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JP2019022135A - Timing generator and semiconductor integrated circuit - Google Patents

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JP2019022135A JP2017140754A JP2017140754A JP2019022135A JP 2019022135 A JP2019022135 A JP 2019022135A JP 2017140754 A JP2017140754 A JP 2017140754A JP 2017140754 A JP2017140754 A JP 2017140754A JP 2019022135 A JP2019022135 A JP 2019022135A
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Abstract

【課題】高精度なタイミング発生器を提供する。【解決手段】タイミング発生器100は、複数の位相補間器PIを含み、各位相補間器PIは、第1タイミングにエッジを有する第1信号と、第2タイミングにエッジを有する第2信号と、を受け、制御データに応じたタイミングにエッジを有する出力信号SOUTを生成可能に構成される。タイミング発生器100はN個(N≧2)のステージを備え、各ステージは、第1位相補間器112および第2位相補間器114を含む。i番目(1≦i≦N−1)のステージの第1位相補間器112の出力ノードは、(i+1)番目のステージの第1位相補間器112および第2位相補間器114それぞれの第1入力ノードと接続される。またi番目のステージの第2位相補間器114の出力ノードは、(i+1)番目のステージの第1位相補間器112および第2位相補間器114それぞれの第2入力ノードと接続される。【選択図】図3PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly accurate timing generator. A timing generator 100 includes a plurality of phase interpolators PI, and each phase interpolator PI includes a first signal having an edge at a first timing, a second signal having an edge at a second timing, and the like. In response to this, the output signal SOUT having an edge at the timing corresponding to the control data can be generated. The timing generator 100 includes N stages (N ≧ 2), each stage including a first phase interpolator 112 and a second phase interpolator 114. The output node of the first phase interpolator 112 of the i-th (1 ≦ i ≦ N-1) stage is the first input of each of the first phase interpolator 112 and the second phase interpolator 114 of the (i + 1) th stage. Connected to the node. Further, the output node of the second phase interpolator 114 of the i-th stage is connected to the second input node of each of the first phase interpolator 112 and the second phase interpolator 114 of the (i + 1) th stage. [Selection diagram] Fig. 3

Description

本発明は、タイミング発生器に関する。   The present invention relates to a timing generator.

半導体集積回路(以下、IC)において、内部信号のタイミング(位相)を高精度にデジタル制御したい場合がある。本明細書において、任意のタイミング(位相)を発生する回路を、タイミング発生器と称する。   In a semiconductor integrated circuit (hereinafter referred to as IC), there are cases where it is desired to digitally control the timing (phase) of an internal signal with high accuracy. In this specification, a circuit that generates an arbitrary timing (phase) is referred to as a timing generator.

図1(a)〜(c)は、従来のタイミング発生器の回路図である。図1(a)のタイミング発生器10は、デジタルのカウンタ12および判定器14を含む。カウンタ12には、目標となるタイミングに応じた初期値INITがセットされる。基準となるタイミングでカウンタ12をアクティブにすると、カウント動作が開始する。判定器14は、カウンタ12のカウント値が所定値になると、出力OUTを変化させる。出力OUTは、基準となるタイミングから、TCK×INITだけ遅延した信号となる。このタイミング発生器10における時間分解能はTCKであり、カウンタ12に与えるクロック信号CLKの周波数による制約を受ける。 1A to 1C are circuit diagrams of a conventional timing generator. The timing generator 10 in FIG. 1A includes a digital counter 12 and a determiner 14. The counter 12 is set with an initial value INIT corresponding to the target timing. When the counter 12 is activated at the reference timing, the counting operation starts. The determiner 14 changes the output OUT when the count value of the counter 12 reaches a predetermined value. The output OUT is a signal delayed by T CK × INIT from the reference timing. The time resolution in the timing generator 10 is TCK and is restricted by the frequency of the clock signal CLK applied to the counter 12.

図1(b)のタイミング発生器20は、直列に接続された複数の遅延要素(バッファ)D〜Dと、複数の遅延要素の出力タップを選択するセレクタ22を含む。この構成における時間分解能は、遅延要素の遅延時間τによる制約を受ける。遅延時間τは製造バラツキ、温度、電源電圧条件により大きく変わるため、通常は遅延時間τを安定化するためのフィードバックループが構築される。 The timing generator 20 in FIG. 1B includes a plurality of delay elements (buffers) D 1 to D N connected in series, and a selector 22 that selects output taps of the plurality of delay elements. The time resolution in this configuration is limited by the delay time τ d of the delay element. Since the delay time τ d varies greatly depending on manufacturing variations, temperature, and power supply voltage conditions, a feedback loop for stabilizing the delay time τ d is usually constructed.

図1(c)のタイミング発生器30は、PLL(Phase Locked Loop)回路を含む。PLL回路は、位相比較器PC、チャージポンプCP、VCO(Voltage Controlled Oscillator)32および分周器34を含む。VCO32は、リング発振器を含み、リング発振器に設けられた複数のタップから、セレクタ36によってひとつのクロックが選択可能となっている。図1(c)のタイミング発生器30は回路面積が大きく、また消費電力が大きい。またフィードバックループが安定化されるまでに時間を要するため、起動時間が長いという問題がある。   The timing generator 30 in FIG. 1C includes a PLL (Phase Locked Loop) circuit. The PLL circuit includes a phase comparator PC, a charge pump CP, a VCO (Voltage Controlled Oscillator) 32 and a frequency divider 34. The VCO 32 includes a ring oscillator, and one clock can be selected by a selector 36 from a plurality of taps provided in the ring oscillator. The timing generator 30 in FIG. 1C has a large circuit area and consumes a large amount of power. Further, since it takes time until the feedback loop is stabilized, there is a problem that the startup time is long.

図1(a)〜(c)のタイミング発生器を用いると、それを利用した応用回路の速度の上限もしくは最小値遅延値が、タイミング発生器によって制約を受ける。そこで別のアプローチとして、位相補間器(PI:Phase Interpolator)を利用した回路が提案されている(非特許文献1)。非特許文献1には、2入力、3出力の位相補間器(フェーズブレンダとも称される)を多段に接続する回路構成が開示されている。図2(a)、(b)は、従来の位相補間器を用いたタイミング発生器の回路図である。図2(a)のタイミング発生器40は、トーナメント状に配置された複数の位相補間器42で構成される。この方式の場合、Mビット(2階調)の分解能を得るために、(2×2−1)個の位相補間器42が必要であり、回路面積が膨大となる。またタイミングの異なる2個の位相出力φoutの中の出力から一つを選択するためのマルチプレクサ44が必要である。さらに、最終的な出力に寄与しない信号経路の位相補間器42も動作するため、無駄な電力消費が発生している。 When the timing generator of FIGS. 1A to 1C is used, the upper limit or minimum delay value of the speed of the application circuit using the timing generator is restricted by the timing generator. Therefore, as another approach, a circuit using a phase interpolator (PI) has been proposed (Non-Patent Document 1). Non-Patent Document 1 discloses a circuit configuration in which two-input, three-output phase interpolators (also referred to as phase blenders) are connected in multiple stages. 2A and 2B are circuit diagrams of a timing generator using a conventional phase interpolator. The timing generator 40 shown in FIG. 2A includes a plurality of phase interpolators 42 arranged in a tournament shape. In the case of this method, in order to obtain an M-bit ( 2M gradation) resolution, (2 × 2 M −1) phase interpolators 42 are required, and the circuit area becomes enormous. The multiplexer 44 is required for selecting one output among different 2 M pieces of phase output phi out timings. Furthermore, since the phase interpolator 42 of the signal path that does not contribute to the final output also operates, useless power consumption occurs.

図2(b)のタイミング発生器50は、直列に接続された複数の位相補間器52およびマルチプレクサ54を備えるパイプライン型で構成される。この方式の場合、Mビット(2階調)の分解能を得るために、(M+1)個の位相補間器52とM個のマルチプレクサ54で済むため、図2(a)のタイミング発生器40に比べて回路面積を大幅に削減できる。 The timing generator 50 in FIG. 2B is configured as a pipeline type including a plurality of phase interpolators 52 and a multiplexer 54 connected in series. In this system, since (M + 1) number of phase interpolators 52 and M number of multiplexers 54 are required to obtain a resolution of M bits (2 M gradations), the timing generator 40 in FIG. Compared with this, the circuit area can be greatly reduced.

特開2001−273048号公報JP 2001-273048 A 特開2002−190724号公報JP 2002-190724 A 特開2003−87113号公報JP 2003-87113 A 特開2006−319966号公報JP 2006-319966 A 特開2001−339280号公報JP 2001-339280 A 特開2011−259286号公報JP2011-259286A 特開2013−46271号公報JP 2013-46271 A 特開2012−2313894号公報JP 2012-231894 A 国際公開WO2012/167239号公報International Publication WO2012 / 167239

Aravind Tharayil Narayanan et al.,、"A Fractional-N Sub-Sampling PLL using a Pipelined Phase-Interpolator With an FoM of .250 dB"、IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL. 51, NO. 7, JULY 2016Aravind Tharayil Narayanan et al., "A Fractional-N Sub-Sampling PLL using a Pipelined Phase-Interpolator With an FoM of .250 dB", IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL. 51, NO. 7, JULY 2016

本発明者は、図2(b)のタイミング発生器50について検討した結果、以下の課題を認識するに至った。図2(b)のタイミング発生器50では、中間的な信号がマルチプレクサ(アナログスイッチ)54を通過する。   As a result of studying the timing generator 50 of FIG. 2B, the present inventor has come to recognize the following problems. In the timing generator 50 of FIG. 2B, the intermediate signal passes through the multiplexer (analog switch) 54.

各マルチプレクサ54は、常に2つの信号経路が選択されるが、選択される2つの信号経路の遅延量は完全に同一であることが求められる。言い換えれば、タイミング発生器50のタイミング制御の線形性(すなわち実効的な時間分解能)は、マルチプレクサ54の遅延量のバラツキによって制約を受ける。   In each multiplexer 54, two signal paths are always selected, but the delay amounts of the two selected signal paths are required to be completely the same. In other words, the linearity (that is, the effective time resolution) of the timing control of the timing generator 50 is restricted by the variation in the delay amount of the multiplexer 54.

加えて、パルス信号がマルチプレクサを通過すると、波形歪みが発生する。この波形歪みも、タイミング発生器50のタイミング制御の線形性を劣化させる要因となる。   In addition, when the pulse signal passes through the multiplexer, waveform distortion occurs. This waveform distortion is also a factor that degrades the linearity of the timing control of the timing generator 50.

さらに、時間分解能を1ビット高めるごとに、位相補間器52およびマルチプレクサ54の組み合わせを1段追加する必要がある。これは時間分解能1ビットの向上と引き替えに、遅延量のバラツキが増大することを意味し、このトレードオフの関係により、時間分解能の向上が大きな制約を受ける。   Further, every time the time resolution is increased by one bit, it is necessary to add one combination of the phase interpolator 52 and the multiplexer 54. This means that the variation of the delay amount increases in exchange for the improvement of 1 bit of the time resolution, and the improvement of the time resolution is greatly restricted by this trade-off relationship.

本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、高精度なタイミング発生器の提供にある。   The present invention has been made in view of the above problems, and one of exemplary purposes of an aspect thereof is to provide a highly accurate timing generator.

本発明のある態様はタイミング発生器に関する。タイミング発生器は、N個(N≧2)のステージを備え、各ステージは、第1位相補間器および第2位相補間器を含む。i番目(1≦i≦N−1)のステージの第1位相補間器の出力ノードは、(i+1)番目のステージの第1位相補間器および第2位相補間器それぞれの第1入力ノードと接続される。i番目のステージの第2位相補間器の出力ノードは、(i+1)番目のステージの第1位相補間器および第2位相補間器それぞれの第2入力ノードと接続される。第1位相補間器および第2位相補間器はそれぞれ、第1入力ノードに第1信号を、第2入力ノードに第2信号を受け、制御データに応じたタイミングにエッジを有する出力信号を生成可能に構成される。   One embodiment of the present invention relates to a timing generator. The timing generator comprises N (N ≧ 2) stages, each stage including a first phase interpolator and a second phase interpolator. The output node of the first phase interpolator of the i-th (1 ≦ i ≦ N−1) stage is connected to the first input node of each of the first phase interpolator and the second phase interpolator of the (i + 1) -th stage. Is done. The output node of the second phase interpolator of the i-th stage is connected to the second input node of each of the first phase interpolator and the second phase interpolator of the (i + 1) th stage. Each of the first phase interpolator and the second phase interpolator can receive the first signal at the first input node and the second signal at the second input node, and can generate an output signal having an edge at a timing according to the control data. Configured.

この態様によれば、各ステージにおける分解能Kを設計パラメータとすることができ、この分解能Kとステージの個数Nに応じて、タイミング発生器全体としての分解能を規定できる。理論上は、基準信号の周波数に制限されずに、無限に高い時間分解能を得ることができる。またエッジにタイミング情報を有する信号がマルチプレクサ(アナログスイッチ)を通過しないため、高精度なタイミング制御が可能となる。また、各ステージの分解能Kを調整することで、ステージの個数Nを抑える設計が可能であり、ステージ数の増加に伴うバラツキの抑制も可能となる。   According to this aspect, the resolution K in each stage can be used as a design parameter, and the resolution of the timing generator as a whole can be defined according to the resolution K and the number N of stages. Theoretically, the time resolution is infinitely high without being limited to the frequency of the reference signal. In addition, since a signal having timing information at the edge does not pass through the multiplexer (analog switch), highly accurate timing control is possible. In addition, by adjusting the resolution K of each stage, it is possible to design to suppress the number N of stages, and it is also possible to suppress variations accompanying an increase in the number of stages.

N番目のステージでは、第1位相補間器と第2位相補間器の一方が省略されてもよい。これにより回路面積を小さくできる。   In the Nth stage, one of the first phase interpolator and the second phase interpolator may be omitted. As a result, the circuit area can be reduced.

i番目(1≦i≦N−1)のステージにおいて、第1位相補間器と第2位相補間器の出力信号のエッジは、そのステージの時間分解能に相当する時間差を有してもよい。たとえば各ステージにおいて、第1位相補間器と第2位相補間器には、値が1異なるコードが供給されてもよい。これにより、最高の時間分解能を得ることができる。   In the i-th (1 ≦ i ≦ N−1) stage, the edges of the output signals of the first phase interpolator and the second phase interpolator may have a time difference corresponding to the time resolution of the stage. For example, in each stage, codes having different values may be supplied to the first phase interpolator and the second phase interpolator. Thereby, the highest time resolution can be obtained.

1番目のステージにおいて、第1位相補間器および第2位相補間器の第1入力ノードには、共通の第1基準信号が入力され、第1位相補間器および第2位相補間器の第2入力ノードには、共通の第2基準信号が入力されてもよい。   In the first stage, a common first reference signal is input to the first input nodes of the first phase interpolator and the second phase interpolator, and the second input of the first phase interpolator and the second phase interpolator. A common second reference signal may be input to the nodes.

1番目のステージにおいて、第1位相補間器の第1入力ノードには第1基準信号が入力され、第1位相補間器の第2入力ノードと第2位相補間器の第1入力ノードには、共通の第2基準信号が入力され、第2位相補間器の第2入力ノードには、第3基準信号が入力されてもよい。   In the first stage, the first reference signal is input to the first input node of the first phase interpolator, and the second input node of the first phase interpolator and the first input node of the second phase interpolator are A common second reference signal may be input, and a third reference signal may be input to the second input node of the second phase interpolator.

位相補間器は、キャパシタと、(i)第1信号に応じて、第1タイミングの発生後に、制御データに応じた電流量でキャパシタを充電または放電し、(ii)第2信号に応じて、第2タイミングの発生後に、一定の電流量でキャパシタを充電または放電する充放電回路と、キャパシタの電圧がしきい値に達するとレベルが変化する出力信号を生成する出力回路と、を含んでもよい。   The phase interpolator charges or discharges the capacitor with the amount of current according to the control data after the occurrence of the first timing according to the capacitor and (i) the first signal, and (ii) according to the second signal, A charge / discharge circuit that charges or discharges the capacitor with a constant amount of current after the second timing occurs, and an output circuit that generates an output signal whose level changes when the voltage of the capacitor reaches a threshold value may be included. .

