JP4817241B2 - 4相出力2(2n+1)分周移相器 - Google Patents
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Description
この分周移相器は、1/3分周器101(第1の分周器101)と、1/2分周器102(第2の分周器102)と、論理積ゲートであるNAND回路109と、ラッチ回路106とを具備している。
第1の分周器101は、DFF回路103、104と、AND回路107、108と、インバータ回路110とを備えている。
第2の分周器102は、DFF回路105を備えている。
ラッチ回路106は、DFF回路により構成されている。
そのクロック入力(C)、データ入力(D)に入力される信号のレベルがそれぞれハイレベル、ローレベルである。この場合、その出力(Q)、反転出力(Q−)から出力される信号のレベルは、それぞれローレベル、ハイレベルである。
そのクロック入力(C)、データ入力(D)に入力される信号がそれぞれハイレベル、ハイレベルである。この場合、その出力(Q)、反転出力(Q−)から出力される信号のレベルは、それぞれハイレベル、ローレベルである。
ラッチ回路106(DFF回路106)では、そのクロック入力(C)に入力される信号のレベルが反転していることが、DFF回路103、104、105と異なる。
前記第1分周器(1)は、2(2n+1)倍の周波数{freq_2(2n+1)}を有する入力信号(IN)を入力し、前記2(2n+1)倍の周波数{freq_2(2n+1)}に対して(2n+1)分周した2倍の周波数{freq_2}を生成し、前記2倍の周波数{freq_2}を有する信号を出力する。
前記第2分周器(2)は、前記信号が有する前記2倍の周波数{freq_2}に対して2分周した周波数{freq_1}を生成し、前記周波数{freq_1}を有し、且つ、その位相を各々90度シフトした4相の出力信号{OUT_0}、{OUT_90}、{OUT_180}、{OUT_270}を出力する。
前記第2分周器(2)は、第1段目及び第(n+1)段目のMSFF回路(4−1、4−(n+1))に接続された4相信号出力用MSFF回路(4−(n+2))を備えている。
前記(n+1)段のMSFF回路(4−1〜4−(n+1)、前記4相信号出力用MSFF回路(4−(n+2))は、マスター側フリップフロップ(以下、MFF)回路(5)と、そのMFF回路(5)に接続されたスレーブ側フリップフロップ(以下、SFF)回路(6)とを備えている。
4相信号出力用MSFF回路(4−(n+2))は、そのMFF回路(5)の出力(Qm)、反転出力(Qm’)、そのSFF回路(6)の出力(Qs)、反転出力(Qs’)により、それぞれ、前記4相の出力信号{OUT_90}、{OUT_270}、{OUT_0}、{OUT_180}を出力する。
4相信号出力用MSFF回路(4−(n+2))は、第(n+1)段目のMSFF回路(4−(n+1))のSFF回路6の出力(Qs’)と、第1段目のMSFF回路(4−1)のMFF回路(5)の出力(Qm’)とを入力することにより、前記信号が有する前記2倍の周波数{freq_2}に対して2分周した前記周波数{freq_1}を生成し、そのMFF回路(5)の出力(Qm)、反転出力(Qm’)、そのSFF回路(6)の出力(Qs)、反転出力(Qs’)により、それぞれ、前記周波数{freq_1}を有する前記4相の出力信号を出力する。
前記4相信号出力用MSFF回路(4−(n+2))のMFF回路(5)の出力(Qm)、反転出力(Qm’)から出力される出力信号{OUT_90}、{OUT_270}は、SFF回路(6)の出力(Qs)、反転出力(Qs’)から出力される出力信号{OUT_0}、{OUT_180}に対して、それぞれ、90度位相が遅れる。
