JPH10171548A - 中間位相クロック生成回路 - Google Patents

中間位相クロック生成回路

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JPH10171548A
JPH10171548A JP8329680A JP32968096A JPH10171548A JP H10171548 A JPH10171548 A JP H10171548A JP 8329680 A JP8329680 A JP 8329680A JP 32968096 A JP32968096 A JP 32968096A JP H10171548 A JPH10171548 A JP H10171548A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 動作精度および動作の安定性を向上でき、か
つ、基板上に回路のレイアウトの面積の増大を防止でき
る中間位相クロック生成回路を実現する。 【解決手段】 入力信号に対して同じ遅延時間を与える
遅延回路10,20を直列に接続してクロック信号CL
1 を遅延させ、遅延回路20の出力信号とクロック信
号CLK2 の位相を位相比較器30により比較し、これ
らの信号の位相差に応じてアップダウン信号SUDを発生
し、遅延制御回路40に出力し、遅延制御回路40はア
ップダウン信号SUDに応じて、遅延制御信号S40の各
ビットを設定し、遅延回路10,20にそれぞれ出力
し、遅延回路20の出力信号の位相とクロック信号CL
2 の位相が一致するように遅延回路10,20の遅延
時間を制御するので、遅延回路10の出力端子からクロ
ック信号CLK1 ,CLK2 の中間位相を有するクロッ
ク信号CLK3 が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、周波数は同じく位
相の異なる二つの入力クロック信号に応じて、これらの
クロック信号の中間位相を有するクロック信号を生成す
る中間位相クロック生成回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】共通のシステムクロック信号により動作
タイミングが制御されるいわゆる同期型回路において
は、クロック信号の転送線遅延などで生じた遅延時間に
より、回路の異なる部分の動作タイミングずれが生じる
ことがある。これを回避するため、途中で折り返された
一対のクロック信号転送線上、折り返し点から見て等距
離にある二つのノードから位相の異なる二つのクロック
信号を取り出して、両者の中間位相を有するクロック信
号を発生することにより、回路の任意の部分において
も、タイミングずれのない動作クロック信号を得られ
る。
【0003】図12は従来の中間位相クロック生成回路
の一構成例を示す回路図である。図12に示すように、
本例の中間位相クロック生成回路は、二つの演算増幅器
(オペアンプ)AMP1 ,AMP2 および比較器(コン
パレータ)CMPにより構成されている。
【0004】オペアンプAMP1 ,AMP2 に位相の異
なるクロック信号CLK1 ,CLK2 が入力され、そし
て、これらのオペアンプの出力信号がコンパレータCM
Pに入力され、コンパレータCMPにより入力されたク
ロック信号CLK1 ,CLK2 の中間位相のクロック信
号CLK3 が生成される。
【0005】以下、図12を参照しつつ、本例の中間位
相クロック生成回路の構成および動作について、簡単に
説明する。クロック信号CLK1 ,CLK2 はそれぞれ
入力端子T1 ,T2 に入力される。入力端子T1 は抵抗
素子R1 を介してオペアンプAMP1 の反転入力端子
“−”に接続され、オペアンプAMP1 の非反転入力端
子“+”は基準電圧Vref の供給線に接続されている。
さらにオペアンプAMP1 の反転入力端子“−”と出力
端子ND1 間にキャパシタC1 が接続されている。
【0006】入力端子T2 が抵抗素子R2 を介してオペ
アンプAMP2 の反転入力端子“−”に接続され、オペ
アンプAMP2 の非反転入力端子“+”は基準電圧V
ref の供給線に接続されている。さらにオペアンプAM
2 の反転入力端子“−”と出力端子ND2 間にキャパ
シタC2 が接続されている。
【0007】オペアンプAMP1 の出力端子ND1 は抵
抗素子R3 を介してコンパレータCMPの反転入力端子
“−”に接続され、オペアンプAMP2 の出力端子ND
2 は抵抗素子R4 を介してコンパレータCMPの非反転
入力端子“+”に接続されている。コンパレータCMP
の出力端子は中間位相クロック信号CLK3 の出力端子
3 に接続されている。
【0008】オペアンプAMP1 、抵抗素子R1 および
キャパシタC1 により積分回路が構成され、オペアンプ
AMP1 の出力端子ND1 に入力端子T1 に入力された
信号の積分信号が得られる。同様に、オペアンプAMP
2 、抵抗素子R2 およびキャパシタC2 により積分回路
が構成され、オペアンプAMP2 の出力端子ND2 に入
