JPH0568892B2 - - Google Patents

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JPH0568892B2
JPH0568892B2 JP59117073A JP11707384A JPH0568892B2 JP H0568892 B2 JPH0568892 B2 JP H0568892B2 JP 59117073 A JP59117073 A JP 59117073A JP 11707384 A JP11707384 A JP 11707384A JP H0568892 B2 JPH0568892 B2 JP H0568892B2
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JP
Japan
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frequency
oscillation
signal
circuit
control signal
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP59117073A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS60260213A (en
Inventor
Hiroshi Mobara
Hidemi Izeki
Koichi Sato
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
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Microelectronics Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP59117073A priority Critical patent/JPS60260213A/en
Publication of JPS60260213A publication Critical patent/JPS60260213A/en
Publication of JPH0568892B2 publication Critical patent/JPH0568892B2/ja
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/20Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising resistance and either capacitance or inductance, e.g. phase-shift oscillator

Landscapes

  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔発明の技術分野〕 この発明はCR型発振器に係り、特に発振周波
数を予め設定される許容範囲内に収めて安定した
発振信号が得られるように改良したものに関す
る。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 周知のようにCR型発振器は、抵抗R及びコ
ンデンサCによるCR時定数回路の充放電極性を
切換えることにより発振動作を行なうものであ
る。その一例として、第1図に示す3段インバー
タ型のものが挙げられる。つまり、この3段イン
バータ型CR発振器は、第1乃至第3のインバー
タINV1〜INV3を直列に接続し、第2のインバー
タINV2の出力端をコンデンサCを介して第1の
インバータINV1の入力端に接続し、第3のイン
バータINV3の出力端を抵抗Rを介して第1のイ
ンバータINV1の入力端に接続するようにし、上
記第1乃至第3のインバータINV1〜INV3により
CR時定数回路の充放電極性を切換えて、発振信
号φS(発振周波数をOSCとする)を得るものであ
る。 ここで、上記3段インバータ型CR発振器の動
作特性について述べる。 一般に、上記発振周波数OSCは次式で表わされ
る。 OSC=1/K・CR ……(1) この場合、理想的にKが定数であるとすると、
一定の発振周波を得られることになるが、実際に
は電源電圧、温度等のパラメータが変動すること
により、Kは定数になり得ない。 例えば、上記電源電圧の条件に限定して集積回
路で構成した場合について考えてみると、電源電
圧をVDD〔V〕、インバータの回路しきい値電圧を
Vthc〔V〕としたとき、(1)式のKは、 K=〔loVthc/VDD+Vthc+loVDD−Vthc/2VDD−Vthc
〕……(2) で表わされ、また上記回路しきい値電圧Vthcは、
[Technical Field of the Invention] The present invention relates to a CR type oscillator, and particularly to one improved so that a stable oscillation signal can be obtained by keeping the oscillation frequency within a preset tolerance range. [Technical background of the invention and its problems] As is well known, a CR type oscillator performs an oscillation operation by switching the charge/discharge polarity of a CR time constant circuit made up of a resistor R and a capacitor C. One example is a three-stage inverter type shown in FIG. In other words, this three-stage inverter type CR oscillator connects the first to third inverters INV 1 to INV 3 in series, and connects the output end of the second inverter INV 2 to the first inverter INV 1 through a capacitor C. The output terminal of the third inverter INV 3 is connected to the input terminal of the first inverter INV 1 via a resistor R, and the output terminal of the third inverter INV 3 is connected to the input terminal of the first inverter INV 1 through a resistor R. by