ある態様において位相補間器は、第1レベルから第2レベルに遷移する第1信号を受ける第1入力ノードと、第1信号から遅延して、第1レベルから第2レベルに遷移する第2信号を受ける第2入力ノードと、第1電圧が供給される第1ラインと、第2電圧が供給される第2ラインと、中間ラインと、一端が中間ラインと接続されるキャパシタと、第1信号と第2信号がともに第1レベルである期間、キャパシタの電圧を初期化する初期化回路と、入力コードの複数のビットに対応し、中間ラインと第2ラインの間に並列に接続された複数の回路ユニットと、キャパシタの電圧が所定のしきい値とクロスすると、レベルが変化する出力信号を生成する出力回路と、を備える。各回路ユニットは、中間ラインと第2ラインの間に直列に設けられる抵抗および第1経路と、第1経路と並列に設けられる第2経路と、を含む。第1経路は、第1信号が第2レベルであり、かつ入力コードの対応するビットが第1値であるときオンとなるよう構成され、第2経路は、第2信号が第2レベルであり、かつ入力コードの対応するビットが第2値であるときオンとなるように構成される。   In one aspect, the phase interpolator includes a first input node that receives a first signal that transitions from a first level to a second level, and a second signal that transitions from the first level to the second level after being delayed from the first signal. Receiving a second input node, a first line to which a first voltage is supplied, a second line to which a second voltage is supplied, an intermediate line, a capacitor having one end connected to the intermediate line, and a first signal And an initialization circuit for initializing the voltage of the capacitor during a period in which both the second signal and the second signal are at the first level, and a plurality of parallel connections between the intermediate line and the second line corresponding to a plurality of bits of the input code And an output circuit that generates an output signal whose level changes when the voltage of the capacitor crosses a predetermined threshold value. Each circuit unit includes a resistor and a first path provided in series between the intermediate line and the second line, and a second path provided in parallel with the first path. The first path is configured to be on when the first signal is at the second level and the corresponding bit of the input code is the first value, and the second path is at the second level of the second signal. And when the corresponding bit of the input code is the second value, it is configured to be turned on.

この態様によると、第1信号に対する第2信号の遅延時間をT、回路ユニットの個数をNとするとき、出力信号の位相を、T/Nを単位遅延幅として制御できる。 According to this aspect, when the delay time of the second signal with respect to the first signal is T P and the number of circuit units is N, the phase of the output signal can be controlled with T P / N as the unit delay width.

キャパシタの充電電流あるいは放電電流(充放電電流と総称する)を規定する電流源が不要であるため、一実施の形態において、低電圧動作が可能となる。   Since a current source that defines the charging current or discharging current (collectively referred to as charging / discharging current) of the capacitor is not required, in one embodiment, low voltage operation is possible.

また電流源を用いる構成では、電流源をバイアスするバイアス回路が必要であり、動作開始時の遅延が問題となり得る。一方、この態様ではバイアス回路が不要であるため、一実施の形態において、動作開始時にバイアス回路の起動を待たずに位相補間動作が可能となる。   In the configuration using a current source, a bias circuit for biasing the current source is required, and a delay at the start of the operation can be a problem. On the other hand, since this embodiment does not require a bias circuit, in one embodiment, it is possible to perform a phase interpolation operation without waiting for the bias circuit to start when the operation starts.

また抵抗や電流源を用いず、MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタのみでキャパシタを放電(あるいは充電)する構成では、MOSトランジスタのゲート長Lにもとづいて充放電電流を規定する必要があるが、この場合、電流を小さくするためにゲート長Lを大きくするとゲート容量が大きくなり、消費電力が増大する。一方、MOSトランジスタのチャネル幅Wにもとづいて充放電電流を調節する手法をとることも可能であるが、電流を小さくするためにチャネル幅Wを小さくすることは、バラツキ増大を招き、性能が低下することになる。加えて、チャネル幅Wの最小幅には、プロセス製造上の限界がある。そのため、MOSFETのパラメータW/Lのみによる充放電電流の設計手法では、低消費電力と高性能を両立することは難しい。これに対して、この態様では、抵抗によって充放電電流を規定することができる。したがって一実施の形態において、第1スイッチのゲート容量を小さくすることも可能であり、消費電力を低減できる。   Further, in a configuration in which a capacitor is discharged (or charged) only by a MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor without using a resistor or a current source, it is necessary to define a charge / discharge current based on the gate length L of the MOS transistor. In this case, if the gate length L is increased in order to reduce the current, the gate capacity increases and power consumption increases. On the other hand, it is possible to adjust the charge / discharge current based on the channel width W of the MOS transistor. However, reducing the channel width W in order to reduce the current causes an increase in dispersion and a decrease in performance. Will do. In addition, the minimum width of the channel width W has a process manufacturing limit. Therefore, it is difficult to achieve both low power consumption and high performance with the design method of charge / discharge current using only the parameter W / L of the MOSFET. On the other hand, in this aspect, the charge / discharge current can be defined by the resistance. Therefore, in one embodiment, the gate capacitance of the first switch can be reduced, and the power consumption can be reduced.

さらには、キャパシタの容量と抵抗の抵抗値の両方をパラメータとした回路設計が可能であるため、精度、回路面積、消費電力などのバランスを考慮した設計が可能となる。   Furthermore, since circuit design using both the capacitance of the capacitor and the resistance value of the resistor as parameters is possible, it is possible to design in consideration of the balance of accuracy, circuit area, power consumption, and the like.

第1経路および第2経路はそれぞれ、第1スイッチおよび第2スイッチを含んでもよい。第1経路の第1スイッチには、第1信号が入力され、第2経路の第1スイッチには、第2信号が入力され、第1経路の第2スイッチには、入力コードの対応するビットが入力され、第2経路の第2スイッチには、入力コードの対応するビットの相補信号が入力されてもよい。   The first route and the second route may include a first switch and a second switch, respectively. The first signal is input to the first switch of the first path, the second signal is input to the first switch of the second path, and the corresponding bit of the input code is input to the second switch of the first path. And the complementary signal of the corresponding bit of the input code may be input to the second switch of the second path.

第2スイッチは、第1スイッチと抵抗の間に設けられてもよい。これにより、逆の場合に比べて、DNL(微分非直線性誤差)、INL(積分非直線性誤差)を改善できる。   The second switch may be provided between the first switch and the resistor. Thereby, DNL (differential nonlinearity error) and INL (integral nonlinearity error) can be improved compared to the reverse case.

第1経路および第2経路はそれぞれ、第1スイッチを挟んで第2スイッチと反対側に設けられた第3スイッチをさらに含んでもよい。第1経路の第3スイッチには、入力コードの対応するビットが入力され、第2経路の第3スイッチには、入力コードの対応するビットの相補信号が入力されてもよい。
これにより、抵抗側および中間ライン側両方に対するクロックフィードスルーおよびチャージインジェクションの影響を抑制でき、DNL(微分非直線性誤差)、INL(積分非直線性誤差)をさらに小さくできる。
Each of the first path and the second path may further include a third switch provided on the opposite side of the second switch across the first switch. A bit corresponding to the input code may be input to the third switch of the first path, and a complementary signal of the corresponding bit of the input code may be input to the third switch of the second path.
Thereby, the influence of clock feedthrough and charge injection on both the resistance side and the intermediate line side can be suppressed, and DNL (differential nonlinearity error) and INL (integral nonlinearity error) can be further reduced.

抵抗の一端は第2ラインと接続され、第1経路は、抵抗の他端と中間ラインの間に設けられてもよい。   One end of the resistor may be connected to the second line, and the first path may be provided between the other end of the resistor and the intermediate line.

抵抗の一端は中間ラインと接続され、第1経路は、抵抗の他端と第2ラインの間に設けられてもよい。   One end of the resistor may be connected to the intermediate line, and the first path may be provided between the other end of the resistor and the second line.

初期化回路は、第1ラインと中間ラインの間に設けられる初期化トランジスタと、第1信号と第2信号がともに第1レベルである期間、初期化トランジスタをオンする論理ゲートと、を含んでもよい。   The initialization circuit may include an initialization transistor provided between the first line and the intermediate line, and a logic gate that turns on the initialization transistor during a period in which both the first signal and the second signal are at the first level. Good.

キャパシタは可変キャパシタであってもよい。キャパシタの他端は接地されてもよい。   The capacitor may be a variable capacitor. The other end of the capacitor may be grounded.

本発明の別の態様は、半導体集積回路に関する。半導体集積回路は、遅延パルス発生器を備える。遅延パルス発生器は、セット信号を生成するセット信号発生器と、リセット信号を生成するリセット信号発生器と、を備えてもよい。セット信号発生器とリセット信号発生器の少なくとも一方は、上述のいずれかのタイミング発生器を含んでもよい。遅延パルス発生器は、セット信号発生器の出力信号に応じて第1レベル、リセット信号発生器の出力信号に応じて第2レベルに遷移するパルス信号を出力してもよい。   Another embodiment of the present invention relates to a semiconductor integrated circuit. The semiconductor integrated circuit includes a delay pulse generator. The delay pulse generator may include a set signal generator that generates a set signal and a reset signal generator that generates a reset signal. At least one of the set signal generator and the reset signal generator may include any of the timing generators described above. The delay pulse generator may output a pulse signal that transitions to a first level according to the output signal of the set signal generator and to a second level according to the output signal of the reset signal generator.

パルス信号は、パルス幅変調信号であってもよい。両側のエッジを変調する場合、セット信号発生器とリセット信号発生器の両方を、上述のタイミング発生器で構成してもよい。片側のエッジのみを変調する場合、セット信号発生器とリセット信号発生器の一方のみを、上述のタイミング発生器で構成し、他方は固定遅延回路で構成してもよい。   The pulse signal may be a pulse width modulation signal. When modulating the edges on both sides, both the set signal generator and the reset signal generator may be composed of the timing generator described above. When only one edge is modulated, only one of the set signal generator and the reset signal generator may be configured by the timing generator described above, and the other may be configured by a fixed delay circuit.

半導体集積回路は、D級アンプのコントローラ、DC/DCコンバータのコントローラ、LEDドライバのコントローラ、モータのコントローラであってもよい。   The semiconductor integrated circuit may be a class D amplifier controller, a DC / DC converter controller, an LED driver controller, or a motor controller.

なお、以上の構成要素を任意に組み合わせたもの、あるいは本発明の表現を、方法、装置などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。   Note that any combination of the above-described components, or a conversion of the expression of the present invention between methods, apparatuses, and the like is also effective as an aspect of the present invention.

さらに、この項目(課題を解決するための手段)の記載は、本発明の欠くべからざるすべての特徴を説明するものではなく、したがって、記載されるこれらの特徴のサブコンビネーションも、本発明たり得る。   Further, the description of this item (means for solving the problem) does not explain all the essential features of the present invention, and therefore a sub-combination of these described features can also be the present invention. .

本発明のある態様によれば、高精度なタイミング発生器を提供できる。   According to an aspect of the present invention, a highly accurate timing generator can be provided.

図1(a)〜(c)は、従来のタイミング発生器の回路図である。1A to 1C are circuit diagrams of a conventional timing generator. 図2(a)、(b)は、従来の位相補間器を用いたタイミング発生器の回路図である。2A and 2B are circuit diagrams of a timing generator using a conventional phase interpolator. 実施の形態に係るタイミング発生器のブロック図である。It is a block diagram of the timing generator which concerns on embodiment. 位相補間器の基本動作を説明する図である。It is a figure explaining the basic operation | movement of a phase interpolator. 図3のタイミング発生器の動作波形図である。FIG. 4 is an operation waveform diagram of the timing generator of FIG. 3. 図3のタイミング発生器のパイプライン動作を説明する図である。It is a figure explaining the pipeline operation | movement of the timing generator of FIG. 第1変形例に係るタイミング発生器の回路図である。It is a circuit diagram of the timing generator concerning the 1st modification. タイミング発生器を用いた遅延パルス発生器の回路図である。It is a circuit diagram of a delay pulse generator using a timing generator. デジタル制御のスイッチング電源のブロック図である。It is a block diagram of a digitally controlled switching power supply. モータ駆動システムのブロック図である。It is a block diagram of a motor drive system. 図11(a)、(b)は、オーディオ回路のブロック図である。FIGS. 11A and 11B are block diagrams of audio circuits. 発光装置のブロック図である。It is a block diagram of a light-emitting device. 第1の実施の形態に係る位相補間器の回路図である。It is a circuit diagram of the phase interpolator which concerns on 1st Embodiment. 第1実施例に係る位相補間器の回路図である。It is a circuit diagram of the phase interpolator which concerns on 1st Example. 図15(a)〜(c)は、出力回路の構成例の回路図である。15A to 15C are circuit diagrams of configuration examples of the output circuit. 出力回路の別の構成例の回路図である。It is a circuit diagram of another example of composition of an output circuit. 出力回路の別の構成例の回路図である。It is a circuit diagram of another example of composition of an output circuit. キャパシタの構成例の回路図である。It is a circuit diagram of the example of composition of a capacitor. 位相補間器の動作波形図である。It is an operation | movement waveform diagram of a phase interpolator. 図20(a)、(b)は、位相補間器の動作を説明する等価回路図である。20A and 20B are equivalent circuit diagrams for explaining the operation of the phase interpolator. 位相補間器の動作の制御コードの依存性を説明する図である。It is a figure explaining the dependence of the control code of operation | movement of a phase interpolator. 第1の比較技術に係る位相補間器の簡略化された回路図である。FIG. 3 is a simplified circuit diagram of a phase interpolator according to a first comparison technique. 第2の比較技術に係る位相補間器の簡略化された回路図である。FIG. 6 is a simplified circuit diagram of a phase interpolator according to a second comparison technique. 第1実施例に係る位相補間器の回路図である。It is a circuit diagram of the phase interpolator which concerns on 1st Example. 第2実施例に係る位相補間器の回路図である。It is a circuit diagram of the phase interpolator which concerns on 2nd Example. 図26(a)〜(c)は、第1〜第3実施例に係る位相補間器それぞれの動作波形図である。FIGS. 26A to 26C are operation waveform diagrams of the phase interpolators according to the first to third embodiments. 図27(a)、(b)は、第1〜第3実施例に係る位相補間器それぞれの、入力コードと遅延量の関係を示す図である。FIGS. 27A and 27B are diagrams illustrating the relationship between the input code and the delay amount of each of the phase interpolators according to the first to third embodiments. 図28(a)は、第1〜第3実施例に係る位相補間器それぞれのDNLを示す図であり、図28(b)は、第1〜第3実施例に係る位相補間器それぞれのINLを示す図である。FIG. 28A is a diagram showing the DNL of each of the phase interpolators according to the first to third embodiments, and FIG. 28B is the INL of each of the phase interpolators according to the first to third embodiments. FIG. 第2の実施の形態に係る位相補間器の回路図である。It is a circuit diagram of the phase interpolator which concerns on 2nd Embodiment. 第4実施例に係る位相補間器の回路図である。It is a circuit diagram of the phase interpolator which concerns on 4th Example. 第5実施例に係る位相補間器の回路図である。It is a circuit diagram of the phase interpolator which concerns on 5th Example. 第3の実施の形態に係る位相補間器の回路図である。It is a circuit diagram of the phase interpolator which concerns on 3rd Embodiment. 第6実施例に係る位相補間器の回路図である。It is a circuit diagram of the phase interpolator which concerns on 6th Example. 図33の位相補間器の動作波形図である。It is an operation | movement waveform diagram of the phase interpolator of FIG.

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。   The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. The embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.

本明細書において、「部材Aが、部材Bと接続された状態」とは、部材Aと部材Bが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Aと部材Bが、電気的な接続状態に影響を及ぼさず、あるいは機能を阻害しない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。   In this specification, “the state in which the member A is connected to the member B” means that the member A and the member B are electrically connected in addition to the case where the member A and the member B are physically directly connected. This includes cases where the connection is indirectly made through other members that do not affect the connection state or inhibit the function.

