JPH01200817A - 周期パルス発生回路 - Google Patents

周期パルス発生回路

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JPH01200817A
JPH01200817A JP63025185A JP2518588A JPH01200817A JP H01200817 A JPH01200817 A JP H01200817A JP 63025185 A JP63025185 A JP 63025185A JP 2518588 A JP2518588 A JP 2518588A JP H01200817 A JPH01200817 A JP H01200817A
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和彦 府川
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、平均周期の精度が極めて正確な周期パルスを
発生できろようにした周期パルス発生回路に関するもの
である。
「従来の技術」 電子機器が発展するのに伴い、多くの電子部品がディジ
タル回路で構成されるようになりつつある。各種のディ
ジタル回路において、周期が正確なパルスを作る周期パ
ルス発生回路は極めて重要である。
従来の周期パルス発生回路としては第5図のようなもの
が使われている。
図において、基準発振器lは周波数l/τの安定な矩形
波を発生している。その矩形波を分周器2の入力端子C
に入力している。分周器2の出力の周波数はl/τの1
/N(たたしNは整数)に変換され、その出力は出力端
子3へ送出される。
これにより、周期が正確にNτの矩形パルスが出力端子
3から出力される。なお、出力波形に特別な要求がある
場合は、上述した出力パルスをトリガとして特別な波形
のパルスを発生する回路を付加すればよい。
[発明が解決しようとする課題J さて、このような回路では、分周数Nが整数であるから
、出力の周期はこの整数倍となり、例えば半整数倍(N
+1/2)のような、有理数倍のものを作ることができ
なかった。上述した回路で、そのようなものを得るには
、基準発振器lの周波数を2倍に上げればよいが、回路
の動作速度が2倍となるため、消費電力が増加したり、
回路規模が大きくなったりする欠点があった。
本発明は、このような背景の下になされたもので、基準
発振器の周波数を上げろことなく、出力パルスの平均周
期を任意かつ正確に設定することのできる周期パルス発
生回路を提供することを目的とする。
「課題を解決するための手段」 上記課題を解決するために、この発明は、基準信号を発
生する基準発振器と、 該基準信号を時刻に数量化する時計回路と駆動パルスご
とにタイミング制御値を発生するタイミング発生回路と
、 前記時計回路の出力時刻と前記タイミング制御値とが一
定の誤差範囲内であるときに前記駆動パルスを発生する
比較回路と、 前記駆動パルスを出力信号とする出力端子とから構成さ
れていることを特徴とする。
また、基準信号を発生する基準発振器と、該基準信号を
時刻に数量化ずろ時計回路と、タイミング制御値をラッ
チするためのラッチ回路と、 該タイミング制御値に出力信号の周期に相当する一定値
を加算して得た更新されたタイミング制御値を、駆動パ
ルスにより起動されて再び前記ラッチ回路に記憶させる
加算回路と、 前記時計回路の出力時刻と該タイミング制御値とが一定
の誤差範囲内にあるとき、前記駆動パルスを発生する比
較回路と、 前記駆動パルスを出力信号とする出力端子とから構成さ
れていることを特徴とする特また、前記比較回路と出力
端子との間に接続され該比較回路の出力を入力とする多
段遅延回路と、前記時計回路の出力と前記タイミング制
御値との比較誤差に対応して、前記多段遅延回路の多段
出力のうちから1つを選択し、選択された信号を前記出
力端子へ送出する遅延選択回路とを備えた構成としても
よい。
さらに、基準信号を発生する基準発振器と、分周数をラ
ッチするラッチ回路と、 該ラッチ回路の出力の分周数が設定され、前記基準信号
の分周数ごとのタイミングで駆動パルスを発生する可変
分周器と、 出力信号の周期と前記可変分周器出力の周期の差として
得られた周期誤差に相当する一定値を累積したタイミン
グ誤差累積値を記憶するためのタイミング誤差累積回路
と、 前記タイミング誤差累積値に前記周期誤差に相当する一
定値を加算し、駆動パルスごとに前記タイミング誤差累
積回路に記憶させる加算回路と、該タイミング誤差累積
値の大きさがある一定の閾値を越えたときに前記ラッチ
回路の分周数を変更するとともに、変更後の分周数と変
更前の分周数との差に応じて該タイミング誤差累積値を
修正し、修正された該タイミング誤差累積値が閾値の範
囲内にあるときには該ラッチ回路の内容を変更前の分周
数にもどす修正回路と、 前記駆動パルスを出力信号とする出力端子とから構成し
てもよい。
