JPH11355129A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JPH11355129A
JPH11355129A JP16355698A JP16355698A JPH11355129A JP H11355129 A JPH11355129 A JP H11355129A JP 16355698 A JP16355698 A JP 16355698A JP 16355698 A JP16355698 A JP 16355698A JP H11355129 A JPH11355129 A JP H11355129A
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frequency
data
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terminal
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JP16355698A
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Inventor
Akio Kuroda
明雄 黒田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an IC incorporating a frequency dividing circuit by which an unnecessary frequency component included in an output signal where an input signal is frequency-divided into 1/n (an odd number) is easily and sufficiently reduced and its practical use is enabled even for a purpose where the radiation of the unnecessary frequency component is strictly restricted. SOLUTION: An IC is provided with the frequency dividing circuit 10 which is formed inside the IC through the use of an emitter coupling logical circuit, divides the frequency of the input signal into 1/n (the odd number) and generates a frequency dividing output signal being 1/2 in duty ratio and with an external terminal 11 for connecting a filter F, to which the frequency dividing output signal of the circuit 10 is supplied. Besides, a buffer circuit 12 inserted between the frequency dividing output node of the circuit 10 and the external terminal 11 is arranged.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路に
係り、特に入力信号を1/n(nは奇数)の周波数に分
周する分周回路に関するもので、例えば携帯用通信機器
に使用されるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a frequency dividing circuit for dividing an input signal to a frequency of 1 / n (n is an odd number). Things.

【0002】[0002]

【従来の技術】正弦波あるいは矩形波の入力信号を分周
して低い周波数の出力信号を生成するための分周回路
は、従来から各種の回路形式のものが実現されている。
ところで、最近、携帯用通信機器などにおいて例えばG
Hz帯の高周波数信号を分周する回路を集積回路に内蔵
する必要が生じており、従来の一般的な分周回路とは異
なる回路技術、分周出力信号に含まれる不要周波数成分
の輻射(スプリアス)対策の重要性など、固有の問題が
発生する。
2. Description of the Related Art Various frequency dividers for generating a low frequency output signal by dividing a sine wave or rectangular wave input signal have been realized.
By the way, recently, for example, G
It has become necessary to incorporate a circuit for dividing a high-frequency signal in the Hz band into an integrated circuit. Circuit technology different from that of a conventional general divider circuit, radiation of unnecessary frequency components included in a divided output signal ( Specific issues such as the importance of spurious countermeasures arise.

【0003】このような事情に鑑みて、回路技術的には
ECL(エミッタ結合論理)回路を用いて動作の高速化
を図り、スプリアス対策としては、集積回路の外部に接
続される高域遮断特性を有するフィルタにより分周出力
信号の不要周波数成分を除去することが考えられる。
[0003] In view of such circumstances, in terms of circuit technology, an ECL (emitter coupled logic) circuit is used to increase the speed of operation, and as a measure against spurious, a high frequency cutoff characteristic connected to the outside of the integrated circuit is taken. It is conceivable to remove unnecessary frequency components of the frequency-divided output signal using a filter having

【0004】しかし、例えば3分周回路を構成する場合
に、例えば図12に示すような一般的なリング回路を用
いて入力信号を3分周し、図13に示すようなデューテ
ィ比が1/3の出力信号を生成すると、分周出力信号に
含まれる不要周波数成分を十分に低減させることが困難
であり、実用化が困難になる。
However, for example, when a three-frequency dividing circuit is formed, the input signal is frequency-divided by three using, for example, a general ring circuit as shown in FIG. 12, and the duty ratio as shown in FIG. When the output signal of No. 3 is generated, it is difficult to sufficiently reduce unnecessary frequency components included in the frequency-divided output signal, which makes practical use difficult.

【0005】この点について、以下、具体的に説明す
る。図12に示す3分周回路において、CKは入力信
号、RSTはリセット信号、121はインバータ回路、
122および123はD型フリップフロップ回路、12
4は二入力のノア回路である。
[0005] This point will be specifically described below. In the divide-by-3 circuit shown in FIG. 12, CK is an input signal, RST is a reset signal, 121 is an inverter circuit,
122 and 123 are D-type flip-flop circuits;
Reference numeral 4 denotes a two-input NOR circuit.

【0006】図13は、図12の3分周回路の動作時に
おける主要ノードの信号波形を示すタイミング図であ
る。ここで、分周出力信号T3のデューティ比は1/3
(=33.3%)である。
FIG. 13 is a timing chart showing signal waveforms at main nodes when the divide-by-3 circuit of FIG. 12 operates. Here, the duty ratio of the divided output signal T3 is 1/3.
(= 33.3%).

【0007】図14は、図12の3分周回路として、例
えば約2.5GHzで一定の入力周波数finの入力信号
CKを分周するためにECL回路を用いて試作した回路
の動作をシミュレーションした時の分周出力信号T3の
波形(相補的な分周出力信号の差電圧の波形)を示して
いる。
FIG. 14 simulates the operation of a circuit prototyped using an ECL circuit to divide an input signal CK having a constant input frequency fin at about 2.5 GHz, for example, as the divide-by-3 circuit of FIG. The waveform of the frequency-divided output signal T3 at the time (the waveform of the differential voltage of the complementary frequency-divided output signal) is shown.

