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KR102660412B1 - 주파수 감지 회로 - Google Patents

주파수 감지 회로 Download PDF

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KR102660412B1
KR102660412B1 KR1020180130650A KR20180130650A KR102660412B1 KR 102660412 B1 KR102660412 B1 KR 102660412B1 KR 1020180130650 A KR1020180130650 A KR 1020180130650A KR 20180130650 A KR20180130650 A KR 20180130650A KR 102660412 B1 KR102660412 B1 KR 102660412B1
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Abstract

주파수 감지 회로는, 측정대상 주기파의 1주기에 비례하는 펄스 폭을 가지는 펄스 신호를 생성하는 펄스 생성기; 상기 펄스 신호를 통과시키는 로우 패스 필터; 및 상기 로우 패스 필터를 통과한 펄스 신호를 이용해 주파수 감지 신호를 생성하는 판단 회로를 포함할 수 있다.

Description

주파수 감지 회로 {FREQUENCY DETECTION CIRCUIT}
본 특허 문헌은 주기파의 주파수를 감지하는 주파수 감지 회로에 관한 것이다.
각종 집적회로 칩들은 클럭에 동기하여 동작하며, 다양한 주파수의 동작을 지원한다. 예를 들어, 메모리 역시 클럭에 동기해 동작하는데, 클럭의 주파수는 높을 수도 있으며 낮을 수도 있다. 다양한 주파수의 동작을 지원하는 집적회로 칩이 올바르게 동작하기 위해서는 집적회로 칩으로 입력된 클럭의 주파수를 감지하고, 감지된 주파수에 따라 동작 및 제어방식을 변경해야 할 필요가 있을 수 있다. 따라서 클럭과 같은 주기파의 주파수를 정확히 감지하면서도 간단한 구조를 가지는 주파수 감지 회로가 요구된다.
본 발명의 실시예들은, 간단한 회로 구성으로 주파수를 감지하는 기술을 제공할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 주파수 감지 회로는, 측정대상 주기파의 1주기에 비례하는 펄스 폭을 가지는 펄스 신호를 생성하는 펄스 생성기; 상기 펄스 신호를 통과시키는 로우 패스 필터; 및 상기 로우 패스 필터를 통과한 펄스 신호를 이용해 주파수 감지 신호를 생성하는 판단 회로를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 감지 회로는, 측정대상 주기파의 1주기에 비례하는 펄스 폭을 가지는 펄스 신호를 생성하는 펄스 생성기; 상기 펄스 신호를 통과시키는 제1로우 패스 필터; 상기 펄스 신호를 통과시키고 상기 제1로우 패스 필터와 다른 컷오프 주파수(cutoff frequency)를 가지는 제2로우 패스 필터; 및 상기 제1로우 패스 필터를 통과한 펄스 신호인 제1펄스 신호와 상기 제2로우 패스 필터를 통과한 펄스 신호인 제2펄스 신호를 이용해 하나 이상의 주파수 감지 신호를 생성하는 판단 회로를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 간단한 회로 구성으로 주기파의 주파수를 감지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 감지 회로(100)의 구성도.
도 2는 도 1의 로우 패스 필터(120)의 일실시예를 도시한 도면.
도 3은 클럭(CLK)의 주파수가 낮은 경우의 주파수 감지 회로(100)의 동작을 도시한 도면.
도 4는 클럭(CLK)의 주파수가 높은 경우의 주파수 감지 회로(100)의 동작을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 감지 회로(500)의 구성도.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지와 무관한 구성은 생략될 수 있다. 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 주파수 감지 회로(100)의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 주파수 감지 회로(100)는 펄스 생성기(110), 로우 패스 필터(120) 및 판단 회로(130)를 포함할 수 있다.
펄스 생성기(110)는 주기파인 클럭(CLK)의 1주기에 비례하는 펄스 폭을 가지는 펄스 신호(PULSE)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 펄스 생성기(110)는 클럭(CLK)의 1주기와 동일한 펄스 폭을 가지는 펄스 신호(PULSE)를 생성하거나, 클럭(CLK)의 2주기와 동일한 펄스 폭을 가지는 펄스 신호(PULSE)를 생성하거나, 클럭(CLK)의 반주기와 동일한 펄스 폭을 가지는 펄스 신호(PULSE)를 생성할 수도 있다. 이하에서는 펄스 신호(PULSE)가 클럭(CLK)의 1주기와 동일한 펄스 폭을 가진다고 가정하기로 한다. 펄스 생성기(110)는 활성화 신호(EN)에 의해 활성화될 수 있다.
