JPH0428171B2 - - Google Patents
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- JPH0428171B2 JPH0428171B2 JP60139575A JP13957585A JPH0428171B2 JP H0428171 B2 JPH0428171 B2 JP H0428171B2 JP 60139575 A JP60139575 A JP 60139575A JP 13957585 A JP13957585 A JP 13957585A JP H0428171 B2 JPH0428171 B2 JP H0428171B2
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- constant current
- transistor
- inverter
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Links
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は発振器に関し、特に１端子に外付け抵
抗を接続して所望の発振出力を得ることができ
る、モノリシツク化に好適な１端子発振器に関す
る。
抗を接続して所望の発振出力を得ることができ
る、モノリシツク化に好適な１端子発振器に関す
る。
従来、マイクロコンピユータ等のロジツクシス
テムLSIおよびＡ／Ｄ変換器等のアナログ−デイ
ジタル混在LSIに搭載される発振器のうち1MHz
以下の比較的低周波数の応用に対しては容量と抵
抗によつて発振周波数を決定する、いわゆるCR
発振器が広く用いられている。この場合、容量と
抵抗は、ペレツト寸法を極力小さくするため、お
よびその発振周波数に自由度をもたせるために外
付け部品を用いることが望ましい。さらに、これ
らの外付け部品を接続する端子も、パツケージの
端子数を極力減らすことを考慮した場合、１端子
のみで済むことが望ましい。
テムLSIおよびＡ／Ｄ変換器等のアナログ−デイ
ジタル混在LSIに搭載される発振器のうち1MHz
以下の比較的低周波数の応用に対しては容量と抵
抗によつて発振周波数を決定する、いわゆるCR
発振器が広く用いられている。この場合、容量と
抵抗は、ペレツト寸法を極力小さくするため、お
よびその発振周波数に自由度をもたせるために外
付け部品を用いることが望ましい。さらに、これ
らの外付け部品を接続する端子も、パツケージの
端子数を極力減らすことを考慮した場合、１端子
のみで済むことが望ましい。
第３図は１端子発振器の従来例の回路図、第４
図はそのタイミングチヤートである。
図はそのタイミングチヤートである。
第３図において、太い実線３９で囲まれた部分
がシリコンチツプ上に形成される部分を示し、端
子３１が外付け抵抗３２および外付け容量３３を
接続する端子である。いま、端子３１の電圧V31
がインバータ３５のしきい値電圧Vth35を越え
て、その出力がトリガ入力としてワンシヨツトマ
ルチバイブレータ３６に入力されると、ワンシヨ
ツトマルチバイブレータ３６の出力は“１”のレ
ベルに反転し、リセツト用トランジスタ３４をオ
ンさせる。これによつて、端子３１の電圧は零レ
ベルまで下がり、ワンシヨツトマルチバイブレー
タ３６の固有の遅延時間T0の間リセツト状態と
なる。この遅延時間T0の後、トランジスタ３４
がオンし、容量３３が充電され、端子３１の電圧
が再び上昇し、以後、同様の動作を繰り返す。こ
の繰り返し周期Ｔは Ｔ＝T0＋T1＝T0−Ｃ・Ｒ・In（１−Vth35／VDD） ……(1) ただし、 Ｃ：外付け容量３３の値 Ｒ：外付け抵抗３２の値 VDD：電源端子３８の電圧 で表わされる。
がシリコンチツプ上に形成される部分を示し、端
子３１が外付け抵抗３２および外付け容量３３を
接続する端子である。いま、端子３１の電圧V31
がインバータ３５のしきい値電圧Vth35を越え
て、その出力がトリガ入力としてワンシヨツトマ
ルチバイブレータ３６に入力されると、ワンシヨ
ツトマルチバイブレータ３６の出力は“１”のレ
