JPH1174766A - クロックパルス逓倍装置 - Google Patents

クロックパルス逓倍装置

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JPH1174766A
JPH1174766A JP23112397A JP23112397A JPH1174766A JP H1174766 A JPH1174766 A JP H1174766A JP 23112397 A JP23112397 A JP 23112397A JP 23112397 A JP23112397 A JP 23112397A JP H1174766 A JPH1174766 A JP H1174766A
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JP
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clock
intermediate signal
output
terminal
signal
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JP23112397A
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Kiyoshi Miura
清志 三浦
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で、ジッタのない高精度の繰返し
周波数のクロックパルスを作成することが可能なクロッ
クパルス逓倍装置を提供する。 【解決手段】 互いに90°の位相差の4相クロックが
クロック発生回路10から出力され、第1のクロックF
k1、第2のクロックFk2が、セット端子S、リセッ
ト端子Rに入力されるS−Rラッチ回路11aから、第
1のクロックFk1の立上りで立ち上がり、第2のクロ
ックFk2の立上りで立ち下がる第1の中間信号Fa
が、第3のクロックFk3と第4のクロックFk4が入
力されるS−Rラッチ回路11bから、第3のクロック
Fk3の立上りで立ち上がり、第4のクロックFk4の
立上りで立ち下がる第2の中間信号Fbが出力され、セ
レクタ12で第1、第2の中間信号Fa、Fbが交互に
選択され、4相クロックのディユーティ比の影響なし
に、高精度の繰返し周波数のクロックパルスFoを、セ
レクタ12から出力可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、所定の位相差の4
相クロックに基づいて、2倍の繰返し周波数のパルスを
作成するクロックパルス逓倍装置に関する。
【0002】
【従来の技術】コンピュータなどの電子機器において
は、基準となる所定の繰返し周波数のクロックパルスを
使用して、システム全体を規則正しく動作させることが
必要であり、所定位相差の多相クロックに基づいて、よ
り高い繰返し周波数のクロックパルスを逓倍作成するこ
とが行なわれている。
【0003】この場合に、PLL(phase−loc
ked loop)を使用することもできるが、PLL
は回路構成が複雑になると共に、基本的には非線形回路
で厳密な解析が難しいこともあり、通常は、図7に示す
ように、EXOR(exclusive or)ゲート
1の一方の入力端子に、図8(a)に示すようなパルス
幅がWhで所定の繰返し周波数のクロックFk1を入力
し、EXORゲート1の他方の入力端子に、同図(b)
に示すように、クロックFk1と同一のパルス幅Wh
で、所定の繰返し周波数のクロックFk2を入力し、E
XORゲート1の出力端子から、同図(c)に示すよう
に逓倍されたクロックパルスFoを得るようにしてい
る。
【0004】この場合、EXORゲート1の出力端子か
ら出力される奇数番目のクロックパルスFoは、図8
(c)に示すように、クロックFk1の立ち上がりエッ
ジで立ち上がり、クロックFk2の立ち上がりエッジで
立ち下がり、偶数番目のクロックパルスFoは、クロッ
クFk1の立ち下がりエッジで立ち上がり、クロックF
k2の立ち下がりエッジで立ち下がっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来のクロック
