JPH0998074A - ロウパスフィルタ - Google Patents

ロウパスフィルタ

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JPH0998074A
JPH0998074A JP7254781A JP25478195A JPH0998074A JP H0998074 A JPH0998074 A JP H0998074A JP 7254781 A JP7254781 A JP 7254781A JP 25478195 A JP25478195 A JP 25478195A JP H0998074 A JPH0998074 A JP H0998074A
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JP
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terminal
circuit
potential
output
signal
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JP7254781A
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English (en)
Inventor
Kenichi Imamiya
賢一 今宮
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Priority to US08/720,580 priority patent/US5834968A/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/46Filters
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/125Discriminating pulses
    • H03K5/1252Suppression or limitation of noise or interference

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回路しきい値が変動しても、通過最小パルス
幅が“H”パルスと“L”パルスとで等しく、かつ、通
過パルスにおいても、パルス幅が“H”パルスと“L”
パルスとで等しく、十分長い入力パルスにおいても入力
パルス幅と出力パルス幅が一致し、比較的チップ上の占
有面積が小さいロウパスフィルタを提供すること。 【解決手段】 本発明のロウパスフィルタは、入力信号
と同相及び逆相の信号を発生させる相補信号発生回路1
0と、2つのCR回路11、12と、フリップフロップ
回路15と、1つのCR回路の出力信号を所定のしきい
値で検出し、この検出結果に応じてフリップフロップ回
路15をセットするセット回路14と、もう1つのCR
回路の出力信号を同じしきい値で検出し、この検出結果
に応じてフリップフロップ回路15をリセットするリセ
ット回路13とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路に
用いられる論理回路における遅延回路ないしロウパスフ
ィルタに関する。特に、内部素子の回路しきい値がずれ
ても、通過する“H”レベルパルスと“L”レベルパル
スとのパルス幅が等しく、十分な長さを持ったパルスを
入力した場合には出力パルスの幅が入力パルスの幅と等
しく、さらに占有面積の小さなロウパスフィルタに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来のロウパスフィルタの構成を図7に
示す。インバータ回路21、22を直列に接続し、その
出力端にはCR回路23を接続し、さらにその出力端に
はインバータ回路24、25が接続されている。以上の
ように構成することにより、端子INに与えられる入力
信号は遅延され、遅延された信号が出力信号として端子
OUTに与えられる。
【0003】図8に図7の回路の動作を示す。時刻t70
において入力信号が“L”から“H”へ立ち上がると、
端子hの電位は“L”から徐々に“H”に変化する。そ
して、時刻t71においてインバータ24の回路しきい値
であるVth(Vth=2.5V=1/2・Vcc;Vss=0
V:Vcc=5V)を超えるとOUT端子における出力信
号は“L”から“H”へと変化する。続いて、時刻t72
において入力信号が“H”から“L”へ立ち下がると、
端子hの電位は徐々に“L”側に変化する。そして、時
刻t73においてインバータ24の回路しきい値であるV
thより下回るとOUT端子における出力信号は“H”か
ら“L”へと変化する。以上のように、入力信号が遅延
されていることが理解できる。
【0004】続いて、時刻t74において、入力信号が
“L”から“H”へ立ち上がると、端子hの電位は
“L”から徐々に“H”に変化する。しかし、インバー
タ24の回路しきい値であるVthを超えないまま時刻t
75において入力信号が“H”から“L”へ立ち下がる
と、端子hの電位は徐々に“L”側に変化する。以上の
ように、入力パルスがある幅より狭いと出力端子に信号
を伝達しないことが理解される。このように、図7の回
路はロウパスフィルタとしての動作をする。
【0005】続いて、図7に示す回路の問題点を示す。
