JPH10261942A - 遅延回路 - Google Patents

遅延回路

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JPH10261942A
JPH10261942A JP9066776A JP6677697A JPH10261942A JP H10261942 A JPH10261942 A JP H10261942A JP 9066776 A JP9066776 A JP 9066776A JP 6677697 A JP6677697 A JP 6677697A JP H10261942 A JPH10261942 A JP H10261942A
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delay circuit
clock
reference clock
logic
fine
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Masatoshi Sato
政利 佐藤
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    • HELECTRICITY
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/317Testing of digital circuits
    • G01R31/31708Analysis of signal quality
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    • GPHYSICS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ファイン遅延回路のゲート数と、さらに変換
メモリの容量を少なくし、遅延時間の精度を向上させた
遅延回路を提供する。 【解決手段】 ロジック遅延回路とファイン遅延回路と
を使用した基準クロックによる遅延回路において、基準
クロックを分周してロジック遅延回路のクロックとする
分周器と、前記ロジック遅延回路の出力をデコードする
デコーダと、該デコーダの出力を受けて、前記基準クロ
ックから目的のクロックパルスを選択するフリップフロ
ップ回路とを具備した解決手段。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロジック遅延回路
とファイン遅延回路とを使用した基準クロックによる遅
延回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来技術の例について、図3〜図6を参
照して説明する。図5に示すように、従来の遅延回路
は、ロジック遅延回路20と、変換メモリ31と、フリ
ップフロップ50と、ANDゲート11と、ファイン遅
延回路61とで構成している。ここで、ロジック遅延回
路とは、スタート信号から所望のクロック数をダウンカ
ウントした後のクロックパルスを出力して、クロックの
周期の単位で遅延する遅延回路である。また、ファイン
遅延回路とは、基準クロックの周期の範囲内において、
所望の分解能の単位で遅延時間が可変できる遅延回路で
ある。
【0003】次に、図5に示す遅延回路の動作につい
て、図6のタイミングチャートを参照して説明する。但
し、図6は、説明を簡明とするために、回路素子自体の
位相遅れは略している。
【0004】基準クロックaの周期を、例えば100n
sとして、スタート信号bから202.5ns遅延した
クロックを出力させる場合で説明する。ロジック遅延回
路20において、スタート/ストップ制御回路21に基
準クロックaと同期したスタート信号bが入力される
と、そのスタート信号bをトリガとして基準クロックを
イネーブル(Enable)にし続けるので、カウンタ用のク
ロックkが出力される。
【0005】ダウンカウンタ23は、メモリ22のデジ
タルデータsをロードした後、指定のクロック数でボロ
ウ(borrow)を出力する。この例では、200ns遅延
させるために、3発目のクロックでボロウ(borrow)が
出力されて信号mとなる。この信号mと、基準クロック
aとをフリップフロップ50に受けて、リタイミング
し、目的のクロックパルスを選択するためにイネーブル
(Enable)のゲート信号をつくる。 そして、ANDゲ
ート11で目的のクロック(2クロック分の時間)が選
択されて、200nsの遅延時間が得られる。そして、
スタート信号から200ns遅延した信号pは、さらに
ファイン遅延回路61に入力される。
【0006】ファイン遅延回路61は、クロックの周期
の範囲で、所望の分解能でクロックを遅延させる必要が
あるが、その具体例を図3に、またタイムチャートを図
4に示す。但し、図4は、説明を簡明とするために、回
路上の位相遅れは簡略して表現している。
【0007】従来のファイン遅延回路は、例えば図3に
示すように、遅延時間の異なる遅延回路5a〜5nをシ
リーズに接続して、所望の可変遅延時間を実現してい
る。
【0008】そして、図4に示すように、フリップフロ
ップ4の出力を制御することにより、出力されるパルス
信号に遅延時間Tpdを付与するかしないかを選択でき
ることになる。さらに、遅延回路5aは、遅延ゲート1
a〜1nの数を変えることで相対的な遅延時間がえられ
る。従って、遅延時間が長くなると、遅延ゲート1a〜
1nの数が増加する。
【0009】そこで、ファイン遅延回路は、遅延回路5
a〜5nの各遅延時間を、クロックの周期の半分の遅延
時間から、所望の分解能となるまで順次半減させた遅延
時間にして設ける。そして、ファイン遅延回路は、各遅
