JP2015161567A - 周波数比較器 - Google Patents

Abstract

【課題】基準クロック信号及び被測定クロック信号の周波数比較の分解能を維持しつつ、被測定クロック信号の周波数の変化をすぐに検出することが可能な技術を提供する。
【解決手段】カウンタ２ｒ，２ｍは、基準クロック信号ｒｃｌｋ及び被測定クロック信号ｍｃｌｋをそれぞれカウントする。サンプリング部３ｒは、サンプリング信号ｓｃｌｋに同期してカウンタ２ｒの出力値をサンプリングする。サンプリング部３ｍは、サンプリング信号ｓｃｌｋに同期してカウンタ２ｍの出力値をサンプリングする。累積加算器４ｒはサンプリング部３ｒの出力値を累積加算する。累積加算器４ｍはサンプリング部３ｍの出力値を累積加算する。周波数取得部５は、累積加算部４ｒ，４ｍの出力値及び基準クロック信号ｒｃｌｋの周波数に基づいて、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数を求める。
【選択図】図１

Description

本発明は、周波数比較器に関する。

特許文献１には、基準クロック信号及び被測定クロック信号の周波数を比較する技術が開示されている。

特開平２−２１０９１１号公報

基準クロック信号及び被測定クロック信号の周波数を比較する際には、周波数比較の分解能が高いことが望ましい。

一方で、基準クロック信号及び被測定クロック信号の周波数を比較することによって、被測定クロック信号の周波数の変化を検出する際には、被測定クロック信号の周波数の変化をすぐに検出できることが望ましい。

そこで、本発明は上述の点に鑑みて成されたものであり、基準クロック信号及び被測定クロック信号の周波数比較の分解能を維持しつつ、被測定クロック信号の周波数の変化をすぐに検出することが可能な技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る周波数比較器の一態様は、基準クロック信号をカウントする第１カウンタと、被測定クロック信号をカウントする第２カウンタと、サンプリング信号に同期して前記第１カウンタの出力値をサンプリングする第１サンプリング部と、前記サンプリング信号に同期して前記第２カウンタの出力値をサンプリングする第２サンプリング部と、前記第１サンプリング部の出力値を累積加算する第１累積加算器と、前記第２サンプリング部の出力値を累積加算する第２累積加算器と、前記第１及び第２累積加算部の出力値及び前記基準クロック信号の周波数に基づいて、前記被測定クロック信号の周波数を求める周波数取得部とを備える。

また、本発明に係る周波数比較器の一態様では、前記第１サンプリング部は、サンプリングした前記第１カウンタの出力値と、その前にサンプリングした前記第１カウンタの出力値との差分値を出力し、前記第２サンプリング部は、サンプリングした前記第２カウンタの出力値と、その前にサンプリングした前記第２カウンタの出力値との差分値を出力する。

また、本発明に係る周波数比較器の一態様では、前記第１サンプリング部は、サンプリングした前記第１カウンタの出力値をそのまま出力し、前記第２サンプリング部は、サンプリングした前記第２カウンタの出力値をそのまま出力する。

また、本発明に係る周波数比較器の一態様では、前記第１及び第２累積加算器はＦＩＲ型デジタルフィルタである。

また、本発明に係る周波数比較器の一態様では、前記第１及び第２累積加算器はＩＩＲ型デジタルフィルタである。

本発明の一態様によれば、基準クロック信号及び被測定クロック信号の周波数比較の分解能を維持しつつ、被測定クロック信号の周波数の変化をすぐに検出することができる。

周波数比較器の構成を示す図である。 カウンタの構成を示す図である。 サンプリング部の構成を示す図である。 累積加算器の構成を示す図である。 周波数比較器の動作を示すタイミングチャートである。 比較対象装置の動作を示すタイミングチャートである。 累積加算器の変形例の構成を示す図である。 周波数比較器の変形例の動作を示すタイミングチャートである。 ＦＩＲ型デジタルフィルタで構成された累積加算器の出力特性を示す図である。 ＩＩＲ型デジタルフィルタで構成された累積加算器の出力特性を示す図である。 ＦＩＲ型デジタルフィルタの各係数の一例を示す図である。 変形例に係る周波数比較器の構成を示す図である。

図１は実施の形態に係る周波数比較器１の構成を示す図である。本実施の形態に係る周波数比較器１は、基準クロック信号ｒｃｌｋと被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数の比較を行い、その比較結果と基準クロック信号ｒｃｌｋの周波数とに基づいて、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数を求める。周波数比較器１は、例えば、通信装置が備える、ＰＬＬ（phase locked loop）回路、周波数シンセサイザあるいはＣＤＲ（Clock Data Recovery）回路等の半導体装置で使用される。

図１に示されるように、周波数比較器１は、カウンタ２ｍ，２ｒと、サンプリング部３ｍ，３ｒと、累積加算器４ｍ，４ｒと、周波数取得部５とを備えている。

カウンタ２ｍは被測定クロック信号ｍｃｌｋをカウントし、カウンタ２ｒは基準クロック信号ｒｃｌｋをカウントする。具体的には、カウンタ２ｍは、被測定クロック信号ｍｃｌｋの立ち上がりをカウントする。つまり、カウンタ２ｍは、被測定クロック信号ｍｃｌｋの立ち上がりに同期してカウント値Ｃｍのカウントアップを行う。これにより、カウンタ２ｍのカウント値Ｃｍは被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数に応じた速さでカウントアップする。カウンタ２ｒは、基準クロック信号ｒｃｌｋの立ち上がりをカウントする。つまり、カウンタ２ｒは、基準クロック信号ｒｃｌｋの立ち上がりに同期してカウント値Ｃｒのカウントアップを行う。これにより、カウンタ２ｒのカウント値Ｃｒは基準クロック信号ｒｃｌｋの周波数に応じた速さでカウントアップする。

なお、カウンタ２ｍは、被測定クロック信号ｍｃｌｋの立ち下がりをカウントし、カウンタ２ｒは、基準クロック信号ｒｃｌｋの立ち下がりをカウントしても良い。以後、カウンタ２ｍ，２ｒを特に区別する必要がないときには、それぞれを「カウンタ２」と呼ぶ。

