JPH06224747A - 分周回路 - Google Patents
分周回路Info
- Publication number
- JPH06224747A JPH06224747A JP1111393A JP1111393A JPH06224747A JP H06224747 A JPH06224747 A JP H06224747A JP 1111393 A JP1111393 A JP 1111393A JP 1111393 A JP1111393 A JP 1111393A JP H06224747 A JPH06224747 A JP H06224747A
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- JP
- Japan
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- pulse
- circuit
- input
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- frequency divider
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 パルスを所望の分周比で分周する分周回路に
おいて、周波数および入力レベルについて広い動作範囲
を持つ分周回路を簡単な回路構成で実現する。 【構成】 パルス分周部に入力されるパルスの幅を整え
るパルス整形部を設け、このパルス整形部の出力パルス
は、デューティ比検出部で検出され、パルス整形部にパ
ルス整形情報として負帰還される。 【効果】 広帯域な動作範囲を持つ分周回路を簡単な回
路構成で実現できる。また、直流オフセットが与えられ
るので入力レベルに関しても広い動作範囲が得られる。
おいて、周波数および入力レベルについて広い動作範囲
を持つ分周回路を簡単な回路構成で実現する。 【構成】 パルス分周部に入力されるパルスの幅を整え
るパルス整形部を設け、このパルス整形部の出力パルス
は、デューティ比検出部で検出され、パルス整形部にパ
ルス整形情報として負帰還される。 【効果】 広帯域な動作範囲を持つ分周回路を簡単な回
路構成で実現できる。また、直流オフセットが与えられ
るので入力レベルに関しても広い動作範囲が得られる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、パルスを所望の分周比
で分周する電子回路として利用する。特に、分周回路の
広帯域化技術に関する。
で分周する電子回路として利用する。特に、分周回路の
広帯域化技術に関する。
【0002】
【従来の技術】入力周波数を整数分の一倍した出力周波
数を取り出す回路を分周回路という。図4を参照して従
来例回路を説明する。図4は従来例回路の構成図であ
る。電界効果トランジスタFETをスイッチSWとして
使用し、入力がハイレベルならばソースSとドレインD
との間が導通し、入力がロウレベルならばソースSとド
レインDとの間が非導通になる。反転回路INVはディ
ジタル回路で構成され、容量Cは反転回路INVの入力
側の電圧を保持する。
数を取り出す回路を分周回路という。図4を参照して従
来例回路を説明する。図4は従来例回路の構成図であ
る。電界効果トランジスタFETをスイッチSWとして
使用し、入力がハイレベルならばソースSとドレインD
との間が導通し、入力がロウレベルならばソースSとド
レインDとの間が非導通になる。反転回路INVはディ
ジタル回路で構成され、容量Cは反転回路INVの入力
側の電圧を保持する。
【0003】次に、従来例回路の動作を説明する。電界
効果トランジスタFETによるスイッチSWが非導通の
ときは、容量Cによる状態が保持されている。このスイ
ッチSWが短時間だけ導通状態になると、容量Cにはこ
れまでとは逆の論理レベルが保持される。スイッチの導
通は短時間なので、この論理レベルの変化はフィードバ
ックされない。すなわち、1回パルスが入力されるごと
に状態が反転する。これは、入力パルス周期を2分周し
たことと等価である。
効果トランジスタFETによるスイッチSWが非導通の
ときは、容量Cによる状態が保持されている。このスイ
ッチSWが短時間だけ導通状態になると、容量Cにはこ
れまでとは逆の論理レベルが保持される。スイッチの導
通は短時間なので、この論理レベルの変化はフィードバ
