JP4077483B2

JP4077483B2 - 可変分周方法および可変分周器

Info

Publication number: JP4077483B2
Application number: JP2005506330A
Authority: JP
Inventors: 充原田; 明洋山岸
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2003-05-20
Filing date: 2004-05-17
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2024-05-17
Also published as: EP1626501B1; EP1626501A1; EP1626501A4; KR100617489B1; JPWO2004105247A1; US20060145736A1; DE602004029669D1; WO2004105247A1; CN1748367A; KR20050098946A; US7180341B2; CN100345381C

Description

この発明は、外部からの制御信号に応じて定められる分周数により入力クロック信号を分周し、この分周したクロック信号を出力クロック信号として出力する可変分周方法および可変分周器に関するものである。

従来より、この種の可変分周器として、入力クロック信号の分周数を２種類とし、外部からの制御信号によってその分周数を切り替えることが可能な可変分周器が用いられている。

〔従来例１〕
図１３に非特許文献１に示されている従来の可変分周器の概略を示す。この可変分周器１００は、クロック入力端子１０１と、クロック出力端子１０２と、制御信号入力端子１０３とを備え、制御信号入力端子１０３より入力される制御信号Ｍに応じて定められる分周数によりクロック入力端子１０１より入力される入力クロック信号を分周し、この分周したクロック信号を出力クロック信号としてクロック出力端子１０２より出力する。

この例において、可変分周器１００は、ブロック１００Ａとブロック１００Ｂとから構成されている。ブロック１００Ａは、Ｄフリップフロップ（ＤＦＦ）１０４〜１０６とノア回路（ＮＯＲ）１０７，１０８とから構成され、ブロック１００Ｂは、Ｔフリップフロップ（ＴＦＦ）１０９〜１１１とオア回路（ＯＲ）１１２〜１１４とから構成されている。なお、ＴＦＦやＤＦＦの機能については、非特許文献２などに示されているのでここでの説明は省略する。

ブロック１００ＡにおけるＤＦＦ１０４〜１０６のクロック端子（ｃｋ）にはクロック入力端子１０１からの入力クロック信号が与えられる。この入力クロック信号を取り込んでのＤＦＦ１０４〜１０６の動作によってＰ１点に４分周もしくは５分周信号が得られ、この４分周もしくは５分周信号がブロック１００ＢのＴＦＦ１０９〜１１１によってさらに分周される。

この際、ＴＦＦ１０９の出力とＴＦＦ１１０の出力との論理和をＯＲ１１２で求め、ＴＦＦ１１１の出力と制御信号端子１０３からの制御信号Ｍとの論理和をＯＲ１１３で求め、ＯＲ１１２の出力とＯＲ１１３の出力との論理和をＯＲ１１４で求め、ＯＲ１１４の出力をブロック１００ＡのＮＯＲ１０８に与えることにより、制御信号Ｍが「０」レベルであった場合には、３２分周する間に１回だけブロック１００Ａで５分周させ、残りを全て４分周させて、３３分周を実現する。制御信号Ｍが「１」レベルであった場合には、３２分周する間に全てをブロックＡで４分周させて、３２分周を実現する。

〔従来例２〕
図１４に特許文献１に示されている従来の可変分周器の概略を示す。この可変分周器２００は、クロック入力端子２０１と、クロック出力端子２０２と、制御信号入力端子２０３とを備え、制御信号入力端子２０３より入力される制御信号（外部からの制御信号）Ｍに応じて定められる分周数によりクロック入力端子２０１より入力されるクロック信号を分周し、この分周したクロック信号を出力クロック信号としてクロック出力端子２０２より出力する。

この例において、可変分周器２００は、低速化用分周器（２分周器）２０４と、反転／非反転器２０５と、固定分周器（２分周器）２０６と、接続器２０７と、フィードバック用分周器（２分周器）２０８とを備え、反転／非反転器２０５と固定分周器２０６とで信号処理器２１０が構成されている。反転／非反転器２０５は、入力端子２１０ａと制御端子２１０ｂとを有し、入力端子（信号処理器２１０の入力端子）２１０ａは低速化用分周器２０４を介してクロック入力端子２０１に接続され、制御端子（信号処理器２１０の制御端子）２１０ｂと固定分周器２０６の出力（信号処理器２１０の出力端子）２１０ｃとの間にフィードバックパス２０９が形成されている。このフィードバックパス２０９に接続器２０７とフィードバック用分周器２０８が設けられている。図１５に反転／非反転器２０５の真理値表を示す。

〔フィードバックパスが遮断されている場合〕
制御信号Ｍが「０」レベルの場合、接続器２０７はフィードバックパス２０９をオフとし、固定分周器２０６の出力２１０ｃと反転／非反転器２０５の制御端子２１０ｂとの接続を切り離す。この場合、反転／非反転器２０５の制御端子２１０ｂのレベルは「０」レベルとされ、反転／非反転器２０５は、図１５に示した真理値表に従う動作により、入力クロック信号を反転せずにそのまま通過させ、分周前クロック信号として固定分周器２０６に与える。

図１６にフィードバックパス２０９が遮断されている場合のタイムチャートを示す。図１６（ａ）はクロック入力端子２０１に与えられるクロック信号（マスタクロック）、図１６（ｂ）は反転／非反転器２０５の入力端子２１０ａに与えられる入力クロック信号、図１６（ｃ）は反転／非反転器２０５から出力される分周前クロック信号（固定分周器２０６に与えられる分周前クロック信号）、図１６（ｄ）は固定分周器２０６から出力される出力クロック信号、図１６（ｅ）は反転／非反転器２０５の制御端子２１０ｂの信号レベルである。

この例では、クロック入力端子２０１からのクロック信号が低速化用分周器２０４によって２分周され、これによって低速度化されたクロック信号が入力クロック信号として反転／非反転器２０５の入力端子２１０ａへ与えられる。このタイムチャートから分かるように、制御信号Ｍが「０」レベルの場合、可変分周器２００は、反転／非反転器２０５の入力端子２１０ａへ入力クロック信号のクロックパルスが２発与えられる毎に、すなわちクロック入力端子２０１へマスタクロックが４発与えられる毎に１パルスの出力クロック信号を発生し、４分周器として動作する。

〔フィードバックパスが接続されている場合〕
制御信号Ｍが「１」レベルの場合、接続器２０７はフィードバックパス２０９をオンとし、固定分周器２０６の出力２１０ｃと反転／非反転器２０５の制御端子２１０ｂとの間を接続する。図１７にフィードバックパス２０９が接続されている場合のタイムチャートを示す。なお、このタイムチャートにおいて、反転／非反転器２０５の入力端子２１０ａに与えられた信号が反転／非反転器２０５、固定分周器２０６、フィードバックパス２０９を通過して反転／非反転器２０５の制御端子２１０ｂに戻されるまでの遅延時間Ｔｄは、入力クロック信号のパルス幅Ｔｃｋよりも若干大きいものとしている。

図１７（ｂ）に示すｔ１点において、入力クロック信号が立ち上がると、反転／非反転器２０５はこの入力クロック信号の立ち上がりを反転せずに通過させる。これにより、分周前クロック信号が立ち上がり（図１７（ｃ）に示すｔ１点）、固定分周器２０６へ与えられる。固定分周器２０６は、この分周前クロック信号の立ち上がりエッジ（変化点）を取り込み、出力クロック信号を立ち上げる（図１７（ｄ）に示すｔ１点）。

