JPH04234226A - 位相比較器 - Google Patents

位相比較器

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JPH04234226A
JPH04234226A JP2417517A JP41751790A JPH04234226A JP H04234226 A JPH04234226 A JP H04234226A JP 2417517 A JP2417517 A JP 2417517A JP 41751790 A JP41751790 A JP 41751790A JP H04234226 A JPH04234226 A JP H04234226A
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JP
Japan
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signal
input signal
logic gate
input
output
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Masamichi Wakasugi
若杉 真路
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  • Measuring Phase Differences (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Dram (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は位相比較器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の位相比較器は図5に示すように各
々が2個のNANDゲートからなる4個の負入力RS−
FF,RS−FF1〜RS−FF4とリセット条件をと
る4入力NANDゲート500で構成されており、2つ
の入力信号(一方は基準信号、他方はフィードバック信
号)の立ち下がりエッジでの位相誤差を検出する。
【0003】次に具体的動作例について説明する。図5
の位相比較器の出力V,Dは初期状態をV=D=1(1
:ハイレベル,0:ロウレベル)として図6のような波
形の入力信号R,Vが印加された場合を考える。
【0004】時刻t1で2入力信号がR=V=1の状態
から、R(=S2(オーハ゛ーライン))が1から0に
なると、RS−FF2はセットされ、その出力V(=Q
2(オーハ゛ーライン))は1から0になり、他のノー
ドは影響を受けず状態は不変である。
【0005】次に時刻t2でV(=S4(オーハ゛ーラ
イン))が1から0になるとRS−FF4はセットされ
、その出力D(=Q4(オーハ゛ーライン))は1から
0になり、4入力NANDゲート500のすべての入力
が1になる。そうすると4入力NANDゲートの出力は
RS(オーハ゛ーライン)が1から0となり、4個のR
S−FFをリセットするので各RS−FFの出力は、Q
1が1から0に、U(=Q2)が0から1に、Q3が1
から0に、D(=Q4(オーハ゛ーライン))が0から
1となり、出力Dは直ちに1に戻る。また4入力NAN
Dゲート500の2入力は0になるので4入力NAND
ゲート500の出力はRS(オーハ゛ーライン)が0か
ら1になり、リセットは解除される。
【0006】同様に時刻t3で入力信号R=V=1の状
態からV(=S4(オーハ゛ーライン))が1から0、
時刻t4でR(=S2)が1から0になる場合は回路の
対称性より、出力V,Dの波形は先の場合とちょうど逆
になる。
【0007】このように出力Uはフィードバック信号V
が基準信号Rより遅れているとき、2つの入力信号の立
ち下がりにおける位相誤差の分ロウレベルになる。つま
り立ち下がりでの遅れ位相誤差を検出する。同様に出力
Vは立ち下がりでの進み位相誤差を検出する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】この従来の位相比較器
では2入力信号の立ち下がりエッジのみで位相を比較す
るのでPLL(フェーズロックループ)を構成した場合
、基準信号に対するフィードバック信号の位相追従が遅
い、つまり敏捷性に欠くという問題点があった。
【0009】
【課題を解決するための手段】本願第1発明の要旨は、
