JP2005006170A - Device for automatically adjusting duty cycle - Google Patents

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JP2005006170A JP2003169285A JP2003169285A JP2005006170A JP 2005006170 A JP2005006170 A JP 2005006170A JP 2003169285 A JP2003169285 A JP 2003169285A JP 2003169285 A JP2003169285 A JP 2003169285A JP 2005006170 A JP2005006170 A JP 2005006170A
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Takaaki Tsushima
貴晃 津嶋
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a duty cycle automatic adjusting device capable of automatically adjusting the duty cycle of a clock signal in a receiving side device. <P>SOLUTION: This duty cycle automatic adjusting device for receiving the clock signal from the outside and adjusting the ratio of the duty cycle of the clock signal is provided with a frequency dividing means for applying 1/2 frequency division to the clock signal, and a duty cycle adjusting means for equally adjusting the ratio of duty cycles of an intermediate timing signal in a high period, an intermediate timing signal in a low period and the clock signal. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デューティー比自動調整装置に関し、例えば、他装置からクロック信号の供給を受けてそのクロック信号に基づいて調整したクロック信号を使用する受信側装置が備えるクロック信号のデューティー比(Duty比)調整装置に適用することができる。
【0002】
【従来の技術】
従来、ディジタル電子回路装置において、外部から供給されたクロック信号のデューティー比を整える技術として、以下に示すようなものがある。
【0003】
(1)あらかじめ、受信側装置で必要とするクロック信号の2倍の周波数を送出側装置から送出させ、受信側装置において、そのクロック信号の2倍の周波数を分周して使用することにより、伝送路上での波形崩れ(デューティー比の偏り)を無視することができるようにする。
【0004】
(2)受信側装置がPLL回路を備え、このPLL回路を使用して、受信側装置内で発振させた精度の高いクロック信号に基づいて、外部からのクロック信号に同期させて使用する。
【0005】
(3)伝送路上での波形歪みの範囲を規定し、大きなマージンをとって設計する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、ディジタル電子回路装置の高周波数のクロック化が激しくなり、EMI(E1ectromagnetic Interference:電磁波障害)を考慮した設計の必要性が高まっている。
【0007】
特に、バックボードや装置間のケーブルに流れるクロック信号は、EMIに大きな影響を与えるため、EMIフィルタやダンピング抵抗等を用いて、クロック信号の高周波成分を取り除き、矩形波形から正弦波形に近い形に波形をなまらせて使用するのが一般的である。
【0008】
しかし、受信側装置において、クロック信号の振幅範囲に対してレシーバICのしきい値を中心電位に保つ事は難しく、レシーバICの出力側で再び矩形波に戻ったクロック信号は、デューティー比が崩れることになる。
【0009】
図2は、クロック信号のデューティー比が変化するようすを説明する説明図である。
【0010】
図2において、原信号(A)が伝送路に送出する場合、(B)に示すように、クロック信号はなまった波形として送出される。そして、受信側装置において、レシーバICのしきい値に基づいて、その受信したクロック信号が矩形波形に再現されるが、そのしきい値が必ずしもデューティー比を50%にするような位置に設定することができるとは限らない。
【0011】
特に、同じ回路を縦続接続するような装置構成の場合、後段の装置へ伝達する毎に同じ方向にデューティー比が偏って行くことになり、いずれ破綻してしまう。
【0012】
また、LSIやFPGAの設計で行われる論理シミュレーションは、クロック信号のデューティー比が50%という前提でしか行われていないことが多く、デューティー比の偏りは予期せぬ誤動作の原因にもなる。
【0013】
これを回避するために、上述したような従来技術により、クロック信号のデューティー比が50%になるように調整されるが、上述した従来技術は、以下のような問題がある。
【0014】
(1)送出側装置は、受信側装置に対してクロック信号の2倍の周波数を送出する必要があるため、EMIの特性が悪くなるという問題がある。また、送出側装置と受信側装置との間の対応関係が必要となるため、送出側装置が受信側装置と異なる他社製品である場合は、適用することができないという問題がある。
【0015】
(2)受信側装置がPLL回路を使用することから最も高い精度のクロック信号が期待出来るが、PLL回路に使用する電圧制御発振器(VCO)のコストが非常に高いという問題がある。また、回路が複雑になりやすく、大きな基板面積を消費してしまうという問題がある。
【0016】
(3)設計の自由度が低くなり、設計が困難になる。また、送出側装置の特性や伝送路の特性が既知の場合にしか適用できず、送出側装置に設計変更が生じた場合等に大きく影響を受けてしまうという問題がある。
【0017】
そのため、上記課題を解決すべく、受信側装置内でクロック信号のデューティー比の自動調整を行うデューティー比自動調整装置が求められている。
【0018】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、本発明のデューティー比自動調整装置は、外部からデューティー比が偏ったクロック信号を受け取り、そのクロック信号のデューティー比の比率を等しく調整するデューティー比自動調整装置において、外部からのクロック信号の周波数を1/2分周する分周手段と、分周手段からの分周信号に含まれる高周波成分を除去する高周波成分除去手段と、分周信号のHigh期間に、高周波成分除去手段からの出力波形の電位がしきい値以上となる期間としきい値未満となる期間とが等しくなるように、当該出力波形の直流成分を調整する第1の電圧制御手段と、分周信号のLow期間に、高周波成分除去手段からの出力波形の電位がしきい値以上となる期間としきい値未満となる期間とが等しくなるように、当該出力波形の直流成分を調整する第2の電圧制御手段と、第1の電圧制御手段から上記分周信号のHigh期間での中間タイミング信号と、第2の電圧制御手段から上記分周信号のLow期間での中間タイミング信号とに基づいて、クロック信号のデューティー比の比率を等しく調整するデューティー比調整手段とを備えることを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
(A)第1の実施形態
本発明のデューティー比自動調整装置の第1の実施形態について、図面を参照して説明する。
【0020】
本実施形態は、送出側装置から供給されたクロック信号に基づいて、受信側のディジタル電子回路内で、クロック信号のデューティー(Duty)比の比率が等しく(すなわち、デューティー比が50%)なるように調整するデューティー比自動調整装置に適用した場合である。
【0021】
なお、本実施形態では、入力クロック信号の周波数が8MHzであるとして説明する。
【0022】
(A−1)第1の実施形態の構成
図5は、本実施形態のデューティー比自動調整装置の機能構成を示したブロック図である。また、図1は、本実施形態のデューティー比自動調整装置の回路構成を示した回路図である。以下では、図1及び図5を参照しながら詳説する。
【0023】
図5に示すように、本実施形態のデューティー比自動調整装置100は、1/2分周回路部2と、ローパスフィルタ(LPF)部3と、タイミング調整回路部4及び5と、出力クロック(CLK)合成回路部6とを有する。
【0024】
