JP3923693B2 - Clock duty correction circuit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はクロックのデューティ補正技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図13は、一般的なクロックのデューティ補正回路である。1はクロックの送信部であり、基準周波数の電圧信号を発振する発振器2、後述する電圧比較器4に入力される基準電圧を発生する可変基準電圧発生回路3、発振器2の出力と可変基準電圧発生回路3から出力される基準電圧とを入力とする電圧比較器4、電圧比較器4の出力を入力とするバッファ5により構成される。6はクロックの受信部であり、バッファ5の出力を入力とするバッファ7、バッファ7から出力されるクロックを後段の回路へ出力する出力端子8により構成される。
【0003】
発振器2から発振される基準周波数の電圧信号は、電圧比較器4によって可変基準電圧発生回路3から出力される基準電圧と比較され2値のクロックに変換される。電圧比較器4から出力されるクロックはバッファ5を経由してクロックの送信部1から出力される。送信部1から出力されたクロックはクロック受信部6でバッファ7を経由して受信され、出力端子8から後段回路に供給される。
このとき後段回路に供給されるクロックには、発振器での歪み、電圧オフセット、送受信バッファにおける信号のハイレベルからローレベルへの遅延時間およびローレベルからハイレベルへの遅延時間の差、伝送路による歪み等の影響等によりデューティ比に変動が発生じる。後段回路に供給されるクロックのデューティが許容範囲を超えて変動すると後段回路の正常な動作に影響が生じるため、クロックの受信部6内にあるバッファ7から出力されるクロックをオシロスコープ等で観測し、可変基準電圧発生回路3から出力される基準電圧を調整することにより、クロックのデューティ比が補正される。この様子を図14に示す。図14に示すように、基準電圧の大きさを調整することにより電圧比較器4から出力されるクロックのデューティが調整される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなクロックのデューティ補正回路では、クロックの受信部6内にあるバッファから出力される受信クロックをオシロスコープで観測し、受信クロックのデューティが所定値となるように可変基準電圧発生回路3から出力される基準電圧を調整しなければならず、調整作業には大きな工数を必要とする問題があった。また、クロックのデューティを上述のような方法で調整しても、発振器や送受信バッファ等の温度ドリフト、電源電圧の変動、伝送路の周辺条件の変化による信号の歪み及び遅延変動等の影響によりデューティに変動が生じる。また、クロックのデューティを先に述べた方法で調整しても、可変基準電圧発生回路3等の経年変化によってデューティがずれ、再調整を要する問題があった。
【0005】
こうした受信クロックのデューティの変動を自動的に補正する方法として、受信クロックとこの受信クロックを反転させた反転クロックをそれぞれローパスフィルタにより平滑化した電圧の差分値をクロックの送信部に帰還し、この差分が0になるように送信クロックを調整することによりデューティを補正する方法が特開平5−252007号公報に紹介されている。
しかしこの方法では、電源電圧の変動により受信クロックのハイレベルまたはローレベル電圧が変化した場合、また伝送路の周辺条件により受信クロック波形に歪みが生じた場合、クロックの送信部に帰還される差分値も変動するため検出精度が悪化し、正確に受信クロックのデューティの変動を補正することができない。
【0006】
