JP2008028804A - Impedance circuit and signal generation circuit using the same - Google Patents

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善久 南
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  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a circuit which obtains a stable frequency or a delay element when a reference frequency is obtained. <P>SOLUTION: A switchover device 5 alternately selects, in chronologic order, a first oscillation circuit 6 composed of a first impedance circuit 1 with a first temperature variation rate and a first active circuit 3, and a second oscillation circuit 7 composed of a second impedance circuit 2 with a second temperature variation rate with an opposite variation direction to that of the first temperature variation rate and a second active circuit 4. When an absolute value of a temperature coefficient of the first impedance circuit 1 is larger than a temperature coefficient of the second impedance circuit 2, an operating time of the first oscillation circuit 6 is reduced, and the rate of the operation time of the oscillation circuit is set with a rate opposite to that of the temperature coefficient so that the operating time of the second oscillation circuit 7 whose temperature coefficient is small, operates long. Since two temperature coefficients exist whose temperature variation directions are opposite, temperature variation as an average is almost removed or extremely reduced. An oscillation frequency is obtained in which the temperature variation is quite small as a time average and the temperature variation rate is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体集積回路または電気信号処理システムで使用され、基準周波数信号の発生に係るインピーダンス回路およびこれを用いた信号生成回路に関するものである。   The present invention relates to an impedance circuit used in a semiconductor integrated circuit or an electric signal processing system and related to generation of a reference frequency signal, and a signal generation circuit using the impedance circuit.

近年の半導体集積回路装置においては小型化,高精度化の両方が求められている。回路特性の高精度化の手段として、トリミング技術等が用いられる。特性に寄与するパラメータ等は調整回路等を設けて、トリミング等による調整が可能である。また温度変動に関しては、2本の抵抗の比でゲインが決まるアンプ等においての温度変動は無くなるが、何らかの時定数(例えば、抵抗(R)やコンデンサ(L)やコイル(C))を得ようとしたとき、多くの場合はその素子の絶対値が時定数に直接現れる。この絶対値は、前述のトリミングなどの技術で補正することができるが、絶対値が持つ温度変動を安定化することは極めて困難であり、かつ実現したとしても、安定化するための回路の規模は軽視できない大きな規模となる。   In recent semiconductor integrated circuit devices, both miniaturization and high accuracy are required. Trimming technology or the like is used as means for increasing the accuracy of circuit characteristics. Parameters that contribute to characteristics can be adjusted by trimming or the like by providing an adjustment circuit or the like. Regarding temperature fluctuations, temperature fluctuations in amplifiers and the like whose gain is determined by the ratio of the two resistors are eliminated, but some time constant (for example, resistance (R), capacitor (L), coil (C)) is obtained. In many cases, the absolute value of the element appears directly in the time constant. This absolute value can be corrected by the above-mentioned techniques such as trimming, but it is extremely difficult to stabilize the temperature fluctuation of the absolute value, and even if it is realized, the scale of the circuit for stabilization Is a large scale that cannot be neglected.

特許文献1には、所望の温度範囲にわたって水晶発振器の出力周波数を安定化するための補償回路を備えた温度補償水晶発振器の提案がある。
特開平11−220327号公報
Patent Document 1 proposes a temperature compensated crystal oscillator including a compensation circuit for stabilizing the output frequency of the crystal oscillator over a desired temperature range.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-220327

しかしながら、半導体集積回路装置としての性能スペックが厳しい場合に、トリミング等により特性の標準温度での標準値は合わせ込むことができるが、温度変動に関しては、回路設計上、温度依存しないように設計できない場合、別途保証回路が必要になり、チップ面積の大型化,消費電力の増加,回路応答の鈍化などの好ましくない現象を伴う。   However, when the performance specifications as a semiconductor integrated circuit device are severe, the standard value of the characteristic at the standard temperature can be adjusted by trimming or the like, but the temperature variation cannot be designed so as not to depend on the temperature in circuit design. In this case, a separate guarantee circuit is required, which is accompanied by undesirable phenomena such as an increase in chip area, an increase in power consumption, and a slowdown in circuit response.

特性の絶対値バラツキは回路設計上、不可避もしくは設計が困難な場合、外部システムにより、キャリブレーションやバラツキ補正用データテーブルを利用した調整、もしくは基準値をもとにしたフィードバック制御などで可能である。しかし、温度変動に関しては温度検出回路が必要であり、また前記フィードバック制御により全時間補正もできるが、フィードバック制御は目的とする特性の検出確認方法、安定性や応答性の問題から最適とはいえない。   When the circuit design is inevitable or difficult to design, the absolute value variation of the characteristics can be adjusted by an external system using calibration, a variation correction data table, or feedback control based on the reference value. . However, for temperature fluctuations, a temperature detection circuit is required and correction can be made for the entire time by the feedback control. However, the feedback control is optimal because of the detection and confirmation method of the desired characteristics, stability and responsiveness. Absent.

このような状況下において内部回路で温度補償を行うにしても、低消費電力化が求められ、かつ小規模なシステムの集積回路では、温度補償回路の搭載は深刻なスペックダウンを招くことになる。   Even if temperature compensation is performed in the internal circuit under such circumstances, low power consumption is required, and in the integrated circuit of a small-scale system, mounting of the temperature compensation circuit causes a serious specification down. .

本発明は、基準周波数を得る場合の、これらの複雑な課題を速やかに解決することに指向するものであり、安定した周波数、もしくは遅延要素を得ることができるインピーダンス回路およびこれを用いた信号生成回路を提供することを目的とする。   The present invention is directed to quickly solving these complicated problems when obtaining a reference frequency, and an impedance circuit capable of obtaining a stable frequency or delay element and signal generation using the same An object is to provide a circuit.

前記の目的を達成するために、本発明に係る請求項1に記載したインピーダンス回路は、第1の温度変動率を持つ時定数または共振周波数を有する第1のインピーダンス回路と、第1の温度変動率とは逆の変動方向となる第2の温度変動率を持つ時定数または共振周波数を有する第2のインピーダンス回路とからなり、第1,第2のインピーダンス回路の有する第1,第2の温度変動率に応じて、第1,第2のインピーダンス回路の使用比率を調整することで第1,第2の温度変動率から温度変動率を平均値として得るようにして、第1,第2のインピーダンス回路を切り替えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an impedance circuit according to claim 1 of the present invention includes a first impedance circuit having a time constant or a resonance frequency having a first temperature variation rate, and a first temperature variation. And a second impedance circuit having a time constant or a resonance frequency having a second temperature variation rate in a direction opposite to the rate of variation, and the first and second temperatures of the first and second impedance circuits. By adjusting the usage ratio of the first and second impedance circuits according to the fluctuation rate, the temperature fluctuation rate is obtained as an average value from the first and second temperature fluctuation rates, and the first and second temperature circuits are obtained. The impedance circuit is switched.

また、請求項2に記載したインピーダンス回路は、請求項1のインピーダンス回路であって、第1,第2のインピーダンス回路が置かれている環境温度を検出する温度検出器を備え、第1,第2のインピーダンス回路の有する第1,第2の温度変動率に応じて、第1,第2のインピーダンス回路の使用比率を調整することで第1,第2の温度変動率から温度変動率を平均値として得る際に、第1,第2の温度変動率が温度に対し非直線性を有するとき、第1,第2のインピーダンス回路の使用比率の調整量を温度検出器の出力に応じて変化させ、第1,第2のインピーダンス回路を切り替えることを特徴とする。   An impedance circuit according to a second aspect is the impedance circuit according to the first aspect, further comprising a temperature detector for detecting an environmental temperature in which the first and second impedance circuits are placed, The temperature fluctuation rate is averaged from the first and second temperature fluctuation rates by adjusting the usage ratio of the first and second impedance circuits according to the first and second temperature fluctuation rates of the two impedance circuits. When the values are obtained as values, when the first and second temperature fluctuation rates are non-linear with respect to the temperature, the adjustment amount of the usage ratio of the first and second impedance circuits is changed according to the output of the temperature detector. And switching between the first and second impedance circuits.