サンプリング部３ｍは、一種のクロック信号であるサンプリング信号ｓｃｌｋに同期して（例えば、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がりで）、カウンタ２ｍの出力であるカウント値Ｃｍをサンプリングする。サンプリング部３ｒは、サンプリング信号ｓｃｌｋに同期して（例えば、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がりで）、カウンタ２ｒの出力値であるカウント値Ｃｒをサンプリングする。

ここで、サンプリング信号ｓｃｌｋの周波数をｆｓ、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数をｆｍ、基準クロック信号ｒｃｌｋの周波数をｆｒとすると、ｆｓ＜ｆｍ、ｆｓ＜ｆｒとなっている。本実施の形態では、サンプリング信号ｓｃｌｋの周波数ｆｓは、例えば、基準クロック信号ｒｃｌｋの周波数ｆｒの１／２０倍となっている。

サンプリング部３ｍは、カウント値Ｃｍをサンプリングするたびに、サンプリングした当該カウント値Ｃｍと、その前にサンプリングしたカウント値Ｃｍとの差分値を求めて出力する。つまり、サンプリング部３ｍは、サンプリング信号ｓｃｌｋにおける、連続する２つの立ち上がりの間でのカウント値Ｃｍの増分を出力する。この増分は被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍに応じた値となる。同様に、サンプリング部３ｒは、カウント値Ｃｒをサンプリングするたびに、サンプリングした当該カウント値Ｃｒと、その前にサンプリングしたカウント値Ｃｒとの差分値を求めて出力する。つまり、サンプリング部３ｒは、サンプリング信号ｓｃｌｋにおける、連続する２つの立ち上がりの間でのカウント値Ｃｒの増分を出力する。この増分は基準クロック信号ｒｃｌｋの周波数ｆｒに応じた値となる。以後、サンプリング部３ｍ，３ｒを特に区別する必要がないときには、それぞれを「サンプリング部３」と呼ぶ。

累積加算器４ｍ，４ｒはサンプリング信号ｓｃｌｋに同期して動作する。累積加算器４ｍは、サンプリング部３ｍの出力値Ｓｍを累積加算し、それによって得られる累積加算値Ａｍを出力する。本実施の形態では、累積加算器４ｍは、サンプリング部３ｍからの出力値Ｓｍを所定回数累積加算し、それによって得られる累積加算値Ａｍを出力する。出力値Ｓｍは、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍに応じた値であることから、累積加算値Ａｍも周波数ｆｍに応じた値となる。累積加算器４ｒは、サンプリング部３ｒの出力値Ｓｒを累積加算し、それによって得られる累積加算値Ａｒを出力する。本実施の形態では、累積加算器４ｒは、累積加算器４ｍと同様に、サンプリング部３ｒからの出力値Ｓｒを所定回数累積加算し、それによって得られる累積加算値Ａｒを出力する。出力値Ｓｒは、基準クロック信号ｒｃｌｋの周波数ｆｒに応じた値であることから、累積加算値Ａｒも周波数ｆｒに応じた値となる。以後、累積加算器４ｍ，４ｒを特に区別する必要がないときには、それぞれを「累積加算器４」と呼ぶ。

周波数取得部５はサンプリング信号ｓｃｌｋに同期して動作する。周波数取得部５は、サンプリング信号ｓｃｌｋが立ち上がるたびに、累積加算器４ｍから出力される累積加算値Ａｍと、累積加算器４ｒから出力される累積加算値Ａｒと、基準クロック信号ｒｃｌｋの周波数ｆｒとに基づいて、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍを求める。具体的には、周波数取得部５は、以下の式（１）を用いて周波数ｆｍを求める。

累積加算値Ａｍは、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍに応じた値であり、累積加算値Ａｒは、基準クロック信号ｒｃｌｋの周波数ｆｒに応じた値であることから、累積加算値Ａｍと累積加算値Ａｒを比較することは、被測定クロック信号ｍｃｌｋ及び基準クロック信号ｒｃｌｋの周波数の比較を行うことと等価である。したがって、式（１）より、周波数取得部５は、被測定クロック信号ｍｃｌｋ及び基準クロック信号ｒｃｌｋの周波数の比較を行い、その比較結果（Ａｍ／Ａｒ）と、基準クロック信号ｒｃｌｋの周波数ｆｒとに基づいて、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍを求めていると言える。周波数比較器１は、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍを求めると、当該周波数ｆｍを外部装置に通知する。

また周波数取得部５は、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍの変化を検出する。具体的には、周波数取得部５は、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍに応じた累積加算値Ａｍが変化すると、周波数ｆｍが変化したと判断する。そして、周波数取得部５は、周波数ｆｍの変化を検出すると、その旨を外部装置に通知する。

＜カウンタの構成例＞
図２はカウンタ２ｍ，２ｒの構成の一例を示す図である。以後、被測定クロック信号ｍｃｌｋ及び基準クロック信号ｒｃｌｋを特に区別する必要がないときには、それぞれを単に「クロック信号」と呼ぶ。また、カウント値Ｃｍ及びカウント値Ｃｒを特に区別する必要がないときには、それぞれを単に「カウント値Ｃ」と呼ぶ。

図２に示されるように、カウンタ２は、加算器２０及びラッチ回路２１を備えている。加算器２０は、ラッチ回路２１の出力に対して“１”を加算して出力する。ラッチ回路２１は、クロック信号の立ち上がりに同期して加算器２０の出力を保持して出力する。ラッチ回路２１の出力がカウント値Ｃとなる。このようなカウンタ２では、入力されるクロック信号の立ち上がりに同期してカウント値Ｃが１つずつ増加する。カウンタ２は、クロック信号の立ち上がりに同期してカウント値Ｃを出力する。

＜サンプリング部の構成例＞
図３はサンプリング部３ｍ，３ｒの構成の一例を示す図である。以後、出力値Ｓｍと出力値Ｓｒを特に区別する必要がないときには、それぞれを単に「出力値Ｓ」と呼ぶ。

図３に示されるように、サンプリング部３は、ラッチ回路３０〜３２及び減算器３３を備えている。ラッチ回路３０は、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がりに同期してカウント値Ｃを保持して出力する。つまり、ラッチ回路３０は、サンプリング信号ｓｃｌｋに同期してカウント値ＣをサンプリングしてサンプリングデータＣＳ（ｋ）として出力する。サンプリングデータＣＳ（ｋ）は、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がりｋでサンプリングされたカウント値Ｃを意味している。

