JPH0746095A - 基準信号発生回路 - Google Patents

基準信号発生回路

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JPH0746095A
JPH0746095A JP18616793A JP18616793A JPH0746095A JP H0746095 A JPH0746095 A JP H0746095A JP 18616793 A JP18616793 A JP 18616793A JP 18616793 A JP18616793 A JP 18616793A JP H0746095 A JPH0746095 A JP H0746095A
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JP
Japan
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circuit
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reference signal
input
crystal
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JP18616793A
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English (en)
Inventor
Hideyuki Nakamura
秀行 中村
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Seikosha KK
Original Assignee
Seikosha KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成にて、高速動作かつ低電力動作を
可能とする基準信号発生回路を提供すること。 【構成】 CMOSインバータ1aの入出力間に水晶振
動子1bおよび帰還抵抗1cを接続し、CMOSインバ
ータ1aの入力側および出力側から互いに180度位相
のずれた正弦波を出力する水晶発振回路1を設けるとと
もに、上記水晶発振回路からの互いに位相のずれた2つ
の正弦波をレベルシフタ3の差動入力IN1 、IN2 に
直接入力し、これらを波形整形して矩形波を出力する。
これにより、高速動作かつ低電力動作を可能とする基準
信号発生回路を提供することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、計数回路等の各種処理
回路の基準信号源として用いられる基準信号発生回路に
関し、特に、水晶発振回路よりの出力を波形整形して矩
形波を出力する基準信号発生回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、計数回路等の各種処理回路の
基準信号源として、CMOSインバータの入出力間に接
続された水晶振動子の出力側に現れる正弦波を波形整形
して基準信号を得る基準信号発生回路がある。これらは
一般に消費電力を抑えるため、目的の処理回路に用いら
れる電源電圧より低い電圧の電源を用いて水晶振動子を
駆動しており、水晶振動子の一端に現れる正弦波を矩形
波に整形した後、これをさらに、レベルシフタ等により
目的の処理回路に用いられる電源電圧と等しい波高にシ
フトさせた後、基準信号として出力している。このよう
なものには、図5に示すような基準信号発生回路があ
る。これは以下のように構成され動作する。同図におい
て、51は水晶発振回路であり、CMOSインバータ5
1aの入出力間に水晶振動子51bおよび帰還抵抗51
cを接続し、さらに、水晶振動子51bの両端には負荷
容量として、接地されたコンデンサ51dを接続してな
る。このように構成される水晶発振回路51はCMOS
インバータ51aの出力側に正弦波が現れ、これを出力
する。52は波形整形用のシュミットトリガであり、水
晶発振回路51よりの正弦波を波形整形して得た矩形波
を出力する。なお、シュミットトリガ52は、電源投入
直後に発振回路用電源回路53が受ける水晶振動子の初
期発振による影響を無くし、水晶発振回路51の出力を
安定化させるものである。これに代わって、CMOSイ
ンバータ51aとしきい値の異なるCMOSインバータ
を用いたものもある。54はインバータであり、シュミ
ットトリガ52の出力を受け、これを反転して出力す
る。55はレベルシフタであり、シュミットトリガ52
の出力とインバータ53の出力とを差動入力IN1、I
N2に受け、これらを波形整形して所望の波高の基準信
号を生成し出力する。
【0003】また、特開昭55−112008号公報に
は、上述の水晶発振回路1と同一の構成の水晶発振回路
内のCMOSインバータの入力側、出力側より出力され
る互いに180度位相の異なる正弦波により分周段を駆
動することで、レベルシフタを設けること無く基準信号
を得る技術が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のものでは、水晶
発振回路51よりの正弦波を波形整形するためにシュミ
ットトリガ52を用いた場合、シュミットトリガ52そ
のものの構成が複雑であるため、高速動作、低電力動
作、発振に影響を与えないといったことを同時に解消す
