JP2010273118A - 時間デジタル変換器 - Google Patents
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Abstract
【課題】時間遅延量の最適値制御が行える時間デジタル変換器を提供すること。
【解決手段】入力されるクロック信号を多段に遅延する複数の遅延段を有し、該複数の遅延段の少なくとも1つが可変遅延段である遅延回路と、前記遅延回路の遅延段と同数個設けられ、参照信号の入力に応答して並列に対応する遅延段の出力を取り込む複数のフリップフロップと、前記複数のフリップフロップの各出力の立ち上がりと立ち下がりの一方または両方を検出するエッジ検出回路と、前記エッジ検出回路が検出したエッジ数をカウントするカウンタ回路と、前記カウンタ回路がカウントしたエッジ数に応じて前記可変遅延段の遅延量を制御する制御回路とを備える。
【選択図】 図1
【解決手段】入力されるクロック信号を多段に遅延する複数の遅延段を有し、該複数の遅延段の少なくとも1つが可変遅延段である遅延回路と、前記遅延回路の遅延段と同数個設けられ、参照信号の入力に応答して並列に対応する遅延段の出力を取り込む複数のフリップフロップと、前記複数のフリップフロップの各出力の立ち上がりと立ち下がりの一方または両方を検出するエッジ検出回路と、前記エッジ検出回路が検出したエッジ数をカウントするカウンタ回路と、前記カウンタ回路がカウントしたエッジ数に応じて前記可変遅延段の遅延量を制御する制御回路とを備える。
【選択図】 図1
Description
本発明は、時間デジタル変換器に関するものである。
時間デジタル変換器(Time to Digital Converter:以降「TDC」と記す)は、小数点以下の時間の計測を行うデバイスである。近年、CMOS回路技術によりナノ秒からピコ秒精度のTDCが容易に実現できるようになり、TDCの応用範囲が多方面に広がっている。その応用範囲の1つとして、デジタル化が進んでいる位相同期ループ(Phase Locked Loop:以降「PLL」と記す)にTDCを組み込んで全デジタルとしたADPLL(All Digital PLL)の開発が行われている(例えば、非特許文献1参照)。このADPLLでは、動作状態の制御が容易となる、アナログループフィルタを不要にできる、プロセスの微細化により占有面積を小さくできるなどの利点がある。
ADPLLで使用されるTDCは、デジタル制御発振器(Digitally Controlled Oscillator:以降「DCO」と記す)の出力信号が入力される遅延回路の各遅延段の出力をリファレンス信号に同期して取り込み処理することで、DCOの出力信号の周期とリファレンス信号との小数位相差(時間データ)をデジタルコードへ変換するように構成される。
これまで提案されたADPLLは、無線回路での使用を想定したものであり、DCOの出力周波数は、数GHzオーダーと高いことから、小数位相情報を検出するTDCは、遅延時間をできるだけ短い固定時間に設定して数ピコ秒の高い時間分解能を実現するように使用されていた。
しかし、従来提案されているADPLLの技術では、使用するDCOに対するTDCについて、周期データを得るのに必要な遅延段数および遅延時間の定め方に関する明確な指針は示されていない。そのため、使用するDCO毎に周期データを取得するために行うTDCの遅延時間の調整作業が非常に面倒なものになっていた。
例えば、ベースバンドPLLのような低周波PLLにTDCを適用しようとする場合、TDCの遅延時間に、従来提案されているADPLLで使用するTDCの遅延時間を適用すると、低周波信号の周期データを取得するためには、TDCの遅延段数を増やす必要がある。そうすると、不必要に消費電力が大きくなってしまうという問題が起こる。
一方、それを回避するため、遅延回路の遅延段数を増やさずに、遅延回路の各遅延段の時間遅延量を大きくして低周波信号の周期データを取得する方策を採ると、時間遅延量が大きすぎる場合は、波形が鈍り周期データを正確に取得できず、機能動作不良や分解能低下を招来するという問題が起こる。