第1入力信号の立ち上がりエッジでセットされ第1セッ
ト信号を出力する第1フリップフロップと、第2入力信
号の立ち上がりエッジでセットされ第2セット信号を出
力する第2フリップフロップと、第1セット信号と第2
セット信号とに応答して第1,第2フリップフロップを
リセットする第1論理ゲートと、第1入力信号の立ち下
がりエッジでセットされ第3セット信号を出力する第3
フリップフロップと、第2入力信号の立ち下がりエッジ
でセットされ第4セット信号を出力する第4フリップフ
ロップと、第3セット信号と第4セット信号とに応答し
て第3,第4フリップフロップをリセットする第2論理
ゲートと、第1セット信号と第3セット信号とに応答し
て第1入力信号と第2入力信号との間の遅れ位相誤差を
検出する第3論理ゲートと、第2セット信号と第4セッ
ト信号とに応答して第1入力信号と第2入力信号との間
の進み位相誤差を検出する第4論理ゲートとを備えたこ
とである。
【0010】本願第2発明の要旨は、第1入力信号を反
転させ第1反転信号を発生する第1インバータと、第2
入力信号を反転させ第2反転信号を発生する第2インバ
ータと、第1,第2入力信号と第1,第2反転信号とに
基づき第1ないし第4組合せ信号を発生する第1論理ゲ
ート群と、第1,第2入力信号の組合せを示す第2組合
せ信号の入力されるリセットノードと第1,第2反転信
号の組合せを示す第3組合せ信号の入力されるセットノ
ードとを有し、第1入力信号と第2入力信号との位相関
係を判別するフリップフロップ回路と、第1入力信号と
第2反転信号との組合せを示す第1組合せ信号とフリッ
プフロップ回路の非反転出力とに応答する第2論理ゲー
トと、第1反転信号と第2入力信号との組合せを示す第
4組合せ信号とフリップフロップ回路の反転出力とに応
答する第3論理ゲートと、第1組合せ信号と反転出力と
に応答する第4論理ゲートと、第4組合せ信号と非反転
出力とに応答する第5論理ゲートと、第2,第3論理ゲ
ートの出力に応答して第1入力信号と第2入力信号との
間の遅れ位相を表す第1位相差信号を出力する第6論理
ゲートと、第4,第5論理ゲートの出力に応答して第1
入力信号と第2入力信号との間の進み位相を表す第2位
相差信号を出力する第7論理ゲートとを備えたことであ
る。
【0011】
【発明の作用】本願第1発明に係る位相比較器は第3論
理ゲートが第1,第2入力信号間の位相の遅れを検出し
、第4論理ゲートが第1,第2入力信号間の位相の進み
を検出する。
【0012】本願第2発明に係る位相比較器も同様に第
6論理ゲートが第1,第2入力信号間の位相の遅れを検
出し、第7論理ゲートが第1,第2入力信号間の位相の
進みを検出する。
【0013】
【実施例】図1は本発明の第1実施例を示す回路図であ
る。第1実施例に係る位相比較器はD−フリップフロッ
プ(以下、D−FF)D1,D2,D3,D4と、AN
DゲートL1,L3と、NORゲートL2,L4で構成
されている。データ入力Dはハイレベルに固定されてお
り、D−FFD1,D2のクロックノードには入力信号
R,Vが供給されている。したがってリセット付のD−
FFD1,D2は入力信号R,Vの立ち上がりで動作す
る。D−FFD1,D2の出力Q1,Q2が共にハイの
時、ANDゲートL1はD−FF1,D−FF2をリセ
ットする。
【0014】D−FFD3,D4もデータ入力ノードが
ハイレベルに固定され、入力信号R,Vはクロックノー
ドに供給されている。入力信号の立ち下がりで動作する
リセット付の2個のD−FFD3,D4の出力Q3,Q
4が共にハイのときANDゲートL3はD−FFD3,
D4をリセットする。
【0015】NORゲートL2,L4はD−FFの出力
Q1とQ3,Q2とQ4を各々合成して2入力信号R,
Vの立ち上がり、立ち下がり両エッジの遅れおよび進み
、すなわち位相誤差を検出する。
【0016】次に具体的動作例について説明する。図2
のような波形の入力信号R,Vが印加された場合を考え
る。
【0017】時刻t1で2入力信号R,Vが共にゼロの
状態からRが0から1になると、D−FFD1はセット
され、その出力Q1は0から1になる。次に時刻t2で
Vが0から1になるとD−FFD2はセットされ、その
出力Q2は0から1になる。このときANDゲートL1
の2入力が共にハイレベルとなるので、出力R1はハイ
レベルになり、D−FFD1とD−FFD2とはリセッ
トされ、その出力Q1は1から0に、Q2も1から0に
