JP2013172344A - ロック検出回路、dll回路及び受信回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実施形態に係るロック検出回路は、パルス幅変調信号が入力されていないときに、チャージポンプに第2制御信号の出力を停止させると共に、遅延線に対して、遅延回路全体の遅延量が、OVER信号生成回路が動作可能な範囲、UNDER信号生成回路が動作可能な範囲、及び、UNDER閾値より大きくOVER閾値より小さい範囲のいずれかに含まれるように前記遅延量を制御する第3制御信号を出力する初期状態対応回路を備える。
【選択図】図2
Description
図1は、本実施形態に係る受信回路を例示するブロック図であり、
図2は、本実施形態に係るロック検出回路を例示するブロック図であり、
図3は、本実施形態における入力信号検出回路を例示する回路図であり、
図4は、本実施形態における初期状態制御回路を例示する回路図であり、
図5は、本実施形態における初期状態出力回路を例示する回路図である。
本実施形態に係る受信回路は、例えば、フォトカプラの受信回路である。
図2に示すように、ロック検出回路13においては、セット端子付きのn個(nは1以上の整数)のエッジトリガ動作型のD型フリップフロップ31が設けられている。また、ロック検出回路13には、OVER信号生成回路32、UNDER信号生成回路33、入力信号検出回路34、初期状態制御回路35、初期状態出力回路36が設けられている。これらの回路のうち、入力信号検出回路34以外は論理回路によって構成することができる。入力信号検出回路34、初期状態制御回路35、初期状態出力回路36により、初期状態対応回路30が構成されている。
図6は、VPWM信号及びφ0〜φ16信号の波形を例示するタイミングチャートであり、
図7は、遅延量ΔTが位相比較回路の動作に及ぼす影響を例示するタイミングチャートであり、
図8は、φ2信号の立ち上がりで他の多相クロック信号をラッチした場合を例示するタイミングチャートであり、
図9は、遅延量ΔTとラッチ信号の値との関係を例示する表であり、
図10(a)は、横軸にVCONT信号の値をとり、縦軸に遅延回路の遅延量ΔTをとって、VCONT信号と遅延量との関係を例示するグラフ図であり、(b)は、横軸にVCONT信号の値をとり、縦軸にUNDER信号及びOVER信号の値をとって、UNDER信号及びOVER信号の出力状態を例示するグラフ図であり、
図11は、図4に示す初期状態制御回路の真理値表であり、
図12(a)は、横軸に時間をとり、縦軸にVCONT信号の値をとって、VCONT信号の収束動作を例示するグラフ図であり、(b)は、横軸に時間をとり、縦軸にVCTR信号、OVER信号、UNDER信号の値をとって、ロック検出回路13の動作を例示するグラフ図である。
以下、VPWM信号が1.5ビット信号であり、従って、各クロックのデューティ比は3水準、例えば、25%、50%、75%のうちのいずれかであり、VCDL21の段数Nが16である場合を例にとって説明する。
遅延量ΔTが2TSからTS以上ずれた場合、すなわち、遅延量ΔTがTS以下となった場合、及び3TS以上となった場合には、上述の位相比較回路14によるフィードバックはうまく働かなくなる。
図8に示すように、先ず、多相クロック信号φ0〜φ16から任意に1つの信号φi、例えば、φ2信号を選択する。そして、このφ2信号の立ち上がりのタイミングで、他の多相クロック信号の値を読み出す。
初期状態においては、VPWM信号が入力されず、従って、φ0信号及びφ16信号も生成されないため、位相比較回路14は動作せず、VCONT信号の電位も制御されない。従って、VCDL21の状態も制御されない。
先ず、VPWM信号が入力されている場合について説明する。
