JP6726996B2

JP6726996B2 - ジッタ検出回路

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Publication number: JP6726996B2
Application number: JP2016067599A
Authority: JP
Inventors: 誠一郎近藤
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2016-03-30
Filing date: 2016-03-30
Publication date: 2020-07-22
Anticipated expiration: 2036-03-30
Also published as: JP2017181247A

Description

本発明は、クロック信号の時間的揺らぎであるジッタを検出するジッタ検出回路に関する。

従来より、種々のジッタ検出回路が提案されている。例えば、特許文献１では、クロック信号の分周信号の位相幅を、クロック信号より周波数の高い高速クロックを用いてカウントし、クロック信号のジッタ異常を検出するジッタ検出回路が提案されている。

特開２０１０−２１３２２４号公報

しかしながら、特許文献１で提案されているジッタ検出回路は、検出対象であるクロック信号よりも周波数の高い高速クロックを必要とする構成であるため、高周波クロック信号のジッタを検出することが困難であるという問題を有していた。

本発明は、上記の状況に鑑み、高周波クロック信号の時間的揺らぎであるジッタを検出することができるジッタ検出回路を提供することを目的とする。

本明細書中に開示されているジッタ検出回路は、クロック信号の各周期を複数のグループに分類して前記クロック信号のジッタを検出するジッタ検出回路であって、同一の前記グループに属する前記周期の長さに対応する傾斜状の電圧を生成するスロープ回路を前記グループ毎に有し、前記スロープ回路の出力に基づいて前記クロック信号のジッタの有無を判定する判定部を有する構成（第１の構成）である。

また、上記第１の構成のジッタ検出回路において、前記スロープ回路が前記クロック信号の周期の長さを前記傾斜状の電圧の終端電圧の大きさに変換する構成（第２の構成）であってもよい。

また、上記第１または第２の構成のジッタ検出回路において、前記スロープ回路には、Ｎを自然数として、（２Ｎ−１）回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧を生成する第１スロープ回路と、２Ｎ回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧を生成する第２スロープ回路と、の二種類があり、前記判定部は、ｍを自然数として、前記第１スロープ回路から出力される（２ｍ−１）回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧及び前記第２スロープ回路から出力される２ｍ回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧に基づいて、前記クロック信号の（２ｍ−１）回目の前記周期及び２ｍ回目の前記周期に関するジッタの有無を判定し、前記第２スロープ回路から出力される２ｍ回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧及び前記第１スロープ回路から出力される（２ｍ＋１）回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧に基づいて、前記クロック信号の２ｍ回目の前記周期及び（２ｍ＋１）回目の前記周期に関するジッタの有無を判定する構成（第３の構成）であってもよい。

また、上記第３の構成のジッタ検出回路において、前記判定部は、基準電圧源を有し、前記基準電圧源から出力される基準電圧に基づいてジッタの有無を判定する構成（第４の構成）であってもよい。

また、上記第１の構成または第２の構成のジッタ検出回路において、前記スロープ回路には、Ｎを自然数として、（２Ｎ−１）回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧を生成する第１スロープ回路と、２Ｎ回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧を生成する第２スロープ回路と、の二種類があり、前記判定部は、前記第１スロープ回路から出力される（２Ｎ−１）回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧に基づいて、前記クロック信号の（２Ｎ−１）回目の前記周期に関するジッタの有無を判定し、前記第２スロープ回路から出力される２Ｎ回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧に基づいて、前記クロック信号の２Ｎ回目の前記周期に関するジッタの有無を判定する構成（第５の構成）であってもよい。

また、上記第５の構成のジッタ検出回路において、前記判定部は、第１基準電圧を出力する第１基準電圧源及び前記第１基準電圧とは異なる値の第２基準電圧を出力する第２基準電圧源を有し、前記第１基準電圧及び前記第２基準電圧に基づいてジッタの有無を判定する構成（第６の構成）であってもよい。

また、上記第１の構成または第２の構成のジッタ検出回路において、前記スロープ回路には、Ｎを自然数として、（３Ｎ−２）回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧を生成する第１スロープ回路と、（３Ｎ−１）回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧を生成する第２スロープ回路と、３Ｎ回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧を生成する第３スロープ回路と、の三種類があり、前記判定部は、ｍを自然数として、前記第１スロープ回路から出力される（３ｍ−２）回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧及び前記第２スロープ回路から出力される（３ｍ−１）回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧に基づいて、前記クロック信号の（３ｍ−２）回目の前記周期及び（３ｍ−１）回目の前記周期に関するジッタの有無を判定し、前記第２スロープ回路から出力される（３ｍ−１）回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧及び前記第３スロープ回路から出力される３ｍ回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧に基づいて、前記クロック信号の（３ｍ−１）回目の前記周期及び３ｍ回目の前記周期に関するジッタの有無を判定し、前記第３スロープ回路から出力される３ｍ回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧及び前記第１スロープ回路から出力される（３ｍ＋１）回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧に基づいて、前記クロック信号の３ｍ回目の前記周期及び（３ｍ＋１）回目の前記周期に関するジッタの有無を判定する構成（第７の構成）であってもよい。

また、上記第７の構成のジッタ検出回路において、前記スロープ回路または前記判定部がオフセット機能を有する構成（第８の構成）であってもよい。

また、上記第１〜第８いずれかの構成のジッタ検出回路において、前記判定部がチョッパ型コンパレータを含む構成（第９の構成）であってもよい。

本明細書中に開示されている車両は、クロック信号を発振する発振器と、前記クロック信号のジッタを検出する上記第１〜第９いずれかの構成のジッタ検出回路と、を有する構成（第１０の構成）である。