1/2分周回路部2は、入力信号(CLKIN)をCLKIN端子1から受け取り、その入力信号(CLKIN)の周波数に対して1/2分周を行ない、正規化した非反転出力信号1/2CLKを生成するものである。
【0025】
図1に示すように、D型フリップフロップD−FF21のCK入力端子は、CLKIN端子1と接続しており、Q出力端子は、タイミング調整回路部5と接続している。また、D型フリップフロップD−FF21のQ(バー)反転出力端子は、LPF部3に接続している。D型フリップフロップD−FF21は、入力信号(CLKIN)の立ち下がりエッジ毎に、非反転出力信号1/2CLKを反転させて、Q(バー)反転出力端子から反転出力信号1/2CLK_NをLPF部3に出力する。
【0026】
また、D型フリップフロップD−FF21のQ(バー)反転出力端子は、D型フリップフロップD−FF21自身のD入力端子に接続しており、反転出力信号1/2CLK_NをD入力端子に帰還する。
【0027】
なお、本実施形態の1/2分周回路部2は、D型フリップフロップD−FF21を備えることとして、Q(バー)反転出力端子からの反転出力信号1/2CLK_Nを帰還させるものとして示しているが、入力信号(CLKIN)の周波数を分周することができればT型フリップフロップや、又カウンタを用いても良い。
【0028】
また、図1において、帰還抵抗22(220Ω)は、反転出力信号1/2CLK_Nを遅延させて、ダブルクロックの発生を防ぐためのものである。このダブルクロックとは、入力信号(CLKIN)に含まれているノイズや反射波などの影響により、入力信号(CLKIN)の反転時に出力信号が2回反転してしまう現象をいう。
【0029】
また、1/2分周回路部2は、Q出力端子から出力される非反転出力信号1/2CLKをタイミング調整回路部5に与え、又Q(バー)出力端子から出力される反転出力信号1/2CLK_Nをタイミング調整回路部4に与える。
【0030】
LPF部3は、1/2分周回路部2から反転出力信号1/2CLK_Nを受け取り、この反転出力信号1/2CLK_Nの高周波成分を除去するものである。また、LPF部3は、タイミング調整回路部4及び5と接続しており、反転出力信号1/2CLK_Nの高周波成分を除去した信号を与えるものである。
【0031】
LPF部3は、図1に示すように、単純なCRによるラグフィルタとしているが、別のLPFを用いても良い。
【0032】
なお、LPF部3は、抵抗31(47Ω)とコンデンサ32(560pF)とを有するものとして示しているが、これは、周波数8MHzのクロック信号を想定した場合であるためであり、使用するクロックの周波数に応じて、抵抗値やコンデンサの値を調整する必要がある。
【0033】
また、LPF部3から出力される出力電位Voutは、下記式のようなものとなる。
【0034】

Figure 2005006170
タイミング調整回路部4は、LPF部3から高周波成分が除去された反転出力信号1/2CLK_Nと、1/2分周回路2から反転出力信号1/2CLK_Nとを受け取り、非反転出力信号1/2CLKがHighである期間に対し、この期間がちょうど中間となるタイミングを生成するものである。また、タイミング調整回路部4は、非反転出力信号1/2CLKのHighである期間の中間となるタイミングを生成し、その生成したタイミングで立ち上がる信号を出力CLK合成回路部6に与える。
【0035】
図5に示すように、タイミング調整回路部4は、直流成分除去部42と、ノイズ除去部43と、チャージポンプ部41とを有している。
【0036】
直流成分除去部42は、LPF部3からの反転出力信号1/2CLK_Nを受け取り、その反転出力信号1/2CLK_Nの直流成分を除去するものである。また、直流成分除去部42は、直流成分を除去した反転出力信号1/2CLK_Nをノイズ除去部に与えるものである。
【0037】
図1に示すように、直流成分除去部42は、LPF部3と接続するコンデンサ421を有する。
【0038】
ノイズ除去部43は、直流成分除去部42からの反転出力信号1/2CLK_Nに、チャージポンプ部41からの直流電位が調整された直流成分を付加した信号を受け取り、その直流成分を付加した信号のノイズ成分を除去するフィルタである。ノイズ除去部43は、ノイズ成分を除去した出力信号をチャージポンプ部41に与える。
【0039】
ここで、出力信号に付加する直流成分は、反転出力信号1/2CLKのHigh期間がちょうど中間となるタイミングを生成するように、チャージポンプ部41によりその直流電位を調整されたものである。すなわち、チャージポンプ部41から直流電位が調整された直流成分が負帰還され、この直流成分を直流成分除去部42からの出力信号に付加したものをノイズ除去部43は取り入れる。
【0040】
チャージポンプ部41は、ノイズ除去部43からノイズが除去された出力信号を受け取り、また1/2分周回路部2からの反転出力信号1/2CLK_Nを反転したものを取り込み、反転出力信号1/2CLKのHigh期間において、ノイズ除去部43からの直流成分を付加した出力信号について、しきい値以上の電位となる期間(図3(D)のT1期間)と、しきい値未満の電位となる期間(図3(D)のT2期間)とが一致するようなタイミングを生成するものである。
【0041】
すなわち、チャージポンプ部4は、予め設定された一定のしきい値を有しており、非反転出力信号1/2CLKのHigh期間の中間点となる時点を捉えるために電圧制御するものであり、この制御電圧(直流成分)をタイミング調整回路部4の入力側に負帰還させて入力信号に付加させるものである。
【0042】
図1に示すように、チャージポンプ部41は、トライステート反転出力バッファ411と、直流電位制御する抵抗412及びコンデンサ413と、コレクタ接地回路414とを有する。
【0043】
トライステート反転出力バッファ411は、ノイズ除去部43である抵抗43及びコンデンサ44と接続しており、ノイズ除去部43からノイズが除去された直流成分が付加された信号を受け取り、また、1/2分周回路部2から1/2CLK_Nを反転したものを取りこみ、一定のしきい値に基づいて反転出力を行なうものである。
【0044】
すなわち、トライステート反転出力バッファ411は、ノイズ除去部43から直流電位が付加された信号の電位が、しきい値以上である場合はLowとして出力し、しきい値未満である場合はHighとして出力する。
【0045】
トライステート反転出力バッファ411は、チャージポンプ部41から出力される直流電位が高い場合、しきい値が一定であるので、しきい値以上の電位となる期間が長くなり、しきい値未満となる期間が短くなる。また、トライステート反転出力バッファ411は、チャージポンプ部41から出力される直流電位が低い場合、しきい値以上の電位となる期間が短くなり、しきい値未満となる期間が長くなる。
【0046】
なお、本実施形態では、トライステート反転出力バッファ411としてバイポーラ(規格74ALS240)を使用する。
【0047】
直流電位制御部である抵抗412及びコンデンサ413は、トライステート反転出力バッファ411からの出力電位に応じて、電位を調整制御するものである。つまり、抵抗412及びコンデンサ413は、トライステート反転出力バッファ411からの出力電位がLowである場合、コンデンサ413に蓄積されている電荷が流出し、Highである場合、コンデンサ413に電荷が流入することで電位を調整制御する。
【0048】
コレクタ接地回路414は、インピーダンスを変換するものである。
【0049】
また、タイミング調整回路部5は、LPF部3から高周波成分が除去された反転出力信号1/2CLK_Nと、1/2分周回路2から非反転出力信号1/2CLKとを受け取り、非反転出力信号1/2CLKがLowである期間に対し、この期間がちょうど中間となるタイミングを生成するものである。また、タイミング調整管理5は、非反転出力信号1/2CLKのLowである期間の中間となるタイミングを生成し、その生成したタイミングを出力CLK合成回路部6に与える。
【0050】
タイミング調整回路部5も、直流成分除去部52と、ノイズ除去部53と、チャージポンプ部51とを有しており、これら構成要件の機能はタイミング調整回路部4の各構成要件と対応するものである。
【0051】
チャージポンプ部51は、ノイズ除去部53からノイズが除去された出力信号を受け取り、また1/2分周回路部2からの非反転出力信号1/2CLKを反転したものを取り込み、非反転出力信号1/2CLKのLow期間において、ノイズ除去部53からの直流成分を付加した出力信号について、しきい値以上の電位となる期間(図3(D)のT3期間)と、しきい値未満の電位となる期間(図3(D)のT4期間)とが一致するようなタイミングを生成するものである。
【0052】