パルス逓倍装置では、クロックFk1、Fk2のデュー
ティ比が正確に1:1でない場合には、例えば図8
(a)でWh≠Wlとなって、同図(c)に示すよう
に、EXORゲート1から出力されるクロックパルスF
oの周期が、W1≠W2となって一定とはならず、クロ
ックパルスFoにジッタが発生してしまう。
【0006】さらに、EXORゲート1では、クロック
Fk1の立ち上がりに対して、クロックパルスFoに生
じる立ち上がりの遅延と、クロックFk2の立ち上がり
に対して、クロックパルスFoに生じる立ち下がりの遅
延とに差があり、また、クロックFk1の立ち下がりに
対して、クロックパルスFoに生じる立ち上がりの遅延
と、クロックFk2の立ち下がりに対して、クロックパ
ルスF0に生じる立ち下がりの遅延とにも差がある。
【0007】従って、従来のクロックパルス逓倍装置で
は、クロックFk1、Fk2のデューティ比が正確に
1:1に設定されていない場合には、そのことに起因し
てジッタが発生し、さらに、クロックFk1、Fk2の
立ち上がり及び立ち下がりに対するクロックパルスFo
の立ち上がり及び立ち下がりの遅延差によるジッタが重
畳される。このように、従来のクロックパルス逓倍装置
では、所定の位相差を持つ多相パルスに基づいて、ジッ
タのない高精度の繰返し周波数のクロックパルスを作成
することは困難であった。
【0008】本発明は、前述したようなこの種のクロッ
クパルス逓倍装置の現状に鑑みてなされたものであり、
その目的は、簡単な構成で、ジッタのない高精度の繰返
し周波数のクロックパルスを作成することが可能なクロ
ックパルス逓倍装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、互いに90°の位相差を持つ4相クロッ
クを発生するクロック発生手段と、該クロック発生手段
から出力される第1のクロックの立ち上がりエッジで立
ち上がり、第2のクロックの立ち上がりエッジで立ち下
がる第1の中間信号を作成する第1の中間信号作成手段
と、前記クロック発生手段から出力される第3のクロッ
クの立ち上がりエッジで立ち上がり、第4のクロックの
立ち上がりエッジで立ち下がる第2の中間信号を作成す
る第2の中間信号作成手段と、前記第1の中間信号と前
記第2の中間信号とに基づいて、前記4相クロックに対
する逓倍処理を行なう逓倍処理手段とを有することを特
徴とするものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
[第1の実施の形態]本発明の第1の実施の形態を、図
1ないし図3を参照して説明する。図1は本実施の形態
の構成を示すブロック図、図2は図1のクロック発生回
路の構成を示す回路図、図3は本実施の形態の動作を示
すタイムチャートである。
【0011】本実施の形態では、図1に示すように、互
いに90°の位相差を持つ4相クロックFk1、Fk
2、Fk3、Fk4を出力するクロック発生回路10の
クロックFk1の出力端子に、S−Rラッチ回路11a
のセット入力端子が接続され、クロックFk2の出力端
子に、S−Rラッチ回路11aのリセット入力端子が接
続されている。同様に、クロック発生回路10のクロッ
クFk3の出力端子に、S−Rラッチ回路11bのセッ
ト入力端子が接続され、クロックFk4の出力端子に、
S−Rラッチ回路11bのリセット入力端子が接続され
ている。
【0012】また、S−Rラッチ回路11aの出力端子
は、セレクタ12の一方の入力端子に接続され、S−R
ラッチ回路11bの出力端子は、セレクタ12の他方の
入力端子に接続され、セレクタ12の制御端子には、ク
ロック発生回路10のクロックFk4の出力端子が接続
されている。
【0013】本実施の形態のクロック発生回路10は、
図2に示すように、4段の差動型のリングオッシレータ
で構成されていて、4段の差動増幅器13a〜13dが
互いに直列に接続され、各差動増幅器13a〜13dの
出力端子に、出力差動増幅器15a〜15dがそれぞれ
並列に接続されている。
【0014】差動増幅器13a〜13dは、それぞれ非
反転入力端子の入力信号と反転入力端子の入力信号との
差信号を出力信号とし、該差信号の反転信号を反転出力