また、請求項3に記載した信号生成回路は、請求項1記載の第1,第2のインピーダンス回路からなるインピーダンス回路と、第1のインピーダンス回路を用いて発振する第1の発振回路と、第2のインピーダンス回路を用いて発振する第2の発振回路と、第1,第2の発振回路を交互に切り替える切替器と、第1,第2の発振回路の使用比率を調整することで第1,第2のインピーダンス回路の有する第1,第2の温度変動率から温度変動率を平均値として得るように、切替器を制御する制御回路とを備えたことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a signal generation circuit comprising: an impedance circuit comprising the first and second impedance circuits according to the first aspect; a first oscillation circuit that oscillates using the first impedance circuit; A second oscillation circuit that oscillates using two impedance circuits, a switch that alternately switches between the first and second oscillation circuits, and a usage ratio of the first and second oscillation circuits to adjust the first usage ratio. And a control circuit for controlling the switch so as to obtain the temperature fluctuation rate as an average value from the first and second temperature fluctuation rates of the second impedance circuit.

また、請求項4に記載した信号生成回路は、請求項2記載の第1,第2のインピーダンス回路と温度検出器を備えたインピーダンス回路と、第1のインピーダンス回路を用いて発振する第1の発振回路と、第2のインピーダンス回路を用いて発振する第2の発振回路と、第1,第2の発振回路を交互に切り替える切替器と、第1,第2の発振回路の使用比率を調整する際に、第1,第2のインピーダンス回路の有する第1,第2の温度変動率が温度に対し非直線性を有するとき、使用比率の調整量を温度検出器の出力に応じて変化させ、第1,第2の温度変動率から温度変動率を平均値として得るように、切替器を制御する制御回路とを備えたことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a signal generation circuit including a first impedance circuit including the first and second impedance circuits and a temperature detector according to the second aspect, and a first impedance circuit that oscillates using the first impedance circuit. Oscillation circuit, second oscillation circuit that oscillates using second impedance circuit, switcher that alternately switches between first and second oscillation circuits, and adjustment ratio of use of first and second oscillation circuits When the first and second temperature fluctuation rates of the first and second impedance circuits are nonlinear with respect to the temperature, the usage ratio adjustment amount is changed according to the output of the temperature detector. And a control circuit for controlling the switch so as to obtain the temperature fluctuation rate as an average value from the first and second temperature fluctuation rates.

また、請求項5,6に記載した信号生成回路は、請求項3,4の信号生成回路であって、制御回路に代えて第1,第2の発振回路からの出力信号を計数するカウンタ回路を備え、カウンタ回路の計数結果に応じて切替器を制御すること、さらに、カウンタ回路に代えて第1,第2の発振回路から信号を出力する時間を計測する時間計測器を備え、時間計測器の計測時間により切替器を制御することを特徴とする。   A signal generation circuit according to claims 5 and 6 is the signal generation circuit according to claims 3 and 4, wherein the counter generation circuit counts output signals from the first and second oscillation circuits instead of the control circuit. And controlling the switch according to the counting result of the counter circuit, and further comprising a time measuring device for measuring the time for outputting signals from the first and second oscillation circuits instead of the counter circuit, The switching device is controlled by the measuring time of the device.

また、請求項7に記載した信号生成回路は、第1の温度変動率を持つ時定数または共振周波数を有する第1のインピーダンス回路と、第1の温度変動率とは逆の変動方向となる第2の温度変動率を持つ時定数または共振周波数を有する第2のインピーダンス回路と、第1のインピーダンス回路と第2のインピーダンス回路を切替器により交互に切り替えて発振する発振回路と、第1,第2の温度変動率の大きさに応じて第1,第2のインピーダンス回路の使用比率を調整することで第1,第2の温度変動率から温度変動率を平均値として得るように、切替器を制御する制御回路とを備えたことを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a signal generation circuit including a first impedance circuit having a time constant or a resonance frequency having a first temperature fluctuation rate, and a first fluctuation direction opposite to the first temperature fluctuation rate. A second impedance circuit having a time constant or a resonance frequency having a temperature variation rate of 2, an oscillation circuit that oscillates by alternately switching the first impedance circuit and the second impedance circuit by a switch; The changer is configured to obtain the temperature fluctuation rate as an average value from the first and second temperature fluctuation rates by adjusting the usage ratio of the first and second impedance circuits according to the magnitude of the temperature fluctuation rate of 2. And a control circuit for controlling.

前記構成によれば、時定数または共振周波数の持つ温度変動率の変動方向が逆の任意の温度変動率を有する2つのインピーダンス回路を備え、各温度変動率の大きさに応じて、時系列的に交互に利用して発振させるための時定数または共振周波数もしくは遅延要素とし、異なる温度変動方向を持つインピーダンス回路の使用比率を調整して温度変動率を平均値として得るようにすることで、この平均値がほぼ「0」もしくは「0」に近くなり温度変動率を平坦化できる。   According to the above-described configuration, the two impedance circuits having arbitrary temperature fluctuation rates in which the fluctuation direction of the temperature fluctuation rate of the time constant or the resonance frequency is opposite are provided, and time-series in accordance with the magnitude of each temperature fluctuation rate. By using the time constant or resonance frequency or delay element to oscillate alternately by using, and adjusting the use ratio of the impedance circuit having different temperature fluctuation directions, the temperature fluctuation rate is obtained as an average value. The average value is almost “0” or “0”, and the temperature variation rate can be flattened.

本発明によれば、基準周波数もしくは遅延要素を得るにあたり、温度変動率を極めて平坦化することができるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to extremely flatten the temperature variation rate when obtaining the reference frequency or the delay element.

以下、図面を参照しながら本発明に係る実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の実施形態1における信号生成回路の概略構成を示すブロック図である。図1に示すように、信号生成回路は、第1の温度変動率を持つ時定数または共振周波数を有し、抵抗(R),コイル(L),コンデンサ(C)をもとに作られた第1のインピーダンス回路1と、第1の温度変動率とは逆の変動方向となる第2の温度変動率を持つ時定数または共振周波数を有し、R,L,Cをもとに作られた第2のインピーダンス回路2と、発振器を構成するための第1,第2の能動回路3,4と、信号を選択するための切替器5と、この切替器5を制御する制御回路8を備えている。   FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a signal generation circuit according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the signal generation circuit has a time constant or resonance frequency having a first temperature variation rate, and is made based on a resistor (R), a coil (L), and a capacitor (C). The first impedance circuit 1 has a time constant or resonance frequency having a second temperature fluctuation rate that is opposite to the first temperature fluctuation rate, and is made based on R, L, and C. A second impedance circuit 2; first and second active circuits 3 and 4 for configuring an oscillator; a switch 5 for selecting a signal; and a control circuit 8 for controlling the switch 5 I have.

そして、第1のインピーダンス回路1と第1の能動回路3から構成した第1の発振回路6と、第2のインピーダンス回路2と第2の能動回路4から構成した第2の発振回路7の出力を時系列的に交互に切替器5により選択して使用する。   Then, the output of the first oscillation circuit 6 composed of the first impedance circuit 1 and the first active circuit 3, and the output of the second oscillation circuit 7 composed of the second impedance circuit 2 and the second active circuit 4. Are selected and used by the switch 5 alternately in time series.

