JPH10284998A - 低周波発振回路 - Google Patents

低周波発振回路

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JPH10284998A
JPH10284998A JP9102738A JP10273897A JPH10284998A JP H10284998 A JPH10284998 A JP H10284998A JP 9102738 A JP9102738 A JP 9102738A JP 10273897 A JP10273897 A JP 10273897A JP H10284998 A JPH10284998 A JP H10284998A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resistor
capacitor
terminal
oscillation circuit
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP9102738A
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English (en)
Inventor
Michiya Kato
道哉 加藤
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Pacific Industrial Co Ltd
Taiheiyo Kogyo KK
Original Assignee
Pacific Industrial Co Ltd
Taiheiyo Kogyo KK
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Publication date
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Publication of JPH10284998A publication Critical patent/JPH10284998A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、マイクロコンピュータのウェーク
アップ電気信号を出力させる低周波発振回路の消費電流
を1マイクロA程度におさえ、電池寿命を飛躍的に向上
させることを目的とするものである。 【構成】 本発明の低周波発振回路は、シュミットイン
バー1の出力端子3に抵抗7を接続し、当該抵抗7の他
端に、コンデンサ9を直列接続し、前記抵抗7とコンデ
ンサ9の接続点を前記シュミットインバータ1の入力端
子2に接続した発振回路であって、電源と当該シュミッ
トインバータ1の電源端子4を抵抗8を介し接続すると
共に、電源端子4にはコンデンサ10を接地接続したこ
とを特徴とするものである。また、前記の低周波発振回
路の出力端子3からの信号をトランジスタインバータ回
路11に入力し、当該トランジスタインバータ回路11
の出力端子16より信号出力したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、電池を電源とす
るマイクロコンピュータのウェークアップ電気信号を出
力させる低周波発振回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、CMOSマイクロコンピュータを
使用した機器では、極力消費電力を抑えるために色々な
工夫がなされている。例えば、特開昭59−19572
6号公報のマイクロコンピュータ、特に高周波発振回路
と低周波発振回路とを内蔵せしめたマイクロコンピュー
タにおいては、第1の発振回路より低い周波数のクロッ
ク信号を出力する第2の発振回路と、クロック信号の出
力制御回路を設けることにより、マイクロコンピュータ
のスタンバイ時の消費電力を低減するようにしている。
つまり、特に、CMOSの消費電力が駆動されるクロッ
クの周波数に比例するという特性上、極力クロック周波
数を低く抑えるようになっている。しかし、上記のマイ
クロコンピュータにおいては、低周波発振回路自体は常
時動作しているため、マイクロコンピュータが電源を不
必要とする場合でも僅かであるが電力の消費があるとい
うみのであった。
【0003】一方、低周波発振回路としては、従来より
メーカーカタログに図2に示すような回路が記述されて
いる。この従来の低周波発振回路図は、シュミットイン
バータ19の出力端子21に抵抗17を接続し、当該抵
抗17の他端にコンデンサ18を直列接続し、前記抵抗
17とコンデンサ18の接続点を前記シュミットインバ
ータ19の入力端子20に接続するようにしている。ま
た、前記のシュミットインバータ19としては、消費電
流が1μAと非常に少ない、CMOSデジタルICの7
4HC14や、4584が使用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
低周波発振回路にあっては、シュミットインバータIC
の性能上アナログ電圧が入力されると、ある一定の入力
電圧レベルの時ICには数mAの動作電流が流れるた
め、小型の小容量電池を駆動源としたり、さらには電池
交換ができないような所で使用されたりする装置では、
電池容量のほとんどがこれに消費されてしまい、目的と
する装置の作動時間が極端に低下してしまう等致命的問
題点があった。
