FR2783649A1 - Circuit de filtrage d'un signal d'horloge - Google Patents

Abstract

La présente invention propose un circuit de filtrage d'un signal d'horloge comprenant une bascule bistable (10), des moyens de commande (56-55) des changements de l'état de la bascule, des premiers moyens d'activation (100-101) des moyens de commande (56-55) par les fronts des impulsions du signal d'horloge non filtré (CLKIN) lorsque la durée de celles-ci est supérieure à un premier seuil (T1) et des seconds moyens d'activation (200-201) des moyens de commande (56-55) par les fronts des impulsions du signal d'horloge filtré (CLKOUT) lorsque la durée de celles-ci est supérieure à un second seuil (T2).Avantage : on montre qu'un tel circuit transmet en toutes circonstances un signal d'horloge filtré dont la fréquence est à l'intérieur d'un intervalle de spécification et dont le rapport cyclique est égal à 0, 5.

Description

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CIRCUIT DE FILTRAGE D'UN SIGNAL D'HORLOGE

La présente invention se rapporte à un circuit de filtrage d'un signal d'horloge, notamment un signal d'horloge généré par un oscillateur externe et transmis sur une entrée d'horloge d'un microcontrôleur. La réception d'un signal d'horloge est indispensable pour le fonctionnement du microcontrôleur. De plus, on doit veiller au respect de certaines spécifications tenant d'une part aux niveaux de tension d'alimentation et d'autre part à la

fréquence du signal d'horloge.

Ainsi notamment, la fréquence du signal d'horloge doit être comprise dans l'intervalle entre une fréquence minimum et une fréquence maximum, par exemple

égales à 1 MHz et 16 MHz (mégahertzs) respectivement.

Or, dans le cas par exemple d'un oscillateur à quartz, différents types de dysfonctionnements peuvent être rencontrés en pratique. Notamment, le quartz peut être cassé (ou déconnecté), son amplificateur peut être endommagé du fait d'une panne ou du vieillissement, etc. Il peut donc arriver que la fréquence du signal d'horloge soit trop faible. Dans certains cas, le signal en sortie de l'oscillateur peut disparaître brutalement. A l'inverse, l'oscillateur peut se caler sur une harmonique de résonnance propre du quartz supérieure à celle recherchée. La fréquence du signal

d'horloge peut alors être trop élevée.

Par conséquent, il existe un besoin de moyens de

filtrage du signal d'horloge généré par l'oscillateur.

De tels moyens sont intercalés entre la sortie de

l'oscillateur et l'entrée d'horloge du microcontrôleur.

Ils ont pour fonction de transmettre en permanence un signal d'horloge dont la fréquence se trouve à l'intérieur d'un certain intervalle, dit intervalle de spécification. Cette fonction ne doit donc pas être confondue avec celle d'un filtre passe-bande qui consiste à ne transmettre que les harmoniques du spectre d'un signal analogique qui se situent à l'intérieur d'une bande de fréquences déterminée et à atténuer les harmoniques qui se situent en dehors de

cette bande.

A la figure 1, on a représenté schématiquement un circuit de filtrage FC disposé entre la sortie d'un oscillateur OSC dont il reçoit un signal d'horloge non filtré, et l'entrée d'horloge CL d'un microcontrôleur

pC o il délivre un signal d'horloge filtré.

A la figure 2, on a représenté l'allure d'un signal de sortie de l'oscillateur OSC (i.e., le signal d'horloge non filtré). Il s'agit d'un signal périodique de période T qui présente, à chaque période, une impulsion positive et une impulsion négative. Par impulsion positive, on entend un échelon de tension de niveau haut, par exemple +5V (volts). Par impulsion négative, on entend un échelon de tension de niveau bas, par exemple -5V ou OV, selon qu'il s'agit d'un signal d'horloge biphase ou monophase (à la figure 2 on a choisi de représenter un signal monophase). Ainsi, le signal de sortie de l'oscillateur OSC est une suite alternée d'impulsions positives et négatives. Ces impulsions présentent, à leur commencement, un front respectivement montant ou descendant. En général, les impulsions positives et négatives sont de même longueur ou durée. On dit alors que le rapport cyclique (défini comme le rapport de la durée de l'impulsion positive

sur la période T) est égal à 0,5.

Fonctionnellement, un circuit de filtrage de type connu comprend, d'une part, des moyens de filtrage à haute fréquence qui ne transmettent pas les impulsions positives et négatives plus courtes qu'une certaine durée égale à la demi-période correspondant à une fréquence limite haute fH D'autre part, il comprend des moyens de filtrage à basse fréquence pour, dans le cas o aucune impulsion positive ou négative n'est reçue dans un certain délai égal à la demi-période correspondant à une fréquence limite basse fB, générer

et transmettre une impulsion de secours.