ックされない。すなわち、1回パルスが入力されるごと
に状態が反転する。これは、入力パルス周期を2分周し
たことと等価である。
【0004】次に、図5を参照してさらに動作を説明す
る。図5は入力パルスと出力パルスとの関係を示す図で
ある。図5(a)に示すように、入力パルス毎に容量C
が保持している論理レベルが反転し、これにしたがって
反転回路INVを介して2分周された出力パルスが得ら
れる。図5(b)に、図5(a)の状態におけるそれぞ
れの波形を示した(参考文献、MARC ROCCHI et al.IEEE
Journal of Solid-State Circuits V.SC-18 NO.3 June
1983 P369-376,fig5 ) 。これは、いわゆるディジタル
回路を用いたダイナミック型分周回路に分類されるもの
である。
る。図5は入力パルスと出力パルスとの関係を示す図で
ある。図5(a)に示すように、入力パルス毎に容量C
が保持している論理レベルが反転し、これにしたがって
反転回路INVを介して2分周された出力パルスが得ら
れる。図5(b)に、図5(a)の状態におけるそれぞ
れの波形を示した(参考文献、MARC ROCCHI et al.IEEE
Journal of Solid-State Circuits V.SC-18 NO.3 June
1983 P369-376,fig5 ) 。これは、いわゆるディジタル
回路を用いたダイナミック型分周回路に分類されるもの
である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような分周回路
は、スイッチSWが導通する期間が被分周パルスに比べ
て長過ぎては動作しない。導通の期間が長ければ、反転
回路INVのNOTゲートの入出力を接続した、いわゆ
るリングオシレータを構成し自走発振してしまう。
は、スイッチSWが導通する期間が被分周パルスに比べ
て長過ぎては動作しない。導通の期間が長ければ、反転
回路INVのNOTゲートの入出力を接続した、いわゆ
るリングオシレータを構成し自走発振してしまう。
【0006】図6にリングオシレータを示した。図6は
反転回路INVによるリングオシレータを示す図であ
る。反転回路INVが図6(a)に示したリングオシレ
ータを構成し自走発振する。電界効果トランジスタFE
Tの入力がハイレベルになってからロウレベルに変化す
るまでの時間をτとし、入力がロウレベルになってから
ハイレベルに変化するまでの時間をτ′とすると図6
(b)に示した波形の自走発振が行われる。リングオシ
レータではτ+τ′の周期で発振が行われる。
反転回路INVによるリングオシレータを示す図であ
る。反転回路INVが図6(a)に示したリングオシレ
ータを構成し自走発振する。電界効果トランジスタFE
Tの入力がハイレベルになってからロウレベルに変化す
るまでの時間をτとし、入力がロウレベルになってから
ハイレベルに変化するまでの時間をτ′とすると図6
(b)に示した波形の自走発振が行われる。リングオシ
レータではτ+τ′の周期で発振が行われる。
【0007】本発明は、このような背景に行われたもの
であり、周波数および入力レベルについて広い動作範囲
を持つ分周回路を簡単な構成で提供することを目的とす
る。
であり、周波数および入力レベルについて広い動作範囲
を持つ分周回路を簡単な構成で提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、被分周パルス
が制御入力となるスイッチ回路と、このスイッチ回路の
出力を入力とし出力を前記スイッチ回路の入力に帰還す
る反転回路とを含むパルス分周部を備えた分周回路であ
る。
が制御入力となるスイッチ回路と、このスイッチ回路の
出力を入力とし出力を前記スイッチ回路の入力に帰還す
る反転回路とを含むパルス分周部を備えた分周回路であ
る。
【0009】ここで、本発明の特徴とするところは、前
記被分周パルスが通過するパルス整形部を設け、このパ
ルス整形部は、前記パルス分周部が所定の分周比で動作
する範囲に前記比分周パルスのデューティ比を整形する
回路を含むところにある。
記被分周パルスが通過するパルス整形部を設け、このパ
ルス整形部は、前記パルス分周部が所定の分周比で動作
する範囲に前記比分周パルスのデューティ比を整形する
回路を含むところにある。