出力クロック合成回路部6は、タイミング調整回路部4から非反転出力信号1/2CLKのHigh期間の中間となるタイミングと、タイミング調整回路部5から非反転出力信号1/2CLKのLow期間の中間となるタイミングとを受け取り、また、1/2分周回路2から反転出力信号1/2CLK及び非反転出力信号1/2CLK_Nを受け取り、これらを合成して非反転出力信号1/2CLKの2倍の周波数のクロック信号(すなわち、CLKIN端子1に入力した入力信号(CLKIN)と同じ周波数のクロック信号)であって、そのクロック信号のデューティー比の比率が等しく(すなわち、デューティー比が50%)調整したクロック信号を出力するものである。
【0053】
図1に示すように、出力クロック合成回路部6は、タイミング調整回路部5からの出力信号を反転した信号と1/2分周回路部2からの反転出力信号1/2CLK_Nとに基づいて論理積をとる論理積回路61と、タイミング調整回路部4からの出力信号と1/2分周回路2部からの非反転出力信号1/2CLKとに基づいて論理積をする論理積回路62と、論理積回路61及び62からの出力に基づいて排他的論理和をする排他的論理和回路63とを有するものである。
【0054】
出力クロック合成回路部6は、図1に示すように論理ゲートであるので、FPGAの内部で構成するようにしてもよい。
【0055】
(A−2)第1の実施形態の動作
次に、第1の実施形態のデューティー比自動調整装置の動作について図面を参照して説明する。
【0056】
なお、図3は、第1の実施形態のデューティー比自動調整装置の動作を示すフローチャートであり、図3も参照しながら説明する。
【0057】
図3(A)に示すように、CLKIN端子1からの入力信号が、D型フリップフロップD−FF21に与えられ、その入力信号の周波数が1/2に分周され、非反転出力信号1/2CLKが、D型フリップフロップD−FF21のQ出力端子から出力される。
【0058】
図3(B)及び(C)に示すように、D型フリップフロップD−FF21において、入力信号の立ち上がりエッジ毎に非反転出力信号1/2CLKが反転されて、反転出力信号1/2CLK_Nが、D型フリップフロップD−FF21のQ(バー)出力端子からLPF部3に与えられる。
【0059】
また、この反転出力信号1/2CLK_Nは、D型フリップフロップD−FF21のD入力端子に帰還される。
【0060】
D型フリップフロップD−FF21から与えられた反転出力信号1/2CLKは、LPF部3において、高周波成分が除去されてタイミング調整回路部4及び5に与えられる。
【0061】
タイミング調整回路部4において、LPF部3からの出力信号は、直流成分除去部42であるコンデンサ421により直流成分が除去される。
【0062】
反転出力信号1/2CLK_Nに含まれる直流成分が除去された出力は、図3(D)に示すように、チャージポンプ部41から直流電位が調整された直流成分が付加されて、その直流成分が付加された出力信号が、ノイズ除去部43である抵抗431及びコンデンサ432に与えられ、ノイズが除去される。
【0063】
ノイズ除去部43からの出力信号は、チャージポンプ部41の論理否定回路411に与えられる。
【0064】
トライステート反転出力バッファ411において、一定のしきい値に基づいて、ノイズ除去部43からの出力電位に応じた論理否定が行われる。
【0065】
つまり、トライステート反転出力バッファ411において、ノイズ除去部43からの出力について付加されている直流電位が高い場合、トライステート反転出力バッファ411のしきい値は一定であるため、トライステート反転出力バッファ411からの出力は、図3(D)に示すT1の期間(すなわち、電位がしきい値以上である期間)が、図3(D)に示すT2の期間(すなわち、電位がしきい値未満である期間)よりも長くなるように出力される。
【0066】
また、ノイズ除去部43からの出力について付加されている直流電位が低い場合、トライステート反転出力バッファ411からの出力は、図3(D)に示すT2の期間(すなわち、電位がしきい値未満である期間)が、図3(D)に示すT1の期間(すなわち、電位がしきい値以上である期間)よりも長くなるように出力される。
【0067】
電流電位制御部である抵抗412及びコンデンサ413により、トライステート反転出力バッファ411からの出力電位に応じた電荷が制御される。
【0068】
すなわち、トライステート反転出力バッファ411からの出力電位がLowである場合(図3(D)のT1の期間)、コンデンサ413から電荷が流出し、トライステート反転出力バッファ411からの出力電位がHighである場合(図3(D)のT2の期間)、コンデンサ413に電荷が流入する(図3(E))。
【0069】
コンデンサ413の電荷の増減によるコンデンサの電極間の電圧は、コレクタ接地回路414によりインピーダンス変換が行われ、直流成分が直流成分除去部421の出力に対して負帰還される。
【0070】
例えば、チャージポンプ部41において、非反転出力信号1/2CLKのHigh期間で、チャージポンプ部41への入力信号に付加されている直流電位が高い場合、すなわちT1の期間がT2に対して長い場合を例にして説明する。
【0071】
この場合、トライステート反転出力バッファ411からの出力電位について、highとなる期間よりlowとなる期間の方が長くなり、これは、チャージポンプ部41のコンデンサ413ヘ電荷が流入する時間に対し電荷が流出する時間が長くなることとなる(図3(E))。
【0072】
従って、コンデンサ413の電荷は減少し、電極間の電圧も下がる。この電圧は、後段のコレクタ接地回路414によってインピーダンス変換され、チャージポンプ部41の入力側へ帰還することにより、LPF部3からの出力(図3(D)に示す出力)に付加される直流電位が下がることになる。
【0073】
また例えば、チャージポンプ部41において、非反転出力信号1/2CLKのHigh期間で、チャージポンプ部41への入力信号に付加されている直流電位が低い場合、すなわちT1の期間がT2に対して短い場合は、トライステート反転出力バッファ411からの出力電位について、highとなる期間よりlowとなる期間の方が短くなり、これは、チャージポンプ部41のコンデンサ413ヘ電荷が流入する時間に対し電荷が流出する時間が短くなることとなる。
【0074】
従って、コンデンサ413の電荷は増加し、電極間の電圧も上がるので、この電圧は、後段のコレクタ接地回路414によってインピーダンス変換され、チャージポンプ41の入力側へ帰還することにより、LPF部3からの出力(図3(D)に示す出力)に付加される直流電位が上がることになる。
【0075】
また、チャージポンプ部41において、非反転出力信号1/2CLKのLow期間は、トライステート反転出力バッファ411の出力はハイインピーダンスとなり、コンデンサ413の電荷は流入も流出もせず、そのときの状態に保持される(図3(E))。
【0076】
このような動作を繰り返す事によって、チャージポンプ部41からの出力はちょうどT1の期間=T2の期間となるようなタイミングが自動的に制御されて、出力CLK合成回路部6に出力される(図G)。
【0077】
また、LPF部3からの出力信号は、タイミング調整回路部5にも与えられ、タイミング調整回路部5において、非反転出力信号1/2CLKのLow期間に対して、中間となるようなタイミングが自動的に制御されて、出力CLK合成回路部6に出力される(図3(F)及び(H))。
【0078】
1/2分周回路部2からの非反転出力信号1/2CLK及び反転出力信号1/2CLK_Nと、タイミング調整回路部4からの非反転出力1/2CLKのHigh期間の中間となる出力信号及びタイミング調整回路部5からの非反転出力1/2CLKのLow期間の中間となる出力信号とを受け取り、これらの信号に基づいて、非反転出力信号1/2CLKの2倍の周波数であり、デューティー比が50%に調整されたクロック信号が出力される(図3(I))。
【0079】
(A−3)第1の実施形態の効果
以上、本実施形態によれば、出力CLK合成回路部6からクロック信号が出力されるまでの過程で、出力されるクロック信号以上の周波数を持つクロック信号を発生させていないため、EMIの特性を損なうことなくデューティー比の整ったクロック信号を得ることができる。
【0080】
また、本実施形態によれば、PLL回路を備える必要がないので、回路構成を安価にすることができ、PLL回路を備える場合に比べて非常に低コストで構成させることができる。また、出力CLK合成回路部6の論理ゲートの部分についてFPGAの空きゲート等を利用することもでき、装置の実装面積も非常に小さくすることができる。
【0081】
さらに、本実施形態によれば、装置の初段に1/2分周回路部2を備え、入力信号(CLKIN)を分周して、入力信号(CLKIN)を正規化することができるため、入力信号(CLKIN)のデューティー比の偏り具合に変動があったとしても、出力クロック信号は全く影響を受けずに済むことができる。
【0082】
(B)他の実施形態
(B−1)上述した実施形態のデューティー比自動調整装置は、他装置から供給されたクロック信号に基づいて動作するディジタル電子回路に広く適用することができる。
【0083】
特に、外部からのクロック信号を分周することなく使用する電子回路装置や、外部からのクロック信号を逓倍して使用する電子回路装置や、又は縦続接続する複数の装置が後段の装置へ同じクロック信号を分配する電子回路装置に適用することができる。