ベルに反転し、リセツト用トランジスタ３４をオ
ンさせる。これによつて、端子３１の電圧は零レ
ベルまで下がり、ワンシヨツトマルチバイブレー
タ３６の固有の遅延時間T0の間リセツト状態と
なる。この遅延時間T0の後、トランジスタ３４
がオンし、容量３３が充電され、端子３１の電圧
が再び上昇し、以後、同様の動作を繰り返す。こ
の繰り返し周期Ｔは Ｔ＝T0＋T1＝T0−Ｃ・Ｒ・In（１−Vth35／VDD） ……(1) ただし、 Ｃ：外付け容量３３の値 Ｒ：外付け抵抗３２の値 VDD：電源端子３８の電圧 で表わされる。
(1)式より明らかなように、第３図に示す従来例
の１端子発振器の繰り返し周期Ｔは電源電圧VDD
およびインバータ３５のしきい値電圧Vth35の変
動によつて変化し、安定性の点で問題があつた。
の１端子発振器の繰り返し周期Ｔは電源電圧VDD
およびインバータ３５のしきい値電圧Vth35の変
動によつて変化し、安定性の点で問題があつた。
本発明の目的は従来のCR発振器の繰り返し周
期、すなわち発振周波数が電源電圧およびしきい
値電圧の変動によつて変化するという欠点を除去
した、安定な１端子発振器を提供することであ
る。
期、すなわち発振周波数が電源電圧およびしきい
値電圧の変動によつて変化するという欠点を除去
した、安定な１端子発振器を提供することであ
る。
本発明１端子発振器は、発振周波数を制御する
１端子で接続された外付け抵抗と、前記外付け抵
抗によつて電流値が制御される定電流回路と、前
記定電流回路の定電流を反転する電流ミラー回路
と、積分容量と該積分容量に並列に接続され、リ
セツト信号が印加されると該積分容量の充電を開
始させるスイツチング素子を含み、前記電流ミラ
ー回路の複数の出力電流をそれぞれ積分する３個
以上の積分器と、相異なる２個の積分器の一方の
積分器の積分電圧が出力される節点に入力側が接
続され、他方の積分器のスイツチング素子に出力
側が接続されて、全体として前記積分器と１つの
ループを形成する３個以上のレベル検出器であつ
て、しきい値電圧がいずれも前記定電流回路のし
きい値電圧と等しく、積分電圧が前記しきい値電
圧に達したときに前記リセツト信号を出力するレ
ベル検出器を有する。
１端子で接続された外付け抵抗と、前記外付け抵
抗によつて電流値が制御される定電流回路と、前
記定電流回路の定電流を反転する電流ミラー回路
と、積分容量と該積分容量に並列に接続され、リ
セツト信号が印加されると該積分容量の充電を開
始させるスイツチング素子を含み、前記電流ミラ
ー回路の複数の出力電流をそれぞれ積分する３個
以上の積分器と、相異なる２個の積分器の一方の
積分器の積分電圧が出力される節点に入力側が接
続され、他方の積分器のスイツチング素子に出力
側が接続されて、全体として前記積分器と１つの
ループを形成する３個以上のレベル検出器であつ
て、しきい値電圧がいずれも前記定電流回路のし
きい値電圧と等しく、積分電圧が前記しきい値電
圧に達したときに前記リセツト信号を出力するレ
ベル検出器を有する。
このように、定電流源のしきい値電圧とレベル
検出器のしきい値電圧を等しくすることにより、
後述するように、本発明の１端子発振器の繰り返
し周期Ｔはしきい値電圧や電源電圧に無関係な値
になり、これらが変動しても周期Ｔは安定したも
のとなる。
検出器のしきい値電圧を等しくすることにより、
後述するように、本発明の１端子発振器の繰り返
し周期Ｔはしきい値電圧や電源電圧に無関係な値
になり、これらが変動しても周期Ｔは安定したも
のとなる。
次に、本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
説明する。
第１図は本発明の１端子発振器の一実施例（積
分器、レベル検出器が３個の場合）の回路図、第
２図はそのタイミングチヤートである。
分器、レベル検出器が３個の場合）の回路図、第
２図はそのタイミングチヤートである。
端子１には外付け抵抗２が接続され、太い実線
２８で囲まれた部分が集積回路化されている。ト
ランジスタ４、インバータ５、および外付け抵抗
２は定電流源を構成しており、この定電流値を制
御することにより発振器の出力周波数を制御する
