JPH04148404A - 省電力機器用クロック発信装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は各種電子機器で使用するクロック発信装置に関
し、更に詳しく述へると、スタンバイ時にクロック周波
数を下げて電池の消耗を抑える方式の省電力機器等に好
適なりロック発信装置に関するものである。

［従来の技術］ ＩＣ等の電子部品の消費電力が小さくなってきたことに
伴い、ブック型あるいはパニムトップ型のコンピュータ
、ワードプロセッサ、電子手帳なと、電池を使用する小
形携帯機器の普及は目ざましいか、ニーズを十分満足さ
せるほどの電池寿命は実現されていない。

ところで殆との電子装置は、常時、その機能性能をフル
回転していることは少ない。実際、パーソナルコンピュ
ータやワードプロセッサ等ではキー人力待ちの時間が大
半を占めている。

この点に着目して、機能か殆と眠っている状曵の時には
、使用していない機能性能を落とし１池の消耗を節約さ
せれば、電池寿命は更に延こることになる。

電力消費を抑える主要な方法としては、■電源電圧を下
げること、 ■クロック周波数を下げること、 の二通りかある。電源電圧を下げると、オームの法則か
ら、電圧に比例して電流も減る。例えば５ｖから３Ｖに
落とした場合を考えると、電力は約３６％まで低減でき
る。最近の電子デノ）イスはＣＭＯ３化か進み、規定電
圧（通常は５Ｖ）以下でも動作するものか増えている。

スピード規格を緩くすれば、低い電圧（例えば３Ｖ程度
）でも実用上は問題の無い動作をする電子デバイスは多
い。

またクロック周波数を下げても消費電流は小さくなる。

分布容量やＩＣ類の入力容量の充放電で消費される電流
か少なくなるからである。

更にロジックＩＣの信号のクロスオーバ付近て消費され
る電流も下かる。例えば８Ｍ１（ｚ時にクロック系列で
消費される電力を１とした場合、周波数を１／４の２Ｍ
Ｈｚに下げると電流は約１／４に下かり、従って電力も
１／４に小さくなる。

そこで近年、これらを具体化してスタンバイ時には電源
電圧とクロック周波数を低くする方式の省電力機器も出
回っている。一般に、このような機能を存する装置では
、クロック発信装置として電源電圧に依存して発信周波
数か変化するＣＲ型発信器か使用されている。を圧切換
回路とＣＲ型発信器の例を第３図及び第４図に示す。

電圧切換回路は、２個の電池Ｂ、、Ｂ、（合計３Ｖ）の
上に、２Ｖを発生する電圧発生回路ＰＷの出力を重畳さ
せ、合計５■としてダイオードＤ、を通して出力する。

また電池Ｂ、、Ｂ。

から別のダイオードＤ２を通して出力する。電圧制御信
号Ｖｅ□、によって電圧発生回路ＰＷの動作をオン／オ
フ制御し、５ｖ又は３Ｖに出力電圧の切り換えを行い電
源電圧Ｖ　ＣＣを出力する。

なお高効率か要求される場合は、ダイオードに代えてト
ランジスタスイッチを使用することもてきる。

ＣＲ型発信器は、ンユミットト１７ガ型インバータゲー
トＩＣ，とインバータゲートＩＣ，とを直列に接続し、
その出力に抵抗Ｒ３とコンデンサＣ１とからなる時定数
回路を接続し、そのコンデンサ端子電圧をツユミツトト
リガ型インバータゲートＩＣ，の入力端子に帰還して発
信させる。両ゲートＩＣ１，ＩＣ２には電源電圧ＶＣｃ
を供給し、クロック出力信号ＣＬＫを取り出す。

［発明か解決しようとする課題］ このＣＲ全発信のクロック回路は、電圧の切り換えに対
してスムーズに追従し、切り換え時にクロック信号にヒ
ゲ（パルス性ノイズ）かでることはないため使い易い。

反面、正規電圧で通常動作中であっても、電源電圧や周
囲温度の変動によりクロック周波数が影響を受ける欠点
かある。例えば、プログラムの演算スピードを応用した
ソフトウェアタイマー等かプログラム中に組み込まれて
いる場合は、その影響を直接受け、不都合この上もない
ものとなる。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、電圧の切り換えに対応してクロック周波数の切り換え
かスムーズ１こ追従し、且つ電源電圧や周囲温度か変動
しても安定した一定の周波数で発信する省電力機器用の
クロック発信装置を提供することにある。

［課題を解決するだめの手段〕 上記の目的を達成できる本発明は、一定周波数の基本ク
ロック信号を出力する発信器と、その基本クロック信号
を分周して周波数の異なる２種のクロック信号を出力す
る分周回路と、入力電圧か設定電圧値以上であるか否か
に応じて高低のレベル信号を出力する電圧検出器と、該
電圧検出器の出力で前記分周回路から出力する２種のク
ロック信号を、その２種のクロック信号の内の一方に同
期させて切り換える切換回路を具備している省電力機器
用のクロック発信装置である。

ここで発信器は、安定度の高い水晶振動子やセラミック
振動子を使用した回路である。また切換回路は、例えば
分周回路から出力する高い周波数のクロック信号のタイ
ミングで前記電圧検出器の出力を切り換えるＤ型フリッ
プフロップと、そのＤ型フリップフロップからの切換指
令信号で分周回路の周波数の異なる２種のクロック信号
の内の一方を選択的に出力するゲート回路群から構成で
きる。

［作用］ 発信器は常に一定の周波数の基本クロック信号を生じる
。電源電圧か変化し、あるスライス電圧（予め設定した
電圧値）を境として正規電圧と低電圧との間で切り換わ
ると、それか電圧検出器で検出され、高低のレベル信号
を生しる。

