JPH06204740A - 発振回路 - Google Patents

発振回路

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Publication number
JPH06204740A
JPH06204740A JP95293A JP95293A JPH06204740A JP H06204740 A JPH06204740 A JP H06204740A JP 95293 A JP95293 A JP 95293A JP 95293 A JP95293 A JP 95293A JP H06204740 A JPH06204740 A JP H06204740A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
circuit
supplied
output
oscillation
Prior art date
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Pending
Application number
JP95293A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichiro Kobayashi
賢一郎 小林
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
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  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発振回路の起動、停止後に発生する不安定な
小振幅の発振信号を出力せず、安定した発振信号のみを
次段回路へ供給できる改良された発振回路を提供する。 【構成】 反転増幅器10の出力側に、Pチャンネルト
ランジスタTPのゲート幅とNチャンネルトランジスタ
TNのゲート幅との比が所定値に調整されて所定の論理
しきい値を有するCMOSインバータ12が接続されて
いる。このCMOSインバータ12により、論理しきい
値以上の振幅の発振信号のみを次段回路に出力するリミ
ッタ回路が構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は発振回路、特に起動及び
停止後一定の時間内に発生する不安定な発振信号を出力
せず、安定な発振信号のみを次段回路に供給する改良さ
れた発振回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から同期式論理回路へクロック信号
を供給する等のために、各種の発振回路が使用されてい
た。これらの発振回路では、発振信号を増幅するために
増幅器が使用され、安定した発振周波数を得るために、
帰還回路に水晶振動子あるいはセラミック振動子がよく
使用されている。
【0003】図5には、反転増幅器としてインバータが
使用され、帰還回路に抵抗と水晶振動子あるいはセラミ
ック振動子が使用される、従来の発振回路が示される。
図5の回路においては、反転増幅器10の出力が、帰還
回路11によって入力側に帰還され、電源電圧が与えら
れている間発振動作を行っている。この回路の場合、発
振周波数は、およそ4〜24MHz程度である。またこ
の回路では、帰還回路11の両端を夫々アースと結ぶコ
ンデンサ21が発振周波数を安定させるために使用され
ている。また次段の回路へは、増幅器22を経由して発
振信号が供給される。
【0004】これらの発振回路によって、安定した発振
信号が次段の同期式論理回路等に供給されることによ
り、次段以降の回路が安定した動作をすることができ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、発振回路の定
常の動作時とは異なり、その起動及び停止後の一定時間
においては、不安定な発振信号が発生する。例えば、波
形が乱れていたり、あるいは周波数が所定の値ではない
発振信号が発生する。この不安定な発振信号を上述のク
ロック信号として使用すると、そのクロック信号が供給
される同期式論理回路等が誤動作をする危険がある。
【0006】つまり、同期式論理回路等は通常クロック
信号に同期して各動作を行っているので、クロック信号
の波形が乱れたり、所定の周波数ではない等の場合に、
各動作を行うタイミングがずれ、あるいは動作そのもの
ができなくなるという問題がある。これら不安定な発振
信号は、一般に発振回路の定常動作時に発生する発振信
号よりその振幅が小さいので、振幅の大小によってこれ
を検知することができる。
【0007】本発明は上記従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は、発振回路の起動及び停止後に発
生する不安定な小振幅の発振信号を出力せず、安定した
発振信号のみを次段回路へ供給できる改良された発振回
