JPH04268812A - Digital timing discriminator and method for discrimination of frequency - Google Patents

Digital timing discriminator and method for discrimination of frequency

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JPH04268812A
JPH04268812A JP31513691A JP31513691A JPH04268812A JP H04268812 A JPH04268812 A JP H04268812A JP 31513691 A JP31513691 A JP 31513691A JP 31513691 A JP31513691 A JP 31513691A JP H04268812 A JPH04268812 A JP H04268812A
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Japan
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signal
reset
frequency
data input
output
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JP31513691A
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Japanese (ja)
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Behrooz Abdi
ベールーズ・アブディ
Gary Stuhlmiller
ギャリー・ステゥルミラー
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Motorola Solutions Inc
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Motorola Inc
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Abstract

PURPOSE: To detect the frequency of a data input signal with a superior precision by monitoring a counted value for a prescribed frequency threshold. CONSTITUTION: The operation of a frequency discriminator circuit 10 gives a logical '1' output signal in an output 46, if the frequency of the data input signal applied to an input 12 is higher than a prescribed frequency threshold. The prescribed frequency threshold is determined by the frequency of a reference signal applied to an input 28 and the counted value monitored by decoding circuits 32 and 34. The output signal in the output 46 goes to logical '0', when the frequency of the data input signal is made lower than the frequency threshold. That is, the output signal is kept in the first logical state to indicate that the frequency of the data input signal is higher than the prescribed frequency threshold, if the counted value is reset by the data input signal before reaching a prescribed value. The signal is switched to a second logical state to indicate that the frequency of the data input signal is lower than the prescribed frequency threshold, if the counted value reaches the prescribed counted value before a reception of the reset signal.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は一般的に、データ入力信
号の周波数が所定の閾値よりも上であるか下であるかを
識別する、向上した周波数検出分解能を有するデジタル
・タイミング弁別器に関する。
TECHNICAL FIELD This invention relates generally to digital timing discriminators with improved frequency detection resolution for identifying whether the frequency of a data input signal is above or below a predetermined threshold. .

【0002】0002

【従来の技術】周波数弁別器回路は、データ入力信号の
周波数を所定の閾値について識別することが必要な非常
に多くの用途で用いられる。たとえば、磁気ディスク・
ドライブのサーボ機構の制御を行う用途においては、デ
ータ入力信号の周波数が、閾値、すなわち基準周波数よ
りも上であるのか下であるのかを区別しなければならな
い。周波数弁別のための通常の従来技術では、D型フリ
ップフロップをタイミング・コンデンサおよびコンパレ
ータと組み合わせて用いて、タイミング・コンデンサの
電圧を基準電位についてモニタする。コンパレータの出
力は、第2D型フリップフロップのデータ入力に結合さ
れ、データ入力信号は該フリップフロップのクロック入
力に印加されて、入力信号の周波数が所定の閾値よりも
大きいか小さいかを示す出力信号を与える。論理1がD
型フリップフロップのデータ入力に印加され、データ入
力信号は該D型フリップフロップのクロック入力に印加
される。D型フリップフロップの出力信号はリセット入
力に戻されて、そのQ出力において狭いパルスを発生さ
せる。狭いパルスがタイミング・コンデンサを充電し、
電流源がこのコンデンサを連続的に放電させる。タイミ
ング・コンデンサで生じる三角電圧波形が基準電位と比
較されて、タイミング・コンデンサの電圧が基準電位よ
りも大きい場合は高出力信号を与え、タイミング・コン
デンサ電圧が基準電位よりも小さい場合は低出力信号を
与える。
BACKGROUND OF THE INVENTION Frequency discriminator circuits are used in numerous applications where it is necessary to discriminate the frequency of a data input signal about a predetermined threshold. For example, magnetic disk
In applications that control drive servomechanisms, it is necessary to distinguish whether the frequency of the data input signal is above or below a threshold or reference frequency. A typical prior art technique for frequency discrimination uses a D-type flip-flop in combination with a timing capacitor and a comparator to monitor the voltage on the timing capacitor with respect to a reference potential. The output of the comparator is coupled to the data input of a second D-type flip-flop, and the data input signal is applied to the clock input of the flip-flop to provide an output signal indicating whether the frequency of the input signal is greater or less than a predetermined threshold. give. Logic 1 is D
The data input signal is applied to the clock input of the D-type flip-flop. The output signal of the D-type flip-flop is passed back to the reset input to generate a narrow pulse at its Q output. A narrow pulse charges the timing capacitor,
A current source continuously discharges this capacitor. The triangular voltage waveform developed on the timing capacitor is compared to a reference potential to provide a high output signal if the timing capacitor voltage is greater than the reference potential, and a low output signal if the timing capacitor voltage is less than the reference potential. give.

