . . ., 10₄ einer Stufe werden wie folgt:

1. Stufe: 3K₂ _* ΔL₂ + (t_p + K₂ _* Δl)
2. Stufe: 2K₂ _* ΔL₂ + (t_p + K₂ _* Δl)
3. Stufe: K₂ _* ΔL₂ + (t_p + K₂ _* Δl)
4. Stufe: t_p + K₂ _* Δl,

wobei die Verzögerungszeit aufeinanderfolgend um K₂ _* ΔL₂ klei ner wird. Daher wird, wie in einem unteren Abschnitt der Fig. 8 gezeigt, der Betrag ΔT der Verzögerungszeit im Eingangszeit punkt am n : 1-Selektor 150

ΔT = t_di + K _* ΔL - K₂ _* ΔL₂.

Das bedeutet, um den Betrag ΔT der Verzögerungszeit an die Verzögerungszeit t_di des Verzögerungsgatters ohne Last an zugleichen, muß lediglich

K _* ΔL = K₂ _* ΔL₂

gesetzt werden.

Wenn angenommen wird, daß K = βK₂, ist es möglich,

ΔL₂ = βΔL

zu setzen. Da in dieser Ausführungsform die Größe der Transi storen, die die Trenngatter 9₁, . . ., 9 _n bilden, kleiner als die Größe der Transistoren, die die Verzögerungsgatter 1₁, . . ., 1 _n bilden, gewählt wird, wird K < K₂, d. h. β(=K/K₂) < 1. Mit an deren Worten kann der Betrag ΔL₂ der Verdrahtungslänge der Trenngatterverdrahtungen 10₁, . . ., 10 _n anstelle des Betrages ΔL der Verdrahtungslänge der Verzögerungsgatterverdrahtung 1₁, . . ., 1 _n verkürzt werden.

In dieser Ausführungsform kann derselbe Vorteil wie in der er sten Ausführungsform erhalten werden, d. h. der Vorteil, daß eine variable Verzögerungsschaltung erhalten wird, in der keine Verschlechterung in der Auflösung aufgrund von Verdrahtungsver zögerung auftritt. Gleichzeitig kann die Länge der Trenngatter verdrahtungen 10₁, . . ., 10 _n verkürzt werden, so daß aufgrund der Verringerung der Chipfläche die Herstellungskosten verrin gert werden können.

5. Ausführungsbeispiel

Obwohl im ersten bis vierten Ausführungsbeispiel eine variable Verzögerungsschaltung, die die Auflösung nicht verschlechtert, erhalten wird, ist es, um dies zu erhalten, weiter notwendig, ein Trenngatter oder ein Umkehrtrenngatter vorzusehen. Die va riable Verzögerungsschaltung dieses 5. Ausführungsbeispiels ist eine, die die Auflösung nicht verschlechtert und keine Trenn gatter erfordert, d. h. Betrieb bei noch geringerem Leistungs verlust ermöglicht. Fig. 9 ist ein Schaltbild, das eine va riable Verzögerungsschaltung nach dem 5. Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.

Das 5. Ausführungsbeispiel weist einen Eingangsanschluß IN auf, an den ein zu verzögerndes Signal gegeben wird, eine Gatter kette 100, die n Verzögerungsgatter 1₁, . . ., 1 _n zum Verzögern des Eingangssignals um eine vorbestimmte Zeit umfaßt und die über Verzögerungsgatterverdrahtungen 2 miteinander in Serie ge schaltet sind und einen n : 1-Selektor 200, der die Ausgangs signale der n Verzögerungsgatter 1₁, . . ., 1 _n an seinen Eingän gen empfängt und eines von ihnen auswählt, um es auszugeben.

Der n : 1-Selektor 200 umfaßt:
j Auswahlsignal-Eingangsanschlüsse IN_S1, . . ., IN_Sj zur Eingabe von j (j ist eine ganze Zahl, wobei 2^j-1 n 2^j) Auswahlsi gnalen S₁, . . ., S_j, j Umkehrgatter 15₁, . . ., 15 _j zur Erzeugung ausgewählter Umkehrsignale /S₁, . . ., /S_j durch Umkehr der j Komponenten von Auswahlsignalen S₁, . . ., S_j, j NOR-Gatter 12₁, . . ., 12 _n mit jeweils (j+1) Eingängen (nachfolgend als Trenn gatter bezeichnet), die die jeweiligen Ausgänge der n Verzöge rungsgatter 1₁, . . ., 1 _n und das Auswahlsignal oder das inver tierte Auswahlsignal empfangen und nur eines davon auswählen, das in Abhängigkeit vom Auswahlsignal aktiv wird, das n Ein gänge aufweisende NOR-Element 14 (nachfolgend als Auswahlgatter bezeichnet), das die Ausgänge der Trenngatter 12₁, . . ., 12 _n empfängt und NOR aus diesen Eingangssignalen ausgibt und Trenngatterverdrahtungen 13₁, . . ., 13 _n, um jeweils die Trenn gatter 12₁, . . ., 12 _n mit dem Auswahlgatter 14 zu verbinden.

Hier beträgt die Verzögerungszeit von jedem Verzögerungsgatter 1₁, . . ., 1 _n t_di und die Verzögerungszeit von jedem Trenngatter 12₁, . . ., 12 _n des n : 1-Selektors 200 ist t_p und die Länge der Verzögerungsgatterverdrahtung 2 beträgt ΔL.

Weiterhin ist die Länge der Trenngatterverdrahtungen 13₁, . . ., 13 _n folgendermaßen:

1. Stufe: (n-1) ΔL₃ + Δl
2. Stufe: (n-2) ΔL₃ + Δl
3. Stufe: (n-3) ΔL₃ + Δl
.
.
.
n-te Stufe: Δl,

wobei die Länge aufeinanderfolgend um ΔL₃ kürzer wird.

