JPH07202657A - ディジタル遅延線 - Google Patents
ディジタル遅延線Info
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- JPH07202657A JPH07202657A JP6256087A JP25608794A JPH07202657A JP H07202657 A JPH07202657 A JP H07202657A JP 6256087 A JP6256087 A JP 6256087A JP 25608794 A JP25608794 A JP 25608794A JP H07202657 A JPH07202657 A JP H07202657A
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- Pulse Circuits (AREA)
Abstract
て1/n時間によって遅延されたプログラマブルディジ
タル遅延線を実現することを目的とする。 【構成】 ディジタル遅延線は入力信号期間の1/nに
よって相互に位相シフトされる同じ期間をもつn信号で
ある周期的な入力信号から供給する。直列にm遅延構成
要素を各々含み、マルチプレクサの入力に接続される遅
延構成要素の各出力を含むnセルを含む。入力信号の位
相とnセルの出力位相を比較する。各比較に1つのマル
チプレクサの出力を補正する。
Description
し、特に位相同期回路(PLL)システムの電圧制御発
振器(VCO)に使用されるディジタル遅延線に関す
る。
構成を示す図である。発振器は水晶発振器によって供給
される周波数fxをもつ、例えば270MHzの周波数
をもつ同期信号によって制御される。同期信号はレジス
タ1の同期入力端に供給される。レジスタまたはメモリ
の参照番号2及び3はVCOの制御信号によって調節さ
れるプログラマブル各々の値Q及びPを格納する。レジ
スタ2の内容は同期率でレジスタ1の入力Dに加算器4
を介して供給される。レジスタ1の出力Qはディジタル
比較器5の第1の入力端に、かつ加算器4の第2の入力
端に各々供給される。比較器5の第2の入力端にはレジ
スタ3の出力Pが供給され、比較器の出力は所定の信号
CLKであり、レジスタ1のリセット入力端に供給され
る。レジスタ1及び加算器4は各同期パルスfxで値Q
によって増加されるアキュムレータを形成する。それ
で、値Qの乗数が値Pに達する時、比較器はパルス信号
CLKを出力する。よって、この信号は周波数FCLK =
(Q/P)fxを有する。もちろん、これはPがQより
高いこと及びさらに2Qより高いことに関係する。しか
しながら、実際にこの回路はQ/Pより高い整数値によ
って、Q/Pによって乗算された周波数fxを供給され
ない。言い換えれば、周波数fxの期間での大きさの同
じ値のジッタである。
タを減らすために、周波数fxが増加されるかまたは周
波数FCLK は発振器の出力でスムーズである。両方の場
合で、これは水晶周波数を乗算するために、または発振
器のジッタをろ波するためにアナログPLLの加算に関
係する。そのようなアナログループの使用はディジタル
VCOの実現に反する。
例(例えば半導体のIEEEジャーナルVol.25,
No.6、1990年12月、PP1385〜139
4)、図2に示すように、一致する期間の1/nによっ
て位相シフトされる複数の信号が位相1、位相2・・・
位相nの各々の信号を供給するために水晶の周波数fx
で信号から供給される。そして、図3に示すように、も
し位相iが信号CLKの1つの期間を供給されるために
使用されれば、位相i+1信号(又は他の信号)は次の
期間に生じるように使用される。この場合、正確さ又は
ジッタは位相の数によって分割される入力信号の期間に
相当する。
LKを生じるために使用されるマルチプレクサ10のn
入力にもたらすことができる。マルチプレクサ10は周
波数シフトを提供するために可変周波数Fsで走査され
る。周波数Fsは直接にPLLに通常集積されたフィル
タステージから入力される補正変数に比例される。ビッ
ト率の倍率器11(BRM)には走査信号での補正値が
供給される。倍率器11の出力はアップダウンカウンタ
(UDC)12に供給され、アップカウンタ又はダウン
カウンタの動作はフィルタの補正値の信号ビットである
重要さを示すビットによって検出される。
おいて、1つの問題点は信号fxから位相シフトされた
n信号に存在する。現在、前述の方法の説明でリングカ
ウンタによって供給され得るnシフト信号を示す。しか
しながら、このリングカウンタの周波数は製造工程、温
