JPH02202714A - Clock generating circuit - Google Patents

Clock generating circuit

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Publication number
JPH02202714A
JPH02202714A JP1020742A JP2074289A JPH02202714A JP H02202714 A JPH02202714 A JP H02202714A JP 1020742 A JP1020742 A JP 1020742A JP 2074289 A JP2074289 A JP 2074289A JP H02202714 A JPH02202714 A JP H02202714A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
pulse
input
signals
gate
Prior art date
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Pending
Application number
JP1020742A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Torii
鳥居 憲一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP1020742A priority Critical patent/JPH02202714A/en
Publication of JPH02202714A publication Critical patent/JPH02202714A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain a stable output signal with use of a simple circuit by taking the signals with phases adverse to each other out of the input and output terminals of a gate to which a crystal oscillator is connected and adding both signals together and dividing them after applying the level control to these signals and transmitting them through another gate circuit. CONSTITUTION:A crystal oscillator 2 and a high resistance 3 are connected to both ends of the input/output terminals A and B of an inverter 1 together with the capacities 4 and 5 for generation of oscillations. The DC components are deleted by both capacities 6 and 9, and the signals of both terminals B and A are inputted to the inverters 12 and 13. The output signals C and D are added together via a NAND gate 14 for acquisition of a pulse having a frequency double as high as the desired one. This pulse signal is divided down to 1/2 by a frequency divider 15. Thus a pulse of a desired frequency is outputted through an output terminal 16.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) この発明はディジタル回路におけるクロックパルス発生
回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a clock pulse generation circuit in a digital circuit.

(従来の技術) ディジタル回路における安定なりロックパルスを発生さ
せるためには、通常水晶振動子を用いてゲート回路の入
出力の両端に接続し、そのゲートの入力端子及び出力端
子の各々の端子から容量を対接地に接続するととKより
水晶クロック発振器が出来上る。この出力を次段のゲー
トより取り出すことにより安定なりロックパルスが得ら
れる。
(Prior art) In order to generate a stable lock pulse in a digital circuit, a crystal oscillator is usually used to connect both ends of the input and output of a gate circuit, and from each of the input terminal and output terminal of the gate. When the capacitor is connected to ground, K creates a crystal clock oscillator. By taking out this output from the gate of the next stage, a stable lock pulse can be obtained.

しかしながら、初段のゲートで発振する正弦波の波形の
信号レベルが次段ゲートのしきい値と必ずも一致してい
ないので次段ゲートの出力パルス波形はデユーティ・フ
ァクタが50係からずれる傾向にあった。
However, since the signal level of the sine wave waveform oscillated by the first-stage gate does not necessarily match the threshold value of the next-stage gate, the output pulse waveform of the next-stage gate tends to have a duty factor that deviates from the 50 factor. Ta.

クロックパルスのデニーティ・ファクタが50%からず
れると、ディジタル回路において非反転クロック信号と
共に反転クロック信萼を多用している回路、特にマイク
ロコンピュータ等では、次のクロックパルスが到来する
までに処理する時間間隔が狭まくなり、動作マージンの
劣化を招きやする技術としては2通りの方法が知られて
いた。そのうちの一つの方法は、デユーティ・ファクタ
が50%からずれると、そのずれ検出回路(A体的には
積分器)で、そのずれに応じた直流成分を発生させ、こ
の直流信号を帰還させて発振器のゲートのしきい値を制
御し、デユーティ・ファクタが50%になるように、す
なわち、ずれ検出回路の直流成分が零になるように負帰
還制御を行なう方法である。この方法の欠点としては、
制御動作点の設定の調整が必要であること、さらにその
動作点が温度中外乱等で変動しやすいことが挙げられる
When the density factor of a clock pulse deviates from 50%, in digital circuits that often use inverted clock signals as well as non-inverted clock signals, especially in microcomputers, the processing time until the next clock pulse arrives will decrease. Two methods have been known as techniques for narrowing the spacing and deteriorating the operating margin. One method is to generate a DC component corresponding to the deviation in the deviation detection circuit (integrator in A-body) when the duty factor deviates from 50%, and then feed back this DC signal. In this method, the threshold value of the gate of the oscillator is controlled and negative feedback control is performed so that the duty factor becomes 50%, that is, the DC component of the shift detection circuit becomes zero. The disadvantage of this method is that
It is necessary to adjust the setting of the control operating point, and furthermore, the operating point is likely to fluctuate due to temperature disturbances, etc.

