JPH11186899A - クロック発生回路及びクロック発生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １種類の周波数で発振される信号をもとに、
コストの増大や、回路の著しい複雑化及び大型化をする
ことなく、容易に複数の周波数のクロック信号を発生す
ることが可能なクロック信号発生回路を提供する。 【解決手段】 所定の周波数で信号を出力する発振器２
と、この発振器２から出力される原振クロック２ａに同
期してカウントを実行し、このカウント値がロード値信
号５ａによって指定されたカウント数に達するとキャリ
ー信号４ａを出力する可変カウンタ４と、可変カウンタ
４にカウント数を指示し、キャリー信号４ａが指定され
たカウント数に対応する回数だけ出力されると、可変カ
ウンタ４に対して新たなカウント数を順次指定するロー
ド値変化タイミング生成部３及びロード値制御部５とを
備えるクロック発生回路。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発振器によって発
生する信号をもとにしてクロック信号を発生するクロッ
ク発生回路に係り、詳細には、共通の発振器から出力さ
れる信号から異なる周波数のクロック信号を発生するク
ロック信号発生回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、所望のクロック信号を得るため
のクロック信号発生装置は、水晶発振器等によって得ら
れる原振をもとに、カウンタを用いて原振の１／ｎ（ｎ
は整数）の周波数のクロック信号を出力している。

【０００３】図３には、従来用いられているクロック発
生装置におけるクロック発生回路の一例を示す。この図
３に示すクロック発生回路は、発振器１１と、１／ｋ
（ｋは整数）分周回路１２によって構成される。

【０００４】発振器１１は、ＬHz（ヘルツ）の信号１１
ａを発振する水晶発振器である。１／ｋ分周回路１２
は、カウンタを含んで構成され、発振器１１から入力さ
れる信号１１ａがクロック入力として入力されると、こ
の信号１１ａに同期してカウントを実行し、カウント値
が所定の計数値ｋに達すると、クロック信号１２ａを出
力する。

【０００５】ここで出力されたクロック信号１２ａは、
ＬHzの信号１１ａがｋ回出力される毎に１回出力される
ので、クロック信号１２ａの周波数はＬ／ｋHzとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
クロック発生回路は、発振器が出力する信号の１／ｎ
（ｎは整数）の周波数のクロック信号を出力するもので
あり、言い換えれば、所望のクロック信号の整数倍の周
波数で発振する発振器を用いる必要があった。

【０００７】例えば、６４ kHz（キロヘルツ）のクロッ
ク信号を得るためのクロック発生回路においては、１
８．４３２ MHz（メガヘルツ）の発振器を使用すること
ができる。しかし、１８４３２は５６の倍数ではないの
で（１８４３２÷５６＝３２９．１４２８……）、１
８．４３２ MHzの発振器を用いて５６ KHzのクロック信
号を得ることはできなかった。

【０００８】そこで、２種類の異なる周波数のクロック
信号を得るためには、異なる周波数で発振を行う２種類
の発振器を利用する方法が考えられる。しかし、２種類
の発振器を利用すればより大きなスペースが必要にな
り、回路構成も複雑なものとなる。例えば薄型、或いは
小型の電子機器には、省スペース化を妨げてしまうた
め、適用することが難しかった。また、回路構成の複雑
化によって、コストが高くなるという問題があった。

【０００９】そこで、１個の発振器から２種類の周波数
のクロック信号を得る方法が考えられる。前述のよう
に、異なる２つの周波数ｐHzとｑHzのクロック信号を得
る場合には、使用できる発振器はｐとｑとの公倍数であ
る周波数で発振するものでなければならない。５６ kHz
と６４ kHzのクロック信号を得る場合を例に挙げれば、
５６ MHzの発振器を用いて、１／１０００の分周回路
と、１／８７５分周回路を用いることによって、５６ k
Hzと６４ kHzのクロック信号を得る方法が考えられる。

【００１０】しかし、上記のように、所望のクロック周
波数の公倍数に該当する周波数で発振する発振器を利用
すると、場合によっては非常に周波数の高い発振器を用
いることになり、コストの増大を招くという問題があっ
た。また、あまりに周波数が高い発振器による信号を分
周する分周回路をディジタル回路に適用することは難し
く、高度な技術が要求されるため、コストが更に増大
し、生産効率が低下する恐れがあるという問題があっ
た。