【0008】図15は、図14の分周出力信号をフーリ
エ変換して周波数対レベル分布を示している。ここで、
縦軸は信号の波高値である。図14から分かることは、
分周出力周波数fin/3の信号成分のレベルのほかに、
2・fin/3の信号成分、finの信号成分、4・fin/
3の信号成分、5・fin/3の信号成分、2・finの信
号成分、7・fin/3の信号成分が存在し、特に2・f
in/3の信号成分、4・fin/3の信号成分がかなりの
程度のレベルで存在することである。
FIG. 15 shows a frequency versus level distribution obtained by Fourier transforming the frequency-divided output signal of FIG. here,
The vertical axis is the peak value of the signal. It can be seen from FIG.
In addition to the level of the signal component of the divided output frequency fin / 3,
2 · fin / 3 signal component, fin signal component, 4 · fin /
There are a signal component of 3, a signal component of 5 · fin / 3, a signal component of 2 · fin, and a signal component of 7 · fin / 3.
That is, a signal component of in / 3 and a signal component of 4 · fin / 3 are present at a considerable level.

【0009】図16は、図12の3分周回路の出力側に
高域遮断特性を有するフィルタ回路(図示せず)を接続
した場合におけるフィルタ出力信号の波形を示してい
る。フィルタ回路を接続することにより、分周出力周波
数fin/3の信号成分に対する高調波信号が低減され、
分周出力信号の波形が滑らかな正弦波になっていること
が分かる。
FIG. 16 shows a waveform of a filter output signal when a filter circuit (not shown) having a high-frequency cutoff characteristic is connected to the output side of the divide-by-3 circuit of FIG. By connecting the filter circuit, the harmonic signal for the signal component of the divided output frequency fin / 3 is reduced,
It can be seen that the waveform of the divided output signal is a smooth sine wave.

【0010】図17は、図16の分周出力信号をフーリ
エ変換して周波数対レベル分布を示している。ここで、
縦軸は信号の波高値である。図17によれば、分周出力
周波数fin/3の信号成分に対する高次の高調波信号成
分が除去されているが、2・fin/3の信号成分がある
程度のレベルで残存していることが分かる。
FIG. 17 shows a frequency versus level distribution obtained by Fourier transforming the frequency-divided output signal of FIG. here,
The vertical axis is the peak value of the signal. According to FIG. 17, high-order harmonic signal components with respect to the signal component of the divided output frequency fin / 3 are removed, but the signal component of 2 · fin / 3 remains at a certain level. I understand.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
3分周回路は、デューティ比が1/3の出力信号を生成
するので、分周出力信号に含まれる不要周波数成分を十
分に低減させることが困難であり、不要周波数成分の輻
射が厳しく制限される用途では実用化が困難になるとい
う問題があった。
As described above, the conventional divide-by-3 circuit generates an output signal having a duty ratio of 1/3, so that unnecessary frequency components included in the divided output signal are sufficiently reduced. However, there is a problem that practical use is difficult in applications where the radiation of unnecessary frequency components is severely restricted.

【0012】本発明は上記の問題点を解決すべくなされ
たもので、入力信号を1/n(nは奇数、例えば3)の
周波数に分周した出力信号に含まれる不要周波数成分を
十分に低減させることが容易になり、不要周波数成分の
輻射が厳しく制限される用途でも実用化が可能になる分
周回路を内蔵する半導体集積回路を提供することを目的
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and can sufficiently reduce unnecessary frequency components included in an output signal obtained by dividing an input signal to a frequency of 1 / n (n is an odd number, for example, 3). It is an object of the present invention to provide a semiconductor integrated circuit having a built-in frequency dividing circuit that can be easily reduced and can be put to practical use even in applications where the radiation of unnecessary frequency components is severely restricted.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
は、エミッタ結合論理回路を用いて形成され、入力信号
を1/n(nは奇数)の周波数に分周し、デューティ比
が1/2の分周出力信号を生成する分周回路と、前記分
周回路の分周出力信号が供給され、フィルタ接続用の外
部端子を具備することを特徴とする。
A semiconductor integrated circuit according to the present invention is formed by using an emitter-coupled logic circuit, divides an input signal into a frequency of 1 / n (n is an odd number), and has a duty ratio of 1 / n. A frequency divider circuit for generating a frequency-divided output signal, and an external terminal for supplying a frequency-divided output signal of the frequency divider circuit and connecting a filter.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明の半導体集
積回路の第1の実施の形態に係る3分周回路の主要部分
を示す論理回路図である。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a logic circuit diagram showing a main part of a divide-by-3 circuit according to a first embodiment of the semiconductor integrated circuit of the present invention.

【0015】図1において、10は集積回路の内部に形
成され、入力信号CKを1/3の周波数に分周し、デュ
ーティ比が1/2(=50%)の分周出力信号を生成す
る3分周回路である。
In FIG. 1, reference numeral 10 is formed inside an integrated circuit, divides an input signal CK to a frequency of 1/3, and generates a frequency-divided output signal having a duty ratio of 1/2 (= 50%). It is a divide-by-3 circuit.