この発明は、上述のような問題を解消するためになされたもので、クロックのデューティの変動を自動的に検出し、これを補正することを目的とし、さらにクロック波形に変動や歪み等が生じる場合においても正確に受信クロックのデューティを補正し良好なクロックを後段回路に供給するデューティ補正回路を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明によるクロックデューティ補正回路は、発振器から発振される電圧信号と前記電圧信号の振幅電圧の最大値から最小値の間に設定される基準電圧とを比較してハイレベルとローレベルの両レベルを有するクロックを生成するクロック生成回路と、前記クロック生成回路から出力される前記クロックを平滑化するローパスフィルタと、前記クロックのハイレベルおよびローレベルの電圧を前記クロックの1周期毎にサンプルホールドした電圧を出力するサンプルホールド回路と、前記サンプルホールド回路から出力される電圧の平均値又は重み付け平均値を出力する電圧平均回路と、前記電圧平均回路の出力電圧と前記ローパスフィルタの出力電圧とを比較し、両電圧の大小関係を表す電圧信号を出力する電圧比較器と、前記電圧比較器の出力に基づいてそのカウント値を変更するカウンタと、前記カウンタの前記カウント値を電圧に変換するD/A変換器とを備え、前記D/A変換器の出力に基づいて前記基準電圧を調整することにより前記クロックのデューティを補正するものである。
【0008】
また、本発明によるクロックデューティ補正回路において、電圧比較器から出力される電圧平均回路の出力電圧とローパスフィルタの出力電圧との大小関係を表す電圧信号は2値の電圧信号である。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1によるクロックのデューティ補正回路を示すものである。同図において、1はクロックの送信部であり、2は基準周波数の電圧信号を発振する発振器、4は発振器1の出力と後述する上下限回路18から出力される基準電圧を入力とする電圧比較器、5は電圧比較器4の出力を入力とするバッファにより構成される。6はクロックの受信部であり、7はバッファ5の出力を入力とするバッファ、8はバッファ7の出力であるクロックを後段の回路へ出力する出力端子、9はバッファ7の出力を遅延する遅延回路、10は遅延回路9の出力を入力とするドライバ、11はバッファ7の出力とドライバ10の非反転出力を入力とする第1のサンプルホールド回路、12はバッファ7の出力とドライバ10の反転出力を入力とする第2のサンプルホールド回路、13、14は第1のサンプルホールド回路と第2のサンプルホールド回路の出力を抵抗加算する抵抗、15はバッファ7の出力を入力とするローパスフィルタ、16は抵抗13,14の加算出力とローパスフィルタ15の出力を入力とする電圧比較器、17は電圧比較器16の出力を入力とする積分回路、18は積分回路17の出力を入力とする上下限回路である。
【0010】
発振器2で発振された基準周波数の電圧信号は、電圧比較器4により後述する上下限回路18から出力された基準電圧と電圧比較され、2値のクロックに変換される。電圧比較器4から出力されるクロックは、バッファ5を経由してクロックの送信部1から出力される。送信部1から出力されるクロックはクロック受信部6でバッファ7を経由して受信され、出力端子8から後段回路に供給される。遅延回路9はバッファ7から出力される受信クロックを後述する第1のサンプルホールド回路11及び第2のサンプルホールド回路12におけるホールドセットアップ時間より十分長くかつクロックのハイレベル期間あるいはローレベル期間より十分短い時間遅延させる。遅延回路9から出力される遅延クロックはドライバ10に入力され、ドライバ10は遅延クロックの反転出力および比反転出力をそれぞれ出力する。第1のサンプルホールド回路11及び第2のサンプルホールド回路12はそれぞれドライバ10から出力される遅延クロックの反転出力および非反転出力の立ち上がりタイミングで受信クロックの電圧レベルを保持する。この様子を図2に示す。これにより、受信クロックのハイレベル電圧とローレベル電圧が、第1のサンプルホールド回路および第2のサンプルホールド回路からそれぞれ出力される。
【0011】