【0010】前記パルス整形部は、このパルス整形部の
入力信号を増幅する増幅器と、前記パルス分周部の入力
信号を積分してこの増幅器の入力に負帰還結合する回路
とを備えることが望ましい。
入力信号を増幅する増幅器と、前記パルス分周部の入力
信号を積分してこの増幅器の入力に負帰還結合する回路
とを備えることが望ましい。
【0011】前記負帰還結合する回路に、基準電圧を加
算する回路を備えることが望ましい。
算する回路を備えることが望ましい。
【0012】前記パルス分周部が、被分周パルスを2だ
けでなく3または4分周する回路であることが望まし
い。
けでなく3または4分周する回路であることが望まし
い。
【0013】
【作用】ディジタル回路を用いたダイナミック型分周回
路の入力に、パルス整形部を付加してパルス幅をあらか
じめ定められた長さに整形する。
路の入力に、パルス整形部を付加してパルス幅をあらか
じめ定められた長さに整形する。
【0014】このダイナミック型分周回路の入力または
出力のいずれか少なくとも一方の状態を監視し、それに
よって前記パルス整形部の動作を制御する。これによ
り、広帯域な動作範囲を持った分周回路を実現できる。
出力のいずれか少なくとも一方の状態を監視し、それに
よって前記パルス整形部の動作を制御する。これによ
り、広帯域な動作範囲を持った分周回路を実現できる。
【0015】
【実施例】本発明実施例の構成を図1および図2を参照
して説明する。図1は本発明実施例回路のブロック構成
図である。図2は本発明実施例回路の構成図である。
して説明する。図1は本発明実施例回路のブロック構成
図である。図2は本発明実施例回路の構成図である。
【0016】本発明は、被分周パルスが制御入力となる
スイッチ回路SWと、このスイッチ回路SWの出力を入
力とし出力をスイッチ回路SWの入力に帰還する反転回
路INVとを含むパルス分周部5を備えた分周回路であ
る。
スイッチ回路SWと、このスイッチ回路SWの出力を入
力とし出力をスイッチ回路SWの入力に帰還する反転回
路INVとを含むパルス分周部5を備えた分周回路であ
る。
【0017】ここで、本発明の特徴とするところは、前
記被分周パルスが通過するパルス整形部3を設け、この
パルス整形部3は、パルス分周部5が所定の分周比で動
作する範囲に前記比分周パルスのデューティ比を整形す
る回路を含むところにある。
記被分周パルスが通過するパルス整形部3を設け、この
パルス整形部3は、パルス分周部5が所定の分周比で動
作する範囲に前記比分周パルスのデューティ比を整形す
る回路を含むところにある。
【0018】パルス整形部3は、このパルス整形部3の
入力信号を増幅する増幅器であるリミティングアンプL
IMと、パルス分周部5の入力信号を積分してこのリミ
ティングアンプLIMの入力に負帰還結合する回路とし
て積分器4および加算器2およびデューティ比検出部7
を備えている。
入力信号を増幅する増幅器であるリミティングアンプL
IMと、パルス分周部5の入力信号を積分してこのリミ
ティングアンプLIMの入力に負帰還結合する回路とし
て積分器4および加算器2およびデューティ比検出部7
を備えている。
【0019】加算器2の一つの入力には、基準電圧が与
えられる。このパルス分周部5は、被分周パルスを2分
周する。
えられる。このパルス分周部5は、被分周パルスを2分
周する。
【0020】次に、本発明実施例の動作を説明する。パ
ルス整形部3は、パルス信号のデューティ比を制御入力
にしたがって変化させる。入力は、サイン波または矩形
波であり、出力は矩形波である。
ルス整形部3は、パルス信号のデューティ比を制御入力
にしたがって変化させる。入力は、サイン波または矩形
波であり、出力は矩形波である。
【0021】パルス分周部5は、従来例で説明したディ
ジタル回路を用いたダイナミック型分周回路である。デ
ューティ比検出部7は、パルス整形部3の出力のデュー
ティ比に応じた制御電圧CONを出力する回路である。
ジタル回路を用いたダイナミック型分周回路である。デ
ューティ比検出部7は、パルス整形部3の出力のデュー
ティ比に応じた制御電圧CONを出力する回路である。
【0022】図2に示すように、リミティングアンプL
IMは、入力をあらかじめ定められた閾値で2値化す
る。加算器2は、基準電圧Vと制御電圧CONとの誤差
電圧を出力する。積分器4はこの誤差電圧が零になるよ
