JPH11150446A - リング発振器 - Google Patents
リング発振器Info
- Publication number
- JPH11150446A JPH11150446A JP10236927A JP23692798A JPH11150446A JP H11150446 A JPH11150446 A JP H11150446A JP 10236927 A JP10236927 A JP 10236927A JP 23692798 A JP23692798 A JP 23692798A JP H11150446 A JPH11150446 A JP H11150446A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inverter
- ring
- inverters
- slope
- phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/027—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of logic circuits, with internal or external positive feedback
- H03K3/03—Astable circuits
- H03K3/0315—Ring oscillators
Landscapes
- Manipulation Of Pulses (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電流消費を変えずに、生成する周波数を段階
的に変えられる発振器の提供。 【解決手段】 デジタル信号処理ではシステムクロック
で動作する必要があり、それにはしばしば対応する精確
さを持つ種々のシステムクロックの使用が要求される。
デジタル回路は発振器周波数を変えることで実現する種
々のシステムクロックを持つことを必要とし、発振器周
波数の段階的な変化はスロープインバータを切り替える
ことにより達成できる。偶数個のリングインバータを持
ち同数のシャントインバータで発振させるリング発振器
回路では周波数の段階的変化を更に別のインバータを切
り替えることにより達成する。２つのモード間での切替
えにより基本周波数の幾つかの整数倍の周波数が調整で
きる。付加したインバータを単に切り替えるだけだから
調整された各周波数における電流消費は一定のままであ
る。
的に変えられる発振器の提供。 【解決手段】 デジタル信号処理ではシステムクロック
で動作する必要があり、それにはしばしば対応する精確
さを持つ種々のシステムクロックの使用が要求される。
デジタル回路は発振器周波数を変えることで実現する種
々のシステムクロックを持つことを必要とし、発振器周
波数の段階的な変化はスロープインバータを切り替える
ことにより達成できる。偶数個のリングインバータを持
ち同数のシャントインバータで発振させるリング発振器
回路では周波数の段階的変化を更に別のインバータを切
り替えることにより達成する。２つのモード間での切替
えにより基本周波数の幾つかの整数倍の周波数が調整で
きる。付加したインバータを単に切り替えるだけだから
調整された各周波数における電流消費は一定のままであ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はリング発振器に関す
る。そのような回路は特にシステムクロックを生成する
ために用いられる。
る。そのような回路は特にシステムクロックを生成する
ために用いられる。
【０００２】
【従来の技術】奇数のインバータを組み合わせてリング
とする発振器は既知である。このタイプの発振器は周波
数が可変ではない。
とする発振器は既知である。このタイプの発振器は周波
数が可変ではない。
【０００３】ヨーロッパ特許出願第 EP 0 633 662 A1号
は、１個のリングに結合するｎ個のドライバ段の第１直
列回路及び第２直列回路を含むリング発振器のための回
路配置を記載している。保持段がドライバ段の間に配置
されている。この回路配置により１つの周波数が生成さ
れ、インタリーブされる、特に補信号が別の接続から導
かれる。
は、１個のリングに結合するｎ個のドライバ段の第１直
列回路及び第２直列回路を含むリング発振器のための回
路配置を記載している。保持段がドライバ段の間に配置
されている。この回路配置により１つの周波数が生成さ
れ、インタリーブされる、特に補信号が別の接続から導
かれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電流
消費を変えることなく、発振器の生成する周波数を段階
的に変えることである。
消費を変えることなく、発振器の生成する周波数を段階
的に変えることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的は、１個のリン
グに結合している偶数個のリングインバータ対であっ
て、 - 個々のリングインバータの各々の入力が信号点にお
ける位相シフト信号を伝達し； - その前の信号点での該信号に対する位相シフトは 3
60°をリングインバータの数で割った商であり； - それらの入力信号が相互に 180°だけ位相シフトし
ているリングインバータがリングインバータ対を構成し
ている； ところのリングインバータ対と、同数の偶数個のシャン
トインバータ対であって、 - 各シャントインバータ対が１個のリングインバータ
対に割り当てられており； - 上記割り当てられたシャントインバータ対は、それ
らのリングインバータの出力信号を、対をなすリングイ
ンバータのそれぞれ他の出力にフィードバックする； ところのシャントインバータ対と、同数の偶数個のスロ
ープインバータ対であって、 - 各スロープインバータ対が、１対のリングインバー
タとそれらの入力を構成する信号点とに割り当てられ； - 上記スロープインバータの入力は、２つのモードで
交互に、上記信号点のうちの１つにそれぞれ接続し； - 上記スロープインバータの出力は、各スロープイン
バータの入力での上記信号点に対して90°の位相シフト
を持つ信号点に固定的に接続し； - 上記２つのモードのうちの「順位相」と名付けられ
