JP3535899B2 - デューティ補正回路 - Google Patents

デューティ補正回路

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JP3535899B2 JP25638594A JP25638594A JP3535899B2 JP 3535899 B2 JP3535899 B2 JP 3535899B2 JP 25638594 A JP25638594 A JP 25638594A JP 25638594 A JP25638594 A JP 25638594A JP 3535899 B2 JP3535899 B2 JP 3535899B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、クロックパルス等のパ
ルス信号のデューティ補正回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば次のような文献に記載されるものがあった。 文献;特開昭58−12421号公報 一般に、デューティ比50%の矩形波は各種の電子産業
分野で使用され、重要な信号の一つである。図2は、前
記文献に記載された従来のデューティ補正回路の一構成
例を示す回路図である。このデューティ補正回路は、入
力パルスINを入力する入力端子1を備えている。入力
端子1は、JKフリップフロップ(以下、JK−FFと
いう)2のクロック入力端子CPに接続されている。J
K−FF2のJ端子及びK端子は高レベル(以下、
“H”という)に接続されている。J端子及びK端子が
“H”に接続されたJK−FF2は、入力パルスINを
1/2分周する回路である。JK−FF2の逆相出力端
子Q/は、JK−FF2の逆相出力信号を入力パルスI
Nの1/2周期遅延する遅延回路3の入力側に接続さ
れ、遅延回路3の出力側がイクスクルーシブオア(以
下、E−ORという)回路4の第1の入力端子に接続さ
れている。JK−FF2の正相出力端子Qは、E−OR
回路4の第2の入力端子に接続されている。E−OR回
路4の出力端子は出力端子5に接続されている。
【0003】次に、図2のデューティ補正回路の動作を
説明する。入力パルスINは、JK−FF2で構成され
る分周回路によって1/2分周される。このJK−FF
2の正相出力信号及び逆相出力信号は、入力パルスIN
に対して1/2の周波数でデューティが50%となって
おり、又、正相出力信号と逆相出力信号とは180度位
相がずれている。そこで、逆相出力信号を遅延回路3に
よって入力パルスINの1/2周期遅延することにより
90度の位相差のある信号対を作り、E−OR回路4に
おいて、この信号対の排他的論理和をとることにより、
このデューティ補正回路は、分周回路2の出力信号の倍
周波数、つまり入力パルスの周波数と同一の周波数でか
つデューティが50%の出力パルスを再生する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
デューティ補正回路では、次のような問題があった。即
ち、E−OR回路4では、2つの入力信号をそれぞれ
A,B、とすると、出力信号Xは、 X=A・B/+A/・B 但し、 A/;Aの反転信号 B/;Bの反転信号 のように、2つの信号の乗算を行っているが、この場合
の2つの信号の位相差は、正確に90°である必要があ
る。ところが、電源電位や周囲温度等の変化により遅延
回路3の遅延時間が変化することがある。そのため、E
−OR回路4の出力信号は完全な50%のデューティに
ならない。
【0005】
【課題を解決するための手段】第1の発明では、前記課
題を解決するために、入力パルスのデューティを50%
に補正するデューティ補正回路において、次のような構
成としている。即ち、入力パルスの周波数を1/2分周
する分周回路と、分周回路の出力信号を積分する第1の
積分回路と、分周回路の出力信号を反転させた逆相信号
を前記第1の積分回路と同一の時定数で積分する第2の
積分回路とが、設けられている。更に、第1の積分回路
の出力信号と第2の積分回路の出力信号との大小を比較
し、その比較結果を高レベルまたは低レベルで出力する
比較回路と、分周回路の出力信号と比較回路の出力信号
との一致期間及び不一致期間を検出し、その検出結果を
高レベルまたは低レベルで出力する一致/不一致検出手
段とを、備えている。
【0006】第2の発明では、入力パルスのデューティ
を50%に補正するデューティ補正部が設けられ、この
