專利名稱：電壓保持電路以及時鐘同步電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及保持輸入信號電壓的電壓保持電路以及具有電壓保持電路的時鐘同步電路。
背景技術：
目前提供的技術為在恒定地保持從外部輸入的基準時鐘信號與輸出的信號的相位差的時鐘同步電路中，保持從輸入的基準時鐘信號中提取的、輸入給振蕩器的控制信號的電壓值，該振蕩器用于控制輸出的信號的頻率，在由于某種故障而無法取得可靠的基準時鐘信號時，將保持的電壓信號輸入給振蕩器(例如，參照專利文獻1。)。在上述的現有技術中，使用A/D轉換器。
另外，作為保持電壓的電路，還知道模擬取樣保持電路。在取樣保持電路中，通過在電容器中積蓄電荷來保持電壓。
(專利文獻1)特開H5-30092號公報但是，A/D轉換器價格較高。尤其是在使用A/D轉換器與D/A轉換器的現有技術中，為了提高精度，必須使用特性、尤其線性良好的高價的A/D轉換器與D/A轉換器。另外，在取樣保持電路中，由于積蓄在電容器中的電荷隨時間被釋放，所以取樣保持電路無法長時間保持電壓。
發明內容
因此，本發明是鑒于以上問題而發明的，其目的在于提供可以控制成本，同時可以長時間地保持輸入信號的電壓的電壓保持電路以及具有電壓保持電路的時鐘同步電路。
本發明的第1特征的要點是一種保持從外部輸入的信號的電壓的電壓保持電路，具有電壓比較部，其用于輸出從外部輸入的控制信號的電壓與從所述電壓保持電路輸出的模擬保持信號的電壓的比較結果；數字值保持部，其根據所述比較結果增減作為正在保持的數字值的保持值，并輸出作為根據所述保持值而生成的數字值的數字保持信號；和D/A轉換部，其將所述數字保持信號轉換為模擬值并作為所述模擬保持信號進行輸出。
根據第1特征的電壓保持電路，電壓比較部比較從外部輸入的控制信號的電壓和從D/A轉換部輸出的模擬保持信號。另外，數字值保持部根據電壓比較部的比較結果，增減正在保持的保持值。通過反復進行這些處理，由數字值保持部保持的保持值成為可以轉換成與控制信號同等的電壓值的值。如此，把從D/A轉換部輸出的模擬保持信號的電壓調整為與控制信號同等的電壓。而且在電壓保持電路中，由于不具備A/D轉換部，所以可以抑制成本。另外，沒有像現有的取樣保持電路那樣積蓄在電容器中的電荷被釋放的情況，所以可以長時間地保持電壓。因此，可以在抑制成本的同時，長時間保持已輸入的信號的電壓。
第1特征的所述數字值保持部的結構可以為在所述比較結果表示所述控制信號的電壓高時，增加保持的所述保持值；在表示所述控制信號的電壓低時，減少保持的所述保持值。
第1特征的所述數字值保持部的結構可以為作為所述數字保持信號輸出過去一定期間內的所述保持值的平均值。
第1特征的所述數字值保持部的結構可以為根據所述電壓比較部過去一定期間內的所述比較結果，對增減所述保持值的幅度進行調整。
第1特征的所述數字值保持部的結構可以為所述數字值保持部是計數器。
本發明的第2特征的要點是，具有根據輸入的信號的電壓控制輸出的輸出時鐘信號頻率的振蕩器；輸出與比較時鐘信號的相位差的相位比較器，所述比較時鐘信號是根據所述輸出時鐘信號生成的，與從外部輸入的基準時鐘信號為同等頻率；從所述相位比較器的輸出中去除交流成分，轉換為作為直流信號的控制信號的低通濾波器；保持所述控制信號的電壓的電壓保持電路；以及取得所述控制信號和從所述電壓保持電路輸出的模擬保持信號，在取得了表示沒有輸入可靠的所述基準時鐘信號的報警信號時，將所述模擬保持信號輸入給所述振蕩器；在沒有取得所述報警信號時將所述控制信號輸入給所述振蕩器的切換部，所述電壓保持電路是具有輸出所述控制信號與所述模擬保持信號的電壓的比較結果的電壓比較部；根據所述比較結果增減作為正保持的數字值的保持值，并輸出作為根據所述保持值生成的數字值的數字保持信號的數字值保持部；和將所述數字保持信號轉換為模擬值作為所述模擬保持信號進行輸出的D/A轉換部的時鐘同步電路。