【0016】11は、前記分周回路10の分周出力信号
が供給される外部端子であり、前記3分周回路の分周出
力信号に含まれる不要周波数成分を除去するためのフィ
ルタ回路Fが外付け接続される。この場合、集積回路の
内部で、前記分周回路10の分周出力ノードと前記外部
端子11との間にバッファ回路12を挿入することが望
ましい。
Reference numeral 11 denotes an external terminal to which a frequency-divided output signal of the frequency-divider circuit 10 is supplied. A filter circuit F for removing unnecessary frequency components contained in the frequency-divided output signal of the frequency-divider circuit 3 is provided. Externally connected. In this case, it is desirable to insert a buffer circuit 12 between the frequency division output node of the frequency division circuit 10 and the external terminal 11 inside the integrated circuit.

【0017】前記フィルタ回路Fは、例えば図3中に示
すように、インダクタLに対してキャパシタCおよび抵
抗素子R2がそれぞれ並列接続された等価回路を有し、
帯域通過特性を有する。なお、インダクタLに直列接続
されている抵抗素子R1は、インダクタLの内部等価抵
抗を示したものである。
The filter circuit F has an equivalent circuit in which a capacitor C and a resistance element R2 are respectively connected in parallel to an inductor L as shown in FIG.
It has bandpass characteristics. The resistance element R1 connected in series to the inductor L indicates the internal equivalent resistance of the inductor L.

【0018】このフィルタ回路Fにより不要周波数成分
が除去された分周出力信号は、集積回路内部の例えば増
幅回路(図示せず)を経て所望の内部回路に供給され
る。なお、前記3分周回路10、バッファ回路12、増
幅回路などは、高速動作化を図るためにECL回路によ
り形成されている。
The frequency-divided output signal from which unnecessary frequency components have been removed by the filter circuit F is supplied to a desired internal circuit via, for example, an amplifier circuit (not shown) inside the integrated circuit. The frequency dividing circuit 10, the buffer circuit 12, the amplifier circuit, and the like are formed of an ECL circuit for high-speed operation.

【0019】前記3分周回路10は、2個のリセット端
子付きのD型フリップフロップ回路(以下、単にFF回
路と記す)101、102と、1個のデータラッチ回路
103と、2個のインバータ回路104、105、2個
の二入力のノア回路106、107とからなり、以下に
述べるように構成されている。
The divide-by-3 circuit 10 includes two D-type flip-flop circuits with reset terminals (hereinafter simply referred to as FF circuits) 101 and 102, one data latch circuit 103, and two inverters. The circuit includes circuits 104 and 105 and two two-input NOR circuits 106 and 107, and is configured as described below.

【0020】各FF回路101、102は、リセット信
号RSTをリセット端子Rに受けてリセットされ、前記
入力信号CKおよびその反転信号からなる相補的な入力
信号を相補的な一対のクロック入力端子CK、CKNに
受けることによってデータ入力端Dのデータ入力を取り
込んでデータ出力端Qに出力する。
Each of the FF circuits 101 and 102 is reset by receiving a reset signal RST at a reset terminal R, and receives a complementary input signal composed of the input signal CK and its inverted signal from a pair of complementary clock input terminals CK, CK. The data input terminal D receives the data input from the data input terminal D and outputs it to the data output terminal Q.

【0021】この場合、第1のFF回路101のデータ
入力端Dにはインバータ回路105の出力信号が入力
し、第2のFF回路102のデータ入力端Dには第1の
FF回路101のデータ出力端Qの出力信号が入力す
る。また、前記入力信号CKの反転信号は、入力信号C
Kがインバータ回路104に入力することによって生成
される。
In this case, the output signal of the inverter circuit 105 is input to the data input terminal D of the first FF circuit 101, and the data input terminal D of the second FF circuit 102 is input to the data input terminal D of the first FF circuit 101. The output signal of the output terminal Q is input. The inverted signal of the input signal CK is the input signal C
K is generated by input to the inverter circuit 104.

【0022】なお、本例では、回路動作をシミュレーシ
ョンする都合上、前記FF回路101、102としてリ
セット端子R付きのものを使用しているが、実際に使用
に際して必要な分周動作を行う上ではリセット端子Rお
よびリセット動作は省略してもよい。
In the present embodiment, the FF circuits 101 and 102 with reset terminals R are used for the sake of simulating the circuit operation. The reset terminal R and the reset operation may be omitted.

【0023】第1のノア回路106は、前記第1のFF
回路101の反転データ出力端QNの出力信号および前
記第2のFF回路102の反転データ出力端QNの出力
信号が入力し、この第1のノア回路106の出力信号が
前記第1のインバータ回路104に入力する。
The first NOR circuit 106 is connected to the first FF.
The output signal of the inverted data output terminal QN of the circuit 101 and the output signal of the inverted data output terminal QN of the second FF circuit 102 are input, and the output signal of the first NOR circuit 106 is input to the first inverter circuit 104. To enter.