【0003】データ入力信号の周波数が所定の閾値より
も大きい場合は、D型フリップフロップ回路のQ出力に
現れる狭いパルスが充分に速い速度で繰り返して、タイ
ミング・コンデンサの電圧を基準電位よりも高く維持し
、出力信号も高いままになる。あるいはデータ入力信号
の周波数が低い場合は、D型フリップフロップの出力パ
ルス間の間隔をより長くすることにより、電流源が基準
電位よりも下でタイミング・コンデンサを放電できるよ
うにする。周波数弁別器回路の出力信号は論理0に低下
し、データ入力信号の周波数が所定の閾値よりも低いこ
とを示す。この閾値はコンデンサ値,電流源を流れる電
力の大きさ,基準電位などを含むいくつかのアナログ制
御パラメータにより決定される。
If the frequency of the data input signal is greater than a predetermined threshold, the narrow pulses appearing at the Q output of the D-type flip-flop circuit repeat quickly enough to raise the voltage on the timing capacitor above the reference potential. and the output signal will also remain high. Alternatively, if the frequency of the data input signal is low, the interval between the output pulses of the D-type flip-flop may be longer, allowing the current source to discharge the timing capacitor below the reference potential. The output signal of the frequency discriminator circuit drops to a logic 0, indicating that the frequency of the data input signal is less than a predetermined threshold. This threshold is determined by several analog control parameters including the capacitor value, the amount of power flowing through the current source, the reference potential, etc.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】残念ながら、タイミン
グ・コンデンサや電流源は温度に依存する装置であり、
製造工程のバラツキに左右され、一方、基準電位には外
部ノイズが含まれることが多い。アナログ制御パラメー
タの上記のバラツキがその精度を制限し、周波数弁別器
回路の分解能も制限するので、所定の周波数閾値に対し
て安定した動作点を維持することは難しい。特に、ある
範囲の周波数でデータ入力信号を追跡しようとする場合
に困難である。タイミング・コンデンサ,電流源,外部
基準電位などのアナログ部品を排除することが望ましい
Unfortunately, timing capacitors and current sources are temperature dependent devices.
It is influenced by variations in the manufacturing process, and on the other hand, the reference potential often contains external noise. It is difficult to maintain a stable operating point for a given frequency threshold since the above-mentioned variations in the analog control parameters limit their accuracy and also limit the resolution of the frequency discriminator circuit. This is particularly difficult when attempting to track data input signals over a range of frequencies. Analog components such as timing capacitors, current sources, and external reference potentials should be eliminated.

【0005】故に、所定の閾値についてデータ入力信号
の周波数を区別するより優れた精度を有する、改良され
た周波数弁別回路に対する必要性が生まれる。
[0005]Therefore, a need arises for an improved frequency discrimination circuit that has greater accuracy in distinguishing frequencies of data input signals for a predetermined threshold.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】要するに、本発明はデー
タ入力信号を受け取り、そのデータ入力信号に応答して
第1リセット信号を与えるべく結合された第1回路を有
し、第2回路が基準信号に応答して計数値を調整する周
波数弁別器回路により構成される。第2回路もまた、計
数値をリセットする第1回路の第1リセット信号を受け
取るべく結合される。第3回路は、計数値をモニタして
、計数値が所定の計数閾値になる前にリセットされると
きは第1状態を有し、計数値が所定の計数閾値になると
きは第2状態を有する出力信号を発生する。
SUMMARY OF THE INVENTION In summary, the present invention includes a first circuit coupled to receive a data input signal and provide a first reset signal in response to the data input signal; It consists of a frequency discriminator circuit that adjusts the count value in response to the signal. A second circuit is also coupled to receive the first reset signal of the first circuit that resets the count value. The third circuit monitors the count value and has a first state when the count value is reset before reaching a predetermined count threshold, and a second state when the count value reaches a predetermined count threshold. generates an output signal with

【0007】また別の例では、本発明は所定の周波数閾
値についてデータ入力信号の周波数を弁別する方法であ
る。リセット信号がデータ入力信号に応答して発生され
、計数値が基準信号に応答して調整されると共に、リセ
ット信号はカウントをリセットする。計数値がモニタさ
れて、計数値が所定の計数閾値になる前ににリセットさ
れるときは第1状態を有し、計数値が所定の計数閾値に
なるときは第2状態を有する出力信号を与える。
In yet another example, the invention is a method of discriminating the frequency of a data input signal for a predetermined frequency threshold. A reset signal is generated in response to the data input signal, and the reset signal resets the count while the count value is adjusted in response to the reference signal. The count value is monitored and the output signal has a first state when the count value is reset before the predetermined count threshold and has a second state when the count value reaches the predetermined count threshold. give.