度及び電圧変数の変動の独立するように制御しなければ
ならない。更には、この制御ステップはアナログ技術の
使用を必要となる。
を得るためにディジタル技術のみを使用しての実施を提
供することである。言い換えれば、本発明は所定の期間
を有する入力信号に対して1/n時間によって遅延され
たプログラマブルディジタル遅延線を実現することを目
的とする。
するために、本発明は入力信号期間の1/nによって相
互に位相シフトされる同じ期間をもつn信号である周期
的な入力信号から供給するためのディジタル遅延線が、
直列にm遅延構成要素を各々含み、マルチプレクサの入
力に接続される遅延構成要素の各出力を含むnセルと、
入力信号位相とnセルの出力位相を比較する手段と、各
比較にさらなる1つのマルチプレクサの出力を補正する
手段とを含む。
はm−1個の2入力マルチプレクサ、最後の2つのセル
の出力が供給される最も高いランクを有するマルチプレ
クサ及びより高いランクのマルチプレクサによって処理
されるセルより低いランクを有するセルの出力と直ちに
前者のランクを有するマルチプレクサによって形成され
る。
遅延される信号が供給される入力と活性化信号が供給さ
れる他の入力を有するNANDゲートによって形成され
る。
ト信号として使用される。
の非使用の遅延構成要素における防止信号としてとして
使用される。
する。図5に示すように、本発明はディジタル遅延線の
使用を提供するものであり、入力信号fxに関して遅延
された信号を供給するnセルのC1、C2、・・・、C
i、・・・、Cnを含み、マルチプレクサ10の入力に
信号P1、P2、・・・、Pi、・・・Pnを供給され
る。
グ同期回路が開示されている。図6は図5の遅延線のセ
ルCiの実施例である。第1の遅延構成要素d1には前
のセルの出力Pi−1が供給され、遅延構成要素djの
各出力がマルチプレクサMiの入力に供給され、当該マ
ルチプレクサMiは信号Piを出力し、次のセルの入力
に(及びマルチプレクサ10に)供給される。
は同じ遅延時間dを示す。そして、マルチプレクサMi
を介して選択することによって、遅延構成要素d1〜d
mの1つの出力信号、信号Pi−1とPiとの間の遅延
はj*d に等しく、dとm*dの間で変化する。各マルチ
プレクサMiにはここで説明する方法で供給され制御信
号CTLiが供給される。
々のアドレスに連続的に接続ポイントに接続され、少な
くとも1つに第1からの値で、他で選択された値で、マ
ルチプレクサは第2の期間でポインティングされる前に
すべてのマルチプレクサがポインティングされる。各時
間所定のマルチプレクサは入力の値がnセルの出力Pn
と信号fxの間の比較の結果の変数として増加され、又
は減少される。
ポイント上で同期されるとき信号fxと信号Pnの立ち
上がりエッジの間の差は値±dに等しい。よって、エラ
ーEの正(1)または負(0)が検出される。
つが増加され、又は減少される。次の検出中、エラーは
通常に反転され、ポインティングされるマルチプレクサ
は逆に増加され、又は減少される。
グは所定の時間で実現され、dより高い相違は2つの別
のセルによって供給される遅延との間で生じない。そし
て、永久的な調節を有するシステムは得られる。fxと
Pnの間の比較の比率は大変高い必要でなく、かつ同期
パラメータはシステムの通常動作中時間でゆっくりと変
わる。
各セルC1〜Cnは自動的に最小な遅延でセットされ、
エラーが見つけられる1つの増加と1つの減少との間変
わるまでこの瞬間から各セルの遅延は増加される。そし
て、図7に示す定常状態の動作が得られる。
Cnの制御回路の一例を示す図である。各セルはマルチ
プレクサ10に各信号P1,P2,・・・Pnを供給す
る。制御回路CTRは各セルを制御するように、かつよ
り正確にそれらのセルの各マルチプレクサMiを有する
復号器を制御するように設計される。前述したように、
制御回路CTRには入力信号fxと出力信号Pnが供給
され、付与された時間でセルの遅延が信号fxと信号P
nとの間の差Eの表示の変数として増加されるのか又は
減少されるのかを定める。実施例において、制御回路は
各セルC1,C2,・・・Cnを選択することに対して
出力SEL1,SEL2,・・・SELnと1つのユニ
ットによって他に関して異なる値RET1とRET2を
出力する。これらの値は各セルの遅延を定め、マルチプ
レクサMiの入力数は出力Piに接続されなければなら
ない。セルCiは提供される値SELiによる信号RE
T1又は信号RET2によって制御される。そして、各
セルによって供給される遅延が1つの初期の遅延dによ
って多くとも異なる。すべての信号SEL1〜SELn
