JPH07106956A - クロック位相選択回路 - Google Patents

クロック位相選択回路

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JPH07106956A
JPH07106956A JP5242775A JP24277593A JPH07106956A JP H07106956 A JPH07106956 A JP H07106956A JP 5242775 A JP5242775 A JP 5242775A JP 24277593 A JP24277593 A JP 24277593A JP H07106956 A JPH07106956 A JP H07106956A
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JP
Japan
Prior art keywords
phase
delay
taps
output
clock
Prior art date
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Pending
Application number
JP5242775A
Other languages
English (en)
Inventor
Shunji Abe
俊二 安部
Kenzo Urabe
健三 占部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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Publication date
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  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来実現困難であった高周波クロックの位相
選択を簡単な回路構成で可能とすることにある。 【構成】 入力クロックを遅延させるとともに遅延途中
の(N+n)個の遅延タップを出力するタップ付遅延素
子アレイ11と、該各出力遅延タップのうちの最終段か
ら前の2n個の出力と前記入力クロックの位相比較をす
る位相比較回路12と、該位相比較結果に基づき前記出
力遅延タップのうち前記入力クロックと位相が一致する
遅延タップTτを判定し該判定した遅延タップが定常時
において一周期長となる遅延タップNに対して何タップ
変動しているかを演算して変動タップ数Eτを出力する
周期長判定回路13と、該変動タップ数Eτと外部入力
の位相選択情報Sθをモジュロ加算するモジュロ加算回
路14と、該モジュロ加算出力SMODに基づき前記タッ
プ付遅延素子アレイ11の出力遅延タップを選択して位
相選択クロックを出力する切替器15とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はクロック位相選択回路、
特に高周波クロックの位相選択をする回路に関する。
【0002】
【従来の技術】クロック位相選択回路は、DPLL(Di
gital Phase Locked Loop)、信号遅延制御回路など
に用いられ、その応用範囲が非常に広い回路である。通
常は、その位相選択制御を行うことによりDPLL回路
においては参照信号への同期、信号遅延制御回路におい
ては信号の遅延時間の制御などを行う。
【0003】従来方式におけるクロック位相選択回路の
一構成図を図3に示す。この回路は入力されたクロック
をある一定時間遅延させ、所望の量だけ位相がずれたク
ロックとして出力する回路である。図3において、31
はクロック発振器で、発振周波数foscのクロックを発
生する。32はシフトレジスタで、クロック発振器21
の出力する発振周波数fos cに同期して入力参照クロッ
クの入力、シフトを行い、かつそのシフト値をタップ出
力として外部に出力する回路で、入力参照クロックの周
波数をfrefとすると、数1式の関係となる。
【0004】
【数1】
【0005】33は切替器で、位相選択情報Sθに基づ
いてシフトレジスタ32のタップ出力から一つを選択
し、位相選択クロックとして出力する回路である。
【0006】以上のような構成より、まず周波数fref
の入力参照クロックは発振周波数fo scに同期してシフ
トレジスタ32に入力され、そしてシフトされていく。
これによってシフトレジスタ32の各タップ出力から
は、入力参照クロックに対して一定時間遅延した、位相
の異なるクロックがそれぞれ出力されることとなる。切
替器33では位相選択情報Sθに基づいてシフトレジス
タ32のタップ出力の中から所望の位相のタップを選択
して外部に位相選択クロックとして出力することでクロ
ック位相選択回路が実現できる。このような回路は、パ
ルス追加/削除回路などを用いても実現可能である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの従来
方式では数1に示されるように入力参照クロックに対し
てN倍の高い周波数のクロック発振器が必要となるの
で、入力参照クロックがすでに高い周波数の場合は実現
不可能となる。又、高速クロック動作による消費電力の
増大などの問題も生じる。
【0008】本発明の目的は、従来方式で実現困難な高
周波クロックの位相選択を簡易な回路構成により可能と
することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的は、入力クロッ
クを遅延させるとともにその遅延途中のN+n個(N、
nは自然数でN>n)の遅延タップを外部に出力するタ
ップ付遅延素子アレイと、該タップ付遅延素子アレイの
出力する遅延タップ出力と前記入力との位相比較を行な
い該位相比較結果を出力する位相比較回路と、該位相比