【0008】周波数弁別器回路は高分解能を有し、計数
値をモニタすることにより所定の周波数閾値についてデ
ータ入力信号の周波数を検出するが、この時、周波数弁
別器回路の出力信号は、計数値が所定の計数値になる前
にデータ入力信号によってリセットされると第1論理状
態に維持され、データ入力信号の周波数が所定の周波数
閾値よりも高いことを示す。周波数弁別器回路の出力信
号は、リセット信号を受け取る前に計数値が所定の計数
値になると第2論理状態に切り替わり、それによってデ
ータ入力信号の周波数が所定の周波数閾値よりも低いこ
とを示す。
The frequency discriminator circuit has high resolution and detects the frequency of the data input signal for a predetermined frequency threshold by monitoring the count value. At this time, the output signal of the frequency discriminator circuit is is maintained at a first logic state when reset by the data input signal before the predetermined count value is reached, indicating that the frequency of the data input signal is greater than the predetermined frequency threshold. The output signal of the frequency discriminator circuit switches to a second logic state when the count value reaches a predetermined count value prior to receiving the reset signal, thereby indicating that the frequency of the data input signal is less than the predetermined frequency threshold.

【0009】[0009]

【実施例】図1には、従来の集積回路処理技術を用いて
集積回路の形に製造するのに適した周波数弁別器回路1
0を示す。データ入力信号は入力12に印加され、分周
器回路14を介してD型フリップフロップ16のクロッ
ク入力に印加される。D型フリップフロップ16のデー
タ入力は、通常VDDのような正の電位において動作す
る電源導体18から論理1を受け取る。D型フリップフ
ロップ16のQ出力は該D型フリップフロップのリセッ
ト入力と、さらにカウンタ20のリセット入力とにおい
てリセット1信号を発生する。分周器回路14の出力信
号は、インバータ22を介してD型フリップフロップ2
4のクロック入力に印加され、D型フリップフロップ2
4のデータ入力は電源導体18から論理1を受け取るべ
く結合されている。D型フリップフロップ24のQ出力
は、そのリセット入力とカウンタ26のリセット入力と
においてリセット2信号を与える。所定の周波数、たと
えば20メガヘルツの周波数を有する基準信号が入力2
8に印加され、周波数は周波数逓倍器回路30により2
倍にされ、カウンタ20,26のクロック入力に印加さ
れる。カウンタ20,26の4ビットの計数値は、解読
回路32,34によりそれぞれ解読され、ORゲート3
6の第1および第2入力に印加される。このORゲート
36の出力は、D型フリップフロップ38のリセット入
力においてリセット3信号を発生する。また、入力12
に印加されるデータ入力信号は、遅延回路40を介して
D型フリップフロップ38,42のクロック入力に結合
されて、D型フリップフロップ38のデータ入力は電源
導体18から論理1を受け取る。遅延回路40は、リセ
ット3信号についてデータ入力信号を遅延させる一連の
インバータにより構成されていてもよい。D型フリップ
フロップ38のQ出力は、D型フリップフロップ42の
データ入力に結合され、D型フリップフロップ42のリ
セット入力は、接地電位のようなVEEにおいて通常動
作する電源導体44から論理0を受け取るべく結合され
ている。出力46は、D型フリップフロップ42のQ出
力で与えられる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a frequency discriminator circuit 1 suitable for fabrication in integrated circuit form using conventional integrated circuit processing techniques.
Indicates 0. A data input signal is applied to input 12 and is applied to the clock input of D-type flip-flop 16 via frequency divider circuit 14 . The data input of D-type flip-flop 16 receives a logic one from power supply conductor 18, which typically operates at a positive potential, such as VDD. The Q output of D-type flip-flop 16 generates a reset 1 signal at the reset input of the D-type flip-flop and also at the reset input of counter 20. The output signal of the frequency divider circuit 14 is passed through an inverter 22 to a D-type flip-flop 2.
4 and is applied to the clock input of D-type flip-flop 2.
Data input 4 is coupled to receive a logic 1 from power supply conductor 18. The Q output of D-type flip-flop 24 provides a reset 2 signal at its reset input and at the reset input of counter 26. A reference signal having a predetermined frequency, for example a frequency of 20 MHz, is input to input 2.
8 and the frequency is increased to 2 by the frequency multiplier circuit 30.
It is doubled and applied to the clock inputs of counters 20,26. The 4-bit count values of counters 20 and 26 are decoded by decoding circuits 32 and 34, respectively, and OR gate 3
6 is applied to the first and second inputs of 6. The output of this OR gate 36 generates a reset 3 signal at the reset input of a D-type flip-flop 38. Also, input 12
The data input signal applied to is coupled through a delay circuit 40 to the clock inputs of D-type flip-flops 38, 42 such that the data input of D-type flip-flop 38 receives a logic one from power supply conductor 18. Delay circuit 40 may be comprised of a series of inverters that delay the data input signal with respect to the reset 3 signal. The Q output of D-type flip-flop 38 is coupled to the data input of D-type flip-flop 42, and the reset input of D-type flip-flop 42 receives a logic zero from power supply conductor 44, which normally operates at VEE, such as ground potential. It is connected as much as possible. Output 46 is provided by the Q output of D-type flip-flop 42.