本明細書中に開示されているジッタ検出回路によれば、高周波クロック信号の時間的揺らぎであるジッタを検出することができる。

ジッタ検出回路の第１構成例を示す図図１に示すジッタ検出回路によって実行されるジッタ検出動作の一例を示すタイミングチャートチョッパ型コンパレータの一構成例を示す図ジッタ検出回路の第２構成例を示す図図４に示すジッタ検出回路によって実行されるジッタ検出動作の一例を示すタイミングチャートジッタ検出回路の第３構成例を示す図図６に示すジッタ検出回路によって実行されるジッタ検出動作の一例を示すタイミングチャート発光装置が搭載される車両の外観図（前面）発光装置が搭載される車両の外観図（背面）

＜第１構成例＞
図１はジッタ検出回路の第１構成例を示す図である。図１に示すジッタ検出回路は、スロープ回路１０Ａ〜１０Ｃと、サンプルホールド回路１１Ａ〜１１Ｃと、コンパレータ１２Ａ〜１２Ｆと、ＯＲゲート１３Ａ〜１３Ｃと、を有する。

スロープ回路１０Ａは、クロック信号ｎｅｔＡに同期し、図示しない定電流回路、抵抗等で図示しないキャパシタを充放電させることによって傾斜状の電圧を含む電圧信号ｎｅｔＢと電圧信号ｎｅｔＢに正のオフセットを加えた電圧信号ｎｅｔＢ’とを生成し、電圧信号ｎｅｔＢ及びｎｅｔＢ’をサンプルホールド回路１１Ａに出力する。スロープ回路１０Ｂは、クロック信号ｎｅｔＡに同期し、図示しない定電流回路、抵抗等で図示しないキャパシタを充放電させることによって傾斜状の電圧を含む電圧信号ｎｅｔＣと電圧信号ｎｅｔＣに正のオフセットを加えた電圧信号ｎｅｔＣ’とを生成し、電圧信号ｎｅｔＣ及びｎｅｔＣ’をサンプルホールド回路１１Ｂに出力する。スロープ回路１０Ｃは、クロック信号ｎｅｔＡに同期し、図示しない定電流回路、抵抗等で図示しないキャパシタを充放電させることによって傾斜状の電圧を含む電圧信号ｎｅｔＤと電圧信号ｎｅｔＤに正のオフセットを加えた電圧信号ｎｅｔＤ’とを生成し、電圧信号ｎｅｔＤ及びｎｅｔＤ’をサンプルホールド回路１１Ｃに出力する。

サンプルホールド回路１１Ａは、クロック信号ｎｅｔＡに同期し、電圧信号ｎｅｔＢをサンプルホールドして電圧信号ｎｅｔＥを生成し、電圧信号ｎｅｔＢ’をサンプルホールドして電圧信号ｎｅｔＥ’を生成する。そして、サンプルホールド回路１１Ａは、電圧信号ｎｅｔＥをコンパレータ１２Ａの非反転入力端子及びコンパレータ１２Ｆの非反転入力端子に出力し、電圧信号ｎｅｔＥ’をコンパレータ１２Ｂの反転入力端子及びコンパレータ１２Ｅの反転入力端子に出力する。

サンプルホールド回路１１Ｂは、クロック信号ｎｅｔＡに同期し、電圧信号ｎｅｔＣをサンプルホールドして電圧信号ｎｅｔＦを生成し、電圧信号ｎｅｔＣ’をサンプルホールドして電圧信号ｎｅｔＦ’を生成する。そして、サンプルホールド回路１１Ｂは、電圧信号ｎｅｔＦをコンパレータ１２Ｂの非反転入力端子及びコンパレータ１２Ｃの非反転入力端子に出力し、電圧信号ｎｅｔＦ’をコンパレータ１２Ａの反転入力端子及びコンパレータ１２Ｄの反転入力端子に出力する。

サンプルホールド回路１１Ｃは、クロック信号ｎｅｔＡに同期し、電圧信号ｎｅｔＤをサンプルホールドして電圧信号ｎｅｔＧを生成し、電圧信号ｎｅｔＤ’をサンプルホールドして電圧信号ｎｅｔＧ’を生成する。そして、サンプルホールド回路１１Ｃは、電圧信号ｎｅｔＧをコンパレータ１２Ｄの非反転入力端子及びコンパレータ１２Ｅの非反転入力端子に出力し、電圧信号ｎｅｔＦ’をコンパレータ１２Ｃの反転入力端子及びコンパレータ１２Ｆの反転入力端子に出力する。

コンパレータ１２Ａ〜１２Ｆは、クロック信号ｎｅｔＡに同期して比較動作を行い、非反転入力端子に印加される電圧信号が反転入力端子に印加される電圧信号を超えている場合にハイレベルの信号を出力し、非反転入力端子に印加される電圧信号が反転入力端子に印加される電圧信号以下である場合にローレベルの信号を出力する。ＯＲゲート１３Ａの出力信号ｎｅｔＨは、コンパレータ１２Ａの出力信号又はコンパレータ１２Ｂの出力信号がハイレベルである場合にハイレベルになり、コンパレータ１２Ａの出力信号及びコンパレータ１２Ｂの出力信号がローレベルである場合にローレベルになる。ＯＲゲート１３Ｂの出力信号ｎｅｔＩは、コンパレータ１２Ｃの出力信号又はコンパレータ１２Ｄの出力信号がハイレベルである場合にハイレベルになり、コンパレータ１２Ｃの出力信号及びコンパレータ１２Ｄの出力信号がローレベルである場合にローレベルになる。ＯＲゲート１３Ｃの出力信号ｎｅｔＪは、コンパレータ１２Ｅの出力信号又はコンパレータ１２Ｆの出力信号がハイレベルである場合にハイレベルになり、コンパレータ１２Ｅの出力信号及びコンパレータ１２Ｆの出力信号がローレベルである場合にローレベルになる。なお、コンパレータ１２Ａの出力信号とコンパレータ１２Ｂの出力信号の双方が同時にハイレベルになることはない。同様に、コンパレータ１２Ｃの出力信号とコンパレータ１２Ｄの出力信号の双方が同時にハイレベルになることはなく、コンパレータ１２Ｅの出力信号とコンパレータ１２Ｆの出力信号の双方が同時にハイレベルになることはない。

