JP3452849B2 - 遅延時間が設定可能な遅延回路およびその遅延時間測定方法 - Google Patents

遅延時間が設定可能な遅延回路およびその遅延時間測定方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、遅延時間が設定
可能な遅延回路およびその遅延時間測定方法に関し、詳
しくは、設定された遅延時間のテストが高精度にできる
ような微少なステップで遅延の設定ができる遅延回路お
よびその遅延時間測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】最近のCD−R/RWでは、データの書
込み速度が2倍、4倍、8倍、…とその速度が高速化さ
れてきている。このCD−R/RWでは、通常、ホスト
コンピュータからSCSIやATPIなどのインタフェ
ースを通して転送された書込みデータがEFM変調され
てレーザコントローラに加えられ、レーザコントローラ
により書込用に制御されたレーザ光がEFM変調された
データによってON/OFFされてCDの所定のトラッ
クに照射され、それによりデータの書込みが行われる。
このようなCD−R/RWのほか、CD−R、DVD−
RAM等の光ディスクにあっては、特にそのデータ書き
込みの際にpsec〜数nsec程度の微少な遅延時間を高精
度に設定する回路が必要になる。また、CPU等のクロ
ック速度の高速化に伴い、一般的なロジック回路にあっ
てもpsec〜数nsec程度の微少な遅延時間を高精度に設
定することが必要になる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】遅延時間が設定可能な
遅延回路は、製品ごとあるいは半導体回路ごとの製造プ
ロセスにその遅延時間が影響される。そのため、微少な
遅延時間を精度よく設定する従来の遅延回路においては
製造工程で外部から電圧を調整して遅延時間を設定し、
そのばらつきを吸収したり、例えば、特開平7−868
88号に開示されているように、遅延回路に遅延時間を
制御する制御端子を設けて実際の遅延量を計測手段によ
り計測した上で、計測結果に基づいて適正な遅延時間に
なるように制御端子に制御信号を加えることが行われ
る。しかし、psec〜数nsecと遅延時間が微少になれば
なるほど、制御される遅延値の差が微少になるので、高
い精度で遅延時間を測定しなければならず、それには精
度の高い測定装置が必要になる。この精度の高い測定回
路を遅延回路とともに内蔵すると集積面積が大きくな
る。そのため、通常は、入力信号を加えてその出力を外
部において遅延時間を測定装置で測定することになる
が、外部の測定装置でpsec〜数nsec程度の測定を高精
度に行うとなると、その測定の仕方、接続の仕方が問題
となり、それにより誤差を伴う欠点がある。この発明の
目的は、このような従来技術の問題点を解決するもので
あって、設定された遅延時間のテストが高精度にでき
る、遅延時間が設定可能な遅延回路およびその遅延時間
測定方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るこの発明の、遅延時間が設定可能な遅延回路の特徴
は、複数の遅延素子を従属接続して選択信号に応じてそ
の各段の出力の1つを選択して所定の遅延時間を入力信
号に対して設定して出力する遅延素子部と、出力を受け
るインバータと、制御信号に応じてONしてこのインバ
ータの出力を遅延素子部の入力に帰還して遅延素子部と
インバータとによりリング発振回路を形成するスイッチ
回路と、リング発振回路の出力を受ける1/n分周回路
(ただしnは2以上の整数)とを備えていて、1/n分
周回路と遅延素子部とインバータとスイッチ回路とがI
Cとして集積され入力端子および1/n分周回路の出力
を外部に出力する出力端子とがICに設けられ、遅延素
子の遅延時間の測定のために入力端子から入力された信
号に応じて選択信号および制御信号を発生してリング発
振回路の出力を出力端子に得るものである。また、この
発明の遅延時間が設定可能な遅延回路の遅延時間測定方
法の構成は、前記のICに設けられた遅延回路に対し
て、入力端子に所定の入力信号を入力して選択信号と制