「作用」 上記手段によれば、タイミング制御部からのタイミング
制御値を適宜に設定することにより、平均周期が基準発
振器の有理倍になるように、出力パルスの周期を正確に
設定できる。
また、タイミング制御部を第2図に示すように構成すれ
ば、高速な周期パルス発生回路を構成することができる
また、第3図のように多段遅延回路を備えることにより
、出力パルスのジッタを小さくすることができる。
さらに、タイミング制御値を直接制御するのではなく、
第4図のように可変分周器の分周数を制御するようにし
ても、同様の効果をあげることができる。
従来の技術とは、出力すべきタイミングを制御する回路
が付加されていることが異なる。
「実施例」 以下、図面を参照して、この発明の詳細な説明する。
実施例1 第1図は、本発明の実施例Iの構成を示すブロック図で
ある。
図において、基準発振器4は周波数l/τで発振してお
り、その出力を時計回路5に供給している。この時計回
路5は、基準発振器4からの人力が立ち上がる毎に1ず
つカウントアツプし、整数値nを出力する。
図中の破線で囲んだ部分は、タイミング制御部10であ
り、タイミング発生回路6と比較回路7とから構成され
ている。以下では、出力パルスの平均周期をTに設定す
ることを考える。
まず、タイミング発生回路6は、入力端子Cに上記出力
パルスが駆動パルスとして加わると、整数値kをそれま
でのkの値に1加えた値に変更し、t h= kT /
τの値をディジタル化した信号(タイミング制御値)を
出力する。このタイミング制御値1+、と上述した時刻
nとが比較回路7で比較される。両者の値が一定の誤差
範囲内で一致したときに、比較回路7の出力端からタイ
ミングパルスが出力される。
このタイミングパルスは、出力端子8から出力として取
り出されるが、同時にタイミング発生回路6の入力端子
Cにも入力され、駆動パルスとして使用される。
上述した回路において、比較回路7が数値を比較する時
の誤差範囲としては、例えば±0.5を使用する。その
ためには、比較回路7へ入力されたタイミング制御値t
hを四捨五入して、整数値νを取り出し、出力時刻nと
比較する。すなわち、ν== roand(k T /
 r )=kT/τ+δ1 ・・・・・・   (l゛
)ただし、round(x)は値Xを四捨五入する関数
、δ、は−0,5〈δ、≦0.5の小数値である。ここ
で、k個の出力パルスの平均周期Taは、出力パルスが
時間ντの間にに個出力されることから、ντ/にとな
るので上式より、 Ta=T+δ、τ/k ・・・・・・   (2)とな
る。したがってに−■のとき、周期Taは所望の周期T
に一致する。
実施例2 上述した実施例1におけるタイミング発生回路6を第2
図に示すような回路で実現すると、より高速に動作させ
ろことができる。
第2図において、基準発振器4、時計回路5、比較回路
7、出力端子8は、実施例1の構成要素と同様である。
この回路において、タイミング制御値ラッチ回路17か
らタイミング制御値tkが出力される。
タイミング制御値tkは次のようにして演算処理される
まず、初期値入力端子13から初期値し。が入力され、
初期値ラッチ回路14でラッチされる。
ラッチされた初期値t。は、切替入力端子15から入力
される切替制御信号により、切替回路16で選択される
。このようにして、タイミング制御値ラッチ回路17に
初期値t0がラッチされる。
初期値t。がラッチされたあとは、切替入力端子I5か
らの切替制御信号を変えて、切替回路16が加算回路2
0の出力を選択するようにする。
出力平均周期Tを基準発振器4の出力の周期でで正規化
した値T/τが周期入力端子18から入力され、周期ラ
ッチ回路19にラッチされる。この周期ラッチ回路19
の出力値T/τとタイミング制御値ラッチ回路17の出
力tkとが加算回路20で加算され、加算値tk+’r
/τとして切替回路16に入力されている。
さて、初期値t。の値と時計回路5の値nとがある誤差
範囲内で一致すると、比較回路7から駆動パルスが出力
される。この駆動パルスが出力されると、タイミング制
御値ラッチ回路17は、すでに演算処理されている加算
値tk+T/τを新たなタイミング制御値j me+と
してラッチする。
以上のようにすると、タイミング制御値しkをハードウ
ェアにより次々に演算することができるので、高速の周
期タイミング発生回路に利用することができる。また初
期値t。の値を設定できるので、出力タイミングの位相
を制御することができる。
実施例3 上述した実施例1と実施例2においては、出力端子8の
立ち上がりが、周期τごとのタイミング時刻に対して±
τ/2のジッタを持っている。このジッタを小さくする
方法としては、周期τを小さくすることが考えられる。
しかしながら、このようにすると基準発振器4の周波数
l/τが高くなり、ハードウェアとしてより性能の高い
ものが必要になる。そこで基準発振器4の周波数を上げ
ずに、ジッタがより少ない周期パルスを発生する装置を