ことができる。ここで、外付け抵抗２の抵抗値を
Ｒ、インバータ５のしきい値電圧をVth5とする
とトランジスタ４はインバータ５によつて帰還バ
イアスされているので、端子１の電圧はVth5と
なり、したがつて端子１を流れる定電流I0は I0＝Vth5／Ｒ ……(2) と表わされる。
２８で囲まれた部分が集積回路化されている。ト
ランジスタ４、インバータ５、および外付け抵抗
２は定電流源を構成しており、この定電流値を制
御することにより発振器の出力周波数を制御する
ことができる。ここで、外付け抵抗２の抵抗値を
Ｒ、インバータ５のしきい値電圧をVth5とする
とトランジスタ４はインバータ５によつて帰還バ
イアスされているので、端子１の電圧はVth5と
なり、したがつて端子１を流れる定電流I0は I0＝Vth5／Ｒ ……(2) と表わされる。
トランジスタ３，６，１１および１６で構成さ
れる電流ミラー回路は、定電流回路の定電流I0を
反転して、第１、第２、第３の出力電流I1，I2，
I3を出力する。
れる電流ミラー回路は、定電流回路の定電流I0を
反転して、第１、第２、第３の出力電流I1，I2，
I3を出力する。
容量９（容量値C9）と、この容量９に並列に
接続されたトランジスタ１０は第１の積分器を構
成し、トランジスタ１０のゲートに“１”レベル
の電圧V19が入力するとトランジスタ１０がオフ
して定電流I01による充電が開始され、“０”レベ
ルの電圧V15が入力するとトランジスタ１０がオ
ンして容量９の電荷が放電される。容量１２（容
量値C12）と、この容量１２に並列に接続された
トランジスタ１３は第２の積分器を構成し、トラ
ンジスタ１３のゲートに“１”レベルの電圧V21
が入力するとトランジスタ１３がオフして定電流
I02による充電が開始され、“０”レベルの電圧
V20が入力するとトランジスタ１３がオンして容
量１２の電荷が放電される。容量１７（容量値
C17）と、この容量１７に並列に接続されたトラ
ンジスタ１８は第３の積分器を構成し、トランジ
スタ１８のゲートに“１”レベルの電圧V8が入
力するとトランジスタ１８がオンして定電流I03
による充電が開始され、“０”レベルの電圧V8が
入力するとトランジスタ１８がオフして容量１７
の電荷が放電される。インバータ７，８は第１の
レベル検出器を構成し、第１の積分器の積分出力
電圧である節点２１の電圧V21が零のとき“０”
レベルの電圧V8を、電圧V21がインバータ７のし
きい値電圧Vth7を越えると“１”レベルの電圧
V8を第３の積分器に出力する。インバータ１４，
１５は第２のレベル検出器を構成し、第２の積分
器の積分出力電圧である節点２２の電圧V22が零
のとき“０”レベルの電圧V15を、電圧V22がイ
ンバータ１４のしきい値電圧Vth14を越えると
“１”レベルの電圧V15を第１の積分器に出力す
る。インバータ１９，２０は第３のレベル検出器
を構成し、第３の積分器の積分出力電圧である節
点２３の電圧V23が零のとき“０”レベルの電圧
V20を、電圧V23がインバータ１９のしきい値電
圧Vth19を越えると“１”レベルの電圧V20を第
２の積分器に出力する。なお、インバータ５，
７，１４および１９のしきい値電圧Vth5，Vth7，
Vth14，Vth19は同じ値で、容量値C9，C12，C17も
同じ値（Ｃとする）である。
接続されたトランジスタ１０は第１の積分器を構
成し、トランジスタ１０のゲートに“１”レベル
の電圧V19が入力するとトランジスタ１０がオフ
して定電流I01による充電が開始され、“０”レベ
ルの電圧V15が入力するとトランジスタ１０がオ
ンして容量９の電荷が放電される。容量１２（容
量値C12）と、この容量１２に並列に接続された
トランジスタ１３は第２の積分器を構成し、トラ
ンジスタ１３のゲートに“１”レベルの電圧V21
が入力するとトランジスタ１３がオフして定電流
I02による充電が開始され、“０”レベルの電圧
V20が入力するとトランジスタ１３がオンして容
量１２の電荷が放電される。容量１７（容量値
C17）と、この容量１７に並列に接続されたトラ
ンジスタ１８は第３の積分器を構成し、トランジ