もう一つの方法としては第7図に示すようなPLL方式
がある。これは所望周波数foの2倍で発振するvCO
の出力を次段で72に分周することによりデユーティ−
ファクタが正確に50%となるパルスが得られ、ゲート
より出力される。分局器の出力の一部は位相比較器に入
いり、foで発振している高安定な水晶発振器の出力波
と位相比較を行ない、その位相誤差成分が次段のループ
フィルタを通してVCOに帰還されVCOは水晶発振器
に位相ログクし、安定なパルス発振出力が得られる。こ
の方法は電子機器の通常の環境では良好な動作が期待さ
れるが、車載用の電子回路に装備されるような時には種
々の欠点が生じる。例えば、イグニッシ曽ン・ノイズが
PLLの帯域内に飛び込み、VCOを周波数変調させる
恐れがあること、VCOの発振器自体が車の走行中の振
動を受け、インパルス雑音となり、ひどい時にはPLL
のループが同期はずれを起す危険がある等の欠点を有す
る。
Another method is a PLL system as shown in FIG. This is a vCO that oscillates at twice the desired frequency fo.
By dividing the output by 72 in the next stage, the duty
A pulse with a factor of exactly 50% is obtained and output from the gate. A part of the output of the splitter enters the phase comparator, where it compares the phase with the output wave of the highly stable crystal oscillator oscillating at fo, and the phase error component is fed back to the VCO through the next stage loop filter. The VCO is phase-logged to the crystal oscillator, and a stable pulse oscillation output can be obtained. Although this method is expected to work well in the normal environment of electronic equipment, various drawbacks arise when it is installed in an on-vehicle electronic circuit. For example, ignition noise may jump into the PLL band and modulate the frequency of the VCO, and the VCO's oscillator itself may be subject to vibrations while the car is running, resulting in impulse noise, and in severe cases, the PLL may
This has drawbacks such as the risk that the loop may become out of synchronization.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段及び作用)車載用電子回路
のクロック発生回路として、イグニツシ、ンノイズによ
る周波数変調や走行時の振動の影響を受けないようにす
るために、本発明においては、水晶振動子が接続される
ゲートの入出力両端子の互に逆位相の信号を取り出して
両信号レベルを適当に調整してから別のゲート回路を通
した後、加算、することにより所望周波数の2倍の周波
数を得て、その信号をV2に分局することでデー−ティ
・ファクタを50%にするクロック発生回路である。
(Means and Effects for Solving the Problems) In order to prevent the clock generation circuit of the in-vehicle electronic circuit from being affected by frequency modulation caused by ignition noise and vibration during driving, the present invention uses crystal vibration. Take out the mutually opposite phase signals of the input and output terminals of the gate to which the child is connected, adjust both signal levels appropriately, pass them through another gate circuit, and add them to double the desired frequency. This is a clock generation circuit that obtains the frequency of V2 and divides the signal into V2 to make the data factor 50%.

(実施例) 第1図は本発明の実施例を示した図でおる。(Example) FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.

