(57)【要約】電気カウンタ回路（３０，４０，８０）は、複数のクロック信号（２１−２４，１２１−１２５，１３１−１３４）を発生するクロック発生器（１，５４，１１１，１２０，１３０）と、デジタル信号（ＤＳ）の第１の特徴信号部分（ＬＥ）が現れる第１の瞬時にクロック信号（２１−２４，１２１−１２５，１３１−１３４）をサンプリングするサンプリング装置（３２，８１）と、を具えている。さらに、電気カウンタ回路（３０，４０，８０）は、第１の瞬時と、第１の瞬時以降の第２の瞬時との間の時間を算出する計算装置（３３）を具えている。この算出は、第１の瞬時におけるクロック信号（２１−２４，１２１−１２５，１３１−１３４）に基づき、かつ第２の瞬時におけるクロック信号（２１−２４，１２１−１２５，１３１−１３４）に基づく。クロック信号（２１−２４，１２１−１２５，１３１−１３４）は、各々同じサイクル持続時間（Ｔ）を有し、各々互いに位相シフトされる。
2009518990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  各々が同じサイクル持続時間を有し、かつ各々が互いに位相シフトされた複数のクロック信号を発生するクロック発生器と、
−  デジタル信号の第１の特徴信号部分が現れた際の第１の瞬時に、前記クロック信号をサンプリングするサンプリング装置と、
−  前記第１の瞬時と、前記第１の瞬時以後の第２の瞬時との間の時間を、前記第１の瞬時における前記クロック信号に基づき、かつ前記第２の瞬時における前記クロック信号に基づいて、算出する計算装置と、
を具えている、電気カウンタ回路。
【請求項２】
前記クロック信号の１つによってクロックされ、前記クロック信号の前記１つに基づいてカウントを発生するカウンタ装置を具え、前記計算装置は、前記第１の瞬時における前記クロック信号に加えて、前記カウントに基づいて、かつ前記第２の瞬時における前記クロック信号に基づいて、前記２つの瞬時の間の前記時間を求めるように構成される、請求項１に記載の回路。
【請求項３】
前記クロック発生器は、ベースクロック信号を発生する発振器と、前記ベースクロック信号から前記複数のクロック信号を発生する信号処理装置と、を具えている、請求項１に記載の回路。
【請求項４】
前記クロック発生器はリング発振器とした、請求項１に記載の回路。
【請求項５】
前記第１の特徴信号部分は、前記デジタル信号の立ち上がりエッジ、立ち下がりエッジ、最大、または最小部分のうちの１つとした、請求項１に記載の回路。
【請求項６】
前記デジタル信号の第２の特徴信号部分に関連する前記第２の瞬時に、前記クロック信号をサンプリングする装置を具えている、請求項１に記載の回路。
【請求項７】
前記第２の特徴信号部分は、前記デジタル信号の立ち上がりエッジ、立ち下がりエッジ、最大、または最小部分のうちの１つとした、請求項６に記載の回路。
【請求項８】
−  請求項１〜７の何れか１項による前記電気カウンタ回路と、
−  前記デジタル信号をサンプリングするサンプリング回路と、
を具えている電気回路。
【請求項９】
前記デジタル信号はプレフィックス信号部分および主データ部分を有し、前記プレフィックス信号部分は、前記第１の瞬時に関連する前記第１の特徴信号部分と、前記第１の特徴信号部分以後の前記第２の瞬時に関連する第２の特徴信号部分と、を含み、前記サンプリング回路は前記主データ部分をサンプリングするようにした、請求項８に記載の電気回路。
【請求項１０】
前記電気カウンタ回路は、前記クロック信号の１つによってクロックされ、前記クロック信号の前記１つに基づいてカウントを発生するカウンタ装置を具え、前記電気カウンタ回路の前記計算装置は、前記第１の瞬時および前記第２の瞬時における前記クロック信号に加えて、前記カウントに基づいて、前記２つの瞬時の間の前記時間を求めるように構成され、前記クロック信号の前記１つは前記サンプリング回路のためのクロック信号として用いる、請求項９に記載の電気回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気カウンタ回路、および電気回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
時間を計測するためによく用いられる電気カウンタ回路は、クロック信号によってクロックされる。カウンタ回路の時間分解能は、クロック信号のサイクル持続時間、すなわちクロック信号の関連する基本周波数に依存する。しかしながら、クロック周波数を増大させると、それに伴って、カウンタ分解能だけでなく、クロック信号ジェネレータの電力消費も増大する。
【０００３】