これは、入力パルスが“H”パルスか“L”パルスかに
よって、伝達される最小幅のパルスが異なるという問題
である。この問題は、インバータ回路24の回路しきい
値が厳密に1/2・Vccでなく、製造プロセス上の原因
に基づいて変動した場合に生じる。図9に入力パルスが
“H”パルスである場合(a)及び“L”パルスである
場合(b)の例を示す。インバータ回路24のしきい値
はやや高くなってしまった場合を仮定している。
【0006】はじめに“H”パルスが入力された場合を
考える。時刻t80において入力信号が“L”から“H”
へ立ち上がると、端子hの電位は“L”から徐々に
“H”に変化する。しかし、インバータ24の回路しき
い値であるVthはやや高い電位へとなっているため、こ
れを超えないまま時刻t81において入力信号が“H”か
ら“L”へ立ち下がると、端子hの電位は徐々に“L”
側に変化する。以上のようにして、所定幅のパルスが出
力端子へ伝達されないことがわかる。
【0007】続いて上述の“H”パルスと全く同じ幅の
“L”パルスが入力された場合を考える。時刻t82にお
いて、入力信号が“H”から“L”へ立ち下がると、端
子hの電位は“H”から徐々に“L”に変化する。そし
て、時刻t83においてインバータ24の回路しきい値で
あるVthを下回るとOUT端子における出力信号は
“H”から“L”へと変化する。続いて、時刻t84にお
いて入力信号が“L”から“H”へ立ち上がると、端子
hの電位は徐々に“H”側に変化する。そして、時刻t
85においてインバータ24の回路しきい値であるVthを
超えるとOUT端子における出力信号は“L”から
“H”へと変化する。以上のようにして、上述の“H”
パルスと全く同じ幅の“L”パルスが入力された時でも
インバータ回路24のしきい値はやや高くなってしまっ
た場合には、入力信号を出力に伝達してしまうことがわ
かる。
【0008】このように、従来のロウパスフィルタの第
1 の問題点は、入力パルスが“H”パルスか“L”パル
スかによって、伝達される最小幅のパルスが異なるとい
う問題が生ずることである。同様に、出力パルスが得ら
れる場合でも、“H”パルスと“L”パルスとで出力パ
ルスの幅が異なるという問題も生じる。
【0009】続いて、図7に示す回路の第2の問題点を
示す。ある程度長いパルスを入力した場合でも入力パル
スと出力パルスのパルス幅が異なってしまうという問題
である。図10に入力パルスが“H”パルスである場合
の例を示す。インバータ回路24のしきい値はやや高く
なってしまった場合を仮定している。
【0010】時刻t90において入力信号が“L”から
“H”へ立ち上がると、端子hの電位は“L”から徐々
に“H”に変化する。そして、時刻t91においてインバ
ータ24の回路しきい値であるVthを超えるとOUT端
子における出力信号は“L”から“H”へと変化する。
続いて、時刻t92において入力信号が“H”から“L”
へ立ち下がると、端子hの電位は徐々に“L”側に変化
する。そして、時刻t93においてインバータ24の回路
しきい値であるVthより下回るとOUT端子における出
力信号は“H”から“L”へと変化する。ここで、図1
0より、入力パルスの幅と出力パルスの幅とが異なって
いることが理解される。こりが従来のロウパスフィルタ
の第2の問題点である。
【0011】さらに、インバータのしきい値を調整でき
たと仮定しても、従来のロウパスフィルタはCR回路の
抵抗値及び容量値をやや大きくしなくてはならないとい
う問題があった。これが第3の問題点である。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の論理回路におけるロウパスフィルタはしきい値が1/
2・Vccからずれると、通過最小パルス幅が“H”パル
スと“L”パルスとで異なる、また、通過パルスにおい
ても、パルス幅が“H”パルスと“L”パルスとで異な
る、十分長い入力パルスにおいても入力パルス幅と出力
パルス幅が一致しない、回路のチップ上の占有面積が大
きくなる等の問題点が存在した。
【0013】本発明は上記欠点を除去することを目的と
し、通過最小パルス幅が“H”パルスと“L”パルスと
で等しく、かつ、通過パルスにおいても、パルス幅が
“H”パルスと“L”パルスとで等しく、十分長い入力
パルスにおいても入力パルス幅と出力パルス幅が一致
し、比較的チップ上の占有面積が小さいロウパスフィル
タを提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、入力端子及び出力端子と、入力
端子に接続され、この入力端子に与えられる信号と同相
の第1の信号及び逆相の第2の信号とを出力する相補信
号発生回路と、第1の信号が入力される第1のCR回路
と、第2の信号が入力される第2のCR回路と、出力端
子に接続されたフリップフロップ回路と、第1のCR回
路の出力に接続されその出力信号を所定のしきい値で検
出し、この検出結果に応じてフリップフロップ回路をセ
ットするセット回路と、第2のCR回路の出力に接続さ
れその出力信号をセット回路と等しいしきい値で検出
し、この検出結果に応じてフリップフロップ回路をリセ
ットするリセット回路とを具備することを特徴とするロ
ウパスフィルタを提供する。ここで、セット回路及びリ
セット回路のしきい値は電源電位と接地電位との中間の
電位よりも低く設定されている。また、セット回路のセ
ット動作とリセット回路のリセット動作とが競合するこ