デューティ補正部の出力信号を積分する第1の積分回路
と、デューティ補正部の出力信号を反転させた逆相信号
を第1の積分回路と同一の時定数で積分する第2の積分
回路とが、設けられている。更に、第1の積分回路の出
力信号と第2の積分回路の出力信号との大小を比較し、
その比較結果を高レベルまたは低レベルで出力する比較
回路と、デューティ補正部の出力信号と比較回路の出力
信号との一致期間及び不一致期間を検出し、その検出結
果を高レベルまたは低レベルで出力する一致/不一致検
出手段とを、備えている。
【0007】
【作用】第1の発明によれば、以上のようにデューティ
補正回路を構成したので、入力パルスは、分周回路によ
り1/2分周される。分周回路の出力信号は、第1の積
分回路により積分され、分周回路の出力信号を反転させ
た逆相信号が、第2の積分回路により第1の積分回路と
同一の時定数で積分される。更に、第1の積分回路の出
力信号及び第2の積分回路の出力信号は、比較回路によ
り大小比較され、その比較結果が高レベルまたは低レベ
ルで出力される。分周回路の出力信号及び比較回路の出
力信号は、一致/不一致検出手段により一致期間及び不
一致期間が検出され、その検出結果が高レベルまたは低
レベルで出力される。そのため、このデューティ補正回
路では、温度や電源電位が変化しても第1の積分回路に
対する第2の積分回路の特性は相対的に同一であり、分
周回路の出力信号に対して常に90度位相がずれた矩形
波が比較回路から出力され、安定したデューティ50%
の波形が再生される。
【0008】第2の発明によれば、入力パルスは、デュ
ーティ補正部によりデューティが50%に補正される。
デューティ補正部の出力信号は、第1の積分回路により
積分され、デューティ補正部の出力信号を反転させた逆
相信号が第2の積分回路により第1の積分回路と同一の
時定数で積分される。更に、第1の積分回路の出力信号
及び第2の積分回路の出力信号は、比較回路により大小
比較され、その比較結果が高レベルまたは低レベルで出
力される。デューティ補正部の出力信号及び比較回路の
出力信号は、一致/不一致検出手段により一致期間及び
不一致期間が検出され、その検出結果が高レベルまたは
低レベルで出力される。そのため、このデューティ補正
回路では、どのようなデューティの入力パルスが入力さ
れても、周波数が入力パルスの2倍でデューティ50%
の出力パルスに再生される。更に、温度や電源電位が変
化しても第1の積分回路に対する第2の積分回路の特性
は相対的に同一であり、安定したデューティ50%の逓
倍回路として動作する。従って、前記課題を解決できる
のである。
【0009】
【実施例】第1の実施例 図1は、本発明の第1の実施例を示すデューティ補正回
路の一構成例を示す回路図である。このデューティ補正
回路10は、入力パルスINを入力する入力端子11を
有している。入力端子11は、遅延フリップフロップ回
路(以下、D−FFという)12のクロック入力端子C
Kに接続されている。D−FF12は、逆相出力端子Q
/がD−FF12のデータ入力端子Dに接続され、入力
パルスINを1/2分周する分周回路になっている。D
−FF12の正相出力端子Qは、バッファ13の入力側
に接続され、バッファ13の出力側が積分回路である積
分器14の入力側に接続されている。D−FF12の逆
相出力端子Q/は、バッファ15の入力側に接続され、
バッファ15の出力側が積分器16の入力側に接続され
ている。積分器14の出力側は比較回路17の非反転入
力端子に接続され、積分器16の出力側が比較回路17
の反転入力端子に接続されている。尚、積分器14及び
積分器16は同一の回路構成をもち、時定数が等しくな
るように構成されている。比較回路17の出力端子は、
一致/不一致検出手段であるE−OR回路18の第1の
入力端子に接続されている。一方、D−FF12の正相
出力端子Qは、E−OR回路18の第2の入力端子に接
続されている。E−OR回路18の出力端子は、出力端
子19に接続されている。
【0010】図3は図1のタイムチャートであり、縦軸
に電圧、横軸に時刻が取られている。この図を参照しつ
つ図1に示すデューティ補正回路の動作を説明する。入
力パルスINは、分周回路であるD−FF12により1
/2分周され、D−FF12から正相出力信号S12a
及び逆相出力信号S12bが出力される。正相出力信号
S12aと逆相出力信号S12bとは位相が180度ず
れ、デューティが50%で入力パルスINの1/2の周
波数となっている。正相出力信号S12a及び逆相出力