御信号とを発生して遅延素子の第1および第2の異なる
従属接続段数においてそれぞれ出力端子から第1および
第2の周期の出力信号を得て、これら第1および第2の
周期に基づいて遅延素子の遅延時間を算出するものであ
る。
【0005】
【発明の実施の形態】このように、この発明の遅延時間
が設定可能な遅延回路においては、出力端子から外部に
出力されるリング発振回路の出力信号の周期2(A+m
X)に対して出力端子に得られる出力信号の周期Tmが
Tm=2n(A+mX)となり、リング発振回路の周期
(発振周波数)を1/nに分周した信号を得ることがで
きる。これは、実際に測定される遅延時間の2n倍の信
号となるので、この信号に基づいて測定される遅延時間
の測定結果の誤差の影響を1/2nにすることができ
る。ただし、Aはインバータの遅延時間、mは選択され
た遅延素子の接続段数、Xは遅延素子1段当たりの遅延
時間である。この場合、インバータの遅延時間Aが既知
でないときには、後者の遅延時間測定方法によって、異
なる段数でそれぞれの周期を測定してこれらの間で減算
処理をすることで、共通項となるインバータの遅延時間
Aをキャンセルすることができるので、高精度に遅延時
間を求めることができる。その結果、設定された遅延時
間のテストが高精度にできる、遅延時間が設定可能な遅
延回路をICとして容易に組込み、実現することができ
る。
【0006】
【実施例】図1は、この発明の、遅延時間が設定可能な
遅延回路を適用した一実施例の回路図である。遅延回路
7は、IC10に内蔵された遅延時間が設定可能な遅延
回路であって、バッファアンプ1a,1b,…,1nを
従属接続した遅延素子部1を有している。バッファアン
プの各段の出力は、アナログスイッチ(あるいは伝送ゲ
ート、以下同じ)SWa,SWb,…,SWnを介して
出力端子7bに接続され、これらアナログスイッチのう
ちONになったアナログスイッチを介して出力端子7b
に入力信号が出力される。それにより、出力信号は、入
力端子7aからアナログスイッチ2を介して初段のバッ
ファアンプ1aに入力された信号に対して選択された遅
延時間が与えられる。
【0007】入力端子7aは、アナログスイッチ2を介
してバッファアンプ1aの入力端子に接続されていて、
アナログスイッチ2をOFFにすることで遅延素子部1
を信号入力側と切離すことができる。出力端子7bに
は、インバータ3が接続されていて、このインバータ3
の出力がアナログスイッチ6を介してバッファアンプ1
aの入力端子に接続されていて、アナログスイッチ6が
ONすることで、遅延素子部1とインバータ3とにより
リング発振回路が形成される。インバータ3の出力は、
n進カウンタ5に入力されていて、リング発振回路の出
力がn進カウンタ5により1/n分周される。なお、こ
のn進カウンタ5は、1/n分周回路の具体例である。
【0008】コントローラ4は、アナログスイッチSW
a,SWb,…,SWnの1つをONにする制御信号S
を発生して遅延段数を選択し、選択されたバッファアン
プの出力を出力端子7bに出力する。それによりバッフ
ァアンプ1つの遅延時間X×接続段数m分の遅延時間m
×Xが出力信号に与えられる。アナログスイッチSW
a,SWb,…,SWnのON/OFF制御信号は、コ
ントローラ4が入力端子4aに外部から所定のデータの
制御信号を受けて行われ、バッファアンプの総接続段数
nに対応するnビットの制御信号Sにより行われる。そ
れは、nビットのうちの設定する遅延時間に対応して選
択された遅延段数に対応する段のビットが“1”に、そ
の他のビットが“0”に設定され、設定遅延時間にを持
つアナログスイッチがONにされ、他がOFFになる。
アナログスイッチ2は、通常は、ON状態に設定されて
いて、コントローラ4によりOFFにされる。逆に、ア
ナログスイッチ6は、通常は、OFF状態に設定され、
コントローラ4によりONにされる。そのため、コント
ローラ4には、デコーダが内蔵されていて、外部から入
力端子4bに制御信号を受けたときには、制御信号の内
容(シリアルデータ)に応じてアナログスイッチ2,6
をそれぞれON/OFFする。
【0009】10a、10bは、それぞれIC10の入