同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、電気的な接続状態に影響を及ぼさず、あるいは機能を阻害しない他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。   Similarly, “the state in which the member C is provided between the member A and the member B” refers to the case where the member A and the member C, or the member B and the member C are directly connected, This includes cases where the connection is indirectly made through other members that do not affect the connection state or inhibit the function.

図3は、実施の形態に係るタイミング発生器100のブロック図である。タイミング発生器100は、複数の位相補間器PIの組み合わせで構成される。   FIG. 3 is a block diagram of the timing generator 100 according to the embodiment. The timing generator 100 is composed of a combination of a plurality of phase interpolators PI.

位相補間器PIは、2つの入力ノードIN1,IN2とひとつの出力ノードOUTを有する。2つの入力ノードIN1,IN2には、第1タイミングφにエッジを有する第1信号Sと、第2タイミングφにエッジを有する第2信号Sが入力される。位相補間器PIは、制御データに応じたタイミングφOUTにエッジを有する出力信号を生成し、出力ノードOUTから出力する。ここでは理解の容易化のために、第1タイミングφは、第2タイミングφに先行するものとする。 The phase interpolator PI has two input nodes IN1, IN2 and one output node OUT. The two input nodes IN1, IN2, and the signal S 1 having an edge in the first timing phi A, the signal S 2 having the edge is input to the second timing phi B. The phase interpolator PI generates an output signal having an edge at the timing φ OUT corresponding to the control data, and outputs it from the output node OUT. Here for ease of understanding, the first timing phi A, it is assumed that precedes the second timing phi B.

図4は、位相補間器PIの基本動作を説明する図である。時刻tに入力ノードIN1の第1信号Sのエッジが発生し、時刻tから所定時間ΔT経過後の時刻tに、入力ノードIN2の第2信号Sのエッジが発生する。この位相補間器PIの階調数をK(K≧2)とすると、時間分解能ΔtはΔT/Kで与えられる。位相補間器PIには、制御データDCNTが与えられ、この制御データDCNTの値を10進数でdとするとき、出力信号SOUTのエッジの発生する時刻t(出力タイミングφOUT)は、以下の式で与えられる。
=t+τ+d×Δt
τは所定のオフセット遅延量であり、τ≧0である。
FIG. 4 is a diagram for explaining the basic operation of the phase interpolator PI. The signal S 1 of the edge is generated at the input node IN1 at time t 0, from time t 0 to time t 1 after a predetermined time ΔT elapses, the signal S 2 of the edge of the input node IN2 is generated. If the number of gradations of the phase interpolator PI is K (K ≧ 2), the time resolution Δt is given by ΔT / K. The phase interpolator PI, control data D CNT is given, when the d value of the control data D CNT in decimal, the time t 2 generated by the edge of the output signal S OUT (output timing phi OUT) is Is given by the following equation.
t 2 = t 1 + τ + d × Δt
τ is a predetermined offset delay amount, and τ ≧ 0.

位相補間器PIの構成は特に限定されず、公知技術を用いてもよいし、後述する構成を採用してもよい。   The configuration of the phase interpolator PI is not particularly limited, and a known technique may be used, or a configuration described later may be employed.

図3に戻る。タイミング発生器100は、N個(N≧2)のステージ110_1〜110_Nを備える。各ステージ110は、第1位相補間器(以下、主補間器という)112および第2位相補間器(以下、副補間器という)114を含む。   Returning to FIG. The timing generator 100 includes N (N ≧ 2) stages 110_1 to 110_N. Each stage 110 includes a first phase interpolator (hereinafter referred to as a main interpolator) 112 and a second phase interpolator (hereinafter referred to as a sub interpolator) 114.

i番目(1≦i≦N−1)のステージ110_iの主補間器112の出力ノードOUTは、(i+1)番目のステージ110_(i+1)の主補間器112および副補間器114それぞれの第1入力ノードIN1と接続される。またi番目のステージ110_iの副補間器114の出力ノードOUTは、(i+1)番目のステージ110_(i+1)の主補間器112および副補間器114それぞれの第2入力ノードIN2と接続される。   The output node OUT of the main interpolator 112 of the i-th (1 ≦ i ≦ N−1) stage 110 — i is the first input of each of the main interpolator 112 and the sub-interpolator 114 of the (i + 1) -th stage 110 — (i + 1). Connected to node IN1. The output node OUT of the sub-interpolator 114 of the i-th stage 110_i is connected to the second input node IN2 of each of the main interpolator 112 and the sub-interpolator 114 of the (i + 1) -th stage 110_ (i + 1).

1番目のステージ110_1の主補間器112、副補間器114には、一点鎖線で示すように、2つの基準信号REF,REFを与えてもよい。一方の基準信号REFのエッジは、他方REFのエッジから所定時間ΔT遅延している。 The two reference signals REF 1 and REF 2 may be given to the main interpolator 112 and the sub interpolator 114 of the first stage 110_1, as shown by a one-dot chain line. The edge of one reference signal REF 2 is delayed by a predetermined time ΔT 0 from the edge of the other REF 1 .

各ステージは、異なる階調数Kを有することができ、i番目のステージの階調数をK(K≧2)と表す。もちろんすべてのステージの階調数を同じにしてもよい。 Each stage can have a different number of gradations K, and the number of gradations of the i-th stage is represented as K i (K ≧ 2). Of course, all the stages may have the same number of gradations.

各ステージ110には、制御データDCNT[i]が与えられる。主補間器112は、制御データDCNT[i]の値dに応じたタイミングφOUTA[i]にエッジを有する出力信号SOUTA[i]を発生する。 Each stage 110 is given control data DCNT [i] . The main interpolator 112 generates an output signal S OUTA [i] having an edge at timing φ OUTA [i] corresponding to the value d i of the control data D CNT [i] .

一方、副補間器114は、主補間器112のタイミングφOUTA[i]から所定の遅延時間ΔT[i]、遅れたタイミングφOUTB[i]にエッジを有する出力信号SOUTB[i]を発生する。 On the other hand, the sub-interpolator 114 generates an output signal S OUTB [i] having an edge at a predetermined delay time ΔT [i] and a delayed timing φ OUTB [i] from the timing φ OUTA [i] of the main interpolator 112. To do.

主補間器112および副補間器114にはそれぞれ、制御データDCNT[i]に応じた値dA[i],dB[i]が供給される。 The main interpolator 112 and the sub interpolator 114 are supplied with values d A [i] and d B [i] corresponding to the control data D CNT [i] , respectively.

たとえば、主補間器112と副補間器114の構成が同一の場合、主補間器112と副補間器114に与えるコードに所定の差J[i]を与えればよい。
A[i]=d
B[i]=d+J
とすればよい。J[i]は定数であり、好ましくは1であるが、任意の別の値を用いてもよく、遅延時間ΔT[i]は以下の式で表される。
ΔT[i]=Δt[i−1]×J[i]
For example, when the configurations of the main interpolator 112 and the sub interpolator 114 are the same, a predetermined difference J [i] may be given to the codes given to the main interpolator 112 and the sub interpolator 114.
d A [i] = d i
d B [i] = d i + J i
And it is sufficient. J [i] is a constant, and is preferably 1. However, any other value may be used, and the delay time ΔT [i] is represented by the following equation.
ΔT [i] = Δt [i−1] × J [i]

以下では、J[i]=1とし、遅延時間ΔT[i]は時間分解能Δt[i]と等しいものとし、以下の関係式が成り立つ。
Δt[i]=Δt[i−1]/K
In the following, it is assumed that J [i] = 1, the delay time ΔT [i] is equal to the time resolution Δt [i], and the following relational expression holds.
Δt [i] = Δt [i−1] / K i

あるいは、主補間器112と副補間器114に同じ値dを与えたときに、所定の遅延時間ΔT[i]が発生するように、主補間器112と副補間器114の回路構成に変更を加えてもよい。 Alternatively, the circuit configuration of the main interpolator 112 and the sub interpolator 114 is changed so that a predetermined delay time ΔT [i] is generated when the same value d i is given to the main interpolator 112 and the sub interpolator 114. May be added.

N番目のステージ110_Nでは、主補間器112と副補間器114の一方を省略してもよい。これにより回路面積を小さくできる。   In the Nth stage 110_N, one of the main interpolator 112 and the sub interpolator 114 may be omitted. As a result, the circuit area can be reduced.

以上がタイミング発生器100の構成である。続いてその動作を説明する。図5は、図3のタイミング発生器100の動作波形図である。   The above is the configuration of the timing generator 100. Next, the operation will be described. FIG. 5 is an operation waveform diagram of the timing generator 100 of FIG.

ここでは理解の容易化のために、N=2、K=K=4とする。また、各ステージのオフセット遅延量τをゼロとしている。1番目のステージに、時間差ΔTを有する基準信号REFとREFが入力される。図5には、d=1、d=3を与えたときの動作が示される。 Here, for ease of understanding, it is assumed that N = 2 and K 1 = K 2 = 4. Further, the offset delay amount τ of each stage is set to zero. Reference signals REF 1 and REF 2 having a time difference ΔT 0 are input to the first stage. FIG. 5 shows the operation when d 1 = 1 and d 2 = 3.

1番目のステージの主補間器112の出力SOUTA[1]のエッジのタイミングφA[1]は、時刻tに発生する。
=t+Δt[1]×d=t+Δt[1]
1番目のステージの副補間器114の出力SOUTB[1]のエッジのタイミングφB[1]は、時刻tに発生する。
=t+ΔT[1]
The edge timing φ A [1] of the output S OUTA [1] of the first stage main interpolator 112 occurs at time t 2 .
t 2 = t 1 + Δt [1] × d 1 = t 1 + Δt [1]
The edge timing φ B [1] of the output S OUTB [1] of the sub-interpolator 114 of the first stage occurs at time t 3 .
t 3 = t 2 + ΔT [1]

2番目のステージの主補間器112の出力SOUTA[2]のエッジのタイミングφA[2]は、時刻tに発生する。
=t+Δt[2]×d=t+3×Δt[2]
2番目のステージの副補間器114の出力SOUTB[2]のエッジのタイミングφB[2]は、時刻tに発生する。
=t+ΔT[2]
The edge timing φ A [2] of the output S OUTA [2] of the second stage main interpolator 112 occurs at time t 4 .
t 4 = t 3 + Δt [2] × d 2 = t 3 + 3 × Δt [2]
The edge timing φ B [2] of the output S OUTB [2] of the second stage sub-interpolator 114 occurs at time t 5 .
t 5 = t 4 + ΔT [2]

この例では、2番目のステージの主補間器112の出力SOUTA[2]が、タイミング発生器100の出力として取り出される。出力SOUTA[2]のエッジφOUTA[2]は、2つの制御データDCNTに応じた位相を有している。 In this example, the output S OUTA [2] of the second stage main interpolator 112 is taken out as the output of the timing generator 100. The edge φ OUTA [2] of the output S OUTA [2] has a phase corresponding to the two control data DCNT .

図6は、図3のタイミング発生器のパイプライン動作を説明する図である。Mは、i番目のステージの分解能を表しており、K=2Miの関係が成り立つ。ステージが進む毎に、前のステージの2つの出力の時間差ΔTが、1/2Mi倍となり、時間分解能が高くなっていく。 FIG. 6 is a diagram for explaining the pipeline operation of the timing generator of FIG. M i represents the resolution of the i-th stage, and the relationship K i = 2 Mi holds. Each time the stage advances, the time difference ΔT between the two outputs of the previous stage becomes 1/2 Mi times, and the time resolution increases.

以上がタイミング発生器100の動作である。このタイミング発生器100によれば、ステージの段数Nを増やすにしたがい、また、各ステージの分解能Kを高めるにしたがい、位相の分解能を高めることができる。一般化すると、タイミング発生器100の階調数は、K×K×・・・×Kとなる。ステージ数をN,K=K=・・・=K=Kとすれば、K階調での位相制御が可能となり、時間分解能はΔT/Kとなる。たとえばK=16、N=2の場合、256階調(8ビット相当)の制御が可能である。 The above is the operation of the timing generator 100. According to the timing generator 100, in accordance with increasing the number of stages N of the stage, also in accordance with increasing the resolution K i of each stage, it is possible to increase the resolution of the phase. When generalized, the number of gray levels of the timing generator 100 is K 1 × K 2 ×... × K N. If the number of stages is N, K 1 = K 2 =... = K N = K, phase control with K N gradations is possible, and the time resolution is ΔT 0 / K N. For example, when K = 16 and N = 2, 256 gradations (equivalent to 8 bits) can be controlled.

タイミング発生器100は、以下のような利点を有する。
第1に、タイミング発生器100は、微細な時間分解能を得るために、必ずしも高速なクロックを必要としない。低速なクロックしか存在せず、2つの基準信号REF,REFの時間差ΔTが大きい場合には、ステージ数を増やす、および/または、各ステージの階調数を増やすことにより、時間分解能を高くすることができる。
The timing generator 100 has the following advantages.
First, the timing generator 100 does not necessarily require a high-speed clock in order to obtain fine time resolution. When only a low-speed clock exists and the time difference ΔT 0 between the two reference signals REF 1 and REF 2 is large, the time resolution can be increased by increasing the number of stages and / or increasing the number of gradations of each stage. Can be high.

第2に、タイミング発生器100は回路面積が小さく、また消費電力も小さいという利点を有する。具体的には図2(a)のタイミング発生器40との対比において、同じ時間分解能を得るために必要な位相補間器PIの個数を大幅に減らすことができる。また図2(b)のタイミング発生器50も含めた対比においては、ステージごとの分解能Kを高めることで、同じ時間分解能を得るために必要なステージ数を減らすことができる。   Secondly, the timing generator 100 has the advantages of a small circuit area and low power consumption. Specifically, in comparison with the timing generator 40 in FIG. 2A, the number of phase interpolators PI required to obtain the same time resolution can be greatly reduced. Further, in the comparison including the timing generator 50 of FIG. 2B, the number of stages necessary for obtaining the same time resolution can be reduced by increasing the resolution K for each stage.

加えてタイミング発生器100ではすべての位相補間器PIが出力に寄与しており、無駄な消費電力が発生しておらず、消費電力の観点からも有利である。   In addition, in the timing generator 100, all the phase interpolators PI contribute to the output, and no wasteful power consumption is generated, which is advantageous from the viewpoint of power consumption.

さらに消費電力に関連して、タイミング発生器100は、2つの基準信号REF,REFが変化したときだけ動作するため、無駄な消費電力が発生しない。 Further, in relation to the power consumption, the timing generator 100 operates only when the two reference signals REF 1 and REF 2 change, so that no unnecessary power consumption occurs.

第3に、タイミング発生器100は、信号経路上にアナログスイッチ(マルチプレクサ)が不要であり、かつ各ステージの分解能Kによりステージ数Nを調整できるという利点を有する。上述したように、図2(b)のタイミング発生器50は、信号経路上のマルチプレクサ(スイッチ)52によって、時間分解能が低下し、あるいは制約を受ける。また、図2(b)のタイミング発生器50では、必要な時間分解能に応じてステージ数を増やさなければならない。ステージ数が増加すると、遅延量のバラツキを大きく受けることになり、タイミング制御の線形性が劣化し、実効的な時間分解能が低下する。これに対してタイミング発生器100では、信号経路を切りかえる必要がなく、マルチプレクサが不要であり、時間分解能を向上させても、ステージ数の増加を抑えることも可能であるため、数ps以下の時間分解能を、高い線形性で実現できる。もっともタイミング発生器100を、数十ps〜サブnsの時間分解能が要求されるアプリケーションに用いてもよい。 Third, the timing generator 100 has the advantage that analog switch (multiplexer) on the signal path is not required, and can adjust the number of stages N by resolution K i of each stage. As described above, the timing generator 50 in FIG. 2B has a reduced time resolution or is restricted by the multiplexer (switch) 52 on the signal path. Further, in the timing generator 50 of FIG. 2B, the number of stages must be increased according to the required time resolution. When the number of stages increases, the delay amount is greatly varied, the linearity of the timing control is deteriorated, and the effective time resolution is lowered. On the other hand, the timing generator 100 does not need to switch the signal path, does not need a multiplexer, and can increase the number of stages even if the time resolution is improved. Resolution can be realized with high linearity. However, the timing generator 100 may be used for an application that requires a time resolution of several tens of ps to sub-ns.