【0024】前記データラッチ回路103は、前記第1
のFF回路101のデータ出力端Qの出力信号がデータ
入力端Dに入力し、前記相補的な入力信号を相補的な一
対のクロック入力端子CK、CKNに受けることによっ
てデータ入力端Dのデータ入力を取り込んで反転データ
出力端QNに出力する。
The data latch circuit 103 is connected to the first
The output signal of the data output terminal Q of the FF circuit 101 is input to the data input terminal D, and the complementary input signal is received by a pair of complementary clock input terminals CK and CKN. And outputs it to the inverted data output terminal QN.

【0025】第2のノア回路107は、前記第1のFF
回路101の反転データ出力端QNの出力信号および前
記データラッチ回路103の反転データ出力端QNの出
力信号が入力し、この第2のノア回路107の出力信号
が分周出力信号となる。
The second NOR circuit 107 is connected to the first FF.
The output signal of the inverted data output terminal QN of the circuit 101 and the output signal of the inverted data output terminal QN of the data latch circuit 103 are input, and the output signal of the second NOR circuit 107 becomes the divided output signal.

【0026】図2は、図1の3分周回路10の動作時に
おける主要ノードの信号波形を示すタイミング図であ
る。このタイミング図では、分周出力信号OUTのデュ
ーティ比が1/2(=50%)であることが特徴であ
る。
FIG. 2 is a timing chart showing signal waveforms at main nodes when the divide-by-3 circuit 10 of FIG. 1 operates. This timing chart is characterized in that the duty ratio of the divided output signal OUT is 1/2 (= 50%).

【0027】上記したような構成の3分周回路10によ
れば、入力信号を1/3の周波数に分周した出力信号の
デューティ比が1/2であるので、後で詳述するように
分周出力信号OUTに含まれる不要周波数成分を十分に
低減させることが容易になり、不要周波数成分の輻射が
厳しく制限される用途でも実用化が可能になる。
According to the divide-by-3 circuit 10 configured as described above, the duty ratio of the output signal obtained by dividing the input signal to a frequency of 1/3 is 1/2. It becomes easy to sufficiently reduce unnecessary frequency components contained in the frequency-divided output signal OUT, and practical use is possible even in applications where the radiation of unnecessary frequency components is severely restricted.

【0028】図3は、図1の回路の一具体例を示す回路
図である。図3において、20は集積回路、30は前記
集積回路20の外部端子111、112に外付けされる
外部回路であり、フィルタ回路Fを含む。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific example of the circuit of FIG. In FIG. 3, reference numeral 20 denotes an integrated circuit, and 30 denotes an external circuit externally connected to the external terminals 111 and 112 of the integrated circuit 20, and includes a filter circuit F.

【0029】前記集積回路20の内部には、インバータ
回路ブロック21、第1のFF回路ブロック22、第2
のFF回路ブロック23、データラッチ回路ブロック2
4、ノアゲート回路ブロック25により図1中の3分周
回路10に相当する回路が形成されている。
In the integrated circuit 20, an inverter circuit block 21, a first FF circuit block 22, a second
FF circuit block 23, data latch circuit block 2
4. The NOR gate circuit block 25 forms a circuit corresponding to the divide-by-3 circuit 10 in FIG.

【0030】前記インバータ回路ブロック21は、図1
中の第1のインバータ回路104に相当し、例えば図8
に示すような回路構成を有する。前記第1のFF回路ブ
ロック22は、図1中の第1のノアゲート106、第2
のインバータ回路105および第1のFF回路101に
相当し、例えば図9(a)に示すような回路構成を有す
る。
The inverter circuit block 21 is shown in FIG.
8 corresponds to the first inverter circuit 104 in FIG.
The circuit configuration shown in FIG. The first FF circuit block 22 includes a first NOR gate 106 shown in FIG.
, And has a circuit configuration as shown in FIG. 9A, for example.

【0031】前記第2のFF回路ブロック23は、図1
中の第2のFF回路102に相当し、例えば図9(b)
に示すような回路構成を有する。前記データラッチ回路
ブロック24は、図1中のデータラッチ回路103に相
当し、例えば図10に示すような回路構成を有する。
The second FF circuit block 23 has a structure shown in FIG.
9B corresponds to the second FF circuit 102 in FIG.
The circuit configuration shown in FIG. The data latch circuit block 24 corresponds to the data latch circuit 103 in FIG. 1, and has a circuit configuration as shown in FIG. 10, for example.

【0032】前記ノアゲート回路ブロック25は、図1
中の第2のノアゲート107に相当し、例えば図11に
示すような回路構成を有する。さらに、前記集積回路2
0の内部には、図1中のバッファ回路12に相当するバ
ッファ回路ブロック26のほか、バイアス回路用、電流
源用の回路素子(バイポーラトランジスタ、抵抗素
子)、ダミー回路用のMOSトランジスタなどが形成さ
れている。
The NOR gate circuit block 25 has a structure shown in FIG.
The second NOR gate 107 has a circuit configuration as shown in FIG. 11, for example. Further, the integrated circuit 2
Inside 0, a buffer circuit block 26 corresponding to the buffer circuit 12 in FIG. 1, a circuit element (bipolar transistor, resistance element) for a bias circuit and a current source, a MOS transistor for a dummy circuit, and the like are formed. Have been.

