JPS62151023A - 多段分周バイナリ・カウンタ - Google Patents

多段分周バイナリ・カウンタ

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JPS62151023A
JPS62151023A JP29424485A JP29424485A JPS62151023A JP S62151023 A JPS62151023 A JP S62151023A JP 29424485 A JP29424485 A JP 29424485A JP 29424485 A JP29424485 A JP 29424485A JP S62151023 A JPS62151023 A JP S62151023A
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circuit
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group
stage
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Seiichi Noda
誠一 野田
Takashi Nakazawa
敬 中澤
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は2進数値信号の多段分周ノくイカ1ノ・カウン
タに関する。
(従来の技術) 多段分周バイナリ・カウンタは、異なる2進数値信号を
デエーテイ比の異なる/(ルス信号に変換するいわゆる
パルス幅変調を行なうに適しており、電圧制御発振器(
VCO)の制御信号発生回路などによく用いられる。こ
の目的に使用される多段分周バイナリ・カウンタは、ゲ
ートの伝ばん遅延時間Tpdの小さなことが要求される
ので、通常、完全並列キャリー同期方式に構成され、ま
た、その出力側は各段からの分周出力のカウント・アツ
プ信号を出力するN入力論理積回路から構成される。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、この従来の回路構成によると、第2段目
以降に含まれるキャリー信号発生回路の論理積回路(以
下アンド回路という)は、後段に行くほどその入力数を
増やし便用する半導体素子数を増加せしめる。すなわち
、入力する2進数値信号がNビット構成のものであれば
、最終段におけるアンド回路の入力数は(N−1)本と
なり、便用する半導体素子数のj−加と共にその伝ばん
遅延時間Tpdも増大して行く。通常、この伝ばん遅延
時間’rpctの大きさは入力ビツト数Nにほぼ比例し
て増大して行く。一般に並列キャリー方式では、一段当
りの伝ばん遅延時間Tpdの大きさがクロック信号の最
高周波数において、そのアクティブでない期間より短い
ことが条件とされているので、結局のところ、この従来
回路構成の多段分周バイナリ・カウンタの最高動作周波
数は、入力ビット数Nにほぼ比例して増大して行く最終
段における(N−1)入力アンド回路の伝ばん遅延時間
’rpctの大きさにより左右される。また、入力ビッ
ト数Nの増加と共に起こる伝ばん遅延時間Tpdの好ま
しからざる増大問題は、出力側に2けるN人力アンド回
路にも同じ理由で同様に生ずる。この出力側アンド回路
の入力数はカウンタ段のものよ51本多いので、この影
響は更に太き−い。
通常、この完全並列キャリー方式における上記の問題点
は、キャリー供給をいわゆる混合方式とすることで一般
には解決される。この混合方式とは、カウンタ全体を数
段毎にグループ分けし、グループ内は並列方式、グルー
プ間を直列方式に構成したキ!り一供給方式である。こ
れによると、各グループの最終段に属するアンド回路の
入力数を減らすことができるので、これによる遅延時間
の問題は解決される。しかし、2進数値信号の多段分周
カウンタの如くカウンタ段にセレクタ回路などが挿入さ
れるものでは、グループ内の遅延時間の累積によりグル
ープ間キャリー信号の伝ばん時間に大きな遅れを生ずる
ので、要求されるきわめて高速な回路動作に充分に対応
することができない。とり分け、出力側アンド回路の伝
ばん遅延時間の改善には殆んど役に立たず、入力ビツト
数Nの増加と共にカウンタ回路全体の最高動作周波数に
対し、依然として著しい制限を与える。
すなわち、従来回路構成の多段分周バイナリ・カウンタ
は、入力する2進数値信号のビット数Nの増加と共に最
高動作周波数を著しく制限するので、極めて大きなビッ
ト構成の数値信号に対しては迅速な信号変換動作を行な
うことができない。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記の情況に鑑み、ブロック間キャリ
ー信号をクロック信号と同期させ、且つ出力側アンド回
路の入力数を大幅に減らし得るように回路構成し、最高
動作周波数を著しく高めた2進数値信号の多段分周バイ
ナリ・カウンタを提供することである。
〔発明の構成〕
本発明の多段分周バイナリ・カウンタは、2進数値信号
のNビットを複数個のグループに入力せしめる8個の入
力端子と、前記入力端子にそれぞれ接続されグループ内
それぞれのビット信号を分周カウントする並列キャリー
方式の多段分周カウンタ回路と、前記多段分周カウンタ
回路のグループ毎にカウント・アップ信号出力をクロッ
ク信号にそれぞれ同期させてリタイミングし前段グルー
プから後段グループに属する多段分周カウンタ回路に順
次キャリー信号として供給する複数個の7リツプ・フロ