例えば、第1と第2のインピーダンス回路1,2は、図2に示すようなRC回路で実現可能であり、抵抗(R),コンデンサ(C)は共に、ディスクリート部品や半導体集積回路等で容易に得られる。第1,第2のインピーダンス回路1,2として、それぞれ図2に示すRC回路として、コンデンサC1,C2には温度変動の等しいものを使用し、第1のインピーダンス回路1のR1に正の温度係数を持つ抵抗、第2のインピーダンス回路2のR2に負の温度係数の抵抗を使用する。また、図1の第1,第2の能動回路3,4にはアンプ等を用いて、図3のような発振回路を構成する。   For example, the first and second impedance circuits 1 and 2 can be realized by an RC circuit as shown in FIG. 2, and both the resistor (R) and the capacitor (C) can be easily formed by a discrete component or a semiconductor integrated circuit. Is obtained. As the first and second impedance circuits 1 and 2, the RC circuits shown in FIG. 2 are used, and capacitors C1 and C2 having the same temperature fluctuation are used, and a positive temperature coefficient is applied to R1 of the first impedance circuit 1. A resistor having a negative temperature coefficient is used for R2 of the second impedance circuit 2. Further, an amplifier or the like is used for the first and second active circuits 3 and 4 in FIG. 1 to constitute an oscillation circuit as shown in FIG.

仮に、第1のインピーダンス回路1の温度係数の絶対値を第2のインピーダンス回路2の温度係数より大きいもので構成した場合、第1のインピーダンス回路1を利用している第1の発振回路6の使用時間を短くし、温度変動率の小さい第2のインピーダンス回路2を利用している第2の発振回路7の使用時間を長くする。このように動作させるため、各時定数の温度係数の比と逆の比率で発振回路の使用時間の比率を設定することにより、温度変動の方向が逆の2つの温度係数を有するため、発振周波数は、平均値として温度変動がほぼ無くなるか、極めて軽減される。   If the absolute value of the temperature coefficient of the first impedance circuit 1 is configured to be larger than the temperature coefficient of the second impedance circuit 2, the first oscillation circuit 6 that uses the first impedance circuit 1 will be described. The use time is shortened, and the use time of the second oscillation circuit 7 using the second impedance circuit 2 having a small temperature fluctuation rate is lengthened. In order to operate in this way, by setting the ratio of the usage time of the oscillation circuit at a ratio opposite to the ratio of the temperature coefficient of each time constant, the oscillation frequency has two temperature coefficients whose directions of temperature fluctuation are opposite. The temperature fluctuation as an average value is almost eliminated or greatly reduced.

いま、第1のインピーダンス回路1の有する時定数の温度係数が+2(s/T)で、第2のインピーダンス回路2の有する温度係数が−1(s/T)であったとすると、2つのインピーダンス回路を時間で切り替え、常に、第1のインピーダンス回路1の使用時間を図4に示すb期間の「1s」とし、第2のインピーダンス回路2の使用時間を図4に示すa期間の「2s」となるように使用する。これにより、第1のインピーダンス回路1および第2のインピーダンス回路2を切り替えて使用した場合、時定数の平均値は温度が変化しても常にほぼ「0」を保つ。   If the temperature coefficient of the time constant of the first impedance circuit 1 is +2 (s / T) and the temperature coefficient of the second impedance circuit 2 is −1 (s / T), two impedances The circuit is switched by time, and the usage time of the first impedance circuit 1 is always set to “1s” in the period b shown in FIG. 4, and the usage time of the second impedance circuit 2 is set to “2s” in the period a shown in FIG. Use to be. As a result, when the first impedance circuit 1 and the second impedance circuit 2 are switched and used, the average value of the time constant is always kept at “0” even if the temperature changes.

本実施形態1によると、時間平均値として温度変動が極めて小さい時定数または共振周波数を得ることが可能となり、特別な温度補償回路を設けることによるシステム規模の増大等がなく、温度安定性の良い時定数または共振周波数を得られる。   According to the first embodiment, it is possible to obtain a time constant or resonance frequency with extremely small temperature fluctuation as a time average value, and there is no increase in system scale due to the provision of a special temperature compensation circuit, and temperature stability is good. A time constant or resonance frequency can be obtained.

なお、本実施形態1では、コンデンサの温度係数は等しいとして説明したが、温度係数が異なる場合は、抵抗,コンデンサ両方の温度係数を考慮して、第1,第2のインピーダンス回路1,2に有する時定数の温度係数が正,負になるように設計すれば良い。   In the first embodiment, it has been described that the temperature coefficients of the capacitors are equal. However, when the temperature coefficients are different, the first and second impedance circuits 1 and 2 are considered in consideration of the temperature coefficients of both the resistor and the capacitor. It should be designed so that the temperature coefficient of the time constant has positive and negative.

また、第1,第2の能動回路3,4は、図5に示すようにオペアンプ13を使用したアンプ等により発振条件を満たす利得が得られれば良く、切替器5には、図6に示すMOSスイッチ14であっても良い。   Further, the first and second active circuits 3 and 4 only need to obtain a gain satisfying the oscillation condition by an amplifier using the operational amplifier 13 as shown in FIG. The MOS switch 14 may be used.

また、切替器5には図7に示すような単なる加算器15を利用し、図8に示すように、MOSスイッチ14を応用して、第1のインピーダンス回路1と第1の能動回路3を組み合わせた第1の発振回路6と、第2のインピーダンス回路2と第2の能動回路4を組み合わせた第2の発振回路6に供給する電源などバイアスをオン/オフさせても同様に実現可能である。各回路機能はMOSあるいはバイポーラタイプ等のどちらで構成しても良い。また、前述の加算器15も図5に示したように、オペアンプを用いれば容易に実現できる。   Further, the switch 5 uses a simple adder 15 as shown in FIG. 7 and applies a MOS switch 14 as shown in FIG. 8 to connect the first impedance circuit 1 and the first active circuit 3. The same can be realized by turning on / off a bias such as a power source supplied to the combined first oscillation circuit 6 and the second oscillation circuit 6 combining the second impedance circuit 2 and the second active circuit 4. is there. Each circuit function may be composed of either MOS or bipolar type. Also, the adder 15 described above can be easily realized by using an operational amplifier as shown in FIG.

また、インピーダンス回路には、LC共振回路を用いても良く、電流のコンデンサへの充放電など発振等をつかさどるための遅延要素、共振要素であれば、本発明の技術に応用使用可能である。さらに、実現できる2つのインピーダンス(時定数)回路が、その時定数に持つ温度変動率に差は存在しても、極性が同方向の場合、例えば図9(a)に示すように第1,第2のインピーダンス(時定数)回路1,2をRCの直列回路で構成し、充電用バイアス電圧Vに温度変動を持たせ、バイアス電圧の温度変動と第1のインピーダンス(時定数)回路1との合成温度変動率と、バイアス電圧の温度変動と第2のインピーダンス(時定数)回路2との合成温度変動率において、変動極性が異なるように設定した第1,第2の時定数(温度変動率)としても良い。   Further, an LC resonance circuit may be used as the impedance circuit, and any delay element or resonance element for controlling oscillation such as charging / discharging of a current capacitor can be applied to the technique of the present invention. Furthermore, even if the two impedance (time constant) circuits that can be realized have a difference in the temperature variation rate of the time constant, if the polarities are in the same direction, for example, as shown in FIG. The impedance (time constant) circuits 1 and 2 are constituted by an RC series circuit, and the charging bias voltage V has a temperature variation, so that the temperature variation of the bias voltage and the first impedance (time constant) circuit 1 The first and second time constants (temperature fluctuation rates) that are set so that the fluctuation polarities are different in the synthetic temperature fluctuation rate and the combined temperature fluctuation rate of the bias voltage temperature fluctuation and the second impedance (time constant) circuit 2. ).