は同じ値を有し、すべてのセルは同じ遅延を示す。
遅延でセットされるときに初期状態として始まり、RE
T1,RET2の初期値は(RET1,RET2)=
(1,2)となる。そして、すべての信号SEL1が1
になると、組(RET1,RET2)は(2,3)にな
り、すべての信号SELiが0になると、組(RET
1,RET2)は(3,4)になり、もし最大の遅延を
得るために必要ならば(m−1,m)までなる。セルC
iが(2+i/n)πで位相を有する信号Piを生じる
ので信号SELiは0から1へなるとき又は1から0に
なるときその変化は平均化する方法で実行される。この
目的を達成するために、セルC1〜Cnの遅延は時間を
越えて連続的に変化されない。最良の可変モードの1つ
が次の信号(nが2のパワーのときの場合):SEL
1,SELn/2,SELn/4,SEL3n/4,S
ELn/8,SEL5n/8,SEL3n/8,SEL
7n/8を連続的に選択することに含む。
対してジッタ±dを条件として明らかにされるので遅延
線に固有のジッタはdである。CMOS技術の電流は遅
延構成要素dを提供し、遅延時間は通常0.5〜1ns
であり、かなりのジッタが可能となる。
よるものであり、各セルにおける遅延構成要素djの各
mによるものであり、使用される技術によるものであ
る。従来のMOSで遅延構成要素dは望ましいし、この
遅延がd/2(最良の場合)と2d(最悪の場合)との
間で実際に変わる。それで、遅延線の遅延の合計は最良
の場合n*d/2とm* n*d/2の間で、最悪の場合n*2d と
m* n*2d の間で変化する。すべての場合で同期される
位相発振器のために、遅延線の遅延の合計は2n*dとn
* m*d/2内で構成される。
波数fmin=2/m* n*d及び最大周波数fmax=
1/n*2d を有する周波数レンジは結果としてなる。
0.8nsの場合、1つはfmin=19.5MHz、
fmax=39MHzを得、ジッタはd=0.8nsに
等しい。
で使用されるならばVCOでの固有のジッタは1/nf
xである水晶周波数の1/n時間である。先のiが位相
発振器(ジッタdを有する)の補正とPLLでの固有の
ジッタの間に存在し、ジッタJは、
り、 前述の例では、
回路を有する図6の1つのセルの実施例で示す。各遅延
構成要素djはNANDゲートを含み、かつ遅延構成要
素の数がm=8であるときの特別な場合である。各NA
NDゲートの第1の入力にはローランクのNANDゲー
トの出力に接続され、ゲートd1には信号Pi−1が供
給される。また、各NANDゲートの出力は2ウェイマ
ルチプレクサMijの第1の入力が供給され、第2の入力
にはハイランクのマルチプレクサの出力が供給され、N
ANDゲートdmの出力が供給される最後のマルチプレ
クサMim-1を除く。実際に、各遅延構成要素を考慮し
て、マルチプレクサでの変化は考慮されなければならな
い。そして、NANDゲートdmの後、遅延構成要素1
2が付加されている。
マルチプレクサMUXiによって制御される復号回路D
ECiからの制御信号が供給され、図8の回路CTRの
ような制御回路から信号RET1,RET2及びSEL
iが供給される。ブロックMUXiとDECiの特別な
最適な実施例は従来の記号がマルチプレクサ、インバー
タ及びANDゲートを存在するように彩飾される。この
特別な実施例は詳細に説明されていない。これらの回路
の目的はマルチプレクサMijに制御信号を供給すること
であり、第1の状態でマルチプレクサMi1〜Mik、かつ
信号RET1又はRET2の値に関係して第2の状態で
マルチプレクサMik〜Mim-1で設定されるからである。
力でバスMASKの導体に相当する信号が供給される。
このバスMASKの信号は各NANDゲートの出力に選
択された信号によって回路の動作をテストするために使
用される。好ましくは、バスMASKは使用されないセ
ルのNANDゲートを妨げるためにセルCiの動作中使
用される。これは電力消費を最小にできる。
ゲートの使用は立ち上がり端及び立ち下がり端での遅延
を平均化できる。その信号Piの有効期間がセルCiを
会して通ることによって少なく影響される。更に、簡単
な2入力マルチプレクサMi1〜Mim-1を含むマルチプレ
クサMiのランク変化はスイッチングなしで実行され
る。マルチプレクサMij〜Mij+1までの変化はこのマル
チプレクサの制御信号上1つの変化のみを要求される。
のマルチプレクサを使用することが示されている。マル
チプレクサの使用から生じる問題の1つは技術上の問題
が出力で生じることである。
E2を有するマルチプレクサで、もしマルチプレクサの
制御信号CMUXが供給される入力E1とE2の間の立
