JP4817241B2 - 4相出力2(2n+1)分周移相器 - Google Patents

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Description

本発明は、通信機器の受信機に適用され、各々90度位相がシフトした4相の出力信号を出力する4相出力2(2n+1)分周移相器に関する。
ISM帯あるいは特定小電力無線などを用いた通信機器が知られている。近年では、通信機器の小型化、低消費電力化が求められ、これに設けられる多くの機能がIC化されている。その機能の1つとして、受信機が通信機器に設けられている。上記のIC化に伴い、受信機に内蔵されるLNA、Mixer、IF Filter、発振器、PLL周波数シンセサイザ、復調器などの回路のIC化が進められている。特に、リモートキーレスエントリ(RKE)/タイヤ空気圧センサ(TPMS)を主な用途とした受信機においては、国内外の多様な仕様に合うように、315MHz帯、434MHz帯、868MHz帯の動作が同一ICにて受信可能であることが望まれている。さらに、IF Filterの内蔵化に伴い、IF周波数は従来の10.7MHzから数100kHzへ移行し、イメージ信号を除去可能なIRMが必要となる。
このような受信機を実現するためには、4相信号出力可能な6分周移相器(315MHz帯対応)、4分周移相器(434MHz帯対応)、2分周移相器(868MHz帯対応)が必要となる。この4相信号出力可能な2分周移相器(nは1以上の整数)は、発振器によって発生する約1.8GHzの周波数を有する信号の位相を各々90度シフトさせるものである。このような2分周移相器は、一般的に、デューティ50%出力の2n−1分周器と、4相信号出力器とを具備することによって実現される。上記の2n−1分周器は、(n−1)段のゲート型−D型フリップフロップ(以下、DFF)回路を備え、上記の4相信号出力器は、1段のDFF回路を備えている。
しかしながら、4相信号出力を行なう6分周移相器の場合、例えば3分周器と4相信号出力器とを単純に組合せただけでは、3分周器の出力のデューティが50%ではないため、90度位相がシフトした信号を出力できない。従って、4相信号出力を行なう6分周移相器を実現するには、その構成が複雑になる。
従来の分周移相器として、特許第2816675号公報(特許文献1)には、2つの色差信号を平衡変調する互いに異なる位相角をもつ色副搬送波信号を出力する「色副搬送波信号発生装置」が記載されている。
図1は、特許文献1に記載された分周移相器の構成を示している。
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。
外部入力信号として6倍の色副搬送波周波数を有する色副搬送波信号6fscが、インバータ回路110とNAND回路109に入力される。インバータ回路110の出力は、DFF回路103のクロック入力(C)と、DFF回路104のクロック入力(C)に入力される。DFF回路103の出力(Q)は、AND回路108とNAND回路109に入力される。DFF回路103の反転出力(Q)は、AND回路107に入力される。DFF回路104の反転出力(Q)は、DFF回路105のクロック入力(C)とAND回路108とAND回路107に入力される。AND回路107の出力は、DFF回路103のデータ入力(D)に入力される。AND回路108の出力は、DFF回路104のデータ入力(D)に入力される。DFF回路105の反転出力(Q)は、そのデータ入力(D)に入力される。DFF回路105は、その出力(Q)を第1の色副搬送波信号fscとして出力する。DFF回路105の出力(Q)は、ラッチ回路106のデータ入力(D)に入力される。ラッチ回路106のクロック入力(C)には、NAND回路109の出力が反転されて入力される。ラッチ回路106は、その出力(M)を第2の色副搬送波信号fsc⊥として出力する。
DFF回路103、104、105は、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ローレベル、ローレベル又はハイレベルである。この場合、その出力(Q)、反転出力(Q)として、それぞれ前回の出力(Q)、反転出力(Q)を保持する。
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。
図2は、特許文献1に記載された分周移相器の動作を示すタイミングチャートである。第1の分周器101では、DFF回路103の反転出力(Q)を表す信号aに対して、DFF回路104の反転出力(Q)を表す信号bの移相を120度遅らせて1/3に分周し、第2の分周器102に出力する。第2の分周器102(DFF回路105)では、信号bに対して、その出力を表す信号の移相を180度遅らせて1/2に分周し、第1の色副搬送波信号fscとして出力する。ラッチ回路106(DFF回路106)では、色副搬送波信号fscに対して、その出力を表す信号の移相を90度遅らせて、第2の色副搬送波信号fsc⊥として出力する。
しかし、特許文献1に記載された分周移相器は、DFF回路が3段、ラッチ回路が1段、インバータ回路が1段、AND回路が3段(そのうちの1段はNAND回路)から構成されているため、上述のように、回路の数が多く複雑になる。このため、低消費電流化及びチップレイアウト縮小には不適当である。
特許第2816675号公報
本発明の課題は、回路の数が少なく、構成が単純であり低消費電流化及びチップレイアウト面積縮小によりIC化に好適な4相出力2(2n+1)移相器を提供することにある。