次に、図１に示すジッタ検出回路の動作について説明する。図２は、図１に示すジッタ検出回路によって実行されるジッタ検出動作の一例を示すタイミングチャートであり、上から順に、クロック信号ｎｅｔＡ、スロープ回路１０Ａから出力される電圧信号ｎｅｔＢ及びｎｅｔＢ’、スロープ回路１０Ｂから出力される電圧信号ｎｅｔＣ及びｎｅｔＣ’、サンプルホールド回路１０Ｃから出力される電圧信号ｎｅｔＤ及びｎｅｔＤ’、サンプルホールド回路１１Ａから出力される電圧信号ｎｅｔＥ及びｎｅｔＥ’、サンプルホールド回路１１Ｂから出力される電圧信号ｎｅｔＦ及びｎｅｔＦ’、並びにサンプルホールド回路１１Ｃから出力される電圧信号ｎｅｔＧ及びｎｅｔＧ’の各信号波形が描写されている。なお、電圧信号ｎｅｔＢ’〜ｎｅｔＧ’の各信号波形は細実線で描写されている。

スロープ回路１０Ａは、クロック信号ｎｅｔＡの第１回目の周期Ｔ１において一定の傾きの傾斜状の電圧を生成し、傾斜状の電圧の終端電圧を第３回目の周期Ｔ３でのクロック信号ｎｅｔＡの立ち下がり時点まで保持した後、保持していた電圧をリセットする。これより、クロック信号ｎｅｔＡの第１回目の周期Ｔ１の長さが、クロック信号ｎｅｔＡの第２回目の周期Ｔ２における電圧信号ｎｅｔＢの大きさに変換される。そして、クロック信号ｎｅｔＡの第２回目の周期Ｔ２における電圧信号ｎｅｔＢは、クロック信号ｎｅｔＡの第４回目の周期Ｔ４が終了するまで電圧信号ｎｅｔＥとして保持される。なお、スロープ回路１０Ａは、クロック信号ｎｅｔＡの第４回目の周期Ｔ４以降において上記と同様の動作を繰り返し、サンプルホールド回路１１Ａは、クロック信号ｎｅｔＡの第５回目の周期Ｔ５以降において上記と同様の動作を繰り返す。

スロープ回路１０Ｂは、クロック信号ｎｅｔＡの第２回目の周期Ｔ２において一定の傾きの傾斜状の電圧を生成し、傾斜状の電圧の終端電圧を第４回目の周期Ｔ４でのクロック信号ｎｅｔＡの立ち下がり時点まで保持した後、保持していた電圧をリセットする。これより、クロック信号ｎｅｔＡの第２回目の周期Ｔ２の長さが、クロック信号ｎｅｔＡの第３回目の周期Ｔ３における電圧信号ｎｅｔＣの大きさに変換される。そして、クロック信号ｎｅｔＡの第３回目の周期Ｔ３における電圧信号ｎｅｔＣは、クロック信号ｎｅｔＡの第５回目の周期Ｔ５が終了するまで電圧信号ｎｅｔＦとして保持される。なお、スロープ回路１０Ｂは、クロック信号ｎｅｔＡの第５回目の周期Ｔ５以降において上記と同様の動作を繰り返し、サンプルホールド回路１１Ｂは、クロック信号ｎｅｔＡの第６回目の周期以降において上記と同様の動作を繰り返す。

スロープ回路１０Ｃは、クロック信号ｎｅｔＡの第３回目の周期Ｔ３において一定の傾きの傾斜状の電圧を生成し、傾斜状の電圧の終端電圧を第５回目の周期Ｔ５でのクロック信号ｎｅｔＡの立ち下がり時点まで保持した後、保持していた電圧をリセットする。これより、クロック信号ｎｅｔＡの第３回目の周期Ｔ３の長さが、クロック信号ｎｅｔＡの第４回目の周期Ｔ４における電圧信号ｎｅｔＤの大きさに変換される。そして、クロック信号ｎｅｔＡの第４回目の周期Ｔ４における電圧信号ｎｅｔＤは、クロック信号ｎｅｔＡの第６回目の周期が終了するまで電圧信号ｎｅｔＧとして保持される。なお、スロープ回路１０Ｃは、クロック信号ｎｅｔＡの第６回目の周期以降において上記と同様の動作を繰り返し、サンプルホールド回路１１Ｃは、クロック信号ｎｅｔＡの第７回目の周期以降において上記と同様の動作を繰り返す。

コンパレータ１２Ａ及び１２Ｂは、第３回目の周期Ｔ３でのクロック信号ｎｅｔＡの立ち下がり時点で比較動作を行う。これにより、第１回目の周期Ｔ１と第２回目の周期Ｔ２との差が上述した正のオフセットの量によって定まる所定時間を超えると、電圧信号ｎｅｔＨがハイレベルになり、クロック信号ｎｅｔＡのジッタが検出される。なお、コンパレータ１２Ａ及び１２Ｂは、クロック信号ｎｅｔＡの第４回目の周期Ｔ４以降において上記と同様の動作を繰り返す。

コンパレータ１２Ｃ及び１２Ｄは、第４回目の周期Ｔ４でのクロック信号ｎｅｔＡの立ち下がり時点で比較動作を行う。これにより、第２回目の周期Ｔ２と第３回目の周期Ｔ３との差が上述した正のオフセットの量によって定まる所定時間を超えると、電圧信号ｎｅｔＩがハイレベルになり、クロック信号ｎｅｔＡのジッタが検出される。なお、コンパレータ１２Ｃ及び１２Ｄは、クロック信号ｎｅｔＡの第５回目の周期Ｔ５以降において上記と同様の動作を繰り返す。

