ES2228948T3 - Procedimiento para la generacion de un pulso de relojeria de salida y circuito para la generacion del pulso de reloj correspondiente. - Google Patents
Procedimiento para la generacion de un pulso de relojeria de salida y circuito para la generacion del pulso de reloj correspondiente.Info
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Abstract
Procedimiento para la generación de un pulso de reloj de salida con un nivel alto y un nivel bajo a partir de un pulso de reloj de base en forma de una onda rectangular periódica simétrica, en el que el pulso de reloj de salida presenta una relación de muestreo y en el que la relación de muestreo corresponde a la relación de tiempo entre el nivel alto y el nivel bajo de un periodo del pulso de reloj de salida, en el que la relación de muestreo se varía constantemente para la distribución más uniforme del espectro de interferencias sobre las sobreoscilaciones pares e impares de la frecuencia, de tal manera que la relación de muestreo está sujeta a inestabilidad.
Description
Procedimiento para la generación de un pulso de
reloj de salida y circuito para la generación del pulso de reloj
correspondiente.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la generación de un pulso de reloj de salida con
una relación de muestreo, y a un circuito para la generación del
pulso de reloj correspondiente con el mismo.
Especialmente a frecuencias elevadas, se utilizan
osciladores de cuarzo para la generación del pulso de reloj de
salida. Presentan habitualmente una relación de muestreo, una
relación de tiempo entre nivel alto y nivel bajo (ver la página 4,
líneas 18 y 19 de la descripción presentada originalmente) de 1 :1
aproximadamente.
De acuerdo con la obra de consulta
"Fachausdrücke der Text- und Datenverarbeitung - Wörterbuch und
Glossar", editada por IBM, se entiende por la "relación de
muestreo" la "relación entre la duración del impulso y la
duración de los periodos de un impulso".
Se conocen las más diferentes formas de la señal
a partir de la literatura técnica competente. Así, por ejemplo, se
conoce a partir de "Kenneth W. Cattermole: Signale und Wellen -
Mathematische Grundlagen und Anwendungen", VCH
Verlagsgesellschaft, 1998, una llamada "secuencia de impulsos
rectangulares" (página 54 de la obra citada anteriormente) y se
conoce a partir de ``Oppenheim, Willsky: "Signale und Systeme -
Lehrbuch", VCH Verlagsgesellschaft, 1989, una llamada "onda
rectangular periódica" (página 180 de la obra citada
anteriormente) así como se conoce una llamada "ondas rectangular
periódica simétrica" (página 432 de la obra citada
anteriormente). La amplitud mínima de una onda rectangular periódica
simétrica de este tipo no tiene que ser necesariamente menor que
cero, como se representa en el libro técnico; con frecuencia la
amplitud mínima -el nivel bajo- es igual o aproximadamente igual a
cero. Pero esto corresponde a un simple desplazamiento de la forma
de la señal en otro caso inalterada a lo largo de la ordenada.
En la terminología de la presente solicitud, se
entiende como "relación de muestreo" la relación entre la
duración del nivel alto y la duración del nivel bajo de una onda
rectangular periódica al menos esencialmente simétrica. Las ondas
rectangulares periódicas exactamente simétricas presentan -en la
terminología de esta solicitud- una relación de muestreo de 1 : 1
(ver arriba), puesto que precisamente en virtud de la simetría de la
onda rectangular, la duración del nivel alto corresponde exactamente
a la duración del nivel bajo de un periodo de una onda rectangular
periódica simétrica de este tipo.
Tales ondas rectangulares periódicas simétricas
son con frecuencia la señal de salida de un circuito de generación
del pulso de reloj, de manera que la onda rectangular periódica
simétrica representa la señal de pulso de reloj para un circuito o
un aparato.
En el estado de la técnica se plantean con
frecuencia problemas considerables con respecto a la radiación de
alta frecuencia no deseada. Para el mantenimiento de las
especificaciones legales y/o para evitar interferencias
perturbadoras, son necesarias diferentes medidas.
Así, por ejemplo, en los ordenadores personales
se conoce configurar la generación del pulso de reloj de tal forma
que se varía la frecuencia de una manera constante en la medida de
un valor absoluto pequeño. Si un oscilador de cuarzo presenta, por
ejemplo, una frecuencia nominal de 50 MHz, entonces se varía su
frecuencia real, por ejemplo, en el intervalo entre 49,9 MHz y 50,1
MHz. De esta manera, se desplaza constantemente en la frecuencia el
espectro de interferencias con los armónicos contenidos en el mismo.
Se produce una distribución del espectro de interferencias sobre una
zona más amplia y, por lo tanto, se produce -con relación a una
frecuencia fija- una reducción de la potencia media de
interferencia. Pero ya en una banda de frecuencias relativamente
pequeña en torno a un armónico, la potencia de interferencias
irradiada es constante.