ラッチ回路３１は、ラッチ回路３０から出力されるサンプリングデータＣＳ（ｋ）を、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がりに同期して保持して出力する。ラッチ回路３１がサンプリングデータＣＳ（ｋ）を保持するタイミングでは、ラッチ回路３０は次のカウント値Ｃをサンプリングすることから、ラッチ回路３１の出力は、ラッチ回路３０でサンプリングされるカウント値Ｃよりも一つ前にサンプリングされたカウント値Ｃである。以後、ラッチ回路３１の出力を「サンプリングデータＣＳ（ｋ−１）」と呼ぶ。ｋ−ｘ（ｘ≧１）は、ｋよりもｘ個前の、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がりを示している。また、ｋ＋ｘは、ｋよりもｘ個後の、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がりを示している。

減算器３３は、ラッチ回路３０からのサンプリングデータＣＳ（ｋ）から、ラッチ回路３１からのサンプリングデータＣＳ（ｋ−１）を減算して出力する。ラッチ回路３２は、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がりに同期して減算器３３の出力を保持して出力する。ラッチ回路３２の出力がサンプリング部３の出力値Ｓとなる。

このような構成を有するサンプリング部３は、サンプリングしたカウント値Ｃ（サンプリングデータＣＳ（ｋ））と、それよりも１つ前にサンプリングしたカウント値Ｃ（サンプリングデータＣＳ（ｋ−１））との差分値を減算器３３で求めて、当該差分値を出力値Ｓとして出力する。サンプリング部３は、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がりに同期して出力値Ｓを出力する。

サンプリング部３ｍでのサンプリングデータＣＳ（ｋ），ＣＳ（ｋ−１）をそれぞれサンプリングデータＣＳｍ（ｋ），ＣＳｍ（ｋ−１）とし、サンプリング部３ｒでのサンプリングデータＣＳ（ｋ），ＣＳ（ｋ−１）をそれぞれサンプリングデータＣＳｒ（ｋ），ＣＳｒ（ｋ−１）とすると、出力値Ｓｍ，Ｓｒは以下の式（２），（３）で表される。

以後、サンプリングデータＣＳ（ｋ）を「カウント値Ｃ（ｋ）」と呼ぶことがある。また、サンプリングデータＣＳｍ（ｋ），ＣＳｍ（ｋ−１），ＣＳｒ（ｋ），ＣＳｒ（ｋ−１）をそれぞれ「カウント値Ｃｍ（ｋ）」、「カウント値Ｃｍ（ｋ−１）」、「カウント値Ｃｒ（ｋ）」及び「カウント値Ｃｒ（ｋ−１）」と呼ぶことがある。

＜累積加算器の構成例＞
図４は累積加算器４ｍ，４ｒの構成の一例を示す図である。以後、累積加算値Ａｍと累積加算値Ａｒを特に区別する必要がないときには、それぞれを単に「累積加算値Ａ」と呼ぶ。本実施の形態では、累積加算器４はＦＩＲ（Finite Impulse Response）型デジタルフィルタで構成されている。累積加算器４は、サンプリング部３からの出力値ＳをＭ回（Ｍは２以上の整数）累積加算する。

図４に示されるように、累積加算器４は、直列に接続されたＭ個のラッチ回路４０−１〜４０−Ｍと、Ｍ個の乗算器４１−１〜４１−Ｍと、加算器４２と、乗算器４３とを備えている。Ｍ個のラッチ回路４０−１〜４０−ＭはＭ段のシフトレジスタを構成している。

初段のラッチ回路４０−１は、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がりに同期して出力値Ｓを保持して出力する。Ｍ個のラッチ回路４０−１〜４０−Ｍのうち、初段のラッチ回路４０−１を除く各ラッチ回路４０−ｊ（２≦ｊ≦Ｍ）は、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がりに同期して、前段のラッチ回路４０−（ｊ−１）の出力を保持して出力する。各乗算器４１−ｉ（１≦ｉ≦Ｍ）は、ラッチ回路４０−ｉの出力に対して係数αｉを乗算し、その結果を出力する。加算器４２は、Ｍ個の乗算器４１−１〜４１−Ｍの出力を加算し、その結果を出力する。乗算器４３は、加算器４２の出力に対して係数αａｌｌを乗算し、その結果を出力する。乗算器４３の出力が累積加算値Ａとなる。

ここで、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がりｋに同期してサンプリング部３から出力される出力値ＳをＳ（ｋ）とすると、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がりｋに同期して累積加算器４から出力される累積加算値Ａ（ｋ）は以下の式（４）で表される。

また、本実施の形態では、係数αａｌｌ及び係数αｉについて以下の式（５）が成立する。

例えば、係数αａｌｌ及び係数α１〜αＭがすべて“１”の場合には、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がり（ｋ−Ｍ）から立ち上がり（ｋ−１）に同期してサンプリング部３から出力されたＭ個の出力値Ｓ（ｋ−Ｍ）〜Ｓ（ｋ−１）の総和が、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がりｋに同期して累積加算器４から出力される。そして、サンプリング信号ｓｃｌｋの次の立ち上がり（ｋ＋１）に同期して、累積加算器４からは、サンプリング部３から出力されたＭ個の出力値Ｓ（ｋ＋１−Ｍ）〜Ｓ（ｋ）の総和が出力される。

＜周波数比較器の動作について＞
図５は周波数比較器１の動作の一例を示すタイミングチャートである。カウンタ２ｍはカウンタ２ｒと同様に動作し、サンプリング部３ｍはサンプリング部３ｒと同様に動作し、累積加算器４ｍは累積加算器４ｒと同様に動作するため、ここでは、カウンタ２ｍ、サンプリング部３ｍ及び累積加算器４ｍの動作を主に説明する。図５に基づいて、被測定クロック信号ｍｃｌｋが停止し、その後再開する場合のカウンタ２ｍ等の動作について説明する。

図５の例では、基準クロック信号ｒｃｌｋの周波数ｆｒと、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍとは一致している。また図５の例では、Ｍ＝５０となっている。したがって、サンプリング信号ｓｃｌｋの周波数ｆｓは、周波数ｆｒ，ｆｍの２０分の１となっている。そして、累積加算器４の係数αａｌｌ及び係数α１〜αＭはすべて“１”となっている。図５では、基準クロック信号ｒｃｌｋと被測定クロック信号ｍｃｌｋを図示するために、周波数ｆｒ，ｆｍが実際よりも小さくなっており、周波数ｆｒ，ｆｍと周波数ｆｓとの関係は正しく示されていない。