R. B. Staszewski and P. T. Balasare, "All-Digital Frequency Synthesizer in Deep-Submicron CMOS", Wiley, New York, 2006
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、時間遅延量の最適値制御が行える時間デジタル変換器を提供することを目的とする。
本願発明の一態様によれば、入力されるクロック信号を多段に遅延する複数の遅延段を有し、該複数の遅延段の少なくとも1つが可変遅延段である遅延回路と、前記遅延回路の遅延段と同数個設けられ、参照信号の入力に応答して並列に対応する遅延段の出力を取り込む複数のフリップフロップと、前記複数のフリップフロップの各出力の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの一方または両方のエッジを検出するエッジ検出回路と、前記エッジ検出回路が検出したエッジ数をカウントするカウンタ回路と、前記カウンタ回路がカウントしたエッジ数に応じて前記可変遅延段の遅延量を制御する制御回路とを備える時間デジタル変換器が提供される。
本発明によれば、時間遅延量の最適値制御が行える時間デジタル変換器を実現できるという効果を奏する。
以下に添付図面を参照して、本発明の実施の形態に係る時間デジタル変換器を詳細に説明する。なお、これらの実施の形態により本発明が限定されるものではない。
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る時間デジタル変換器の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、説明の便宜からADPLLの位相検出で用いる場合を想定して説明するが、これに限定されるものではない。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る時間デジタル変換器の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態では、説明の便宜からADPLLの位相検出で用いる場合を想定して説明するが、これに限定されるものではない。
図1において、本実施の形態に係るTDCは、直列に接続された複数の可変遅延回路1−1〜1−kと、複数の可変遅延回路1−1〜1−kと1対1で設けられる複数のフリップフロップ2−1〜2−kと、エッジ検出・カウンタ回路3aと、制御回路4とを備えている。
なお、可変遅延回路1−1〜1−kは、遅延量が可変であればよいので、広く知られているものを適宜に選択して使用すればよい。ここでは、図1にインバータ回路で示したので、CMOSインバータ回路による構成例を図2に示す。
図2は、図1に示す可変遅延回路の構成例を示す回路図である。図2において、直列に接続されるPMOSトランジスタ7とNMOSトランジスタ8は、各ゲートが共通に接続されて入力端子となり、各ドレインが共通に接続されて出力端子となり、入力を反転して出力するCMOSインバータ回路を構成する。PMOSトランジスタ7のソースと電源との間に可変電流源6が設けられ、NMOSトランジスタ8のソースと回路グラウンドとの間に可変電流源9が設けられている。可変電流源6,9は、それぞれ、制御回路4からの遅延量制御信号に応じた動作電流をCMOSインバータ回路に供給する。これによって、CMOSインバータ回路の入出力間の信号伝達時間が制御回路4からの遅延量制御信号に応じて制御される。
ここで、図1に示す構成から理解できるように、本実施の形態に係るTDCは、従来のADPLLの位相検出で用いるTDCにおいて、遅延回路の各遅延段を可変遅延段とし、温度計回路3が備えるエッジ検出回路にカウンタ回路を付加してエッジ検出・カウンタ回路3aとし、制御回路4を追加したものである。温度計回路3では、内蔵するエッジ検出回路が、リファレンス信号REFが入力された時の複数のフリップフロップ2−1〜2−kの各出力の変化(エッジ)を検出し、デジタルコード生成回路3bが、その検出出力に基づき1周期分のデータであるデジタルコードを生成するようになっている。なお、デジタルコード生成回路3bが生成するデジタルコードは、温度計コードと呼ばれている。