コンパレータ１２Ｅ及び１２Ｆは、第５回目の周期Ｔ５でのクロック信号ｎｅｔＡの立ち下がり時点で比較動作を行う。これにより、第３回目の周期Ｔ３と第４回目の周期Ｔ４との差が上述した正のオフセットの量によって定まる所定時間を超えると、電圧信号ｎｅｔＩがハイレベルになり、クロック信号ｎｅｔＡのジッタが検出される。なお、コンパレータ１２Ｅ及び１２Ｆは、クロック信号ｎｅｔＡの第６回目の周期以降において上記と同様の動作を繰り返す。

図１に示すジッタ検出回路は、クロック信号ｎｅｔＡの連続する２つの周期の各長さからサイクルトゥサイクルジッタ（cycle to cycle jitter）の有無を判定する処理を間引くこと無く行い、その判定結果に基づいてサイクルトゥサイクルジッタを検出する。また、図１に示すジッタ検出回路は、クロック信号ｎｅｔＡの周期の長さを傾斜状の電圧の終端電圧の大きさに変換しているため、クロック信号ｎｅｔＡよりも高速なクロックが不要であり、クロック信号ｎｅｔＡが高周波信号である場合でもジッタを検出することができる。

ただし、図１に示すジッタ検出回路では、コンパレータ１２Ａ〜１２Ｅ及び１２Ｆがクロック信号ｎｅｔＡに対応して比較動作を行う必要がある。このため、コンパレータ１２Ａ〜１２Ｆは高速対応が可能な構成であることが望ましい。

ここで、コンパレータ１２Ａ〜１２Ｆとして好適である高速対応が可能なコンパレータの一構成例を図３に示す。なお、図３に示すコンパレータを例えばコンパレータ１２Ａとして用いる場合にはサンプルホールド回路１１Ａ及び１１Ｂも図３に示すコンパレータに含まれることになる。図３に示すコンパレータは、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３と、コンデンサＣ１と、インバータＩＮＶ１と、を有するチョッパ型コンパレータである。

入力端子ＴＭ１には電圧Ｖ１が印加され、入力端子ＴＭ２には電圧Ｖ２が印加される。入力端子ＴＭ１はスイッチＳＷ１を介してコンデンサＣ１の一端に接続され、入力端子ＴＭ２はスイッチＳＷ２を介してコンデンサＣ１の一端に接続される。コンデンサＣ１の他端はインバータＩＮＶ１の入力端子に接続され、インバータＩＮＶ１の出力端子は出力端子ＴＭ３に接続される。また、インバータＩＮＶの入力端子と出力端子はスイッチＳＷ３を介して接続される。

上記構成のチョッパ型コンパレータでは、まずスイッチＳＷ１がオフ状態となりスイッチＳＷ２及びＳＷ３がオン状態となる。これにより、コンデンサＣ１の一端の電位は電圧Ｖ２となり、コンデンサＣ１の他端の電位はインバータＩＮＶ１の閾値電圧Ｖｔｈとなる。このとき、コンデンサＣ１にはＶ２−Ｖｔｈに相当する電荷が充電される。

次に、スイッチＳＷ２及びＳＷ３がオフ状態となりスイッチＳＷ１がオン状態となる。これにより、コンデンサＣ１の一端の電位は電圧Ｖ１となる。そして、電圧Ｖ１が電圧Ｖ２以上である場合にはコンデンサＣ１の他端の電位はインバータＩＮＶ１の閾値電圧Ｖｔｈ以上になってインバータＩＮＶ１の出力信号はローレベルとなり、出力端子ＴＭ３から出力される。一方、電圧Ｖ１が電圧Ｖ２未満である場合にはコンデンサＣ１の他端の電位はインバータＩＮＶ１の閾値電圧Ｖｔｈ未満になってインバータＩＮＶ１の出力信号はハイレベルとなり、出力端子ＴＭ３から出力される。

＜第２構成例＞
図４はジッタ検出回路の第２構成例を示す図である。図４に示すジッタ検出回路は、スロープ回路２０及び２１と、サンプルホールド回路２２及び２３と、コンパレータ２４〜２７と、基準電圧源ＲＥＦ２０〜２３と、ＯＲゲート２８及び２９と、を有する。

スロープ回路２０は、クロック信号ｎｅｔＡに同期し、図示しない定電流回路、抵抗等で図示しないキャパシタを充放電させることによって傾斜状の電圧を含む電圧信号ｎｅｔＢを生成し、電圧信号ｎｅｔＢをサンプルホールド回路２２に出力する。スロープ回路２１は、クロック信号ｎｅｔＡに同期し、図示しない定電流回路、抵抗等で図示しないキャパシタを充放電させることによって傾斜状の電圧を含む電圧信号ｎｅｔＣを生成し、電圧信号ｎｅｔＣをサンプルホールド回路２３に出力する。

サンプルホールド回路２２は、クロック信号ｎｅｔＡに同期し、電圧信号ｎｅｔＢをサンプルホールドして電圧信号ｎｅｔＤを生成し、電圧信号ｎｅｔＤをコンパレータ２４の非反転入力端子及びコンパレータ２５の反転入力端子に出力する。サンプルホールド回路２３は、クロック信号ｎｅｔＡに同期し、電圧信号ｎｅｔＣをサンプルホールドして電圧信号ｎｅｔＥを生成し、電圧信号ｎｅｔＥをコンパレータ２６の非反転入力端子及びコンパレータ２７の反転入力端子に出力する。

基準電圧源ＲＥＦ２０から出力される上限閾値電圧ＶｔｈＨがコンパレータ２４の反転入力端子に供給され、基準電圧源ＲＥＦ２１から出力される下限閾値電圧ＶｔｈＬがコンパレータ２５の非反転入力端子に供給される。基準電圧源ＲＥＦ２２から出力される上限閾値電圧ＶｔｈＨがコンパレータ２６の反転入力端子に供給され、基準電圧源ＲＥＦ２３から出力される下限閾値電圧ＶｔｈＬがコンパレータ２７の非反転入力端子に供給される。なお、基準電圧源ＲＥＦ２０と基準電圧源ＲＥＦ２２を共用化し、一つの基準電圧源としてもよい。同様に、基準電圧源ＲＥＦ２１と基準電圧源ＲＥＦ２３を共用化し、一つの基準電圧源としてもよい。