以下に、[発明を実施するための最良の形態]で使用する番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、[特許請求の範囲]の記載と[発明を実施するための最良の形態]の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
本発明の4相出力2(2n+1)分周移相器は、第1分周器(1)と、第2分周器(2)とを具備している。ここで、nは1以上の整数である。
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。
本発明の4相出力2(2n+1)分周移相器において、前記第1分周器(1)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(4−1〜4−(n+1))を備えている。
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。
本発明の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(4−1〜4−(n+1)の各々は、前記入力信号(IN)が有する前記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、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’)から、前記2倍の周波数{freq_2}を有する信号を出力する。
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。
本発明の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(4−1〜4−(n+1))のMFF回路(5)、SFF回路(6)のクロック入力(CLK)には、それぞれ、前記入力信号(IN)、前記入力信号(IN)の反転信号が入力される。
前記4相信号出力用MSFF回路(4−(n+2))のMFF回路(5)、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。
本発明の4相出力2(2n+1)分周移相器において、前記第1分周器(1)は、前記(n+1)段のMSFF回路(4−1〜4−(n+1))のSFF回路(6)の出力(Qs)の論理和を表す信号を生成する論理和ゲート(3)を更に備えている。
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。
本発明の4相出力2(2n+1)分周移相器によれば、第1分周器(1)と第2分周器(2)とにより、論理和ゲート(3)と、(n+2)段のMSFF回路(4−1〜4−(n+2))とを具備している。ここで、n=1とした場合、本発明の4相出力6分周移相器によれば、第1分周器(1)と第2分周器(2)とにより、論理和ゲート(3)と、3段のMSFF回路(4−1〜4−3)とを具備している。これに対して、従来の分周移相器では、第1の分周器101と第2の分周器102とNAND回路109とラッチ回路106とにより、DFF回路が3段、ラッチ回路が1段、インバータ回路が1段、AND回路が3段(そのうちの1段はNAND回路)から構成されている。このため、従来の分周移相器では、回路の数が多く複雑になる。
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。
以上により、本発明では、回路の数が少なく、構成が単純であり低消費電流化及びチップレイアウト面積縮小によりIC化に好適な4相出力2(2n+1)移相器を提供することができる。
以下に添付図面を参照して、本発明の4相出力2(2n+1)分周移相器について詳細に説明する。
図3は、本発明の4相出力2(2n+1)分周移相器の構成を示している。ここで、nは1以上の整数である。
本発明の4相出力2(2n+1)分周移相器は、第1分周器1と、第2分周器2とを具備している。
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1分周器1は、論理和ゲートであるNOR回路3と、直列接続された(n+1)段のマスタースレーブ(master−slave)型−D型フリップフロップ(以下、MSFFと称する)回路4−1〜4−(n+1)とを備えている。
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。
図4は、(n+2)段のMSFF回路4−1〜4−(n+2)の各々の構成を示している。
(n+2)段のMSFF回路4−1〜4−(n+2)の各々は、マスター側のD型フリップフロップ(以下、MFFと称する)回路5と、スレーブ側のD型フリップフロップ(以下、SFFと称する)回路6とを備えている。
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。
第1分周器1において、外部入力信号として、2(2n+1)倍の周波数{freq_2(2n+1)}を有する入力信号INが、(n+1)段のMSFF回路4−1〜4−(n+1)の各々のMFF回路5のクロック入力(CLK)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のクロック入力(CLK)には、上記の入力信号INが反転されて入力される。