との無いように設定されている。
【0015】より詳細には、本発明のロウパスフィルタ
は、入力端子と、入力端子に接続され、この入力端子に
与えられる信号と同相の第1の信号を第1の端子に出力
し、逆相の第2の信号を第2の端子に出力する相補信号
発生回路と、第1の端子に入力端子が接続され、CR遅
延出力を第3の端子に出力する第1のCR回路と、第2
の端子に入力端子が接続され、CR遅延出力を第4の端
子に出力する第2のCR回路と、出力端子と、出力端子
に接続されたフリップフロップ回路と、フリップフロッ
プ回路の一端と電源電位の与えられる端子との間に接続
された第1のMOSトランジスタと、フリップフロップ
回路の一端と接地電位の与えられる端子との間に接続さ
れた第2のMOSトランジスタと、第3の端子の電位が
所定電位以下の時に第1のMOSトランジスタを導通さ
せる第1の手段と、第4の端子の電位が所定電位以下の
時に第2のMOSトランジスタを導通させる第2の手段
とから構成される。第1のMOSトランジスタはP型M
OSトランジスタであり、第1の手段は偶数段のインバ
ータ回路であり、第2のMOSトランジスタはN型MO
Sトランジスタであり前記第2の手段は奇数段のインバ
ータ回路であるまた、別の実施例において提供するロウ
パスフィルタは、入力端子と、入力端子に接続され、こ
の入力端子に与えられる信号と逆相の第1の信号を第1
の端子に出力し、同相の第2の信号を第2の端子に出力
する相補信号発生回路と、第1の端子に入力端子が接続
され、CR遅延出力を第3の端子に出力する第1のCR
回路と、第2の端子に入力端子が接続され、CR遅延出
力を第4の端子に出力する第2のCR回路と、出力端子
と、出力端子に接続されたフリップフロップ回路と、フ
リップフロップ回路の一端と接地電位の与えられる端子
との間に接続された第1のMOSトランジスタと、フリ
ップフロップ回路の他端と接地電位の与えられる端子と
の間に接続された第2のMOSトランジスタと、第3の
端子の電位が所定電位以上の時に第1のMOSトランジ
スタを導通させる第1の手段と、第4の端子の電位が所
定電位以上の時に第2のMOSトランジスタを導通させ
る第2の手段とから構成される。第1のMOSトランジ
スタはP型MOSトランジスタであり、第1の手段は奇
数段のインバータ回路であり、第2のMOSトランジス
タはN型MOSトランジスタであり第2の手段は偶数段
のインバータ回路である。
【0016】また、さらに別の実施例において提供する
ロウパスフィルタは、入力端子と、入力端子に接続さ
れ、この入力端子に与えられる信号と同相の第1の信号
を第1の端子に出力し、逆相の第2の信号を第2の端子
に出力する相補信号発生回路と、第1の端子に入力端子
が接続され、CR遅延出力を第3の端子に出力する第1
のCR回路と、第2の端子に入力端子が接続され、CR
遅延出力を第4の端子に出力する第2のCR回路と、出
力端子と、出力端子に接続されたフリップフロップ回路
と、フリップフロップ回路の一端と接地電位の与えられ
る端子との間に接続された第1のMOSトランジスタ
と、フリップフロップ回路の他端と接地電位の与えられ
る端子との間に接続された第2のMOSトランジスタ
と、第3の端子の電位が所定電位以下の時に第1のMO
Sトランジスタを導通させる第1の手段と、第4の端子
の電位が所定電位以下の時に第2のMOSトランジスタ
を導通させる第2の手段とから構成される。第1のMO
SトランジスタはN型MOSトランジスタであり、第1
の手段は奇数段のインバータ回路であり、第2のMOS
トランジスタはN型MOSトランジスタであり第2の手
段は奇数段のインバータ回路である。
【0017】さらに、本発明では、入力端子及び出力端
子と、入力端子に接続され、この入力端子に与えられる
信号と同相の第1の信号及び逆相の第2の信号とを出力
する相補信号発生回路と、第1の信号が入力される第1
のCR回路と、第2の信号が入力される第2のCR回路
と、出力端子に接続され、第1 のCR回路の出力により
セットされ、第2のCR回路の出力によりリセットされ
るフリップフロップ回路とを具備することを特徴とする
ロウパスフィルタを提供する。
【0018】以上のように構成することにより、通過最
小パルス幅が“H”パルスと“L”パルスとで等しく、
かつ、通過パルスにおいても、パルス幅が“H”パルス
と“L”パルスとで等しく、十分長い入力パルスにおい
ても入力パルス幅と出力パルス幅が一致し、比較的チッ
プ上の占有面積が小さいロウパスフィルタを提供でき
る。
【0019】
【発明の実施の形態】続いて、本発明の最良の実施形態
を図面を参照して説明する。図1は本発明の実施例であ
る。図1 に示すとおり、本発明のロウパスフィルタは、
入力端子IN、出力端子OUT、相補信号発生回路1
0、CR回路11、12、セット回路14、リセット回
路13、及びフリップフロップ回路15から構成され
る。
【0020】相補信号発生回路10は入力端子INに接
続され、この入力端子に与えられる信号と同相の信号及
び逆相の信号とを出力する。この回路はインバータ回路
1、2より構成される。
【0021】CR回路11、12はそれぞれ抵抗R1 、
R2 、容量素子C1 、C2 から構成され、CR積分回路
を構成している。フリップフロップ回路15は出力端子
OUTに接続され、逆並列接続されたインバータ回路
6、7より構成される。
【0022】セット回路14はCR回路12の出力に接