The oscillation signal φ S (oscillation frequency is OSC ) is obtained by switching the charge/discharge polarity of the CR time constant circuit. Here, the operating characteristics of the three-stage inverter type CR oscillator will be described. Generally, the oscillation frequency OSC is expressed by the following equation. OSC = 1/K・CR ...(1) In this case, if K is ideally a constant,
Although a constant oscillation frequency can be obtained, in reality, K cannot be a constant because parameters such as power supply voltage and temperature vary. For example, if we consider a case in which an integrated circuit is configured under the above power supply voltage conditions, the power supply voltage is V DD [V], and the inverter circuit threshold voltage is
When V thc [V], K in equation (1) is: K = [l o V thc /V DD +V thc +l o V DD −V thc /2V DD −V thc
]...(2) The above circuit threshold voltage V thc is

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明は上記のような問題を改善するために
なされたもので、電源電圧、温度等のパラメータ
が変動しても略安定した発振周波数の発振信号が
得られ、且つ誤動作がなくしかも短時間で所望す
る発振周波数が得られる極めて良好なCR型発振
器を提供することを目的とする。 〔発明の概要〕 すなわち、この発明においては、上記の目的を
達成するために、複数個の時定数素子をそれぞれ
選択的に接続して時定数を可変することにより、
発振周波数を予め設定した許容周波範囲内に収め
るとともに、発振の初期段階における発振周波数
を許容周波数範囲内に収めるために、電源の投入
時、所定時間強制的に上記複数個の時定数素子を
接続/切り離し制御するもので、複数個の時定数
素子をそれぞれ選択的に接続して時定数を可変す
ることにより発振周波数を可変し得るCR型発振
回路、基準周波数信号を生成する基準周波数信号
生成手段、前記CR型発振回路から出力される発
振信号及び前記基準周波数信号の各周波数を比較
することにより前記発振信号の発振周波数が予め
設定される許容周波数範囲内にあるか許容周波数
以上かあるいは許容周波数以下かを判定する発振
周波数判定手段、この発振周波数判定手段で前記
発振周波数が許容周波数以上と判定されたとき第
1の制御信号を発生し許容周波数以下と判定され
たとき第2の制御信号を発生する制御信号発生手
段、前記第1の制御信号の発生に応じて前記複数
個の時定数素子を前記発振周波数が下がるように
選択切換接続し前記第2の制御信号の発生に応じ
て前記複数個の時定数素子を前記発振周波数が上
がるように選択切換制御する選択制御切換手段、
および電源の投入時に所定時間前記CR型発振回
路の時定数素子を強制的に接続/切り離し制御し
て発信信号の周波数を予め設定した許容周波数範
囲内に設定する発振初期設定手段を設けたもので
ある。 〔発明の実施例〕 以下、第4図乃至第9図を参照してこの発明の
一実施例を詳細に説明する。 第4図はその基本構成を示すもので、図中11
はCR型発振回路である。このCR型発振回路11
は、複数個の時定数素子を有しており、この複数
個の時定数素子をそれぞれ選択的に接続して時定
数を可変することにより、発振出力の周波数を可
変し得るようになされている。このCR型発振回
路11から出力される発振信号φSは、発振周波数
判定回路12に供給される。 この発振周波数判定回路12には、上記発振信
号φSと共に図示しない基準周波数信号生成回路か
ら出力される基準周波数信号φaを入力し、この
2つの信号φS,φaの各周波数を比較することに
より、発振信号φSの発振周波数OSCが予め設定さ
れる許容周波数範囲内にあるか、許容周波数以上
か、許容周波数以下かを判定し、各判定結果に応
じた判定信号を生成出力するものである。この判
定信号は制御信号発生回路13に供給される。 上記制御信号発生回路13は、上記判定信号に
応じて、つまり上記発振周波数OSCが許容周波数
範囲内にあると判定されたとき制御信号の発生を
停止し、許容周波数以上と判定されたとき発振周
波数OSCを下げるダウン制御信号を発生し、許容
周波数以下と判定されたとき発振周波数OSCを上
げるアツプ制御信号を発生するものである。そし
て、この制御信号が、選択切換制御回路14に供
給される。 この選択切換制御回路14は、上記制御信号が
ダウン制御信号であるとき、このダウン制御信号
の発生に応じて上記CR型発振回路11の複数個
の時定数素子を、発振周波数OSCが下がる方向に
順次選択切換接続し、上記制御信号がアツプ制御
信号であるとき、このアツプ制御信号の発生に応
じて上記複数個の時定数素子を、発振周波数OSC
が上がる方向に順次選択切要接続するように制御
するものである。 すなわち、上記のように構成したCR型発振器
は、CR型発振回路11から出力される発振信号
φSの発振周波数OSCと基準周波数信号φaの周波数
とを常に比較し、この比較結果から上記発振周波
数が許容周波数範囲内にあるか否かを判定し、こ
の判定結果に基づいてダウン制御信号あるいはア
ツプ制御信号を発生し、この制御信号の発生に基
づいて上記CR型発振回路11の複数個の時定数
素子を、発振周波数OSCを下げる。あるいは上げ
る方向に順次選択切換制御するようにしたもの
で、これによつて上記発振周波数OSCを常に許容
周波数範囲内におさめ、略安定した発振信号φS
得ることができる。 ここで、上記CR型発振器の発振周波数判定手
段について、第5図を参照して説明する。 まず、第5図aに示す発振信号φSに対する基準
周波数信号φaは、第5図bに示すように発振信
号φSの発振周波数OSCより周波数を充分低く設定
しておく。そして、この2信号φS・φaから、第
5図cに示すように、ある一定時間フレームF2n
(m=1,1,2,……)内に、例えば上記発振
信号φS及び基準周波数信号φaの論理積をとるこ
とにより、発振信号φSに対応したl(l=1,2,
3,……)個のパルス列を発生させる。さらに、
このパルス列を計数して任意の時間フレームF2n
におけるl個のパルス列をnビツトのデータに変
換し、このnビツトデータと所望の発振周波数、
すなわち許容周波数範囲内の周波数に対応したn
ビツトデータとを比較することにより、上記発振
周波数OSCが許容周波数範囲内にあるか、許容周
波数以上か、許容周波数以下かを判定できるよう
になる。したがつて、任意の時間フレームF2n+1
において、発振周波数OSCを許容周波数範囲内に
おさめるように制御信号を発生させ、この制御信