力端子T2 に入力された信号の積分信号が得られる。
【0009】ここで、クロック信号CLK1 ,CLK2
の周波数に応じてこれらの積分回路の時定数を設定する
ことにより、図13に示す三角形の信号(三角波)V
ND1 ,VND2 が得られる。なお、オペアンプAMP1
出力端子ND1 とオペアンプAMP2 から得られた三角
波VND1 ,VND2 の位相差は、クロック信号CLK1
CLK2 の位相差と同じである。
【0010】積分回路により得られた二つの三角波V
ND1 ,VND2 を抵抗素子R3 ,R4 を介してそれぞれコ
ンパレータCMPの反転入力端子“−”および非反転入
力端子“+”に入力することで、クロック信号CL
1 ,CLK2 の中間位相を有するクロック信号CLK
3 がコンパレータCMPの出力端子に出力される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の中間位相クロック生成回路は、オペアンプ、抵抗素
子およびキャパシタを使用したアナログ回路により構成
され、半導体基板上に形成される抵抗素子およびキャパ
シタの精度は低いので、中間位相クロック生成回路の動
作精度が低下する恐れがある。また、抵抗素子およびキ
ャパシタなどを基板上に形成するために、回路レイアウ
ト面積の増大を招くという問題がある。
【0012】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は動作精度を低下させることなく、し
かも回路レイアウト面積の増大を防止できる中間位相ク
ロック生成回路を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は位相の異なる第1および第2のクロック信
号の中間位相を有するクロック信号を生成する中間位相
クロック生成回路であって、上記第1のクロック信号を
第1の遅延時間で遅延して出力する第1の遅延回路と、
上記第1の遅延回路の出力クロック信号を第2の遅延時
間で遅延して出力する第2の遅延回路と、上記第2の遅
延回路の出力信号の位相と上記第2のクロック信号の位
相を比較し、比較結果に応じた位相差信号を出力する位
相比較回路と、上記位相差信号に応じて上記第2の遅延
回路の出力信号の位相と上記第2のクロック信号の位相
と一致するように上記第1および第2の遅延回路の遅延
時間を制御する遅延制御回路とを有する。
【0014】また、本発明では好適には上記第1および
第2の遅延回路の遅延時間は同じである。
【0015】また、本発明では位相の異なる第1および
第2のクロック信号の中間位相を有するクロック信号を
生成する中間位相クロック生成回路であって、複数の遅
延素子が直列接続して構成され、上記第1のクロック信
号を第1の遅延時間で遅延して出力する第1の遅延回路
と、複数の遅延素子が直列接続して構成され、上記第1
の遅延回路の出力信号を第2の遅延時間で遅延して出力
する第2の遅延回路と、上記第2のクロック信号により
設定したタイミングで上記第2の遅延回路を構成する各
遅延素子の出力信号を出力端子に転送する複数のフリッ
プフロップにより構成され、上記各フリップフロップの
出力信号を上記第1および第2の遅延回路を構成する各
遅延素子に入力し、各遅延素子の遅延時間を制御し、上
記第2の遅延回路の出力信号の位相と上記第2のクロッ
ク信号の位相と一致するように上記第1および第2の遅
延回路の遅延時間を制御する遅延時間制御回路とを有す
る。
【0016】さらに、本発明では好適には上記第1およ
び第2の遅延回路は、例えば、m(mは正整数)段の遅
延素子により構成され、上記位相比較回路は上記第2の
クロック信号により動作タイミングが制御されるm段の
フリップフロップにより構成され、上記第2の遅延回路
を構成する各遅延素子の出力信号は上記位相比較回路を
構成する各フリップフロップのデータ入力端子に入力さ
れ、これらフリップフロップの出力信号は上記第1およ
び第2の遅延回路に供給され、これらの遅延回路を構成
する各遅延素子の遅延時間を制御する。
【0017】本発明によれば、直列に接続された第1お
よび第2の遅延回路により入力された第1のクロック信
号を遅延させ、位相比較器により第2の遅延回路から得
られたクロック信号と第2の入力クロック信号との位相
を比較して、比較結果に応じた位相差信号を発生し、遅
延制御回路に出力する。遅延制御回路は位相比較器から
の位相差信号に応じて第1および第2の遅延回路の遅延
時間を制御する。このため、例えば、第1の遅延回路と
第2の遅延回路の遅延時間が同じく、かつ、遅延制御回
路により第2の遅延回路から出力された遅延信号の位相
が第2の入力クロック信号の位相と一致するように遅延
時間が制御された場合、上記第1と第2の遅延回路の中
間点、即ち上記第1の遅延回路の出力端子から、第1お
よび第2のクロック信号の中間位相を有するクロック信
号が得られる。
【0018】このように、本発明の中間位相クロック生
成回路はディジタル回路により構成できるので、アナロ
