JPH08505018A - 機能回路及び共振システムを含む小電力消費型電源回路 - Google Patents

機能回路及び共振システムを含む小電力消費型電源回路

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JPH08505018A JP6514926A JP51492694A JPH08505018A JP H08505018 A JPH08505018 A JP H08505018A JP 6514926 A JP6514926 A JP 6514926A JP 51492694 A JP51492694 A JP 51492694A JP H08505018 A JPH08505018 A JP H08505018A
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 電子回路は、電力消費を削減するために共振技術を使用する。この回路は、電子機能を実行する機能回路(14)を有する。上記の機能回路の一定の素子(14F)は、回路の周波数で状態を変化する一般的にはクロック信号(CKRと 周波数で状態を変化する。上記の回路周波数で振動する共振システム(50または140)は共振周波数の近くで動作し、その結果、上記の共振システムは主として共振状態にある。上記の共振システムは、上記の機能回路と関連する寄生容量及び/またはインダクタンスに打ち勝つことによって上に示した素子が状態を変化するのを支援するために上記の機能回路に結合されている。

Description

【発明の詳細な説明】 共振システムと機能回路によって 構成された低電力電子回路 技術分野 本発明は電子回路に関する。更に詳しくは、本発明は電子回路に於ける電力消 費の減少に関する。 背景技術 電子回路は種々の方法で電力を消費する。特に、回路の素子に対する入力信号 が状態を変化した場合に電力を消費する。この電力消費は、回路素子に対する入 力と関連する寄生容量の充電と放電の結果として発生する。電力は、規制容量自 身の中では消耗しないが、その代わり、入力信号を供給するより初期の回路素子 の出力抵抗内で消耗する。最近の同期集積回路(“IC”)では、電力消費の大 部分は機能回路素子にクロック信号を供給するクロック・ドライバで発生する。 図面を参照して、第1図は、クロック・ドライバによる電力消費を理解するの に有用な従来の同期CMOS ICを示す。第1図の回路にはクロック・ドライ バ10が含まれ、これは入力クロック信号CKIに応答して回路のクロック線1 2に回路のクロック信号CKDを供給する。クロック・ドライバ10は、並列に 接続したCMOSインバータ10Dのグループによって構成される。各インバー タ10Dは、一対の相補型ゲート絶縁電界効果トランジスタ(“FET”) QNとQPによって形成され、これらの電界効果トランジスタは回路のアースと 高電圧電源VHHの間に直列に接続されている。 クロック信号CKDは、機能回路14に於ける機能素子14Fのクロック入力 に対するクロックネットによって供給される。このクロックネットは、クロック 線12から分岐して機能素子14Fに接続される線によって構成されている。寄 生容量は各素子14Fのクロック入力部と関連している。クロックネットを形成 するこれらの線は、またそれら自身の寄生容量を有している。 機能素子14Fは、一般的にアースまたは回路のアース電位である固定基準電 圧の少なくとも1つの低インピーダンス源に近接して構築されているか、または これに接続された構成要素を有している。クロックネットを形成している線は、 同様に固定基準電圧の少なくとも1つの低インピーダンス源に近接して位置して いる。十分な近似を行うため、クロックネット線と素子14Fに対するクロック 入力の寄生容量は、クロック線12とアース電位源の間に接続した1つのコンデ ンサCP1によって表すことができる。 一般的に、(a)各機能素子14Fのクロック入力抵抗は非常に高い、(b) ドライバ10から最も遠くにある素子14Fへの伝播遅延はクロック周波数の周 期と比較して小さい、及び(c)クロックネット線では抵抗とインダクタンスが 低い。合理的に近似を行うため、クロックCKDがドライバ10に与える負荷は 、同様にコンデンサCP1によって表すことができるが、その理由は、これもま たドライバ10の 出力とアース電位源の間に接続されているからである。 入力クロック信号CKIは、一般的にアースの基準である低電圧水準と一般的 にVHHである高電圧水準の間を入力クロック周波数fCKIで切り替わる。入力ク ロックCKIが一方の水準から他方の水準に進み、次いで最初の水準に戻るフル ・クロック・サイクルの期間中、ドライバ10はエネルギーをCP1HH 2に等し くなるように拡大し、ここでCP1は寄生容量CP1の値である。電流がVHH電源 からFETQPを介して流れ2分の1クロック・サイクルの間にコンデンサCP 1を充電する場合、このエネルギーの2分の1は、QPチャンネル抵抗によって 熱として消耗される。このエネルギーCP1HH 2の残りの半分は、電流がFET QNを介して流れ、他方の2分の1クロック・サイクルの間にコンデンサCP 1を放電する場合、QNチャンネル抵抗によって熱として消耗される。 最近の幾つかの同期ICでは、機能素子14Fの数は非常に多い。その結果、 寄生容量CP1は非常に高い。一般的に必要とされる高い切替速度でコンデンサ CP1を充放電するためには、ドライバ10は非常に大きくなければならない。 これによる最終結果は、ドライバ10がICの使用する電力の大部分を消耗する ということである。例えば、デジタル・エクイップメント社製のアルファIRS Cプロセッサのクロック・ドライバは、伝えられるところでは、このプロセッサ の電力の約半分を消費する。このことは、極めて不利である。 第1図のICは、1つの回路クロック信号のみを使用して いる。しかし、相補型クロック信号を使用する従来技術の同期ICでは、クロッ ク・ドライバによる高い電力の消耗がまた発生する。第2図は、そのような相補 型クロック回路の一部を示す。 第2図の回路は、インバータ18と20によって形成されたクロック・ドライ バ16を有し、これらのインバータは入力クロックCKIに応答して回路のクロ ック線22と24 部、スレーブ部及び出力バッファによって構成されるD型CMOSマスター−ス レーブ・フリップフロップに供給する。この入力バッファは、次にCMOSイン バータ28によって構成され、このCMOSインバータ28は、データ信号Dを 反転させ、この反転したD信号を送信ゲート30と32及びCMOSインバータ 34と36によって形成されたマスター部に供給する。スレーブ部は、送信ゲー ト38と40及びCMOSインバータ42と44によって構成され、これらはC MOSインバータ46と48によって形成された出力バッファを駆動する。各送 信ゲート30、32、38または40は、並列接続した一対の相補型ゲート絶縁 FETによって構成する。 送信ゲート30、32、38と40は、フリップフロップ26のクロック入力 を構成する。送信ゲートのクロック入力のFET QA1、QB1、QC1及び QD1と関連する寄生容量は、線22と関連する等価な寄生容量CP1によ って表す。同様に、送信ゲートのクロック入力のFETQA2、QB2、QC2 及びQD2と関連する寄生容量は、線24と関連する等価な寄生容量CP2によ って表す。 第2図の回路は、下記のように動作する。入力クロックCKIは当初Lであり 、その結果、回路クロックCKDはL であり、回路クロックCKDはHであると仮定する。ゲート30は導通し、これ によってデータDはフリップフロップ26のマスター部に負荷される。ゲート3 2は導通していない。入力クロックCKIがHになり、従って回路クロッ る。ゲート32はオンし、データDをマスター部にラッチする。同時に、ゲート 38がオンし、データDをスレーブ部に入力する。ゲート40はオフする。入力 クロックCKIがそ の状態に切り替わる。ゲート38はオフする。ゲート40はオンし、データDを スレーブ部にラッチする。相補型の出力 に供給される。 VHHによって高電圧電源を表すと、ドライバ16は1クロック・サイクル内に (CP1+CP2)VHH 2に等しいエネルギーを消耗することが分かり、ここでCP1 とCP2は寄生容量CP1とCP2のそれぞれの値である。従って、第2図の回路は、 クロック・ドライバの高い電力消耗を有している。 最新技術による大型同期ICのクロック・ドライバにおけ る高い電力消費は、将来の同期ICを設計する場合の大きな障害である。このよ うな電力の代償を招くことなく同期してICを動作させる機構を有することは、 極めて望ましい。 発明の開示 本発明は、少なくとも部分的に同期している電子回路に於ける回路素子のクロ ック入力を駆動するための共振技術を提供するものである。上記の回路素子のク ロック入力と関連し且つ付随するクロックネットの線に関連する寄生容量は、共 振機構の一部になる。寄生容量を放電する場合、これらの容量内のエネルギーの 大部分は、熱として消耗されるのではなく、この共振機構の他の部分に送られて 一時的に保存される。保存したエネルギーはその後再使用する。従って、本発明 に従って設計した電子回路の電力消費は、従来のクロック・ドライバを使用する これ以外のこれに匹敵する従来技術による回路よりもはるかに少ない。 更に詳しくは、本発明による電子回路は、共振システムと機能回路を有してい る。入力のクロック周波数に於ける入力クロック信号に応答して上記の共振シス テムは、上記の入力クロック周波数と実質的に比例する回路のクロック周波数で 振動し、上記の回路のクロック周波数で回路のクロック信号を発生する。この共 振システムは基本共振周波数の近くで動作し、その結果、この共振システムは主 として共振状態にある。上記の機能回路は、上記の回路のクロック信号と同期し て電子機能を実行する。 クロックが1つの構成では、共振システムは一般的に(a)上記の回路クロッ ク信号を送信する回路クロック線と (b)上記の回路のクロック周波数よりもはるかに低い周波数の実質的に固定し た基準電圧電源またはその他の電圧電源の間に直列に結合した共振器と共振コン デンサを有する。