米国特許６，３８８，４９２  Ｂ２には、所定周波数の多相クロックを生成する多相クロック発生回路と、多相クロックの少なくとも一部を用いて複数のノン・オーバラップ・パルスを生成するパルス生成回路と、複数のノン・オーバラップ・パルスの論理和を得る回路と、を有するクロック生成回路により、多相クロックの周波数と単純な整数比の関係にないクロック、またはより高い周波数のクロックを、消費電力の増加およびチップ面積の増大を招くことなく生成することが開示されている。このようにして、多相クロックの周波数とは異なる周波数を有するクロックが生成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、比較的高いクロック周波数に関連する比較的高い電力消費を要することなく、比較的高いクロック周波数に関連する時間分解能を得ることができる電気カウンタ回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、上記目的は、各々が同じサイクル持続時間を有するとともに互いに位相シフトされた複数のクロック信号を発生するクロック発生器と、デジタル信号の第１の特徴信号部分が現れた際の第１の瞬時にクロック信号をサンプリングするサンプリング装置と、第１の瞬時と第１の瞬時以後における第２の瞬時との間に経過した時間を、第１の瞬時におけるクロック信号に基づき、かつ第２の瞬時におけるクロック信号に基づいて算出する計算装置と、を有する電気カウンタ回路により達成される。第２の瞬時を現在の瞬時にして、本発明によるカウンタ回路が、第１の信号部分が継続的に現れた時から経過した時間を計測するようにもできる。第１の特徴信号部分は、特に、デジタル信号の立ち上がりまたは立ち下がりのエッジとすることができる。特徴信号部分は、デジタル信号の最小または最大の部分とすることもできる。本発明のカウンタ回路は、デジタル信号の特徴信号部分が現れるときにカウントし始める。そして、サンプリング装置（例えばサンプルホールド装置またはラッチ回路）は、時間内の瞬時、すなわち第１の瞬時に、実際のクロック信号をサンプリングする。クロック信号の全ての状態を得るために、いくつかのクロック信号のみをサンプリングすればよい場合もある。これは、各クロック信号が、同じ時間の期間だけ以前のクロック信号より遅れる場合に、特に言えることである。例えば、４つのクロック信号を用いて、各クロック信号が、それらのサイクル持続時間の４分の１、すなわち９０°だけ、それ以前のクロック信号よりも遅れる場合、４つのクロック信号は４つの異なる状態を規定する。しかしながら、４つの異なる状態は、２つの連続するクロック信号の状態が評価される場合に決定されるようにもできる。本発明によるカウンタ装置は、第１の特徴信号部分が現れてから経過した時間を求めるようにする場合、時間内の第２の瞬時は現在の瞬時とする。その時点にて、クロック信号の現在の状態と、特徴信号部分の第１の瞬時におけるクロック信号の状態との間の関係を評価しなくてはならない。
【０００６】
計算装置が、２つの瞬時の間の時間を、これらの２つの瞬時にクロック信号のみに基づいて求める場合、最大のカウントは、クロック信号のサイクル持続時間以下の時間に相当する。したがって、本発明によるカウンタ回路の限定した例では、カウンタ回路は、クロック信号のうちの１つによってクロックされて、このクロック信号に基づいてカウントを発生するカウンタ装置を具えている。この計算装置はさらに、対応するクロック信号に基づき、かつカウンタ装置のカウントに基づいて、２つの瞬時の間の時間を求めるように構成される。
【０００７】
クロック発生器は、複数のクロック信号を発生する。特に、クロック発生器は、ベースクロック信号を発生する発振器、およびベースクロック信号から複数のクロック信号を発生する信号処理デバイスを具えることができる。クロック発生器は、リング発振器とすることもできる。
【０００８】
本発明のカウンタ回路は、デジタル信号の２つの特徴信号部分間の時間を計測するために用いることもできる。この場合、第２の特徴信号部分は第１の特徴信号部分よりも遅れ、本発明による回路は、デジタル信号の第２の特徴信号部分が現れる時、すなわち第２の瞬時に、クロック信号をサンプリングするデバイスを具えている。第２の特徴信号部分は、特に、デジタル信号の立ち上がりまたは立ち下がりのエッジ、あるいはデジタル信号の最大または最小の部分とすることもできる。
【０００９】
本発明によるカウンタ回路は、特に、デジタル信号をサンプリングするための追加のサンプリング回路を具える電気回路の一部とすることができる。このような電気回路は、例えばトランスポンダとし、ＲＦＩＤタグまたはスマートカードに使用することができる。このようなトランスポンダがデジタル信号を受信するときに、それは関連するリーダのデータレートを推定しなければならない。このため、デジタル信号は、プレフィックス信号部分および主データ部分を有するようにできる。プレフィックス部分は、第２の特徴信号部分を導く第１の特徴信号部分を有するようにできる。２つの特徴部分間の時間は、トランスポンダのデータレートに関する情報を有する。この場合、本発明による電気回路は、本発明のカウンタ回路を使用して、２つの特徴信号部分間の時間を推定するように構成するのが好適である。サンプリング回路（サンプルホールド回路とすることもできる）は、特に、デジタル信号の主データ部分をサンプリングするために配設される。本発明によるカウンタ回路は、デジタル信号の第１の特徴信号部分の瞬時にてクロック信号の状態を求めるので、立ち上がりのエッジがこの時点の後すぐに続くクロック信号を、サンプリング回路に対するクロックサンプリング信号として選択するのが有利である。したがって、本発明によるカウンタ回路は、通常は非常に高いクロック周波数に関連する所定の分解能を有するカウンタを提供するだけでなく、ある同期誤差を得るのに通常必要とされるより低いクロック周波数を有する、サンプリング回路に対するクロックサンプリング信号を供給する。