En réalité, afin de garantir un fonctionnement correct du microcontrôleur, y compris pour les fréquences du signal de sortie de l'oscillateur en limites de l'intervalle de spécification, la fréquence basse fB du filtre est légèrement inférieure à la fréquence minimum et sa fréquence haute fH est légèrement supérieure à la fréquence maximum de l'intervalle de spécification. En reprenant l'exemple d'intervalle ci-dessus, on retient classiquement

fB = 200 kHz (kilohertzs) et fH = 20 MHz.

Dans l'état de la technique, on connaît des

circuits de filtrage de signal d'horloge du type ci-

dessus comprenant des moyens pour, le cas échéant, générer et transmettre une impulsion de secours dont la longueur est égale à la demi-période correspondant à la fréquence limite haute fH' Ces circuits ne sont toutefois pas pleinement satisfaisants. Notamment, le signal transmis en cas de limitation basse fréquence présente un rapport cyclique très inférieur à 0,5. Ceci peut être pénalisant dans

certaines applications.

L'objet de la présente invention est de pallier cet

inconvénient des circuits de filtrage connus.

A cet effet, l'invention propose un circuit de filtrage d'un signal d'horloge, avec une fréquence limite basse et une fréquence limite haute, qui comporte: - une bascule bistable, dont une sortie délivre un signal d'horloge filtré; - des moyens de commande des changements de l'état de la bascule; - des premiers moyens d'activation des moyens de commande par les fronts des impulsions du signal d'horloge lorsque la durée de celles-ci est supérieure à un premier seuil égal à la demi- période correspondant à la fréquence limite haute; - des seconds moyens d'activation des moyens de commande par les fronts des impulsions du signal

d'horloge filtré retardés d'une durée égale à la demi-

période correspondant à la fréquence limite basse.

En ce qui concerne les premiers moyens d'activation, il est immédiat que les changements d'état de la bascule bistable se produisent à intervalles de temps sensiblement réguliers si le rapport cyclique du signal d'horloge non filtré est

lui-même sensiblement égal à 0,5.

En ce qui concerne les seconds moyens d'activation, les changements d'état de la bascule bistable se produisent à intervalles réguliers dans la mesure o le retard introduit est identique pour les impulsions positives et les impulsions négatives du signal d'horloge filtré. Il résulte de ce qui précède que le rapport cyclique du signal d'horloge filtré est égal à

0,5 en toutes circonstances.

D'autres caractéristiques et avantages du circuit de filtrage selon l'invention apparaîtront à la lecture

de la description qui va suivre. Celle-ci est purement

illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels on a représenté: - à la figure 1, déjà analysée: un schéma montrant l'utilisation d'un circuit de filtrage tel que celui proposé par l'invention; - à la figure 2, également déjà analysée: l'allure d'un signal d'horloge non filtré délivré par un oscillateur; - à la figure 3: le schéma d'un mode de réalisation du circuit selon l'invention; - à la figure 4 et à la figure 5: le schéma d'un circuit de filtrage d'impulsion d'un premier et d'un

second types utilisés dans le circuit de la figure 3.

A la figure 3, le circuit de filtrage comprend une bascule 10 bistable, du type d'une bascule RS. Une telle bascule comprend deux sorties Q et QN qui délivrent des signaux logiques complémentaires. Le fonctionnement de cette bascule est asynchrone. Elles comportent en outre deux entrées S et R. Aux fins de compréhension de la suite de l'exposé, il n'apparaît pas inutile de rappeler le comportement logique d'une

telle bascule.

Lorsque le signal logique présent sur l'entrée S est à l'état haut et que celui présent sur l'entrée R est à l'état bas, la sortie Q est à l'état haut, et la sortie QN est à l'état bas. Ceci constitue le premier état stable des sorties de la bascule. A l'inverse, lorsque le signal logique présent sur l'entrée S est à l'état logique bas et que celui présent sur l'entrée R est à l'état haut, la sortie Q est à l'état bas, et la sortie QN est à l'état haut. Ceci constitue le second état stable des sorties de la bascule. Lorsque ces deux signaux sont à l'état bas, les sorties de la bascule sont maintenues dans leur état stable (on parle d'état de mémorisation de la bascule). Lorsqu'ils sont à l'état haut, l'état des sorties est indéterminé, si bien que cette combinaison logique ne présente aucun

intérêt et que, en pratique, elle n'est pas utilisée.

Le circuit de filtrage comporte en outre des moyens

de commande des changements de l'état de la bascule 10.

Ces moyens de commande comprennent deux portes logiques à deux entrées, de type ET, OU, NON ET ou NON OU, dont les sorties sont reliées respectivement à l'entrée S et

à l'entrée R de la bascule 10.