上記のクロックネット及び上記の機能回路の素子のクロック入 力と関連する寄生容量は2分の1クロック・サイクルの間に放電され、これらの 寄生容量のエネルギーの大部分は共振コンデンサに一時的に転送する。次の2分 の1クロック・サイクルの間にこの共振コンデンサに保存したエネルギーを使用 し、上記のクロックネットと上記の機能回路のクロック入力に関連する寄生容量 を再充電する。 または、クロックが1つの構成に於ける共振システムは、回路のクロック線と 上記の回路のクロック信号の時間によって平均した電圧にほぼ等しい基準電圧電 源の間に結合した共振器によって形成することができる。この場合、寄生容量内 のエネルギーの大部分は基準電圧電源に戻す。 本発明は相補型クロックの構成に容易に拡張することができ、この場合共振シ ステムは第1回路クロック信号と実質的に逆の第2回路クロック信号を発生する 。この機能回路の電子機能の少なくとも一部は、また上記の第2回路クロック信 号と同期して実行する。 相補型クロック構成の場合、共振システムは、一般的に回路のクロック信号を それぞれ送信する一対の回路クロック線の間に結合した共振器を有する。回路の クロック信号の一方によって駆動されたクロック入力と関連する寄生容量が2分 の1クロック・サイクルの間に放電されると、これらの寄生容量のエネルギーの 大部分はこの共振器を介して転送され、 他方の回路のクロック信号によって駆動されたクロック入力と関連する寄生容量 を充電する。次の2分の1クロック・サイクルの間に、逆の事象が発生する。 両方の構成に於ける共振器は、一般的に1つのインダクタまたは相互に直列に 結合したインダクタのグループによって形成した主誘導型装置を有している。共 振器をこのような誘導装置のみによって構成する場合、基本誘導周波数は略 インダクタンスであり、Crはこの主誘導型装置と並列の全てのコンデンサ(寄 生コンデンサと実際のコンデンサの両方)の直列等価容量である。次に、各回路 のクロックの波形は正弦波、即ち、サイン波またはコサイン波に近似する。 共振器には一般的に別の素子を設け、その結果、各回路クロックの波形は基本 周波数以外の1つ以上の共振周波数に帰する成分を有している。例えば、この共 振器は、また(a)上記の主誘導装置の一部または全てと並列に結合した1つ以 上の誘導−容量構成または/及び(b)上記の主誘導装置の内部の点に結合した 1つ以上のコンデンサを有することができる。その結果、各回路クロックの波形 は、エッジ・トリガ・フリップフロップ及びその他のレベル検出素子のクロック 入力に対して好ましい方形波の形状のような種々の非正弦形状に近づくことがで きる。 この共振システムは、上記の共振周波数を調整する制御回路を有するのが好ま しい。これには、一般的にインダクタンス値及び/または容量値の変更が含まれ ている。また、この 共振システムは通常ドライバを有し、このドライバによって、上記の回路の一定 の部分が理想的に構成されないために熱として消耗されるエネルギーを補償する ための少量のエネルギーが供給される。 上記の機能回路のクロックネット及びクロック入力と関連する寄生容量に保存 したエネルギーを再使用することによって、これらの部品に必要な電力は、従来 のクロック・ドライバのトランジスタで熱として消耗される電力と比較して少な い。特に、本発明によって、クロックによる電力消費は少なくとも50%及びし ばしばこれ以上削減される。本回路をICの形態で構成すると、本発明によって チップ領域が一般的に小さくなるが、その理由は共振システムは従来の大型のク ロック・ドライバよりもより小さい空間しか占めないからである。 本発明の原理は特に回路のクロック動作に適用することができるが、これらの 原理は反復信号の存在する他の事例にも適用することができる。より一般的には 、本発明は、機能回路の特定の要素が1つ以上の入力信号に応答して回路の周波 数で状態を変化する場合に電子機能を実行する上記の機能回路を有する電子回路 をカバーするものである。この回路は、回路周波数で振動する共振システムを有 している。この共振システムは基本共振周波数の近くで動作し、その結果、この 共振システムは主として共振状態にある。この共振システムは上記の機能回路に 結合され、上記の機能回路と関連する寄生容量及び/または寄生インダクタンス に打ち勝つことによって上記の特定の素子が状態を変化するのを支援する。 図面の簡単な説明 第1図と第2図は、クロック・ドライバを使用する従来技術による同期電子回 路の回路図である。 第3図は、本発明による共振システムを使用する同期電子回路の一般的なブロ ック図である。 第4図は、第3図の同期回路の相補型クロック構成の回路図である。 第5図は、第4図、第22図〜第24図、第26図、第32図、第34図〜第 37図及び第39図の構成で使用することのできる共振器の回路図である。 第6図は、第5図の共振器を第4図の相補型クロックの構成で使用する場合に 発生する波形の単純化したグラフである。 第7図と第8図は、第5図の共振器を第4図の相補型クロックの構成で使用す る実施例の部分回路図である。 第9図と第10図は、第4図、第22図〜第24図、第26図、第32図、第 34図〜第37図及び第39図の構成で使用することのできる共振器の回路図で ある。 第11図は、第10図の共振器を第4図の相補型クロック構成で使用する1実 施例の回路図である。 第12図は、第10図の共振器を第4図の相補型クロック構成で使用する場合 に発生する波形の単純化したグラフである。 第13図は、第4図、第22図〜第24図、第26図、第32図、第34図〜 第37図及び第39図の構成で使用することのできる共振器の回路図である。 第14図は、第13図の共振器を第4図の相補型クロック構成で使用する1実 施例の部分回路図である。 第15図は、第14図と第29図の実施例で発生する波形の単純化したグラフ である。 第16図、第17図、第18図、第19図及び第20図は、第4図、第22図 〜第24図、第26図、第32図、第34図〜第37図及び第39図の構成で使 用することのできる共振器の回路図である。 第21図は、第5図、第9図、第10図、第13図及び第16図〜第20図の 共振器の周波数の関数としてのACインピーダンスの単純化したグラフである。 第22図と第23図は、第4図、第37図及び第39図の相補型クロック構成 で代替として使用することのできる共振部の回路図である。 第24図は、第4図の相補型クロック構成で一般的に使用することができ、特 に第7図、第8図及び第14図の実施例で使用することのできる制御回路の回路 図である。 第25図は、第24図の位相比較器の1実施例の回路図である。 第26図は、第3図の同期回路のクロックが1つの構成の回路図である。 第27図は、第10図の共振器を第26図のクロックが1つの構成で使用した 1実施例の回路図である。 第28図は、第10図の共振器を第26図のクロックが1つの構成で使用した 場合に発生する波形の単純化したグラフである。 第29図は、第13図の共振器を第26図のクロックが1つの構成で使用した 1実施例の回路図である。 第30図は、第3図の回路のクロックが1つの構成の部分回路図である。 第31図は、第30図の構成で発生する波形の単純化したグラフである。 第32図は、第3図の回路のクロックが1つの構成の回路図である。 第33図は、第32図の構成で発生する波形の単純化したグラフである。 第34図は、第32図のクロックが1つの構成の1実施例の部分回路図である 。 第35図と第36図は、第3図の回路のクロックが1つの構成の回路図である 。 第37図は、第4図の相補型クロック構成の変形例の部分回路図である。 第38図は、本発明による共振システムを使用した他の同期電子回路の一般的 なブロック図である。 第39図は、第38図の可変周波数発振器の1実施例の回路図である。 第40図は、第3図または第38図の同期回路の構成の部分回路図である。 同一または非常に類似した1つまたは複数の項目を表すため、図面と好適な実 施例の説明では、同一の参照符号を使用する。 図面に示す全てのトランジスタはエンハンスト・モードの ゲート絶縁FETである。PチャンネルのFETのゲートにはバブルを載置して これらのFETをNチャンネルのFETから識別する。 発明を実施するための最良の形態 第3図を参照して、これは本発明の教示に従って低い電力消費で機能回路14 に1つ以上のクロック信号を供給する共振システム50を有する同期電子回路の 一般的な構成を示す。共振システム50は、入力クロック周波数fCKIに於いて そのL値とH値の間で切り替わる入力(または基準)クロック信号CKIに応答 して回路のクロック周波数fCKRで振動する。回路のクロック周波数fCKRは実質 的にfCKIに等しい。 共振システム50は回路のクロック線52に沿って機能回路14に対して回路 のクロック周波数fCKRで回路のクロック信号CKRを供給する。回路クロック CKRは、入力クロックCKIと主として同位相であるかまたはこれに対して主 として逆位相である。相補型クロック構成ではシステム50は、回路のクロック 線54に沿って回路14に対して周波数 実質的に逆の位相を有している。 クロック線52と連動する寄生容量CP1は、(a)機能回路14内で回路ク ロックCKRを受け取る機能素子のクロック入力と連動する寄生容量と(b)回 路14内にクロックCKRを転送するクロックネット線の寄生容量の等価な合計 を表す。合理的に近似を行うため、容量CP1はこれによってクロックCKRが 共振システム50に与える容量負荷を表す。 合、クロック線54と関連する寄生容量CP2は、(a)回 を送信するクロックネット線の寄生容量の等価な合計を表 ム50に与えられる容量負荷を合理的に表す。容量CP1とCP2の値CP1と CP2は、通常相互に非常に接近している。 共振システム50は、小型ドライバ56、共振部58及び制御回路60によっ て構成される。ドライバ56は、入力クロックCKIを増幅し、駆動クロック信 号CKDを入力クロック周波数fCKIで駆動する。ドライバ56は、またドライ バのクロックCKDに対して実質的に逆位相のドライバのク 路クロックCKDを発生し、これの存在する場合には、回路 第3図は、共振部58がドライバ・クロックCKDに応答して動作し、これの存 在する場合には、ドライバ・クロック 制御回路60は、入力信号CKIと共振部58から送られた1つ以上の帰還信 号FBに応答して共振システム50の動 作を制御する。