JP2000341260A - クロック位相同期回路及びその位相同期方法 - Google Patents

クロック位相同期回路及びその位相同期方法

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JP2000341260A
JP2000341260A JP11146876A JP14687699A JP2000341260A JP 2000341260 A JP2000341260 A JP 2000341260A JP 11146876 A JP11146876 A JP 11146876A JP 14687699 A JP14687699 A JP 14687699A JP 2000341260 A JP2000341260 A JP 2000341260A
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pulse
pulse signal
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clock
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Toyohiko Tamai
豊彦 玉井
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NEC Miyagi Ltd
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NEC Miyagi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力信号の位相と網同期回路内の自走クロッ
ク信号との位相合わせ込みを不要とする。 【解決手段】 周波数カウント部11は、入力信号15
のN倍の自走クロック信号14とロードパルス信号17
とを入力し、分周パルス信号18,19およびパルスカ
ウント値21を出力する。立ち上がりエッジ検出部12
は、入力信号15と自走クロック信号14とを入力し、
検出パルス信号20を出力する。ロードパルス生成部1
3は、分周パルス信号18,19およびパルスカウント
値21と検出パルス信号20とを入力し、出力クロック
信号16とロードパルス信号17とを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、クロック位相同期
回路に関し、特に周波数カウンタを使用して入力信号の
位相に合わせ込みを行うクロック位相同期回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】伝送装置の網同期回路においては一般
に、伝送路から入力される受信データより抽出した従属
クロックを入力信号とし、該入力信号の位相に網同期回
路内の自走クロックの位相を同期させるために、位相同
期ループ(Phase-Locked Loop;PLL)を用いたデジ
タル回路が使用されている。
【0003】図6は、従来のクロック位相同期回路を示
すブロック図である。図6を参照すると、従来のクロッ
ク位相同期回路は位相比較器1と,ループフィルタ2
と,電圧制御発振器3と,分周器4とにより構成され、
外部入力の基準周波数5と電圧制御発振器3の出力周波
数6との位相差を誤差電圧として電圧制御発振器3の発
振周波数を制御することにより、基準周波数5と出力周
波数6とが同一周波数,同一位相になるよう動作する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のクロッ
ク位相同期回路は、電圧制御発振器の発振周波数を入力
信号の周波数に対して常に一定に保つよう周波数制御さ
れる負帰還回路であり、さらに、出力信号の位相を入力
信号の位相に合わせ込むためにアクティブループフィル
タを使用し、該アクティブループフィルタ内の可変抵抗
器による実機での合わせ込みの作業を必要とする欠点を
有している。
【0005】本発明の目的は、入力信号のN倍の自走ク
ロックをディジタル的に分周する周波数カウンタ部を用
いて、位相の合わせ込み作業を不要とするクロック位相
同期回路を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のクロック位相同
期回路は、入力信号のN倍(Nは偶数倍の整数)の自走
クロック信号を入力し、ロードパルス信号の立ち上がり
をカウント初期値として分周パルス信号とパルスカウン
ト値とを生成する周波数カウンタ部と、前記入力信号の
立ち上がりエッジを前記自走クロック信号により検出し
て検出パルス信号を生成する立ち上がりエッジ検出部
と、前記検出パルス信号と前記分周パルス信号とを入力
し出力クロック信号と前記ロードパルス信号とを生成す
るロードパルス生成部とを備えたことを特徴としてい
る。
【0007】また、前記周波数カウンタ部が、前記自走
クロック信号をN分周し、前記ロードパルス信号の立ち
上がりをカウント初期値として前記自走クロック信号の
パルスカウントを始め、0から(N/2−3)の区間を
ハイレベルとする第1の分周パルス信号と、(N/2+
3)から(N−1)の区間をハイレベルとする第2の分
周パルス信号と、前記自走クロック信号の0から(N−
1)のクロックをカウントするパルスカウント値とを生
成することを特徴としている。