力端子であり、コントローラ4の制御データが入力され
る入力端子4a,4bに接続されている。また、10c
は、IC10の出力端子であり、n進カウンタ5の出力
が接続されている。なお、10dは、IC10のグラン
ド接続端子である。そこで、遅延時間の設定とその遅延
時間の測定に際しては、まず、アナログスイッチSW
a,SWb,…,SWnのうち任意のある段のアナログ
スイッチSWをONにするデータ列を入力端子10aか
ら入力端子4aを介してコントローラ4に入力する。コ
ントローラ4は、入力されたデータをデコードして目的
のアナログスイッチをONにする。一方、入力端子10
bからコントローラ4の入力端子4bに別のデータ列を
入力する。コントローラ4は、それをデコードしてアナ
ログスイッチ6をONにし、アナログスイッチ2をOF
Fにする。その結果、アナログスイッチSWa,SW
b,…,SWnのうちONになったアナログスイッチと
インバータ3とによるフィードバック回路が形成され、
遅延回路7は、リング発振回路となって、発振する。も
ちろん、入力端子10bからコントローラ4の入力端子
4bに他のデータ列を入力すれば、コントローラ4は、
それをデコードしてアナログスイッチ6をOFFにし、
アナログスイッチ2をONにしてもとの遅延回路として
の状態に戻る。これにより遅延時間が設定可能な遅延回
路として動作する。
【0010】ここで、インバータ3の遅延時間をAとす
ると、このリング発振回路の周期Tは、T=2(A+m
X)で表すことができる。ただし、mは、入力から出力
までの間に従属接続されているバッファアンプの接続段
数、Xは、バッファアンプ1段当たりの遅延時間であ
る。そこで、出力端子10cから得られるn進カウンタ
5の出力信号の周期TmはTm=n×T=2n(A+m
X)となる。この周期Tmを周期測定装置11で測定す
る。インバータ3の遅延時間Aが既知であれば、前記式
によりXを求めることができるが、未知であれば、さら
に、次段のアナログスイッチをONさせてバッファアン
プの接続段数を1つ増加させて、段数をm+1とする。
このときのn進カウンタ5の出力信号の周期Tm+1は、
Tm+1=n×T=2n(A+mX+X)となる。この周
期Tm+1を周期測定装置11で測定する。そして、Tm+1
−Tmを算出するとTm+1−Tm=2n(A+mX+X)
−2n(A+mX)=2nXとなり、バッファアンプ1
個当たりの遅延時間の2n倍の値を求めることができ
る。そして、実際に設定される遅延時間は、バッファア
ンプ1個当たりの遅延時間Xを得て、mXにより求める
ものである。このときの周期測定装置11の測定周波数
は、1/n分周によりn倍の周波数となり、誤差に対し
ては2n倍となっているので、誤差が少なく、精度の高
い測定ができる。なお、2個当たりの遅延時間を求める
ときには、2段先のアナログスイッチをONさせて、m
+2とすれば、Tm+2−Tm=2n(A+mX+2X)−
2n(A+mX)=4nXを得ることができる。
【0011】ところで、測定に当たって選択するバッフ
ァアンプは、できるだけ使用されるバッファアンプを選
択するとよい。例えば、遅延時間が5段バッファを利用
するものであるときには、初段のアナログスイッチSW
aをONにして周期を測定し、次に6段目のアナログス
イッチをONにして周期を測定するとよい。以上説明し
たきたが、実施例では遅延素子としてバッファアンプの
例を上げているが、この発明の遅延素子部の遅延素子と
しては、偶数個のインバータ、フリップフロップ、ゲー
ト回路等、所定の動作遅延時間をもって動作する回路素
子を遅延素子として使用してもよいことはもちろんであ
る。
【0012】
【発明の効果】以上説明してきたが、この発明にあって
は、出力端子から外部に出力されるリング発振回路の出
力信号の周期2(A+mX)に対して出力端子に得られ
る出力信号の周期TmがTm=2n(A+mX)となり、
リング発振回路の周期(発振周波数)を1/nに分周し
た信号を得ることができる。これは、実際に測定される
遅延時間の2n倍の信号となるので、この信号に基づい
て測定される遅延時間の測定結果の誤差の影響を1/2