この出力クロック信号の立ち上がりはフィードバックパス２０９を介して反転／非反転器２０５の制御端子２１０ｂに戻される。すなわち、固定分周器２０６からの出力信号の立ち上がりがフィードバック用分周器２０８に与えられ、フィードバック用分周器２０８がこの固定分周器２０６からの出力信号の立ち上がりエッジを取り込んで、反転／非反転器２０５の制御端子２１０ｂへのフィードバック信号を立ち上げる。ここで、反転／非反転器２０５の制御端子２１０ｂには、反転／非反転器２０５の入力端子２１０ａに与えられた入力クロック信号の立ち上がり（１発目のクロックパルスの立ち上がり：図１７（ｂ）のｔ１点）に対し、遅延時間Ｔｄだけ遅れて、すなわち入力クロック信号のパルス幅Ｔｃｋよりも遅れて、フィードバック信号の立ち上がりが入力される（図１７（ｅ）に示すｔ３点）。

反転／非反転器２０５は、制御端子２１０ｂへのフィードバック信号が立ち上がっている間、入力端子２１０ａからの入力クロック信号を反転する。この場合、反転／非反転器２０５の制御端子２１０ｂへのフィードバック信号が立ち上がった時点（図１７（ｅ）に示すｔ３点）では、反転／非反転器２０５の入力端子２１０ａへの入力クロック信号は立ち下がっている。したがって、反転／非反転器２０５は、入力端子２１０ａからの入力クロック信号を反転し、分周前クロック信号を立ち上げる（図１７（ｃ）に示すｔ３点）。以降、分周前クロック信号は、入力端子２１０ａからの入力クロック信号を反転した信号とされる。

これにより、図１７（ｃ）に示すｔ３〜ｔ４点において、入力クロック信号のパルス幅Ｔｃｋ（正規のパルス幅）よりもそのパルス幅が小さいクロックパルス（小パルス）ＰＳ１が発生する。その後、ｔ５〜ｔ６点において、正規のパルス幅のクロックパルスが発生する。固定分周器２０６は、反転／非反転器２０５からの分周前クロック信号の小パルスＰＳ１の立ち上がりエッジを取り込み、出力クロック信号を立ち下げる（図１７（ｄ）に示すｔ３点）。小パルスＰＳ１の発生後、正規のパルス幅のクロックパルスが発生すると（図１７（ｃ）に示すｔ５点）、固定分周器２０６がこのクロックパルスの立ち上がりエッジを取り込み、出力クロック信号を立ち上げる（図１７（ｄ）に示すｔ５点）。

この出力クロック信号の立ち上がりは、フィードバック用分周器２０８に与えられ、これにより反転／非反転器２０５の制御端子２１０ｂへのフィードバック信号が立ち下がる。ここで、反転／非反転器２０５の制御端子２１０ｂには、反転／非反転器２０５の入力端子２１０ａに与えられた入力クロック信号の立ち下がり（２発目のクロックパルスの立ち下がり：図１７（ｂ）のｔ５点）に対し、遅延時間Ｔｄだけ遅れて、すなわち入力クロック信号のパルス幅Ｔｃｋよりも遅れて、フィードバック信号の立ち下がりが入力される（図１７（ｅ）に示すｔ７点）。

反転／非反転器２０５は、制御端子２１０ｂへのフィードバック信号が立ち下がっている間、入力端子２１０ａからの入力クロック信号を反転せずにそのまま通過させる。この場合、反転／非反転器２０５の制御端子２１０ｂへのフィードバック信号が立ち下がった時点（図１７（ｅ）に示すｔ７点）では、反転／非反転器２０５の入力端子２１０ａへの入力クロック信号は立ち上がっている。したがって、反転／非反転器２０５は、入力端子２１０ａからの入力クロック信号を反転せずにそのまま通過させ、分周前クロック信号を立ち上げる（図１７（ｃ）に示すｔ７点）。以降、分周前クロック信号は、入力端子２１０ａからの入力クロック信号を反転せずにそのまま通過させた信号とされる。

これにより、図１７（ｃ）に示すｔ７〜ｔ８点において、小パルスＰＳ２が発生し、その後、ｔ９〜ｔ１０点において、正規のパルス幅のクロックパルスが発生する。固定分周器２０６は、反転／非反転器２０５からの小パルスＰＳ２の立ち上がりエッジを取り込み、出力クロック信号を立ち下げる（図１７（ｄ）に示すｔ７点）。その後、反転／非反転器２０５からの正規のパルス幅のクロックパルスの立ち上がりエッジを取り込み、出力クロック信号を立ち上げる（図１７（ｄ）に示すｔ９点）。

以下、同様動作を繰り返すことによって、可変分周器２００は、制御信号Ｍが「１」レベルの場合、反転／非反転器２０５の入力端子２１０ａへ入力クロック信号のクロックパルスが３発与えられる毎に、すなわちクロック入力端子２０１へマスタクロックが６発与えられる毎に２パルスの出力クロック信号を発生し、３分周器として動作する。

：米国特許第５９６９５４８号：「ＣＭＯＳアナログ回路設計技術」、岩田穆監修、（株）トリケップス、１９９８年１月１３日発行、２３６〜２３７頁、図１６、図１７。：「ＨＡＮＤＢＯＯＫＯＦＬＯＧＩＣＣＩＲＣＵＩＴＳ」、Ｊ．Ｄ．ＬＥＮＫ著、ｐｐ．１２３−１２５、ＲｅｓｔｏｎＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇＣｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．、１９７２。

〔従来例１の問題点〕
従来例１の可変分周器１００では、分岐点が多数あるために、例えば図１３中に点線で示したパスＣがクリティカルパス（容量負荷が大きく、駆動するために大きな電流を要するパス）となり、低消費電力化が困難であるという問題がある。

〔従来例２の問題点〕
従来例２の可変分周器２００では、分岐点が少なく、クリティカルパスのような容量負荷の大きなパスが発生しないので、低消費電力化を実現することができる。しかしながら、低速化用分周器２０４の出力である入力クロック信号の立ち上がりと立ち下がりの両エッジを用いて分周しているため、入力クロック信号のデューティ比が５０％でない場合、出力クロック信号にジッタＴｊ（図１８参照）が発生し、雑音性能が劣化するという問題がある。

〔ジッタが発生する理由〕
従来例２の可変分周器２００では、低速化用分周器２０４で高速のクロック信号（マスタクロック）を２分周し、低速の入力クロック信号を作っている。この場合、マスタクロックの１発目の立ち上がりエッジを取り込んで入力クロック信号を立ち上げ、２発目の立ち上がりエッジを取り込んで入力クロック信号を立ち下げている。

低速化用分周器２０４において、マスタクロックの立ち上がりエッジを取り込んで入力クロック信号を立ち上げるまでの動作時間と立ち下げるまでの動作時間とを同じとすることは難しく、この立ち上がり／立ち下がりの動作時間の違いによって、入力クロック信号のデューティ比が理想値である５０％に対して前後にずれる。高周波信号のデューティ比を５０／５０に正確に合わせることは一般に極めて困難で、４０／６０程度でも比較的良くあっていると評価されるほどである。

図１８には入力クロック信号のデューティ比（オンデューティ）が５０％以上となった場合を示している。この場合、出力クロック信号の１発目のクロックパルスはマスタクロックの立ち上がり（図１８（ａ）のｔ１点）に同期して発生するが、２発目のクロックパルスはクロック信号の立ち上がり（図１８（ａ）のｔ５点）に同期して発生せず、ジッタＴｊが発生する。入力クロック信号のデューティ比（オンデューティ）が５０％以下となった場合も同様にしてジッタＴｊが発生する。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、低消費電力化を実現するとともに、出力クロック信号に発生するジッタを本質的になくし、雑音性能の劣化を防止することができる可変分周方法および可変分周器を提供することにある。