図3に示すように、入力信号検出回路34に入力されたVPWM信号は、抵抗41及びキャパシタ42によって平滑化される。これにより、接続点N2の電位はVPWM信号の平均デューティ比に対応した電位となる。VPWM信号の平均デューティ比はVPWM信号の統計的性質に依存し、例えば50%であるものとする。この場合、VPWM信号のLレベルが接地電位GNDであり、Hレベルが電源電位VDDであれば、接続点N2の電位は(1/2)VDDとなる。従って、上限インバータ43の出力はHレベルとなり、下限インバータ44の出力はLレベルとなり、インバータ45の出力はHレベルとなり、NAND回路46の出力、すなわち、VCTR信号はLレベルとなる。
この場合、VPWM信号の電位は受信回路1の動作論理に依存し、電源電位VDD又は接地電位GNDとなる。これにより、接続点N2の電位も電源電位VDD又は接地電位GNDとなる。接続点N2の電位が電源電位VDDであると、上限インバータ43の出力はLレベルとなり、下限インバータ44の出力はLレベルとなり、インバータ45の出力はHレベルとなり、VCTR信号はHレベルとなる。また、接続点N2の電位が接地電位GNDであると、上限インバータ43の出力はHレベルとなり、下限インバータ44の出力はHレベルとなり、インバータ45の出力はLレベルとなり、VCTR信号はやはりHレベルとなる。
図1に示すように、受信回路1にVPWM信号が入力されると、T型フリップフロップ11がVPWM信号に基づいてφ0信号を生成する。このとき、VCONT信号の電位はVSTARTとなっているため、VCDL21は直ちに応答することができ、φ0信号からφ1〜φ16信号を生成し、ロック検出回路13に対して出力する。
図11に示すように、初期状態制御回路35は、入力信号検出回路34から入力されるVCTR信号がHレベルであれば、他の信号がどのような値であっても、VINT*信号をLレベルとする。この状態は初期状態(無信号状態)に相当する。また、VCTR信号がLレベルであって、UNDER信号及びOVER信号が共にHレベルである場合も、VINT*信号をLレベルとする。この理由は、VPWM信号が入力され、ロック検出回路13が正常に動作している限り、UNDER信号及びOVER信号が共にHレベルとなる状況はあり得ず、ノイズ等の影響によりロック検出が不安定になっていると考えられるためである。この場合は、LレベルのVINT*信号をD型フリップフロップ31のセット端子に入力することにより、DLL回路6の状態を一旦初期状態に戻し、再ロックさせる。これにより、ノイズ等によりロック検出回路13の動作が不安定になっても、初期状態制御回路35がD型フリップフロップ31をセットすることにより、動作を安定化させることができる。
Claims (9)
- デジタルデータがパルス幅変調されたパルス幅変調信号から、周期が前記パルス幅変調信号の周期の2倍であり、位相が相互に異なる複数の多相クロック信号を生成するDLL回路と、
前記複数の多相クロック信号に同期して前記パルス幅変調信号の値を読み出すことにより、前記デジタルデータを再生する復調回路と、
を備え、
前記DLL回路は、
前記パルス幅変調信号から、周期が前記パルス幅変調信号の周期の2倍であり、位相が前記パルス幅変調信号の位相に等しい基準クロック信号を生成する基準クロック信号生成回路と、
入力された信号を所定の遅延量だけ遅らせて出力する遅延線が複数段直列に接続され、最前段の遅延線に前記基準クロック信号が入力される遅延回路と、
前記基準クロック信号及び最後段の前記遅延線の出力信号が入力され、第1制御信号を出力する位相比較回路と、
前記第1制御信号に基づいて、前記遅延線に対して前記遅延量を制御する第2制御信号を出力するチャージポンプと、
前記パルス幅変調信号及び前記遅延線の出力信号が入力されるロック検出回路と、
を有し、
前記ロック検出回路は、
一の前記遅延線の出力信号がクロック端子に入力され、相互に異なる他の前記遅延線の出力信号がD端子に入力される複数のセット端子付きのD型フリップフロップと、
前記D型フリップフロップの正相出力に基づいて前記遅延回路全体の遅延量がOVER閾値以上であるか否かを判定し、前記遅延回路全体の遅延量がOVER閾値以上であるときに、OVER信号を発信するOVER信号生成回路と、