まず被測定クロック信号ｍｃｌｋが停止していない場合の動作について説明する。本例では、周波数ｆｓは周波数ｆｍの２０分の１となっていることから、サンプリング信号ｓｃｌｋにおける連続する２つの立ち上がりの間においてカウンタ２ｍのカウント値Ｃｍは“２０”増加する。したがって、図５に示されるように、サンプリング部３ｍでのサンプリングデータＣＳ（ｋ），ＣＳ（ｋ−１）は、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がりごとに“２０”ずつ増加する。よって、サンプリングデータＣＳ（ｋ）とサンプリングデータＣＳ（ｋ−１）の差分値である、サンプリング部３ｍの出力値Ｓｍは“２０”となる。そして、本例では、累積加算器４ｍは、サンプリング部３ｍの出力値Ｓを５０回累積加算することから、累積加算器４ｍから出力される累積加算値Ａｍは“１０００”となる。

カウンタ２ｒ、サンプリング部３ｒ及び累積加算器４ｒは、上記と同様に動作することから、周波数ｆｒと周波数ｆｍとが一致する本例では、累積加算器４ｒから出力される累積加算値Ａｒは“１０００”となる。

ここで、累積加算値Ａｍが“１０００”から“１”でもずれると、式（１）で示されるように、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍは変化する。したがって、本例では、基準クロック信号ｒｃｌｋと被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数比較の分解能（以後、単に「周波数比較分解能」と呼ぶことがある）は１０００ｐｐｍ（１０^−３）であると言える。

図５に示されるように、例えば、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がりの直後のタイミングｔ１で、被測定クロック信号ｍｃｌｋが停止すると、言い換えると周波数ｆｍが“０”に変化すると、サンプリング信号ｓｃｌｋの次の立ち上がりでサンプリングデータＣＳ（ｋ），ＣＳ（ｋ−１）が同じ値となり、サンプリング信号ｓｃｌｋのその次の立ち上がりでサンプリング部３ｍの出力値Ｓｍが“０”となる。出力値Ｓｍが“０”となると、サンプリング信号ｓｃｌｋの次の立ち上がりで累積加算値Ａｍが前の値から“２０”減少して“９８０”となる。その後、サンプリング信号ｓｃｌｋが立ち上がるたびに累積加算値Ａｍが“２０”ずつ減少して、累積加算値Ａｍはやがて“０”となる。

累積加算値Ａｍが“０”になった後、例えば、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がりの直後のタイミングｔ２で、被測定クロック信号ｍｃｌｋが再開すると、言い換えると周波数ｆｍが元に戻ると、サンプリング信号ｓｃｌｋの次の立ち上がりでサンプリングデータＣＳ（ｋ）がサンプリングデータＣＳ（ｋ−１）よりも“２０”だけ大きくなり、サンプリング信号ｓｃｌｋのその次の立ち上がりでサンプリング部３ｍの出力値Ｓｍが“２０”となる。出力値Ｓｍが“２０”となると、サンプリング信号ｓｃｌｋの次の立ち上がりで累積加算値Ａｍが前の値から“２０”増加して“２０”となる。その後、サンプリング信号ｓｃｌｋが立ち上がるたびに累積加算値Ａｍが“２０”ずつ増加して、累積加算値Ａｍはやがて“１０００”となる。

以上のように、本実施の形態では、サンプリング部３ｍの出力値Ｓｍを累積加算していることから、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍが変化した場合には、すぐに累積加算値Ａｍも変化する。よって、周波数取得部５は、累積加算値Ａｍを監視することによって、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍの変化をすぐに検出することができる。

ここで、周波数ｆｍの変化には、上述のように、被測定クロック信号ｍｃｌｋが停止して周波数ｆｍが“０”になったり、被測定クロック信号ｍｃｌｋが再開して周波数ｆｍが元に戻ったりすることも含まれる。つまり、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍの変化は、被測定クロック信号ｍｃｌｋの停止及び再開を含む概念である。

図５の例においては、周波数取得部５は、例えば、累積加算器４ｍが累積加算値Ａｍを出力するたびに、当該累積加算値Ａｍが“１０００”に対して“１”以上変化したかを確認し、当該累積加算値Ａｍが“１”以上変化した場合には、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍが変化したと判断する。つまり、周波数取得部５は、当該累積加算値Ａｍが“１０００”でない場合には、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍが変化したと判断する。

また、周波数取得部５は、累積加算器４ｍが累積加算値ＡｍをＺ（≧２）回出力するたびに、そのＺ回分の累積加算値Ａｍの合計を算出し、当該合計が“１０００×Ｚ”に対して“Ｚ”以上変化した場合に、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍが変化したと判断しても良い。つまり、周波数取得部５は、当該合計が“１０００×Ｚ−Ｚ”以下の場合と“１０００×Ｚ＋Ｚ”以上の場合には、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍが変化したと判断しても良い。この場合には、例えばＺ＝２とすると、周波数取得部５は、累積加算器４ｍが累積加算値Ａｍを２回出力するたびに、その２回分の累積加算値Ａｍの合計を算出し、当該合計が“２０００”に対して“２”以上変化した場合に、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍが変化したと判断する。これにより、サンプリング部３ｍ等の誤動作により累積加算値Ａｍが変化したとしても、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍが変化したと誤って判断されることを抑制することができる。

このような周波数比較器１に対して、上記の特許文献１の技術を用いて被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍを求める場合には、周波数比較分解能を本実施の形態と同じに設定すると、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍの変化をすぐに検出することができない。以下にこの点について説明する。

図６は特許文献１の図１に示される装置（以後、「比較対象装置」と呼ぶ）の動作を示すタイミングチャートである。以下の説明では、本実施の形態に係る周波数比較器１と比較対象装置との相違が理解しやすいように、比較対象装置での「基準信号」、「被測定信号」、「サンプリング信号」、「基準信号の周波数ｆｃｌｋ」及び「被測定信号の周波数ｆ」を、それぞれ、基準クロック信号ｒｃｌｋ、被測定クロック信号ｍｃｌｋ、サンプリング信号ｓｃｌｋ、周波数ｆｒ及び周波数ｆｍに置き換えている。図６中の「Ｎ」及び「Ｘ」は、比較対象装置のＤ型フリップフロップ４，９の出力をそれぞれ示している。

