DE3440879A1 - Semiconductor circuit - Google Patents
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Abstract
Description
Halbleiterschaltung Semiconductor circuit
Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbleiterschaltung mit einer Oszillatorschaltung mit veränderbarer Frequenz, deren Schwingfrequenz von einem von außen angelegten Digitalsignal eingestellt werden kann.The invention relates to a semiconductor circuit having a Oscillator circuit with variable frequency, the oscillation frequency of a externally applied digital signal can be set.
In Fig. 1 ist eine herkömmliche Einrichtung zum Einstellen einer Schwingfrequenz über ein von außen angelegtes Digitalsignal gezeigt, die aus einem Digital/Analog-Umsetzer 2 (DAU) und einem spannungsgesteuerten Oszillator 4 (VCO) besteht. Ein digitales Eingangssignal 6 einer externen Schaltung wird vom DAU 2 in eine analoge Spannung umgesetzt. Die analoge Spannung stellt das Eingangssignal des VCO 4 dar, dessen Schwingfrequenz sich in übereinstimmung mit der analogen Spannung ändert; so erhält man ein Ausgangssignal 8 aus dem VCO 4.In Fig. 1 is a conventional device for adjusting an oscillation frequency via an externally applied digital signal from a digital / analog converter 2 (DAU) and a voltage controlled oscillator 4 (VCO). A digital one Input signal 6 from an external circuit is converted into an analog voltage by DAU 2 implemented. The analog voltage represents the input signal of the VCO 4, its Oscillation frequency changes in accordance with the analog voltage; so receives an output signal 8 from the VCO 4.
Eine solche Schaltung ist insofern nicht zufriedenstellend, als der Aufbau des DAU 2 und des VCO 4 kompliziert sind und die Wartung der Schaltung mühsam ist.Such a circuit is unsatisfactory in that the Structure of the DAU 2 and the VCO 4 are complicated and the maintenance of the circuit is troublesome is.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ejne integrierte Halbleiterschaltung zu schaffen, die einen einfachen Aufbau hat und bei der die Schwingfrequenz der Schaltung mit einem von außen gelieferten digitalen Eingangssignal geändert werden kann.The invention is based on the object of an integrated semiconductor circuit to create, which has a simple structure and in which the oscillation frequency of the Circuit can be changed with an externally supplied digital input signal can.
Dabei soll mit der Erfindung eine Halbleiterschaltung geschaffen werden, die eine Oszillatorschaltung mit einer Frequenzänderungseinrichtung zum Andern ihrer Schwingfrequenz besitzt, und die eine der Frequenzänderungseinrichtung zugeordnete Schaltvorrichtung hat, die in Abhängigkeit von einem äußeren Digitalsignal öffnet oder schließt.The invention is intended to create a semiconductor circuit, the one oscillator circuit having a frequency changing means for changing its Has oscillation frequency, and the one associated with the frequency changing device Has switching device that opens in response to an external digital signal or closes.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.The invention is described below using exemplary embodiments Referring to the drawings explained in more detail.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das die Anordnung einer herkömmlichen Schaltung zum Andern einer Schwingfrequenz durch ein digitales Eingangssignal zeigt.Fig. 1 is a block diagram showing the arrangement of a conventional Circuit for changing an oscillation frequency by a digital input signal shows.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, welches die Anordnung einer erfindungsgemäßen Halbleiterschaltung zeigt.Fig. 2 is a block diagram showing the arrangement of a Semiconductor circuit shows.
Fig. 3 ist ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Halbleiterschaltung.Fig. 3 is a circuit diagram of a first embodiment of the invention Semiconductor circuit.
Fig. 4 ist ein Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Halbleiterschaltung.Fig. 4 is a circuit diagram of a second embodiment of the invention Semiconductor circuit.
Die Fig. 2 ist ein Blockdiagramm und zeigt die Anordnung der erfindungsgemäßen Halbleiterschaltung; in die Halbleiterschaltung 10 wird ein digitales Eingangssignal 6 eingegeben, so daß sich die Schwingfrequenz eines Aus- gangssignales 8 in übereinstimmung mit dem digitalen Eingangssignal 6 ändert.Fig. 2 is a block diagram showing the arrangement of the present invention Semiconductor circuit; into the semiconductor circuit 10 is a digital input signal 6 entered so that the oscillation frequency of an output output signal 8 changes in accordance with the digital input signal 6.
