JP3299367B2 - パルス発生回路 - Google Patents

パルス発生回路

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、正確なパルス幅のパル
ス信号を発生するパルス発生回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、IC等の半導体集積回路が広
く利用されており、この回路では各種のパルス発生回路
が利用されている。例えば、ビデオやテレビの信号処理
回路においては、入力されてくる水平同期信号、垂直同
期信号に応じて、半導体集積回路の内部で各種パルス信
号を発生している。
【0003】図3には、従来のパルス発生回路の一例が
示されており、ICの外部に、一端がアースに接続され
た基準抵抗RT が設けられている。そして、この基準抵
抗RT に、RT 端子を介しIC内部のダイオード接続さ
れたPNPトランジスタQ1のコレクタが接続され、こ
のトランジスタQ1 のエミッタが抵抗R1 を介し、電源
に接続されている。一方、このトランジスタQ2 のベー
スには、エミッタが抵抗R2 を介し電源に接続されたP
NPトランジスタQ2 のベースが接続されている。この
ため、トランジスタQ1 とQ2 はカレントミラーを構成
している。
【0004】そして、トランジスタQ2 のコレクタに
は、他端がアースに接続されたIC内部のコンデンサC
T (容量値をCT とする)が接続されている。そして、
トランジスタQ2 のコレクタとコンデンサCT の接続点
がモノステーブルマルチバイブレータ(以下、モノマル
チという)1に接続されている。
【0005】また、このモノマルチ1には、外部のトリ
ガ信号がIN端子を介し供給されており、トリガ信号の
立上がりでコンデンサCT への充電を開始し、この電圧
が所定のしきい値電圧VTHに至った時に、コンデンサC
T への充電を停止する。そして、この充電期間にHとな
る信号を出力する。
【0006】ここで、モノマルチ1の出力であるパルス
の幅Tは、コンデンサCT への充電電流をIとした場合
に、 T=VTH・CT /I である。
【0007】そこで、基準抵抗RT を固定抵抗とすれ
ば、電流Iは一定となるため、この基準抵抗RT の大き
さを設定することで、所望のパルス幅の信号をモノマル
チ1の出力に得ることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
図3の回路において、コンデンサCT はIC内部の素子
である。そこで、その容量値は、製造工程における不均
一さに基づいて、数%程度ばらつくことが避けられな
い。したがって、パルス幅Tもばらつくことになり、ト
リガに対し、正確なパルス幅を得られないという問題点
があった。また、コンデンサCT の容量値とコンデンサ
CTへの充電電流Iは、温度によって変化するので、パ
ルス幅が温度によって変化してしまうという問題点もあ
った。そこで、上記回路は、正確なパルス幅が必要な場
合に利用できなかった。
【0009】本発明は、上記問題点を解決することを課
題としてなされたものであり、半導体集積回路における
コンデンサの容量値がばらついたり、周囲温度が変化し
ても、パルス幅を一定にできるパルス発生回路を提供す
ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体集積回
路を利用したパルス発生回路であって、入力信号にフェ
ーズロックするフェーズロックループ回路を構成する電
圧制御発振器と、この電圧制御発振器に設けられ、誤差
電圧に応じて定電流の大きさが変化する定電流を発生す
る定電流回路と、この定電流回路の定電流によって充電
される第1のコンデンサを有し、この第1のコンデンサ
の充電電圧に応じた三角波を生成するタイミング回路
と、このタイミング回路の定電流を取り出すカレントミ
ラー回路と、このカレントミラー回路により、取り出さ
れた定電流によって充電される第2のコンデンサと、こ
の第2のコンデンサの充電電圧に応じたパルス幅のパル
ス信号を発生するパルス発生回路と、を有し、上記第1
および第2のコンデンサを半導体集積回路内の近傍に形
成したことを特徴とする。
【0011】
【作用】PLL回路の電圧制御発振器は、入力信号と同
一の周波数で発振する。タイミング回路は、この周波数
の三角波を生成するものであり、第1のコンデンサの端
子電圧の変化の勾配は、第1のコンデンサの容量値のば
らつきが定電流回路の電流値で補償されて常に一定にな
る。そして、第2のコンデンサは、半導体集積回路上の
第1のコンデンサの近傍に設けられている。このため、
第1のコンデンサと第2のコンデンサは、その容量値に
同一のばらつきを持っている。そこで、この第2のコン
デンサの端子電圧の変化の勾配も一定のものになる。従
って、この第2のコンデンサの端子電圧の変化を利用し