ち上がり端の間の出力を切り替える傾向があるならば、
負パルス又は技術上の問題を示すGLが出力信号Sに現
れる。前述したマルチプレクサMiにおいて、マルチプ
レクサで、2つの間の遅延はdである。もしマルチプレ
クサの制御が入力1で同期され、かつもし制御がこの入
力1に関する少なくとも値dによって遅延されるなら
ば、技術上の問題は生じない。図9に示すように、D型
フリップフロップ13は信号SELiの同期のために使
用される。マルチプレクサMUXiと復号器DECiの
フリップフロップ13の遅延はdより高く選択される。
制御ブロックによって生じる信号(RET1,RET
2,RELi)は周波数fxに同期され、信号SELi
の同期フリップフロップは準安定状態を除く。この欠点
を解決するために、Piの立ち上がり端はCnに高い位
相を有するセルに使用され、Piの立ち下がり端は低い
位相(C1から)を有するセルに使用される。そして、
低い位相セルにおいて、信号Piの出力とフリップフロ
ップ13の同期入力との間のインバータ14に挿入する
ために供給される。
ることにおいて、マルチプレクサでの固有の技術上の問
題はまだ存在する。よって、図11はマルチプレクサ1
0を同期するための方法を示す。アップ/ダウンカウン
タUDCを介してマルチプレクサ10の制御はこのマル
チプレクサの出力CLKをもって同期され、遅延回路1
5によって挿入されるセルCiの出力に等しい遅延によ
って遅延される。
遅延線は多種の提案されやすい。前述したように、ディ
ジタル遅延線は例えば周波数fxが32MHzでジッタ
が5nsより短いビデオPLLであるようなPLLでの
使用のためにVCOの実現に使用され得る。またディジ
タル遅延線は印刷回路に生じる線問題によって生じる信
号の遅延を補償するために使用される。またディジタル
遅延線は電話伝送の分野での同期又は非同期信号の位相
を検出し、結果回復するために使用される。
良は当業者であれば簡単に生じる。そのような改造、変
形や改良はこの提案の一部によるものであり、本発明の
技術思想及び見地によるものである。すなわち、前述の
説明は単に一例でありこれに限定されない。本発明は特
許請求の範囲の記載によって定められることにのみ限定
される。
ある。
である。
イムチャートである。
を示す図である。
を示す図である。
を示す図である。
示す図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 入力信号期間の1/nによって相互に位
相シフトされる同じ期間(P1,・・・Pi,・・・P
n)をもつn信号である周期的な入力信号(fx)から
供給するためのディジタル遅延線が、 直列にm遅延構成要素(d1,・・・dj,・・・d
m)を各々含み、マルチプレクサ(Mi)の入力に接続
される遅延構成要素の各出力を含むnセル(C1〜C
n)と、 入力信号の位相とnセルの出力位相(Pn)を比較する
手段と、 各比較にさらなる1つのマルチプレクサの出力を補正す
る手段とを含むことを特徴とするディジタル遅延線。 - 【請求項2】 各マルチプレクサ(Mi)はm−1個の
2入力マルチプレクサ、最後の2つのセルの出力が供給
される最も高いランク(Mim-1)を有するマルチプレク
サ及びより高いランクのマルチプレクサによって処理さ
れるセルより低いランクを有するセルの出力と直ちに前
者のランクを有するマルチプレクサによって形成される
請求項1に記載のディジタル遅延線。 - 【請求項3】 各遅延構成要素(di)は遅延される信
号が供給される入力と活性化信号(MASK)が供給さ
れる他の入力を有するNANDゲートによって形成され
る請求項1に記載のディジタル遅延線。 - 【請求項4】 活性化信号(MASK)がテスト信号と
して使用される請求項3に記載のディジタル遅延線。 - 【請求項5】 活性化信号(MASK)がセルの非使用
の遅延構成要素における防止信号としてとして使用され
る請求項3に記載のディジタル遅延線。 - 【請求項6】 各2入力マルチプレクサの制御信号は対
応するセルによって生成される入力信号位相に関する遅
延構成要素の遅延期間によって遅延される請求項2に記
載のディジタル遅延線。 - 【請求項7】 遅延線の出力の各々がディジタル位相同
期回路によって生成される信号の係数として出力の1つ
を選択するマルチプレクサ(10)に連結される請求項
1〜6のいずれか1項に記載のディジタル遅延線。
Applications Claiming Priority (2)
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