JP2004221632A - Oscillation circuit - Google Patents

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JP2004221632A
JP2004221632A JP2003003008A JP2003003008A JP2004221632A JP 2004221632 A JP2004221632 A JP 2004221632A JP 2003003008 A JP2003003008 A JP 2003003008A JP 2003003008 A JP2003003008 A JP 2003003008A JP 2004221632 A JP2004221632 A JP 2004221632A
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oscillation
voltage
circuit
oscillation circuit
power
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Takakimi Fukushima
崇仁 福島
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Kawasaki Microelectronics Inc
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Kawasaki Microelectronics Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an oscillation circuit capable of decreasing an oscillation start time not only at application of power but also even just after release of oscillation stop, and suppressing an unnecessarily consumed current. <P>SOLUTION: The oscillation circuit includes: an oscillation circuit body having an oscillation stop function; and a voltage application circuit for applying an intermediate voltage between a power level and a ground level to at least one part of internal nodes of the oscillation circuit body for a period of the oscillation stop of the oscillation circuit body by the oscillation stop function and applying no intermediate voltage thereto for a period when the oscillation stop is released. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発振停止機能を持つ発振回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、水晶振動子などの圧電素子を用いた発振回路は、基準クロックの発生回路として通信機器や映像機器などの分野で広く利用されている。近年の通信速度の高速化や映像の高品質化の流れに従って、通信や映像などのシステムにおいても大容量データの高速処理が求められるようになってきており、発振回路の発振周波数も次第に高速化される傾向にある。
【0003】
周波数精度の非常によい水晶振動子を用いた発振回路では、通常基本波振動モードが使用される。しかし、基本波振動モードでは、水晶振動子の加工技術の問題から現状では50MHz程度の発振周波数までが限界である。また、50MHzの発振周波数は実現可能であるが非常に高価である。このため、より高い周波数の水晶発振回路を構成するための手法として、第n次高調波(n=3,5,7,…)の発振を行わせる倍音振動モードがある。
【0004】
この倍音振動モードは、物理的な振動を電気信号に変換する水晶振動子の特徴を生かして、基本波以外にも第n次高調波の周波数成分も振動子を通過するという特性を利用したものである。各振動モードの通過ゲインは基本波が最も高く、第3次、第5次、第7次、… と高次の高調波になるにつれて次第に低くなる。また、倍音振動モードで発振させるためには、発振回路内で周波数の選択を行う必要がある。
【0005】
図3は、従来の発振回路の一例の構成概略図である。同図に示す発振回路50は、第3次高調波の発振回路であり、発振アンプ(NAND回路)16と、波形整形バッファ18と、帰還抵抗(1MΩ)20と、制限抵抗(100Ω)22と、水晶振動子24と、周波数調整容量(10pF)26と、DCカット容量(0.1μF)28と、フィルタ容量(10pF)30と、フィルタインダクタ(2μH)32とを備えている。
【0006】
ここで、発振アンプ16の一方の入力には発振停止制御信号ENが入力され、発振アンプ16の出力XOは、波形整形バッファ18を介して信号OUTとして出力されている。また、帰還抵抗20は発振アンプ16の他方の入力XIと出力XOとの間に接続されている。制限抵抗22の一方の端子は発振アンプ16の出力XOに接続され、水晶振動子24は発振アンプ16の他方の入力XIと制限抵抗22の他方の端子との間に接続されている。周波数調整容量26は制限抵抗22の他方の端子とグランドとの間に接続され、DCカット容量28の一方の端子は発振アンプ16の他方の入力XIに接続されている。
【0007】
また、フィルタ容量30およびフィルタインダクタ32は、DCカット容量28の他方の端子とグランドとの間に並列に接続されている。フィルタ容量30およびフィルタインダクタ32は、水晶振動子24の基本波を遮断するハイパスフィルタ48の役割を果たす。なお、上記帰還抵抗20、制限抵抗22、周波数調整容量26、DCカット容量28、フィルタ容量30、フィルタインダクタ32の値は一例であり、水晶振動子24の基本波および第3次高調波の発振周波数に応じて適宜設定する必要がある。
【0008】
発振回路50において、水晶振動子24は所定周波数の正弦波を出力する。電源オンでなおかつ発振停止制御信号ENがハイレベルの場合、基本波はフィルタ容量30およびフィルタインダクタ32の作用によって遮断され、第3次高調波が、帰還抵抗20、制限抵抗22、周波数調整容量26、DCカット容量28、発振アンプ16の作用によって所定の振幅に増幅される。そして、波形整形バッファ18によって方形波に波形整形され、信号OUTとして出力される。
【0009】