グ回路では積分回路を構成するに必要な抵抗素子および
キャパシタは不要となり、回路の動作精度の向上が図
れ、かつ、基板上回路のレイアウト面積の増大を回避で
きる。
【0019】
【発明の実施の形態】第1実施形態 図1は本発明に係る中間位相クロック生成回路の第1の
実施形態を示すブロック図である。本実施形態の中間位
相クロック生成回路は遅延回路10,20、位相比較器
30および遅延制御回路40により構成されている。な
お、本例においては、遅延回路10と20は入力信号に
対して同じ遅延時間tD を与えるものとし、かつ、遅延
時間tD は遅延制御回路40からの制御信号S40に応
じて制御される。
【0020】遅延回路10にクロック信号CLK1 が入
力される。クロック信号CLK1 が遅延回路10により
遅延時間tD で遅延されて、さらに遅延回路20に入力
される。遅延回路20に入力されたクロック信号が遅延
時間tD で遅延され位相比較器30に入力される。
【0021】位相比較器30は遅延回路20から入力さ
れた遅延信号と外部から入力されたクロック信号CLK
2 の位相を比較して、比較結果に応じて位相差信号S3
0を発生し、遅延制御回路40に出力する。
【0022】遅延制御回路40は位相比較器30からの
位相差信号S30を受けて、これに応じて遅延回路1
0,20の遅延時間tD を制御するための遅延時間制御
信号S40を発生し、それぞれ遅延回路10,20に出
力する。
【0023】上述した中間位相クロック生成回路によ
り、入力端子T1 に入力されたクロック信号CLK1
遅延回路10により遅延時間tD で遅延され、さらに遅
延回路20に入力される。遅延回路20により遅延回路
10の出力信号はさらに遅延時間tD で遅延され、遅延
信号は位相比較器30に出力される。
【0024】位相比較器30により遅延回路20からの
遅延したクロック信号S20と入力端子T2 に入力され
たクロック信号CLK2 との位相が比較され、これらの
信号の位相差に応じた位相差信号S30が生成され、遅
延制御回路40に出力される。
【0025】遅延制御回路40により遅延制御信号S4
0が生成され、それぞれ遅延回路10および遅延回路2
0に出力される。遅延制御信号S40により遅延回路1
0および遅延回路20の遅延時間tD が制御される。そ
の結果、例えば、遅延回路20により出力された遅延信
号の位相が入力端子T2 から入力されたクロック信号C
LK2 の位相と一致するように制御される。
【0026】このため、信号S20とクロック信号CL
2 との位相が一致するとき、遅延回路10の出力端子
からクロック信号CLK1 とクロック信号CLK2 の中
間位相を有するクロック信号CLK3 が得られる。
【0027】以下、図2〜図7を参照しつつ、本実施形
態の中間位相クロック生成回路の詳細な回路構成および
その動作について説明する。前述のように、遅延回路1
0,20は同様の構成を有し、遅延制御回路40から遅
延制御信号S40を受け、入力信号に対して同様な遅延
時間tD を与える。ここで、遅延回路10を例として本
実施形態に用いられている遅延回路の構成および動作を
説明する。
【0028】図2は遅延回路10の一構成例を示す回路
図である。図示のように、遅延回路10は、例えば、6
つの遅延段11,12,13,14,15,16により
構成されている。これらの遅延段は直列に接続されてい
る。即ち、前段の遅延段の出力端子は後段の遅延段の入
力端子に接続されている。初段の遅延段11の入力端子
はクロック信号の入力端子TINに接続され、最後の遅延
段16の出力端子は遅延信号の出力端子TOUT に接続さ
れている。なお、本実施形態において、遅延回路を構成
する遅延段の段数は6に限定するものではなく、動作精
度および動作安定性などを考慮して、遅延段数を適切に
設定できる。
【0029】各遅延段11,12,13,14,15,
16の遅延時間は遅延制御回路40からの遅延制御信号
S401,S402,S403,S404,S405,
S406により制御される。
【0030】各遅延段11,12,…,16は同様な構
成を有するので、ここで、その中の一つ、例えば、遅延
段11の構成および動作を図3、図4を参照しつつ、説
明する。遅延段11はバッファBUF1 、遅延素子DL
1 およびスイッチSW1 により構成されている。図3
(a)は遅延段11の構成を示し、図3(b)および図
3(c)はそれぞれ遅延段11を構成する遅延素子DL
1 およびスイッチSW1 の構成を示している。
【0031】遅延段11の入力端子T00は前段の出力端
子に接続され、出力端子T01は後段の入力端子に接続さ
れている。また、入力端子TC から遅延制御信号S40
1が入力される。バッファBUF1 の入力端子は遅延段
11の入力端子T00に接続され、出力端子は遅延素子D
LY1 の入力端子およびスイッチSW1 の接点1に接続
されている。遅延素子DLY1 の出力端子はスイッチS
1 の接点2に接続されている。スイッチSW1 の接点
3は遅延段11の出力端子T01に接続されている。スイ