nにすることができる。ただし、Aはインバータの遅延
時間、mは選択された遅延素子の接続段数、Xは遅延素
子1段当たりの遅延時間である。その結果、設定された
遅延時間のテストが高精度にできる、遅延時間が設定可
能な遅延回路をICとして容易に組込み、実現すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、この発明の、遅延時間が設定可能な遅
延回路を適用した一実施例の回路図である。
【符号の説明】
1…遅延素子部、1a,1b,1n…バッファアンプ、
2,6,SWa,SWb,SWn…アナログスイッチ
(伝送ゲート)、4…コントローラ、7a,10a,1
0b…入力端子、5…n進カウンタ、7b,10c…出
力端子、7…遅延回路、10…IC、11…周期測定装
置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−340241(JP,A) 特開 昭63−16712(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03K 5/13

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の遅延素子を従属接続して選択信号に
    応じてその各段の出力の1つを選択して所定の遅延時間
    を入力信号に対して設定して出力する遅延素子部と、前
    記出力を受けるインバータと、制御信号に応じてONし
    てこのインバータの出力を前記遅延素子部の入力に帰還
    して前記遅延素子部と前記インバータとによりリング発
    振回路を形成するスイッチ回路と、前記リング発振回路
    の出力を受ける1/n分周回路(ただしnは2以上の整
    数)とを備え、前記1/n分周回路と前記遅延素子部と
    前記インバータと前記スイッチ回路とがICとして集積
    され入力端子および前記1/n分周回路の出力を外部に
    出力する出力端子とが前記ICに設けられ、前記遅延素
    子の遅延時間の測定のために前記入力端子から入力され
    た信号に応じて前記選択信号および前記制御信号を発生
    して前記リング発振回路の出力を前記出力端子に得るこ
    とを特徴とする遅延時間が設定可能な遅延回路。
  2. 【請求項2】さらに、前記入力端子からの信号に応じて
    前記選択信号および前記制御信号をそれぞれ発生する回
    路を前記ICに有する請求項1記載の遅延時間が設定可
    能な遅延回路。
  3. 【請求項3】複数の遅延素子を従属接続して選択信号に
    応じてその各段の出力の1つを選択して所定の遅延時間
    を入力信号に対して設定して出力する遅延素子部と、前
    記出力を受けるインバータと、制御信号に応じてONし
    てこのインバータの出力を前記遅延素子部の入力に帰還
    して前記遅延素子部と前記インバータとによりリング発
    振回路を形成するスイッチ回路と、前記リング発振回路
    の出力を受ける1/n分周回路(ただしnは2以上の整
    数)とを備え、前記1/n分周回路と前記遅延素子部と
    前記インバータと前記スイッチ回路とがICとして集積
    された遅延回路に対して、入力端子および前記1/n分
    周回路の出力を外部に出力する出力端子とが前記ICに
    設けられ、前記入力端子に所定の入力信号を入力して前
    記選択信号と前記制御信号とを発生して前記遅延素子の
    第1および第2の異なる従属接続段数においてそれぞれ
    前記出力端子から第1および第2の周期の出力信号を得
    て、これら第1および第2の周期に基づいて前記遅延素
    子の遅延時間を算出することを特徴とする遅延時間が設
    定可能な遅延回路の遅延時間測定方法。
  4. 【請求項4】さらに、前記入力端子からの信号に応じて
    前記選択信号および前記制御信号をそれぞれ発生する回
    路を前記ICに有する請求項3記載の遅延時間が設定可
    能な遅延回路の遅延時間測定方法。
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