第1のサンプルホールド回路および第2のサンプルホールド回路から出力されるクロックのハイレベル及びローレベルの保持電圧は、抵抗13及び抵抗14により抵抗加算され、両電圧の平均又は重み付け平均された電圧(以下、平均電圧と称す)が電圧比較器16に入力される。ここで、クロックのハイレベル電圧とローレベル電圧の重み付け平均は後段回路において規定されたデューティに基づいて行う。例えば後段回路で規定されたクロックのデューティが50%より大きい場合はハイレベル電圧側に、50%より小さい場合はローレベル電圧側に重み付けされた平均値が出力されるように抵抗13,14を調整する。
ローパスフィルタ15からはバッファ7から出力される受信クロックを平滑化した電圧(以下、平滑電圧と称す)が電圧比較器16に入力される。電圧比較器16は、この平均電圧と平滑電圧とを比較し、平均電圧より平滑電圧の方が高い場合、つまり受信クロックのハイレベル期間が所定値より長ければHレベルの電圧を出力し、平均電圧より平滑電圧の方が低い場合、つまり受信クロックのハイレベル期間が所定値より短ければLレベルの電圧を出力する。
【0012】
以上の動作により、受信クロックのハイレベル期間が所定値より長い場合、電圧比較器16からはHレベルの電圧が積分回路17に入力され、積分回路17から出力される基準電圧は上昇する。これにより、図3に示すように、基準電圧がaの方へ導かれ、クロックのハイレベル期間が短くなるようにデューティが補正される。また、受信クロックのハイレベル期間が所定値より短い場合、電圧比較器16からはLレベルの電圧が積分回路17に入力され、積分回路17から出力される基準電圧は下降する。これにより、図3に示すように、基準電圧がcの方へ導かれ、クロックのハイレベル期間が長くなるようにデューティが補正される。上下限回路18は、クロックが継続して出力されるように積分回路17の出力に基づいて設定される基準電圧の範囲を制限する。
以上のように実施の形態1によれば、受信クロックのハイレベルおよびローレベル電圧の平均電圧と受信クロックの平滑電圧とを比較し、その大小関係に基づいて基準電圧を調整することにより受信クロックのデューティを補正するので、クロック電圧にレベル変動が生じる場合においても平均電圧がレベル変動に追従するので、正確にデューティの変動を検出し、補正することができる。
【0013】
実施の形態2.
図4は本発明の実施の形態2によるクロックのデューティ補正回路を示すものである。同図において、19は後述するアップダウンカウンタ20に入力される初期値、20はバッファ5の出力と電圧比較器16の出力と初期値19を入力とするアップダウンカウンタ、21はアップダウンカウンタ20の出力が入力されるデジタル/アナログ変換器である。
【0014】
アップダウンカウンタ20には、電源投入と同時に任意の初期値19が設定される。アップダウンカウンタ20は、電圧比較器16の出力電圧がHレベルの場合、バッファ5から出力される送信クロックをトリガとしてカウント値に所定の値例えば1を加算し、電圧比較器16の出力がLレベルの場合、バッファ5から出力される送信クロックをトリガとしてカウント値に所定の値例えば1を減算する。デジタル/アナログ変換器21は、アップダウンカウンタ20のカウント値をアナログ値に変換した電圧を基準電圧として電圧比較器4に出力する。電圧比較器4は、このデジタル/アナログ変換器21のから出力される基準電圧と発振器2で発振された基準周波数の電圧信号とを比較して2値信号のクロックに変換する。
【0015】
以上の動作により、バッファ7から出力される受信クロックのハイレベル期間が所定値より長い場合、アップダウンカウンタ20により受信クロック毎にカウント値が1づつ加算され、デジタル/アナログ変換器21から出力される基準電圧は上昇する。これにより、図3に示すように基準電圧がaの方へ導かれ、クロックのハイレベル期間が短くなるようにデューティが補正される。また、バッファ7から出力される受信クロックのハイレベル期間が所定値より短い場合、アップダウンカウンタ20により受信クロック毎にカウント値が1づつ減算され、デジタル/アナログ変換器21から出力される基準電圧は下降し、図3に示すように基準電圧がcの方へ導かれ、クロックのHレベル期間が長くなるようにデューティが補正される。
【0016】
実施の形態3.