なり、リセットは再び解除される。
【0018】同様に時刻t3〜t4の間はD−FFD3
の出力Q3が、時刻t5〜t6の間はD−FFD2の出
力Q2が、時刻t7〜t8の間はD−FFD4の出力Q
4がそれぞれハイレベルになる。そして出力UはQ1と
Q3を合成して時刻t1〜t2の間とt3〜t4の間で
ロウレベルになり、出力Dは出力Q2とQ4を合成して
時刻t5〜t6の間とt7〜t8の間でロウレベルにな
る。
【0019】このように基準信号Rに対してフィードバ
ック信号の位相が遅れている場合、Q1は立ち上がりで
の、またQ3は立ち下がりでの位相誤差を検出し、出力
Uは両位相誤差を出力する。逆に位相が進んでいる場合
、出力Q2は立ち上がりでの、出力Q4は立ち下がりで
の位相誤差を検出し出力Dは両位相誤差を出力する。
【0020】図3は本発明の第2実施例を示す回路図で
ある。2入力信号R,Vから4つの組合せ信号(R,V
),(R(オーハ゛ーライン),V),(R,V(オー
ハ゛ーライン)),(R(オーハ゛ーライン),V(オ
ーハ゛ーライン))を作る2個のNOTL9,L20と
、4個のANDL31〜L34からなるデコーダ300
と、信号(R,V),(R(オーハ゛ーライン),V(
オーハ゛ーライン))から2入力信号R,Vの位相の遅
れ、進みを判別するR−SフリップフロップRS−FF
と、信号(R(オーハ゛ーライン),V),(R,V(
オーハ゛ーライン))と前記RS−FFの出力から遅れ
、進みさらに立ち上がり、立ち下がりを区別して位相誤
差を検出する4個のANDゲート、L5〜L8と、AN
DゲートL5,L6の出力L5,N6とANDゲートL
7,L8の出力N7,N8の出力をそれぞれ合成して両
エッジでの遅れ、進み位相誤差を出力するNORゲート
L13,L14で構成されている。
【0021】次に動作について図4を参照して説明する
。入力信号R,Vが共にハイレベルまたはロウレベルの
時、出力U,Dは共にハイレベルである。入力信号R,
Vが共にロウレベル(R=V=0)のとき(t41)、
前記RS−FFはセットされ、その出力Qは1,Q(オ
ーハ゛ーライン)は0となる。
【0022】この状態から入力信号RがVよりさきに立
ち上がると(t42)、R=1,V=0の条件をとる前
記ANDゲートL31の出力(R,V(オーハ゛ーライ
ン))がハイレベルとなり、それゆえ(R,V(オーハ
゛ーライン))=1,Q=1の条件をとるANDゲート
L5の出力N5がハイレベルとなり、残りのANDゲー
トL6〜L8の出力N6〜N8はロウレベルなので、出
力Uはロウレベルになり、出力Dはハイレベルのままで
ある。
【0023】逆に入力信号VがRよりさきに立ち上がる
と(t44)、R=0,V=1の条件をとるANDゲー
トL34の出力(R(オーハ゛ーライン),V)がハイ
レベルとなり、それゆえR(オーハ゛ーライン),V)
=1,Q=1の条件をとるANDゲートL8の出力N8
がハイレベルとなり残りのANDゲートL5〜L7の出
力N5〜N7はロウレベルなので、出力Uはハイレベル
のままで出力Dはロウレベルになる。
【0024】同様に入力信号R,Vが共にハイレベル(
R=V=1)の状態から、入力信号RかVよりさきに立
ち下がると(t43)、出力Uはロウレベルになり、出
力Dはハイレベルのままで、逆に入力信号DがRより先
に立ち下がると(t45)、出力Uはハイレベルのまま
で出力Dはロウレベルになる。このように出力Uは(フ
ィードバック信号Uは(フィードバック信号Vの基準信
号Rに対する)遅れ位相誤差、出力Dは進み位相誤差を
検出する。
【0025】ANDゲートL31〜L34は第1論理ゲ
ート群を構成しており、U,Dは第1,第2位相差信号
として機能している。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る位相比
較器は2つの入力信号の立ち上がり、立ち下がりでの位
相誤差を検出でき、PLL(Phase  Lock 
 Loup)を構成した場合フィードバック信号の基準
信号への位相追従が速くなるという効果を有する。
【0027】なお第2実施例は第1実施例よりも構成素
子数が少なく、フリップフロップのリセット時における
出力のスパイクノイズがでないという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の構成を示す回路図である。
【図2】第1実施例の動作を示すタイミング図である。