Le circuit de filtrage comporte encore des premiers et des seconds moyens d'activation des moyens de

commande ci-dessus.

Les différents moyens ci-dessus vont tout d'abord être décrits dans leur forme selon un mode de réalisation particulier, puis dans leur fonctionnement, sachant que d'autres modes de réalisation sont envisageables. Dans la suite, on utilisera la notation classique consistant à attribuer la valeur binaire O à un signal logique, ou à une entrée ou une sortie qui se trouvent à l'état bas, et la valeur binaire 1 s'ils se

trouvent à l'état haut.

Dans la description d'un mode de réalisation de

l'invention qui suit, on considère l'exemple d'une bascule RS réalisée à l'aide de deux portes NON OU bouclées, 52 et 53. La première entrée A et la seconde entrée B, respectivement de la porte 52 et de la porte 53, constituent les entrées respectivement S et R de la bascule. Leurs sorties respectives constituent les sorties QN et Q de la bascule. En outre, la sortie de la porte 53 est reliée à la seconde entrée B de la porte 52 et la sortie de la porte 52 est reliée à la première entrée A de la porte 53. Les sorties Q et QN de la bascule 10 délivrent respectivement un signal

CLKOUT et un signal CLKOUTN qui sont complémentaires.

Le signal d'horloge filtré peut être l'un de ces deux

signaux, par exemple le signal CLKOUT.

Les moyens de commande des changements d'état de la bascule 10 comprennent des portes 56 et 55 de type NON ET à deux entrées qui sont notées A et B pour chacune

de ces deux portes.

Le signal d'horloge non filtré qui est porté sur l'entrée 20 du circuit de filtrage est noté CLKIN. Ce signal est délivré par un oscillateur tel que

l'oscillateur OSC de la figure 1.

A partir de l'entrée 20, les premiers moyens d'activation comprennent une première et une seconde branches de traitement, respectivement 100 et 101. Mis à part la présence d'un inverseur 23 à l'entrée de la branche 101, ces branches sont identiques dans leur

structure et sont symétriques dans leur fonctionnement.

L'inverseur 23 délivre un signal CLKINN qui est le complémentaire logique du signal CLKIN. Ainsi qu'on le comprendra ci-après, la branche 100 traite les impulsions positives du signal CLKIN et la branche 101

traite ses impulsions négatives de ce signal, c'est-à-

dire les impulsions positives du signal CLKINN.

La branche 100 comprend, en cascade, un circuit de filtrage d'impulsion 12 d'un premier type, une bascule maître-esclave 38, et une porte 96 de type NON ET à deux entrées A et B. En effet, la sortie du circuit de filtrage d'impulsion 12 est reliée à l'entrée d'horloge CP de la bascule 38 pour délivrer un signal SHDL1. Le signal SHDL1 est obtenu à partir du signal CLKIN en retardant les front montants de ce signal d'un retard T1, les fronts descendants de CLKIN n'étant (quasiment) pas retardés. Dit autrement, la fonction du circuit de filtrage d'impulsion 12 est de ne transmettre que les impulsions positives du signal CLKIN dont la durée est supérieure à un seuil. Et ce seuil est égal à T1. Un exemple de réalisation d'un tel circuit sera décrit en détails ci-dessous en référence à la figure 4. Le seuil T1 est égal à la demi-période correspondant à la

fréquence limite haute fH du circuit de filtrage.

L'entrée D de la bascule 38 est reliée à une borne d'alimentation recevant une tension d'alimentation VCC égale à +5V (référencée par rapport à un potentiel de masse). De la sorte, cette entrée se trouve toujours à 1. De plus, la sortie Q de la bascule 38 est reliée à l'entrée A de la porte 96 pour y délivrer un signal CLKDL1. Ce signal restitue la valeur de l'entrée D (c'est-à-dire 1) telle qu'elle est définie au moment du passage à 1 de l'entrée CP (c'est à dire lors de fronts montants du signal SHDL1). Le signal CLKDL1 repasse nécessairement à 0 au moment du passage à O d'une entrée CD de la bascule (c'est à dire lorsqu'un niveau bas se présente sur cette entrée). La sortie d'une porte 48 de type NON OU à deux entrées A et B est reliée à l'entrée CD de la bascule 38. Cette porte reçoit les signaux CLKOUT et CLKINN respectivement sur son entrée A et sur son entrée B. La porte 48 assure

une fonction de remise à zéro de la bascule 38.

En outre, la sortie de la porte 96 est reliée à l'entrée A de la porte 56 des moyens de commande, dont la sortie délivre un signal SOUT à l'entrée S de la

bascule 10.