さて、DCOの出力CKVは、可変遅延回路1−1〜1−kの初段可変遅延回路1−1に入力される。フリップフロップ2−1〜2−kは、それぞれのクロック入力端子に共通に入力されるリファレンス信号REFに応答して可変遅延回路1−1〜1−kの各遅延段の出力を取り込み、エッジ検出・カウンタ回路3aに出力する。
エッジ検出・カウンタ回路3aは、フリップフロップ2−1〜2−kの各出力信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの一方または両方のエッジを検出してカウントする。なお、図1では、可変遅延回路1−1〜1−kをインバータ回路で示してあることから、フリップフロップ2−1〜2−kのデータ出力端子は、逆相出力端子と正相出力端子とが交互にエッジ検出・カウンタ回路3aに接続されるとしてある。
制御回路4は、1周期分のデータが過不足なく取得できるように、エッジ検出・カウンタ回路3aにて検出されたエッジ数に応じて可変遅延回路1−1〜1−kそれぞれでの遅延量を同一に増減制御する。
このとき、制御回路4が、エッジ検出・カウンタ回路3aが2個以下のエッジ数を検出するまで遅延量制御を行うことにすると、リファレンス信号REFとの位相関係によっては1周期分のデータが取得できない場合がある。一方、制御回路4が、エッジ検出・カウンタ回路3aが3個以上のエッジ数を検出するまで遅延量制御を行うことにする場合は、1周期分のデータを取得できるが、エッジ数が多すぎると、使用しないデータが多くなるので、結果としてTDCの分解能低下となる。
そこで、例えば、遅延量制御に用いるエッジ数の最適値は3であるとし、エッジ検出・カウンタ回路3aに、フリップフロップ2−1〜2−kの各出力信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの両方のエッジを検出してカウントさせる。そして、制御回路4に、エッジ数が2以下と少ない場合は、遅延量が小さいので遅延量を単位時間ずつ増加させる制御を行わせ、エッジ数が3以上と多い場合は遅延量が大きいので、遅延量を単位時間ずつ減少させる制御を行わせ、エッジ数3が検出されると、遅延量制御を終了させ、その時点での遅延量を保持させることができる。
これによれば、例えば、ばらつき等により遅延量が変化してしまった場合や、DCOの出力周波数が変化した場合に、遅延回路の遅延時間を最適値に制御できるので、機能動作不良になるのを避けることができる。
このように、本第1の実施の形態によれば、遅延回路の遅延量を可変制御できるようにしたので、周期データを正しく取得できないことによる機能動作不良や、TDC分解能の不必要な低下、遅延段の段数増加による消費電力の増加を避けることができる。
以下、遅延量の最適値制御についての具体的な3つの動作例を実施の形態として説明する。ADPLLでは、動作開始時などの初期状態においては各種の調整動作(キャリブレーション)が行われる。上記した遅延量の最適値制御を含み以下に示す遅延量の最適値制御も、そのキャリブレーションの一環として実施できるものである。
(第2の実施の形態)
図3は、本発明の第2の実施の形態に係る時間デジタル変換器の遅延量制御動作を説明するフローチャートである。図4は、図3に示す手順による遅延時間の最適化過程を説明するタイムチャートである。図4では、リファレンス信号REFとDCOの出力CKVとの位相関係、DCOの出力CKVと或る遅延時間での各フリップフロップの出力との関係およびエッジ検出動作が示されている。
図3は、本発明の第2の実施の形態に係る時間デジタル変換器の遅延量制御動作を説明するフローチャートである。図4は、図3に示す手順による遅延時間の最適化過程を説明するタイムチャートである。図4では、リファレンス信号REFとDCOの出力CKVとの位相関係、DCOの出力CKVと或る遅延時間での各フリップフロップの出力との関係およびエッジ検出動作が示されている。