ッチSW1 は遅延制御信号S401に応じて接続状態を
制御する。例えば、遅延制御信号S401がローレベル
のとき接点3と接点1を接続し、遅延段11の遅延時間
はバッファBUF1 の遅延時間のみとなる。逆に遅延制
御信号S401がハイレベルのとき接点3と接点2を接
続し、遅延段11の遅延時間はバッファBUF1 の遅延
時間と遅延素子DLY1 の遅延時間の和となる。
【0032】図4は遅延段11の動作時の入出力信号S
in,Sout および遅延制御信号S401の波形を示して
いる。図4において信号Sinは入力端子T00に入力され
たクロック信号であり、信号Sout は出力端子T01に出
力された遅延信号である。遅延時間制御信号S401は
遅延制御回路40から入力された制御信号であり、ハイ
レベル、例えば電源電圧VCCレベルまたはローレベル、
例えば接地電位GNDレベルに保持されている。
【0033】遅延制御信号S401がローレベルに保持
されているとき、スイッチSW1 が接点1に接続されて
いる。入力端子T00から入力された信号Sinはバッファ
BUF1 の遅延時間tA を経て出力端子T01に出力され
る。即ち、この場合に入力信号Sinに対して出力信号S
out がバッファBUF1 一個分の遅延時間tA で遅延さ
れる。
【0034】次いで、遅延制御信号S401がハイレベ
ルに保持されているとき、スイッチSW1 が接点2に接
続されている。このため、入力端子T00から入力された
信号Sinは、バッファBUF1 および遅延素子DLY1
の遅延時間を経て出力端子T01に現れる。ここで、遅延
素子DLY1 の遅延時間をtO とすると、入力信号Sin
に対して出力信号Sout が遅延時間“tO +tA ”で遅
延される。
【0035】このように、遅延制御信号S401がハイ
レベルに保持されているとき遅延段11の遅延時間は
“tO +tA ”に設定され、逆に遅延制御信号S401
がローレベルに保持されているとき遅延段11の遅延時
間はtA に設定される。遅延制御信号S401のレベル
に応じて遅延段11の遅延時間が制御される。
【0036】このため、図2に示す複数の遅延段11〜
16が直列に接続されて構成された遅延回路10の遅延
時間は遅延制御回路40から入力された遅延制御信号S
40により制御される。
【0037】図5は遅延制御回路40の一部分を示す回
路図である。図示のように、本実施形態の遅延制御回路
40の部分回路40aは組合せ回路41,42,43と
Dフリップフロップ51,52,53により構成されて
いる。
【0038】組合せ回路41,42,43は現在の状態
を調べて、次にとるべき状態を決定する。Dフリップフ
ロップ51,52,53はクロック信号CLK1 により
動作タイミングが制御され、例えば、クロック信号CL
1 の立ち上がりエッジにおいて、入力端子Dに入力さ
れた信号を保持し出力端子Qに転送する。
【0039】組合せ回路41は入力端子A,Bおよび入
力端子u/dから入力された信号の状態に応じて出力端
子Yのレベルを決定する。出力端子Yの出力信号はクロ
ック信号CLK1 の立ち上がりエッジにおいてDフリッ
プフロップ51に格納され、次回のクロック信号CLK
1 の立ち上がりエッジまで保持される。なお、組合せ回
路41,42,43の入力端子u/dに位相比較器30
からの位相差信号S40(以下、アップダウン信号SUD
と表記する)が入力される。
【0040】組合せ回路41,42,43は同様な構成
を有するので、ここで、組合せ回路41を例に、図6お
よび図7を参照しつつ、その構成および動作について説
明する。図6は組合せ回路41の一構成例を示す回路図
である。図示のように、組合せ回路41はORゲートO
GT2 およびANDゲートAGT2 により構成されてい
る。
【0041】ANDゲートAGT2 の一方の入力端子は
入力端子Aに接続され、他方の入力端子はORゲートO
GT2 の出力端子に接続されている。ANDゲートAG
2の出力端子は組合せ回路41の出力端子Yに接続さ
れている。ORゲートOGT2 の一方の入力端子は入力
端子Bに接続され、他方の入力端子は入力端子u/dに
接続されている。
【0042】このように構成された組合せ回路41は、
入力端子A、Bおよびu/dの入力信号のレベルに応じ
て図7のに示すように出力信号Yのレベルが決定され
る。例えば、入力端子Aにローレベル(図7において、
“0”で表す)の信号が入力されたとき、入力端子Bお
よびu/dのレベルに関係なく出力端子Yにローレベル
の信号が出力される。一方、入力端子Aにハイレベル
(図7において、“1”で表す)の信号が入力されたと
き、出力端子Yの出力信号は入力端子Bおよびu/dの
入力信号の論理和となる。
【0043】図5に示すように、遅延制御回路におい
て、組合せ回路の入力端子Aに、前段のDフリップフロ
ップにより保持されている前段の組合せ回路の出力信号
が入力され、入力端子Bに、後段のDフリップフロップ
により保持された後段の組合せ回路の出力信号が入力さ
れる。また、各組合せ回路の入力端子u/dには位相比