比較対象装置では、バイナリカウンタ３が被測定クロック信号ｍｃｌｋをカウントする。そして、Ｄ型フリップフロップ４が、サンプリング信号ｓｃｌｋ（詳細には被測定クロック信号ｍｃｌｋに同期化されたサンプリング信号ｓｃｌｋ）の立ち上がりで、バイナリカウンタ３から出力されるカウント値をサンプリングして波数Ｎとして出力する。また比較対象装置では、バイナリカウンタ８が基準クロック信号ｒｃｌｋをカウントする。そして、Ｄ型フリップフロップ９が、サンプリング信号ｓｃｌｋ（詳細には基準クロック信号ｒｃｌｋに同期化されたサンプリング信号ｓｃｌｋ）の立ち上がりで、バイナリカウンタ８から出力されるカウント値をサンプリングして計数値Ｘとして出力する。比較対象装置の演算回路１０は、以下の式（６）を用いて、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍを求める。

ここで、式（６）中の波数Ｎ（ｋ）は、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がりｋでサンプリングされた、バイナリカウンタ３のカウント値を示しており、波数Ｎ（ｋ＋１）は、ｋよりも１つ前の、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がり（ｋ−１）でサンプリングされた、バイナリカウンタ３のカウント値を示している。また、計数値Ｘ（ｋ）は、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がりｋでサンプリングされた、バイナリカウンタ８のカウント値を示しており、計数値Ｘ（ｋ＋１）は、ｋよりも１つ前の、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がり（ｋ−１）でサンプリングされた、バイナリカウンタ８のカウント値を示している。

このような比較対象装置において、上述の図５の例のように、周波数比較分解能を１０００ｐｐｍに設定するためには、比較対象装置と本実施の形態に係る周波数比較器１とで周波数ｆｒが同じであるとすると、サンプリング信号ｓｃｌｋにおける連続する２つの立ち上がりの間においてバイナリカウンタ３，８のカウント値は“１０００”増加する必要がある。つまり、サンプリング信号ｓｃｌｋの周波数ｆｓを、基準クロック信号ｒｃｌｋの周波数ｆｒ及び被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍの１０００分の１に設定する必要がある。図６は、周波数比較分解能が１０００ｐｐｍの場合、つまり、周波数ｆｓが周波数ｆｒ，ｆｍの１０００分の１に設定された場合の比較対象装置の動作の一例が示されている。図６では、図５と同様に、基準クロック信号ｒｃｌｋと被測定クロック信号ｍｃｌｋを図示するために、周波数ｆｒ，ｆｍが実際よりも小さくなっており、周波数ｆｒ，ｒｍと周波数ｆｓとの関係は正しく示されていない。

図６に示される例では、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がりｋ−１に同期して、波数Ｎが“０”から“１０００”に変化し、計数値Ｘが“０”から“１０００”に変化している。このとき、演算回路１０で求められる周波数ｆｒは、以下の式（７）で表される。

サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がりｋ−１の直後に被測定クロック信号ｍｃｌｋが停止すると、サンプリング信号ｓｃｌｋの次の立ち上がりｋでは、停止した被測定クロック信号ｍｃｌｋに対応する波数Ｎは“１０００”から変化しない一方で、基準クロック信号ｒｃｌｋに対応する計数値Ｘは“１０００”から“２０００”に変化する。このとき、演算回路１０で求められる周波数ｆｒは、以下の式（８）で表される。

このように、比較対象装置では、被測定クロック信号ｍｃｌｋを計測するバイナリカウンタ３の出力のサンプル値（波数Ｎ）と、基準クロック信号ｒｃｌｋを計測するバイナリカウンタ８の出力のサンプル値（計数値Ｘ）とがそのまま使用されて周波数ｆｍが求めされることから、周波数比較分解能を１０００ｐｐｍに設定する場合、周波数ｆｓを周波数ｆｒ，ｆｍの１０００分の１に設定する必要がある。したがって、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がり直後に被測定クロック信号ｍｃｌｋが停止すると、当該立ち上がりから、基準クロック信号ｒｃｌｋの立ち上がりを約１０００個カウントするまで、被測定クロック信号ｍｃｌｋが停止したことを検出することができない。つまり、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がり直後に周波数ｆｍが変化すると、当該立ち上がりから、基準クロック信号ｒｃｌｋの立ち上がりを約１０００個カウントするまで、周波数ｆｍが変化したことを検出することができない。一方で、比較対象装置において、周波数ｆｍが変化したことをすぐに検出するために周波数ｆｍを大きくすると、周波数比較分解能が低下する。

これに対して、本実施の形態に係る周波数比較器１では、サンプリング部３の出力値Ｓを累積加算して得られる累積加算値Ａが用いられて周波数ｆｍが求められることから、サンプリング信号ｓｃｌｋの周波数ｆｓを比較対象装置よりも大きく設定したとしても、比較対象装置と同等の周波数比較分解能を維持することができる。上記の例では、Ｍ＝５０となっており、周波数比較器１での周波数ｆｓは比較対象装置での周波数ｆｓの５０倍となっており、周波数比較器１での周波数比較分解能は比較対象装置と同じ１０００ｐｐｍとなっている。

このように、本実施の形態に係る周波数比較器１では、サンプリング信号ｓｃｌｋの周波数ｆｓを比較対象装置よりも大きくしたとしても、比較対象装置と同じ周波数比較分解能を得ることができることから、周波数比較分解能を維持しつつ、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍの変化をすぐに検出することができる。

なお上記の例では、Ｍ＝５０とし、サンプリング信号ｓｃｌｋの周波数ｆｓを基準クロック信号ｒｃｌｋの周波数ｆｒの２０分の１としたが、これらの値は一例であって、Ｍの値及び周波数ｆｓは、必要な周波数比較分解能等に基づいて適宜決定すれば良い。

