JPH0786878A - クロック信号発生回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 発振器は所定周波数の信号を出力する。スタ
ブ型ノッチ・フィルタは発振器からの信号の高調波信号
成分が通過するのを阻止する。波形変換回路は高調波信
号成分が取り除かれてデューティ比が１対１になった信
号を矩形波に変換する。 【効果】 高速で動作可能な高価な部品を用いることな
く、デューティ比が１対１のクロック信号を出力できる
小型なクロック信号発生回路を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デジタル回路にクロッ
ク信号を供給するクロック信号発生回路に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】図８は
従来技術によるクロック信号発生回路のブロック図であ
る。発振器１０は波形変換回路１１に接続され、波形変
換回路１１はデジタル回路１２に接続される。

【０００３】図９は図８のクロック信号発生回路の動作
を説明するための波形図である。信号２０は発振器１０
の出力波形、信号２１は波形変換回路１１の出力波形で
ある。

【０００４】発振器１０は所定周波数の信号２０を出力
するが、所定周波数の高調波信号成分を含み歪んでいる
ことが多い。この高調波信号成分を含んだ信号２０が波
形変換器１１で矩形波に波形変換されると、信号２１の
ようにハイの期間Ｔ１とローの期間Ｔ２とが異なる、す
なわちデューティ比が１対１ではない矩形波を出力す
る。このようなデューティ比が１対１ではない矩形波を
クロック信号としてデジタル回路１２に供給すると、デ
ジタル回路１２の動作が不安定になってしまう。

【０００５】図１０は上記問題を解決するための別の従
来技術によるクロック信号発生回路のブロック図であ
る。同じ働きの回路には同一の参照番号が符してある。
波形変換回路１１及びデジタル回路１２の間に２分周回
路１５が挿入された以外は同一構成である。

【０００６】図１１は図１０のクロック信号発生回路の
動作を説明するための波形図である。信号２２は発振器
１３の出力波形、信号２３は波形変換回路１１の出力波
形である。信号２２は信号２０と同様に高調波信号成分
を含み歪んでおり、波形変換回路１１からの信号２３も
信号２１と同様にデューティ比が１対１になっていな
い。

【０００７】信号２３が２分周回路１５で２分周される
と、信号２４が出力される。信号２３のハイ、ローの期
間を足した期間が、信号２４のハイ、又はローの期間に
なるので、信号２４は信号２３のデューティ比に関係な
く１対１のデューティ比になる。

【０００８】しかし、図１０のクロック信号発生回路に
おいて、図８のクロック信号発生回路のクロック周波数
と同一にするためには、発振器１３の信号周波数を発振
器１０の信号周波数の２倍としなければなない。したが
って高速で動作可能な部品が必要となり、製造コストが
高くなるという問題が生じる。また、２分周回路１５が
広いスペースを必要とし装置が大きくなってしまうとい
う問題も生じる。

【０００９】よって本発明の目的は、高速で動作可能な
高価な部品を用いることなく、デューティ比が１対１の
クロック信号を出力できる小型なクロック信号発生回路
を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は上記目
的を達成するために、所定周波数の信号を出力する発振
器と、発振器からの信号を矩形波に変換する波形変換回
路との間にノッチ・フィルタが設けられ、信号の高調波
成分を除去して信号の歪を少なくすることにより、波形
変換回路からの矩形波のデューティ比が１対１になる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明によるクロック信号発生回路の
一実施例のブロック図である。発振器１０は、スタブ型
ノッチ・フィルタ１６に接続される。スタブ型ノッチ・
フィルタ１６は、波形変換回路１１に接続され、波形変
換回路１１はデジタル回路１２に接続される。

【００１２】図２は、図１のクロック信号発生回路の動
作を説明するための波形図である。信号２０は、発振器
１０の出力波形、信号２６はスタブ型ノッチ・フィルタ
１６通過後の出力波形である。信号２７は波形変換回路
１１からの出力波形である。