本第2の実施の形態では、図1に示すエッジ検出・カウンタ回路3aは、キャリブレーション時に、フリップフロップ2−1〜2−kの各出力信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの各エッジを検出してカウントするように設定されている。また、図1に示す制御回路4は、キャリブレーション時に、検出されたエッジ数nがn=3となるのを監視するように設定されているとする。
図1に示すリファレンス信号REFとDCOの出力CKVとは、例えば、図4(1)と図4(2)(3)(4)とに示す位相関係で入力される。図4では、DCOの出力CKVが高レベル側半周期から低レベル側半周期へ切り替わった直後にリファレンス信号REFが入力した場合の1クロック周期が示されている。
図3と図4において、制御回路4は、まず、制御動作開始時に、可変遅延回路1−1〜1−kの各遅延時間(TDC遅延時間)を最小値に設定する(ST1)。この場合、例えば、図4(2)に示すように、エッジ検出・カウンタ回路3aに入力されるフリップフロップ2−1〜2−kの出力信号Q(1)〜Q(k)は、DCOの出力CKVの高レベル側半周期の前半部分の前端を含む狭い範囲に集中したとする。エッジ検出・カウンタ回路3aは、DCOの出力CKVの高レベル側半周期の前端(立ち下がりエッジ)の検出を行い、エッジ数nをn=1にして制御回路4に出力する(ST2)。
制御回路4は、ST2にて検出されたエッジ数nは、n=1であり3以下であるので(ST3:No)、十分な遅延量ではないと判断して可変遅延回路1−1〜1−kの各遅延時間(TDC遅延時間)を単位時間だけ増加する(ST4)。その結果、例えば、図4(3)に示すように、エッジ検出・カウンタ回路3aに入力されるフリップフロップ2−1〜2−kの出力信号Q(1)〜Q(k)は、DCOの出力CKVの高レベル側半周期の前端と後端とを含む範囲に広がったとする。エッジ検出・カウンタ回路3aは、DCOの出力CKVの高レベル側半周期の前端(立ち下がりエッジ)と後端(立ち上がりエッジ)の検出を行い、エッジ数nをn=2にして制御回路4に出力する(ST2)。
制御回路4は、ST2にて検出されたエッジ数nは、n=2であり、今度も3以下であるので(ST3:No)、十分な遅延量ではないと判断して可変遅延回路1−1〜1−kの各遅延時間(TDC遅延時間)を単位時間だけ増加する(ST4)。これによって、例えば、図4(4)に示すように、エッジ検出・カウンタ回路3aに入力されるフリップフロップ2−1〜2−kの出力信号Q(1)〜Q(k)は、DCOの出力CKVの1周期を含む範囲に広がったとする。エッジ検出・カウンタ回路3aは、DCOの出力CKVの高レベル側半周期の前端(立ち下がりエッジ)と後端(立ち上がりエッジ)と低レベル側半周期の後端(立ち下がりエッジ)との検出を行い、エッジ数nをn=3にして制御回路4に出力する(ST2)。
制御回路4は、ST2にて検出されたエッジ数nは、今度はn=3であるので(ST3:Yes)、遅延量制御を終了し、エッジ数n=3が得られた遅延量を設定値として保持する。図1に示すTDCは、以後、その設定したTDC遅延時間で動作することになる。
本第2の実施の形態によれば、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジのエッジ数の和が3となる場合を遅延時間制御の設定値とするので、1周期分のデータを過不足なく取得できる。したがて、機能動作不良が起こらない条件内で、最高の分解能でTDCを動作させることができる。
(第3の実施の形態)
図5は、本発明の第3の実施の形態に係る時間デジタル変換器の遅延量制御動作を説明するフローチャートである。図6は、図5に示す手順による遅延時間の最適化過程を説明するタイムチャートである。図6では、図4と同様に、リファレンス信号REFとDCOの出力CKVとの位相関係、DCOの出力CKVと或る遅延時間での各フリップフロップの出力との関係およびエッジ検出動作が示されている。
図5は、本発明の第3の実施の形態に係る時間デジタル変換器の遅延量制御動作を説明するフローチャートである。図6は、図5に示す手順による遅延時間の最適化過程を説明するタイムチャートである。図6では、図4と同様に、リファレンス信号REFとDCOの出力CKVとの位相関係、DCOの出力CKVと或る遅延時間での各フリップフロップの出力との関係およびエッジ検出動作が示されている。