El modo de proceder del estado de la técnica
conduce ya a una reducción clara de la potencia media de
interferencia por frecuencia. Pero requiere una variación de la
frecuencia de pulso de reloj.
Sin embargo, en muchas aplicaciones, en las que
se mencionan a modo de ejemplo los procedimientos de transmisión de
datos con frecuencia establecida fija y los procedimientos de
sincronización, no es admisible una variación de la frecuencia de
este tipo. En tales casos, no se puede emplear el procedimiento del
estado de la técnica, condicionado por el sistema.
Se conoce a partir del documento US 3 571 732 una
disposición de circuito para el desplazamiento de fases controlado
por la tensión. En este caso, se divide y se diferencia una señal de
entrada de pulso de reloj, para generar impulsos positivos y
negativos, que disparan de nuevo dos multivibradores monoestables.
Las salidas de los multivibradores son diferenciadas, combinadas y
la frecuencia es duplicada.
El cometido de la presente invención consiste en
crear un procedimiento para la generación de un pulso de reloj de
salida y un circuito para la generación del pulso de reloj
correspondiente con el mismo, por medio de los cuales se puede
reducir la radiación de interferencia electromagnética, sin tener
que variar la frecuencia.
El cometido se soluciona por medio de la
combinación de las características indicadas en las reivindicaciones
1 y 6, respectivamente.
Por lo tanto, se varía constantemente la relación
de pulso de reloj. Por lo tanto, la relación de pulso de reloj es
inestable.
Puesto que por medio del procedimiento de
generación según la invención o bien del circuito de generación de
pulso de reloj según la invención, se distribuye el espectro de
interferencias de una manera más uniforme sobre las
sobreoscilaciones pares e impares de la frecuencia, se varía
continuamente la relación de la duración de la porción alta y de la
porción baja de un periodo, especialmente de una onda rectangular
periódica simétrica, del pulso de reloj de salida. El nivel de la
potencia de interferencia es "distribuido", por lo tanto, de
una manera constante entre los armónicos individuales. Por lo tanto,
se reduce el nivel de la potencia de interferencia en la
media
temporal.
temporal.
La inestabilidad de la relación del pulso de
reloj no es perjudicial tampoco sobre todo porque el pulso de reloj
de salida es subdividido, en general, en un circuito útil, al que es
alimentado. Pero después de la subdivisión, se elimina de nuevo la
inesta-
bilidad.
bilidad.
Cuando la constancia de la frecuencia no es
forzosamente necesaria, se puede reducir todavía adicionalmente la
radiación de interferencia electromagnética, variando,
adicionalmente a la variación de la relación del pulso de reloj,
también la frecuencia del pulso de reloj.
El circuito de variación de la relación de pulso
de reloj está configurado en el caso más sencillo como circuito
oscilante monoestable.
El circuito para la generación del pulso de reloj
puede estar constituido como circuito discreto. Pero con preferencia
está configurado como circuito integrado.
Los casos de aplicación típicos de la presente
invención consisten en la sincronización de una instalación de
transmisión de datos y en la sincronización de una instalación de
sincronización.
Otras ventajas y detalles se deducen a partir de
la descripción siguiente de un ejemplo de realización en combinación
con los dibujos. En este caso, se muestra en representación de
principio lo siguiente:
La figura 1 muestra un circuito para la
generación del pulso de reloj.
La figura 2 muestra un circuito oscilante
monoestable y
La figura 3 muestra la curva de la señal del
pulso de reloj de base así como del pulso de reloj de salida
generado a partir del mismo.
Según la figura 1, el circuito para la generación
del pulso de reloj presenta en primer lugar un generador de pulso de
reloj 1. El generador de pulso de reloj 1 está configurado
habitualmente como oscilador de cuarzo 1. El generador de pulso de
reloj 1 emite un pulso de reloj de base en forma de una onda
rectangular periódica simétrica (ver la representación en la figura
1) a un generador de impulso 2, que está dispuesto aguas abajo del
generador de pulso de reloj y que sirve como recortador del
impulso.
El generador de impulso 2 genera, activado por el
pulso de reloj de base un impulso, por ejemplo con cada flanco
ascendente del pulso de reloj de base. Por lo tanto, los impulsos
están sincronizados por el pulso de reloj. Son alimentados a un
circuito de variación 3 de la relación de pulso de reloj, que está
dispuesto aguas abajo del generador de impulsos 2. Desde el circuito
de variación 3 de la relación de pulso de reloj se emite un pulso de
reloj de salida. El pulso de reloj de salida presenta una frecuencia
f.