図5はこの発明の実施の形態3によるクロックのデューティ補正回路を示すものである。同図において、22はバッファ7より出力される受信クロックを任意の微小時間ずつ遅延させ位相のずれた複数のクロックを出力するマルチ出力遅延回路、23は後述するアップダウンカウンタ29のカウント値に応じてマルチ遅延出力回路22から出力される位相のずれたクロックを選択する選択回路、24はバッファ7の出力を入力とする第1のドライバ、25は選択回路23の出力を入力とする第2のドライバ、26は第1のドライバ24の非反転出力と第2のドライバ25の反転出力を入力とする第1の位相比較器、27は第1のドライバ24の反転出力と第2のドライバ25の非反転出力を入力とする第2の位相比較器、28は後述するアップダウンカウンタに入力される初期値、29は第1の位相比較器の出力と初期値28が入力されるアップダウンカウンタ、30は第2の位相比較器の出力を入力とするチャージポンプである。
【0017】
以下、図5に示すデューティ補正回路の動作を説明する。
バッファ7から出力される受信クロックは第1のドライバ24およびマルチ出力遅延回路22に入力される。第1のドライバ7は受信クロックの非反転出力および反転出力を、それぞれ第1の位相比較器26および第2の位相比較器27に入力する。マルチ出力遅延回路22は受信クロックを任意の微小時間ずつ遅延させ、位相のずれた複数の受信クロックをそれぞれ出力する。選択回路23は、後述するアップダウンカウンタ29のカウント値に応じてマルチ出力遅延回路22から出力された遅延クロックを選択する。選択回路23により選択 された遅延クロックは、第2のドライバ25に入力され、第2のドライバ25は、遅延クロックの反転出力および非反転出力を、それぞれ第1の位相比較器26および第2の位相比較器27に入力する。
【0018】
第1の位相比較器26には、受信クロックの非反転出力、および選択回路23により選択された遅延クロックの反転出力がそれぞれ第1および第2のドライバ24,25を介して入力される。ここで、第1および後述する第2の位相比較器26、27の一例として、パルスの立ち上がりに応答する位相比較器の一般的な構成を図6に示す。また、第1のドライバ24から出力される受信クロックの非反転出力、および第2のドライバ25から出力される遅延クロックの反転出力をそれぞれfp1,fr1とした場合の位相差信号Pu1,Pd1の入出力タイミングの一例を図7に示す。図6に示す位相比較器によれば第1の位相比較器は、図7に示すように、受信クロックの非反転出力fp1に対する遅延クロックfr1の立ち上がり位相差を検出し、その遅れ量または進み量を表す信号Pu1およびPd1をそれぞれ出力する。第1の位相比較器から出力されるこれらの位相差信号Pu1,Pd1はアップダウンカウンタ29に入力される。
【0019】
アップダウンカウンタ29には、電源投入と同時に任意の初期値28が入力され、第1の位相比較器26から入力される位相差信号Pu1,Pd1に基づいてクロックをトリガとしてカウント値に1づつ加算または減算する。アップダウンカウンタ29のカウント値は選択回路23に入力され、選択回路23はこのカウント値に応じて、第1の位相比較器26において検出される位相差が小さくなるような遅延クロックをマルチ遅延回路22の出力から選択する。以上の動作により第1の位相比較器26に入力される受信クロックおよびこれを反転させた信号の立ち上がりは略一致する。つまり、選択回路23はマルチ出力遅延回路23の出力のうち、受信クロックの立ち上がりにその立ち下がりが一致する遅延クロックを選択し出力する。
【0020】
第2の位相比較器27には、受信クロックの反転出力、および選択回路23によって選択される遅延クロックの非反転出力がそれぞれ第1および第2のドライバ24,25を介して入力される。上述した第1の位相比較器26の作用により、第1の位相比較器27に入力される両者のクロック波形の立ち下がりは略一致している。第2の位相比較器は第1および第2のドライバ24,25から出力される受信クロックの反転出力および遅延クロックの立ち下がりを始点として受信クロックの反転出力の立ち上がりに対する遅延クロックの立ち上がりの位相を検出し、その遅れ量または進み量を表す位相差信号を出力する。ここで、受信クロックのハイレベル期間がローレベル期間より長い場合、第1のドライバ24から出力される受信クロックの反転出力の立ち上がりが、第2のドライバ25から出力される遅延クロックの非反転出力の立ち上がりに対して遅れ位相となり、その遅れ量を表す位相差信号が出力される。反対に、受信クロックのハイレベル期間がローレベル期間より短い場合、第1のドライバ24から出力される受信クロックの反転出力の立ち上がりが、第2のドライバ25から出力される遅延クロックの非反転出力の立ち上がりに対して進み位相となり、その進み量を表す位相誤差信号が出力される。