続され、その出力信号を所定のしきい値Vthで検出し、
この検出結果に応じてフリップフロップ回路15をセッ
トする。この回路は電源電位Vccが印加される端子とフ
リップフロップの出力側端子との間に接続されたP型M
OSトランジスタQ1 及びこのゲートを制御する偶数段
のインバータ回路3、4から構成される。
【0023】リセット回路13はCR回路11の出力に
接続されその出力信号をセット回路と等しいしきい値V
thで検出し、この検出結果に応じてフリップフロップ回
路をリセットする。この回路は接地電位Vccが印加され
る端子とフリップフロップの出力側端子との間に接続さ
れたN型MOSトランジスタQ2 及びこのゲートを制御
する奇数段のインバータ回路5から構成される。
【0024】以上の構成のロウパスフィルタにおいて、
MOSトランジスタQ2 及びQ1 が同時に同通する(す
なわちセット動作とリセット動作の競合)のを防ぐた
め、セット回路14及びリセット回路13の初段のイン
バータ3、5のしきい値Vthは電源電位Vccと接地電位
Vccとの中間の電位よりも低く設定されている。
【0025】続いて、図1の回路の動作を説明する。図
2はパルス幅の異なる3種類の“H”パルスを入力した
ときの各ノードの電位を示している。
【0026】時刻t20において入力信号(IN)が
“L”から“H”へと立ち上がる。これに応じて、ノー
ドaの電位は“H”から“L”へ、ノードbの電位は
“L”から“H”へ変化する。またノードcの電位は
“H”から徐々に“L”へと変化し、ノードdの電位は
“L”から徐々に“H”へと変化する。続いて、時刻t
21において、ノードdの電位がインバータ3、5のしき
い値Vthを超えると、ノードfの電位は“H”から
“L”へと変化する。続いて、時刻t22において、入力
信号(IN)が“H”から“L”へと立ち下がる。これ
に応じて、ノードaの電位は“L”から“H”へ、ノー
ドbの電位は“H”から“L”へ変化する。また、ノー
ドcの電位は徐々に“H”側へと変化し、ノードdの電
位は徐々に“L”側へと変化する。続いて、時刻t23に
おいて、ノードdの電位がしきい値はVthより下がる
と、ノードfの電位は“L”から“H”へと変化する。
【0027】続いて、時刻t24において入力信号(I
N)が“L”から“H”へと立ち上がる。これに応じ
て、ノードaの電位は“H”から“L”へ、ノードbの
電位は“L”から“H”へ変化する。また、ノードcの
電位は“H”から徐々に“L”へと変化し、ノードdの
電位は“L”から徐々に“H”へと変化する。続いて、
時刻t24において、ノードdの電位がしきい値Vthを超
えると、ノードfの電位は“H”から“L”へと変化す
る。続いて、時刻t26において、ノードcの電位がしき
い値Vthよりも低くなると、ノードeの電位が“H”か
ら“L”へと変化する。これによりMOSトランジスタ
Q1 がオンし、フリップフロップ回路15が反転し、出
力信号(OUT)は“L”から“H”へと変化する。続
いて、時刻t27において、入力信号(IN)が“H”か
ら“L”へと立ち下がる。これに応じて、ノードaの電
位は“L”から“H”へ、ノードbの電位は“H”から
“L”へ変化する。また、ノードcの電位は徐々に
“H”側へと変化し、ノードdの電位は徐々に“L”側
へと変化する。続いて、時刻t28において、ノードcの
電位がしきい値Vthを超えると、ノードeの電位は
“L”から“H”へと変化する。続いて、時刻t29にお
いて、ノードdの電位がしきい値Vthより下がると、ノ
ードfの電位は“L”から“H”へと変化する。これに
よりMOSトランジスタQ2 がオンし、フリップフロッ
プ回路15が反転し、出力信号(OUT)は“H”から
“L”へと変化する。
【0028】続いて、時刻t30において入力信号(I
N)が“L”から“H”へと立ち上がる。これに応じ
て、ノードaの電位は“H”から“L”へ、ノードbの
電位は“L”から“H”へ変化する。また、ノードcの
電位は“H”から徐々に“L”へと変化し、ノードdの
電位は“L”から徐々に“H”へと変化する。続いて、
時刻t31において、ノードdの電位がしきい値Vthを超
えると、ノードfの電位は“H”から“L”へと変化す
る。続いて、時刻t32において、ノードcの電位がしき
い値Vthよりも低くなると、ノードeの電位が“H”か
ら“L”へと変化する。これによりMOSトランジスタ
Q1 がオンし、フリップフロップ回路15が反転し、出
力信号(OUT)は“L”から“H”へと変化する。続
いて、時刻t33において、入力信号(IN)が“H”か
ら“L”へと立ち下がる。これに応じて、ノードaの電
位は“L”から“H”へ、ノードbの電位は“H”から
“L”へ変化する。また、ノードcの電位は徐々に
“H”側へと変化し、ノードdの電位は徐々に“L”側
へと変化する。続いて、時刻t34において、ノードcの
電位がしきい値Vthを超えると、ノードeの電位は
“L”から“H”へと変化する。続いて、時刻t35にお
いて、ノードdの電位がしきい値Vthより下がると、ノ
ードfの電位は“L”から“H”へと変化する。これに
よりMOSトランジスタQ2 がオンし、フリップフロッ
プ回路15が反転し、出力信号(OUT)は“H”から
“L”へと変化する。
【0029】以上説明したように、図1の回路では、2
つのCR回路11、12を同時に動作させ、その2つの
出力のうち、しきい値Vthとクロスする時点が遅い方の