さらに、図9(b)に示すように、第1,第2の時定数を電流源より充電することで遅延を作り出す場合は、2つの時定数は電流源I1,I2の温度変動率と合成後の温度変動率の変動方向が逆方向になれば良く、さらに、図9(c)に示すように2つのインピーダンス(時定数)回路から得られる信号を比較器16,17で比較して、所定の動作をつかさどる場合、比較器16,17に入力される基準値Vrに温度変動を持たせ、基準値Vrの温度変動との合成後の2つの時定数の温度変動が逆方向であれば良い。   Further, as shown in FIG. 9B, when the delay is created by charging the first and second time constants from the current source, the two time constants are combined with the temperature fluctuation rate of the current sources I1 and I2. It suffices if the fluctuation direction of the subsequent temperature fluctuation rate is reversed. Further, as shown in FIG. 9 (c), the signals obtained from the two impedance (time constant) circuits are compared by the comparators 16 and 17, When controlling a predetermined operation, if the reference value Vr inputted to the comparators 16 and 17 has a temperature fluctuation, and the two time constants after the synthesis with the temperature fluctuation of the reference value Vr are in opposite directions, good.

また、前述した電流源I1,I2は等しいものであっても良く、充電用バイアス電圧V,基準値Vrは2つに分けても良い。さらに、インピーダンス(時定数)回路についての説明は、後述する本発明の実施形態2〜5に対しても同様である。なお、本実施形態1において、インピーダンス回路を3つ以上備えていても良く、3つ以上の場合も、それぞれの時定数または共振周波数の持つ温度変動率に応じて各インピーダンス回路の使用頻度を変えれば良い。   The current sources I1 and I2 described above may be equal, and the charging bias voltage V and the reference value Vr may be divided into two. Further, the description of the impedance (time constant) circuit is the same as in Embodiments 2 to 5 described later. In the first embodiment, three or more impedance circuits may be provided, and even in the case of three or more impedance circuits, the frequency of use of each impedance circuit can be changed according to the temperature variation rate of each time constant or resonance frequency. It ’s fine.

また、インピーダンス回路と能動回路をそれぞれ3つ以上備えていても同様に、それぞれのインピーダンス回路と能動回路により発振回路を構成し、それぞれの発振回路に利用したインピーダンス回路の温度変動率に応じて発振回路の使用頻度を変えれば良い。   Similarly, even if three or more impedance circuits and three active circuits are provided, each of the impedance circuits and the active circuits constitutes an oscillation circuit and oscillates according to the temperature variation rate of the impedance circuit used for each oscillation circuit. What is necessary is just to change the use frequency of a circuit.

図10は本発明の実施形態2における信号生成回路の概略構成を示すブロック図である。本実施の形態2において、前述の実施形態1の図1に示した構成とは、第1,第2のインピーダンス回路1,2が置かれている環境の温度を検出する温度検出器21を有する点が異なる。   FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of a signal generation circuit according to Embodiment 2 of the present invention. In the second embodiment, the configuration shown in FIG. 1 of the first embodiment has a temperature detector 21 that detects the temperature of the environment in which the first and second impedance circuits 1 and 2 are placed. The point is different.

また、図10に示すように、発振器を構成するための第1,第2の能動回路3,4と、信号を選択するための切替器5と、切替器5を制御する制御回路8と、第1のインピーダンス回路1と第1の能動回路3で構成の第1の発振回路6と、第2のインピーダンス回路2と第2の能動回路4で構成の第2の発振回路7を備えている。   Further, as shown in FIG. 10, first and second active circuits 3 and 4 for configuring an oscillator, a switch 5 for selecting a signal, a control circuit 8 for controlling the switch 5, A first oscillation circuit 6 composed of a first impedance circuit 1 and a first active circuit 3, and a second oscillation circuit 7 composed of a second impedance circuit 2 and a second active circuit 4 are provided. .

第1,第2の発振回路6,7を時系列的に交互に切替器5で選択して使用し、第1,第2のインピーダンス回路1,2において、各々の時定数または共振周波数の持つ第1,第2の温度変動率に応じて、温度変動率の大きい方の発振回路の使用時間を短くし、温度変動率の小さい方の発振回路の使用時間を長くするように動作させる。このため、第1,第2の温度変動率の比と逆の比率で第1,第2の発振回路6,7の使用時間の比率を設定する。これにより、温度変動方向が逆の2つの時定数のため、発振周波数は、平均値として温度変動がほぼ無くなるか、極めて軽減される。   The first and second oscillation circuits 6 and 7 are selected and used by the switch 5 alternately in time series, and each of the first and second impedance circuits 1 and 2 has each time constant or resonance frequency. In accordance with the first and second temperature fluctuation rates, the operation time of the oscillation circuit with the larger temperature fluctuation rate is shortened and the usage time of the oscillation circuit with the smaller temperature fluctuation rate is lengthened. Therefore, the ratio of the usage time of the first and second oscillation circuits 6 and 7 is set at a ratio opposite to the ratio between the first and second temperature fluctuation rates. As a result, because of two time constants with opposite temperature fluctuation directions, the oscillation frequency is substantially eliminated or extremely reduced as an average value.

さらに、第1,第2のインピーダンス回路1,2の有する時定数または共振周波数の持つ温度変動率が、温度の変化に対して非線形を示す場合に、第1,第2のインピーダンス回路1,2の使用比率が一定のとき、温度補償量に過不足が生じる。このため、温度検出器21からの信号をもとに温度が変化したとき、この温度の変化に応じた、第1,第2のインピーダンス回路1,2の使用比率を調整する。これにより、第1,第2のインピーダンス回路1,2の時定数または共振周波数の持つ温度変動が温度に対し非線形な場合でも、安定な発振周波数を得ることができる。   Furthermore, when the temperature variation rate of the time constant or resonance frequency of the first and second impedance circuits 1 and 2 is nonlinear with respect to the temperature change, the first and second impedance circuits 1 and 2 are used. When the usage ratio is constant, the temperature compensation amount becomes excessive or insufficient. For this reason, when the temperature changes based on the signal from the temperature detector 21, the usage ratios of the first and second impedance circuits 1 and 2 are adjusted according to the change in temperature. As a result, a stable oscillation frequency can be obtained even when the temperature variation of the time constant or resonance frequency of the first and second impedance circuits 1 and 2 is nonlinear with respect to the temperature.

温度検出器21の構成例を図11に示す。図11に示すようにPN接合ダイオード22に電流源23(抵抗でも良い)からの電流を流す。PN接合に生じる電位は温度に依存することから、この電圧を例えば比較器24等により基準電圧Vbと比較し、基準電圧Vbを温度変動の温度に相当する電圧とすることで検出できる。これをもとに使用比率を制御するための信号とすれば良い。また、使用比率は、前述した図4に示すa,b期間の時間比率を変えれば良く、タイマー等の時間設定などにより可能である。   A configuration example of the temperature detector 21 is shown in FIG. As shown in FIG. 11, a current from a current source 23 (which may be a resistor) is passed through the PN junction diode 22. Since the potential generated at the PN junction depends on the temperature, this voltage can be detected by comparing this voltage with the reference voltage Vb using, for example, the comparator 24 and setting the reference voltage Vb to a voltage corresponding to the temperature of the temperature fluctuation. A signal for controlling the use ratio may be used based on this. Further, the use ratio may be changed by setting the time ratio of the timer or the like by changing the time ratio of the periods a and b shown in FIG.

例えば、図12に示す温度変動率において、どちらか一方の時定数の温度カーブが途中で変化する場合(図12に示した点P)、使用比率が一定では最適な平均化が行えないので、このような場合は、点P付近の温度を検出し、2つの時定数の使用比率を切り替える。   For example, in the temperature variation rate shown in FIG. 12, when the temperature curve of either one of the time constants changes midway (point P shown in FIG. 12), optimal averaging cannot be performed if the usage ratio is constant. In such a case, the temperature near the point P is detected, and the usage ratio of the two time constants is switched.