延回路の遅延時間を任意に組み合わせて構成することで
所望の遅延時間がえられる。
【0010】例えば、基準クロックaの周期を100n
sとして、所望の分解能を0.1nsとすると、ファイ
ン遅延回路61は、各遅延時間が50ns、25ns、
12.5ns、6.3ns、3.2ns、1.6ns、
0.8ns、0.4ns、0.2ns、0.1nsの遅
延回路の10段が必要となる。
【0011】また、ファイン遅延回路61を構成してい
る各遅延回路5a〜5nの制御は、ロジック遅延回路2
0のメモリ22に設定されたデジタルデータrを読みだ
して、変換メモリ31でコード変換した制御用のデジタ
ルコードtで行っている。この例では、ファイン遅延回
路61で2.5ns遅延させる必要があるので、1.6
nsと、0.8nsと、0.1nsとの各遅延時間が加
算されるように制御している。
【0012】この結果、ロジック遅延回路20での遅延
時間200nsと、ファイン遅延回路61の遅延時間
2.5nsとが加算されて、合計202.5nsの遅延
時間が得られる。但し、この遅延時間は、遅延時間を0
nsとして設定したときの出力クロックとの相対的な位
相遅れである。
【0013】そして、従来の遅延回路では、基準クロッ
クの周期に依存してファイン遅延回路の可変範囲がきま
る。そのため、基準クロックの周期が長くなるほど、フ
ァイン遅延回路可変範囲が広くなり、所要のゲート数が
増大し、さらにそのファイン遅延回路を制御する変換メ
モリ31の容量も増加する。反対に、基準クロックの周
期を短くする場合は、ロジック遅延回路の動作周波数に
より制限され、またCMOSで構成したときは、動作周
波数に比例して消費電力が増加する。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】上記説明のように、所
望の分解能の遅延時間に対して、基準クロックの周期が
長くなるほど、ファイン遅延回路可変範囲が広くなり、
所要のゲート数が増大し、さらにそのファイン遅延回路
を制御する変換メモリ31の容量も増加する。特に、基
準クロックの周期の半分の遅延時間を得るための遅延ゲ
ート数が多くなる。また、ゲート遅延による長い遅延時
間の精度がとりにくいという実用上の不便があった。そ
こで、本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、
その目的は、ファイン遅延回路のゲート数と、さらに変
換メモリ31の容量を少なくし、遅延時間の精度を向上
させた遅延回路を提供することにある。
【0015】
【課題を解決する為の手段】即ち、上記目的を達成する
ためになされた本発明の第1は、ロジック遅延回路とフ
ァイン遅延回路とを使用した基準クロックによる遅延回
路において、基準クロックを分周してロジック遅延回路
のクロックとする分周器と、前記ロジック遅延回路の出
力をデコードするデコーダと、該デコーダの出力を受け
て、前記基準クロックから目的のクロックパルスを選択
するフリップフロップ回路と、を具備していることを特
徴とした遅延回路を要旨としている。
【0016】また、上記目的を達成するためになされた
本発明の第2は、基準クロックによる周期単位で遅延で
きるロジック遅延回路と、該ロジック遅延回路の信号を
受けて制御信号に変換する変換メモリと、該変換メモリ
で変換した制御信号で遅延時間が制御されるファイン遅
延回路と、を有して遅延時間を可変できる遅延回路にお
いて、基準クロックをN分周して前記ロジック遅延回路
のクロックとする分周器と、前記ロジック遅延回路の出
力からN分周前のクロックの順番を指定して、基準クロ
ックから目的のクロックを選択するクロック選択手段
と、を具備してファイン遅延回路の可変遅延範囲を1/
Nとしたことを特徴とした遅延回路を要旨としている。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態は、下記の実
施例において説明する。
【0018】
【実施例】本発明の実施例について、図1〜図4を参照
して説明する。図1に示すように、本発明の遅延回路
は、ロジック遅延回路20と、変換メモリ30と、フリ
ップフロップ50、51と、ANDゲート11と、ファ
イン遅延回路60と、デコーダ40と、分周器70とで
構成している。ここで、ロジック遅延回路20と、ファ
イン遅延回路60との動作は、従来技術で説明したのと
同様である。
【0019】次に、本発明の遅延回路の動作について、
図2のタイミングチャートを参照して説明する。但し、
図2は、説明を簡明とするために、回路素子自身の位相
遅れは略している。
【0020】例えば、従来の2倍の周波数である基準ク
ロックaの周期を50nsとし、分周器の分周をN=2
として、スタート信号bから202.5ns遅延したク
ロックを出力させる場合で説明する。ロジック遅延回路
20は、従来と同様の動作により出力信号eをデコーダ
40に供給する。
【0021】そして、デコーダ40は、分周をN=2と
したので、1対2のデコーダを使用する。また、信号s
を受けて、デコーダ40は、2分周された後の1周期の
範囲において、所望の遅延時間が2分周前の基準クロッ
クaについて何番目に相当するかにより、1番目のとき
は0から信号gを、2番目のときは1から信号fを選択
出力する。
【0022】即ち、この例では2分周(周期は2倍)し
ているので、100nsの範囲で、分周前の0〜50n
s未満の範囲か、50ns〜100ns未満の範囲かを
デコーダ40で選択する。つまり、遅延時間の設定値で
みると、所望の遅延時間が200ns〜250ns未満
の範囲においては0から信号gが出力され、250ns
〜300ns未満の範囲においては1から信号fが出力
される。
【0023】そして、この例では、遅延時間を202.