この信号で分周回路の２種のクロック信号の何れか一方
に切り換わり、正規電圧の時は高い周波数のクロック信
号か出力され、低電圧の時は低い周波数のクロック信号
が出力される。

なお、この切り換わりは一方のクロック信号に同期して
行われるため、ヒゲ（ノイズ）などが生じることはない
。

［実施例コ 第１図は本発明に係る省電力機器用クロック発信装置の
一実施例を示す回路図である。その動作タイムチャート
を第２図に示す。

本実施例では水晶振動子等を用いて一定周波数（１６Ｍ
Ｈｚ）で発信する発信器１０を使用している。この発信
器ｌＯの基本クロック信号を分周回路１２（ここでは４
ビツトのカウンタ）に入力する。そして８ＭＨｚのＱ１
出力と２ＭＨｚのＱ、出力を使用し、２種のクロック信
号を作成する。

他方、電源からの供給電圧は電圧検出器１４に入力する
。この入力となる供給電圧は、例えば第３図に示すよう
な従来の電圧切換回路から送られている電源電圧Ｖ　Ｃ
ｃであってよい。電圧検出器】４ては規定のスライス電
圧と比較し、それとの大小関係によってハイ（Ｈ）レベ
ル又はロー（Ｌ）レベルの電圧を生じる。

本発明では、この電圧検出器１４の出力によって前記分
周回路１２から出力する２種のクロック信号を、その２
種のクロック信号の内の一方に同期させて切り換える切
換回路１６を有する。

ここで切換回路■６は、分周回路１２から出力する高い
周波数のクロック信号のタイミングで前記電圧検出器１
４の出力を切り換えるＤ型フリップフロップ１８と、そ
のＤ型フリップフロップ１８からの切換指令信号で分周
回路１２の周波数の異なる２種のクロック信号の内の一
方を選択的に出力するゲート回路群から構成される。

前記電圧検出器１４による電圧検出信号かＤ型フリップ
フロップ１８のＤ端子に入力し、また前記分周回路１２
のＱ、出力がインバータゲート２０を介してＤ型フリッ
プフロップ１８のクロック端子に入力する。これによっ
て８Ｍ）ｌｚのクロック信号と同期してＤ型フリップフ
ロップ１８のＱ出力か切り換わる。

分周回路１２のＱ、及びＱ、出力（８Ｍ＆と２　ＭＨｚ
）はそれぞれ第１及び第２の２人力アンドゲート２２，
２４の一方の入力端子に入力し、Ｄ型フリップフロップ
１８のＱ出力か第１のアントゲート２２の他方の入力端
子に直接、また第２のアンドゲート２４の他方の入力端
子にインバータゲート２６を介して、それぞれ入力する
。そして両アントゲート２２，２４の出力はオアゲート
２８に入力し、最終的なりロック出力となる。

このようにして本発明では、予め設定したスライス電圧
以上では安定した高い周波数のクロック信号（本実施例
では８ＭＨｚ）を出力し、スライス電圧未満ては低い周
波数のクロック信号（本実施例では２　ＭＨｚ）を出力
する。例えばキー人力が実行され、或いは機能を高める
必要がある場合は、電源電圧が昇圧される（又は高電圧
に切り換えられる）。電源電圧か高くなり、分周切り換
え用のスライス電圧を超えると、■規の高いクロック周
波数に切り換わり、装置の機能性能は通常状態に戻る。

［発明の効果コ 本発明は上記のように、水晶振動子やセラミック振動子
などによる一定周波数の基本クロックを分周して機器に
供給するクロック信号を作成するため、電源電圧や周囲
温度か変動してもクロック周波数は影響を受は難く、例
えばソフトウェアタイマー等かプログラム中に組み込ん
である場合でも不都合は生じず、正常なタイマー動作か
行われる。

また周波数の切り換えは一方のクロック信号と同期させ
て行うため、電源電圧の切り換えに対してスムーズに追
従し、り０ツク出力にヒゲ（ノイズ）か乗ることはない
。

このようにして本発明は、スタンバイ時にクロック周波
数を低くして電池の消耗を抑える省電力機器の高性能化
に大きく貢献できることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る省電力機器用のクロック発信装置
の一実施例を示す回路図、第２図はその動作タイムチャ
ートである。第３図は電圧切換回路の一例を示す回路図
、第４図は従来のＣＲ型発信器の一例を示す回路図であ
る。 １０・・・発信器、１２・・・分周回路、１４・・・電
圧検出器、１６・・・切換回路、１８・・・Ｄ型フリッ
プフロップ、２０．２６・・・インバータゲート、２２
．２４・・・アンドゲート、２８・・・オアゲート。 特許出願人　　いわき電子株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一定周波数の基本クロック信号を出力する発信器と
   、その基本クロック信号を分周して周波数の異なる２種
   のクロック信号を出力する分周回路と、入力電圧が設定
   電圧値以上であるか否かに応じて高低のレベル信号を出
   力する電圧検出器と、該電圧検出器の出力で前記分周回
   路から出力する２種のクロック信号を、その２種のクロ
   ック信号の内の一方に同期させて切り換える切換回路を
   具備している省電力機器用のクロック発信装置。 ２、切換回路は、分周回路から出力する高い周波数のク
   ロック信号のタイミングで前記電圧検出器の出力を切り
   換えるＤ型フリップフロップと、そのＤ型フリップフロ
   ップからの切換指令信号で分周回路の周波数の異なる２
   種のクロック信号の内の一方を選択的に出力するゲート
   回路群とからなる請求項１記載のクロック発信装置。