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Dokumentenidentifikation DE10016853C2 30.04.2003
Titel Verzögerungstakt-Erzeugungsvorrichtung
Anmelder Advantest Corp., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Okayasu, Toshiyuki, Tokio/Tokyo, JP;
Sato, Shinya, Tokio/Tokyo, JP
Vertreter PFENNING MEINIG & PARTNER GbR, 80336 München
DE-Anmeldedatum 31.03.2000
DE-Aktenzeichen 10016853
Offenlegungstag 15.03.2001
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 30.04.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.04.2003
Free division/divided out on the grounds of lack of unity 10066077.0
IPC-Hauptklasse H03K 5/05
IPC-Nebenklasse H03K 5/14   G01R 29/00   G01R 31/3183   
Zusammenfassung Ein Standardtakt (34) wird in einen Phasenkomaprator (52) und in eine Phasensteuervorrichtung (56) eingegeben. Ein Ringoszillator (50) oszilliert einen Schiebetakt (70) mit demselben Zyklus wie dem des Standardtakts. Der Phasenkomparator paßt die Abwärtsverschiebung des Schiebetaktes der Abwärtsverschiebung des Standarttaktes an, um einen Schiebetakt (146) auszugeben. Der Schiebetakt wird zu einer Impulseinfügungsvorrichtung (54) geliefert. Die Phasensteuerungsvorrichtung empfängt den Standardtakt und erzeugt ein Phasensteuersignal (74), welches Zyklen aus einer Vielzahl von Zyklen des Schiebetakts anzeigt, in welche Einfügungsimpulse (150) einzufügen sind. Die Impulseinfügungsvorrichtung fügt die Einfügungsimpulse in die durch das Phasensteuersignal angezeigten Zyklen des Schiebetakts ein. Eine Phasenregeleinheit (58) erzeugt einen Verzögerungstakt (82) durch Verzögerung der Phase des von dem Ringoszillator oszillierten Schiebetakts mit Bezug auf die Phase des Standardtakts auf der Grundlage des Standardtakts und des die Einfügungsimpulse enthaltenden Schiebetakts.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verzögerungstakt-Erzeugungsvorrichtung, die einen Verzögerungstakt erzeugt, und insbesondere auf eine Verzögerungstakt-Erzeugungsvorrichtung, welche in einem Verzögerungssignalgenerator einer Halbleiterprüfvorrichtung, die eine Halbleitervorrichtung prüft, enthalten ist.

In jüngster Zeit war es erforderlich, dass eine Halbleiterprüfvorrichtung zum Prüfen einer Halbleitervorrichtung Operationszeiten mit extrem hoher Geschwindigkeit steuert infolge der Entwicklung von Halbleitervorrichtungen, welche mit hohen Geschwindigkeiten betrieben werden. Es insbesondere erforderlich, dass Halbleiterprüfvorrichtung genaue Zeitverzögerungen in Bezug auf einen Standardtakt durchführt, um ein Prüfmuster in eine zu prüfende Vorrichtung (DUT) einzugeben, entsprechend einer Eingangscharakteristik der DUT.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das eine Verzögerungsleitung 176 in der Halbleiterprüfvorrichtung zeigt, welche ein Verzögerungsindikatorsignal erzeugt, das um eine vorbestimmte Zeit verzögert ist. Die Verzögerungsleitung 176 enthält Verzögerungselemente 180, 184, 188 und 192, Auswahlvorrichtungen 182, 186, 190 und 194 sowie einen Speicher 196. In diese Verzögerungsleitung 176 wird an einem Eingangsanschluß ein Takt eingegeben, und das Verzögerungsindikatorsignal, welches in Bezug auf den Eingangstakt um eine vorbestimmte Zeit verzögert ist, wird von einem Ausgangsanschluß ausgegeben.

Der Speicher 196 speichert Daten von Kombinationen der eine vorbestimmte Verzögerungszeit erzeugenden Verzögerungselemente an vorbestimmten Adressen. Jede der Auswahlvorrichtungen 182, 186, 190 und 194 wählt einen der Takte aus, von denen einer durch jedes Verzögerungselemente 180, 184, 188 und 192 hindurchgeht und der andere nicht durch jedes der Verzögerungselemente 180, 184, 188 und 192 hindurchgeht, und gibt den ausgewählten Takt aus. Wenn beispielsweise die Auswahlvorrichtung 182 das Verzögerungselement 180 verwendet, um eine vorbestimmte Verzögerungszeit zu erzeugen, wird "0" in dem entsprechenden Bit des Speichers 196 gespeichert. Wenn andererseits die Auswahlvorrichtung 182 nicht das Verzögerungselement 180 verwendet, um die vorbestimmte Verzögerungszeit zu erzeugen, wird "1" in dem entsprechenden Bit des Speichers 196 gespeichert.

Jedes der Verzögerungselemente 180, 184, 188 und 192 in der Verzögerungsleitung 176 ist so eingestellt, dass sie Verzögerungszeiten von etwa mehreren Picosekunden, mehreren zehn Picosekunden oder mehreren hundert Picosekunden haben. Daher sollten logischerweise drei Verzögerungselemente mit jeweils einer Verzögerungszeit von 10 Picosekunden, 20 Picosekunden und 40 Picosekunden vorgesehen sein, um die sieben Verzögerungszeiten von 10 Picosekunden, 20 Picosekunden, . . . 70 Picosekunden einzustellen. Die Kombination der drei Verzögerungselemente ergeben die sieben Verzögerungszeiten.

Jedoch treten Fehler auf zwischen der durch die Verzögerungselemente bewirkten tatsächlichen Verzögerungszeit und der eingestellten Verzögerungszeit, da die Qualität der Verzögerungselemente nicht gleich ist und die durch die Verzögerungselemente bewirkte Verzögerungszeit sich in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur ändert. Es ist erforderlich, die optimale Kombination der Verzögerungselemente zu bestimmen, indem die durch die Verzögerungselemente bewirkte Verzögerungszeit gemessen wird, um eine vorbestimmte Verzögerungszeit zu erhalten.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verzögerungstakt-Erzeugungsvorrichtung zu schaffen, welche in der Lage ist, einen Verzögerungstakt mit einer genauen Verzögerungszeit zu erzeugen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Verzögerungstakt-Erzeugungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Verzögerungstakt- Erzeugungsvorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Um das vorgenannte Problem zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung eine Verzögerungstakt- Erzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines Verzögerungstaktes, der in einer vorbestimmten Zeit verzögert ist, vor, welche mit einem Standardtakt betrieben wird und aufweist:

einen Oszillator, welcher einen ersten Takt, der mit einer bestimmten Frequenz oszilliert, erzeugt und den Verzögerungstakt ausgibt,

eine Impulseinfügungsvorrichtung zum Einfügen eines Impulses mit einer vorbestimmten Länge an einer vorbestimmten Stelle des ersten Taktes, welche Impulseinfügungsvorrichtung einen zweiten Takt ausgibt, der dem ersten Takt mit dem eingefügtem Impuls entspricht, und

eine Phasenregeleinheit, die eine Zeitdifferenz zwischen dem zweiten Takt und einem aus dem Standardtakt erhaltenen dritten Takt berechnet, welche Phasenregeleinheit eine Steuerspannung für den Oszillator erzeugt, wenn die berechnete Zeitdifferenz von null abweicht, damit der Oszillator seine bestimmte Frequenz entsprechend der Steuerspannung ändert, um das zeitliche Auftreten des Verzögerungstaktes geeignet einzustellen.

Die Verzögerungstakt-Erzeugungsvorrichtung kann weiterhin einen Phasenkomparator aufweisen, der den dritten Takt und einen Bezugsschiebetakt ausgibt auf der Grundlage einer Phasendifferenz zwischen einem Synchronschiebetakt und einem Synchronstandardtakt, der denselben Zyklus wie der Synchronschiebetakt hat.

Der Phasenkomparator kann den dritten Takt und den Bezugsschiebetakt in der Weise ausgeben, dass eine Abwärtsverschiebung des dritten Taktes und eine Abwärtsverschiebung des Bezugsschiebetaktes miteinander übereinstimmen, basierend auf dem Synchronstandardtakt und dem Synchronschiebetakt.

Die Impulseinfügungsvorrichtung kann den Impuls zwischen einer Abwärtsverschiebung und einer nächsten Aufwärtsverschiebung des Bezugsschiebetaktes einfügen.

Die Impulseinfügungsvorrichtung kann den Impuls derart in den Bezugsschiebetakt einfügen, dass der Impuls mit dem Standardtakt synchronisiert ist.

Die Verzögerungstakt-Erzeugungsvorrichtung kann weiterhin aufweisen: einen Synchronstandardtakt- Generator, der den Synchronstandardtakt durch Frequenzteilung des Standardtaktes ausgibt; und einen Synchronschiebetakt-Generator, der den Synchronschiebetakt durch Frequenzteilung des ersten Taktes derart, dass der Synchronschiebetakt denselben Zyklus wie der Synchronstandardtakt hat, ausgibt.