【００１０】
このような同期は、発信機（センダ）と受信機（レシーバ）との間の満足なデータ伝送を提供するのに必要である。一般に、センダとレシーバとの間のデータを伝送する時は、レシーバの内部クロックはセンダの内部クロックに同期される。そうしないと、伝送データは、レシーバのサンプリング装置によって、不都合な時点にてサンプリングされ、その結果伝送エラーが発生する。なお、伝送路の物理的状況に関係なく、独立の内部クロックを有するいかなるセンダ／レシーバの組合せに対しても、上述した課題が生じることに留意すべきである。これは、この課題が、音、光、電波、および他のいかなる媒体をデータの伝送に対して使用することによっても同様に生じることを意味する。
【００１１】
本発明のこれらおよび他の態様を、以下に述べる例により詳細に説明して明らかにするが、これらの例は本発明を限定するものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
リング発振器１の形態のクロック発生器の第１実施例を図１に示す。リング発振器１は、第１のクロック信号２１、第２のクロック信号２２、第３のクロック信号２３、および第４のクロック信号２４を発生する。図２に示す４つのクロック信号２１−２４はパルス信号であり、それぞれ同じサイクル持続時間Ｔおよび同じ基本周波数を有する。リング発振器１は、第１の遅延要素２、第２の遅延要素３、第１のインバータ４、第２のインバータ５、および第３のインバータ６を具えている。第１のクロック信号２１は第１のインバータ４の出力端に現れ、この出力端は第１の遅延要素２の入力端に接続される。第１の遅延要素２は、第１のクロック信号２１を９０°の位相シフトに相当する一定の期間Ｔ／4だけ遅延させる。第２のクロック信号２２は、第１の遅延要素２の出力端に現れる。第１の遅延要素２の下流に接続される第２の遅延要素３は、第２のクロック信号２２を他の９０°の位相シフトに相当する一定の期間Ｔ／4だけ遅延させる。第２の遅延要素３の出力端は第１のインバータ４の入力端に接続され、これによりリング発振器１のループを閉じている。
【００１３】
第２のインバータ５は、第１のインバータ４の出力端の下流に接続されて、第１のクロック信号２１を反転することによって、第３のクロック信号２３を発生する。第３のインバータ６は、第１の遅延要素２の出力端の下流に接続されて、第２のクロック信号２２を反転することによって、第４のクロック信号２４を発生する。
【００１４】
リング発振器１が動作するのに電力を必要とするのは明らかであるが、適切な供給電圧を供給する適切な電源は、簡潔さのため図示していない。しかしながら、リング発振器１は、供給電圧がある閾値を超えると自発的に発振し始める。
【００１５】
図２は、４つのクロック信号２１、２２、２３、２４を示す。時刻ｔ＝０にて、第１のクロック信号２１は、その値がゼロから状態“１”に相当する正の電圧値に変わる。第１のクロック信号２１の状態“１”はｔ＝Ｔ／２まで持続し、この時点にて第１のクロック信号２１はその状態が“０”に変わる。このように、第１のクロック信号２１は、ｔ＝０で立ち上がりのエッジを有し、ｔ＝Ｔ／２で立ち下がりのエッジを有する。Ｔは、クロック信号２１、２２、２３、２４のサイクル持続時間である。第２のクロック信号２２は、第１のクロック信号２１と比べてＴ／4だけ遅延される。したがって、第２のクロック信号２２はｔ＝０で状態“０”を有し、ｔ＝Ｔ／４でその状態が“１”に変わり、ｔ＝３Ｔ／４で状態“０”に戻る。このように、第２のクロック信号２２は、ｔ＝Ｔ／４で立ち上がりエッジを有し、ｔ＝３Ｔ／４で立ち下がりエッジを有する。第３のクロック信号２３は、第２のクロック信号２２と比べてＴ／４だけ遅延される。したがって、第３のクロック信号２３はｔ＝Ｔ／２でその状態が“１”に変わり、ｔ＝Ｔで状態“０”に戻る。このように、第３のクロック信号２３は、ｔ＝Ｔ／２で立ち上がりエッジを有し、ｔ＝Ｔで立ち下がりエッジを有する。第４のクロック信号２４は、第３のクロック信号２３と比べてＴ／４だけ遅延される。したがって、第４のクロック信号２４はｔ＝０で状態“１”を有し、ｔ＝Ｔ／４でその状態が“０”に、そしてｔ＝３Ｔ／４で“１”に変わる。このように、第４のクロック信号２４は、ｔ＝３Ｔ／４で立ち上がりエッジを有し、ｔ＝Ｔ／４で立ち下がりエッジを有する。その結果、図１のリング発振器１は、各々がサイクル持続時間Ｔ（または周波数１／Ｔ）を有するとともに各々が互いに９０°位相シフトされた（すなわちＴ／４だけ時間シフトされた）４つのクロック信号２１−２４を供給する。
【００１６】
図３は、図１のリング発振器１、クロック入力端３２を有するラッチ回路３１、および論理回路３３を具えている第１のカウンタ回路３０である。カウンタ回路３０は、（例えばＲＦＩＤタグまたはスマートカードにおける）トランスポンダの一部とすることができる。カウンタ回路３０の目的は、デジタル信号ＤＳの特徴部分の検出とともに開始する時間をカウントすることにある。本実施例において、デジタル信号ＤＳの特徴部分は、到来するデジタル信号ＤＳの立ち上がりエッジＬＥとする。