Nachfolgend wird eine Beschreibung der Wirkungsweise dieses fünften Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf einen Fall gegeben, in dem die Anzahl der Verzögerungsgatter 4 beträgt (n=4). Fig. 10 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Auflö sung dieses Ausführungsbeispiels in einem Fall, in dem n gleich 4 ist (n=4). In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen K die Abhängigkeit der Gatterverzögerungszeit von der Verdrahtungs länge der jeweiligen Verzögerungsgatter 1₁, . . ., 1 _n, die in Ab hängigkeit von der parasitären Kapazität der an das Gatter angeschlossenen Verdrahtung, der Größe der Transistoren, die die Gatter bilden und dergleichen bestimmt wird. K₃ bezeichnet die Abhängigkeit der Gatterverzögerungszeit von der Verdrahtungslänge der jeweiligen Trenngatter 12₁, . . ., 12 _n. Weiter bezeichnet K _* ΔL einen Betrag der Gatterverzögerungs zeit in einem Fall, in dem die Länge der Verzögerungsgatterver drahtung 3 ΔL beträgt. K₃ _* ΔL₃ bezeichnet einen Betrag der Gatterverzögerungszeit in einem Fall, in dem die Länge der Trenngatterverdrahtung 13 ΔL₃ beträgt.

Wenn ein zu verzögerndes Signal an die Gatterkette 100 gegeben wird, wird das Eingangssignal jeweils durch die Verzögerungs gatter 1₁, . . ., 1₄, die die Gatterkette 100 bilden, um t_di + K _* ΔL verzögert. Andererseits werden die Ausgangssignale der Verzögerungsgatter 1₁, . . ., 1₄ an die jeweiligen Trenngatter 12₁, . . ., 12₄ des n : 1-Selektors 200 und zu jedem der Trenn gatter 12₁, . . ., 12₄ gegeben, ein Auswahlsignal oder ein inver tiertes Auswahlsignal wird eingegeben, so daß eines der Trenn gatter in Abhängigkeit des Auswahlsignals aktiv wird. Ferner wird, wenn das in Abhängigkeit vom Auswahlsignal ausgewählte Trenngatter aktiv wird, das Ausgangssignal des Verzögerungs gatters 1, das an das Trenngatters gegeben wird, invertiert ausgegeben. Da die Verdrahtungslängen der Trenngattersverdrah tungen 13 so gewählt werden, daß sie aufeinanderfolgend um ΔL₃ wie oben beschrieben kleiner werden, werden die Längen der Trenngatterverdrahtungen wie folgt:

Trenngatterverdrahtung 13₁ der 1. Stufe: 3ΔL₃ + Δl
Trenngatterverdrahtung 13₂ der 2. Stufe: 2ΔL₃ + Δl
Trenngatterverdrahtung 13₃ der 3. Stufe: ΔL₃ + Δl
Trenngatterverdrahtung 13₄ der 4. Stufe: Δl

und die Verzögerungszeiten der jeweiligen Trenngatter 12₁, . . ., 12₄ und der Trenngatterverdrahtungen 13₁, . . ., 13₄ der je weiligen Stufe werden wie folgt:

1. Stufe: 3K₃ _* ΔL₃ + (t_p + K₃ _* Δl)
2. Stufe: 2K₃ _* ΔL₃ + (t_p + K₃ _* Δl)
3. Stufe: K₃ _* ΔL₃ + (t_p + K₃ _* Δl)
4. Stufe: t_p + K₃ _* Δl,

wobei die Verzögerungszeiten aufeinanderfolgend um K₃ _* ΔL₃ kleiner werden. Daher wird, wie in dem unteren Abschnitt der Fig. 10 gezeigt, der Betrag ΔT der Verzögerungszeit im Eingangszeitpunkt am Auswahlgatter 14,

ΔT = t_di + K _* ΔL-K₃ _* Δ

d. h. um den Betrag ΔT der Verzögerungszeit an die Verzöge rungszeit t_di des Verzögerungsgatters ohne Last anzugleichen, muß nur

K _* ΔL = K₃ _* ΔL₃

gesetzt werden.

Hier ist, da in dieser Ausführungsform eine NOR-Schaltung für das Trenngatter 12 verwendet wird (entsprechend dem Umkehrtrenngatter der 3. Ausführungsform), ΔL₃ relativ zu ΔL wie folgt:

ΔL < ΔL₃.

In dieser 5. Ausführungsform kann, da die NOR-Schaltung, die den n : 1-Selektor 200 bildet, ebenfalls als Trenngatter (oder als Umkehrtrenngatter) verwendet wird, das in den ersten bis vierten Ausführungsformen zusätzlich notwendig war, eine va riable Verzögerungsschaltung erhalten werden, die gleiche oder ähnliche Vorteile wie die des ersten Ausführungsbeispiels auf weist, d. h. keine Verringerung aufgrund des Auftretens von Verdrahtungsverzögerungen. Gleichzeitig kann die Anzahl von Teilen, die die Schaltung bildet, verringert werden, was eine Verringerung der Herstellungskosten, eine Verringerung des Lei stungsverlustes und einen erhöhten Grad an Integrationsdichte zur Folge hat.

Obwohl in diesem 5. Ausführungsbeispiel ein n : 1-Selektor durch Verwendung von NOR-Schaltungen sowohl für Trenngatter als auch Auswahlgatter gebildet wird, kann dieses Ausführungsbeispiel nicht nur auf ein n : 1-Selektor mit diesem Schaltungsaufbau an gewandt werden. Vielmehr läßt sich auch ein n : 1-Selektor durch Verwendung einer OR-Schaltung für das Trenngatter und einer AND-Schaltung für das Auswahlgatter wie in Fig. 11 gezeigt, bilden, wobei die gleichen Vorteile wie beim fünften Ausführungsbeispiel erhalten werden.