第3図(a)に示す。
この図では、基準発振器4、時計回路5、出力端子8は
実施例1.2と同様である。
比較回路24の入力端子の接続は、実施例1および実施
例2と同様であるが、比較回路24の出力端子の接続に
ついては若干具なっている。
まず、出力端子Pからは、実施例1.2と同様に、一致
パルスを発生している。このパルスは多段遅延回路25
へ入力されている。一方、出力端子Rからは、比較回路
24の残差値δが出力される。ただし、残差値δは、−
0,5<δ≦0.5の範囲にある。この残差値δは遅延
選択回路26へ人力されている。
遅延選択回路26は、残差値δに対応する遅延パルス出
力を多段遅延回路25の出力から選択し、出力端子8へ
出力する。
ここで、多段遅延回路25の遅延段数(出力端子数)を
D段とし、各段ごとにτ/Dだけ、全体で時間τ遅延し
ているとする。
また値εhを−D/2くε、≦D/2とすると、(1)
式の値δ、と上記ε、との間には、次式が成立する。
δ、=εに/D+χ ・・・・・   (3)ただし、
0≦χく!/Dである。この式(3)を式(1)に代入
し、両辺を0倍して変形することにより、 シD−ε、−kT/(τ/D)+χD・・・・・・(4
)となる。ここで、時間(シτ−ε、τ/D)の間にk
flJの出力パルスか出力されることから、出力パルス
の平均周期Tbは Tb=  (νDek)τ/D となる。この式に(4)式を代入すると、Tb =T+
χτ/k・・・・・(5)となる。上式(5)の誤差分
は、前式(2)の誤差分より小さいので、ジッダが抑え
られいることが分かる。
なお、第3図(b)には段数りを2とした場合の多段遅
延回路25の例を示している。この遅延回路25では、
時計回路5へ入力する基準信号のデユーティファクタが
50%であるとして、それを反転した信号を、Dフリッ
プフロップ27のC端子へ入力している。このようにす
るとτ/2の遅延回路が容易に得られる。
実施例4 上述までの実施例では、タイミング制御値t1をタイミ
ング制御部で発生していた。しかしながら、タイミング
制御値jkで直接制御するのではなく、Nh=jhjk
−+をタイミング制御部で発生し、これまでの実施例と
等価な出力を得ることができる。このような考えに基づ
いた実施例(実施例4)を第4図に示す。
基準発振器4からは周波数1/τの基準信号が出力され
ている。この基準信号は可変分周器29へ入力される。
可変分周器29は、3つの分周数N−1,N、 N+1
をもち、この3つの分周数の中から選択設定された分周
数ごとにタイミングパルスを出力し、出力端子8へ送出
する。
一方、入力端子31には、N = round(T /
 r )として、 △T=T/τ〜N   ・・・・・・     (6)
をディジタル化した周期誤差値が入力され、同期誤差ラ
ッチ回路32でラッチされる。周期誤差ラッチ回路32
の出力は加算器33へ入力され、加算器33の出力はタ
イミング誤差累積回路34へ入力される。
タイミング誤差累積回路34から出力されたタイミング
誤差累積値は、切替回路35と誤差判定回路36とシフ
ト回路37へ入力されている。このタイミング誤差累積
値は、誤差判定回路36で閾値τを越えているか否か判
定される。越えている場合には、分周数ラッチ回路38
にラッチされている分周数を変更して可変分周器29の
分周数を切替えるとともに、切替回路35を駆動して切
り替え、タイミング誤差累積値をシフト回路37てシフ
トして得た修正値DI(=ΣΔτ±τ)を加算器33に
供給する。
すなわち、このときだけ切替回路35を切り替えて、シ
フトされた方の値を加算器33へ入力し、通常は、シフ
トしない値D2(=ΣΔT)を加算器33へ供給する。
このようにして、タイミング誤差累積値がτを越えたと
きは、可変分周器29の分周数をN+1とし、同時にシ
フト回路37ではタイミング誤差累積値からτの値を差
し引く。一方、タイミング誤差累積値が−τより負の方
へ越えたときは、分周数をN−1とし、累積値にτの値
を加える。
このようにして、切替回路35、誤差判定回路36、お
よびシフト回路37から構成される修正回路により、タ
イミング誤差累積値を修正する。
そして、修正された値が閾値の範囲内に入ったならば、
分周数をNに戻す。
このような制御を行うと、分周数N、は、tkth−+
と一致するので、実施例1〜3のタイミング制御値と全
く同一になる。
「発明の効果」 以上説明したように、本発明による周期パルス発生回路
では、タイミング制御部を用いてタイミングを調整して
いるので、基準発振器の周波数を上げずに出力パルスの
平均周期を極めて正確に、かつ基準発振器の周波数の任
意の有理数倍に制御することができる。
また、タイミング制御部を請求項2のように構成するこ
とにより、高速な周期パルス発生器を提供することがで
きる。
さらに、出力端子の前段に多段遅延回路を設け、その遅
延時間を調整することにより、出力パルスのジッタを少
なくすることができる。