また、上記の例では、累積加算値Ａｍに基づいて周波数ｆｍの変化が検出されていたが、周波数取得部５で求められる周波数ｆｍに基づいて、周波数ｆｍの変化が検出されても良い。また上記の例では、周波数取得部５が周波数ｆｍの変化を検出していたが、外部装置が周波数ｆｍの変化を検出しても良い。この場合には、外部装置は、周波数比較器１が出力する、周波数取得部５で求められた周波数ｆｍに基づいて周波数ｆｍの変化を検出しても良いし、周波数比較器１から出力される累積加算値Ａｍに基づいて周波数ｆｍの変化を検出しても良い。

また、本実施の形態に係る周波数比較器１においても、比較対象装置と同様に、サンプリング信号ｓｃｌｋを被測定クロック信号ｍｃｌｋと同期化してサンプリング部３ｍに入力し、サンプリング信号ｓｃｌｋを基準クロック信号ｒｃｌｋと同期化してサンプリング部３ｒに入力しても良い。

＜各種変形例＞
＜第１変形例＞
上記の例では、累積加算器４は、ＦＩＲ型デジタルフィルタであったが、ＩＩＲ(Infinite Impulse Response）型デジタルフィルタであっても良い。図７は本変形例に係る周波数比較器１の累積加算器４の構成の一例を示す図である。本変形例に係る周波数比較器１は、上記の周波数比較器１において、累積加算器４の構成を変更したものである。

図７に示されるように、本変形例に係る累積加算器４は、ＩＩＲ型デジタルフィルタであって、乗算器４５，４８と、加算器４６と、ラッチ回路４７とを備えている。乗算器４５は、出力値Ｓに対して係数αを乗算し、その結果を出力する。加算器４６は、乗算器４５の出力と、乗算器４８の出力とを加算し、その結果を出力値Ａｉとして出力する。ラッチ回路４７は、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がりで加算器４６からの出力値Ａｉを保持して出力する。乗算器４８は、ラッチ回路４７の出力に対して係数（１−α／Ｍ）を乗算して出力する。ラッチ回路４７の出力が累積加算値Ａとなる。

このような構成を有する本変形例に係る累積加算器４ｍについては、入力される出力値Ｓｍが一定である場合には、以下の式（９）が成立する。

式（９）から以下の式（１０）が得られる。

同様に、本変形例に係る累積加算器４ｒについては、入力される出力値Ｓｒが一定である場合には、以下の式（１１）が成立する。

式（１０）から理解できるように、出力値Ｓｍが一定の場合には、つまり被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍが一定である場合には、累積加算値Ａｍは出力値ＳｍのＭ倍となる。また、式（１１）から理解できるように、出力値Ｓｒが一定の場合には、つまり基準クロック信号ｒｃｌｋの周波数ｆｒが一定である場合には、累積加算値Ａｒは出力値ＳｒのＭ倍となる。

図８は本変形例に係る周波数比較器１の動作の一例を示すタイミングチャートである。図８に基づいて、被測定クロック信号ｍｃｌｋが停止し、その後再開する場合のカウンタ２ｍ、サンプリング部３ｍ及び累積加算器４ｍの動作を主に説明する。

図８の例では、上述の図５の例と同様に、基準クロック信号ｒｃｌｋの周波数ｆｒと、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍとは一致しており、サンプリング信号ｓｃｌｋの周波数ｆｓは、周波数ｆｒ，ｆｍの２０分の１となっている。また、累積加算器４ｍの係数αは“１”となっており、Ｍ＝５０となっている。図８では、基準クロック信号ｒｃｌｋと被測定クロック信号ｍｃｌｋを図示するために、周波数ｆｒ，ｆｍが実際よりも小さくなっており、周波数ｆｒ，ｒｍと周波数ｆｓとの関係は正しく示されていない。以後、本変形例に係る累積加算器４ｍの内部で生成される出力値Ａｉを「出力値Ａｍｉ」と呼ぶ。

上述のように、被測定クロック信号ｍｃｌｋが停止せずに、その周波数ｆｍが一定である場合には、累積加算値Ａｍは出力値ＳｍのＭ倍となる。したがって、図８に示されるように累積加算値Ａｍは“１０００”となる。同様に、累積加算値Ａｒは“１０００”となる。

図８に示されるように、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がり直後のタイミングｔ１１で被測定クロック信号ｍｃｌｋが停止すると、サンプリング信号ｓｃｌｋの次の立ち上がりでサンプリングデータＣＳ（ｋ），ＣＳ（ｋ−１）が同じ値となり、サンプリング信号ｓｃｌｋのその次の立ち上がりでサンプリング部３ｍの出力値Ｓｍが“０”となる。出力値Ｓｍが“０”となると、累積加算器４ｍの内部で生成される出力値Ａｍｉは“１０００”から“２０”減少して“９８０”となる。出力値Ａｍｉが“９８０”になると、サンプリング信号ｓｃｌｋの次の立ち上がりで累積加算値Ａｍが“９８０”となる。累積加算値Ａｍが“９８０”となると、出力値Ａｍｉが“９６０．４”になる。出力値Ａｍｉが“９６０．４”になると、サンプリング信号ｓｃｌｋの次の立ち上がりで累積加算値Ａｍが“９６０．４”となる。その後、累積加算値Ａｍは“９４１．１９２”となり、その後“９３２．３６８”となる。以後、サンプリング信号ｓｃｌｋが立ち上がるたびに累積加算値Ａｍが減少して、累積加算値Ａｍはやがて“０”となる。

累積加算値Ａｍが“０”になった後、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がり直後のタイミングｔ１２で被測定クロック信号ｍｃｌｋが再開すると、サンプリング信号ｓｃｌｋの次の立ち上がりでサンプリングデータＣＳ（ｋ）がサンプリングデータＣＳ（ｋ−１）よりも“２０”だけ大きくなり、サンプリング信号ｓｃｌｋのその次の立ち上がりでサンプリング部３ｍの出力値Ｓｍが“２０”となる。出力値Ｓｍが“２０”となると、出力値Ａｍｉが“０”から“２０”となる。出力値Ａｍｉが“２０”となると、サンプリング信号ｓｃｌｋの次の立ち上がりで累積加算値Ａｍが“０”から“２０”となる。累積加算値Ａｍが“２０”となると、出力値Ａｍｉが“３９．６”になる。出力値Ａｍｉが“３９．６”になると、サンプリング信号ｓｃｌｋの次の立ち上がりで累積加算値Ａｍが“５８．８０８”となる。その後、サンプリング信号ｓｃｌｋが立ち上がるたびに累積加算値Ａｍが増加して、累積加算値Ａｍはやがて“１０００”となる。