로우 패스 필터(120)는 펄스 신호(PULSE)를 통과시킬 수 있다. 로우 패스 필터(120)는 고주파의 신호를 차단하고 저주파의 신호를 통과시키는 필터이므로 펄스 신호(PULSE)의 펄스 폭이 좁은 경우에는, 즉 펄스 신호(PULSE)가 고주파인 경우에는, 로우 패스 필터(120)를 올바르게 통과하지 못하고, 펄스 신호(PULSE)의 펄스 폭이 넓은 경우에는, 즉 펄스 신호(PULSE)가 저주파인 경우에는, 로우 패스 필터(120)를 올바르게 통과할 수 있다.
판단 회로(130)는 로우 패스 필터(120)를 통과한 펄스 신호(PULSE_LPF)를 이용해 주파수 감지 신호(FRQ_DET)를 생성할 수 있다. 판단 회로(130)는 로우 패스 필터(120)를 통과한 펄스 신호(PULSE_LPF)의 활성화 구간이 감지되는 경우에는 주파수 감지 신호(FRQ_DET)를 활성화하고, 로우 패스 필터(120)를 통과한 펄스 신호(PULSE_LPF)의 활성화 구간이 감지되지 않는 경우에는 주파수 감지 신호(FRQ_DET)를 비활성화할 수 있다. 주파수 감지 신호(FRQ_DET)가 활성화된 경우에 클럭(CLK)의 주파수가 낮다는 것을 의미하고, 주파수 감지 신호(FRQ_DET)가 비활성화된 경우에 클럭(CLK)의 주파수가 높다는 것을 의미할 수 있다. 판단 회로(130)는 활성화 신호(EN)를 D 단자에 입력받고, 로우 패스 필터(120)를 통과한 펄스 신호(PULSE_LPF)를 클럭 단자에 입력받고, Q 단자로 주파수 감지 신호(FRQ_DET)를 출력하는 D 플립 플롭을 포함할 수 있다. 판단 회로(130)는 로우 패스 필터(120)를 통과한 펄스 신호(PULSE_LPF)의 활성화가 감지되는 경우에 주파수 감지 신호(FRQ_DET)를 하이로 활성화할 수 있다.
도 2는 도 1의 로우 패스 필터(120)의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 로우 패스 필터(120)는 직렬로 연결된 다수개의 인버터들(221~224)을 포함할 수 있다. 펄스 신호(PULSE)와 펄스 신호(PULSE_LPF)의 형태를 동일하게 하기 위해서는 인버터들(221~224)의 개수가 짝수개인 것이 바람직하지만, 인버터들(221~224)의 개수가 홀수개여도 무방하다.
인버터들(221~224) 각각은 PMOS 트랜지스터와 NMOS 트랜지스터를 포함할 수 있는데, PMOS 트랜지스터와 NMOS 트랜지스터의 채널 길이(length)가 길수록 로우 패스 필터(120)의 컷오프 주파수(cutoff frequency)가 낮아질 수 있다.
도 2에서는 로우 패스 필터(120)가 인버터들(221~224)을 포함하는 것으로 예시했지만, 로우 패스 필터(120)가 다른 종류의 논리 소자를 포함하거나, 저항과 캐패시터 등으로 구성될 수도 있음은 당연하다.
도 3과 도 4는 도 1의 주파수 감지 회로(100)의 동작을 도시한 도면이다. 도 3은 클럭(CLK)의 주파수가 낮은 경우의 주파수 감지 회로(100)의 동작을 나타내고, 도 4는 클럭(CLK)의 주파수가 높은 경우의 주파수 감지 회로(100)의 동작을 나타낼 수 있다.
도 3을 참조하면, 활성화 신호(EN)가 활성화되면, 펄스 생성기(110)는 클럭(CLK)의 한 주기에 대응하는 펄스 폭을 가지는 펄스 신호(PULSE)를 생성할 수 있다. 펄스 신호(PULSE)는 로우 패스 필터(120)를 통과할 수 있다. 펄스 신호(PULSE)의 펄스 폭이 길기 때문에 로우 패스 필터(120)를 통과한 펄스 신호(PULSE_LPF)는 여전히 활성화 구간이 살아있고, 펄스 신호(PULSE_LPF)의 활성화가 판단 회로(130)에 의해 감지되고, 판단 회로(130)는 주파수 감지 신호(FRQ_DET)를 하이로 활성화할 수 있다.