インバーター1は例えばCMO8のデバイスで作られて
お9、図示はしないがN AND −? NOR,のゲ
ート回路でも反転作用のめるゲートであれば代用できる
ものである。このインバーター10入出力端子A、Bの
両端に水晶振動子2とバイアス供給用の高抵抗3が並列
に接続されている。高抵抗3はMOS−ICのトランス
ミック璽ンゲートで作ることも可能でおる。容量4及び
容量5が両端子に接続されることによりこの回路は正弦
波状の波形で発振を開始する。この時のA、B端子の波
形を示したのが第2図の(a)、 (b)の波形でTo
抄、位相は各々互に逆相で振動している。
The inverter 1 is made of, for example, a CMO8 device. A NOR gate circuit can also be used as a substitute as long as it has a gate that can handle the inversion effect. A crystal resonator 2 and a high resistance 3 for bias supply are connected in parallel to both ends of input/output terminals A and B of this inverter 10. The high resistance 3 can also be made with a transmic gate of MOS-IC. By connecting capacitors 4 and 5 to both terminals, this circuit starts oscillating with a sinusoidal waveform. The waveforms of the A and B terminals at this time are shown in Figure 2 (a) and (b).
The oscillation and phase are each oscillating in opposite phases.

次に容量6及び容量9で直流成分を除去してからインバ
ータ12及びインバータ13へB端子及び入端子の信号
が入力される。この様子電圧を図示したのが第2図の(
d)及び(C)図である。ここでインダクター8及びイ
ンダクター11はインバータ12及び13の直流レベル
を零にするためのものである。抵抗7及び抵抗10はイ
ンダクター8及びインダクター11のダンピング用(発
振防止)に用いられる。
Next, after the DC component is removed by the capacitors 6 and 9, the signals at the B terminal and the input terminal are input to the inverters 12 and 13. The voltage in this situation is illustrated in Figure 2 (
d) and (C). Here, inductor 8 and inductor 11 are used to bring the DC level of inverters 12 and 13 to zero. The resistor 7 and the resistor 10 are used for damping (preventing oscillation) the inductor 8 and the inductor 11.

インバーター13及び12がそのしきい値として第2図
(C)、 (d)の破線のレベルを各々持っているとす
ると、その出力は第2図の(e)及びげ)のような波形
となる。これらのパルス波形をナントゲート14で加算
すると第2図の(f)のように、所望周波数の2倍の速
度をもつパルスが得られる。この2倍の周波数の速度を
持つパルス波形を1/2の分局器15であるフリップフ
ロップで分周すれば所望の周波数で50%のデユーティ
争ファクタを持つパルスが第2図(h)に示す如く分局
器の出力端子16より得られる。
Assuming that inverters 13 and 12 have the levels shown by the broken lines in Figure 2 (C) and (d) as their threshold values, their outputs will have waveforms as shown in Figure 2 (e) and (d). Become. When these pulse waveforms are added by the Nandt gate 14, a pulse having a speed twice the desired frequency is obtained as shown in FIG. 2(f). If this pulse waveform with twice the frequency speed is divided by a flip-flop, which is a 1/2 divider 15, a pulse with a duty conflict factor of 50% at the desired frequency is obtained as shown in Fig. 2 (h). The signal is obtained from the output terminal 16 of the branching unit.

次に別の実施例を第3図に示す。Next, another embodiment is shown in FIG.

容量17.及び容量18の和の容量は第1図の容量4と
同じ値とし、発振振幅が大きい場合の振幅分割比を適当
に選んで、インバータ13のしきい値に都合良く合せ、
インバータ13の出力より所定のパルス幅のパルスが得
られるように設定する。容量19及び容量20の和につ
いても容量5と同じ値に選ぶ。22〜25は高抵抗又は
MOS・ICで製造する場合は高抵抗のトランスミッシ
曹ンゲートである・正電源VDD端子21と接地の間の
電圧にVDDの電圧を高抵抗22と高抵抗器とで分割、
同様に高抵抗あ及び高抵抗5で各々電源VDDを分割す
る。そして図示はしないが、この分割されたVDDのバ
イアス電圧に重畳して交流の正弦波を入力させて、イン
バータ12及び13より出力パルスを得る。以下パルス
の加算2分局は第1図と同様である。
Capacity 17. The sum of capacitors 18 and 18 is the same value as capacitor 4 in FIG.
Settings are made so that a pulse with a predetermined pulse width can be obtained from the output of the inverter 13. The sum of capacitance 19 and capacitance 20 is also selected to have the same value as capacitance 5. 22 to 25 are high-resistance transmission gates or high-resistance transmission gates when manufactured with MOS/IC. ・VDD voltage is applied to the voltage between the positive power supply VDD terminal 21 and the ground using the high resistance 22 and the high resistor. Split,
Similarly, the power supply VDD is divided by high resistance A and high resistance 5, respectively. Although not shown, an AC sine wave is input superimposed on the divided bias voltage of VDD to obtain output pulses from the inverters 12 and 13. Thereafter, the addition and division of pulses into two stations is the same as that shown in FIG.