【００１３】図３は本発明によるクロック信号発生回路
の一実施例の斜視図である。図１のブロック図と同一な
部分には同一の参照番号を符してある。下面に導電面４
３が設けられた誘電体基板４２の上面にある、発振器１
０と波形変換回路１１との間はマイクロ・ストリップ・
ライン４０で接続される。マイクロ・ストリップ・ライ
ン４０の途中には長さＬ１を有するスタブ４１が接続さ
れる。スタブ４１はノッチ・フィルタとして動作する。

【００１４】図１、図２及び図３を用いて以下動作を説
明すると、発振器１０は信号２０をマイクロ・ストリッ
プ・ライン４０に出力する。信号２０は高調波信号成分
を含み歪んでいる。この歪んだ信号２０が、スタブ型ノ
ッチフィルタ１６を通過後、高調波信号成分が除去され
て歪の少ない正弦波状信号２６となる。スタブ型ノッチ
・フィルタ１６のノッチ周波数は発振器１０が出力する
信号の周波数の２倍とする。例えば、発振器１０の信号
周波数が１ギガヘルツであれば、スタブ型ノッチ・フィ
ルタ１６のノッチ・フィルタのノッチ周波数は２ギガヘ
ルツにする。図３においてスタブ４１の長さＬ１は、信
号波長の８分の１波長なる長さ（Ｌ１＝ｃ／（８・εs
・ｆ）、ｃは真空中における光速、εsは誘電体基板４
２の比誘電率、ｆは発振器１０の信号周波数）に設定さ
れる。例えば誘電体基板の比誘電率εsが１．５の場
合、ノッチ周波数が２ギガヘルツ、すなわち電気的長さ
が８分の１波長のスタブの長さＬ１は２５ミリメートル
となる。歪のない正弦波信号２６が波形変換回路１１で
矩形波に変換されると、ハイの期間Ｔ３、及びローの期
間Ｔ４が同一な、デューティ比が１対１の矩形波２７が
出力される。デューティ比が１対１のクロック信号はデ
ジタル回路１２に安定な動作を与える。

【００１５】図４は上述のノッチ周波数が２ギガヘルツ
のスタブ型フィルタの周波数数応答特性例である。横軸
は周波数、縦軸は利得である。特性５０は２ギガヘルツ
において良好な減衰を得ている。

【００１６】図５は発振器の出力信号にスタブ型ノッチ
・フィルタを通した場合と、通さない場合を比較するた
めの波形図である。横軸が時間、縦軸が振幅である。発
振器の出力信号周波数は１ギガヘルツである。波形５２
はスタブ型ノッチ・フィルタを通した場合の波形であ
る。波形５４はスタブ型ノッチ・フィルタを通さない場
合の波形である。スタブ型ノッチ・フィルタを通ってい
ない波形５４はデューティ比が１対１になっていない
が、スタブ型ノッチ・フィルタを通過した波形５２はデ
ューティ比が１対１に改善されている。

【００１７】図６は本発明によるクロック信号発生回路
の他の実施例の斜視図である。図３のクロック信号発生
回路と同一部分には同一の参照番号が符してある。下面
に導電面４３が設けられた誘電体基板４２の上面にあ
る、発振器１０と波形変換回路との間はマイクロ・スト
リップ・ライン４０で接続される。マイクロ・ストリッ
プ・ライン４０の途中には長さＬ２を有するスタブ４５
が接続される。スタブ４５の端部と接地との間にはコン
デンサ４６が接続される。スタブ４５はノッチ・フィル
タとして動作する。図３のクロック信号発生回路との相
違点はマイクロ・ストリップ・ラインの途中に設けられ
たスタブ４５の長さＬ２が上述の長さＬ１より短い点
と、スタブ４５の端部に可変コンデンサ４６が設けられ
た点である。ノッチ周波数はコンデンサ４６を取り替え
て静電容量を変化させることにより調整可能である。図
３のクロック信号発生回路における誘電体基板４２上の
スタブ４１の形成には高い精度が要求されるが、スタブ
４５ではコンデンサ４６によりノッチ周波数を調整でき
るので容易にスタブ４５を形成することが可能となる。
コンデンサ１６の代わりに可変コンデンサを付け変える
ことによってノッチ周波数を調整してもよい。