電源オンでなおかつ発振停止制御信号ENがローレベルの場合、発振アンプ16であるNAND回路の出力はハイレベルとなり、波形整形バッファ18の出力OUTもハイレベルになる。この時、周波数調整容量26は制限抵抗22を介して、また、DCカット容量28は帰還抵抗20を介してそれぞれ電源電圧VDDまでチャージアップされる。また、電源オフの場合、周波数調整容量26およびDCカット容量28はディスチャージされる。
【0010】
発振回路50では、図4(a)のタイミングチャートに示すように、電源オフの状態から電源オンの状態に遷移する時に、もしくは図4(b)のタイミングチャートに示すように、発振停止制御信号ENの制御によって発振停止の状態から発振開始の状態に遷移する時に、DCカット容量28のチャージアップまたはディスチャージに時間がかかるため、発振起動時間が大きくなる。すなわち、電源の立ち上げ時および発振停止解除直後に、発振アンプ16の他方の入力XIの電圧レベルがVDD/2となるまでの期間、不発振状態になる。
【0011】
この期間の不発振状態が、発振回路の出力を基準クロックとして用いるシステムにおいて重大なエラー、例えば通信機器などにおける転送エラー等の原因になる場合があるという問題があった。
【0012】
このような問題に対し、特許文献1の図1には、起動特性を向上させるために、急速充電回路を付加した水晶発振回路が開示されている。しかし、特許文献1の図1に開示の水晶発振回路は、発振停止機能を持つものではないため、電源の立ち上げ時については考慮されているが、この技術を発振停止機能を持つ発振回路に適用しても、発振停止解除直後の発振起動時間を改善することはできないという問題があった。
【0013】
また、同じく特許文献1の図2には、発振アンプとして高ゲイン、低出力インピーダンスの演算増幅器を用い、その非反転入力端子にバイアス回路を設けて、その動作点を任意に設定しうる水晶発振回路が開示されている。しかし、図2の回路では常時、バイアス回路が接続されているため常時、不要な消費電流が流れるという問題があり、また図1の回路と同様に、発振停止機能を持つものではないため、発振停止解除直後の発振起動時間を改善できないという問題があった。
【0014】
【特許文献1】
特開昭57−24106号公報
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、電源の立ち上げ時だけでなく、発振停止解除直後においても、発振起動時間を短縮することができ、また不要な消費電流を抑制できる発振回路を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、発振停止機能を持つ発振回路本体と、電源とグランドとの間の中間電圧を発生して前記発振回路本体に供給する電圧供給回路とを備え、
前記電圧供給回路は、前記発振停止機能による発振回路本体の発振停止の期間に、前記中間電圧を前記発振回路本体の内部ノードのうちの少なくとも1箇所に供給し、発振停止が解除されている期間は前記中間電圧を供給しないことを特徴とする発振回路を提供するものである。
【0017】
ここで、前記電圧供給回路は、電源電圧の検知回路を備え、電源オフから電源オンに遷移する時に前記電源電圧が所定の電圧に到達するまでの期間、前記中間電圧を供給し、前記電源電圧が所定の電圧に到達した後は、前記中間電圧を供給しないのが好ましい。
【0018】
あるいは、前記電圧供給回路は、時間検知回路を備え、電源オフから電源オンに遷移する時に所定の一定期間、前記中間電圧を供給し、前記所定の一定期間経過後は、前記中間電圧を供給しないのが好ましい。
【0019】
また、前記電圧供給回路によって供給される中間電圧は、前記電源とグランドとの間のほぼ中央の電圧であるのが好ましい。
【0020】
また、前記発振回路本体は、発振アンプと、帰還抵抗および制限抵抗と、振動子と、周波数調整容量およびDCカット容量とを備え、
前記発振アンプの一方の入力には発振停止制御信号が入力され、前記帰還抵抗は前記発振アンプの他方の入力と出力との間に接続され、前記制限抵抗の一方の端子は前記発振アンプの出力に接続され、前記振動子は、前記制限抵抗の他方の端子と前記発振アンプの他方の入力との間に接続され、前記周波数調整容量は、前記制限抵抗の他方の端子とグランドとの間に接続され、前記DCカット容量は、前記発振アンプの他方の入力とグランドとの間に接続されているのが好ましい。
【0021】
また、前記発振回路本体は、さらにハイパスフィルタを備え、当該ハイパスフィルタは前記DCカット容量とグランドとの間に接続されているのが好ましい。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の発振回路を詳細に説明する。
【0023】
図1は、本発明の発振回路の一実施形態の構成概略図である。
同図に示す発振回路10は、発振停止機能を持つ発振回路本体12と、電圧供給回路14とを備えている。すなわち、本実施形態の発振回路10は、図3に示す従来の発振回路50と比べて、さらに電圧供給回路14を備えている。したがって、発振回路本体12については、図3に示す従来の発振回路50の各構成要素と同一の符号を付してその説明を省略する。
【0024】
すなわち、発振回路本体12は、第3次高調波の発振回路であり、発振アンプ(NAND回路)16と、波形整形バッファ18と、帰還抵抗20と、制限抵抗22と、水晶振動子24と、周波数調整容量26と、DCカット容量28と、フィルタ容量30と、フィルタインダクタ32とを備えている。また、フィルタ容量30およびフィルタインダクタ32は、水晶振動子24の基本波を遮断するハイパスフィルタ48の役割を果たす。
【0025】
電圧供給回路14は、電源オフから電源オンに遷移する時に、および発振停止機能による発振回路本体12の発振停止の期間に、電源とグランドとの間の中間電圧を発振アンプ16の他方の入力XIに供給する。電圧供給回路14は、P型MOSトランジスタ(以下、PMOSという)34と、N型MOSトランジスタ(以下、NMOSという)36と、抵抗素子38,40と、インバータ42と、AND回路44と、P.O.C(パワーオンクリア)回路46とを備えている。
【0026】
ここで、AND回路44には、発振の開始および停止を指示する発振停止制御信号EN、およびP.O.C回路46の出力が入力され、AND回路44の出力は、発振アンプ16の一方の入力、PMOS34のゲートおよびインバータ42に入力されている。また、PMOS34、抵抗素子38,40およびNMOS36は電源とグランドとの間に直列に接続され、NMOS36のゲートにはインバータ42の出力が入力されている。また、抵抗素子38,40の接続点のノードが発振アンプ16の他方の入力XIに接続されている。
【0027】
以下、電源の立ち上げ時の動作を説明する。なお、発振停止制御信号ENは、電源の立ち上がりに従ってハイレベルになるものとする。
【0028】
P.O.C回路46は電源電圧VDDを常にモニターしており、図2(a)のタイミングチャートに示すように、電源オフの時、すなわちVDD=0Vの場合のP.O.C回路46の出力はローレベル(グランドレベル)である。電源の立ち上げ時に、電源電圧VDDが所定の電圧、例えばVDD(最大値)×0.8の電圧レベルに到達した時点でP.O.C回路46の出力はハイレベル(VDD(最大値)×0.8の電圧レベル)に変化する。
【0029】