Die Verzögerungstakt-Erzeugungsvorrichtung kann weiterhin eine Phasensteuervorrichtung aufweisen, die ein Phasensteuersignal erzeugt, welches einen Zyklus anzeigt, in welchen der Impuls einzufügen ist, aus mehreren Zyklen des Bezugsschiebetaktes, und die Impulseinfügungsvorrichtung kann den Impuls in den Zyklus des Bezugsschiebetaktes, der durch das Phasensteuersignal angezeigt wird, einfügen.

Die Phasenregeleinheit kann eine Phase des von dem Oszillator oszillierten ersten Taktes verzögern auf der Grundlage der Anzahl der in die mehreren Zyklen des Bezugsschiebetaktes eingefügten Impulse.

Die Phasenregeleinheit kann aufweisen: eine Subtraktionsvorrichtung, die einen Durchschnittswert eines Subtraktionsergebnisses ausgibt, das durch Subtrahieren eines elektrischen Potentials von Impulsen des Bezugsschiebetaktes enthaltend den eingefügten Impuls von einem elektrischen Potential von Impulsen des Synchronstandardtaktes erhalten wurde, und eine Impulsbreiten-Einstellvorrichtung, welche die Impulsbreite des Bezugsschiebetaktes enthaltend den eingefügten Impuls derart einstellt, dass der Durchschnittswert des Subtraktionsergebnisses der Subtraktionsvorrichtung gleich Null wird.

Der Oszillator kann ein Ringoszillator sein, bei welchem die Oszillationsfrequenz sich in Übereinstimmung mit einer Quellenspannung ändert, und die Impulsbreiten-Einstellvorrichtung stellt die Impulsbreite des Bezugsschiebetaktes enthaltend den eingefügten Impuls durch Einstellen der Quellenspannung des Ringoszillators ein auf der Grundlage des Durchschnittswertes des Subtraktionsergebnisses der Subtraktionsvorrichtung.

Der Ringoszillator kann auf einem einzelnen Chip mit mehreren elektronischen Schaltungen angeordnet sein, und die Verzögerungstakt-Erzeugungsvorrichtung kann weiterhin eine Spannungsquelleneinheit aufweisen, die die auf der Grundlage des Durchschnittswertes des Subtraktionsergebnisses eingestellte Quellenspannung zu den mehreren elektronischen Schaltungen liefert.

Der Oszillator kann ein Oszillator vom Spannungssteuertyp sein, bei welchem die Oszillationsfrequenz auf der Grundlage einer gesteuerten Spannung verändert wird, und die Impulsbreiten-Einstellvorrichtung stellt die Impulsbreite des Bezugsschiebetaktes enthaltend den eingefügten Impuls durch Einstellen der gesteuerten Spannung des spannungsgesteuerten Oszillators ein auf der Grundlage des Durchschnittswertes des Subtraktionsergebnisses der Subtraktionsvorrichtung.

Die Phasensteuervorrichtung kann das Phasensteuersignal derart erzeugen, dass der Impuls zerstreut entlang einer Zeitreihe der mehreren Zyklen in den Bezugsschiebetakt eingefügt wird.

Die Phasensteuervorrichtung kann aufweisen: einen Zähler mit M Bits (M ist eine natürliche Zahl) der einen Ausgangswert auf der Grundlage des Synchronstandardtaktes erhöht; ein Einfügungsimpuls-Einstellregister mit (M + 1) Bits, das die Zahlen der einzufügenden Impulse speichert; mehrere Wechselpunktdetektoren, die jeweils einen Wechselpunkt der Bits der Zähler erfassen; und mehrere UND-Glieder, die jeweils einen Registerwert entsprechend dem (m - n + 1)-ten Bit (n ist eine natürliche Zahl) des Einfügungsimpuls- Einstellregisters und einen Ausgangswert des Wechselpunktdetektors entsprechend n-ten Bit des Zählers logisch multiplizieren; und die Phasensteuervorrichtung kann Zyklen anzeigen, in welchen der Impuls einzufügen ist, auf der Grundlage der logischen Multiplikation der UND-Glieder.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Beispiels der Verzögerungsleitung in der Halbleiterprüfvorrichtung, welche ein Prüfmuster um eine vorbestimmte Verzögerungszeit verzögert;

Fig. 2 ein Blockschaltbild der Halbleiterprüfvorrichtung zum Prüfen einer DUT,

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Verzögerungstakt- Erzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, welche einen Verzögerungstakt erzeugt, der um eine vorbestimmte Zeit mit Bezug auf einen Standardtakt verzögert ist;

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel der Verzögerungstakt-Erzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, welche einen Verzögerungstakt erzeugt, der um eine vorbestimmte Zeit mit Bezug auf einen Standardtakt verzögert ist,

Fig. 5(a) ein Beispiel, bei welchem eine Gruppe von Einfügungsimpulsen in den Bezugsschiebetakt eingefügt ist,

Fig. 5(b) eine Niedrigfrequenzwelligkeit in der Quellenspannung, die durch die Einfügung der Einfügungsimpulse bewirkt ist,

Fig. 5(c) ein Beispiel, bei welchem die Einfügungsimpulse zerstreut entland der Zeitserie des Bezugsschiebetaktes eingefügt sind,

Fig. 6 ein Beispiel von Zyklen, in welche die Einfügungsimpulse durch die in Fig. 4 gezeigte Phasensteuervorrichtung eingefügt sind,

Fig. 7 einen Schiebetakt, in welchen die Impulse in Übereinstimmung mit den in Fig. 6 gezeigten Zyklen eingefügt sind, und

Fig. 8 ein Zeitdiagramm, das jedes der in Fig. 4 gezeigten Signale wiedergibt.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild einer Halbleiterprüfvorrichtung zum Prüfen einer zu prüfenden Vorrichtung (DUT) 22. Die Halbleiterprüfvorrichtung enthält einen Mustergenerator 10, einen Verzögerungssignalgenerator 24, eine Signaleingangs/ausgangs-Einheit 18, und einen Komparator 20. Der Verzögerungssignalgenerator 24 hat einen Wellenform-Formatierer 12 und einen Zeitgeber 14. Die DUT 22 ist mit der Signaleingangs/ausgangs-Einheit 18 verbunden, während sie geprüft wird.

Der Mustergenerator 10 erzeugt ein Eingangsmuster 33 und einen Standardtakt 34, welche in die DUT 22 einzugeben sind, und liefert diese zu dem Verzögerungssignalgenerator 24. Das Eingangsmuster 33 wird in den Wellenform-Formatierer 12 und der Standardtakt 34 wird in den Zeitgeber 14 eingegeben. Innerhalb des Zeitgebers 14 sind ein Verzögerungsgenerator, der in den Figuren nicht gezeigt ist, und eine in Fig. 1 als 176 gezeigte Verzögerungsleitung. Daten von Kombinationen von Verzögerungselementen zur Erzeugung einer vorbestimmten Verzögerungszeit sind vorher in einem Speicher 196 der Verzögerungsleitung 176 gespeichert. Die Daten bei diesem Ausführungsbeispiel werden erhalten auf der Grundlage eines Verzögerungstaktes mit einer vorbestimmten Verzögerungszeit, der von dem Verzögerungstaktgenerator erzeugt wird.

Ein Verzögerungsindikatorsignal 36, welches um eine vorbestimmte Zeit mit Bezug auf den Standardtakt verzögert ist, wird in den Wellenform-Formatierer 12 eingegeben. Der Wellenform-Formatierer 12 verzögert die Zeit des in die DUT 22 einzugebenden Eingangsmusters 33 auf der Grundlage des Verzögerungsindikatorsignals 36. Der Wellenform-Formatierer 12 liefert das Verzögerungssignal 39, welches das verzögerte Eingangsmuster ist, zu der Signaleingangs/ausgangs- Einheit 18. Obgleich der Verzögerungstaktgenerator und die Verzögerungsleitung bei diesem Ausführungsbeispiel in dem Zeitgeber enthalten sind, können der Verzögerungstaktgenerator und die Verzögerungsleitung bei einem anderen Ausführungsbeispiel in dem Wellenform-Formatierer 12 enthalten sein. Der Verzögerungssignalgenerator 24 kann das Verzögerungssignal 39 ausgeben, welches mit Bezug auf das Eingangsmuster 33 um eine vorbestimmte Verzögerungszeit verzögert ist entsprechend den Eingangscharakteristiken der DUT 22.