【００１８】図７は図６のクロック信号発生回路に用い
たスタブ型ノッチ・フィルタの周波数応答特性例であ
る。横軸が周波数、縦軸が利得である。特性５６は可変
コンデンサ４６が１．２ピコファラッドのときの周波数
応答特性例、特性５８は可変コンデンサ４８が１．０ピ
コファラッドのときの周波数応答特性例、及び特性６０
は可変コンデンサ６０が０．８ピコファラッドのときの
周波数応答特性である。

【００１９】以上本発明の好適実施例について説明した
が、本発明はここに説明した実施例のみに限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱することなく必要に応
じて種々の変形及び変更を実施し得ることは当業者には
明らかである。

【００２０】例えば、上述の実施例においてはスタブ型
のノッチ・フィルタを用いているが、通常の抵抗器、コ
ンデンサ及びインダクタによってノッチ・フィルタを構
成してもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明によって、高速で動作可能な高価
な部品を用いることなく、デューティ比が１対１のクロ
ック信号を出力できる小型なクロック信号発生回路を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるクロック信号発生回路の一実施例
のブロック図である。

【図２】図１のクロック信号発生回路の動作を説明する
ための波形図である。

【図３】本発明によるクロック信号発生回路の一実施例
の斜視図である。

【図４】スタブ型ノッチ・フィルタの周波数応答特性例
である。

【図５】発振器の出力信号にスタブ型ノッチ・フィルタ
を通した場合と、通さない場合を比較するための波形図
である。

【図６】本発明によるクロック信号発生回路の他の実施
例の斜視図である。

【図７】図６のクロック信号発生回路に用いたスタブ型
ノッチ・フィルタの周波数応答特性例である。

【図８】従来技術によるクロック信号発生回路のブロッ
ク図である。

【図９】図８のクロック信号発生回路の動作を説明する
ための波形図である。

【図１０】別の従来技術によるクロック信号発生回路の
ブロック図である。

【図１１】図１０のクロック信号発生回路の動作を説明
するための波形図である。

【符号の説明】

１０ 発振器 １１ 波形変換回路 １２ デジタル回路 １６ スタブ型ノッチ・フィルタ ４０ マイクロ・ストリップ・ライン ４１ スタブ ４５ スタブ ４６ コンデンサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定周波数の信号を出力する発振器と、 上記信号の高調波信号成分が通過するのを阻止するノッ
   チ・フィルタと、 上記ノッチ・フィルタ通過後の信号を矩形波に変換する
   波形変換手段とを具えることを特徴とするクロック信号
   発生回路。
2. 【請求項２】 所定周波数の信号をマイクロ・ストリッ
   プ・ラインに出力する発振器と、 上記マイクロ・ストリップ・ライン中に設けられ上記信
   号の８分の１波長の長さを有し、上記信号の高調波信号
   成分が通過するのを阻止するスタブ型フィルタと、 上記スタブ型フィルタ通過後の信号を矩形波に変換する
   波形変換手段とを具えることを特徴とするクロック信号
   発生回路。
3. 【請求項３】 所定周波数の信号をマイクロ・ストリッ
   プ・ラインに出力する発振器と、 上記マイクロ・ストリップ・ライン中に設けられ上記信
   号の１／８波長より短い長さを有し、上記信号の高調波
   信号成分が通過するのを阻止するスタブ型フィルタと、 上記スタブ型フィルタの一端及び基準電位間に設けられ
   たコンデンサと、 上記スタブ型フィルタ通過後の信号を矩形波に変換する
   振幅変換手段とを具えることを特徴とするクロック信号
   発生回路。