【００１１】本発明は、上記問題点を解決するため、１
種類の周波数で発振される信号をもとに、コストの増大
や、回路の著しい複雑化及び大型化をすることなく、容
易に複数の周波数のクロック信号を発生することが可能
なクロック信号発生回路を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、所定の周波数で信号を出力
する発振器と、この発振器から出力される前記信号に同
期してカウントを実行し、このカウント値が予め指定さ
れた指定カウント数に達するとクロック信号を出力する
カウント手段と、を備えるクロック発生回路において、
複数の前記指定カウント数と、これら複数の前記指定カ
ウント数にそれぞれ対応する複数の所定回数とを記憶す
る記憶手段と、前記カウント手段に前記指定カウント数
を指示し、前記クロック信号が前記指定カウント数に対
応する前記所定回数出力されると、前記カウント手段に
対して新たな前記指定カウント数を順次指定する指定手
段と、を備えることを特徴としている。

【００１３】この請求項１記載の発明によれば、所定の
周波数で信号を出力する発振器と、この発振器から出力
される信号に同期してカウントを実行し、このカウント
値が予め指定された指定カウント数に達するとクロック
信号を出力するカウント手段とを備えるクロック発生回
路において、記憶手段により、複数の指定カウント数
と、これら複数の指定カウント数にそれぞれ対応する複
数の所定回数とを記憶し、指定手段により、カウント手
段に指定カウント数を指示し、クロック信号が、指定カ
ウント数に対応する所定回数出力されると、カウント手
段に対して新たな前記指定カウント数を順次指定する。

【００１４】従って、複数のカウント値までのカウント
を実行させ、このカウントを、さらに各カウント値に対
応する回数実行させるので、発振器の約数に該当しない
周波数のクロック信号を得ることができる。即ち、例え
ば、１８．４３２ MHzの発振器によって出力される信号
に基づいて、カウント値「３３６」までのカウントを４
回行い、その後カウント値「３２０」までのカウントを
３回行った各カウントが終了する毎にクロック信号を出
力する。一連の７回のクロック信号は８ kHzで繰り返さ
れるので（７回のカウントにかかる時間は、発振器の出
力の２３０４回分に相当し、１２５μｓ（マイクロ秒）
である）、８ kHz×７回＝５６ kHzのクロック信号を得
ることができる。

【００１５】つまり、発振器の周波数の約数でない（発
振器の周波数を除算しても整数の商を得ることができな
い）数の周波数のクロック信号について、複数のカウン
ト数までのカウントを組合せて、それぞれ異なる回数
（上記の例では４回と３回）行うことによって、単位時
間当たりの出力回数が所望の周波数と等しいクロック信
号を得ることができる。これによって、回路の複雑化や
大型化を避け、例えば１個の発振器から２種類のクロッ
ク信号を容易に得ることができる。また、発振器の周波
数の約数である周波数のクロック信号を得る場合におい
ても、適当な分周器が高価である場合等には、他の分周
器を用いて所望のクロック信号を得ることができる。

【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１記載のク
ロック発生回路において、前記指定手段は、前記発振器
から出力される前記信号に同期してカウントを行うこと
が可能であって、前記カウント手段がカウントを開始す
るとともにカウントを開始し、前記カウント手段が前記
指定カウント数までのカウントを前記所定の回数実行し
た場合に相当するカウント値までのカウントを行うこと
によって、前記クロック信号が所定の回数出力されたこ
とを検知すること、を特徴としている。

【００１７】この請求項２記載の発明によれば、請求項
１記載のクロック発生回路において、指定手段は、発振
器から出力される信号に同期してカウントを行うことが
可能であって、カウント手段がカウントを開始するとと
もにカウントを開始し、カウント手段が指定カウント数
までのカウントを所定の回数実行した場合に相当するカ
ウント値までのカウントを行うことによって、クロック
信号が所定の回数出力されたことを検知する。

【００１８】従って、請求項１記載のクロック発生回路
において、カウント手段と指定手段とをともに発振器か
ら出力される信号に同期させることによって、カウント
手段から入力される信号を毎回検知する必要がないの
で、回路の単純化によるコストダウン等を図ることがで
きる。

【００１９】請求項３記載の発明は、所定の周波数で信
号を出力する発振器と、この発振器から出力される前記
信号に同期してカウントを実行し、このカウント値が予
め指定された指定カウント数に達するとクロック信号を
出力するカウント手段と、を備えるクロック発生回路に
おけるクロック発生方法において、複数の前記指定カウ
ント数と、これら複数の前記指定カウント数にそれぞれ
対応する複数の所定回数とを記憶し、前記カウント手段
に前記指定カウント数を指示し、前記クロック信号が前
記指定カウント数に対応する前記所定回数出力される
と、前記カウント手段に対して新たな前記指定カウント
数を順次指定すること、を特徴としている。