前記4相信号出力用MSFF回路(4−(n+2))のMFF回路(5)、SFF回路(6)のクロック入力(CLK)には、それぞれ、第(n+1)段目のMSFF回路(4−(n+1))のSFF回路(6)の反転出力(Qs’)が入力され、前記第1段目のMSFF回路(4−1)のMFF回路(5)の反転出力(Qm’)が入力される。
前記4相信号出力用MSFF回路(4−(n+2))のMFF回路(5)のデータ入力(D)、データ反転入力(D−)には、それぞれ、そのSFF回路(6)の反転出力(Qs’)、出力(Qs)が入力される。
第1段目のMSFF回路(4−1)のMFF回路(5)のデータ入力(D)、データ反転入力(D−)には、それぞれ、前記論理和ゲート(3)の出力、その出力の反転出力が入力される。
このように、本発明の4相出力2(2n+1)分周移相器によれば、従来のそれよりも簡単な構成により、2(2n+1)倍の周波数{freq_2(2n+1)}を有する入力信号INに対して、周波数{freq_1}を有する上記の4相の出力信号を出力することができる。また、簡単な構成であるため、低消費電流化が可能であり、チップレイアウト面積を小さくすることによりIC化に好適である。
第1分周器1は、2(2n+1)倍の周波数{freq_2(2n+1)}を有する入力信号INを入力し、上記の2(2n+1)倍の周波数{freq_2(2n+1)}に対して(2n+1)分周した2倍の周波数{freq_2}を生成し、2倍の周波数{freq_2}を有する信号を出力する。
第2分周器2は、上記信号が有する2倍の周波数{freq_2}に対して2分周した周波数{freq_1}を生成し、周波数{freq_1}を有し、且つ、その位相を各々90度シフトした4相の出力信号{OUT_0}、{OUT_90}、{OUT_180}、{OUT_270}を出力する。
第2分周器2は、1段の4相信号出力用のMSFF回路として、第1段目及び第(n+1)段目のMSFF回路4−1、4−(n+1)に接続されたMSFF回路4−(n+2)を備えている。
MFF回路5、SFF回路6は、クロック入力(CLK)、データ入力(D)、データ反転入力(D−)、出力(Qm)、反転出力(Qm’)を有している。
MSFF回路4−1〜4−(n+1)の各々は、直列に接続されている。即ち、第j段目のMSFF回路4−j(jは1≦j≦nを満たす整数)のSFF回路6の出力(Qs)、反転出力(Qs’)は、それぞれ、第(j+1)段目のMSFF回路4−(j+1)のMFF回路5のデータ入力(D)、データ反転入力(D−)に入力される。
(n+1)段のMSFF回路4−1〜4−(n+1)の各々のSFF回路6の出力(Qs)である信号a、bは、NOR回路3の入力に入力される。NOR回路3は、(n+1)段のMSFF回路4−1〜4−(n+1)の各々のSFF回路6の出力(Qs)の論理和を生成し、その論理和を表す信号cを出力する。NOR回路3の出力である信号cは、第1段目のMSFF回路4−1のMFF回路5のデータ入力(D)に入力される。第1段目のMFF回路5のデータ反転入力(D−)には、NOR回路3の出力が反転されて入力される。
MSFF回路4−(n+2)のSFF回路6は、その出力(Qs)を出力信号OUT_0として出力する。MSFF回路4−(n+2)のSFF回路6の出力(Qs)は、MSFF回路4−(n+2)のMFF回路5のデータ反転入力(D−)に入力される。
MSFF回路4−(n+2)のSFF回路6は、その反転出力(Qs’)を出力信号OUT_180として出力する。MSFF回路4−(n+2)のSFF回路6の反転出力(Qs’)は、MSFF回路4−(n+2)のMFF回路5のデータ入力(D)に入力される。
MSFF回路4−(n+2)のMFF回路5は、その出力(Qm)を出力信号OUT_90として出力する。
MSFF回路4−(n+2)のMFF回路5は、その反転出力(Qm’)を出力信号OUT_270として出力する。