る一方のモードでは、各スロープインバータの入力と出
力との間に、90°の位相シフトが正方向すなわち進む方
向に生じ； - 「逆位相」と名付けられるもう一方のモードでは、
各スロープインバータの入力と出力との間に、90°の位
相シフトが負の方向すなわち遅れる方向に生ずる； ところのスロープインバータ対と、を有して成る段階的
に周波数の可変なリング発振器により解決される。
グに結合している偶数個のリングインバータ対であっ
て、 - 個々のリングインバータの各々の入力が信号点にお
ける位相シフト信号を伝達し； - その前の信号点での該信号に対する位相シフトは 3
60°をリングインバータの数で割った商であり； - それらの入力信号が相互に 180°だけ位相シフトし
ているリングインバータがリングインバータ対を構成し
ている； ところのリングインバータ対と、同数の偶数個のシャン
トインバータ対であって、 - 各シャントインバータ対が１個のリングインバータ
対に割り当てられており； - 上記割り当てられたシャントインバータ対は、それ
らのリングインバータの出力信号を、対をなすリングイ
ンバータのそれぞれ他の出力にフィードバックする； ところのシャントインバータ対と、同数の偶数個のスロ
ープインバータ対であって、 - 各スロープインバータ対が、１対のリングインバー
タとそれらの入力を構成する信号点とに割り当てられ； - 上記スロープインバータの入力は、２つのモードで
交互に、上記信号点のうちの１つにそれぞれ接続し； - 上記スロープインバータの出力は、各スロープイン
バータの入力での上記信号点に対して90°の位相シフト
を持つ信号点に固定的に接続し； - 上記２つのモードのうちの「順位相」と名付けられ
る一方のモードでは、各スロープインバータの入力と出
力との間に、90°の位相シフトが正方向すなわち進む方
向に生じ； - 「逆位相」と名付けられるもう一方のモードでは、
各スロープインバータの入力と出力との間に、90°の位
相シフトが負の方向すなわち遅れる方向に生ずる； ところのスロープインバータ対と、を有して成る段階的
に周波数の可変なリング発振器により解決される。
【０００６】偶数個のリングインバータを含むリング発
振器は振動を起こさないので、従ってそのリング発振器
は、シャントインバータを用いて発振させられる。その
リングインバータは１列に配列されてその列の最後のリ
ングインバータの出力が最初のリングインバータの入力
にフィードバックされる。各信号点に存在する信号はシ
ャントインバータを介して１つの信号点に 180°の位相
シフトをもってフィードバックされ、そうすることによ
り振動を励起する。上述の他のインバータと同様にスロ
ープインバータもMOSFETトランジスタで実現している。
振器は振動を起こさないので、従ってそのリング発振器
は、シャントインバータを用いて発振させられる。その
リングインバータは１列に配列されてその列の最後のリ
ングインバータの出力が最初のリングインバータの入力
にフィードバックされる。各信号点に存在する信号はシ
ャントインバータを介して１つの信号点に 180°の位相
シフトをもってフィードバックされ、そうすることによ
り振動を励起する。上述の他のインバータと同様にスロ
ープインバータもMOSFETトランジスタで実現している。
【０００７】デジタル回路は 発振器周波数を変えるこ
とにより実現できる種々のシステムクロックを必要とす
るから、発振器周波数の段階的な変化はスロープインバ
ータを切り替えることにより達成できる。もしインバー
タが単に付加されるだけであったならば、各付加された
インバータは電流の消費を増加させて、従って周波数に
影響するような電圧のピークを生成するという問題を起
こすであろう。スロープインバータを切り替えることに
より、常に回路の中の同じ数のインバータが能動的であ
り、電流消費は一定のままである。
とにより実現できる種々のシステムクロックを必要とす
るから、発振器周波数の段階的な変化はスロープインバ
ータを切り替えることにより達成できる。もしインバー
タが単に付加されるだけであったならば、各付加された
インバータは電流の消費を増加させて、従って周波数に
影響するような電圧のピークを生成するという問題を起
こすであろう。スロープインバータを切り替えることに
より、常に回路の中の同じ数のインバータが能動的であ
り、電流消費は一定のままである。
【０００８】この回路のもう１つの利点はその集積性に
ある。従って外部発振器を既存の回路に集積化すること
ができ、スペースと素材が節約される。
ある。従って外部発振器を既存の回路に集積化すること
ができ、スペースと素材が節約される。
【０００９】すべてのスロープインバータが逆位相モー
ドに切り替えられているときは、合算されようとする信
号が反対の位相を持つので最小の周波数が達成され、急
勾配すなわちスロープが減少し、従って周波数も低くな
る。リングインバータに対して順位相モードに切り替え
られるスロープインバータの対の数が多くなればなるほ
ど、周波数は高くなる。
ドに切り替えられているときは、合算されようとする信
号が反対の位相を持つので最小の周波数が達成され、急
勾配すなわちスロープが減少し、従って周波数も低くな
る。リングインバータに対して順位相モードに切り替え
られるスロープインバータの対の数が多くなればなるほ
ど、周波数は高くなる。
【００１０】周波数の変化の比率はスロープインバータ
に対するリングインバータのMOSFETのチャネル幅の比に
よって調整することができる。トランジスタのチャネル
幅が異なることによってインバータは種々の異なるスロ
ープを持ち、それにより結果として得られる信号のスロ
ープはモードに依存して増大するか又は減少する。この
場合には１対をなすリングインバータは、その１対に割
り当てられている２個のスロープインバータに対して固
定したチャネル幅の比を持つ。もしすべてのリングイン
バータのチャネル幅の比が割り当てられたスロープはモ
ードに対して等しいならば、調整可能な周波数の数はリ
ングインバータの位相の半分の和に１を足したものとし
て求められ、これはすべてのスロープインバータ対がそ
こで反対の位相に切り替えられる周波数である。個々の
リングインバータ対はそれぞれ付随するスロープインバ
ータ対に対して異なるチャネル幅の比で動作することも