信号として出力する構成となっているが、初段の差動増
幅器13aの出力信号と反転出力信号とは、2段目の差
動増幅器13bの反転入力端子と、非反転入力端子とに
それぞれ入力され、同時に、出力差動増幅器15aの非
反転入力端子と、反転入力端子とにそれぞれ接続されて
いる。
【0015】また、2段目の差動増幅器13bの出力信
号と反転出力信号とは、3段目の差動増幅器13cの反
転入力端子と、非反転入力端子とにそれぞれ入力され、
同時に、出力差動増幅器15bの非反転入力端子と、反
転入力端子とにそれぞれ接続されている。
【0016】さらに、3段目の差動増幅器13cの出力
信号と反転出力信号とは、4段目の差動増幅器13dの
反転入力端子と、非反転入力端子とにそれぞれ入力さ
れ、同時に、出力差動増幅器15cの非反転入力端子
と、反転入力端子とにそれぞれ接続されている。
【0017】そして、4段目の差動増幅器13dの出力
信号と反転出力信号とは、初段の差動増幅器13aの非
反転入力端子と、反転入力端子とにそれぞれ接続され、
同時に、出力差動増幅器15dの非反転入力端子と、反
転入力端子とにそれぞれ接続されている。
【0018】このようにして、差動増幅器13a〜13
dの出力端子にそれぞれ並列に接続された出力差動増幅
器15a〜15dからは、互いに90°位相の異なる第
1のクロックFkl、第2のクロックFk2、第3のク
ロックFk3、及び第4のクロックFk4が出力される
ように構成されている。
【0019】このような構成の本実施の形態の動作を、
図3のタイムチャートを参照して説明する。
【0020】本実施の形態では、クロック発生回路10
からは、図3(a)(b)(c)(d)に示すように、
互いに位相差φ(=90°)を持った第1のクロックF
k1、第2のクロックFk2、第3のクロックFk3、
及び第4のクロックFk4が出力される。S−Rラツチ
回路11aでは、セット入力端子Sに入力される第1の
クロックFk1の立ち上がりエッジによって、出力端子
の信号の論理値が“1”となり、リセット入力端子Rに
入力される第2のクロックFk2の立ち上がりエッジに
よって、出力端子の信号の論理値が“0”となり、S−
Rラッチ回路11aの出力端子からは、図3(e)に示
すように第1の中間信号Faが出力される。
【0021】また、S−Rラツチ回路11bでは、セッ
ト入力端子Sに入力される第3のクロックFk3の立ち
上がりエッジによって、出力端子の信号の論理値が
“1”となり、リセット入力端子Rに入力される第4の
クロックFk4の立ち上がりエッジによって、出力端子
の信号の論理値が“0”となり、S−Rラッチ回路11
bの出力端子からは、図3(f)に示すように第2の中
間信号Fbが出力される。
【0022】そして、第1の中間信号Faがセレクタ1
2の一方の入力端子に入力され、第2の中間信号Fbが
セレクタ12の他方の入力端子に入力され、第4のクロ
ックFk4がセレクタ12の制御端子に入力され、制御
端子に印加される第4のクロックFk4の信号の論理値
が“1”では、セレクタ12は第1の中間信号Faを選
択して出力し、制御端子に印加される第4のクロックF
k4の信号の論理値が“0”では、セレクタ12は第2
の中間信号Fbを選択して出力する。このために、セレ
クタ12の出力端子からは、図3(g)に示すように、
所定の周期W1(繰返し周波数1/W1)の逓倍された
クロックパルスFoが出力される。
【0023】この場合、クロックパルスFoの周期W1
は、第1のクロックFk1〜第4のクロックFk4の位
相差φの2倍2φとなり、第1のクロックFk1〜第4
のクロックFk4のデューティ比には無関係となって、
例えば図3(a)に示すように、第1のパルスFk1の
パルス幅Whと、パルス間隔Wlとが等しくなくても、
同図(g)に示すように、クロックパルスFoの周期W
1は一定となり、本実施の形態によると、簡単な構成に
よって、繰返し周波数1/W1は、第1のクロックFk
1〜第4のクロックFk4のデューティ比には無関係と
なり、ジッタのない高精度のクロックパルスの逓倍出力
が可能になる。
【0024】[第2の実施の形態]本発明の第2の実施
の形態を、図4及び図5を参照して説明する。図4は本
実施の形態の構成を示すブロック図で、すでに説明した