前記D型フリップフロップの正相出力に基づいて前記遅延回路全体の遅延量がUNDER閾値以下であるか否かを判定し、前記遅延回路全体の遅延量がUNDER閾値以下であるときに、UNDER信号を発信するUNDER信号生成回路と、
前記パルス幅変調信号が入力されていないときに、前記チャージポンプに前記第2制御信号の出力を停止させると共に、前記遅延線に対して、前記遅延回路全体の遅延量が、前記OVER信号生成回路が動作可能な範囲に含まれるように前記遅延量を制御する第3制御信号を出力し、前記位相比較回路に対して前記OVER信号を出力する初期状態対応回路と、
を有し、
前記位相比較回路は、前記OVER信号が入力されたときは、前記遅延量が小さくなるような前記第1制御信号を出力し、前記UNDER信号が入力されたときは、前記遅延量が大きくなるような前記第1制御信号を出力し、前記OVER信号及び前記UNDER信号が入力されないときは、前記基準クロック信号の位相と前記最後段の遅延線の出力信号の位相とが一致するような前記第1制御信号を出力し、
前記初期状態対応回路は、前記パルス幅変調信号が入力されていないとき、並びに、前記パルス幅変調信号が入力されており、前記OVER信号及び前記UNDER信号の双方が発信されているときに、前記D型フリップフロップのセット端子に対して信号を出力することにより前記正相出力を固定し、
前記複数の多相クロック信号は、少なくとも一部の前記遅延線の出力信号である受信回路。 - デジタルデータがパルス幅変調されたパルス幅変調信号から、周期が前記パルス幅変調信号の周期の2倍であり、位相が前記パルス幅変調信号の位相に等しい基準クロック信号を生成する基準クロック信号生成回路、入力された信号を所定の遅延量だけ遅らせて出力する遅延線が複数段直列に接続され、最前段の遅延線に前記基準クロック信号が入力される遅延回路、前記基準クロック信号及び最後段の前記遅延線の出力信号が入力され、第1制御信号を出力する位相比較回路、並びに、前記第1制御信号に基づいて、前記遅延線に対して前記遅延量を制御する第2制御信号を出力するチャージポンプを含み、前記位相比較回路は、OVER信号が入力されたときは、前記遅延量が小さくなるような前記第1制御信号を出力し、UNDER信号が入力されたときは、前記遅延量が大きくなるような前記第1制御信号を出力し、前記OVER信号及び前記UNDER信号が入力されないときは、前記基準クロック信号の位相と前記最後段の遅延線の出力信号の位相とが一致するような前記第1制御信号を出力し、少なくとも一部の前記遅延線の出力信号を出力するDLL回路に搭載されるロック検出回路であって、
前記遅延線の出力信号に基づいて前記遅延回路全体の遅延量がOVER閾値以上であるか否かを判定し、前記遅延回路全体の遅延量がOVER閾値以上であるときに、前記OVER信号を発信するOVER信号生成回路と、
前記遅延線の出力信号に基づいて前記遅延回路全体の遅延量がUNDER閾値以下であるか否かを判定し、前記遅延回路全体の遅延量がUNDER閾値以下であるときに、前記UNDER信号を発信するUNDER信号生成回路と、
前記パルス幅変調信号が入力されていないときに、前記チャージポンプに前記第2制御信号の出力を停止させると共に、前記遅延線に対して、前記遅延回路全体の遅延量が、前記OVER信号生成回路が動作可能な範囲、前記UNDER信号生成回路が動作可能な範囲、及び、前記UNDER閾値より大きく前記OVER閾値より小さい範囲のいずれかに含まれるように前記遅延量を制御する第3制御信号を出力する初期状態対応回路と、
を備えたロック検出回路。 - デジタルデータがパルス幅変調されたパルス幅変調信号から、周期が前記パルス幅変調信号の周期の2倍であり、位相が前記パルス幅変調信号の位相に等しい基準クロック信号を生成する基準クロック信号生成回路と、