【0010】周波数弁別器回路10の主要な動作は、デ
ータ入力信号の周波数が所定の周波数閾値よりも大きい
場合に出力46において論理1出力信号を与えることで
ある。この所定周波数閾値は、基準信号の周波数と、解
読回路32,34により認識された所定の計数値とによ
り決定される。出力46の出力信号は、データ入力信号
の周波数が周波数閾値よりも小さくなると、論理0とな
る。したがって、入力28に印加される20MHzの基
準信号は、周波数逓倍器回路30をにより2倍の40M
Hzになり、4ビット・カウンタ20,26のクロック
入力に印加され、リセット1信号およびリセット2信号
によりそれぞれ0にリセットされるまで、基準信号の立
ち上がり端においてカウンタの値を逓増する。基準信号
の周波数は、選択可能でなければならず、予測される周
波数動作範囲のデータ入力信号に対してカウンタ20,
26の幅に一致したものでなければならない。
The primary operation of frequency discriminator circuit 10 is to provide a logic one output signal at output 46 if the frequency of the data input signal is greater than a predetermined frequency threshold. This predetermined frequency threshold is determined by the frequency of the reference signal and the predetermined count value recognized by the decoding circuits 32,34. The output signal at output 46 is a logic zero when the frequency of the data input signal is less than the frequency threshold. Therefore, a 20 MHz reference signal applied to input 28 doubles the frequency multiplier circuit 30 to 40 MHz.
Hz and is applied to the clock inputs of 4-bit counters 20, 26, incrementing the value of the counters on the rising edge of the reference signal until reset to 0 by the Reset 1 and Reset 2 signals, respectively. The frequency of the reference signal must be selectable and the counter 20,
It must match the width of 26.

【0011】基準信号がカウンタ20および26を頻繁
に逓増している間、データ入力信号は入力12を介して
分周器回路14に印加される。この分周器回路14はそ
の周波数を半分にして、D型フリップフロップ16,2
4のクロック入力において対称形の波形を与え、それに
より通信システムに共通のタイミング・ジッタおよびペ
アリング効果を低減する。この機能は、周波数弁別器回
路10の基本的な動作に不可欠なものではないが、デー
タ入力信号の2つ以上の隣接した期間が異なるデューテ
イ・サイクル(duty cycle)を持つ場合には
便利な機能である。
A data input signal is applied to divider circuit 14 via input 12 while the reference signal is frequently incrementing counters 20 and 26. This frequency divider circuit 14 halves its frequency, and the D-type flip-flops 16 and 2
4 provides symmetrical waveforms at the clock inputs, thereby reducing timing jitter and pairing effects common in communication systems. Although this feature is not essential to the basic operation of the frequency discriminator circuit 10, it is a useful feature when two or more adjacent periods of the data input signal have different duty cycles. It is.