ることは難しい。また、シュミットトリガ52に代わっ
て、CMOSインバータ51aとしきい値の異なるCM
OSインバータを用いたものでは、出力のデューティが
50%から異なる値となり好ましくない。また、レベル
シフタ54が互いに反転した2入力を必要とするため、
正弦波を矩形波に波形整形した後、さらにその反転出力
を得るためのインバータ54を設けなくてはならず、回
路構成が複雑になっていた。
【0005】また、上記公報に開示されるものでは、水
晶振動子の発振周波数を分周して使用することを前提と
しており、高周波数の水晶振動子の出力をその周波数を
下げることなく基準信号として用いることはできなかっ
た。
【0006】本発明の目的は、簡単な構成にて、高速動
作かつ低電力動作を可能とする基準信号発生回路を提供
することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】CMOSインバータの入
出力間に水晶振動子および帰還抵抗を接続してなり、上
記CMOSインバータの入力側および出力側から互いに
180度位相のずれた正弦波を出力する水晶発振回路を
設けるとともに、上記水晶発振回路からの互いに位相の
ずれた2つの正弦波を入力とし、これらを波形整形して
矩形波を出力する波形整形回路を設けることにより上記
目的を達成する。
【0008】波形整形回路としては、差動入力に上記水
晶発振回路からの互いに位相のずれた2つの正弦波を受
けるレベルシフタであることは、上記水晶発振回路から
の互いに位相のずれた2つの正弦波の一方をセット入力
とし、他方をリセット入力とするR−Sフリップフロッ
プであることが好ましい。
【0009】
【実施例】次に本発明の一実施例の基準信号発生回路に
ついて説明する。図1は本例の構成を示す電気回路図で
あり、同図において1は水晶発振回路であり、CMOS
インバータ1aの入出力間に水晶振動子1bおよび帰還
抵抗1cを接続し、さらに、水晶振動子1bの両端には
負荷容量として、接地されたコンデンサ1dを接続して
なる。このように構成される水晶発振回路1はCMOS
インバータ1aの入力側、出力側に互いに180度位相
の異なる正弦波が現れ、これら2つの正弦波を出力す
る。水晶発振回路1は発振回路用電源回路2からの電力
を受け駆動される。この発振回路用電源回路2は上述し
たように、消費電力を抑えるため、基準信号を送る目的
の処理回路(図示せず。)に用いられる電源電圧より電
圧を低く抑えた電源である。
【0010】3はレベルシフタであり、差動入力端子I
N1 、IN2 にそれぞれ水晶発振回路1からの互いに1
80度位相の異なる正弦波を直接受け、これらを波形整
形して上記処理回路の電源電圧に応じた所望の波高の矩
形波を基準信号として出力する。このレベルシフタ3は
例えば図2に示すように、差動部3aと、波形整形部3
bとよりなる。差動部3aは、定電圧源VDDにソースを
接続したPチャネルMOSトランジスタP1と、それぞ
れのソースをPチャネルMOSトランジスタP1のドレ
インに接続され、互いのドレインをゲートに接続された
PチャネルMOSトランジスタP2、P3と、それぞれ
のドレインをそれぞれPチャネルMOSトランジスタP
2、P3のドレインに接続され、それぞれのゲートをそ
れぞれ差動入力端子IN1 、IN2 に接続され、ソース
を接地したNチャネルMOSトランジスタN1、N2と
よりなる。この差動部3aは通常、PチャネルMOSト
ランジスタP1をオンとし、定電圧源の電圧を受けて作
動する。波形整形部3bは、定電圧源VDDにソースを接
続し、NチャネルMOSトランジスタN1のドレインを
ゲートに接続し、ドレインに出力端子OUTを接続した
PチャネルMOSトランジスタP4と、PチャネルMO
SトランジスタP4のドレインにドレインを接続し、N
チャネルMOSトランジスタN1のドレインをゲートに
接続し、ソースを接地したNチャネルMOSトランジス
タN3とよりなる。
【0011】次に本例の動作を上記図1、2および図3
のタイミングチャートを参照しながら説明する。まず、
発振回路用電源回路2より水晶発振回路1に電力が供給
される。この電力は他の処理回路に供給されるものより
小さく、低電力化を図るものである。これにより、水晶
発振回路1は互いに180度位相の異なる正弦波を出力
する。この2つの正弦波はそれぞれレベルシフタ3の差
動入力端子IN1 、IN2 に入力される。ここで、例え
ば、差動入力端子IN1 に入力される正弦波の電圧レベ
ルが差動入力端子IN2 に入力される正弦波の電圧レベ
ルより高いこととする。このとき差動部3aはNチャネ
ルMOSトランジスタN1がより強くオンとなるので、
そのドレインがより低い電位となり、これをゲートに受
けるPチャネルMOSトランジスタP3がオンとなり、
そのドレインがより高い電位となり、PチャネルMOS
トランジスタP2をオフとする。これにより差動部3a
の端子Aの状態が、ローレベルとなっている。波形整形
部3bでは、PチャネルMOSトランジスタ4がオン、
NチャネルMOSトランジスタ3がオフとなり、定電圧
源VDDの電圧を受けた出力端子OUTからハイレベルが
出力される。これにより、出力端子OUTの出力は、差
動入力端子IN1 、IN2 に入力される正弦波の電圧レ
ベルを上記処理回路の電源電圧に応じた電圧にレベルシ
フトしたものとなる。
【0012】ここで、差動入力端子IN1 に入力される