De même, la branche o101 comprend, en cascade, un circuit de filtrage d'impulsion 11 identique au circuit 12, une bascule maître-esclave 39, et une porte 95 de type NON ET à deux entrées A et B. La sortie du circuit de filtrage d'impulsion 11 est reliée à l'entrée d'horloge CP de la bascule 39 pour délivrer un signal SHDL2. Le signal SHDL2 est obtenu à partir du signal CLKINN de la même façon que le signal SHDL1 est obtenu à partir du signal CLKIN, puisque le

circuit 11 est identique au circuit 12.

L'entrée D de la bascule 39 est également reliée à une borne recevant la tension VCC, en sorte qu'elle se

trouve toujours à 1.

De plus, la sortie Q de la bascule 39 est reliée à l'entrée B de la porte 95 pour y délivrer un signal

CLKDL2 comparable au signal CLKDL1 ci-dessus.

En outre, la sortie de la porte 95 est reliée à l'entrée B de la porte 55 des moyens de commande, dont la sortie délivre un signal ROUT à l'entrée R de la

bascule 10.

Les seconds moyens d'activation comprennent une première et une seconde branches respectivement 200 et 201. Ces branches sont identiques dans leur structure et symétriques dans leur fonctionnement. La branche 200 comprend un premier circuit de filtrage d'impulsion d'un second type, référencé 22. L'entrée du circuit 22 est reliée à la sortie QN de la bascule 10. Ce circuit délivre un signal LGDL1 qui est obtenu à partir du signal CLKOUTN délivré par la sortie QN de la bascule , en retardant les fronts montants de ce signal d'un premier retard T2 et ses fronts descendants d'un second retard, plus petit que le retard T2. Ce retard T2 est égal à la demi-période correspondant à la fréquence

limite basse fB du circuit de filtrage.

Préférentiellement, le second retard est toutefois au moins égal au retard T1. On verra pourquoi par la suite. Un exemple de réalisation d'un tel circuit sera décrit en détails ci-dessous en référence à la figure 5. La sortie du circuit 22 est reliée à l'entrée B de la porte 56 à travers un inverseur 58 pour y délivrer un signal LGDL1N qui est le

complémentaire logique du signal LGDL1.

De même, la branche 201 comprend un second circuit de filtrage du second type, référencé 21. Ce circuit est identique au circuit 22 ci- dessus. L'entrée du

circuit 21 est reliée à la sortie Q de la bascule 10.

Sa sortie délivre un signal LGDL2 obtenu à partir du signal CLOUT délivré par la sortie Q de la bascule comme le signal LGDL1 est obtenu à partir du signal CLKOUTN. Elle est reliée à l'entrée A de la porte 55 à travers un inverseur 59, pour y délivrer un signal LGDL2N qui est le complémentaire logique du signal

LGDL2.

On va maintenant décrire le fonctionnement du circuit de filtrage de la figure 3 de manière à mettre en évidence la fonction des différents moyens dont la structure a été décrite ci-dessus dans un exemple de réalisation uniquement. Pour ce faire, on va envisager

trois cas vis-à-vis de la fréquence du signal CLKIN.

Dans un premier cas, on considère un signal d'horloge non filtré CLKIN dont la fréquence est inférieure à la fréquence limite haute fH et supérieure

à la fréquence limite basse fB du circuit de filtrage.

La longueur des impulsions (positives ou négatives) de

ce signal est donc supérieure à Tl et inférieure à T2.

On va maintenant considérer ce qui se passe lorsqu'une impulsion positive du signal CLKIN se

présente sur l'entrée 20 du circuit de filtrage, c'est-

à-dire lors d'un passage de CLKIN = 0 à CLKIN = 1.

Initialement, on pourrait montrer que CLKIN = 0 implique CLKDL1 = 0, CLKOUT = O, LGDL1 = 0 et LGDL2 = 0. Les sorties de la bascule 10 sont donc dans leur second état stable (Q = 0; QN = 1), la bascule étant en état de mémorisation (R = 0; S = 0). Le passage à CLKIN = 1 implique le passage à SHDL1 = 1 (du fait du circuit 12) avec un retard Tl, puisque la

longueur de l'impulsion positive est supérieure à Tl.

Ceci implique également CLKDL1 = 1 (du fait de la bascule 38), d'o SOUT = 1 (du fait des portes 96 et 56) et donc CLKOUT = 1. Dit autrement, la porte 56 des moyens de commande de l'état de la bascule 10 est activée par la branche 100 des premiers moyens d'activation en sorte que les sorties sont mises dans leur premier état stable (Q = 1; QN = 0). En outre, le l passage à CLKOUT = 1 implique la remise à zéro de la

bascule 38 et donc CLKDL1 = 0 (du fait de la porte 48).