【0005】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、非常に簡便な回路で、消費電
流を1μA程度におさえ、電池寿命を飛躍的に向上させ
ることを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の低周波発振回路
は、シュミットインバータ1の出力端子3に抵抗7を接
続し、当該抵抗7の他端にコンデンサ9を直列接続し、
前記抵抗7とコンデンサ9の接続点を前記シュミットイ
ンバータ1の入力端子2に接続した発振回路であって、
電源と、当該シュミットインバータ1の電源端子4を抵
抗8を介し接続すると共に電源端子4にはコンデンサ1
0を接地接続したものである。また、前記出力端子3か
らの信号をトランジスタインバータ回路11に入力し、
当該トランジスタインバータ回路11の出力端子16よ
り信号出力とするものである。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。図1は、本発明の低周波発振回路を示
す回路図である。本発明の低周波発振回路は、シュミッ
トインバータ1である74HC14の出力端子3に10
MΩ抵抗7を接続し、当該抵抗7の他端に2μFコンデ
ンサ9を直列接続して、他端は接地されていてさらに、
前記抵抗7とコンデンサ9の接続点を前記シュミットイ
ンバータ1の入力端子2に接続したものであり、前記シ
ュミットインバータ1の電源端子4は高抵抗4.7MΩ
の抵抗8を介し電源Vc6に接続すると共に、電源端子
4には220pFコンデンサ10を接地接続している。
また、前記シュミットインバータの出力端子3は、抵抗
13とコンデンサ15の並列回路を通し、抵抗14を負
荷とした電流増幅率の大きいNPNトランジスタ12で
構成したインバータ回路11に入力し、当該NPNトラ
ンジスタ12と前記抵抗14の接続点が出力端子16と
なっている。
【0008】
【発明の作用】この様に構成された本発明の低周波発振
回路を、図3のタイミングチャートに基づいて説明する
と、小文字a、b、cは、図1中での各ポイントの波形
であることを示している。シュミットインバータ1は、
図4に示すようにヒステリシス特性を持つインバータで
あり、電源電圧の約1/2の近辺に、出力電圧が反転す
るスレシホールド電圧VTHを持ち、その電圧を境にHか
らLに反転する電圧VHL、またはLからHに反転する電
圧VLHがある。今シュミットインバータ1の出力b点が
Hレベルになった時コンデンサ9は、抵抗7を通し徐々
に充電され、電圧はa点に示すように上昇して行く。
【0009】図5は、C−MOSの74HC14シュミ
ットインバータの内部等価回路で、H出力の時は、P−
MOSFET22のみがオンとなり、L出力の時は、N
−MOSFET23のみがオンとなるため、電源端子か
ら接地端子に流れる電流は非常に少ない。今、入力電圧
がVHLに近ずくに従って電源側P−MOSFET22と
接地側N−MOSFET23は、共に導通状態となる所
があって、電源から接地端子に通常では流れることのな
い数mAという貫通電流が流れる。この電流は、数mA
の動作機器にとっては非常に大きい。高抵抗8は、この
貫通電流を制限するためのものであり、電源電圧を5
V、抵抗8を4.7MΩで動作させた時には、約0.4
〜0.6μAと非常に少なく制限できた。この電流は、
抵抗8の4.7MΩを流れるため電源端子4の電圧は、
(0.4〜0.6μA)×4.7MΩ≒=2〜3V電圧
低下し、CMOSのICでは、電源電圧にほぼ等しい電
圧が出力されるから、b点での出力電圧は、3〜2Vに
低下する。 a点の電圧が第3図のVHLに達すると出力
は反転し、HからLになる。この時にコンデンサ9は、
抵抗8を通して放電し、a点の入力端子2の電圧は、徐
々に低下してゆく。そして電圧がVLHになると、出力電
圧は、LからHに変化し、これら一連の動作を繰り返し
発振動作を継続する。出力電圧が、LからHになるとき
は、図5でMOSFETの特性上入力電圧がVLHの時に
は、接地側N−MOSFET23はすでにOFFとなっ
ていて、電源端子4から接地端子に流れる貫通電流はほ
とんどない。このため出力電圧は、電源電圧VCにほと
んど等しくなる。コンデンサ10は、ノイズ吸収用のコ
ンデンサで電源端子4の低インピーダンス化に寄与し、
出力電圧の低ノイズ化をはかる。
【0010】NPNトランジスタ12からなるインバー
タ回路11は、b点での出力電圧がHになった直後で
は、ほぼ電源電圧に等しい5Vであるが、Lに反転する
直前では、3〜2Vまでに低下してしまい、このような
出力電圧を同様なMOSFET入力のICに接続する
と、先に説明したように、接続したICにもアナログ的
な中間電圧が印加され同様に数mAの貫通電流が流れて
しまう弊害を無くすためのものである。NPNトランジ
スタ12は、電流増幅率の大きなトランジスタを用い、
トランジスタ12のスイッチング速度を向上させるため
のコンデンサ15と抵抗13によって駆動される。シュ
ミットインバータ1の出力がL(約0V)からH(約5
V)になるときや、H(3〜2V)からL(0V)に状
態が変化した時にも、NPNトランジスタ12は、入力
電圧が約0.5V以上であればONするから、完全なO
N、OFF動作を行い、C点の出力はOVか5Vとなっ
て、次段に接続するICの動作電流を増大させることは
ない。なおこの効果は、トランジスタ12の電流増幅率