【００１７】
リング発振器１は、ラッチ回路３１に供給される４つのクロック信号２１、２２、２３、２４を出力する。ラッチ回路３１の出力端には、信号２１’、２２’、２３’、２４’が現れる。さらに、デジタル信号ＤＳは、ラッチ回路３１のクロック入力端３２に供給される。本実施例において、ラッチ回路３１は、デジタル信号ＤＳの立ち上がりエッジＬＥを検出するように構成される。ラッチ回路３１がデジタル信号ＤＳの立ち上がりエッジＬＥを検出しない限り、ラッチ回路３１の出力信号２１’、２２’、２３’、２４’は４つのクロック信号２１、２２、２３、２４である。ラッチ回路３１がデジタル回路ＤＳの立ち上がりエッジＬＥを検出する場合に、このラッチ回路３１の現在の出力信号２１’、２２’、２３’、２４’はフリーズされる。
【００１８】
４つのクロック信号２１、２２、２３、２４、およびラッチ回路３１の出力信号２１’、２２’、２３’、２４’は、論理回路３３の入力信号である。論理回路３３は、ラッチ回路３１がデジタル信号ＤＳの立ち上がりエッジＬＥを検出した時点から経過した時間ΔＴを求めるように構成される。論理回路３３は、４つのクロック信号２１、２２、２３、２４の状態をラッチ回路３１の出力信号２１’、２２’、２３’、２４’の状態と比較することによって、時間ΔＴを求める。時間ΔＴを表す出力信号は、論理回路３３の出力端３４に現れる。４つのクロック信号２１、２２、２３、２４の状態はサイクル持続時間Ｔごとに繰り返されるので、論理回路３３は、サイクル持続時間Ｔより長い時間ΔＴを正しく計測することはできない。したがって、カウンタ回路３０を設計する際には、測定される最も長い時間ΔＴが４つのクロック信号２１、２２、２３、２４のサイクル持続時間Ｔより短くなるように留意すべきである。
【００１９】
図４は、４つのクロック信号２１、２２、２３、２４のサイクル持続時間Ｔより長くすることができる時間ΔＴを求めるように構成される、カウンタ回路４０の更なる実施例を示す。図３のカウンタ回路３０の部分と実質的に同一である図４のカウンタ回路４０の部分には、同じ参照符号を付してある。
【００２０】
図４のカウンタ回路４０は、追加のカウンタ装置４１を有する点で、図３のカウンタ回路３０と相違する。（例えばＲＦＩＤタグまたはスマートカードにおける）トランスポンダの一部とすることができるカウンタ装置４１は、第４のクロック信号２４が供給されるクロック入力端４２を有する。カウンタ装置４１が第４のクロック信号２４の立ち上がりエッジを検出する毎に、それは、その現在のカウント値ＣＮＴを１だけインクリメントする。カウント値ＣＮＴは、カウンタ装置４１の出力信号４３、４４、４５によって表される。カウンタ装置４１をイネーブルにするために、デジタル信号ＤＳが、カウンタ装置４１のイネーブル入力端４６に供給される。カウンタ装置４１が本実施例におけるデジタル信号ＤＳの立ち上がりエッジＬＥを検出するとすぐ、カウンタ装置４１はイネーブルになり、カウントし始める。４つのクロック信号２１、２２、２３、２４およびラッチ回路３１の出力信号２１’、２２’、２３’、２４’に加えて、カウンタ装置４１の出力信号４３、４４、４５が論理回路３３に供給される。
【００２１】
論理回路３３は、ラッチ回路３１がデジタル信号ＤＳの立ち上がりエッジＬＥを検出した時点から経過した時間ΔＴを求めるように構成される。論理回路３３は、４つのクロック信号２１、２２、２３、２４の状態をラッチ回路３１の出力信号２１’、２２’、２３’、２４’と比較することによって、またカウンタ装置４１の出力信号４３、４４、４５の状態を考慮することによって、時間ΔＴを求める。時間差ΔＴを表す出力信号は、論理回路３３の出力端３４に現れる。
【００２２】
図５は、サイクル持続時間Ｔより長くすることができる時間ΔＴを求めるように構成される、カウンタ回路５０の他の実施例を示す。図４のカウンタ回路４０の部分と実質的に同一である図５のカウンタ回路５０の部分には、同じ参照符号を付してある。
【００２３】
図５のカウンタ回路５０と図４のカウンタ回路４０との主な差異は、クロック発生器５３である。本実施例では、カウンタ回路５０のクロック発生器５３は第１のクロック信号５１および第２のクロック信号５２を発生し、これらは同じサイクル持続時間Ｔを有し、それを図６に示す。第２のクロック信号５２は、第１のクロック信号５１よりＴ／４だけ遅延する。クロック発生器５３は、水晶発振器とすることができる（しかしながら他の任意の発振器も同様に適用できる）発振器５４と、発振器５４の下流に接続される遅延要素５５とを具えている。発振器５４は第１のクロック信号５１を発生し、遅延要素５５は、第１のクロック信号５１を９０°の位相シフトに相当するＴ／４だけ遅延させることによって、第２のクロック信号５２を発生する。
【００２４】
ラッチ回路３１は、それがデジタル信号ＤＳの立ち上がりエッジＬＥを検出する時、その出力端における２つのクロック信号５１、５２の状態をフリーズさせる。そして、デジタル信号ＤＳの立ち上がりエッジＬＥの検出から経過した時間ΔＴを表す信号が、論理回路３３の出力端３４に現れる。時間ΔＴは、以下の式に従って算出される。