うにリミティングアンプLIMに定める閾値を制御す
る。デューティ比検出部7は、積分回路でありリミティ
ングアンプLIMの出力の平均電圧を求める回路であ
る。これにより、リミティングアンプLIMの平均値が
ある値になるように負帰還がかかる。リミティングアン
プLIMの出力が常にハイレベルのときの制御電圧CO
NをCH とし、常にロウレベルのときの電圧をCL とす
る。基準電圧VをCL よりも少し大きな値にするとデュ
ーティ比の小さな状態すなわち、ほとんどロウでハイ期
間が短いパルスで安定する。これをパルス分周部5に入
力することにより、パルス分周部5にはあらかじめ定め
られたパルス幅のパルス信号が入力される。
IMは、入力をあらかじめ定められた閾値で2値化す
る。加算器2は、基準電圧Vと制御電圧CONとの誤差
電圧を出力する。積分器4はこの誤差電圧が零になるよ
うにリミティングアンプLIMに定める閾値を制御す
る。デューティ比検出部7は、積分回路でありリミティ
ングアンプLIMの出力の平均電圧を求める回路であ
る。これにより、リミティングアンプLIMの平均値が
ある値になるように負帰還がかかる。リミティングアン
プLIMの出力が常にハイレベルのときの制御電圧CO
NをCH とし、常にロウレベルのときの電圧をCL とす
る。基準電圧VをCL よりも少し大きな値にするとデュ
ーティ比の小さな状態すなわち、ほとんどロウでハイ期
間が短いパルスで安定する。これをパルス分周部5に入
力することにより、パルス分周部5にはあらかじめ定め
られたパルス幅のパルス信号が入力される。
【0023】次に、図3を参照してパルス分周部5の動
作を説明する。図3はパルス分周部5の各部における信
号波形を示す図である。説明をわかりやすくするために
反転回路INVの入力側をXとし、出力側をYとする。
パルス分周部5は従来例として図4に示した分周回路と
等価であるが図4に示した容量Cは、反転回路INVの
入力浮遊容量に代えている。電界効果トランジスタFE
Tのゲートの立ち上がり時間および立ち下がり時間は、
無視できるほど小さいとする。
作を説明する。図3はパルス分周部5の各部における信
号波形を示す図である。説明をわかりやすくするために
反転回路INVの入力側をXとし、出力側をYとする。
パルス分周部5は従来例として図4に示した分周回路と
等価であるが図4に示した容量Cは、反転回路INVの
入力浮遊容量に代えている。電界効果トランジスタFE
Tのゲートの立ち上がり時間および立ち下がり時間は、
無視できるほど小さいとする。
【0024】ここで、2分周動作を説明する。図3
(a)に示すように、最初にYがハイレベルであり入力
パルスにより電界効果トランジスタFETによるスイ
ッチSWが導通すると、XはYの値と同値のハイレベル
になる、τ時間後にYはロウレベルになる、その後に、
入力パルスが到来するとXはYの値と同値のロウレベ
ルになる、τ′時間後にYはハイレベルになる。この動
作を繰り返し、入力パルスが到来する毎にXおよびYの
値が変化して2分周動作になる。この動作は図3(b)
に示すように入力パルスの到来間隔Tが長くなっても同
じである。ただし、スイッチSWが導通している期間す
なわち入力パルスがハイレベルの期間uが長過ぎてはこ
のようにならない。そこで、分周動作が行われる条件と
しては、 u≦τ≦Tかつu≦τ′≦T となる。このスイッチSWが導通している期間すなわち
入力パルスがハイレベルの期間uおよび入力パルスの到
来間隔Tをかえることにより3分周または4分周動作を
行うことができる。
(a)に示すように、最初にYがハイレベルであり入力
パルスにより電界効果トランジスタFETによるスイ
ッチSWが導通すると、XはYの値と同値のハイレベル
になる、τ時間後にYはロウレベルになる、その後に、
入力パルスが到来するとXはYの値と同値のロウレベ
ルになる、τ′時間後にYはハイレベルになる。この動
作を繰り返し、入力パルスが到来する毎にXおよびYの
値が変化して2分周動作になる。この動作は図3(b)
に示すように入力パルスの到来間隔Tが長くなっても同
じである。ただし、スイッチSWが導通している期間す
なわち入力パルスがハイレベルの期間uが長過ぎてはこ
のようにならない。そこで、分周動作が行われる条件と
しては、 u≦τ≦Tかつu≦τ′≦T となる。このスイッチSWが導通している期間すなわち
入力パルスがハイレベルの期間uおよび入力パルスの到