D'o il résulte le passage à SOUT = 0. La bascule 10 est donc remise en état de mémorisation (SOUT = ROUT = o). Lorsque maintenant une impulsion négative du signal CLKIN se présente sur l'entrée 20 du circuit de filtrage, le passage de CLKIN = 1 à CLKIN = 0 implique le passage de CLKINN = 0 à CLKINN = 1 (du fait de l'inverseur 23). Comme la longueur de l'impulsion négative est supérieure à Tl, ce dernier passage implique le passage à SHDL2 = 1 avec un retard Tl (du fait du circuit 11). D'o le passage à CLKDL2 (du fait de la bascule 39) et, par suite, le passage à ROUT = 1 (du fait des portes 95 et 55) et donc le passage à CLKOUT = 0. Dit autrement, la porte 55 des moyens de commande de l'état de la bascule 10 est activée par la branche 101 des premiers moyens d'activation en sorte que les sorties sont mises dans leur second état stable (Q = 0; QN = 1). En outre, le passage à CLKOUT = 0 implique la remise à zéro de la bascule 39 (du fait de la porte 49). D'o il résulte le passage à ROUT = 0. La bascule 10 est donc remise dans son état de

mémorisation (SOUT = ROUT = 0).

Comme on l'aura compris, le fonctionnement de la branche 101 pour une impulsion négative du signal CLKIN est identique à celui de la branche 100 pour une impulsion positive de ce signal. Lorsque des impulsions positives et négatives du signal CLKIN se présentent alternativement sur l'entrée 20 du circuit de filtrage, les sorties Q et QN de la bascule 10 passent alternativement d'un état stable à l'autre. Le signal CLKOUT suit alors le signal CLKIN avec un retard Tl. En particulier, il a le même rapport cyclique que le signal CLKIN. On notera que les impulsions positives des signaux CLKOUT et CLKOUTN (c'est-à-dire les impulsions positives et négatives du signal CLKOUT) ne sont pas transmises par les circuits 21 et 22 respectivement. Par conséquent, les signaux LGDL1 et LGDL2 restent en permanence à l'état bas (LGDL1 = LGDL2 = 0). Dit autrement, les seconds moyens d'activation des moyens de commande 55-56 n'interviennent pas. Ils sont naturellement inhibés par

le fonctionnement des premiers moyens d'activation.

Pour résumer, dans le premier cas ci-dessus, les moyens de commande 55-56 des changements d'état de la bascule 10 sont activés par les premiers moyens d'activation 100-101 et les seconds moyens d'activation - 201 n'interviennent pas. Les moyens 55-56 sont activés par les fronts des impulsions (positives et

négatives) du signal d'horloge non filtré CLKIN.

Dans un deuxième cas, on considère un signal d'horloge non filtré CLKIN dont la fréquence est inférieure à la fréquence limite basse fB du circuit de filtrage. La longueur des impulsions (positives ou négatives) du signal CLKIN est donc supérieure à T1 et à T2. On notera que ce cas est aussi celui o l'oscillateur OSC ne délivre aucun signal d'horloge (puisque un signal absent est équivalent à un signal de fréquence nulle, dont les impulsions ont une longueur infinie). Pour illustrer ce cas, on va considérer qu'une impulsion négative du signal CLKIN vient de se présenter sur l'entrée 20 du circuit. Comme on l'a vu ci-dessus pour le premier cas, le passage à CLKIN = 0 implique le passage à CLKOUTN = 1 avec un retard T1. En effet, par hypothèse, la longueur de cette impulsion est supérieure à T1. Par conséquent, les sorties de la bascule 10 sont mises dans leur second état stable (Q = 0; QN = 1). En outre, le passage à CLKOUTN = 1 implique le retour à CLKDL2 = 0 (du fait de la porte 49). Par conséquent, on a ROUT = SOUT = 0 en sorte que

la bascule 10 se trouve dans l'état de mémorisation.

Comme l'état du signal CLKIN reste stable pendant une durée supérieure à T2, le passage à CLKOUTN = 1 implique le passage à LGDL1 = 1 avec un retard T2 (du fait du circuit 22). D'o le passage à LGDL1N = 0 (du fait de l'inverseur 58), et le passage à SOUT = 1 (du fait de la porte 56), et enfin le passage à CLKOUTN = 0. Dit autrement, la porte 56 des moyens de commande de l'état de la bascule 10 est activée par la branche 200 des seconds moyens d'activation après un délai T2 faisant suite au passage à CLKOUTN = 1. Ce sont plus spécialement les fronts montants du signal CLKOUTN qui permettent cette activation. Ceci est équivalent à dire qu'il s'agit des fronts descendants

du signal CLKOUT.