6. Ausführungsbeispiel

Die variablen Verzögerungsschaltungen der ersten bis fünften Ausführungsbeispiele verhindern eine Verschlechterung der Auf lösung der variablen Verzögerungsschaltung aufgrund von Ver drahtungsverzögerungen der jeweiligen Verzögerungsgatter, die die Gatterkette bilden dadurch, daß die Länge der Trenngatter verdrahtungen entsprechend eingestellt wird. Es gibt jedoch noch andere Faktoren als die Verdrahtungslänge, die die Auflö sung der variablen Verzögerungsschaltung verschlechtern. Es gibt beispielsweise einen Faktor, der auf Änderungen bzw. Va riationen im Betriebsablauf eines Transistors, der ein Gatter bildet, zurückzuführen ist. Mit anderen Worten ändert sich bei einer Änderung bzw. Variation im Prozeßablauf die Verzögerungs zeit eines Gatters aufgrund einer Änderung der Schwellen spannung VTH. Eine Verzögerungszeit eines Gatters würde sich ändern, so daß sich die Auflösung und die maximale Variations breite einer variablen Verzögerungsschaltung ändert. Ein 6. Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sieht eine va riable Verzögerungsschaltung vor, die Änderungen in der Verzö gerungszeit aufgrund von Ablaufänderung eines Transistors aus gleicht (Fig. 12).

In der variablen Verzögerungsschaltung dieses 6. Ausführungs beispiels sind die Trenngatterverdrahtungen 4₁, . . ., 4 _n des er sten Ausführungsbeispiel (Fig. 1) durch 16₁, . . ., 16 _n ersetzt.

Eine Beschreibung der Wirkungsweise dieses 6. Ausführungs beispiels wird nachfolgend für einen Fall gegeben, in dem die Anzahl der Verzögerungsgatter 4 beträgt (n=4).

Fig. 13 zeigt ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Auflösung dieses Ausführungsbeispiels, bei dem n gleich 4 ist (n=4). In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen t_di eine Verzögerungs zeit der jeweiligen Verzögerungsgatter 1₁, . . ., 1 _n. Das Be zugszeichen t_p bezeichnet eine Verzögerungszeit der Trenngatter 3₁, . . ., 3 _n. Das Bezugszeichen ΔL bezeichnet eine Länge der Verzögerungsgatterverdrahtung 2. Das Bezugszeichen K bezeichnet die Abhängigkeit der Verzögerungszeit von der Verdrahtungs länge, d. h. einen Betrag von Verzögerungszeit pro Verdrahtungslänge von 1 mm, die durch die Größe des Transi stors, der das Gatter bildet, die parasitäre Kapazität aufgrund der an das Gatter angeschlossenen Verdrahtung und dergleichen bestimmt wird. Das Bezugszeichen γ bezeichnet einen Anteil der Änderung der Gatterverzögerungszeit t_di aufgrund einer Änderung des Betriebsablaufes, und das Bezugszeichen ε bezeichnet einen Anteil einer Änderung der Verdrahtungslängenabhängigkeit K der Gatterverzögerungszeit aufgrund von Änderungen im Betriebsab lauf. Weiterhin wird der Längenbetrag der Trenngatterverdrahtungen so gewählt, daß er aufeinanderfolgend um (ΔL + ΔL₄) von der Eingangsseite her kleiner wird, wobei er zuletzt Δl wird, wie im folgenden gezeigt:

Trenngatterverdrahtung 16₁ der ersten Stufe: 3(DL + DL₄) + Dl
Trenngatterverdrahtung 16₂ der zweiten Stufe: 2(DL + DL₄) + Dl
Trenngatterverdrahtung 16₃ der dritten Stufe: (DL + DL₄) + Dl
Trenngatterverdrahtung 16₄ der vierten Stufe: Δl.

Die Wirkungsweise der variablen Verzögerungsschaltung dieses sechsten Ausführungsbeispiels ist zu der des ersten Ausfüh rungsbeispiels ähnlich. Wie in einem unteren Abschnitt der Fig. 13 gezeigt, wird der Betrag ΔT der Verzögerungszeit im Ein gangszeitpunkt am n : 1-Selektor 150 wie folgt,

ΔT = (1 + γ)t_di-(1 + ε) K _* ΔL₄.

Hier ist, um die Erhöhung ΔT der Verzögerungszeit an die Verzögerungszeit t_di anzugleichen, ähnlich wie im ersten Aus führungsbeispiel:

ΔL₄ = [γ/(1 + ε)] (t_di/K).

Mit anderen Worten kann die Verzögerungersänderung aufgrund von Prozeßänderungen weiter dadurch unterdrückt bzw. ausgeglichen werden, daß der Längenbetrag der Trenngatterverdrahtungen gleich der Summe des Längenbetrages der Trenngatterverdrahtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel und der Änderung ΔL₄ ge macht wird.

Obwohl bei diesem 6. Ausführungsbeispiel die variable Verzöge rungsschaltung durch Ersetzen der Trenngatterverdrahtungen 4₁, . . ., 4 _n der variablen Verzögerungsschaltung (Fig. 1) des ersten Ausführungsbeispiels durch Trenngatterverdrahtungen 16₁, . . ., 16 _n gebildet wurde, wobei die Verdrahtungen zusätzlich eine Verdrahtungslänge zum Ausgleichen der Verzögerungszeitänderung aufgrund von Prozeßveränderungen eines Transistors aufweisen, kann diese als Trenngatterverdrahtung verwendete Verdrahtung auch auf jede andere variable Verzögerungsschaltung des ersten bis fünften Ausführungsbeispiels mit den gleichen Vorteilen wie bei diesem Ausführungsbeispiel angewandt werden.

Weiterhin kann, obwohl hier in diesem 6. Ausführungsbeispiel eine Beschreibung der Verzögerungszeitänderung aufgrund von Ab lauf-, bzw. Prozeßänderungen gegeben wurde, dies auch auf Verzögerungszeitänderungen aufgrund von anderen Faktoren wie z. B. Temperaturänderungen, Änderungen in der Spannungszuführung mit denselben Wirkungen wie beim 6. Ausführungsbeispiel ange wandt werden.