第4に、タイミング発生器100はフィードバックループを有しないため、起動が高速であるという利点がある。   Fourth, since the timing generator 100 does not have a feedback loop, there is an advantage that start-up is fast.

第5に、タイミング発生器100の位相補間器として、図13以降を参照して説明する位相補間器を用いた場合には、プロセスばらつき、電源電圧変動、温度変動の影響を受けにくくなるという利点がある。   Fifth, when a phase interpolator described with reference to FIG. 13 or later is used as the phase interpolator of the timing generator 100, it is less likely to be affected by process variations, power supply voltage variations, and temperature variations. There is.

続いてタイミング発生器100の変形例を説明する。   Next, a modified example of the timing generator 100 will be described.

(第1変形例)
図7は、第1変形例に係るタイミング発生器100の回路図である。1番目のステージ110_1において、主補間器112の第1入力ノードN1には基準信号REFが、主補間器112の第2入力ノードN2と副補間器114の第1入力ノードN1には、共通の基準信号REFが、副補間器114の第2入力ノードN2には、基準信号REFが入力される。
(First modification)
FIG. 7 is a circuit diagram of the timing generator 100 according to the first modification. In the first stage 110_1, the reference signal REF 1 is common to the first input node N1 of the main interpolator 112, and is common to the second input node N2 of the main interpolator 112 and the first input node N1 of the sub-interpolator 114. reference signal REF 2 of, the second input node N2 of the secondary interpolator 114, the reference signal REF 3 is input.

(第2変形例)
実施の形態では主補間器112を基準として、副補間器114の出力を遅延させる場合を説明したが、その限りでなく、副補間器114の出力を基準として、主補間器112の出力を先行させてもよい。
A[i]=d−J[i]
B[i]=d
(Second modification)
In the embodiment, the case where the output of the sub interpolator 114 is delayed with the main interpolator 112 as a reference has been described. However, the present invention is not limited to this, and the output of the main interpolator 112 is preceded by the output of the sub interpolator 114 as a reference. You may let them.
d A [i] = d i −J [i]
d B [i] = d i

(用途)
続いて、タイミング発生器100の用途を説明する。図8は、タイミング発生器100を用いた遅延パルス発生器200の回路図である。遅延パルス発生器200は、セット信号発生器210、リセット信号発生器220、出力回路230、基準信号発生器240を備える。セット信号発生器210、リセット信号発生器220の少なくとも一方は、図2のタイミング発生器100を備える。
(Use)
Next, the use of the timing generator 100 will be described. FIG. 8 is a circuit diagram of a delay pulse generator 200 using the timing generator 100. The delay pulse generator 200 includes a set signal generator 210, a reset signal generator 220, an output circuit 230, and a reference signal generator 240. At least one of the set signal generator 210 and the reset signal generator 220 includes the timing generator 100 of FIG.

基準信号発生器240は、所定の周波数を有する基準信号REF,REFを生成し、セット信号発生器210およびリセット信号発生器220に供給する。セット信号発生器210は、制御データDCNT_SETに対応するタイミングtにエッジを有するセット信号SSETを生成する。リセット信号発生器220は、制御データDCNT_RESETに対応するタイミングtにエッジを有するリセット信号SRESETを生成する。出力回路230はセット信号SSETに応答して第1レベル(たとえばハイ)、リセット信号SRESETに応答して第2レベル(たとえばロー)に遷移するパルス信号SOUTを生成する。出力回路230の構成は限定されず、フリップフロップやラッチで構成することができる。 The reference signal generator 240 generates reference signals REF 1 and REF 2 having predetermined frequencies and supplies them to the set signal generator 210 and the reset signal generator 220. The set signal generator 210 generates a set signal S SET having an edge at timing t 1 corresponding to the control data D CNT_SET . The reset signal generator 220 generates a reset signal S RESET having an edge at timing t 2 corresponding to the control data D CNT_RESET . The output circuit 230 generates a pulse signal S OUT that transitions to a first level (eg, high) in response to the set signal S SET and transitions to a second level (eg, low) in response to the reset signal S RESET . The configuration of the output circuit 230 is not limited, and can be configured by a flip-flop or a latch.

この遅延パルス発生器200は、制御データDCNT_SET,DCNT_RESETに応じて、パルス信号SOUTのエッジを任意のタイミングt,tに設定できる。遅延パルス発生器200は、たとえばデジタルパルス幅変調器(DPMW)として利用できる。 The delayed pulse generator 200 can set the edge of the pulse signal S OUT at arbitrary timings t 1 and t 2 in accordance with the control data D CNT_SET and D CNT_RESET . The delay pulse generator 200 can be used as a digital pulse width modulator (DPMW), for example.

デジタルパルス幅変調器として利用する場合には、パルス信号SOUTの周期は一定であるから、制御データDCNT_SET,DCNT_RESETの一方の値(すなわちパルス信号SOUTのポジエッジ(立ち上がりエッジ、リーディングエッジ)とネガエッジ(立ち下がりエッジ、トレーリングエッジ)の一方のタイミング)を固定し、他方を可変とすることで、パルス幅(ハイ区間またはロー区間の長さ)を変化させることができる。 When used as a digital pulse width modulator, since the cycle of the pulse signal S OUT is constant, one value of the control data D CNT_SET and D CNT_RESET (that is, the positive edge (rising edge, leading edge) of the pulse signal S OUT ) And the negative edge (one timing of the falling edge and trailing edge) are fixed, and the other is variable, so that the pulse width (the length of the high section or the low section) can be changed.

あるいは、パルス信号SOUTのポジエッジのタイミングを固定する場合、リセット信号発生器220のみをタイミング発生器100を用いて構成し、セット信号発生器210は遅延回路で構成してもよい。反対にパルス信号SOUTのネガエッジのタイミングを固定する場合、セット信号発生器210のみをタイミング発生器100を用いて構成し、リセット信号発生器220は遅延回路で構成してもよい。 Alternatively, when the timing of the positive edge of the pulse signal S OUT is fixed, only the reset signal generator 220 may be configured using the timing generator 100, and the set signal generator 210 may be configured with a delay circuit. When fixing the timing of negative edge of the pulse signal S OUT Conversely, only the set signal generator 210 is constructed using a timing generator 100, the reset signal generator 220 may be configured with a delay circuit.

続いて、遅延パルス発生器200の用途を説明する。遅延パルス発生器200は、デジタルのさまざまなコントローラIC(Integrated Circuit)に用いることができる。   Next, the application of the delay pulse generator 200 will be described. The delay pulse generator 200 can be used in various digital controller ICs (Integrated Circuits).

図9は、デジタル制御のスイッチング電源300のブロック図である。スイッチング電源300は、コントローラ400に加えて、周辺回路310を備える。図9には降圧(Buck)コンバータを示すが、周辺回路310のトポロジーはそれに限定されず、昇圧コンバータ、昇降圧コンバータ、フライバックコンバータやフォワードコンバータなどさまざまな回路構成を取り得る。   FIG. 9 is a block diagram of a digitally controlled switching power supply 300. The switching power supply 300 includes a peripheral circuit 310 in addition to the controller 400. Although FIG. 9 shows a buck converter, the topology of the peripheral circuit 310 is not limited thereto, and various circuit configurations such as a boost converter, a buck-boost converter, a flyback converter, and a forward converter can be taken.

コントローラ400は、一つの半導体チップに集積化されたIC(Integrated Circuit)である。トランジスタM,Mはコントローラ400に集積化されてもよい。コントローラ400のフィードバック(FB)ピンには、出力電圧VOUTに応じたフィードバック信号VFBが入力される。A/Dコンバータ410は、フィードバック信号VFBをデジタル信号DFBに変換する。デジタルコントローラ420は、デジタル信号DFBが目標値DREFに近づくように、デューティ比指令値DUTYをフィードバック制御する。デジタルコントローラ420は、PI(比例・積分)制御器あるいはPID(比例・積分・微分)制御器を含む。 The controller 400 is an IC (Integrated Circuit) integrated on one semiconductor chip. Transistor M H, M L may be integrated in the controller 400. A feedback signal V FB corresponding to the output voltage V OUT is input to the feedback (FB) pin of the controller 400. The A / D converter 410 converts the feedback signal V FB into a digital signal D FB . The digital controller 420 feedback-controls the duty ratio command value DUTY so that the digital signal D FB approaches the target value D REF . The digital controller 420 includes a PI (proportional / integral) controller or a PID (proportional / integral / differential) controller.

デジタルパルス幅変調器430は、図8の遅延パルス発生器200のアーキテクチャを用いて構成され、デューティ比指令値DUTYに応じたパルス幅を有するハイサイドパルスSと、それと相補的なローサイドパルスSを生成する。ハイサイドドライバ440H、ローサイドドライバ440Lはそれぞれ、ハイサイドパルスS、ローサイドパルスSに応じて、周辺回路310のトランジスタM,Mを駆動する。 Digital pulse width modulator 430 is configured using the architecture of the delay pulse generator 200 of Figure 8, the high-side pulse S H having a pulse width corresponding to the duty ratio command value DUTY, therewith complementary low-side pulses S L is generated. High-side driver 440H, respectively low-side driver 440L is a high-side pulse S H, in accordance with the low-side pulse S L, the transistor M H of the peripheral circuit 310, drives the M L.

この例では定電圧出力を説明したが、定電流出力にも本発明は適用可能である。   Although the constant voltage output has been described in this example, the present invention can also be applied to a constant current output.

図10は、モータ駆動システム500のブロック図である。モータ駆動システム500は、三相モータ502、三相インバータ510、回転数検出器520およびモータコントローラ600を備える。   FIG. 10 is a block diagram of the motor drive system 500. The motor drive system 500 includes a three-phase motor 502, a three-phase inverter 510, a rotation speed detector 520, and a motor controller 600.

回転数検出器520は、三相モータ502の回転数を示す回転数信号SDETを生成する。モータコントローラ600は、回転数信号SDETが示す現在の回転数が目標回転数に近づくように、三相インバータ510を制御する。 The rotation speed detector 520 generates a rotation speed signal SDET indicating the rotation speed of the three-phase motor 502. The motor controller 600 controls the three-phase inverter 510 so that the current rotational speed indicated by the rotational speed signal SDET approaches the target rotational speed.

モータコントローラ600は一つの半導体チップに集積化されたIC(Integrated Circuit)である。モータコントローラ600は、デジタルコントローラ610、デジタルパルス変調器620U〜620W、ゲートドライバ630U〜630Wを備える。   The motor controller 600 is an IC (Integrated Circuit) integrated on one semiconductor chip. The motor controller 600 includes a digital controller 610, digital pulse modulators 620U to 620W, and gate drivers 630U to 630W.

デジタルコントローラ610は、回転数信号SDETが示す現在の回転数が目標回転数に近づくように、デューティ比指令値DUTY_U〜DUTY_Wを生成する。デジタルコントローラ610の構成や制御方式は特に限定されず、公知技術を用いればよい。デジタルパルス変調器620U〜630Wは、対応するデューティ比指令値DUTY_U〜DUTY_Wに応じたパルス幅を有するパルス信号SOUT_U〜SOUT_Wを生成する。ゲートドライバ630U〜630Wは、対応するパルス信号SOUT_U〜SOUT_Wに応じて、三相インバータ510の対応するレグを駆動する。 Digital controller 610, the current rotational speed indicated by the speed signal S DET is to approach the target rotation speed, generates a duty ratio command value DUTY_U~DUTY_W. The configuration and control method of the digital controller 610 are not particularly limited, and a known technique may be used. Digital pulse modulator 620U~630W generates a pulse signal S OUT _U~S OUT _W having a pulse width corresponding to a corresponding duty ratio command value DUTY_U~DUTY_W. The gate driver 630U~630W, depending on the corresponding pulse signal S OUT _U~S OUT _W, drives the corresponding leg of the three-phase inverter 510.

この例では、回転数制御のシステムを説明したが、トルク制御や位置制御のモータ駆動システムにも本発明は適用可能である。また、デジタルパルス変調器620およびゲートドライバ630をひとつのICに集積化してもよい。   In this example, the rotation speed control system has been described. However, the present invention can also be applied to a motor drive system for torque control and position control. Further, the digital pulse modulator 620 and the gate driver 630 may be integrated in one IC.

図11(a)、(b)は、オーディオ回路のブロック図である。図11(a)はシングルエンド方式であり、図11(b)はBTL(Bridged Transformerless)方式であるが、基本構成は同様である。オーディオ回路800は、電気音響変換素子802、フィルタ804およびオーディオIC820を備える。電気音響変換素子802は、スピーカあるいはヘッドホンであり、電気信号を音響信号に変換する。フィルタ804は、オーディオIC820が生成するPWM(Pulse Width Modulation)信号の高周波成分を除去し、電気音響変換素子802に供給する。   FIGS. 11A and 11B are block diagrams of audio circuits. FIG. 11A shows a single end system and FIG. 11B shows a BTL (Bridged Transformerless) system, but the basic configuration is the same. The audio circuit 800 includes an electroacoustic transducer 802, a filter 804, and an audio IC 820. The electroacoustic transducer 802 is a speaker or a headphone, and converts an electrical signal into an acoustic signal. The filter 804 removes a high-frequency component of a PWM (Pulse Width Modulation) signal generated by the audio IC 820 and supplies it to the electroacoustic transducer 802.

オーディオIC820は、デジタルパルス幅変調器822、ゲートドライバ824、D級アンプ826を備える。デジタルパルス幅変調器822は、デジタルオーディオ信号DINをPWM信号SPWMに変換する。ゲートドライバ824は、PWM信号に応じてD級アンプ826を駆動する。 The audio IC 820 includes a digital pulse width modulator 822, a gate driver 824, and a class D amplifier 826. The digital pulse width modulator 822 converts the digital audio signal DIN into a PWM signal SPWM . The gate driver 824 drives the class D amplifier 826 in accordance with the PWM signal.

図11(a)、(b)において、デジタルパルス幅変調器822を、上述の遅延パルス発生器200のアーキテクチャを用いて構成することができる。   11A and 11B, the digital pulse width modulator 822 can be configured using the architecture of the delay pulse generator 200 described above.

図12は、発光装置のブロック図である。発光装置900は、LED902、調光回路904、DC/DCコンバータ906およびLEDドライバコントローラ920を備える。   FIG. 12 is a block diagram of the light emitting device. The light emitting device 900 includes an LED 902, a dimming circuit 904, a DC / DC converter 906, and an LED driver controller 920.

DC/DCコンバータ906は、LED902に駆動電圧VOUTを供給するとともに、一定量に安定化された電流ILEDを出力する。DC/DCコンバータ906のトポロジーは限定されず、同期整流型の降圧コンバータであってもよい。あるいはDC/DCコンバータ906は昇圧コンバータや、フライバックコンバータであってもよい。センス抵抗Rは、LED902(もしくは調光回路910)に流れる電流ILEDを検出するためにLED902と直列に設けられる。調光回路910は、LED902に流れる電流ILEDを、目標輝度に応じたデューティ比でスイッチングする。調光回路910は、LED902と並列なバイパススイッチ912と、デジタルパルス幅変調器914を含む。デジタルパルス幅変調器914は、LED902の目標輝度に応じたデューティ比のPWM信号を生成し、PWM信号に応じてバイパススイッチ912を駆動する。デジタルパルス幅変調器914は上述の遅延パルス発生器200のアーキテクチャを用いて構成することができる。 The DC / DC converter 906 supplies the drive voltage V OUT to the LED 902 and outputs a current I LED stabilized to a certain amount. The topology of the DC / DC converter 906 is not limited and may be a synchronous rectification step-down converter. Alternatively, the DC / DC converter 906 may be a boost converter or a flyback converter. The sense resistor R S is provided in series with the LED 902 in order to detect the current I LED flowing through the LED 902 (or the dimming circuit 910). The dimming circuit 910 switches the current I LED flowing in the LED 902 with a duty ratio corresponding to the target luminance. The dimming circuit 910 includes a bypass switch 912 in parallel with the LED 902 and a digital pulse width modulator 914. The digital pulse width modulator 914 generates a PWM signal having a duty ratio corresponding to the target luminance of the LED 902 and drives the bypass switch 912 according to the PWM signal. The digital pulse width modulator 914 can be constructed using the architecture of the delayed pulse generator 200 described above.