このような目的を達成するために本発明は、入力端子に与えられる入力クロック信号を制御端子に与えられる信号のレベルに応じて反転／非反転し、この反転／非反転された信号中の所定のパルス幅を下回るパルス幅を有するクロックパルスを無効なクロックパルスとして扱い、反転／非反転された信号中の所定のパルス幅を上回るパルス幅を有するクロックパルスを有効なクロックパルスとして扱い、有効なクロックパルスにおける入力クロック信号の一方向の変化点に応ずる変化点に基づいて、反転／非反転された信号を予め定められた分周数により分周し、この分周した信号を出力クロック信号として出力端子より出力する信号処理器と、この信号処理器の出力端子と制御端子との間に形成され制御端子に戻す信号の通路をなすフィードバックパスを外部からの制御信号に応じて接続／遮断する接続器とを設け、信号処理器の入力端子に与えられた信号がフィードバックパスを通り制御端子に戻されるまでの遅延時間を入力クロック信号のパルス幅よりも大きくしたものである。

本発明において、信号処理器の出力端子と制御端子との間に形成されるフィードバックパスは、外部からの制御信号に応じて接続あるいは遮断状態となる。なお、以下では、説明上、信号処理器での反転／非反転の最初の状態を非反転、分周数を２分周とする。また、本発明において、信号処理器は反転／非反転器と固定分周器とで構成することが可能であり、以下では、反転／非反転器が「制御端子に与えられる信号のレベルに応じて入力端子に与えられる入力クロック信号を反転／非反転して分周前クロック信号として出力する」機能を備え、固定分周器が「反転／非反転器からの分周前クロック信号中の所定のパルス幅を下回るパルス幅を有するクロックパルスを無効なクロックパルスとして扱い、分周前クロック信号中の所定のパルス幅を上回るパルス幅を有するクロックパルスを有効なクロックパルスとして扱い、有効なクロックパルスにおける入力クロック信号の一方向の変化点に応ずる変化点に基づいて、分周前クロック信号を予め定められた分周数により分周し、この分周した信号を出力クロック信号として出力する」機能を備えているものとする。

〔フィードバックパスが遮断されている場合〕
フィードバックパスが遮断されている場合、信号処理器は、入力クロック信号を反転せずにそのまま分周前クロック信号とし、この分周前クロック信号を２分周して出力クロック信号とする。これにより、本発明の可変分周器は、２分周器として動作する。

〔フィードバックパスが接続されている場合〕
フィードバックパスが接続されている場合、信号処理器は、最初は入力クロック信号を反転せずにそのまま分周前クロック信号とする。そして、この分周前クロック信号の最初の立ち上がりエッジ（入力クロック信号の立ち上がりエッジに応ずる変化点）を取り込み、出力クロック信号を立ち上げる。この出力クロック信号の立ち上がりはフィードバックパスを介して制御端子に戻される。

ここで、信号処理器の制御端子には、信号処理器の入力端子に与えられた入力クロック信号の立ち上がり（１発目のクロックパルスの立ち上がり）に対し、入力クロック信号のパルス幅よりも遅れて、出力クロック信号の立ち上がりが戻される。信号処理器は、制御端子に戻される信号（フィードバック信号）が立ち上がっている間、入力クロック信号を反転する。これにより、分周前クロック信号には、入力クロック信号のパルス幅（正規のパルス幅）よりも小さいクロックパルス（小パルス）が発生し、この後、正規のパルス幅のクロックパルスが発生する。

ここで、所定のパルス幅を上回るクロックパルスを小パルスのパルス幅を上回るものと定めておけば、信号処理器は、分周前クロック信号のうち小パルスを無効とし、その後に発生する正規のパルス幅のクロックパルスを有効とし、この正規のパルス幅のクロックパルスの立ち上がりエッジを取り込み、出力クロック信号を立ち下げる。この出力信号の立ち下がりはフィードバックパスを介して信号処理器の制御端子へ戻される。

ここで、信号処理器の制御端子には、信号処理器の入力端子に与えられた入力クロック信号の立ち下がり（２発目のクロックパルスの立ち下がり）に対し、入力クロック信号のパルス幅よりも遅れて、出力クロック信号の立ち下がりが戻される。信号処理器は、制御端子に戻される信号（フィードバック信号）が立ち下がっている間、入力クロック信号を反転せずにそのまま分周前クロック信号とする。これにより、分周前クロック信号には、入力クロック信号のパルス幅（正規のパルス幅）よりも小さいクロックパルス（小パルス）が発生し、この後、正規のパルス幅のクロックパルスが発生する。

信号処理器は、前記と同様にして、分周前クロック信号のうち小パルスを無効とし、その後に発生する正規のパルス幅のクロックパルスを有効とし、この正規のパルス幅のクロックパルスの立ち上がりエッジ（入力クロック信号の立ち上がりエッジに応ずる変化点）を取り込み、出力クロック信号を立ち上げる。これにより、本発明の可変分周器は、３分周器として動作する。この分周動作中、信号処理器は、正規のパルス幅のクロックパルスの立ち上がりエッジ、すなわち入力クロック信号の立ち上がりエッジに応ずる変化点（入力クロック信号の一方向の変化点に応ずる変化点）を取り込んで出力クロック信号を作るので、入力クロック信号のデューティ比が理想値である５０％に対して前後にずれていたとしてもジッタは生じない。

なお、上述においては、一例として、信号処理器を反転／非反転器と固定分周器とで構成し、固定分周器に「反転／非反転器からの分周前クロック信号のうち所定のパルス幅を上回るクロックパルスのみを有効なクロックパルスとして扱う」機能を持たせるものとして説明したが、反転／非反転器に「所定のパルス幅を上回るクロックパルスだけを分周前クロック信号として出力する」機能を持たせてもよい。

また、本発明では、遅延時間（信号処理器の入力端子に与えられた信号がフィードバックパスを通り制御端子に戻されるまでの時間）を入力クロック信号のパルス幅よりも大きくしているが、この遅延時間は入力端子に与えられた信号がフィードバックパスを通り出力端子に戻されるまでのルートにおけるそれぞれの遅延時間の合計として自然に生じるものであってもよいし、そのルート中に意図的に遅延回路などを設けるようにして確保するようにしてもよい。

本発明によれば、入力端子に与えられる入力クロック信号を制御端子に与えられる信号のレベルに応じて反転／非反転し、この反転／非反転された信号中の所定のパルス幅を下回るパルス幅を有するクロックパルスを無効なクロックパルスとして扱い、反転／非反転された信号中の所定のパルス幅を上回るパルス幅を有するクロックパルスを有効なクロックパルスとして扱い、有効なクロックパルスにおける入力クロック信号の一方向の変化点に応ずる変化点に基づいて、反転／非反転された信号を予め定められた分周数により分周し、この分周した信号を出力クロック信号として出力するようにしたので、低消費電力化を実現するとともに、出力クロック信号に発生するジッタを本質的になくし、雑音性能の劣化を防止することができるようになる。