Die DUT 22 empfängt das Verzögerungssignal 39 durch die Signaleingangs/-ausgangs-Einheit 18 und gibt ein Ausgangssignal 40 zu dem Komparator 20 auf der Grundlage des empfangenen Verzögerungssignals 39 aus. Z. B. werden, wenn die DUT 22 eine Speichervorrichtung ist, die auf der Grundlage des Verzögerungssignals 39 gespeicherten Daten als das Ausgangssignal 40 ausgegeben. Wenn die DUT 22 eine arithmetische Einheit ist, wird das auf der Grundlage des Verzögerungssignals 39 erhaltene arithmetische Ergebnis als das Ausgangssignal 40 ausgegeben. Der Mustergenerator 10 ein erwartetes Muster 42, welches von einer normalen DUT 22 als das Ausgangssignal 40 ausgegeben werden sollte, zu dem Komparator 20 aus. Der Komparator 20 vergleicht das Ausgangssignal 40 und das erwartete Muster 42 und beurteilt die Qualität der DUT 22.

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild der Verzögerungstakt- Erzeugungsvorrichtung nach diesem Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung, welche einen Verzögerungstakt erzeug, der um eine bestimmte Verzögerungszeit mit Bezug auf einen Standardtakt verzögert ist. Die Verzögerungstatk-Erzeugungsvorrichtung kann in dem Verzögerungssignalgenerator 24 nach Fig. 2 enthalten sein und ist in der Lage, vor dem Prüfen der DUT 22 in dem Speicher 196 zu speichernde Daten zu erhalten. Die Verzögerungstakt-Erzeugungsvorrichtung enthält einen Ringoszillator 50, einen Phasenkomparator 52, eine Impulseinfügungsvorrichtung 54, eine Phasensteuervorrichtung 56 und eine Phasenregeleinheit 58. Die Phasenregeleinheit 58 hat eine Subtraktionsvorrichtung 60 und eine Impulsbreiten- Einstellvorrichtung 62.

Der Standardtakt 34 wird in den Phasenkomparator 52 und die Phasensteuervorrichtung 56 eingegeben. Der Ringoszillator 50 kann einen Schiebetakt 70 mit demselben Zyklus wie dem des Standardtakts 34 oszillieren. Der Phasenkomparator 52 vergleicht die Phasen des Standardtaktes 34 und des Schiebetaktes 70 und gibt einen Bezugsstandardtakt 50 bzw. einen Bezugsschiebetakt 72 auf der Grundlage der Phasendifferenz zwischen dem Standardtakt 34 und dem Schiebetakt 70 aus. Der Bezugsstandardtakt 35 synchronisiert den Standardtakt 34 und hat denselben Zyklus wie der Bezugsschiebetakt 72. Zumindest entweder die Aufwärtsverschiebung oder die Abwärtsverschiebung des Bezugsschiebetakts 72 ist synchronisiert mit der Aufwärtsverschiebung oder der Abwärtsverschiebung des Schiebetaktes 70. Der Bezugsschiebetakt 72 wird zu der Impulseinfügungsvorrichtung 54 geliefert.

Die Phasensteuervorrichtung 56 empfängt den Standardtakt 34 und erzeugt ein Phasensteuersignal 74, welches Zyklen aus mehreren Zyklen des Bezugsschiebetaktes 72 anzeigt, in welche die Einfügungsimpulse jeweils eingefügt werden. Vorzugsweise erzeugt die Phasensteuervorrichtung 56 das Phasensteuersignal 74 derart, daß die Einfügungsimpulse zerstreut entlang der Zeitreihe der mehreren Zyklen des Bezugsschiebetaktes 72 eingefügt werden. Die Impulseinfügungsvorrichtung 54 kann in den Bezugsschiebetakt 72 einzufügende Einfügungsimpulse erzeugen und jeweils die Einfügungsimpulse in die Zyklen des Bezugsschiebetaktes 72, die durch das Phasensteuersignal 74 angezeigt wurden, einfügen. Die Impulseinfügungsvorrichtung 54 kann als eine Impulsbreiten-Dehnungsvorrichtung dienen, welche die Impulsbreite (Impulsdauer) des Bezugsschiebetaktes 72 verlängert. Jeder der Impulse wird zwischen der Abwärtsverschiebung von einem der Bezugsschiebetakte 72 und der Aufwärtsverschiebung des nächsten Bezugsschiebetaktes 72 eingefügt. Die Impulseinfügungsvorrichtung 54 gibt zu der Phasenregeleinheit 58 einen Bezugsschiebetakt 76 enthaltend die Einfügungsimpulse aus.

Die Phasenregeleinheit 58 bewirkt, daß der Ringoszillator 50 einen Verzögerungstakt 82 mit einer vorbestimmten Verzögerungszeit mit Bezug auf den Standardtakt 34 erzeugt, indem die Phase des Schiebetakts 70, der durch den Ringoszillator oszilliert wird, mit Bezug auf die Phase des Standardtakts 34 auf der Grundlage des Bezugsstandardtakts 35 und des die Einfügungsimpulse enthaltenden Bezugsschiebetakts 76 verzögert wird. Mit anderen Worten, die Phasenregeleinheit 58 kann die Phase des durch den Ringoszillator 50 oszillierten Schiebetakts 70 auf der Grundlage der Anzahl von in die mehreren Zyklen des Bezugsschiebetakts 72 eingefügten Einfügungsimpulse und der Impulsbreite der Einfügungsimpulse verzögern. Die Phasenregeleinheit 58 enthält bei diesem Ausführungsbeispiel eine Subtraktionsvorrichtung 60 und eine Impulsbreiten-Einstellvorrichtung 62. Dies Subtraktionsvorrichtung 60 kann den Durchschnittswert des Subtraktionsergebnisses ausgeben, welcher dadurch erhalten wird, daß das elektrische Potential der Impulse des Bezugsschiebetakts 76 enthaltend die Einfügungsimpulse von dem elektrischen Potential der Impulse des Bezugsstandardtakts 35 subtrahiert wird und der Durchschnittswert des Subtraktionsergebnisses gebildet wird.

Wenn der Durchschnittswert des Subtraktionsergebnisses 78 gleich Null ist, bedeutet dies, daß der von dem Ringoszillator 50 oszillierte Schiebetakt 70 ein Verzögerungstakt ist, welcher um eine vorbestimmte Zeit mit Bezug auf den Standardtakt 34 verzögert ist. Wenn andererseits der Durchschnittswert des Subtraktionsergebnisses 78 nicht gleich Null ist, bedeutet dies, daß der von dem Ringoszillator 50 oszillierte Schiebetakt 70 nicht eine vorbestimmte Verzögerungszeit mit Bezug auf den Standardtakt 34 hat. Die Impulsbreiten-Einstellvorrichtung 62 stellt die Oszillationsfrequenz des Ringoszillators 50 derart ein, daß der Durchschnittswert des Subtraktionsergebnisses der Subtraktionsvorrichtung 60 gleich Null wird. Dies bedeutet, daß die Impulsbreiten-Einstellvorrichtung 62 kontinuierlich die Impulsbreite des Bezugsschiebetaktes 76 durch Einstellung der Oszillationsfrequenz des Ringoszillators 50 einstellt, bis der Durchschnittswert des Subtraktionsergebnisses 78 von der Subtraktionsvorrichtung 60 gleich Null wird. Wenn der Ringoszillator 50 die Oszillationsfrequenz gemäß der Quellenspannung verändert, kann die Impulsbreiten- Einstellvorrichtung 62 ein Spannungseinstellsignal 80 ausgeben, welches die Quellenspannung des Ringoszillators 50 auf der Grundlage des Durchschnittswertes des Subtraktionsergebnisses 78 der Subtraktionsvorrichtung 60 einstellt, um die Impulsbreite des Bezugsschiebetaktes 76 einzustellen.

Obgleich der Oszillator 50 bei diesem Ausführungsbeispiel als ein Ringoszillator beschrieben wird, kann bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Oszillator ein spannungsgesteuerter Oszillator sein, bei welchem die Oszillationsfrequenz sich entsprechend der Steuerspannung ändert. Zu dieser Zeit kann die Impulsbreiten-Einstellvorrichtung 62 die Impulsbreite des Bezugsschiebetaktes 76 enthaltend die Einführungsimpulse einstellen, indem die Steuerspannung des spannungsgesteuerten Oszillators eingestellt wird auf der Grundlage des Durchschnittswertes des Subtraktionsergebnisses 78 von der Subtraktionsvorrichtung 60.