コンパレータ２４は、電圧信号ｎｅｔＤが上限閾値電圧ＶｔｈＨを超えている場合にハイレベルの信号を出力し、電圧信号ｎｅｔＤが上限閾値電圧ＶｔｈＨ以下である場合にローレベルの信号を出力する。コンパレータ２５は、電圧信号ｎｅｔＤが下限閾値電圧ＶｔｈＬを未満である場合にハイレベルの信号を出力し、電圧信号ｎｅｔＤが下限閾値電圧ＶｔｈＬ以上である場合にローレベルの信号を出力する。ＯＲゲート２８の出力信号ｎｅｔＦは、コンパレータ２４の出力信号又はコンパレータ２５の出力信号がハイレベルである場合にハイレベルになり、コンパレータ２４の出力信号及びコンパレータ２５の出力信号がローレベルである場合にローレベルになる。なお、コンパレータ２４の出力信号とコンパレータ２５の出力信号の双方が同時にハイレベルになることはない。

コンパレータ２６は、電圧信号ｎｅｔＥが上限閾値電圧ＶｔｈＨを超えている場合にハイレベルの信号を出力し、電圧信号ｎｅｔＥが上限閾値電圧ＶｔｈＨ以下である場合にローレベルの信号を出力する。コンパレータ２７は、電圧信号ｎｅｔＥが下限閾値電圧ＶｔｈＬを未満である場合にハイレベルの信号を出力し、電圧信号ｎｅｔＥが下限閾値電圧ＶｔｈＬ以上である場合にローレベルの信号を出力する。ＯＲゲート２９の出力信号ｎｅｔＧは、コンパレータ２６の出力信号又はコンパレータ２７の出力信号がハイレベルである場合にハイレベルになり、コンパレータ２６の出力信号及びコンパレータ２７の出力信号がローレベルである場合にローレベルになる。なお、コンパレータ２６の出力信号とコンパレータ２７の出力信号の双方が同時にハイレベルになることはない。

次に、図４に示すジッタ検出回路の動作について説明する。図５は、図４に示すジッタ検出回路によって実行されるジッタ検出動作の一例を示すタイミングチャートであり、上から順に、クロック信号ｎｅｔＡ、スロープ回路２０から出力される電圧信号ｎｅｔＢ、スロープ回路２１から出力される電圧信号ｎｅｔＣ、サンプルホールド回路２２から出力される電圧信号ｎｅｔＤ、サンプルホールド回路２３から出力される電圧信号ｎｅｔＥ、ＯＲゲート２８の出力信号ｎｅｔＦ、及びＯＲゲート２９の出力信号ｎｅｔＧの各信号波形が描写されている。

スロープ回路２０は、クロック信号ｎｅｔＡの第１回目の周期Ｔ１において一定の傾きの傾斜状の電圧を生成し、傾斜状の電圧の終端電圧を第２回目の周期Ｔ２でのクロック信号ｎｅｔＡの立ち下がり時点まで保持した後、保持していた電圧をリセットする。これより、クロック信号ｎｅｔＡの第１回目の周期Ｔ１の長さが、クロック信号ｎｅｔＡの第２回目の周期Ｔ２におけるクロック信号ｎｅｔＡの立ち下がり時点までの電圧信号ｎｅｔＢの大きさに変換される。そして、クロック信号ｎｅｔＡの第２回目の周期Ｔ２におけるクロック信号ｎｅｔＡの立ち下がり時点までの電圧信号ｎｅｔＢは、クロック信号ｎｅｔＡの第４回目の周期Ｔ４におけるクロック信号ｎｅｔＡの立ち下がり時点まで電圧信号ｎｅｔＤとして保持される。なお、スロープ回路２０は、クロック信号ｎｅｔＡの第３回目の周期Ｔ３以降において上記と同様の動作を繰り返し、サンプルホールド回路２２は、クロック信号ｎｅｔＡの第４回目の周期Ｔ４におけるクロック信号ｎｅｔＡの立ち下がりより後において上記と同様の動作を繰り返す。

スロープ回路２１は、クロック信号ｎｅｔＡの第２回目の周期Ｔ２において一定の傾きの傾斜状の電圧を生成し、傾斜状の電圧の終端電圧を第３回目の周期Ｔ３でのクロック信号ｎｅｔＡの立ち下がり時点まで保持した後、保持していた電圧をリセットする。これより、クロック信号ｎｅｔＡの第２回目の周期Ｔ２の長さが、クロック信号ｎｅｔＡの第３回目の周期Ｔ３におけるクロック信号ｎｅｔＡの立ち下がり時点までの電圧信号ｎｅｔＣの大きさに変換される。そして、クロック信号ｎｅｔＡの第３回目の周期Ｔ３におけるクロック信号ｎｅｔＡの立ち下がり時点までの電圧信号ｎｅｔＣは、クロック信号ｎｅｔＡの第５回目の周期Ｔ５におけるクロック信号ｎｅｔＡの立ち下がり時点まで電圧信号ｎｅｔＥとして保持される。なお、スロープ回路２１は、クロック信号ｎｅｔＡの第４回目の周期Ｔ４以降において上記と同様の動作を繰り返し、サンプルホールド回路２３は、クロック信号ｎｅｔＡの第５回目の周期Ｔ５におけるクロック信号ｎｅｔＡの立ち下がりより後において上記と同様の動作を繰り返す。

コンパレータ２４が電圧信号ｎｅｔＤと上限閾値電圧ＶｔｈＨとを比較しコンパレータ２５が電圧信号ｎｅｔＤと下限閾値電圧ＶｔｈＬとを比較するので、奇数回目の周期それぞれにおいて、クロック信号ｎｅｔＡの周期が上述した上限閾値電圧ＶｔｈＨ及び下限閾値電圧ＶｔｈＬによって定まる所定時間範囲外になると、電圧信号ｎｅｔＦがハイレベルになり、クロック信号ｎｅｔＡのジッタが検出される。