このように本実施形態2によると、時間平均値として温度変動率が極めて小さい時定数または共振周波数を得ることが可能となり、特別な温度補償回路を設けることによるシステム規模の増大等がなく、温度安定性の良い時定数または共振周波数を得られる。   As described above, according to the second embodiment, it is possible to obtain a time constant or a resonance frequency having a very small temperature variation rate as a time average value, and there is no increase in system scale due to the provision of a special temperature compensation circuit, and the temperature A stable time constant or resonance frequency can be obtained.

なお、本実施形態2において、インピーダンス回路を3つ以上備えても良く、3つ以上の場合も、それぞれの時定数または共振周波数の持つ温度変動率に応じて各インピーダンス回路の使用頻度を変えれば良く、この使用頻度を温度検出器の信号をもとに変化させれば良い。   In the second embodiment, three or more impedance circuits may be provided. Even in the case of three or more impedance circuits, if the frequency of use of each impedance circuit is changed according to the temperature variation rate of each time constant or resonance frequency, The frequency of use may be changed based on the signal from the temperature detector.

また、第1,第2あるいはそれ以上のインピーダンス回路を総合して、2つ以上の温度変動の変異点(図12に示すP点に相当する点)がある場合は必要な複数の変異点の温度を検出し、インピーダンス回路の温度変動率の変化に応じて使用比率を変更すれば良い。   If there are two or more temperature fluctuation mutation points (points corresponding to the point P shown in FIG. 12) by combining the first, second, or higher impedance circuits, a plurality of necessary mutation points can be obtained. It is only necessary to detect the temperature and change the usage ratio in accordance with the change in the temperature fluctuation rate of the impedance circuit.

図13は本発明の実施形態3における信号生成回路の概略構成を示すブロック図である。図13に示すように、本実施形態3は前述の実施形態1の図1に示した構成における制御回路8に代えて、周波数を計数するカウンタ25を設けたものである。   FIG. 13 is a block diagram showing a schematic configuration of a signal generation circuit according to Embodiment 3 of the present invention. As shown in FIG. 13, the third embodiment is provided with a counter 25 for counting the frequency instead of the control circuit 8 in the configuration shown in FIG. 1 of the first embodiment.

そして、第1のインピーダンス回路1と第1の能動回路3から構成した第1の発振回路6と、第2のインピーダンス回路2と第2の能動回路4から構成した第2の発振回路7の出力を時系列的に交互に切替器5で選択して使用する。この切替器5で選択された第1,第2の発振回路6,7のいずれかの信号をカウンタ25で計数し、このカウンタ25の計数結果をもとに、切替器5により第1,第2の発振回路6,7の出力信号を選択する。   Then, the output of the first oscillation circuit 6 composed of the first impedance circuit 1 and the first active circuit 3, and the output of the second oscillation circuit 7 composed of the second impedance circuit 2 and the second active circuit 4. Are selected and used by the switch 5 alternately in time series. The counter 25 counts one of the signals of the first and second oscillation circuits 6 and 7 selected by the switch 5, and the switch 5 uses the counter 25 to count the first and first signals. The output signals of the second oscillation circuits 6 and 7 are selected.

第1,第2のインピーダンス回路1,2の各々の温度変動率をもとに、温度変動率の大きいインピーダンス回路を使用した発振回路の使用時間を短く、温度変動率の小さいインピーダンス回路を使用した発振回路の使用時間を長くするように機能させる。つまり、各時定数または共振周波数の持つ温度変動率の比と逆の比率に、その温度変動率を持つインピーダンス回路を使用した発振回路の使用時間の比率を設定する。これにより、温度変動方向が逆となる2つの温度変動率により、出力の信号の発振周波数の時間平均を取ると、平均値として温度変動がほぼ無くなるか、極めて軽減される。   Based on the temperature fluctuation rate of each of the first and second impedance circuits 1 and 2, the use time of the oscillation circuit using the impedance circuit having a large temperature fluctuation rate is shortened, and the impedance circuit having a small temperature fluctuation rate is used. Function to increase the operating time of the oscillation circuit. That is, the ratio of the usage time of the oscillation circuit using the impedance circuit having the temperature fluctuation rate is set to the ratio opposite to the ratio of the temperature fluctuation rate of each time constant or resonance frequency. As a result, when the time average of the oscillation frequency of the output signal is taken with two temperature fluctuation rates in which the temperature fluctuation directions are opposite, the temperature fluctuation is almost eliminated or extremely reduced as an average value.

さらに、第1,第2の発振回路6,7からの信号をカウンタ25で計数し、計数結果をもとに使用する第1,第2の発振回路6,7を選択するように構成にすることで、外部制御を受けることなく、安定な発振周波数を得ることができる。   Further, the signals from the first and second oscillation circuits 6 and 7 are counted by the counter 25, and the first and second oscillation circuits 6 and 7 to be used are selected based on the counting result. Thus, a stable oscillation frequency can be obtained without receiving external control.

例えば、第1のインピーダンス回路1の時定数の温度係数が+2(s/T)で、第2のインピーダンス回路2の温度係数が−1(s/T)であったとすると、2つのインピーダンス回路の使用時間比率として、第1のインピーダンス回路1の使用時間を1とすれば、第2のインピーダンス回路2の使用時間を第1のインピーダンス回路1の2倍とし、第1,第2のインピーダンス回路1,2の使用比率を1:2にすれば良い。具体的には、第1のインピーダンス回路1の使用期間を図4に示すb期間の「1s」とし、第2のインピーダンス回路2の使用期間を図4に示すa期間の「2s」となるように使用すれば、第1,第2のインピーダンス回路1,2を1:2の比率で使用できる。   For example, if the temperature coefficient of the time constant of the first impedance circuit 1 is +2 (s / T) and the temperature coefficient of the second impedance circuit 2 is −1 (s / T), the two impedance circuits As the usage time ratio, if the usage time of the first impedance circuit 1 is 1, the usage time of the second impedance circuit 2 is twice that of the first impedance circuit 1, and the first and second impedance circuits 1 and 2 are used. , 2 may be set to 1: 2. Specifically, the use period of the first impedance circuit 1 is set to “1 s” in the period b shown in FIG. 4, and the use period of the second impedance circuit 2 is set to “2 s” in the period a shown in FIG. In this case, the first and second impedance circuits 1 and 2 can be used at a ratio of 1: 2.

また、図14に示すような1/3分周回路を用いる場合を考えると、第1,第2のインピーダンス回路1,2を交互に切り替えた場合の出力信号を用いて、図15に示すような、デューティ比が2:1の信号fを生成し、その信号のデューティ比を用いて切り替えを行い、図15のh期間を第1のインピーダンス回路1の使用期間、g期間を第2のインピーダンス回路2の使用期間となるように制御すれば、第1,第2のインピーダンス回路1,2の使用比率が1:2となり、時定数の平均値は温度が変化しても常にほぼ「0」を保たれる。   Considering the case of using a 1/3 frequency dividing circuit as shown in FIG. 14, the output signal when the first and second impedance circuits 1 and 2 are alternately switched is used as shown in FIG. A signal f having a duty ratio of 2: 1 is generated, and switching is performed using the duty ratio of the signal. The period h in FIG. 15 is used for the first impedance circuit 1, and the period g is the second impedance. If the circuit 2 is controlled to be used, the usage ratio of the first and second impedance circuits 1 and 2 becomes 1: 2, and the average value of the time constant is always almost “0” even if the temperature changes. Is kept.