従って、AND回路44の出力は、電源の立ち上げ時に電源電圧がVDD(最大値)×0.8の電圧レベルに到達するまでの期間にローレベルとなり、PMOS34およびNMOS36が同時にオン状態となる。
【0030】
PMOS34およびNMOS36が両方ともオン状態になると、抵抗素子38,40の間の接続点の電圧レベルは、これらの抵抗素子38,40の抵抗分圧比によって決定される電圧レベルになる。例えば、抵抗素子38,40の抵抗値が等しい場合、抵抗素子38,40の間の接続点の電圧レベルは、電源とグランドとの間のほぼ中央の電圧レベルVDD/2となり、このVDD/2の電圧レベルが発振アンプ16の他方の入力XIに与えられる。
【0031】
その後、P.O.C回路46の出力がハイレベルになると、AND回路44の出力もハイレベルとなり、PMOS34およびNMOS36が共にオフ状態となる。これにより、発振アンプ16の一方の入力はハイレベルとなり、電圧供給回路14から発振アンプ16の他方の入力XIへのVDD/2の電圧レベルの供給は停止されるが、入力XIは、電圧供給回路14により供給されたVDD/2の電圧レベルに維持された状態で発振動作が開始される。
【0032】
従って、図2(a)のタイミングチャートに示すように、発振アンプ16の他方の入力XIがVDD/2近傍の電圧レベルから発振動作が開始されるので、DCカット容量28をチャージアップするための時間を短縮することができ、発振起動時間を短縮することができる。これに対し、図3に示す従来の発振回路50では、図4(a)のタイミングチャートに示すように、DCカット容量28をチャージアップする時間が長く、発振起動時間も長くなる。
【0033】
次に、発振停止解除時の動作を説明する。なお、電源オンの状態であり、P.O.C回路46の出力は常にハイレベルであるものとする。
【0034】
発振停止制御信号ENは、図2(b)のタイミングチャートに示すように、発振回路本体12の発振を停止させる場合にローレベルとされ、発振を開始させる場合にハイレベルとされる。従って、AND回路44の出力は、発振停止機能による発振回路本体12の発振停止の期間にローレベルとなり、PMOS34およびNMOS36が同時にオン状態となる。これにより、本実施形態では、例えばVDD/2の電圧レベルが発振アンプ16の他方の入力XIに与えられる。
【0035】
その後、発振停止制御信号ENがハイレベルになると、AND回路44の出力もハイレベルとなり、PMOS34およびNMOS36が共にオフ状態となる。これにより、発振アンプ16の一方の入力はハイレベルとなり、他方の入力XIへのVDD/2の電圧レベルの供給は停止されるが、入力XIは、図2(b)のタイミングチャートに示すように、供給されたVDD/2の電圧レベルに維持された状態で発振動作が開始される。
【0036】
このため、図2(b)のタイミングチャートに示すように、DCカット容量28をディスチャージする時間をなくすことができ、発振起動時間を短縮することができる。これに対し、図3に示す従来の発振回路50では、図4(b)のタイミングチャートに示すように、DCカット容量28をディスチャージする時間が長く、発振起動時間も長くなる。
【0037】
ここで、発振起動時間増大の原因は、上記の通り、電源の立ち上げ時、および発振停止解除直後において、DCカット容量28のチャージアップまたはディスチャージに時間がかかるためである。電源の立ち上げ時には、電源から発振アンプ16および帰還抵抗20を介してDCカット容量28がチャージアップされる。また、発振停止解除直後は、DCカット容量28から帰還抵抗20および発振アンプ16を介してグランドにディスチャージされる。
【0038】
このため、比較的値の大きい帰還抵抗20の抵抗値RとDCカット容量28の容量値CによるRCの時定数によって発振起動時間が左右される。従って、帰還抵抗20の抵抗値RまたはDCカット容量28の容量値Cの値を小さくすれば、チャージアップ時間またはディスチャージ時間が短縮され、発振起動時間も短縮される。
【0039】
しかし、回路定数を単純に小さくすることは他の発振特性を悪化させることになる。例えば、帰還抵抗20の抵抗値Rを小さくすると、発振起動不良や安定性不良、消費電流の増大などの悪影響が生じる場合がある。また、DCカット容量28の容量値Cを小さくすると、基本波を遮断するためのハイパスフィルタ48の効果が減少して異常発振(本実施形態の場合、基本波発振)となる場合があり、発振余裕度を低下させることになる。
【0040】
これに対し、本発明の発振回路10では、電源オフから電源オンに遷移する時に電源電圧が所定の電圧に到達するまでの期間、および発振停止機能による発振回路本体12の発振停止の期間に、発振アンプ16の他方の入力XIにVDD/2の電圧レベルを与えておくことによって、電源の立ち上げ直後、および発振停止解除直後に、DCカット容量28をチャージアップおよびディスチャージする時間が短縮される。
【0041】
これにより、基本波を遮断するハイパスフィルタ48の特性を損ねることなく、また、発振起動安定性や余裕度を低下させることなく、XIの電圧追従性を高速化することができる。その結果、発振起動時間を大幅に短縮することが可能となる。
【0042】
なお、上記実施形態では、電圧供給回路14が、電源オフから電源オンに遷移する時に電源電圧が所定の電圧に到達するまでの期間、ローレベルを出力し、電源電圧が所定の電圧に到達した時点でハイレベルを出力するP.O.C回路(電源電圧の検知回路)46を備える例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、例えばカウンタ等により、電源オフから電源オンに遷移する時に所定の一定期間を計測して、この所定の一定期間、電圧供給回路14が中間電圧を供給する時間検知回路を備えるようにしてもよい。
【0043】
また、発振アンプ16はNAND回路に限定されるわけではなく、発振停止制御信号ENや、電源電圧の検知回路、時間検知回路の出力の極性に応じて、他の多入力CMOS論理ゲートを使用することもできる。また、本発明は、第3次高調波の発振回路に限定されず、基本波および第n次高調波(n=3,5,7,…)の発振回路全てに適用可能である。また、振動子も水晶振動子に限定されず、圧電セラミック振動子等の従来公知の圧電素子がいずれも利用可能である。
【0044】
また、電圧供給回路14の具体的な回路構成も何ら限定されず、電源とグランドとの間の中間電圧を発生して、発振回路本体12の内部ノードのうちの少なくとも1箇所に供給することができればよい。また、電源の立ち上げ時に、P.O.C回路46の出力がローレベルからハイレベルに変化するタイミングはVDD(最大値)×0.8の電圧レベルに限定されず、必要に応じて適宜設定すればよい。
【0045】
本発明の発振回路は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明の発振回路について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【0046】
【発明の効果】