【0033】前記バッファ回路ブロック26は、前記ノ
アゲート・エミッタフォロア回路ブロック25から相補
信号として出力する分周出力信号が一対のベースに入力
するECL回路からなり、このECL回路の一対のオー
プンコレクタが集積回路20の第1の外部端子111お
よび第2の外部端子112に接続されている。
The buffer circuit block 26 comprises an ECL circuit in which a frequency-divided output signal output as a complementary signal from the NOR gate / emitter follower circuit block 25 is input to a pair of bases, and a pair of open collectors of the ECL circuit are integrated. The first external terminal 111 and the second external terminal 112 of the circuit 20 are connected.

【0034】前記外部回路30は、電源電圧Vccを持
つ外部電源ノードと前記第1の外部端子111との間に
接続された高周波数阻止用のインダクタL1と、外部電
源ノードと前記第2の外部端子112との間に接続され
た高域遮断特性を有するフィルタ回路Fおよび高周波数
阻止用のインダクタL2を有している。
The external circuit 30 includes a high frequency blocking inductor L1 connected between an external power supply node having a power supply voltage Vcc and the first external terminal 111, an external power supply node and the second external A filter circuit F having a high-frequency cutoff characteristic and an inductor L2 for blocking high frequency are connected between the terminal 112 and the terminal 112.

【0035】前記フィルタ回路Fの等価回路は、インダ
クタLに対してキャパシタCおよび抵抗素子R2がそれ
ぞれ並列接続されたものであり、帯域通過特性を有す
る。なお、前記と同様に、インダクタLに直列接続され
ている抵抗素子R1は、インダクタLの内部等価抵抗を
示したものである。
The equivalent circuit of the filter circuit F has a capacitor C and a resistance element R2 connected in parallel to an inductor L, and has a band-pass characteristic. As described above, the resistance element R1 connected in series to the inductor L indicates the internal equivalent resistance of the inductor L.

【0036】さらに、前記外部回路30は、前記第1の
外部端子111と外部電源ノードとの間および第2の外
部端子112と外部電源ノードとの間にそれぞれ順方向
の向きで接続された正電圧サージ吸収用のダイオードD
1、前記第1の外部端子111と外部接地ノードとの間
および第2の外部端子112と外部接地ノードとの間に
それぞれ逆方向の向きで接続された負電圧サージ吸収用
のダイオードD2が含まれている。
Further, the external circuit 30 is connected between the first external terminal 111 and an external power supply node and between the second external terminal 112 and the external power supply node in a forward direction. Diode D for absorbing voltage surge
1. Negative voltage surge absorbing diodes D2 connected in opposite directions between the first external terminal 111 and the external ground node and between the second external terminal 112 and the external ground node, respectively. Have been.

【0037】上記した構成により、外部回路30は、前
記バッファ回路26のECL回路の一対のコレクタに電
源電圧Vccを供給するとともに、第2の外部端子11
2に接続されたフィルタ回路Fにより分周出力信号の不
要周波数成分を除去する作用を有する。
With the above-described configuration, the external circuit 30 supplies the power supply voltage Vcc to the pair of collectors of the ECL circuit of the buffer circuit 26, and the second external terminal 11
The filter circuit F connected to 2 has an action of removing unnecessary frequency components of the frequency-divided output signal.

【0038】図4は、図3中の3分周回路に対して例え
ば約2.5GHzで一定の入力周波数finの相補的な入
力信号A、ANを結合コンデンサを介して入力して3分
周した場合の動作をシミュレーションした時の相補的な
分周出力信号の差電圧(前記バッファ回路26のECL
回路の一対のベース間の差電圧)の波形を示している。
FIG. 4 is a circuit diagram of FIG. 3 in which complementary input signals A and AN having a constant input frequency fin of, for example, about 2.5 GHz are inputted through a coupling capacitor to the frequency-divided-by-3 circuit in FIG. (The ECL of the buffer circuit 26)
5 shows a waveform of a difference voltage between a pair of bases of a circuit.

【0039】図5は、図4の分周出力信号をフーリエ変
換して周波数対レベル分布を示している。ここで、縦軸
は信号の波高値である。図5から分かることは、分周出
力周波数fin/3の信号成分のレベルのほかに、2・f
in/3の信号成分、finの信号成分、4・fin/3の信
号成分、5・fin/3の信号成分、7・fin/3の信号
成分のレベルが存在し、特にfinの信号成分、5・fin
/3の信号成分がかなりの程度のレベルで存在すること
である。
FIG. 5 shows a frequency versus level distribution obtained by Fourier transforming the frequency-divided output signal of FIG. Here, the vertical axis is the peak value of the signal. It can be seen from FIG. 5 that, besides the level of the signal component of the divided output frequency fin / 3, 2 · f
There are levels of a signal component of in / 3, a signal component of fin, a signal component of 4 · fin / 3, a signal component of 5 · fin / 3, and a signal component of 7 · fin / 3. 5 fin
/ 3 signal component is present at a significant level.