路を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願の請求項1に係る発明は、発振回路を構成する
反転増幅器の出力側に接続され、Pチャンネルトランジ
スタのゲート幅とNチャンネルトランジスタのゲート幅
との比が所定値に調整されて所定の論理しきい値を有す
るCMOSインバータを含むリミッタ回路を備え、この
リミッタ回路は、振幅がCMOSインバータの論理しき
い値以上の発振信号のみを出力することを特徴とする。
【0009】また、本願の請求項2に係る発明は、イネ
ーブル信号が供給され、そのイネーブル信号が高レベル
の場合に入力信号を反転増幅する反転増幅器となる第1
のNANDゲートと、第1のNANDゲートの出力信号
を入力側に帰還する帰還回路と、を含む発振回路におい
て、第1のNANDゲートの出力信号が供給され、Pチ
ャンネルトランジスタのゲート幅とNチャンネルトラン
ジスタのゲート幅との比が所定値に調整されて所定の論
理しきい値を有するCMOSインバータと、このCMO
Sインバータの出力信号がクロック入力に供給され、電
源電圧がD入力に供給され、前述のイネーブル信号がク
リア入力に供給され、イネーブル信号が高レベルに反転
した後、CMOSインバータの出力信号の最初の立上が
りでQ出力が高レベルに反転し、イネーブル信号が低レ
ベルに反転すると同時にQ出力が低レベルに反転するデ
ィレイフリップフロップと、一方の入力に第1のNAN
Dゲートの出力信号が供給され、他方の入力に前述のQ
出力が供給される第2のNANDゲートと、を含むリミ
ッタ回路を備え、このリミッタ回路は、CMOSインバ
ータの出力信号の振幅が論理しきい値以上の発振信号の
みを出力することを特徴とする。
【0010】
【作用】従って、本願の請求項1に係る発明によれば、
所定の論理しきい値を有するCMOSインバータを含む
リミッタ回路が、CMOSインバータの論理しきい値以
上の振幅の発振信号のみを出力するので、発振信号の振
幅が小さい間は、発振信号の次段回路への出力を行わな
い。
【0011】また、本願の請求項2に係る発明によれ
ば、第1のNANDゲートに供給されるイネーブル信号
を低レベルとして発振回路の発振動作を停止する場合
は、そのイネーブル信号がディレイフリップフロップの
クリア入力にも供給されているので、イネーブル信号の
低レベルへの反転と同時にディレイフリップフロップの
Q出力が低レベルへ反転し、このQ出力が供給される第
2のNANDゲートの出力が高レベルに固定される。一
方、イネーブル信号を高レベルとして発振回路の発振動
作を起動後所定の時間内は、発振信号の振幅が小さいの
でCMOSインバータの出力が高レベルに固定され、こ
のためディレイフリップフロップのQ出力は反転せず低
レベルのままとなって、このQ出力が供給される第2の
NANDゲートの出力が高レベルに固定される。
【0012】以上により、発振回路の起動、停止後の一
定時間に発生する小振幅信号の次段回路への出力を確実
に停止することができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。
【0014】図1には、本発明の第1の実施例が示さ
れ、前述した図5における従来回路と同一部材には同一
符号を付して説明を省略する。
【0015】第1の実施例において特徴的なことは、反
転増幅器10の出力側に、PチャンネルトランジスタT
Pのゲート幅とNチャンネルトランジスタTNのゲート
幅との比が所定値に調整されて所定の論理しきい値を有
するCMOSインバータ12が接続されていることであ
る。このCMOSインバータ12により、論理しきい値
以上の振幅の発振信号のみを次段回路に出力するリミッ
タ回路が構成されている。
【0016】図2には、基板表面から見たPチャンネル
トランジスタ及びNチャンネルトランジスタが示され
る。図2においてWp,Wnは夫々Pチャンネルトラン
ジスタ及びNチャンネルトランジスタのゲート幅であ
る。CMOSインバータでは、一般にWpとWnとの比
(Wp/Wn)によって論理しきい値が定まる。すなわ
ち、電荷の移動度が低いPチャンネルトランジスタのゲ
ート幅Wpの割合を大きくしてゆき(Wp/Wn)が大
きくなると、論理しきい値が高くなる。逆に、電荷の移
動度が高いNチャンネルトランジスタのゲート幅Wnを
大きくしてゆき(Wp/Wn)が小さくなると、論理し
きい値が低くなる。従って、(Wp/Wn)を適当に調
整すればCMOSインバータの論理しきい値を所定の値
にすることができる。
【0017】従って、本発明のCMOSインバータ12
において、この論理しきい値を、およそ電源電圧の90
%程度に調整すれば、電源電圧が例えば5Vの場合、
4.5V以下の入力信号では出力側が低レベルに反転せ
ず、高レベルに保持されたままとなる。
【0018】以上より、図1に示される第1の実施例に
おいては、電源のON,OFFにより発振回路を起動及
び停止した後一定時間が経過するまでの間に発生する小
振幅信号、すなわちCMOSインバータ12の論理しき
い値以下の振幅の発振信号では、CMOSインバータ1