較器30からのアップダウン信号SUDが入力される。
【0044】前段の組合せ回路がローレベルの信号を出
力している場合、出力端子Yにもローレベルの信号が出
力される。前段の組合せ回路がハイレベルの信号を出力
している場合、出力端子Yの出力信号レベルは後段の出
力信号とアップダウン信号SUDの論理和で決まる。
【0045】なお、初段の組合せ回路41の入力端子A
は電源電圧VCCの供給線に接続されており、組合せ回路
41の出力信号S401は組合せ回路42の出力信号S
402とアップダウン信号SUDとの論理和になる。ま
た、最終段の組合せ回路の入力端子Bは接地電位GND
に接続されており、最終段の組合せ回路の出力信号は、
前段の出力信号がローレベルのときローレベルに保持さ
れ、前段の出力信号がハイレベルのときアップダウン信
号SUDのレベルとなる。
【0046】このように構成された遅延制御回路40に
おいて、出力端子Yの出力信号はDフリップフロップに
より保持され、遅延制御信号として遅延回路10および
20に出力される。遅延回路10および20の遅延時間
D は遅延制御信号S40の各ビットのレベルに応じて
制御され、遅延回路20の出力クロック信号の位相が決
定される。
【0047】遅延回路20の出力信号S20の位相がク
ロック信号CLK2 より進んでいる場合、位相比較器3
0によりハイレベルのアップダウン信号SUDが出力さ
れ、遅延制御回路40に入力される。遅延回路10およ
び20は遅延制御回路40からの遅延制御信号S40を
受けて、遅延回路20の出力信号S20の位相遅れ幅が
大きくなる。
【0048】逆に、遅延回路20の出力信号S20の位
相がクロック信号CLK2 の位相より遅れた場合、位相
比較器30によりローレベルのアップダウン信号SUD
出力され、遅延制御回路40に入力される。
【0049】遅延回路20の出力信号がクロック信号C
LK2 の位相と一致するように遅延回路10および20
の遅延時間が制御されるので、遅延回路10の出力端子
から、クロック信号CLK1 とクロック信号CLK2
中間位相を有するクロック信号CLK3 が出力される。
【0050】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、入力信号に対して同じ遅延時間を与える遅延回路1
0,20を用いて、クロック信号CLK1 を遅延させ、
遅延回路20の出力信号とクロック信号CLK2 の位相
を位相比較器30により比較し、位相差に応じてアップ
ダウン信号SUDを発生し、遅延制御回路40に出力し、
遅延制御回路40はアップダウン信号SUDに応じて遅延
制御信号S40の各ビットを設定し、遅延回路10,2
0にそれぞれ出力し、遅延回路20の出力信号の位相と
クロック信号CLK2 の位相が一致するように遅延回路
10,20の遅延時間を制御するので、遅延回路10の
出力端子からクロック信号CLK1 ,CLK2 の中間位
相を有するクロック信号CLK3 が得られ、かつ、中間
位相クロック生成回路の動作精度および安定性がよく、
回路レイアウト面積の増加を防止できる。さらに、本実
施形態の中間位相クロック生成回路はディジタル回路の
みで構成でき、従来のアナログ回路からなる中間位相ク
ロック生成回路に較べて動作精度および安定性が改善さ
れている。
【0051】第2実施形態 図8は本発明に係る中間位相クロック生成回路の第2の
実施形態を示すブロック図である。図8に示すように、
本実施形態の中間位相クロック生成回路は遅延回路10
a,20a、位相比較器30およびバイナリカウンタ5
0により構成されている。
【0052】遅延回路10aは入力端子T1 から入力さ
れたクロック信号CLK1 に遅延時間tD を与えて出力
し、さらに遅延回路20aは遅延回路10aの出力信号
に対して同じく遅延時間tD を与えて出力する。位相比
較器30は遅延回路20aからの信号と入力端子T2
ら入力されたクロック信号CLK2 の位相を比較して、
比較結果に応じてアップダウン信号SUDを発生し、バイ
ナリカウンタ50に出力する。バイナリカウンタ50は
位相比較器30からのアップダウン信号SUDに応じてカ
ウント値SC の各ビットを設定し、カウント値SC を遅
延回路10aおよび20aにそれぞれ出力する。
【0053】遅延回路10aおよび遅延回路20aはn
ビットのカウント値SC を受けて、それに応じた遅延時
間を入力信号に与えて出力する。なお、本例では遅延回
路10aおよび遅延回路20aは同じ構成を有するもの
とする。図9は遅延回路10aの一構成例を示す回路図
である。以下、図9を参照しつつ、本実施形態における
遅延回路の構成および動作について説明する。
【0054】遅延回路10aは直列に接続されているn
段の遅延段により構成されている。各遅延段はバッフ
ァ、遅延素子およびスイッチにより構成され、図3に示
す遅延段の構成と同じである。各遅延段の遅延素子の遅
延時間は2の巾乗に応じて設定されている。例えば、遅
延素子DLY0 の遅延時間をτとすると、遅延素子DL