根據本發明，可提供一種在抑制成本的同時能夠長時間地保持輸入的信號的電壓的電壓保持電路以及具有電壓保持電路的時鐘同步電路。
圖1是第1實施方式的電壓保持電路的結構圖。
圖2是表示在第1實施方式的電壓保持電路中，對調整為與輸入的控制信號的電壓為同等電壓的模擬保持信號進行輸出的方法的流程圖。
圖3是第2實施方式的時鐘周期電路的結構圖。下面，參照
本發明的實施方式。在以下附圖的記載中，對相同或者類似的部分，付以相同或者類似的符號。但是，應該注意附圖為示意圖。
具體實施例方式
第1實施方式(電壓保持電路)圖1表示本實施方式的電壓保持電路100的結構圖。電壓保持電路100取得從外部輸入的控制信號，并輸出被調整為與控制信號的電壓為同等電壓的模擬保持信號。
如圖1所示，在電壓保持電路100具有電壓比較部110、數字值保持部120和D/A轉換部130。
電壓比較部110輸出從外部輸入的控制信號的電壓與從電壓保持電路100輸出的模擬保持信號的電壓的比較結果。
具體來說，電壓比較部110取得從外部輸入的控制信號和由后述的D/A轉換器130輸出的模擬保持信號。電壓比較部110比較所取得的控制信號的電壓與模擬保持信號的電壓。作為比較結果，電壓比較部110輸出表示控制信號的電壓高或者控制信號的電壓低的比較結果。
這樣，本實施方式的比較結果是兩個值的中的某一個，例如輸出高電壓值信號和低電壓值信號中的某一個。
數字值保持部120根據從電壓比較部110取得的比較結果，增減作為正保持的數字值的保持值，并輸出作為根據保持值而生成的數字值的數字保持信號。本實施方式的數字值保持部120在由電壓比較部110輸入的比較結果表示控制信號的電壓高時，增加保持值；在表示控制信號的電壓低時，減少保持的保持值。
數字值保持部120根據比較結果增減保持值的幅度一般可以是相同的(例如1)。或者根據比較結果增減保持值的幅度可以根據電壓比較部110在過去一定期間內的比較結果來進行調整。例如，在過去一定期間內的比較結果全部表示控制信號的電壓高時，或者全部表示控制信號的電壓低時，可以加大增減保持值的幅度(例如2)。
另外，所謂通過數字值保持部120根據保持值生成的、并作為數字保持信號輸出的數字值可以是保持值自身，也可以是在過去一定期間內的保持值的平均值。此外，例如數字值保持部120通過包含多個觸發電路的計數器來實現。
此外，本實施方式的數字值保持部120取得表示沒有輸入可靠的控制信號的報警信號。數字值保持部120在取得了報警信號時，不增減保持值地繼續保持之前的保持值。
D/A轉換部130把從數字值保持部120輸出的數字保持信號轉換為模擬值，并作為模擬保持信號進行輸出。此外，D/A轉換部130例如通過D/A轉換器來實現。
(電壓保持方法)下面，在電壓保持電路100中，使用圖2對輸出被調整為與輸入的控制信號的電壓為同等電壓的模擬保持信號的方法進行說明。
在步驟S101中，電壓比較部比較控制信號的電壓與模擬保持信號的電壓。
在步驟S102中，判斷數字值保持部120是否取得了報警信號。
在步驟S102中，在判斷為數字值保持部120沒有取得報警信號時，在步驟S 103中數字值保持部120判斷比較結果是否表示控制信號的電壓高。
在步驟S103中，在數字值保持部120判斷為比較結果表示控制信號的電壓高時，在步驟S104中，數字值保持部120增加作為數字值的保持值。