本第3の実施の形態では、図1に示すエッジ検出・カウンタ回路3aは、キャリブレーション時に、フリップフロップ2−1〜2−kの各出力信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジのいずれか一方を検出してカウントするように設定されている。但し、図5と図6では、立ち上がりエッジを検出してカウントするように設定されている。また、図1に示す制御回路4は、キャリブレーション時に、検出されたエッジ数nがn=2となるのを監視するように設定されているとする。
図1に示すリファレンス信号REFとDCOの出力CKVとは、例えば、図6(1)と図6(2)(3)とに示す位相関係で入力される。図6では、DCOの出力CKVが低レベル側半周期から高レベル側半周期へ切り替わった直後にリファレンス信号REFが入力した場合の1クロック周期が示されている。
図5と図6において、制御回路4は、まず、制御動作開始時に、可変遅延回路1−1〜1−kの各遅延時間(TDC遅延時間)を最小値に設定する(ST1)。この場合、例えば、図6(2)に示すように、エッジ検出・カウンタ回路3aに入力されるフリップフロップ2−1〜2−kの出力信号Q(1)〜Q(k)は、DCOの出力CKVの低レベル側半周期の前半部分の前端を含む狭い周囲に集中したとする。エッジ検出・カウンタ回路3aは、DCO出力CKVの高レベル側半周期の前端(立ち上がりエッジ)の検出を行い、エッジ数nをn=1にして制御回路4に出力する(ST7)。
制御回路4は、ST7にて検出されたエッジ数nは、n=1であり2以下であるので(ST8:No)、十分な遅延量ではないと判断して可変遅延回路1−1〜1−kの各遅延時間(TDC遅延時間)を単位時間だけ増加する(ST4)。その結果、例えば、図6(3)に示すように、エッジ検出・カウンタ回路3aに入力されるフリップフロップ2−1〜2−kの出力信号Q(1)〜Q(k)は、DCOの出力CKVの1周期を含む範囲に広がったとする。エッジ検出・カウンタ回路3aは、DCOの出力CKVの低レベル側半周期の前端(立ち上がりエッジ)と高レベル側半周期の後端(立ち上がりエッジ)との検出を行い、エッジ数nをn=2にして制御回路4に出力する(ST7)。
制御回路4は、ST7にて検出されたエッジ数nは、今度はn=2であるので(ST8:Yes)、遅延量制御を終了し、エッジ数n=2が得られた遅延量を設定値として保持する。図1に示すTDCは、以後、その設定したTDC遅延時間で動作することになる。
本第3の実施の形態によれば、立ち上がりまたは立ち下がりのエッジ数の和が2となる場合を遅延時間制御の設定値とするので、1周期分のデータを過不足なく取得できる。したがて、第2の実施の形態と同様に、機能動作不良が起こらない条件内で、最高の分解能でTDCを動作させることができる。
加えて、本第3の実施の形態では、第2の実施の形態と比較すると、条件によっては分解能が低くなる可能性を有するが、本第3の実施の形態のみを実施する構成の場合は、第2の実施の形態のみを実施する構成よりも、エッジ検出回路・カウンタ回路の規模を小さくすることができる。
(第4の実施の形態)
図7は、本発明の第4の実施の形態に係る時間デジタル変換器の遅延量制御動作を説明するフローチャートである。図8は、図7に示す手順による遅延時間の最適化過程を説明するタイムチャートである。図8では、図4と同様に、リファレンス信号REFとDCO出力CKVとの位相関係、DCOの出力CKVと或る遅延時間での各フリップフロップの出力との関係およびエッジ検出動作が示されている。
図7は、本発明の第4の実施の形態に係る時間デジタル変換器の遅延量制御動作を説明するフローチャートである。図8は、図7に示す手順による遅延時間の最適化過程を説明するタイムチャートである。図8では、図4と同様に、リファレンス信号REFとDCO出力CKVとの位相関係、DCOの出力CKVと或る遅延時間での各フリップフロップの出力との関係およびエッジ検出動作が示されている。