Die Fig. 3 zeigt das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung. Mit 12 ist ein Transistor bezeichnet, mit 14 ein Transistor, mit 16 ein Lastwiderstand für den Transistor 12, mit 18 eine Diode zum Festlegen des Kollektorpotentials des Transistors 12, mit 22 ein Transistor, mit 24 eine Diode zum Festlegen des Kollektorpotentials des Transistors 14, mit 26 ein Lastwiderstand für den Transistor 14, mit 28 eine Stromquelle zum Verbinden der Basis des Transistors 12 mit Masse, mit 29 eine Stromquelle zum Verbinden der Basis des Transistors 14 mit Masse, mit 30 ein Kondensator zum Erzeugen einer Schwingung, mit 31 ein Stromversorgungsanschluß, sowie mit 32 bzw. mit 34 Konstantstromquellen zum Festlegen der Schwingfrequenz. Die aus den Bauelementen 12 bis 34 der Fig. 3 bestehende Schaltung ist als emittergekoppelte VCO-Schaltung bekannt. Mit 36 und 38 sind Schalter bezeichnet, die in Abhängigkeit von einem nicht gezeigten digitalen Eingangssignal (a) öffnen oder schließen, mit 40 und 42 Schalter, die in Abhängigkeit von einem nicht gezeigten digitalen Eingangssignal (b), das sich vom digitalen Eingangssignal (a) unterscheidet, öffnen oder schließen, mit 44 und 46 Konstantstromquellen, sowie mit 48 und 50 zwei weitere Konstantstromquellen, deren Stromstärken auf das doppelte der entsprechenden Stromstärken der Konstantstromquellen 44 und 46 eingestellt sind.Fig. 3 shows the first embodiment of the invention. With 12 denotes a transistor, 14 a transistor, 16 a load resistor for the transistor 12, with 18 a diode for setting the collector potential of the Transistor 12, with 22 a transistor, with 24 a diode for setting the collector potential of transistor 14, with 26 a load resistor for transistor 14, with 28 a Current source for connecting the base of transistor 12 to ground, with 29 a current source to connect the base of transistor 14 to ground, with 30 a capacitor for Generate an oscillation, with 31 a power supply connection, as well as with 32 resp. with 34 constant current sources for setting the oscillation frequency. The ones from the components 12 to 34 of Fig. 3 existing circuit is as an emitter-coupled VCO circuit known. With 36 and 38 switches are referred to, depending on one not shown digital input signal (a) open or close, with 40 and 42 switches, depending on a digital input signal (b), not shown, that differs from the digital input signal (a), open or close, with 44 and 46 constant current sources, as well as two further constant current sources with 48 and 50, their current strengths to double the corresponding current strengths of the constant current sources 44 and 46 are set.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der Schaltung erklärt.The following explains the operation of the circuit.
Wenn das digitale Eingangssignal (a) die Schalter 36 und 38 öffnet, und wenn das digitale Eingangssignal (b) die Schalter 40 und 42 öffnet, entspricht die Schaltung genau der oben beschriebenen emittergekoppelten VCO- Schaltung. Die Schwingfrequenz f der Schaltung ergibt sich zu f=I/4CVBE, wobei I die Stromstärke der Konstantstromquellen 32 und 34 bezeichnet, C die Kapazität des Kondensators 30 sowie VBE den Spannungsabfall zwischen Basis und Emitter des durchgeschalteten. Transistors.When the digital input signal (a) opens switches 36 and 38, and when the digital input signal (b) opens switches 40 and 42, corresponds to the circuit of exactly the emitter-coupled VCO described above Circuit. The oscillation frequency f of the circuit results from f = I / 4CVBE, where I is the current intensity of constant current sources 32 and 34, C denotes the capacitance of the capacitor 30 and VBE is the voltage drop between the base and emitter of the connected. Transistor.