［図１］本発明の第１の実施例（実施例１）を示す可変分周器の概略構成図である。
［図２］フィードバックパス中にインバータを２段直列接続した遅延回路を設けた例を示す図である。
［図３］実施例１においてフィードバックパスが遮断されている場合の動作を示すタイムチャートである。
［図４］実施例１においてフィードバックパスが接続されている場合の動作を示すタイムチャートである。
［図５］実施例１において遅延時間を入力クロック信号の周期よりも若干大きくした場合の動作を示すタイムチャートである。
［図６］本発明の第２の実施例（実施例２）を示す可変分周器の概略構成図である。
［図７］実施例２における反転／非反転器（排他的論理和回路）の真理値表を示す図である。
［図８］実施例２においてフィードバックパスが遮断されている場合の動作を示すタイムチャートである。
［図９］実施例２においてフィードバックパスが接続されている場合の動作を示すタイムチャートである。
［図１０］本発明の第３の実施例（実施例３）を示す可変分周器の概略構成図である。
［図１１］実施例３においてフィードバックパスが接続されている場合の動作を示すタイムチャートである。
［図１２］本発明の第４の実施例（実施例４）を示す可変分周器の概略構成図である。
［図１３］非特許文献１に示されている従来の可変分周器の概略（従来例１）を示す図である。
［図１４］特許文献１に示されている従来の可変分周器の概略（従来例２）を示す図である。
［図１５］従来例２における反転／非反転器の真理値表を示す図である。
［図１６］従来例２においてフィードバックパスが遮断されている場合の動作を示すタイムチャートである。
［図１７］従来例２においてフィードバックパスが接続されている場合の動作を示すタイムチャートである。
［図１８］従来例２において入力クロック信号のデューティ比が５０％でない場合に出力クロック信号にジッタが発生する状況を説明するタイムチャートである。

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。

図１はこの発明の第１の実施例（実施例１）を示す可変分周器の概略構成図である。この可変分周器３００は、クロック入力端子３０１と、クロック出力端子３０２と、制御信号入力端子３０３とを備え、制御信号入力端子３０３より入力される制御信号（外部からの制御信号）Ｍに応じて定められる分周数によりクロック入力端子３０１より入力される入力クロック信号を分周し、この分周したクロック信号を出力クロック信号としてクロック出力端子３０２より出力する。

この実施例１において、可変分周器３００は、反転／非反転器３０４と、固定分周器３０５と、接続器３０６とを備え、反転／非反転器３０４と固定分周器３０５とで信号処理器３１０が構成されている。反転／非反転器３０４は、入力端子３１０ａと制御端子３１０ｂとを有し、入力端子（信号処理器３１０の入力端子）３１０ａに与えられる入力クロック信号を制御端子（信号処理器３１０の制御端子）３１０ｂに与えられる信号のレベルに応じて反転／非反転し、分周前クロック信号として出力する。この例では、制御端子３１０ｂに与えられる信号が「０」レベルの場合に非反転、「１」レベルの場合に反転する。

固定分周器３０５は、反転／非反転器３０４からの分周前クロック信号を入力とし、この分周前クロック信号のうち所定のパルス幅（後述する小パルスのパルス幅）を上回るクロックパルスのみを有効クロック信号とし、この有効クロック信号を予め定められた分周数により分周し、クロック出力端子３０２への出力クロック信号とする。この例では、入力クロック信号のデューティ比を５０％、固定分周器３０５における分周数を２分周としている。

接続器３０６は、固定分周器３０５の出力（信号処理器３１０の出力端子）３１０ｃと反転／非反転器３０４の制御端子３１０ｂとの間に形成されたフィードバックパス３０７中に設けられている。この実施例において、接続器３０６は、制御信号入力端子３０３からの制御信号Ｍのレベルに応じ、制御信号Ｍが「０」レベルの場合にはフィードバックパス３０７をオフとし、制御信号Ｍが「１」レベルの場合にはフィードバックパス３０７をオンとする。フィードバックパス３０７がオフとされている場合、反転／非反転器３０４の制御端子３１０ｂのレベルは「０」レベルとされる。

また、この実施例において、反転／非反転器３０４の入力端子３１０ａに与えられた信号が反転／非反転器３０４、固定分周器３０５、フィードバックパス３０７を通り反転／非反転器３０４の制御端子３１０ｂに戻されるまでの時間（遅延時間）Ｔｄは、入力クロック信号のパルス幅（Ｔｃｋ／２）よりも大きくされている（Ｔｄ＞Ｔｃｋ／２）。

この実施例において、遅延時間Ｔｄは、反転／非反転器３０４、固定分周器３０５、フィードバックパス３０７におけるそれぞれの遅延時間の合計として自然に生じるものとされている。なお、反転／非反転器３０４、固定分周器３０５、フィードバックパス３０７におけるそれぞれの遅延時間の合計がＴｃｋ／２よりも小さいような場合には、反転／非反転器３０４，固定分周器３０５，フィードバックパス３０７のルート中に意図的に遅延回路を設けるなどして遅延時間Ｔｄを確保する。例えば、図２に示すように、フィードバックパス３０７中にインバータＩＮＶを２段直列接続した遅延回路３０８を設ける。

〔フィードバックパスが遮断されている場合〕
制御信号Ｍが「０」レベルの場合、接続器３０６はフィードバックパス３０７をオフとし、固定分周器３０５の出力３１０ｃと反転／非反転器３０４の制御端子３１０ｂとの接続を切り離す。この場合、反転／非反転器３０４の制御端子３１０ｂのレベルは「０」レベルとされ、反転／非反転器３０４は入力クロック信号を反転せずにそのまま通過させ、分周前クロック信号として固定分周器３０５に与える。

図３にフィードバックパス３０７が遮断されている場合のタイムチャートを示す。図３（ａ）は反転／非反転器３０４の入力端子３１０ａに与えられる入力クロック信号、図３（ｂ）は反転／非反転器３０４から出力される分周前クロック信号（固定分周器３０５に与えられる分周前クロック信号）、図３（ｃ）は固定分周器３０５から出力される出力クロック信号、図３（ｄ）は反転／非反転器３０４の制御端子３１０ｂの信号レベルである。なお、このタイムチャートにおいて、分周前クロック信号と出力クロック信号との間には時間差が生じるが、図上では省略している。

図３（ａ）に示すｔ１点において、入力クロック信号が立ち上がると（クロックパルスが発生すると）、反転／非反転器３０４はこの入力クロック信号の立ち上がりを反転せずに通過させる。これにより、分周前クロック信号が立ち上がり（図３（ｂ）に示すｔ１点）、固定分周器３０５へ与えられる。固定分周器３０５は、この時の分周前クロック信号のクロックパルスのパルス幅（ｔ１〜ｔ２間のパルス幅）がＴｃｋ／２以上あり、後述する小パルスのパルス幅を上回っているので、このクロックパルスを有効とし、その立ち上がりエッジを取り込み、出力クロック信号を立ち上げる（図３（ｃ）に示すｔ１点）。

図３（ａ）に示すｔ３点において、入力クロック信号が再び立ち上がると（クロックパルスが発生すると）、反転／非反転器３０４は、上述と同様にして、その入力クロック信号の立ち上がりを反転せずに通過させる。これにより、分周前クロック信号が立ち上がり（図３（ｂ）に示すｔ３点）、固定分周器３０５へ与えられる。固定分周器３０５は、この時の分周前クロック信号のクロックパルスのパルス幅（ｔ３〜ｔ４間のパルス幅）がＴｃｋ／２以上あり、後述する小パルスのパルス幅を上回っているので、このクロックパルスを有効とし、その立ち上がりエッジを取り込み、出力クロック信号を立ち下げる（図３（ｃ）に示すｔ３点）。