号により上記CR型発振回路11の複数個の時定
数素子を選択切換制御すれば、発振周波数OSC
許容周波数範囲内におさめ、略安定させることが
できる。 次に、前記3段インバータ型CR発振器を利用
した、この発明に係るCR型発振器の具体的な回
路を第6図に示し、その構成について説明する。 まず、CR型発振回路11は、6個の抵抗R0
R5、コンデンサC、インバータINV1〜INV3
りなる3段インバータ型発振器に波形整形用のイ
ンバータINV6を接続したもので、このCR型発振
回路11から出力される発振信号φSはアンドゲー
トG1,G2に供給される。 このアンドゲートG1,G2は、インバータINV7
及び7ビツトカウンタ15と共に発振周波数判定
回路12を構成するもので、アンドゲートG1
は図示しない基準周波数信号生成回路から出力さ
れる基準周波数信号φaが1/8分周回路16を
介して供給され、またアンドゲートG2にはさら
にインバータINV7を介して上記基準周波数信号
φaが供給される。つまり、アンドゲートG1は、
発振信号φSと基準周波数信号φaとの論理積信号
φS,φaを生成して7ビツトカウンタ15のクロ
ツク入力端子CKへ出力し、またアンドゲートG2
は、発振信号φSと反転基準周波数信号φaとの論
理積信号φSaを生成してオアゲートG3へ出力
するものである。 このオアゲートG3は、2ビツトカウンタ17、
アンドゲートG4〜G6、インバータINV8,INV9
と共に状態設定回路18を構成するもので、その
出力は2ビツトカウンタ17のクロツク入力端子
CKに供給される。この2ビツトカウンタ17の
出力Q0は、アンドゲートG4,G5に供給されると
共にインバータINV9を介してアンドゲートG6
供給され、また出力Q1は、アンドゲートG4,G6
に供給されると共に、インバータINV8を介して
アンドゲートG5に供給される。そして、上記ア
ンドゲートG4の出力は上記オアゲートG3に供給
される。つまり、このように構成した状態設定回
路18は、上記アンドゲートG5,G6から状態設
定信号S,φ1S・φ2を出力するもので、この
うち状態設定信号S・φ2は上記7ビツトカウン
タ15のリセツト端子Rに供給される。 この7ビツトカウンタ15は、上記状態設定信
S・φ2の出力に応じて上記論理積信号φS・φa
のパルス列を計数することにより、7ビツトのデ
ータに変換してそれぞれ出力端子Q0〜Q6から出
力するもので、このうち上位4ビツトの出力Q3
〜Q6は4ビツトラツチ回路19の入力端子D0
D3に供給される。 この4ビツトラツチ回路19は、インバータ
INV10〜INV13、アンドゲートG7,G8、オアゲー
トG9〜G10と共に制御信号発生回路13を構成す
るもので、クロツク入力端子CKに上記状態設定
信号S・φ1が供給されるようになされており、
この状態設定信号S・φ1の出力に応じて上記7
ビツトカウンタ15の上位4ビツト出力Q3〜Q6
の値を保持して、出力端子Q0〜Q3から出力する
ものである。 このうち、出力Q0はインバータINV10を介して
アンドゲートG7に供給され、出力Q1,Q2はアン
ドゲートG7に供給されると共にインバータ
INV11,INV12を介してオアゲートG9に供給さ
れ、出力Q3はインバータINV13を介してアンドゲ
ートG7,G8に供給される。そして、上記オアゲ
ートG9の出力はアンドゲートG8に供給され、ア
ンドゲートG7の出力はオアゲートG10に供給され
る。このオアゲートG10には、上記状態設定信号
φS・φ2が供給されるようになされており、その
出力は6ビツトアツプダウンカウンタ20のクロ
ツク入力端子CKに供給される。また、上記アン
ドゲートGSの出力は、上記カウンタ20のアツ
プダウン制御入力端子U/Dに供給される。 この6ビツトアツプダウンカウンタ20は、発
振初期設定回路21、インバータINV14
INV19、および前記CR型発振回路11の抵抗R0
〜R5にそれぞれ並列接続されたスイツチ回路S0
〜S5と共に選択切換制御回路14を構成するもの
で、上記アンドゲートG8の出力に応じてオアゲ
ートG10の出力のパルス列をアツプ方向あるいは
ダウン方向に計数し、それぞれ出力端子Q0〜Q5
からその計数値を出力するものである。この出力
Q0〜Q5はそれぞれインバータINV14〜INV19を介
してスイツチ回路S0〜S5の制御入力端に供給さ
れ、このスイツチ回路S0〜S5をオン・オフ制御す
る。なお、発振初期設定回路21は、電源投入時
における上記カウンタ20の初期状態を設定する
ためのもので、初期発振が発振制御系の入力許容
周波数範囲内におさまるように、電源が投入され
てから所定時間強制的にインバータINV3〜INV1
への帰還抵抗値を設定する。 第7図は、前記第6図におけるアツプダウンカ
ウンタ20および発振初期設定回路21のさらに
詳細な構成例を示している。図において、前記第
6図と同一構成部には同じ符号を付す。すなわ
ち、6ビツトのアツプダウンカウンタ20は、縦
続接続された6個のフリツプフロツプFF0〜FF5
から成り、これらフリツプフロツプFF0〜FF5
はそれぞれ、アツプダウン制御信号U/Dおよび
クロツク信号CKが供給される。そして、上記フ
リツプフロツプFF0〜FF5の出力05はそれ
ぞれ、スイツチ回路S0〜S5の制御入力端に供給さ
れる。21は発振初期設定回路として働くパワー
オンクリア回路で、この回路21は、電源電圧V
が印加される電源端子22と接地点間に接続され
る抵抗RP、この抵抗RPに並列接続されるコンデ
ンサCP、および上記電源端子22に入力端が接
続され、出力端が上記フリツプフロツプFF5のセ
ツト入力端SおよびFF4のリセツト入力端Rに接
続されるインバータINV20とから構成される。 次に、上記のような構成において動作を説明す
る。まず、電源投入直後の発振初期段階において
は、抵抗RPとコンデンサCPとから成るCR時定数
回路によつて決定される所定時間、インバータ
INV20の出力が”1”レベルとなり、フリツプフ
ロツプFF5がセツト、FF4がリセツトされる。今、
アツプモードであるとすると、第8図aのタイミ
ングチヤートに示すように、発振初期時にはフリ
ツプフロツプFF0〜FF4の出力Q0〜Q4は全て”
L”レベルとなり、フリツプフロツプFF5の出力
Q5のみが”H”レベルとなる。従つて、スイツ
チ回路S0〜S4がオン状態、S5がオフ状態となつて
抵抗R5のみが時定数用抵抗値として働く。そし
て、コンデンサCPと抵抗RPとから成るCR時定数
回路によつて決定される所定時間経過した時刻t
において、強制的な抵抗選択が解除されて発振が
開始される。このような初期設定により電源投入
直後の初期発振周波数が極端に高くなることがな
い。 一方、ダウンモードにおいては、第8図bに示
すように初期発振時にフリツプフロツプFF0
FF3およびFF5の出力Q0〜Q3,Q5が全て”H”レ
ベルであり、フリツプフロツプFF4の出力Q4のみ
が”L”レベルとなる。従つて、時刻t以前には
抵抗R4のみが時定数用抵抗として働かないこと
になる。これによつて、発振初期の周波数が極端
に低くなることがない。 上述したように、発振の初期段階における周波
数は予め設定された所定の範囲内に収まり、この
状態から所望する発振周波数を得るので、誤動作
がなく、しかも短時間でこの所望する周波数が得
られる。 次に、電源の投入から所定時間経過した時刻t
以後の動作について説明する。前記第6図に示し