【００２０】この請求項３記載の発明によれば、所定の
周波数で信号を出力する発振器と、この発振器から出力
される信号に同期してカウントを実行し、このカウント
値が予め指定された指定カウント数に達するとクロック
信号を出力するカウント手段とを備えるクロック発生回
路におけるクロック発生方法において、複数の指定カウ
ント数と、これら複数の指定カウント数にそれぞれ対応
する複数の所定回数とを記憶し、カウント手段に指定カ
ウント数を指示し、クロック信号が、指定カウント数に
対応する所定回数出力されると、カウント手段に対して
新たな指定カウント数を順次指定する。

【００２１】従って、発振器の周波数の約数でない周波
数（発振器の周波数を除算した際に整数の商が得られな
い数）のクロック信号を得ることが可能であり、回路の
複雑化を避け、コストダウンを図ることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図１及び図２の図面を参照しながら説明する。

【００２３】図１は、本発明の実施の形態としてのクロ
ック発生回路１の概略構成を示すブロック図である。同
図に示すように、クロック発生回路１は、発振器２と、
ロード値変化タイミング生成部３と、可変カウンタ４
と、ロード値制御部５とによって構成される。

【００２４】発振器２は、原振クロック２ａを生成し
て、ロード値変化タイミング生成部３及び可変カウンタ
４のクロック入力に対して出力する、例えば水晶発振器
等の発振器である。なお、本実施の形態においては、こ
の発振器２は１８．４３２ MHzの周波数で原振クロック
２ａを出力するものであると仮定する。

【００２５】ロード値変化タイミング生成部３は、発振
器２からクロック入力端子に入力される原振クロック２
ａに同期してカウントを実行し、このカウント値に基づ
いて、可変カウンタ４に対して指示すべきロード値を判
断し、この判断の結果を、ロード値制御部５に対してロ
ード値タイミング３ａとして出力する。

【００２６】本実施の形態においては、可変カウンタ４
によって５６ kHzのキャリー信号４ａを出力させるた
め、このロード値変化タイミング生成部３は、原振クロ
ック２ａをカウントしたカウント値が「１３４４（３３
６×４）」に達するまではロード値タイミング３ａの出
力を“Lo”レベルとして、カウント値が「１３４４」に
達するとロード値タイミング３ａの出力を“Hi”レベル
に切り替えて、カウントを再開する。そして、カウント
値が「９６０（３２０×３）」に達すると、ロード値タ
イミング３ａの出力を再び“Lo”に切り替える。

【００２７】ロード値制御部５は、ロード値変化タイミ
ング生成部３から入力されるロード値タイミング３ａを
検知して、このロード値タイミング３ａが“Lo”レベル
である場合にはカウント値「３３６」を指示するロード
値信号５ａを可変カウンタ４に対して出力し、ロード値
タイミング３ａが“Hi”レベルである場合には、可変カ
ウンタ４に対してカウント値「３２０」を指示するロー
ド値信号５ａを出力する。

【００２８】可変カウンタ４は、発振器２からクロック
入力端子に入力される原振クロック２ａに同期してカウ
ントを行い、所定のカウント値に達するとキャリー信号
４ａを出力するカウンタである。ここで、所定のカウン
ト値とは、ロード値制御部５からロード値入力端子に入
力されるロード値信号５ａによって指示されるカウント
値「３３６」或いは「３２０」である。

【００２９】この所定のカウント値までのカウントが実
行されて出力されるキャリー信号４ａは、再度可変カウ
ンタ４のロード入力端子に入力され、可変カウンタ４
は、この入力によって、ロード値制御部５から入力され
るロード値信号５ａによって指示される新たなカウント
値を読み込んでカウントを行う。

【００３０】図２は、図１に示すクロック発生回路１の
各部の動作を示すタイミングチャートである。

【００３１】図中、Ｔ１で示す期間において、ロード値
変化タイミング生成部３及び可変カウンタ４は、発振器
２から出力される原振クロック２ａに同期してカウント
を開始する。期間Ｔ１では、ロード値変化タイミング生
成部３からロード値制御部５に対して出力されるロード
値タイミング３ａは“Lo”レベルであるため、可変カウ
ンタ４は、原振クロック２ａが３３６回入力されるまで
カウントを実行し、カウントが終了するとキャリー信号
４ａを出力する。

【００３２】このキャリー信号４ａがロード値変化タイ
ミング生成部３のイネーブル入力端子に入力されると、
ロード値変化タイミング生成部３は、ロード値タイミン
グ３ａをロード値制御部５に対して出力する。期間Ｔ１
においては、ロード値変化タイミング生成部３によって
実行されるカウントのカウント値が「１３４４」に達す
るまで、ロード値タイミング３ａの出力は“Lo”レベル
である。