正弦波の電圧レベルが差動入力端子IN2 に入力される
正弦波の電圧レベルより低くなると、差動部3aの端子
Aの状態が、ハイレベルとなり、波形整形部3bでは、
PチャネルMOSトランジスタP4がオフ、Nチャネル
MOSトランジスタN3がオンとなり、出力端子OUT
は定電圧源VDDと遮断されるとともに、NチャネルMO
SトランジスタN3を介して接地され、出力端子OUT
からはローレベルが出力される。次に再び、差動入力端
子IN1 に入力される正弦波の電圧レベルが差動入力端
子IN2 に入力される正弦波の電圧レベルより高くなる
と、差動部3aの端子Aの状態が、ローレベルとなる。
波形整形部3bでは、PチャネルMOSトランジスタP
4がオン、NチャネルMOSトランジスタN3がオフと
なり、出力端子OUTには定電圧源VDDの電圧が印可さ
れ、出力端子OUTからはハイレベルが出力される。
【0013】以上の動作を繰り返し行なうことにより、
水晶発振回路1より出力される互いに180度位相の異
なる正弦波が、互いに等しい電圧レベルとなるのと若干
遅れてハイレベルからローレベルへ、ローレベルからハ
イレベルへと状態を変える上記処理回路の電源電圧に応
じた波高の矩形波が出力端子OUTより出力される。こ
のため、水晶発振回路1の発振周波数をそのまま上記処
理回路に供給することができ高速動作が可能となる。ま
た、水晶発振回路よりの正弦波は差動部3aを介した後
波形整形されるため、水晶発振回路の発振に影響を与え
ることがない。以上のように本例は簡単な構成にて、高
速動作、低電力動作、発振に影響を与えないといったこ
とを同時に解消する。
【0014】また、本発明の他の実施例として、水晶発
振回路に供給される電力と他の処理回路に供給される電
力とが等しい場合には、上記一実施例のレベルシフタ3
に代わり、R−Sフリップロップを用いてもよい。これ
は、図4に示すようにNORゲート31、32の互いの
入出力をブリッジ接続してなる一般的なR−Sフリップ
ロップ33であり、それぞれ上記一実施例の差動入力端
子IN1 、IN2 に対応するリセット端子R、セット端
子Sに互いに180度位相の異なる正弦波を受け、上記
一実施例と同様のタイミングの矩形波を端子outより
出力する。R−Sフリップロップを用いた場合も、簡単
な構成にて、高速動作、発振に影響を与えないといった
ことを同時に解消することが可能である。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、簡単な構成にて、高速
動作かつ低電力動作を可能とする基準信号発生回路を提
供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の基準信号発生回路の構成を
示す電気回路図。
【図2】図1の要部を示す電気回路図。
【図3】図1の動作説明のためのタイミングチャート。
【図4】本発明の他の実施例の基準信号発生回路の構成
を示す電気回路図。
【図5】従来の技術の構成を示す電気回路図。
【符号の説明】
1 水晶発振回路 1a CMOSインバータ 1b 水晶振動子 1c 帰還抵抗 3 レベルシフタ(波形整形回路) IN1 差動入力 IN2 差動入力 33 フリップフロップ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CMOSインバータの入出力間に水晶振
    動子および帰還抵抗を接続してなり、上記CMOSイン
    バータの入力側および出力側から互いに180度位相の
    ずれた正弦波を出力する水晶発振回路と、 上記水晶発振回路からの互いに位相のずれた2つの正弦
    波を入力とし、これらを波形整形して矩形波を出力する
    波形整形回路とを具備することを特徴とする基準信号発
    生回路。
  2. 【請求項2】 上記波形整形回路は、差動入力に上記水
    晶発振回路からの互いに位相のずれた2つの正弦波を受
    けるレベルシフタであることを特徴とする請求項1記載
    の基準信号発生回路。
  3. 【請求項3】 上記波形整形回路は、上記水晶発振回路
    からの互いに位相のずれた2つの正弦波の一方をセット
    入力とし、他方をリセット入力とするR−Sフリップフ
    ロップであることを特徴とする請求項1記載の基準信号
    発生回路。
JP18616793A 1993-07-28 1993-07-28 基準信号発生回路 Pending JPH0746095A (ja)

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JP18616793A JPH0746095A (ja) 1993-07-28 1993-07-28 基準信号発生回路

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014157907A1 (ko) 2013-03-25 2014-10-02 주식회사 우진 고온용 초음파 센서 및 그 제조방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2014157907A1 (ko) 2013-03-25 2014-10-02 주식회사 우진 고온용 초음파 센서 및 그 제조방법
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