できる。もし２個のリングインバータ及び付随する２個
のスロープインバータの対の各々が異なるチャネル幅の
比を持つならば、調整可能な周波数の数は、ｎをリング
インバータ対の数とすると、２のｎ乗として求められ
る。
に対するリングインバータのMOSFETのチャネル幅の比に
よって調整することができる。トランジスタのチャネル
幅が異なることによってインバータは種々の異なるスロ
ープを持ち、それにより結果として得られる信号のスロ
ープはモードに依存して増大するか又は減少する。この
場合には１対をなすリングインバータは、その１対に割
り当てられている２個のスロープインバータに対して固
定したチャネル幅の比を持つ。もしすべてのリングイン
バータのチャネル幅の比が割り当てられたスロープはモ
ードに対して等しいならば、調整可能な周波数の数はリ
ングインバータの位相の半分の和に１を足したものとし
て求められ、これはすべてのスロープインバータ対がそ
こで反対の位相に切り替えられる周波数である。個々の
リングインバータ対はそれぞれ付随するスロープインバ
ータ対に対して異なるチャネル幅の比で動作することも
できる。もし２個のリングインバータ及び付随する２個
のスロープインバータの対の各々が異なるチャネル幅の
比を持つならば、調整可能な周波数の数は、ｎをリング
インバータ対の数とすると、２のｎ乗として求められ
る。
【００１１】システムクロックは大きな精確さと干渉か
らの自由とを要求されるから、本発明によるリング発振
器は、周波数が一定に維持されるように電源の変調が抑
圧された電流が供給される。
らの自由とを要求されるから、本発明によるリング発振
器は、周波数が一定に維持されるように電源の変調が抑
圧された電流が供給される。
【００１２】そのような発振器は、４個，８個，12個，
16個等々のリングインバータで形成することができ、そ
の個数により位相の数が定められる。それと同時に、位
相シフトされた信号の数すなわち信号点の数は固定され
る。すべての実施例で電流消費は常におなじである、何
故ならばリング発振器内で能動的に関与しているインバ
ータの数は常に同じだからである。位相の数が増大すれ
ば調整可能な周波数の数も増大する。
16個等々のリングインバータで形成することができ、そ
の個数により位相の数が定められる。それと同時に、位
相シフトされた信号の数すなわち信号点の数は固定され
る。すべての実施例で電流消費は常におなじである、何
故ならばリング発振器内で能動的に関与しているインバ
ータの数は常に同じだからである。位相の数が増大すれ
ば調整可能な周波数の数も増大する。
【００１３】スロープインバータを静的に切り替える方
法の他にも、スロープインバータを交互モードで切り替
えることもできる。
法の他にも、スロープインバータを交互モードで切り替
えることもできる。
【００１４】キイイング比すなわちスイッチに対する切
替え周波数を変更することにより別の中間周波数を達成
することができる。
替え周波数を変更することにより別の中間周波数を達成
することができる。
【００１５】本発明のこれらの及びその他の態様が、次
に述べる実施例により詳しく説明されて明らかにされよ
う。
に述べる実施例により詳しく説明されて明らかにされよ
う。
【００１６】
【実施例】図１に示す回路は、４相リング発振器の構造
を表す。４相リング発振器は４個の異なる出力信号を持
ち、それらのすべてが相互に90°の位相シフトをしてお
り、信号点23, 24, 25, 26から取り入れられる。少なく
とも３個の、そして最大では４個の異なる周波数を調整
することができる。
を表す。４相リング発振器は４個の異なる出力信号を持
ち、それらのすべてが相互に90°の位相シフトをしてお
り、信号点23, 24, 25, 26から取り入れられる。少なく
とも３個の、そして最大では４個の異なる周波数を調整
することができる。
【００１７】図１に示す４相リング発振器は、１個のリ
ングを形成するように配置された４個のリングインバー
タ1,2,3,4 を含む。これらのリングインバータ1,2,3,4
の間にシャント(shunt) インバータ5,6,7,8 が、偶数個
のリングインバータから成るこのリングを発振させるよ
うなやり方で配置されている。このモードに依存して、
スイッチ13, 14, 15, 16を経由し、対応する信号点23,
24, 25, 26における切替え信号17, 18, 19, 20を用い
て、４個のスロープ(slope) インバータ9,10, 11, 12が
切替え可能である。この配列では、リングインバータ１
及び３が、シャントインバータ5,6 とスロープインバー
タ9,11とがそれに割り当てられるところの１対を構成す
る。このリングインバータ対１及び３の入力はそれぞれ
信号点23及び25に接続する。この最も簡単な場合には、
スロープインバータ 9及び11の出力もやはり、リングイ
ンバータ対１及び３の出力と信号点24, 26とにも接続す
る。リングインバータ2, 4；それに付随するシャントイ
ンバータ7, 8；及びスロープインバータ10, 12と、これ
に伴うリングインバータ2, 4及びスロープインバータ1
0, 12の入力としての信号点24及び26と、並びに上記ス
ロープインバータ及びリングインバータの出力がそれに
接続するところの信号点23及び25と、がもう１つの対を
構成する。
ングを形成するように配置された４個のリングインバー
タ1,2,3,4 を含む。これらのリングインバータ1,2,3,4
の間にシャント(shunt) インバータ5,6,7,8 が、偶数個
のリングインバータから成るこのリングを発振させるよ
うなやり方で配置されている。このモードに依存して、
スイッチ13, 14, 15, 16を経由し、対応する信号点23,
24, 25, 26における切替え信号17, 18, 19, 20を用い
て、４個のスロープ(slope) インバータ9,10, 11, 12が
切替え可能である。この配列では、リングインバータ１
及び３が、シャントインバータ5,6 とスロープインバー
タ9,11とがそれに割り当てられるところの１対を構成す
る。このリングインバータ対１及び３の入力はそれぞれ
信号点23及び25に接続する。この最も簡単な場合には、