図1と同一部分には同一符号が付されており、図5は図
4のORゲート回路の構成を示す回路図である。
【0025】本実施の形態では、すでに図1を参照して
説明した第1の実施の形態のセレクタ12に代えて、O
Rゲート16が使用されており、本実施の形態のその他
の部分の構成は、すでに説明した第1の実施の形態と同
一である。本実施の形態のORゲート16は、図5に示
すような構成となっていて、p型MOS−FET23
a、23bのドレインには、電源端子21から所定のド
レイン電圧が印加され、p型MOS−FET23aのソ
ースはp型MOS−FET23cのドレインに、p型M
OS−FET23bのソースはp型MOS−FET23
dのドレインにそれぞれ接続され、p型MOS−FET
23aのゲートはp型MOS−FET23dのゲート
に、p型MOS−FET23bのゲートはp型MOS−
FET23cのゲートにそれぞれ接続されている。ま
た、p型MOS−FET23c、23dのソースは互い
に接続され、この接続点に出力インバータ25の入力端
子が接続されている。
【0026】さらに、出力インバータ25の入力端子に
は、n型MOS−FET24aのドレインと、n型MO
S−FET24bのドレインとが互いに並列に接続さ
れ、n型MOS−FET24aのソースとn型MOS−
FET24bのソースとはアース端子22を介してアー
スされている。そして、n型MOS−FET24aのゲ
ートが、第1の中間信号の入力端子t1に、n型MOS
−FET24bのゲートが、第2の中間信号の入力端子
t2にそれぞれ設定され、入力端子t1はp型MOS−
FET23cのゲートに、入力端子t2はp型MOS−
FET23aのゲートにそれぞれ接続されている。
【0027】本実施の形態の動作を、図3のタイムチャ
ートを転用して説明する。本実施の形態のクロック発生
回路10、S−Rラッチ回路11a、11bの動作は、
すでに説明した第1の実施の形態での動作と同一であ
り、以下に本実施の形態のORゲート16の動作を説明
する。
【0028】第1の中間信号FaがORゲート16に入
力されると、入力端子t1の信号の論理値が“1”とな
り、p型MOS−FET23cとp型MOS−FET2
3bのゲートに、ゲート電圧が印加されるために、p型
MOS−FET23cとp型MOS−FET23bとは
ONとなる。一方、ここで入力端子t2の信号の論理値
は“0”となっているので、p型MOS−FET23a
とp型MOS−FET23dのゲートには、ゲート電圧
は印加されず、p型MOS−FET23aとp型MOS
−FET23dとはOFFとなる。この時、第1の中間
信号Faに対応して、n型MOS−FET24aがON
となり、出力インバータ25の出力端子は、第1の中間
信号Faに応じて信号の論理値が“1”となり、出力イ
ンバータ25からクロックパルスが出力される。
【0029】また、第2の中間信号FbがORゲート1
6に入力されると、入力端子t2の信号の論理値が
“1”となり、p型MOS−FET23aとp型MOS
−FET23dのゲートに、ゲート電圧が印加されるた
めに、p型MOS−FET23aとp型MOS−FET
23dとはONとなる。一方、ここで入力端子t1の信
号の論理値は“0”となっているので、p型MOS−F
ET23cとp型MOS−FET23bのゲートには、
ゲート電圧は印加されず、p型MOS−FET23cと
p型MOS−FET23bとはOFFとなる。この時、
第2の中間信号Fbに対応して、n型MOS−FET2
4bがONとなり、出力インバータ25の出力端子は、
第2の中間信号Fbに応じて信号の論理値が“1”とな
り、出力インバータ25からクロックパルスが出力され
る。
【0030】入力端子t1、t2の信号の論理値が何れ
も“0”であると、p型MOS−FET23a〜23d
が全てOFFとなり、この時はp型MOS−FET24
aとp型MOS−FET24bとはOFFとなり、出力
インバータ25の出力端子の信号の論理値は“0”とな
っている。仮に、入力端子t1、t2の信号の論理値が
同時に“1”となると、p型MOS−FET23a〜2
3dが何れもONとなり、n型MOS−FET24a、
24bもONとなって、出力インバータ25の入力端子