以下、同様動作を繰り返すことによって、可変分周器３００は、入力クロック信号のクロックパルスが２発与えられる毎に１パルスの出力クロック信号を発生し、２分周器として動作する。

〔フィードバックパスが接続されている場合〕
制御信号Ｍが「１」レベルの場合、接続器３０６はフィードバックパス３０７をオンとし、固定分周器３０５の出力３１０ｃと反転／非反転器３０４の制御端子３１０ｂとの間を接続する。

図４にフィードバックパス３０７が接続されている場合のタイムチャートを示す。図４（ａ）に示すｔ１点において、入力クロック信号が立ち上がると（クロックパルスが発生すると）、反転／非反転器３０４はこの入力クロック信号の立ち上がりを反転せずに通過させる。これにより、分周前クロック信号が立ち上がり（図４（ｂ）に示すｔ１点）、固定分周器３０５へ与えられる。固定分周器３０５は、この時の分周前クロック信号のクロックパルスのパルス幅（ｔ１〜ｔ２間のパルス幅）がＴｃｋ／２以上あり、後述する小パルスのパルス幅を上回っているので、このクロックパルスを有効とし、その立ち上がりエッジ（入力クロック信号の立ち上がりエッジに応ずる変化点）を取り込み、出力クロック信号を立ち上げる（図４（ｃ）に示すｔ１点）。

この出力クロック信号の立ち上がりはフィードバックパス３０７を介して反転／非反転器３０４の制御端子３１０ｂに戻される。ここで、反転／非反転器３０４の制御端子３１０ｂには、反転／非反転器３０４の入力端子３１０ａに与えられた入力クロック信号の立ち上がり（１発目のクロックパルスの立ち上がり：図４（ａ）のｔ１点）に対し、遅延時間Ｔｄだけ遅れて、すなわち入力クロック信号のパルス幅Ｔｃｋ／２よりも遅れて、出力クロック信号の立ち上がりが戻される（図４（ｄ）に示すｔ３点）。図４には遅延時間ＴｄをＴｃｋ／２＜Ｔｄ＜Ｔｃｋとした例を示している。

反転／非反転器３０４は、制御端子３１０ｂへ戻される信号（フィードバック信号）が立ち上がっている間、入力端子３１０ａからの入力クロック信号を反転する。この場合、反転／非反転器３０４の制御端子３１０ｂへのフィードバック信号が立ち上がった時点（図４（ｄ）に示すｔ３点）では、反転／非反転器３０４の入力端子３１０ａへの入力クロック信号は立ち下がっている。したがって、反転／非反転器３０４は、入力端子３１０ａからの入力クロック信号を反転し、分周前クロック信号を立ち上げる（図４（ｂ）に示すｔ３点）。以降、分周前クロック信号は、入力端子３１０ａからの入力クロック信号を反転した信号とされる。

これにより、図４（ｂ）に示すｔ３〜ｔ４点において、入力クロック信号のパルス幅Ｔｃｋ／２（正規のパルス幅）よりもそのパルス幅が小さいクロックパルス（小パルス）ＰＳ１が発生する。その後、ｔ５〜ｔ６点において、正規のパルス幅のクロックパルスが発生する。

固定分周器３０５は、反転／非反転器３０４からの分周前クロック信号のうち小パルスＰＳ１は無効とし、その後に発生する正規のパルス幅のクロックパルスを有効とし、この正規のパルス幅のクロックパルスの立ち上がりエッジを取り込み、出力クロック信号を立ち下げる（図４（ｃ）に示すｔ５点）。

この出力クロック信号の立ち下がりはフィードバックパス３０７を介して反転／非反転器３０４の制御端子３１０ｂへ戻される。ここで、反転／非反転器３０４の制御端子３１０ｂには、反転／非反転器３０４の入力端子３１０ａに与えられた入力クロック信号の立ち下がり（２発目のクロックパルスの立ち下がり：図４（ａ）のｔ５点）に対し、遅延時間Ｔｄだけ遅れて、すなわち入力クロック信号のパルス幅Ｔｃｋ／２よりも遅れて、出力クロック信号の立ち下がりが戻される（図４（ｄ）に示すｔ７点）。

反転／非反転器３０４は、制御端子３１０ｂへのフィードバック信号が立ち下がっている間、入力端子３１０ａからの入力クロック信号を反転せずにそのまま通過させる。この場合、反転／非反転器３０４の制御端子３１０ｂへのフィードバック信号が立ち下がった時点（図４（ｄ）に示すｔ７点）では、反転／非反転器３０４の入力端子３１０ａへの入力クロック信号は立ち上がっている。したがって、反転／非反転器３０４は、入力端子３１０ａからの入力クロック信号を反転せずにそのまま通過させ、分周前クロック信号を立ち上げる（図４（ｂ）に示すｔ７点）。以降、分周前クロック信号は、入力端子３１０ａからの入力クロック信号を反転せずにそのまま通過させた信号とされる。

これにより、図４（ｂ）に示すｔ７〜ｔ８点において、小パルスＰＳ２が発生し、その後、ｔ９〜ｔ１０点において、正規のパルス幅のクロックパルスが発生する。固定分周器３０５は、反転／非反転器３０４からの分周前クロック信号のうち小パルスＰＳ２は無効とし、その後に発生する正規のパルス幅のクロックパルスを有効とし、この正規のパルス幅のクロックパルスの立ち上がりエッジ（入力クロック信号の立ち上がりエッジに応ずる変化点）を取り込み、出力クロック信号を立ち上げる（図４（ｃ）に示すｔ９点）。

以下、同様動作を繰り返すことによって、可変分周器３００は、入力クロック信号のクロックパルスが３発与えられる毎に１パルスの出力クロック信号を発生し、３分周器として動作する。この分周動作中、固定分周器３０５は、正規のパルス幅のクロックパルスの立ち上がりエッジ、すなわち入力クロック信号の立ち上がりエッジに応ずる変化点（入力クロック信号の一方向の変化点に応ずる変化点）を取り込んで出力クロック信号を作るので（図４（ｂ）のｔ１点、ｔ９点）、入力クロック信号のデューティ比が理想値である５０％に対して前後にずれていたとしてもジッタは生じない。これにより、出力クロック信号に発生するジッタを本質的になくし、雑音性能の劣化を防止することができるようになる。また、図１の構成から明らかなように、この可変分周器３００では、分岐点が少なく、クリティカルパスのような容量負荷の大きなパスが発生しないので、低消費電力化を実現することができる。

なお、図１においては、固定分周器３０５に「反転／非反転器３０４からの分周前クロック信号のうち小パルスＰＳのパルス幅を上回るクロックパルスのみを有効クロック信号とする」機能（以下、この機能を小パルス入力無効機能と呼ぶ）を持たせたが、反転／非反転器３０４に「小パルスＰＳのパルス幅を上回るクロックパルスだけを分周前クロック信号として出力する」機能を持たせるようにしてもよい。すなわち、反転／非反転器３０４に、「小パルスＰＳのパルス幅以下のクロックパルスは分周前クロック信号として出力しない」機能（以下、この機能を小パルス出力阻止機能と呼ぶ）を持たせるようにしてもよい。この場合、固定分周器３０５には、小パルス入力無効機能を持たせてもよいし、持たせなくてもよい。