【0012】図2には、本発明の説明に役立つ一連の波
形図が示されている。図2(A)に示されるようなデー
タ入力信号は基準信号について非対称形でもよい。分周
器回路14の出力信号のうち1つの位相がD型フリップ
フロップ16のクロック入力に印加され、インバータ2
2の出力に与えられる逆位相がD型フリップフロップ2
4のクロック入力に印加されて、データ入力信号の1/
2の周波数で動作する、図2(B)および図2(C)に
示されるようなリセット1およびリセット2パルスを発
生させる。たとえば、図2(A)の時間t0 のデータ
入力信号の立ち上がり端は、分周器回路14の出力信号
の立ち上がり端に対応し、D型フリップフロップ16の
クロック信号を発生させ、そのデータ入力に印加された
論理1をQ出力まで伝播させ、それによって図2(B)
の時間t1 に示されるリセット1信号に対して論理1
を発生させる。リセット1信号は直ちにD型フリップフ
ロップ16をリセットするが、これはD型フリップフロ
ップ16による充分な期間の時間遅延に等しい短いパル
スを発生して、カウンタ20をリセットしたあとである
。D型フリップフロップ16,24のQ出力とリセット
入力との間に1つ以上のインバータ(図示せず)を直列
に結合して、リセット1およびリセット2の必要なパル
ス幅を設けて、カウンタ20,26をゼロにしてもよい
ことが明らかである。しかし、リセット1およびリセッ
ト2のパルス幅は、D型フリップフロップ16,24に
対するクロック信号を見失わないように、データ入力信
号の期間よりも小さくなければならない。時間t2にお
けるデータ入力信号の次の立ち上がり端は、分周器回路
14の出力において立ち下がり端を発生させ、D型フリ
ップフロップ24のクロック入力において立ち上がり端
を発生させ、それによってそのD入力において印加され
た論理1をQ出力に転送し、図2(C)に示されるよう
に時間t3 におけるリセット2パルスを発生させる。 リセット2信号はカウンタ26をゼロにして、D型フリ
ップフロップ24を論理0にリセットする。
FIG. 2 shows a series of waveform diagrams useful in explaining the invention. The data input signal as shown in FIG. 2(A) may be asymmetric with respect to the reference signal. One phase of the output signal of the frequency divider circuit 14 is applied to the clock input of the D-type flip-flop 16, and the inverter 2
The opposite phase given to the output of D-type flip-flop 2
4 clock input, and 1/1 of the data input signal.
Generate Reset 1 and Reset 2 pulses as shown in FIGS. 2(B) and 2(C), operating at a frequency of 2. For example, the rising edge of the data input signal at time t0 in FIG. Propagates the applied logic 1 to the Q output, thereby
logic 1 for the reset 1 signal shown at time t1 of
to occur. The Reset 1 signal immediately resets the D-type flip-flop 16, but only after generating a short pulse equal to a time delay of sufficient duration by the D-type flip-flop 16 to reset the counter 20. One or more inverters (not shown) are coupled in series between the Q outputs of D-type flip-flops 16, 24 and the reset inputs to provide the required pulse widths of Reset 1 and Reset 2 to , 26 may be set to zero. However, the pulse widths of Reset 1 and Reset 2 must be smaller than the period of the data input signal to avoid losing track of the clock signals to the D-type flip-flops 16, 24. The next rising edge of the data input signal at time t2 causes a falling edge at the output of divider circuit 14 and a rising edge at the clock input of D-type flip-flop 24, thereby causing an applied signal at its D input. The output logic 1 is transferred to the Q output, generating a reset 2 pulse at time t3 as shown in FIG. 2(C). The Reset 2 signal zeroes counter 26 and resets D-type flip-flop 24 to logic zero.

【0013】カウンタ20,26の値は、解読回路32
,34の入力にそれぞれ印加され、所定の4ビットの計
数値、たとえば「1100」の発生を検出する。解読回
路32,34はそれぞれ、4入力のANDゲート(図示
せず)により構成され、カウンタ20,26の2つの最
下位ビットとANDゲートの対応する入力との間にイン
バータが結合されている。このように「1100」の計
数値は、ANDゲートの入力において「1111」とし
て現れ、その出力を論理1に移行させる。「1100」
以外の計数値は、1つ以上の論理0をANDゲートの入
力に印加して、出力論理0を発生させる。解読回路32
,34は、選択可能な計数値を解読するためプログラミ
ング可能な組合せ論理から成ってもよい。カウンタ20
,26に対する別の方法としては、「1100」のよう
な所定の計数値をロードして、リセット3信号をアクテ
ィブにする前に「0000」のような最小値になるまで
カウントを逓減する方法がある。
The values of the counters 20 and 26 are determined by the decoding circuit 32.
, 34, respectively, to detect the occurrence of a predetermined 4-bit count value, for example, "1100". The decoding circuits 32, 34 each consist of a four-input AND gate (not shown) with an inverter coupled between the two least significant bits of the counters 20, 26 and the corresponding inputs of the AND gate. Thus, a count value of "1100" appears as "1111" at the input of the AND gate, causing its output to go to logic one. "1100"
Count values other than 0 apply one or more logic 0s to the inputs of the AND gate to generate an output logic 0. Decoding circuit 32
, 34 may consist of programmable combinatorial logic for decoding selectable counts. counter 20
, 26 is to load a predetermined count value such as ``1100'' and decrement the count to a minimum value such as ``0000'' before activating the Reset 3 signal. be.