較回路の出力する位相比較結果に基づき前記入力クロッ
クと前記タップ付遅延素子アレイの出力する遅延タップ
出力の位相が一致する遅延タップを判定し該判定した遅
延タップが定常時において一周期長となる遅延タップに
対してどの程度変動しているかを演算し該演算結果を変
動タップ数として出力する周期長判定回路と、該周期長
判定回路の出力する変動タップ数と外部から入力される
位相選択情報のモジュロ加算を行ない該加算結果を外部
に出力するモジュロ加算器と、該モジュロ加算器の出力
する結果により前記タップ付遅延素子アレイの遅延タッ
プ出力を選択し位相選択クロックとして出力する切替器
とを備えたことを特徴とするクロック位相選択回路によ
り達成される。
【0010】
【作用】上記本発明のクロック位相選択回路によれば、
入力参照クロックは、タップ付遅延素子アレイに入力さ
れ、ゲート遅延を利用して各位相に分解される。分解さ
れた各位相は、遅延タップ出力として位相比較回路及び
切替器に供給される。
【0011】位相比較回路では、前記遅延タップ出力と
入力参照クロックをそれぞれ位相比較し該比較結果を周
期長判定回路に供給する。
【0012】周期長判定回路では、位相比較回路からの
比較結果である論理を監視し、前記タップ付素子アレイ
の出力する遅延タップ出力のうち前記入力クロックと位
相が一致する遅延タップを検出し該タップを入力参照ク
ロックと同一周期長であるタップと判定する。そして該
判定タップが定常時における一周期長である遅延タップ
からのずれを演算し変動タップ数としてモジュロ加算器
に出力する。
【0013】モジュロ加算器では、前記周期長判定回路
からの変動タップ数と外部入力される位相選択情報のモ
ジュロ加算を行ない変動時における所望の位相の遅延タ
ップ位置を求め切替器に出力する。
【0014】切替器では、前記タップ付遅延素子アレイ
の遅延タップ出力の中から前記モジュロ加算器が示す遅
延タップ位置の出力を選択し外部に位相選択クロックと
して出力する。以上により高周波クロックの位相選択が
できる。
【0015】
【実施例】以下図面の一実施例により本発明を説明す
る。図1は本発明によるクロック位相選択回路の一構成
図で、図1において、11はタップ付遅延素子アレイ
で、入力参照クロックfrefを入力し、その入力値を遅
延させるとともにその中間値をタップ出力として外部に
供給する回路で、半導体ゲート等をシリーズに結合する
ことで実現できる。タップ付遅延素子アレイ11の具体
的構成図を図2に示す。複数の半導体ゲート21,2
2,23,…2(N+n)を複数段直列接続し、参照ク
ロックfrefを直列に入力し、各半導体ゲート21〜2
(N+n)間より遅延タップを並列出力する。その動作
は従来回路におけるシフトレジスタ32と同じである
が、回路的にシフトレジスタを使用していない所が異な
っている。各半導体ゲート21〜2(N+n)により物
理的ゲート遅延を利用して位相の分解を行い、そのゲー
ト出力をタップ出力として使用することでシフトレジス
タと等価の動作を実現している。
【0016】ここで、入力参照クロックの一周期長をN
段に分解する為には通常N個のタップ出力で十分である
が、タップ付遅延素子アレイ11は物理的遅延を利用し
ているので、各タップにおける遅延量は、温度変動、電
源電圧変動、ゲート個体差などにより一定ではない。よ
ってその各ゲートの遅延量の総和であるタップ付遅延素
子アレイ11全体としての遅延量は前述の要因により変
動することとなる。そこで、その全体の遅延量の変動幅
の最大値を求め、その値を±nタップとし、全体のタッ
プ数をN+nタップとしておけば一周期長の位相分解が
可能となる。
【0017】12は位相比較回路で、前述のタップ付遅
延素子アレイ11の遅延タップと入力参照クロックの位
相を比較し、その位相比較結果を外部に出力する回路
で、EORゲートやDタイプフリップフロップ(以下D
−F/F)などにより構成することができる。
【0018】13は周期長判定回路で前述位相比較回路
12の出力する位相比較結果に基づきタップ付遅延素子
アレイ11の何番目の遅延タップ出力が入力参照クロッ
クと同一位相になったかを検出し、同一位相になった遅
延タップを一周期長として判定する。次にそれが定常時
の一周期長であるN番目の遅延タップに対して±何タッ
プ変動しているかを演算し、演算結果を変動タップ数±
τとして外部に出力する回路である。
【0019】ここで、変動幅の最大はタップ付遅延素子
アレイ11の項で述べたとおり±nタップであるので、
前述の位相比較回路12、周期長判定回路13はタップ
付遅延素子アレイ11のN番目のタップを中心に±nタ
ップ、幅として2nタップの範囲にて、すなわち、これ
は遅延タップ出力のうちの最終段から前の2n個のタッ
プ出力の比較・判定を行えば一周期長の検出を問題なく
行うことができる。
【0020】14はモジュロ加算器で、前述の周期長判
定回路13の出力する変動タップ数±Eτと位相選択情
報Sθのモジュロ加算を行い、その結果をSMODとして
出力する回路である。具体的には、位相選択情報Sθ
を選択したいタップ番号とした場合、SMODは次の数2
のような式で与えられる。
【0021】
【数2】
【0022】15は切替器で、SMODに基づいてタップ
付遅延素子アレイ11の遅延タップ出力から一つを選択
し位相選択クロックとして出力する回路である。
【0023】次に、図1の構成図の動作について説明す
る。まず入力参照クロックfrefは、タップ付遅延素子
アレイ11に入力され図2に示す各半導体ゲート21〜
2(N+n)のゲート遅延を利用し各位相に分解され
る。各位相は、N+nタップの遅延タップ出力として位
相比較回路12及び切替器15に供給される。
【0024】位相比較回路12では、前記の各遅延タッ
プ出力と入力参照クロックfrefをそれぞれ位相比較