スロープインバータ 9及び11の出力もやはり、リングイ
ンバータ対１及び３の出力と信号点24, 26とにも接続す
る。リングインバータ2, 4；それに付随するシャントイ
ンバータ7, 8；及びスロープインバータ10, 12と、これ
に伴うリングインバータ2, 4及びスロープインバータ1
0, 12の入力としての信号点24及び26と、並びに上記ス
ロープインバータ及びリングインバータの出力がそれに
接続するところの信号点23及び25と、がもう１つの対を
構成する。
【００１８】信号点24における信号はシャントインバー
タ５を経由して信号点26にフィードバックされる、何故
ならば該信号は信号点24に関して 180°位相シフトして
この点に存在するからであり、また、信号点26における
信号はシャントインバータ６を経由して信号点24にフィ
ードバックされる。信号点25及び23も同様に相互接続し
ている。切替え信号に依存して、スロープインバータ対
は当該リングインバータ対に関し「順位相("in-phas
e")」又は「逆位相("anti-phase")」に切り替えられ
る。
タ５を経由して信号点26にフィードバックされる、何故
ならば該信号は信号点24に関して 180°位相シフトして
この点に存在するからであり、また、信号点26における
信号はシャントインバータ６を経由して信号点24にフィ
ードバックされる。信号点25及び23も同様に相互接続し
ている。切替え信号に依存して、スロープインバータ対
は当該リングインバータ対に関し「順位相("in-phas
e")」又は「逆位相("anti-phase")」に切り替えられ
る。
【００１９】次に、リングインバータ1, 3を用いて実例
により、この２つのモード及びその機能を説明しよう。
信号点23からの信号はリングインバータ１に対する入力
信号であり、信号点25からの信号はリングインバータ３
に対する入力信号である。これらの信号点は相互に 180
°の位相シフトを持つ。もしリング発振器の周波数が増
大するならば、リングインバータ1, 3に付随するスロー
プインバータ9,11は、「逆位相」モードから「順位相」
モードに同時に切り替えられる。追加される２つの信号
は信号点24で正のフィードバックがなされるから、周波
数は増大する。
により、この２つのモード及びその機能を説明しよう。
信号点23からの信号はリングインバータ１に対する入力
信号であり、信号点25からの信号はリングインバータ３
に対する入力信号である。これらの信号点は相互に 180
°の位相シフトを持つ。もしリング発振器の周波数が増
大するならば、リングインバータ1, 3に付随するスロー
プインバータ9,11は、「逆位相」モードから「順位相」
モードに同時に切り替えられる。追加される２つの信号
は信号点24で正のフィードバックがなされるから、周波
数は増大する。
【００２０】スロープインバータ９はリングインバータ
１に対し順位相に切り替えられる、何故ならばスロープ
インバータ９の出力に接続している信号点24は、信号点
23に対し90°の正の位相シフトを持つ信号を運ぶからで
ある。スロープインバータ11はリングインバータ３に対
し順位相に切り替えられる、何故ならば信号点26は、信
号点25に対し90°の正の位相シフトを持つ信号を運ぶか
らである。
１に対し順位相に切り替えられる、何故ならばスロープ
インバータ９の出力に接続している信号点24は、信号点
23に対し90°の正の位相シフトを持つ信号を運ぶからで
ある。スロープインバータ11はリングインバータ３に対
し順位相に切り替えられる、何故ならば信号点26は、信
号点25に対し90°の正の位相シフトを持つ信号を運ぶか
らである。
【００２１】周波数の減少に対する逆位相切替えの場合
には、スロープインバータ９はリングインバータ３に割
り当てられる。このためには、スロープインバータ９は
リングインバータ３に先行する信号点25に接続される。
信号点23と信号点25との間には 180°の位相シフトが生
じるから、スロープインバータ９の出力には信号点25か
ら見て 270°の位相シフトが信号点24に対して生じる、
そしてこの 270°の位相シフトはまた同時に、負の方向
に90°の位相シフトを表すのである。この対に付随する
もう一方のリングインバータ１に対して、逆位相切替え
の場合には、スロープインバータ11がこのリングインバ
ータに割り当てられる。このためには、スロープインバ
ータ11はリングインバータ１に先行する信号点23に接続
される、何故ならば90°の負の位相シフトが、関係する
インバータ１及び11の入力における信号点23と、スロー
プインバータ11の出力における信号点26との間に生じる
からである。逆位相切替えの場合には信号点における反
対の信号によって周波数は減少する。
には、スロープインバータ９はリングインバータ３に割
り当てられる。このためには、スロープインバータ９は
リングインバータ３に先行する信号点25に接続される。
信号点23と信号点25との間には 180°の位相シフトが生
じるから、スロープインバータ９の出力には信号点25か
ら見て 270°の位相シフトが信号点24に対して生じる、
そしてこの 270°の位相シフトはまた同時に、負の方向
に90°の位相シフトを表すのである。この対に付随する
もう一方のリングインバータ１に対して、逆位相切替え
の場合には、スロープインバータ11がこのリングインバ
ータに割り当てられる。このためには、スロープインバ
ータ11はリングインバータ１に先行する信号点23に接続
される、何故ならば90°の負の位相シフトが、関係する
インバータ１及び11の入力における信号点23と、スロー
プインバータ11の出力における信号点26との間に生じる
からである。逆位相切替えの場合には信号点における反
対の信号によって周波数は減少する。
【００２２】スロープインバータは常に、対になってモ
ード間で切り替えられる。「順位相」から「逆位相」へ
のスロープインバータの切替え、及びその逆は、スイッ
チ13, 14, 15, 16を経由して実行され、スイッチ13, 14
は切替え信号17, 18を介して同時に動作し、スイッチ1
5, 16は切替え信号19, 20を介して同時に動作する。切
替え信号17, 18は互いに反対であり、また同様に切替え
信号19, 20も互いに反対である。