たCR型発振器は、発振信号φSの発振周波数OSC
の設定値を20〔kHz〕、基準周波数信号φaの周波
数を1.6〔kHz〕とし、許容周波数範囲を19.2〔k
Hz〕〜22〔kHz〕として構成したもので、ここで
は上記発振信号φSが第9図aに示すように発振周
波数OSCが20+Δ〔kHz〕で出力されているとす
る。また、上記基準周波数信号φaは、1/8分
周回路16を介すことにより、第9図bに示すよ
うに周波数200〔Hz〕で出力されている。 つまり、このCR型発振器では前記時間フレー
ムF2n(=F2n+1)を2.5〔mS〕に設定しており、上
記発振信号φS及び1/8分周回路16からの基準
周波数信号φaを入力したアンドゲートG1は、第
9図cに示すような論理積信号φS・φaを生成し
て7ビツトカウンタ15のクロツク入力端子CK
に出力するようになる。つまり、この7ビツトカ
ウンタ15で時間フレームF2nにおける論理積信
号φS・φaのパルス列を計数することにより、発
振信号φSの発振周波数OSC〔kHz〕は7ビツトの
データに変換される。すなわち、この7ビツトカ
ウンタ15の計数値及び7ビツトデータQ0〜Q6
は、上記発振周波数OSC〔kHz〕に応じて次表に
示すようになる。
This invention was made in order to improve the above-mentioned problems, and it is possible to obtain an oscillation signal with a substantially stable oscillation frequency even when parameters such as power supply voltage and temperature fluctuate, as well as to eliminate malfunctions and in a short period of time. The purpose of this invention is to provide an extremely good CR type oscillator that can obtain a desired oscillation frequency. [Summary of the Invention] That is, in this invention, in order to achieve the above object, by selectively connecting a plurality of time constant elements to vary the time constant,
In order to keep the oscillation frequency within a preset allowable frequency range and to keep the oscillation frequency at the initial stage of oscillation within the allowable frequency range, the multiple time constant elements mentioned above are forcibly connected for a predetermined period of time when the power is turned on. /A CR-type oscillation circuit that performs disconnection control and can vary the oscillation frequency by selectively connecting multiple time constant elements to vary the time constant, and a reference frequency signal generating means that generates a reference frequency signal. , by comparing each frequency of the oscillation signal output from the CR type oscillation circuit and the reference frequency signal, it is determined whether the oscillation frequency of the oscillation signal is within a preset allowable frequency range, is above the allowable frequency, or is the allowable frequency. oscillation frequency determining means for determining whether the oscillation frequency is equal to or less than the allowable frequency; when the oscillating frequency determining means determines that the oscillation frequency is equal to or higher than the allowable frequency, a first control signal is generated; a control signal generating means for selectively connecting the plurality of time constant elements so that the oscillation frequency decreases in response to generation of the first control signal; selection control switching means for selectively controlling the selection and switching of the time constant elements so that the oscillation frequency increases;
and oscillation initial setting means for forcibly controlling the connection/disconnection of the time constant element of the CR type oscillation circuit for a predetermined period of time when the power is turned on to set the frequency of the oscillation signal within a preset allowable frequency range. be. [Embodiment of the Invention] Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 9. Figure 4 shows its basic configuration.
