JPH01320814A - 一連の入力パルスの周波数を逓倍するための回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 この発明は一般に周波数逓倍回路に関するものであり、
特に、所与の周波数のかつ衝撃係数が実質的に５０％の
一連の入力パルスに応答して２倍の周波数のかつ衝撃係
数が実質的に５０％の一連のパルスを与えるための周波
数逓倍回路に関するものである。

先行技術の説明 マイクロコンピュータ、マイクロプロセッサなどの半導
体チップは一連のクロックパルスの関数で動作される。

たとえば、ｒ８０２８６Ｊと呼ばれるような現在市場で
人手可能なマイクロコンピュータの半導体チップは３０
ＭＨｚの周波数の−連のクロックパルスを必要とする。

しかしながら、３０ＭＨｚに適合する水晶発振器は入手
が困難でかつ高価である。それゆえ、より廉価で現在市
場で入手可能な低周波数の水晶発振器を使用する周波数
の逓倍により、周波数か３０ＭＨｚはどのクロック信号
発生器が入手可能であることが望ましい。

クロックパルスの典型的な周波数逓倍器は普通位相ロッ
クループ技術を採用する。しかしながら、位相ロックル
ープの採用は電圧制御発振器、位相比較器、周波数分割
器などを必要とし、これが回路の形状を複雑かつ高価に
する。

別な型の周波数逓倍器は、そこへの一方の入力で入力パ
ルスを受信しかつその入力パルスの衝撃係数か実質的に
５０％であれば予め定められた時定数で積分される入力
パルスの積分された出力を他方の入力で受信するように
適合された排他的ＯＲ論理回路を採用する。入力パルス
の衝撃係数が実質的に５０％でかつ積分の時定数が適当
に選択されると仮定すれば、周波数が２倍の出力が実質
的に５０％の衝撃係数で得られる。しかしなから、入力
パルスの周波数が変動するときには、周波数が２倍の出
力の衝撃係数はそれに応じて可変であり、これは半導体
チップのクロックパルス源として周波数逓倍器を使用す
ることを不可能にする。

発明の概要 したがって、この発明の主要な目的は、入力パルスの周
波数を逓倍して、入力周波数の変動とは無関係に周波数
が２倍のかつ制御された衝撃係数が実質的に５０％の出
力を与えるための周波数逓倍回路を提供することである
。

この発明の別な目的は、周波数逓倍によりより複雑さが
解消されかつより廉価で高周波数の一連のパルスを発生
することを可能にする周波数逓倍回路を提供することで
ある。

この発明のさらなる目的は、所与の周波数のかつ衝撃係
数が実質的に５０％の一連の入力パルスに応答して予め
定められた衝撃係数が実質的に５０％のかつ周波数が２
倍の一連のクロックパルスを発生するためのクロックパ
ルス発生回路を提供することである。

簡単に説明すると、この発明は所与の周波数のかつ衝撃
係数が実質的に５０％の一連の入力パルスに応答して予
め定められた衝撃係数が実質的に５０％のかつ周波数が
２倍の一連のパルスを発生するだの回路を含み、入力パ
ルスに応答して、ランプ部分が入力パルスの繰返しの関
数として形成されるランプ信号を発生するための手段と
、前記入力パルスおよび前記ランプ信号発生手段からの
出力に応答して、前記入力パルスおよび前記ランプ信号
発生手段からの前記出力の排他的ＯＲを評価するための
排他的ＯＲ論理手段と、前記排他的ＯＲ論理手段の出力
から結合されて、排他的ＯＲ論理手段の出力を積分しか
つそれをランプ信号発生手段からの出力に加えて排他的
ＯＲ論理手段の入力にフィードバックするための手段と
、積分およびフィードバック手段に結合されて、基準電
圧を与えて排他的ＯＲ論理手段からの出力の衝撃係数が
実質的に５０％になるようにするための手段とを含む。