ΔＴ＝４＊ＣＮＴ＋ＣＯＲＲ１＋ＣＯＲＲ２
ここで、ＣＮＴはカウンタ装置４１の現在のカウント値であり、ＣＯＲＲ１は図７ａに従って決定され、ＣＯＲＲ２は図７ｂに従って決定される。ＣＯＲＲ１は第１および第２のクロック信号５１、５２の現在の状態に依存し、ＣＯＲＲ２は、ラッチ回路３１がデジタル信号ＤＳの立ち上がりエッジＬＥを検出する時点における、第１および第２のクロック信号５１’、５２’の状態に依存する。なお、ここで、図６、７ａおよび７ｂの教示は、図３のカウンタ回路３０に、および同様に図４のカウンタ回路４０にも適用できる点に留意すべきである。
【００２５】
図８は、４つのクロック信号２１、２２、２３、２４のサイクル持続時間Ｔより長くすることができる時間ΔＴを求めるように構成される、カウンタ回路８０の更なる実施例を示す。図４のカウンタ回路４０の部分と実質的に同一である図８のカウンタ回路８０の部分には、同じ参照符号を付してある。
【００２６】
図４に示したカウンタ回路４０に加えて、図８に示すカウンタ回路８０は、入力信号が４つのクロック信号２１、２２、２３、２４である４：１マルチプレクサＭＸと、更なるラッチ回路８１とを具えている。以下、更なるラッチ回路８１は「第２のラッチ回路８１」と記し、ラッチ回路３１は「第１のラッチ回路３１」と記す。マルチプレクサＭＸは、第１のアドレス入力端ＡＤＲ１、および第２のアドレス入力端ＡＤＲ２を有し、これらの各々は状態“０”または“１”を有することができる。２つのアドレス入力端ＡＤＲ１、ＡＤＲ２に現れる状態に応じて、４つのクロック信号２１、２２、２３、２４のうちの１つがマルチプレクサＭＸの出力端に現れる。マルチプレクサＭＸの出力信号は、カウンタ装置４１に対するクロック信号ＣＬＫである。
【００２７】
本実施例のカウンタ回路８０の一般的な目的は、時間を計測すること、特に、デジタル信号ＤＳの２つの特徴信号部分間の時間ΔＴ’である時間を計測すること、および、図９に示すサンプリング回路９０に対するクロックサンプリング信号を発生することにある。デジタル信号ＤＳは、プレフィックス信号部分および主データ信号部分を有することができ、これは、本実施例ではサンプリング回路９０によってサンプリングされる。このようなデジタル信号ＤＳの例には、選定されるデータレートに関する情報がプレフィックス信号部分において送信され、ペイロードデータが主データ信号部分において送信される、センダとレシーバとの間の通信がある。したがって、プレフィックス信号部分においてセンダは、レシーバにパルスを送信することができ、その継続時間は或るデータレートに対応する。例えば、パルスの持続時間が長くなるのに応じて、データレートは低くなる。その後、ペイロードデータは、選定されたデータレートに応じて、主データ信号部分にて送信される。このようなセンダの例はリーダステーションであり、レシーバの例はトランスポンダ、特にＲＦＩＤトランスポンダまたはスマートカードである。ここで、リーダは初期パルスをトランスポンダに送信し、続いてトランスポンダは或るデータレートに対する準備を行う。その後、選定されたデータレートに従って、リーダステーションとトランスポンダとの間でデータを交換することができる。
【００２８】
本実施例では、デジタル信号ＤＳの２つの特徴信号部分は、図２に示したデジタル信号ＤＳのプレフィックス信号部分の立ち上がりエッジＬＥおよび立ち下がりエッジＴＥである。このように、カウンタ回路８０は、デジタル信号ＤＳのプレフィックス部分の立ち上がりエッジＬＥと立ち下がりエッジＴＥとの間の時間を測定する。サンプリング回路９０に対するクロックサンプリング信号は、マルチプレクサＭＸの出力信号ＣＬＫである。
【００２９】
第２のラッチ回路８１は、第１のクロック信号２１が供給される第１の入力端８２と、第２のクロック信号２２が供給される第２の入力端８３とを具える。第２のラッチ回路８１は、マルチプレクサＭＸの第１のアドレス入力端ＡＤＲ１と論理回路３３とに供給される第１の出力信号Ｌ１、およびマルチプレクサＭＸの第２のアドレス入力端ＡＤＲ２と論理回路３３とに供給される第２の出力信号Ｌ２を出力する。第２のラッチ回路８１は、デジタル信号ＤＳが供給されるクロック入力端８４を具える。第２のラッチ回路８１がデジタル信号ＤＳの立ち上がりエッジＬＥを検出しない場合、第２のラッチ回路８１の出力信号Ｌ１、Ｌ２は第１および第２のクロック信号２１、２２である。第２のラッチ回路８１がデジタル回路ＤＳの立ち上がりエッジＬＥを検出する場合、第２のラッチ回路８１の現在の出力信号Ｌ１、Ｌ２はフリーズされる。
【００３０】
マルチプレクサＭＸは、第１のアドレス入力端ＡＤＲ1が状態“０”を有し、かつ第２のアドレス入力端ＡＤＲ２が状態“０”を有する場合、第１のクロック信号２１がクロック信号ＣＬＫになるように構成される。第１のアドレス入力端ＡＤＲ１が状態“１”を有し、かつ第２のアドレス入力端ＡＤＲ２が状態“０”を有する場合、クロック信号ＣＬＫは第２のクロック信号２２になる。第１のアドレス入力端ＡＤＲ１が状態“１”を有し、かつ第２のアドレス入力端ＡＤＲ２が状態“１”を有する場合、クロック信号ＣＬＫは第３のクロック信号２３になる。最後に、第１のアドレス入力端ＡＤＲ１が状態“０”を有し、かつ第２のアドレス入力端ＡＤＲ２が状態“１”を有する場合、クロック信号ＣＬＫは第４のクロック信号２４になる。