【0021】
第2の位相比較器27から出力されるこれらの位相差信号は、チャージポンプ30に入力される。チャージポンプ30はこれらの位相差信号が遅れ量である場合は正極性のパルスを出力し、進み量である場合は負極性のパルス信号を出力する。図8にチャージポンプ30の一構成例を示す。また、第1のドライバ24から出力される受信クロックの反転出力、および第2のドライバ25から出力される遅延クロックの非反転出力をそれぞれfp2,fr2とした場合の位相差信号Pu2,Pd2とチャージポンプ30により出力される制御信号Poutのタイミングチャートを図9に示す。
【0022】
以上の動作により、バッファ7から出力される受信クロックのハイレベル期間がローレベル期間より長い場合、チャージポンプからは正極性のパルスが積分回路17に入力され、このとき積分回路17から出力される基準電圧は上昇する。これにより、図3に示すように基準電圧がaの方へ導かれ、クロックのハイレベル期間が短くなるようにデューティが補正される。また、バッファ7から出力される受信クロックのハイレベル期間がローレベル期間より短い場合、チャージポンプからは負極性のパルスが積分回路17に入力され、このとき積分回路17から出力される基準電圧は下降する。これにより、図3に示すように基準電圧がcの方へ導かれ、クロックのハイレベル期間が短くなるようにデューティが補正される。
【0023】
以上のように実施の形態3におけるクロックデューティ補正回路は、受信クロックをその立ち下がりが立ち上がりに一致するように遅延させた遅延クロックの立ち上がりと、受信クロックの立ち下がりの位相差に基づいて受信クロックのデューティの変動を検出するので、受信クロックの信号波形に歪み等が生じる場合においても正確にデューティの変動を検出し、これを補正することができる。
また、受信クロックを、その立ち上がりが立ち下がりに一致するように遅延させた遅延クロックの立ち下がりと、受信クロックの立ち上がりの位相差によっても同様にデューティの変動を検出し補正することができる。
【0024】
実施の形態4.
図10は本発明の実施の形態4によるクロックのデューティ補正回路を示すものである。同図において、31,32はそれぞれ第2の位相比較器から出力される位相差信号を入力とする反転回路、33は反転回路31及び32により反転された位相差信号を入力とするRSフリップフロップである。また図11は、第2の位相比較器27から出力される位相差信号Pu2,Pd2と、これらを反転回路31,32によって反転した出力Pu2’,Pd2’が入力されるRSフリップフロップ33の出力を表すタイミングチャートである。
図11に示すように、反転回路31,32は第2の位相比較器27から出力される位相差信号Pu2,Pd2を反転し出力する。RSフリップフロップ33は位相差信号Pu2が出力されたときRSフリップフロップをセットしてHレベル電圧を出力し、位相差信号Pd2が出力されたときRSフリップフロップをリセットしてLレベル電圧を出力する。
【0025】
これにより、位相差信号Pu2が出力される場合、すなわちバッファ7から出力される受信クロックのハイレベル期間がローレベル期間より長い場合、RSフリップフロップ33からはHレベル電圧が出力され、積分回路17から出力される基準電圧は上昇する。これにより、図3に示すように基準電圧がaの方へ導かれ、クロックのハイレベル期間が短くなるようにデューティが補正される。また、位相誤差信号Pd2が出力される場合、すなわちバッファ7から出力する受信クロックのハイレベル期間がローレベル期間より短い場合、RSフリップフロップ33からはLレベルの電圧が出力され、積分回路17から出力される基準電圧信号は下降する。これにより、図3に示すように基準電圧がcの方へ導かれ、クロックのハイレベル期間が短くなるようにデューティが補正される。
【0026】
実施の形態5.