MSFF回路4−1〜4−(n+1)の各々のMFF回路5の出力(Qm)、反転出力(Qm’)から出力される信号は、そのSFF回路6の出力(Qs)、反転出力(Qs’)から出力される信号に対して、1/4周期分だけ位相が遅れる。即ち、入力信号INの周波数が{freq_2(2n+1)}により表されるとき、入力信号INの周期は、1/{freq_2(2n+1)}により表されるため、入力信号INにおける周期1/{freq_2(2n+1)}の半周期分だけ位相が遅れる。
このため、第1段目のMSFF回路4−1のMFF回路5の出力(Qm)、反転出力(Qm’)から出力される信号は、それぞれ、MSFF回路4−(n+1)のSFF回路6の出力(Qs)、反転出力(Qs’)から出力される信号に対して、1/4周期分だけ位相が遅れる。即ち、上記の周期1/{freq_2(2n+1)}の{(2n+1)/2}周期分だけ位相が遅れる。
MSFF回路4−(n+2)のMFF回路5の出力(Qm)、反転出力(Qm’)から出力される出力信号{OUT_90}、{OUT_270}は、そのSFF回路6の出力(Qs)、反転出力(Qs’)から出力される出力信号{OUT_0}、{OUT_180}に対して、それぞれ、1/4周期分だけ位相が遅れる。即ち、90度位相が遅れる。
図6は、本発明の4相出力2(2n+1)分周移相器として、n=1の場合、すなわち4相出力6分周移相器の構成を示している。
第1分周器1は、入力信号INが有する6倍の周波数{freq_6}に対して3分周した2倍の周波数{freq_2}を生成し、2倍の周波数{freq_2}を有する信号を出力する。
第2分周器2は、上記信号が有する2倍の周波数{freq_2}に対して2分周した周波数{freq_1}を生成し、周波数{freq_1}を有し、且つ、その位相を各々90度シフトした4相の出力信号{OUT_0}、{OUT_90}、{OUT_180}、{OUT_270}を出力する。
第2分周器2は、4相信号出力器として、1段のMSFF回路4−3を備えている。
MSFF回路4−1〜4−2の各々のMFF回路5の出力(Qm)、反転出力(Qm’)から出力される信号は、そのSFF回路6の出力(Qs)、反転出力(Qs’)から出力される信号に対して、1/4周期分だけ位相が遅れる。即ち、入力信号INの周波数が{freq_6}により表されるとき、入力信号INの周期は、1/{freq_6}により表されるため、入力信号INにおける周期1/{freq_6}の半周期分だけ位相が遅れる。
このため、第1段目のMSFF回路4−1のMFF回路5の出力(Qm)、反転出力(Qm’)から出力される信号d、d−は、それぞれ、MSFF回路4−2のSFF回路6の出力(Qs)、反転出力(Qs’)から出力される信号b、b−に対して、1/4周期分だけ位相が遅れる。即ち、上記の周期1/{freq_6}の1.5周期分だけ位相が遅れる。
MSFF回路4−3のMFF回路5の出力(Qm)、反転出力(Qm’)から出力される出力信号{OUT_90}、{OUT_270}は、そのSFF回路6の出力(Qs)、反転出力(Qs’)から出力される出力信号{OUT_0}、{OUT_180}に対して、それぞれ、1/4周期分だけ位相が遅れる。即ち、90度位相が遅れる。
2 第2分周器
3 NOR回路(論理和ゲート)
4−1〜4−(n+1) マスタースレーブ(master−slave)型−D型フリップフロップ(MSFF)回路
4−(n+2) MSFF回路(4相信号出力用MSFF回路)
5 マスター側のD型フリップフロップ(MFF)回路
6 スレーブ側のD型フリップフロップ(SFF)回路
CLK クロック入力
D データ入力
D− データ反転入力
Qm、Qs 出力
Qm’、Qs’ 反転出力
IN 入力信号
freq_2(2n+1)、freq_2、freq_1 周波数
101 1/3分周器(第1の分周器)
102 1/2分周器(第2の分周器)
103、104 DFF回路