さらに図示はしないが、組み合せとして第3図の破線の
左側の発掘器の部分を第1図の破線の右側に接続させて
も良い。
Furthermore, although not shown, the part of the excavator on the left side of the broken line in FIG. 3 may be connected to the right side of the broken line in FIG. 1 as a combination.

第4図はさらに別の実施例を示す。水晶発振器の両端子
A、Bの正弦波電圧はインバータ13及び12のしきい
値に適合するように、高抵抗Uと5及び高抵抗22.2
3で各々電圧分割され、インバータ13.12に入力さ
れる。インバータ13.12の出力パルスは以降第2図
(e)、 (f)に示したような波形となり、ナントゲ
ート14で加算され、1/2の分周器15で所望の周波
数となシ、出力端子16より得られる。
FIG. 4 shows yet another embodiment. The sinusoidal voltage at both terminals A and B of the crystal oscillator is adjusted to match the threshold values of inverters 13 and 12 with high resistances U and 5 and high resistance 22.2.
3 and input into inverters 13 and 12. Thereafter, the output pulses of the inverters 13 and 12 have waveforms as shown in FIGS. It is obtained from the output terminal 16.

第5図は第4図の破線の左側の水晶発振器の部分を除い
た別の実施例を示したものである。第4図破線左側の水
晶発振器のように大振幅で正弦波発振している端子A、
Bの信号は直接第5図のインバータ13.12に入力さ
れる。その出力パルスは、とのtま加算すると、入力正
弦波信号が大きいので、パルス幅が広がっているため、
出力は零になってしまうので(モノマルチバイブレータ
n、26を各々インバータ13,12の出力に接続し、
所定のパルス幅になるようにモノマルチパイブレークが
FIG. 5 shows another embodiment in which the portion of the crystal oscillator on the left side of the broken line in FIG. 4 is removed. Terminal A, which is oscillating a sine wave with a large amplitude like a crystal oscillator on the left side of the broken line in Figure 4,
The B signal is directly input to inverter 13.12 in FIG. The output pulse is added up to t, and since the input sine wave signal is large, the pulse width is widened, so
Since the output will be zero (connect the mono multivibrators n and 26 to the outputs of inverters 13 and 12, respectively,
Mono-multi pie break to achieve the prescribed pulse width.

26の時定数を選び、その反転出力(Q)より第2図の
(e)、 (f)になるように設定する。しかる後、以
下同様にナントゲート14で両出力パルスを加算してI
Aの分局器15で分周して所望の周波数でデユーティ・
ファクタ50%のパルスを得ることができる。
Select a time constant of 26 and set it so that the inverted output (Q) becomes (e) and (f) in Fig. 2. After that, in the same way, both output pulses are added by the Nant gate 14 and I
The frequency is divided by the divider 15 of A, and the duty signal is set at the desired frequency.
Pulses with a factor of 50% can be obtained.