図12はこの発明の実施の形態5によるクロックのデューティ補正回路を示すものである。同図において、34は後述するアップダウンカウンタ35に入力される初期値、35は、初期値34を初期値とし、第2の位相比較器27から出力される位相差信号に基づいてカウント値に所定の値例えば1を加算または減算するアップダウンカウンタである。
【0027】
アップダウンカウンタ35には、電源投入と同時に任意の初期値34が設定される。アップダウンカウンタ35は、第2の位相比較器27から位相差信号Pu2が入力される場合、つまりバッファ7から出力される受信クロックのハイレベル期間がローレベル期間より長い場合、受信クロック周期でカウント値に1づつ加算し、位相差信号Pd2が入力される場合、すなわちバッファ7から出力される受信クロックのハイレベル期間がローレベル期間より短い場合、受信クロック周期でカウント値から1づつ減算する。デジタル/アナログ変換器21はアップダウンカウンタ35のカウント値をアナログ量に変換した電圧を基準電圧として電圧比較器4に出力する。電圧比較器4は発振器2で発振した基準周波数の電圧信号とデジタル/アナログ変換器21のから出力される基準電圧とを比較して2値信号のクロックに変換する。
【0028】
以上の動作によりバッファ7から出力される受信クロックのハイレベル期間がローレベル期間より短い場合、デジタル/アナログ変換器21から出力される基準電圧は上昇する。これにより、図3に示すように基準電圧がaの方へ導かれ、クロックのハイレベル期間が短くなるようにデューティが補正される。また、バッファ7から出力される受信クロックのハイレベル期間がローレベル期間より短い場合、デジタル/アナログ変換器21から出力されるアナログの基準電圧は下降する。これにより、図3に示すように基準電圧がcの方向へ導かれ、クロックのハイレベル期間が短くなるようにデューティが補正される。
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【0029】
本発明による請求項1のクロックデューティ補正回路は、発振器から発振される電圧信号とこの電圧信号の最大値から最小値の間に設定される基準電圧とを比較して生成されるクロックのハイレベルおよびローレベル電圧を電圧加算することによって得られる両電圧の平均電圧又は重み付け平均された電圧と、クロックをローパスフィルタによって平滑化した電圧との大小関係を表す電圧信号に基づいて基準電圧を調整する構成としたので、クロックのデューティの変動を自動的に補正することができる。
【0030】
また、本発明による請求項2のクロックデューティ補正回路は、クロック生成器により生成されるクロックのハイレベルおよびローレベル電圧を電圧加算することによって得られる両電圧の平均電圧又は重み付け平均された電圧と、このクロックをローパスフィルタによって平滑化した電圧の大小関係を表す電圧信号を2値の電圧信号としてクロック生成器に帰還するので、クロックのデューティの変動を自動的に補正することができる。
【0031】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1によるクロックのデューティ補正回路の構成を示すブロック図である。
【図2】 本発明の実施の形態1における第1及び第2のサンプルホールド回路の動作を示す図である。
【図3】 本発明の実施の形態1におけるクロックのデューティの補正方法を示す図である。
【図4】 本発明の実施の形態2を示すクロックのデューティ補正回路の構成を示すブロック図である。
【図5】 本発明の実施の形態3を示すクロックのデューティ補正回路の構成を示すブロック図である。
【図6】 本発明の実施の形態3における第1及び第2の位相比較器の一構成例を示す図である。
【図7】 本発明の実施の形態3における第1及び第2の位相比較器のタイミングチャートを示す図である。
【図8】 本発明の実施の形態3におけるチャージポンプの一構成例を示す図である。
【図9】 本発明の実施の形態3におけるチャージポンプのタイミングチャートを示す図である。
【図10】 本発明の実施の形態4におけるクロックのデューティ補正回路の構成を示すブロック図である。
【図11】 本発明の実施の形態4におけるRSフリップフロップのタイミングチャートを示す図である。
【図12】 本発明の実施の形態5におけるクロックのデューティ補正回路の構成を示すブロック図である。
【図13】 従来のクロックのデューティ補正回路を示すブロック図である。
【図14】 従来におけるクロックのデューティの補正方法を示す図である。
【符号の説明】
2 発振器、3 可変基準電圧発生回路、4 電圧比較器、9 遅延回路、
11 第1のサンプルホールド回路、12 第2のサンプルホールド回路、
13,14 加算抵抗、15 ローパスフィルタ、16 電圧比較器、
17 積分回路、18 上下限回路、19 初期値、
20 アップダウンカウンタ、21 デジタル/アナログ変換器、
22 マルチ出力遅延回路、23 選択回路、24 第1のドライバ、
25 第2のドライバ、26 第1の位相比較器、
27 第2の位相比較器、28 初期値、29 アップダウンカウンタ、
30 チャージポンプ、31 反転回路、32 反転回路、
33 RSフリップフロップ、34 初期値、
35 アップダウンカウンタ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a clock duty correction technique.