以上詳細に説明した様に、本発明の発振回路は、発振停止機能を持つ発振回路本体と、発振停止機能による発振回路本体の発振停止の期間に、電源とグランドとの間の中間電圧を発振回路本体の内部ノードのうちの少なくとも1箇所に供給し、発振停止が解除されている期間は中間電圧を供給しない電圧供給回路とを備えるものである。
これにより、本発明の発振回路によれば、発振起動安定性や余裕度を低下させることなく、発振停止解除後の発振起動時間を短縮することができる。
また、電源電圧の検知回路や時間検知回路を備えることによって、電源の立ち上げ時の発振起動時間も短縮することができる。また、発振回路本体の回路変更が不要であるため、例えば時定数の非常に大きなオーバートーン用フィルタなどを付加するなど、設計の自由度が高く、より高品質、高周波の発振回路を実現できるというメリットがある。
更に、発振起動後には、電圧供給回路には電流が流れないため、不要な消費電力を抑制することができるというメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の発振回路の一実施形態の構成概略図である。
【図2】(a)および(b)は、それぞれ図1に示す発振回路の電源立ち上げ時および発振停止解除時の動作を表す一実施形態のタイミングチャートである。
【図3】従来の発振回路の一例の構成概略図である。
【図4】(a)および(b)は、それぞれ図3に示す発振回路の電源立ち上げ時および発振停止解除時の動作を表す一例のタイミングチャートである。
【符号の説明】
10,50 発振回路
12 発振回路本体
14 電圧供給回路
16 発振アンプ
18 波形整形バッファ
20 帰還抵抗
22 制限抵抗
24 水晶振動子
26 周波数調整容量
28 DCカット容量
30 フィルタ容量
32 フィルタインダクタ
34 P型MOSトランジスタ
36 N型MOSトランジスタ
38,40 抵抗素子
42 インバータ
44 AND回路
46 P.O.C回路
48 ハイパスフィルタ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an oscillation circuit having an oscillation stop function.
[0002]
[Prior art]
For example, an oscillation circuit using a piezoelectric element such as a quartz oscillator is widely used as a reference clock generation circuit in the fields of communication equipment and video equipment. With the recent trend toward higher communication speeds and higher video quality, high-speed processing of large amounts of data has been demanded even in systems such as communication and video, and the oscillation frequency of the oscillator circuit has been gradually increasing. Tend to be.
[0003]
In an oscillation circuit using a crystal oscillator having very good frequency accuracy, a fundamental wave oscillation mode is usually used. However, in the fundamental wave vibration mode, at present, the oscillation frequency is limited to about 50 MHz due to the problem of the processing technology of the crystal resonator. Also, an oscillation frequency of 50 MHz is feasible but very expensive. For this reason, as a method for configuring a higher-frequency crystal oscillation circuit, there is a harmonic vibration mode in which the n-th harmonic (n = 3, 5, 7,...) Is oscillated.
[0004]
This overtone vibration mode utilizes the characteristic of the crystal resonator that converts physical vibration into an electric signal, and utilizes the characteristic that, in addition to the fundamental wave, the frequency component of the nth harmonic passes through the resonator. It is. The passing gain of each vibration mode is the highest for the fundamental wave, and gradually decreases as the harmonic becomes the third, fifth, seventh,... Further, in order to oscillate in the overtone vibration mode, it is necessary to select a frequency in the oscillation circuit.
[0005]
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an example of a conventional oscillation circuit. An oscillation circuit 50 shown in FIG. 1 is a third harmonic oscillation circuit, and includes an oscillation amplifier (NAND circuit) 16, a waveform shaping buffer 18, a feedback resistor (1MΩ) 20, a limiting resistor (100Ω) 22, , A crystal oscillator 24, a frequency adjustment capacitor (10 pF) 26, a DC cut capacitor (0.1 μF) 28, a filter capacitor (10 pF) 30, and a filter inductor (2 μH) 32.