入力された信号を所定の遅延量だけ遅らせて出力する遅延線が複数段直列に接続され、最前段の遅延線に前記基準クロック信号が入力される遅延回路と、
前記基準クロック信号及び最後段の前記遅延線の出力信号が入力され、第1制御信号を出力する位相比較回路と、
前記第1制御信号に基づいて、前記遅延線に対して前記遅延量を制御する第2制御信号を出力するチャージポンプと、
前記パルス幅変調信号及び前記遅延線の出力信号が入力されるロック検出回路と、
を備え、
前記ロック検出回路は、
前記遅延線の出力信号に基づいて前記遅延回路全体の遅延量がOVER閾値以上であるか否かを判定し、前記遅延回路全体の遅延量がOVER閾値以上であるときに、OVER信号を発信するOVER信号生成回路と、
前記遅延線の出力信号に基づいて前記遅延回路全体の遅延量がUNDER閾値以下であるか否かを判定し、前記遅延回路全体の遅延量がUNDER閾値以下であるときに、UNDER信号を発信するUNDER信号生成回路と、
前記パルス幅変調信号が入力されていないときに、前記チャージポンプに前記第2制御信号の出力を停止させると共に、前記遅延線に対して、前記遅延回路全体の遅延量が、前記OVER信号生成回路が動作可能な範囲、前記UNDER信号生成回路が動作可能な範囲、及び、前記UNDER閾値より大きく前記OVER閾値より小さい範囲のいずれかに含まれるように前記遅延量を制御する第3制御信号を出力する初期状態対応回路と、
を有し、
前記位相比較回路は、前記OVER信号が入力されたときは、前記遅延量が小さくなるような前記第1制御信号を出力し、前記UNDER信号が入力されたときは、前記遅延量が大きくなるような前記第1制御信号を出力し、前記OVER信号及び前記UNDER信号が入力されないときは、前記基準クロック信号の位相と前記最後段の遅延線の出力信号の位相とが一致するような前記第1制御信号を出力し、
少なくとも一部の前記遅延線の出力信号を出力するDLL回路。 - 前記初期状態対応回路は、前記パルス幅変調信号が入力されていないときに、前記遅延回路全体の遅延量が前記OVER信号生成回路が動作可能な範囲に含まれるように前記遅延量を制御する第3制御信号を出力すると共に、前記位相比較回路に対して前記OVER信号を出力する請求項3記載のDLL回路。
- 前記ロック検出回路は、一の前記遅延線の出力信号に同期して相互に異なる他の前記遅延線の出力信号をラッチする複数のラッチ回路をさらに有し、
前記OVER信号生成回路、前記UNDER信号生成回路及び前記初期状態対応回路には、前記ラッチ回路の出力信号が入力され、
前記初期状態対応回路は、前記パルス幅変調信号が入力されていないときに、前記ラッチ回路の出力を固定する請求項3または4に記載のDLL回路。 - 前記初期状態対応回路は、前記パルス幅変調信号が入力されており、前記OVER信号及び前記UNDER信号の双方が発信されているときに、前記ラッチ回路の出力を固定する請求項5記載のDLL回路。
- 前記ラッチ回路はセット端子付きのD型フリップフロップであり、
前記一の前記遅延線の出力信号は前記D型フリップフロップのクロック端子に入力され、
前記他の遅延線の出力信号は前記D型フリップフロップのD端子に入力され、
前記初期状態対応回路は、前記ラッチ回路の出力を固定するときは、前記セット端子に対して信号を出力する請求項5または6に記載のDLL回路。 - 前記初期状態対応回路は第1の電界効果型トランジスタを有し、
前記第1の電界効果型トランジスタのソース・ドレイン間に一定電流を流したときの前記第1の電界効果型トランジスタのゲート電位を前記第3制御信号とし、
前記遅延線は第2の電界効果型トランジスタを有する請求項3〜7のいずれか1つに記載のDLL回路。 - 請求項3〜8のいずれか1つに記載のDLL回路と、
前記少なくとも一部の遅延線の出力信号に同期して前記パルス幅変調信号の値を読み出すことにより、前記デジタルデータを再生する復調回路と、
を備えた受信回路。
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