2の出力が反転しないので、小振幅の発振信号は次段回
路に供給されることがない。
【0019】ここで、小振幅の発振信号を次段回路に供
給しないのは、この信号が通常発振回路を起動及び停止
した後の一定時間の間に発生するので、波形が乱れてい
たりあるいは周波数が所定の値ではない場合が多いため
である。従って、振幅が小さい発振信号は不安定な発振
信号であるとして次段回路に供給しないようにし、次段
以降の回路の誤動作を防止している。
【0020】尚、図1の回路においては、(Wp/W
n)を調整してCMOSインバータ12の論理しきい値
を高くしているため、その出力信号のデューティ比が5
0%ではなくなっているので、通常はデューティ比を調
整するためのインバータ13をCMOSインバータ12
の後段に接続し、発振信号のデューティ比を50%に戻
す必要がある。
【0021】次に、図3には本発明の第2の実施例が示
される。図3においては、NANDゲート20が反転増
幅器として使用されており、NANDゲート20に供給
されるイネーブル信号aが高レベルの時のみ反転増幅器
として機能する。第2の実施例において特徴的なこと
は、リミッタ回路が、NANDゲート20の出力がイン
バータ14を介して供給される、図1と同様のCMOS
インバータ12の他に、CMOSインバータ12の出力
がクロック入力CKに供給され、電源電圧がD入力に供
給され、イネーブル信号aがクリア入力CLに供給され
るディレイフリップフロップ15と、一方の入力にNA
NDゲート20の出力がインバータ14を介して供給さ
れ、他方の入力にディレイフリップフロップ15のQ出
力が供給されるNANDゲート16とを含んでいること
である。
【0022】図4には、図3に示される回路各部a,
b,c,d,e,fの動作を説明するためのタイミング
チャートが示される。図4において、イネーブル信号a
が高レベルの時は、NANDゲート20が反転増幅器と
なって、発振回路が発振信号bを出力している。発振信
号bはインバータ14を介し、その出力信号cとしてC
MOSインバータ12及びNANDゲート16に供給さ
れる。一方ディレイフリップフロップ15のD入力には
電源電圧が供給されており、クリア入力CLに供給され
るイネーブル信号aは高レベルとなっているので、クロ
ック入力CKに供給されるCMOSインバータ12の出
力信号dに関わらずディレイフリップフロップ15のQ
出力eは高レベルに維持されている。このため、NAN
Dゲート16はインバータとして機能するので、インバ
ータ14の出力信号cを反転した信号fを出力する。
【0023】次にイネーブル信号aを高レベルから低レ
ベルに反転すると、NANDゲート20は増幅動作を停
止するが、発振回路の発振動作はすぐには停止せず、図
4に示されるように一定時間に徐々に発振信号bが減衰
してゆき、やがて高レベルに固定される。このためイン
バータ14の出力信号cも徐々に減衰してゆき、発振信
号bとは反対に低レベルに固定される。また、出力信号
cの振幅が小さくなるので、CMOSインバータ12も
反転動作を停止し、出力信号dは高レベルに固定され
る。
【0024】ここで、ディレイフリップフロップ15の
Q出力eが高レベルに維持されていると、NANDゲー
ト16はインバータとして機能するので、その出力fも
徐々に減衰してゆく信号となり、次段回路に小振幅の信
号が供給されることになる。しかし、イネーブル信号a
は、ディレイフリップフロップ15のクリア入力CLに
も供給されているので、イネーブル信号aの低レベルへ
の反転と同時にQ出力eも低レベルへ反転する。これに
より、NANDゲート16の出力fもイネーブル信号a
の低レベルへの反転と同時に高レベルに反転しそのまま
維持され、次段回路への小振幅の信号の供給も同時に停
止される。
【0025】さらに、イネーブル信号aを再度高レベル
に反転すると、図4に示されるように発振信号bの振幅
が徐々に大きくなり、それにともないインバータ14の
出力信号cの振幅も徐々に大きくなる。一方ディレイフ
リップフロップ15のクリア入力CLに供給されるイネ
ーブル信号aも高レベルになっているが、CMOSイン
バータ12の出力信号dは、出力信号cの振幅が論理し
きい値より低い間は反転しないので、高レベルに固定さ
れている。このため、ディレイフリップフロップ15の
Q出力eは低レベルのまま保持され、NANDゲート1
6の出力信号fは高レベルに保持される。従って、発振
動作再開後出力信号cの振幅が小さい間は、次段回路へ
小振幅の信号が供給されることはない。
【0026】次に、出力信号cの振幅が論理しきい値よ
り大きくなると、CMOSインバータ12の出力dが反
転動作を再開し、その最初の立上がりでディレイフリッ
プフロップ15のQ出力eが高レベルに反転し、これに
よりNANDゲート16がインバータとして機能するの
で、発振信号である出力信号cがNANDゲート16を
介して次段回路へ供給される。
【0027】以上により、本実施例では、イネーブル信
号aを低レベルに反転して発振回路の発振動作を停止す