【図3】第2実施例の構成を示す回路図である。
【図4】第2実施例の動作を示すタイミング図である。
【図5】従来例の構成を示す回路図である。
【図6】従来例の動作を示すタイミング図である。
【符号の説明】
D1  フリップフロップ D2  フリップフロップ D3  フリップフロップ D4  フリップフロップ L1  ANDゲート L3  ANDゲート L2  NORゲート L4  NORゲート L5  ANDゲート L6  ANDゲート L7  ANDゲート L8  ANDゲート L9  NOTゲート L10  NOTゲート L31  ANDゲート L32  ANDゲート L33  ANDゲート L34  ANDゲート RS−FF  フリップフロップ回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  第1入力信号の立ち上がりエッジでセ
    ットされ第1セット信号を出力する第1フリップフロッ
    プと、第2入力信号の立ち上がりエッジでセットされ第
    2セット信号を出力する第2フリップフロップと、第1
    セット信号と第2セット信号とに応答して第1,第2フ
    リップフロップをリセットする第1論理ゲートと、第1
    入力信号の立ち下がりエッジでセットされ第3セット信
    号を出力する第3フリップフロップと、第2入力信号の
    立ち下がりエッジでセットされ第4セット信号を出力す
    る第4フリップフロップと、第3セット信号と第4セッ
    ト信号とに応答して第3,第4フリップフロップをリセ
    ットする第2論理ゲートと、第1セット信号と第3セッ
    ト信号とに応答して第1入力信号と第2入力信号との間
    の遅れ位相誤差を検出する第3論理ゲートと、第2セッ
    ト信号と第4セット信号とに応答して第1入力信号と第
    2入力信号との間の進み位相誤差を検出する第4論理ゲ
    ートとを備えた位相比較器。
  2. 【請求項2】  第1入力信号を反転させ第1反転信号
    を発生する第1インバータと、第2入力信号を反転させ
    第2反転信号を発生する第2インバータと、第1,第2
    入力信号と第1,第2反転信号とに基づき第1ないし第
    4組合せ信号を発生する第1論理ゲート群と、第1,第
    2入力信号の組合せを示す第2組合せ信号の入力される
    リセットノードと第1,第2反転信号の組合せを示す第
    3組合せ信号の入力されるセットノードとを有し、第1
    入力信号と第2入力信号との位相関係を判別するフリッ
    プフロップ回路と、第1入力信号と第2反転信号との組
    合せを示す第1組合せ信号とフリップフロップ回路の非
    反転出力とに応答する第2論理ゲートと、第1反転信号
    と第2入力信号との組合せを示す第4組合せ信号とフリ
    ップフロップ回路の反転出力とに応答する第3論理ゲー
    トと、第1組合せ信号と反転出力とに応答する第4論理
    ゲートと、第4組合せ信号と非反転出力とに応答する第
    5論理ゲートと、第2,第3論理ゲートの出力に応答し
    て第1入力信号と第2入力信号との間の遅れ位相を表す
    第1位相差信号を出力する第6論理ゲートと、第4,第
    5論理ゲートの出力に応答して第1入力信号と第2入力
    信号との間の進み位相を表す第2位相差信号を出力する
    第7論理ゲートとを備えた位相比較器。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6218868B1 (en) 1998-07-30 2001-04-17 Sharp Kabushiki Kaisha Phase comparator
JP2006197585A (ja) * 2005-01-14 2006-07-27 Samsung Electronics Co Ltd 半導体装置の遅延調節回路、及び遅延調節方法
US7755397B2 (en) * 2008-07-23 2010-07-13 Agere Systems Inc. Methods and apparatus for digital phase detection with improved frequency locking

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