[0006]
Here, an oscillation stop control signal EN is input to one input of the oscillation amplifier 16, and an output XO of the oscillation amplifier 16 is output as a signal OUT via a waveform shaping buffer 18. The feedback resistor 20 is connected between the other input XI of the oscillation amplifier 16 and the output XO. One terminal of the limiting resistor 22 is connected to the output XO of the oscillation amplifier 16, and the crystal oscillator 24 is connected between the other input XI of the oscillation amplifier 16 and the other terminal of the limiting resistor 22. The frequency adjustment capacitor 26 is connected between the other terminal of the limiting resistor 22 and the ground, and one terminal of the DC cut capacitor 28 is connected to the other input XI of the oscillation amplifier 16.
[0007]
The filter capacitor 30 and the filter inductor 32 are connected in parallel between the other terminal of the DC cut capacitor 28 and the ground. The filter capacitor 30 and the filter inductor 32 play a role of a high-pass filter 48 that blocks a fundamental wave of the crystal resonator 24. The values of the feedback resistor 20, the limiting resistor 22, the frequency adjustment capacitor 26, the DC cut capacitor 28, the filter capacitor 30, and the filter inductor 32 are merely examples, and the oscillation of the fundamental wave and the third harmonic of the crystal resonator 24 is performed. It is necessary to set appropriately according to the frequency.
[0008]
In the oscillation circuit 50, the crystal oscillator 24 outputs a sine wave of a predetermined frequency. When the power is on and the oscillation stop control signal EN is at a high level, the fundamental wave is cut off by the action of the filter capacitor 30 and the filter inductor 32, and the third harmonic is reduced by the feedback resistor 20, the limiting resistor 22, and the frequency adjusting capacitor 26. , The DC cut capacitance 28 and the oscillation amplifier 16 are amplified to a predetermined amplitude. Then, the waveform is shaped into a square wave by the waveform shaping buffer 18 and output as a signal OUT.
[0009]
When the power is on and the oscillation stop control signal EN is at a low level, the output of the NAND circuit serving as the oscillation amplifier 16 is at a high level, and the output OUT of the waveform shaping buffer 18 is also at a high level. At this time, the frequency adjustment capacitor 26 is charged up to the power supply voltage VDD via the limiting resistor 22, and the DC cut capacitor 28 is charged up to the power supply voltage VDD via the feedback resistor 20. When the power is off, the frequency adjustment capacitor 26 and the DC cut capacitor 28 are discharged.
[0010]
In the oscillation circuit 50, as shown in the timing chart of FIG. 4A, when transitioning from the power-off state to the power-on state, or as shown in the timing chart of FIG. At the time of transition from the oscillation stop state to the oscillation start state by the control of EN, it takes time to charge up or discharge the DC cut capacitor 28, so that the oscillation start time becomes longer. That is, when the power supply is turned on and immediately after the oscillation stop is released, the oscillation amplifier 16 is in the non-oscillation state until the voltage level of the other input XI becomes VDD / 2.
[0011]
There has been a problem that the non-oscillation state during this period may cause a serious error in a system using the output of the oscillation circuit as a reference clock, for example, a transfer error in a communication device or the like.
[0012]
In order to solve such a problem, FIG. 1 of Patent Document 1 discloses a crystal oscillation circuit to which a quick charging circuit is added in order to improve a starting characteristic. However, since the crystal oscillation circuit disclosed in FIG. 1 of Patent Document 1 does not have an oscillation stop function, consideration is given to power-on. However, this technique is applied to an oscillation circuit having an oscillation stop function. Even if it is applied, there is a problem that the oscillation start time immediately after the cancellation of the oscillation stop cannot be improved.
[0013]
FIG. 2 of Patent Document 1 also shows a crystal oscillator that uses an operational amplifier having a high gain and a low output impedance as an oscillation amplifier, provides a bias circuit at its non-inverting input terminal, and can arbitrarily set its operating point. A circuit is disclosed. However, the circuit shown in FIG. 2 has a problem that unnecessary current consumption always flows because the bias circuit is always connected. Further, like the circuit shown in FIG. There was a problem that the oscillation starting time immediately after the stop was canceled could not be improved.
[0014]
[Patent Document 1]
JP-A-57-24106
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to solve the problems based on the above-described conventional technology, to shorten the oscillation start-up time not only at the time of power-on but also immediately after the oscillation stop is released, and to suppress unnecessary current consumption. It is an object of the present invention to provide an oscillation circuit that can be used.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention includes an oscillation circuit body having an oscillation stop function, and a voltage supply circuit that generates an intermediate voltage between a power supply and a ground and supplies the intermediate voltage to the oscillation circuit body,
The voltage supply circuit supplies the intermediate voltage to at least one of the internal nodes of the oscillation circuit main body during a period in which the oscillation stop function stops the oscillation of the oscillation circuit main body, and a period in which the oscillation stop is released. The present invention provides an oscillation circuit characterized by not supplying the intermediate voltage.
[0017]
Here, the voltage supply circuit includes a power supply voltage detection circuit, and supplies the intermediate voltage until the power supply voltage reaches a predetermined voltage when the power supply transitions from power off to power on. After reaching a predetermined voltage, it is preferable not to supply the intermediate voltage.
[0018]
Alternatively, the voltage supply circuit includes a time detection circuit, and supplies the intermediate voltage for a predetermined fixed period when transitioning from power-off to power-on, and does not supply the intermediate voltage after the predetermined fixed period has elapsed. Is preferred.
[0019]
Further, it is preferable that the intermediate voltage supplied by the voltage supply circuit is a substantially central voltage between the power supply and the ground.