本変形例のように、累積加算器４をＩＩＲ型デジタルフィルタで構成することによって、累積加算器４をＦＩＲ型デジタルフィルタで構成とする場合と比べて、累積加算器４の回路規模を小さくすることができる。

＜第２変形例＞
上記の例では、累積加算器４をＦＩＲ型デジタルフィルタで構成した場合には、係数αａｌｌ及び係数α１〜αＭの値をすべて“１”としていたが、係数αａｌｌ及び係数α１〜αＭの値はこれ以外であっても良い。

また上記の例では、累積加算器４をＩＩＲ型デジタルフィルタで構成した場合には、係数αの値を“１”としていたが、係数αの値はこれ以外であっても良い。

図９は、被測定クロック信号ｍｃｌｋが停止した場合における、ＦＩＲ型デジタルフィルタで構成された累積加算器４ｍの出力の変化の様子を示す図である。図１０は、被測定クロック信号ｍｃｌｋが停止した場合における、ＩＩＲ型デジタルフィルタで構成された累積加算器４ｍの出力の変化の様子を示す図である。図９，１０では、横軸は、被測定クロック信号ｍｃｌｋが停止してからの基準クロック信号ｒｃｌｋの立ち上がりの数を示しており、縦軸は累積加算値Ａｍを示している。

図９に示されるグラフ１００は、Ｍ＝５０であって、係数αａｌｌ及び係数α１〜α５０の値がすべて“１”に設定された場合の累積加算値Ａｍを示している。図９に示されるグラフ１０１は、Ｍ＝５０であって、係数αａｌｌ及び係数α１〜α５０の値が図１１のように設定された場合の累積加算値Ａｍを示している。そして、図９に示されるグラフ１０２は、比較対象装置において、被測定クロック信号ｍｃｌｋが停止した場合における波数Ｎの変化の様子を示している。

図１０に示されるグラフ１１０は、係数αが“１”の場合の累積加算値Ａｍを示している。図１０のグラフ１１１は、係数αが“５”の場合の累積加算値Ａｍを示している。そして、図１０に示されるグラフ１１２は、比較対象装置において、被測定クロック信号ｍｃｌｋが停止した場合における波数Ｎの変化の様子を示している。

図９に示されるように、係数αａｌｌ及び係数α１〜α５０の値がすべて“１”に設定された場合（グラフ１００）の方が、係数αａｌｌ及び係数α１〜α５０の値が図１１のように設定された場合（グラフ１０１）よりも、被測定クロック信号ｍｃｌｋが停止してからすぐに累積加算値Ａｍが“１０００”よりも小さくなる。したがって、係数αａｌｌ及び係数α１〜α５０の値がすべて“１”に設定された場合（グラフ１００）の方が、係数αａｌｌ及び係数α１〜α５０の値が図１１のように設定された場合（グラフ１０１）よりも、周波数取得部５は被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍが変化したことをすぐに検出することができる。

一方で、係数αａｌｌ及び係数α１〜α５０の値が図１１のように設定された場合（グラフ１０１）の方が、係数αａｌｌ及び係数α１〜α５０の値がすべて“１”に設定された場合（グラフ１００）よりも、被測定クロック信号ｍｃｌｋが停止してからすぐに累積加算値Ａｍが零となる。したがって、係数αａｌｌ及び係数α１〜α５０の値が図１１のように設定された場合（グラフ１０１）の方が、係数αａｌｌ及び係数α１〜α５０の値がすべて“１”に設定された場合（グラフ１００）よりも収束が早く、周波数取得部５は、被測定クロック信号ｍｃｌｋの現在の周波数ｆｍを即座に求めることができる。

また、図１０に示されるように、係数αが“５”に設定された場合（グラフ１１１）の方が、係数αが“１”に設定された場合（グラフ１１０）よりも、被測定クロック信号ｍｃｌｋが停止してからすぐに累積加算値Ａｍが零となる。したがって、係数αが“５”に設定された場合（グラフ１１１）の方が、係数αが“１”に設定された場合（グラフ１１０）よりも収束が早く、周波数取得部５は、被測定クロック信号ｍｃｌｋの現在の周波数ｆｍを即座に求めることができる。

このように、係数αａｌｌ及び係数α１〜αＭや、係数αを変化させることによって、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍが変化した場合における累積加算値ＡＭの変化の様子が変わることから、係数αａｌｌ及び係数α１〜αＭや、係数αを適切に設定することによって、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍが変化した場合における累積加算値Ａｍの変化特性について、目的に応じた特性を得ることができる。例えば、累積加算器４ｍがＦＩＲ型デジタルフィルタで構成される場合において周波数ｆｍが変化したことを即座に検出したいときには、係数αａｌｌ及び係数α１〜α５０の値をすべて“１”に設定し、現在の周波数ｆｍを即座に求めたい場合には、係数αａｌｌ及び係数α１〜α５０の値を図１１のように設定する。さらに、例えば、累積加算器４ｍがＩＩＲ型デジタルフィルタで構成される場合において現在の周波数ｆｍを即座に求めたいときには、係数αを“５”に設定する。

＜第３変形例＞
図１２は本変形例に係る周波数比較器１の構成を示すブロック図である。上記の例では、サンプリング部３は、サンプリングしたカウント値Ｃ（ｋ）と、その前にサンプリングしたカウント値Ｃ（ｋ−１）との差分値を出力していたが、本変形例では、サンプリングしたカウント値Ｃ（ｋ）をそのまま出力する。本変形例に係るサンプリング部３ｍ，３ｒから出力される出力値をそれぞれ「出力値Ｓ’ｍ」及び「出力値Ｓ’ｒ」と呼ぶ。また、出力値Ｓ’ｍ，Ｓ’ｒを特に区別する必要がないときには、それぞれを「出力値Ｓ’」と呼ぶ。

本変形例に係る累積加算器４は、上記と同様に、サンプリング部３から出力される出力値Ｓ’を累積加算する。したがって、累積加算器４からは、サンプリングされたカウント値Ｃ（ｋ）の累積加算値が出力される。本変形例に係る累積加算器４ｍ，４ｒから出力される累積加算値をそれぞれ「累積加算値Ａ’ｍ」及び「累積加算値Ａ’ｒ」と呼ぶ。また、累積加算値Ａ’ｍ，Ａ’ｒを特に区別する必要がないときには、それぞれを「累積加算値Ａ’」と呼ぶ。