【0040】図6は、図3中のフィルタ回路Fが接続さ
れた第2の外部端子112の信号の波形を示している。
3分周回路の分周出力信号にフィルタ回路Fを接続する
ことにより、分周出力周波数fin/3の信号成分に対す
る高調波信号が低減され、分周出力信号の波形が滑らか
な正弦波になっていることが分かる。
FIG. 6 shows a waveform of a signal at the second external terminal 112 to which the filter circuit F in FIG. 3 is connected.
By connecting the filter circuit F to the frequency-divided output signal of the frequency-divided circuit 3, the harmonic signal for the signal component of the frequency-divided output frequency fin / 3 is reduced, and the waveform of the frequency-divided output signal becomes a smooth sine wave. You can see that it is.

【0041】図7は、図6の分周出力信号をフーリエ変
換して周波数対レベル分布を示している。ここで、縦軸
は信号の波高値である。図7によれば、分周出力周波数
fin/3の信号成分に対する高次の高調波信号成分が殆
んど除去されていることが分かる。
FIG. 7 shows a frequency versus level distribution obtained by Fourier transforming the frequency-divided output signal of FIG. Here, the vertical axis is the peak value of the signal. According to FIG. 7, it can be seen that high-order harmonic signal components with respect to the signal component of the divided output frequency fin / 3 are almost completely removed.

【0042】次に、前記した図3中のインバータ回路ブ
ロック(FIN3DIV)21、第1のFF回路ブロッ
ク(VDFE50)22、第2のFF回路ブロック(D
FC50)23、データラッチ回路ブロック(DLA5
0)24、ノアゲート回路ブロック(OR−DIV3)
25のそれぞれについて、簡単に説明する。
Next, the inverter circuit block (FIN3DIV) 21, the first FF circuit block (VDDE50) 22, and the second FF circuit block (D
FC50) 23, data latch circuit block (DLA5)
0) 24, NOR gate circuit block (OR-DIV3)
Each of the 25 will be briefly described.

【0043】図8に示すインバータ回路ブロック(FI
N3DIV)は、インバータ用のNPNトランジスタ、
エミッタフォロア用のNPNトランジスタ及び抵抗素子
で構成されており、A、ANは相補的な入力信号端子、
VBBは電流源バイアス電圧入力端子、YE、YENは
エミッタフォロアから出力する相補的な出力信号の出力
端子であり、この出力端子YE、YENの出力信号は図
1中の相補的な入力信号CK、CKNに相当するものと
して使用される。
The inverter circuit block (FI) shown in FIG.
N3DIV) is an NPN transistor for an inverter,
It consists of an NPN transistor for emitter follower and a resistance element, A and AN are complementary input signal terminals,
VBB is a current source bias voltage input terminal, YE and YEN are output terminals of complementary output signals output from the emitter follower, and the output signals of these output terminals YE and YEN are complementary input signals CK and CK in FIG. Used as equivalent to CKN.

【0044】図9(a)に示す第1のFF回路ブロック
(VDFE50)は、ノアゲート用のNPNトランジス
タ、FF回路用のNPNトランジスタ、エミッタフォロ
ア用のNPNトランジスタ及び抵抗素子で構成されてお
り、D1、D2はデータ入力端子、VTはバイアス入力
電圧端子、VBBは電流源バイアス電圧入力端子、C
K、CKNは相補的なクロック入力端子、Q、QNは相
補的なデータ出力端子、QE、QENはエミッタフォロ
アから出力する相補的な出力信号の出力端子である。
The first FF circuit block (VDDE50) shown in FIG. 9A is composed of an NPN transistor for a NOR gate, an NPN transistor for an FF circuit, an NPN transistor for an emitter follower, and a resistance element. , D2 is a data input terminal, VT is a bias input voltage terminal, VBB is a current source bias voltage input terminal, C
K and CKN are complementary clock input terminals, Q and QN are complementary data output terminals, and QE and QEN are output terminals for complementary output signals output from the emitter follower.

【0045】図9(b)に示す第2のFF回路ブロック
(DFC50)は、FF回路用のNPNトランジスタ及
び抵抗素子で構成されており、D、DNは相補的なデー
タ入力端子、CK、CKNは相補的なクロック入力端
子、VBBは電流源バイアス電圧、Q、QNは相補的な
データ出力である。
The second FF circuit block (DFC50) shown in FIG. 9B is composed of an NPN transistor and a resistance element for the FF circuit, and D and DN are complementary data input terminals, CK and CKN. Is a complementary clock input terminal, VBB is a current source bias voltage, and Q and QN are complementary data outputs.

【0046】図10に示すデータラッチ回路ブロック
(DLA50)は、NPNトランジスタ及び抵抗素子で
構成されており、D、DNは相補的なデータ入力端子、
CK、CKNは相補的なクロック入力端子、VBBは電
流源バイアス電圧、Q、QNは相補的なデータ出力であ
る。
The data latch circuit block (DLA50) shown in FIG. 10 is composed of an NPN transistor and a resistance element. D and DN are complementary data input terminals.
CK and CKN are complementary clock input terminals, VBB is a current source bias voltage, and Q and QN are complementary data outputs.