ップ回路とを備えることを含む。
また、本発明の多段分周バイナリ・カウンタは、前記グ
ループの最終グループに属する多段分周カウンタ回路の
カウント・アップ信号出力とその前段グループが出力す
るキャリー信号との論理積出力を、前記フリップ・フロ
ップ回路を介してリタイミングし外部出力信号とするこ
とを含んで構成される。
〔問題点を解決するための手段〕
すなわち1本発明によれば、2進数値信号のNビットは
従来の混合方式に做って複数個のグループに区分されて
入力され、それぞれのビットはグループ内に並列キャリ
ー方式の多段分周カウント回路で同じように分周カウン
トされる。ここで、前段グループから後段グループに属
する多段分周カウンタ回路に供給されるキャリー信号は
、それぞれグループ毎のカウント・アップ信号のクロッ
ク信号によるリタイミング出力が利用される。すなわち
、それぞれのカウント・アップ信号出力はそれぞれに準
備されたD形フリップ回路のD端子に人9.クロック端
子Cに加えられるクロック信号と同期調整された後、前
段グループから後段グループに対する順次のキャリー信
号となる。また、出力側のアンド回路は、最終グループ
に属する多段分周カウンタ回路の各分周出力とその前段
グループが出力するキャリー信号とをそれぞれ入力信号
とするよう回路構成される。すなわち、最終グループの
分周カウンタ回路がm段構成の場合であれば、入力ビツ
ト数Nよりはるかに少ない(m−1−1)入力のアンド
回路に構成される。このアンド回路出力は、結局、最終
段グループに属する多段分周カウンタ回路の各分周出力
とその前段グループまでが出力する分周出力の全てのカ
ウント・アップ信号出力に相当し、準備されたD形フリ
ップ・フロップ回路を介し同様にクロック信号によシリ
タイミングされた後、外部出力信号として利用される。
〔作用〕
入力Nビットの複数グループへの区分は、従来の混合キ
ャリー方式の場合と同じくキャリー信号を発生するアン
ド回路の入力数を著しく減らし、この伝ばん遅延時間T
pdを効果的に改善するよう作用する。また、グループ
毎に挿入されるD形フリップ・フロップ回路は、グルー
プ内に生ずる信号伝ばん遅延時間の累積を解消すると共
に、クロック信号に忠実に追縦するキャリー信号を前段
グループから後段グループに順次供給し得る回路構成を
与える。一般に7リツプ・フロップ回路の遅延時間はア
ンド回路の数分の−にすぎないので、上記の如くキャリ
ー信号を発生するアンド回路の遅延時間の改善が行なわ
れる限り、仮令、D形フリップ・フロップ回路がグルー
プ毎に挿入されても、グループ内遅延時間の累積を解消
こそすれカウンタ全体の遅延時間を増加させることを全
くなく、むしろ回路動作を安定化せしめる。また、グル
ープ毎の各分周出力のカウント・アップ信号出力をグル
ープ間キャリー信号とするキャリー供給方式は、出力側
アンド回路の入力数を入力ビット数Nよりはるかに少な
い(m+1)入力に設定し得ること全可能とし、この伝
ばん遅延時間Tpdの大きさを入力ビット数Nの増加に
対し全く無関係に選択せしめ得る。すなわち、グループ
毎に挿入されるD形フリップ・フロップ回路のりタイミ
ング機能は、カウンタ全体の伝ばん遅延時間Tpdを改
善すると共に回路動作を安定化するよう作用し、また、
各グループ毎にカウント・アップ信号のりタイミング出
力をグループ間キャリー信号とする回路構成は、クロッ
ク信号に忠実に追縦する安定な回路動作と出力側アンド
回路の伝ばん遅延時間Tpdを入力ビット数Nの大きさ
とは全く関係なく、大幅に減少せしめ得るよう機能する
。以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例を示す接続回路図で、入力ビ
ットN=i2つのグループに区分して入力させた最も簡
単な場合を示す。本実施例では2進数値信号を6ビツト
構成とした場合が示され、Do。
DI、D2の3つのビットは第1おグループエを形成し
て入力端子1,2および3にそれぞれ入力され、また、
D3.D4およびD5の3つのビットは第2のグループ
■を形成して入力端子4,52よび6にそれぞれ入力さ
れるよう構成される。ここで、端子7はクロック信号C
LKの入力端子である。また、各ビット入力端子にはセ
レクタ8を介してフリップ・フロップ回路9がそれぞれ
接続され、インバータ回路10.エクスクリイ・オア回
路11およびアンド回路12を適宜用い、従来と同じ並
列キャリー方式に回路構成された多段分周カウンタ回路
が、グループ1′s?よび■内にそれぞれ独立に配置さ
れる。更に、本実施例では、グループIKMする3つの
フリップ・フロップ回路9の分周カウント出力をカウン
ト・アップする3人カアンド回路13およびこのカウン
ト・アップ信号をクロック信号CLK同期させてリタイ
ミングするD形フリップ−フロップ回路14と、グルー
プ■に貞し同様に機能する4人カアンド回路15および
D形フリップ・フロップ回路16とをそれぞれ含む。こ
こで、D形フリップ−70ツブ回路14の出力はグルー
プ間キャリー信号としてグループ′バの多段分周カウン
タ回路にその一部を供給し、また、一部が4人カアンド
回路15の一人力となり、D形フリップ−70ツブ回路
16から外部出力信号Fが得られるよう結線される。
本実施例では、Do−Dsの各人力ビットは外部出力信
号Fが0”レベルを示すときセレクタ8を介し7リツプ
・フロップ回路9にそれぞれ一斉に入力され、MOBの
ビットDoからL8Bのピッ)Dsに向かい従来と全く
同様に順次1/2゜1/4 、1/8 、・・・、 1