【0014】時間t0 からt4 までの間、データ入
力信号の周波数は所定の閾値よりも大きく、そのためリ
セット1およびリセット2信号は、計数値「1100」
になる前にカウンタ20,26をリセットすることがで
きる。解読回路32,34はそれぞれ、ORゲート36
の第1および第2入力において論理0を与え、図2(D
)に示されるようにリセット3信号に対して論理0を発
生させる。遅延回路40により遅延され、D型フリップ
フロップ38,42のクロック入力に印加されたデータ
入力信号は、出力46において論理1をD型フリップフ
ロップ38のQ出力からD型フリップフロップ42のQ
出力に転送する。図2(E)および図2(F)を参照。 このように、データ入力信号の周波数が所定の周波数閾
値よりも大きい間は、出力46は論理1に維持される。
[0014] From time t0 to t4, the frequency of the data input signal is greater than a predetermined threshold, so the reset 1 and reset 2 signals have a count value of "1100".
The counters 20, 26 can be reset before . The decoding circuits 32 and 34 each have an OR gate 36
2 (D
) generates a logic 0 for the reset 3 signal. The data input signal delayed by delay circuit 40 and applied to the clock inputs of D-type flip-flops 38 and 42 transfers a logic one at output 46 from the Q output of D-type flip-flop 38 to the Q output of D-type flip-flop 42.
Transfer to output. See FIGS. 2(E) and 2(F). In this manner, output 46 remains at a logic one while the frequency of the data input signal is greater than the predetermined frequency threshold.

【0015】次に、図2の時間t4 から始まるデータ
入力信号の周波数が低い場合を考える。リセット1およ
びリセット2信号は、より長いデータ入力信号の期間を
もって広がり、リセット1およびリセット2信号をアク
ティブにする前に基準信号がカウンタ20,26を逓増
するための時間が多くなる。実際、t4 後の次のリセ
ット1信号は、計数値「1100」にならないと、カウ
ンタ20をリセットするために現われない。解読回路3
2の出力信号は、時間t5 において論理1となり、D
型フリップフロップ38のQ出力を論理0にリセットす
る。遅延回路40内を伝播した後、時間t6 における
データ入力信号の次の立ち上がり端は、図2(F)に示
されるように、D型フリップフロップ42を介して論理
0を出力46に転送する。リセット3信号は、リセット
1パルスがカウンタ20をゼロにするか、あるいはカウ
ンタ20が次の値に逓増すると、論理0に戻り、D型フ
リップフロップ38のリセット入力を解放する。データ
入力信号の周波数が低い場合も、リセット2信号のパル
ス間の時間が延長され、カウンタ26は再び値「110
0」になることができる。これにより、時間t7 にお
いてリセット3はアクティブになり、D型フリップフロ
ップ38はリセットされる。D型フリップフロップ38
のQ出力は、時間t8 におけるデータ入力信号の立ち
上がり端がもう一度論理0を出力46にクロックするま
で、論理0のままである。リセット1およびリセット2
信号の出力が遅れると、解読回路32,34の出力信号
はD型フリップフロップ38をリセットし続ける。この
ため、出力46は、データ入力信号の周波数が所定の周
波数閾値よりも小さい間は、論理0に維持される。
Next, consider the case where the frequency of the data input signal starting at time t4 in FIG. 2 is low. The Reset 1 and Reset 2 signals are spread out with a longer data input signal period, allowing more time for the reference signal to increment the counters 20, 26 before activating the Reset 1 and Reset 2 signals. In fact, the next reset 1 signal after t4 will not appear to reset the counter 20 until the count value reaches "1100". Decoding circuit 3
The output signal of D2 becomes logic 1 at time t5, and D
The Q output of type flip-flop 38 is reset to logic zero. After propagating through delay circuit 40, the next rising edge of the data input signal at time t6 transfers a logic 0 through D-type flip-flop 42 to output 46, as shown in FIG. 2(F). The Reset 3 signal returns to logic 0 and releases the reset input of the D-type flip-flop 38 when the Reset 1 pulse zeroes the counter 20 or when the counter 20 increments to the next value. If the frequency of the data input signal is low, the time between the pulses of the reset 2 signal will also be extended and the counter 26 will again have the value "110".
0". As a result, reset 3 becomes active at time t7, and D-type flip-flop 38 is reset. D type flip flop 38
The Q output of will remain a logic 0 until the rising edge of the data input signal at time t8 once again clocks a logic 0 onto output 46. Reset 1 and Reset 2
If the output of the signal is delayed, the output signal of the decoder circuits 32, 34 continues to reset the D-type flip-flop 38. Therefore, output 46 remains at a logic zero while the frequency of the data input signal is less than a predetermined frequency threshold.