信号S12bは、それぞれバッファ13,15を介して
積分器14,16にそれぞれ入力されて積分される。積
分器14の出力信号S14と積分器16の出力信号S1
6とは、位相が180度ずれている。更に、出力信号S
14及び出力信号S16は、比較回路17の非反転入力
端子及び反転入力端子にそれぞれ入力され、出力信号S
12aに対して90度位相がずれた矩形波S17が出力
される。E−OR回路18により、出力信号S12aと
矩形波S17との排他的論理和がとられ、入力パルスI
Nのデューティが50%に補正された出力パルスS18
が出力される。
【0011】以上のように、この第1の実施例では、D
−FF12の正相出力信号S12a及び逆相出力信号S
12bが、時定数の揃った積分器14,16にそれぞれ
入力され、積分器14,16の各出力信号S14,S1
6が比較回路17の非反転入力端子及び反転入力端子に
それぞれ入力されるので、温度や電源電位が変化しても
積分器14に対する積分器16の特性は相対的に同一で
あり、比較回路17からD−FF12の正相出力信号S
12aに対して常に90度位相がずれた矩形波S17が
出力され、安定したデューティ50%の波形が再生され
る。
【0012】第2の実施例 図4は、本発明の第2の実施例を示すデューティ補正回
路の一構成例を示す回路図であり、図1中の要素と共通
の要素には共通の符号が付されている。このデューティ
補正回路は、入力パルスINを入力する入力端子21を
有している。入力端子21は、図1に示す第1の実施例
のデューティ補正回路10の入力端子11に接続され、
デューティ補正回路10の出力端子19がバッファ23
の入力側に接続され、バッファ23の出力側が積分器2
4の入力側に接続されている。又、デューティ補正回路
10の出力端子19は、インバータ25の入力側に接続
され、インバータ25の出力側が積分器26の入力側に
接続されている。積分器24の出力側は比較回路27の
非反転入力端子に接続され、積分器26の出力側が比較
回路27の反転入力端子に接続されている。尚、第1の
実施例と同様に、積分器24及び積分器26は同一の回
路構成をもち、時定数が等しくなるように構成されてい
る。比較回路27の出力端子は、E−OR回路28の第
1の入力端子に接続されている。一方、出力端子19
は、E−OR回路28の第2の入力端子に接続されてい
る。E−OR回路28の出力端子は、出力端子29に接
続されている。
【0013】図5は、図4のタイムチャートであり、縦
軸に電圧、横軸に時刻が取られている。この図を参照し
つつ図4に示すデューティ補正回路の動作を説明する。
入力パルスINは、デューティ補正回路10によりデュ
ーティが50%に補正されて出力パルスS10となる。
この出力パルスS10がバッファ23及びインバータ2
5に入力され、出力パルスS10に対して同一位相の出
力信号S23及び位相が180度ずれた出力信号S25
がそれぞれ得られる。出力信号S23及び出力信号S2
5は積分器24,26にそれぞれ入力され、出力信号S
24,S26が得られる。尚、出力信号S26は出力信
号S24に対して位相が180度ずれている。更に、出
力信号S24及び出力信号S26は、比較回路27の非
反転入力端子及び反転入力端子にそれぞれ入力され、出
力パルスS10に対して90度位相がずれた矩形波S2
7が出力される。E−OR回路28により、出力パルス
S10と矩形波S27との排他的論理和がとられ、入力
パルスINの2倍の周波数でデューティが50%の出力
パルスS28が出力される。
【0014】以上のように、この第2の実施例では、入
力パルスINを、デューティ補正回路10によりデュー
ティを50%にし、出力パルスS10に対して同一位相
の出力信号S23及び逆位相の出力信号S25が時定数
の等しい積分器24,26にそれぞれ入力され、積分器
24,26の出力信号S24,S26が比較回路27の
非反転入力端子及び反転入力端子にそれぞれ入力される
ので、どのようなデューティの入力パルスが入力されて
も、周波数が入力パルスINの2倍でデューティ50%
の出力パルスに再生される。更に、温度や電源電位が変
化しても積分器24の特性に対する積分器26の特性は
相対的に同一であり、安定したデューティ50%の逓倍
回路として動作する。尚、本発明は上記実施例に限定さ
れず、種々の変形が可能である。その変形例としては、
例えば次のようなものがある。 (1) 図1中のD−FF12による分周回路は、図2