【0008】また、前記立ち上がりエッジ検出部が、前
記入力信号が立ち上がるエッジを前記自走クロック信号
により検出し、検出直後の前記自走クロック信号の1ク
ロック分をハイレベルとする検出パルス信号を生成する
ことを特徴としている。
【0009】さらに、前記ロードパルス生成部が、前記
パルスカウント値が0から(N/2−3)の区間に前記
検出パルス信号が検出されたときに、パルスカウント値
(N−2)を選択して前記入力信号の周期毎に前記自走
クロック信号の1クロック分前にシフトした前記ロード
パルス信号を生成し、前記パルスカウント値が(N/2
−2)から(N/2+2)の区間に前記検出パルス信号
が検出されたときに、パルスカウント値(N−1)を選
択して前記ロードパルス信号を生成し、前記パルスカウ
ント値が(N/2+3)から(N−1)の区間に前記検
出パルス信号が検出されたときに、パルスカウント値
(N)として次のカウント周期の(0)を選択して前記
入力信号の周期毎に前記自走クロック信号の1クロック
分後にシフトした前記ロードパルス信号を生成すること
を特徴としている。
【0010】また、入力信号のN倍(Nは偶数倍の整
数)の自走クロック信号を入力し、ロードパルス信号の
立ち上がりをカウント初期値として分周パルス信号とパ
ルスカウント値とを生成し、前記入力信号の立ち上がり
エッジを前記自走クロック信号により検出して検出パル
ス信号を生成し、前記検出パルス信号と前記分周パルス
信号とを入力し出力クロック信号と前記ロードパルス信
号とを生成する方法を特徴としている。
【0011】さらに、前記自走クロック信号をN分周
し、前記ロードパルス信号の立ち上がりをカウント初期
値として前記自走クロック信号のパルスカウントを始
め、0から(N/2−3)の区間をハイレベルとする第
1の分周パルス信号と、(N/2+3)から(N−1)
の区間をハイレベルとする第2の分周パルス信号と、前
記自走クロック信号の0から(N−1)のクロックをカ
ウントするパルスカウント値とを生成し、前記入力信号
が立ち上がるエッジを前記自走クロックにより検出し、
検出直後の前記自走クロック信号の1クロック分をハイ
レベルとする検出パルス信号を生成し、前記パルスカウ
ント値が0から(N/2−3)の区間に前記検出パルス
信号が検出されたときに、パルスカウント値(N−2)
を選択して前記入力信号の周期毎に前記自走クロック信
号の1クロック分前にシフトした前記ロードパルス信号
を生成し、前記パルスカウント値が(N/2−2)から
(N/2+2)の区間に前記検出パルス信号が検出され
たときに、パルスカウント値(N−1)を選択して前記
ロードパルス信号を生成し、前記パルスカウント値が
(N/2+3)から(N−1)の区間に前記検出パルス
信号が検出されたときに、パルスカウント値(N)とし
て次のカウント周期の(0)を選択して前記入力信号の
周期毎に前記自走クロック信号の1クロック分後にシフ
トした前記ロードパルス信号を生成する方法を特徴とし
ている。
【0012】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は本発明のクロック位
相同期回路の一つの実施の形態を示すブロック図であ
る。
【0013】図1に示す本実施の形態は、入力信号15
のN倍の自走クロック信号14を入力し分周パルス信号
(L1)18,(L2)19およびパルスカウント値2
1を出力する周波数カウンタ部11と、入力信号15の
立ち上がりエッジを自走クロック信号14により検出す
る立ち上がりエッジ検出部12と、立ち上がりエッジ検
出部12からの検出パルス信号(E1)20と、周波数
カウンタ部11からの分周出力(L1)18,(L2)
19および21とを入力して出力クロック信号16と周
波数カウンタ部11のカウント初期値を与えるロードパ
ルス信号17を生成するロードパルス生成部13とから
構成される。
【0014】出力クロック信号16の位相合わせ込み動
作は、入力信号15の立ち上がりエッジが自走クロック
のカウント値の一定範囲内となるようにロードパルス信
号17を1/Nクロックずつシフトすることにより、自
動的に行われる。
【0015】図2は図1に示す周波数カウンタ部の動作
を示すタイムチャート、図3は図1に示す立ち上がりエ
ッジ検出部の動作を示すタイムチャート、図4は図1に
示すロードパルス生成部の動作を示すタイムチャートで
ある。
【0016】次に、図1,図2,図3および図4を参照
して、本実施の形態の動作をより詳細に説明する。
【0017】周波数カウンタ部11では、自走クロック
信号14とロードパルス信号17とを入力とし、ロード
パルス信号17の立ち上がりエッジをカウント初期値と
し生成した分周パルス信号(L1)18,(L2)19
およびN個のパルスカウント値21[0から(N−
1)]を出力する。
【0018】立ち上がりエッジ検出部12では、入力信
号15と自走クロック信号14とを入力とし、入力信号
15の”L”(Lowレベル)から”H”(Highレ
ベル)への変化点を自走クロック信号14により検出し
て検出パルス信号(E1)20を出力する。
【0019】ロードパルス生成部13では、周波数カウ
ンタ部11から出力される分周パルス信号(L1)1
8,(L2)19およびパルスカウント値21[0から
(N−1)]と、立ち上がりエッジ検出部12から出力