Wie zuvor beschrieben haben die Konstantstromquellen 48 und 50 eine doppelt so große Stromstärke wie die Konstantstromquellen 44 und 46; bezeichnet man nun die Stromstärken der Konstantstromquellen 44 und 46 mit i, dann ergeben sich die entsprechenden Stromstärken der Kostantstromquellen 48 und 50 zu 2i.As previously described, the constant current sources 48 and 50 have one twice the current strength as the constant current sources 44 and 46; designated the current intensities of the constant current sources 44 and 46 with i, then result the corresponding current intensities of the constant current sources 48 and 50 become 2i.
Wenn das digitale Eingangssignal (a) die Schalter 36 und 38 schließt und das digitale Eingangssignal (b) die Schalter 40 und 42 öffnet, ergibt sich die entsprechende Gesamtstromstärke sowohl der Konstantstromquellen 32, 44 und 48 als auch der Konstantstromquellen 34, 46 und 50 zu I+i, wodurch sich die Schwingfrequenz f der Schaltung zu f = (I+i)/4CVBE ergibt.When the digital input signal (a) switches 36 and 38 closes and the digital input signal (b) opens switches 40 and 42, results in the corresponding total amperage of both the constant current sources 32, 44 and 48 as also the constant current sources 34, 46 and 50 to I + i, which increases the oscillation frequency f of the circuit results in f = (I + i) / 4CVBE.
Wenn das digitale Eingangssignal (a) die Schalter 36 und 38 öffnet und das digitale Eingangssignal (b) die Schalter 40 und 42 schließt, ergibt sich die entsprechende Gesamtstromstärke sowohl der Konstantstromquellen 32, 44 und 48 als auch der Konstantstromquellen 34, 46 und 50 zu I+2i, wodurch die Schwingfrequenz f der Schaltung zu f = (I+2i)/4CVBE wird.When the digital input signal (a) opens switches 36 and 38 and the digital input signal (b) closes switches 40 and 42, results the corresponding total amperage of both constant current sources 32, 44 and 48 as well as the constant current sources 34, 46 and 50 to I + 2i, whereby the oscillation frequency f of the circuit becomes f = (I + 2i) / 4CVBE.
Wenn das digitale Eingangssignal (a) die Schalter 36 und 38 und das digitale Eingangssignal (b) die Schalter 40 und 42 schließt, ergibt sich die entsprechende Gesamtstromstärke sowohl der Konstantstromquellen 32, 44 und 48 als auch der Konstantstromquellen 34, 46 und 50 zu I+3i, wodurch schließlich die Schwingfrequenz f der Schal- tung zu f = CI+3i)/4CVBE wird.When the digital input signal (a) switches 36 and 38 and the digital input signal (b) closes switches 40 and 42, the corresponding result is obtained Total current strength of both the constant current sources 32, 44 and 48 and the constant current sources 34, 46 and 50 to I + 3i, whereby finally the oscillation frequency f of the switching tion becomes f = CI + 3i) / 4CVBE.
Wie man aus obiger Beschreibung erkennt, ändert sich die Schwingfrequenz der Schaltung in Abhängigkeit davon, ob das digitale Eingangssignal (a) die Schalter 36 und 38 bzw. das digitale Eingangssignal (b) die Schalter 40 und 42 öffnet oder schließt. Auf diese Weise erhält man vier verschiedene Schwingfrequenzen, die den jeweiligen Werten eines 2 Bit breiten digitalen Eingangssignals entsprechen.As can be seen from the above description, the oscillation frequency changes the circuit depending on whether the digital input signal (a) the switch 36 and 38 or the digital input signal (b) the switches 40 and 42 opens or closes. In this way, four different oscillation frequencies are obtained that correspond to the correspond to the respective values of a 2-bit digital input signal.
Die Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Während im ersten Ausführungsbeispiel die Schwingfrequenz durch Andern eines Stromes verändert wird, wird hingegen im zweiten Ausführungsbeispiel die Schwingfrequenz durch Andern einer Kapazität verändert.4 shows a second embodiment of the invention. While in the first embodiment, the oscillation frequency is changed by changing a current is, however, in the second embodiment, the oscillation frequency is changed a capacity changed.