7. Ausführungsbeispiel

Eine variable Verzögerungsschaltung nach einem 7. Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 14 gezeigt. Dieses 7. Ausführungsbeispiel weist einen Eingangsanschluß IN auf, an den ein zu verzögerndes Signal gegeben wird, eine Gatterkette 100, die jeweils n Verzögerungsgatter 1₁, . . ., 1 _n zur Verzögerung des Eingangssignals um eine vorbestimmte Zeit umfaßt, die jeweils über Verzögerungsgatterverdrahtungen 2 miteinander in Reihe geschaltet sind, n Trennschaltungen 20₁, . . ., 20 _n, deren Eingänge jeweils an Verbindungsknoten der Gatterkette 100 angeschlossen sind, einen 2n : 1-Selektor 250, der die 2n Ausgangssignale der Trennschaltungen 20₁, . . ., 20 _n an seinen Eingängen empfängt und eines von ihnen auswählt, um es auszugeben, und eine Auswahlsignalerzeugungsschaltung 251 zum Steuern des 2n : 1-Selektors 250.

Die Trennschaltung 20 _k (1 k n) weist ein erstes Trennsystem mit einem Trenngatter 21 _k und einer Trenngatter- Ausgangsverdrahtung 23 _k auf, deren eines Ende an den Ausgang des Trenngatters 21 _k und deren anderes Ende an die Eingangs seite des 2n : 1-Selektors 250 angeschlossen ist, und weist wei ter ein zweites Trennsystem mit einem Trenngatter 22 _k und einer Trenngatter-Ausgangsverdrahtung 24 _k auf, deren eines Ende an den Ausgang des Trenngatters 22 _k und dessen anderes Ende an die Eingangsseite des 2n : 1-Selektors 250 angeschlossen ist. Die Eingänge der Trenngatter 21 _k und 22 _k sind an die Ausgangsseite des Verzögerungsgatters 1 _k angeschlossen.

Hier beträgt die Verzögerungszeit jedes Verzögerungsgatters 1₁, . . ., 1 _n t_di und die Verzögerungszeit jedes Trenngatters 21₁, . . ., 21 _n und 22₁, . . ., 22 _n beträgt t_p und die Länge der Verzö gerungsgatterverdrahtung 2 ist ΔL.

Weiterhin ist die Länge der Trenngatterverdrahtungen 23₁, . . ., 23 _n von der Eingangsseite her wie folgt:

1. Stufe: (n-1) ΔL + Δl
2. Stufe: (n-2) ΔL + Δl
3. Stufe: (n-3) ΔL + Δl
.
.
.
n-te Stufe: Δl,

wobei die Verdrahtungslänge aufeinanderfolgend um ΔL kürzer wird und die Länge der Trenngatterverdrahtung 24₁, . . ., 24 _n von der Eingangsseite her wie folgt ist:

1. Stufe: (n-1) ΔL + Δ1 + D (D: positive Zahl)
2. Stufe: (n-2) ΔL + Δ1 + D
3. Stufe: (n-3) ΔL + Δ1 + D
.
.
.
n-te Stufe: ΔL + D

Mit anderen Worten wird die variable Verzögerungsschaltung die ses 7. Ausführungsbeispiels dadurch erhalten, daß zwei Trenn gatter vorgesehen werden, die die Ausgangssignale der Verzöge rungsgatter 1₁, . . ., 1 _n in Parallelschaltung erhalten und daß die Trenngatter und der Selektor durch Trenngatterverdrahtungen verbunden werden, die jeweils unterschiedliche Längen aufwei sen.

Nachfolgend wird eine Beschreibung der Wirkungsweise dieses 7. Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf einen Fall gegeben, bei dem die Anzahl der Verzögerungsgatter 4 beträgt (n = 4). Fig. 15 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Auflösung die ses Ausführungsbeispiels in einem Fall, in dem n gleich 4 ist (n = 4). In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen K die Abhän gigkeit der Gatterverzögerungszeit von der Verdrahtungslänge, d. h. einen Betrag von Verzögerungszeit pro Verdrahtungslänge von 1 mm, der in Abhängigkeit von der Größe des Transistors, der das Gatter bildet, der parasitären Kapazität aufgrund der an das Gatter angeschlossenen Verdrahtung und dergleichen be stimmt wird. Weiterhin bezeichnet K _* ΔL einen Betrag von Gatterverzögerungszeit in einem Fall, in dem die Länge der Ver zögerungsgatterverdrahtung ΔL beträgt.

Wenn ein zu verzögerndes Signal an die Gatterkette 100 gegeben wird, wird das Eingangssignal durch die Verzögerungsgatter 1₁, . . ., 1₄, die die Gatterkette 100 bilden, jeweils um t_di + K _* ΔL verzögert. Auf der anderen Seite werden die Ausgangssignale der jeweiligen Verzögerungsgatter 1₁, . . ., 1₄ jeweils an den 2n : 1-Selektor 250 über die Trennschaltungen 20₁, . . ., 20₄ gege ben. Da die Ausgangsverdrahtungslängen der Trenngatterverdrah tungen 23₁, . . ., 23₄ und 24₁, . . ., 24₄ in den jeweiligen Trenn schaltungen 20₁, . . ., 20₄ so gewählt werden, daß sie aufeinan derfolgend um ΔL wie oben beschrieben kürzer werden, folgt dann:

Trennschaltung 201 der ersten Stufe:
Trenngatterverdrahtung 23₁: 3K ΔL + Δl
Trenngatterverdrahtung 24₁: 3K ΔL + Δl + D

Trennschaltung 20₂ der zweiten Stufe:
Trenngatterverdrahtung 23₂: 2K ΔL + Δl
Trenngatterverdrahtung 24₂: 2K ΔL + Δl + D

Trennschaltung 20₃ der dritten Stufe:
Trenngatterverdrahtung 23₃: ΔL + Δl
Trenngatterverdrahtung 24₃: ΔL + Δl + D