/64  にそれぞれ分周される。
グループ1に属する1/2 、1/4および1/8の3
つの分周出力は3人カアンド回路13でカウント・アッ
プ出力が検出され、このカウント・アップ信号出力はD
形7リツプーフロツプ回路14に入り、クロック端子7
からのクロック信号CLKによリタイミングされる。こ
のりタイミング効果により、セレクタ8およびエクスク
リイシブ・オア回路11の各遅延素子に基因する各段分
周カウンタ回路の累積遅延時間は解消され、クロック信
号CLKに忠実に追縦するキャリー信号をグループ…に
属する分周カウンタ回路の各段に与えるOとができる。
また、グループ…に属する1/16゜1/32および1
/64  の3つの分周出力は、上記り形7リツプ・フ
ロップ回路14の出力と共に4人カアンド回路15に入
り、これらのカウント・アップ出力が検出される。既に
明らかなように、D形フリップ・フロップ回路14の出
力はグループ■のカウント・アップ信号出力を含んでい
るので、D形7リツプーフロツプ回路16の出力端子Q
からはDo−Dsの6ビツトから成る入力数値信号のパ
ルス幅変調・信号が外部出力信号FとしFとして出力さ
れる。
以上は6ビツト人力t−2グループに区分した場合につ
いて説明したが、これを更に一般化しNビット入力をそ
れぞれm段構成の分周カウンタ全体の複数グループに区
分した場合でも容易に実施し得ることは明らかである。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように、本発明によれば、並列キャ
リー方式の特長を生かしつつ出力側を含めそのアンド回
路入力数を著しく減少せしめる外。
グループ内の累積遅延時間を解消し得るので、カウンタ
全体の伝ばん遅延時間Tpdを顕著に改善することがで
きる。このことは従来の回路構成と比較することで、よ
り一層理解される。
第2図は従来の多段分周バイナリ・カウンタの接続回路
図で、第1図と共通するものには同一符号が用いられて
いる。2つの接続回路の比較により明らかなように、ア
ンド回路120入力数は、第1図のものではグループ毎
に均等とされ最終段においても変わらないのに対し、第
2図のものでは段数の増加と共に増え続は最終段では(
N−1)本の入力数となる。同様に出力側アンド回路1
5および170入力数の比較では、一方が常にN本を必
要とするのに対し他方は最終グループをm段構成とした
場合、これよシ遥るかに少ない(m−4−1)本で足り
、且つ入力ビット数Nに制約されない。
また、カウンタ全体はクロック信号CLKと常に同期が
保たれているので、回路動作はきわめ安定化される。従
って、カウンタ全体を構成する7リツプ・フ筒ツブ回路
の伝ばん遅延時間特性で制約される範囲内において動作
周波数を高めることができ、非常に大きな数値信号に対
して高速且つ安定に回路動作を行わしめ得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す接続回路図、第2図は
従来の多段分周バイナリ・カウンタの接続回路図である
。 1〜6・・・・・・ビット入力端子、7・・・・・・ク
ロック信号入力端子、8・・・・・・セレクタ、9・・
・・・・7リツプ一フロツプ回路、10・・・・・・イ
ンバータ回路、11・・・・・・エクスクリイシプーオ
ア回路、12,13゜15,17・°°・・・アンド回
路、14,15・・・・−・D形7リツプ・フロップ回
路、I 、 ト・・・・・区分グループ番号、DO〜D
s・・・・・・入力ビツト、F・・・・・・外部出力信
号、CLK・・・・・・クロック信号。 にダーーー6殺A坏jうL−、lTh方シント・ん7肩
出力便1ンア〉ドロf名、/d、l/:−−−リグイお
グ用フリ、−7=フロツグ8瓜方51 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)2進数値信号のNビットを複数個のグループに区
    分せしめるN個の入力端子と、前記入力端子にそれぞれ
    接続されグループ内それぞれのビット信号を分周カウン
    トする並列キャリー方式の多段分周カウンタ回路と、前
    記多段分周カウンタ回路のグループ毎のカウント・アッ
    プ信号出力をクロック信号にそれぞれ同期させてリタイ
    ミングし前段グループから後段グループに属する多段分
    周カウンタ回路に順次キャリー信号として供給する複数
    個のフリップ・フロップ回路とを備えることを特徴とす
    る多段分周バイナリ・カウンタ。
  2. (2)前記グループの最終グループに属する多段分周カ
    ウンタ回路のカウント・アップ信号出力とその前段グル
    ープが出力するキャリー信号との論理積出力を、前記フ
    リップ・フロップ回路を介してリタイミングし外部出力
    信号とすることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項
    記載の多段分周バイナリ・カウンタ。
JP60294244A 1985-12-25 1985-12-25 多段分周バイナリ・カウンタ Expired - Lifetime JP2702111B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63262918A (ja) * 1987-04-02 1988-10-31 レイセオン・カンパニー 2進カウンタ
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