[0002]
[Prior art]
FIG. 13 shows a general clock duty correction circuit.
[0003]
The voltage signal of the reference frequency oscillated from the
At this time, the clock supplied to the subsequent circuit includes distortion in the oscillator, voltage offset, delay time from the high level to the low level of the signal in the transmission / reception buffer, the difference in delay time from the low level to the high level, and the transmission path. The duty ratio fluctuates due to the influence of distortion or the like. If the duty of the clock supplied to the post-stage circuit fluctuates beyond the allowable range, the normal operation of the post-stage circuit is affected. Therefore, the clock output from the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the clock duty correction circuit as described above, the reception clock output from the buffer in the
[0005]
As a method for automatically correcting the fluctuation of the duty of the reception clock, a difference value between the reception clock and the inverted clock obtained by inverting the reception clock is smoothed by a low-pass filter and fed back to the clock transmission unit. Japanese Patent Laid-Open No. 5-252007 introduces a method for correcting the duty by adjusting the transmission clock so that the difference becomes zero.
However, with this method, if the high or low level voltage of the reception clock changes due to fluctuations in the power supply voltage, or if the reception clock waveform is distorted due to the peripheral conditions of the transmission path, the difference fed back to the clock transmission unit Since the value also fluctuates, the detection accuracy deteriorates, and the fluctuation of the duty of the reception clock cannot be corrected accurately.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and is intended to automatically detect and correct a variation in clock duty, and further causes variation and distortion in the clock waveform. Even in such a case, an object is to provide a duty correction circuit that accurately corrects the duty of a reception clock and supplies a good clock to a subsequent circuit.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The clock duty correction circuit according to the present invention compares a voltage signal oscillated from an oscillator with a reference voltage set between the maximum value and the minimum value of the amplitude voltage of the voltage signal, and both high and low levels. A clock generation circuit for generating a clock having a low-pass filter for smoothing the clock output from the clock generation circuit, and high-level and low-level voltages of the clock are sampled and held for each cycle of the clock A sample hold circuit that outputs a voltage, a voltage average circuit that outputs an average value or a weighted average value of the voltages output from the sample hold circuit, and compares the output voltage of the voltage average circuit with the output voltage of the low-pass filter A voltage comparator that outputs a voltage signal representing a magnitude relationship between the two voltages, and the voltage comparator A counter that changes the count value based on the output; and a D / A converter that converts the count value of the counter into a voltage, and adjusts the reference voltage based on the output of the D / A converter. Thus, the duty of the clock is corrected.
[0008]
In the clock duty correction circuit according to the present invention , the voltage signal representing the magnitude relationship between the output voltage of the voltage averaging circuit output from the voltage comparator and the output voltage of the low-pass filter is a binary voltage signal.
[00 09 ]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.
FIG. 1 shows a clock duty correction circuit according to the first embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a clock transmission unit, 2 is an oscillator that oscillates a voltage signal of a reference frequency, 4 is a voltage comparison using an output of the
[00 10 ]
The voltage signal of the reference frequency oscillated by the
[00 11 ]
The high-level and low-level holding voltages of the clocks output from the first sample hold circuit and the second sample hold circuit are added by the
From the low-
[00 12 ]
With the above operation, when the high level period of the reception clock is longer than a predetermined value, the H level voltage is input from the
As described above, according to the first embodiment, the average voltage of the high level and low level voltages of the reception clock is compared with the smoothing voltage of the reception clock, and the reference voltage is adjusted based on the magnitude relationship thereof. Since the average voltage follows the level fluctuation even when the clock voltage has a level fluctuation, the duty fluctuation can be accurately detected and corrected.