On peut montrer que, de la même manière, la porte des moyens de commande des changements d'état de la bascule 10 est activée par la branche 201 des seconds moyens d'activation après un délai T2 faisant suite au passage à CLKOUT = 1. Ce sont plus spécialement les fronts montants du signal CLKOUT qui permettent cette activation. Pour résumer, dans le deuxième cas ci-dessus, les portes 56 et 55 des moyens de commande des changements d'état de la bascule 10 sont alternativement activés par les fronts du signal CLKOUT retardés d'un retard T2, et ce au moyen des branches respectivement 200 et 201 des seconds moyens d'activation. Ceci est vrai aussi longtemps qu'un front du signal d'horloge non filtré CLKIN ne se présente pas sur l'entrée 20 du circuit de filtrage. Et ces activations interviennent à des instants espacés deux à deux d'une durée égale à T2. Le signal d'horloge filtré, à savoir CLKOUT dans l'exemple, a donc alors une fréquence égale à la fréquence basse fB du circuit de filtrage. En outre, il

a un rapport cyclique égal à 0,5.

Par contre, rien a priori n'empêche les premiers moyens d'activation 100-101 d'intervenir pour activer les moyens de commande 55-56 si un front du signal d'horloge non filtré CLKIN se présente sur l'entrée 20 du circuit de filtrage. Notamment, il se peut que le signal CLKDL1 ou le signal CLKDL2 passent à 1 avant qu'il ne se soit écoulé un délai T1 depuis la dernière activation des moyens de commande 56-55 par les seconds moyens d'activation 200-201. Dans ce cas, la longueur d'une impulsion du signal d'horloge filtré CLKOUT peut être inférieure à T1. La fréquence du signal d'horloge filtré risque donc d'être en dehors de l'intervalle compris entre fB et fH' Pour éviter ceci, le circuit de filtrage comporte en outre des moyens d'inhibition des premiers moyens d'activation 100-101 pendant un temps au moins égal à T1 après l'activation des moyens de commande 56-55 par les seconds moyens d'activation 200-201. Ces moyens d'inhibition comprennent en fait les circuits de filtrage d'impulsion du second type 22 et 21, les inverseurs 58 et 59, et les portes 96 et 95. Ils

fonctionnent de la manière suivante.

Apres le passage à CLKOUTN = 0 (resp. à CLKOUT = 0), le signal LGDL1 (resp. LGDL2) est maintenu à 1 pendant un temps égal à au moins T1 du fait du retard introduit par le circuit 22 (resp. 21) pour les fronts descendants du signal CLKOUTN (resp. CLKOUT). De ce fait, le signal LGDL1N (resp. LGDL2N) maintient l'entrée A de la porte 95 (resp. l'entrée B de la porte 96) à 1 pendant une durée au moins égale à T1. Ceci a pour effet de maintenir le signal ROUT (resp. SOUT) à 0 au moins pendant cette durée Ti. Les premiers moyens

d'activation, et plus précisément la branche 101 (resp.

), sont donc inhibés en ce sens que si un front montant du signal CLKDL2 (resp. CLKDL1) arrive sur l'entrée B de la porte 95 (resp. sur l'entrée A de la porte 96), ce front n'implique pas de changement d'état

de la bascule 10.

Dans le troisième et dernier cas, on considère un signal d'horloge non filtré CLKIN dont la fréquence est supérieure à la fréquence limite haute fH du circuit de filtrage. La longueur des impulsions (positives ou

négatives) du signal CLKIN est donc inférieure à T1.

Par conséquent, les impulsions positives du signal CLKIN ne sont pas transmises par le circuit 12, et les impulsions positives du signal CLKINN ne sont pas transmises par le circuit 11. Tout se passe donc comme si le signal d'horloge CLKIN était absent. On se retrouve alors dans la configuration du deuxième cas ci-dessus. Dit autrement, les moyens de commande des changements d'état de la bascule 10 sont activés par les seconds moyens d'activation 200-201. Le signal d'horloge filtré à CLKOUT a donc une fréquence égale à la fréquence limite basse fB du circuit de filtrage, et

un rapport cyclique toujours égal à 0,5.