Trennschaltung 20₄ der vierten Stufe:
Trenngatterverdrahtung 23₄: Δl
Trenngatterverdrahtung 24₄: Δl + D,

und die Verzögerungszeiten der ersten und zweiten Trennsysteme der Trennschaltungen 20₁, . . ., 20₄ der jeweiligen Stufe werden aufeinanderfolgend von der Eingangsseite her wie folgt:

in der Trennschaltung 20₁ der ersten Stufe:

1. Trennsystem: 3K _* ΔL + (t_p + K _* Δl)
2. Trennsystem: 3K _* ΔL + (t_p + K _* (Δl + D)

in der Trennschaltung 20₂ der zweiten Stufe:

1. Trennsystem: 2K _* ΔL + (t_p + K _* Δl)
2. Trennsystem: 2K _* ΔL + (t_p + K _* (Δl + D)

in der Trennschaltung 20₃ der dritten Stufe:

1. Trennsystem: K _* ΔL + (t_p + K _* Δl)
2. Trennsystem: K _* ΔL + (t_p + K _* (Δl + D)

in der Trennschaltung 20₄ der ersten Stufe:

1. Trennsystem: t_p + K _* Δl
2. Trennsystem: t_p + K _* (Δl + D.

Daher wird wie in einem unteren Abschnitt der Fig. 14 gezeigt der Betrag ΔT der Verzögerungszeit am Eingangszeitpunkt im 2n : 1-Selektors 250 wie folgt,

ΔT = K _* D
oder ΔT = t_di - K _* D.

Da beim 7. Ausführungsbeispiel eine variable Verzögerungsschal tung den erläuterten Aufbau aufweist, kann die Auflösung erhöht werden, ohne daß die Anzahl der Stufen von Verzögerungsgattern, die eine variable Verzögerungsschaltung bilden, erhöht werden muß.

Obwohl die Ausgänge der jeweiligen Verzögerungsgatter an die jeweiligen Trennschaltungen angeschlossen sind, die zwei Trenn systeme bei dieser 7. Ausführungsform aufweisen, ist es eben falls möglich, daß die Ausgänge der jeweiligen Verzögerungs gatter an entsprechende Trennschaltungen angeschlossen sind, die m Komponenten von Trennsystemen aufweisen und daß die aus zugebenden Verzögerungsdaten bzw. -signale durch einen (n × m) : 1-Selektor ausgewählt werden. In diesem Fall kann der Betrag von Verzögerungszeit t_di/m gemacht werden, was eine weitere Er höhung der Auflösung der variablen Verzögerungsschaltung er gibt.

8. Ausführungsbeispiel

Fig. 16 zeigt eine variable Verzögerungsschaltung gemäß einem 8. Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dieses 8. Ausführungsbeispiel weist einen Eingangsanschluß IN auf, an den ein zu verzögerndes Signal gegeben wird, eine Gatterkette, die jeweils n Verzögerungsgatter 1₁, . . ., 1 _n zur Verzögerung eines Eingangssignals um eine vorbestimmte Zeit aufweist, die über Verzögerungsgatterverdrahtungen 2 miteinander in Serie geschal tet sind, n Trennschaltungen 30₁, . . ., 30 _n, deren Eingänge an die entsprechenden Verbindungsknoten der Gatterkette 100 ange schlossen sind und die jeweils ein erstes und ein zweites Trennsystem aufweisen, n : 1-Selektoren 155, 160, deren Eingänge die Ausgangssignale der ersten und zweiten Trennsysteme der entsprechenden Trennschaltungen 30₁, . . ., 30 _n empfangen und die jeweils eines von diesen auswählen, um es auszugeben, Auswahl signalerzeugungsschaltungen 156, 161 jeweils zum Steuern der n : 1-Selektoren 155, 160, eine Wechselschaltung 165, die die Ausgangssignale der n : 1-Selektoren 155, 160 empfängt und eines von ihnen ausgibt und eine Wechselsignalerzeugungsschaltung 166 zum Steuern der Wechselschaltung 165. Die Verzögerungsauflösung kann durch Signale von außen bei dieser variablen Verzögerungs schaltung vorgewählt werden.

Die Trennschaltung 30 _k (1 k n) weist ein erstes Trennsystem mit einem Trenngatter 31 _k und einer Trenngatterausgangsverdrah tung 33 _k auf, deren eines Ende an den Ausgang des Trenngatters 31 _k und dessen anderes Ende an den Eingang des n : 1-Selektors 155 angeschlossen ist und weist ein zweites Trennsystem mit ei nem Trenngatter 32 _k und einer Trenngatterausgangsverdrahtung 34 _k auf, deren eines Ende mit dem Ausgang des Trenngatters 32 _k und dessen anderes Ende mit dem Eingang des n : 1-Selektors 150 verbunden ist. Die Eingänge der Trenngatter 31 _k und 32 _k sind an den Ausgang des Verzögerungsgatters 1 _k angeschlossen.

Hier beträgt die Verzögerungszeit von jedem Verzögerungsgatter 1₁, . . ., 1 _n t_di, die Verzögerungszeit von jedem Trenngatter 31₁, . . ., 31 _n und 32₁, . . ., 32 _n beträgt t_p und die Länge der Verzögerungsgatterverdrahtung 2 beträgt ΔL.