し、その結果を周期長判定回路13へ供給する。この場
合遅延タップ出力の位相比較は、遅延タップ出力のうち
の最終段から前の2n個のタップ出力を位相比較すれば
よいから比較処理は簡単になる。位相比較回路12にD
−F/Fを用いた場合、入力参照クロックfrefと各タ
ップ出力間に位相進みがある時、D−F/F出力には比
較結果としてハイレベルが表れるが、位相遅れがある場
合はローレベルのままである。周期長判定回路13では
そのD−F/F出力の論理を監視し、論理が反転する遅
延タップを検出し、その遅延タップを入力参照クロック
refと同一周期長であるタップTτと判定する。ここ
でタップ付遅延素子アレイ11全体の遅延量は前述のと
うり各種要因により変動するので、定常状態における一
周期長であるタップNとTτは同一とは限らない。よっ
て、その定常時からのずれを変動タップ数Eτ(ただし
τ=Tτ−N)とし、その値をモジュロ加算器14へ
供給する。従来方式のように一周期長の分解数がタップ
数Nで固定の場合、所望の位相を選択する時は、直接一
周期間1〜Nの中から選択すれば良いが、本発明の方式
の場合、一周期長間の分解数が変動するので、定常時に
おける所望の位相の遅延タップ位置を示す位相選択情報
θが変動時においてどの位置に来るのかを演算で求め
る必要がある。その演算を行うのがモジュロ加算器14
である。
【0025】モジュロ加算器14では、前述の周期長判
定回路13より供給されるEτと定常時(一周期長N)
の位相選択情報Sθを数2の式に基づいて演算し、変動
時における所望の位相の遅延タップ位置SMODを求め、
切替器15に供給する。切替器15ではタップ付遅延素
子アレイ11の遅延タップ出力の中からSMODの示すタ
ップ位置の出力を選択し外部に位相選択クロックとして
出力する。以上の動作により、高周波発振器を必要とす
ることなく、比較処理、演算処理等を簡単にして、容易
に高周波クロックの位相選択が可能となる。
【0026】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、従来実現困難であった高周波クロックの位相選択
が可能になり、かつこれを実現する回路も非常に簡単に
構成することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例クロック位相選択回路の構成
図である。
【図2】図1に用いたタップ付遅延素子アレイの具体的
構成図である。
【図3】従来方式のクロック位相選択回路図である。
【符号の説明】
11…タップ付遅延素子アレイ、12…位相比較回路、
13…周期長判定回路、14…モジュロ加算器、15…
切替器、21,22,23〜2(N+n)…半導体ゲー
ト。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力クロックを遅延させるとともに該遅
    延タップを外部に出力するタップ付遅延素子アレイと、
    該タップ付遅延素子アレイの出力する遅延タップ出力と
    前記入力クロックとの位相比較を行い該位相比較結果を
    出力する位相比較回路と、該位相比較回路の出力する位
    相比較結果に基づき前記タップ付遅延素子アレイの出力
    する遅延タップ出力のうちの前記入力クロックと位相が
    一致する遅延タップを判定し該判定した遅延タップが定
    常時において一周期長となる遅延タップに対して何タッ
    プ変動しているかを演算し該演算結果を変動タップ数と
    して出力する周期長判定回路と、該周期長判定回路の出
    力する変動タップ数と外部から入力される位相選択情報
    のモジュロ加算を行い該モジュロ加算結果を外部に出力
    するモジュロ加算器と、該モジュロ加算器の出力する結
    果により前記タップ付遅延素子アレイの遅延タップ出力
    を選択し位相選択クロックとして出力する切替器とを備
    えたことを特徴とするクロック位相選択回路。
  2. 【請求項2】 前記タップ付遅延素子アレイは(N+
    n)個(N、nは自然数)の遅延タップを出力し、且つ
    前記位相比較回路は前記タップ付遅延素子アレイの出力
    する遅延タップのうちの最終段から前の2n個の出力と
    前記入力クロックとの位相比較を行なうことを特徴とす
    る請求項1記載のクロック位相選択回路。
JP5242775A 1993-09-29 1993-09-29 クロック位相選択回路 Pending JPH07106956A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5963107A (en) * 1997-11-14 1999-10-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Pulse-width modulation signal generator
US6020773A (en) * 1997-11-14 2000-02-01 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Clock signal generator for generating a plurality of clock signals with different phases, and clock phase controller using the same
US6205086B1 (en) 1999-04-28 2001-03-20 Hitachi, Ltd. Phase control circuit, semiconductor device and semiconductor memory

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