JPS58124326A - クロツク発生回路 - Google Patents

クロツク発生回路

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JPS58124326A
JPS58124326A JP812782A JP812782A JPS58124326A JP S58124326 A JPS58124326 A JP S58124326A JP 812782 A JP812782 A JP 812782A JP 812782 A JP812782 A JP 812782A JP S58124326 A JPS58124326 A JP S58124326A
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JP
Japan
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inverter
input
circuit
output
exclusive
Prior art date
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Pending
Application number
JP812782A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumihisa Nakamura
中村 文久
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPS58124326A publication Critical patent/JPS58124326A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/15Arrangements in which pulses are delivered at different times at several outputs, i.e. pulse distributors
    • H03K5/15013Arrangements in which pulses are delivered at different times at several outputs, i.e. pulse distributors with more than two outputs
    • H03K5/1506Arrangements in which pulses are delivered at different times at several outputs, i.e. pulse distributors with more than two outputs with parallel driven output stages; with synchronously driven series connected output stages
    • H03K5/15073Arrangements in which pulses are delivered at different times at several outputs, i.e. pulse distributors with more than two outputs with parallel driven output stages; with synchronously driven series connected output stages using a plurality of comparators

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、クロック発生装置に関するものであり、複雑
な回路構成を必要とせず、多相クロック発生を簡単な回
路構成で実現でき、モノリシック集積回路化が容易なり
ロック発生装置を提供することを目的とする。
従来のクロック発生装置、特に多相クロック発生装置は
、一般に発振回路等の基準信号を作る繰り返し波形発生
部と、この基準信号を分周するだめの分周回路と、前記
分周回路出力信号をデコードして所望の多相クロック信
号を形成するだめのテコーダ部とから構成される。多相
クロックを発生ずるためには、分周回路の段数を増加し
、かつ繰り返し波形周波数も必要に応じて高周波にしな
げ7′1ばならない。又、個々のクロック相互間の位相
関係も厳密に制限を受ける場合には、クロック信弓相勾
の過渡状態における信号の重なり或はズレ等の誤動作を
防止するだめの誤動作防止用f・1加回路も心安となる
。分周回路は一般にノリノブフロップで形成され、又前
記誤動作防止用fNtN回加も一般に複雑な回路構成と
なるため、多相になノ1ばなる程、その回路規模は大き
くなり、設イ1開発費用の増加、及び製造費用の増加を
きたす。
−h 、近年、マイクロコンビーータ等の需要の飛躍的
拡大により、情報量をティジタル址で処理するディジタ
ル信号処理装置の必要性は急速に高−まり、その結果と
して、信号処理系の心臓の役割を果/こす高速、高性能
な多相クロック発生装置の要望は1す−ます強くなって
きている。さらに低価格なディジタル信号処理装置の実
現の7こめに多相クロック発生装置の全システノ・に占
める割合を低ドさせたいが従来からの繰り返し波形発生
回路、分周回路、テコーダから構成される多相クロック
発生装置では、小型化に対して自ら技術的限界があった
。これは、全/ステムを−・括の半導体基板トに構成す
る七ノリ/′ツク集積回路でkJl、チノフ面積の増大
に繋がる。集積回路では技術的制限、歩留り等経営的制
限により最大チップ+fij積か決められているため、
各機能ブロックの小型化は、高集積度、多機能化の実相