1 の遅延時間は2τ、遅延素子DLYn-1 の遅延時間
は2n-1 τに設定されている。
【0055】各遅延段のスイッチSWn-1 ,…,S
1 ,SW0 の接続状況はバイナリカウンタ50からの
カウント値SC の各ビットの信号により制御される。例
えば、スイッチSWn-1 はカウント値SC のn−1ビッ
ト目の信号により制御され、カウント値SC のn−1ビ
ット目の信号がローレベルのとき、スイッチSWn-1
バッファBUFn-1 の出力端子に接続され、カウント値
C のn−1ビット目の信号がハイレベルのとき、スイ
ッチSWn-1 は遅延素子DLYn-1 の出力端子に接続さ
れる。このように構成された遅延回路10aにより、カ
ウント値SC に応じた遅延時間が得られる。
【0056】図10は遅延回路10aの具体的な構成を
示す回路図である。この構成例においては各遅延素子は
可変容量素子により構成され、各容量素子の容量値はカ
ウント値SC に応じて制御されるので、遅延素子の遅延
時間はカウント値SC により制御される。以下、図10
を参照しながらこれについて詳細に説明する。
【0057】図10において、BUFn-1 ,BU
n-2 ,…,BUF2 ,BUF1 ,BUF0 はバッフ
ァ、Tnn-1 ,Tnn-2 ,…,Tn2 ,Tn1 ,Tn0
は容量素子を構成するnMOSトランジスタ、T
n-1 ,Tpn-2 ,…,Tp2 ,Tp1 ,Tp0 は容量
素子を構成するpMOSトランジスタをそれぞれ示して
いる。
【0058】バッファBUFi (i=n−1,n−2,
…,1,0)とその出力端子に接続されているnMOS
トランジスタTni およびpMOSトランジスタTpi
によりi番目の遅延段を構成している。nMOSトラン
ジスタTni のソース、ドレイン拡散層はバッファBU
i の出力端子に接続され、基板は接地されている。ゲ
ートにはカウント値SC のiビット目の信号Si が入力
されている。pMOSトランジスタTpi のソース、ド
レイン拡散層はバッファBUFi の出力端子に接続さ
れ、基板は電源電圧VCCの供給線に接続されている。ゲ
ートにはカウント値SC のiビット目の信号の反転信号
/Si が入力されている。
【0059】このようにnMOSトランジスタおよびp
MOSトランジスタにより構成された容量素子におい
て、共通に接続されているソース、ドレイン拡散層と基
板間の結合容量が利用される。ゲートに印加された信号
のレベルに応じて拡散層と基板間の容量が変化する。
【0060】各遅延段のnMOSトランジスタおよびp
MOSトランジスタのサイズは入力ビットに応じて設定
されている。例えば、下位ビットに接続されているnM
OSトランジスタTn0 、pMOSトランジスタTp0
から上位ビットに接続されているnMOSトランジスタ
Tnn-1 、pMOSトランジスタTpn-1 に向かって、
トランジスタのサイズは2の巾乗に比例して大きく設定
されている。
【0061】この結果、各遅延段を構成する容量素子の
容量は2の巾乗に比例して増加し、それぞれの遅延段に
より生じた遅延時間も同様に重み付けられる。例えば、
最下位ビットに接続された遅延段の遅延時間をTD とす
ると、最上位ビットに接続された遅延段の遅延時間は2
n-1 D となる。
【0062】図10に示す遅延回路10aにより入力さ
れたカウント値SC の値に応じた遅延時間tD を入力信
号に与えられる。なお、図8に示す遅延回路20aは遅
延回路10aと同様に構成され、カウント値SC に応じ
た遅延時間tD を入力信号に与える。図8に示すよう
に、位相比較器30からのアップダウン信号SUDに応じ
てバイナリカウンタ50はカウント値SC の各ビットを
設定し、遅延回路10a,20aに出力する。遅延回路
10a,20aはカウント値SC に応じた遅延時間を入
力信号に与えて、遅延回路20aの出力信号とクロック
信号CLK2 の位相が一致するように制御が行われる。
【0063】この結果、遅延回路20aの出力信号とク
ロック信号CLK2 の位相が一致するとき、遅延回路1
0aの出力端子からクロック信号CLK1 とクロック信
号CLK2 の中間位相を有するクロック信号CLK3
得られる。
【0064】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、入力信号に対して同じ遅延時間を与える遅延回路1
0a,20aを用いて、クロック信号CLK1 を遅延さ
せ、遅延回路20aの出力信号とクロック信号CLK2
の位相を位相比較器30により比較し、位相差に応じて
アップダウン信号SUDを発生し、バイナリカウンタ50
でカウント値SC を発生し、遅延回路10a,20aに
それぞれ出力し、遅延回路20aの出力信号の位相とク
ロック信号CLK2 の位相が一致するように遅延回路1
0a,20aの遅延時間を制御するので、遅延回路10
aの出力端子からクロック信号CLK1 ,CLK2 の中
間位相を有するクロック信号CLK3 が得られ、かつ、
中間位相クロック生成回路の動作精度および安定性がよ