【００３３】また、キャリー信号４ａは、可変カウンタ
４のロード入力端子に入力され、可変カウンタ４はロー
ド値信号５ａによって指示されるカウント値を読み込
む。Ｔ１で示す期間においては、ロード値タイミング３
ａが“Lo”レベルであるので、ロード値信号５ａはカウ
ント値「３３６」を指示している。従って、再度可変カ
ウンタ４はカウント値「３３６」までのカウントを行
う。

【００３４】ロード値変化タイミング生成部３におい
て、原振クロック２ａに同期してカウントされたカウン
ト値が「１３４４」に達すると、ロード値制御部５に対
して出力されるロード値タイミング３ａが“Hi”レベル
に変化する（期間Ｔ２）。これによって、ロード値制御
部５によって出力されるロード値信号５ａはカウント値
「３２０」を指示し、可変カウンタ４はこのカウント値
を読み込んでカウントを開始する。

【００３５】その後、期間Ｔ２の間、可変カウンタ４に
おいてカウントが終了する毎にキャリー信号４ａが出力
されるが、ロード値変化タイミング生成部３においてカ
ウント値が「９６０」に達するまでは、可変カウンタ４
にはロード値信号５ａによってカウント値「３２０」が
指示される。

【００３６】そして、ロード値変化タイミング生成部３
において９６０回のカウントが終了すると、ロード値タ
イミング３ａは再び“Lo”レベルに変化し、ロード値制
御部５から可変カウンタ４に対しては、カウント値「３
３６」を指示するロード値信号５ａが出力される。

【００３７】図中、Ｔ４は、期間Ｔ１において可変カウ
ンタ４によって出力されるキャリー信号４ａのパルス幅
を示す。期間Ｔ１においては、原振クロック２ａが３３
６回出力される毎にキャリー信号４ａが出力される、Ｔ
４は原振クロック２ａが３３６回発振される期間であ
る。一方、図中、Ｔ５は、期間Ｔ２において出力される
キャリー信号４ａのパルス幅であり、原振クロック２ａ
が３２０回発振される期間である。

【００３８】Ｔ３は、パルス幅がＴ４のキャリー信号４
ａが４回と、パルス幅がＴ５のキャリー信号４ａが３回
出力される期間である。即ち、期間Ｔ３の間には、原振
クロック２ａが２３０４（３３６×４＋３２０×３）回
出力されている。原振クロック２ａの周波数は１８．４
３２ MHzであるから、Ｔ３は原振クロック２ａの１／２
３０４、即ち８ kHzの周波数で繰り返される。

【００３９】そして、キャリー信号４ａは、Ｔ３の間に
７回出力される。従って、キャリー信号４ａの周波数
は、Ｔ３の７倍、即ち５６ kHzとなる。

【００４０】以上のように、本発明の実施の形態である
クロック発生回路１によれば、ロード値変化タイミング
生成部３から出力されるロード値タイミング３ａに基づ
いて、ロード値制御部５によって、異なるカウント値を
可変カウンタ４に対して指示することによって、１８．
４３２ MHzの周波数で出力される原振クロック２ａをも
とに、５６ kHzの周波数で出力されるキャリー信号４ａ
を得ることが可能である。通常、１８．４３２ MHzの原
振クロック２ａから６４ kHzの信号を得ることができる
ので、クロック発生回路１と組み合わせて使用すること
によって、１個の発振器２によって２種類のクロック信
号を得ることができる。

【００４１】即ち、１８．４３２ MHzの発振器２から
は、通常の１／ｎ（ｎは整数）分周器では５６ kHzの信
号を得ることはできないが、１８４３２＝（３３６×４
＋３２０×３）×８であることを利用して、期間Ｔ３内
にカウント値「３３６」のカウントを４回行い、カウン
ト値「３２０」のカウントを３回実行することにより、
７回のカウントを含むＴ３を８ kHzの周波数で行うの
で、８×７＝５６ kHzのクロック信号を得ることができ
る。

【００４２】なお、上記実施の形態のクロック発生回路
１においては、可変カウンタ４においてカウント値「３
３６」及び「３２０」の２種類のカウントを行うことに
よって、１８．４３２ MHzの原振クロック２ａをもと
に、５６ kHzのキャリー信号４ａを得る構成としたが、
本発明はこれに限定されるものではなく、３種類のカウ
ント値に基づいてカウントを実行させ、他の周波数のク
ロック信号を得る構成であっても良い。