また、反転／非反転器３０４における小パルス出力阻止機能や固定分周器３０５における小パルス入力無効機能は、例えば、反転／非反転器３０４や固定分周器３０５の速度応答特性を利用して実現してもよい。すなわち、反転／非反転器３０４や固定分周器３０５の最低動作パルス幅を小パルスＰＳのパルス幅よりも大きく設計しておけば、その最低動作パルス幅よりも小さい小パルスＰＳに対して反転／非反転器３０４や固定分周器３０５を動作させないようにして、小パルス出力阻止機能や小パルス入力無効機能を得ることができる。

この場合、小パルスＰＳのパルス幅が小さいほど、動作マージンが広くなるので、遅延時間Ｔｄを調整して、できるだけ小パルスＰＳの幅が小さくなるように設計してもよい。本実施例では、遅延時間Ｔｄが入力クロック信号のパルス幅Ｔｃｋ／２の整数倍になった際に、その動作マージンが最大になる。

また、図４においては、遅延時間Ｔｄを入力クロック信号のパルス幅Ｔｃｋ／２に対して若干大きくした例を示したが、遅延時間Ｔｄが入力クロック信号のパルス幅Ｔｃｋ／２よりも大きければ、どのような値でも同様の動作が実現できる。図５に遅延時間Ｔｄを入力クロック信号の周期Ｔｃｋよりも若干大きくした場合のタイムチャートを示す。図５の例でも、可変分周器３００は、制御信号Ｍが「０」レベルの場合（フィードバックパス３０７が遮断されている場合）２分周器として動作し、制御信号Ｍが「１」レベルの場合（フィードバックパス３０７が接続されている場合）３分周器として動作する。

なお、図１に示した可変分周器３００では、固定分周器３０５の分周数を２分周としたが、２分周に限られるものでないことは言うまでもない。固定分周器３０５として３分周器や５分周器を使用すれば、それぞれ３分周／４分周、５分周／６分周となり、固定分周器３０５としてＮ分周する回路を用いれば、Ｎ分周／Ｎ＋１分周器を実現することができる。

図６はこの発明の第２の実施例（実施例２）を示す可変分周器の概略構成図である。この可変分周器４００では、反転／非反転器４０４として排他的論理和回路（ＥＸ−ＯＲ）を使用し、固定分周器４０５として２個のＴＦＦ（４０５ａ，４０５ｂ）とを直列に接続した４分周器を使用している。

反転／非反転器４０４において、ＥＸ−ＯＲの一方の入力につながる端子４１０ａが入力端子（信号処理器４１０の入力端子）、他方の入力につながる端子４１０ｂが制御端子（信号処理器４１０の制御端子）となる。入力端子４１０ａはクロック入力端子４０１に接続され、制御端子４１０ｂと固定分周器４０５の出力（信号処理器４１０の出力端子）４１０ｃとの間にはフィードバックパス４０７が形成されている。フィードバックパス４０７には接続器４０６が設けられている。図７に反転／非反転器（排他的論理和回路）４０４の真理値表を示す。

〔フィードバックパスが遮断されている場合〕
制御信号Ｍが「０」レベルの場合、接続器４０６はフィードバックパス４０７をオフとし、固定分周器４０５の出力４１０ｃと反転／非反転器４０４の制御端子４１０ｂとの接続を切り離す。この場合、反転／非反転器４０４の制御端子４１０ｂのレベルは「０」レベルとされ、反転／非反転器４０４は、図７に示した真理値表に従う排他的論理和動作により、入力クロック信号を反転せずにそのまま通過させ、分周前クロック信号として固定分周器４０５に与える。

図８にフィードバックパス４０７が遮断されている場合のタイムチャートを示す。図８（ａ）は反転／非反転器４０４の入力端子４１０ａに与えられる入力クロック信号、図８（ｂ）は反転／非反転器４０４から出力される分周前クロック信号（固定分周器４０５に与えられる分周前クロック信号）、図８（ｃ）は固定分周器４０５から出力される出力クロック信号、図８（ｄ）は反転／非反転器４０４の制御端子４１０ｂの信号レベルである。なお、このタイムチャートにおいて、分周前クロック信号と出力クロック信号との間には時間差が生じるが、図上では省略している。

このタイムチャートから分かるように、制御信号Ｍが「０」レベルの場合、可変分周器４００は、入力クロック信号のクロックパルスが４発与えられる毎に１パルスの出力クロック信号を発生し、４分周器として動作する。

〔フィードバックパスが接続されている場合〕
制御信号Ｍが「１」レベルの場合、接続器４０６はフィードバックパス４０７をオンとし、固定分周器４０５の出力４１０ｃと反転／非反転器４０４の制御端子４１０ｂとの間を接続する。

図９にフィードバックパス４０７が接続されている場合のタイムチャートを示す。なお、このタイムチャートにおいて、反転／非反転器４０４の入力端子４１０ａに与えられた信号が反転／非反転器４０４、固定分周器４０５、フィードバックパス４０７を通り反転／非反転器４０４の制御端子４１０ｂに戻されるまでの遅延時間Ｔｄは、入力クロック信号の周期Ｔｃｋよりも若干大きいものとしている（（３／２）・Ｔｃｋ＞Ｔｄ＞Ｔｃｋ）。また、固定分周器４０５は、小パルス入力無効機能を有している。

このタイムチャートから分かるように、制御信号Ｍが「１」レベルの場合、可変分周器４００は、入力クロック信号のクロックパルスが５発与えられる毎に１パルスの出力クロック信号を発生し、５分周器として動作する。この分周動作中、固定分周器４０５は、正規のパルス幅のクロックパルスの立ち上がりエッジ、すなわち入力クロック信号の立ち上がりエッジに応ずる変化点（入力クロック信号の一方向の変化点に応ずる変化点）を取り込んで出力クロック信号を作るので（図９（ｂ）のｔ１点、ｔ１３点）、入力クロック信号のデューティ比が理想値である５０％に対して前後にずれていたとしてもジッタは生じない。これにより、出力クロック信号に発生するジッタを本質的になくし、雑音性能の劣化を防止することができるようになる。また、図６の構成から明らかなように、この可変分周器４００では、分岐点が少なく、クリティカルパスのような容量負荷の大きなパスが発生しないので、低消費電力化を実現することができる。

なお、この実施例では、ＴＦＦを２個直列に接続した固定分周器４０５を使用したが、直列に接続したＴＦＦの数をさらに「３」、「４」、「５」、「６」と増やすことにより、それぞれ８分周／９分周、１６分周／１７分周、３２分周／３３分周、６４分周／６５分周等、その分周数を切り替えることが可能な可変分周器を実現することができる。
また、この実施例では、固定分周器４０５に小パルス入力無効機能を持たせたが、反転／非反転器４０４に小パルス出力阻止機能を持たせるようにしてもよい。

図１０はこの発明の第３の実施例（実施例３）を示す可変分周器の概略構成図である。この可変分周器５００では、反転／非反転器５０４としてセレクタを使用し、固定分周器５０５としてＴＦＦ（１個）よりなる差動回路を使用し、接続器５０６としてフィードバック制御回路を使用している。

この可変分周器５００は、クロック入力端子５０１を第１のクロック入力端子５０１ａと第２のクロック入力端子５０１ｂとで構成し、入力クロック信号として与えられる差動信号の一方を第１のクロック入力端子５０１ａに、他方を第２のクロック入力端子５０１ｂに与えるようにしている。また、反転／非反転器５０４の入力端子（信号処理器５１０の入力端子）５１０ａを第１の入力端子５１０ａ１と第２の入力端子５１０ａ２とで構成し、第１のクロック入力端子５０１ａからの差動信号の一方を第１の入力端子５１０ａ１に、第２のクロック入力端子５０１ｂからの差動信号の他方を第２の入力端子５１０ａ２に与えるようにしている。

