Hodinový signál

Hodinový signál alebo hodinový impulz (slangovo hodiny, angl. clock, skr. CLK) je (obvykle digitálny) elektrický signál, ktorého zmena spôsobuje zmenu stavu sekvenčného digitálneho elektronického obvodu.

U zložitejších sekvenčných obvodov (napr. mikroprocesor) určuje frekvencia hodinového signálu pracovnú frekvenciu obvodu a nazýva sa aj taktovacia frekvencia.

Zvláštnym prípadom hodinového signálu je synchronizácia prenosu údajov po sériových zberniciach, kde sa hodinový signál vo vysielači kvôli úspore materiálu vedenia v procese kódovania často zlučuje s dátami, a v prijímači je potrebné ho počas dekódovania rekonštruovať. Kód, ktorý takéto zlúčenie hodinového signálu s dátami umožňuje, sa anglicky nazýva self-clocking (dosl. preklad „samotaktovací“), napr. Manchester, biphase, MFM a pod.

Podobná situácia je u mnohých pamäťových médií, napr. magnetická páska, pevný disk, optické médiá ako CD a DVD, kde je spolu s dátami zaznamenávaný aj hodinový signál a tiež je potrebné ho pri snímaní rekonštruovať.

Vlastnosti

• strieda (obvykle sa požaduje 1:1)
• amplitúda
• strmosť hrán
• počet fáz (dnes obvykle len 1, u starších procesorov niekoľko prekrývajúcich sa – pozri napr. Intel 8080)
• stabilita (vyjadrená obvykle v ppm)
  • dlhodobá
  • teplotná
  • u hodín generovaných fázovým závesom (PLL) tzv. jitter (chvenie) – zmena frekvencie okolo strednej hodnoty vyplývajúca z princípu PLL

Generácia

• oscilátor (RC, LC, kruhový)
• stabilizácia kryštálom, keramickým rezonátorom, fázovým zavesením na nejaký dostupný frekvenčný normál
• zmena frekvencie
  • delič
  • PLL
• tvarovanie výstupu

Distribúcia

• pri rozsiahlejších obvodoch je problémom sklz (angl. skew) medzi zdrojom hodinového signálu a vzdialenejším koncovým bodom; je potrebné hodinový signál rekonštruovať
• pre odolnosť voči rušeniu sa vo veľmi rýchlych obvodoch niekedy distribuuje hodinový signál ako diferenciálny signál