来間隔Tをかえることにより3分周または4分周動作を
行うことができる。
【0025】つぎに、パルス分周部5が3分周する場合
の動作を説明する。図3(c)に示すように、最初にY
がハイレベルであり入力パルスでXがハイレベルにな
る、τ時間後にYはロウレベルになるが、その前に入力
パルスが到来する、これにより、Yがロウレベルに変
わるとともにXもロウレベルになる、したがって、入力
パルスが入力されてもXはロウレベルのままであり、
入力パルスが到来する前にYがハイレベルになる、こ
の動作を繰り返し、入力パルスは3分周される。この3
分周動作を行う条件としては、A;入力パルスが入力
されてもXが変化しない、B;入力パルスがハイレベ
ルの期間uに入力パルスによる出力反転が起こる、と
いう2点である。これを式で表すとA;は、 2T+u<τ+τ′かつ2T>τ ∴τ<2T<τ−τ′−u ∴τ/2<T<(τ−τ′−u)/2 であり、B;は、 T<τ<T+u ∴τ−u<T<τ である。したがって、 τ/2<T<(τ−τ′−u)/2 かつ τ−u<T<τ が3分周の条件となる。
の動作を説明する。図3(c)に示すように、最初にY
がハイレベルであり入力パルスでXがハイレベルにな
る、τ時間後にYはロウレベルになるが、その前に入力
パルスが到来する、これにより、Yがロウレベルに変
わるとともにXもロウレベルになる、したがって、入力
パルスが入力されてもXはロウレベルのままであり、
入力パルスが到来する前にYがハイレベルになる、こ
の動作を繰り返し、入力パルスは3分周される。この3
分周動作を行う条件としては、A;入力パルスが入力
されてもXが変化しない、B;入力パルスがハイレベ
ルの期間uに入力パルスによる出力反転が起こる、と
いう2点である。これを式で表すとA;は、 2T+u<τ+τ′かつ2T>τ ∴τ<2T<τ−τ′−u ∴τ/2<T<(τ−τ′−u)/2 であり、B;は、 T<τ<T+u ∴τ−u<T<τ である。したがって、 τ/2<T<(τ−τ′−u)/2 かつ τ−u<T<τ が3分周の条件となる。
【0026】つぎに、パルス分周部5が4分周する場合
の動作を説明する。図3(d)に示すにように、最初に
Yがハイレベルであり入力パルスが到来するとXがハ
イレベルとなる、入力パルスが到来してもXに変化は
ない、入力パルスからτ時間後にYがロウレベルに変
化する、入力パルスが到来するとXがロウレベルにな
る、入力パルスが到来してもXに変化はない、入力パ
ルスの前にYが反転してハイレベルになっており、以
後はこの動作を繰り返し、入力パルスは4分周される。
この4分周の条件は、入力パルスが到来してもXに変
化がないためには、 T+u<τ であり、入力パルスが到来してもXに変化がないため
には、 T+u<τ′ であり、入力パルスの前にYが反転しているために
は、 2T>τ であり、入力パルスの前にYが反転しているために
は、 2T>τ′ である。これを整理すると、 τ/2<T<τ−u かつ τ′/2<T<τ′−u となる。
の動作を説明する。図3(d)に示すにように、最初に
Yがハイレベルであり入力パルスが到来するとXがハ
イレベルとなる、入力パルスが到来してもXに変化は
ない、入力パルスからτ時間後にYがロウレベルに変
化する、入力パルスが到来するとXがロウレベルにな
る、入力パルスが到来してもXに変化はない、入力パ
ルスの前にYが反転してハイレベルになっており、以
後はこの動作を繰り返し、入力パルスは4分周される。
この4分周の条件は、入力パルスが到来してもXに変
化がないためには、 T+u<τ であり、入力パルスが到来してもXに変化がないため
には、 T+u<τ′ であり、入力パルスの前にYが反転しているために
は、 2T>τ であり、入力パルスの前にYが反転しているために
は、 2T>τ′ である。これを整理すると、 τ/2<T<τ−u かつ τ′/2<T<τ′−u となる。
【0027】本発明実施例回路のパルス分周部5の構成
は、ディジタル回路を用いたダイナミック型であれば他
の構成とすることもできる。
は、ディジタル回路を用いたダイナミック型であれば他
の構成とすることもできる。
【0028】デューティ比検出部7を設けずにパルス分
周部5の入力およびまたは出力を外部から監視し、手動
または自動によりパルス整形部3を制御する構成とする
こともできる。