反転／非反転器（セレクタ）５０４は、入力端子５１０ａに与えられるクロック入力信号（差動信号）を制御端子（信号処理器５１０の制御端子）５１０ｂに与えられる信号のレベルに応じて反転／非反転し、分周前クロック信号（差動信号）として出力する。この例では、制御端子５１０ｂに与えられる信号が「１」レベルの場合に、入出力経路を図示破線で示すように切り替えて差動信号を相互に反転させる。制御端子５１０ｂに与えられる信号が「０」レベルとなれば元に戻す。

接続器（フィードバック制御回路）５０６は、固定分周器５０５の出力（信号処理器５１０の出力端子）５１０ｃ（５１０ｃ１，５１０ｃ２）と反転／非反転器５０４の制御端子５１０ｂとの間に形成されたフィードバックパス５０７中に設けられ、固定分周器５０５から出力される出力クロック信号（差動信号）の出力結果に応じたフィードバック信号を生成する。この実施例では、差動信号のレベル差が大きくなると「１」レベルのフィードバック信号を生成し、差動信号のレベル差が小さくなると「０」レベルの信号を生成する。

また、接続器（フィードバック制御回路）５０６は、制御信号入力端子５０３からの制御信号Ｍのレベルに応じ、制御信号Ｍが「０」レベルの場合にはフィードバックパス５０７をオフとし、制御信号Ｍが「１」レベルの場合にはフィードバックパス５０７をオンとする。フィードバックパス５０７がオンとされている場合、接続器（フィードバック制御回路）５０６は、固定分周器５０５からの出力クロック信号（差動信号）の出力結果に応じたフィードバック信号を反転／非反転器５０４の制御端子５１０ｂへ与える。フィードバックパス５０７がオフとされている場合、反転／非反転器５０４の制御端子５１０ｂのレベルは「０」レベルとされる。

〔フィードバックパスが遮断されている場合〕
制御信号Ｍが「０」レベルの場合、接続器（フィードバック制御回路）５０６はフィードバックパス５０７をオフとし、固定分周器５０５の出力５１０ｃと反転／非反転器５０４の制御端子５１０ｂとの接続を切り離す。この場合、反転／非反転器５０４の制御端子５１０ｂのレベルは「０」レベルとされ、反転／非反転器５０４は入力クロック信号（差動信号）を反転させずにそのまま通過させ、分周前クロック信号として固定分周器５０５に与える。固定分周器５０５は、この分周前クロック信号を分周し、出力クロック信号（差動信号）とする。これにより、可変分周器５００は、２分周器として動作する。

〔フィードバックパスが接続されている場合〕
制御信号Ｍが「１」レベルの場合、接続器（フィードバック制御回路）５０６はフィードバックパス５０７をオンとし、固定分周器５０５の出力５１０ｃと反転／非反転器５０４の制御端子５１０ｂとの間を接続する。

図１１にフィードバックパス５０７が接続されている場合のタイムチャートを示す。図１１（ａ）は反転／非反転器５０４の入力端子５１０ａに与えられる入力クロック信号（差動信号）、図１１（ｂ）は反転／非反転器５０４から出力される分周前クロック信号（差動信号）、図１１（ｃ）は固定分周器５０５から出力される出力クロック信号（差動信号）、図１１（ｄ）はフィードバックパス５０７を介して反転／非反転器５０４の制御端子５１０ｂへ与えられるフィードバック信号である。

なお、このタイムチャートにおいて、分周前クロック信号と出力クロック信号との間には時間差が生じるが、図上では省略している。また、反転／非反転器５０４の入力端子５１０ａに与えられた信号が反転／非反転器５０４、固定分周器５０５、フィードバックパス５０７を通り反転／非反転器５０４の制御端子５１０ｂに与えられるまでの遅延時間Ｔｄは、入力クロック信号のパルス幅Ｔｃｋ／２よりも大きいものとしている（Ｔｃｋ＞Ｔｄ＞Ｔｃｋ／２）。また、固定分周器５０５は、小パルス入力無効機能を有している。

このタイムチャートから分かるように、制御信号Ｍが「１」レベルの場合、可変分周器５００は、３分周器として動作する。この分周動作中、固定分周器５０５は、正規のパルス幅のクロックパルスの立ち上がりエッジ、すなわち入力クロック信号の立ち上がりエッジに応ずる変化点（入力クロック信号の一方向の変化点に応ずる変化点）を取り込んで出力クロック信号を作るので（図１１（ｂ）のｔ１点、ｔ９点）、入力クロック信号のデューティ比が理想値である５０％に対して前後にずれていたとしてもジッタは生じない。これにより、出力クロック信号に発生するジッタを本質的になくし、雑音性能の劣化を防止することができるようになる。また、図１０の構成から明らかなように、この可変分周器５００では、分岐点が少なく、クリティカルパスのような容量負荷の大きなパスが発生しないので、低消費電力化を実現することができる。

図１２はこの発明の第４の実施例（実施例４）を示す可変分周器の概略構成図である。この可変分周器６００では、反転／非反転器６０４として単相の切替スイッチを使用し、固定分周器６０５としてＴＦＦ（１個）よりなる単相回路を使用し、接続器６０６として単相のスイッチを使用している。

この可変分周器６００は、クロック入力端子６０１，クロック出力端子６０２，制御信号入力端子６０３に加え、入力クロック信号と逆位相の信号（反転入力クロック信号）が入力される反転クロック入力端子６０８を備えている。そして、クロック入力端子６０１からの入力クロック信号を反転／非反転器６０４の第１の入力端子（信号処理器６１０の第１の入力端子）６１０ａ１に与え、反転クロック入力端子６０８からの反転入力クロック信号を反転／非反転器６０４の第２の入力端子（信号処理器６１０の第２の入力端子）６１０ａ２に与えるようにしている。

反転／非反転器（切替スイッチ）６０４は、制御端子（信号処理器６１０の制御端子）６１０ｂに与えられる信号が「０」レベルの場合、スイッチ路を第１の入力端子６１０ａ１側とし、第１の入力端６１０ａ１からの入力クロック信号を分周前クロック信号として出力する。制御端子６１０ｂに与えられる信号が「１」レベルの場合、スイッチ路を第２の入力端子６１０ａ２側とし、第２の入力端子６１０ａ２からの反転入力クロック信号を分周前クロック信号として出力する。

すなわち、この実施例４では、反転／非反転器（切替スイッチ）６０４が制御端子６１０ｂに与えられる信号のレベルに応じて入力端子６１０ａ１からのクロック入力信号を実質的に反転／非反転し、分周前クロック信号として固定分周器６０５に出力する。これにより、図１に示した可変分周器３００と同様の動作が得られ、制御信号Ｍのレベルに応じてその分周数を２分周器／３分周に切り替えることが可能となる。

なお、実施例３や４においても、固定分周器の分周数を変更することによって、あらゆる分周数の可変分周器を実現することができることは言うまでもない。また、固定分周器に小パルス入力無効機能を持たせる代わりに、反転／非反転器に小パルス出力阻止機能を持たせるようにしてもよい。