この目的のため、制御回路60は、1つ以上の共振器制御信号R Cを共振部58に供給する。構成要素58と60をどのように構成するかによっ て2つ以上の信号CKD、CKR、FBとRCは、同一の信号であってもよ は、同一の信号であってもよい。制御回路60は、1つ以上の別の制御信号(図 示せず)をドライバ56に供給することができる。 共振システム50は、一般的に下記の方法で動作する。回路クロックCKRは 、回路周波数fCKRに於いて実質的に固定したLの電圧水準とHの電圧水準の間 で切り替わる。寄生容量CP1を完全に充電するように、クロックCKRがその Hレベルにあると仮定する。入力クロックCKIが回路クロックCKRをLに駆 動するように変化すると、寄生容量CP1は線52を介して共振部58に主とし て放電される。全ての容量放電エネルギーを熱として消耗する代わりに、共振部 58は、容量放電エネルギーの一部、通常はその半分をかなり超える部分を一時 保存領域に転送する。クロックCKRがそのHレベルに戻ると、共振部58は、 一時保存領域に保存したこの容量エネルギーを回収し、このエネルギーを線52 を介して送り、容量CP1を再充電する。 システム50を1つのクロックで構成する場合、この一時的保存領域は、一般 的にコンデンサである。相補型クロック構成の場合、この一時的保存領域は、通 常寄生容量CP2である。次に、容量CP2の充電と放電は、寄生容量CP1の 充電と放電を補完するような方法で発生する。 ドライバ56によって入力クロックの周波数fCKIで駆動されているので、共 振部58は入力クロックCKIと共振して振動し、その結果、回路クロックの周 波数fCKRは定常状態で実質的にfCKIと等しくなる。共振部58と従って共振シ ステム50は基本共振周波数fRを有し、回路クロックCKR及びこの回路クロ ックCKRが存在する場合には回 振動は、この基本共振周波数に於いて入力クロック周波数fCKIの関数としての 最大電圧振幅に局部的に到達する。次に、システム50は共振状態になる。 制御回路60は、基本共振周波数fRをfCKIに対して非常に接近させるため、 この基本共振周波数fRの値を調整するb。次に、共振システム50は、実質的に 共振状態になる。その結果、(a)回路クロックCKRの電圧の振幅と、この 局部的に最大に到達し、(b)回路クロックCKRと入力クロックCKIの間の 位相角はほぼ0゜と180゜の間にあり、(c)ドライバ56の消費する電力は 最小になる。 制御回路60上の需要を緩和するため、共振周波数fRの制御してない名目値 fRNが入力クロック周波数fCKIに比較的近くなるように、構成要素56〜60 を構成するために使用する素子の値を選択する。一般的に、fRNはfCKIよりも 僅かに大きい。製造上の変動によって、周波数fRの制御しない実際の値はfRN とは大きく異なるが、構成要素56と 58は、FRを尚fCKRとfCKIに接近させるような方法で構成する。従って、シ ステム50は主として共振状態で動作する。 共振部58の共振振動を開始して持続させるには、少量のエネルギーが必要で ある。このエネルギーは、ドライバ56によって供給される。更に、ドライバ5 6は、クロック線の小さな抵抗や共振部58内の構成要素の限られた品質要素の ような理想的でないものを補償するためのエネルギーを供給する。 更に詳しくは、共振周波数fRは(とりわけ)寄生容量CP1によって決まり 、この寄生容量CP1が存在している場合には、寄生容量CP2によって決まる 。回路クロックCKRが入力クロックCKIと同位相であろうとする場合を考え る。もしfRがfCKIと異なるなら、位相差がクロックCKRとCKIの間に存在 する(例えfCKRとfCKIが同一であっても)。この位相差の符号と振幅は、fR とfCKIの間の周波数の差の符号と振幅単調に関連している。 制御回路60は、通常クロックCKRとCKIの間の位相差を検出する。この 制御回路60は、またクロックCKRとCKIの間の位相差が180゜にいかに 接近しているかを検出する。位相差(複数)の振幅(複数)と符号(複数)によ って、制御回路60は、一般的にインダクタンス及び/または容量を適当に加減 すとことによって共振周波数fRを調整し、これによってfRをfCKRに接近させ 従ってfCKRに接近させる。 第4図は、第3図に於ける同期回路の相補型クロック構成 を示す。第3図の共振部58は、第4図ではクロック線52と54の間に接続し た受動共振器62によって第4図で構成する。同一の信号であり得る信号FBと RCを搬送する線は、共振器62の内部の点または線52及び/または線54に 接続することができる。 第4図の機能回路14は、クロックネットを介して線52と54に接続したク ロック入力を有する機能素子14Gのグループによって構成している。各素子1 4Gは、回路クロッ る。しかし、これらの要素14Gの内の幾つかは、クロック 2分の1のクロック周期の間にクロックCKRがHからLに切り替わるのに従 って寄生容量CP1が放電を行う場合、このCP1の電荷は主として共振器62 を介して線52に沿 るのに従って、線54に沿って流れて寄生容量CP2を充電する。次の2分の1 のクロック周期の間には逆の事象が発生し、この場合、クロックCKRはLから Hに切り替わり、一 にして、容量の充電は、容量CP1とCP2の間で交互に切り替わり、電力消費 を低く保持する。 第4図の相補型クロック構成に於ける共振器62は、第5図に示すように、主 インダクタL1によって簡単に実施する に等しく、ここでL1はインダクタL1の値であり、Crは このインダクタL1と並列の全ての寄生及び真の容量の等価な直列容量である。 共振器62を1つのインダクタのみのよ 的に形状が正弦である。第6図は、共振器が1つのインダ し、入力クロックCKIの波形は、実質的に方形波である。 第7図は、共振器62をインダクタL1によって形成し、回路14の機能素子 14Gの1つを第2図と関連して上で説明したフリップフロップ26によって構 成した場合の第4図の実施例を部分的に示す。第2図のようにドライバのクロッ ゲート30、32、38と40のクロック入力をクロック線 る。この相違点を別にして、フリップフロップ26は第2図と関連して上で説明 した方法で動作する。第8図は、第7図の部分回路をどのように拡張してフリッ プフロップ26のようなフリップフロップのグループを含むかを示す。 共振器62内のインダクタL1は可変(または調整可能な)インダクタであり 、このインダクタインダクタンスは共振周波数fRを調整するように制御する。 第9図は、第4図の実施例を部分的に示し、ここでインダクタL1は制御回路6 0からの1つの信号RCによって制御される可変インダクタである。 製造上の変動によって、(さもなければ同一である)エッジ・トリガ・フリッ プフロップとその他のレベル検出スイッ チング装置の電圧切替閾値に対して対応する変動が生じる。切替素子のクロック 入力に状態変化を引き起こす信号の時間領域波形は、理想的な方形波形とは常に 異なるので、切替の閾値の差はこれらの切替装置を含む回路の同期性に影響を与 える。所定の周波数で状態に変化を生じる信号の方形波形は、所定の周波数の奇 数番号の高調波(または重複したもの)‐‐即ち、第1高調波(これは所定の周 波数である)、第3高調波、第5高調波等の正弦波形を加重したものによって構 成される。 第4図の回路の同期性は、共振器62に1つ以上の並列に組み合わせた誘導容 量の対(“LC”)を付加することによって改善される。各LC対は、相互に直 列に接続した(且つインダクタL1と並列に接続した)インダクタとコンデンサ によって構成する。各LC対によって、クロックCKR LC対のLC値は、基本共振周波数fRの第1高調波以外の奇数番号の高調波が 、fRとfCKIの等しい場合に、CKR し始める。 第3高調波は、方形波を作るのに最も重要な高調波(第1高調波以外に)であ る。第10図に移って、これは、インダクタL2とコンデンサC2によって構成 されるLCの対がインダクタL1と並列に共振器62に含まれている例を示す。 構成要素L2とC2の値は、fRである第3高調波がfCKI と等しい場合、この第3高調波を発生するように選択する。 第11図は第4図の実施例を示し、ここで共振器62は第10図に於けるよう に構成し、制御回路60は、共振周波数fRを調整するために、位相比較手法を 使用する。第11図の制回路60は、位相比較器64と一対の可変コンデンサC A1とCA2によって構成する。位相比較器64は、回路ク 比較する。位相差によって、比較器64は、1つ以上の信号PCを発生し、これ らの信号は可変コンデンサCA1とCA2の値を調整する。コンデンサCA1と CA2はそれぞれ寄生容量CP1及びCP2と並列であり、従ってクロック線5 2と54の容量をそれぞれ増加するので、これらの容量CP1及びCP2の名目 値は、は通常名目値fRNをfCKIと等しくする値未満である。 第12図は、入力CKIの波形が方形波である場合に 合、第3fR高調波を含む。第12図が示すように、CKR 第13図は第10図の共振器62を拡張したものであり、ここでインダクタL 3とコンデンサC3によって構成された他のLCの組み合わせをインダクタL1 と並列に接続する。素子L3とC3の値は、fRがfCKIと等しい場合、第 る。 第14図は第4図の実施例を部分的に示し、ここで共振器62は第13図のよ うに構成し、ドライバ56はプレドライバ66、一対の直列に接続した相補型ゲ ート絶縁スイッチングFET QN1とQP1及び一対の直列に接続した相補型 ゲート絶縁スイッチングFET QN2とQP2によって構成される。入力クロ ックCKIと1つ以上の他の入力信号NPIに応答して、プレドライバ66は、 (a)入力周波数fCKIでアース基準とVHHの間で変化する第1対の切替信号N 1及びP1と(b)周波数fCKIで同様にアース基準とVHHの間で変化する第2 対の切替信号N2及びP2を発生する。FET QN1とQP1は、切替信号N 1及びP1にそれぞれ応答して線52上に回路クロックCKRを供給する。FE T QN2とQP2は、切替信号N2及びP2にそ する。 第15図は、切替信号N1とP1の単純化した波形を示す。