【0084】
(B−2)上述したデューティー比自動調整装置を縦続接続する装置に適用した場合の例を図4に示す。
【0085】
図4は、縦続接続する6台のマルチキャビネット型PBX(Private Branch Exchnge)8−1〜8−6に、デューティー比自動調整装置100−2〜100−6を備えさせた場合の全体概念を示したものである。
【0086】
従来では、各マルチキャビネット型PBX8−1〜8−6は、それぞれPLL回路を備えることが必要であった。
【0087】
しかし、図4に示すように、6台のマルチキャビネット型PBX8−1〜8−6のうち、外部から網同期クロックを最初に供給されるマルチキャビネット型PBX8−1が、PLL回路9を備えこととし、それ以降の後段のマルチキャビネット型PBX8−2〜8−6が、上述した実施形態のデューティー比自動調整回路100−2〜100−6を備えるものとすることで、各マルチキャビネット型PBX8−2〜8−6が高価で取扱の難しいPLL回路を備えることなく安定したクロック信号を後段のマルチキャビネット型PBXに供給することが可能となる。
【0088】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、外部からのクロック信号を調整する過程で出力クロック信号以上の周波数を持つクロック信号を発生させずにクロック信号のデューティー比の比率を等しく調整できるので、EMIの特性を損なうことない。
【0089】
また、本発明によれば、受信側装置がPLL回路を備える必要がないので、PLL回路を備える場合に比べて非常に低コストで構成させることができ、又装置の実装面積も非常に小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態のデューティー比自動調整装置の回路構成を示した回路図である。
【図2】送出側装置から送出されるクロック信号の波形が変形する様子を示す説明図である。
【図3】第1の実施形態のデューティー比自動調整装置の動作を示すタイムチャートである。
【図4】他の実施形態に利用した場合の全体構成図である。
【図5】第1の実施形態のデューティー比自動調整装置の内部構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
100…デューティー比自動調整装置、2…1/2分周回路部、3…LPF部、
4…タイミング調整回路部、5…タイミング調整回路部、
6出力クロック(CLK)合成回路部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic duty ratio adjustment device, for example, a duty ratio (duty ratio) of a clock signal provided in a receiving side device that uses a clock signal supplied from another device and uses the clock signal adjusted based on the clock signal. It can be applied to an adjusting device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a digital electronic circuit device, there are the following techniques for adjusting the duty ratio of a clock signal supplied from the outside.
[0003]
(1) By sending a frequency twice as high as that of the clock signal required by the receiving side device from the sending side device in advance and dividing and using the frequency twice that of the clock signal in the receiving side device, Waveform collapse (duty ratio deviation) on the transmission line can be ignored.
[0004]
(2) The receiving side device includes a PLL circuit, and the PLL circuit is used in synchronization with an external clock signal based on a highly accurate clock signal oscillated in the receiving side device.
[0005]
(3) Define the range of waveform distortion on the transmission line and design with a large margin.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in recent years, high frequency clocking of digital electronic circuit devices has become violent, and the need for a design that takes into account EMI (Electromagnetic Interference) is increasing.
[0007]
In particular, the clock signal flowing in the cable between the backboard and the device has a large influence on EMI. Therefore, the high frequency component of the clock signal is removed by using an EMI filter, a damping resistor, or the like, so that the rectangular waveform approximates a sine waveform. It is common to use a waved waveform.
[0008]
However, in the receiving side device, it is difficult to keep the threshold value of the receiver IC at the center potential with respect to the amplitude range of the clock signal, and the duty ratio of the clock signal that has returned to the rectangular wave again on the output side of the receiver IC is lost. It will be.
[0009]
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining how the duty ratio of the clock signal changes.
[0010]
In FIG. 2, when the original signal (A) is sent to the transmission line, the clock signal is sent as a rounded waveform as shown in (B). In the receiving apparatus, the received clock signal is reproduced in a rectangular waveform based on the threshold value of the receiver IC, but the threshold value is set to a position where the duty ratio is necessarily 50%. It is not always possible.
[0011]
In particular, in the case of a device configuration in which the same circuit is connected in cascade, the duty ratio is biased in the same direction every time it is transmitted to a subsequent device, which eventually breaks down.