Según la figura 2, el circuito de variación 3 de
la relación de pulso de reloj está configurado como circuito
oscilante monoestable. Tales circuitos oscilantes son conocidos, en
general, de manera que se prescinde a continuación de una
descripción detallada del circuito y de su modo de función. A
diferencia de los circuitos oscilantes monoestables habituales, el
circuito de variación 3 de la relación de pulso de reloj presenta,
sin embargo, una resistencia de carga variable 5. La resistencia de
carga 5 es variada de una manera constante o escalonada por un
circuito de control 6.
En virtud de la variación de la resistencia de
carga 5, varía el tiempo en el que el circuito oscilante monoestable
permanece en el estado excitado. De esta manera, como se indica en
la figura 1 por medio de una flecha doble A, se varía la relación
del pulso de reloj de salida. La relación de pulso de reloj, es
decir, la relación de tiempo entre nivel alto y nivel bajo, varía y
en concreto, en general, en torno al valor 1 : 1.
Varía, por ejemplo, entre 0,9 : 1,1 y 1,1 : 0,9 o entre 0,95 : 1,05 y 1,05 : 0,95. La duración periódica del pulso de reloj de salida es modifica, por lo tanto, a través del circuito de variación 3 de la relación de pulso de reloj. No obstante, el circuito de variación 3 de la relación de pulso de reloj es adecuado para modificar la duración de la porción alta y de la porción baja, respectivamente, de un periodo. La duración de la porción alta y de la porción baja complementarias se obtiene a partir de la duración periódica menos la duración de la porción alta y de la porción baja, respectivamente.
Varía, por ejemplo, entre 0,9 : 1,1 y 1,1 : 0,9 o entre 0,95 : 1,05 y 1,05 : 0,95. La duración periódica del pulso de reloj de salida es modifica, por lo tanto, a través del circuito de variación 3 de la relación de pulso de reloj. No obstante, el circuito de variación 3 de la relación de pulso de reloj es adecuado para modificar la duración de la porción alta y de la porción baja, respectivamente, de un periodo. La duración de la porción alta y de la porción baja complementarias se obtiene a partir de la duración periódica menos la duración de la porción alta y de la porción baja, respectivamente.
Cuando el circuito para la generación del pulso
de reloj se utiliza en una instalación de transmisión de datos, es
decir, cuando el pulso de reloj de salida sirve para la
sincronización de la instalación de procesamiento de datos, la
frecuencia del pulso de reloj de salida debe ser constante. Lo mismo
se aplica cuando el circuito para la generación del pulso de reloj
se utiliza en una instalación de sincronización, cuyo pulso de reloj
de salida sirve, por lo tanto, para la sincronización de la
instalación de sincronización. También en este caso el pulso de
reloj de salida debe presentan una frecuencia constante. Pero
también son concebibles otras aplicaciones, por ejemplo para la
alimentación del pulso de reloj a sistemas de microordenadores y de
microcontroladores.
En cambio, si no existe el requerimiento de la
constancia de la frecuencia, entonces puede estar asociado al
generador del pulso de reloj 1, como se indica con línea de trazos
en la figura 1, adicionalmente todavía un circuito de variación de
la frecuencia 4. Por medio del circuito de variación de la
frecuencia 4 se puede variar en este caso la frecuencia del pulso de
reloj de salida. La variación de la frecuencia del pulso de reloj de
salida se puede realizar, por ejemplo, porque el circuito de
variación de la frecuencia emite una tensión alterna de frecuencia
relativamente baja a un diodo de capacidad 7 conectado en paralelo
al generador de frecuencia 1. De esta manera, el oscilador de cuarzo
1 modifica entonces su frecuencia de oscilación.
El circuito de variación 3 de la relación de
pulso de reloj descrito anteriormente está constituido de forma
analógica en virtud de su configuración como monoflop 3. Pero
también podría estar constituido en técnica digital.
El circuito para la generación del pulso de reloj
según la invención puede estar constituido como circuito discreto.
Pero de una manera preferida, está configurado como circuito
integrado, como se indica en la figura 1 por medio de un encuadre de
puntos y trazos.
Las figuras 3a y 3b muestran, respectivamente,
sobre su lado izquierdo la curva de la señal del pulso de reloj de
base con una duración periódica T y sobre su lado derecha muestran
la curva de la señal de un pulso de reloj de salida generado a
partir del mismo, registrado en cada caso sobre el tiempo t.
El pulso de reloj de base se encuentra en la
salida del generador del pulso de reloj 1 (ver la figura 1). En el
pulso de reloj de base se trata de una onda rectangular periódica
simétrica. El pulso de reloj de salida generado a partir del mismo
por medio del circuito de variación de la relación de muestreo (ver
la figura 1) es también una onda rectangular periódica, pero aquí,
en virtud de la variación de la relación de pulso de reloj, no
existe ya ninguna simetría como en el pulso de reloj de base.