【0047】図11に示すノアゲート回路ブロック(O
R−DIV3)は、ノアゲート用のNPNトランジス
タ、エミッタフォロア用のNPNトランジスタ及び抵抗
素子で構成されており、D、DNは相補的なデータ入力
端子、A、ANは相補的な第1の入力信号端子、B、B
Nは相補的な第2の入力信号端子、VBBは電流源バイ
アス電圧入力端子、YE、YENはエミッタフォロアか
ら出力する相補的な出力信号の出力端子であり、この出
力端子YE、YENの出力信号は相補的な分周出力信号
として使用される。
The NOR gate circuit block (O) shown in FIG.
R-DIV3) is composed of an NPN transistor for a NOR gate, an NPN transistor for an emitter follower, and a resistance element, D and DN are complementary data input terminals, and A and AN are complementary first input signals. Terminal, B, B
N is a complementary second input signal terminal, VBB is a current source bias voltage input terminal, YE and YEN are output terminals of complementary output signals output from the emitter followers, and output signals of these output terminals YE and YEN are provided. Are used as complementary divided output signals.

【0048】なお、本発明は、上記実施例の3分周回路
に限らず、入力信号を奇数分の1の周波数に分周する回
路に適用した場合に、デューティ比が1/2の分周出力
信号を生成するように論理回路を形成することにより、
上記実施例に準じた効果が得られることはいうまでもな
い。
It should be noted that the present invention is not limited to the three-frequency divider circuit of the above-described embodiment, but can be applied to a circuit for dividing an input signal to an odd-numbered frequency. By forming a logic circuit to generate an output signal,
Needless to say, the same effects as in the above embodiment can be obtained.

【0049】[0049]

【発明の効果】上述したように本発明によれば、入力信
号を1/n(nは奇数)の周波数に分周した出力信号に
含まれる不要周波数成分を十分に低減させることが容易
になり、不要周波数成分の輻射が厳しく制限される用途
でも実用化が可能になる分周回路を内蔵する半導体集積
回路を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is easy to sufficiently reduce unnecessary frequency components included in an output signal obtained by dividing an input signal to a frequency of 1 / n (n is an odd number). Further, it is possible to provide a semiconductor integrated circuit having a built-in frequency dividing circuit that can be put to practical use even in applications where the radiation of unnecessary frequency components is severely restricted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の半導体集積回路の第1の実施の形態に
係る3分周回路の主要部分を示す論理回路図。
FIG. 1 is a logic circuit diagram showing a main part of a divide-by-3 circuit according to a first embodiment of a semiconductor integrated circuit of the present invention.

【図2】図1の3分周回路の動作時の主要ノードの信号
波形を示すタイミング図。
FIG. 2 is a timing chart showing signal waveforms at main nodes when the divide-by-3 circuit of FIG. 1 operates.

【図3】図1の回路の一具体例を示す回路図。FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific example of the circuit in FIG. 1;

【図4】図3の3分周回路について約2.5GHzで一
定の周波数finの入力信号CKを分周する動作をシミュ
レーションした時の分周出力信号の波形を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a waveform of a frequency-divided output signal when simulating an operation of dividing the input signal CK having a constant frequency fin at about 2.5 GHz with respect to the frequency-divided circuit of FIG.

【図5】図4の分周出力信号をフーリエ変換して周波数
対レベル分布を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a frequency versus level distribution obtained by performing a Fourier transform on the frequency-divided output signal of FIG. 4;

【図6】図3中のフィルタ回路Fが接続された第2の外
部端子の信号の波形を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a signal waveform of a second external terminal to which the filter circuit F in FIG. 3 is connected.

【図7】図6の分周出力信号をフーリエ変換して周波数
対レベル分布を示す図。
FIG. 7 is a diagram illustrating a frequency versus level distribution obtained by performing a Fourier transform on the frequency-divided output signal of FIG. 6;

【図8】図3中のインバータ回路ブロックの一例を示す
回路図。
FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of an inverter circuit block in FIG. 3;

【図9】図3中のフリップフロップ回路の一例を示す回
路図。
FIG. 9 is a circuit diagram illustrating an example of a flip-flop circuit in FIG.

【図10】図3中のデータラッチ回路の一例を示す回路
図。
FIG. 10 is a circuit diagram showing an example of a data latch circuit in FIG. 3;

【図11】図3中の出力側ノアゲート回路の一例を示す
回路図。
FIG. 11 is a circuit diagram showing an example of an output-side NOR gate circuit in FIG. 3;

【図12】一般的なリング回路の構成を有する3分周回
路を示す論理回路図。
FIG. 12 is a logic circuit diagram showing a divide-by-3 circuit having a general ring circuit configuration.