Pour résumer les trois cas ci-dessus, on peut remarquer que le circuit de filtrage de signal d'horloge selon l'invention comporte essentiellement la bascule bistable 10 activée par les seconds moyens d'activation 200-201 qui sont rebouclés sur ses entrées S et R de manière à fonctionner en oscillateur qui oscille à la fréquence fB, à moins que les seconds moyens d'activation 200-201 ne soient naturellement inhibés par les premiers moyens d'activation 100-101 lorsque ceux-ci transmettent les impulsions du signal d'horloge non filtré CLKIN. Le signal d'horloge filtré CLKOUT a donc respectivement soit la fréquence limite basse fB soit la fréquence du signal d'horloge non filtré CLKIN. Mais il a toujours un rapport cyclique égal à 0,5. En outre, les moyens d'inhibition des premiers moyens d'activation pendant un temps au moins égal à T1 après l'activation des moyens de commande par les seconds moyens d'activation permettent de prévenir la génération d'un signal d'horloge filtré à une fréquence supérieure à la fréquence fH' qui pourrait se produire sous certaines conditions particulières. La fréquence du signal d'horloge filtré CLKOUT se trouve donc toujours dans l'intervalle compris entre la fréquence limite basse fB et la fréquence limite haute fH' A la figure 4, on a représenté un circuit de filtrage du premier type tel que le circuit 12 ou le circuit 11 de la figure 3. Ce circuit de filtrage comprend n inverseurs en cascade entre une entrée E et une sortie S. A la figure, seuls les deux premiers inverseurs INV1 et INV2 sont représentés. Il s'agit par exempled'inverseurs en technologie CMOS bien connus dans l'état de la technique. Ils comprennent un transistor MOS de type P et un transistor MOS de type N en série entre une borne d'alimentation recevant la tension VCC et la masse, les grilles de commande des transistors étant communes et constituent l'entrée de l'inverseur, et leurs drains communs constituent sa sortie. Un condensateur de faible valeur est connecté entre la sortie de chaque inverseur et la masse. Ainsi, un condensateur Cl est chargé ou déchargé par l'inverseur INV1; un condensateur C2 est chargé ou déchargé par l'inverseur INV2; etc. De préférence,

tous ces condensateurs sont de même valeur.

Néanmoins, le circuit de filtrage comporte des moyens pour commander la décharge du condensateur connecté à la sortie du premier inverseur INV1 et plus généralement de chaque inverseur de rang impair, avec un courant constant Il de valeur déterminée, ainsi que des moyens pour commander la charge du condensateur connecté à la sortie du deuxième inverseur INV2 et plus généralement de chaque inverseur de rand pair avec ce courant Il. Ces moyens comprennent une source de courant SCl connectée entre la source du transistor MOS de type N de chaque inverseur de rang impair et la masse, ainsi qu'une source de courant SCl connectée entre la borne d'alimentation et la source du transistor MOS de type P de chaque inverseur de rang pair. Les sources de courant SCl délivrent le courant constant Il. Elles comprennent classiquement un transistor MOS faisant partie d'un dispositif dit

"miroir de courant".

Comme on l'aura compris, les moyens ci-dessus permettent au circuit de filtrage d'impulsion du premier type de remplir sa fonction, à savoir transmettre les impulsions qu'il reçoit sur l'entrée E avec un retard Tl pour les fronts montants et

(quasiment) aucun retard pour les fronts descendants.

La valeur de Tl est déterminée essentiellement par la valeur du courant Il, mais aussi bien entendu par la valeur des condensateurs (qui est choisie assez faible pour ne pas générer un retard sensible pour les fronts descendants), et par le nombre n d'inverseurs. Pour un circuit de filtrage de signal d'horloge avec une fréquence limite haute égale à 20 MHz, on choisira un circuit de filtrage d'impulsion du premier type avec

Tl = 25 ns (nanosecondes).

A la figure 5, on a représenté le schéma d'un circuit de filtrage d'impulsion du second type, tel que les circuits 22 et 21 de la figure 3. Ce circuit est semblable à celui de la figure 4, et les mêmes éléments qu'à la figure 4 portent les mêmes références. Il s'en

distingue toutefois par les caractéristiques suivantes.

Une source de courant SC2 est disposée entre la source du transistor MOS de type N de chaque inverseur de rang impair d'une part et la masse d'autre part, de même qu'entre d'une part la borne d'alimentation et d'autre part la source du transistor MOS de type P de chaque inverseur de rang pair, aux lieu et place des sources SC1 du circuit de la figure 4. En outre, une source de courant SCl est connectée entre la borne d'alimentation, et la source des transistors MOS de type P des inverseurs de rang impair, et entre la source des transistors MOS de type N des inverseurs de rang pair et la masse. Les sources de courant SC1 et SC2 délivrent des courants constants respectivement Il

et I2.