された検出パルス信号(E1)20とを入力とし、出力
クロック信号16とロードパルス信号17とを出力す
る。
【0020】ここで、入力信号15と自走クロック信号
14とのクロック比率は1:Nである。
【0021】周波数カウンタ部11は、図2に示すよう
に、ロードパルス信号17の立ち上がりを初期値として
自走クロック信号14のパルスカウントを始め、カウン
トパルスのパルスカウント値21[0から(N−1)]
と、パルスカウント値21が0から(N/2−3)の区
間を”H”とする分周パルス信号(L1)18と、パル
スカウント値21が(N/2+3)から(N−1)の区
間を”H”とする分周パルス信号(L2)19と、を出
力する。
【0022】立ち上がりエッジ検出部12では、図3に
示すように、入力信号15が”L”から”H”へ立ち上
がるエッジを自走クロック信号14により検出し、自走
クロック信号14の検出直後の1クロック分を”H”と
する検出パルス信号(E1)20を出力する。
【0023】ロードパルス生成部13では、図4に示す
ように、分周パルス信号(L1)18が”H”となるパ
ルスカウント値21の0から(N/2−3)の区間に検
出パルス信号20の”H”が検出されたとき、パルスカ
ウント値21のカウント値(N−2)を選択しカウント
値(N−2)の1クロック分を”L”とするロードパル
ス信号17を出力する。また、分周パルス信号(L2)
19が”H”となるパルスカウント値21のカウント値
(N/2+3)から(N−1)の区間に検出パルス信号
20の”H”が検出されたとき、パルスカウント値21
のカウント値(N)として次のカウント周期のカウント
値(0)を選択しカウント値(0)の1クロック分を”
L”とするロードパルス信号17を出力する。さらに、
分周パルス信号(L1)18および分周パルス信号(L
2)19がどちらも、”L”となるパルスカウント値2
1の(N/2−2)から(N/2+2)の区間に検出パ
ルス信号(E1)20の”H”が検出されたとき、パル
スカウント値21のカウント値(N−1)を選択しカウ
ント値(N−1)の1クロック分を”L”とするロード
パルス信号17を出力する。
【0024】図5は、図1の各部動作をケース別に示す
タイムチャートである。
【0025】上述の通り、3つの動作ケースがあり、こ
れら3つのケースについての動作を図5を用いて次に示
す。
【0026】ケース1は、通常のロード位置であり、分
周パルス信号(L1)18及び分周パルス信号(L2)
19がどちらも、”L”となるパルスカウント値21の
カウント値(N/2−2)から(N/2+2)の区間
に、入力信号15の立ち上がりを示す自走クロック信号
14の1クロック分を”H”とする検出パルス信号(E
1)20が検出されたとき、ロードパルス信号17はパ
ルスカウント値21のカウント値(N−1)を選択す
る。
【0027】ケース2では、分周パルス信号(L1)1
8が”H”となるパルスカウント値21のカウント値が
0から(N/2−3)の区間に、入力信号15の立ち上
がりを示す自走クロック信号14の1クロック分を”
H”とする検出パルス信号(E1)20が検出されたと
きに、ケース1の通常のロード位置より自走クロック信
号14の1クロック分前にシフトした、パルスカウント
値21のカウント値(N−2)を選択し、入力信号15
の周期毎に自走クロック信号14の1クロック分前にシ
フトすることにより、ケース1の通常のロード位置にな
るまで継続する。
【0028】また、ケース3では、分周パルス信号(L
2)19が”H”となるパルスカウント値21のカウン
ト値が(N/2+3)から(N−1)の区間に、入力信
号15の立ち上がりを示す自走クロック信号14の1ク
ロック分を”H”とする検出パルス信号(E1)20が
検出されたときに、ケース1の通常のロード位置より自
走クロック信号14の1クロック分後にシフトした、パ
ルスカウント値21のカウント値(N)として次のカウ
ント周期のカウント値(0)を選択し、入力信号15の
周期毎に自走クロック信号14の1クロック分後にシフ
トすることにより、ケース1の通常のロード位置になる
まで継続する。
【0029】以上の方法により、入力信号15の位相に
自走クロック信号としての自走クロック信号16の位相
を合わせ込むことが可能となる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本クロック位相同
期回路は、入力信号の位相と自走クロック信号との位相
合わせ込みを周波数カウンタを用いて実現できるので、
アクティブループフィルタ内の可変抵抗器による実機で
の合わせ込み作業を不要にできるという効果を有してい
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のクロック位相同期回路の一つの実施の
形態を示すブロック図である。
【図2】図1に示す周波数カウンタ部の動作を示すタイ
ムチャートである。
【図3】図1に示す立ち上がりエッジ検出部の動作を示
すタイムチャートである。
【図4】図1に示すロードパルス生成部の動作を示すタ
イムチャートである。
【図5】図1の各部動作をケース別に示すタイムチャー
トである。
【図6】従来のクロック位相同期回路を示すブロック図
である。
【符号の説明】