Wie vorstehend beschrieben ist, bedeutet es, wenn der Durchschnittswert des Subtraktionsergebnisses 78 der Subtraktionsvorrichtung 60 in der in Fig. 3 gezeigten Verzögerungstakt-Erzeugungsvorrichtung gleich Null wird, d. h. wenn die gesamt Länge der Impulsbreite des Standardtakts 34 mit vorbestimmten Zyklen gleich der gesamten Länge der Impulsbreite des Bezugsschiebetaktes 76 enthaltend die Einfügungsimpulse wird, das der Ringoszillator 50 den Verzögerungstakt 82 mit einer vorbestimmten Verzögerungszeit oszilliert. Der Ringoszillator 50 gelangt in die Lage, den Verzögerungstakt 82 mit einer vorbestimmten Verzögerungszeit kontinuierliche zu oszillieren, indem die Zustände jedes der Elemente verriegelt werden.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel der Verzögerungstakt- Erzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, welche einen Verzögerungstakt erzeugt, der um eine vorbestimmte Verzögerungszeit mit Bezug auf einen Standardtakt verzögert ist. Die Struktur der in Fig. 4 gezeigten Schaltung ist dieselbe wie die des in Fig. 3 gezeigten Blockschaltbildes. Die Elemente in Fig. 4 haben dieselben Symbole wie die in Fig. 3 gezeigten mit derselben Funktion und Arbeitsweise. Die in Fig. 4 gezeigte Verzögerungs- Erzeugungsvorrichtung enthält den Ringoszillator 50, den Phasenkomparator 52, die Impulseinfügungsvorrichtung 54, die Phasensteuervorrichtung 56, die Verzögerungs-Phasenregeleinheit 58, eine Quellenspannungseinheit 90, einen Synchronstandardtakt-Generator 92, einen Synchronschiebetakt-Generator 94, ein ODER- Glied 124 und Treiber 162 und 164.

Der Synchronstandardtakt-Generator 92 gibt auf der Grundlage des Standardtakts 34 einen Synchronstandardtakt 140 aus, der den eingegebenen Standardtakt 34 synchronisiert. In gleicher Weise gibt der Synchronschiebetakt-Generator 94 auf der Grundlage des Schiebetakts 70 einen synchronen Schiebetakt 142 aus, der den Schiebetakt 70 synchronisiert. Der Synchronstandardtakt 140 und der Synchronschiebetakt 142 haben dieselben Zyklen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind sowohl der Synchronstandardtakt-Generator 92 als auch der Synchronschiebetakt-Generator 92 Frequenzteiler, welche die Frequenz der eingegebenen Signale durch 8 teilen. Jedoch sind der Synchronstandardtakt- Generator 92 und der Synchronschiebetakt-Generator 94 nicht auf Frequenzteile beschränkt, die durch 8 teilen, sondern können Frequenzteiler sein, die die Frequenz der eingegebenen Signale durch 4 teilen, die die Frequenz der eingegebenen Signale durch 2 teilen oder die die Frequenz der eingegebenen Signale durch 1 teilen. Der Frequenzteiler, der die Frequenz durch 1 teilt, kann ein Puffer sein. Der Synchronschiebetakt-Generator 94 ist vorgesehen zum Verlängern der Teile des Bezugsschiebetakts 146 mit dem logischen Wert 0, in welche die eingegebenen Impulse 150 eingefügt sind. Daher kann, wenn die Impulse 150 in die Teile des ursprünglichen Schiebetakts 70 mit logischen Wert 0 eingefügt werden können, der Synchronschiebetakt-Generator 94 nicht erforderlich sein oder nur ein Puffer sein. Die Quellenspannungseinheit 90 liefert die Quellenspannung zu dem Ringoszillator 50, um diesen zu treiben. Der Phasenkomparator 52 hat Flip-Flop-Schaltungen (FF) 96 und 98. Die Impulseinfügevorrichtung 54 hat zwei Flip-Flop-Schaltungen 116 und 118, ein UND-Glied 120 und ein ODER-Glied 122. Der Ringoszillator 50 kann auf einem einzelnen Chip gebildet sein, zusammen mit mehreren elektronischen Schaltkreisen wie dem Phasenkomparator 52 und der Impulseinfügungsvorrichtung 54.

Die Phasensteuervorrichtung 56 enthält ein Einfügungsimpuls-Einstellregister 100, einen Zähler 102, mehrere Wechselpunktdetektoren 104, mehrere UND- Glieder 110, ein ODER-Glied 112 und eine Flip-Flop- Schaltung 114. Der Zähler 102 ist ein M Bit-Zähler (M ist eine natürliche Zahl). Der Zähler 102 bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein 12 Bit-Zähler mit einem geringstwertigsten Bit "COUNT 0" bis zu einem höchstwertigsten Bit "COUNT 11". Das Einfügungsimpuls- Einstellregister 100 ist ein (M + 1) Bit-Register, das die Zahlen der durch die Impulseinfügungsvorrichtung 51 einzufügenden Impulse speichert. Das Einfügungsimpuls-Einstellregister 100 bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein 13 Bit-Register mit einem geringstwertigsten Bit "REG 0" bis zu einem höchstwertigsten Bit "REG 12".

Der Wechselpunktdetektor 104 enthält eine Flip-Flop- Schaltung 106 und ein UND-Glied 108 und ist in der Lage, den Wechselpunkt des Zählers 102 zu erfassen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Wechselpunktdetektor 104 für jedes der Bits "COUNT 1" bis "COUNT 11" des Zählers 102 vorgesehen. Das UND-Glied 110 gibt eine logische Multiplikation des Registerwertes von dem (M - n + 1)-ten Bit (n ist eine natürliche Zahl) des Einfügungsimpuls-Einstellregisters 100 und des Ausgangswertes des Wechselpunktdetektors 104 entsprechend dem n-ten Bit des Zählers 102. In der in Fig. 4 gezeigten Phasensteuervorrichtung 56 entsprechen die Bits "REG 0" und "COUNT 11", "REG 1" und "COUNT 10", "REG 2" und "COUNT 9", "REG 3" und "COUNT 8", "REG 4" und "COUNT 7", "REG 5" und "COUNT 6", "REG 6" und "COUNT 5", "REG 7" und "COUNT 4", "REG 8" und "COUNT 3", "REG 9" und "COUNT 2", "REG 10" und "COUNT 1" und "REG 11" und "COUNT 0" jeweils einander. Das ODER- Glied 112 gibt eine logische Addition der Ausgangssignale von den mehreren UND-Gliedern 110 und des Bitwertes von "REG 12" aus. Das Ausgangssignal des ODER-Glieds 112 wird zu der FF 114 geliefert. Die FF 114 liefert ein Phasensteuersignal 74 zu der Impulseinfügungsvorrichtung 54, welches die Zeit anzeigt, zu der der Einfügungsimpuls eingefügt wird.

Die Phasenregeleinheit 58 enthält die Subtraktionsvorrichtung 60 und die Impulsbreiten- Einstellvorrichtung 62. Die Subtraktionsvorrichtung 60 hat eine Subtraktionsschaltung 130 und ein Filter 132. Die Subtraktionsschaltung 130 subtrahiert einen Eingang von dem anderen Eingang von den beiden Eingängen, um ein Subtraktionsergebnis zu erhalten. Das Filter 132 bildet den Durchschnittswert des Subtraktionsergebnisses und liefert den Durchschnittswert des Subtraktionsergebnisses zu der Impulsbreiten- Einstellvorrichtung 62. Die Impulsbreiten- Einstellvorrichtung 62 stellt die Phase des Schienbetakts 70 ein, indem die Quellenspannung der Quellenspannungseinheit 90 eingestellt wird.

Die Arbeitsweise jedes der zur Erzeugung des Verzögerungstaktes 82 verwendeten Elemente wird nachfolgend erläutert.

Die Frequenz von 266 MHz des Standardtakts 34 wird von dem Synchronstandardtakt-Generator 92 durch Acht geteilt. Der Synchronstandardtakt 140, welcher die achte Subharmonische des Standardtakts 34 ist und den Standardtakt 34 synchronisiert, wird an einem Takteingang der FF 96 eingegeben. Der Ringoszillator 50, der die Oszillationsfrequenz gemäß der Quellenspannung verändert, oszilliert den Schiebetakt 70 mit demselben Zyklus wie dem des Standardtakts 34 auf der Grundlage der von der Quellenspannungseinheit 90 gelieferten Quellenspannung. Die Frequenz des Schiebetakts 70 wird von dem Synchronschiebetakt-Generator 94 durch Acht geteilt. Der Synchronschiebetakt 142, welcher die achte Subharmonische des Schiebetakts 70 ist und welcher den Schiebetakt 70 synchronisiert, wird an einem Takteingang des FF 98 eingegeben. Der Synchronstandardtakt 140 und der Synchronschiebetakt 142 haben denselben Zyklus.

Obgleich die Frequenzen des Standardtakts 34 und des Schiebetakts 70 von den Synchronstandardtakt- Generatoren 92 bzw. 94 durch Acht geteilt sind, können die Frequenzen des Standardtakts 34 und des Schiebetakts 70 durch eine andere Zahl oder überhaupt nicht geteilt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel bedeutet "Synchronstandardtakt", daß die Aufwärtsverschiebung des Takts die Aufwärtsverschiebung des Standardtakts 34 synchronisiert, und "Synchronschiebetakt" bedeutet, daß die Aufwärtsverschiebung des Takts die Aufwärtsverschiebung des Schiebetakts 70 synchronisiert. Beispielsweise kann bei einem Ausführungsbeispiel, bei welchem die Synchronstandardtakt- Generatoren 92 und 94 nicht vorgesehen sind, der Synchronstandardtakt 140 selbst der Standardtakt 34 und der Synchronschiebetakt 142 selbst der Schiebetakt 70 sein.