is a CR type oscillation circuit. This CR type oscillation circuit 11
has a plurality of time constant elements, and by selectively connecting the plurality of time constant elements to vary the time constant, the frequency of the oscillation output can be varied. . The oscillation signal φ S output from the CR type oscillation circuit 11 is supplied to the oscillation frequency determination circuit 12 . The oscillation frequency determination circuit 12 receives a reference frequency signal φ a output from a reference frequency signal generation circuit (not shown) together with the oscillation signal φ S , and compares the frequencies of these two signals φ S and φ a . This determines whether the oscillation frequency OSC of the oscillation signal φ S is within a preset allowable frequency range, is above the allowable frequency, or below the allowable frequency, and generates and outputs a judgment signal according to each judgment result. It is. This determination signal is supplied to the control signal generation circuit 13. The control signal generation circuit 13 stops generating the control signal in response to the determination signal, that is, when it is determined that the oscillation frequency OSC is within the permissible frequency range, and when it is determined that the oscillation frequency OSC is within the permissible frequency range, the oscillation frequency It generates a down control signal that lowers the OSC , and when it is determined that the frequency is below the allowable frequency, it generates an up control signal that raises the oscillation frequency OSC . This control signal is then supplied to the selection switching control circuit 14. When the control signal is a down control signal, this selection switching control circuit 14 controls the plurality of time constant elements of the CR type oscillation circuit 11 in a direction in which the oscillation frequency OSC decreases in response to the generation of this down control signal. When the control signal is an up control signal, the plurality of time constant elements are controlled to change the oscillation frequency OSC in response to the generation of this up control signal.
Control is performed so that the necessary connections are selected and connected sequentially in the direction in which the number increases. That is, the CR type oscillator configured as described above constantly compares the oscillation frequency OSC of the oscillation signal φ S output from the CR type oscillation circuit 11 with the frequency of the reference frequency signal φ a , and based on the comparison result, the oscillation frequency It is determined whether the frequency is within the permissible frequency range, and based on the result of this determination, a down control signal or an up control signal is generated, and based on the generation of this control signal, the plurality of CR oscillation circuits 11 are activated. Lower the oscillation frequency OSC by using the time constant element. Alternatively, selection switching control is performed sequentially in the increasing direction, thereby making it possible to always keep the oscillation frequency OSC within the permissible frequency range and obtain a substantially stable oscillation signal φ S. Here, the oscillation frequency determination means of the CR type oscillator will be explained with reference to FIG. First, the reference frequency signal φ a for the oscillation signal φ S shown in FIG. 5a is set to have a frequency sufficiently lower than the oscillation frequency OSC of the oscillation signal φ S as shown in FIG. 5 b. Then, from these two signals φ S and φ a , as shown in FIG. 5c, a certain fixed time frame F 2n
(m=1, 1, 2, ...), for example, by taking the AND of the oscillation signal φ S and the reference frequency signal φ a , l (l=1, 2, ...) corresponding to the oscillation signal φ S is obtained.