【図13】図12の3分周回路の動作時の主要ノードの
信号波形を示すタイミング図。
FIG. 13 is a timing chart showing signal waveforms at main nodes during the operation of the divide-by-3 circuit of FIG. 12;

【図14】図12の3分周回路としてECL回路を用い
て試作した回路について約2.5GHzで一定の周波数
finの入力信号CKを分周する動作をシミュレーション
した時の分周出力信号の波形を示す図。
14 is a waveform of a frequency-divided output signal obtained by simulating an operation of dividing an input signal CK having a constant frequency fin at about 2.5 GHz for a circuit prototyped using an ECL circuit as the frequency-divided circuit of FIG. FIG.

【図15】図14の分周出力信号をフーリエ変換して周
波数対レベル分布を示す図。
FIG. 15 is a diagram illustrating a frequency versus level distribution obtained by performing a Fourier transform on the frequency-divided output signal of FIG. 14;

【図16】図12の3分周回路の出力側にフィルタ回路
を接続した場合のフィルタ出力信号の波形を示す図。
FIG. 16 is a diagram showing a waveform of a filter output signal when a filter circuit is connected to the output side of the divide-by-3 circuit of FIG.

【図17】図16の分周出力信号をフーリエ変換して周
波数対レベル分布を示す図。
FIG. 17 is a diagram showing a frequency versus level distribution obtained by performing a Fourier transform on the frequency-divided output signal of FIG. 16;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…3分周回路、 101…第1のFF回路、 102…第2のFF回路、 103…データラッチ回路、 104、105…インバータ回路、 106、107…二入力のノア回路、 11…外部端子、 12…バッファ回路、 F…フィルタ。 10: 3 divider circuit, 101: first FF circuit, 102: second FF circuit, 103: data latch circuit, 104, 105: inverter circuit, 106, 107: two-input NOR circuit, 11: external terminal , 12: Buffer circuit, F: Filter.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エミッタ結合論理回路を用いて形成さ
れ、入力信号を1/n(nは奇数)の周波数に分周し、
デューティ比が1/2の分周出力信号を生成する分周回
路と、 前記分周回路の分周出力信号が供給され、フィルタ接続
用の外部端子とを具備することを特徴とする半導体集積
回路。
An input signal is formed by using an emitter-coupled logic circuit to divide an input signal to a frequency of 1 / n (n is an odd number).
A semiconductor integrated circuit, comprising: a frequency dividing circuit for generating a frequency divided output signal having a duty ratio of 1/2; and an external terminal for supplying a frequency divided output signal of the frequency dividing circuit and connecting a filter. .
【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路におい
て、 前記分周回路の分周出力ノードと前記外部端子との間に
挿入されたバッファ回路をさらに具備することを特徴と
する半導体集積回路。
2. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, further comprising a buffer circuit inserted between a frequency division output node of said frequency division circuit and said external terminal.
【請求項3】 請求項1または2記載の半導体集積回路
において、 前記分周回路は3分周回路であり、 入力信号をクロック入力端子に受けることによってデー
タ入力端のデータ入力を取り込んでデータ出力端に出力
する第1のフリップフロップ回路と、 前記第1のフリップフロップ回路のデータ出力端からデ
ータ入力端に入力し、前記入力信号をクロック入力端子
に受けることによって前記データ入力端のデータ入力を
取り込んでデータ出力端に出力する第2のフリップフロ
ップ回路と、 前記第1のフリップフロップ回路の反転データ出力端の
出力信号および前記第2のフリップフロップ回路の反転
データ出力端の出力信号の論理和をとり、前記第1のフ
リップフロップ回路のデータ入力端に入力する第1の論
理回路と、 前記第1のフリップフロップ回路のデータ出力端の出力
信号がデータ入力端に入力し、前記入力信号をクロック
入力端子に受けることによってデータ入力端のデータ入
力を取り込んで反転データ出力端に出力するデータラッ
チ回路と、 前記第1のフリップフロップ回路の反転データ出力端の
出力信号および前記データラッチ回路の反転データ出力
端の出力信号の論理和をとり、分周出力信号を出力する
第2の論理回路とを具備することを特徴とすることを特
徴とする半導体集積回路。
3. The semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein said frequency dividing circuit is a frequency dividing circuit, and receives a data input from a data input terminal by receiving an input signal at a clock input terminal to output data. A first flip-flop circuit that outputs the data to a data input terminal of the first flip-flop circuit from a data output terminal of the first flip-flop circuit to a data input terminal, and receives the input signal at a clock input terminal to input a data input of the data input terminal. A second flip-flop circuit which takes in the data and outputs it to a data output terminal; a logical sum of an output signal of an inverted data output terminal of the first flip-flop circuit and an output signal of an inverted data output terminal of the second flip-flop circuit A first logic circuit for inputting the data to a data input terminal of the first flip-flop circuit; A data latch circuit that receives an output signal of a data output terminal of a flop circuit at a data input terminal, receives the input signal at a clock input terminal, takes in a data input of the data input terminal, and outputs the data to an inverted data output terminal; A second logic circuit that performs a logical sum of an output signal of the inverted data output terminal of the first flip-flop circuit and an output signal of the inverted data output terminal of the data latch circuit, and outputs a divided output signal. A semiconductor integrated circuit characterized by the following.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002271190A (en) * 2001-03-14 2002-09-20 Nec Corp Clock supply bias circuit and single-phase clock drive dividing circuit

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