[0020]
Further, the oscillation circuit body includes an oscillation amplifier, a feedback resistor and a limiting resistor, a vibrator, a frequency adjustment capacitor and a DC cut capacitor,
An oscillation stop control signal is input to one input of the oscillation amplifier, the feedback resistor is connected between the other input and the output of the oscillation amplifier, and one terminal of the limiting resistor is an output of the oscillation amplifier. The oscillator is connected between the other terminal of the limiting resistor and the other input of the oscillation amplifier, and the frequency adjustment capacitor is connected between the other terminal of the limiting resistor and ground. Preferably, the DC cut capacitor is connected between the other input of the oscillation amplifier and ground.
[0021]
Further, it is preferable that the oscillation circuit body further includes a high-pass filter, and the high-pass filter is connected between the DC cut capacitor and a ground.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an oscillation circuit of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
[0023]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of the oscillation circuit of the present invention.
The oscillation circuit 10 shown in FIG. 1 includes an oscillation circuit body 12 having an oscillation stop function and a voltage supply circuit 14. That is, the oscillation circuit 10 of the present embodiment further includes the voltage supply circuit 14 as compared with the conventional oscillation circuit 50 shown in FIG. Therefore, the same reference numerals as those of the components of the conventional oscillation circuit 50 shown in FIG.
[0024]
That is, the oscillation circuit body 12 is a third harmonic oscillation circuit, and includes an oscillation amplifier (NAND circuit) 16, a waveform shaping buffer 18, a feedback resistor 20, a limiting resistor 22, a crystal oscillator 24, A frequency adjustment capacitor 26, a DC cut capacitor 28, a filter capacitor 30, and a filter inductor 32 are provided. The filter capacitance 30 and the filter inductor 32 play a role of a high-pass filter 48 that blocks a fundamental wave of the crystal resonator 24.
[0025]
The voltage supply circuit 14 applies the intermediate voltage between the power supply and the ground to the other input XI of the oscillation amplifier 16 during the transition from power-off to power-on and during the period when the oscillation circuit body 12 stops oscillating by the oscillation stop function. To supply. The voltage supply circuit 14 includes a P-type MOS transistor (hereinafter, referred to as PMOS) 34, an N-type MOS transistor (hereinafter, referred to as NMOS) 36, resistance elements 38 and 40, an inverter 42, an AND circuit 44, O. And a C (power-on-clear) circuit 46.
[0026]
Here, the AND circuit 44 has an oscillation stop control signal EN for instructing start and stop of oscillation, and a P.O. O. The output of the C circuit 46 is input, and the output of the AND circuit 44 is input to one input of the oscillation amplifier 16, the gate of the PMOS 34, and the inverter 42. The PMOS 34, the resistance elements 38 and 40, and the NMOS 36 are connected in series between the power supply and the ground, and the output of the inverter 42 is input to the gate of the NMOS 36. The node at the connection point between the resistance elements 38 and 40 is connected to the other input XI of the oscillation amplifier 16.
[0027]
Hereinafter, the operation when the power supply is turned on will be described. It is assumed that the oscillation stop control signal EN goes high as the power supply rises.
[0028]
P. O. The C circuit 46 constantly monitors the power supply voltage VDD. As shown in the timing chart of FIG. 2A, when the power is off, that is, when the power supply voltage VDD = 0V, the P.C. O. The output of the C circuit 46 is at a low level (ground level). When the power supply voltage VDD reaches a predetermined voltage, for example, a voltage level of VDD (maximum value) × 0.8 when the power supply is started, the P.V. O. The output of the C circuit 46 changes to a high level (VDD (maximum value) × 0.8 voltage level).
[0029]
Accordingly, the output of the AND circuit 44 is at a low level until the power supply voltage reaches a voltage level of VDD (maximum value) × 0.8 at the time of power-on, and the PMOS 34 and the NMOS 36 are simultaneously turned on.
[0030]
When both the PMOS 34 and the NMOS 36 are turned on, the voltage level at the connection point between the resistance elements 38 and 40 becomes a voltage level determined by the resistance division ratio of the resistance elements 38 and 40. For example, when the resistance values of the resistance elements 38 and 40 are equal, the voltage level at the connection point between the resistance elements 38 and 40 becomes a voltage level VDD / 2 substantially at the center between the power supply and the ground. Is applied to the other input XI of the oscillation amplifier 16.
[0031]
After that, O. When the output of the C circuit 46 goes high, the output of the AND circuit 44 also goes high, and both the PMOS 34 and the NMOS 36 are turned off. As a result, one input of the oscillation amplifier 16 becomes high level, and the supply of the voltage level of VDD / 2 from the voltage supply circuit 14 to the other input XI of the oscillation amplifier 16 is stopped. The oscillation operation is started with the voltage level of VDD / 2 supplied by the circuit 14 being maintained.
[0032]
Therefore, as shown in the timing chart of FIG. 2A, the oscillating operation of the other input XI of the oscillation amplifier 16 is started from the voltage level near VDD / 2, so that the DC cut capacitor 28 is charged up. The time can be shortened, and the oscillation starting time can be shortened. On the other hand, in the conventional oscillation circuit 50 shown in FIG. 3, as shown in the timing chart of FIG. 4A, the time for charging up the DC cut capacitor 28 is long, and the oscillation start time is also long.
[0033]
Next, the operation when the oscillation stop is released will be described. Note that the power is on, and O. It is assumed that the output of the C circuit 46 is always at the high level.
[0034]
As shown in the timing chart of FIG. 2B, the oscillation stop control signal EN is at a low level when the oscillation of the oscillation circuit body 12 is stopped, and is at a high level when the oscillation is started. Accordingly, the output of the AND circuit 44 is at a low level during the period when the oscillation of the oscillation circuit main body 12 is stopped by the oscillation stop function, and the PMOS 34 and the NMOS 36 are simultaneously turned on. Thus, in the present embodiment, for example, a voltage level of VDD / 2 is applied to the other input XI of the oscillation amplifier 16.