Ein umgekehrter Synchronstandardtakt 141, der durch Umkehrung des Synchronstandardtakts 140 erhalten wurde, wird an einem R-Eingang von jeder der FF 96 und der FF 98 eingegeben. Die FF 96 und die FF 98 werden zu dem Zeitpunkt der Aufwärtsverschiebung des umgekehrten Synchronstandardtakts 141 zurückgesetzt, d. h. zu dem Zeitpunkt der Abwärtsverschiebung des Synchronstandardtakts 140. Daher kann die Abwärtsverschiebung des Synchronschiebetakts 142 der Abwärtsverschiebung des Synchronstandardtakts 140 angepaßt werden. Der Phasenkomparator 52 gibt einen Bezugsstandardtakt 144 und einen Bezugsschiebetakt 146 aus, deren Abwärtsverschiebungen einander angepaßt sind auf der Grundlage der Phasendifferenz zwischen dem Synchronstandardtakt 140 und dem Synchronschiebetakt 142. Dies bedeutet, daß die FF 96 den Bezugsstandardtakt 144 ausgibt und die FF 98 den Bezugsschiebetakt 146 ausgibt der einen verkürzten Impuls in Übereinstimmung mit der Phasendifferenz zwischen dem Synchronstandardtakt 140 und dem Synchronschiebetakt 142 hat. Bei diesem Beispiel haben der Synchronstandardtakt 140 und der Bezugsstandardtakt 144 denselben Impulszug.

Das Einfügungsimpuls-Einstellregister 100 speichert die Anzahl von durch die Impulseinfügungsvorrichtung 54 einzufügenden Impulse. Dies bedeutet, daß das Einfügungsimpuls-Einstellregister 100 vorher Daten speichert, welche anzeigen, wie viele Impulse in den Bezugsschiebetakt 146 mit 4096 Zyklen (12 Bits) einzufügen sind. Die Verzögerungszeit des Verzögerungstaktes 82 mit Bezug auf den Standardtakt 34 wird durch die Anzahl von Impulsen bestimmt, deren Daten in dem Einfügungsimpuls-Einstellregister 100 gespeichert sind. Dies wird später im Einzelnen erläutert.

Der Zähler 102 ist ein 12 Bit-Zähler und erhöht den Ausgangswert auf der Grundlage des Synschronstandardtakts 140, welcher die achte Subharmonische des Standardtakts 34 ist. Wechselpunktdetektoren 104 sind vorgesehen für das "COUNT 1" bis "COUNT 11", obgleich der Wechselpunktdetektor 104 in Fig. 4 nur als mit dem "COUNT 11" verbunden gezeigt ist, um die Erläuterung zu vereinfachen. Weiterhin kann, obgleich der Wechselpunktdetektor 104 nicht für das "COUNT 0" in dem in Fig. 4 gezeigten Beispiel vorgesehen ist, kann der Wechselpunktdetektor 104 bei einem anderen Beispiel für das "COUNT 0" vorgesehen sein.

Der Wechselpunktdetektor 104 kann den Wechselpunkt erfassen, wenn sich das Bit des Zählers 102 ändert. Wechselpunktdetektoren 104 sind für das "COUNT 1" bis "COUNT 11" vorgesehen. Die Arbeitsweise des für das "COUNT 11" vorgesehen Wechseldetektors 104 wird nachfolgend erläutert.

Das Ausgangssignal vom dem "COUNT 11" wird bei einem Dateneingang der FF 106 eingegeben. Der Synchronstandardtakt 140, welcher die achte Subharmonische des Standardtakts 34 ist, wird an einem Takteingang der FF 106 eingegeben. Das Ausgangssignal der FF 106 wird umgekehrt und einem der Eingangsgatter des UND- Gliedes 108 eingegeben. Das Ausgangssignal von dem "COUNT 1" wird an dem anderen der Eingangsgatter des UND-Glieds 108 eingegeben. Daher gibt, wenn das Ausgangssignal von dem "COUNT 11" von dem logischen Wert "0" zu dem logischen Wert "1" auf der Grundlage des Synchronstandardtakts 140 wechselt, das UND-Glied 108 den logischen Wert "1" aus. Die für das "COUNT 1" bis "COUNT 10" vergesehene Wechselpunktdetektoren 104 haben dieselben Funktionen.

Die in Fig. 4 gezeigte Phasensteuervorrichtung 56 enthält nicht den Wechselpunktdetektor 104 neben dem "COUNT 0". Dies folgt daraus, dass der Wechselpunktdetektor 104 nur den Wechselpunkt erfasst, bei dem der Ausgangswert des Bits von dem Zähler 102 von dem logischen Wert "0" zu dem logischen Wert "1" wechselt; daher ist es nicht erforderlich, daß das "COUNT 0", von welchem die logischen Werte "0" und "1" abwechselnd ausgegeben werden, den Wechseldetektor 104 aufweist. Daher kann gesagt werden, daß das "COUNT 0" ursprünglich einen Wechselpunktdetektor 104 neben diesem enthält. Jedoch kann der Wechselpunktdetektor 104 für das "COUNT 0" in derselben Weise vorgesehen sein, wie für das "COUNT 1" bis zum "COUNT 11".

Wenn eine Gruppen von Einfügungsimpulsen durch die Impulseinfügungsvorrichtung 54 in die Vielzahl von Zyklen (bei diesem Ausführungsbeispielen 4096 Zyklen [12 Bits] des Bezugsschiebetakts 146)eingefügt ist, kann eine Niedrigfrequenzwelligkeit in der Quellenspannung erzeugt werden. Daher ist es wünschenswert, die Einfügungsimpulse entlang Zeitserien der Vielzahl von Zyklen des Bezugsschiebetakts 146 verstreut einzufügen.

Um die Einfügungsimpulse entlang Zeitserien der Vielzahl von Zyklen des Bezugsschiebetakts 146 verstreut einzufügen, gibt das UND-Glied 110 der Phasensteuervorrichtung 56 die logische Multiplikation des Registerwerts des (M - n + 1)-ten (n ist eine natürliche Zahl) Bits des Einfügungsimpuls-Einstellregisters 100 und des Ausgangswertes des Wechselpunktdetektors 104 entsprechend dem n-ten Bit des Zählers 102 aus. Dies bedeutet, daß das Ausgangssignal des REG (12 - n) (n : 1 < n < 12) von jedem der Einfügungsimpuls- Einstellregister 100 jeweils an einem der Eingänge jedes der UND-Glieder 110 eingegeben wird. Dies bedeutet auch, dass das Ausgangssignal von jedem der Wechselpunktdetektoren 104 entsprechend dem COUNT (n - 1) von jedem der Zähler 102 oder das Ausgangssignal des "COUNT 0" jeweils an dem anderen der Eingänge von jedem der UND-Glieder 110 eingegeben wird. Wenn das Ausgangssignal des REG (12 - n) und das Ausgangssignal des Wechselpunktdetektors 104 entsprechend dem COUNT (n - 1) oder das Ausgangssignal des "COUNT 0" logische Werte "1" haben, gibt das UND-Glied 110 den logischen Wert "1" aus. Das Ausgangssignal des UND-Glieds 110 wird in das ODER-Glied 112 eingegeben. Das Ausgangssignal des REG 12 wird direkt in das ODER-Glied 112 eingegeben. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird, wenn 4096 (#1000000000000)Impulse in die 4096 Zyklen eingegeben werden, der Registerwert des REG 12 gleich "1". Das ODER-Glied 112 gibt die logische Addition der Ausgangssignale von allen UND-Glieder 110 und des Registerwerts der REG 12 aus und liefert die logische Addition zu einem Dateneingang der FF 114. Die Zeitpunkte, zu denen die Einfügungsimpulse durch diese Struktur gesetzt werden, wird später mit Bezug auf Fig. 6 erläutert.

Der Synchronstandardtakt 140, welcher die achte Subharmonische des Standardtakts 34 ist, wird an einem Takteingang der FF 114 eingegeben. Der umgekehrte synchrone Standardtakt 141, welcher durch Umkehrung des synchronen Standardtakts 140 erhalten wurde, wird an einem Rücksetzeingang (R) der FF 114 eingegeben. Die FF 114 gibt ein Phasensteuersignal 74, welches die Zyklen des Bezugsschiebetakts 146, in welche die Einfügungsimpulse eingefügt sind, auf der Grundlage des Synchronstandardtakts 140, des umgekehrten Synchronstandardtakts 141 und des Ausgangssignals des ODER-Glieds 112 zu der Impulseinfügungsvorrichtung 54.