る場合と、イネーブル信号aを高レベルに反転して発振
回路の発振動作を起動する場合に発生する小振幅の発振
信号を、より確実に次段回路に供給しないようにしてい
る。
【0028】また本実施例では、次段回路に供給される
発振信号fは、リミッタ回路を通過せず、インバータ1
4から直接NANDゲート16に供給された信号なの
で、そのデューティ比は50%のままであり、図1に示
される第1の実施例の場合のように、デューティ比を調
整するインバータ等は不要である。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本願の請求項1に
係る発明によれば、所定の論理しきい値を有するCMO
Sインバータを含むリミッタ回路が、CMOSインバー
タの論理しきい値以上の振幅の発振信号のみを出力する
ので、発振信号の振幅が小さい間は、発振信号の次段回
路への出力を行わない。
【0030】また、本願の請求項2に係る発明によれ
ば、第1のNANDゲートに供給されるイネーブル信号
を低レベルとして発振回路の発振動作を停止する場合
は、そのイネーブル信号がディレイフリップフロップの
クリア入力にも供給されているので、イネーブル信号の
低レベルへの反転と同時にディレイフリップフロップの
Q出力が低レベルへ反転し、このQ出力が供給される第
2のNANDゲートの出力が高レベルに固定される。一
方、イネーブル信号を高レベルとして発振回路の発振動
作を起動後所定の時間内は、発振信号の振幅が小さいの
でCMOSインバータの出力が高レベルに固定され、こ
のためディレイフリップフロップのQ出力は反転せず低
レベルのままとなって、このQ出力が供給される第2の
NANDゲートの出力が高レベルに固定される。
【0031】以上により、発振回路の起動、停止後の一
定時間に発生する小振幅信号の次段回路への出力は確実
に停止されることになる。この結果、発振回路の起動及
び停止後に発生する不安定な小振幅の発振信号を出力せ
ず、安定した発振信号のみを次段回路へ供給できる改良
された発振回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る発振回路の第1の実施例を示す回
路図である。
【図2】本発明に係るCMOSインバータのゲート幅の
説明図である。
【図3】本発明に係る発振回路の第2の実施例を示す回
路図である。
【図4】図3の発振回路の動作を説明するためのタイミ
ングチャートである。
【図5】従来の発振回路の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
10、13、14 インバータ 11 帰還回路 12 CMOSインバータ 15 ディレイフリップフロップ 16、20 NANDゲート

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号を反転増幅する反転増幅器と、 前記反転増幅器の出力信号を入力側に帰還する帰還回路
    と、を含む発振回路において、 前記反転増幅器の出力信号が供給され、Pチャンネルト
    ランジスタのゲート幅とNチャンネルトランジスタのゲ
    ート幅との比が所定値に調整されて所定の論理しきい値
    を有するCMOSインバータを含むリミッタ回路を備
    え、 前記リミッタ回路は、振幅が前記論理しきい値以上の発
    振信号のみを出力することを特徴とする発振回路。
  2. 【請求項2】 イネーブル信号が供給され、前記イネー
    ブル信号が高レベルの場合に入力信号を反転増幅する反
    転増幅器となる第1のNANDゲートと、 前記第1のNANDゲートの出力信号を入力側に帰還す
    る帰還回路と、を含む発振回路において、 前記第1のNANDゲートの出力信号が供給され、Pチ
    ャンネルトランジスタのゲート幅とNチャンネルトラン
    ジスタのゲート幅との比が所定値に調整されて所定の論
    理しきい値を有するCMOSインバータと、 前記CMOSインバータの出力信号がクロック入力に供
    給され、電源電圧がD入力に供給され、前記イネーブル
    信号がクリア入力に供給され、前記イネーブル信号が高
    レベルに反転した後、前記CMOSインバータの出力信
    号の最初の立上がりでQ出力が高レベルに反転し、前記
    イネーブル信号が低レベルに反転すると同時に前記Q出
    力が低レベルに反転するディレイフリップフロップと、 一方の入力に前記第1のNANDゲートの出力信号が供
    給され、他方の入力に前記Q出力が供給される第2のN
    ANDゲートと、を含むリミッタ回路を備え、 前記リミッタ回路は、振幅が前記論理しきい値以上の発
    振信号のみを出力することを特徴とする発振回路。
JP95293A 1993-01-07 1993-01-07 発振回路 Pending JPH06204740A (ja)

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