この発明のこれら目的および他の目的、特徴、局面およ
び利点は、添付の図面と関連して理解されると、この発
明の次の詳細な説明からより明らかとなるであろう。

好ましい実施例の説明 第１図はこの発明の周波数逓倍回路の原理を示すブロッ
ク図である。第１図に示される周波数逓倍回路は所与の
周波数のかつ衝撃係数が実質的に５０％の一連の入力パ
ルスを受信する入力端子Ｔｉｎと、入力端子Ｔｉｎに結
合されてランプ部分が入力パルスの繰返しの周波数とし
て形成されるランプ信号を発生するためのランプ信号発
生回路ｔ１と、ランプ信号発生回路ｔ１の出力に結合さ
れてランプ信号発生回路ｔ１からの出力と後で説明され
る別な入力とを加算するための加算回路Ｓと、一方の入
力で入力パルスを受信しかつ他方の入力で加算回路Ｓか
らの出力を受信するように接続される排他的ＯＲ論理回
路ＥＸＯＲと、排他的ＯＲ論理回路ＥＸＯＲからの出力
を積分しかつ加算回路Ｓを介して排他的ＯＲ論理回路の
他方の入力に積分された出力をフィードバックするため
の積分およびフィードバック回路ｔ２と、排他的ＯＲ論
理回路ＥＸＯＲからの出力の衝撃係数が実質的に５０％
になるように積分された出力の直流レベルを調整するた
めの基準電圧源Ｖ２と、排他的ＯＲ論理回路ＥＸＯＲの
出力に結合される出力端子Ｔ　ＯＬｌ　ｔとを含む。

動作において、所与の周波数のかつ衝撃係数が実質的に
５０％の入力パルスおよびランプ信号発生回路ｔ１によ
り発生されたランプ信号の排他的ＯＲ論理の評価は、フ
ィードバックループに与えられた基準電圧を適当に選択
した場合には周波数が２倍のかつ衝撃係数が実質的に５
０％の一連のパルスを生じる。

第２図は、第１図に示されるこの発明の原理を具体化す
る、この発明の周波数逓倍回路の一実施例の概略図であ
る。ランプ信号発生回路ｔ１は利得−ＧＯの増幅器ＡＯ
，入力抵抗器ＲＸおよびコンデンサＣＸを含み、積分回
路を構成する。加算回路Ｓはランプ信号発生回路ｔ１の
出力から接続される抵抗器ＲＡと積分およびフィードバ
ック回路ｔ２の出力から接続される抵抗器ＲＢの接続を
含む。積分およびフィードバック回路ｔ２は反転入力で
排他的ＯＲゲートＥＸＯＲがらの出力を受ける利得Ｇ１
の演算増幅器Ａ１、排他的ＯＲアゲ−ＥＸＯＨの出力か
ら接続される入力抵抗器ＲＹおよび演算増幅器Ａ１の反
転入力と出力の間で接続されるコンデンサＣＹを含む。

基準電圧源ＶＺは演算増幅器Ａ１の非反転入力に接続さ
れる。入力端子Ｔｉｎは所与の周波数のかつ衝撃係数が
実質的に５０％の一連の入力パルスを受信するように接
続され、さらに排他的ＯＲゲートＥＸＯＲの一方の入力
とランプ信号発生回路ｔ１の入力に接続される。排他的
ＯＲアゲ−ＥＸＯＲがらの出力は出力端子Ｔｏｕｔに接
続される。

第２図に示される回路の動作は、第２図に示される回路
の種々の部分での信号の波形を示すグラフを示す第３図
を参照するとより良く理解される。

一連の入力パルスＰＯは排他的ＯＲアゲ−ＥＸＯＲに直
接供給され、さらにまたランプ信号発生回路ｔ１の入力
に与えられる。ランプ信号発生回路ｔ１は入力パルスを
積分してそれを三角波形の出力Ｐ１に変換する。三角波
形の出力Ｐ１が排他的ＯＲゲートＥＸＯＲに与えられる
と、排他的ＯＲアゲ−−Ｅ　Ｘ　ＯＲからの出力は抵抗
器ＲＹおよびコンデンサＣＹならびに演算増幅器Ａ１に
より積分され、積分された出力は抵抗器ＲＥＩを介して
排他的ＯＲゲートＥＸＯＲにフィードバックされる。

抵抗器ＲＹおよびコンデンサＣＹの時定数は入力パルス
期間（１／Ｆｉｎ＝Ｔ）と比べると十分に大きくなるよ
うに選択される。それゆえ、積分およびフィードバック
回路からの出力は直流成分であると考えられ得る。言い
換えると、抵抗器ＲＡを介して送り込まれる三角波形の
出力Ｐ１は抵抗器ＲＢを介して供給される直流成分でバ
イアスされる。

排他的ＯＲゲートＥＸＯＲからの高レベルの出力電圧が
ＶＯ）ｌｓその出力の高レベルの期間がｔＯＨ％その出
力の低レベルの出力電圧かｖ、　Ａ　％さらにその出力
の低レベルの期間かｔｏＬであると仮定すれば、演算増
幅器Ａ１の非反転入力に与えられる基準電圧Ｖ２に関し
て次の方程式が得られる。