く、回路を基板上に形成する場合のレイアウト面積の増
加を防止できる。
【0065】第3実施形態 図11は本発明に係る中間位相クロック生成回路の第3
の実施形態を示す回路図である。本実施形態の中間位相
クロック生成回路は遅延回路10b,20b、位相比較
器30aにより構成されている。
【0066】遅延回路10bは遅延段11,12,13
により構成され、遅延回路20bは遅延段21,22,
23により構成されている。これらの遅延段は第1の実
施形態における図3に示す構成を有するものとする。な
お、本例においては各遅延回路を構成する遅延段の数
は、3段に限定されることではなく、遅延回路の動作精
度や動作安定性を考慮して、適当な段数が決定される。
【0067】位相比較器30aはDフリップフロップ3
1,32,33により構成されている。これらのDフリ
ップフロップの入力端子Dはそれぞれ遅延回路20bを
構成する各遅延段の出力端子に接続されている。また、
位相比較器30aの出力信号S30aは図1に示す第1
の実施形態と異なり、遅延制御回路を介さずに、遅延時
間制御信号として直接遅延回路10bおよび20bに入
力される。
【0068】Dフリップフロップ31,32,33によ
り構成された位相比較器30aは遅延回路20bの各遅
延段21,22,23の出力信号とクロック信号CLK
2 の位相を比較し、比較結果により各Dフリップフロッ
プ31,32,33の出力信号S31,S32,S33
のレベルを設定する。
【0069】例えば、遅延段21の出力信号の位相がク
ロック信号CLK2 の位相より進んでいる場合、クロッ
ク信号CLK2 の立ち上がりエッジにおいてDフリップ
フロップ31の出力信号S31はハイレベルに設定され
る。これに応じて遅延回路10bの遅延段11および遅
延回路20bの遅延段21の遅延時間は大きく設定さ
れ、遅延段21の出力信号の位相遅れ幅は大きくなる。
【0070】逆に、遅延段21の出力信号の位相がクロ
ック信号CLK2 の位相より遅れている場合、クロック
信号CLK2 の立ち上がりエッジにおいてDフリップフ
ロップ31の出力信号S31はローレベルに設定され
る。これに応じて遅延回路10bの遅延段11および遅
延回路20bの遅延段21の遅延時間は小さく設定さ
れ、遅延段21の出力信号の位相遅れ幅は小さくなる。
【0071】遅延回路10bおよび遅延回路20bの各
遅延段の遅延時間は位相比較器30aを構成する各Dフ
リップフロップの出力信号S31,S32,S33によ
り設定され、遅延回路20bの出力信号の位相はクロッ
ク信号CLK2 の位相と一致するところで回路は安定
し、遅延回路10bの出力端子からクロック信号CLK
1 とクロック信号CLK2 の中間位相を有するクロック
信号CLK3 が得られる。このように、本実施形態の中
間位相クロック生成回路は、簡単な回路構成により位相
の異なるクロック信号の中間位相を有するクロック信号
が生成することができる。
【0072】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、遅延段11,12,13により構成された遅延回路
10bおよび遅延段21,22,23により構成された
遅延回路20bにより入力クロック信号CLK1 を遅延
させて、Dフリップフロップ31,32,33により構
成された位相比較器30aにより遅延段21,22,2
3の出力信号とクロック信号CLK2 との位相を比較
し、比較結果に応じて位相差信号S30aを発生し、遅
延回路10b,20bを構成する各遅延段にそれぞれ出
力し、これらの遅延段の遅延時間を制御するので、遅延
回路20bの出力信号の位相はクロック信号CLK2
位相と一致するように制御され、遅延回路10bにより
クロック信号CLK1 とクロック信号CLK2 の中間位
相を有するクロック信号CLK3 が得られ、且つ、回路
構成が簡単で、動作精度および安定性の向上が図れる。
【0073】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の中間位相
クロック生成回路によれば、動作精度および動作の安定
性を向上でき、かつ、基板上に回路のレイアウトの面積
の増大を防止できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】中間位相クロック生成回路の第1の実施形態を
示す回路図である。
【図2】第1の実施形態の遅延回路の一構成例を示す回
路図である。
【図3】遅延回路を構成する遅延段の一構成例を示す回
路図である。
【図4】図3に示す遅延段の動作時の波形図である。
【図5】遅延制御回路の部分回路の回路図である。
【図6】遅延制御回路を構成する組合せ回路の一構成例
を示す回路図である。
【図7】組合せ回路動作時の入出力信号の関係を示す図
である。
【図8】中間位相クロック生成回路の第2の実施形態を
示す回路図である。
【図9】第2の実施形態の遅延回路の一構成例を示す回
路図である。
【図10】遅延回路の具体例を示す回路図である。
【図11】中間位相クロック生成回路の第3の実施形態