出力によりフリップフロップ回路15を反転させてい
る。つまり、入力信号が“L”から“H”へと変化する
ときはCR回路12の出力により、逆に入力信号が
“H”から“L”へと変化するときはCR回路11の出
力により律速される。何れにしても、図2より容易に見
て取れるように、図1の回路は所定パルス幅以下のパス
ルを通過させず、ロウパスフィルタとしての動作を行っ
ていることがわかる。
【0030】続いて、図3を用いて、“H”パルスと
“L”パスルとの両者において、通過パルスの幅が等し
くなることを示す。はじめに“H”パルスを入力した場
合について説明する。時刻t40において入力信号(I
N)が“L”から“H”へと立ち上がる。これに応じ
て、ノードaの電位は“H”から“L”へ、ノードbの
電位は“L”から“H”へ変化する。また、ノードcの
電位は“H”から徐々に“L”へと変化し、ノードdの
電位は“L”から徐々に“H”へと変化する。続いて、
時刻t41において、ノードdの電位がしきい値Vthを超
えると、ノードfの電位は“H”から“L”へと変化す
る。続いて、時刻t42において、ノードcの電位がしき
い値Vthよりも低くなると、ノードeの電位が“H”か
ら“L”へと変化する。これによりMOSトランジスタ
Q1 がオンし、フリップフロップ回路15が反転し、出
力信号(OUT)は“L”から“H”へと変化する。続
いて、時刻t43において、入力信号(IN)が“H”か
ら“L”へと立ち下がる。これに応じて、ノードaの電
位は“L”から“H”へ、ノードbの電位は“H”から
“L”へ変化する。また、ノードcの電位は徐々に
“H”側へと変化し、ノードdの電位は徐々に“L”側
へと変化する。続いて、時刻t44において、ノードcの
電位がしきい値Vthを超えると、ノードeの電位は
“L”から“H”へと変化する。続いて、時刻t45にお
いて、ノードdの電位がしきい値Vthより下がると、ノ
ードfの電位は“L”から“H”へと変化する。これに
よりMOSトランジスタQ2 がオンし、フリップフロッ
プ回路15が反転し、出力信号(OUT)は“H”から
“L”へと変化する。
【0031】続いて、“L”パルスを入力した場合につ
いて説明する。時刻t46において入力信号(IN)が
“H”から“L”へと立ち下がる。これに応じて、ノー
ドaの電位は“L”から“H”へ、ノードbの電位は
“H”から“L”へ変化する。また、ノードcの電位は
“L”から徐々に“H”へと変化し、ノードdの電位は
“H”から徐々に“L”へと変化する。続いて、時刻t
47において、ノードcの電位がしきい値Vthを超える
と、ノードえの電位は“L”から“H”へと変化する。
続いて、時刻t48において、ノードdの電位がしきい値
Vthよりも低くなると、ノードfの電位が“L”から
“H”へと変化する。これによりMOSトランジスタQ
2 がオンし、フリップフロップ回路15が反転し、出力
信号(OUT)は“H”から“L”へと変化する。ここ
で、注意すべきことは、時刻t46からt48までの時間間
隔はt40からt42までの時間間隔と等しいことである。
続いて、時刻t49において、入力信号(IN)が“L”
から“H”へと立ち上がる。これに応じて、ノードaの
電位は“H”から“L”へ、ノードbの電位は“L”か
ら“H”へ変化する。また、ノードcの電位は徐々に
“L”側へと変化し、ノードdの電位は徐々に“H”側
へと変化する。続いて、時刻t50において、ノードdの
電位がしきい値Vthを超えると、ノードfの電位は
“H”から“L”へと変化する。続いて、時刻t51にお
いて、ノードcの電位がしきい値Vthより下がると、ノ
ードeの電位は“H”から“L”へと変化する。これに
よりMOSトランジスタQ1 がオンし、フリップフロッ
プ回路15が反転し、出力信号(OUT)は“L”から
“H”へと変化する。ここで、注意すべきことは、時刻
t49からt51までの時間間隔はt40からt42までの時間
間隔及びt46からt48までの時間間隔と等しいことであ
る。
【0032】以上説明したように、本発明によれば、回
路しきい値の値がばらついても、パルス幅の等しい
“H”パルス及び“L”パルスを入力すると、その出力
パスル幅は“H”パルスの場合と“L”パルスの場合と
で等しくなる。さらに、図3より判るように、入力パル
ス幅が十分に長いと、回路しきい値の値がばらついて
も、入力パスル幅と出力パルス幅とが等しくなる。これ
は“H”パルス及び“L”パルスに関わらずあてはま
る。そして、Vthは0< Vth <1/2・Vccの範囲
で設定すればよいので、従来のように1/2・Vccに厳
密に一致させる必要はない。
【0033】なお、図1に示す回路の具体的な回路パラ
メータは以下通りである。インバータ回路1、2、4を
構成するP型MOSトランジスタのW/L(ゲート幅/
ゲート長:単位μm)は8.0/0.9、N型MOSト
ランジスタのW/Lは4.0/0.8である。また、イ
ンバータ回路3、5はしきい値を1/2・Vccより低く
するため、P型MOSトランジスタのW/Lは4.0/
0.9、N型MOSトランジスタのW/Lは8.0/
0.8である。MOSトランジスタQ1 のW/Lは8.
0/0.9、MOSトランジスタQ2 のW/Lは4.0
/0.8である。さらに、フリップフロップ回路15を
構成するインバータ回路6、7は容易に反転し易くする
ため、P型MOSトランジスタのW/Lは4.0/4.