【0016】データ入力信号を直接カウンタ26のリセ
ット入力に印加することにより分周器回路14,D型フ
リップフロップ16,24,カウンタ20,解読回路3
2およびORゲート36を削除して、周波数弁別器回路
10を簡略にすることも可能である。このような構成に
より、周波数弁別器回路10の素子は簡単になるが、デ
ータ入力信号の隣接する期間のデューティ・サイクルが
対称とならないため、分解能および精度が犠牲になる。 また、データ入力信号をたとえば4で割り、ある位相を
16,24のような4つのD型フリップフロップにそれ
ぞれ印加して、20,26のような4つのカウンタのリ
セット入力を制御することにより、分解能を向上させる
ことも可能である。追加の解読回路が各カウンタ値をモ
ニタして、所定の計数値を越える1つ以上のカウンタを
検出する。4つのD型フリップフロップとカウンタとの
組み合わせは、より速くデータ入力信号の周波数の低下
を検出し、それによって周波数弁別器回路10の分解能
を向上させる。通常、20,26のようなカウンタと1
6,24のようなD型フリップフロップの数が増えると
、分解能も向上する。周波数検出分解能は、カウンタ2
0,26を広くして計数値を高くし、かつ、基準信号の
周波数を高くすることによっても向上させることができ
る。
By applying the data input signal directly to the reset input of the counter 26, the frequency divider circuit 14, the D-type flip-flops 16, 24, the counter 20, and the decoding circuit 3
It is also possible to simplify the frequency discriminator circuit 10 by eliminating 2 and the OR gate 36. Although such a configuration simplifies the elements of frequency discriminator circuit 10, it sacrifices resolution and accuracy because the duty cycles of adjacent periods of the data input signal are not symmetrical. Also, by dividing the data input signal by, for example, 4 and applying a certain phase to four D-type flip-flops, such as 16 and 24, respectively, to control the reset inputs of four counters, such as 20 and 26, It is also possible to improve the resolution. Additional decoding circuitry monitors each counter value to detect one or more counters exceeding a predetermined count value. The combination of four D-type flip-flops and a counter detects drops in the frequency of the data input signal faster, thereby improving the resolution of the frequency discriminator circuit 10. Usually counters like 20, 26 and 1
As the number of D-type flip-flops such as 6,24 increases, the resolution also improves. Frequency detection resolution is counter 2
It can also be improved by widening 0 and 26 to increase the count value and increasing the frequency of the reference signal.

【0017】以上、提供されたものは、計数値をモニタ
することにより所定の周波数閾値についてデータ入力信
号の周波数を検出する、高分解能を有する新規の周波数
弁別器であって、周波数弁別器回路の出力信号は、計数
値が所定の計数値になる前にデータ入力信号によりリセ
ットされる場合は、第1論理状態に維持され、データ入
力信号の周波数が所定の周波数閾値よりも高いことを示
す。リセット信号を受け取る前に計数値が所定の計数値
になると、周波数弁別器回路の出力信号は第2論理状態
に切り替わり、それによってデータ入力信号の周波数が
所定の周波数閾値よりも低いことを表す。
What has been provided is a novel frequency discriminator with high resolution for detecting the frequency of a data input signal for a predetermined frequency threshold by monitoring the count value of a frequency discriminator circuit. If the output signal is reset by the data input signal before the count value reaches the predetermined count value, the output signal remains at a first logic state, indicating that the frequency of the data input signal is greater than the predetermined frequency threshold. When the count value reaches the predetermined count value before receiving the reset signal, the output signal of the frequency discriminator circuit switches to a second logic state, thereby indicating that the frequency of the data input signal is less than the predetermined frequency threshold.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の好適な実施例を示す概略ブロック図で
ある。
FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating a preferred embodiment of the invention.

【図2】本発明の説明に使用されるタイミング図である
FIG. 2 is a timing diagram used to explain the invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10  周波数弁別器回路 12,28  入力 14  分周器回路 16,24,38,42  D型フリップフロップ18
,44  電源導体 20,26  カウンタ 22  インバータ 30  周波数逓倍器 32,34  解読回路 36  ORゲート 40  遅延回路 46  出力
10 Frequency discriminator circuit 12, 28 Input 14 Frequency divider circuit 16, 24, 38, 42 D-type flip-flop 18
, 44 Power supply conductor 20, 26 Counter 22 Inverter 30 Frequency multiplier 32, 34 Decoding circuit 36 OR gate 40 Delay circuit 46 Output