ード間で切り替えられる。「順位相」から「逆位相」へ
のスロープインバータの切替え、及びその逆は、スイッ
チ13, 14, 15, 16を経由して実行され、スイッチ13, 14
は切替え信号17, 18を介して同時に動作し、スイッチ1
5, 16は切替え信号19, 20を介して同時に動作する。切
替え信号17, 18は互いに反対であり、また同様に切替え
信号19, 20も互いに反対である。
【００２３】スイッチ13, 14に切替え信号17が存在する
ときに、スロープインバータ９はリングインバータ１に
対して順位相に切り替えられ、また同時にスロープイン
バータ11はリングインバータ３に対して順位相に切り替
えられる。これとは独立に、信号19は同時に若しくは同
時ではなくスイッチ15及びスイッチ16に存在することが
あり、それによりスロープインバータ10及び12はインバ
ータ２及び４に対して順位相に切り替えられる。スイッ
チ13, 14に信号18が存在するときに、スロープインバー
タ11はリングインバータ１に対して逆位相に切り替えら
れ、スロープインバータ９はリングインバータ３に対し
て逆位相に切り替えられる。スイッチ16に信号20が存在
するときに、スロープインバータ12はリングインバータ
２に対して逆位相に切り替えられ、またスイッチ15ご同
時にこの信号20を受け取るから、スロープインバータ10
はリングインバータ４に対して逆位相に切り替えられ
る。
ときに、スロープインバータ９はリングインバータ１に
対して順位相に切り替えられ、また同時にスロープイン
バータ11はリングインバータ３に対して順位相に切り替
えられる。これとは独立に、信号19は同時に若しくは同
時ではなくスイッチ15及びスイッチ16に存在することが
あり、それによりスロープインバータ10及び12はインバ
ータ２及び４に対して順位相に切り替えられる。スイッ
チ13, 14に信号18が存在するときに、スロープインバー
タ11はリングインバータ１に対して逆位相に切り替えら
れ、スロープインバータ９はリングインバータ３に対し
て逆位相に切り替えられる。スイッチ16に信号20が存在
するときに、スロープインバータ12はリングインバータ
２に対して逆位相に切り替えられ、またスイッチ15ご同
時にこの信号20を受け取るから、スロープインバータ10
はリングインバータ４に対して逆位相に切り替えられ
る。
【００２４】図１は、同数のインバータが常にこの回路
中で動作しているので、従って順位相から逆位相への切
替え動作が電流消費の変化によって明瞭になることはな
い、ということを示している。
中で動作しているので、従って順位相から逆位相への切
替え動作が電流消費の変化によって明瞭になることはな
い、ということを示している。
【００２５】スロープインバータ及びリングインバータ
中のトランジスタのチャネル幅の比が達成可能な周波数
の変化を定める。すべてのスロープインバータ対が付随
するリングインバータ対に対して、例えば 1：2 という
等しいチャネル幅の比を持つときは、周波数は動作モー
ドに依存して増大するか減少するかのどちらかである、
何故ならばスロープインバータはリングインバータに較
べて様々な異なる急勾配を持つからである。この実施例
では３つの異なる周波数が調整できる。「順位相」に切
り替えられたスロープインバータ対9,11と「逆位相」に
切り替えられたスロープインバータ対10, 12との組合せ
の周波数を中間周波数として考えるときには、この周波
数は、スロープインバータ9,11もリングインバータ1,3
と共に逆位相に切り替えられると２等分される、何故な
らばその結果としての信号の急勾配すなわちスロープは
信号点24及び26における負のフィードバックによりもっ
と小さくなるからである。この上述の組合せでは、第２
のスロープインバータ対10, 12の第１の「順位相」モー
ドへの切替えが中間周波数の 1.5倍の増大をもたらし、
それによりすべてのスロープインバータが反対の位相に
切り替えられるところの基本周波数の３倍化が４相発振
器内で可能である。もしスロープインバータ9,11のリン
グインバータ1,3 に対するチャネル幅の比がスロープイ
ンバータ10,12のリングインバータ2,4 に対するチャネ
ル幅の比と異なるならば、４つの異なる周波数が調整で
きる、何故ならばスロープインバータ9,11の第１モード
での動作の場合の周波数はスロープインバータ10, 12の
第１モードでの動作の場合の周波数とは異なるからであ
る。
中のトランジスタのチャネル幅の比が達成可能な周波数
の変化を定める。すべてのスロープインバータ対が付随
するリングインバータ対に対して、例えば 1：2 という
等しいチャネル幅の比を持つときは、周波数は動作モー
ドに依存して増大するか減少するかのどちらかである、
何故ならばスロープインバータはリングインバータに較
べて様々な異なる急勾配を持つからである。この実施例
では３つの異なる周波数が調整できる。「順位相」に切
り替えられたスロープインバータ対9,11と「逆位相」に
切り替えられたスロープインバータ対10, 12との組合せ
の周波数を中間周波数として考えるときには、この周波
数は、スロープインバータ9,11もリングインバータ1,3
と共に逆位相に切り替えられると２等分される、何故な
らばその結果としての信号の急勾配すなわちスロープは
信号点24及び26における負のフィードバックによりもっ
と小さくなるからである。この上述の組合せでは、第２
のスロープインバータ対10, 12の第１の「順位相」モー
ドへの切替えが中間周波数の 1.5倍の増大をもたらし、
それによりすべてのスロープインバータが反対の位相に
切り替えられるところの基本周波数の３倍化が４相発振
器内で可能である。もしスロープインバータ9,11のリン
グインバータ1,3 に対するチャネル幅の比がスロープイ
ンバータ10,12のリングインバータ2,4 に対するチャネ
ル幅の比と異なるならば、４つの異なる周波数が調整で
きる、何故ならばスロープインバータ9,11の第１モード
での動作の場合の周波数はスロープインバータ10, 12の
第１モードでの動作の場合の周波数とは異なるからであ
る。
【００２６】図２は、リング発振器30に対する外部回路
を示す。このリング発振器30は電流源22を介して動作す