第6図はこれまでに述べた水晶発振器の部分のみの別の
実施例である。大振幅動作をする発振器では非直線歪で
波形が歪み、パルスに整形すると、加算時の相対位置が
ズレる基になり、50%デユーティ・ファクタの誤差要
因になる。このため、タンク回路に直列に抵抗四を挿入
して発振勢力を抑え、直線性の向上を図ることができる
FIG. 6 shows another embodiment of only the crystal oscillator portion described above. In an oscillator that operates with a large amplitude, the waveform is distorted by non-linear distortion, and when it is shaped into a pulse, the relative position at the time of addition becomes deviated, causing an error in the 50% duty factor. Therefore, by inserting resistor 4 in series in the tank circuit, the oscillation force can be suppressed and linearity can be improved.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

従来例がフィードバックループ系のため、初期設定が必
要なことや、ループの帯域内に外乱が飛び込むと、系全
体く波及する欠点があったが本発明は信号の流れが一方
向であり、外乱により系全体が乱されることもなく、安
定した出力信号が簡単な回路で得られ、車載用電子機器
への供給クロック信号としても信頼性が高い等の効果が
ある。
The conventional example is a feedback loop system, which requires initial settings, and if a disturbance enters the loop band, it spreads throughout the system, but in the present invention, the signal flow is unidirectional, and the disturbance is The system as a whole is not disturbed by this, a stable output signal can be obtained with a simple circuit, and it has the advantage of being highly reliable as a clock signal supplied to in-vehicle electronic equipment.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

1g1図は本発明の実施例、第2図は本発明の実図 施例のタイミングチャートを示す図、第3乃至第N 6図は本発明の他の実施例を示す図、第7図は従来例を
示す図である。 1.12.13・・・インバータ、 2・・・水晶振動
子、3・・・高抵抗、4,5.17.1g、19.20
・・・発振用容量、7.10.28・・・ダンピング用
抵抗。 8.11・・・インダクター 15・・・V2の分周器、 22、23.24.25・・・高抵抗、26.27・・
・モノマルチバイブレータ。 14・・・ナントゲート、 16・・・出力端子、 代抑人 弁理士 同 則近憲佑 松山光之 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図
1g1 is an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a timing chart of an actual embodiment of the present invention, FIGS. 3 to N6 are diagrams showing other embodiments of the present invention, and FIG. It is a figure showing a conventional example. 1.12.13...Inverter, 2...Crystal resonator, 3...High resistance, 4,5.17.1g, 19.20
...Capacitance for oscillation, 7.10.28...Resistance for damping. 8.11...Inductor 15...V2 frequency divider, 22, 23.24.25...High resistance, 26.27...
・Mono multi vibrator. 14... Nantes gate, 16... Output terminal, representative patent attorney Kensuke Matsuyama Mitsuyuki Matsuyama

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)インバータの入出力端子間に水晶振動子及び高抵
抗が並列に接続され、前記入出力端子が容量を介して接
地された発振部と、前記入出力端子の出力がインバータ
を介して加算され、この加算された出力は分周されるこ
とを特徴とするクロック発生回路。
(1) An oscillation unit in which a crystal resonator and a high resistance are connected in parallel between the input and output terminals of an inverter, and the input and output terminals are grounded via a capacitor, and the outputs of the input and output terminals are added together via the inverter. and the added output is frequency-divided.
(2)発振器はダンピング用抵抗が挿入されていること
を特徴とする請求項1記載のクロック発生回路。
(2) The clock generation circuit according to claim 1, wherein the oscillator has a damping resistor inserted therein.
(3)インバータ入出力端子に接続される両容量を分割
してインダクターを接地に接続して成る請求項1記載の
クロック発生回路。
(3) The clock generation circuit according to claim 1, wherein both capacitances connected to the inverter input and output terminals are divided and the inductor is connected to ground.
JP1020742A 1989-02-01 1989-02-01 Clock generating circuit Pending JPH02202714A (en)

Priority Applications (1)

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JP1020742A JPH02202714A (en) 1989-02-01 1989-02-01 Clock generating circuit

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JP1020742A JPH02202714A (en) 1989-02-01 1989-02-01 Clock generating circuit

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JP (1) JPH02202714A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5751175A (en) * 1995-01-30 1998-05-12 Nec Corporation Control of clock signal in semiconductor device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5751175A (en) * 1995-01-30 1998-05-12 Nec Corporation Control of clock signal in semiconductor device

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