[0012]
In addition, logic simulation performed in LSI and FPGA design is often performed only on the assumption that the duty ratio of the clock signal is 50%, and the deviation of the duty ratio may cause an unexpected malfunction.
[0013]
In order to avoid this, the conventional technique as described above is adjusted so that the duty ratio of the clock signal is 50%. However, the above-described conventional technique has the following problems.
[0014]
(1) Since the sending side device needs to send a frequency twice as high as the clock signal to the receiving side device, there is a problem that the EMI characteristics deteriorate. In addition, since a correspondence relationship between the transmission-side device and the reception-side device is required, there is a problem that the transmission-side device cannot be applied when the transmission-side device is a different product from the reception-side device.
[0015]
(2) Although the clock signal with the highest accuracy can be expected because the receiving side apparatus uses the PLL circuit, there is a problem that the cost of the voltage controlled oscillator (VCO) used for the PLL circuit is very high. Further, there is a problem that the circuit is likely to be complicated and consumes a large substrate area.
[0016]
(3) The degree of freedom in design becomes low and the design becomes difficult. Further, it can be applied only when the characteristics of the transmission side device and the characteristics of the transmission path are known, and there is a problem that it is greatly affected when a design change occurs in the transmission side device.
[0017]
Therefore, in order to solve the above-described problems, there is a need for an automatic duty ratio adjusting device that automatically adjusts the duty ratio of a clock signal in the receiving side device.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, the automatic duty ratio adjustment device of the present invention receives a clock signal with a biased duty ratio from the outside, and in the duty ratio automatic adjustment device that adjusts the ratio of the duty ratio of the clock signal equally, The frequency dividing means for dividing the frequency of the clock signal from the frequency divider by 1/2, the high frequency component removing means for removing the high frequency component contained in the frequency divided signal from the frequency dividing means, and the high frequency component during the High period of the frequency divided signal First voltage control means for adjusting the direct current component of the output waveform so that the period in which the potential of the output waveform from the removing means is equal to or greater than the threshold and the period in which the potential is less than the threshold are equal; In the Low period, the period in which the potential of the output waveform from the high frequency component removing means is equal to or higher than the threshold and the period in which the potential is lower than the threshold are equal A second voltage control means for adjusting a direct current component of the force waveform; an intermediate timing signal in the High period of the frequency-divided signal from the first voltage control means; and a low-level signal of the frequency-divided signal from the second voltage control means. And duty ratio adjusting means for adjusting the ratio of the duty ratio of the clock signal equally based on the intermediate timing signal in the period.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(A) First embodiment
A first embodiment of an automatic duty ratio adjusting device of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
In this embodiment, the ratio of the duty ratio of the clock signal is equal (that is, the duty ratio is 50%) in the digital electronic circuit on the reception side based on the clock signal supplied from the transmission side device. This is a case where the present invention is applied to an automatic duty ratio adjusting device that adjusts to.
[0021]
In the present embodiment, the frequency of the input clock signal is assumed to be 8 MHz.
[0022]
(A-1) Configuration of the first embodiment
FIG. 5 is a block diagram showing a functional configuration of the automatic duty ratio adjusting device of the present embodiment. FIG. 1 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the automatic duty ratio adjusting device of the present embodiment. Below, it demonstrates in detail, referring FIG.1 and FIG.5.
[0023]
As shown in FIG. 5, the automatic duty ratio adjusting apparatus 100 of the present embodiment includes a 1/2 frequency dividing circuit unit 2, a low-pass filter (LPF) unit 3, timing adjusting circuit units 4 and 5, an output clock ( CLK) combining circuit portion 6.
[0024]
The ½ divider circuit unit 2 receives the input signal (CLKIN) from the CLKIN terminal 1, divides the frequency of the input signal (CLKIN) by ½, and normalizes the non-inverted output signal 1 / 2CLK is generated.
[0025]
As shown in FIG. 1, the CK input terminal of the D-type flip-flop D-FF 21 is connected to the CLKIN terminal 1, and the Q output terminal is connected to the timing adjustment circuit unit 5. The Q (bar) inversion output terminal of the D-type flip-flop D-FF 21 is connected to the LPF unit 3. The D-type flip-flop D-FF21 inverts the non-inverted output signal 1 / 2CLK at every falling edge of the input signal (CLKIN), and outputs the inverted output signal 1 / 2CLK_N from the Q (bar) inverted output terminal to the LPF unit. 3 is output.
[0026]
Further, the Q (bar) inverted output terminal of the D flip-flop D-FF21 is connected to the D input terminal of the D flip-flop D-FF21 itself, and the inverted output signal 1 / 2CLK_N is fed back to the D input terminal. .
[0027]
Note that the ½ divider circuit section 2 of the present embodiment is provided with a D-type flip-flop D-FF21 and is shown as a feedback of the inverted output signal 1 / 2CLK_N from the Q (bar) inverted output terminal. However, a T-type flip-flop or a counter may be used as long as the frequency of the input signal (CLKIN) can be divided.
[0028]
In FIG. 1, the feedback resistor 22 (220Ω) is for delaying the inverted output signal 1 / 2CLK_N to prevent the generation of a double clock. This double clock is a phenomenon in which the output signal is inverted twice when the input signal (CLKIN) is inverted due to the influence of noise, reflected waves, etc. included in the input signal (CLKIN).
[0029]
The 1/2 divider circuit section 2 gives the non-inverted output signal 1 / 2CLK output from the Q output terminal to the timing adjustment circuit section 5, and the inverted output signal 1 output from the Q (bar) output terminal. / 2CLK_N is supplied to the timing adjustment circuit unit 4.
[0030]
The LPF unit 3 receives the inverted output signal 1 / 2CLK_N from the 1/2 frequency divider circuit unit 2, and removes the high frequency component of the inverted output signal 1 / 2CLK_N. The LPF unit 3 is connected to the timing adjustment circuit units 4 and 5 and provides a signal from which the high frequency component of the inverted output signal 1 / 2CLK_N is removed.
[0031]
As shown in FIG. 1, the LPF unit 3 is a simple lag filter using CR, but another LPF may be used.
[0032]
Note that the LPF unit 3 is shown as having a resistor 31 (47Ω) and a capacitor 32 (560 pF), but this is because a clock signal with a frequency of 8 MHz is assumed. It is necessary to adjust the resistance value and the capacitor value according to the frequency.
[0033]
Further, the output potential Vout output from the LPF unit 3 is represented by the following equation.
[0034]
Figure 2005006170
The timing adjustment circuit unit 4 receives the inverted output signal 1 / 2CLK_N from which the high frequency component has been removed from the LPF unit 3 and the inverted output signal 1 / 2CLK_N from the 1/2 frequency divider circuit 2, and receives the non-inverted output signal 1 / 2CLK. The timing at which this period is exactly the middle is generated with respect to the period in which is high. In addition, the timing adjustment circuit unit 4 generates a timing that is an intermediate period during which the non-inverted output signal 1 / 2CLK is High, and supplies the output CLK synthesis circuit unit 6 with a signal that rises at the generated timing.