LEDドライバコントローラ920は、DC/DCコンバータ906の出力電流ILEDが一定となるように、DC/DCコンバータ906のスイッチング素子908を駆動する。A/Dコンバータ922は、電流ILEDがある程度大きい動作領域では、電流検出信号VCSの一方をデジタル値に変換する。コントローラ924は、電流検出信号VCSが目標値に近づくように、デューティ比指令値DUTYを生成する(定電流モード)。電流ILEDが小さい動作領域では、電流検出信号VCSの検出が困難であるため、A/Dコンバータ922は、出力電圧VOUTをデジタル値に変換する。コントローラ924は出力電圧VOUTが目標値に近づくように、デューティ比指令値DUTYを生成する(定電圧モード)。デジタルパルス幅変調器926は、デューティ比指令値DUTYに応じたPWM信号SPWMを生成する。ドライバ928は、PWM信号SPWMに応じて、DC/DCコンバータ906のスイッチング素子を駆動する。デジタルパルス幅変調器926を、上述の遅延パルス発生器200のアーキテクチャを用いて構成してもよい。 The LED driver controller 920 drives the switching element 908 of the DC / DC converter 906 so that the output current I LED of the DC / DC converter 906 becomes constant. The A / D converter 922 converts one of the current detection signals VCS into a digital value in an operation region where the current I LED is somewhat large. The controller 924, the current detection signal V CS so as to approach the target value, and generates a duty ratio command value DUTY (constant current mode). Current I LED is a small operation region, because the detection of the current detection signal V CS is difficult, A / D converter 922 converts the output voltage V OUT to a digital value. The controller 924 generates the duty ratio command value DUTY so that the output voltage VOUT approaches the target value (constant voltage mode). The digital pulse width modulator 926 generates a PWM signal S PWM corresponding to the duty ratio command value DUTY. The driver 928 drives the switching element of the DC / DC converter 906 according to the PWM signal S PWM . The digital pulse width modulator 926 may be configured using the architecture of the delayed pulse generator 200 described above.

(位相補間器)
位相補間器の構成は特に限定されず、たとえば、特許文献1〜9に記載されているような公知の位相補間器を用いることができる。しかしながら、タイミング発生器100のさらに高い線形性を実現するために、以下に説明する位相補間器を用いることができる。
(Phase interpolator)
The configuration of the phase interpolator is not particularly limited, and for example, a known phase interpolator as described in Patent Documents 1 to 9 can be used. However, in order to realize the higher linearity of the timing generator 100, a phase interpolator described below can be used.

(第1の実施の形態)
図13は、第1の実施の形態に係る位相補間器700の回路図である。位相補間器700は、第1入力ノードIN1、第2入力ノードIN2および出力ノードOUTを有する。2つの入力ノードIN1,IN2には、第1タイミングφにエッジを有する第1信号Sと、第2タイミングφにエッジを有する第2信号Sが入力される。位相補間器700は、入力コードDCNTに応じたタイミングφOUTにエッジを有する出力信号SOUTを生成し、出力ノードOUTから出力する。ここでは理解の容易化のために、第1タイミングφは、第2タイミングφに先行するものとし、それらの時間差をTとする。この時間差Tを基準時間Tとも称する。また、この実施の形態ではタイミング(位相)を規定するエッジは、ポジエッジ(立ち上がりエッジ、リーディングエッジ)とする。
(First embodiment)
FIG. 13 is a circuit diagram of the phase interpolator 700 according to the first embodiment. The phase interpolator 700 has a first input node IN1, a second input node IN2, and an output node OUT. The two input nodes IN1, IN2, and the signal S 1 having an edge in the first timing phi A, the signal S 2 having the edge is input to the second timing phi B. The phase interpolator 700 generates an output signal S OUT having an edge at the timing φ OUT corresponding to the input code D CNT and outputs it from the output node OUT. Here, for ease of understanding, the first timing phi A, shall precede the second timing phi B, to their time difference and T P. The time difference T P is also referred to as a reference time T P. In this embodiment, the edge defining the timing (phase) is a positive edge (rising edge, leading edge).

位相補間器700は、第1ライン702、第2ライン704、中間ライン706、キャパシタC、初期化回路710、複数の回路ユニット720_1〜720_N、出力回路730および入力バッファ740を備える。回路ユニット720の個数Nは、位相補間器700の階調数(時間分解能)、言い換えれば入力コードDCNTの階調数に対応しており、入力コードDCNTをサーモメータコードで表記したときのビット数と等しい。 Phase interpolator 700 includes a first line 702, second line 704, intermediate line 706, the capacitor C 1, the initialization circuit 710, a plurality of circuit units 720_1~720_N, the output circuit 730 and an input buffer 740. The number N of circuit units 720 corresponds to the number of gradations (time resolution) of the phase interpolator 700, in other words, the number of gradations of the input code DCNT , and when the input code DCNT is expressed by a thermometer code. Equal to the number of bits.

第1ライン702には第1電圧が、第2ライン704には第2電圧が供給されている。本実施の形態において第1電圧は電源電圧VDD、第2電圧は接地電圧VSS(VGND)であり、したがって第1ライン702は電源ライン、第2ライン704は接地ラインとなる。 A first voltage is supplied to the first line 702, and a second voltage is supplied to the second line 704. In the present embodiment, the first voltage is the power supply voltage V DD and the second voltage is the ground voltage V SS (V GND ). Therefore, the first line 702 is a power supply line and the second line 704 is a ground line.

キャパシタCの一端は中間ライン706と接続され、他端は接地されてその電位が固定されている。 One end of the capacitor C 1 is connected to the intermediate line 706, the other end potential thereof is grounded is fixed.

初期化回路710は、第1ライン702と中間ライン706の間に設けられ、第1信号Sと第2信号Sがともに第1レベル(ローレベル)である期間、キャパシタCの電圧(キャパシタ電圧VC1という)を初期化する。ここでは初期化電圧は、第1ライン702の電源電圧VDDである。 Initialization circuit 710 is provided between the first line 702 and the intermediate line 706, the period first signals S 1 and the second signal S 2 are both the first level (low level), the capacitor C 1 of the voltage ( The capacitor voltage V C1 is initialized. Here, the initialization voltage is the power supply voltage V DD of the first line 702.

複数の回路ユニット720_1〜720_Nは、中間ライン706と第2ライン704の間に並列に接続される。複数の回路ユニット720_1〜720_Nは、キャパシタCの電荷を放電する機能を有する。 The plurality of circuit units 720_1 to 720_N are connected in parallel between the intermediate line 706 and the second line 704. A plurality of circuit units 720_1~720_N has a function of discharging the electric charge of the capacitor C 1.

出力回路730は、キャパシタ電圧VC1が所定のしきい値VTHとクロスするとレベルが変化する出力信号SOUTを生成する。キャパシタ電圧VC1と所定のしきい値VTHがクロスするタイミングが出力タイミングφOUTであり、出力信号SOUTは出力タイミングφOUTにエッジを有する。その限りでないが、たとえば出力回路730は、たとえばCMOSインバータあるいはバッファ、電圧コンパレータ、ダイナミックラッチ回路、レベルシフト回路など、電圧信号を2値化する電圧比較手段で構成できる。 The output circuit 730 generates an output signal S OUT whose level changes when the capacitor voltage V C1 crosses a predetermined threshold value V TH . The timing at which the capacitor voltage V C1 and the predetermined threshold value V TH cross is the output timing φ OUT , and the output signal S OUT has an edge at the output timing φ OUT . Although not limited thereto, for example, the output circuit 730 can be configured by voltage comparison means for binarizing the voltage signal, such as a CMOS inverter or buffer, a voltage comparator, a dynamic latch circuit, and a level shift circuit.

複数の回路ユニット720_1〜720_Nは同様に構成される。各回路ユニット720は、抵抗R、第1経路724、第2経路726を含む。 The plurality of circuit units 720_1 to 720_N are configured similarly. Each circuit unit 720 includes a resistor R g , a first path 724, and a second path 726.

抵抗Rの一端は、第2ライン704と接続される。第1経路724は、抵抗Rの他端と中間ライン706の間に設けられる。第1経路724は、第1信号Sが第2レベル(ハイ)であり、かつ入力コードDCNTの対応するビットselが第1値(ここでは1とする)であるときオンとなる。 One end of the resistor R g is connected to the second line 704. The first path 724 is provided between the resistor R g of the other end and the intermediate line 706. The first path 724, first signal S 1 is a second level (high), and the corresponding bit sel input code D CNT is turned on when a first value (here, 1).

また第2経路726は、抵抗Rの他端と中間ライン706の間に、第1経路724と並列に設けられる。第2経路726は、第2信号Sが第2レベル(ハイ)であり、かつ入力コードDCNTの対応するビットselが第2値(ここでは0とする)であるときオンとなる。 The second path 726 between the resistor R g of the other end and the intermediate line 706, is provided in parallel with the first path 724. The second path 726, the signal S 2 is a second level (high), and the corresponding bit sel input code D CNT is turned on when the second value (in this case 0 to) a.

以上が位相補間器700の基本構成である。
この位相補間器700は、回路構成がシンプルであり、電流源を有しないため、低電圧で動作である。また、詳しくは後述するように、プロセスばらつき、電源電圧変動、温度変動の影響を受けにくく、また高速で起動させることができる。
The above is the basic configuration of the phase interpolator 700.
Since the phase interpolator 700 has a simple circuit configuration and does not have a current source, the phase interpolator 700 operates at a low voltage. Further, as will be described in detail later, it is not easily affected by process variations, power supply voltage fluctuations, and temperature fluctuations, and can be started at a high speed.

また抵抗Rのばらつきは、第1信号Sおよび第2信号Sのエッジのタイミングφ,φの相対時間差内に圧縮されて現れるため、その影響は実質的に無視できる。これにより、抵抗Rを高精度にトリミングするなどの処理が不要となる。 The variation of the resistance R g is to appear is compressed first signal S 1 and second signal S 2 of the edge of the timing phi A, in relative time difference phi B, the effect is substantially negligible. This eliminates the need for processing such as trimming the resistor Rg with high accuracy.

本発明は、図13のブロック図や回路図として把握され、あるいは上述の説明から導かれるさまざまな装置、回路に及ぶものであり、特定の構成に限定されるものではない。以下、本発明の範囲を狭めるためではなく、発明の本質や回路動作の理解を助け、またそれらを明確化するために、より具体的な実施例や変形例を説明する。   The present invention is understood as the block diagram and circuit diagram of FIG. 13 or extends to various devices and circuits derived from the above description, and is not limited to a specific configuration. In the following, more specific embodiments and modifications will be described in order not to narrow the scope of the present invention but to help understanding the essence and circuit operation of the invention and to clarify them.

(第1実施例)
図14は、第1実施例に係る位相補間器700Aの回路図である。初期化回路710は、PMOSトランジスタである初期化トランジスタMP1と、論理ゲート712を含む。論理ゲート712は、第1信号Sと第2信号Sの論理和に応じた信号を、初期化トランジスタMP1のゲートに出力する。この例では論理ゲート712はORゲートであり、第1信号Sと第2信号Sが両方ローレベルの期間、初期化トランジスタMP1がオンとなり、キャパシタ電圧VC1がVDDに初期化される。
(First embodiment)
FIG. 14 is a circuit diagram of the phase interpolator 700A according to the first embodiment. Initialization circuit 710 includes an initialization transistor M P1 is a PMOS transistor, the logic gate 712. The logic gate 712, the signal S 1 and a signal corresponding to the logical sum of the second signal S 2, and outputs to the gate of the initialization transistor M P1. The logic gate 712 in this example is an OR gate, the signal S 1 and the signal S 2 is the period of both the low level, the initialization transistor M P1 is turned on, the capacitor voltage V C1 is initialized to V DD The

第1経路724は、直列に接続された第1スイッチSWA1〜第3スイッチSWA3を含む。同様に第2経路726は、直列に接続された第1スイッチSWB1〜第3スイッチSWB3を含む。 The first path 724 includes a first switch SW A1 to a third switch SW A3 connected in series. Similarly, the second path 726 includes a first switch SW B1 to a third switch SW B3 connected in series.

第1スイッチSWA1,SWB1はNMOSトランジスタであり、それぞれのゲートには、第1信号S,Sが入力される。第1経路724の第1スイッチSWA1は、第1信号Sが第2レベル(ハイ)の期間にオンとなり、第2経路726の第1スイッチSWB1は、第2信号Sが第2レベル(ハイ)の期間にオンとなる。入力バッファ740は、第1信号S、第2信号Sに応じて複数の回路ユニット720に含まれる複数の第1スイッチSWA1,SWB1を駆動する。なお、第1信号Sおよび第2信号Sを生成する回路の出力インピーダンスが十分に低い場合(駆動能力が高い場合)、入力バッファ740は省略してもよい。 The first switches SW A1 and SW B1 are NMOS transistors, and the first signals S 1 and S 2 are input to the respective gates. The first switch SW A1 of the first path 724, the first signal S 1 is turned on during the second level (high), the first switch SW B1 of the second path 726, the signal S 2 is the second Turns on during the level (high) period. The input buffer 740 drives the plurality of first switches SW A1 and SW B1 included in the plurality of circuit units 720 according to the first signal S 1 and the second signal S 2 . Incidentally, if the output impedance of a circuit for generating a first signal S 1 and second signal S 2 is low enough (when the driving capability is high), the input buffer 740 may be omitted.

第1経路724の第2スイッチSWA2と第3スイッチSWA3のペアは、第2経路726の第2スイッチSWB2と第3スイッチSWB3のペアと相補的にオン(オフ)する。第2スイッチおよび第3スイッチSWA2,SWA2,SWB2,SWB2は、第1スイッチSWA1,SWB1と同型のトランジスタ(すなわちNMOSトランジスタ)を用いればよい。 The pair of the second switch SW A2 and the third switch SW A3 in the first path 724 is turned on (off) complementarily with the pair of the second switch SW B2 and the third switch SW B3 in the second path 726. The second switch and the third switches SW A2 , SW A2 , SW B2 , and SW B2 may be transistors that are the same type as the first switches SW A1 and SW B1 (that is, NMOS transistors).

位相補間器700に入力される入力コードDCNTはNビットのサーモメータコードとすることができ、サーモメータコードは、N個のビットsel[0]〜sel[N−1]を含む。各ビットselは、複数の回路ユニット720のうち対応するひとつに供給される。各回路ユニット720_i(1≦i≦N)において、第1経路724の第2スイッチSWA2と第3スイッチSWA3のペアは、対応するビットsel[i−1]に応じて制御され、第2経路726の第2スイッチSWB2と第3スイッチSWB3のペアは、対応するビットsel[i−1]の反転信号#sel[i−1]に応じて制御される。反転信号#selは、インバータ722によって生成することができる。 The input code D CNT input to the phase interpolator 700 may be an N-bit thermometer code, and the thermometer code includes N bits sel [0] to sel [N−1]. Each bit sel is supplied to a corresponding one of the plurality of circuit units 720. In each circuit unit 720_i (1 ≦ i ≦ N), the pair of the second switch SW A2 and the third switch SW A3 of the first path 724 is controlled according to the corresponding bit sel [i−1], and the second The pair of the second switch SW B2 and the third switch SW B3 in the path 726 is controlled according to the inverted signal #sel [i−1] of the corresponding bit sel [i−1]. The inversion signal #sel can be generated by the inverter 722.

