DE19612701C2

DE19612701C2 - Variable Verzögerungsschaltung

Info

Publication number: DE19612701C2
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: 1998-07-02
Anticipated expiration: 2016-03-30
Also published as: FR2735297A1; US5668491A; DE19612701A1; KR970004325A; FR2735297B1; JPH08330918A

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 einem älteren Vorschlag darstellt. In der Zeichnung bezeichnen die Bezugszeichen 1 ₁ bis 1 _n n einzelne Verzögerungs gatter zum Verzögern eines Eingangssignals um eine vorbestimmte Zeitspanne. Das Bezugszeichen 100 bezeichnet eine Gatterkette, welche die Verzögerungsgatter 1 ₁ 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 1 ₁ 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 1 ₁ 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 Verzöge rzungsgatters reduziert. Jedoch muß man, um die Verzö gerungszeit t_di des Verzögerungsgatterss zu verringern, die Größe der Transistoren, die die Verzögerungsgatter bilden, er höhen, was eine Erhöhung des Leistungsverlustes zur Folge hat.

Aus der JP 60-167519 A und der JP 2-296410 A ist eine Gatter kette mit in Serie geschalteten Verzögerungsgattern G₀, . . . G_n bekannt. An das erste Verzögerungsgatter G₀ wird ein Signal eingegeben, das mittels der bekannten Verzögerungsschaltung zu verzögern ist. Die Verzögerungsgatter G₀, . . . G_n weisen jeweils einen nicht invertierenden Ausgang auf, der mit einem Eingang eines zugeordneten Trenngatters T₀, . . . T_n verbunden ist. Die Ausgänge der Trenngatter T₀, . . . T_n sind mit einem Multiplexer verbunden, der in Abhängigkeit von einem Auswahlsignal S₀, . . . S_k eine vorgegebene Anzahl von Ausgangssignalen aus den von den Trenngattern T₀, . . . T_n gelieferten Eingangssignalen auswählt. Die Verzögerung des Signals wird dabei durch die Laufzeit der Verzögerungsgatter G₀, . . . G_n erreicht. Die Trenngatter T₀, . . . T_n der bekannten Verzögerungsschaltung sind Pufferschaltungen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine va riable Verzögerungsschaltung anzugeben, die eine Verringerung der Auflösung aufgrund von parasitären Kapazitäten unterdrückt. Dabei soll ein hoher Leistungsverlust vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch eine variable Verzögerungsschaltung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine variable Ver zögerungsschaltung mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst. Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

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 ver kürzt.

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 Dif ferenzen 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 Verzögerungsgatters gleich.

Nach einem elften Aspekt der vorliegenden Erfindung sind bei der oben beschriebenen variablen Verzögerungsschaltung die Dif ferenzen 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 Gat terkette 100, die n Verzögerungsgatter 1 ₁ . . . 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 3 ₁ . . . 3 _n, deren Eingänge jeweils an Anschlußknoten der Gatterkette 100 ange schlossen sind, einen n:1-Selektor 150, der die Ausgangssignale der n Trenngatter 3 ₁ . . . 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 4 ₁ . . . 4 _n zum Verbinden der Trenn gatter 3 ₁ . . . 3 _n und des n:1-Selektors 150.

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

Ferner ist die Verdrahtungslänge der Trenngatterverdrahtungen 4 ₁ . . ., 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, der Größe des Transistors, der das Gatter bildet, und dergleichen bestimmt wird, d. h. eine Erhöhung der Verzöge rungszeit auf einer Verdrahtungslänge von 1 mm. Daher stellt K .ΔL die Erhöhung der Verzögerungszeit in einem Fall dar, in dem die Verdrahtungslänge der Verzögerungsgatter-Verdrahtung 2 gleich ΔL ist. Hier wird dieselbe Abhängigkeit der Verzöge rungszeit von der Verdrahtungslänge K auf alle Verzögerungs- 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 1 ₁ . . . 1 ₄ dem n:1-Selektor 150 über die Trenngatter 3 ₁ . . . 3 ₄ zugeführt. Dann werden die Verdrahtungslängen der je weiligen Trenngatter-Verdrahtungen 4 ₁, . . ., 4 ₄ so festgelegt, daß sie aufeinanderfolgend um ΔL kürzer werden. Sie sind wie folgt festgelegt:

Trenngatterverdrahtung 4 ₁ der 1. Stufe:3ΔL + Δl
Trenngatterverdrahtung 4 ₂ der 2. Stufe:2ΔL + Δl
Trenngatterverdrahtung 4 ₃ der 3. Stufe:ΔL + Δl
Trenngatterverdrahtung 4 ₄ der 4. Stufe:Δl

wobei sich die Verzögerungszeit aufgrund der jeweiligen Trenn gatter 3 ₁, . . ., 3 ₄ und der Trenngatter-Verdrahtungen 4 ₁, . . ., 4 ₄ 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 Gat terkette 100 durch die Differenz in den Verdrahtungslängen der jeweiligen Trenngatterausgangsverdrahtungen 4 ₁, . . .,4 _n heraus gelöscht werden, so daß eine variable Verzögerungsschaltung 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 1 ₁, . . ., 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 3 ₁, . . ., 3 _n, deren Eingänge jeweils an die Verbindungsknoten der Gatterkette 100 angeschlossen sind, einen n:1-Selektor 150, der die Ausgangssignale der n Trenngatter an seinen Eingängen emp fängt und eines von ihnen auswählt, um es auszugeben, eine Trennsignal-Erzeugungsschaltung 151 zum Steuern des n:l-Se lektors 150 und Trenngatter-Verdrahtungen 5 ₁, . . ., 5 _n zum Ver binden der Trenngatter 3 ₁, . . ., 3 _n mit dem n:1-Selektor 150.

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

Weiterhin ist die Verdrahtungslänge der Trenngatterverdrahtun gen 5 ₁, . . ., 5 _n folgendermaßen:

1. Stufe: (n-1) (ΔL + a) + Δl
2. Stufe: (n-2) (ΔL + a) + Δl
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. eine Erhöhung 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 1 ₁, . . ., 1 ₄ dem n:1- Selektor 150 über die Trenngatter 3 ₁, . . ., 3 ₄ zugeführt. Die Ausgangsverdrahtungslängen der jeweiligen Trenngatterverdrahtungen 5 ₁, . . ., 5 ₄ werden so gewählt, daß sie aufeinanderfolgend um ΔL wie folgt kürzer werden:

Trenngatterverdrahtung 5 ₁ der 1. Stufe:3(ΔL + a) + Δl
Trenngatterverdrahtung 5 ₂ der 2. Stufe:2(ΔL + a) + Δl
Trenngatterverdrahtung 5 ₃ der 3. Stufe: (ΔL + a) + Δl
Trenngatterverdrahtung 5 ₄ der 4. Stufe: Δl, und

die Verzögerungszeit aufgrund der jeweiligen Trenngatter 3 ₁, . . ., 3 ₄ und der Trenngatterverdrahtungen 5 ₁, . . ., 5 ₄ 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 1 ₁, . . ., 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 6 ₁, . . ., 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 7 ₁, . . ., 7 _n, um je weils die Umkehrtrenngatter 6 ₁, . . ., 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 1 ₁, . . ., 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 7 ₁, . . ., 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 durchführt.