て所定幅のパルス信号を得ることができる。また、周囲
温度の変化に応じてコンデンサの容量値の変化に対して
も同様に補償がなされ、パルス幅の変化を抑制すること
ができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面に基づ
いて説明する。図1は、実施例の構成を示す図である。
この例では、トリガ信号としてテレビジョン信号の水平
垂直同期信号(複合同期信号)が使用されており、これ
がICの入力端子8に入力されている。そして、このト
リガ信号に同期した信号を形成するために、フェーズロ
ックループが、設けられている。すなわち、入力端子8
には、位相比較器10が接続されており、この比較結果
の信号は、ローパスフィルタ12に入力され、ここで積
分された信号が電圧制御発振器(VCO)14に入力さ
れている。そして、このVCO14の出力がトリガ信号
に同期した信号として出力されると共に、位相比較器1
0にフィードバックされている。このため、位相比較器
10は入力されてくるトリガ信号とVCO14から供給
される信号の位相を比較し、その差についての信号をロ
ーパスフィルタ12を介し、VCO14に入力する。V
CO14は入力されてくる位相差に応じた電圧により発
振を制御するため、このVCO14の出力信号の位相
が、入力トリガ信号にロックすることになる。
【0013】ここで、ローパスフィルタ12は、ICの
外部に設けられ、位相比較器10からの出力が接続され
ている端子16をアースに接続する直列接続されたコン
デンサ12aおより抵抗12bと、これらに並列接続さ
れたコンデンサ12cからなっており、位相比較器10
からの信号に対し所定の積分処理を行う。
【0014】また、このローパスフィルタ12の出力
は、外部の抵抗18を介し、VCO14への入力ライン
が接続されている端子20に接続されている。一方、こ
の端子20には、ここをアースに接続する外部のタイミ
ング設定用抵抗22(抵抗値R)が接続されている。こ
のタイミング設定用抵抗22は、VCO14におけるタ
イミング回路の定電流値を決定するためものであり、こ
の定電流が、抵抗18を介し、位相比較器10から供給
される誤差電圧によって影響され、位相比較器10に供
給される2つの信号の位相差が解消される。
【0015】また、このタイミング設定回路は、タイミ
ング設定用抵抗22へ流れる電流に応じた電流が流れる
ダイオード接続されたPNPトランジスタ24と、この
トランジスタ24にベースが接続され、カレントミラー
を構成するPNPトランジスタ26と、このトランジス
タ26のコレクタをアースに接続するコンデンサ28か
らなっている。そして、VCO14はトランジスタ26
に流れる電流量によって、コンデンサ28を充電し、こ
こに三角波を形成する。
【0016】ここで、この三角形の形成は電流I1 でコ
ンデンサ28を充電し、規定の高電圧に達したら電流I
1 でコンデンサ28から放電し、規定の低電圧まで達し
たら、充電に切り換えることを繰り返すことにより行
う。そして、充放電の電流値が同じなので、コンデンサ
28の端子電圧は三角波となる。
【0017】この三角波は、VCO14の出力の周波数
を決定するものであり、この周波数はトリガ信号の周波
数に一致している。すなわち、VCO14は、フェーズ
ロックループを構成しており、ロック状態では、発振周
波数が、入力信号であるトリガ信号に一致する。
【0018】従って、コンデンサ28の値がばらついて
も、ここに流れる電流I1 が自動的に調整されて、三角
波の勾配は常に一定のものになる。
【0019】そして、本実施例においては、トランジス
タ24のベースには、PNPトランジスタ30のベース
も接続されている。従って、このトランジスタ30もト
ランジスタ24、26と同一の電流I2 を流す。また、
このトランジスタ30のコレクタには、アースに接続さ
れたコンデンサ32が接続されており、このトランジス
タ30とコンデンサ32の接続点がモノマルチ1に入力
されている。さらに、このモノマルチ1には、入力端子
8が接続されており、トリガ信号が入力されている。そ
こで、このモノマルチ1は、コンデンサ32の充電状態
に応じたパルス幅のパルス信号を出力する。すなわち、
このモノマルチ1のしきい値電圧をVTコンデンサ32
の容量値をC2 とすれば、出力のパルス幅Tは、T=V
TH・C2 /I2となる。
【0020】そして、コンデンサ28、32をIC上の
近傍に形成すれば、この特性はほぼ同一になる。すなわ
ち、これらコンデンサ28、32の値は同じようにばら
つく。そして、電流I2 は電流I1 と同一であり、コン
デンサ32の上側の電位の勾配をコンデンサ32の容量
値のばらつきによらず一定にできる。そこで、モノマル
チ1において出力のパルス幅Tを常に一定にすることが
できる。
【0021】また、トランジスタ32のエミッタ面積を