を示す回路図である。
【図12】従来の中間位相クロック生成回路の一例を示
す回路図である。
【図13】従来の中間位相クロック生成回路の動作時の
波形図である。
【符号の説明】
10,10a,10b,20,20a,20b…遅延回
路、30…位相比較器、40…遅延制御回路、50…バ
イナリカウンタ、11,12,13,14,15,1
6,21,22,23…遅延段、41,42,43…組
合せ回路、31,32,33,51,52,53…Dフ
リップフロップ、BUFn-1 ,…,BUF1 ,BUF0
…バッファ、SWn-1 ,…,SW1 ,SW0 …スイッ
チ、DLYn-1 ,…,DLY1 ,DLY0 …遅延素子、
Tnn-1 ,Tnn-2 ,…,Tn2 ,Tn1 ,Tn0 …n
MOSトランジスタ、Tpn-1 ,Tpn-2 ,…,T
2 ,Tp1 ,Tp0 …pMOSトランジスタ、AGT
1 ,AGT2 …ANDゲート、OGT1 ,OGT2 …O
Rゲート、AMP1 ,AMP2 …オペアンプ、CMP…
コンパレータ、C1 ,C2 …キャパシタ、R1 ,R2
3 ,R4 …抵抗素子、VCC…電源電圧、GND…接地
電位。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】位相の異なる第1および第2のクロック信
    号の中間位相を有するクロック信号を生成する中間位相
    クロック生成回路であって、 上記第1のクロック信号を第1の遅延時間で遅延して出
    力する第1の遅延回路と、 上記第1の遅延回路の出力クロック信号を第2の遅延時
    間で遅延して出力する第2の遅延回路と、 上記第2の遅延回路の出力信号の位相と上記第2のクロ
    ック信号の位相とを比較し、比較結果に応じた位相差信
    号を出力する位相比較回路と、 上記位相差信号に応じて、上記第2の遅延回路の出力信
    号の位相と上記第2のクロック信号の位相と一致するよ
    うに上記第1および第2の遅延回路の遅延時間を制御す
    る遅延制御回路とを有する中間位相クロック生成回路。
  2. 【請求項2】上記第1および第2の遅延回路の遅延時間
    は同じである請求項1記載の中間位相クロック生成回
    路。
  3. 【請求項3】上記遅延制御回路はバイナリカウンタによ
    り構成され、上記位相比較回路からの位相差信号に応じ
    てカウント値を設定し、当該カウント値を上記第1およ
    び第2の遅延回路に出力する請求項1記載の中間位相ク
    ロック生成回路。
  4. 【請求項4】上記第1および第2の遅延回路は直列に接
    続されている複数の遅延素子により構成され、各遅延素
    子は上記カウント値の所定のビットに応じて遅延時間を
    切り換える請求項3記載の中間位相クロック生成回路。
  5. 【請求項5】上記各遅延素子の遅延時間は上記カウント
    値のビットに応じて重み付けられる請求項4記載の中間
    位相クロック生成回路。
  6. 【請求項6】上記各遅延素子の遅延時間は上記カウント
    値のビットに応じて2の巾乗に比例して重み付けられる
    請求項4記載の中間位相クロック生成回路。
  7. 【請求項7】位相の異なる第1および第2のクロック信
    号の中間位相を有するクロック信号を生成する中間位相
    クロック生成回路であって、 複数の遅延素子が直列接続して構成され、上記第1のク
    ロック信号を第1の遅延時間で遅延して出力する第1の
    遅延回路と、 複数の遅延素子が直列接続して構成され、上記第1の遅
    延回路の出力信号を第2の遅延時間で遅延して出力する
    第2の遅延回路と、 上記第2のクロック信号により設定したタイミングで上
    記第2の遅延回路を構成する各遅延素子の出力信号を出
    力端子に転送する複数のフリップフロップにより構成さ
    れ、上記各フリップフロップの出力信号を上記第1およ
    び第2の遅延回路を構成する各遅延素子に入力し、上記
    第2の遅延回路の出力信号の位相と上記第2のクロック
    信号の位相と一致するように上記第1および第2の遅延
    回路の遅延時間を制御する遅延時間制御回路とを有する
    中間位相クロック生成回路。
  8. 【請求項8】上記遅延時間制御回路は、上記第2の遅延
    回路を構成する遅延素子と同数のフリップフロップを有
    し、これらのフリップフロップの入力端子は上記第2の
    遅延回路の各遅延素子の出力端子に接続し、上記第2の
    クロック信号のタイミングで入力端子の信号を出力端子
    に出力し、出力信号は上記第1および第2の遅延回路を
    構成する各遅延素子の遅延時間を制御する請求項7記載
    の中間位相クロック生成回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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