Weiterhin ist die Länge der Trenngatterverdrahtungen 33₁, . . ., 33 _n von der Eingangssignalseite her betrachtet wie folgt:

wobei die Verdrahtungslänge aufeinanderfolgend um ΔL kürzer wird und die Längen der Trenngatterverdrahtung 34₁, . . ., 34 _n von der Eingangssignalseite betrachtet wie folgt werden:

1. Stufe: (n-1) ΔL₅ + Δl
2. Stufe: (n-2) ΔL₅ + Δl
3. Stufe: (n-3) ΔL₅ + Δl
.
.
.
n-te Stufe: Δl.

Eine Beschreibung der Wirkungsweise dieses 8. Ausführungs beispiels wird nachfolgend unter Bezugnahme auf einen Fall ge geben, bei dem die Anzahl der Verzögerungsgatter 4 beträgt (n-4). Fig. 17 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Auflösung dieses Ausführungsbeispiels in einem Fall, in dem n gleich 4 (n-4). In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen K die Ab hängigkeit der Gatterverzögerungszeit von der Verdrahtungs länge, d. h. ein Betrag von Verzögerungszeit pro Verdrahtungs länge von 1 mm, der in Abhängigkeit von der Transistorgröße, die das Gatter bildet, der parasitären Kapazität aufgrund von an das Gatter angeschlossener Verdrahtung und dergleichen be stimmt wird. Weiterhin bezeichnet K _* ΔL einen Betrag an Verzögerungszeit in einem Fall, in dem die Länge der Verzögerungsgatterverdrahtung 2 ΔL beträgt.

Wenn ein zu verzögerndes Signal an die Gatterkette 100 gegeben wird, wird das Eingangssignal durch die jeweiligen Verzöge rungsgatter 1₁, . . ., 1₄, die die Gatterkette 100 bilden, um t_di + K _* ΔL verzögert. Auf der anderen Seite werden die Aus gangssignale der jeweiligen Verzögerungsgatter 1₁, . . ., 1₄ auf den n : 1-Selektor 155 über das erste Trennsystem von Trennschal tungen 30₁, . . ., 30₄ und an den n : 1-Selektor 160 über das zweite Trennsystem von Trennschaltungen 30₁, . . ., 30₄ gegeben. Da die Ausgangsverdrahtungslängen der Trenngatterverdrahtungen 33₁, . . ., 33₄ und 34₁, . . ., 34₄ in den jeweiligen Trennschal tungen 30₁, . . ., 30₄ so gewählt sind, daß sie jeweils aufeinan derfolgend um ΔL bzw. ΔL₅ wie oben beschrieben kleiner werden, folgt:

Trennschaltung 30₁ der ersten Stufe:
Trenngatterverdrahtung 33₁: 3ΔL + Δl
Trenngatterverdrahtung 34₁: 3ΔL₅ + Δl

Trennschaltung 30₂ der zweiten Stufe:
Trenngatterverdrahtung 33₂: 2ΔL + Δl
Trenngatterverdrahtung 34₂: 2ΔL₅ + Δl

Trennschaltung 30₃ der dritten Stufe:
Trenngatterverdrahtung 33₃: ΔL + Δl
Trenngatterverdrahtung 34₃: ΔL₅ + Δl

Trennschaltung 30₄ der vierten Stufe:
Trenngatterverdrahtung 33₄: Δl
Trenngatterverdrahtung 34₄: Δl

und die entsprechenden Verzögerungszeiten der ersten und zwei ten Trennsysteme der Trennschaltungen 30₁, . . ., 30₄ der jewei ligen Stufe werden von der Eingangsseite her betrachtet aufein anderfolgend wie folgt:

1. Trennsystem:
Trennschaltung 30₁ der ersten Stufe: 3K _* ΔL + (t_p + K _* Δl)
Trennschaltung 30₂ der zweiten Stufe: 2K _* ΔL + (t_p + K _*Δl)
Trennschaltung 30₃ der dritten Stufe: K _* ΔL + (t_p + K _* Δl)
Trennschaltung 30₄ der vierten Stufe: t_p + K _* Δl
2. Trennsystem:
Trennschaltung 30₁ der ersten Stufe: 3K _* ΔL₅ + (t_p + K _* Δl)
Trennschaltung 30₂ der zweiten Stufe: 2K _* ΔL₅ + (t_p + K _* Δl)
Trennschaltung 30₃ der dritten Stufe: K _* ΔL₅ + (t_p + K _* Δl)
Trennschaltung 30₄ der vierten Stufe: t_p + K _* Δl.

Daher wird, wie in einem unteren Abschnitt der Fig. 16 gezeigt, der Betrag ΔT₁ (1. Trennsystem) der Verzögerungszeit im Ein gangszeitpunkt am n : 1-Selektors 155

ΔT₁ = t_di,

und der Betrag ΔT₂ (2. Trennsystem) der Verzögerungszeit im Eingangszeitpunkt am n : 1-Selektors 160 wird

ΔT₂ = t_di - K (ΔL₅ - ΔL).

Daher kann die Verzögerungsauflösung geändert werden, je nach dem, ob das erste oder das zweite Trennsystem durch die Wech selschaltung 165 ausgewählt wird.

Mit einem Aufbau gemäß diesem 8. Ausführungsbeispiel kann eine variable Verzögerungsschaltung erhalten werden, in dem ver schiedene Auflösungen ausgewählt werden können.

Obwohl in diesem 8. Ausführungsbeispiel die Trennschaltung mit zwei Trennsystemen an die entsprechenden Verzögerungsgatter an geschlossen ist, ist es möglich, daß die Trennschaltung m Trennsysteme aufweist, die an die Ausgänge der entsprechenden Verzögerungsgatter angeschlossen sind und daß die Ausgangssi gnale der entsprechenden Trennsysteme an die m n : 1-Selektoren gegeben werden und die Ausgänge der m Komponenten von n : 1-Se lektoren durch eine Wechselschaltung ausgewählt werden. In die sem Fall können m verschiedene Verzögerungsauflösungen in einer variablen Verzögerungsschaltung gewählt werden.