スタ１８のゲートに“１”レベルの電圧V8が入
力するとトランジスタ１８がオンして定電流I03
による充電が開始され、“０”レベルの電圧V8が
入力するとトランジスタ１８がオフして容量１７
の電荷が放電される。インバータ７，８は第１の
レベル検出器を構成し、第１の積分器の積分出力
電圧である節点２１の電圧V21が零のとき“０”
レベルの電圧V8を、電圧V21がインバータ７のし
きい値電圧Vth7を越えると“１”レベルの電圧
V8を第３の積分器に出力する。インバータ１４，
１５は第２のレベル検出器を構成し、第２の積分
器の積分出力電圧である節点２２の電圧V22が零
のとき“０”レベルの電圧V15を、電圧V22がイ
ンバータ１４のしきい値電圧Vth14を越えると
“１”レベルの電圧V15を第１の積分器に出力す
る。インバータ１９，２０は第３のレベル検出器
を構成し、第３の積分器の積分出力電圧である節
点２３の電圧V23が零のとき“０”レベルの電圧
V20を、電圧V23がインバータ１９のしきい値電
圧Vth19を越えると“１”レベルの電圧V20を第
２の積分器に出力する。なお、インバータ５，
７，１４および１９のしきい値電圧Vth5，Vth7，
Vth14，Vth19は同じ値で、容量値C9，C12，C17も
同じ値（Ｃとする）である。
次に、本実施例の動作を第２図のタイミングチ
ヤートを参照しながら説明する。
ヤートを参照しながら説明する。
時刻t0に第１の積分器をリセツトする信号V15
がインバータ１５から出力されると、トランジス
タ１０がオンして容量９の電荷は放電され、節点
２１の電圧V21は零となる。一方、第３の積分器
は、電圧V21が零となつたことを受けてインバー
タ８の出力が零となるため、トランジスタ１８が
オフし、したがつて容量１７は定電流I03により
充電が開始される。そして、節点２３電圧V23が
上昇し、時刻t1にインバータ１９のしきい値電圧
Vth19を越えると、インバータ２０の出力V20が
零レベルから“１”レベルへ反転する。このイン
バータ２０の出力反転を受けて第２の積分器のト
ランジスタ１３はオンし、容量１２は放電され
る。そして、節点２２の電圧V22は零になり、イ
ンバータ１５の出力V15が零レベルになるため、
第１の積分器の容量９の充電が開始される。そし
て時刻t2に節点２１の電圧V21がインバータ７の
しきい値電圧Vth7を越えると、インバータ８の
出力が零レベルから“１”レベルへ反転し、第３
の積分器のトランジスタ１８がオンし、容量１７
は放電され、節点２３の電圧V23は零に下がる。
その結果、インバータ２０の出力V20が零レベル
となるため、第２の積分器のトランジスタ１３は
オフし、容量１２は定電流I02で充電が開始され
る。そして、時刻t3に節点２２の電圧V22がイン
バータ１４のしきい値電圧Vth14を越えるとイン
バータ１５の出力V15が零レベルから“１”レベ
ルへ反転し、１サイクルの動作が完了する。以
降、このサイクルが繰り返され、第２図に示すよ
うに、インバータ８，１５および２０の出力とし
て、安定した繰り返し周期を得ることができる。
がインバータ１５から出力されると、トランジス
タ１０がオンして容量９の電荷は放電され、節点
２１の電圧V21は零となる。一方、第３の積分器
は、電圧V21が零となつたことを受けてインバー
タ８の出力が零となるため、トランジスタ１８が
オフし、したがつて容量１７は定電流I03により
充電が開始される。そして、節点２３電圧V23が
上昇し、時刻t1にインバータ１９のしきい値電圧
Vth19を越えると、インバータ２０の出力V20が
零レベルから“１”レベルへ反転する。このイン
バータ２０の出力反転を受けて第２の積分器のト
ランジスタ１３はオンし、容量１２は放電され
る。そして、節点２２の電圧V22は零になり、イ
ンバータ１５の出力V15が零レベルになるため、
第１の積分器の容量９の充電が開始される。そし
て時刻t2に節点２１の電圧V21がインバータ７の
しきい値電圧Vth7を越えると、インバータ８の
出力が零レベルから“１”レベルへ反転し、第３
の積分器のトランジスタ１８がオンし、容量１７