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。
第2分周器2において、第(n+1)段目のMSFF回路4−(n+1)のSFF回路6の反転出力(Qs’)である信号bは、MSFF回路4−(n+2)のMFF回路5のクロック入力(CLK)に入力される。第1段目のMSFF回路4−1のMFF回路5の反転出力(Qm’)である信号dは、MSFF回路4−(n+2)のSFF回路6のクロック入力(CLK)に入力される。
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。
図5は、(n+2)段のMSFF回路4−1〜4−(n+2)の各々の動作を示すタイミングチャートである。
MSFF回路4−1〜4−(n+2)の各々は、そのMFF回路5のクロック入力(CLK)、データ入力(D)、データ反転入力(D)に入力される信号のレベルがそれぞれハイレベル、ハイレベル、ローレベルであり、そのSFF回路6のクロック入力(CLK)に入力される信号のレベルがローレベルである。この場合、そのMFF回路5の出力(Qm)、反転出力(Qm’)から出力される信号のレベルは、それぞれハイレベル、ローレベルであり、そのSFF回路6の出力(Qs)、反転出力(Qs’)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。
次に、上記に対して、そのMFF回路5のクロック入力(CLK)、データ入力(D)、データ反転入力(D)に入力される信号のレベルがそれぞれハイレベル、ハイレベル、ローレベルからローレベル、ローレベル、ハイレベルに変化する。この場合、そのSFF回路6のクロック入力(CLK)に入力される信号のレベルがローレベルからハイレベルに変化するので、そのMFF回路5の出力(Qm)、反転出力(Qm’)として、それぞれ前回の出力(Qm)、反転出力(Qm’)を保持し、そのSFF回路6の出力(Qs)、反転出力(Qs’)から出力される信号のレベルは、それぞれローレベル、ハイレベルからハイレベル、ローレベルに変化する。
次に、上記に対して、そのMFF回路5のクロック入力(CLK)に入力される信号のレベルがローレベルからハイレベルに変化する。この場合、そのMFF回路5の出力(Qm)、反転出力(Qm’)から出力される信号のレベルは、それぞれハイレベル、ローレベルからローレベル、ハイレベルに変化し、そのSFF回路6の出力(Qs)、反転出力(Qs’)として、それぞれ前回の出力(Qs)、反転出力(Qs’)を保持する。
次に、上記に対して、そのMFF回路5のクロック入力(CLK)、データ入力(D)、データ反転入力(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、ハイレベルからローレベル、ハイレベル、ローレベルに変化する。この場合、そのSFF回路6のクロック入力(CLK)に入力される信号のレベルがローレベルからハイレベルに変化するので、そのMFF回路5の出力(Qm)、反転出力(Qm’)として、それぞれ前回の出力(Qm)、反転出力(Qm’)を保持し、そのSFF回路6の出力(Qs)、反転出力(Qs’)から出力される信号のレベルは、それぞれハイレベル、ローレベルからローレベル、ハイレベルに変化する。
次に、上記に対して、そのMFF回路5のクロック入力(CLK)に入力される信号のレベルがローレベルからハイレベルに変化する。この場合、そのMFF回路5の出力(Qm)、反転出力(Qm’)から出力される信号のレベルは、それぞれローレベル、ハイレベルからハイレベル、ローレベルに変化し、そのSFF回路6の出力(Qs)、反転出力(Qs’)として、それぞれ前回の出力(Qs)、反転出力(Qs’)を保持する。
次に、本発明の4相出力2(2n+1)分周移相器の動作について説明する。
まず、第1分周器1の動作について説明する。
MSFF回路4−1〜4−(n+1)の各々は、入力信号INが有する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、そのMFF回路5の出力(Qm)、反転出力(Qm’)、SFF回路6の出力(Qs)、反転出力(Qs’)から、その2倍の周波数{freq_2}を有する信号を出力する。
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。
次に、第2分周器2の動作について説明する。
MSFF回路4−(n+2)では、そのMFF回路5のクロック入力(CLK)に第(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、そのSFF回路6のクロック入力(CLK)に第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。これにより、MSFF回路4−(n+2)は、上記の信号が有する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、そのMFF回路5の出力(Qm)、反転出力(Qm’)、SFF回路6の出力(Qs)、反転出力(Qs’)から、その周波数{freq_1}を有する出力信号を出力する。
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。