点ＰＯでの電圧か高レベルである場合には、（ＶｏｓＸ
ｊｏｓ）＋（ＶｏＬＸｔｏｃ）＝Ｖｚである。

点Ｐでの電圧が低レベルである場合には、（ＶｏＨＸｔ
ｏｌ　）＋　（ＶＯＬ　ＸｔｏＨ）＝Ｖｚｔｏｃ＋ｔｏ
Ｈ＝１／２　　Ｔ＝２ｆ　　　　（３）である。

排他的ＯＲアゲ−−ＥＸＯＲが相補形ＭＯ８集積回路で
実現されると仮定すれば、排他的ＯＲアゲ−−Ｅ　Ｘ　
ＯＲからの出力電圧ＶｏＨおよびＶｏＬの値は公知であ
り、また安定している。それゆえに、排他的ＯＲアゲ−
ＥＸＯＲからの出力の衝撃係数は入力パルスの周波数と
は無関係に基準電圧Ｖ２の関数で決定される。したがっ
て、基準電圧Ｖ２か排他的ＯＲアゲ−ＥＸＯＲからの出
力の衝撃係数が実質的に５０％になるように調整される
ときには、第２図に示される回路での種々の点ＰＯ１Ｐ
１、Ｐ２、Ｐ３での電圧は第３図に示されるようになる
。

演算増幅器Ａ１の利得Ｇ１が十分に大きく、かつ差動入
力での誤差が安定していると仮定すれば、より長期間の
しきい電圧ＶＴＨの変動および増幅器ＡＯおよび排他的
ＯＲゲートＥＸＯＲの時間遅延の変動は、演算増幅器Ａ
１、コンデンサＣＹおよび抵抗器ＲＹによる積分のため
に無視され得る。

さらに、入力パルスの周波数Ｆｉｎの大きさは増幅器Ａ
Ｏの出力Ｐ１で得られる三角波形の出力の振幅に関連す
るにすぎず、それゆえ増幅器Ａ１の利得Ｇ１が十分に大
きければ、排他的ＯＲゲートＥＸＯＲからの出力の衝撃
係数は周波数Ｆｉｎの大きさにより影響されない。

したがって、周波数が任意のＦｉｎのかつ衝撃係数が実
質的に５０％の一連の入力パルスが与えられるそのとき
には、周波数が２倍の２Ｆｉｎのかつ衝撃係数が実質的
に５０％の一連の出力パルスがこうして得られる。それ
ゆえ、複数個（Ｎ）の上で説明されたのと同じ周波数逓
倍回路を使用することにより、周波数が２ＮＸＦ　ｉ　
ｎで衝撃係数が実質的に５０％の一連のパルスが得られ
る。

この発明の詳細な説明されかつ例示されてきたか、それ
は例示および具体例としてのみであり、限定として理解
されるべきではないことがはっきりと理解されるべきで
あり、この発明の精神および範囲は前掲の特許請求の範
囲の表現によってのみ限定されるものである。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の周波数逓倍回路の原理を示すブロッ
ク図である。 第２図はこの発明の周波数逓倍回路の一実施例の概略図
である。 第３図は第２図に示される回路の種々の部分での信号の
波形を示すグラフである。 図において、ｔｌはランプ信号発生回路、ｔ２は積分お
よびフィードバック回路、ＥＸＯＲは排他的ＯＲ論理回
路、Ｓは加算回路である。 ＝　１２− 詐

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）所与の周波数のかつ衝撃係数が実質的に５０％の
   、一連の入力パルスの周波数を逓倍するための回路であ
   って、 入力パルスに応答して、ランプ部分が入力パルスの繰返
   しの関数として形成されるランプ信号を発生するための
   手段と、 前記入力パルスと前記ランプ信号発生手段からの出力と
   の排他的ＯＲ論理を評価するための排他的ＯＲ論理手段
   と、 前記排他的ＯＲ論理手段の出力から前記排他的ＯＲ論理
   手段の入力へ結合されて、前記排他的ＯＲ論理手段の出
   力を積分しかつそれを前記ランプ信号発生手段からの出
   力に加えて前記排他的ＯＲ論理手段の入力へフィードバ
   ックするための手段前記積分およびフィードバック手段
   に結合されて、積分およびフィードバック信号の直流レ
   ベルを決定して前記排他的ＯＲ論理手段からの出力の衝
   撃係数が実質的に５０％になるようにするための手段と
   を含む、回路。