[0035]
Thereafter, when the oscillation stop control signal EN goes high, the output of the AND circuit 44 also goes high, and both the PMOS 34 and the NMOS 36 are turned off. As a result, one input of the oscillation amplifier 16 becomes high level, and the supply of the voltage level of VDD / 2 to the other input XI is stopped, but the input XI is supplied as shown in the timing chart of FIG. Then, the oscillating operation is started with the supplied voltage level of VDD / 2 maintained.
[0036]
For this reason, as shown in the timing chart of FIG. 2B, the time for discharging the DC cut capacitor 28 can be eliminated, and the oscillation starting time can be shortened. On the other hand, in the conventional oscillation circuit 50 shown in FIG. 3, as shown in the timing chart of FIG. 4B, the time for discharging the DC cut capacitor 28 is long, and the oscillation start time is also long.
[0037]
Here, the reason why the oscillation start-up time is increased is that, as described above, it takes time to charge up or discharge the DC cut capacitor 28 when the power is turned on and immediately after the oscillation stop is released. When the power supply is turned on, the DC cut capacitor 28 is charged up from the power supply via the oscillation amplifier 16 and the feedback resistor 20. Immediately after the oscillation stop is released, the current is discharged from the DC cut capacitor 28 to the ground via the feedback resistor 20 and the oscillation amplifier 16.
[0038]
For this reason, the oscillation start time is influenced by the RC time constant based on the resistance value R of the feedback resistor 20 having a relatively large value and the capacitance value C of the DC cut capacitor 28. Therefore, if the value of the resistance value R of the feedback resistor 20 or the value of the capacitance value C of the DC cut capacitor 28 is reduced, the charge-up time or the discharge time is reduced, and the oscillation start-up time is also reduced.
[0039]
However, simply reducing the circuit constant deteriorates other oscillation characteristics. For example, when the resistance value R of the feedback resistor 20 is reduced, adverse effects such as poor oscillation start-up, poor stability, and increased current consumption may occur. Further, when the capacitance value C of the DC cut capacitor 28 is reduced, the effect of the high-pass filter 48 for cutting off the fundamental wave is reduced, and abnormal oscillation (in this embodiment, fundamental wave oscillation) may occur. The margin will be reduced.
[0040]
On the other hand, in the oscillation circuit 10 of the present invention, when the power supply voltage reaches a predetermined voltage at the time of transition from power-off to power-on, and during the oscillation stop of the oscillation circuit body 12 by the oscillation stop function, By supplying a voltage level of VDD / 2 to the other input XI of the oscillation amplifier 16, the time required to charge up and discharge the DC cut capacitor 28 immediately after power-on and immediately after oscillation stop is released is reduced. .
[0041]
This makes it possible to speed up the voltage follow-up of the XI without deteriorating the characteristics of the high-pass filter 48 that blocks the fundamental wave, and without deteriorating the oscillation startup stability and the margin. As a result, the oscillation start time can be significantly reduced.
[0042]
In the above embodiment, the voltage supply circuit 14 outputs a low level until the power supply voltage reaches the predetermined voltage when the power supply transitions from power-off to power-on, and the power supply voltage has reached the predetermined voltage. P. output high level at the time O. Although an example in which the C circuit (power supply voltage detection circuit) 46 is provided has been described, the present invention is not limited to this. For example, a predetermined period is measured by a counter or the like when transitioning from power off to power on. The voltage supply circuit 14 may include a time detection circuit for supplying the intermediate voltage during the predetermined period.
[0043]
The oscillation amplifier 16 is not limited to the NAND circuit, and uses another multi-input CMOS logic gate according to the oscillation stop control signal EN, the output voltage of the power supply voltage detection circuit, and the polarity of the output of the time detection circuit. You can also. Further, the present invention is not limited to the third harmonic oscillation circuit, but is applicable to all fundamental and nth harmonic (n = 3, 5, 7,...) Oscillation circuits. Further, the vibrator is not limited to a quartz vibrator, and any conventionally known piezoelectric element such as a piezoelectric ceramic vibrator can be used.
[0044]
Further, the specific circuit configuration of the voltage supply circuit 14 is not limited at all, and an intermediate voltage between the power supply and the ground can be generated and supplied to at least one of the internal nodes of the oscillation circuit body 12. If possible. Also, when the power is turned on, P.P. O. The timing at which the output of the C circuit 46 changes from the low level to the high level is not limited to the voltage level of VDD (maximum value) × 0.8, and may be appropriately set as needed.
[0045]
The oscillation circuit of the present invention is basically as described above.
As described above, the oscillation circuit of the present invention has been described in detail. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes may be made without departing from the gist of the present invention. .
[0046]
【The invention's effect】
As described above in detail, the oscillation circuit of the present invention oscillates the intermediate voltage between the power supply and the ground during the oscillation stop of the oscillation circuit body having the oscillation stop function and the oscillation circuit body by the oscillation stop function. A voltage supply circuit that supplies the voltage to at least one of the internal nodes of the circuit body and does not supply the intermediate voltage while the oscillation stop is released.
Thus, according to the oscillation circuit of the present invention, the oscillation start time after the oscillation stop is released can be shortened without lowering the oscillation start stability and the margin.
In addition, the provision of the power supply voltage detection circuit and the time detection circuit can shorten the oscillation start-up time when the power supply is turned on. In addition, since there is no need to change the circuit of the oscillation circuit body, it is possible to realize a higher-quality, higher-frequency oscillation circuit with a higher degree of freedom in design, for example, by adding an overtone filter having a very large time constant. There are benefits.