[0035]
As illustrated in FIG. 5, the timing adjustment circuit unit 4 includes a DC component removing unit 42, a noise removing unit 43, and a charge pump unit 41.
[0036]
The DC component removing unit 42 receives the inverted output signal 1 / 2CLK_N from the LPF unit 3 and removes the DC component of the inverted output signal 1 / 2CLK_N. The DC component removing unit 42 gives the inverted output signal 1 / 2CLK_N from which the DC component has been removed to the noise removing unit.
[0037]
As shown in FIG. 1, the DC component removal unit 42 includes a capacitor 421 that is connected to the LPF unit 3.
[0038]
The noise removing unit 43 receives a signal obtained by adding a direct current component whose direct current potential is adjusted from the charge pump unit 41 to the inverted output signal 1 / 2CLK_N from the direct current component removing unit 42, and the signal of the signal obtained by adding the direct current component. It is a filter that removes noise components. The noise removing unit 43 provides the output signal from which the noise component has been removed to the charge pump unit 41.
[0039]
Here, the direct current component added to the output signal is obtained by adjusting the direct current potential by the charge pump unit 41 so as to generate a timing at which the High period of the inverted output signal 1 / 2CLK is exactly in the middle. That is, the DC component whose DC potential has been adjusted is negatively fed back from the charge pump unit 41, and the noise removing unit 43 incorporates the DC component added to the output signal from the DC component removing unit 42.
[0040]
The charge pump unit 41 receives the output signal from which noise has been removed from the noise removing unit 43, takes in the inverted output signal 1 / 2CLK_N from the 1/2 frequency divider circuit unit 2, and takes the inverted output signal 1 / In the High period of 2CLK, the output signal to which the DC component from the noise removing unit 43 is added has a period that is a potential higher than the threshold (T1 period in FIG. 3D) and a potential that is lower than the threshold. A timing is generated such that the period (the period T2 in FIG. 3D) coincides.
[0041]
That is, the charge pump unit 4 has a predetermined constant threshold value, and performs voltage control in order to capture a time point that is an intermediate point of the High period of the non-inverted output signal 1 / 2CLK. This control voltage (DC component) is negatively fed back to the input side of the timing adjustment circuit unit 4 and added to the input signal.
[0042]
As shown in FIG. 1, the charge pump unit 41 includes a tristate inversion output buffer 411, a resistor 412 and a capacitor 413 that control a DC potential, and a collector ground circuit 414.
[0043]
The tri-state inversion output buffer 411 is connected to the resistor 43 and the capacitor 44 which are the noise removing unit 43, receives a signal to which a DC component from which noise has been removed is added from the noise removing unit 43, and also has a 1/2 An inverted version of 1 / 2CLK_N is taken from the frequency dividing circuit 2 and an inverted output is performed based on a certain threshold value.
[0044]
That is, the tri-state inversion output buffer 411 outputs as Low when the potential of the signal to which the DC potential is added from the noise removing unit 43 is equal to or higher than the threshold value, and outputs as High when the potential is lower than the threshold value. To do.
[0045]
The tri-state inversion output buffer 411 has a constant threshold value when the DC potential output from the charge pump unit 41 is high, and therefore, the period during which the potential is equal to or higher than the threshold value becomes long and becomes less than the threshold value. The period is shortened. In addition, when the DC potential output from the charge pump unit 41 is low, the tri-state inversion output buffer 411 has a shorter period during which the potential is equal to or higher than the threshold and a longer period during which the potential is less than the threshold.
[0046]
In the present embodiment, bipolar (standard 74ALS240) is used as the tristate inversion output buffer 411.
[0047]
The resistor 412 and the capacitor 413, which are DC potential control units, adjust and control the potential according to the output potential from the tristate inversion output buffer 411. That is, in the resistor 412 and the capacitor 413, when the output potential from the tristate inversion output buffer 411 is Low, the charge accumulated in the capacitor 413 flows out, and when the output potential is High, the charge flows into the capacitor 413. To adjust the potential.
[0048]
The collector ground circuit 414 converts impedance.
[0049]
Further, the timing adjustment circuit unit 5 receives the inverted output signal 1 / 2CLK_N from which the high frequency component has been removed from the LPF unit 3 and the non-inverted output signal 1 / 2CLK from the 1/2 frequency divider circuit 2, and receives the non-inverted output signal. The timing at which this period is exactly the middle is generated with respect to the period in which 1 / 2CLK is Low. Further, the timing adjustment management 5 generates a timing that is an intermediate period during which the non-inverted output signal ½ CLK is Low, and supplies the generated timing to the output CLK synthesis circuit unit 6.
[0050]
The timing adjustment circuit unit 5 also includes a DC component removal unit 52, a noise removal unit 53, and a charge pump unit 51, and the functions of these configuration requirements correspond to the configuration requirements of the timing adjustment circuit unit 4. It is.
[0051]
The charge pump unit 51 receives the output signal from which noise has been removed from the noise removing unit 53, and takes in the inverted signal of the non-inverted output signal 1 / 2CLK from the 1/2 frequency dividing circuit unit 2, and outputs the non-inverted output signal In the ½ CLK Low period, the output signal to which the DC component from the noise removing unit 53 is added has a period (T3 period in FIG. 3D) that is equal to or higher than the threshold and a potential that is lower than the threshold. The timing is generated so as to coincide with the period (T4 period in FIG. 3D).
[0052]
The output clock synthesizing circuit unit 6 includes a timing that is the middle of the high period of the non-inverted output signal 1 / 2CLK from the timing adjustment circuit unit 4, and an intermediate of the low period of the non-inverted output signal 1 / 2CLK from the timing adjustment circuit unit 5. In addition, the inverted output signal 1 / 2CLK and the non-inverted output signal 1 / 2CLK_N are received from the 1/2 divider circuit 2, and these are combined to have a frequency twice that of the non-inverted output signal 1 / 2CLK. Clock signal (that is, a clock signal having the same frequency as the input signal (CLKIN) input to the CLKIN terminal 1), and the clock signal having the same duty ratio ratio (that is, the duty ratio is 50%) adjusted. A signal is output.
[0053]
As shown in FIG. 1, the output clock synthesizing circuit unit 6 performs logic based on a signal obtained by inverting the output signal from the timing adjustment circuit unit 5 and an inverted output signal ½ CLK_N from the ½ divider circuit unit 2. A logical product circuit 61 that takes a product, a logical product circuit 62 that performs a logical product based on the output signal from the timing adjustment circuit unit 4 and the non-inverted output signal 1 / 2CLK from the 1/2 frequency divider circuit 2 unit, And an exclusive OR circuit 63 for performing an exclusive OR based on outputs from the AND circuits 61 and 62.
[0054]
Since the output clock synthesis circuit unit 6 is a logic gate as shown in FIG. 1, it may be configured inside the FPGA.
[0055]
(A-2) Operation of the first embodiment
Next, the operation of the automatic duty ratio adjusting device of the first embodiment will be described with reference to the drawings.
[0056]
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the automatic duty ratio adjusting apparatus of the first embodiment, and will be described with reference to FIG.