Obwohl die Längen der Verzögerungsgatterverdrahtungen 2, die die jeweiligen Verzögerungsgatter der Gatterkette 100 miteinan der verbinden in den oben beschriebenen ersten bis achten Ausführungsbeispielen, d. h. die Verdrahtungen zum jeweiligen miteinander Verbinden der Verzögerungsgatter und die Verdrah tungen zum Anschluß der jeweiligen Verzögerungsgatter an die Trenngatter konstant sind, ist die vorliegende Erfindung auch in einem Fall wirksam, in dem die Längen der jeweiligen Verzögerungsgatterverdrahtungen voneinander verschieden sind, wie es von Problemen des Schaltungsaufbaus her, wie z. B. Layout-Problemen her erforderlich sein kann. In diesem Fall können die Trenngatterverdrahtungen, die eine Länge je nach den Längen der entsprechenden Verzögerungsgatterverdrahtungen auf weisen zu denen der entsprechenden Trenngatter hinzuaddiert wer den.

Claims

1. Variable Verzögerungsschaltung, umfassend:
eine Gatterkette (100) mit ersten bis n-ten Verzö gerungsgattern (n ist eine ganze Zahl größer als 2) (1₁, . . ., 1 _n), die miteinander über Verzögerungsgatterver drahtungen (2) mit einer jeweiligen Verdrahtungslänge in Serie geschaltet sind, wobei an das erste Verzögerungs- Gatter (1₁) ein zu verzögerndes Signal gegeben wird,
erste bis n-te Trenngatter (3₁, . . ., 3 _n), an die je weils die Ausgangssignale des ersten bis n-ten Verzöge rungsgatters (1₁, . . ., 1 _n) gegeben werden,
erste bis n-te Trenngatterverdrahtungen (4₁, . . ., 4 _n), deren jeweilige Längen aufeinanderfolgend von der er sten bis zur n-ten verkürzt sind, deren eine Enden jeweils an die ersten bis n-ten Trenngatter (3₁, . . ., 3 _n) ange schlossen sind,
einen n : 1-Selektor (150), an den die anderen Enden der ersten bis n-ten Trenngatterverdrahtungen (4₁, . . ., 4 _n) jeweils angeschlossen sind, um eines der Ausgangs signale der ersten bis n-ten Trenngatter (3₁, . . ., 3 _n) auszuwählen, um es in Abhängigkeit eines Auswahlsignals auszugeben.

2. Variable Verzögerungsschaltung, umfassend:
eine Gatterkette (100) mit ersten bis n-ten Verzöge rungsgattern (n ist eine ganze Zahl größer als 2) (1₁, . . ., 1 _n), die über Verzögerungsgatterverdrahtungen (2) mit einer jeweiligen Verdrahtungslänge miteinander in Serie geschaltet sind, wobei an das erste Verzögerungsgatter (1₁) ein zu verzögerndes Eingangssignal gegeben wird, einen n : 1-Trennselektor (200), an dessen n Eingänge jeweils die Ausgänge der ersten bis n-ten Verzögerungs gatter (1₁, . . ., 1 _n) angeschlossen sind, und wobei eines der Eingangssignale in Abhängigkeit von einem Auswahlsi gnal (S₁, . . ., S_j) ausgewählt wird, um es auszugeben,
wobei der n : 1-Trennselektor (200) umfaßt:
erste bis n-te Trenngatter (12₁, . . ., 12 _n), die in diesem Selektor jeweils die Ausgangssignale der er sten bis n-ten Verzögerungsgatter (1₁, . . ., 1 _n) er halten,
ein Auswahlgatter (14), das die Ausgangssignale der ersten bis n-ten Trenngatter (12₁, . . ., 12 _n) in die sem Selektor (200) empfängt und eines der Eingangssi gnale ausgibt, und
erste bis n-te Trenngatterverdrahtungen (13₁, . . ., 13 _n) in diesem Selektor (200) mit Längen, die aufein anderfolgend von der ersten bis zur n-ten kürzer wer den, deren eine Enden an die ersten bis n-ten Trenn gatter (12₁, . . ., 12 _n) in dem Selektor (200) und de ren andere Enden an das Auswahlgatter (14) ange schlossen sind.

3. Variable Verzögerungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längendifferenzen zwischen den ersten bis n-ten Trenn gatterverdrahtungen (4₁, . . ., 4 _n) jeweils gleich der Länge der jeweiligen Verzögerungsgatterverdrahtungen (2) der Gatterkette (100) sind.

4. Variable Verzögerungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längendifferenzen zwischen den ersten bis n-ten Trenn gatterverdrahtungen (5₁, . . ., 5 _n) jeweils größer als die Länge der jeweiligen Verzögerungsgatterverdrahtungen (2) der Gatterkette sind.

5. Variable Verzögerungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten bis n-ten Trenngatterverdrahtungen (16₁, . . ., 16 _n) jeweils eine Verdrahtungslänge aufweisen, die eine hinzuaddierte Verdrahtungslänge einschließt, um Variationen oder Änderungen in der Gatterverzögerungszeit der ersten bis n-ten Verzögerungsgatter (1₁, . . ., 1 _n) zu beseitigen.

6. Variable Verzögerungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten bis n-ten Trenngatter Umkehrgatter (6₁, . . ., 6 _n) sind.

7. Variable Verzögerungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Größen der Transistoren, welche die ersten bis n-ten Trenngatter (9₁, . . ., 9 _n) bilden, kleiner sind als die Größen der Transistoren, welche die ersten bis n-ten Ver zögerungsgatter (1₁, . . ., 1 _n) bilden.