コンパレータ２６が電圧信号ｎｅｔＥと上限閾値電圧ＶｔｈＨとを比較しコンパレータ２７が電圧信号ｎｅｔＥと下限閾値電圧ＶｔｈＬとを比較するので、偶数回目の周期それぞれにおいて、クロック信号ｎｅｔＡの周期が上述した上限閾値電圧ＶｔｈＨ及び下限閾値電圧ＶｔｈＬによって定まる所定時間範囲外になると、電圧信号ｎｅｔＧがハイレベルになり、クロック信号ｎｅｔＡのジッタが検出される。

図４に示すジッタ検出回路は、クロック信号ｎｅｔＡの１周期の長さからジッタの有無を判定する処理を間引くこと無く行い、その判定結果に基づいてジッタを検出する。図４に示すジッタ検出回路は、クロック信号ｎｅｔＡの１周期の長さからジッタの有無を判定しているので、図１に示すジッタ検出回路では検出することができなかったロングタームジッタ（long term jitter）も検出することができる。また、図４に示すジッタ検出回路は、クロック信号ｎｅｔＡの周期の長さを傾斜状の電圧の終端電圧の大きさに変換しているため、クロック信号ｎｅｔＡよりも高速なクロックが不要であり、クロック信号ｎｅｔＡが高周波信号である場合でもジッタを検出することができる。

また、図４に示すジッタ検出回路は、図１に示すジッタ検出回路と比較して回路規模が小さいという利点も有する。

なお、クロック信号ｎｅｔＡの周波数が非常に高くなった場合でも対応できるようにコンパレータ２４〜２７にチョッパ型コンパレータを用いてもよい。

＜第３構成例＞
図６はジッタ検出回路の第３構成例を示す図である。図６に示すジッタ検出回路は、スロープ回路３０及び３１と、コンパレータ３２〜３５と、ＯＲゲート３６及び３７と、チョッパ型コンパレータＣＨ３０〜ＣＨ３３と、基準電圧源ＲＥＦ３０及びＲＥＦ３１と、スイッチＳＷ３０及びＳＷ３１と、を有する。

スロープ回路３０は、クロック信号ｎｅｔＡに同期し、図示しない定電流回路、抵抗等で図示しないキャパシタを充放電させることによって傾斜状の電圧を含む電圧信号ｎｅｔＢを生成して出力する。スロープ回路３１は、クロック信号ｎｅｔＡに同期し、図示しない定電流回路、抵抗等で図示しないキャパシタを充放電させることによって傾斜状の電圧を含む電圧信号ｎｅｔＣを生成して出力する。

スロープ回路３０の出力端はスイッチＳＷ３０を介してコンパレータ３２の非反転入力端子、コンパレータ３３の反転入力端子、コンパレータ３４の非反転入力端子、及びコンパレータ３５の反転入力端子に接続される。スロープ回路３１の出力端はスイッチＳＷ３１を介してコンパレータ３２の反転入力端子、コンパレータ３３の非反転入力端子、コンパレータ３４の反転入力端子、及びコンパレータ３５の非反転入力端子に接続される。

コンパレータ３２の出力端子はチョッパ型コンパレータＣＨ３０の非反転入力端子に接続され、コンパレータ３３の出力端子はチョッパ型コンパレータＣＨ３１の非反転入力端子に接続される。基準電圧源ＲＥＦ３０の正極が、チョッパ型コンパレータＣＨ３０の反転入力端子及びチョッパ型コンパレータＣＨ３１の反転入力端子に接続される。基準電圧源ＲＥＦ３０の負極は接地される。

コンパレータ３４の出力端子はチョッパ型コンパレータＣＨ３２の非反転入力端子に接続され、コンパレータ３５の出力端子はチョッパ型コンパレータＣＨ３３の非反転入力端子に接続される。基準電圧源ＲＥＦ３１の正極が、チョッパ型コンパレータＣＨ３２の反転入力端子及びチョッパ型コンパレータＣＨ３３の反転入力端子に接続される。基準電圧源ＲＥＦ３１の負極は接地される。

次に、図６に示すジッタ検出回路の動作について説明する。図７は、図６に示すジッタ検出回路によって実行されるジッタ検出動作の一例を示すタイミングチャートであり、上から順に、クロック信号ｎｅｔＡ、スロープ回路３０から出力される電圧信号ｎｅｔＢ、及びスロープ回路３１から出力される電圧信号ｎｅｔＣの各信号波形、スイッチＳＷ３０及びＳＷ３１の状態、チョッパ型コンパレータＣＨ３０及びＣＨ３１の状態、並びにチョッパ型コンパレータＣＨ３２及びＣＨ３３の状態が描写されている。

スロープ回路３０は、クロック信号ｎｅｔＡの第１回目の周期Ｔ１において一定の傾きの傾斜状の電圧を生成し、傾斜状の電圧の終端電圧を第２回目の周期Ｔ２が終了する直前まで保持した後、第２回目の周期Ｔ２が終了した時点で保持していた電圧をリセットする。これより、クロック信号ｎｅｔＡの第１回目の周期Ｔ１の長さが、クロック信号ｎｅｔＡの第２回目の周期Ｔ２における電圧信号ｎｅｔＢの大きさに変換される。なお、スロープ回路３０は、クロック信号ｎｅｔＡの第３回目の周期Ｔ３以降において上記と同様の動作を繰り返す。

スロープ回路３１は、クロック信号ｎｅｔＡの第２回目の周期Ｔ２において一定の傾きの傾斜状の電圧を生成し、傾斜状の電圧の終端電圧を第３回目の周期Ｔ３が終了する直前まで保持した後、第３回目の周期Ｔ３が終了した時点で保持していた電圧をリセットする。これより、クロック信号ｎｅｔＡの第２回目の周期Ｔ２の長さが、クロック信号ｎｅｔＡの第３回目の周期Ｔ３における電圧信号ｎｅｔＣの大きさに変換される。なお、スロープ回路３１は、クロック信号ｎｅｔＡの第４回目の周期Ｔ４以降において上記と同様の動作を繰り返す。