105 DFF回路
106 ラッチ回路
107、108 AND回路
109 NAND回路(論理積ゲート)
110インバータ回路
C クロック入力
D データ入力
Q 出力
Q− 反転出力
Claims (5)
- 2(2n+1)(nは1以上の整数)倍の第1周波数を有する入力信号を入力し、前記第1周波数に対して(2n+1)分周した第2周波数を有する位相の異なる複数の信号を生成し、前記複数の信号のうちで、位相が前記入力信号の(2n+1)/2周期分シフトした第1信号と第2信号とを出力する第1分周器と、
前記第1信号及び前記第2信号を入力し、前記第1信号の前記2周波数に対して2分周した第3周波数の第3信号と、前記第2信号の前記2周波数に対して2分周し、且つ、前記第3信号に対して90度位相がシフトした第4信号とを生成し、前記第3周波数を有し位相がそれぞれ90度シフトした前記第3信号及び前記第4信号を含む4相の出力信号を出力する第2分周器と
を具備する
4相出力2(2n+1)分周移相器。 - 請求項1に記載の4相出力2(2n+1)分周移相器において、
前記第1分周器は、
直列接続された(n+1)段のマスタースレーブ型フリップフロップ(以下、MSFF)回路と、
第n段目のMSFF回路のスレーブ側フリップフロップ(以下、SFF)回路の出力信号と、第(n+1)段目のMSFF回路のSFF回路の出力信号とを入力し、論理和信号を第1段目のMSFF回路のマスター側フリップフロップ(以下、MFF)回路のデータ入力に出力する論理和ゲートと
を備え、
前記第2分周器は、
前記第(n+1)段目のMSFF回路のSFF回路に接続された4相信号出力用MFF回路と、
前記4相信号出力用MFF回路、及び、前記第1段目のMSFF回路のMFF回路に接続された4相信号出力用SFF回路と
を備え、
前記(n+1)段のMSFF回路のMFF回路の各々は、
前記入力信号がクロック信号として入力され、出力信号及び反転信号として前記第2周波数の信号を生成し、
前記(n+1)段のMSFF回路のSFF回路の各々は、
前記入力信号の反転信号がクロック信号として入力され、出力信号及び反転信号として前記第2周波数の信号を生成し、
前記4相信号出力用MFF回路は、前記第2信号である前記第(n+1)段目のMSFF回路のSFF回路の反転信号をクロック信号として入力して、前記第3周波数を有する前記第4信号とその反転信号を出力し、
前記4相信号出力用SFF回路は、前記第1信号である前記第1段目のMSFF回路のMFF回路の反転信号をクロック信号として入力して、前記第3周波数を有する前記第3信号とその反転信号を出力する
4相出力2(2n+1)分周移相器。 - 一のクロック信号に基づいて動作する直列に接続された(n+1)(nは1以上の整数)段のマスタースレーブ型フリップフロップ(以下、MSFF)回路と、
前記(n+1)段のMSFF回路の、第n段目のMSFF回路の出力信号と第(n+1)段目のMSFF回路の出力信号との論理和信号を生成し、第1段目のMSFF回路のデータ入力に入力させるNOR回路と、
前記第1段目のMSFF回路のマスター出力信号と前記第(n+1)段目のMSFF回路のスレーブ出力信号とに基づいて、前記クロック信号の周波数の1/2(2n+1)の周波数を有し90度ずつ位相をシフトした4相クロック信号を生成する4相信号出力用MSFF回路と
を備える
4相出力2(2n+1)分周移相器。 - 請求項3に記載の4相出力2(2n+1)分周移相器において、
前記(n+1)段のMSFF回路の段数によって分周数を変更可能である
4相出力2(2n+1)分周移相器。 - 請求項3に記載の4相出力2(2n+1)分周移相器において、
前記(n+1)段のMSFF回路のnが2以上である
4相出力2(2n+1)分周移相器。
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