8. Variable Verzögerungsschaltung, umfassend:
eine Gatterkette (100) mit ersten bis n-ten Verzö gerungsgattern (n ist eine ganze Zahl größer als 2) (1₁, . . ., 1 _n), die jeweils über Verzögerungsgatterverdrahtungen (2) mit einer jeweiligen Verdrahtungslänge miteinander in Serie geschaltet sind,
wobei an das erste Verzögerungsgatter (1₁) ein zu verzögerndes Eingangssignal gegeben wird,
erste bis n-te Trennschaltungen (20₁, . . ., 20 _n), die jeweils die Ausgangssignale der ersten bis n-ten Ver zögerungsgatter (1₁, . . ., 1 _n) der Gatterkette (100) emp fangen und jeweils erste bis m-te Trennsysteme aufweisen,
einen (m × n) : 1-Selektor (250), der die Ausgangs signale der ersten bis n-ten Trennschaltungen (20₁, . . ., 20 _n) an seinem (n × m)-Eingängen empfängt und eines von den Eingangssignalen auswählt, um es in Abhängigkeit eines Auswahlsignals auszugeben,
wobei alle ersten bis m-ten Trennsysteme jeder ersten bis n-ten Trennschaltung (20₁, . . ., 20 _n) Trenngatter (21₁, . . ., 21 _n), (22₁, . . ., 22 _n), deren Eingangsseiten zusammenge schlossen sind, aufweisen, und weiter Trenngatterverdrah tungen (23₁, . . ., 23 _n, 24₁, . . ., 24 _n) deren eine Enden je weils an die Ausgänge der Trenngatter (21₁, . . ., 21 _n, 22₁, . . ., 22 _n) angeschlossen sind und deren andere Enden je weils an den Eingang des (m × n) : 1-Selektors (250) ange schlossen sind,
wobei die Verdrahtungslängen der (m × n) Trenngatter verdrahtungen (23₁, . . ., 23 _n, 24₁, . . ., 24 _n) aufeinander folgend von der ersten Trennsystemseite der ersten Trenn schaltung (20₁) zur m-ten Trennsystemseite der n-ten Trennschaltung (20 _n) verkürzt sind.

9. Variable Verzögerungsschaltung, umfassend:
eine Gatterkette (100), die erste bis n-te Verzöge rungsgatter (n ist eine ganze Zahl größer als 2) (1₁, . . ., 1 _n) aufweist, die über Verzögerungsgatterverdrahtungen (2) mit einer jeweiligen Verdrahtungslänge miteinander in Se rie geschaltet sind,
wobei an das erste Verzögerungsgatter (1₁) ein zu verzögerndes Signal gegeben wird,
erste bis n-te Trennschaltungen (30₁, . . ., 30 _n), die jeweils die Ausgangssignale der ersten bis n-ten Ver zögerungsgatter (1₁, . . ., 1 _n) der Gatterkette (100) an ih ren Eingängen empfangen und jeweils erste bis m-te Trenn systeme aufweisen,
erste bis m-te n : 1-Selektoren (155, 160), an deren n Eingänge jeweils die Ausgangssignale der entsprechend numerierten Trennsysteme aus den ersten bis m-ten Trenn systemen der ersten bis n-ten Trennschaltungen (30₁, . . ., 30 _n) gegeben werden, und die jeweils eines der Eingangs signale auswählen, um es jeweils in Abhängigkeit von ent sprechenden Auswahlsignalen auszugeben,
wobei alle ersten bis m-ten Trennsysteme jeder ersten bis n-ten Trennschaltung (30₁, . . ., 30 _n) Trenngatter (31₁, . . ., 31 _n, 32₁, . . ., 32 _n) umfassen, deren Eingangsseiten zu sammengeschlossen sind, und weiter Trenngatterverdrahtun gen (33₁, . . ., 33 _n, 34₁, . . ., 34 _n), deren eine Enden je weils an die Ausgänge der Trenngatter (31₁, . . ., 31 _n, 32₁, . . ., 32 _n) angeschlossen sind und deren andere Enden jeweils an die entsprechenden Eingänge der ersten bis m ten n : 1-Selektoren (155, 160) angeschlossen sind,
wobei die Längen der Trenngatterverdrahtungen (33₁, . . ., 33 _n, 34₁, . . ., 34 _n) in den gleichnumerierten Trennsy stemen zwischen der ersten bis n-ten Trennschaltung (30₁, . . ., 30 _n) aufeinanderfolgend von der Seite der ersten Trennschaltung (30₁) zur Seite der n-ten Trennschaltung (30 _n) verkürzt sind und die Differenzen in der Verdrah tungslänge zwischen den entsprechenden Trennsystemen von einander verschieden sind.

10. Variable Verzögerungsschaltung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Längendifferenzen der ersten Trenngatterverdrahtungen (23₁, . . ., 23 _n, 24₁, . . ., 24 _n) unter den ersten bis n-ten Trennschaltungen (20₁, . . ., 20 _n) jeweils zu den Längen der entsprechenden Verzögerungsgatterverdrahtungen (2) der Gatterkette (100) gleich sind.

11. Variable Verzögerungsschaltung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Längendifferenzen der ersten Trenngatterverdrahtungen (23₁, . . ., 23 _n, 24₁, . . ., 24 _n) unter den ersten bis n-ten Trennschaltungen (20₁, . . ., 20 _n) jeweils größer als die Längen der entsprechenden Verzögerungsgatterverdrahtungen (2) der Gatterkette (100) sind.

12. Variable Verzögerungsschaltung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenngatterverdrahtungen (23₁, . . ., 23 _n, 24₁, . . ., 24 _n) in der ersten bis n-ten Trennschaltungen (20₁, . . ., 20 _n) jeweils Verdrahtungslängen aufweisen, die eine zusätzliche Verdrahtungslänge zur Beseitung von Variationen oder Ände rungen in den Gatterverzögerungszeiten der ersten bis n ten Verzögerungsgatter (1₁, . . ., 1 _n) einschließen.

13. Variable Verzögerungsschaltung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Trenngatter (21₁, . . ., 21 _n, 22₁, . . ., 22 _n) der ersten bis n-ten Trennschaltungen (20₁, . . ., 20 _n) Umkehrgatter (6₁, . . ., 6 _n) sind.

14. Variable Verzögerungsschaltung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Größen der Transistoren, welche die Trenngatter (21₁, . . ., 21 _n, 22₁, . . ., 22 _n) der ersten bis n-ten Trennschal tungen (20₁, . . ., 20 _n) bilden, kleiner sind als die Größen der Transistoren, die die ersten bis n-ten Verzögerungs gatter (1₁, . . ., 1 _n) bilden.