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 Gatterverzögerungszeit von der Verdrahtungslänge, d. h. eine Erhöhung der Verzögerungszeit pro Verdrahtungslänge von 1 mm, wenn jeweils ein negativer Puls eingegeben und ein positiver Puls eingegeben wird. Weiterhin bezeichnet K_HL . ΔL eine Erhö hung der Verzögerungszeit in einem Fall, in dem die Länge der Verzögerungsgatter-Verdrahtung 2 ΔL beträgt und K_LH . ΔL₁ be zeichnet eine Erhöhung der 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 Eingangssignal 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 1 ₁, . . ., 1 ₄ je weils über die Umkehrtrenngatter 6 ₁, . . ., 6 ₄ dem n:1-Selektor 150 zugeführt. Dabei werden die Verdrahtungslängen der jeweili gen Umkehrtrenngatter-Verdrahtungen 7 ₁, . . ., 7 ₄ so gewählt, daß sie aufeinanderfolgend um ΔL₁ wie folgt kleiner werden:

Umkehrtrenngatter-Verdrahtung 7 ₁ der ersten Stufe: 3ΔL₁ + Δl
Umkehrtrenngatter-Verdrahtung 7 ₂ der zweiten Stufe: 2ΔL₁ + Δl
Umkehrtrenngatter-Verdrahtung 7 ₃ der dritten Stufe: ΔL₁ + Δl
Umkehrtrenngatter-Verdrahtung 7 ₄ der vierten Stufe: Δl

und die Verzögerungszeiten aufgrund der Umkehrtrenngatter 6 ₁, . . ., 6 ₄ und der Umkehrtrenngatter-Verdrahtungen 7 ₁, . . ., 7 ₄ 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 7 ₁, . . ., 7 _n anstelle der Verdrahtungslängen ΔL der Verzögerungsgatter-Verdrahtungen 1 ₁, . . ., 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 7 ₁, . . ., 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 6 ₁, . . ., 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 variable 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 1 ₁, . . ., 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 9 ₁, . . ., 9 _n, deren jeweilige Eingänge an entsprechende Verbindungsknoten der Gatterkette 100 angeschlossen sind, einen n:1-Selektor 150, der die Ausgangssignale der n Trenngatter 9 ₁, . . ., 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 10 ₁, . . ., 10 _n, um jeweils die Trenngatter 9 ₁, . . ., 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 1 ₁, . . ., 1 _n t_di und die Verzögerungszeit von jedem Trenngatter 9 ₁, . . ., 9 _n beträgt t_p und die Länge der Verzögerungsgatterverdrahtungen 2 beträgt ΔL.

Weiterhin ist die Länge der Trenngatterverdrahtungen 10 ₁, . . ., 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 1 ₁, . . ., 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 9 ₁, . . ., 9 _n. Weiterhin bezeichnet K . ΔL einen Be trag 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 1 ₁, . . ., 1 ₄ über die Trenngatter 9 ₁, . . ., 9 ₄ an den n:1-Selektor 150 gegeben. Dann wird die Verdrah tungslänge der jeweiligen Trenngatterverdrahtungen 10 ₁, . . ., 10 ₄ so gewählt, daß sie aufeinanderfolgend um ΔL₂ wie folgt kleiner wird:

Trenngatterverdrahtung 10 ₁ der 1. Stufe: 3ΔL₂ . Δl
Trenngatterverdrahtung 10 ₂ der 2. Stufe: 2ΔL₂ . Δl
Trenngatterverdrahtung 10 ₃ der 3. Stufe: ΔL₂ . Δl
Trenngatterverdrahtung 10 ₄ der 4. Stufe: Δl.

Die Verzögerungszeiten aufgrund der jeweiligen Trenngatter 9 ₁, . . ., 9 ₄ und der Trenngatterverdrahtungen 10 ₁, . . ., 10 ₄ 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 9 ₁, . . ., 9 _n bilden, kleiner als die Größe der Transistoren, die die Verzögerungsgatter 1 ₁, . . ., 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 10 ₁,. . ., 10 _n anstelle des Betrages ΔL der Verdrahtungslänge der Verzögerungsgatterverdrahtung 1 ₁, . . ., 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 10 ₁, . . ., 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 1 ₁, . . ., 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 1 ₁, . . ., 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 15 ₁, . . ., 15 _j zur Erzeugung ausgewählter Umkehrsignale /S₁, . . ., /S_j durch Umkehr der j Komponenten von Auswahlsignalen S₁, . . ., S_j, j NOR-Gatter 12 ₁, . . ., 12 _n mit jeweils (j+1) Eingängen (nachfolgend als Trenn gatter bezeichnet), die die jeweiligen Ausgänge der n Verzöge rungsgatter 1 ₁, . . ., 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 12 ₁, . . ., 12 _n empfängt und NOR aus diesen Eingangssignalen ausgibt und Trenngatterverdrahtungen 13 ₁, . . ., 13 _n, um jeweils die Trenn gatter 12 ₁, . . ., 12 _n mit dem Auswahlgatter 14 zu verbinden.