【００３１】
図４のカウンタ回路４０とは対照的に、カウンタ回路８０の第１のラッチ回路３１は、この第１のラッチ回路３１がデジタル信号ＤＳのプレフィックス信号部分の立ち下がりエッジＴＥを検出した時、その出力信号２１’、２２’、２３’、２４’をフリーズするように構成される。さらに、カウンタ回路８０のカウンタ装置４１は、それがデジタル信号ＤＳのプレフィックス信号部分の立ち上がりエッジＬＥを検出した時にカウントを開始するように、また、それがデジタル信号ＤＳのプレフィックス信号部分の立ち下がりエッジＴＥを検出した時にカウントを停止するように構成される。
【００３２】
したがって、第２のラッチ回路８１およびカウンタ装置４１が立ち上がりエッジＬＥを検出するとすぐに、第２のラッチ回路８１の出力信号Ｌ１、Ｌ２およびしたがってマルチプレクサＭＸの２つのアドレス入力端ＡＤＲ１、ＡＤＲ２への信号は固定され、カウンタ装置４１はカウントを開始する。さらに、カウンタ装置４１およびサンプリング装置６０に対するクロック信号ＣＬＫが選定される。第１のラッチ回路３１およびカウンタ装置４１がデジタル信号のプレフィックス信号部分の立ち下がりエッジＴＥを検出しない場合、第１のラッチ回路３１の出力信号２１’、２２’、２３’、２４’は４つのクロック信号２１、２２、２３、２４になり、カウンタ装置４１はカウントを続行する。第１のラッチ回路３１およびカウンタ装置４１が立ち下がりエッジＴＥを検出する場合、第１のラッチ回路３１の出力信号２１’、２２’、２３’、２４’はフリーズされ、カウンタ装置４１はカウントを停止し、時間ΔＴ’は一定のままになる。
【００３３】
本実施例において、および図２に示したデジタル信号ＤＳに対しては、マルチプレクサＭＸの２つのアドレスＡＤＲ１、ＡＤＲ２の状態は、デジタル信号ＤＳの立ち上がりエッジＬＥの時点で“１１”であり、したがってカウンタ装置４１に対するクロック信号ＣＬＫは第３のクロック信号２３になる。
【００３４】
論理回路３３は、デジタル信号ＤＳの立ち上がりエッジＬＥが検出されてから経過した時間ΔＴ’を求めるように構成される。論理回路３３は、以下の式に従って時間ΔＴ’を求める。
ΔＴ’＝４＊ＣＮＴ＋ＣＯＲＲ３＋ＣＯＲＲ４
ここで、ＣＮＴはカウンタ装置４１の実際のカウントであり、ＣＯＲＲ３は図１０ａに従って決定され、ＣＯＲＲ４は図１０ｂに従って決定される。立ち下がりエッジＴＥが検出されない場合、ＣＯＲＲ３は４つのクロック信号２１、２２、２３、２４に依存し、ＣＯＲＲ４は、第２のラッチ回路８１がデジタル信号ＤＳの立ち上がりエッジＬＥを検出した時の第１および第２のクロック信号Ｌ１、Ｌ２の状態に依存する。図２に示した例では、ＣＯＲＲ４は“−１”に等しくなる。第１のラッチ回路３１がデジタル信号の立ち下がりエッジＴＥを検出する時、第１のラッチ回路３１の出力信号２１’、２２’、２３’、２４’はフリーズされ、立ち下がりエッジＴＥの時点の４つのクロック信号２１、２２、２３、２４になる。さらに、カウンタ装置４１は、立ち下がりエッジＴＥを検出して、カウントを停止する。本実施例では、ＣＯＲＲ３は、立ち下がりエッジＴＥが発生した後“＋1”に等しくなる。時間ΔＴ’を表す信号ＤＴは、論理回路３３の出力端３４に現れる。
【００３５】
本実施例において、デジタル信号ＤＳの主データ信号部分は、図９に示すサンプリング回路９０によってサンプリングされる。サンプリング回路９０は、分周器９１と、分周器９１の下流に接続されるサンプルホールド装置９２とを具えている。分周器９１は、サンプルホールド装置９２に対するクロックサンプリング信号ＣＬＫ’を発生するように構成され、このサンプルホールド装置９２は、デジタル信号ＤＳの主データ部分信号をサンプリングして、サンプリングされたデジタル信号ＳＤＳを発生する。
【００３６】
カウンタ装置４１にも供給されるクロック信号ＣＬＫに加えて、論理回路３３の出力信号ＤＴが、分周器９１に供給される。信号ＤＴは、デジタル信号ＤＳの立ち下がりエッジＴＥが発生した後の一定の時間ΔＴ’を表す。サンプリング装置９０はデジタル信号ＤＳの主データ部分をサンプリングするのに用いられるので、信号ＤＴは、デジタル信号ＤＳのプレフィックス部分の立ち上がりエッジＬＥと立ち下がりエッジＴＥとの間の時間差を表し、一定である。上述したように、センダは、継続時間が或るデータレートを表すパルスを送信することができる。この特定の例では、パルスの継続時間を、分周器９１のための除数として直に使うことができ、分周器９１は、クロック信号ＣＬＫを、サンプルホールド装置９２に適したクロックサンプリング信号ＣＬＫ’に分割するように周知の方法で構成される。しかしながら、原理上は、データレートを規定する他の方法も可能である。この場合、信号ＤＴは、他の適切な方法で計算される。
【００３７】
代替の実施例では、時間ΔＴ’を算出するために、第２のラッチ回路８１の出力信号Ｌ１、Ｌ２の代わりに、マルチプレクサＭＸの出力信号ＣＬＫを計算装置３３に供給する。
【００３８】