Das Phasensteuersignal 74 wird an einem Dateneingang der FF 116 der Impulseinfügungsvorrichtung 54 eingegeben. Die von der FF 116 ausgegebenen Daten werden an einem Dateneingang der FF 118 eingegeben. Der Standardtakt 34 mit einer Frequenz von 266 MHz wird an Takteingängen der FF 116 und der FF 118 eingegeben. Sowohl die FF 116 als auch die FF 118 werden durch den Standardtakt 34 betrieben. Die von der FF 118 ausgegebenen Daten werden an einem der Eingangsanschlüsse des UND-Glieds 120 eingegeben. Das Phasensteuersignal 74 wird umgekehrt und an dem anderen der Eingangsanschlüsse des UND-Glieds 120 eingegeben.

Das UND-Glied 120 führt eine logische Multiplikation mit dem umgekehrten Phasensteuersignal 74 und den von der FF 118 ausgegeben Daten durch und gibt Einfügungsimpulse 150 aus. Die Einfügungsimpulse 150 können zwischen der Abwärtsverschiebung und der nächsten Aufwärtsverschiebung des Bezugsschiebetakts 146 eingefügt werden, wenn die Impulseinfügungsvorrichtung 154 wie vorstehend ausgebildet ist. Das UND-Glied 120 gibt die Einfügungsimpulse 150 mit mehreren Impulsen aus, wobei jeder nach oben verschoben wird zu dem Zeitpunkt, zu dem der Bezugsschiebetakt 146 nach unten verschoben wird, wodurch ein logischer Wert "1" für zwei Zyklen des Standardtakts 34 mit der Frequenz von 266 MHz aufrecht erhalten bleibt, und dann abwärts verschoben wird. Die Impulseinfügungsvorrichtung 54 verlängert die Impulsbreite des Bezugsschiebetakts 146 bei diesem Ausführungsbeispiel. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann die Impulseinfügungsvorrichtung 54 Einfügungsimpulse einfügen, welche nicht aufwärts verschoben werden zu demselben Zeitpunkt wie der Abwärtsverschiebung des Bezugsschiebetakts 146, zwischen der Abwärtsverschiebung und der nächsten Aufwärtsverschiebung des Bezugsschiebetakts 146.

Das ODER-Glied 122 führt eine logische Addition des Bezugsschiebetakts 146 und der Einfügungsimpulse 150 durch, um die Einfügungsimpulse 150 in den Bezugsschiebetakt 146 einzufügen. Das ODER-Glied 122 gibt den Bezugsschiebetakt 152 enthaltend die Einfügungsimpulse 150 zu dem Treiber 164 aus. Der Treiber 164 gibt differenziell den Bezugsschiebetakt 152 zu der Subtraktionsschaltung 130 aus. In gleicher Weise wird der Bezugsstandardtakt 144 zu dem ODER-Glied 124 geliefert. Das ODER-Glied 124 gibt dann den Bezugsstandardtakt 148 zu dem Treiber 162 aus. Der Bezugsstandardtakt 144 und der Bezugsstandardtakt 148 haben denselben Impulszug.

Die Subtraktionsschaltung 130 subtrahiert das elektrische Potential des Impulszuges des Bezugsschiebetakts 152 enthaltend die Einfügungsimpulse 150 von dem elektrischen Potential des Impulszuges des Bezugsstandardtaktes 148. Das durch die Subtraktion unter Verwendung der Subtraktionsschaltung 130 erhaltene Subtraktionsergebnis 154 wird einer Durchschnittswertbildung unterzogen durch Filterung unter Verwendung des Filters 132. Das Filter 132 gibt den Durchschnittswert des Subtraktionsergebnisses 78 zu der Impulsbreiten-Einstellvorrichtung 62 aus. Der Durchschnittswert des Subtraktionsergebnisses 78 ist auf die Phasendifferenz zwischen dem Standardtakt 34 und dem Schiebetakt 70 und die Impulsbreite sowie die Anzahl der Impulse der Einfügungsimpulse 150 bezogen.

Wenn der Durchschnittswert des Subtraktionsergebnisses 78 gleich Null ist, bedeutet dies, daß der Verzögerungstakt 82 eine gewünschte Verzögerungszeit mit Bezug auf den Standardtakt 34 hat. Wenn andererseits der Wert des Subtraktionsergebnisses 78 nicht gleich Null ist, bedeutet dies, daß der Verzögerungstakt 82 nicht eine gewünschte Verzögerungszeit hat; daher ist es erforderlich, die Oszillationsfrequenz des Ringoszillation 50 zu ändern, um die Impulsbreite des Bezugsschiebetakts 152 einzustellen. Die Impulsbreiten- Einstellvorrichtung 62 erzeugt das Spannungseinstellungssignal 80 auf der Grundlage des Subtraktionsergebnisses 78, um die Quellenspannung der Quellenspannungseinheit 90 einzustellen. Die Quellenspannungseinheit 90 stellt die zu dem Ringoszillator 50 zu liefernde Quellenspannung ein auf der Grundlage des Spannungseinstellungssignals 80, um die Frequenz des Schiebetakts 70 einzustellen. Dies bedeutet, daß die Impulsbreite des Bezugsschiebetakts 152 einstellbar ist. Die Phasenregeleinheit 58 stellt kontinuierlich die Quellenspannungseinheit 90 ein, bis das Subtraktionsergebnis 78 gleich Null wird, und verriegelt dann den Zustand, wenn das Subtraktionsergebnis 78 gleich Null ist. Daher kann ein Verzögerungstakt mit einer vorbestimmten Verzögerungszeit erzeugt werden.

Wenn der Ringoszillator 50 auf einem einzelnen Chip mit mehreren elektronischen Schaltungen aufgebracht ist, ist es wünschenswert, eine Quellenspannungs- Zuführvorrichtung vorzusehen, welche in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, die die eingestellte Quellenspannung auf der Grundlage des Durchschnittswertes des Subtraktionsergebnisses auch zu den mehreren elektronischen Schaltungen liefert. Durch Lieferung der eingestellten Quellenspannung zu den auf demselben Clip aufgebrachten elektronischen Schaltungen ist eine Kompensation des Zeitfehlers, der durch die Temperaturänderungen oder Quellenschwankungen bewirkt wird, möglich.

Die Fig. 5(a) bis 5(c) zeigen die in den Bezugsschiebetakt 146 einzufügenden Einfügungsimpulse 150. Um die Erläuterung zu vereinfachen, sind die Impulse des Bezugsschiebetakts 146 nicht gezeigt, und nur die Impulse der Einfügungsimpulse 150 sind in den Fig. 5(a) bis 5(c) gezeigt.

Fig. 5(a) zeigt ein Beispiel, bei welchem eine Gruppe von Einfügungsimpulsen 150 in den Bezugsschiebetakt 146 eingefügt ist. Fig. 5(b) zeigt eine Niedrigfrequenzwelligkeit in der Quellenspannung, welche durch die Einfügung der Einfügungsimpulse 150 bewirkt wird. Die Quellenspannung variiert aufgrund der in der Quellenspannung erzeugten Welligkeit. Dies verhindert die stabile Zuführung der Spannung, was für die Erzeugung eines Verzögerungstaktes mit einer genauen Verzögerungszeit unerwünscht ist.

Fig. 5(c) zeigt ein Beispiel, bei welchem die Einfügungsimpulse 150 verstreut entlang der Zeitserien des Bezugsschiebetakts 146 eingefügt sind. Die in Fig. 5(b) gezeigte Welligkeit wird nicht in der Quellenspannung erzeugt, wenn die Einfügungsimpulse 150 verstreut eingefügt sind. Somit kann eine stabile Spannung geliefert werden. Daher ist es wünschenswert, um einen Verzögerungstakt mit einer genauen Verzögerungszeit zu erzeugen, die Einfügungsimpulse 150 verstreut oder gleichmäßig verteilt einzufügen.

Fig. 6 zeigt ein Beispiel der Zyklen, in welche die Einfügungsimpulse eingefügt sind, aus der Vielzahl von Zyklen des von der in Fig. 4 gezeigten Phasensteuervorrichtung 56 erzeugten Phasensteuersignals 74. Um die Erläuterung zu vereinfachen, werden die Zeitpunkte der Einfügung der Einfügungsimpulse in einen Schiebetakt mit 16 Zyklen erläutert. Dies bedeutet, dass das Einfügungsimpuls-Einstellregister 100 bei diesem Beispiel ein 5 Bit-Register ist, mit dem geringstwertigstem Bit "REG 0" bis zum höchstwertigstem Bit "REG 4". Der Zähler 102 ist ein 4 Bit- Zähler mit dem geringstwertigsten "COUNT 0" bis zum höchstwertigsten "COUNT 3". In diesem Fall entsprechen jeweils das "REG 0" und das "COUNT 3", das "REG 1" und das "COUNT 2", das "REG 2" und das "COUNT 1" und das "REG 3" und das "COUNT 0" einander, wie mit Bezug auf Fig. 4 erläutert wurde.