本第4の実施の形態では、図1に示すエッジ検出・カウンタ回路3aは、キャリブレーション時に、フリップフロップ2−1〜2−kの最終段から少なくとも1つのフリップフロップの出力信号を用いずに、残り全てのフリップフロップの各出力信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの一方または両方のエッジを検出してカウントするように設定されている。
つまり、本第4の実施の形態は、フリップフロップ2−1〜2−kの最終段から少なくとも1つのフリップフロップの出力信号をエッジ検出・カウントの対象とせずに、第1の実施の形態〜第3の実施の形態にて説明した遅延量の最適値制御を実施する場合に関するものである。
但し、図7と図8では、最終段から2つのフリップフロップ2−(k−1),2−kの出力信号Q(k−1),Q(k)を用いずに残りのフリップフロップの出力信号Q(1)〜Q(k−2)を用いて立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの両方のエッジを検出してカウントするように設定されているとしている。したがって、図1に示す制御回路4は、キャリブレーション時に、検出されたエッジ数nがn=3となるのを監視するように設定されていることになる。
図1に示すリファレンス信号REFとDCOの出力CKVとは、例えば、図8(1)と図8(2)(3)(4)とに示す位相関係で入力される。図8(2)(3)(4)に示すDCO出力CKVは、図4(2)(3)(4)に示したのと同じ波形である。図8(2)(3)(4)において破線で示すQ(k−1),Q(k)は、エッジ検出の対象にしないフリップフロップの出力信号である。
図7と図8において、制御回路4は、まず、制御動作開始時に、可変遅延回路1−1〜1−kの各遅延時間(TDC遅延時間)を最小値に設定する(ST1)。この場合、例えば、図8(2)に示すように、エッジ検出・カウンタ回路3aに入力されるフリップフロップ2−1〜2−kの出力信号Q(1)〜Q(k)は、DCO出力CKVの高レベル側半周期の前半部分の前端を含む狭い周囲に集中して分布したとする。エッジ検出・カウンタ回路3aは、フリップフロップ2−1〜2−kの最終段から2つのフリップフロップの出力信号Q(k),Q(k−1)を用いずに、残りののフリップフロップの出力信号Q(1)〜Q(k−2)を用いて、DCO出力CKVの高レベル側半周期の前端(立ち下がりエッジ)の検出を行い、エッジ数nをn=1にして制御回路4に出力する(ST10)。
制御回路4は、ST10にて検出されたエッジ数nは、n=1であり3以下であるので(ST3:No)、十分な遅延量ではないと判断して可変遅延回路1−1〜1−kの各遅延時間(TDC遅延時間)を単位時間だけ増加する(ST4)。その結果、例えば、図8(3)に示すように、エッジ検出・カウンタ回路3aに入力されるフリップフロップ2−1〜2−kの出力信号Q(1)〜Q(k)は、DCO出力CKVの1周期を含む範囲に広がったとする。但し、フリップフロップ2−1〜2−kの最終段から2つのフリップフロップの出力信号Q(k),Q(k−1)は、DCO出力CKVの1周期の後端(低レベル側半周期の後端)を挟んで発生している。
そのため、エッジ検出・カウンタ回路3aは、DCO出力CKVの1周期の後端(低レベル側半周期の後端)ではエッジ検出を行わず、DCO出力CKVの高レベル側半周期の前端(立ち下がりエッジ)と後端(立ち上がりエッジ)の検出を行い、エッジ数nをn=2にして制御回路4に出力する(ST10)。
制御回路4は、ST10にて検出されたエッジ数nは、n=2であり、今度も3以下であるので(ST3:No)、十分な遅延量ではないと判断して可変遅延回路1−1〜1−kの各遅延時間(TDC遅延時間)を単位時間だけ増加する(ST4)。これによって、例えば、図8(4)に示すように、エッジ検出・カウンタ回路3aに入力されるフリップフロップ2−1〜2−kの出力信号Q(1)〜Q(k)は、最終段から2つの出力信号Q(k),Q(k−1)が共にDCO出力CKVの1周期の後端を超える形で、DCO出力CKVの1周期を含む範囲に広がったとする。図示例では、フリップフロップ2−(k−3),2−(kー2)の出力信号Q(k−3),Q(kー2)が低レベル側半周期の後端を挟んで発生している。