切替信号N2とP 2(図示せず)の波形は、P1とN1の波形と位相がそれぞれ反転したもである 。信号N1、N2、P1、P2の各々は、理想的に方形波の形状を有している。 iが1または2に等しい各対の信号NiとPiに於いて、各信号NiとPiは、 他方の信号PiまたはNiがその不活性レベルにある場合のみ、その活性レベル にある。従って、各対に於ける信号NiとPiの内の1つのみが同時に活性状態 にある。信号N1、P1、N2及びP2のパルス幅は、別の入力信号(複数)N PIによって決まる。 切替信号N1、P1、N2とP2が上述の特性を有するようにこれらの信号を 構成することによって、各FET対に於けるFET QNiとQPiの内の1つ のみが常に導通している。いずれの時点でもVHH電源からアースにはFET対Q NiとQPi(のいずれ)を介しても経路が形成されない。また、(正に向かう )Niと(負に向かう)PiパルスはCKIパルスよりも短いので、回路クロッ クCKRと らの電流の注入によってさもなければQNiとQPiチャンネル抵抗に発生する エネルギーの消耗の大部分が回避される。電力の消費は、非常に低い。 形を調整することによって、制御することができる。これに 消費とスルーレートとの間で最適設計上二者択一を行うための機構がまた供給さ れる。NiとPiのパルス幅を増加させると、スルーレートは増加するが、より 多くの電力が消費される。 N1とP1の波形を示す以外に、第15図は、クロックCKIとCKRの単純 化した波形を示す。クロックCKIは、再び方形波として示す。第14図の共振 器14は、周波数fRがfCKIと等しい場合、この周波数fRの第3及び第5高調 波を供給するので、CKRの波形は、第12図のものより更に方形に近くなる。 第16図を参照して、コンデンサCAを共振器62のイン ダクタL1の両端に載置することができる。インダクタL1は、次に部分L1A とL1Bによって構成し、コンデンサCAは部分L1Bと並列に接続する。素子 L1AとL1Bは別個のインダクタでもよい。第16図の共振器62は第10図 のそれと同様の方法で動作し、第3fR高調波の周波数を 特に、コンデンサのインピーダンスは、周波数の増加と共に減少する。コンデ ンサCAの値を適切に選択することによって、これは主として第1fR高調波で は開放回路として現れ、第3fR高調波では短絡回路として現れる。第16図の 共振器52の有効インダクタンスLEは、従って周波数と共に変化するが、その 理由は、インダクタL1の巻線が高い周波数では部分的に短絡するからである。 共振は、 RがfCKIと等しい場合、第2共振点が第3fR高調波に発生する。 第16図の共振器62の原理は容易に拡張することができ、インダクタL1の 種々の部分に並列に接続した2つ以上のコンデンサを使用することによって第3 高調波以外に奇数番号のfR高調波を導入することができる。第17図は、イン ダクタL1を3つの部分L1A、L1BとL1Cに分割した例を示す。コンデン サCAを再び部分L1Aの両端に接続し、第3高調波fRでこの部分L1Aを短 絡させるようにCaの値を適切に選択することによって、この第3fR高調波の 周波数を加える。更に、他のコンデンサCBを部分 L1AとL1Bの両端に接続する。このコンデンサCBの値を適切に選択するこ とによって、これは第5fR高調波の周波数で部分L1AとL1Bを短絡させて LEを小さくし、 は、素子L1A、L1B、及びL1Cは別個のインダクタでもよい。 第17図の共振器62は第18図に示すように等価に構成することができ、こ こでインダクタL1は5つの部分、L1A、L1BU、L1BV、L1CUとL 1CVに分割する。L1BUとL1BVのインダクタンスの合計は、L1Bのイ ンダクタンスに等しい。同様に、L1CUとL1CVのインダクタンスの合計は は、L1Cのインダクタンスに等しい。素子L1A、L1BU、L1BV、L1 CUとL1CVは、全て別個のインダクタでもよい。 第18図に於ける共振器62の共振周波数の特性は、コンデンサCAとCBの 各々を2つの部分に分割し、下側のコンデンサ板をアースすることによって代わ りになるべきものとして達成することができる。第19図は、どのようにしてこ の代わりになるべきものを達成するかを示す。コンデンサCAを一対の同じ値の コンデンサCAUとCAVと取り替え、ここでこれらのコンデンサの等価な直列 容量はCAの容量に等しい。同様に、コンデンサCBを一対の同じ値のコンデン サCBUとCBVと取り替え、ここでこれらのコンデンサの等価な直列容量はC Bの容量に等しい。 最後の2つのパラグラフで説明した方法で、第16図の共 振器62は、第18図の素子、L1CU、L1CVとCBを単純に削除するだけ で等価に構成することができる。第16図のこのように変形した共振器62のバ ージョンの共振器の周波数特性は、次に第19図の素子L1CU、L1CV、C BUとCBVを単純に削除するだけで代わりになるべきものとして達成すること ができる。これらの原理は、第16図〜第19図に示すものよりもより多くのイ ンダクタ部分即ち直列のインダクタを有する共振器62の実施例に容易に拡張す ることができる。 更に他の代替例として、第16図〜第19図の共振器62の共振周波数の特性 は、主として一般的に送信線と呼ぶインダクタンス−容量分配ネットワークを使 用して達成することができる。これの1例を第20図に示し、ここで共振器62 は送信線68によって構成する。インダクタンスと容量は通常送信線に沿って均 等に分配するが、これらのインダクタンスと容量は送信線68に沿って不均等に 分配することもできる。第20図の共振器62は、第19図の共振器62とほぼ 類似している。 高調波を設ける場合、ドライバ56から分かるように、ACインピーダンスの振 幅は、fCKRがfCKIの奇数倍である場合、局部的な最小に到達する。これの性質 を、第21図に示す。また、ACインピーダンスの位相角は、奇数番号のfR高 調波に於いてぼぼゼロである。 共振部58を共振器62によって構成した相補型クロックの実施例に於いて、 共振部58は、クロック線52と54の 間に1つまたは2つのスイッチまたは1つまたは2つのコンデンサを共振器62 と直列に載置することによって、変形することができる。第22図は、スイッチ 70を線52と共振器62の間に挿入した例を示す。第23図は、コンデンサC Rを使用した同様の例を示す。共振部58のこれらの2つの構成例によって、こ の回路の他の一定の(一般的には非同期)部分を活性モードにしながら、閉鎖電 力を消費することなくクロック発生回路を不活性モードにすることができる。 第24図は第4図の実施例を部分的に示し、この場合、制御回路60は、位相 比較器72、Mビットのアップ/ダウン・カウンタ74、M〜2Mのデコーダ7 6、2Mのスイッチ78、及び2Mのトリミング・コンデンサCTによって構成す る。Mは一般的に8以上である。各スイッチ78は、送信ゲートとして構成した 一対の相補型ゲート絶縁FETQNTとQPTによって構成する。寄生容量CP 1の名目値CPINがfRをfCKIと等しくする寄生容量値未満である場合、第24 図の制御回路60は、共振周波数fRを調整するために、第4図の上述した実施 例のいずれにも使用することができる。制御回路60のこの実施例では、CP1と CP2を効果的に増加するため、1つ以上のコンデンサCTを線52と54の間に 配設する。 位相検出器72は、入力クロックCKIと回路クロックCKRの間の位相差を 検出する。この位相差によって、比較器72は、信号UPをカウンタ74に送っ てこれにカウントアップさせるか、または信号DNをカウンタ74に送ってこれ にカウントダウンさせる。これに応答して、カウンタ74 はデコーダ76にMビットの信号CTRを送るが、この信号は線52と54の間 に配設すべきコンデンサCTの数を指示する。次に、デコーダ76は復号信号D Cを送り、これによってスイッチ78の内の適当なスイッチを閉じ(活性化し) 所望量の容量を線52と54の間に載置する。 第25図は、第24図の位相比較器72の実施例を示す。第25図に於いて、 比較器72はCMOSインバータ80と82、送信ゲート84、蓄電用コンデン サCS、CMOSインバータ86と88、およびD型フリップフロップ90によ って形成する。送信ゲート84は、並列に接続した一対の相補型ゲート絶縁FE T NSとPSによって構成する。 構成要素80〜84とCSによってサンプリングおよびホールド用のサブ回路 を形成し、このサブ回路は、入力クロックCKIの立ち上がりに応答してその立 ち上がりの期間中に回路クロックCKRの電圧レベルをサンプリングすることに よってクロックCKRとCKIの間の位相差を検出し、対応するサンプリングお よびホールド信号SHを発生する。インバータ80はまたクロックCKIを反転 し、反転入力信号 ある期間中にサンプリングしたCKRの電圧を保存する。インバータ86と88 によってバッファを形成し、このバッファは、位相差の符号に応じて信号SHを 論理“1”または論理“0”に増幅する。クロックCKIがLになると、この増 幅したSH信号をフリップフロップ90に負荷し、このフリ して信号UPとDNをカウンタ74に供給する。 共振周波数fRが入力周波数fCKIを超える場合、CKRの波形によって、CK Iの波形が導かれる。位相差は、正である。フリップフロップ90は“1”を受 け取り、これによってカウンタ74がカウントアップを行う。fRがfCKI未満の 場合には、逆の事象が発生してカウンタ74にカウントダウンを行わせる。 第26図は、第3図の同期回路のクロックが1つの場合の構成を示す。このク ロックが1つの構成に於いて、第3図の共振部58は、回路のクロック線52と 回路のアースの間に直列に接続した受動共振器62と非寄生容量コンデンサC1 によって構成する。第5図、第9図、第10図、第13図及び第16図〜第20 図に示す共振器62の実施例のいずれも、第26図の構成に使用することができ る。第26図の機能回路14は機能素子14Fによって構成し、これらの機能素 子14Fはクロックネットによって線52上で回路クロックCKRを受け取る。 回路クロックCKRが2分の1のクロックサイクルの間にHからLになって寄 生容量CP1を放電させると、CP1電荷が主として線52に沿って且つ共振器 62を介してコンデンサC1に流れ、これによってこのコンデンサC1が充電さ れる。