Comme on l'aura compris, ces moyens permettent au circuit de filtrage d'impulsion du second type de remplir sa fonction, à savoir transmettre les impulsions qui se présentent sur l'entrée E avec un retard T2 pour les fronts montants et un retard Tl pour les fronts descendants. Pour un circuit de filtrage de signal d'horloge avec une fréquence limite haute égale à 20 MHz et une fréquence limite basse égale à 200 kHz, on choisira un circuit de filtrage d'impulsion du second type avec Tl = 25 ns et T2 = 2,5 ps (microsecondes). Il est bien évident que d'autres modes de réalisation des circuits de filtrage d'impulsion sont envisageables. Néanmoins, les exemples décrits en référence aux figures 4 et 5 présentent l'avantage d'être simples et faciles à régler. En effet, c'est la valeur des courants Il, ou Il et I2, qui permet de régler la valeur des seuils Tl, ou Tl et T2 respectivement. De même, le mode de réalisation du circuit de filtrage de signal d'horloge présenté ci- dessus en référence à la figure 3 n'est pas limitatif. En particulier, la bascule 10 peut être réalisée avec des portes de type NON ET au lieu des portes de type NON OU. Les moyens de commande 56-55 peuvent également être des portes d'un type différent, notamment de type OU ou NON OU. De même pour les portes 96 et 95. Dans certains cas, il sera alors possible de se passer des inverseurs 58 et 59. Il pourra aussi être nécessaire d'en ajouter d'autres. Les bascules 38 et 39 ainsi que leurs portes de remise à zéro respectivement 48 et 49 peuvent aussi

être remplacées par des moyens équivalents.

Claims (8)

R E V E N D I C A T I 0 N S

1. Circuit de filtrage d'un signal d'horloge (CLKIN), avec une fréquence limite basse et une fréquence limite haute, caractérisé en ce qu'il comporte: - une bascule bistable (10), dont une sortie (Q) délivre un signal d'horloge filtré (CLKOUT); - des moyens de commande (56-55) des changements de l'état de la bascule; - des premiers moyens d'activation (100-101) des moyens de commande (56-55) par les fronts des impulsions du signal d'horloge (CLKIN) lorsque la durée de celles-ci est supérieure à un premier seuil (T1) égal à la demi- période correspondant à la fréquence limite haute; - des seconds moyens d'activation (200-201) des moyens de commande (56-55) par les fronts des impulsions du signal d'horloge filtré (CLKOUT) retardés d'une durée égale à la demi-période correspondant à la

fréquence limite basse.

2. Circuit de filtrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premiers moyens d'activation (100-101) comprennent un premier (12) et un second (11) circuits de filtrage d'impulsion d'un premier type pour ne transmettre que les impulsions respectivement positives ou négatives du signal d'horloge non filtré (CLKIN), dont la longueur est supérieure au premier

seuil (T1).

3. Circuit se filtrage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens d'inhibition (21-59-96, 22-58-95) des premiers moyens d'activation (100-101) pendant un temps au moins égal au premier seuil (T1) après l'activation des moyens de commande (56-55) par les seconds moyens d'activation

(200-201).

4. Circuit de filtrage selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les seconds moyens d'activation (200-201) comprennent un premier (22) et un second (21) circuits de filtrage d'impulsion d'un second type, pour transmettre les impulsions positives du signal d'horloge filtré (CLKOUT) avec un

retard égal au second seuil (T2).

5. Circuit de filtrage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les seconds moyens d'activation (200-201) comprennent un premier (22) et un second (21) circuits de filtrage d'impulsion d'un second type, pour transmettre les impulsions positives du signal d'horloge filtré (CLKOUT) avec un retard égal au second seuil (T2) et les impulsions négatives de ce signal avec un retard au moins égal au premier seuil (T1), les signaux en sortie de ces circuits de filtrage d'impulsion du second type étant transmis en entrée (58-59) des moyens d'inhibition des premiers moyens d'activation.

6. Circuit de filtrage selon l'une des

revendications précédentes, caractérisé en ce que les

premiers moyens d'activation comprennent une première (100) et une seconde (101) branches de traitement pour le traitement respectivement des impulsions positives et des impulsions négatives du signal d'horloge non

filtré (CLKIN).

7. Circuit de filtrage selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un circuit de filtrage d'impulsion du premier type comporte: - n inverseurs en cascade, - n condensateurs connectés entre les sorties respectives des inverseurs et la masse, - des moyens pour décharger les condensateurs connectés aux sorties des inverseurs de rang impair et pour charger les condensateurs connectés aux sorties des inverseurs de rang pair avec un courant constant (Il: figure 4).

8. Circuit de filtrage selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'un circuit de filtrage d'impulsion du second type comporte: - n inverseurs en cascade, - n condensateurs connectés entre les sorties respectives des inverseurs et la masse, - des moyens pour décharger les condensateurs connectés aux sorties des inverseurs de rang impair et pour charger les condensateurs connectés aux sorties des inverseurs de rang pair avec un premier courant constant (I2: figure 5) et des moyens pour charger les condensateurs connectés aux sorties des inverseurs de rang impair et pour décharger les condensateurs connectés aux sorties des inverseurs de rang pair avec

un second courant constant (Il: figure 5).