[0057]
As shown in FIG. 3A, the input signal from the CLKIN terminal 1 is applied to the D-type flip-flop D-FF 21, the frequency of the input signal is divided by half, and the non-inverted output signal 1 / 2CLK is output from the Q output terminal of the D-type flip-flop D-FF21.
[0058]
As shown in FIGS. 3B and 3C, in the D-type flip-flop D-FF21, the non-inverted output signal 1 / 2CLK is inverted every rising edge of the input signal, and the inverted output signal 1 / 2CLK_N is The signal is supplied to the LPF unit 3 from the Q (bar) output terminal of the D-type flip-flop D-FF21.
[0059]
The inverted output signal 1 / 2CLK_N is fed back to the D input terminal of the D flip-flop D-FF21.
[0060]
The inverted output signal ½ CLK supplied from the D-type flip-flop D-FF 21 is supplied to the timing adjustment circuit units 4 and 5 after the high frequency component is removed in the LPF unit 3.
[0061]
In the timing adjustment circuit unit 4, a DC component is removed from the output signal from the LPF unit 3 by a capacitor 421 that is a DC component removal unit 42.
[0062]
As shown in FIG. 3D, the output from which the DC component included in the inverted output signal 1 / 2CLK_N is removed is added with the DC component whose DC potential is adjusted from the charge pump unit 41, and the DC component is The added output signal is applied to the resistor 431 and the capacitor 432 which are the noise removing unit 43, and noise is removed.
[0063]
An output signal from the noise removing unit 43 is given to the logic negation circuit 411 of the charge pump unit 41.
[0064]
In the tri-state inversion output buffer 411, a logical negation according to the output potential from the noise removing unit 43 is performed based on a certain threshold value.
[0065]
That is, in the tristate inversion output buffer 411, when the DC potential added to the output from the noise removing unit 43 is high, the threshold value of the tristate inversion output buffer 411 is constant. The output from the period T1 shown in FIG. 3D (that is, the period in which the potential is equal to or higher than the threshold value) is the period T2 shown in FIG. 3D (that is, the potential is less than the threshold value). It is output so as to be longer than a certain period.
[0066]
When the DC potential applied to the output from the noise removing unit 43 is low, the output from the tristate inversion output buffer 411 is the period T2 shown in FIG. 3D (that is, the potential is less than the threshold value). Is output so as to be longer than the period T1 shown in FIG. 3D (that is, the period in which the potential is equal to or higher than the threshold value).
[0067]
The electric charge according to the output potential from the tristate inversion output buffer 411 is controlled by the resistor 412 and the capacitor 413 which are current potential control units.
[0068]
That is, when the output potential from the tristate inversion output buffer 411 is Low (period T1 in FIG. 3D), the charge flows out from the capacitor 413, and the output potential from the tristate inversion output buffer 411 is High. In some cases (period T2 in FIG. 3D), charge flows into the capacitor 413 (FIG. 3E).
[0069]
The voltage between the electrodes of the capacitor due to the increase / decrease in the charge of the capacitor 413 is subjected to impedance conversion by the collector ground circuit 414, and the DC component is negatively fed back to the output of the DC component removing unit 421.
[0070]
For example, in the charge pump unit 41, when the DC potential added to the input signal to the charge pump unit 41 is high during the High period of the non-inverted output signal 1 / 2CLK, that is, when the period of T1 is longer than T2. Will be described as an example.
[0071]
In this case, the output potential from the tri-state inversion output buffer 411 is longer in the low period than in the high period. This is because the charge is charged with respect to the time when the charge flows into the capacitor 413 of the charge pump unit 41. The outflow time will be longer (FIG. 3E).
[0072]
Therefore, the electric charge of the capacitor 413 decreases and the voltage between the electrodes also decreases. This voltage is subjected to impedance conversion by the collector ground circuit 414 at the subsequent stage and fed back to the input side of the charge pump unit 41, whereby a direct current potential added to the output from the LPF unit 3 (the output shown in FIG. 3D). Will go down.
[0073]
Further, for example, in the charge pump unit 41, when the DC potential added to the input signal to the charge pump unit 41 is low during the High period of the non-inverted output signal 1 / 2CLK, that is, the period of T1 is shorter than T2. In this case, the output potential from the tri-state inversion output buffer 411 is shorter in the low period than in the high period. This is because the charge is charged with respect to the time when the charge flows into the capacitor 413 of the charge pump unit 41. The outflow time will be shortened.
[0074]
Accordingly, the charge of the capacitor 413 increases and the voltage between the electrodes also rises. Therefore, this voltage is impedance-converted by the collector ground circuit 414 in the subsequent stage, and is fed back to the input side of the charge pump 41, so that the voltage from the LPF unit 3 The DC potential added to the output (the output shown in FIG. 3D) is increased.
[0075]
Further, in the charge pump unit 41, during the low period of the non-inverted output signal 1 / 2CLK, the output of the tristate inverted output buffer 411 becomes high impedance, and the charge of the capacitor 413 does not flow in or out, and is maintained in the state at that time. (FIG. 3E).
[0076]
By repeating such an operation, the output from the charge pump unit 41 is automatically controlled so that the timing exactly equal to the period of T1 = the period of T2 is output to the output CLK synthesis circuit unit 6 (FIG. G).
[0077]
The output signal from the LPF unit 3 is also supplied to the timing adjustment circuit unit 5, and the timing adjustment circuit unit 5 automatically performs an intermediate timing with respect to the low period of the non-inverted output signal ½ CLK. And output to the output CLK synthesis circuit unit 6 (FIGS. 3 (F) and 3 (H)).
[0078]
The output signal and timing that are intermediate between the high period of the non-inverted output signal 1 / 2CLK and the inverted output signal 1 / 2CLK_N from the 1/2 frequency divider circuit unit 2 and the non-inverted output 1 / 2CLK from the timing adjustment circuit unit 4 An output signal that is an intermediate part of the low period of the non-inverted output 1 / 2CLK from the adjustment circuit unit 5 is received, and based on these signals, the frequency is twice that of the non-inverted output signal 1 / 2CLK, and the duty ratio is A clock signal adjusted to 50% is output (FIG. 3I).
[0079]
(A-3) Effects of the first embodiment
As described above, according to the present embodiment, a clock signal having a frequency equal to or higher than the output clock signal is not generated in the process until the clock signal is output from the output CLK synthesis circuit unit 6. A clock signal with a uniform duty ratio can be obtained without loss.
[0080]
Moreover, according to this embodiment, since it is not necessary to provide a PLL circuit, it is possible to reduce the circuit configuration, and it is possible to configure the circuit at a very low cost compared to the case where a PLL circuit is provided. In addition, an empty gate of the FPGA can be used for the logic gate portion of the output CLK synthesis circuit unit 6, and the mounting area of the device can be made very small.
[0081]
Further, according to the present embodiment, the first stage of the apparatus includes the 1/2 frequency divider circuit unit 2 and can divide the input signal (CLKIN) to normalize the input signal (CLKIN). Even if the duty ratio of the signal (CLKIN) varies, the output clock signal can be completely unaffected.