CKRがそのHの値に復帰した次の2分の1のクロックサイクルの間に、 コンデンサC1内の電荷は共振器62を介して且つ線52に沿って元の方向に流 れ、容量CP1を再充電する。従って、容量CP1の電荷を再び使用することに よって、電力消費を低く保持する。 第27図は第26図の実施例を示し、この場合共振器62 は第10図のように構成し、制御回路60は位相比較器100と可変コンデンサ CA1によって構成する。位相比較器100は、クロックCKRとCKIの間の 位相差を検出する。次に、比較器100はコンデンサCA1に制御信号PCを供 給することによって共振周波数fRを調整し、その容量を増加または現象させる 。名目寄生容量値CPINがfRをfCKIと等しくする寄生容量値未満である場合 、第27図の制御回路60を使用する。 第28図は、第27図の回路のクロックの波形を単純化して示す。第27図の 共振器62の素子L2とC2は、第3fR高調波をCKRの波形に含むために選 択する。第28図に示すように、CKRの波形はこれによって方形波に対して適 度に近似した波形を与える。 第29図は第26図の実施例を部分的に示し、ここで共振器62は第13図の ように構成し、ドライバ56は、第14図のドライバ56のようにプレドライバ 102と相補型FET QN1とQP1によって構成する。第29図のプレドラ イバ102は、入力クロックCKIと別の入力信号(複数)NPIに応答して切 替信号N1とP1を供給する。信号N1とP1は、第14図と第15図に関連し て上で説明した特性を有する。FET QN1とQP1は、第14図に対して上 で説明した方法で同様に信号N1とP1に応答する。従って、第29図の回路は 、第14図の回路と同様の種類の電力に対する利点を有している。第15図の単 純化したCKIとCKRクロックの波形は、また第29図の回路にも適用するこ とができる。 第30図に進んで、これは第3図の回路のクロックが1つの構成を部分的に示 し、ここでドライバ56は、プレドライバ104と一対のスイッチ106と10 8によって構成する。入力クロックCKIと入力信号(複数)NPIに応答して 、プレドライバ104は切替信号NSとPSを発生し、これらの切替信号は一般 的に切替信号N1とP1に対して上で説明した特性を有している。第31図は、 信号NSとPSの単純化した波形を示す。スイッチ106と108は、VHH電源 とアースの間に直列に接続する。スイッチ106と108の相互接続点によって 、ドライバのクロック線110にクロック信号CKDを供給する。スイッチ10 6と108は、FET QN1とQP1が第16図と第26図の回路の信号N1 とP1に応答するのと同様の方法で信号NSとPSに応答して動作する。従って 、第30図のドライバ56は、低い電力消費でクロック信号CKDを発生する。 第3図の共振部58は、第30では共振器112と下側の板をアースした共振 コンデンサC1によって構成する。共振器112はトランスT1によって構成し 、このトランスの一次コイルは線110とC1の上側の板の間に接続する。トラ ンスT1の二次コイルは、回路のクロック線52とC1の上側の板の間に接続す る。トランスT1によって、回路クロックCKRは入力クロックCKIよりも大 きい電圧のスイングを有することができる。第31図は、またCKIとCKRの 波形の単純化したバージョンを示す。トランスT1の二次コイルは、第10図、 第13図、及び第16図〜第20図のいずれも使用することができ、またこれら を使用して変形する ことができる。 第32図は、第3図のクロックが1つの構成を示し、この場合、構成要素56 と60はドライバのクロック線114にドライバのクロック信号CKDを供給す る複合ドライバ/制御回路56/60に併合する。第32図に於いて、第3図の 共振部58は、再び受動共振器62とコンデンサC1によって構成する。第32 図の共振器62は、第5図、第9図、第10図、第13図及び第16図〜第20 図の実施例のいずれかを使用して構成することができる。ドライバ/制御回路5 6/60に回路クロック線52を接続する代わりに、共振器62とコンデンサC 1の間の相互接続ノードをドライバのクロック線114によって回路56/60 に接続する。 第32図の回路のコンデンサC1の値C1は、寄生容量CP1の名目値CPIN を大きく超えるように選択する。これによって、コンデンサC1は所定の電圧に 於いて容量CP1よりもより大きな電荷を保持することが可能になる、これによ って、C1の電荷を容量CP1に転送した場合、ほぼC1/CPINに等しい電圧の 倍率が発生する。ドライバのクロックCKDはコンデンサC1と共振器62の間 のノードに供給するので、回路クロックCKRは、ドライバのクロックCKDと 入力クロックCKIのいずれもよりもより大きな電圧のスイングを達成する。 第32図の回路に於けるCKRの電圧のスイングは、またこの回路に対する供 給電圧を超える。例えば、VHHが5ボルトの場合、回路クロックCKRは7ボル トの電圧スイングを達成することができる。この増加したCKR電圧のスイン グは、第2電源を加えることなく達成することができる。第33図は、CKRの 波形が第3fR高調波を有している場合の増加したCKRの電圧スイングを示す 。不均衡な容量値と共振器の異なった接続は別にして、第32図の回路は、基本 的に第26図について上で説明したのと同じ方法で動作する。 第34図は第32図の実施例を部分的に示し、この場合、機能回路14は第2 図と第7図のフリップフロップ26と同様のフリップフロップ116を有してい る。フリップフロップ116は、データ入力バッファ、マスター部、スレーブ部 及び出力バッファによって構成する。第2図と第7図に於けるように、入力バッ ファはCMOSインバータ28によって形成し、一方出力バッファはCMOSイ ンバータ46と48によって構成する。 フリップフロップ116のマスター部は、送信ゲート118と120およびC MOSインバータ34と36によって形成する。スレーブ部は、送信ゲート12 2と124およびCMOSインバータ42〜44によって形成する。第2図と第 7図に於ける送信ゲート30、32、36及び38のようなCMOSゲートであ る代わりに、第34図の送信ゲート118〜124は、それぞれFET QA1 〜QD1によって形成したFETが1つのゲートである。CKRの電圧スイング は若干アース未満であり若干VHHを超えるので、第2図と第7図のゲート30、 32、36及び38の各々で使用している第2FETは第34図の回路では不必 要である。これによって、部品の数が削減される。 第35図は、第3図の回路のクロックが1つのハイブリッド構成を示し、ここ で構成要素56と60は再びドライバ/制御回路56/60に併合する。この場 合、回路56/60は、回路クロック線52とドライバのクロック線126に回 る。第3図の共振部58は、再び第35図の共振器62と共振コンデンサC1に よって構成する。ドライバのクロック線126は、コンデンサC1と共振器62 の間の相互接続点に接続する。 第35図の回路は、基本的に第26図の回路について上述 するものであるので、CKRの波形は完全に対称でなければならない。 第36図は第3図の回路のクロックが1つの他の構成を示し、ここで構成要素 56と60はドライバ/制御回路56/60に併合する。第36図の共振器62 は回路のクロック線52と低インピーダンス・ソース128の間に接続するが、 この低インピーダンス源128は、回路クロックCKRの時間によって平均した 電圧とほぼ等しい中間電源電圧VHを供給するものである。一般的に、電源電圧 VHはVHH/2である。 寄生容量CP1が第36図の回路で2分の1のクロック・サイクルの間に放電 する場合、CP1の電荷は主としてVH電源128に転送される。次の2分の1 のクロック・サイクルの間に電源128は静電容量CP1を充電し、これによっ て電力消費を非常に低く保持する。コンデンサC1は、オプションとして共振器 62とアースの間に接続して高いシステムの効率を保証してもよい。 第3図の以前の実施例の幾つかに於いて、ドライバ56は発振器と取り替える ことができ、この発振器は入力クロックCKIのような外部からの刺激によって 直接強制されない。その代わり、強制を行う刺激は内部の回路クロックCKR及 って発振を誘導するのに必要な位相シフトを与える。同様 バ56のCKI入力に結合して戻すことにより、このような内部駆動発振器に変 換することができる。 内部的に駆動する発振器は、共振周波数fRで発振する傾向がある。周波数fR を制御することによって、回路のクロック周波数fCKRを制御する。この発振器 は、例えば、位相ロックループで使用することのできる制御可能な発振器になる 。1つ以上の分周器または乗算器を使用して外部基準周波数のある倍数または分 数でfCKRを発生することができる。 第37図は第4図の回路の構成を部分的に示し、ここでドライバ56は内部ク ロック線52と54の間に接続した内部駆動発振器130と取り替えてある。発 振器130は1つのCMOSインバータ132によって形成したインバータ回路 を有している。または、このインバータ回路は、前部と後部を直列接続した奇数 個のCMOSインバータによって形成することができる。この発振器130は、 またバイアスとイン ピーダンスのマッチングを行う抵抗R1とR2を有している。 第38図は、本発明による低電力消費で機能回路14にクロック・パルスを供 給する共振システム140を有する同期電子回路の一般的な構成を示す。共振シ ステム140は、入力クロックの周波数fCKIに於ける入力(または基準)クロ ック信号CKIに応答して回路クロック周波数fCKRで振動する。システム14 0では、fCKRは実質的にfCKIの整数倍であり、ここで最小の整数乗算子は1で ある。従って、fCKRは実質的にfCKIに比例する。 に供給し、相補型クロックの構成では、回路クロックCKRを回路14に供給す る。回路クロック線52と関連する寄生容量CP1と、これが存在する場合、回 路クロック線54と関連する寄生容量CP2は、第3図の回路と関連して上で説 明した意味を有している。