3,...) pulse trains are generated. moreover,
Count this pulse train to obtain an arbitrary time frame F 2n
Convert l pulse trains into n-bit data, and combine this n-bit data with the desired oscillation frequency,
In other words, n corresponding to a frequency within the permissible frequency range
By comparing the oscillation frequency OSC with the bit data, it can be determined whether the oscillation frequency OSC is within the permissible frequency range, above the permissible frequency, or below the permissible frequency. Therefore, any time frame F 2n+1
, a control signal is generated so as to keep the oscillation frequency OSC within the allowable frequency range, and by selectively controlling the plurality of time constant elements of the CR type oscillation circuit 11 using this control signal, the oscillation frequency OSC is kept within the allowable frequency range. It can be kept within this range and stabilized. Next, a specific circuit of a CR type oscillator according to the present invention using the three-stage inverter type CR oscillator is shown in FIG. 6, and its configuration will be explained. First, the CR type oscillator circuit 11 consists of six resistors R 0 ~
A three-stage inverter type oscillator consisting of R5 , capacitor C, and inverters INV1 to INV3 is connected to an inverter INV6 for waveform shaping, and the oscillation signal φS output from this CR type oscillation circuit 11 is an AND gate. Supplied to G 1 and G 2 . This AND gate G 1 , G 2 is the inverter INV 7
The oscillation frequency determination circuit 12 is configured together with the 7-bit counter 15 and the AND gate G 1 receives the reference frequency signal φ a outputted from the reference frequency signal generation circuit (not shown) via the 1/8 frequency dividing circuit 16. Furthermore, the reference frequency signal φ a is further supplied to the AND gate G 2 via the inverter INV 7 . In other words, and gate G 1 is
The AND signals φ S and φ a of the oscillation signal φ S and the reference frequency signal φ a are generated and output to the clock input terminal CK of the 7-bit counter 15, and the AND gate G 2
generates an AND signal φ S , a of the oscillation signal φ S and the inverted reference frequency signal φ a and outputs it to the OR gate G 3 . This OR gate G3 has a 2-bit counter 17,
AND gate G 4 ~ G 6 , inverter INV 8 , INV 9
Together with this, the state setting circuit 18 is configured, and its output is connected to the clock input terminal of the 2-bit counter 17.
Supplied to CK. The output Q 0 of this 2-bit counter 17 is supplied to AND gates G 4 and G 5 and also supplied to AND gate G 6 via an inverter INV 9 , and the output Q 1 is supplied to AND gates G 4 and G 6 .
It is also supplied to AND gate G5 via inverter INV8 . The output of the AND gate G4 is then supplied to the OR gate G3 . In other words, the state setting circuit 18 configured in this manner outputs the state setting signals S , φ 1 , and S ·φ 2 from the AND gates G 5 and G 6 , of which the state setting signal S ·φ 2 is It is supplied to the reset terminal R of the 7-bit counter 15. This 7-bit counter 15 outputs the AND signals φ S and φ a according to the output of the state setting signals S and φ 2 .
By counting the pulse trains of
~ Q6 is the input terminal D0 of the 4-bit latch circuit 19~
Supplied to D3 . This 4-bit latch circuit 19 is connected to an inverter.
Together with INV 10 to INV 13 , AND gates G 7 and G 8 , and OR gates G 9 to G 10 , this constitutes the control signal generation circuit 13, so that the above-mentioned state setting signal S・φ 1 is supplied to the clock input terminal CK. has been done,
According to the output of this state setting signal Sφ1 , the above 7
Upper 4 bits output of bit counter 15 Q3 to Q6
The values are held and output from output terminals Q0 to Q3 . Of these, output Q 0 is supplied to AND gate G 7 via inverter INV 10 , and outputs Q 1 and Q 2 are supplied to AND gate G 7 as well as inverter INV 10.
The output Q 3 is supplied to the OR gate G 9 via INV 11 and INV 12 , and the output Q 3 is supplied to the AND gates G 7 and G 8 via the inverter INV 13 . The output of the OR gate G9 is supplied to the AND gate G8 , and the output of the AND gate G7 is supplied to the OR gate G10 . The OR gate G10 is supplied with the state setting signal φS · φ2 , and its output is supplied to the clock input terminal CK of the 6-bit up-down counter 20. Further, the output of the AND gate G S is supplied to the up/down control input terminal U/D of the counter 20 . This 6-bit up-down counter 20 is connected to an oscillation initial setting circuit 21 and an inverter INV 14 to
INV 19 and the resistance R 0 of the CR type oscillation circuit 11
~ Switch circuits S 0 each connected in parallel to R 5
~ S5 constitutes the selection switching control circuit 14, which counts the pulse train of the output of the OR gate G10 in the up direction or down direction according to the output of the AND gate G8 , and outputs the output terminals Q0 to Q5, respectively.
This outputs the counted value from the . This output
Q 0 -Q 5 are supplied to control input terminals of switch circuits S 0 -S 5 via inverters INV 14 -INV 19 , respectively, to control on/off of the switch circuits S 0 -S 5 . The oscillation initial setting circuit 21 is for setting the initial state of the counter 20 when the power is turned on, and is used to set the initial state of the counter 20 after the power is turned on so that the initial oscillation falls within the allowable input frequency range of the oscillation control system. Force inverter INV 3 to INV 1 for a specified time
Set the feedback resistance value to FIG. 7 shows a more detailed configuration example of the up-down counter 20 and the oscillation initial setting circuit 21 in FIG. 6. In the figure, the same components as in FIG. 6 are given the same reference numerals. That is, the 6-bit up-down counter 20 consists of six flip-flops FF 0 to FF 5 connected in cascade.