1 位相比較器 2 ループフィルタ 3 電圧制御発振器 4 分周器 5 基準周波数 6 出力周波数 11 周波数カウンタ部 12 立ち上がりエッジ検出部 13 ロードパルス生成部 14 自走クロック信号 15 入力信号 16 出力クロック信号 17 ロードパルス信号 18,19 分周パルス信号 20 検出パルス信号 21 パルスカウント値

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号のN倍(Nは偶数倍の整数)の
    自走クロック信号を入力し、ロードパルス信号の立ち上
    がりをカウント初期値として分周パルス信号とパルスカ
    ウント値とを生成する周波数カウンタ部と、前記入力信
    号の立ち上がりエッジを前記自走クロック信号により検
    出して検出パルス信号を生成する立ち上がりエッジ検出
    部と、前記検出パルス信号と前記分周パルス信号とを入
    力し出力クロック信号と前記ロードパルス信号とを生成
    するロードパルス生成部とを備えたことを特徴とするク
    ロック位相同期回路。
  2. 【請求項2】 前記周波数カウンタ部が、前記自走クロ
    ック信号をN分周し、前記ロードパルス信号の立ち上が
    りをカウント初期値として前記自走クロック信号のパル
    スカウントを始め、0から(N/2−3)の区間をハイ
    レベルとする第1の分周パルス信号と、(N/2+3)
    から(N−1)の区間をハイレベルとする第2の分周パ
    ルス信号と、前記自走クロック信号の0から(N−1)
    のクロックをカウントするパルスカウント値とを生成す
    ることを特徴とする請求項1記載のクロック位相同期回
    路。
  3. 【請求項3】 前記立ち上がりエッジ検出部が、前記入
    力信号が立ち上がるエッジを前記自走クロック信号によ
    り検出し、検出直後の前記自走クロック信号の1クロッ
    ク分をハイレベルとする検出パルス信号を生成すること
    を特徴とする請求項1又は請求項2記載のクロック位相
    同期回路。
  4. 【請求項4】 前記ロードパルス生成部が、前記パルス
    カウント値が0から(N/2−3)の区間に前記検出パ
    ルス信号が検出されたときに、パルスカウント値(N−
    2)を選択して前記入力信号の周期毎に前記自走クロッ
    ク信号の1クロック分前にシフトした前記ロードパルス
    信号を生成し、前記パルスカウント値が(N/2−2)
    から(N/2+2)の区間に前記検出パルス信号が検出
    されたときに、パルスカウント値(N−1)を選択して
    前記ロードパルス信号を生成し、前記パルスカウント値
    が(N/2+3)から(N−1)の区間に前記検出パル
    ス信号が検出されたときに、パルスカウント値(N)と
    して次のカウント周期の(0)を選択して前記入力信号
    の周期毎に前記自走クロック信号の1クロック分後にシ
    フトした前記ロードパルス信号を生成することを特徴と
    する請求項1,2又は3記載のクロック位相同期回路。
  5. 【請求項5】 入力信号のN倍(Nは偶数倍の整数)の
    自走クロック信号を入力し、ロードパルス信号の立ち上
    がりをカウント初期値として分周パルス信号とパルスカ
    ウント値とを生成し、前記入力信号の立ち上がりエッジ
    を前記自走クロック信号により検出して検出パルス信号
    を生成し、前記検出パルス信号と前記分周パルス信号と
    を入力し出力クロック信号と前記ロードパルス信号とを
    生成することを特徴とする位相同期方法。
  6. 【請求項6】 前記自走クロック信号をN分周し、前記
    ロードパルス信号の立ち上がりをカウント初期値として
    前記自走クロック信号のパルスカウントを始め、0から
    (N/2−3)の区間をハイレベルとする第1の分周パ
    ルス信号と、(N/2+3)から(N−1)の区間をハ
    イレベルとする第2の分周パルス信号と、前記自走クロ
    ック信号の0から(N−1)のクロックをカウントする
    パルスカウント値とを生成し、前記入力信号が立ち上が
    るエッジを前記自走クロックにより検出し、検出直後の
    前記自走クロック信号の1クロック分をハイレベルとす
    る検出パルス信号を生成し、前記パルスカウント値が0
    から(N/2−3)の区間に前記検出パルス信号が検出
    されたときに、パルスカウント値(N−2)を選択して
    前記入力信号の周期毎に前記自走クロック信号の1クロ
    ック分前にシフトした前記ロードパルス信号を生成し、
    前記パルスカウント値が(N/2−2)から(N/2+
    2)の区間に前記検出パルス信号が検出されたときに、
    パルスカウント値(N−1)を選択して前記ロードパル
    ス信号を生成し、前記パルスカウント値が(N/2+
    3)から(N−1)の区間に前記検出パルス信号が検出
    されたときに、パルスカウント値(N)として次のカウ
    ント周期の(0)を選択して前記入力信号の周期毎に前
    記自走クロック信号の1クロック分後にシフトした前記
    ロードパルス信号を生成することを特徴とする請求項5
    記載の位相同期方法。
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