fCKRはfCKIと実質的に比例しているが(第3図の回 路とは異なって)必ずしもfCKIと実質的に等しくないという事実は別にして、 クロックCKI、 を有している。 共振システム140は、位相/周波数比較器142、低域フィルタ144、可 変周波数発振器(“VFO”)146及びオプションとしてのN個に分周したパ ルス・カウンタ148によって構成し、これらは全て位相ロックループで構成す る。位相/周波数比較器142に対する入力信号は入力クロックCKIと帰還ク ロック周波数fLFに於けるループ帰 還信号LFである。比較器142は周波数fCKIとfLFの間の差を検出し、この 周波数の差を示す比較器の電圧信号VCを供給する。フイルタ144は、信号V Fを濾波して制御電圧信号VFを発生する。 VFO146は、制御信号VFによって決まる回路クロック周波数fCKRで発 振する。VFO146は、また回路クロックCKRを供給し、これの存在する場 合には回路クロック ウンタ148は、fCKRを整数Nで分周し、周波数fLFの帰還信号LFを発生す る。即ち、fLFはfCKR/Nにほぼ等しい。もしカウンタ148が存在しなけれ ば、ループはクロックCKRを比較器142のLF入力に直接供給することによ って完成する。位相ロックループは、強制的にfLFをfCKIと実質的に等しくす る。従ってfCKRはNfCKIと実質的に等しく、ここで、カウンタ148の存在し ない場合、Nは1である。 VFO146は、小型のドライバ150、共振部58と周波数調整器152に よって形成する。ドライバ150は、回 てドライバのクロック信号CKDを発生する。ドライバ 成してもよい。ドライバのクロックCKDに応答して、及び て、共振部58は、第3図と関連して上で説明した方法で 58の構成によって、クロックCKRとCKDは同一のクロ よい。周波数調整器152は、制御電圧VFに応答してfCKRの値を制御する。 共振部システム140は、第3図の共振システムについて上で説明した方法で 電荷を寄生容量CP1と一次保存領域の間に転送する。システム50と同様に、 一次保存領域は、システム140を1つのクロックで構成した場合には、通常コ ンデンサである。この場合、共振部58は、一般的にこのコンデンサと直列の共 振器62によって構成する。相補型クロックによる構成の場合、この一次保存領 域は、通常寄生容量CP2である。共振部58は、ここでは単に共振器62によ って構成する。システム140は、主としてシステム50と同じ方法でその基本 共振周波数fRに非常に近い状態で共振する。本質的に、共振システム140の 構成要素142、144及び148〜152は制御可能なドライバを形成し、こ の制御可能なドライバは、共振システム50に於いて構成要素56と60によっ て形成した制御可能なドライバと同様に、入力クロックCKIに応答して動作し 、共振周波数fRに非常に近い回路のクロック周波数fCKRで共振部58の振動を 保持するために必要な少量のエネルギーを供給する。 fCKR、及び従ってfRはシステム140では入力クロックの周波数fCKIを超え ることができるが、システム50では実質的にfCKIに等しいという点で、これ らの2つのドライバは異なっている。 第39図は、第38図の同期回路の相補型クロックによる構成を部分的に示す 。共振部58は、ここでは線52と54 の間に接続した共振器62によって構成する。第39図の共振器62は、第5図 、第9図、第10図、第13図及び第16図〜第20図に示す実施例のいずれか によって構成することができる。周波数調整器152は可変コンデンサCA1と CA2によって形成し、これらのコンデンサの値は電圧VFによって制御する。 コンデンサCA1とCA2はそれぞれ寄生容量CP1及びCP2と並列であるの で、CP1とCP2の名目値は、通常位相ロックループを入力クロックCKIに ロックする寄生容量値未満である。 第3図または第38図の同期回路は、しばしば1つのモノリシックICである 。または機能回路14は、共通基板上に取り付けた複数のモノリシックICの間 で分割することができる。共振システム50または140はこれらのICの1つ の一部であってもよく、または別個のモノリシックICに含まれてもよい。しか し、共振器62、及びこれが存在する場合には、コンデンサC1は、しばしば( a)基板上に別個に取り付けた分離した構成要素として設けるか、(b)基板上 の金属化した誘電層によって形成するか、または(c)別個の基板上に設ける。 セラミックは、一般的に基板材料として最善の安定性と性能を与える。第40図 は、第3図または第38図の相補型クロックの構成を部分的に示し、この場合、 回路14の構成要素はセラミック基板162上に取り付けたモノリシックIC1 60のグループの間に分散している。 本発明を特定の実施例を参照して説明したが、この説明は専ら図示目的のため のものであり、以下でクレームする本発明の範囲を限定するものと解釈すべきで はない。例えば、機 能回路14の構成部品並びに共振システム50と140はバイポーラまたはBi CMOS技術によって構成することができる。PZT型の圧電材料は、共振器6 2の素子を製造するために適している。 調整可能なコンデンサはバリキャップ・ダイオード、即ち、その容量がこれに 加えた逆バイアス電圧によって決まる逆バイアス半導体ダイオードによって構成 することができる。アースに接続するものとして説明したコンデンサの下側の板 は、その周波数がfCKRよりもはるかに低い電圧、一般的にはこれよりも少なく とも10倍低い電圧の電源に接続することができる。 相補型クロックの構成に付いて第24図に示したものと類似して、クロックが 1つの場合の構成の制御可能な静電容量のネットワークは、回路のクロック線5 2とアースの間に並列に接続したコンデンサ−ゲート対のグループによって形成 することができ、各コンデンサ−ゲート対はトリミング・コンデンサと直列の送 信ゲートによって構成する。この送信ゲートは1つのゲート絶縁FETまたは並 列に接続した一対の相補型ゲート絶縁FETによって形成することができる。2 つのこのようにアースしたネットワークを相補型クロック構成に使用することが でき、一方のネットワークはクロック線52と54の各々に接続する。 周波数の乗算器または分周器を第3図の回路に於いてドライバ56の入力に載 置することができる。その結果、fCKRは、その結果得られるfCKIの倍数または 分数と実質的に等しくなる。 トランジスタのスイッチング速度が速くなるのに従って、寄生インダクタンス にって発生される騒音の問題は益々深刻になる。本発明の共振技術を使用すると 、そのインダクタンスが共振から寄生インダクタンスの見積もり値を差し引いた ものに対して必要な値にほぼ等しい共振インダクタを使用することによって、こ の騒音の問題を部分的に解消することができる。従って、当業者は、添付の請求 の範囲で明らかにした本発明の真の範囲と精神から逸脱することなく、種々の変 形と適用例を作ることができる。
【手続補正書】特許法第184条の8 【提出日】1994年11月30日 【補正内容】 1 発明の名称を「機能回路及び共振システムを含む小電力消費型電源回路」に 訂正する。 2 請求の範囲の範囲を別紙に訂正する。 3 添付図面、図5〜8、図19〜21、及び図33〜35を別紙に訂正する。 請求の範囲 1.入力クロック周波数で入力クロック信号(CKI)に応答して、上記の入 力クロック周波数と実質的に比例する回路周波数で振動して上記の回路周波数で 第1回路クロック信号(CKR)を発生する共振システム(50または140) 及び 上記の回路クロック信号に同期して電子機能を実行する機能回路(14)であ って、上記の機能回路のクロック入力は第1回路のクロック線(52)から上記 の回路のクロック信号を受け取り、上記の共振システムは基本共振周波数の近く で動作し、その結果、上記の共振システムの共振器(62)は上記の回路のクロ ック線と上記のクロック入力と関連する少なくとも容量(CPI)及び/または インダクタンスによって主として共振状態にある上記の機能回路によって構成さ れることを特徴とする電子回路。 2.上記の共振システムは、上記の共振器と上記の回路の周波数よりもはるか に低い周波数で実質的に固定した基準電圧電源またはその他の電圧電源の間に結 合した非寄生コンデンサ(C1)を有し、上記の共振器は上記の回路クロック線 に結合されることを特徴とする請求の範囲第1項記載の電子回路。 3.上記の共振器は、上記の回路クロック線と上記の回路クロック信号の時間 によって平均した電圧とほぼ等しい基準電圧(Vh)電源(128)の間に結合 されていることを特徴とする請求の範囲第1項記載の電子回路。 4.上記の共振システムは、(a)基準電圧電源と(b)上記の回路周波数よ りもはるかに低い周波数で実質的に固定した他の基準電圧電源またはその他の電 圧電源の間に結合した非寄生コンデンサ(C1)を有することを特徴とする請求 の範囲第3項記載の電子回路。 5.上記の共振システムは、上記の第1回路クロック信号に対して実質的に逆 の第2回路クロック信号を発生し、上記の機能回路の電子機能の少なくとも一部 はまた上記の第2回 する請求の範囲第1項記載の電子回路。 6.上記の共振器は、上記の第1回路のクロック線と機能回路の第2クロック 入力が上記の第2回路のクロック信号を受け取る第2回路のクロック線(54) の間に結合され、上記の共振器は上記の第2回路のクロック線と上記の第2クロ ック入力と関連する容量(CP2)及び/またはインダクタンスによってまた主 として共振状態にあることを特徴とする請求の範囲第5項記載の電子回路。 7.上記の共振システムは、上記のクロック線の間で上記の共振器と直列に結 合した少なくとも1つのスイッチ(70)またはコンデンサ(CR)を有するこ とを特徴とする請求の範囲第6項記載の電子回路。 8.上記の共振器は、1個のインダクタ(L1)または相互に直列に結合した インダクタのグループ(L1A及びL1B)によって構成された非寄生主誘導性 装置によって構成されることを特徴とする先行する請求の範囲のいずれかに記載 の電子回路。 9.上記の主誘導装置は、制御可能な可変インダクタンスを有することを特徴 とする請求の範囲第8項記載の電子回路。 10.