【００４３】また、上記実施の形態としてのクロック発
生回路１において、ロード値変化タイミング生成部３
は、発振器２から入力される原振クロック２ａのカウン
トを行う構成としたが、原振クロック２ａを単純に動作
を同期させるためのクロック信号として用いる構成とし
ても良い。

【００４４】即ち、ロード値変化タイミング生成部３
は、上記の「１３４４」或いは「９６０」までのカウン
トを行うものではなく、可変カウンタ４から入力される
キャリー信号４ａが入力された回数をカウントする構成
とする。この場合、図２に示すタイミングチャートにお
いて、ロード値タイミング３ａの出力が“Lo”レベルで
あるとき、キャリー信号４ａが４回入力されると、５回
目にキャリー信号４ａが入力されると同時にロード値タ
イミング３ａを“Hi”レベルに変化させ、さらにキャリ
ー信号４ａが３回入力されると、ロード値タイミング３
ａの出力を“Lo”レベルに切り替える。

【００４５】この構成によれば、「１３４４」のような
桁数の多いカウントを実行させる必要がないので、ロー
ド値変化タイミング生成部３を、例えば「００」から
「１１」のカウントが可能な、ごく単純なカウンタを備
える構成とすることが可能である。これによって、ロー
ド値変化タイミング生成部３をより安価な構成とするこ
とが可能であり、コストダウンを図ることができる。ま
た、その他細部の構成についても、本発明の趣旨を逸脱
しない範囲で任意に変更可能であることは勿論である。

【００４６】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、発振器の
周波数の約数でない（発振器の周波数を除算しても整数
の商を得ることができない）数の周波数のクロック信号
について、複数のカウント数までのカウントを組合せ
て、それぞれ異なる回数行うことによって、単位時間当
たりの出力回数が所望の周波数と等しいクロック信号を
得ることができる。これによって、回路の複雑化や大型
化を避け、例えば１個の発振器から２種類のクロック信
号を容易に得ることができる。

【００４７】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載のクロック発生回路において、カウント手段と指定手
段とをともに発振器から出力される信号に同期させるこ
とによって、カウント手段から入力される信号を毎回検
知する必要がないので、回路の単純化によるコストダウ
ン等を図ることができる。

【００４８】請求項３記載の発明によれば、発振器の周
波数の約数でない周波数のクロック信号を得ることが可
能であり、回路の複雑化を避け、コストダウンを図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態としてのクロック発生回路
の構成を示すブロック図である。

【図２】図１のクロック発生回路の各部の動作を示すタ
イミングチャートである。

【図３】従来のクロック発生回路の概略構成を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１ クロック発生回路 ２ 発振器 ３ ロード値変化タイミング生成部 ４ 可変カウンタ ５ ロード値制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の周波数で信号を出力する発振器と、 この発振器から出力される前記信号に同期してカウント
   を実行し、このカウント値が予め指定された指定カウン
   ト数に達するとクロック信号を出力するカウント手段
   と、 を備えるクロック発生回路において、 複数の前記指定カウント数と、これら複数の前記指定カ
   ウント数にそれぞれ対応する複数の所定回数とを記憶す
   る記憶手段と、 前記カウント手段に前記指定カウント数を指示し、前記
   クロック信号が前記指定カウント数に対応する前記所定
   回数出力されると、前記カウント手段に対して新たな前
   記指定カウント数を順次指定する指定手段と、 を備えることを特徴とするクロック発生回路。
2. 【請求項２】前記指定手段は、前記発振器から出力され
   る前記信号に同期してカウントを行うことが可能であっ
   て、前記カウント手段がカウントを開始するとともにカ
   ウントを開始し、前記カウント手段が前記指定カウント
   数までのカウントを前記所定の回数実行した場合に相当
   するカウント値までのカウントを行うことによって、前
   記クロック信号が所定の回数出力されたことを検知する
   こと、 を特徴とする請求項１記載のクロック発生回路。
3. 【請求項３】所定の周波数で信号を出力する発振器と、 この発振器から出力される前記信号に同期してカウント
   を実行し、このカウント値が予め指定された指定カウン
   ト数に達するとクロック信号を出力するカウント手段
   と、 を備えるクロック発生回路におけるクロック発生方法に
   おいて、 複数の前記指定カウント数と、これら複数の前記指定カ
   ウント数にそれぞれ対応する複数の所定回数とを記憶
   し、 前記カウント手段に前記指定カウント数を指示し、前記
   クロック信号が前記指定カウント数に対応する前記所定
   回数出力されると、前記カウント手段に対して新たな前
   記指定カウント数を順次指定すること、 を特徴とするクロック発生方法。