カウンタ回路３０、４０、８０は、４つのクロック信号２１、２２、２３、２４を発生するクロック発生器を具える。しかしながら、本発明による電気回路は、４つのクロック信号に限定されない。さらに、カウンタ回路３０、４０、８０はクロック発生器としてリング発振器１を具えているが、他のタイプのクロック発生器も可能である。図１１は、クロック信号２１、２２、２３、２４を発生するクロック発生器１１０の第２の実施例を示す。クロック発生器１１０は、カウンタ回路３０、４０、８０に用いることができる。
【００３９】
図１１のクロック発生器１１０は、水晶発振器とすることができる（しかしながら他の発振器も適用できる）発振器１１１と、１つの遅延要素１１２と、第１のインバータ１１３と、第２のインバータ１１４とを具える。発振器１１１は、本実施例では第１のクロック信号２１とするベースクロック信号を出力する。遅延要素１１２は、発振器１１１の下流に接続され、第１のクロック信号２１をＴ／４（９０°）の期間だけ遅延させて、第２のクロック信号２２を発生する。第１のインバータ１１３も、発振器１１１の下流に接続され、第１のクロック信号２１を反転させて、第３のクロック信号２３を発生する。第２のインバータ１１４は、遅延要素１１２の下流に接続され、第２のクロック信号２２を反転させて、第４のクロック信号２４を発生する。
【００４０】
クロック発生器１１０が動作するのに電力を必要とするのは明らかであるが、適切な供給電圧を供給する適切な電源は、簡潔さのために図示していない。
【００４１】
図１２は、４つでなく５つのクロック信号１２１、１２２、１２３、１２４、１２５を供給するクロック発生器１２０の例を示す。このように、カウンタ回路８０に用いる場合、マルチプレクサＭＸは５：１マルチプレクサと交換しなければならず、したがって時間ΔＴ’の算出は変更しなければならない。５つのクロック信号１２１、１２２、１２３、１２４、１２５の各々は同じ周波数を有し、これらの各々は先行して連続するクロック信号に対して７２°位相シフトされる。
【００４２】
クロック発生器１２０は、これも水晶発振器とすることができる（しかしながら他の発振器も適用できる）発振器ＯＳと、第１の遅延要素１２６と、第２の遅延要素１２７と、第３の遅延要素１２８と、第４の遅延要素１２９とを具える。発振器ＯＳは、クロック発生器１２０によって発生される第１のクロック信号１２１であるベースクロック信号を出力する。
【００４３】
４つの遅延要素１２６、１２７、１２８、１２９は、発振器ＯＳの下流に各々接続される。第１の遅延要素１２６は、第１のクロック信号１２１をＴ／５（７２°の位相シフトに等しい）の期間だけ遅延させて、第２のクロック信号１２２を発生する。第２の遅延要素１２７は、第１のクロック信号１２１を２Ｔ／５（１４４°）の期間だけ遅延させて、第３のクロック信号１２３を発生する。第３の遅延要素１２８は、第１のクロック信号１２１を３Ｔ／５（２１６°）の期間だけ遅延させて、第４のクロック信号１２４を発生する。第４の遅延要素１２９は、第１のクロック信号１２１を４Ｔ／５（２８８°）の期間だけ遅延させて、第５のクロック信号１２５を発生する。
【００４４】
クロック発生器１２０が動作するのに電力を必要とするのに明らかであるが、適切な供給電圧を供給する適切な電源は、簡潔さのために図示していない。
【００４５】
リング発振器１およびクロック発生器１１０、１２０は、各々、複数のクロック信号２１−２４、１２１−１２５を発生し、これらは、各々が同じサイクル持続時間Ｔを有し、各々が先行して連続するクロック信号に対して同じ位相シフトを有する。
【００４６】
図１３は、これも電気回路３０、４０、８０に用いることができる、リング発振器１３０の形態のクロック発生器の実施例を示す。しかしながら、リング発振器１３０は４つのクロック信号１３１、１３２、１３３、１３４を発生し、これらは、各々が同じサイクル持続時間を有するが、各々のクロック信号が先行して連続するクロック信号に対して同じ位相シフトを有するわけではない。
【００４７】
本実施例では、リング発振器１３０は、インバータ１３５と、第１の遅延要素１３６と、第２の遅延要素１３７と、第３の遅延要素１３８と、第４の遅延要素１３９とを具える。インバータ１３５の出力は第１の遅延要素１３６の入力端に接続され、第１の遅延要素１３６の出力は第２の遅延要素１３７の入力端に接続され、第２の遅延要素１３７の出力は第３の遅延要素１３８の入力端に接続され、第３の遅延要素１３８の出力は第４の遅延要素１３９の入力端に接続され、そして第４の遅延要素１３９の出力はインバータ１３５の入力端に接続されて、リング発振器１３を閉じている。各遅延要素１３６、１３７、１３８、１３９は、４つのクロック信号１３１、１３２、１３４、１３５の４５°の位相シフトに相当する一定の期間だけ入力信号を遅延させる。したがって、第１および第２のクロック信号１３１および１３２の間、第２および第３のクロック信号１３２および１３３の間、および第３および第４のクロック信号１３３および１３４の間に４５°の位相シフトが、ならびに、第４および（連続する）第１のクロック信号１３４および１３１の間に２５５°の位相シフトが現れる。クロック信号１３１−１３４の立ち上がりおよび立ち下がりエッジは、時間的に均等に分布しているのではないことは容易に理解できる。しかしながら、本発明は、クロック発生器のこのような実施例にも適用することができる。