Furthermore, since no current flows through the voltage supply circuit after the oscillation is started, there is a merit that unnecessary power consumption can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of an oscillation circuit of the present invention.
FIGS. 2 (a) and 2 (b) are timing charts of an embodiment illustrating operations of the oscillation circuit shown in FIG. 1 when power is turned on and when oscillation stop is released, respectively.
FIG. 3 is a schematic diagram of an example of a conventional oscillation circuit.
4 (a) and 4 (b) are timing charts showing an example of operations of the oscillation circuit shown in FIG. 3 when power is turned on and when oscillation stop is released, respectively.
[Explanation of symbols]
10, 50 Oscillation circuit 12 Oscillation circuit body 14 Voltage supply circuit 16 Oscillation amplifier 18 Waveform shaping buffer 20 Feedback resistor 22 Limiting resistor 24 Crystal oscillator 26 Frequency adjustment capacitor 28 DC cut capacitor 30 Filter capacitor 32 Filter inductor 34 P-type MOS transistor 36 N-type MOS transistors 38, 40 Resistive element 42 Inverter 44 AND circuit 46 O. C circuit 48 High pass filter

Claims (6)

発振停止機能を持つ発振回路本体と、電源とグランドとの間の中間電圧を発生して前記発振回路本体に供給する電圧供給回路とを備え、
前記電圧供給回路は、前記発振停止機能による発振回路本体の発振停止の期間に、前記中間電圧を前記発振回路本体の内部ノードのうちの少なくとも1箇所に供給し、発振停止が解除されている期間は前記中間電圧を供給しないことを特徴とする発振回路。
An oscillation circuit body having an oscillation stop function, and a voltage supply circuit that generates an intermediate voltage between a power supply and ground and supplies the intermediate voltage to the oscillation circuit body,
The voltage supply circuit supplies the intermediate voltage to at least one of the internal nodes of the oscillation circuit body during a period when the oscillation stop function stops the oscillation of the oscillation circuit body, and a period during which the oscillation stop is released. Is an oscillation circuit not supplying the intermediate voltage.
前記電圧供給回路は、電源電圧の検知回路を備え、電源オフから電源オンに遷移する時に前記電源電圧が所定の電圧に到達するまでの期間、前記中間電圧を供給し、前記電源電圧が所定の電圧に到達した後は、前記中間電圧を供給しない請求項1に記載の発振回路。The voltage supply circuit includes a power supply voltage detection circuit, and supplies the intermediate voltage until the power supply voltage reaches a predetermined voltage when the power supply transitions from power-off to power-on. 2. The oscillation circuit according to claim 1, wherein the intermediate voltage is not supplied after reaching the voltage. 前記電圧供給回路は、時間検知回路を備え、電源オフから電源オンに遷移する時に所定の一定期間、前記中間電圧を供給し、前記所定の一定期間経過後は、前記中間電圧を供給しない請求項1に記載の発振回路。The voltage supply circuit includes a time detection circuit, and supplies the intermediate voltage for a predetermined fixed period when transitioning from power-off to power-on, and does not supply the intermediate voltage after the predetermined fixed period has elapsed. 2. The oscillation circuit according to 1. 前記電圧供給回路によって供給される中間電圧は、前記電源とグランドとの間のほぼ中央の電圧である請求項1〜3のいずれかに記載の発振回路。The oscillation circuit according to any one of claims 1 to 3, wherein the intermediate voltage supplied by the voltage supply circuit is a substantially central voltage between the power supply and the ground. 前記発振回路本体は、発振アンプと、帰還抵抗および制限抵抗と、振動子と、周波数調整容量およびDCカット容量とを備え、
前記発振アンプの一方の入力には発振停止制御信号が入力され、前記帰還抵抗は前記発振アンプの他方の入力と出力との間に接続され、前記制限抵抗の一方の端子は前記発振アンプの出力に接続され、前記振動子は、前記制限抵抗の他方の端子と前記発振アンプの他方の入力との間に接続され、前記周波数調整容量は、前記制限抵抗の他方の端子とグランドとの間に接続され、前記DCカット容量は、前記発振アンプの他方の入力とグランドとの間に接続されている請求項1〜4のいずれかに記載の発振回路。
The oscillation circuit body includes an oscillation amplifier, a feedback resistor and a limiting resistor, a vibrator, a frequency adjustment capacitor and a DC cut capacitor,
An oscillation stop control signal is input to one input of the oscillation amplifier, the feedback resistor is connected between the other input and the output of the oscillation amplifier, and one terminal of the limiting resistor is an output of the oscillation amplifier. The oscillator is connected between the other terminal of the limiting resistor and the other input of the oscillation amplifier, and the frequency adjustment capacitor is connected between the other terminal of the limiting resistor and ground. 5. The oscillation circuit according to claim 1, wherein the DC cut capacitor is connected between the other input of the oscillation amplifier and a ground.
前記発振回路本体は、さらにハイパスフィルタを備え、当該ハイパスフィルタは前記DCカット容量とグランドとの間に接続されている請求項5に記載の発振回路。The oscillation circuit according to claim 5, wherein the oscillation circuit body further includes a high-pass filter, and the high-pass filter is connected between the DC cut capacitor and a ground.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011071841A (en) * 2009-09-28 2011-04-07 Renesas Electronics Corp Semiconductor device, and method for controlling the same
US8816789B2 (en) 2009-09-28 2014-08-26 Renesas Electronics Corporation Oscillator and input-output device and method of controlling the same
JP2011257357A (en) * 2010-06-11 2011-12-22 Yokogawa Electric Corp Pressure detector

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