[0082]
(B) Other embodiments
(B-1) The duty ratio automatic adjustment device of the above-described embodiment can be widely applied to digital electronic circuits that operate based on a clock signal supplied from another device.
[0083]
In particular, an electronic circuit device that uses an external clock signal without dividing it, an electronic circuit device that uses an external clock signal by multiplying it, or a plurality of devices that are connected in cascade are connected to the subsequent device using the same clock. The present invention can be applied to an electronic circuit device that distributes signals.
[0084]
(B-2) FIG. 4 shows an example in which the above-described automatic duty ratio adjusting device is applied to a cascade connection device.
[0085]
FIG. 4 shows an overall concept when six multi-cabinet type PBXs (Private Branch Exchange) 8-1 to 8-6 connected in cascade are provided with automatic duty ratio adjusting devices 100-2 to 100-6. It is a thing.
[0086]
Conventionally, each multi-cabinet type PBX 8-1 to 8-6 has to be provided with a PLL circuit.
[0087]
However, as shown in FIG. 4, among the six multi-cabinet type PBXs 8-1 to 8-6, the multi-cabinet type PBX 8-1 to which a network synchronization clock is first supplied from the outside includes the PLL circuit 9. Then, the subsequent multi-cabinet type PBX 8-2 to 8-6 includes the duty ratio automatic adjustment circuits 100-2 to 100-6 of the above-described embodiment, so that each multi-cabinet type PBX 8- It is possible to supply a stable clock signal to the subsequent multi-cabinet type PBX without providing a PLL circuit that is expensive and difficult to handle.
[0088]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the ratio of the duty ratio of the clock signal can be adjusted equally without generating a clock signal having a frequency higher than that of the output clock signal in the process of adjusting the clock signal from the outside. There is no loss.
[0089]
In addition, according to the present invention, since it is not necessary for the receiving side apparatus to include a PLL circuit, the receiving side apparatus can be configured at a very low cost as compared with the case of including a PLL circuit, and the mounting area of the apparatus can be made very small. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a circuit configuration of an automatic duty ratio adjusting device according to a first embodiment.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a state in which the waveform of a clock signal sent from a sending side device is deformed.
FIG. 3 is a time chart showing the operation of the automatic duty ratio adjusting device of the first embodiment.
FIG. 4 is an overall configuration diagram when used in another embodiment.
FIG. 5 is a block diagram showing an internal configuration of the automatic duty ratio adjusting device of the first embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Duty ratio automatic adjustment apparatus, 2 ... 1/2 frequency divider circuit part, 3 ... LPF part,
4 ... Timing adjustment circuit unit, 5 ... Timing adjustment circuit unit,
6 output clock (CLK) synthesis circuit section.

Claims (2)

外部からデューティー比が偏ったクロック信号を受け取り、そのクロック信号のデューティー比の比率を等しく調整するデューティー比自動調整装置において、
外部からの上記クロック信号の周波数を1/2分周する分周手段と、
上記分周手段からの分周信号に含まれる高周波成分を除去する高周波成分除去手段と、
上記分周信号のHigh期間に、上記高周波成分除去手段からの出力波形の電位がしきい値以上となる期間としきい値未満となる期間とが等しくなるように、当該出力波形の直流成分を調整する第1の電圧制御手段と、
上記分周信号のLow期間に、上記高周波成分除去手段からの出力波形の電位がしきい値以上となる期間としきい値未満となる期間とが等しくなるように、当該出力波形の直流成分を調整する第2の電圧制御手段と、
第1の電圧制御手段から上記分周信号のHigh期間での中間タイミング信号と、第2の電圧制御手段から上記分周信号のLow期間での中間タイミング信号とに基づいて、クロック信号のデューティー比の比率を等しく調整するデューティー比調整手段と
を備えることを特徴とするデューティー比自動調整装置。
In a duty ratio automatic adjustment device that receives a clock signal with a biased duty ratio from the outside and adjusts the ratio of the duty ratio of the clock signal equally,
A frequency dividing means for dividing the frequency of the clock signal from the outside by 1/2;
High-frequency component removing means for removing high-frequency components contained in the frequency-divided signal from the frequency dividing means;
In the High period of the frequency-divided signal, the DC component of the output waveform is adjusted so that the period in which the potential of the output waveform from the high-frequency component removing means is equal to or higher than the threshold is equal to the period in which the potential is lower than the threshold. First voltage control means to:
The DC component of the output waveform is adjusted so that the period in which the potential of the output waveform from the high-frequency component removing unit is equal to or higher than the threshold and the period in which the potential is lower than the threshold are equal during the Low period of the divided signal. Second voltage control means for
The duty ratio of the clock signal based on the intermediate timing signal in the High period of the divided signal from the first voltage control means and the intermediate timing signal in the Low period of the divided signal from the second voltage control means An automatic duty ratio adjusting device, comprising: a duty ratio adjusting means for equally adjusting the ratio of the duty ratio.
上記第1の電圧制御手段が、
上記高周波成分除去手段からの出力波形に含まれるノイズ成分を除去するノイズ成分除去部と、
ノイズ成分が除去された上記出力波形に調整直流成分を付加する調整直流成分付加部と、
上記制御電位が付加された上記出力波形の電位としきい値との比較結果に応じて電荷流出入を制御し、電荷流出時間と電荷流入時間との時間差に応じて電流電位を調整した調整直流成分を生成して、その調整直流成分を上記制御電圧付加部に帰還する直流成分調整部と
を有し、
上記第2の電圧制御手段が、
上記高周波成分除去手段からの出力波形に含まれるノイズ成分を除去するノイズ成分除去部と、
ノイズ成分が除去された上記出力波形に調整直流成分を付加する調整直流成分付加部と、
上記制御電位が付加された上記出力波形の電位としきい値との比較結果に応じて電荷流出入を制御し、電荷流出時間と電荷流入時間との時間差に応じて電流電位を調整した調整直流成分を生成して、その調整直流成分を上記制御電圧付加部に帰還する直流成分調整部と
を有する
ことを特徴とする請求項1に記載のデューティー比自動調整装置。
The first voltage control means is
A noise component removing unit that removes a noise component included in the output waveform from the high-frequency component removing unit;
An adjustment DC component addition unit for adding an adjustment DC component to the output waveform from which the noise component has been removed;
An adjusted DC component that controls charge inflow / outflow according to the comparison result between the potential of the output waveform to which the control potential is added and a threshold value, and adjusts the current potential according to the time difference between the charge outflow time and the charge inflow time. And a DC component adjustment unit that feeds back the adjusted DC component to the control voltage adding unit,
The second voltage control means is
A noise component removing unit that removes a noise component included in the output waveform from the high-frequency component removing unit;
An adjustment DC component addition unit for adding an adjustment DC component to the output waveform from which the noise component has been removed;
An adjusted DC component that controls charge inflow / outflow according to the comparison result between the potential of the output waveform to which the control potential is added and a threshold value, and adjusts the current potential according to the time difference between the charge outflow time and the charge inflow time. The automatic duty ratio adjusting device according to claim 1, further comprising: a direct current component adjusting unit that generates a feedback direct current of the adjusted direct current component to the control voltage adding unit.
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