このように、本発明の4相出力2(2n+1)分周移相器は、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2(2n+1)分周した周波数{freq_1}を生成し、上記の周波数{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。
(実施形態)
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。
本発明の4相出力6分周移相器は、第1分周器1と、第2分周器2とを具備している。
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1分周器1は、NOR回路3と、2段のマスタースレーブ(master−slave)型−D型フリップフロップ(MSFF)回路4−1〜4−2とを備えている。
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。
図7は、本発明の4相出力2(2n+1)分周移相器として、n=1における4相出力6分周移相器の動作を示すタイミングチャートである。
まず、第1分周器1の動作について説明する。
MSFF回路4−1〜4−2の各々は、入力信号INが有する6倍の周波数{freq_6}に対して6分周した2倍の周波数{freq_2}を生成し、そのMFF回路5の出力(Qm)、反転出力(Qm’)、SFF回路6の出力(Qs)、反転出力(Qs’)から、その2倍の周波数{freq_2}を有する信号を出力する。
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。
次に、第2分周器2の動作について説明する。
MSFF回路4−3では、そのMFF回路5のクロック入力(CLK)に第2段目のMSFF回路4−2のSFF回路6の反転出力(Qs’)である信号bが入力され、そのSFF回路6のクロック入力(CLK)に第1段目のMSFF回路4−1のMFF回路5の反転出力(Qm’)である信号dが入力される。これにより、MSFF回路4−3は、上記の信号b、dが有する2倍の周波数に対して2分周した周波数{freq_1}を生成し、そのMFF回路5の出力(Qm)、反転出力(Qm’)、SFF回路6の出力(Qs)、反転出力(Qs’)から、その周波数{freq_1}を有する出力信号を出力する。
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。
このように、本発明の4相出力6分周移相器は、入力信号INが有する6倍の周波数{freq_6}に対して6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。
上述のように、本発明の4相出力2(2n+1)分周移相器によれば、第1分周器1と第2分周器2との2つの構成により、2(2n+1)倍の周波数{freq_2(2n+1)}を有する入力信号INを入力し、上記の2(2n+1)倍の周波数{freq_2(2n+1)}に対して2(2n+1)分周した周波数{freq_1}を生成し、上記の周波数{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}を出力することができる。
本発明の4相出力2(2n+1)分周移相器によれば、第1分周器1と第2分周器2とにより、NOR回路3と、(n+2)段のMSFF回路4−1〜4−(n+2)とを具備している。ここで、n=1とした場合、本発明の4相出力6分周移相器によれば、第1分周器1と第2分周器2とにより、NOR回路3と、3段のMSFF回路4−1〜4−3とを具備している。これに対して、従来の分周移相器では、第1の分周器101と第2の分周器102とNAND回路109とラッチ回路106とにより、DFF回路が3段、ラッチ回路が1段、インバータ回路が1段、AND回路が3段(そのうちの1段はNAND回路)から構成されている。このため、従来の分周移相器では、回路の数が多く複雑になる。
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、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。
図1は、特許文献1に記載された分周移相器の構成を示している。 図2は、特許文献1に記載された分周移相器の動作を示すタイミングチャートである。 図3は、本発明の4相出力2(2n+1)分周移相器の構成を示している。 図4は、(n+2)段のMSFF回路4−1〜4−(n+2)の各々の構成を示している。 図5は、(n+2)段のMSFF回路4−1〜4−(n+2)の各々の動作を示すタイミングチャートである。 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。 図7は、本発明の4相出力2(2n+1)分周移相器として、n=1における4相出力6分周移相器の動作を示すタイミングチャートである。
符号の説明
1 第1分周器
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
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
反転出力

Claims (5)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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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