には、電源端子からドレイン電圧が印加されるので、出
力インバータ25の出力端子の信号の論理値は“0”と
なり排他的な論理和動作が行なわれる。このようにし
て、本実施の形態によると、ORゲート16からは、図
3(g)に示すように、クロックFk1〜Fk4に基づ
いて、逓倍処理が施されたクロックパルスFoが出力さ
れる。
【0031】以上に説明したように、本実施の形態によ
ると、第1の実施の形態で得られる効果に加えて、MO
S−FETを使用することにより、ノイズを低減させる
ことができ、さらに入力端子t1から入力される第1の
中間信号Faの出力インバータ25からの出力までの遅
延特性と、入力端子t2から入力される第2の中間信号
Fbの出力インバータ25からの出力までの遅延特性を
揃えて、出力ジッタを大幅に低減することが可能にな
る。
【0032】[第3の実施の形態]本発明の第3の実施
の形態を、図6を参照して説明する。図6は本実施の形
態の構成を示すブロック図であり、すでに説明した図1
と同一部分には同一符号が付されている。
【0033】本実施の形態では、すでに図1を参照して
説明した第1の実施の形態のS−Rラッチ回路11a、
11bに代えて、D型フリップフロップ27a、27b
が使用されており、D型フリップフロップ27aのデー
タ端子Dには、所定のデータ電圧が印加され、クロック
端子CKに第1のクロックFk1が入力され、リセット
端子Rには第2のクロックFk2が入力されている。ま
た、D型フリップフロップ27bのデータ端子Dには、
所定のデータ電圧が印加され、クロック端子CKには第
3のクロックFk3が入力され、リセット端子Rには第
4のクロックFk4が入力されている。本実施の形態の
その他の部分の構成は、すでに説明した第1の実施の形
態と同一である。
【0034】本実施の形態の動作を、図3を転用して説
明する。本実施の形態のクロック発生回路10の動作
は、すでに説明した第1の実施の形態での動作と同一で
あり、ORゲート16の動作は、すでに説明した第2の
実施の形態での動作と同一である。
【0035】本実施の形態では、データ端子Dに所定の
データ電圧が印加されたD型フリップフロップ27aの
クロック端子CKに第1のクロックFk1が入力される
と、第1のクロックFk1の立ち上がりエッジにより、
D型フリップフロップ27aの出力端子Qの信号の論理
値が“1”となり、リセツト端子Rに第2のクロックが
入力されると、D型フリップフロップ27aの出力端子
Qの信号の論理値が“0”となり、D型フリップフロッ
プ27aの出力端子Qからは、図3(e)に示すよう
に、第1の中間信号Faが出力される。
【0036】同様に、データ端子Dに所定のデータ電圧
が印加されたD型フリップフロップ27bのクロック端
子CKに第3のクロックFk3が入力されると、第3の
クロックFk3の立ち上がりエッジにより、D型フリッ
プフロップ27bの出力端子Qの信号の論理値が“1”
となり、リセツト端子Rに第4のクロックが入力される
と、D型フリップフロップ27bの出力端子Qの信号の
論理値が“0”となり、D型フリップフロップ27bの
出力端子Qからは、図3(f)に示すように、第2の中
間信号Fbが出力される。
【0037】これらの第1の中間信号Fa及び第2の中
間信号Fbが、ORゲート16に入力され、すでに第2
の実施例で説明したようにして、ORゲート16から
は、図3(g)に示すように、逓倍されたクロックパル
スFoが出力される。
【0038】以上に説明したように、本実施の形態によ
ると、D型フリップフロップ27a、27bを使用し
て、第1の中間信号Faと第2の中間信号Fbとを作成
することにより、すでに説明した第2の実施の形態で得
られる効果を実現することが可能になる。
【0039】
【発明の効果】請求項1記載の発明によると、第1の中
間信号作成手段によって、互いに90°の位相差を持つ
4相クロックを発生するクロック発生手段から出力され
る第1のクロックの立ち上がりエッジで立ち上がり、第
2のクロックの立ち上がりエッジで立ち下がる第1の中
間信号が作成され、第2の中間信号作成手段によって、
クロック発生回路から出力される第3のクロックの立ち
上がりエッジで立ち上がり、第4のクロックの立ち上が