中のJK−FF2による分周回路でもよい。 (2) 図1中の積分器14,16のうちいずれか一方
は、温度や電源電位等の使用条件にかかわらず他方の積
分器の出力信号の逆相信号を出力する利得が1の反転増
幅器でもよい。
【0015】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、第1の発明
によれば、分周回路の出力信号及び逆相出力信号が、時
定数の揃った第1及び第2の積分回路にそれぞれ入力さ
れ、比較回路が第1及び第2の積分回路の各出力信号の
大小を比較し、その比較結果を出力するようにしたの
で、温度や電源電位が変化しても第1の積分回路に対す
る第2の積分回路の特性は相対的に同一であり、比較回
路から分周回路の出力信号に対して常に90度位相がず
れた矩形波が出力され、安定したデューティ50%の出
力パルスが再生できる。第2の発明によれば、入力パル
スがデューティ補正部によりデューティを50%にな
り、デューティ補正部の出力パルスに対して同一位相の
信号及び逆位相の信号が、時定数の揃った第1及び第2
の積分回路にそれぞれ入力され、比較回路が第1及び第
2の積分回路の各出力信号の大小を比較し、その比較結
果を出力するようにしたので、どのようなデューティの
入力パルスでも、周波数が入力パルスの2倍でデューテ
ィ50%の出力パルスに再生できる。更に、温度や電源
電位が変化しても第1の積分回路に対する第2の積分回
路の特性は相対的に同一であり、安定したデューティ5
0%の逓倍回路として動作できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示すデューティ補正回
路の回路図である。
【図2】従来のデューティ補正回路の回路図である。
【図3】図1のタイムチャートである。
【図4】本発明の第2の実施例を示すデューティ補正回
路の回路図である。
【図5】図4のタイムチャートである。
【符号の説明】
10 デューティ補正回路 12 分周回路 14,16,24,26 積分器(積分回路) 17,27 比較回路 18,28 E−OR回路(一致
/不一致検出手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−299112(JP,A) 特開 平6−120785(JP,A) 特開 平6−97789(JP,A) 特開 昭63−139417(JP,A) 特開 平4−170219(JP,A) 実開 平5−78037(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03K 5/13 H03K 5/04

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の周波数と所定のデューティーを有
    する入力パルス信号を受け取り、この入力パルス信号と
    同一の周波数で、異なるデューティーを有する相補パル
    ス信号を出力するプリップフロップ回路と、 前記相補信号の一方を受け取り積分する第1の積分回路
    と、 前記相補信号の他方を受け取り積分する第2の積分回路
    と、 前記第1及び第2の積分回路の出力信号を比較し、比較
    結果を示す信号を出力する比較回路と、 前記相補信号の一方と前記比較結果を示す信号との排他
    的論理和を出力することにより、 前記入力パルスと同一の周波数で異なるデューティーを
    有する出力パルス信号を生成する E-OR 回路とを有するデ
    ューティー補正回路。
  2. 【請求項2】 前記プリップフロップ回路は、 D 型フリッ
    プフロップ回路であることを特徴とする請求項1記載の
    デューティー補正回路。
  3. 【請求項3】 前記 D 型プリップフロップ回路は、入力信
    号を受け取るクロック入力端子と、前記相補パルス信号
    を出力する正相出力端子及び逆相出力端子と、前記逆相
    出力端子が接続されるデータ入力端子とを有する請求項
    2記載のデューティー補正回路。
  4. 【請求項4】 前記正相出力端子及び逆相出力端子と、
    前記第1及第2の積分回路とはバッファを介してそれぞ
    れ接続される請求項3記載のデューティー補正回路。
  5. 【請求項5】 前記出力パルス信号のデューティーは、
    前記入力パルス信号のデューティーの50%である請求
    項1記載のデューティー補正回路。
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