0、N型MOSトランジスタのW/Lも4.0/4.0
である。また、抵抗素子R1 、R2の抵抗値は約12K
オーム、容量素子C1 、C2 の容量値は約1pFであ
る。以上のように構成することによりインバータ回路
3、5のしきい値は電源電圧5Vに対し1.5Vとな
り、通過最狭パルスの幅は10nm程度となる。
【0034】上記パラメータを変更することにより、動
作を調整することが可能である。例えば、入力のパルス
幅と出力のパルス幅とを等しくしつつ、遅延時間を長く
するためには、インバータ回路3、5の回路しきい値V
thを低く設定すれば良い。この例を図4を参照して説明
する。
【0035】時刻t61において入力信号(IN)が
“L”から“H”へと立ち上がる。これに応じて、ノー
ドaの電位は“H”から“L”へ、ノードbの電位は
“L”から“H”へ変化する。またノードcの電位は
“H”から徐々に“L”へと変化し、ノードdの電位は
“L”から徐々に“H”へと変化する。続いて、時刻t
62において、ノードdの電位がインバータ3、5のしき
い値Vthを超えると、ノードfの電位は“H”から
“L”へと変化する。続いて、時刻t63において、入力
信号(IN)が“H”から“L”へと立ち下がる。これ
に応じて、ノードaの電位は“L”から“H”へ、ノー
ドbの電位は“H”から“L”へ変化する。また、ノー
ドcの電位は徐々に“H”側へと変化し、ノードdの電
位は徐々に“L”側へと変化する。続いて、時刻t64に
おいて、ノードdの電位がしきい値はVthより下がる
と、ノードfの電位は“L”から“H”へと変化する。
ここでは図示の通り出力パルスはフィルタリングされて
いる。
【0036】続いて、時刻t65において入力信号(I
N)が“L”から“H”へと立ち上がる。これに応じ
て、ノードaの電位は“H”から“L”へ、ノードbの
電位は“L”から“H”へ変化する。また、ノードcの
電位は“H”から徐々に“L”へと変化し、ノードdの
電位は“L”から徐々に“H”へと変化する。続いて、
時刻t66において、ノードdの電位がしきい値Vthを超
えると、ノードfの電位は“H”から“L”へと変化す
る。続いて、時刻t67において、ノードcの電位がしき
い値Vthよりも低くなると、ノードeの電位が“H”か
ら“L”へと変化する。これによりMOSトランジスタ
Q1 がオンし、フリップフロップ回路15が反転し、出
力信号(OUT)は“L”から“H”へと変化する。続
いて、時刻t68において、入力信号(IN)が“H”か
ら“L”へと立ち下がる。これに応じて、ノードaの電
位は“L”から“H”へ、ノードbの電位は“H”から
“L”へ変化する。また、ノードcの電位は徐々に
“H”側へと変化し、ノードdの電位は徐々に“L”側
へと変化する。続いて、時刻t69において、ノードcの
電位がしきい値Vthを超えると、ノードeの電位は
“L”から“H”へと変化する。続いて、時刻t76にお
いて、ノードdの電位がしきい値Vthより下がると、ノ
ードfの電位は“L”から“H”へと変化する。これに
よりMOSトランジスタQ2 がオンし、フリップフロッ
プ回路15が反転し、出力信号(OUT)は“H”から
“L”へと変化する。図4より容易にみてとれるよう
に、Vthが低く設定されているため、ノードcの電位が
降下しVthとクロスする迄時間が長くなり、その結果入
力パルスの立ち上がりから出力パルスの立ち上がり迄の
時間は長くなる。同時に、ノードdの電位が降下しVth
とクロスする迄時間が長くなるので、入力パルスの立ち
下がりから出力パルスの立ち下がり迄の時間も長くな
る。
【0037】この様に、本発明において、Vthが低けれ
ばそれだけ遅延時間が長くなり、逆に遅延時間が一定で
あれば、R・C等の回路定数が小さくてすむ。この結
果、回路の占有面積が大幅に縮小されるため、各種の用
途に好適である。
【0038】以上のように構成することにより、本発明
においては、通過最小パルス幅が“H”パルスと“L”
パルスとで等しく、かつ、通過パルスにおいても、パル
ス幅が“H”パルスと“L”パルスとで等しく、十分長
い入力パルスにおいても入力パルス幅と出力パルス幅が
一致し、比較的チップ上の占有面積が小さいロウパスフ
ィルタを提供できる。
【0039】続いて、本発明の変形例を示す。図5
(a)に本発明の第1 の変形例を示す。インバータ5
3、54の回路しきい値Vthを1/2・Vcc < Vth
< Vccの範囲で設定するために構成した回路であ
る。インバータ51、52、53、54、55、56、
57及び抵抗素子R3 、R4 、容量素子C3 、C4 、P
型MOSトランジスタQ51、N型MOSトランジスタQ
52等から構成される。インバータ51、52は相補信号
発生回路を構成する。インバータ53及びP型MOSト
ランジスタQ51はセット回路を構成し、インバータ5
4、55、N型MOSトランジスタQ52はリセット回路
を構成する。この回路でも図1 の実施例とほぼ同様の動
作をするが、図1の実施例ではインバータ3、5のしき
い値を低く調整するためにP型MOSトランジスタと、
これとほぼ同じ程度の大きさのN型MOSトランジスタ
とを直列接続してインバータ3、5を構成できたのに対
し、図5(a)の回路は逆にインバータ53、54の回
路しきい値Vthを1/2・Vcc < Vth < Vccの
範囲で設定する必要があり、インバータの面積が大きく