도 4를 참조하면, 활성화 신호(EN)가 활성화되면, 펄스 생성기(110)는 클럭(CLK)의 한 주기에 대응하는 펄스 폭을 가지는 펄스 신호(PULSE)를 생성할 수 있다. 펄스 신호(PULSE)는 로우 패스 필터(120)를 통과할 수 있다. 펄스 신호(PULSE)의 펄스 폭이 짧기 때문에 로우 패스 필터(120)를 통과한 펄스 신호(PULSE_LPF)는 활성화 구간이 살아있지 않을 수 있다. 펄스 신호(PULSE_LPF)의 활성화는 판단 회로(130)에 의해 감지되지 못하고, 판단 회로(130)는 주파수 감지 신호(FRQ_DET)를 계속 로우로 비활성화할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주파수 감지 회로(500)의 구성도이다.
도 5를 참조하면, 주파수 감지 회로(500)는 펄스 생성기(510), 제1로우 패스 필터(521), 제2로우 패스 필터(522) 및 판단 회로(530)를 포함할 수 있다.
펄스 생성기(510)는 주기파인 클럭(CLK)의 1주기에 비례하는 펄스 폭을 가지는 펄스 신호(PULSE)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 펄스 생성기(510)는 클럭(CLK)의 1주기와 동일한 펄스 폭을 가지는 펄스 신호(PULSE)를 생성하거나, 클럭(CLK)의 2주기와 동일한 펄스 폭을 가지는 펄스 신호(PULSE)를 생성하거나, 클럭(CLK)의 반주기와 동일한 펄스 폭을 가지는 펄스 신호(PULSE)를 생성할 수도 있다. 이하에서는 펄스 신호(PULSE)가 클럭(CLK)의 1주기와 동일한 펄스 폭을 가진다고 가정하기로 한다. 펄스 생성기(510)는 활성화 신호(EN)에 의해 활성화될 수 있다.
제1로우 패스 필터(521)와 제2로우 패스 필터(522) 각각은 펄스 신호(PULSE)를 통과시킬 수 있다. 제1펄스 신호(PULSE_LPF1)는 제1로우 패스 필터(521)를 통과한 펄스 신호이고, 제2펄스 신호(PULSE_LPF2)는 제2로우 패스 필터(522)를 통과한 펄스 신호일 수 있다. 제1로우 패스 필터(521)와 제2로우 패스 필터(522)는 서로 다른 컷오프 주파수를 가질 수 있다. 즉, 제1로우 패스 필터(521)의 컷오프 주파수보다 제2로우 패스 필터(522)의 컷오프 주파수가 낮을 수 있다. 클럭(CLK)의 주파수가 낮은 경우에 펄스 신호(PULSE)가 제1로우 패스 필터(521)와 제2로우 패스 필터(522) 모두를 올바르게 통과할 수 있다. 또한, 클럭(CLK)의 주파수가 중간인 경우에 펄스 신호(PULSE)가 제1로우 패스 필터(521)는 올바르게 통과하지만 제2로우 패스 필터(522)는 올바르게 통과하지 못할 수 있다. 또한, 클럭(CLK)의 주파수가 높은 경우에는 펄스 신호(PULSE)가 제1로우 패스 필터(521)와 제2로우 패스 필터(522) 모두를 올바르게 통과하지 못할 수 있다.
제1로우 패스 필터(521)와 제2로우 패스 필터(522) 각각은 도 2와 같이 직렬로 연결된 인버터들을 포함할 수 있다. 제1로우 패스 필터(521)의 컷오프 주파수보다 제2로우 패스 필터(522)의 컷오프 주파수가 낮으므로, 제1로우 패스 필터(521)의 인버터들에 포함된 PMOS 트랜지스터들의 채널 길이는 제2로우 패스 필터(522)의 인버터들에 포함된 PMOS 트랜지스터들의 채널 길이보다 짧을 수 있다. 또한, 제1로우 패스 필터(521)의 인버터들에 포함된 NMOS 트랜지스터들의 채널 길이는 제2로우 패스 필터(522)의 인버터들에 포함된 NMOS 트랜지스터들의 채널 길이보다 짧을 수 있다.