Die Spalten in Fig. 6 zeigen die Anzahl von einzufügenden Impulsen und die Reihen in Fig. 6 zeigen die Zeitserien (Zyklen). Ein Kreis in der Tabelle bedeutet, daß der Impuls in dem entsprechenden Zyklus eingefügt ist. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, kann die Phasensteuervorrichtung 56 bei diesem Ausführungsbeispiel Impulse entlang der Zeitserien verstreut einfügen. Wenn 16 Impulse in alle 16 Zyklen eingefügt werden, d. h. die Anzahl von einzufügenden Impulsen auf 16 gesetzt ist (#10000), dann wird der Wert "1" in dem "REG 4" gespeichert. Dies bedeutet auch, daß die Impulse immer in den Schiebetakt eingefügt sind. Es ist wünschenswert, die Anzahl von Bits für das Einfügungsimpuls-Einstellregister 100 um Eins größer als die Anzahl von Bits für den Zähler 102 einzustellen, damit die Impulse in alle Zyklen eingefügt sind.

Fig. 7 zeigt einen Schiebetakt, in welchen die Impulse eingefügt sind, in Übereinstimmung mit den in Fig. 6 gezeigten Zyklen. Fig. 7(a) zeigt den Schiebetakt mit 16 Zyklen, in welchem drei Impulse eingefügt sind, da die Anzahl von einzufügenden Impulsen auf Drei gesetzt ist. Die Einfügungsimpulse sind in Fig. 7(a) durch Schraffur angezeigt. Die Impulse werden in den vierten, achten und zwölften Zyklus von den 16 Zyklen eingefügt. Fig. 7(b) zeigt den Schiebetakt mit 16 Zyklen, in welchen sieben Impulse eingefügt sind, da die Anzahl von einzufügenden Impulse auf Sieben gesetzt ist. Die Impulse sind in den zweiten, vierten, sechsten, achten, zehnten, zwölften und vierzehnten Zyklus von 16 Zyklen eingefügt.

Fig. 8 zeigt Zeitdiagramme jedes in Fig. 4 gezeigten Signals. Die Arbeitsweise von jedem der Elemente, die sich auf die Fig. 4 und 8 beziehen, wird nachfolgend erläutert.

Der Standardtakt 34 mit einer Frequenz von 266 MHz (ein Zyklus von 3,76 ns) wird in den Synchronstandardtakt-Generator 92 eingegeben. Der Ringoszillator 50 oszilliert den Schiebetakt 70 mit demselben Zyklus wie dem des Standardtakts 34. In dem in Fig. 8 gezeigten Beispiel wird der Schiebetakt 70 um die Zeit τ mit Bezug auf den Standardtakt 34 verzögert. Der Standardtakt 34 und der Schiebetakt 70 werden jeweils in die Synchronstandardtakt-Generatoren 92 und 94 eingegeben. Die Synchronstandardtakt-Generatoren 92 und 94 teilen jeweils die Frequenzen des Standardtakts 34 und des Schiebetakts 70 durch Acht. Der Synchronstandardtakt 140 und der Synchronschiebetakt 142, welche die Frequenzen des Standardtakts 34 und des Schiebetakts 70 durch Acht teilen, haben jeweils Zyklen von 30,08 ns.

Der Synchronstandardtakt 140 und der Synchronschiebetakt 142 werden in den Phasenkomparator 52 eingegeben. Die Abwärtsverschiebung des Synchronschiebetakts 142 wird der Abwärtsverschiebung des Synchronstandardtakts 140 angepaßt. Der von dem Phasenkomparator 52 ausgegebene Bezugsschiebetakt 146 hat einen Impuls, dessen Periode mit dem logischen Wert "1" um die Zeit τ verkürzt wird mit Bezug auf den Bezugsstandardtakt 144. Der Bezugsstandardtakt 144 wird durch das ODER-Glied 124 zu dem Treiber 162 als der Bezugsstandardtakt 148 geliefert. Der Bezugsstandardtakt 148 wird von dem Treiber 162 zu der Subtraktionsschaltung 130 geliefert.

Die Impulseinfügungsvorrichtung 54 erzeugt die Einfügungsimpulse 150 auf der Grundlage des Standardtakts 34. Die Einfügungsimpulse 150 sind Impulse, deren Periode mit dem logischen Wert "1" das Zweifache des Zyklus des Standardtakts 34 ist (7,52 ns). Die Abwärtsverschiebung des Bezugsschiebetakts 146 ist der Abwärtsverschiebung des Synchronstandardtakts 140 angepaßt, und Einfügungsimpulse 150 werden in das ODER- Glied 122 eingegeben. Das ODER-Glied 122 führt eine logische Addition des Bezugsschiebetakts 146 und der Einfügungsimpulse 150 durch. Jeder Impulse der Einfügungsimpulse 150 wird zwischen der Abwärtsverschiebung und der nächsten Aufwärtsverschiebung des Bezugsschiebetakts 146 eingefügt. Das ODER-Glied 122 gibt den Bezugsschiebetakt 152 enthaltend die Einfügungsimpulse 150 zu dem Treiber 164 aus. Der Bezugsschiebetakt 152 wird von dem Treiber 164 zu der Subtraktionsschaltung 130 geliefert.

Die Subtraktionsschaltung 130 führt eine logische Subtraktion des Bezugsschiebetakts 152 von dem Bezugsstandardtakt 148 durch. Die Subtraktionsschaltung 130 gibt das Subtraktionsergebnis 154 zu dem Filter 132 aus. Das Filter 132 bildet den Durchschnittswert des Subtraktionsergebnisses und gibt den Durchschnittswert des Subtraktionsergebnisses 78 zu der Impulsbreiten-Einstellvorrichtung 62 aus. Die Impulsbreiten-Einstellvorrichtung 62 stellt die Oszillationsfrequenz des Ringoszillators 50 ein durch Einstellung der Quellenspannung der Quellenspannungseinheit 90, um das Subtraktionsergebnis 78 auf Null zu bringen.

Wie in dem Zeitdiagramm des Subtraktionsergebnisses 154 gezeigt ist, wird die Impulsbreite, die auf der Phasendifferenz zwischen dem Standardtakt 34 und dem Schiebetakt 70 basiert, als "w1" gesetzt, und die Impulsbreite von jedem der Einfügungsimpulse wird als "w2" gesetzt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist "w1" gleich τ und "w2" ist gleich 7,52 ns. Wenn die Anzahl von einzufügenden Einfügungsimpulsen auf N gesetzt ist, ist das Ausgangssignal von dem Filter 132 in einer proportionalen Beziehung zu der folgenden Formel:



(w1 × 4096 (Zyklen)) - (w2 × N) (1)

Dies bedeutet, daß die Impulsbreiten- Einstellvorrichtung 62 die Impulsbreite von "w1" einstellt, indem die Oszillationsfrequenz des Ringoszillators 50 eingestellt wird, damit der Wert der Formel (1) zu Null wird. Daher wird der Verzögerungstakt 82 erzeugt, indem dem Schiebetakt 70 eine vorbestimmte Verzögerungszeit gegeben wird.

Der Fall bei diesem Ausführungsbeispiel, in welchem die Einfügungsimpulse 150a in ganze Zyklen (4096 Zyklen) des Bezugsschiebetakts 146 eingefügt sind, um die maximale Phasendifferenz zu geben, wird nachfolgend erläutert.

Die Einfügungsimpulse 150a werden in den Bezugsschiebetakt 146 eingefügt. Die Einfügungsimpulse 150a sind ein Impulszug mit Impulsen in jedem Teil des Bezugsschiebetakts 146, der den logischen Wert "0" hat. Der Bezugsschiebetakt 146 und die Einfügungsimpulse 150a werden durch das ODER-Glied 122 logisch addiert. Das ODER-Glied 122 gibt zu dem Treiber 164 den Bezugsschiebetakt 152a enthaltend die Einfügungsimpulse 150a aus. Der Bezugsschiebetakt 152a wird von dem Bezugsstandardtakt 148 durch die Subtraktionsschaltung 130 logisch subtrahiert. Die Subtraktionsschaltung 130 gibt das Subtraktionsergebnis 154a aus.

Bezug nehmend auf die Formel (1) beträgt "w2" 7,52 ns und N ist zu dieser Zeit gleich 4096. Die Impulsbreiten-Einstellvorrichtung 62 stellt den Ringoszillator 50 so ein, daß das Subtraktionsergebnis 78, das durch Bildung des Durchschnittswertes des Subtraktionsergebnisses 154a erhalten wird, gleich Null ist. Wenn die Subtraktionsschaltung 130 das Subtraktionsergebnis 154a' mit Impulsen, deren Impulsbreite w1 7,52 ns beträgt, ausgibt, wird der Durchschnittswerts des Subtraktionsergebnisses 78 gleich Null. Der Ringoszillator 50 oszilliert den Synchronschiebetakt 142a mit einer Verzögerungszeit (maximale Phasendifferenz) von 7,52 ns.