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

Weiterhin ist die Länge der Trenngatterverdrahtungen 13 ₁, . . ., 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 1 ₁, . . ., 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 12 ₁, . . ., 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 1 ₁, . . ., 1 ₄, die die Gatterkette 100 bilden, um t_di + K . ΔL verzögert. Andererseits werden die Ausgangssignale der Verzögerungsgatter 1 ₁, . . ., 1 ₄ an die jeweiligen Trenngatter 12 ₁, . . ., 12 ₄ des n:1-Selektors 200 und zu jedem der Trenn gatter 12 ₁, . . ., 12 ₄ 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 13 ₁ der 1. Stufe: 3ΔL₃ + Δl
Trenngatterverdrahtung 13 ₂ der 2. Stufe: 2ΔL₃ + Δl
Trenngatterverdrahtung 13 ₃ der 3. Stufe: ΔL₃ + Δl
Trenngatterverdrahtung 13 ₄ der 4. Stufe: Δl

und die Verzögerungszeiten der jeweiligen Trenngatter 12 ₁, . . ., 12 ₄ und der Trenngatterverdrahtungen 13 ₁, . . ., 13 ₄ 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 . ΔL₃

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 V_TH. 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 4 ₁, . . ., 4_n des er sten Ausführungsbeispiel (Fig. 1) durch 16 ₁, . . ., 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 1 ₁, . . ., 1 _n. Das Be zugszeichen t_p bezeichnet eine Verzögerungszeit der Trenngatter 3 ₁, . . ., 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. eine Erhöhung der 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 16 ₁ der ersten Stufe: 3(DL + ΔL₄) + Δl
Trenngatterverdrahtung 16 ₂ der zweiten Stufe: 2(ΔL + ΔL₄) + Δl
Trenngatterverdrahtung 16 ₃ der dritten Stufe: (ΔL + ΔL₄) + Δl
Trenngatterverdrahtung 16 ₄ 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 Verzögerungsänderung 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 4 ₁, , . . ., 4 _n der variablen Verzögerungsschaltung (Fig. 1) des ersten Ausführungsbeispiels durch Trenngatterverdrahtungen 16 ₁, . . ., 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 Gat terkette 100, die jeweils n Verzögerungsgatter 1 ₁, . . ., 1 _n zur Verzögerung des Eingangssignals um eine vorbestimmte Zeit um faßt, die jeweils über Verzögerungsgatterverdrahtungen 2 miteinander in Reihe geschaltet sind, n Trennschaltungen 20 ₁, . . ., 20 _n, deren Eingänge jeweils an Verbindungsknoten der Gatterkette 100 angeschlossen sind, einen 2n:1-Selektor 250, der die 2n Ausgangssignale der Trennschaltungen 20 ₁, . . ., 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-1 angeschlossen.

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

Weiterhin ist die Länge der Trenngatterverdrahtungen 23 ₁, . . ., 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

24 ₁

, . . ., 24_n

von der Eingangsseite her wie folgt ist:

1. Stufe: (n - 1) ΔL + Δl + D (D: positive Zahl)
2. Stufe: (n - 2) ΔL + Δl + D
3. Stufe: (n - 3) ΔL + Δl + 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 1 ₁, . . ., 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. eine Erhöhung der 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 eine Erhöhung der 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 1 ₁, . . ., 1 ₄, die die Gatterkette 100 bilden, jeweils um t_di + K . ΔL verzögert. Auf der anderen Seite werden die Ausgangssignale der jeweiligen Verzögerungsgatter 1 ₁, . . ., 1 ₄ jeweils an den 2n:1-Selektor 250 über die Trennschaltungen 20 ₁, . . ., 20 ₄ gege ben. Da die Ausgangsverdrahtungslängen der Trenngatterverdrah tungen 23 ₁, . . ., 23 ₄ und 24 ₁, . . ., 24 ₄ in den jeweiligen Trenn schaltungen 20 ₁, . . ., 20 ₄ so gewählt werden, daß sie aufeinan derfolgend um ΔL wie oben beschrieben kürzer werden, folgt dann:

Trennschaltung 20 ₁ der ersten Stufe:
Trenngatterverdrahtung 23 ₁: 3K ΔL + Δl
Trenngatterverdrahtung 24 ₁: 3K ΔL + Δl + D

Trennschaltung 20 ₂ der zweiten Stufe:
Trenngatterverdrahtung 23 ₂: 2K ΔL + Δl
Trenngatterverdrahtung 24 ₂: 2K ΔL + Δl + D

Trennschaltung 20 ₃ der dritten Stufe:
Trenngatterverdrahtung 23 ₃: ΔL + Δl
Trenngatterverdrahtung 24 ₃: ΔL + Δl + D

Trennschaltung 20 ₄ der vierten Stufe:
Trenngatterverdrahtung 23 ₄: Δl
Trenngatterverdrahtung 24 ₄: Δl + D,

und die Verzögerungszeiten der ersten und zweiten Trennsysteme der Trennschaltungen 20 ₁, . . ., 20 ₄ der jeweiligen Stufe werden aufeinanderfolgend von der Eingangsseite her wie folgt:

in der Trennschaltung 20 ₁ der ersten Stufe:

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

in der Trennschaltung

20 ₂

der zweiten Stufe:

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

in der Trennschaltung

20 ₃

der dritten Stufe:

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

in der Trennschaltung

20 ₄

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 AT 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 1 ₁, . . ., 1 _n zur Verzögerung eines Eingangssignals um eine vorbestimmte Zeit aufweist, die über Verzögerungsgatterverdrahtungen 2 miteinander in Serie geschal tet sind, n Trennschaltungen 30 ₁, . . ., 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 30 ₁, . . ., 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 Trenngatterausgangsver drahtung 33 _k auf, deren eines Ende an den Ausgang des Trenngat ters 31 _k und dessen anderes Ende an den Eingang des n:1-Selek tors 155 angeschlossen ist und weist ein zweites Trennsystem mit einem Trenngatter 32 _k und einer Trenngatterausgangsverdrah tung 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-1 angeschlossen.

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

Weiterhin ist die Länge der Trenngatterverdrahtungen 33 ₁, . . ., 33 _n von der Eingangssignalseite her betrachtet wie folgt:

wobei die Verdrahtungslänge aufeinanderfolgend um ΔL kürzer wird und die Längen der Trenngatterverdrahtung

34 ₁

, . . .,

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. eine Erhöhung der Verzögerungszeit pro Verdrahtungslänge von 1 mm, der in Abhängigkeit von der Transi storgröße, die das Gatter bildet, der parasitären Kapazität aufgrund von an das Gatter angeschlossener Verdrahtung und der gleichen bestimmt wird. Weiterhin bezeichnet K . ΔL einen Be trag 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 1 ₁, . . ., 1 ₄, die die Gatterkette 100 bilden, um t_di + K . ΔL verzögert. Auf der anderen Seite werden die Aus gangssignale der jeweiligen Verzögerungsgatter 1 ₁, . . ., 1 ₄ auf den n:1-Selektor 155 über das erste Trennsystem von Trennschal tungen 30 ₁, . . ., 30 ₄ und an den n:1-Selektor 160 über das zweite Trennsystem von Trennschaltungen 30 ₁, . . ., 30 ₄ gegeben. Da die Ausgangsverdrahtungslängen der Trenngatterverdrahtungen 33 ₁, . . ., 33 ₄ und 34 ₁, . . ., 34 ₄ in den jeweiligen Trennschal tungen 30 ₁, . . ., 30 ₄ so gewählt sind, daß sie jeweils aufeinan derfolgend um ΔL bzw. ΔL₅ wie oben beschrieben kleiner werden, folgt:

Trennschaltung 30 ₁ der ersten Stufe:
Trenngatterverdrahtung 331: 3ΔL + Δl
Trenngatterverdrahtung 34 ₁: 3ΔL₅ + Δl

Trennschaltung 30 ₂ der zweiten Stufe:
Trenngatterverdrahtung 33 ₂: 2ΔL + Δl
Trenngatterverdrahtung 34 ₂: 2ΔLs + Δl

Trennschaltung 30 ₃ der dritten Stufe:
Trenngatterverdrahtung 33 ₃: ΔL + Δl
Trenngatterverdrahtung 34 ₃: ΔL₅ + Δl

Trennschaltung 30 ₄ der vierten Stufe:
Trenngatterverdrahtung 33 ₄: Δl
Trenngatterverdrahtung 34 ₄: Δl

und die entsprechenden Verzögerungszeiten der ersten und zwei ten Trennsysteme der Trennschaltungen 30 ₁, . . ., 30 ₄ der jewei ligen Stufe werden von der Eingangsseite her betrachtet aufein anderfolgend wie folgt:

1. Trennsystem:
Trennschaltung 30 ₁ der ersten Stufe: 3K . ΔL + (t_p + K . Δ1)
Trennschaltung 30 ₂ der zweiten Stufe: 2K . ΔL + (t_p + K . Δl)
Trennschaltung 30 ₃ der dritten Stufe: K . ΔL + (t_p + K . Δl)
Trennschaltung 30 ₄ der vierten Stufe: t_p + K . Δl
2. Trennsystem:
Trennschaltung 30 ₁ der ersten Stufe: 3K . ΔL₅ + (t_p + K . Δl)
Trennschaltung 30 ₂ der zweiten Stufe: 2K . ΔL₅ + (t_p + K . Δl)
Trennschaltung 30 ₃ der dritten Stufe: K . ΔL₅ + (t_p + K . Δl)
Trennschaltung 30 ₄ 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, mit

- einer Gatterkette (100) mit ersten bis n-ten Ver zögerungsgattern (n ist eine ganze Zahl größer als 2) (1 ₁, . . ., 1 _n), die über Verzögerungsgatterverdrahtungen (2) mit einer jeweils vorgegebenen Verdrahtungslänge in Serie ge schaltet sind, wobei das erste Verzögerungsgatter (1 ₁) einen Eingang zum Eingeben eines zu verzögernden Signals aufweist,
- ersten bis n-ten Trenngattern (3 ₁, . . ., 3 _n) die jeweils einem der Verzögerungsgatter (1 ₁, . . ., 1 _n) zugeordnet sind und die jeweils einen Eingang aufweisen, der mit einem Ausgang des zugeordneten Verzögerungsgatters (1 ₁, . . ., 1 _n) verbunden ist,
- einem Selektor (150) mit n Eingängen zum Eingeben von Signalen und einem Ausgang zum Ausgeben eines der an den n Eingängen eingegebenen Signalen, wobei der Selektor (150) so ausgestaltet ist, daß das an dem Ausgang auszugebende Signal in Abhängigkeit von einem an einem weiteren Eingang des Selektors (150) eingegebenen Auswahlsignal auswählbar ist, und
- ersten bis n-ten Trenngatterverdrahtungen (4 ₁, . . ., 4 _n,) die jeweils einem der Trenngatter (3 ₁, . . ., 3 _n) zugeordnet sind, zum Verbinden eines Ausgangs des zugeordneten Trenn gatters (3 ₁, . . ., 3 _n) mit einem der n Eingänge des Selektors (150) dadurch gekennzeichnet, daß die Längen der ersten bis n-ten Trenngatterverdrahtungen (4 ₁, . . ., 4 _n) aufeinanderfolgend von der ersten (4 ₁) bis zu der n-ten (4 _n) Trenngatterverdrahtung jeweils um einen vorgegebenen Betrag verkürzt sind.