판단 회로(530)는 제1펄스 신호(PULSE_LPF1)와 제2펄스 신호(PULSE_LPF2)를 이용해 제1주파수 감지 신호(FRQ_DET1)와 제2주파수 감지 신호(FRQ_DET2)를 생성할 수 있다. 판단 회로(530)는 제1펄스 신호(PULSE_LPF1)의 활성화 구간이 감지되는 경우에는 제1주파수 감지 신호(FRQ_DET1)를 활성화하고, 제2펄스 신호(PULSE_LPF2)의 활성화 구간이 감지되는 경우에는 제2주파수 감지 신호(FRQ_DET2)를 활성화할 수 있다. 판단 회로(530)는 활성화 신호(EN)를 D 단자에 입력받고, 제1펄스 신호(PULSE_LPF1)를 클럭 단자에 입력받고, Q 단자로 제1주파수 감지 신호(FRQ_DET1)를 출력하는 제1D플립 플롭(531)과, 활성화 신호(EN)를 D 단자에 입력받고, 제2펄스 신호(PULSE_LPF2)를 클럭 단자에 입력받고, Q 단자로 제2주파수 감지 신호(FRQ_DET2)를 출력하는 제2D플립 플롭(532)을 포함할 수 있다.
제1주파수 감지 신호(FRQ_DET1)와 제2주파수 감지 신호(FRQ_DET2)가 모두 활성화된 경우 클럭(CLK)의 주파수가 낮음을 나타낼 수 있다. 또한, 제1주파수 감지 신호(FRQ_DET1)가 활성화되고 제2주파수 감지 신호(FRQ_DET2)가 비활성화된 경우 z클럭(CLK)의 주파수가 중간임을 나타낼 수 있다. 또한, 제1주파수 감지 신호(FRQ_DET1)와 제2주파수 감지 신호(FRQ_DET2)가 비활성화된 경우 클럭(CLK)의 주파수가 높음을 나타낼 수 있다.
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 알 수 있을 것이다.
100: 주파수 감지 회로
110: 펄스 생성기
120: 로우 패스 필터
130: 판단 회로

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 측정대상 주기파의 1주기에 비례하는 펄스 폭을 가지는 펄스 신호를 생성하는 펄스 생성기;
    상기 펄스 신호를 통과시키는 제1로우 패스 필터;
    상기 펄스 신호를 통과시키고 상기 제1로우 패스 필터와 다른 컷오프 주파수(cutoff frequency)를 가지는 제2로우 패스 필터; 및
    상기 제1로우 패스 필터를 통과한 펄스 신호인 제1펄스 신호와 상기 제2로우 패스 필터를 통과한 펄스 신호인 제2펄스 신호를 이용해 하나 이상의 주파수 감지 신호를 생성하는 판단 회로
    를 포함하며,
    상기 판단 회로는
    상기 제1펄스 신호의 활성화 여부를 감지해 제1주파수 감지 신호를 생성하고,
    상기 제2펄스 신호의 활성화 여부를 감지해 제2주파수 감지 신호를 생성하는
    주파수 감지 회로.
  6. ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 5항에 있어서,
    상기 제1로우 패스 필터는 다수개의 제1인버터들을 포함하고,
    상기 제2로우 패스 필터는 다수개의 제2인버터들을 포함하고,
    상기 다수개의 제1인버터들에 포함된 PMOS 트랜지스터들의 길이(length)는 상기 다수개의 제2인버터들에 포함된 PMOS 트랜지스터들의 길이보다 짧고,
    상기 다수개의 제1인버터들에 포함된 NMOS 트랜지스터들의 길이는 상기 다수개의 제2인버터들에 포함된 NMOS 트랜지스터들의 길이보다 짧은
    주파수 감지 회로.
  7. 삭제
  8. ◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 5항에 있어서,
    상기 판단 회로는
    활성화 신호를 D 단자에 입력받고, 상기 제1펄스 신호를 클럭 단자에 입력받고, Q 단자로 제1주파수 감지 신호를 출력하는 제1D 플립 플롭; 및
    상기 활성화 신호를 D 단자에 입력받고, 상기 제2펄스 신호를 클럭 단자에 입력받고, Q 단자로 제2주파수 감지 신호를 출력하는 제2D 플립 플롭을 포함하는
    주파수 감지 회로.
  9. ◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 8항에 있어서,
    상기 제1주파수 감지 신호와 상기 제2주파수 감지 신호가 활성화된 경우 상기 주기파의 주파수가 낮음을 나타내고,
    상기 제1주파수 감지 신호가 활성화되고 상기 제2주파수 감지 신호가 비활성화된 경우 상기 주기파의 주파수가 중간임을 나타내고,
    상기 제1주파수 감지 신호와 상기 제2주파수 감지 신호가 비활성화된 경우 상기 주기파의 주파수가 높음을 나타내는
    주파수 감지 회로.
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