る。オーム抵抗の高い電流源22を用いて、反干渉(anti-
interference) キャパシタ21及び発振器30の内部抵抗を
介して存在する点27に電圧が生成される。その結果、点
27の電圧は規準電位28に追随し、規準電位28がそれによ
って変調されるであろうところの干渉電圧はリング発振
器の周波数に全く何の影響も持たない。
を示す。このリング発振器30は電流源22を介して動作す
る。オーム抵抗の高い電流源22を用いて、反干渉(anti-
interference) キャパシタ21及び発振器30の内部抵抗を
介して存在する点27に電圧が生成される。その結果、点
27の電圧は規準電位28に追随し、規準電位28がそれによ
って変調されるであろうところの干渉電圧はリング発振
器の周波数に全く何の影響も持たない。
【００２７】信号17と18及び19と20は、（茲には図示さ
れていない）デジタル回路からリング発振器30内のスイ
ッチ（図１の13,14,15,16)に与えられる。信号23,24,2
5,26はリング発振器30の信号点を表し、位相が90°シフ
トされている調整された周波数がそれから導かれる。
れていない）デジタル回路からリング発振器30内のスイ
ッチ（図１の13,14,15,16)に与えられる。信号23,24,2
5,26はリング発振器30の信号点を表し、位相が90°シフ
トされている調整された周波数がそれから導かれる。
【００２８】図３は、３つのタイプのインバータとして
使われるインバータセルを示し、このインバータセル
は、規準電位44と電源電圧43とを持つp-チャネルMOSFET
45 及びn-チャネルMOSFET 46 から成る。レベルに依存
して２つのトランジスタ45, 46のうちの１つが入力41を
介してオンになり、それにより出力42は反対の電位にな
り、従って否定信号を供給する。
使われるインバータセルを示し、このインバータセル
は、規準電位44と電源電圧43とを持つp-チャネルMOSFET
45 及びn-チャネルMOSFET 46 から成る。レベルに依存
して２つのトランジスタ45, 46のうちの１つが入力41を
介してオンになり、それにより出力42は反対の電位にな
り、従って否定信号を供給する。
【００２９】個々のインバータに用いられるトランジス
タ、例えばトランジスタ45と46は、異なるチャネル幅を
持ち、それによって恐らくは等しいn-チャネル及びp-チ
ャネルトランジスタの急勾配を維持し、従ってインバー
タに対し対称的な切替え点を生成する。
タ、例えばトランジスタ45と46は、異なるチャネル幅を
持ち、それによって恐らくは等しいn-チャネル及びp-チ
ャネルトランジスタの急勾配を維持し、従ってインバー
タに対し対称的な切替え点を生成する。
【００３０】図４は、16相リング発振器の回路を示し、
そこでは対になっているリングインバータがブロック１
ないし８の中で付随するシャントインバータ対と組み合
わせられている。
そこでは対になっているリングインバータがブロック１
ないし８の中で付随するシャントインバータ対と組み合
わせられている。
【００３１】この16相リング発振器は16個の信号点10な
いし25を持ち、それらの信号点では位相シフトされた周
波数が連続した信号点間に22.5°の位相シフトをもって
存在する。ｎ＝(1…8)とするとき、スロープインバータ
n/1, n/2が、対になってブロックｎに割り当てられてお
り、第１モードでは切替え信号a1…a8を介して制御さ
れ、第２モードでは切替え信号b1…b8を介して制御され
る、なお茲で切替え信号a1…a8とb1…b8とは相互に逆で
あり、外部的にリング発振器に与えられるものである。
いし25を持ち、それらの信号点では位相シフトされた周
波数が連続した信号点間に22.5°の位相シフトをもって
存在する。ｎ＝(1…8)とするとき、スロープインバータ
n/1, n/2が、対になってブロックｎに割り当てられてお
り、第１モードでは切替え信号a1…a8を介して制御さ
れ、第２モードでは切替え信号b1…b8を介して制御され
る、なお茲で切替え信号a1…a8とb1…b8とは相互に逆で
あり、外部的にリング発振器に与えられるものである。
【００３２】順位相の切替え信号ａでスロープインバー
タを切り替えるには、該スロープインバータの出力を、
その点では信号は順位相で90°正にシフトしているので
あるから、後続の４番目の信号点に接続する。切替え信
号ｂを用いて調整可能な位相が反対のモードに対して
は、スロープインバータを逆の方向に、すなわちスロー
プインバータの入力の信号点の４つ前に位置する信号点
に接続して、それによって90°負の位相シフトを達成す
る。
タを切り替えるには、該スロープインバータの出力を、
その点では信号は順位相で90°正にシフトしているので
あるから、後続の４番目の信号点に接続する。切替え信
号ｂを用いて調整可能な位相が反対のモードに対して
は、スロープインバータを逆の方向に、すなわちスロー
プインバータの入力の信号点の４つ前に位置する信号点
に接続して、それによって90°負の位相シフトを達成す
る。
【００３３】このことは１つの可能性に対し図４を用い
て説明されよう。ブロック１は２個のリングインバータ
30, 31及びそれに割り当てられるシャントインバータ3
2, 33を含む。信号点10はインバータ30の入力である。
スロープインバータ1/1 は切替え信号a1を用いてブロッ
ク１内のリングインバータ30と順位相に切り替えられ、
また同時に、スロープインバータ1/2 は同じ切替え信号
a1を用いて信号点18でリングインバータ31と順位相に切
り替えられる。スロープインバータ1/1 からの信号は信
号点14に結合する、何故ならば４つ先の信号点であるこ
の点では90°の位相シフトをもって該信号が存在するか
らであり、それは各ブロックが22.5°だけの位相シフト
を実行するからである。同様に、スロープインバータ1/
2 からの信号は先ず最初に信号点22に結合する。位相反
転モードに対しては、スロープインバータ1/2 を介し信
号点10から始めて、信号は信号点22に結合し、この信号
は信号点10に関し90°負の位相シフトを持つ信号を伝え
る。リングインバータ31の入力である信号点18は逆位相
モードでスロープインバータ1/1 に接続する、何故なら