は放電され、節点２３の電圧V23は零に下がる。
その結果、インバータ２０の出力V20が零レベル
となるため、第２の積分器のトランジスタ１３は
オフし、容量１２は定電流I02で充電が開始され
る。そして、時刻t3に節点２２の電圧V22がイン
バータ１４のしきい値電圧Vth14を越えるとイン
バータ１５の出力V15が零レベルから“１”レベ
ルへ反転し、１サイクルの動作が完了する。以
降、このサイクルが繰り返され、第２図に示すよ
うに、インバータ８，１５および２０の出力とし
て、安定した繰り返し周期を得ることができる。
繰り返し周期をＴとすると
＝T01＋T12＋T23
＝C17／I03・Vth19＋C9／I01・Vth7＋C12／I02・Vth1
4 ＝C17・ＲVth19／Vth5＋C9・ＲVth7／Vth5 ＋C12・ＲVth14／Vth5 ……(3) で表わすことができる。
4 ＝C17・ＲVth19／Vth5＋C9・ＲVth7／Vth5 ＋C12・ＲVth14／Vth5 ……(3) で表わすことができる。
ここで、しきい値電圧Vth5＝Vth7＝Vth14＝
Vth19であり、容量値C9＝C12＝C17＝Ｃであるか
ら、(3)式は Ｔ＝３・Ｃ・Ｒ ……(4) と表わすことができる。
Vth19であり、容量値C9＝C12＝C17＝Ｃであるか
ら、(3)式は Ｔ＝３・Ｃ・Ｒ ……(4) と表わすことができる。
すなわち、本実施例の１端子発振器の繰り返し
周期Ｔは電源電圧およびインバータ５，７，１
４，１９のしきい値電圧の変動の影響を受けるこ
となく、安定した周期となる。なお、積分器（レ
ベル検出器）の数は４個以上でもよく、また積分
器の積分容量の値は必ずしも全部同じでなくても
よい。
周期Ｔは電源電圧およびインバータ５，７，１
４，１９のしきい値電圧の変動の影響を受けるこ
となく、安定した周期となる。なお、積分器（レ
ベル検出器）の数は４個以上でもよく、また積分
器の積分容量の値は必ずしも全部同じでなくても
よい。
以上説明したように本発明は、定電流をインバ
ータしきい値電圧と抵抗のみで決定し、この電流
を容量で積分し、その電圧変化を検出するインバ
ータ５を定電流源で使用するインバータ５と実質
的に同一とすることにより、その繰り返し周期を
電源電圧やしきい値電圧の変動に対して安定化で
きる。さらに、１端子のみ設けることにより、抵
抗を外付けすることが可能となり、発振周波数を
所望の周波数に設定でき、発振器としての自由度
が増加するという効果がある。
ータしきい値電圧と抵抗のみで決定し、この電流
を容量で積分し、その電圧変化を検出するインバ
ータ５を定電流源で使用するインバータ５と実質
的に同一とすることにより、その繰り返し周期を
電源電圧やしきい値電圧の変動に対して安定化で
きる。さらに、１端子のみ設けることにより、抵
抗を外付けすることが可能となり、発振周波数を
所望の周波数に設定でき、発振器としての自由度
が増加するという効果がある。
第１図は本発明の１端子発振器の実施例を示す
回路図、第２図は第１図の実施例のタイミングチ
ヤート、第３図は１端子発振器の従来例の回路
図、第４図は第３図の従来例のタイミングチヤー
トである。 １：端子、２：外付け抵抗、３，４，６，１
０，１１，１３，１６，１８：トランジスタ、
５，７，８，１４，１９，２０：インバータ、
９，１２，１７：容量、２１，２２，２３：節
点、V21：節点２１の電圧、V22：節点２２の電
圧、V23：節点２３の電圧、V8：インバータ８の
出力、V15：インバータ１５の出力、V20：イン
バータ２０の出力、Vth7：インバータ７のしき
い値電圧、Vth14：インバータ１４のしきい値電
圧、Vth19：インバータ１９のしきい値電圧。
回路図、第２図は第１図の実施例のタイミングチ
ヤート、第３図は１端子発振器の従来例の回路
図、第４図は第３図の従来例のタイミングチヤー
トである。 １：端子、２：外付け抵抗、３，４，６，１
０，１１，１３，１６，１８：トランジスタ、
５，７，８，１４，１９，２０：インバータ、
９，１２，１７：容量、２１，２２，２３：節
点、V21：節点２１の電圧、V22：節点２２の電