Wie vorstehend beschrieben ist, kann die Verzögerungstakt-Erzeugungsvorrichtung nach diesem Ausführungsbeispiel einen Verzögerungstakt mit einer vorbestimmten Verzögerungszeit genau erzeugen in Übereinstimmung mit der Anzahl von in die vorbestimmten Zyklen (4096 Zyklen) eingefügten Einfügungsimpulsen. Obgleich alle Einfügungsimpulse 150 bei diesem Ausführungsbeispiel dieselbe Impulsbreite haben, kann die Impulsbreite für jeden der Einfügungsimpulse 150 eingestellt werden, um einen Verzögerungstakt mit einer vorbestimmten Verzögerungszeit zu erzeugen. Z. B. kann ein Verzögerungstakt mit einer gewünschten Verzögerungszeit erzeugt werden durch Einfügen von Einfügungsimpulsen 150 mit einer Impulsbreite gleich der gewünschten Verzögerungszeit in jeden Zyklus des Bezugsschiebetakts 146.


Anspruch[de]
  1. 1. Verzögerungstakt-Erzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines Verzögerungstaktes (82), der in einer vorbestimmten Zeit verzögert ist, welche Verzögerungstakt-Erzeugungsvorrichtung mit einem Standardtakt (34) betrieben wird, gekennzeichnet durch

    einen Oszillator (50), welcher einen ersten Takt (70), der mit einer bestimmten Frequenz oszilliert, erzeugt und den Verzögerungstakt (82) ausgibt,

    eine Impulseinfügungsvorrichtung (54) zum Einfügen eines Impulses (150) mit einer vorbestimmten Länge an einer vorbestimmten Stelle des ersten Taktes (70), welche Impulseinfügungsvorrichtung (54) einen zweiten Takt (76, 152) ausgibt, der dem ersten Takt (70) mit dem eingefügten Impuls entspricht, und

    eine Phasenregeleinheit (58), die eine Zeitdifferenz zwischen dem zweiten Takt (76, 152) und einem aus dem Standardtakt (34) erhaltenen dritten Takt (35, 144, 148) berechnet, welche Phasenregeleinheit (58) eine Steuerspannung (80) für den Oszillator (50) erzeugt, wenn die berechnete Zeitdifferenz von null abweicht, damit der Oszillator (50) seine bestimmte Frequenz entsprechend der Steuerspannung (80) ändert, um das zeitliche Auftreten des Verzögerungstaktes (82) geeignet einzustellen.
  2. 2. Verzögerungstakt-Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Phasenkomparator (52), der den dritten Takt (35, 144, 148) und einen Bezugsschiebetakt (72, 146) auf der Grundlage einer Phasendifferenz zwischen einem Synchronschiebetakt (142), der den ersten Takt (70) synchronisiert, und einem Synchronstandardtakt (140), der den Standardtakt (34) synchronisiert und denselben Zyklus wie den des Synchronschiebetakts (142) hat, ausgibt.
  3. 3. Verzögerungstakt-Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Phasenkomparator (52) den dritten Takt (35, 144, 148) und den Bezugsschiebetakt (72, 146) derart ausgibt, dass eine Abwärtsverschiebung des dritten Taktes (35, 144, 148) und eine Abwärtsverschiebung des Bezugsschiebetakts (72, 146) einander angepasst werden auf der Grundlage des Synchronstandardtakts (140) und des Synchronschiebetakts (142).
  4. 4. Verzögerungstakt-Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulseinfügungsvorrichtung (54) den Impuls (150) zwischen einer Abwärtsverschiebung und einer nächsten Aufwärtsverschiebung des Bezugsschiebetakts (72, 146) einfügt.
  5. 5. Verzögerungstakt-Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulseinfügungsvorrichtung (54) den Impuls (150) so in den Bezugsschiebetakt (72, 146) einfügt, dass der Impuls (150) mit dem Standardtakt (34) synchronisiert ist.
  6. 6. Verzögerungstakt-Erzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch einen Synchronstandardtakt-Generator (92), der den Synchronstandardtakt (140) durch Teilen der Frequenz des Standardtakts (34) ausgibt, und einen Synchronschiebetakt-Generator (94), der den Synchronschiebetakt (142) durch Teilen der Frequenz des ersten Takts (70) derart ausgibt, dass der Synchronschiebetakt (142) denselben Zyklus wie der Synchronstandardtakt (140) hat.
  7. 7. Verzögerungstakt-Erzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Phasensteuervorrichtung (56) ein Phasensteuersignal erzeugt, welches einen Zyklus aus einer Vielzahl von Zyklen des Bezugsschiebetakts (72, 146) anzeigt, in welchen der Impuls (150) einzufügen ist, und dass die Impulseinfügungsvorrichtung (54) den Impuls (150) in den Zyklus des Bezugsschiebetakts (72, 146) einfügt, der durch das Phasensteuersignal angezeigt wird.
  8. 8. Verzögerungstakt-Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenregeleinheit (58) eine Phase des von dem Oszillator (50) oszillierten ersten Takts (70) verzögert auf der Grundlage der Anzahl der in die Vielzahl von Zyklen des Bezugsschiebetakts (72, 146) eingefügten Impulse (150).
  9. 9. Verzögerungstakt-Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenregeleinheit (58) aufweist:

    eine Subtraktionsvorrichtung (60), welche einen Durchschnittswert eines Subtraktionsergebnisses, das durch Subtrahieren eines elektrischen Potentials von Impulsen des Bezugsschiebetakts (76, 152) enthaltend die Einfügungsimpulse (150) von einem elektrischen Potential von Impulsen des Synchronstandardtakts (140) erhalten wurde, ausgibt, und

    eine Impulsbreiten-Einstellvorrichtung (62), die die Impulsbreite des Bezugsschiebetakts (76, 152) enthaltend den Einfügungsimpuls (150) derart einstellt, dass der Durchschnittswert des Subtraktionsergebnisses von der Subtraktionsvorrichtung (60) gleich Null wird.
  10. 10. Verzögerungstakt-Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillator (50) ein Ringoszillator ist, dessen Oszillationsfrequenz sich in Übereinstimmung mit einer Quellenspannung ändert, wobei die Impulsbreiten-Einstellvorrichtung (62) die Impulsbreite des Bezugsschiebetakts (76, 152) enthaltend den Einfügungsimpuls (150) einstellt durch Einstellen der Quellenspannung des Ringoszillators (50) auf der Grundlage des Durchschnittswertes des Subtraktionsergebnisses von der Subtraktionsvorrichtung (60).
  11. 11. Verzögerungstakt-Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringoszillator (50) auf einem einzelnen Chip mit mehreren elektronischen Schaltkreisen angeordnet ist und dass eine Spannungsquelleneinheit (90) vorgesehen ist, welche die Quellenspannung die auf der Grundlage des Durchschnittswertes des Subtraktionsergebnisses eingestellt ist, zu den mehreren elektronischen Schaltungen liefert.
  12. 12. Verzögerungstakt-Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillator (50) ein spannungsgesteuerter Oszillator ist, dessen Oszillationsfrequenz auf der Grundlage einer Steuerspannung variiert, und dass die Impulsbreiten-Einstellvorrichtung (62) die Impulsbreite des Bezugsschiebetakts (76, 152) enthaltend den Einfügungsimpuls (150) einstellt durch Einstellung der Steuerspannung des spannungsgesteuerten Oszillators (50) auf der Grundlage des Durchschnittswertes des Subtraktionsergebnisses von der Subtraktionsvorrichtung (60).
  13. 13. Verzögerungstakt-Erzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasensteuervorrichtung (56) das Phasensteuersignal derart erzeugt, dass der Impuls (150) verstreut entlang einer Zeitreihe der Vielzahl von Zyklen in den Bezugsschiebetakt (72, 146) eingefügt wird.
  14. 14. Verzögerungstakt-Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasensteuervorrichtung (56) aufweist:

    einen Zähler (102) mit M Bits (M ist eine natürliche Zahl), der einen Ausgangswert auf der Grundlage des Synchronstandardtakts (140) erhöht,

    ein Einfügungsimpuls-Einstellregister (100) mit (M + 1) Bits, welche die Anzahl der einzufügenden Impulse (150) speichert,

    mehrere Wechselpunktdetektoren (104), die jeweils einen Wechselpunkt der Bits in dem Zähler (102) erfassen, und

    mehrere UND-Glieder (110), die jeweils einen Registerwert entsprechend dem (M - n + 1)-ten Bit (n ist eine natürliche Zahl) des Einfügungsimpuls- Einstellregisters (100) und einen Ausgangswert des Wechselpunktdetektors (104) entsprechend dem n-ten Bit des Zählers (102) logisch multiplizieren,

    wobei die Phasensteuervorrichtung (56) Zyklen anzeigt, in welche der Impuls (150) einzufügen ist, auf der Grundlage der logischen Multiplikation der UND-Glieder (110).






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