上記の共振器は、少なくとも上記の主誘導装置の一部と並列に結合した 少なくとも1つの誘導−容量構成を有し、各誘導−容量構成は相互に直列に結合 したインダクタ(L2)とコンデンサ(C2)によって構成することを特徴とす る請求の範囲第8項または第9項記載の電子回路。 11.上記の共振器は、上記の主誘導装置の一部と並列に結合した少なくとも 1つのコンデンサ(CA)を有することを特徴とする請求の範囲第8項、第9項 または第10項記載の電子回路。 12.上記の共振器は、上記の主誘導装置の内部の1点と上記の回路周波数よ りもはるかに低い周波数で実質的に固定した基準電圧電源またはその他の電圧電 源の間に結合した少なくとも1つのコンデンサ(CAU)を有することを特徴と する請求の範囲第8項〜第10項または第11項記載の電子回路。 13.上記の共振器は、上記の主誘導装置の複数の点に結合した分配したコン デンサ(68)を有することを特徴とする請求の範囲第8項〜第11項または第 12項記載の電子回路。 14.上記の共振システムは、上記の基本共振周波数を調整する制御回路(6 0)を有することを特徴とする先行する請求の範囲のいずれかに記載の電子回路 。 15.上記の制御回路は、インダクタンス及び/または容 量の値を変化することによって上記の基本共振周波数を調整することを特徴とす る請求の範囲第14項記載の電子回路。 16.上記の制御回路は、その容量が少なくとも1つの制御信号に応答して調 整可能である少なくとも1つの可変コンデンサ(CA1)を有することを特徴と する請求の範囲第14項または第15項記載の電子回路。 17.上記の制御回路は、位相ロックループ内に構成することを特徴とする請 求の範囲第14項、第15項または第16項記載の電子回路。 18.上記の制御回路は、少なくとも1つの制御信号に応答して容量値を制御 しながら変化させるために相互に並列に結合した複数の容量ゲート構成を有し、 各容量ゲート構成は相互に直列に結合したコンデンサ(CT)と送信ゲート(7 8)によって構成されることを特徴とする請求の範囲第14項または第15項記 載の電子回路。 19.上記の制御回路は、上記の入力クロック信号と上記の第1回路クロック 信号の位相を比較する位相比較器(72又は100)を有することを特徴とする 請求の範囲第14項〜第17項または第18項記載の電子回路。 20.上記の共振システムの振動は、基本共振周波数で発生した場合、局部的 に最大振幅に到達することを特徴とする先行する請求の範囲のいずれかに記載の 電子回路。 21.上記の回路周波数は実質的に上記の入力周波数の整数倍であり、これに よって上記の基本共振周波数は上記の入力周波数の同じ整数倍にほぼ等しく、上 記の整数倍には最小の整数乗算子として1を含むことを特徴とする先行する請求 の範囲のいずれかに記載の電子回路。 22.上記の共振システムは、上記の基本共振周波数を上記の入力周波数の整 数倍に向かって制御しながら調整することを特徴とする請求の範囲第21項記載 の電子回路。 23.上記の共振システムはドライバ(56)を有し、上記のドライバを介し て各回路クロック信号は上記の入力クロック信号に応答して供給することを特徴 とする先行する請求の範囲のいずれかに記載の電子回路。 24.上記の共振システムは、上記の入力クロック信号に応答するドライバ( 56/60)を有し、上記の共振器と上 供給するることを特徴とする請求の範囲第2項記載の電子回路。 25.上記のドライバは: 上記の入力クロック信号と実質的に同期する一対の切替信号を発生するプレド ライバ(102又は104)であって、各切替信号は活性レベルと不活性レベル を有し、各切替信号は他方の切替信号がその活性レベルにある場合のみその不活 性レベルにあり、これによって上記の切替信号の内の1つのみが常に活性である 上記のプレドライバ;及び ドライバの線(52又は110)に対して共に結合されると共に一対の異なっ た電圧電源の間に直列に結合された一対のスイッチ(QN1及びQP1又は10 6及び108)であって、それぞれ上記の切替信号に応答し、いずれかの切替信 号がその活性レベルにある場合、上記のドライバの線を介して電流を流す上記の 一対のスイッチによって構成されること を特徴とする請求の範囲第23項または第24項記載の電子回路。 26.上記のスイッチは、一対の相補型電解効果トランジスタによって構成さ れ、上記の電界効果トランジスタ(QN1及びQP1)のそれぞれのドレインは 共に上記のドライバの線に結合され、それぞれのソースはそれぞれ上記の電源に 結合され、それぞれのゲート電極はそれぞれ上記の切替信号を受け取ることを特 徴とする請求の範囲第25項記載の電子回路。 27.上記の共振システムの振動は、上記の基本共振周波数以外の少なくとも 1つの共振周波数に帰することのできる周波数成分を有することを特徴とする先 行する請求の範囲のいずれかに記載の電子回路。 28.上記の共振システムの振動は、ほぼ上記の基本共振周波数の高調波を有 することを特徴とする請求の範囲第27項記載の電子回路。 29.上記の高調波は奇数番号の高調波であることを特徴とする請求の範囲第 28項記載の電子回路。 30.各回路のクロック信号は、上記の入力クロック信号とは実質的に異なっ た電圧のスイングを有することを特徴とする先行する請求の範囲のいずれかに記 載の電子回路。 31.各回路のクロック信号は、上記の入力クロック信号よりも実質的に大き い電圧のスイングを有することを特徴とする先行する請求の範囲のいずれかに記 載の電子回路。 32.上記の基本回路は、図34のフリップフロップのマスター部に示すよう に実質的に構成した状態回路を含む少な くとも1つの回路素子を有することを特徴とする請求の範囲第31項記載の電子 回路。 33.上記の電子回路は、1つの集積回路の一部であることを特徴とする先行 する請求の範囲のいずれかに記載の電子回路。 34.上記の電子回路は、共通基板(162)上に取り付けた少なくとも2つ の集積回路(160)に渡って分布していることを特徴とする先行する請求の範 囲のいずれかに記載の電子回路。 35.上記の機能回路は、CMOS素子、バイポーラ素子またはBiCMOS 素子によって構成することを特徴とする先行する請求の範囲のいずれかに記載の 電子回路。 36.上記の機能回路は、レベル検出用の状態素子(14G:26又は116 )を有することを特徴とする先行する請求の範囲のいずれかに記載の電子回路。 37.電子機能を実行する機能回路であって、上記の機能回路の特定の素子( 14G:26または116)は回路周波数で第1回路のクロック線852)から 上記の特定の素子のクロック入力に供給された第1回路のクロック信号(CKR )と同期して状態を変化する上記の機能回路(14);及び 上記の回路周波数で振動する共振システムであって、共振状態にあるように基 本共振周波数の近くで動作され、その結果、上記の共振システムの共振器(62 )は上記の回路のクロック線と上記のクロック入力と関連する容量(CP1)及 び/またはインダクタンスによって主として共振状態にあ り、上記の機能回路に結合されて上記の機能回路と関連する容量及び/またはイ ンダクタンスに打ち勝つのを手助けすることによって上記の特定の素子が状態を 変化するのを支援する上記の共振システム(50または40)によって構成され ることを特徴とする電子回路。 38.上記の共振システムの振動は、上記の基本共振周波数以外の少なくとも 1つの共振周波数に帰すべき成分を有することを特徴とする請求の範囲第37項 記載の電子回路。 39.上記の共振システムの振動は、ほぼ上記の基本共振周波数の高調波を有 することを特徴とする請求の範囲第37項または第38項記載の電子回路。 40.上記の高調波は、奇数番号の高調波であることを特徴とする請求の範囲 第39項記載の電子回路。 41.上記の共振器は、自己駆動発振器(130)によって構成されることを 特徴とする請求の範囲第37項乃至第40項のいずれかに記載の電子回路。 42.各回路のクロック線は上記の共振器と上記の機能回路の間に受動的に接 続することを特徴とする先行するいずれかの請求の範囲に記載の電子回路。 43.上記の共振器は: 実質的に基本共振周波数で周波数成分によって上記の共振システムの振動を発 生する主要部(L1);及び 上記の基本共振周波数を超える実質的に高調波の共振周波数で周波数成分によ って上記の共振システムの振動を発生する付加部(L2及びC2)によって構成 されることを特徴とする先行するいずれかの請求の範囲に記載の電子回路。 44.上記の高調波の共振周波数は、奇数番号の高調波であることを特徴とす る請求の範囲第43項記載の電子回路。 45.エネルギーは、共振を行う手法によって上記の共振器、一時保存領域( C1又はCP2)、及び上記の第1回路のクロック線及び上記の第1回路のクロ ック信号を受け取る上記のクロック入力と関連する容量(CP1)及び/または インダクタンスの間で転送することを特徴とする先行する請求の範囲のいずれか に記載の電子回路。 46.制御または同期用のそれぞれのパルスは、抵抗切り替え手段に優先して 共振電荷保存手段によって供給することを特徴とする前記請求の範囲1乃至45 項記載のデジタル電子回路。 47.所望のクロック周波数に従って共振する共振出力手段を有することを特 徴とする前記請求の範囲第1項乃至第45項のいずれかに記載の電子回路。 【図5】 【図6】 【図7】 【図8】 【図19】 【図20】 【図21】 【図33】 【図34】 【図35】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 9314166.1 (32)優先日 1993年7月8日 (33)優先権主張国 イギリス(GB) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),BR,CA,JP,KR,U S 【要約の続き】 周波数で状態を変化する。上記の回路周波数で振動する 共振システム(50または140)は共振周波数の近く で動作し、その結果、上記の共振システムは主として共 振状態にある。上記の共振システムは、上記の機能回路 と関連する寄生容量及び/またはインダクタンスに打ち 勝つことによって上に示した素子が状態を変化するのを 支援するために上記の機能回路に結合されている。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.