另一方面，在步驟S103中，在數字值保持部120判斷為比較結果表示控制信號的電壓低時，在步驟S105中，數字值保持部120減少作為數字值的保持值。
另外，在步驟S102中，在數字值保持部120判斷為取得了報警信號時，在步驟S106中，數字值保持部120不增減保持值，繼續保持之前的保持值。
在步驟S107中，數字值保持部120對作為根據正保持的保持值生成的數字值的數字保持信號進行輸出。
在步驟S108中，D/A轉換器130將數字保持信號轉換為模擬值，并輸出模擬保持信號。
(效果)根據本實施方式的電壓保持電路100，電壓比較部110比較從外部輸入的控制信號的電壓和從D/A轉換部130輸出的模擬保持信號。另外，數字值保持部120根據電壓比較部110的比較結果增減正保持的保持值。通過反復進行這些處理，數字值保持部120保持的保持值成為可轉換為與控制信號為同等電壓值的值。這樣，從D/A轉換部130輸出的模擬保持信號的電壓被調整為與控制信號同等的電壓。此外，在電壓保持電路100中，由于沒有具備將模擬值轉換為數字值的A/D轉換部，所以可以抑制成本。另外，由于沒有像現有的取樣保持電路那樣積蓄在電容器中的電荷被釋放的現象，所以可以長時間保持電壓。因此，可以在抑制成本的同時，長時間地保持輸入信號的電壓。
另外，電壓比較部110輸出表示控制信號的電壓高或低的某一種情況的比較結果，數字值保持部120在來自電壓比較部110的輸出表示控制信號的電壓高時增加保持值，在表示控制信號的電壓低時減少保持值。這樣，由數字值保持部120保持的保持值近似為可以轉換成與控制信號同等電壓值的值。
此外，在作為數字保持信號輸出過去一定期間內的保持值的平均值時，即使在控制信號的電壓在短時間內變動的情況下，輸出的數字保持信號的值也不會顯著的變化，所以可以將模擬保持信號保持在更為穩定的電壓上。
另外，在數字值保持部120根據電壓比較部110過去一定期間內的比較結果對增減保持值的幅度進行調整時，例如在過去一定期間內的比較結果全部表示控制信號的電壓高時，或者全部表示控制信號的電壓低時，可以加大增減保持值的幅度。此外，在過去一定期間內的比較結果全部表示控制信號的電壓高時，或者全部表示控制信號的電壓低時，認為控制信號的電壓與模擬保持信號的電壓相差很大。因此，通過加大增減的幅度，可以在早期將模擬保持信號的電壓調整成與控制信號的電壓同等。
此外，在使用A/D轉換器與D/A轉換器的現有技術中，要考慮對A/D轉換器中的位(bit)誤差與D/A轉換器中的位誤差進行相加。另外，為了提高具有A/D轉換器與D/A轉換器的電壓保持電路的精度，必須要使A/D轉換器與D/A轉換器的特性，主要是線性相配合。
但是，在本實施方式中因為不使用A/D轉換器，所以可以更正確且容易地保持輸入的信號的電壓。
第2實施方式(時鐘同步電路)圖3表示本實施方式的時鐘同步電路200的結構圖。時鐘同步電路200恒定地保持從外部輸入的基準時鐘信號與輸出的輸出時鐘信號的相位差。此外，基準時鐘信號例如從ISDN網提取。
如圖3所示，在時鐘同步電路200中具有電壓保持電路105、相位比較器220、環路濾波器(loop filter)230、切換器240、振蕩器250和分頻器260。
電壓保持電路105與第1實施方式中的電壓保持電路100相同，輸出被調整為與從外部輸入的控制信號的電壓同等電壓的模擬保持信號。
在本實施方式的電壓保持電路105中具有比較器115、計數器125和D/A轉換器135。
比較器115與第1實施方式中的電壓比較器110相同，輸出從后述的環路濾波器230輸出的控制信號的電壓和從電壓保持電路105輸出的模擬保持信號的電壓的比較結果。