の大小や、コンデンサ15の有無に特にかかわるという
ものではない。本回路の場合発振周期は、約30秒で、
消費電流は、0.8μAである。発振周期を長くするに
は、コンデンサC9の定数を大きくすれば良く、前の説
明より明らかである。
【0011】また、前記の実施例のシュミットインバー
タ1とトランジスタインバータ回路11との間をコンデ
ンサで接続(図示しない。)し、トランジスタインバー
タ回路に微分信号として入力すれば更に効果がおおきい
ことはいうまでもない。
【0012】マイクロコンピュータ(図示せず)は、小
電力駆動させるときのため、低消費電流動作のできるス
タンバイモードを持ち、1μA程度の動作電流とするこ
とができる。この状態を解除するためには、LからH,
またはHからLに変化する信号を入力する必要がある。
スタンバイモードが解除されると、マイクロコンピュー
タは、定められた処理を行い再びスタンバイモード入る
ようにプログラムされる。マイクロコンピュータの処理
中は、消費電力は、数mAと大きく、低消費電力化のた
めには、スタンバイモードにある時間が長い程良く、こ
のためには低消費で、より発振周期の長い発振回路から
のH、L信号が必要である。
【0013】本回路を用いたシステムの、スタンバイ時
の消費電流は、マイコン等を含めても約0.9μA以下
で、一例として同一仕様の動作で、本回路を用いない時
の発振器の消費電流が10μAであった時の電池寿命が
5.4年であったのに対し、本回路を使用すると、14
年に電池寿命を伸ばすことができた。
【0014】
【発明の効果】以上のように、本発明の低周波発振回路
は、シュミットインバータ1の出力端子3に抵抗7を接
続し、当該抵抗7の他端にコンデンサ9を直列接続し、
前記抵抗7とコンデンサ9の接続点を前記シュミットイ
ンバータ1の入力端子2に接続した発振回路であって、
電源と当該シュミットインバータ1の電源端子4を抵抗
8を介し接続すると共に電源端子4にはコンデンサ10
を接地接続している。出力端子3からの信号をトランジ
スタインバータ回路11に入力し、当該トランジスタイ
ンバータ回路11の出力端子16より信号出力とし、マ
イコンのスタンバイモードを解除し、必要な時だけマイ
コンを動作させ、また、本回路でも非常に消費電流が少
ないため飛躍的に電池寿命を伸ばす事ができるようにな
った。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による低周波発振回路の回路図。
【図2】 従来の低周波発振回路の回路図。
【図3】 本発明による低周波発振回路のタイミングチ
ャート図。
【図4】 シュミットインバータのヒステリシス特性。
【図5】 シュミットインバータの内部等価回路。
【符号の説明】 1,19 シュミットインバータ 、 2,20 入力
端子、 3,21 出力端子、 4 電源
端子、 5 接地端子、 6 電源
VC、 7,8,13,14,17 抵抗、 9,10,15,
18 コンデンサ、 11 トランジスタインバータ回路、 12 NPNト
ランジスタ、 16 出力端子、 22 P−MO
SFET、 23 N−MOSFET。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シュミットインバータ1の出力端子3に抵
    抗7を接続し、当該抵抗7の他端に、コンデンサ9を直
    列接続し、前記抵抗7とコンデンサ9の接続点を前記シ
    ュミットインバータ1の入力端子2に接続した発振回路
    であって、電源と当該シュミットインバータ1の電源端
    子4を抵抗8を介し接続すると共に、電源端子4にはコ
    ンデンサ10を接地接続したことを特徴とする低周波発
    振回路。
  2. 【請求項2】低周波発振回路の出力端子3からの信号を
    トランジスタインバータ回路11に入力し、当該トラン
    ジスタインバータ回路11の出力端子16より信号出力
    した請求項1記載の低周波発振回路。
JP9102738A 1997-04-03 1997-04-03 低周波発振回路 Pending JPH10284998A (ja)

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JP9102738A JPH10284998A (ja) 1997-04-03 1997-04-03 低周波発振回路

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JP9102738A JPH10284998A (ja) 1997-04-03 1997-04-03 低周波発振回路

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JP (1) JPH10284998A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010063021A (ja) * 2008-09-05 2010-03-18 Denso Corp 集積回路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010063021A (ja) * 2008-09-05 2010-03-18 Denso Corp 集積回路

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040511