このように、本実施形態4によると、時間平均値として温度変動が極めて小さい発振周波数の発振回路を得ることが可能となり、特別な温度補償回路を設けることによるシステム規模の増大等がなく、また、外部からの制御がない場合でも、第1,第2の発振回路6,7を切り替える最低限の機能を有することで周波数の温度安定性の良い発振回路をより得やすくなる。   As described above, according to the fourth embodiment, it is possible to obtain an oscillation circuit having an oscillation frequency with extremely small temperature fluctuation as a time average value, and there is no increase in system scale due to the provision of a special temperature compensation circuit. Even when there is no external control, it is easier to obtain an oscillation circuit with good frequency temperature stability by having a minimum function of switching the first and second oscillation circuits 6 and 7.

なお、本実施形態4において、インピーダンス回路と能動回路をそれぞれ3つ以上備えても良く、3つ以上の場合も、それぞれのインピーダンス回路と能動回路により発振回路を構成し、それぞれの発振回路に利用したインピーダンス回路の温度変動率に応じて発振回路の使用頻度を変えれば良い。   In the fourth embodiment, three or more impedance circuits and active circuits may be provided, and in the case of three or more, an oscillation circuit is configured by each impedance circuit and active circuit, and is used for each oscillation circuit. What is necessary is just to change the use frequency of an oscillation circuit according to the temperature fluctuation rate of the impedance circuit which was made.

また、カウンタ25は計数することで、各発振回路の使用時間を切り替えるが、このカウンタ25は回路的に制御量を変更できるものでも良く、もしくは、プログラマブルなものであっても良い。さらに、制御比を得るために1/3分周器を用いたが、入力周波数が高い場合は分周器の前段にプリスケーラに相当するものを挿入しても良く、分周比として1:2を生成する場合に、1/3分周器の代わりに、それに近い比率のものを用いても良い。   Further, the counter 25 switches the usage time of each oscillation circuit by counting, but this counter 25 may be a circuit whose control amount can be changed or may be programmable. Further, although a 1/3 frequency divider is used to obtain a control ratio, when the input frequency is high, a prescaler may be inserted before the frequency divider, and the frequency division ratio is 1: 2. May be used instead of the 1/3 frequency divider.

図16は本発明の実施形態4における信号生成回路の概略構成を示すブロック図である。図16に示すように、本実施形態4は前述の実施形態3の図13に示した構成におけるカウンタ25に代えて、時間計測器26を設けたものである。   FIG. 16 is a block diagram showing a schematic configuration of a signal generation circuit according to Embodiment 4 of the present invention. As shown in FIG. 16, the fourth embodiment is provided with a time measuring device 26 instead of the counter 25 in the configuration shown in FIG. 13 of the third embodiment.

この時間計測器26により、第1,第2の発信回路6,7の出力を切り替えて使用する構成であって、実施形態3と同様に、第1,第2のインピーダンス回路1,2の各々の温度変動率をもとに、温度変動率の大きいインピーダンス回路を使用した発振回路の使用時間を短く、温度変動率の小さいインピーダンス回路を使用した発振回路の使用時間を長くするように機能させる。つまり、各時定数または共振周波数の持つ温度変動率の比と逆の比率に、その温度変動率を持つインピーダンス回路を使用した発振回路の使用時間の比率を設定する。これにより、温度変動方向が逆となる2つの温度変動率により、周波数の時間平均を取ると、平均値として温度変動がほぼ無くなるか、極めて軽減される。   The time measuring device 26 switches the output of the first and second transmission circuits 6 and 7 and uses each of the first and second impedance circuits 1 and 2 as in the third embodiment. Based on the temperature variation rate, the oscillation circuit using an impedance circuit having a large temperature variation rate is used for a short time, and the oscillation circuit using an impedance circuit having a small temperature variation rate is used for a long time. That is, the ratio of the usage time of the oscillation circuit using the impedance circuit having the temperature fluctuation rate is set to the ratio opposite to the ratio of the temperature fluctuation rate of each time constant or resonance frequency. As a result, when the time average of the frequencies is taken with the two temperature fluctuation rates having opposite temperature fluctuation directions, the temperature fluctuation as an average value is almost eliminated or extremely reduced.

さらに、第1,第2の発振回路6,7からの信号を時間計測器26からの時間制御により、使用する第1,第2の発振回路6,7のいずれかを選択するように構成にすることにより、外部制御を受けることなく、安定な発振周波数を得ることができる。   Further, the signal from the first and second oscillation circuits 6 and 7 is configured to select one of the first and second oscillation circuits 6 and 7 to be used by time control from the time measuring device 26. By doing so, a stable oscillation frequency can be obtained without receiving external control.

図17は本発明の実施形態5における信号生成回路の概略構成を示すブロック図である。図17に示すように、第1の温度変動率を持つ時定数または共振周波数を有する第1のインピーダンス回路1と、第1の温度変動率とは逆の変動方向となる第2の温度変動率を持つ時定数または共振周波数を有する第2のインピーダンス回路2と、発振器を構成するための第1の能動回路3と、第1,第2のインピーダンス回路1,2を交互に機能させて第1の能動回路3との発振回路を形成させるための切替器9を有し、第1の能動回路3は、例えば制御回路(図示せず)から切替器9により第1,第2のインピーダンス回路1,2の接続を切り替えて使用して発振回路11を構成している。   FIG. 17 is a block diagram showing a schematic configuration of a signal generation circuit according to the fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 17, a first impedance circuit 1 having a time constant or resonance frequency having a first temperature fluctuation rate, and a second temperature fluctuation rate having a fluctuation direction opposite to the first temperature fluctuation rate. The second impedance circuit 2 having a time constant or resonance frequency having the first active circuit 3 for constituting the oscillator, and the first and second impedance circuits 1 and 2 are alternately operated to make the first The first active circuit 3 includes, for example, a control circuit (not shown) and the first impedance circuit 1 by the switch 9. , 2 is used by switching the connection.

第1,第2のインピーダンス回路1,2を時系列的に交互に選択して発振する発振回路11を構成し、第1,第2のインピーダンス回路1,2の各々の温度変動率をもとに、温度変動率の大きい方のインピーダンス回路の選択時間を短くし、温度変動率の小さいインピーダンス回路の選択時間を長くするように機能させる。つまり、各時定数または共振周波数の持つ温度変動率の比と逆の比率に、その温度変動率を持つインピーダンス回路を選択する時間の比率を設定する。これにより、温度変動方向が逆となる2つの温度変動率により、出力信号の発振周波数の時間平均を取ると、平均値として温度変動がほぼ無くなるか、極めて軽減される。   An oscillation circuit 11 that oscillates by alternately selecting the first and second impedance circuits 1 and 2 in time series is configured, and the temperature variation rate of each of the first and second impedance circuits 1 and 2 is determined. Further, the selection time of the impedance circuit having the larger temperature variation rate is shortened, and the selection time of the impedance circuit having the smaller temperature variation rate is lengthened. That is, the ratio of the time for selecting the impedance circuit having the temperature variation rate is set to the ratio opposite to the ratio of the temperature variation rate of each time constant or resonance frequency. As a result, when the time average of the oscillation frequency of the output signal is taken with two temperature fluctuation rates in which the temperature fluctuation directions are opposite, the temperature fluctuation is almost eliminated or extremely reduced as an average value.

このように実施形態5によると、時間平均値として温度変動が極めて小さい発振周波数の発振回路11に用いる能動回路を1つにすることでコンパクトにすることが可能となり、特別な温度補償回路を設けることによるシステム規模の増大等がなく、周波数の温度安定性の良い発振回路を得られる。   As described above, according to the fifth embodiment, the active circuit used for the oscillation circuit 11 having an oscillation frequency with extremely small temperature fluctuation as a time average value can be made compact, and a special temperature compensation circuit is provided. Therefore, an oscillation circuit with good frequency temperature stability can be obtained.