The flip-flops FF 0 to FF 5 are each supplied with an up-down control signal U/D and a clock signal CK. Outputs 0 to 5 of the flip-flops FF 0 to FF 5 are respectively supplied to control input terminals of switch circuits S 0 to S 5 . 21 is a power-on clear circuit that works as an oscillation initial setting circuit, and this circuit 21 is connected to the power supply voltage V.
A resistor R P is connected between the power supply terminal 22 to which is applied and a ground point, a capacitor C P is connected in parallel to this resistor R P , and the input terminal is connected to the power supply terminal 22 and the output terminal is connected to the flip-flop FF. The inverter INV 20 is connected to the set input terminal S of FF 5 and the reset input terminal R of FF 4 . Next, the operation in the above configuration will be explained. First, in the initial stage of oscillation immediately after the power is turned on, the inverter is activated for a predetermined period of time determined by a CR time constant circuit consisting of a resistor R P and a capacitor C P.
The output of INV 20 becomes "1" level, flip-flop FF 5 is set, and FF 4 is reset. now,
Assuming that the flip - flop is in the up mode, as shown in the timing chart of FIG.
It becomes L” level and the output of flip-flop FF5
Only Q5 becomes "H" level. Therefore, the switch circuits S0 to S4 are in the on state, S5 is in the off state, and only the resistor R5 functions as a time constant resistance value. Then, a time t when a predetermined period of time determined by a CR time constant circuit consisting of a capacitor C P and a resistor R P has elapsed.
At , forced resistance selection is canceled and oscillation is started. Such initial settings prevent the initial oscillation frequency from becoming extremely high immediately after power is turned on. On the other hand, in the down mode, as shown in FIG. 8b, the flip-flops FF 0 to
Outputs Q 0 to Q 3 and Q 5 of FF 3 and FF 5 are all at "H" level, and only output Q 4 of flip-flop FF 4 is at "L" level. Therefore, only the resistor R4 does not function as a time constant resistor before time t. This prevents the initial frequency of oscillation from becoming extremely low. As described above, the frequency at the initial stage of oscillation falls within a predetermined range set in advance, and the desired oscillation frequency is obtained from this state, so there is no malfunction and the desired frequency can be obtained in a short time. Next, a time t when a predetermined period of time has elapsed since the power was turned on.
The subsequent operation will be explained. The CR type oscillator shown in FIG. 6 has an oscillation frequency OSC of the oscillation signal φS .
The set value is 20 [kHz], the frequency of the reference frequency signal φ a is 1.6 [kHz], and the allowable frequency range is 19.2 [kHz].
Hz] to 22 [kHz], and here it is assumed that the oscillation signal φ S is outputted at an oscillation frequency OSC of 20+Δ [kHz] as shown in FIG. 9a. Further, the reference frequency signal φ a is outputted at a frequency of 200 [Hz] as shown in FIG. 9b through the ⅛ frequency dividing circuit 16. In other words, in this CR type oscillator, the time frame F 2n (=F 2n+1 ) is set to 2.5 [mS], and the oscillation signal φ S and the reference frequency signal φ a from the 1/8 frequency divider circuit 16 The AND gate G1 that receives the input generates the AND signal φ S and φ a as shown in FIG.
It will now be output to . That is, by counting the pulse train of the AND signals φ S and φ a in the time frame F 2n by the 7-bit counter 15, the oscillation frequency OSC [kHz] of the oscillation signal φ S is converted into 7-bit data. That is, the count value of this 7-bit counter 15 and the 7-bit data Q 0 to Q 6
is as shown in the following table depending on the oscillation frequency OSC [kHz].

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳述したようにこの発明によれば、電源電
圧、温度等のパラメータが変動しても略安定した
発振周波数の発振信号が得られ、且つ誤動作ばな
くしかも短時間で所望する発振周波数が得られ
る、極めて良好なCR型発振器を提供することが
できる。
As detailed above, according to the present invention, an oscillation signal with a substantially stable oscillation frequency can be obtained even when parameters such as power supply voltage and temperature vary, and a desired oscillation frequency can be obtained in a short time without malfunction. Therefore, it is possible to provide an extremely good CR type oscillator.