In dem in Fig. 4 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel wurden für Schaltungsteile, die dieselbe Funktion wie die im ersten Ausführungsbeispiel haben, dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 3 verwendet.In the second embodiment shown in FIG for circuit parts that have the same function as that in the first embodiment have used the same reference numerals as in FIG. 3.
In diesem Schaltplan ist die aus den Teilen 12 bis 34 bestehende Schaltung wiederum als ein emittergekoppelter VCO bekannt.In this circuit diagram is the circuit consisting of parts 12 to 34 again known as an emitter-coupled VCO.
Mit 52 ist ein Kondensator bezeichnet, mit 54 ein Kondensator, der die doppelte Kapazität des Kondensators 52 hat, mit 56 ein Schalter, der in Abhängigkeit von einem nicht gezeigten digitalen Eingangssignal (a) öffnet oder schließt, sowie mit 58 ein Schalter, der in Abhängigkeit von einem nicht gezeigten digitalen Eingangssignal (b) öffnet oder schließt.At 52 a capacitor is designated, at 54 a capacitor, the has twice the capacity of the capacitor 52, with 56 a switch that is dependent on from a digital input signal (a), not shown, opens or closes, as well as at 58 a switch which is dependent on a digital input signal (not shown) (b) opens or closes.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der Schaltung beschrie- ben.The operation of the circuit is described below. ben.
Wenn der Schalter 56 vom digitalen Eingangssignal (a) und der Schalter 58 vom digitalen Eingangssignal (b) geschlossen wird, entspricht die Schaltung genau der oben erwähnten emittergekoppelten VC0-Schaltung, wobei sich die Schwingfrequenz f zu f = I /4CVBE ergibt; dabei ist mit I die Stromstärke der Konstantstromquellen 32 bzw. 34 bezeichnet, mit C die Kapazität des Kondensators 30 sowie mit VBE der Spannungsabfall zwischen Basis und Emitter des durchgeschalteten Transistors.When the switch 56 from the digital input signal (a) and the switch 58 is closed by the digital input signal (b), the circuit corresponds exactly of the emitter-coupled VC0 circuit mentioned above, with the oscillation frequency f gives f = I / 4CVBE; where I is the current strength of the constant current sources 32 and 34, respectively, with C the capacitance of the capacitor 30 and with VBE the Voltage drop between the base and emitter of the switched transistor.
Im folgenden wird angenommen, daß die Kapazität des Kondensators 52 den Wert C1 und daß die Kapazität des Kondensators 54 den Wert 2C1 hat.In the following it is assumed that the capacitance of the capacitor 52 the value C1 and that the capacitance of the capacitor 54 has the value 2C1.
Wenn das digitale Eingangssignal (a) den Schalter 56 öffnet und wenn das digitale Eingangssignal (b) den Schalter 58 schließt, ergibt sich die Schwingfrequenz der Schaltung zu f=I/4VBE (1 + 1 ), da die Kondensatoren 30 BE und 52 in Serie miteinander verbunden sind.When the digital input signal (a) opens switch 56 and when the digital input signal (b) closes the switch 58, the oscillation frequency results the circuit to f = I / 4VBE (1 + 1), since the capacitors 30 BE and 52 in series with one another are connected.
Wenn das digitale Eingangssignal (a) den Schalter 56 schließt und wenn das digitale Eingangssignal (b) den Schalter 58 öffnet, ergibt sich die Schwingfrequenz der Schaltung zu f = I/4V E (1 + 1), da jetzt der Kondensator BE 2C1 30 und der Kondensator 54 in Serie verbunden sind.When the digital input signal (a) closes switch 56 and when the digital input signal (b) opens switch 58, the oscillation frequency results the circuit to f = I / 4V E (1 + 1), since now the capacitor BE 2C1 30 and the Capacitor 54 are connected in series.
Wenn das digitale Eingangssignal (a) den Schalter 56 und das digitale Eingangssignal (b) den Schalter 58 öffnet, ergibt sich die Schwingfrequenz der Schaltung zu f = I/4VBE(1 + 1 + 1 ) = I/4VBE (1 + 3 ), da jetzt die C c1 2C1 2c1 Kondensatoren 30, 52 und 54 in Serie miteinander verbunden sind.When the digital input signal (a) the switch 56 and the digital Input signal (b) the switch 58 opens, the oscillation frequency of the circuit results to f = I / 4VBE (1 + 1 + 1) = I / 4VBE (1 + 3), since now the C c1 2C1 2c1 capacitors 30, 52 and 54 connected in series are.