圧、V23：節点２３の電圧、V8：インバータ８の
出力、V15：インバータ１５の出力、V20：イン
バータ２０の出力、Vth7：インバータ７のしき
い値電圧、Vth14：インバータ１４のしきい値電
圧、Vth19：インバータ１９のしきい値電圧。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 発振周波数を制御するための抵抗と、該抵抗
の一端にソースが接続された第１のトランジスタ
と、この第１のトランジスタのソースに入力端が
接続され出力端がゲートに接続された所定の閾値
を有するインバータとを有し、前記第１のトラン
ジスタのドレインから定電流を出力する定電流回
路と、 該定電流回路の前記定電流出力を反転して複数
の出力電流を得る電流ミラー回路と、 前記出力電流の１つを充電する積分容量と、こ
の積分容量の充電電荷をリセツト信号に応じて放
電する放電制御手段とを有する少くとも３個であ
るｎ（ｎは正の整数）個の積分器と、 前記ｎ個の積分器のおのおのの前記積分容量の
充電電圧を検出して、該充電電圧が前記所定の閾
値に達した時前記リセツト信号を発生する前記ｎ
個のレベル検出器と、 ｎ番目の前記レベル検出器の前記リセツト信号
をｎ−１番目（ｎ−１が“０”の時はｎ番目）の
前記積分器の前記放電制御手段に加える第１の回
路接続手段とを備えたことを特徴とする発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60139575A JPS62119A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | 発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60139575A JPS62119A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | 発振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62119A JPS62119A (ja) | 1987-01-06 |
| JPH0428171B2 true JPH0428171B2 (ja) | 1992-05-13 |
Family
ID=15248455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60139575A Granted JPS62119A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | 発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62119A (ja) |
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| CA2082711A1 (en) * | 1991-12-13 | 1993-06-14 | Philip G. Kosky | Cvd diamond growth on hydride-forming metal substrates |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5192154A (ja) * | 1975-02-10 | 1976-08-12 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1985
- 1985-06-26 JP JP60139575A patent/JPS62119A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5192154A (ja) * | 1975-02-10 | 1976-08-12 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62119A (ja) | 1987-01-06 |
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