スイッチＳＷ３０は、クロック信号ｎｅｔＡの偶数回目の周期が開始してから立ち下がり時点までオン状態になり、それ以外の期間オフ状態になる。スイッチＳＷ３１は、クロック信号ｎｅｔＡの奇数回目の周期が開始してから立ち下がり時点までオン状態になり、それ以外の期間オフ状態になる。

上述したスイッチＳＷ３０及びＳＷ３１のオン／オフ切り替わりにより、クロック信号ｎｅｔＡの第３回目の周期Ｔ３の立ち下がり時点から第３回目の周期Ｔ３が終了するまでの間、コンパレータ３２は、クロック信号ｎｅｔＡの第１回目の周期Ｔ１の長さから第２回目の周期Ｔ２の長さを引いた値に応じた電圧値の電圧信号を出力し、コンパレータ３３は、クロック信号ｎｅｔＡの第２回目の周期Ｔ２の長さから第１回目の周期Ｔ１の長さを引いた値に応じた電圧値の電圧信号を出力する。チョッパ型コンパレータＣＨ３０は、事前に基準電圧Ｖｒｅｆをセットしておき、クロック信号ｎｅｔＡの第３回目の周期Ｔ３の立ち下がり時点から第３回目の周期Ｔ３が終了するまでの間においてコンパレータ３２の出力をセットする。チョッパ型コンパレータＣＨ３１は、事前に基準電圧Ｖｒｅｆをセットしておき、クロック信号ｎｅｔＡの第３回目の周期Ｔ３の立ち下がり時点から第３回目の周期Ｔ３が終了するまでの間においてコンパレータ３３の出力をセットする。クロック信号ｎｅｔＡの第５回目以降の周期において上記と同様の動作が繰り返される。

上述したスイッチＳＷ３０及びＳＷ３１のオン／オフ切り替わりにより、クロック信号ｎｅｔＡの第４回目の周期Ｔ４の立ち下がり時点から第４回目の周期Ｔ４が終了するまでの間、コンパレータ３４は、クロック信号ｎｅｔＡの第４回目の周期Ｔ４の長さから第３回目の周期Ｔ３の長さを引いた値に応じた電圧値の電圧信号を出力し、コンパレータ３５は、クロック信号ｎｅｔＡの第３回目の周期Ｔ３の長さから第４回目の周期Ｔ４の長さを引いた値に応じた電圧値の電圧信号を出力する。チョッパ型コンパレータＣＨ３２は、事前に基準電圧Ｖｒｅｆをセットしておき、クロック信号ｎｅｔＡの第４回目の周期Ｔ４の立ち下がり時点から第４回目の周期Ｔ４が終了するまでの間においてコンパレータ３４の出力をセットする。チョッパ型コンパレータＣＨ３２は、事前に基準電圧Ｖｒｅｆをセットしておき、クロック信号ｎｅｔＡの第４回目の周期Ｔ４の立ち下がり時点から第４回目の周期Ｔ４が終了するまでの間においてコンパレータ３５の出力をセットする。クロック信号ｎｅｔＡの第６回目以降の周期において上記と同様の動作が繰り返される。

図６に示すジッタ検出回路は、クロック信号ｎｅｔＡの連続する２つの周期の各長さからサイクルトゥサイクルジッタ（cycle to cycle jitter）の有無を判定する処理を間引くこと無く行い、その判定結果に基づいてサイクルトゥサイクルジッタを検出する。また、図６に示すジッタ検出回路は、クロック信号ｎｅｔＡの周期の長さを傾斜状の電圧の終端電圧の大きさに変換しているため、クロック信号ｎｅｔＡよりも高速なクロックが不要であり、クロック信号ｎｅｔＡが高周波信号である場合でもジッタを検出することができる。

また、図６に示すジッタ検出回路は、図１に示すジッタ検出回路と比較してスロープ回路の個数が少ないので、図１に示すジッタ検出回路と比較して回路規模が小さいという利点も有する。

＜用途＞
上述したジッタ検出回路は、発振器から出力されるクロック信号を使用する装置全てに適用することができるが、特に出力にクロック信号のジッタが影響する装置に好適である。さらに、使用期間が長い装置では発振器の経年変化が起こり易いので、上述したジッタ検出回路は、使用期間が長い装置に好適である。したがって、産業機械または車両に搭載される装置に上述したジッタ検出回路を適用することが好ましい。発振器から出力されるクロック信号を使用され、車両に搭載される装置としては、例えば発光素子を駆動する発光素子駆動装置、電圧変換を行う電源装置などがある。

上記した発光素子駆動装置は、例えば、図８及び図９で示す通り、車両Ｘ１０のヘッドライト（ハイビーム／ロービーム／スモールランプ／フォグランプなどを適宜含む）Ｘ１１、白昼夜走行（ＤＲＬ）用光源Ｘ１２、テールランプ（スモールランプやバックランプなどを適宜含む）Ｘ１３、ストップランプＸ１４、及び、ターンランプＸ１５の少なくとも一つを駆動する。上述したジッタ検出回路を適用することにより、クロック信号のジッタに起因してランプ輝度の揺らぎが生じていることを容易に検出することができる。

＜その他の変形例＞
本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。例えば、図１に示すジッタ検出回路はスロープ回路１０Ａ〜１０Ｃが電圧信号にオフセットを加える構成であったが、当該構成に代わりにサンプルホールド回路１１Ａ〜１１Ｃ又はコンパレータ１２Ａ〜１２Ｆが電圧信号にオフセットを加えるようにしてもよい。また、上述したジッタ検出回路は、クロック信号ｎｅｔＡの立ち上がりを基準とした周期に関するジッタを検出する構成であったが、当該構成の代わりにクロック信号ｎｅｔＡの立ち下がりを基準とした周期に関するジッタを検出するようにしてもよい。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。