Visto desde abajo hacia arriba, el pulso de reloj
de salida representado a modo de ejemplo en la figura 3a tiene las
siguientes relaciones de muestreo:
A : B; con A < 1 y B > 1,
1 : 1,
A : B; con A > 1 y B < 1,
1 : 1,
A : B; con A < 1 y B > 1,
1 : 1 y
A : B; con A > 1 y B < 1.
Por lo tanto, la relación de muestreo se varía de
forma regular.
En cambio, en la figura 3b se representa un pulso
de reloj de salida, en el que la relación de muestreo se varía de
forma aleatoria. Visto desde abajo hacia arriba, el pulso de reloj
de salida representado a modo de ejemplo en la figura 3b tiene las
siguientes relaciones de muestreo:
A : B; con A < 1 y B > 1,
1 : 1,
A : B; con A < 1 y B > 1,
A : B; con A > 1 y B < 1,
1 : 1,
A : B; con A < 1 y B > 1 y
A : B; con A > 1 y B < 1.
La variación de la relación de muestreo se
representa de nuevo en las figuras 3a, 3b (ver la figura 1) por
medio de la doble flecha A.
Claims (12)
1. Procedimiento para la generación de un pulso
de reloj de salida con un nivel alto y un nivel bajo a partir de un
pulso de reloj de base en forma de una onda rectangular periódica
simétrica, en el que el pulso de reloj de salida presenta una
relación de muestreo y en el que la relación de muestreo corresponde
a la relación de tiempo entre el nivel alto y el nivel bajo de un
periodo del pulso de reloj de salida, en el que la relación de
muestreo se varía constantemente para la distribución más uniforme
del espectro de interferencias sobre las sobreoscilaciones pares e
impares de la frecuencia, de tal manera que la relación de muestreo
está sujeta a inestabilidad.
2. Procedimiento de generación según la
reivindicación 1, caracterizado porque el pulso de salida
presenta una frecuencia de pulso de reloj y porque se varía la
frecuencia de pulso de reloj.
3. Procedimiento de generación según la
reivindicación 1, caracterizado porque el pulso de reloj de
salida sirve para la sincronización de una instalación, que debe
sincronizarse con frecuencia constante.
4. Procedimiento de generación según la
reivindicación 3, caracterizado porque el pulso de reloj de
salida sirve para la sincronización de una instalación de
transmisión de datos.
5. Procedimiento de generación según la
reivindicación 3, caracterizado porque el pulso de reloj de
salida sirve para la sincronización de una instalación de
sincronización.
6. Circuito para la generación de pulsos de
reloj con un generador de pulsos de reloj (1) para la emisión de un
pulso de reloj de base en forma de una onda rectangular periódica
simétrica, con un recortador de impulsos (2) que está dispuesto
aguas abajo del generador de pulsos de reloj (1) para la generación
de impulsos sincronizados por pulso de reloj y con un circuito de
variación (3) de la relación de muestreo que está dispuesto aguas
abajo del recortador del impulso (2) para la emisión de un pulso de
reloj de salida con un nivel alto y un nivel bajo y con relación de
pulso de reloj variable, en el que la relación de muestreo
corresponde a la relación de tiempo entre el nivel alto y el nivel
bajo de un periodo del pulso de reloj de salida y en el que el
circuito de variado (3) de la relación de muestreo está previsto
para la distribución más uniforme del espectro de interferencias
sobre las sobreoscilaciones pares e impares de la frecuencia a
través de la variación constante de la relación de muestreo como
inestabilidad.
7. Circuito para la generación del pulso de reloj
según la reivindicación 6, caracterizado porque el circuito
de variación (3) de la relación de muestreo está configurado como
circuito oscilante monoestable (3).
8. Circuito para la generación del pulso de reloj
según la reivindicación 6 ó 7, caracterizado porque está
configurado como circuito integrado.
9. Circuito para la generación del pulso de reloj
según la reivindicación 6, 7 u 8, caracterizado porque el
pulso de reloj de salida presenta una frecuencia de pulso de reloj y
porque al generador de pulso de reloj (1) está asociado un circuito
de variación de la frecuencia (4).
10. Circuito para la generación del pulso de
reloj según la reivindicación 6, 7 u 8, caracterizado porque
aguas abajo del mismo está dispuesta una instalación, que debe
sincronizarse con frecuencia constante.
11. Circuito para la generación del pulso de
reloj según la reivindicación 10, caracterizado porque la
instalación está configurada como instalación de transmisión de
datos.
12. Circuito para la generación del pulso de
reloj según la reivindicación 10, caracterizado porque la
instalación está configurada como instalación de sincronización.
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