複数の回路ユニット720_1〜720_Nに関して、第1経路724(もしくは第2経路726)が導通状態であるときに、その経路のインピーダンスは等しいものとし、そのインピーダンスをRとする。第1経路724のインピーダンスRは、抵抗Rの抵抗値と、複数のスイッチSWA1〜SWA3のオン抵抗の合計であり、第2経路726のインピーダンスRは、抵抗Rの抵抗値と、複数のスイッチSWB1〜SWB3のオン抵抗の合計である。 Regarding the plurality of circuit units 720_1 to 720_N, when the first path 724 (or the second path 726) is in a conductive state, the impedances of the paths are equal and the impedance is R. Impedance R of the first path 724, a resistance value of the resistor R g, the sum of the ON resistance of the plurality of switches SW A1 to SW A3, the impedance R of the second path 726, a resistance value of the resistor R g, This is the sum of the ON resistances of the plurality of switches SW B1 to SW B3 .

図15(a)〜(c)は、出力回路730の構成例の回路図である。図15(a)の出力回路730は、CMOSインバータである。図15(b)の出力回路730は、差動アンプを用いた電圧コンパレータである。図15(c)の出力回路730は、レベルシフト回路を利用して構成される。   FIGS. 15A to 15C are circuit diagrams of configuration examples of the output circuit 730. FIG. The output circuit 730 in FIG. 15A is a CMOS inverter. The output circuit 730 in FIG. 15B is a voltage comparator using a differential amplifier. The output circuit 730 in FIG. 15C is configured using a level shift circuit.

図16は、出力回路730の構成例の回路図である。図16の出力回路730は、ダイナミックラッチ回路を利用して構成される。キャパシタ電圧VC1は、ダイナミックラッチ回路のイネーブル端子(ラッチ端子、クロック入力)に入力される。この出力回路730にはさらにリセット信号RST(反転論理)が入力されており、電圧比較動作前に初期化可能に構成される。初期化された状態では出力SOUTはハイである。キャパシタ電圧VC1がしきい値VTHとクロスすると、ダイナミックラッチ回路が活性化し、VDDとVGNDの電圧比較が行われ、出力SOUTがローレベルに遷移する。 FIG. 16 is a circuit diagram of a configuration example of the output circuit 730. The output circuit 730 in FIG. 16 is configured using a dynamic latch circuit. The capacitor voltage V C1 is input to the enable terminal (latch terminal, clock input) of the dynamic latch circuit. The output circuit 730 further receives a reset signal RST (inverted logic), and is configured to be initialized before the voltage comparison operation. In the initialized state, the output S OUT is high. When the capacitor voltage V C1 crosses the threshold value V TH , the dynamic latch circuit is activated, voltage comparison between V DD and V GND is performed, and the output S OUT transitions to a low level.

出力回路730は、位相補間器700の後段の回路と一体に形成されてもよい。たとえば位相補間器700の後段に、差動フリップフロップが配置される場合、出力回路730は差動フリップフロップに内蔵することができる。図17は、出力回路730が組み込まれた差動フリップフロップの回路図である。図17の出力回路730の構成は図16のダイナミックラッチ回路と同様である。   The output circuit 730 may be formed integrally with a circuit subsequent to the phase interpolator 700. For example, in the case where a differential flip-flop is disposed after the phase interpolator 700, the output circuit 730 can be incorporated in the differential flip-flop. FIG. 17 is a circuit diagram of a differential flip-flop in which the output circuit 730 is incorporated. The configuration of the output circuit 730 in FIG. 17 is the same as that of the dynamic latch circuit in FIG.

図18は、キャパシタCの構成例の回路図である。キャパシタCは、可変容量で構成してもよい。可変容量の構成は特に限定されず、公知技術を用いればよい。キャパシタCに加えて、あるいはそれに代えて、抵抗Rを可変抵抗としてもよい。 Figure 18 is a circuit diagram of a configuration example of the capacitor C 1. Capacitor C 1 may be constituted by a variable capacitance. The configuration of the variable capacitor is not particularly limited, and a known technique may be used. In addition to the capacitor C 1, or alternatively, the resistance R g may be variable resistors.

以上が位相補間器700Aの構成である。続いて位相補間器700Aの動作を説明する。
図19は、位相補間器700Aの動作波形図である。ここではN=4を例とする。時刻tより前において、第1信号S、第2信号Sはともにローレベルであり、したがってキャパシタ電圧VC1は初期値である電源電圧VDDに初期化されている。第1信号S、第2信号Sがローレベルであるから、第1スイッチSWA1、SWB1はともにオフであり、第1経路724、第2経路726は遮断状態であり、キャパシタCに電荷が保持される。
The above is the configuration of the phase interpolator 700A. Next, the operation of the phase interpolator 700A will be described.
FIG. 19 is an operation waveform diagram of the phase interpolator 700A. Here, N = 4 is taken as an example. Prior to time t 0 , both the first signal S 1 and the second signal S 2 are at a low level, and therefore the capacitor voltage V C1 is initialized to the power supply voltage V DD which is an initial value. Since the first signal S 1 and the second signal S 2 are at the low level, the first switches SW A1 and SW B1 are both off, the first path 724 and the second path 726 are in the cut-off state, and the capacitor C 1 The electric charge is held in

図20(a)、(b)は、位相補間器700の動作を説明する等価回路図である。図20(a)は、第1信号Sがハイレベル、第2信号Sがローレベルの状態、すなわち図19の時刻t〜tを表す。また図20(b)は、第1信号Sおよび第2信号Sが両方ハイレベルの状態、すなわち図19の時刻t以降を表す。キャパシタ電圧VC1がしきい値電圧VTHとクロスすると、出力信号SOUTが遷移する。 20A and 20B are equivalent circuit diagrams for explaining the operation of the phase interpolator 700. FIG. 20 (a) is representative of the first signal S 1 is high level, the signal S 2 is at the low level state, i.e., the time t 0 ~t 1 in Figure 19. And FIG. 20 (b) represents the first signal S 1 and second signal S 2 both a high level state, i.e., a time t 1 after the Figure 19. When the capacitor voltage V C1 crosses the threshold voltage V TH , the output signal S OUT transitions.

位相補間器700に入力されるサーモメータコードsel[N−1:0]のうち、値が1であるビットの個数をKとする。ただし、0≦K≦Nである。   Of the thermometer code sel [N-1: 0] input to the phase interpolator 700, the number of bits having a value of 1 is K. However, 0 ≦ K ≦ N.

図20(a)の状態では、キャパシタCは、K個の抵抗Rの並列接続回路721aによって放電される。並列接続回路721aの抵抗は、R/Kであり、時定数はC R/Kである。したがって図Aの時刻tにおけるキャパシタ電圧VC1(t)は、式(1)で表される。
C1(t)=VDD・exp(−T/(C R/K)) …(1)
In the state of FIG. 20 (a), the capacitor C 1 is discharged by the parallel connection circuit 721a of the K resistors R. The resistance of the parallel connection circuit 721a is R / K, and the time constant is CR / K. Therefore, the capacitor voltage V C1 (t 1 ) at time t 1 in FIG. A is expressed by Expression (1).
V C1 (t 1 ) = V DD · exp (−T P / (CR / K)) (1)

図20(b)の状態では、制御コードDCNTの値(すなわちK)に依存せず、キャパシタCは、N個すべての抵抗Rの並列接続回路721bによって放電される。並列接続回路721bの抵抗はR/Nであり、時定数はC R/Nである。 In the state of FIG. 20 (b), the independent of the value of the control code D CNT (i.e. K), the capacitor C 1 is discharged by the parallel connection circuit 721b of all N resistors R. The resistance of the parallel connection circuit 721b is R / N, and the time constant is CR / N.

式(1)の電圧VC1(t)を初期値として、電圧VC1がしきい値電圧VTHに低下するのに要する時間τは、式(2)で表される。
τ=C R/N ln(VC1(t)/VTH) …(2)
The time τ required for the voltage V C1 to drop to the threshold voltage V TH with the voltage V C1 (t 1 ) of the formula (1) as an initial value is expressed by the formula (2).
τ = CR / N ln (V C1 (t 1 ) / V TH ) (2)

式(1)を式(2)に代入すると、式(3)を得る。
τ=C R/N ln(VDD・exp(−T/(C R/K))/VTH
=C R/N {ln(VDD/VTH)−T/(C R/K))}
=C R/N ln(VDD/VTH)−T K/N (3)
Substituting equation (1) into equation (2) yields equation (3).
τ = C R / N ln ( V DD · exp (-T P / (C R / K)) / V TH)
= CR / N {ln (V DD / V TH ) -T P / (CR / K))}
= C R / N ln (V DD / V TH) -T P K / N (3)

したがって、時刻tから時刻tまでの遅延時間TDELAYは、式(4)で表される。
DELAY=T+τ
=C R/N ln(VDD/VTH)+T (N−K)/N (4)
Therefore, the delay time T DELAY from time t 0 to time t 3 is expressed by equation (4).
T DELAY = T P + τ
= C R / N ln (V DD / V TH) + T P (N-K) / N (4)

式(4)の右辺第1項は制御コードに依存しない定数(オフセット遅延)である。したがって実施の形態に係る位相補間器700によれば、基準時間T/Nを時間分解能(単位遅延幅)として、出力信号SOUTの位相φOUTを制御することができる。 The first term on the right side of equation (4) is a constant (offset delay) that does not depend on the control code. Therefore, according to phase interpolator 700 according to the embodiment, phase φ OUT of output signal S OUT can be controlled using reference time T P / N as time resolution (unit delay width).

定電流源でキャパシタを放電(あるいは充電)すると、キャパシタ電圧は直線的に変化する。一方、抵抗でキャパシタを放電(あるいは充電)すると、キャパシタ電圧はCR時定数でCR時定数で決まる指数関数にしたがって非直線的に変化する。したがって、直感的には、抵抗を用いると、定電流源を用いる場合に比べて精度が劣化するように思われる。しかしながら、式(4)は、遅延時間を単位遅延幅T/N刻みで正確に制御可能であることを数学的に示しており、抵抗を用いることのデメリットは存在しない。抵抗を用いることのメリットについては後述する。 When the capacitor is discharged (or charged) with a constant current source, the capacitor voltage changes linearly. On the other hand, when the capacitor is discharged (or charged) with a resistor, the capacitor voltage changes nonlinearly according to an exponential function determined by the CR time constant. Therefore, intuitively, using a resistor seems to degrade accuracy compared to using a constant current source. However, equation (4) mathematically shows that the delay time can be accurately controlled in increments of unit delay width T P / N, and there is no demerit of using a resistor. The merit of using the resistor will be described later.

この位相補間器700により正確な位相遅延を発生させるためには、(N−K)=1であるときの遅延時間TDELAYが、基準時間Tより大きくなければならない。そうすると、基準時間Tは、以下の範囲で用いることができる。
<C R ln(VDD/VTH)/(N−1)
This in order to generate a phase accurate phase delayed by interpolator 700, (N-K) = 1 the delay time T DELAY of time is found to be greater than the reference time T P. Then, the reference time T P can be used in the following ranges.
T P <CR In (V DD / V TH ) / (N−1)

なお、初期化されたキャパシタCを、N個すべての回路ユニット720で放電したときに、放電開始から基準時間Tの経過後に、キャパシタ電圧VC1がしきい値電圧VTHとクロスするように、インピーダンスRおよびキャパシタCを定めてもよい。言い換えれば、以下の関係式が成り立つように、RとCを定めてもよい。
=C R/N ln(VDD/VTH) …(5)
When the initialized capacitor C 1 is discharged by all N circuit units 720, the capacitor voltage V C1 crosses the threshold voltage V TH after the reference time TP has elapsed from the start of discharge. Further, the impedance R and the capacitor C may be determined. In other words, R and C may be determined so that the following relational expression holds.
T P = CR / N ln (V DD / V TH ) (5)

式(5)を式(4)に代入すると、式(6)を得る。
DELAY=T+T/N×(N−K) …(6)
を得る。つまりK=Nの場合に、出力信号SOUTの位相を、第2信号Sの位相と一致させることができる。
Substituting equation (5) into equation (4) yields equation (6).
T DELAY = T P + T P / N × (N-K) ... (6)
Get. That is, when K = N, the phase of the output signal S OUT can be matched with the phase of the second signal S 2 .

図21は、位相補間器700の動作の制御コードの依存性を説明する図である。ここでは理解の容易化のためキャパシタ電圧VC1の電圧変化を直線で表す。また式(5)を満たすように回路が設計されているものとする。図21には、制御コードsel[3:0]=[1111]〜[0000]それぞれの波形が示される。なお、制御コードはサーモメータコードであり、1の個数のみに意味があり、ビットの順序に本質的な意味はないことに留意されたい。図21から明らかなように、出力信号SOUTの位相φOUTを、制御コードsel[3:0]に応じて制御することができる。 FIG. 21 is a diagram for explaining the dependency of the control code on the operation of the phase interpolator 700. Here, for easy understanding, the voltage change of the capacitor voltage V C1 is represented by a straight line. Further, it is assumed that the circuit is designed so as to satisfy Expression (5). FIG. 21 shows waveforms of control codes sel [3: 0] = [1111] to [0000]. It should be noted that the control code is a thermometer code, and only the number of 1 is significant, and the bit order has no essential meaning. As is apparent from FIG. 21, the phase φ OUT of the output signal S OUT can be controlled according to the control code sel [3: 0].

以上が位相補間器700Aの動作である。続いて位相補間器700Aの利点を説明する。位相補間器700の利点は、いくつかの比較技術との対比によって明確となる。   The above is the operation of the phase interpolator 700A. Next, advantages of the phase interpolator 700A will be described. The advantages of the phase interpolator 700 become clear by contrast with several comparison techniques.

(第1の比較技術)
図22は、第1の比較技術に係る位相補間器700Rの簡略化された回路図である。なお、比較技術を公知技術と認定してはならない。位相補間器700Rの回路ユニット720Rは、回路ユニット720の抵抗Rに代えて、電流源CSが設けられる。この位相補間器700Rでは、電流源CSの両端間電圧ΔVを、飽和電圧VSATより大きく維持しなければならない。そのため、電源電圧VDDを小さくすることができず、また消費電力が大きくなってしまう。
(First comparative technique)
FIG. 22 is a simplified circuit diagram of the phase interpolator 700R according to the first comparison technique. Note that the comparison technique must not be recognized as a known technique. Circuit unit 720R phase interpolator 700R, instead of the resistor R g of the circuit unit 720, the current source CS is provided. In this phase interpolator 700R, the voltage ΔV across the current source CS must be maintained higher than the saturation voltage V SAT . As a result, the power supply voltage V DD cannot be reduced, and the power consumption increases.

これに対して実施の形態に係る位相補間器700では、電流源CSが存在しないため、電源電圧VDDを低くすることができ、消費電力を下げることができる。たとえば、0.18μm〜28nmのプロセス世代では、MOSトランジスタのしきい値は、Vth=0.25〜0.7V、オーバードライバ電圧はVod=0.15〜0.2V程度である。したがって、実施の形態に係る位相補間器700では、VDD=1V以下での動作が可能であり、製作したサンプルでは、0.6V以下での動作も可能であった。 On the other hand, in the phase interpolator 700 according to the embodiment, since the current source CS does not exist, the power supply voltage V DD can be lowered and the power consumption can be reduced. For example, in the process generation of 0.18 μm to 28 nm, the threshold value of the MOS transistor is Vth = 0.25 to 0.7V, and the overdriver voltage is about Vod = 0.15 to 0.2V. Therefore, the phase interpolator 700 according to the embodiment can operate at V DD = 1 V or less, and the manufactured sample can also operate at 0.6 V or less.

また比較技術のように電流源CSを用いると、電流源CSをバイアスするためのバイアス回路750が必要となるため、回路面積の点でも有利である。また、バイアス電圧のノイズの影響を考慮する必要がないため、レイアウトが容易となる。   Further, when the current source CS is used as in the comparative technique, a bias circuit 750 for biasing the current source CS is required, which is advantageous in terms of circuit area. Further, since it is not necessary to consider the influence of noise of the bias voltage, the layout becomes easy.