りエッジで立ち下がる第2の中間信号が作成され、逓倍
処理手段によって、第1の中間信号と第2の中間信号と
に基づいて、4相クロックに対する逓倍処理が行なわれ
るので、簡単な構成によって、クロック発生手段から出
力される4相クロックのディユーティ比の影響を受けず
に、これらの4相クロックに基づいて、逓倍処理手段に
よって、ジッターのない高精度の繰返し周波数のクロッ
クパルスを出力することが可能になる。
【0040】請求項2記載の発明によると、請求項1記
載の発明において、第1の中間信号作成手段と、第2の
中間信号作成手段とをS−Rラッチ回路とした構成によ
つて、請求項1記載の発明で得られる効果を実現するこ
とが可能になる。
【0041】請求項3記載の発明によると、請求項1記
載の発明において、第1の中間信号作成手段と、第2の
中間信号作成手段とをD型フリップフロップとした構成
によって、請求項1記載の発明で得られる効果を実現す
ることが可能になる。
【0042】請求項4記載の発明によると、請求項1記
載の発明において、逓倍処理手段を、第2のクロック及
び第4のクロックで制御されるセレクタとした構成によ
って、請求項1記載の発明で得られる効果を実現するこ
とが可能になる。
【0043】請求項5記載の発明によると、請求項1記
載の発明において、逓倍処理手段をORゲート回路とし
た構成によって、請求項1記載の発明で得られる効果を
実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。
【図2】図1のクロック発生回路の構成を示す回路図で
ある。
【図3】同実施の形態の動作を示すタイムチャートであ
る。
【図4】本発明の第2の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。
【図5】図4のORゲート回路の構成を示す回路図であ
る。
【図6】本発明の第3の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。
【図7】従来のクロックパルス逓倍装置の要部の構成を
示すブロック図である。
【図8】従来のクロックパルス逓倍装置の動作を示すフ
ローチャートである。
【符号の説明】
10… クロック発生回路、11a,11b…S−Rラ
ッチ回路、12…セレクタ、16…ORゲート、23a
〜23d…FET、24a,24b…FET、27a,
27b…D型フリップフロップ。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに90°の位相差を持つ4相クロッ
    クを発生するクロック発生手段と、 該クロック発生手段から出力される第1のクロックの立
    ち上がりエッジで立ち上がり、第2のクロックの立ち上
    がりエッジで立ち下がる第1の中間信号を作成する第1
    の中間信号作成手段と、 前記クロック発生手段から出力される第3のクロックの
    立ち上がりエッジで立ち上がり、第4のクロックの立ち
    上がりエッジで立ち下がる第2の中間信号を作成する第
    2の中間信号作成手段と、 前記第1の中間信号と前記第2の中間信号とに基づい
    て、前記4相クロックに対する逓倍処理を行なう逓倍処
    理手段とを有することを特徴とするクロックパルス逓倍
    装置。
  2. 【請求項2】 前記第1の中間信号作成手段と、前記第
    2の中間信号作成手段とがS−Rラッチ回路であること
    を特徴とする請求項1記載のクロックパルス逓倍装置。
  3. 【請求項3】 前記第1の中間信号作成手段と、前記第
    2の中間信号作成手段とがD型フリップフロップである
    ことを特徴とする請求項1記載のクロックパルス逓倍装
    置。
  4. 【請求項4】 前記逓倍処理手段が、前記第2のクロッ
    ク及び前記第4のクロックで制御されるセレクタである
    ことを特徴とする請求項1記載のクロックパルス逓倍装
    置。
  5. 【請求項5】 前記逓倍処理手段が、ORゲート回路で
    あることを特徴とする請求項1記載のクロックパルス逓
    倍装置。
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