本変形例に係る周波数取得部５は、累積加算値Ａ’ｍ，Ａ’ｒと基準クロック信号ｒｃｌｋの周波数ｆｒに基づいて、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍを求める。以下に、本変形例での周波数ｆｍの求め方の一例について説明する。

以下の説明では、累積加算器４が図４に示されるＦＩＲ型デジタルフィルタで構成されるものとする。ただし、本変形例での累積加算器４は、ラッチ回路の段数が１段多いものとする。つまり、本変形例に係る累積加算器４は、直列に接続された（Ｍ＋１）個のラッチ回路４０−１〜４０−（Ｍ＋１）と、（Ｍ＋１）個の乗算器４１−１〜４１−（Ｍ＋１）とを備えている。そして、ラッチ回路４０−（Ｍ＋１）は、サンプリング信号ｓｃｌｋの立ち上がりに同期して、前段のラッチ回路４０−Ｍの出力を保持して出力し、乗算器４１−（Ｍ＋１）は、ラッチ回路４０−（Ｍ＋１）の出力に対して係数α（Ｍ＋１）を乗算し、その結果を出力する。加算器４２は、（Ｍ＋１）個の乗算器４１−１〜４１−（Ｍ＋１）の出力を加算し、その結果を出力する。乗算器４３は、加算器４２の出力に対して係数αａｌｌを乗算し、その結果を出力する。乗算器４３の出力が累積加算値Ａ’となる。また、以下の説明では、係数α１〜α（Ｍ＋１）及び係数αａｌｌがすべて“１”に設定されているものとする。

本変形例に係る周波数取得部５は、以下の式（１２）で示される値Ｗｍ（ｋ）と、以下の式（１３）で示される値Ｗｒ（ｋ）を求める。

ここで、値Ｗｍ（ｋ）は、上記の例での累積加算値Ａｍ（ｋ）と一致し、値Ｗｒ（ｋ）は、上記の例での累積加算値Ａｒ（ｋ）と一致する。

例えば、Ｍ＝５であって、サンプリング部３ｍにおいて、サンプリング信号ｓｃｌｋの連続する６つの立ち上がりＵ−６〜Ｕ−１でサンプリングされたカウント値Ｃｍが、“２０”、“４０”、“６０”、“８０”、“１００”、“１２０”であるとする。つまり、出力値Ｓ’ｍ（Ｕ−６），Ｓ’ｍ（Ｕ−５），Ｓ’ｍ（Ｕ−４），Ｓ’ｍ（Ｕ−３），Ｓ’ｍ（Ｕ−２），Ｓ’ｍ（Ｕ−１）が、それぞれ、“２０”、“４０”、“６０”、“８０”、“１００”、“１２０”であるとする。

このような場合、サンプリングされたカウント値Ｃｍ（ｋ）と、その前にサンプリングされたカウント値Ｃｍ（ｋ−１）との差分値はすべて“２０”であることから、上記の例での累積加算値Ａｍは“１００”となる。そして、式（１２）で示される値Ｗｍ（ｋ）は“１００”となり、累積加算値Ａｍと一致する。

本変形例では、図１２に示されるように、周波数取得部５には、サンプリング部３ｍ，３ｒから出力される出力値Ｓ’ｍ，Ｓ’ｒが入力される。周波数取得部５は、式（１２）を用いて値Ｗｍ（ｋ）を算出し、式（１３）を用いて値Ｗｒ（ｋ）を算出する。そして、周波数取得部５は、求めた２つの値Ｗｍ（ｋ），Ｗｒ（ｋ）を以下の式（１４）に代入して、被測定クロック信号ｍｃｌｋの周波数ｆｍを求める。

なお、上記の例のように、サンプリング部３が、サンプリングしたカウント値Ｃ（ｋ）と、その前にサンプリングしたカウント値Ｃ（ｋ−１）との差分値を出力する場合の方が、本変形例のようにサンプリング部３がサンプリングしたカウント値Ｃ（ｋ）をそのまま出力する場合よりも、周波数取得部５での演算処理が簡素化される。

以上のように、周波数比較器１は詳細に説明されたが、上記した説明は、全ての局面において例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。また、上述した各種変形例は、相互に矛盾しない限り組み合わせて適用可能である。そして、例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１ 周波数比較器
２，２ｍ，２ｒ カウンタ
３，３ｍ，３ｒ サンプリング部
４，４ｍ，４ｒ 累積加算器
５ 周波数取得部

Claims (5)

1. 基準クロック信号をカウントする第１カウンタと、
   被測定クロック信号をカウントする第２カウンタと、
   サンプリング信号に同期して前記第１カウンタの出力値をサンプリングする第１サンプリング部と、
   前記サンプリング信号に同期して前記第２カウンタの出力値をサンプリングする第２サンプリング部と、
   前記第１サンプリング部の出力値を累積加算する第１累積加算器と、
   前記第２サンプリング部の出力値を累積加算する第２累積加算器と、
   前記第１及び第２累積加算部の出力値及び前記基準クロック信号の周波数に基づいて、前記被測定クロック信号の周波数を求める周波数取得部と
   を備える、周波数比較器。
2. 請求項１に記載の周波数比較器であって、
   前記第１サンプリング部は、サンプリングした前記第１カウンタの出力値と、その前にサンプリングした前記第１カウンタの出力値との差分値を出力し、
   前記第２サンプリング部は、サンプリングした前記第２カウンタの出力値と、その前にサンプリングした前記第２カウンタの出力値との差分値を出力する、周波数比較器。
3. 請求項１に記載の周波数比較器であって、
   前記第１サンプリング部は、サンプリングした前記第１カウンタの出力値をそのまま出力し、
   前記第２サンプリング部は、サンプリングした前記第２カウンタの出力値をそのまま出力する、周波数比較器。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の周波数比較器であって、
   前記第１及び第２累積加算器はＦＩＲ型デジタルフィルタである、周波数比較器。
5. 請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の周波数比較器であって、
   前記第１及び第２累積加算器はＩＩＲ型デジタルフィルタである、周波数比較器。

Images