入力クロック周波数で入力クロック信号に応答して、上記の入力クロック 周波数と実質的に比例する回路周波数で振動して上記の回路周波数で第1回路ク ロック信号を発生する共振システムであって、基本共振周波数の近くで動作する ため主として共振状態にある上記の共振システム;及び 上記の回路クロック信号に同期して電子機能を実行する機能回路によって構成 されることを特徴とする電子回路。 2.上記の共振システムは、(a)上記の回路クロック信号を送信する回路ク ロック線と(b)上記の回路の周波数よりもはるかに低い周波数で実質的に固定 した基準電圧電源またはその他の電圧電源の間に直列に接続した共振器と非寄生 コンデンサによって構成されることを特徴とする請求の範囲第1項記載の電子回 路。 3.上記の共振システムは、(a)上記の回路クロック信号を送信する回路ク ロック線と(b)上記の回路クロック信号の時間によって平均した電圧とほぼ等 しい基準電圧電源の間に結合した共振器によって構成されることを特徴とする請 求の範囲第1項記載の電子回路。 4.上記の共振システムは、(a)基準電圧電源と(b)上記の回路周波数よ りもはるかに低い周波数で実質的に固定した他の基準電圧電源またはその他の電 圧電源の間に結合した非寄生コンデンサを有することを特徴とする請求の範囲第 3項記載の電子回路。 5.上記の共振システムは、上記の第1回路クロック信号 に対して実質的に逆の第2回路クロック信号を発生し、上記の機能回路の電子機 能の少なくとも一部はまた上記の第2回路クロック信号と同期して実行すること を特徴とする請求の範囲第1項記載の電子回路。 6.上記の共振システムは、上記の回路クロック信号をそれぞれ送信する一対 の回路クロック線の間に結合した共振器によって構成されることを特徴とする請 求の範囲第5項記載の電子回路。 7.上記の共振システムは、上記のクロック線の間で上記の共振器と直列に結 合した少なくとも1つのスイッチまたはコンデンサを有することを特徴とする請 求の範囲第6項記載の電子回路。 8.上記の共振器は、1つのインダクタまたは相互に直列に結合したインダク タのグループによって構成された非寄生主誘導装置によって構成されることを特 徴とする請求の範囲第2項〜第4項、第6項または第7項記載の電子回路。 9.上記の主誘導装置は、制御可能な可変インダクタンスを有することを特徴 とする請求の範囲第8項記載の電子回路。 10.上記の共振器は、少なくとも上記の主誘導装置の一部と並列に結合した 少なくとも1つの誘導−容量構成を有し、各誘導−容量構成は相互に直列に結合 したインダクタとコンデンサによって構成することを特徴とする請求の範囲第8 項または第9項記載の電子回路。 11.上記の共振器は、上記の主誘導装置の一部と並列に結合した少なくとも 1つのコンデンサを有することを特徴と する請求の範囲第8項、第9項または第10項記載の電子回路。 12.上記の共振器は、上記の主誘導装置の内部の1点と上記の回路周波数よ りもはるかに低い周波数で実質的に固定した基準電圧電源またはその他の電圧電 源の間に結合した少なくとも1つのコンデンサを有することを特徴とする請求の 範囲第8項〜第10項または第11項記載の電子回路。 13.上記の共振器は、上記の主誘導装置の複数の点に結合した分配したコン デンサを有することを特徴とする請求の範囲第8項〜第11項または第12項記 載の電子回路。 14.上記の共振システムは、上記の基本共振周波数を調整する制御回路を有 することを特徴とする先行する請求の範囲のいずれかに記載の電子回路。 15.上記の制御回路は、インダクタンス及び/または容量の値を変化するこ とによって上記の基本共振周波数を調整することを特徴とする請求の範囲第15 項記載の電子回路。 16.上記の制御回路は、その容量が少なくとも1つの制御信号に応答して調 整可能である少なくとも1つの可変コンデンサを有することを特徴とする請求の 範囲第14項または第15項記載の電子回路。 17.上記の制御回路は、位相ロックループ内に構成することを特徴とする請 求の範囲第14項、第15項または第16項記載の電子回路。 18.上記の制御回路は、少なくとも1つの制御信号に応答して容量値を制御 しながら変化させるために相互に並列に結合した複数の容量ゲート構成を有し、 各容量ゲート構成は 相互に直列に結合したコンデンサと送信ゲートによって構成されることを特徴と する請求の範囲第14項または第15項記載の電子回路。 19.上記の制御回路は、上記の入力クロック信号と上記の第1回路クロック 信号の位相を比較する位相比較器を有することを特徴とする請求の範囲第14項 〜第17項または第18項記載の電子回路。 20.上記の共振システムの振動は、基本共振周波数で発生した場合、局部的 に最大振幅に到達することを特徴とする先行する請求の範囲のいずれかに記載の 電子回路。 21.上記の回路周波数は実質的に上記の入力周波数の整数倍であり、これに よって上記の基本共振周波数は上記の入力周波数の同じ整数倍にほぼ等しく、上 記の整数倍には最小の整数乗算子として1を含むことを特徴とする先行する請求 の範囲のいずれかに記載の電子回路。 22.上記の共振システムは、上記の基本共振周波数を上記の入力周波数の整 数倍に向かって制御しながら調整することを特徴とする請求の範囲第21項記載 の電子回路。 23.上記の共振システムはドライバを有し、上記のドライバを介して各回路 クロック信号は上記の入力クロック信号に応答して供給することを特徴とする先 行する請求の範囲のいずれかに記載の電子回路。 24.上記の共振システムは、上記の入力クロック信号に応答するドライバを 有し、上記の共振器と上記のコンデンサの間のノードにドライバの信号を供給す るることを特徴とする請求の範囲第2項記載の電子回路。 25.上記のドライバは: 上記の入力クロック信号と実質的に同期する一対の切替信号を発生するプレド ライバであって、各切替信号は活性レベルと不活性レベルを有し、各切替信号は 他方の切替信号がその活性レベルにある場合のみその不活性レベルにあり、これ によって上記の切替信号の内の1つのみが常に活性である上記のプレドライバ; 及び ドライバの線に対して共に結合されると共に一対の異なった電圧電源の間に直 列に結合された一対のスイッチであって、それぞれ上記の切替信号に応答し、い ずれかの切替信号がその活性レベルにある場合、上記のドライバの線を介して電 流を流す上記の一対のスイッチによって構成されることを特徴とする請求の範囲 第23項または第24項記載の電子回路。 26.上記のスイッチは、一対の相補型電界効果トランジスタによって構成さ れ、上記の電界効果トランジスタのそれぞれのドレインは共に上記のドライバの 線に結合され、それぞれのソースはそれぞれ上記の電源に結合され、それぞれの ゲート電極はそれぞれ上記の切替信号を受け取ることを特徴とする請求の範囲第 25項記載の電子回路。 27.上記のシステムの振動は、上記の基本共振周波数以外の少なくとも1つ の共振周波数に帰することのできる周波数成分を有することを特徴とする先行す る請求の範囲のいずれかに記載の電子回路。 28.上記のシステムの振動は、ほぼ上記の基本共振周波数の高調波を有する ことを特徴とする請求の範囲第27項記 載の電子回路。 29.上記の高調波は奇数番号の高調波であることを特徴とする請求の範囲第 28項記載の電子回路。 30.各回路のクロック信号は、上記の入力クロック信号とは実質的に異なっ た電圧のスイングを有することを特徴とする先行する請求の範囲のいずれかに記 載の電子回路。 31.各回路のクロック信号は、上記の入力クロック信号よりも実質的に大き い電圧のスイングを有することを特徴とする先行する請求の範囲のいずれかに記 載の電子回路。 32.上記の基本回路は、第34図のフリップフロップのマスター部に示すよ うに実質的に構成した状態回路を含む少なくとも1つの回路素子を有することを 特徴とする請求の範囲第31項記載の電子回路。 33.上記の電子回路は、1つの集積回路の一部であることを特徴とする先行 する請求の範囲のいずれかに記載の電子回路。 34.上記の電子回路は、共通基板上に取り付けた少なくとも2つの集積回路 に渡って分布していることを特徴とする先行する請求の範囲のいずれかに記載の 電子回路。 35.上記の機能回路は、CMOS素子、バイポーラ素子またはBiCMOS 素子によって構成することを特徴とする先行する請求の範囲のいずれかに記載の 電子回路。 36.上記の機能回路は、レベル検出用の状態素子を有することを特徴とする 先行する請求の範囲のいずれかに記載の電子回路。 37.電子機能を実行する機能回路であって、上記の機能 回路の特定の素子は回路周波数で状態を変化する少なくとも1つの信号に応答し て実質的に上記の回路周波数で状態を変化する上記の機能回路;及び 上記の回路周波数で振動する共振システムであって、共振状態にあるように基 本共振的周波数の近くで動作され、その結果、上記の共振システムは主として共 振状態にあり、上記の機能回路に結合されて上記の機能回路と関連する容量及び /またはインダクタンスに打ち勝つことによって上記の特定の素子が状態を変化 するのを支援する上記の共振システムによって構成されることを特徴とする電子 回路。 38.上記のシステムの振動は、上記の基本共振周波数以外の少なくとも1つ の共振周波数に帰すべき成分を有することを特徴とする請求の範囲第37項記載 の電子回路。 39.上記のシステムの振動は、ほぼ上記の基本共振周波数の高調波を有する ことを特徴とする請求の範囲第37項または第38項記載の電子回路。 40.上記の高調波は、奇数番号の高調波であることを特徴とする請求の範囲 第39項記載の電子回路。 41.制御または同期用のそれぞれのパルスは、抵抗切替手段に優先して共振 電荷保存手段によって供給することを特徴とするデジタル電子回路。 42.所望のクロック周波数に従って共振する共振出力手段を有することを特 徴とするクロック駆動回路。 43.請求の範囲第1項乃至第40項のいずれかの特徴(複数)によって更に 構成されることを特徴とする請求の範囲第41項または第42項記載の回路。
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