なるという問題がある。逆に言えばこれは図1の回路の
利点でもある。
【0040】図5(b)に本発明の第2の変形例を示
す。インバータ63、64の回路しきい値Vthは0 <
Vth < 1/2・Vccの範囲である。さらに、イン
バータ回路の個数も少なくなっており、セット回路にN
型MOSトランジスタを用いることができる。回路構成
は、図示するように、インバータ61、62、63、6
4、66、67、抵抗素子R5 、R6 、容量素子C5 、
C6 、N型MOSトランジスタQ53、Q54等から構成さ
れる。インバータ61、62は相補信号発生回路を構成
する。インバータ63及びN型MOSトランジスタQ53
セット回路を構成し、インバータ64及びN型MOSト
ランジスタQ54はリセット回路を構成する。以上のよう
に構成すると、非常に小面積でロウパスフィルタが実現
できる。
【0041】続いて、本発明の第3の変形例を図6
(a)を参照して示す。このロウパスフィルタは、入力
端子IN、出力端子OUT、相補信号発生回路101、
CR回路102、103、及びフリップフロップ回路1
04から構成される。
【0042】相補信号発生回路101は入力端子INに
接続され、この入力端子に与えられる信号と同相の信号
及び逆相の信号とを出力する。この回路はインバータ回
路71、72より構成される。
【0043】CR回路102、103はそれぞれ抵抗R
7、R8、容量素子C7、C8から構成され、CR積分
回路を構成している。フリップフロップ回路104は出
力端子OUTに接続され、インバータ回路74、75と
2つのNOR回路76、77より構成される。
【0044】以上の構成のロウパスフィルタにおいても
インバータ74、75のしきい値Vthは電源電位Vccと
接地電位Vccとの中間の電位よりも低く設定されてい
る。続いて、本発明の第4の変形例を図6(b)を参照
して示す。このロウパスフィルタは、入力端子IN、出
力端子OUT、相補信号発生回路105、CR回路10
6、107、及びフリップフロップ回路108から構成
される。
【0045】相補信号発生回路105は入力端子INに
接続され、この入力端子に与えられる信号と同相の信号
及び逆相の信号とを出力する。この回路はインバータ回
路81、82より構成される。
【0046】CR回路106、107はそれぞれ抵抗R
9、R10、容量素子C9、C10から構成され、CR
積分回路を構成している。フリップフロップ回路108
は出力端子OUTに接続され、2つのNAND回路8
6、87より構成される。
【0047】以上の構成のロウパスフィルタにおいても
NAND回路86、87の入力段しきい値Vthは電源電
位Vccと接地電位Vccとの中間の電位よりも低く設定さ
れている。
【0048】
【発明の効果】以上述べたように、本発明を用いると、
通過最小パルス幅が“H”パルスと“L”パルスとで等
しく、かつ、通過パルスにおいても、パルス幅が“H”
パルスと“L”パルスとで等しく、十分長い入力パルス
においても入力パルス幅と出力パルス幅が一致し、比較
的チップ上の占有面積が小さいロウパスフィルタを提供
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のロウパスフィルタの回路図で
ある。
【図2】本発明の実施例のロウパスフィルタの動作波形
図である。
【図3】本発明の実施例のロウパスフィルタの動作波形
図である。
【図4】本発明の実施例のロウパスフィルタの動作波形
図である。
【図5】本発明のロウパスフィルタの変形例である。
【図6】本発明のロウパスフィルタの変形例である。
【図7】従来のロウパスフィルタの回路図である。
【図8】従来のロウパスフィルタの動作波形図である。
【図9】従来のロウパスフィルタの動作波形図である。
【図10】従来のロウパスフィルタの動作波形図であ
る。
【符号の説明】
1、2、3、4、5、6、7…インバータ回路, 10…相補信号発生回路, 11、12…CR回路, 13…リセット回路, 14…セット回路, 15…フリップフロップ回路, R…抵抗素子, C…容量素子, Q…MOSトランジスタ,

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力端子及び出力端子と、 前記入力端子に接続され、この入力端子に与えられる信
    号と同相の第1の信号及び逆相の第2の信号とを出力す
    る相補信号発生回路と、 前記第1の信号が入力される第1のCR回路と、 前記第2の信号が入力される第2のCR回路と、 前記出力端子に接続されたフリップフロップ回路と、 前記第1のCR回路の出力に接続されその出力信号を所
    定のしきい値で検出し、この検出結果に応じて前記フリ
    ップフロップ回路をセットするセット回路と、 前記第2のCR回路の出力に接続されその出力信号を前
    記セット回路と等しいしきい値で検出し、この検出結果
    に応じて前記フリップフロップ回路をリセットするリセ
    ット回路とを具備することを特徴とするロウパスフィル
    タ。
  2. 【請求項2】前記セット回路及び前記リセット回路のし
    きい値は電源電位と接地電位との中間の電位よりも低く
    設定されていることを特徴とする請求項1記載のロウパ
    スフィルタ。
  3. 【請求項3】前記セット回路のセット動作と前記リセッ