2. Variable Verzögerungsschaltung, mit

- einer Gatterkette (100) mit ersten bis n-ten Ver zögerungsgattern (n ist eine ganze Zahl größer als 2) (1 ₁, . . ., 1 _n), die über Verzögerungsgatterverdrahtungen (2) mit einer jeweils vorgegebenen Verdrahtungslänge in Serie ge schaltet sind, wobei das erste Verzögerungsgatter (1 ₁) einen Eingang zum Eingeben eines zu verzögernden Signals aufweist, und
- einem Selektor (200) mit n Eingängen zum Eingeben von Signalen und einem Ausgang zum Ausgeben eines der an den n Eingängen eingegebenen Signale, wobei der Selektor (200) so ausgestaltet ist, daß das an dem Ausgang auszugebende Signal in Abhängigkeit von einem an einem weiteren Eingang des Selektors (200) eingegebenen Auswahlsignal (S₁, . . ., S_j) auswählbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der ersten bis n-ten Verzögerungsgatter (1 ₁, . . ., 1 _n) jeweils mit einem der n Eingänge des Selektors (200) verbunden sind und daß der Selektor (200) folgendes umfaßt:
- erste bis n-te Trenngatter (12 ₁, . . ., 12 _n), die jeweils einen Eingang aufweisen, der einem der n Eingänge des Selektors (200) entspricht,
- ein Auswahlgatter (14) mit einem Ausgang, der dem Ausgang des Selektors (200) entspricht, und
- erste bis n-te Trenngatterverdrahtungen (13 ₁, . . ., 13 _n), die jeweils einem der Trenngatter (12 ₁, . . ., 12 _n) zugeordnet sind, zum Verbinden eines Ausgangs des zuge ordneten Trenngatters (12 ₁, . . ., 12 _n) mit dem Auswahl gatter (14), wobei die Längen der ersten bis n-ten Trenn gatterverdrahtungen (13 ₁, . . ., 13 _n) aufeinanderfolgend von der ersten (13 ₁) bis zu der n-ten (13 _n) Trenngatterver drahtung jeweils um einen vorgegebenen Betrag verkürzt sind.

3. Variable Verzögerungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

- daß die ersten bis n-ten Trenngatter (22 ₁, . . ., 22 _n) Bestandteile von ersten bis n-ten Trennschaltungen (20 ₁, . . ., 20 _n) sind,
- daß die Trennschaltungen (20 ₁, . . ., 20 _n) jeweils einen Eingang aufweisen, der mit einem Ausgang eines zugeordneten Verzögerungsgatters (1 ₁, . . ., 1 _n) verbunden ist,
- daß die Trennschaltungen (20 ₁, . . ., 20 _n) jeweils m Trennsysteme mit jeweils einem Trenngatter (21 ₁, . . ., 21 _n); 22 ₁, . . ., 22 _n) aufweisen, wobei die Eingänge der Trennschaltungen (20 ₁, . . ., 20 _n) jeweils mit allen Eingängen der Trenngatter (21 ₁, . . ., 21 _n; 22 ₁, . . ., 22 _n) der in Trennsysteme verbunden sind und wobei die Ausgänge der Trenngatter (21 ₁, . . ., 21 _n; 22 ₁, . . ., 22 _n) über jeweils eine Trenngatterverdrahtung (23 ₁, . . ., 23 _n; 24 ₁, . . ., 24 _n) mit einem von (n×m) Eingängen eines (m×n) : 1-Selektors (250) verbunden sind,
- daß der (m×n): 1-Selektor (250) einen Ausgang aufweist und so ausgestaltet ist, daß das an dem Ausgang auszugebende Signal in Abhängigkeit von einem an einem weiteren Eingang des Selektors (250) eingegebenen Auswahlsignal auswählbar ist, so daß das auszugebende Signal das ausgewählte der an den (n×m) Eingängen eingegebenen Signale ist, und
- daß die Längen der (m×n) Trenngatterverdrahtungen (23 ₁, . . ., 23 _n; 24 ₁, . . ., 24 _n) aufeinanderfolgend von der ersten Trennsystemseite der ersten Trennschaltung (20 ₁) zur m-ten Trennsystemseite der n-ten Trennschaltung (20 _n) jeweils um einen vorgegebenen Betrag verkürzt sind.