この種の可変分周器において、消費電力は、マスタクロック（最も周波数の高い信号）で動作する回路の数でほゞ決まると考えられる。このため、例えば実施例１と従来例２（特許文献１）を比較した場合、従来例２の方が消費電力は若干少なくなると考えられる。しかし、実施例１も従来例２の技術も、最も電力を消費するブロックは、マスタクロックを最初に２分周する分周器の部分であり、ここでの消費電力は同速度なので双方同一になる。従って、差異がでるとしても、割合としては小さい「反転／非反転器」のところということになる。なお、図１０に示した可変分周器５００のように、反転／非反転器５０４を単にセレクタで構成し、且つパスゲートのような電力消費のないブロックとすることによって、従来例２の技術とほゞ同一の電力消費にできると考えられる。

本発明の可変分周器は、２種類の分周数を有し、外部からの制御信号のレベルによって分周数を切り替えることができる。この可変分周器は、高周波発振回路やプログラムカウンタ回路などと組み合わせられ、周波数シンセサイザを実現するために適している。

Claims

入力端子に与えられる入力クロック信号を制御端子に与えられる信号のレベルに応じて反転／非反転し、この反転／非反転された信号中の所定のパルス幅を下回るパルス幅を有するクロックパルスを無効なクロックパルスとして扱い、前記反転／非反転された信号中の前記所定のパルス幅を上回るパルス幅を有するクロックパルスを有効なクロックパルスとして扱い、前記有効なクロックパルスにおける前記入力クロック信号の一方向の変化点に応ずる変化点に基づいて、前記反転／非反転された信号を予め定められた分周数により分周し、この分周した信号を出力クロック信号として出力端子より出力する信号処理工程と、
前記出力端子と前記制御端子との間に形成され前記制御端子に戻す信号の通路をなすフィードバックパスを外部からの制御信号に応じて接続／遮断する工程と、
前記入力端子に与えられた信号が前記フィードバックパスを通り前記制御端子に戻されるまでの遅延時間を前記入力クロック信号のパルス幅よりも大きくする遅延工程と
を有することを特徴とする可変分周方法。
請求項１に記載された可変分周方法において、
前記信号処理工程は、
前記制御端子に与えられる信号のレベルに応じて前記入力端子に与えられる前記入力クロック信号を反転／非反転し分周前クロック信号として出力する工程と、
前記分周前クロック信号中の所定のパルス幅を下回るパルス幅を有するクロックパルスを無効なクロックパルスとして扱い、前記分周前クロック信号中の前記所定のパルス幅を上回るパルス幅を有するクロックパルスを有効なクロックパルスとして扱い、前記有効なクロックパルスにおける前記入力クロック信号の一方向の変化点に応ずる変化点に基づいて、前記分周前クロック信号を予め定められた分周数により分周し、この分周した信号を前記出力クロック信号として出力する工程と
を有することを特徴とする可変分周方法。
請求項１に記載された可変分周方法において、
前記信号処理工程は、
前記制御端子に与えられる信号のレベルに応じて前記入力端子に与えられる前記入力クロック信号を反転／非反転し、この反転／非反転された信号中の所定のパルス幅を下回るパルス幅を有するクロックパルスを無効なクロックパルスとして扱い、前記反転／非反転された信号中の前記所定のパルス幅を上回るパルス幅を有するクロックパルスを有効なクロックパルスとして扱い、前記有効なクロックパルスだけを分周前クロック信号として出力する工程と、
前記分周前クロック信号をその信号中のクロックパルスの前記入力クロック信号の一方向の変化点に応ずる変化点に基づいて予め定められた分周数により分周し前記出力クロック信号として出力する工程と
を有することを特徴とする可変分周方法。
請求項１に記載された可変分周方法において、
前記所定のパルス幅は、前記入力クロック信号のパルス幅よりも小さいパルス幅であることを特徴とする可変分周方法。
入力端子と制御端子と出力端子とを有し、前記入力端子に与えられる入力クロック信号を前記制御端子に与えられる信号のレベルに応じて反転／非反転し、この反転／非反転された信号中の所定のパルス幅を下回るパルス幅を有するクロックパルスを無効なクロックパルスとして扱い、前記反転／非反転された信号中の前記所定のパルス幅を上回るパルス幅を有するクロックパルスを有効なクロックパルスとして扱い、前記有効なクロックパルスにおける前記入力クロック信号の一方向の変化点に応ずる変化点に基づいて、前記反転／非反転された信号を予め定められた分周数により分周し、この分周した信号を出力クロック信号として前記出力端子より出力する信号処理器と、
前記信号処理器の出力端子と制御端子との間に形成され前記制御端子に戻す信号の通路をなすフィードバックパスを外部からの制御信号に応じて接続／遮断する接続器とを備え、
前記信号処理器の入力端子に与えられた信号が前記フィードバックパスを通り前記制御端子に戻されるまでの遅延時間が前記入力クロック信号のパルス幅よりも大きくされている
ことを特徴とする可変分周器。
請求項５に記載された可変分周器において、
前記信号処理器は、
前記制御端子に与えられる信号のレベルに応じて前記入力端子に与えられる前記入力クロック信号を反転／非反転し分周前クロック信号として出力する反転／非反転器と、
この反転／非反転器からの分周前クロック信号中の所定のパルス幅を下回るパルス幅を有するクロックパルスを無効なクロックパルスとして扱い、前記分周前クロック信号中の前記所定のパルス幅を上回るパルス幅を有するクロックパルスを有効なクロックパルスとして扱い、前記有効なクロックパルスにおける前記入力クロック信号の一方向の変化点に応ずる変化点に基づいて、前記分周前クロック信号を予め定められた分周数により分周し、この分周した信号を前記出力クロック信号として出力する固定分周器と
を備えていることを特徴とする可変分周器。
請求項５に記載された可変分周器において、
前記信号処理器は、
前記制御端子に与えられる信号のレベルに応じて前記入力端子に与えられる前記入力クロック信号を反転／非反転し、この反転／非反転された信号中の所定のパルス幅を下回るパルス幅を有するクロックパルスを無効なクロックパルスとして扱い、前記反転／非反転された信号中の前記所定のパルス幅を上回るパルス幅を有するクロックパルスを有効なクロックパルスとして扱い、前記有効なクロックパルスだけを分周前クロック信号として出力する反転／非反転器と、
この反転／非反転器からの分周前クロック信号をその信号中のクロックパルスの前記入力クロック信号の一方向の変化点に応ずる変化点に基づいて予め定められた分周数により分周し前記出力クロック信号として出力する固定分周器と
を備えていることを特徴とする可変分周器。
請求項５に記載された可変分周器において、
前記所定のパルス幅は、前記入力クロック信号のパルス幅よりも小さいパルス幅であることを特徴とする可変分周器。
請求項６又は７に記載された可変分周器において、
前記反転／非反転器は、排他的論理和回路であることを特徴とする可変分周器。
請求項６又は７に記載された可変分周器において、
前記入力端子は、前記入力クロック信号として互いに逆位相のクロック信号が与えられる第１の入力端子と第２の入力端子とを備え、
前記反転／非反転器は、前記制御端子に与えられる信号のレベルに応じて、前記第１および第２の入力端子に与えられる前記クロック信号の入出力経路を切り替えることにより、前記入力クロック信号の反転／非反転を行う
ことを特徴とする可変分周器。
請求項５に記載された可変分周器において、
前記フィードバックパスに、前記遅延時間を前記入力クロック信号のパルス幅よりも大きくする遅延手段が設けられていることを特徴とする可変分周器。