これによって、エッジ検出・カウンタ回路3aは、DCO出力CKVの1周期の後端である低レベル側半周期の後端をも検出できるので、DCO出力CKVの高レベル側半周期の前端(立ち下がりエッジ)と後端(立ち上がりエッジ)と低レベル側半周期の後端(立ち下がりエッジ)との検出を行い、エッジ数nをn=3にして制御回路4に出力する(ST10)。
制御回路4は、ST10にて検出されたエッジ数nは、今度はn=3であるので(ST3:Yes)、遅延量制御を終了し、エッジ数n=3が得られた遅延量を設定値として保持する。図1に示すTDCは、以後その設定したTDC遅延時間で動作することになる。
本第4の実施の形態によれば、全フリップフロップ出力数よりも少ない出力数で遅延量の最適値制御が行えるので、ばらつき等により遅延量が変化してしまった場合や、DCO出力周波数が変化した場合においても、TDCの機能動作不良を避けることができる。
なお、図1では、遅延回路の全ての遅延段を可変遅延段として構成した場合を示してあるが、可変遅延段は、少なくとも1つ設けるだけでもよい。遅延回路をこのように構成しても上記した最適値制御は行える。
1−1〜1−k 可変遅延回路、2−1〜2−k フリップフロップ、3 温度計回路、3a エッジ検出・カウンタ回路、3b デジタルコード生成回路、4 制御回路。
Claims (5)
- 入力されるクロック信号を多段に遅延する複数の遅延段を有し、該複数の遅延段の少なくとも1つが可変遅延段である遅延回路と、
前記遅延回路の遅延段と同数個設けられ、参照信号の入力に応答して並列に対応する遅延段の出力を取り込む複数のフリップフロップと、
前記複数のフリップフロップの各出力の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの一方または両方のエッジを検出するエッジ検出回路と、
前記エッジ検出回路が検出したエッジ数をカウントするカウンタ回路と、
前記カウンタ回路がカウントしたエッジ数に応じて前記可変遅延段の遅延量を制御する制御回路と
を備えることを特徴とする時間デジタル変換器。 - 前記エッジ検出回路は、前記フリップフロップの各出力の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの両方を検出し、
前記制御回路は、前記カウントされたエッジ数が値3よりも小さい場合は前記可変遅延段の遅延量を増加させる制御を行い、前記カウントされたエッジ数が値3よりも大きい場合は前記可変遅延段の遅延量を減少させる制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の時間デジタル変換器。 - 前記エッジ検出回路は、前記フリップフロップの各出力の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの両方を検出し、
前記制御回路は、動作開始時に前記可変遅延段の遅延量を最小値に設定し、前記カウントされたエッジ数が値3となるまで、前記可変遅延段の遅延量を増加させる制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の時間デジタル変換器。 - 前記エッジ検出回路は、前記フリップフロップの各出力の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジのいずれか一方を検出し、
前記制御回路は、動作開始時に前記可変遅延段の遅延量を最小値に設定し、前記カウントされたエッジ数が値2となるまで、前記可変遅延段の遅延量を増加させる制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の時間デジタル変換器。 - 前記エッジ検出回路は、前記フリップフロップの最終段から少なくとも1つのフリップフロップの出力信号を用いずにエッジ検出を行うことを特徴とする請求項2〜4のいずれか一つに記載の時間デジタル変換器。
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