Man erkennt, daß sich die Schwingfrequenz der Schaltung in Abhängigkeit davon ändert, ob die digitalen Eingangssignale (a) und (b) die Schalter 56 bzw. 58 öffnen oder schließen. Auf diese Weise erhält man vier verschiedene Schwingfrequenzen, die den jeweiligen Werten eines 2 Bit breiten digitalen Eingangssignales entsprechen.It can be seen that the oscillation frequency of the circuit as a function it changes whether the digital input signals (a) and (b) switch 56 or 58 open or close. In this way one obtains four different oscillation frequencies, which correspond to the respective values of a 2-bit digital input signal.
Bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde ein 2 Bit breites Digitalsignal als Eingangssignal verwendet; jedoch ist es möglich, ein n Bit breites digitales Eingangssignal zu verwenden, indem man n (n22) Schalter verwendet und so für jeden Wert eines n Bit breiten digitalen Eingangssignales eine andere Schwingfrequenz erhält.In the first and the second embodiment of the invention a 2-bit digital signal is used as an input signal; however it is possible to use an n bit wide digital input signal by using n (n22) switches and so for each value of an n-bit wide digital input signal one receives another oscillation frequency.
Des weiteren bleibt festzuhalten, daß die Schalter 36, 38, 40 und 42 des ersten Ausführungsbeispiels bzw. die Schalter 56 und 58 des zweiten Ausführungsbeispiels zum Verständnis der Schaltung als gewöhnliche Schalter dargestellt wurden; jedoch können dies elektronische Schalter, aus elektronischen Schaltungen bestehende Schalter oder dergleichen sein.It should also be noted that the switches 36, 38, 40 and 42 of the first exemplary embodiment and switches 56 and 58 of the second exemplary embodiment shown as ordinary switches to understand the circuit; However this can be electronic switches, switches consisting of electronic circuits or the like.
Wie zuvor genau beschrieben wurde, benötigt man nach dem Stand der Technik für eine Schaltung, bei der man die Schwingfrequenz mit einem von außen angelegtendigitalen Eingangssignal einstellen kann, zwei wesentliche TeileS nämlich einen Digital/Analog-Umsetzer und eine VC0-Schaltung. Mit Hilfe der Erfindung ist es jedoch möglich, eine Schaltung mit derselben Funktion mit einer einzigen integrierten Halbleiterschaltung herzustellen, die einfach im Aufbau ist und Vorteile bei der Wartung der Schaltung bringt.As described in detail above, according to the state of the Technology for a circuit in which you can control the oscillation frequency from the outside applied digital input signal, namely two essential parts S a digital / analog converter and a VC0 circuit. With the help of the invention is however, it is possible to have a circuit with the same function with a single integrated Manufacture semiconductor circuit that is simple in structure and has advantages in maintenance the circuit brings.
Offenbart ist eine Halbleiterschaltung mit einer Oszillatorschaltung, deren Schwingfrequenz von einem äußeren digitalen Eingangssignal eingestellt wird. Die Oszillatorschaltung besitzt einen frequenzverändernden Schaltungsteil, der in Abhängigkeit von dem digitalen Eingangssignal hinzu- oder abgeschaltet wird. Das frequenzverändernde Schaltungsteil kann eine Konstantstromquelle oder ein Kondensator sein. Das nBit breite Digitalsignal kann für jeden Wert des n Bit breiten digitalen Eingangssignales eine andere Schwingfrequenz erzeugen.Disclosed is a semiconductor circuit with an oscillator circuit, whose oscillation frequency is set by an external digital input signal. The oscillator circuit has a frequency-changing circuit part, which is shown in Is switched on or off depending on the digital input signal. That The frequency-changing part of the circuit can be a constant current source or a capacitor be. The n-bit wide digital signal can be digital for each value of the n-bit wide Input signal generate a different oscillation frequency.
Claims (3)
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