比較器115以運算放大器的兩個輸入中的一個為基準，與另一個輸入電壓進行比較，作為比較結果輸出高電壓的信號或低電壓的信號中的某一個。例如，比較器115在控制信號的電壓高時，作為比較結果輸出高電壓的信號；在控制信號的電壓低時，作為比較結果輸出低電壓的信號。
計數器125與第1實施方式中的數字值保持部120相同，根據從比較器115取得的比較結果，增減作為正保持的數字值的保持值，并輸出作為根據保持值生成的數字值的數字保持信號。
圖中，本實施方式的計數器125在作為U/D表示的端子取得來自比較器115的輸出。計數器125在從比較器115取得了高電壓的信號時增加計數，在從比較器115取得了低電壓的信號時減少計數。此外，這樣的計數器125例如使用多個觸發電路來實現。
此外，本實施方式的計數器125根據比較結果增減保持值的幅度一般為1，由計數器125根據保持值生成的、作為數字保持信號輸出的數字值是保持值自身。
此外，本實施方式的計數器125與第1實施方式的數字值保持部120相同，在圖中表示為EN的使能端子取得表示沒有輸入可靠的控制信號的報警信號。此外，本實施方式的報警信號表示在時鐘同步電路200中沒有輸入可靠的基準時鐘信號。另外，控制信號從基準時鐘信號中提取。因此，報警信號也表示沒有輸入可靠的控制信號。
計數器125在取得報警信號時，不進行增加計數或減少計數繼續保持之前的保持值。
D/A轉換器135把從計數器125輸出的數字保持信號轉換為模擬值，并作為模擬保持信號進行輸出。
相位比較器220輸出基準時鐘信號和根據從后述的振蕩器250輸出的輸出時鐘信號而生成的、作為與基準時鐘信號同等頻率的比較時鐘信號的相位差。具體來說，相位比較器220輸出與從外部輸入的基準時鐘信號和從后述的分頻器260輸出的比較時鐘信號的相位差成比例的脈沖。
環路濾波器230從相位比較器220的輸出中驅除交流成分，是轉換為作為直流信號的控制信號的低通濾波器。
切換器240取得從環路濾波器230輸出的控制信號與從電壓保持電路105輸出的模擬保持信號，在取得了表示沒有輸入可靠的基準時鐘信號的報警信號時，將模擬保持信號輸入給后述的振蕩器250，在沒有取得報警信號時，將控制信號輸入給振蕩器250。
振蕩器250根據輸入的信號的電壓控制輸出的輸出時鐘信號的頻率。
分頻器260使用輸出時鐘信號，生成與基準時鐘信號同等頻率的比較時鐘信號并進行輸出。具體來說，分頻器260對輸出時鐘信號進行分頻直到基準時鐘信號的頻率，并作為比較時鐘信號進行輸出。
(效果)根據本實施方式，可以使用通常使用的部件來實現電壓保持電路105。另外，具有比較器115、計數器125和D/A轉換器135的電壓保持電路105與使用A/D轉換器、觸發電路和D/A轉換器保持電壓的現有技術相比，可以更廉價地保持電壓。
另外，根據本實施方式，使用比較器115與計數器125保持可轉換為與控制信號同等的電壓值的保持值。另外，D/A轉換器135把根據保持值生成的數字保持信號轉換為模擬值，并作為模擬保持信號進行輸出。
此外，切換器240取得從基準時鐘信號提取出的、輸入給對輸出信號的頻率進行控制的振蕩器250的控制信號與模擬保持信號，并根據是否取得了報警信號來輸出控制信號與模擬保持信號中的某一個。因此，在沒有取得可靠的基準時鐘信號時，模擬保持信號被輸入給振蕩器250，在取得可靠的基準時鐘信號時，控制信號被輸入給振蕩器250。
因此，在抑制成本的同時，在無法取得基準時鐘信號的情況下，可以長時間地輸出與之前所取得的基準時鐘同步的輸出時鐘信號。