周部5の入力およびまたは出力を外部から監視し、手動
または自動によりパルス整形部3を制御する構成とする
こともできる。
【0029】パルス整形部3のフィードバック回路であ
る積分器4はPI(Proportional Integral) 制御となっ
ているが、これをPID(Proportional Integral and D
ifferential)制御などの構成とすることもできる。
る積分器4はPI(Proportional Integral) 制御となっ
ているが、これをPID(Proportional Integral and D
ifferential)制御などの構成とすることもできる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば広
帯域な動作範囲を持つ分周回路を簡単な回路構成で実現
できる。また、直流オフセットが与えられるので入力レ
ベルに関しても広い動作範囲が得られる。
帯域な動作範囲を持つ分周回路を簡単な回路構成で実現
できる。また、直流オフセットが与えられるので入力レ
ベルに関しても広い動作範囲が得られる。
【図1】本発明実施例回路のブロック構成図。
【図2】本発明実施例回路の構成図。
【図3】分周回路の各部における信号波形を示す図。
【図4】従来例回路の構成図。
【図5】入力パルスと出力パルスとの関係図。
【図6】反転回路によるリングオシレータを示す図。
1 入力端子 2 加算器 3 パルス整形部 4 積分器 5 パルス分周部 7 デューティ比検出部 9 出力端子 C 容量 D ドレイン FET 電界効果トランジスタ G ゲート INV 反転回路 LIM リミティングアンプ S ソース SW スイッチ T 入力パルスの到来間隔 u ハイレベルの期間 V 基準電圧 CON 制御電圧
Claims (4)
- 【請求項1】 被分周パルスが制御入力となるスイッチ
回路と、このスイッチ回路の出力を入力とし出力を前記
スイッチ回路の入力に帰還する反転回路とを含むパルス
分周部を備えた分周回路において、 前記被分周パルスが通過するパルス整形部を設け、 このパルス整形部は、前記パルス分周部が所定の分周比
で動作する範囲に前記比分周パルスのデューティ比を整
形する回路を含むことを特徴とする分周回路。 - 【請求項2】 前記パルス整形部は、このパルス整形部
の入力信号を増幅する増幅器と、前記パルス分周部の入
力信号を積分してこの増幅器の入力に負帰還結合する回
路とを備えた請求項1記載の分周回路。 - 【請求項3】 前記負帰還結合する回路に、基準電圧を
加算する回路を備えた請求項2記載の分周回路。 - 【請求項4】 前記パルス分周部が、被分周パルスを3
または4分周する回路である請求項1記載の分周回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1111393A JPH06224747A (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | 分周回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1111393A JPH06224747A (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | 分周回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06224747A true JPH06224747A (ja) | 1994-08-12 |
Family
ID=11768960
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1111393A Pending JPH06224747A (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | 分周回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06224747A (ja) |
-
1993
- 1993-01-26 JP JP1111393A patent/JPH06224747A/ja active Pending
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