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

第1図乃至第3図はそれぞれ従来のCR型発振
器における構成及び特性を示す回路図及び特性
図、第4図はこの発明に係るCR型発振器の一実
施例を示すブロツク回路図、第5図は上記実施例
における周波数判定手段を説明するための波形
図、第6図は上記実施例を具体的な回路で構成し
た場合のCR型発振器を示す回路図、第7図は上
記第6図の回路におけるアツプダウンカウンタお
よび発振初期設定回路の詳細な構成例を説明する
ための回路図、第8図は上記第7図の回路の動作
を説明するための波形図、第9図は上記第6図の
回路における主要部の出力波形を示す波形図、第
10図および第11図はそれぞれ上記CR発振器
における発振周波数の測定結果を示す特性図であ
る。 11……CR型発振回路、12……発振周波数
判定回路、13……制御信号発生回路、14……
選択切換制御回路、15……7ビツトカウンタ、
16……1/8分周回路、17……2ビツトカウ
ンタ、18……状態設定回路、19……4ビツト
ラツチ回路、20……6ビツトアツプダウンカウ
ンタ、21……発振初期設定回路、φS……発振信
号、φa……基準周波数信号。
1 to 3 are a circuit diagram and a characteristic diagram showing the configuration and characteristics of a conventional CR type oscillator, respectively. FIG. 4 is a block circuit diagram showing an embodiment of the CR type oscillator according to the present invention, and FIG. is a waveform diagram for explaining the frequency determination means in the above embodiment, FIG. 6 is a circuit diagram showing a CR type oscillator when the above embodiment is configured with a specific circuit, and FIG. 7 is a waveform diagram for explaining the frequency determination means in the above embodiment. A circuit diagram for explaining a detailed configuration example of an up-down counter and an oscillation initial setting circuit in the circuit, FIG. 8 is a waveform diagram for explaining the operation of the circuit shown in FIG. 7, and FIG. A waveform diagram showing the output waveforms of the main parts of the circuit shown in the figure, and FIGS. 10 and 11 are characteristic diagrams showing the measurement results of the oscillation frequency in the CR oscillator, respectively. 11...CR type oscillation circuit, 12...Oscillation frequency determination circuit, 13...Control signal generation circuit, 14...
Selection switching control circuit, 15...7 bit counter,
16...1/8 frequency divider circuit, 17...2-bit counter, 18...state setting circuit, 19...4-bit latch circuit, 20...6-bit up-down counter, 21...oscillation initial setting circuit, φS ...Oscillation signal, φ a ...Reference frequency signal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 複数個の時定数素子をそれぞれ選択的に接続
して時定数を可変することにより発振周波数を可
変し得るCR型発振回路と、基準周波数信号を生
成する基準周波数信号生成手段と、前記CR型発
振回路から出力される発振信号及び前記基準周波
数信号の各周波数を比較することにより前記発振
信号の発振周波数が予め設定される許容周波数範
囲内にあるか、許容周波数以上か、あるいは許容
周波数以下かを判定する発振周波数判定手段と、
この発振周波数判定手段で前記発振周波数が許容
周波数以上と判定されたとき第1の制御信号を発
生し、許容周波数以下と判定されたとき第2の制
御信号を発生する制御信号発生手段と、前記第1
の制御信号の発生に応じて前記複数個の時定数素
子を前記発振周波数が下がるように選択切換接続
し、前記第2の制御信号の発生に応じて前記複数
個の時定数素子を前記発振周波数が上がるように
選択切換接続する選択切換制御手段と、電源の投
入時、所定時間前記CR型発振回路の時定数素子
を強制的に接続/切り離し制御して、発振信号の
周波数を予め設定した許容周波数範囲内に設定す
る発振初期設定手段とを具備することを特徴とす
るCR型発振器。 2 前記発振周波数を制御する選択切換制御手段
は、プリセツトあるいはプリ・リセツト機能を有
し、発振の初期段階に前記発振初期設定手段によ
り所定時間プリセツトあるいはプリ・リセツトす
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
CR型発振器。
[Claims] 1. A CR-type oscillation circuit that can vary the oscillation frequency by selectively connecting a plurality of time constant elements to vary the time constant, and a reference frequency signal generator that generates a reference frequency signal. and determining whether the oscillation frequency of the oscillation signal is within a preset permissible frequency range or above the permissible frequency range by comparing each frequency of the oscillation signal output from the CR type oscillation circuit and the reference frequency signal. , or oscillation frequency determination means for determining whether the frequency is below the allowable frequency;
control signal generating means for generating a first control signal when the oscillation frequency is determined to be equal to or higher than the permissible frequency by the oscillation frequency determining means; and generating a second control signal when the oscillation frequency is determined to be equal to or lower than the permissible frequency; 1st
The plurality of time constant elements are selectively connected so that the oscillation frequency decreases in response to the generation of the second control signal, and the plurality of time constant elements are connected to the oscillation frequency in response to the generation of the second control signal. a selective switching control means that selectively connects the CR type oscillation circuit so that the frequency of the oscillation signal increases; A CR type oscillator characterized by comprising oscillation initial setting means for setting within a frequency range. 2. The selection switching control means for controlling the oscillation frequency has a preset or pre-reset function, and the oscillation initial setting means presets or pre-resets the oscillation frequency for a predetermined period of time in the initial stage of oscillation. As stated in scope 1
CR type oscillator.
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