トランジスタ26と異なるもの(通常整数倍)とした
り、コンデンサ32の容量値をコンデンサ28の容量値
と異なるもの(通常整数倍)にすれば、モノマルチ1の
出力のパルス幅Tを任意のものに設定することができ
る。
【0022】なお、トランジスタ24、26、30のエ
ミッタはそれぞれ調整用の抵抗を介し電源に接続されて
いる。また、これらトランジスタ24、26、30もI
C上の近傍に形成される。
【0023】次に、図2に、VCO14のタイミング調
整回路の構成例を示す。このように、基準電圧VREF が
非反転入力端子に入力されるオペアンプ40が設けられ
ると共に、トランジスタ24のコレクタと端子20と間
にNPNトランジスタ42および抵抗44が挿入配置さ
れている。そして、トランジスタ42のベースにオペア
ンプ40の出力が接続され、抵抗44および端子20が
オペアンプ40の反転入力端子に接続されている。そし
て、端子20は、抵抗値Rのタイミング設定用抵抗22
を介しアースに接続されている。
【0024】このような構成において、オペアンプ40
の反転入力端子はイマジナリーショートによりVREF に
なるため、誤差電圧が0の場合には、トランジスタ24
に流れる電流I0 は、 I0 =VREF /R となる。そして、タイミング設定用抵抗22の上端に印
加される誤差電圧によって、ここの電位がVREF になる
ように、電流I0 が変化する。そこで、電流I0、I1
、I2 がトリガ信号の周波数に応じて自動調整され、
コンデンサ28、32のばらつきが電流I0 、I1 、I
2 の大きさによって補償され、コンデンサ28、32の
端子電圧の変化の勾配は、常に一定になる。従って、I
C内のコンデンサの容量が製造工程の都合上ばらついて
も、一定のパルス幅の信号を得ることができる。また、
外部のタイミング設定用抵抗22などは、固定でばらつ
きの少ないものを利用できるため、温度によって抵抗値
が変わることがなく、内部のコンデンサ28、32の容
量値の変化は、上述の場合と同様に電流量によって補償
される。このため、周囲温度が変化してもパルス幅を一
定に維持することができる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、PLL回路におけ
る電圧制御発振器のタイミング回路は、この周波数の三
角波を生成するものであり、第1のコンデンサの端子電
圧の変化の勾配は、第1のコンデンサの容量値のばらつ
きが定電流回路の電流値で補償されて常に一定になる。
そして、第1および第2のコンデンサは半導体集積回路
上の近傍に設けられているため、両方コンデンサの容量
値のばらつきは同様である。そこで、この第2のコンデ
ンサの端子電圧の変化の勾配を一定のものにでき、この
第2のコンデンサの端子電圧の変化を利用して所定幅の
パルス信号を得ることができる。また、周囲温度の変化
に応じてコンデンサの容量値の変化に対しても同様に補
償がなされ、パルス幅の変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の構成を示す図である。
【図2】電圧制御発振器のタイミング回路の構成を示す
図である。
【図3】従来例の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 モノステーブルマルチバイブレータ(モノマルチ) 10 位相比較器 12 ローパスフィルタ 14 電圧制御発振器(VCO) 22 タイミング設定用抵抗 24、26、30 トランジスタ 28、32 コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−87416(JP,A) 特開 平2−10041(JP,A) 特開 平5−327428(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体集積回路を利用したパルス発生回
    路であって、 入力信号にフェーズロックするフェーズロックループ回
    路を構成する電圧制御発振器と、 この電圧制御発振器に設けられ、誤差電圧に応じて定電
    流の大きさが変化する定電流を発生する定電流回路と、
    この定電流回路の定電流によって充電される第1のコン
    デンサを有し、この第1のコンデンサの充電電圧に応じ
    た三角波を生成するタイミング回路と、 このタイミング回路の定電流を取り出すカレントミラー
    回路と、 このカレントミラー回路により、取り出された定電流に
    よって充電される第2のコンデンサと、 この第2のコンデンサの充電電圧に応じたパルス幅のパ
    ルス信号を発生するパルス発生回路と、 を有し、 上記第1および第2のコンデンサを半導体集積回路内の
    近傍に形成したことを特徴とするパルス発生回路。
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