１０Ａ〜１０Ｃ、２０、２１、３０、３１スロープ回路
１１Ａ〜１１Ｃ、２２、２３サンプルホールド回路
１２Ａ〜１２Ｆ、２４〜２７、３２〜３５コンパレータ
１３Ａ〜１３Ｃ、２８、２９、３６、３７ＯＲゲート
Ｃ１コンデンサ
ＣＨ３０〜ＣＨ３３チョッパ型コンパレータ
ＩＮＶ１インバータ
ＲＥＦ２０〜２３、ＲＥＦ３０、ＲＥＦ３１基準電圧源
ＳＷ１〜ＳＷ３、ＳＷ３０、ＳＷ３１スイッチ
Ｘ１０車両
Ｘ１１ヘッドライト
Ｘ１２白昼夜走行（ＤＲＬ）用光源
Ｘ１３テールランプ
Ｘ１４ストップランプ
Ｘ１５ターンランプ

Claims

クロック信号の各周期を複数のグループに分類して前記クロック信号のジッタを検出するジッタ検出回路であって、
同一の前記グループに属する前記周期の長さに対応する傾斜状の電圧を生成するスロープ回路を前記グループ毎に有し、
前記スロープ回路の出力に基づいて前記クロック信号のジッタの有無を判定する判定部を有し、
前記スロープ回路には、Ｎを自然数として、
（２Ｎ−１）回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧を生成する第１スロープ回路と、
２Ｎ回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧を生成する第２スロープ回路と、の二種類があり、
前記判定部は、ｍを自然数として、
前記第１スロープ回路から出力される（２ｍ−１）回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧及び前記第２スロープ回路から出力される２ｍ回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧に基づいて、前記クロック信号の（２ｍ−１）回目の前記周期及び２ｍ回目の前記周期に関するジッタの有無を判定し、
前記第２スロープ回路から出力される２ｍ回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧及び前記第１スロープ回路から出力される（２ｍ＋１）回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧に基づいて、前記クロック信号の２ｍ回目の前記周期及び（２ｍ＋１）回目の前記周期に関するジッタの有無を判定することを特徴とするジッタ検出回路。
前記判定部は、基準電圧源を有し、
前記基準電圧源から出力される基準電圧に基づいてジッタの有無を判定する請求項１に記載のジッタ検出回路。
クロック信号の各周期を複数のグループに分類して前記クロック信号のジッタを検出するジッタ検出回路であって、
同一の前記グループに属する前記周期の長さに対応する傾斜状の電圧を生成するスロープ回路を前記グループ毎に有し、
前記スロープ回路の出力に基づいて前記クロック信号のジッタの有無を判定する判定部を有し、
前記スロープ回路には、Ｎを自然数として、
（２Ｎ−１）回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧を生成する第１スロープ回路と、
２Ｎ回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧を生成する第２スロープ回路と、の二種類があり、
前記判定部は、
前記第１スロープ回路から出力される（２Ｎ−１）回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧に基づいて、前記クロック信号の（２Ｎ−１）回目の前記周期に関するジッタの有無を判定し、
前記第２スロープ回路から出力される２Ｎ回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧に基づいて、前記クロック信号の２Ｎ回目の前記周期に関するジッタの有無を判定し、
前記判定部は、第１基準電圧を出力する第１基準電圧源及び前記第１基準電圧とは異なる値の第２基準電圧を出力する第２基準電圧源を有し、
前記第１基準電圧及び前記第２基準電圧に基づいてジッタの有無を判定することを特徴とするジッタ検出回路。
クロック信号の各周期を複数のグループに分類して前記クロック信号のジッタを検出するジッタ検出回路であって、
同一の前記グループに属する前記周期の長さに対応する傾斜状の電圧を生成するスロープ回路を前記グループ毎に有し、
前記スロープ回路の出力に基づいて前記クロック信号のジッタの有無を判定する判定部を有し、
前記スロープ回路には、Ｎを自然数として、
（３Ｎ−２）回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧を生成する第１スロープ回路と、
（３Ｎ−１）回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧を生成する第２スロープ回路と、
３Ｎ回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧を生成する第３スロープ回路と、の三種類があり、
前記判定部は、ｍを自然数として、
前記第１スロープ回路から出力される（３ｍ−２）回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧及び前記第２スロープ回路から出力される（３ｍ−１）回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧に基づいて、前記クロック信号の（３ｍ−２）回目の前記周期及び（３ｍ−１）回目の前記周期に関するジッタの有無を判定し、
前記第２スロープ回路から出力される（３ｍ−１）回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧及び前記第３スロープ回路から出力される３ｍ回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧に基づいて、前記クロック信号の（３ｍ−１）回目の前記周期及び３ｍ回目の前記周期に関するジッタの有無を判定し、
前記第３スロープ回路から出力される３ｍ回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧及び前記第１スロープ回路から出力される（３ｍ＋１）回目の前記周期の長さに対応する前記傾斜状の電圧に基づいて、前記クロック信号の３ｍ回目の前記周期及び（３ｍ＋１）回目の前記周期に関するジッタの有無を判定することを特徴とするジッタ検出回路。
前記スロープ回路または前記判定部がオフセット機能を有する請求項４に記載のジッタ検出回路。
前記スロープ回路が前記クロック信号の周期の長さを前記傾斜状の電圧の終端電圧の大きさに変換する請求項１〜５のいずれか一項に記載のジッタ検出回路。
前記判定部がチョッパ型コンパレータを含む請求項１〜６のいずれか一項に記載のジッタ検出回路。
クロック信号を発振する発振器と、
前記クロック信号のジッタを検出する請求項１〜７のいずれか一項に記載のジッタ検出回路と、を有することを特徴とする車両。