(變更例)通過所述實施方式對本發明進行了記述，但是不應該理解為作為該公開一部分的論述以及附圖限定了該發明。本行業人員根據該公開可明確各種代替實施方式，實施例以及運用技術。
例如，在第2實施方式中所示的時鐘同步電路200具備分頻器260，但是如果輸出時鐘信號與基準時鐘信號的頻率相同，則時鐘同步電路200可以不具備分頻器260。
另外，在第2實施方式中，在時鐘同步電路200中，作為實現第1實施方式的數字值保持部120的功能的部件具有計數器125，但是也可以通過微型機等來實現數字值保持部120的功能。由此，如在第1實施方式中所示，數字值保持部120容易地根據比較結果對增減保持值的幅度進行調整，或將過去一定期間內的保持值的平均值作為數字保持信號進行輸出。
權利要求
1.一種電壓保持電路，保持從外部輸入的信號的電壓，其特征在于，具有電壓比較部，其輸出從外部輸入的控制信號的電壓和從所述電壓保持電路輸出的模擬保持信號的電壓的比較結果；數字值保持部，其根據所述比較結果增減作為正保持的數字值的保持值，并輸出作為根據所述保持值生成的數字值的數字保持信號；和D/A轉換部，其將所述數字保持信號轉換為模擬值并作為所述模擬保持信號進行輸出。
2.根據權利要求1所述的電壓保持電路，其特征在于，所述數字值保持部在所述比較結果表示所述控制信號的電壓高時，增加保持的所述保持值，在表示所述控制信號的電壓低時，減少保持的所述保持值。
3.根據權利要求1或者2所述的電壓保持電路，其特征在于，所述數字值保持部將過去一定期間內的所述保持值的平均值作為所述數字保持信號進行輸出。
4.根據權利要求1至3的任意1項所述的電壓保持電路，其特征在于，所述數字值保持部根據所述電壓比較部的過去一定期間內的所述比較結果，對增減所述保持值的幅度進行調整。
5.根據權利要求1或者2所述的電壓保持電路，其特征在于，所述電壓比較部是比較器，所述數字值保持部是計數器。
6.一種時鐘同步電路，其特征在于，具有振蕩器，其根據輸入的信號的電壓控制輸出的輸出時鐘信號的頻率；相位比較器，其輸出與比較時鐘信號的相位差，比較時鐘信號是根據所述輸出時鐘信號生成的，與從外部輸入的基準時鐘信號為同等頻率；低通濾波器，其從所述相位比較器的輸出中除去交流成分，轉換為作為直流信號的控制信號；電壓保持電路，其保持所述控制信號的電壓；和切換部，其取得所述控制信號與從所述電壓保持電路輸出的模擬保持信號，在取得了表示沒有輸入可靠的所述基準時鐘信號的報警信號時將所述模擬保持信號輸入給所述振蕩器，在沒有取得所述報警信號時將所述控制信號輸入給所述振蕩器，所述電壓保持電路，具有電壓比較部，其輸出所述控制信號的電壓與所述模擬保持信號的電壓的比較結果；數字值保持部，其根據所述比較結果增減作為正保持的數字值的保持值，并將作為根據所述保持值生成的數字值的數字保持信號進行輸出；和D/A轉換部，其將所述數字保持信號轉換為模擬值并作為所述模擬保持信號進行輸出。
全文摘要
本發明的目的在于提供一種在抑制成本的同時可以長時間保持輸入信號的電壓的電壓保持電路以及具有電壓保持電路的時鐘同步電路。具有電壓比較部(110)，其輸出從外部輸入的控制信號的電壓與輸出的模擬保持信號的電壓的比較結果；數字值保持部(120)，其根據比較結果增減作為正保持的數字值的保持值，并輸出作為根據保持值生成的數字值的數字保持信號；和D/A轉換部(130)，其將數字保持信號轉換為模擬值，并作為模擬保持信號進行輸出。
文檔編號H03L7/08GK1841937SQ20061006633
公開日2006年10月4日 申請日期2006年3月30日 優先權日2005年3月30日
發明者渡邊和彥 申請人:三洋電機株式會社