本実施形態5における第1,第2のインピーダンス回路1,2および切替器9、第1の能動回路3は、前記実施形態1に示した構成要件と同様のものから実現可能である。なお、実施形態5において、インピーダンス回路を3つ以上備えていても良く、3つ以上の場合も、それぞれのインピーダンス回路と能動回路により発振回路が構成できるようにし、それぞれのインピーダンス回路の時定数または共振周波数の持つ温度変動率に応じて各インピーダンス回路の使用頻度を変えれば良い。   The first and second impedance circuits 1 and 2, the switch 9, and the first active circuit 3 in the fifth embodiment can be realized from the same configuration requirements as those in the first embodiment. In the fifth embodiment, three or more impedance circuits may be provided, and also in the case of three or more, an oscillation circuit can be configured by each impedance circuit and an active circuit, and the time constant of each impedance circuit or What is necessary is just to change the use frequency of each impedance circuit according to the temperature fluctuation rate which a resonant frequency has.

図18は本発明の実施形態6における信号生成回路の概略構成を用いたシステム装置を示すブロック図である。図18に示すように、前記実施形態1〜5で説明した信号生成回路30を利用して、システム装置31内に設け、システムクロック32からの供給される信号の代役として機能することを目的とする。例えば、システム装置31のボードが何らかのダウンをして、システムクロック32の出力が無くなった場合、保護動作や復帰動作などでクロックが必要なブロックあるいは回路機能に対して、クロック信号を供給する。また、システムクロック32が停止した場合に最低限の自己動作を行うため、クロックが必要なブロックに内蔵することも考えられる。システムクロック32ほどの精度はないが、システム装置31において、システムダウンや故障等において行われる診断機能などを簡易的に実現することが必要な場合、専用のクロック回路やボードを設けるなどの規模増大を防ぐことができ、かつ所望する機能を実現するための手段を提供することができる。   FIG. 18 is a block diagram showing a system apparatus using a schematic configuration of a signal generation circuit according to Embodiment 6 of the present invention. As shown in FIG. 18, the signal generation circuit 30 described in the first to fifth embodiments is used to function as a substitute for the signal supplied from the system clock 32 provided in the system device 31. To do. For example, when the board of the system device 31 goes down and the output of the system clock 32 is lost, a clock signal is supplied to a block or circuit function that requires a clock for a protection operation or a return operation. Further, in order to perform a minimum self-operation when the system clock 32 is stopped, it is conceivable that the clock is incorporated in a necessary block. Although it is not as accurate as the system clock 32, if it is necessary for the system device 31 to easily realize a diagnosis function or the like performed in the event of a system down or a failure, the scale increases by providing a dedicated clock circuit or a board. Can be prevented, and a means for realizing a desired function can be provided.

本発明の実施形態7における信号生成回路は前述した各実施形態の実現するため半導体集積回路装置として構成したものである。   The signal generation circuit according to the seventh embodiment of the present invention is configured as a semiconductor integrated circuit device to realize each of the above-described embodiments.

近年のコンピュータや携帯端末など、電子機器は半導体集積回路が多用されており、前記実施形態1〜5において説明した信号生成回路を搭載して前記実施形態6のシステム装置を実現するために作られた半導体集積回路装置である。   In recent years, electronic devices such as computers and portable terminals are often used for semiconductor integrated circuits, and are manufactured to implement the system device of the sixth embodiment by mounting the signal generation circuit described in the first to fifth embodiments. A semiconductor integrated circuit device.

なお、前記実施形態1〜5に説明した信号生成回路で使われる温度変動率を持つ時定数または共振周波数を有し、抵抗(R),コイル(L),コンデンサ(C)をもとに作られたインピーダンス回路は、例えば図19(a)〜(f)に示すような、R,L,Cをすべて利用したものでなくても良く、図19(f)に示すようなインピーダンス(時定数)回路では、上部端子に電圧を加えて充電し、そのときの充電電圧Voを利用するよう構成した場合、その電圧は最初にダイオードDiの電圧Vbeで立ち上がり、その後コンデンサCへの充電電圧Voで上昇する。この電圧Vbeは温度特性を有するインピーダンス(時定数)回路として利用できる。   It has a time constant or resonance frequency having a temperature variation rate used in the signal generation circuit described in the first to fifth embodiments, and is made based on a resistor (R), a coil (L), and a capacitor (C). The impedance circuit thus obtained does not have to use all of R, L, and C as shown in FIGS. 19A to 19F, for example, and impedance (time constant) as shown in FIG. In the circuit, when charging is performed by applying a voltage to the upper terminal and using the charging voltage Vo at that time, the voltage first rises with the voltage Vbe of the diode Di, and then with the charging voltage Vo to the capacitor C To rise. This voltage Vbe can be used as an impedance (time constant) circuit having temperature characteristics.

本発明に係るインピーダンス回路およびこれを用いた信号生成回路は、基準周波数もしくは遅延要素を得るにあたり、温度変動率を極めて平坦化することができ、半導体集積回路または電気信号処理システムで使用され、基準周波数信号を発生する回路として有用である。   The impedance circuit and the signal generation circuit using the impedance circuit according to the present invention can extremely flatten the temperature variation rate in obtaining the reference frequency or the delay element, and are used in the semiconductor integrated circuit or the electric signal processing system. It is useful as a circuit for generating a frequency signal.

本発明の実施形態1における信号生成回路の概略構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure of the signal generation circuit in Embodiment 1 of this invention. インピーダンス回路の構成例のRC回路を示す図The figure which shows RC circuit of the structural example of an impedance circuit 発振回路の構成を示す図Diagram showing the configuration of the oscillation circuit 2つのインピーダンス回路の使用期間を示すタイミングチャートTiming chart showing the period of use of two impedance circuits 能動回路をオペアンプで構成した例を示す図Diagram showing an example of an active circuit composed of operational amplifiers 切替器をMOSスイッチで構成した例を示す図The figure which shows the example which comprised the switch with MOS switch 切替器を加算器で構成した例を示す図The figure which shows the example which comprised the switch with the adder MOSスイッチを応用し発振回路の電源により切り替える構成を示す図The figure which shows the structure which applies the MOS switch and switches with the power supply of the oscillation circuit インピーダンス回路に(a)は充電用バイアス電圧の温度変動、(b)は電流源の温度変動、(c)は比較器の基準値の温度変動を合成する構成例を示す図(A) is a temperature variation of a charging bias voltage, (b) is a temperature variation of a current source, and (c) is a diagram showing a configuration example for synthesizing a temperature variation of a reference value of a comparator in an impedance circuit. 本発明の実施形態2における信号生成回路の概略構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure of the signal generation circuit in Embodiment 2 of this invention. 温度検出器の構成を示す図Diagram showing the configuration of the temperature detector 温度変動率の変位点を説明する図Diagram explaining the displacement point of temperature fluctuation rate 本発明の実施形態3における信号生成回路の概略構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure of the signal generation circuit in Embodiment 3 of this invention. 1/3分周器の回路構成を示す図The figure which shows the circuit structure of a 1/3 frequency divider. 1:2の分周期間を示すタイミングチャートTiming chart showing a 1: 2 minute period 本発明の実施形態4における信号生成回路の概略構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure of the signal generation circuit in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施形態5における信号生成回路の概略構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure of the signal generation circuit in Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施形態6における信号生成回路の概略構成を用いたシステム装置を示すブロック図The block diagram which shows the system apparatus using the schematic structure of the signal generation circuit in Embodiment 6 of this invention. インピーダンス回路の(a)〜(f)はR,L,Cによる構成例を示す図(A) to (f) of the impedance circuit are diagrams showing a configuration example of R, L, and C.