5nsとしているので、デコーダ40の出力0から信号
gが出力され、フリップフロップ50でリタイミングし
て、目的クロックを選択するゲート信号hとなる。そし
て、ANDゲート11で目的のクロックが選択されて、
ファイン遅延回路61の入力信号iとなる。
【0024】ファイン遅延回路60は、従来技術で説明
した図3と同じであるので説明を省略するが、本実施例
では、基準クロックaの周期が50nsとなっている。
【0025】従って、所望の分解能を0.1nsとすれ
ば、ファイン遅延回路60は、従来の50nsの遅延回
路が不要となり所要のゲート数も半減する。
【0026】また、ファイン遅延回路60を構成してい
る各遅延回路の制御は、ロジック遅延回路20のメモリ
22に設定されたデジタルデータrを読みだして、変換
メモリ30でコード変換した制御用のデジタルコードu
で行っている。また、変換メモリ30においても、制御
される50nsの遅延回路がないので、所要の変換メモ
リセルも半減する。
【0027】この例では、ファイン遅延回路60で2.
5ns遅延させる必要があるので、1.6nsと、0.
8nsと、0.1nsとの各遅延時間が加算されるよう
に制御している。
【0028】この結果、ロジック遅延回路20での遅延
時間200nsと、ファイン遅延回路61の遅延時間
2.5nsとが加算されて、202.5ns遅延した信
号jとなる。
【0029】上記説明のように、本実施例では、基準ク
ロックの周波数を2倍(周期を1/2)にし、分周器で
周波数を1/2倍(周期を2倍)にして、ロジック遅延
回路の動作周期は変えずに、ファイン遅延回路可変範囲
を1/2と狭くしたことにより、所要のゲート数は半減
し、さらにそのファイン遅延回路を制御する変換メモリ
31の容量も半減する。尚、本実施例では、分周器70
と、デコーダ40と、フリップフロップ51とが追加さ
れるが、遅延回路全体においてみた場合、ゲート数換算
での増加は微小なので無視できる。
【0030】ところで、本実施例ではクロックの周波数
を2倍(周期を1/2)とする例で説明したが、クロッ
クの周波数をN倍(周期を1/N)とする場合は、分周
器はN分周とし、デコーダ出力数はNとし、またフリッ
プフロップはN+1個とすることで同様に実現でき、所
要のゲート数を約1/Nとさらに大幅に削減できる。
【0031】また、説明を簡明とするために、本実施例
ではクロックの周期の長い例で説明したが、実用の遅延
回路においては、ロジック遅延回路は数ns、ファイン
遅延回路の分解能は数psで動作可能である。
【0032】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、基準ク
ロックの周波数をN倍(周期を1/N倍)にして、分周
器でN分周することにより、1/Nの周波数のロジック
遅延回路が使用でき、またファイン遅延回路の可変範囲
を1/Nと狭くしたので、以下に記載されるような効果
を奏する。即ち、ファイン遅延回路と変換用メモリを構
成するゲート数が削減でき、ファイン遅延回路の遅延経
路も短縮されるので、出力信号の熱ジッタが改善され、
遅延時間の精度を向上することがでる。また、ファイン
遅延回路が、外部ノイズを受けにくくなる効果もある。
さらに、ロジック遅延回路をCMOSで構成した場合
は、基準クロックをN倍としたときも、パワーはN倍と
ならないで一定であり、消費電力の増加なしに基準クロ
ックの高速化が実施できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の遅延回路のブロック図である。
【図2】本発明の遅延回路のタイムチャートである。
【図3】ファイン遅延回路の回路図である。
【図4】ファイン遅延回路のタイムチャートである。
【図5】従来の遅延回路のブロック図である。
【図6】従来の遅延回路のタイムチャートである。
【符号の説明】
5a〜5n 遅延回路 11 ANDゲート 20 ロジック遅延回路 30、31 変換メモリ 40 デコーダ 50、51 フリップフロップ 60、61 ファイン遅延回路 70 分周器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロジック遅延回路とファイン遅延回路と
    を使用した基準クロックによる遅延回路において、 基準クロックを分周してロジック遅延回路のクロックと
    する分周器と、 前記ロジック遅延回路の出力をデコードするデコーダ
    と、 該デコーダの出力を受けて、前記基準クロックから目的
    のクロックパルスを選択するフリップフロップ回路と、 を具備していることを特徴とした遅延回路。
  2. 【請求項2】 基準クロックによる周期単位で遅延でき
    るロジック遅延回路と、 該ロジック遅延回路の信号を受けて制御信号に変換する
    変換メモリと、 該変換メモリで変換した制御信号で遅延時間が制御され
    るファイン遅延回路と、 を有して遅延時間を可変できる遅延回路において、 基準クロックをN分周して前記ロジック遅延回路のクロ
    ックとする分周器と、 前記ロジック遅延回路の出力からN分周前のクロックの
    順番を指定して、基準クロックから目的のクロックを選
    択するクロック選択手段と、 を具備してファイン遅延回路の可変遅延範囲を1/Nと
    したことを特徴とした遅延回路。
JP9066776A 1997-03-19 1997-03-19 遅延回路 Pending JPH10261942A (ja)

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US09/037,843 US6037818A (en) 1997-03-19 1998-03-10 High resolution delay circuit having coarse and fine delay circuits
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