さらに比較技術では、ICの電源投入後、バイアス回路750が起動して初めて、位相補間器700Rが動作可能となる。   Further, in the comparative technique, the phase interpolator 700R can be operated only after the bias circuit 750 is activated after the IC is powered on.

これに対して実施の形態に係る位相補間器700では、ICの電源投入後、直ちに動作可能となる。   On the other hand, the phase interpolator 700 according to the embodiment can be operated immediately after the IC is powered on.

(第2の比較技術)
図23は、第2の比較技術に係る位相補間器700Sの簡略化された回路図である。位相補間器700Sの回路ユニット720Sは、図22の位相補間器700Rから電流源CSを省略した構成である。この比較技術では、第1経路724のインピーダンスRは、第1スイッチSWA1およびスイッチSWA2のオン抵抗の合計で規定され、第2経路726のインピーダンスRは、第1スイッチSWB1およびスイッチSWB2のオン抵抗の合計で規定される。
(Second comparative technique)
FIG. 23 is a simplified circuit diagram of a phase interpolator 700S according to the second comparison technique. The circuit unit 720S of the phase interpolator 700S has a configuration in which the current source CS is omitted from the phase interpolator 700R of FIG. In this comparative technique, the impedance R of the first path 724 is defined by the sum of the on-resistances of the first switch SW A1 and the switch SW A2 , and the impedance R of the second path 726 is the first switch SW B1 and the switch SW B2. It is defined by the sum of the on-resistances.

位相補間器700Sの消費電力を下げるためには、インピーダンスRを高くして、放電電流を小さくすることが望ましい。しかしながら位相補間器700Sにおいて、スイッチSWA1、SWA2(SWB1,SWB2)のオン抵抗を大きくするためには、MOSトランジスタのゲート長Lを長くしなければならない。ゲート長Lが長くなると、MOSトランジスタのゲート容量が増大するため、ゲート電圧のスルーレートが低下し、スイッチング損失が増大する。また、スイッチをターンオン、あるいはターンオフさせるために必要なゲート駆動電流も増大する。このため図23の位相補間器700Sでは、消費電力の低下に限界がある。 In order to reduce the power consumption of the phase interpolator 700S, it is desirable to increase the impedance R and reduce the discharge current. However, in the phase interpolator 700S, in order to increase the on-resistance of the switches SW A1 and SW A2 (SW B1 and SW B2 ), the gate length L of the MOS transistor must be increased. As the gate length L increases, the gate capacity of the MOS transistor increases, so that the slew rate of the gate voltage decreases and the switching loss increases. Also, the gate drive current required to turn on or turn off the switch increases. For this reason, the phase interpolator 700S in FIG.

一方、MOSトランジスタのチャネル幅Wにもとづいて充放電電流を調節する手法をとることも可能であるが、電流を小さくするためにチャネル幅Wを小さくすることは、バラツキ増大を招き、性能が低下することになる。加えて、チャネル幅Wの最小幅には、プロセス製造上の限界がある。そのため、MOSFETのパラメータW/Lのみによる充放電電流の設計手法では、低消費電力と高性能を両立することは難しい。   On the other hand, it is possible to adjust the charge / discharge current based on the channel width W of the MOS transistor. However, reducing the channel width W in order to reduce the current causes an increase in dispersion and a decrease in performance. Will do. In addition, the minimum width of the channel width W has a process manufacturing limit. Therefore, it is difficult to achieve both low power consumption and high performance with the design method of charge / discharge current using only the parameter W / L of the MOSFET.

これに対して位相補間器700(700A、あるいは後出の700B,700C)によれば、抵抗Rの抵抗値を大きくすれば、SWA1〜SWA3,SWB1〜SWB3のゲート長Lを長くする必要がないため、スイッチング損失を低減でき、またゲート駆動電流を低減でき、チャネル幅Wを小さくする必要がないため、バラツキの増加およびそれに伴う性能の低下を抑制できる。 Phase interpolator 700 contrast (700A or rear out of 700B,, 700C) according to, by increasing the resistance value of the resistor R g, a gate length L of the SW A1 ~SW A3, SW B1 ~SW B3 Since it is not necessary to lengthen the switching loss, the switching loss can be reduced, the gate driving current can be reduced, and the channel width W does not need to be reduced, so that an increase in variation and a accompanying performance deterioration can be suppressed.

(第2実施例)
図24は、第2実施例に係る位相補間器700Bの回路図である。この実施例では、図2の回路ユニット720から、中間ライン706側の第3スイッチSWA3,SWB3が省略されている。その他の構成は、位相補間器700Aと同様である。第2実施例によっても、制御コードに応じた位相を有する出力信号SOUTを生成できる。また第1実施例に関連して説明したのと同様の利点を有する。
(Second embodiment)
FIG. 24 is a circuit diagram of a phase interpolator 700B according to the second embodiment. In this embodiment, the third switches SW A3 and SW B3 on the intermediate line 706 side are omitted from the circuit unit 720 of FIG. Other configurations are the same as those of the phase interpolator 700A. Also according to the second embodiment, the output signal S OUT having a phase corresponding to the control code can be generated. Further, it has the same advantages as described in connection with the first embodiment.

(第3実施例)
図25は、第3実施例に係る位相補間器700Cの回路図である。この実施例では、図2の回路ユニット720から、抵抗R側の第2スイッチSWA2,SWB2が省略されている。その他の構成は、位相補間器700Aと同様である。第3実施例によっても、制御コードに応じた位相を有する出力信号SOUTを生成できる。また第1実施例に関連して説明したのと同様の利点を有する。
(Third embodiment)
FIG. 25 is a circuit diagram of a phase interpolator 700C according to the third embodiment. In this embodiment, the circuit unit 720 of FIG. 2, the resistance R g side of the second switch SW A2, SW B2 is omitted. Other configurations are the same as those of the phase interpolator 700A. Also according to the third embodiment, the output signal S OUT having a phase corresponding to the control code can be generated. Further, it has the same advantages as described in connection with the first embodiment.

(比較評価)
続いて、第1〜第3実施例に係る位相補間器700A,700B,700Cの特性を比較する。
(Comparison evaluation)
Subsequently, the characteristics of the phase interpolators 700A, 700B, and 700C according to the first to third embodiments are compared.

図26(a)〜(c)は、第1〜第3実施例に係る位相補間器700A〜700Cそれぞれの動作波形図である。図26(a)〜(c)はシミュレーション結果であり、VDD=1.5V、N=16である。図26(a)〜(c)を対比すると、第1信号S、第2信号Sが遷移するタイミングにおけるキャパシタ電圧VC1の振る舞いが異なっている。 FIGS. 26A to 26C are operation waveform diagrams of the phase interpolators 700A to 700C according to the first to third embodiments. FIGS. 26A to 26C show simulation results, where V DD = 1.5 V and N = 16. 26A to 26C, the behavior of the capacitor voltage V C1 at the timing when the first signal S 1 and the second signal S 2 transition is different.

図27(a)、(b)は、第1〜第3実施例に係る位相補間器700A〜700Cそれぞれの、入力コードと遅延量の関係を示す図である。図27(b)は、入力コードがゼロであるときの遅延量がゼロになるようにオフセットした相対遅延時間を示す。   FIGS. 27A and 27B are diagrams illustrating the relationship between the input code and the delay amount of each of the phase interpolators 700A to 700C according to the first to third embodiments. FIG. 27B shows the relative delay time offset so that the delay amount becomes zero when the input code is zero.

図28(a)は、第1〜第3実施例に係る位相補間器700A〜700CそれぞれのDNLを示す図であり、図28(b)は、第1〜第3実施例に係る位相補間器700A〜700CそれぞれのINLを示す図である。   FIG. 28A is a diagram showing the respective DNLs of the phase interpolators 700A to 700C according to the first to third embodiments, and FIG. 28B is a phase interpolator according to the first to third embodiments. It is a figure which shows each INL of 700A-700C.

シミュレーション結果について説明する。
・第1実施例
より詳しくは、第1実施例700Aに関連する図26(a)を参照すると、図21に示すような最も理想に近い波形で動作する。第1経路724側に着目すると、第1スイッチSWA1の両側にスイッチSWA2,SWA3が設けたことにより、第1スイッチSWA1におけるクロックフィードスルーおよびチャージインジェクションが抑制されていることに起因する。
The simulation result will be described.
First Embodiment In more detail, referring to FIG. 26 (a) related to the first embodiment 700A, it operates with a waveform that is closest to the ideal as shown in FIG. Focusing on the first path 724 side, by the switch SW A2, SW A3 is provided on both sides of the first switch SW A1, due to the clock feed-through and charge injection in the first switch SW A1 is suppressed .

すなわち、第1信号Sが入力される第1スイッチSWA1の上下のスイッチSWA2,SWA3をオフできるため、第1スイッチSWA1のクロックフィードスルー、チャージインジェクションによる中間ライン706への不要な、あるいは好ましくないチャージが抑制され、不要な電圧変動が抑制される。 That is, since it is possible to turn off the upper and lower switch SW A2, SW A3 of the first switch SW A1 of the first signal S 1 is input, the clock feedthrough of the first switch SW A1, unnecessary due to charge injection into the intermediate line 706 Alternatively, undesirable charge is suppressed, and unnecessary voltage fluctuation is suppressed.

さらに上下のスイッチSWA2,SWA3をオフできるため、SWA1とSWA2間のノード、SWA1とSWA3の間のノードに対する不要な、あるいは好ましくないチャージが抑制され、これにより中間ライン706の電圧VC1への不要な影響が取り除かれている。第2経路726側についても同様である。 Further, since the upper and lower switches SW A2 and SW A3 can be turned off, unnecessary or undesired charges on the node between SW A1 and SW A2 and the node between SW A1 and SW A3 are suppressed. Unnecessary effects on the voltage V C1 have been eliminated. The same applies to the second path 726 side.

第1実施例では、上述のように、上側、下側両方に対するチャージインジェクション、クロックフィードスルーの影響が抑制されているため、図28(a)、(b)に示すように、INL,DNLともに、ゼロに近いきわめて良好な特性を示している。   In the first embodiment, as described above, the effects of charge injection and clock feedthrough on both the upper side and the lower side are suppressed. Therefore, as shown in FIGS. 28A and 28B, both INL and DNL It shows very good characteristics close to zero.

・第2実施例
第2実施例700Bに関連する図26(b)を参照すると、上側のスイッチSWA3が無いため、第1スイッチSWA1のクロックフィードスルー、チャージインジェクションにより、中間ライン706への不要なチャージが発生し、キャパシタ電圧VC1が変動する(作用1)。
Second Embodiment Referring to FIG. 26 (b) related to the second embodiment 700B, since there is no upper switch SW A3 , the clock feedthrough and charge injection of the first switch SW A1 are used to connect the intermediate line 706. Unnecessary charge is generated, and the capacitor voltage V C1 fluctuates (Operation 1).

さらに上側のスイッチSWA3が無いため、第1スイッチSWA1がターンオンしたときに、SWA1とSWA2間のノードに対する不要な、あるいは好ましくないチャージが発生し、中間ライン706の電荷から不要なディスチャージを発生させる(作用2)。 Further, since there is no upper switch SW A3 , when the first switch SW A1 is turned on, an unnecessary or undesirable charge is generated for the node between the SW A1 and the SW A2, and an unnecessary discharge is generated from the charge of the intermediate line 706. (Action 2).

図28(a)を参照すると、DNLの初めのコードでズレが大きく、少しずつ減少し、理想に近づくが、最終的に理想と交わることはなく、中間のコード(6から7)を境界として、DNLが増加する。これは、作用1と作用2は互いに相殺しあうが、作用1の方がわずかに大きい影響をもつためであり、わずかに遅延が大きくなり、結果としてDNLが増加する。DNLが理想より大きいため、図28(b)に示すようにINLは単調増加を示す。   Referring to FIG. 28 (a), the initial DNL code has a large deviation and gradually decreases, approaching the ideal, but does not eventually intersect the ideal, with the middle code (6 to 7) as the boundary. , DNL increases. This is because action 1 and action 2 cancel each other out, but action 1 has a slightly larger effect, and the delay becomes slightly larger, resulting in an increase in DNL. Since DNL is larger than ideal, INL shows a monotonous increase as shown in FIG.

・第3実施例
第3実施例700Cに関連する図26(c)では、上側のスイッチSWA3が存在するため、第1スイッチSWA1から中間ライン706へのクロックフィードスルー、チャージインジェクションは抑制されている。
-3rd Example In FIG.26 (c) related to 3rd Example 700C, since upper switch SW A3 exists, the clock feedthrough and charge injection from 1st switch SW A1 to the intermediate | middle line 706 are suppressed. ing.

一方、下側のスイッチSWA2が無いため、第1スイッチSWA1がターンオンしたときに、SWA1とSWA3の間のノードの余分なチャージが発生する。このチャージによって、抵抗Rの上側ノードの電圧が下がり、第1スイッチSWA1のゲートソース間電圧Vgsが大きくなり、オン抵抗が小さくなり、中間ライン706の放電が早まってしまう。 On the other hand, since there is no lower switch SW A2 , when the first switch SW A1 is turned on, an extra charge is generated at the node between SW A1 and SW A3 . This charge, decreases the voltage of the upper node of the resistors R g is, the gate-source voltage V gs of the first switch SW A1 is increased, the ON resistance is reduced, the discharge of the intermediate line 706 will prematurely.

図28(a)を参照すると、第3実施例ではDNLのズレがマイナス側に大きくなる。これは、第2実施例とは異なり、ディスチャージの影響が大きいことに起因する。そのため図28(b)に示すようにINLも大きく減少していく。   Referring to FIG. 28A, in the third embodiment, the DNL deviation increases toward the minus side. This is because, unlike the second embodiment, the influence of discharge is large. Therefore, as shown in FIG. 28 (b), INL also greatly decreases.

これらの比較結果から、第1、第2、第3実施例の順で、すぐれた特性を示す。したがって、回路素子数が大きくて構わない場合には、第1実施例を採用するとよい。一方、特性を妥協できる場合には、第2実施例を採用することで回路面積を小さくできる。第3実施例を積極的に採用すべき理由は見当たらないが、要求される性能によっては、第3実施例であっても十分に有用である。   From these comparison results, excellent characteristics are shown in the order of the first, second, and third embodiments. Therefore, when the number of circuit elements may be large, the first embodiment may be adopted. On the other hand, when the characteristics can be compromised, the circuit area can be reduced by adopting the second embodiment. Although there is no reason to actively adopt the third embodiment, the third embodiment is sufficiently useful depending on the required performance.

(第2の実施の形態)
図29は、第2の実施の形態に係る位相補間器700Cの回路図である。この位相補間器700Cは、第1の実施の形態に係る位相補間器700(図1)と抵抗Rの配置が異なっている。すなわち第1の実施の形態では、抵抗Rが第1経路724よりも第2ライン704側に設けられていたのに対して、第2の実施の形態に係る位相補間器700Cでは、抵抗Rが第1経路724よりも中間ライン706側に設けられている。この位相補間器700Cによっても、第1の実施の形態と同じ効果を得ることができる。
(Second Embodiment)
FIG. 29 is a circuit diagram of a phase interpolator 700C according to the second embodiment. The phase interpolator 700C is different from the phase interpolator 700 (FIG. 1) according to the first embodiment in the arrangement of the resistors Rg . That is, in the first embodiment, while the resistance R g is provided on the second line 704 side of the first path 724, the phase interpolator 700C according to the second embodiment, the resistor R g is provided closer to the intermediate line 706 than the first path 724. Also by this phase interpolator 700C, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

(第4実施例)
続いて、第2の実施の形態に係る位相補間器700Cの具体的な構成例を説明する。図30は、第4実施例に係る位相補間器700Dの回路図である。位相補間器700Dにおいて、第1経路724、第2経路726の構成は、図2のそれらと同様である。これにより、クロックフィードスルーおよびチャージインジェクションの影響を抑制でき、DNL(微分非直線性誤差)、INL(積分非直線性誤差)を小さくできる。
(Fourth embodiment)
Next, a specific configuration example of the phase interpolator 700C according to the second embodiment will be described. FIG. 30 is a circuit diagram of a phase interpolator 700D according to the fourth embodiment. In the phase interpolator 700D, the configurations of the first path 724 and the second path 726 are the same as those in FIG. Thereby, the influence of clock feedthrough and charge injection can be suppressed, and DNL (differential nonlinearity error) and INL (integral nonlinearity error) can be reduced.