4. Variable Verzögerungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

- daß die ersten bis n-ten Trenngatter (31 ₁, . . ., 31 _n) Bestandteile von ersten bis n-ten Trennschaltungen (30 ₁, , . . ., 30 _n) sind,
- daß die Trennschaltungen (30 ₁, . . ., 30 _n) jeweils einen Eingang aufweisen, der mit einem Ausgang eines zugeordneten Verzögerungsgatters (1 ₁, . . ., 1 _n) verbunden ist,
- daß die Trennschaltungen (30 ₁, . . ., 30 _n) jeweils in nummerierte Trennsysteme mit jeweils einem Trenngatter (31 ₁, . . ., 31 _n; 32 ₁, . . ., 32 _n) aufweisen, wobei die Eingänge der Trennschaltungen (30 ₁, . . ., 30 _n) jeweils mit allen Eingängen der Trenngatter (31 ₁, . . ., 31 _n; 32 ₁, . . ., 32 _n) der in Trennsysteme verbunden sind,
- daß erste bis m-te n:1 Selektoren (155, 160) mit jeweils n Eingängen vorgesehen sind, wobei die n Eingänge jeweils über eine Trenngatterverdrahtung (33 ₁, . . ., 33 _n; 34 ₁, . . ., 34 _n) jeweils mit dem Ausgang des gleichnummerierten der m Trenngatter (31 _k, 32 _k) einer der n Trennschaltungen (30 ₁, . . ., 30 _n) verbunden sind,
- daß jeder der m Selektoren (155, 160) einen Ausgang aufweist und so ausgebildet ist, daß das an dem Ausgang auszugebende Signal in Abhängigkeit von einem an einem weiteren Eingang des Selektors eingegebenen Auswahlsignals auswählbar ist, so daß das auszugebende Signal das ausgewählte der an den n Eingängen eingegebenen Signale ist, und
- daß die Längen der n Trenngatterverdrahtungen der gleichnummerierten Trennsysteme der ersten bis zur n-ten Trennschaltung (30 ₁, . . ., 30 _n) aufeinanderfolgend von der Seite der ersten Trennschaltung (30 ₁) zur Seite der n-ten Trennschaltung (30 _n) jeweils um einen vorgegebenen Betrag verkürzt sind und die Differenzen der Verdrahtungslängen der jeweiligen n Trenngatterverdrahtungen (33 ₁, . . ., 33 _n; 34 ₁, . . ., 34 _n) verschieden nummerierter Trennsysteme voneinander verschieden sind.

5. Variable Verzögerungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längendifferenzen zwischen den ersten bis n-ten Trenngatterverdrahtungen (4 ₁, . . ., 4 _n) jeweils gleich der Länge der jeweiligen Verzögerungsgatterverdrahtungen (2) der Gatterkette (100) sind.

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

7. Variable Verzögerungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten bis n-ten Trenngatterverdrahtungen (16 ₁, . . ., 16 _n) jeweils eine Verdrahtungslänge aufweisen, die eine hinzuaddierte Verdrahtungslänge einschließt, um Variationen oder Änderungen in der Gatterverzögerungszeit der ersten bis n-ten Verzögerungsgatter (1 ₁, . . ., 1 _n) zu beseitigen.

8. Variable Verzögerungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten bis n-ten Trenngatter Umkehrgatter (6 ₁, . . ., 6 _n) sind.