【００４８】
リング発振器１３０は動作するのに電力を必要とするが、適切な供給電圧を供給する適切な電源は、簡潔さのために図示していない。しかしながら、リング発振器６０は、或る閾値電圧を超えると自発的に発振し始める。
【００４９】
なお、上述した例における全てのクロック信号は、５０％のデューティサイクルを有する、すなわち、クロック信号が“０”または“１”である期間が等しい点に留意すべきである。しかしながら、この措置は、本発明に必須の要件ではない。当業者であれば、本発明は、異なるデューティサイクルを有するクロック信号でも良好に機能することが容易に理解できるであろう。
【００５０】
なお、本発明は、単純なクロックから、時間を計測する必要がある高度な課題にわたる、全ての課題に適用できる点に留意すべきである。前述のように、本発明による電気回路の１つの効果は、比較的低い周波数のサンプリング装置のためのクロック信号を用いて、比較的高い精度を達成できることにある。したがって、周波数が低いため電力消費も比較的少なく、これは受信装置が限られた電源リソースに対処しなければならないとき、特に有利である。例として、スマートカードおよびＲＦＩＤデバイスを挙げることができる。特に（搭載電池のない）受動装置を使用する時、トランスポンダの無線帯域は電力消費の関数になる、すなわち、電力消費が少なくなるほどに無線帯域が高くなり、これは明らかにトランスポンダの基本的な特徴である。したがって、本発明は、受動のトランスポンダに特に有利である。
【００５１】
図４、５および８に示したカウンタ装置４１は３つのビットのみを有するが、本発明は、異なる数のビットを有するカウンタ装置にも関するものであることは、容易に理解できる。
【００５２】
本発明は、デジタル信号ＤＳの立ち上がりおよび立ち下がりエッジＬＥおよびＴＥの提示した組合せのみならず、信号の特徴の任意の組合せにも関するものであることもまた、容易に理解できる。１つの例は、最大の入力信号を検出することによって第１の瞬時を規定し、続く立ち上がりエッジを検出することによって第２の瞬時を規定することである。このように、本発明は、当然、デジタル入力信号に限定されず、アナログ信号にも適用できる。
【００５３】
クロック信号の状態をラッチ回路によってのみフリーズすることを示したが、当業者は、本発明の範囲から逸脱せずに、代替の措置を容易に想到することができる。クロック信号の状態をフリーズするための例として、任意のタイプのメモリおよびレジスタがある。さらに、示したラッチ機構のみが実施可能なものではないということは容易に理解できる。立ち上がりまたは立ち下がりエッジに、パルスに、または最大もしくは最小の入力信号について作用するラッチ機構も実施可能である。またさらに、ラッチ回路のクロック入力を切断するスイッチを用いることができる。この場合、特別な論理回路が、電気カウンタ回路が適当な時間計測機能を提供するようにスイッチを制御する。本願明細書にて示した教示は、このようなケースにも、本発明の範囲から逸脱せずに適用できる。
【００５４】
最後に、上述した実施例は、本発明を制限するものではなく説明するものであり、当業者は、添付の請求項に規定された本発明の範囲から逸脱することなく、幾多の他の実施例を設計することができることに留意すべきである。「具える」という用語およびその活用は、請求項または明細書全体にて述べた以外の要素またはステップの存在を除外するものではない。いくつかの手段を列挙する装置の請求項において、これらの手段のいくつかは、１つまたは同数のハードウェアによって実現することができる。特定の施策が相互に異なる従属請求項に記載されていても、それは、これらの施策の組合せを有利に用いることができないことを示すものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】クロック発生器の実施例を示す図である。
【図２】図１のクロック発生器により得られたクロック信号を示す図である。
【図３】本発明によるカウンタ回路の実施例を示す図である。
【図４】本発明によるカウンタ回路の実施例を示す図である。
【図５】本発明によるカウンタ回路の実施例を示す図である。
【図６】図５のカウンタ回路に関連するクロック信号を示す図である。
【図７】図５のカウンタ回路の機能を説明するテーブルを示す図である。
【図８】本発明によるカウンタ回路の更なる実施例を示す図である。
【図９】図８のカウンタ回路と連係して動作することができるサンプリング回路である。
【図１０】図８のカウンタ回路の機能を説明するテーブルを示す図である。
【図１１】クロック発生器の更なる実施例を示す図である。
【図１２】クロック発生器の更なる実施例を示す図である。
【図１３】クロック発生器の更なる実施例を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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