    ト回路のリセット動作とが競合することの無いように設
    定されていることを特徴とする請求項1記載のロウパス
    フィルタ。
  4. 【請求項4】入力端子と、 前記入力端子に接続され、この入力端子に与えられる信
    号と同相の第1の信号を第1の端子に出力し、逆相の第
    2の信号を第2の端子に出力する相補信号発生回路と、 前記第1の端子に入力端子が接続され、CR遅延出力を
    第3の端子に出力する第1のCR回路と、 前記第2の端子に入力端子が接続され、CR遅延出力を
    第4の端子に出力する第2のCR回路と、 出力端子と、 前記出力端子に接続されたフリップフロップ回路と、 前記フリップフロップ回路の一端と電源電位の与えられ
    る端子との間に接続された第1のMOSトランジスタ
    と、 前記フリップフロップ回路の前記一端と接地電位の与え
    られる端子との間に接続された第2のMOSトランジス
    タと、 前記第3の端子の電位が所定電位以下の時に前記第1の
    MOSトランジスタを導通させる第1の手段と、 前記第4の端子の電位が前記所定電位以下の時に前記第
    2のMOSトランジスタを導通させる第2の手段とから
    構成されることを特徴とするロウパスフィルタ。
  5. 【請求項5】前記第1のMOSトランジスタはP型MO
    Sトランジスタであり、前記第1の手段は偶数段のイン
    バータ回路であり、前記第2のMOSトランジスタはN
    型MOSトランジスタであり前記第2の手段は奇数段の
    インバータ回路であることを特徴とする請求項4記載の
    ロウパスフィルタ。
  6. 【請求項6】入力端子と、 前記入力端子に接続され、この入力端子に与えられる信
    号と逆相の第1の信号を第1の端子に出力し、同相の第
    2の信号を第2の端子に出力する相補信号発生回路と、 前記第1の端子に入力端子が接続され、CR遅延出力を
    第3の端子に出力する第1のCR回路と、 前記第2の端子に入力端子が接続され、CR遅延出力を
    第4の端子に出力する第2のCR回路と、 出力端子と、 前記出力端子に接続されたフリップフロップ回路と、 前記フリップフロップ回路の一端と接地電位の与えられ
    る端子との間に接続された第1のMOSトランジスタ
    と、 前記フリップフロップ回路の他端と前記接地電位の与え
    られる端子との間に接続された第2のMOSトランジス
    タと、 前記第3の端子の電位が所定電位以上の時に前記第1の
    MOSトランジスタを導通させる第1の手段と、 前記第4の端子の電位が前記所定電位以上の時に前記第
    2のMOSトランジスタを導通させる第2の手段とから
    構成されることを特徴とするロウパスフィルタ。
  7. 【請求項7】前記第1のMOSトランジスタはP型MO
    Sトランジスタであり、前記第1の手段は奇数段のイン
    バータ回路であり、前記第2のMOSトランジスタはN
    型MOSトランジスタであり前記第2の手段は偶数段の
    インバータ回路であることを特徴とする請求項6記載の
    ロウパスフィルタ。
  8. 【請求項8】入力端子と、 前記入力端子に接続され、この入力端子に与えられる信
    号と同相の第1の信号を第1の端子に出力し、逆相の第
    2の信号を第2の端子に出力する相補信号発生回路と、 前記第1の端子に入力端子が接続され、CR遅延出力を
    第3の端子に出力する第1のCR回路と、 前記第2の端子に入力端子が接続され、CR遅延出力を
    第4の端子に出力する第2のCR回路と、 出力端子と、 前記出力端子に接続されたフリップフロップ回路と、 前記フリップフロップ回路の一端と接地電位の与えられ
    る端子との間に接続された第1のMOSトランジスタ
    と、 前記フリップフロップ回路の他端と前記接地電位の与え
    られる端子との間に接続された第2のMOSトランジス
    タと、 前記第3の端子の電位が所定電位以下の時に前記第1の
    MOSトランジスタを導通させる第1の手段と、 前記第4の端子の電位が前記所定電位以下の時に前記第
    2のMOSトランジスタを導通させる第2の手段とから
    構成されることを特徴とするロウパスフィルタ。
  9. 【請求項9】前記第1のMOSトランジスタはN型MO
    Sトランジスタであり、前記第1の手段は奇数段のイン
    バータ回路であり、前記第2のMOSトランジスタはN
    型MOSトランジスタであり前記第2の手段は奇数段の
    インバータ回路であることを特徴とする請求項8記載の
    ロウパスフィルタ。
  10. 【請求項10】入力端子及び出力端子と、 前記入力端子に接続され、この入力端子に与えられる信
    号と同相の第1の信号及び逆相の第2の信号とを出力す
    る相補信号発生回路と、 前記第1の信号が入力される第1のCR回路と、 前記第2の信号が入力される第2のCR回路と、 前記出力端子に接続され、前記第1 のCR回路の出力に
    よりセットされ、前記第2のCR回路の出力によりリセ
    ットされるフリップフロップ回路とを具備することを特
    徴とするロウパスフィルタ。
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