また、基準発振器の出力を可変分周器で分周する構成に
しても、上と同様の効果をあげることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本となる実施例1の構成を示すブロ
ック図、第2図は初期設定を可能とした実施例2の構成
を示すブロック図、第3図はジッタ成分を抑えるように
した実施例3の構成を示すブロック図、第4図は可変分
周器を用いた実施例4の構成を示すブロック図、第5図
は従来の周期パルス発生回路の構成を示すブロック図で
ある。 l・・・基準発振器、2・・・分周器、3・・・出力端
子、4・・・基準発振器、5・・・時計回路、6・・・
タイミング発生回路、7・・・比較回路、8・・・出力
端子、lO・・・タイミング制御回路、13・・・初期
値入力端子、14・・・初期値ラッチ回路、15・・・
切換入力端子、16・・・切替回路、17・・・タイミ
ング制御値ラッチ回路、18・・・周期入力端子、19
・・・周期ラッチ回路、20・・・加算回路、24・・
・比較回路、25・・・多段遅延回路、26・・・遅延
選択回路、27・・・Dフリップフロップ、29・・・
可変分周器、31・・・入力端子、32・・・同期誤差
ラッチ回路、33・・・加算器、34・・・タイミング
誤差累積回路、35・・・切替回路、36・・・誤差判
定回路、37・・・シフト回路、38・・・・・・分周
数ラッチ回路。 第2図 第3図 (bン

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基準信号を発生する基準発振器と、 該基準信号を時刻に数量化する時計回路と 駆動パルスごとにタイミング制御値を発生するタイミン
    グ発生回路と、 前記時計回路の出力時刻と前記タイミング制御値とが一
    定の誤差範囲内であるときに前記駆動パルスを発生する
    比較回路と、 前記駆動パルスを出力信号とする出力端子とから構成さ
    れていることを特徴とする周期パルス発生回路。
  2. (2)基準信号を発生する基準発振器と、 該基準信号を時刻に数量化する時計回路と、タイミング
    制御値をラッチするためのラッチ回路と、 該タイミング制御値に出力信号の周期に相当する一定値
    を加算して得た更新されたタイミング制御値を、駆動パ
    ルスにより起動されて再び前記ラッチ回路に記憶させる
    加算回路と、 前記時計回路の出力時刻と該タイミング制御値とが一定
    の誤差範囲内にあるとき、前記駆動パルスを発生する比
    較回路と、 前記駆動パルスを出力信号とする出力端子とから構成さ
    れていることを特徴とする周期パルス発生回路。
  3. (3)前記比較回路と出力端子との間に接続され該比較
    回路の出力を入力とする多段遅延回路と、前記時計回路
    の出力と前記タイミング制御値との比較誤差に対応して
    、前記多段遅延回路の多段出力のうちから1つを選択し
    、選択された信号を前記出力端子へ送出する遅延選択回
    路と を備えたことを特徴とする請求項1または請求項2記載
    の周期パルス発生回路。
  4. (4)基準信号を発生する基準発振器と、 分周数をラッチするラッチ回路と、 該ラッチ回路の出力の分周数が設定され、前記基準信号
    の分周数ごとのタイミングで駆動パルスを発生する可変
    分周器と、 出力信号の周期と前記可変分周器出力の周期の差として
    得られた周期誤差に相当する一定値を累積したタイミン
    グ誤差累積値を記憶するためのタイミング誤差累積回路
    と、 前記タイミング誤差累積値に前記周期誤差に相当する一
    定値を加算し、駆動パルスごとに前記タイミング誤差累
    積回路に記憶させる加算回路と、該タイミング誤差累積
    値の大きさがある一定の閾値を越えたときに前記ラッチ
    回路の分周数を変更するとともに、変更後の分周数と変
    更前の分周数との差に応じて該タイミング誤差累積値を
    修正し、修正された該タイミング誤差累積値が閾値の範
    囲内にあるときには該ラッチ回路の内容を変更前の分周
    数にもどす修正回路と、 前記駆動パルスを出力信号とする出力端子とから構成さ
    れていることを特徴とする周期パルス発生回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6094525A (ja) * 1983-10-28 1985-05-27 Nec Corp 時分割パルスパタ−ンジエネレ−タ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6094525A (ja) * 1983-10-28 1985-05-27 Nec Corp 時分割パルスパタ−ンジエネレ−タ

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