ばその出力である信号点14は信号点18に対して90°の負
の位相シフトを持つからである。
て説明されよう。ブロック１は２個のリングインバータ
30, 31及びそれに割り当てられるシャントインバータ3
2, 33を含む。信号点10はインバータ30の入力である。
スロープインバータ1/1 は切替え信号a1を用いてブロッ
ク１内のリングインバータ30と順位相に切り替えられ、
また同時に、スロープインバータ1/2 は同じ切替え信号
a1を用いて信号点18でリングインバータ31と順位相に切
り替えられる。スロープインバータ1/1 からの信号は信
号点14に結合する、何故ならば４つ先の信号点であるこ
の点では90°の位相シフトをもって該信号が存在するか
らであり、それは各ブロックが22.5°だけの位相シフト
を実行するからである。同様に、スロープインバータ1/
2 からの信号は先ず最初に信号点22に結合する。位相反
転モードに対しては、スロープインバータ1/2 を介し信
号点10から始めて、信号は信号点22に結合し、この信号
は信号点10に関し90°負の位相シフトを持つ信号を伝え
る。リングインバータ31の入力である信号点18は逆位相
モードでスロープインバータ1/1 に接続する、何故なら
ばその出力である信号点14は信号点18に対して90°の負
の位相シフトを持つからである。
【００３４】図１の４相リング発振器に対するものと同
一の原理に基づいて、このリング発振器では常に同数の
インバータが能動化しているので、この場合にもやはり
電流消費の変化はない。スロープインバータの対として
の「順位相」切替えは周波数を増大させる。スロープイ
ンバータの８個の対のすべてが順位相に切り替えられて
いるときに、最高の周波数が達成可能である。すべての
スロープインバータが逆位相に切り替えられているとき
に、最小の周波数が達成可能である。幾つかのスロープ
インバータ対を切り替えることにより、中間の周波数が
達成可能である。ブロック１ないし８のリングインバー
タが、付随するスロープインバータに関し同じチャネル
幅の比であるときに、16相リング発振器で９個の異なる
周波数を調整することが可能である。もしブロック１な
いし８のリングインバータの付随するスロープインバー
タに関するチャネル幅の比がすべて異なるならば、２8
個の異なる周波数を調整することができる。
一の原理に基づいて、このリング発振器では常に同数の
インバータが能動化しているので、この場合にもやはり
電流消費の変化はない。スロープインバータの対として
の「順位相」切替えは周波数を増大させる。スロープイ
ンバータの８個の対のすべてが順位相に切り替えられて
いるときに、最高の周波数が達成可能である。すべての
スロープインバータが逆位相に切り替えられているとき
に、最小の周波数が達成可能である。幾つかのスロープ
インバータ対を切り替えることにより、中間の周波数が
達成可能である。ブロック１ないし８のリングインバー
タが、付随するスロープインバータに関し同じチャネル
幅の比であるときに、16相リング発振器で９個の異なる
周波数を調整することが可能である。もしブロック１な
いし８のリングインバータの付随するスロープインバー
タに関するチャネル幅の比がすべて異なるならば、２8
個の異なる周波数を調整することができる。
【００３５】スロープインバータ対を「順位相」モード
と「逆位相」モードとのどちらか一方に静的に切り替え
ることにより異なる周波数が達成される。或る対のうち
の選定された方のスロープインバータに先行するスイッ
チが、対応する周波数、例えば発振器周波数の半分の周
波数で２つのモード間を交互に切り替えられるように、
スロープインバータ対がクロックされるときには、両方
のスロープインバータが共に、２つのクロックの縁に対
し「順位相」となり、それに続く２つのクロックの縁に
対し「逆位相」となることが達成される。このことは、
上記スロープインバータ対が「順位相」又は「逆位相」
に静的に配置されるときに達成される周波数の中間に在
る平均発振器周波数をもたらす。
と「逆位相」モードとのどちらか一方に静的に切り替え
ることにより異なる周波数が達成される。或る対のうち
の選定された方のスロープインバータに先行するスイッ
チが、対応する周波数、例えば発振器周波数の半分の周
波数で２つのモード間を交互に切り替えられるように、
スロープインバータ対がクロックされるときには、両方
のスロープインバータが共に、２つのクロックの縁に対
し「順位相」となり、それに続く２つのクロックの縁に
対し「逆位相」となることが達成される。このことは、
上記スロープインバータ対が「順位相」又は「逆位相」
に静的に配置されるときに達成される周波数の中間に在
る平均発振器周波数をもたらす。
【図１】図１は、４相リング発振器の回路配置を示す図
である。
である。
【図２】図２は、４相リング発振器に対する外部回路及
び電流供給を示す図である。
び電流供給を示す図である。
【図３】図３は、上記回路配置に使われるインバータの
一般的構造を示す図である。
一般的構造を示す図である。
【図４】図４は、16相リング発振器の回路配置を示す図
である。
である。
１，２，３，４ リングインバータ ５，６，７，８ シャント(shunt) インバータ ９，10, 11, 12 スロープ(slope) インバータ 13, 14, 15, 16 スイッチ 17, 18, 19, 20 切替え信号 21 反干渉(anti-interference) キャパシタ 22 電流源 23, 24, 25, 26 信号点 30 リング発振器
フロントページの続き (71)出願人 590000248 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １, 5621 ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔｈ ｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ
Claims (5)
- 【請求項１】 １個のリングに結合している偶数個のリ
ングインバータ対であって、 - 個々のリングインバータの各々の入力が信号点にお
ける位相シフト信号を伝達し； - その前の信号点での該信号に対する位相シフトは 3