[00 13 ]
FIG. 4 shows a clock duty correction circuit according to the second embodiment of the present invention. In the figure, 19 is an initial value input to an up / down counter 20 to be described later, 20 is an up / down counter that receives the output of the
[00 14 ]
An arbitrary
[00 15 ]
With the above operation, when the high level period of the reception clock output from the
[00 16 ]
FIG. 5 shows a clock duty correction circuit according to the third embodiment of the present invention. In the figure,
[00 17 ]
Hereinafter, the operation of the duty correction circuit shown in FIG. 5 will be described.
The reception clock output from the
[00 18 ]
The
[00 19 ]
An arbitrary
[00 20 ]
The
[00 21 ]
These phase difference signals output from the
[00 22 ]
With the above operation, when the high level period of the reception clock output from the
[00 23 ]
As described above, the clock duty correction circuit according to the third embodiment receives the received clock based on the phase difference between the rising edge of the delayed clock and the falling edge of the received clock that are delayed so that the falling edge coincides with the rising edge. Therefore, even when a distortion or the like occurs in the signal waveform of the reception clock, it is possible to accurately detect the duty variation and correct it.
Further, the variation in duty can be similarly detected and corrected based on the phase difference between the falling edge of the delayed clock obtained by delaying the receiving clock so that the rising edge coincides with the falling edge and the rising edge of the receiving clock.
[00 24 ]
FIG. 10 shows a clock duty correction circuit according to the fourth embodiment of the present invention. In the figure,
As shown in FIG. 11, the inverting
[00 25 ]
As a result, when the phase difference signal Pu2 is output, that is, when the high level period of the reception clock output from the
[00 26 ]
FIG. 12 shows a clock duty correction circuit according to the fifth embodiment of the present invention. In this figure, 34 is an initial value input to an up / down counter 35 to be described later, 35 is an
[00 27 ]
An arbitrary
[00 28 ]
With the above operation, when the high level period of the reception clock output from the
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
[00 29 ]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a clock duty correction circuit comprising: a high level of a clock generated by comparing a voltage signal oscillated from an oscillator and a reference voltage set between a maximum value and a minimum value of the voltage signal; The reference voltage is adjusted based on a voltage signal representing the magnitude relationship between the average voltage of the two voltages obtained by adding the low level voltage or the weighted average voltage and the voltage obtained by smoothing the clock by the low-pass filter. Since the configuration is adopted, fluctuations in clock duty can be automatically corrected.
[00 30 ]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the clock duty correction circuit according to the present invention, wherein an average voltage or a weighted average voltage of the two voltages obtained by adding the high level and low level voltages of the clock generated by the clock generator. Since the voltage signal representing the magnitude relationship between the voltages obtained by smoothing the clock using the low-pass filter is fed back to the clock generator as a binary voltage signal, fluctuations in the duty of the clock can be automatically corrected.
[00 31 ]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a clock duty correction circuit according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a diagram showing operations of first and second sample and hold circuits in the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a clock duty correction method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a clock duty correction circuit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a clock duty correction circuit according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of first and second phase comparators according to a third embodiment of the present invention.
7 is a timing chart of first and second phase comparators in
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of a charge pump according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing a timing chart of the charge pump in the third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a clock duty correction circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a timing chart of an RS flip-flop according to
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a clock duty correction circuit according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a block diagram showing a conventional clock duty correction circuit;
FIG. 14 is a diagram illustrating a conventional clock duty correction method.
[Explanation of symbols]
2
11 first sample and hold circuit, 12 second sample and hold circuit,
13, 14 addition resistor, 15 low-pass filter, 16 voltage comparator,
17 integration circuit, 18 upper / lower limit circuit, 19 initial value,
20 up / down counter, 21 digital / analog converter,
22 multi-output delay circuit, 23 selection circuit, 24 first driver,
25 second driver, 26 first phase comparator,
27 second phase comparator, 28 initial value, 29 up / down counter,
30 charge pump, 31 inverting circuit, 32 inverting circuit,
33 RS flip-flop, 34 initial value,
35 Up / down counter.
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