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  所定の周波数閾値についてデータ入力
信号の周波数を弁別する方法であって:データ入力信号
に応答してリセット信号を発生させる段階;基準信号に
応答して計数値を調整し、前記リセット信号により前記
計数値をリセットする段階;および前記計数値をモニタ
して、所定の計数閾値になる前に前記計数値がリセット
されるときは、第1状態を有する出力信号を与え、前記
計数値が所定の計数閾値になると、第2状態を有する前
記出力信号を与える段階;によって構成されることを特
徴とする方法。
1. A method of discriminating the frequency of a data input signal for a predetermined frequency threshold, comprising: generating a reset signal in response to the data input signal; adjusting a count value in response to a reference signal; resetting the count by a reset signal; and monitoring the count and providing an output signal having a first state when the count is reset before a predetermined count threshold is reached; A method comprising: providing said output signal having a second state when a numerical value reaches a predetermined counting threshold.
【請求項2】  基準信号に応答して第1計数値を調整
し、第1リセット信号を受け取るべく結合され、前記第
1計数値をリセットする手段(20,26);および前
記第1計数値をモニタし、前記第1計数値が所定の計数
閾値になる前にリセットされるときは、第1状態を有す
る出力信号を与え、前記第1計数値が前記所定の計数閾
値になると、第2状態を有する前記出力信号を与える第
2手段(32,34,36);によって構成されること
を特徴とする回路。
2. means (20, 26) for adjusting a first count in response to a reference signal and coupled to receive a first reset signal for resetting the first count; and and when the first count value is reset before reaching the predetermined count threshold value, provides an output signal having a first state, and when the first count value reaches the predetermined count threshold value, provides an output signal having a second state. A circuit characterized in that it is constituted by second means (32, 34, 36) for providing said output signal having a state.
【請求項3】  前記データ入力信号を受け取るべく結
合され、前記データ入力信号に応答して前記第1リセッ
ト信号を与える第3手段(16,24)から成ることを
特徴とする請求項2記載の回路。
3. A third means (16, 24) as claimed in claim 2, characterized in that it comprises third means (16, 24) coupled to receive said data input signal and provide said first reset signal in response to said data input signal. circuit.
【請求項4】  所定の周波数閾値についてデータ入力
信号の周波数を検出する周波数弁別器の集積回路であっ
て:データ入力,クロック入力,リセット入力および出
力を有する第1フリップフロップ回路(16)であって
、前記データ入力が第1論理信号を受け取るべく結合さ
れ、前記クロック入力がデータ入力信号を受け取るべく
結合され、前記出力が前記第1フリップフロップ回路の
前記リセット入力に結合されて第1リセット信号を与え
る第1フリップフロップ回路(16);クロック入力,
リセット入力および出力を有する第1カウンタ(20)
であって、前記クロック入力が基準信号を受け取るべく
結合され、第1計数値を調整し、前記リセット入力が前
記第1リセット信号を受け取るべく結合され、前記第1
計数値をリセットする第1カウンタ(20);前記第1
カウンタの前記出力に結合された入力を有し、かつ前記
第1計数値が所定の計数閾値に等しいときは前記第1状
態を有し、前記第1計数値が前記所定の計数閾値に等し
くないときは第2状態を有する出力信号を与える出力を
有する第1解読回路(32);データ入力,クロック入
力,リセット入力および出力を有する第2フリップフロ
ップ回路(38)であって、前記データ入力が前記第1
論理信号を受け取るべく結合され、前記クロック入力が
データ入力信号を受け取るべく結合され、前記リセット
入力が前記第1解読回路の前記出力信号を受け取るべく
結合されている、第2フリップフロップ回路(38);
およびデータ入力,クロック入力および出力を有する第
3フリップフロップ回路(42)であって、前記データ
入力が前記第2フリップフロップ回路の前記出力に結合
され、前記クロック入力がデータ入力信号を受け取るべ
く結合され、前記出力が前記第1計数値が前記所定の計
数閾値になる前にリセットされるときは前記第1状態を
有し、前記第1計数値が前記所定の計数閾値になると、
前記第2状態を有する出力信号を与える第3フリップフ
ロップ回路(42);によって構成されることを特徴と
する周波数弁別器の集積回路。
4. An integrated circuit of a frequency discriminator for detecting the frequency of a data input signal for a predetermined frequency threshold, comprising: a first flip-flop circuit (16) having a data input, a clock input, a reset input and an output. the data input is coupled to receive a first logic signal, the clock input is coupled to receive a data input signal, and the output is coupled to the reset input of the first flip-flop circuit to receive a first reset signal. A first flip-flop circuit (16) that provides a clock input;
First counter (20) with reset input and output
wherein the clock input is coupled to receive a reference signal and adjust a first count value, and the reset input is coupled to receive the first reset signal, and the reset input is coupled to receive the first reset signal and adjust the first count value.
a first counter (20) for resetting the counted value;
an input coupled to the output of a counter, and having the first state when the first count value is equal to a predetermined count threshold, and the first count value is not equal to the predetermined count threshold. a first decoding circuit (32) having an output for providing an output signal having a second state; a second flip-flop circuit (38) having a data input, a clock input, a reset input and an output; Said first
a second flip-flop circuit (38) coupled to receive a logic signal, said clock input coupled to receive a data input signal, and said reset input coupled to receive said output signal of said first decoder circuit; ;
and a third flip-flop circuit (42) having a data input, a clock input, and an output, the data input coupled to the output of the second flip-flop circuit, and the clock input coupled to receive a data input signal. and has the first state when the output is reset before the first count value reaches the predetermined count threshold, and when the first count value reaches the predetermined count threshold;
An integrated circuit of a frequency discriminator, characterized in that it is constituted by: a third flip-flop circuit (42) that provides an output signal having the second state.
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