60°をリングインバータの数で割った商であり； - それらの入力信号が相互に 180°だけ位相シフトし
ているリングインバータがリングインバータ対を構成し
ている； ところのリングインバータ対と、 同数の偶数個のシャントインバータ対であって、 - 各シャントインバータ対が１個のリングインバータ
対に割り当てられており； - 上記割り当てられたシャントインバータ対は、それ
らのリングインバータの出力信号を、対をなすリングイ
ンバータのそれぞれ他の出力にフィードバックする； ところのシャントインバータ対と、 同数の偶数個のスロープインバータ対であって、 - 各スロープインバータ対が、１対のリングインバー
タとそれらの入力を構成する信号点とに割り当てられ； - 上記スロープインバータの入力は、２つのモードで
交互に、上記信号点のうちの１つにそれぞれ接続し； - 上記スロープインバータの出力は、各スロープイン
バータの入力での上記信号点に対して90°の位相シフト
を持つ信号点に固定的に接続し； - 上記２つのモードのうちの「順位相」と名付けられ
る一方のモードでは、各スロープインバータの入力と出
力との間に、90°の位相シフトが正方向すなわち進む方
向に生じ； - 「逆位相」と名付けられるもう一方のモードでは、
各スロープインバータの入力と出力との間に、90°の位
相シフトが負の方向すなわち遅れる方向に生ずる； ところのスロープインバータ対と、を有して成ることを
特徴とするリング発振器。 - 【請求項２】 請求項１に記載のリング発振器におい
て、周波数は、リングインバータ及びスロープインバー
タのトランジスタのチャネル幅の比に依存することを特
徴とするリング発振器。 - 【請求項３】 請求項１に記載のリング発振器におい
て、スロープインバータに対するスイッチは、それらの
スロープインバータの前に在るか又は後に在ることを特
徴とするリング発振器。 - 【請求項４】 請求項１に記載のリング発振器におい
て、該リング発振器は電流源により給電されることを特
徴とするリング発振器。 - 【請求項５】 請求項１に記載のリング発振器におい
て、スロープインバータ対のために対として選択可能な
スイッチは、上記２つのモードの中間の周波数で切替え
可能であることを特徴とするリング発振器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19736857A DE19736857C1 (de) | 1997-08-23 | 1997-08-23 | Ringoszillator |
| DE19736857:3 | 1997-08-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11150446A true JPH11150446A (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=7840028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10236927A Pending JPH11150446A (ja) | 1997-08-23 | 1998-08-24 | リング発振器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6008700A (ja) |
| EP (1) | EP0899879B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11150446A (ja) |
| DE (2) | DE19736857C1 (ja) |
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| KR20160020831A (ko) * | 2014-08-14 | 2016-02-24 | 삼성전자주식회사 | 주파수 더블러 |
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| US6445253B1 (en) | 2000-12-18 | 2002-09-03 | Api Networks, Inc. | Voltage-controlled oscillator with ac coupling to produce highly accurate duty cycle square wave output |
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| JP3974577B2 (ja) * | 2001-09-26 | 2007-09-12 | ジェネラル アトミックス | 時分割多重周波数方式を使用したデータ転送のための方法および装置 |
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| US7321601B2 (en) * | 2001-09-26 | 2008-01-22 | General Atomics | Method and apparatus for data transfer using a time division multiple frequency scheme supplemented with polarity modulation |
| US7609608B2 (en) * | 2001-09-26 | 2009-10-27 | General Atomics | Method and apparatus for data transfer using a time division multiple frequency scheme with additional modulation |
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1997
- 1997-08-23 DE DE19736857A patent/DE19736857C1/de not_active Expired - Fee Related
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