(第5実施例)
図31は、第5実施例に係る位相補間器700Eの回路図である。位相補間器700Eでは、第1経路724から、第2ライン704側のスイッチSWA2が省略され、また第2経路726からも、第2ライン704側のスイッチSWB2が省略されている。
(5th Example)
FIG. 31 is a circuit diagram of a phase interpolator 700E according to the fifth embodiment. In the phase interpolator 700E, the switch SW A2 on the second line 704 side is omitted from the first path 724, and the switch SW B2 on the second line 704 side is also omitted from the second path 726.

第5実施例では、第1スイッチSWA1と抵抗Rの間には第3スイッチSWA3が設けられ、第1スイッチSWB1と抵抗Rの間には、第3スイッチSWB3が設けられる。したがって第3スイッチSWA3,SWB3によって、抵抗側に対するクロックフィードスルーおよびチャージインジェクションの影響を抑制できる。 In the fifth embodiment, between the first switch SW A1 and the resistor R g is provided a third switch SW A3, between the first switch SW B1 and the resistor R g, the third switch SW B3 is provided . Therefore, the influence of clock feedthrough and charge injection on the resistance side can be suppressed by the third switches SW A3 and SW B3 .

一方、第2ライン704が接地ライン(あるいは電源ライン)の場合、そのインピーダンスは十分に低いため、第1スイッチSWA1、第1スイッチSWB1のソース側へのチャージインジェクション、クロックフィードスルーが発生しても、第2ライン704の電位の変動は無視できる。したがって第2スイッチSWA2、第2スイッチSWB2を省略したとしても、第4実施例と遜色の無いDNL,INLを実現できる。第5実施例は、トランジスタの個数を減らすことができるため、回路面積を小さくできる。 On the other hand, when the second line 704 is a ground line (or power supply line), the impedance thereof is sufficiently low, so that charge injection and clock feedthrough to the source side of the first switch SW A1 and the first switch SW B1 occur. However, the fluctuation of the potential of the second line 704 can be ignored. Therefore, even if the second switch SW A2 and the second switch SW B2 are omitted, DNL and INL that are comparable to the fourth embodiment can be realized. In the fifth embodiment, since the number of transistors can be reduced, the circuit area can be reduced.

(第3の実施の形態)
図32は、第3の実施の形態に係る位相補間器700Fの回路図である。第1、第2の実施の形態では、第1信号S、第2信号Sのポジエッジの位相に着目したが、第3の実施の形態では、ネガエッジ(立ち下がりエッジ、トレーリングエッジ)をトリガとして動作する。位相補間器700Fは、図1の位相補間器700を天地反転した構成を有する。
(Third embodiment)
FIG. 32 is a circuit diagram of a phase interpolator 700F according to the third embodiment. In the first and second embodiments, attention is paid to the phase of the positive edge of the first signal S 1 and the second signal S 2 , but in the third embodiment, a negative edge (falling edge, trailing edge) is used. Acts as a trigger. The phase interpolator 700F has a configuration in which the phase interpolator 700 of FIG.

(第6実施例)
図33は、第6実施例に係る位相補間器700Gの回路図である。回路ユニット720において、第1経路724、第2経路726はそれぞれ、第1実施例と同様に、3個のスイッチSWA1〜SWA3,SWB1〜SWB3を含む。各スイッチはPMOSトランジスタである。
(Sixth embodiment)
FIG. 33 is a circuit diagram of a phase interpolator 700G according to the sixth embodiment. In the circuit unit 720, each of the first path 724 and the second path 726 includes three switches SW A1 to SW A3 and SW B1 to SW B3 , as in the first embodiment. Each switch is a PMOS transistor.

初期化回路710は、NMOSトランジスタである初期化トランジスタMN1と、論理ゲート712を含む。この実施例では、論理ゲート712はAND(論理積)ゲートである。 The initialization circuit 710 includes an initialization transistor MN1 that is an NMOS transistor, and a logic gate 712. In this embodiment, logic gate 712 is an AND (logical product) gate.

図34は、図33の位相補間器700Gの動作波形図である。図32〜図34を参照して説明したように、ネガエッジをトリガとする位相補間器700も構成できる。また図33の位相補間器700GからスイッチSWA3,SWB3を省略してもよい。あるいは図33の位相補間器700GからスイッチSWA2,SWB2を省略してもよい。 FIG. 34 is an operation waveform diagram of the phase interpolator 700G of FIG. As described with reference to FIGS. 32 to 34, the phase interpolator 700 using a negative edge as a trigger can also be configured. Also, the switches SW A3 and SW B3 may be omitted from the phase interpolator 700G of FIG. Alternatively, the switches SW A2 and SW B2 may be omitted from the phase interpolator 700G of FIG.

以上、位相補間器に関して、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。   The phase interpolator has been described based on the embodiment. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are within the scope of the present invention. is there. Hereinafter, such modifications will be described.

第2の実施の形態(図29〜図31)に関しても、天地反転してPチャンネルとNチャンネルを入れ替えた構成も本発明の一態様として有効である。   Also regarding the second embodiment (FIGS. 29 to 31), a configuration in which the P channel and the N channel are switched by upside down is also effective as one aspect of the present invention.

第1経路724の上側、下側の両方に抵抗Rを挿入し、第1経路724と並列に第2経路726を接続してもよい。 The resistor Rg may be inserted both above and below the first path 724, and the second path 726 may be connected in parallel with the first path 724.

制御コードDCNTがMビットのバイナリコードとして与えられる場合、制御コードDCNTを複数のビットsel[0]〜sel[N−1]に展開すればよい。これには、バイナリコードをサーモメータコードに変換するデコーダを用いてもよいが、簡易には以下の処理を行ってもよい。たとえばM=3の場合、N=2=8階調の制御が可能である。この場合、バイナリのMSB(Most Significant Bit)を、sel[0]〜sel[3]とし、バイナリの2ビット目を、sel[4]〜sel[5]とし、バイナリのLSB(Least Significant Bit)を、sel[6]としてもよい。 When the control code D CNT is given as an M-bit binary code, the control code D CNT may be expanded into a plurality of bits sel [0] to sel [N−1]. For this purpose, a decoder for converting binary code into thermometer code may be used, but the following processing may be simply performed. For example, when M = 3, N = 2 M = 8 gradation control is possible. In this case, the binary MSB (Most Significant Bit) is sel [0] to sel [3], the second bit of the binary is sel [4] to sel [5], and the binary LSB (Least Significant Bit) May be sel [6].

実施の形態にもとづき、具体的な語句を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。   Although the present invention has been described using specific terms based on the embodiments, the embodiments only illustrate the principles and applications of the present invention, and the embodiments are defined in the claims. Many variations and modifications of the arrangement are permitted without departing from the spirit of the present invention.

100…タイミング発生器、110…ステージ、112…主補間器、114…副補間器、PI…位相補間器、200…遅延パルス発生器、210…セット信号発生器、220…リセット信号発生器、230…出力回路、300…スイッチング電源、310…周辺回路、400…コントローラ、410…A/Dコンバータ、420…デジタルコントローラ、430…デジタルパルス幅変調器、440…ドライバ、500…モータ駆動システム、502…三相モータ、510…三相インバータ、520…回転数検出器、600…モータコントローラ、610…デジタルコントローラ、620…デジタルパルス変調器、630…ゲートドライバ、800…オーディオ回路、802…電気音響変換素子、804…フィルタ、820…オーディオIC、822…デジタルパルス幅変調器、824…ゲートドライバ、826…D級アンプ、900…発光装置、902…LED、906…DC/DCコンバータ、910…調光回路、912…バイパススイッチ、914…デジタルパルス幅変調器、920…LEDドライバコントローラ、922…A/Dコンバータ、924…コントローラ、926…デジタルパルス幅変調器、928…ドライバ、S…第1信号、S…第2信号、出力信号SOUT、700…位相補間器、IN1…第1入力ノード、IN2…第2入力ノード、OUT…出力ノード、702…第1ライン、704…第2ライン、706…中間ライン、C…キャパシタ、710…初期化回路、712…論理ゲート、720…回路ユニット、721…並列接続回路、722…インバータ、724…第1経路、726…第2経路、730…出力回路、740…入力バッファ、R…抵抗、SWA1,SWB1…第1スイッチ、SWA2,SWB2…第2スイッチ、SWA3,SWB3…第3スイッチ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Timing generator, 110 ... Stage, 112 ... Main interpolator, 114 ... Sub interpolator, PI ... Phase interpolator, 200 ... Delay pulse generator, 210 ... Set signal generator, 220 ... Reset signal generator, 230 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Output circuit 300 ... Switching power supply 310 ... Peripheral circuit 400 ... Controller 410 ... A / D converter 420 ... Digital controller 430 ... Digital pulse width modulator 440 ... Driver 500 ... Motor drive system 502 ... Three-phase motor, 510 ... Three-phase inverter, 520 ... Rotational speed detector, 600 ... Motor controller, 610 ... Digital controller, 620 ... Digital pulse modulator, 630 ... Gate driver, 800 ... Audio circuit, 802 ... Electroacoustic transducer 804 ... filter, 820 ... audio IC, DESCRIPTION OF SYMBOLS 22 ... Digital pulse width modulator, 824 ... Gate driver, 826 ... Class D amplifier, 900 ... Light emitting device, 902 ... LED, 906 ... DC / DC converter, 910 ... Dimming circuit, 912 ... Bypass switch, 914 ... Digital pulse Width modulator, 920 ... LED driver controller, 922 ... A / D converter, 924 ... controller, 926 ... digital pulse width modulator, 928 ... driver, S 1 ... first signal, S 2 ... second signal, output signal S OUT , 700 ... phase interpolator, IN 1 ... first input node, IN 2 ... second input node, OUT ... output node, 702 ... first line, 704 ... second line, 706 ... intermediate line, C 1 ... capacitor, 710 ... Initialization circuit, 712 ... Logic gate, 720 ... Circuit unit, 721 ... Parallel connection circuit, 722 ... In Converter, 724 ... first path, 726 ... second path, 730 ... output circuit, 740 ... input buffer, R g ... resistors, SW A1, SW B1 ... first switch, SW A2, SW B2: second switch, SW A3 , SW B3 ... Third switch.

Claims (12)

N個(N≧2)のステージを備え、各ステージは、第1位相補間器および第2位相補間器を含み、
i番目(1≦i≦N−1)のステージの前記第1位相補間器の出力ノードは、(i+1)番目のステージの前記第1位相補間器および前記第2位相補間器それぞれの第1入力ノードと接続され、
i番目のステージの前記第2位相補間器の出力ノードは、(i+1)番目のステージの前記第1位相補間器および前記第2位相補間器それぞれの第2入力ノードと接続され、
前記第1位相補間器および前記第2位相補間器はそれぞれ、前記第1入力ノードに第1信号を、前記第2入力ノードに第2信号を受け、制御データに応じたタイミングにエッジを有する出力信号を生成可能に構成されることを特徴とするタイミング発生器。
N stages (N ≧ 2), each stage including a first phase interpolator and a second phase interpolator;
The output node of the first phase interpolator of the i th (1 ≦ i ≦ N−1) stage is the first input of each of the first phase interpolator and the second phase interpolator of the (i + 1) th stage. Connected to the node,
An output node of the second phase interpolator of the i th stage is connected to a second input node of each of the first phase interpolator and the second phase interpolator of the (i + 1) th stage,
Each of the first phase interpolator and the second phase interpolator receives a first signal at the first input node and a second signal at the second input node, and outputs an edge at a timing according to control data. A timing generator configured to generate a signal.
N番目のステージでは、前記第1位相補間器と前記第2位相補間器の一方が省略されることを特徴とする請求項1に記載のタイミング発生器。   The timing generator of claim 1, wherein one of the first phase interpolator and the second phase interpolator is omitted in the Nth stage. i番目(1≦i≦N−1)のステージにおいて、前記第1位相補間器と前記第2位相補間器の出力信号のエッジは、そのステージの時間分解能に相当する時間差を有することを特徴とする請求項1または2に記載のタイミング発生器。   In an i-th (1 ≦ i ≦ N−1) stage, edges of output signals of the first phase interpolator and the second phase interpolator have a time difference corresponding to the time resolution of the stage. The timing generator according to claim 1 or 2. 1番目のステージにおいて、前記第1位相補間器と前記第2位相補間器の前記第1入力ノードには、共通の第1基準信号が入力され、前記第1位相補間器と前記第2位相補間器の前記第2入力ノードには、共通の第2基準信号が入力されることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のタイミング発生器。   In the first stage, a common first reference signal is input to the first input node of the first phase interpolator and the second phase interpolator, and the first phase interpolator and the second phase interpolator are input. 4. The timing generator according to claim 1, wherein a common second reference signal is input to the second input node of the counter. 5. 1番目のステージにおいて、第1位相補間器の第2入力ノードと第2位相補間器の第1入力ノードには、共通の信号が入力されることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のタイミング発生器。   4. The common signal is input to the second input node of the first phase interpolator and the first input node of the second phase interpolator in the first stage. 5. The timing generator described in 1. 前記第1位相補間器および前記第2位相補間器はそれぞれ、
キャパシタと、
(i)前記第1信号に応じて、前記制御データに応じた電流量で前記キャパシタを充電または放電し、(ii)前記第2信号に応じて、一定の電流量で前記キャパシタを充電または放電する充放電回路と、
前記キャパシタの電圧がしきい値に達するとレベルが変化する前記出力信号を生成する出力回路と、
を含むことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のタイミング発生器。
Each of the first phase interpolator and the second phase interpolator is
A capacitor;
(I) charging or discharging the capacitor with a current amount according to the control data according to the first signal; (ii) charging or discharging the capacitor with a constant current amount according to the second signal. Charging and discharging circuit,
An output circuit for generating the output signal whose level changes when the voltage of the capacitor reaches a threshold;
The timing generator according to claim 1, comprising:
セット信号を生成するセット信号発生器と、
リセット信号を生成するリセット信号発生器と、
を備え、
前記セット信号発生器と前記リセット信号発生器の少なくとも一方は、請求項1から6のいずれかに記載のタイミング発生器を含み、
前記セット信号発生器の出力信号に応じて第1レベル、前記リセット信号発生器の出力信号に応じて第2レベルに遷移するパルス信号を出力することを特徴とする半導体集積回路。
A set signal generator for generating a set signal;
A reset signal generator for generating a reset signal;
With
At least one of the set signal generator and the reset signal generator includes the timing generator according to any one of claims 1 to 6,
A semiconductor integrated circuit that outputs a pulse signal that transitions to a first level according to an output signal of the set signal generator and to a second level according to an output signal of the reset signal generator.
前記パルス信号は、パルス幅変調信号であることを特徴とする請求項7に記載の半導体集積回路。   The semiconductor integrated circuit according to claim 7, wherein the pulse signal is a pulse width modulation signal. D級アンプのコントローラであることを特徴とする請求項7または8に記載の半導体集積回路。   9. The semiconductor integrated circuit according to claim 7, which is a controller of a class D amplifier. DC/DCコンバータのコントローラであることを特徴とする請求項7または8に記載の半導体集積回路。   9. The semiconductor integrated circuit according to claim 7, wherein the semiconductor integrated circuit is a controller of a DC / DC converter. LEDドライバのコントローラであることを特徴とする請求項7または8に記載の半導体集積回路。   9. The semiconductor integrated circuit according to claim 7, wherein the semiconductor integrated circuit is an LED driver controller. モータのコントローラであることを特徴とする請求項7または8に記載の半導体集積回路。   9. The semiconductor integrated circuit according to claim 7, wherein the semiconductor integrated circuit is a motor controller.
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