符号の説明Explanation of symbols

1 第1のインピーダンス回路
2 第2のインピーダンス回路
3,3a 第1の能動回路
4 第2の能動回路
5,9 切替器
6 第1の発振回路
7 第2の発振回路
8 制御回路
10,20 インピーダンス回路
11 発振回路
13 オペアンプ
14 MOSスイッチ
15 加算器
16,17,24 比較器
21 温度検出器
22 PN接合ダイオード
23 電流源
25 カウンタ
26 時間計測器
30 信号生成回路
31 システム装置
32 システムクロック
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st impedance circuit 2 2nd impedance circuit 3, 3a 1st active circuit 4 2nd active circuit 5, 9 Switch 6 1st oscillation circuit 7 2nd oscillation circuit 8 Control circuit 10, 20 Impedance Circuit 11 Oscillation circuit 13 Operational amplifier 14 MOS switch 15 Adder 16, 17, 24 Comparator 21 Temperature detector 22 PN junction diode 23 Current source 25 Counter 26 Time measuring device 30 Signal generation circuit 31 System device 32 System clock

Claims (7)

第1の温度変動率を持つ時定数または共振周波数を有する第1のインピーダンス回路と、前記第1の温度変動率とは逆の変動方向となる第2の温度変動率を持つ時定数または共振周波数を有する第2のインピーダンス回路とからなり、
前記第1,第2のインピーダンス回路の有する前記第1,第2の温度変動率に応じて、前記第1,第2のインピーダンス回路の使用比率を調整することで前記第1,第2の温度変動率から温度変動率を平均値として得るようにして、前記第1,第2のインピーダンス回路を切り替えることを特徴とするインピーダンス回路。
A first impedance circuit having a time constant or resonance frequency having a first temperature fluctuation rate, and a time constant or resonance frequency having a second temperature fluctuation rate opposite to the first temperature fluctuation rate. A second impedance circuit having
The first and second temperatures are adjusted by adjusting a usage ratio of the first and second impedance circuits according to the first and second temperature fluctuation rates of the first and second impedance circuits. An impedance circuit characterized in that the first and second impedance circuits are switched so as to obtain the temperature variation rate as an average value from the variation rate.
前記第1,第2のインピーダンス回路が置かれている環境温度を検出する温度検出器を備え、
前記第1,第2のインピーダンス回路の有する第1,第2の温度変動率に応じて、前記第1,第2のインピーダンス回路の使用比率を調整することで前記第1,第2の温度変動率から温度変動率を平均値として得る際に、前記第1,第2の温度変動率が温度に対し非直線性を有するとき、前記第1,第2のインピーダンス回路の使用比率の調整量を前記温度検出器の出力に応じて変化させ、前記第1,第2のインピーダンス回路を切り替えることを特徴とする請求項1記載のインピーダンス回路。
A temperature detector for detecting an environmental temperature in which the first and second impedance circuits are placed;
The first and second temperature fluctuations are adjusted by adjusting the usage ratio of the first and second impedance circuits according to the first and second temperature fluctuation rates of the first and second impedance circuits. When the first and second temperature fluctuation rates have nonlinearity with respect to the temperature when the temperature fluctuation rate is obtained as an average value from the rate, an adjustment amount of the usage ratio of the first and second impedance circuits is set. 2. The impedance circuit according to claim 1, wherein the impedance circuit is switched according to an output of the temperature detector, and the first and second impedance circuits are switched.
請求項1記載の第1,第2のインピーダンス回路からなるインピーダンス回路と、前記第1のインピーダンス回路を用いて発振する第1の発振回路と、前記第2のインピーダンス回路を用いて発振する第2の発振回路と、前記第1,第2の発振回路を交互に切り替える切替器と、前記第1,第2の発振回路の使用比率を調整することで前記第1,第2のインピーダンス回路の有する第1,第2の温度変動率から温度変動率を平均値として得るように、前記切替器を制御する制御回路とを備えたことを特徴とする信号生成回路。   2. An impedance circuit comprising the first and second impedance circuits according to claim 1, a first oscillation circuit that oscillates using the first impedance circuit, and a second that oscillates using the second impedance circuit. And the first and second impedance circuits by adjusting the usage ratio of the first and second oscillation circuits. A signal generation circuit comprising: a control circuit for controlling the switch so as to obtain the temperature fluctuation rate as an average value from the first and second temperature fluctuation rates. 請求項2記載の第1,第2のインピーダンス回路と温度検出器を備えたインピーダンス回路と、前記第1のインピーダンス回路を用いて発振する第1の発振回路と、前記第2のインピーダンス回路を用いて発振する第2の発振回路と、前記第1,第2の発振回路を交互に切り替える切替器と、前記第1,第2の発振回路の使用比率を調整する際に、前記第1,第2のインピーダンス回路の有する第1,第2の温度変動率が温度に対し非直線性を有するとき、使用比率の調整量を前記温度検出器の出力に応じて変化させ、前記第1,第2の温度変動率から温度変動率を平均値として得るように、前記切替器を制御する制御回路とを備えたことを特徴とする信号生成回路。   An impedance circuit including the first and second impedance circuits and the temperature detector according to claim 2, a first oscillation circuit that oscillates using the first impedance circuit, and the second impedance circuit. A second switching circuit that oscillates in turn, a switch that alternately switches the first and second oscillation circuits, and the first and second oscillation circuits when adjusting the usage ratio of the first and second oscillation circuits. When the first and second temperature fluctuation rates of the two impedance circuits are non-linear with respect to the temperature, the adjustment amount of the use ratio is changed according to the output of the temperature detector, and the first and second And a control circuit for controlling the switch so as to obtain the temperature fluctuation rate as an average value from the temperature fluctuation rates. 前記制御回路に代えて前記第1,第2の発振回路からの出力信号を計数するカウンタ回路を備え、前記カウンタ回路の計数結果に応じて前記切替器を制御することを特徴とする請求項3または4記載の信号生成回路。   4. A counter circuit for counting output signals from the first and second oscillation circuits in place of the control circuit, and controlling the switch according to a counting result of the counter circuit. Or the signal generation circuit of 4. 前記カウンタ回路に代えて前記第1,第2の発振回路から信号を出力する時間を計測する時間計測器を備え、前記時間計測器の計測時間により前記切替器を制御することを特徴とする請求項5記載の信号生成回路。   A time measuring device for measuring a time for outputting a signal from the first and second oscillation circuits instead of the counter circuit is provided, and the switch is controlled by a measuring time of the time measuring device. Item 6. The signal generation circuit according to Item 5. 第1の温度変動率を持つ時定数または共振周波数を有する第1のインピーダンス回路と、前記第1の温度変動率とは逆の変動方向となる第2の温度変動率を持つ時定数または共振周波数を有する第2のインピーダンス回路と、前記第1のインピーダンス回路と前記第2のインピーダンス回路を切替器により交互に切り替えて発振する発振回路と、前記第1,第2の温度変動率の大きさに応じて前記第1,第2のインピーダンス回路の使用比率を調整することで前記第1,第2の温度変動率から温度変動率を平均値として得るように、前記切替器を制御する制御回路とを備えたことを特徴とする信号生成回路。   A first impedance circuit having a time constant or resonance frequency having a first temperature fluctuation rate, and a time constant or resonance frequency having a second temperature fluctuation rate opposite to the first temperature fluctuation rate. A first impedance circuit, an oscillation circuit that alternately oscillates between the first impedance circuit and the second impedance circuit by a switch, and a magnitude of the first and second temperature fluctuation rates. And a control circuit for controlling the switch so as to obtain the temperature fluctuation rate as an average value from the first and second temperature fluctuation rates by adjusting the usage ratio of the first and second impedance circuits accordingly. A signal generation circuit comprising:
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