のためには、非常に重要な問題である。
本発明は、前記従来の欠点に鑑みてなされたものであり
、モノリンツク集積回路化が低価格で実現できる新規な
構成のクロック発生装置6を提供するものである。
以F1本発明の実施例を図面を用いて説1y]する。
第1区は本発明の一実施例におけるクロック発生回路で
ある。繰り返し波形発生部5GENよりザイン波、のこ
きり波等を発生させ、その出力信号を端(−INに入力
する。端子INには入力端fを前記端子INに接続した
入力しきい値電圧の異なるn個(nば2以−1−の整数
)のインバータ群が構成され、各インバータには、各々
出力端子01〜Onが具備されている。さらに、前記イ
ンバータ群INV1〜工NVnの人力しきい値電圧の相
隣り合う2つのインバータ対INV□、 INV1+1
 (1id1〜(n−1)までの整数)の出力に接続さ
れる排他的論理和回路群EXOR,〜EXORn−1,
nが構成され、各排他的論理和回路には各々出力端子0
12〜on−1,nが具備されている。さらに、最大入
力しきい値電圧を持つインバータエNvnの出力Onに
インバータエNOn′が接続され、出力端子○。が具備
されている。
第2図に、インバータ群IN■、〜工Nvnの各インバ
ータ素子の入力電圧■■Nに対する出力電圧■。0.特
性を示す。インバ〜りI NV 1の入力電圧■工N対
出力電圧V。ut特性をToで示し、その人力しきい個
室11−を■6w□で示す。なお、入力しきい値電圧”
 s w□は出力電圧■。ut□が入力端子■工N1と
等しくなる入力端子値” I N iと定義する。
次に第3図に、本発明の基本的動作を示す。、今、入力
端子INに入力信号1が印加された場合を考える。入力
信号1の入力電圧が0電fXrから増加j〜しきい値電
圧■sw1を越えると、インバータINV1の出力端子
01には゛H゛レベルから” L′ルベルに変化するデ
ィジタル信号出力が得られる3、同様にしてインバータ
INVi(iは1からn寸での整数)の入力電圧■工N
が入力しきい値電圧vs w iを通過する時点で、こ
のインバータINViに対応した出力端子○、に゛H″
レベルカr−) ” L ” レベルに変化するディジ
タル出力信号が得られる。
っ捷りアナログ入力電圧■86.に対して○ 〜○ =
 ” L ”レベル 1 0、+1〜On= ” H”レベル なるnビットのディジタル信号に変換されて出力される
。言い換えればアナログ入力電LEに?jしてインバー
タINV□の出力端子0□に゛H″レベルから゛°Lル
ベルに変化するディジタル信号に量子化されて出力され
る。今、入力電圧が○電位から増加してv8w□を越え
る場合を例にとり動作説明をしたが逆に■sw工電位か
ら0電Qiで減少させた場合も応用できることは明らか
であり、この時、入力電圧■INが各入力しきい値電圧
■  を通過する時点で、この入力しきい値電圧 W 
1 78w1に対応したインバータINV、の出力端子O□
にけ゛′L′°レベルから゛H′°レベルに変化するデ
ィジタル出力信号が得られる。
第4図に第1図に示す実施例のクロック発生回路の出力
波形を示す。第1図に示す排他的論理和回路EXOR□
1+1は入力しきい値電圧” s w□のインバータI
NV□の出力端子01 と前記インノ(−タINV、と
相隣り合う入力しきい値電圧vswi+1のインバータ
1N■1+1の出力端子○i+1とを入力として構成さ
れ、出力端子O1i+1を具備している。出力端子○、
□+1は入力端子が■8w□から”8Wi+1の間でH
レベルを出力する。言い換えればアナログ入力電圧vI
N に対して、のとき、排他的論理和回路EXOR工、
4−1の出力端子01   にHレベルとなるディジタ
ル信号に変1+1 模される。さらに、アナログ入力電圧vINが( 〇二v工Nり75w1 の範囲の場合、入力しきい値電圧v8w1をもつインバ
ータINV1の出力端子01 の出力信号、そのもので
ディジタル信号に変換できる。父、アナログ入力端子v
工Nが ■8wn≦■■Nく■INmax の範囲、つ捷りvINが■8wn以上の電圧でvINm
ax以Fの場合、入力しきい値電圧■8wnをもつイン
バータ■Nvr]の反転信号○。でディジタル信号に変
換できる。そのためこのOnをノヒ成するためインバー
タINvn′がOnを入力信号として構成されているユ
したがってアナログ入力電圧vINが0≦■IH(■I
Nmax  ””INmax〉”sw。)の範囲に対し
、入力しきい値電圧の異なるn個のインバータ群と上記
各インバータの隣り合う出力信号端に入力端を結合した
(n−1)個の排他曲論lj1和回路群および上記n番
目のインバータ出力信号を反転するインバータとを前記
のように構成することにより、(n+1 )ビットのデ
ィジタル信号に変換される。
次に第5図を用いて説明する。繰り返し波形全中部より
発生され繰り返し波形SINを前記入力端子INに入力
した場合を示す。入力波形S工Nの最小レベルが前記イ
ンバータINV1の最小入力しきい値電圧v6W1より
低く入力波形SINの最な(n+1 )相の多相クロッ
クを発生することができる。この時、出力端子01及び
○。は入力波形S工N と同一周波数、他の出力端子○
、2〜0n−19は入力波形SINの2倍の周波数で出
力される。
この方法では各回路の動作速度のバラツキ等によりクロ
ック相互間に重なりが発生する場合がある。
第6図は、この各クロック相互間の重なりを無1゜ くすために排他的論理和回路に人力する信号を、第1図
の隣り合せでなく、1個とび毎に各隣り合せを組合せて
形成した場合のクロック出力波形○ 、o  、、、、
、on−3n−2,0n−1nを示−f。
12  23 この構成を用いることにより、前述したクロックの重な
りによる誤動作を防止できる。したがって従来のクロッ
ク発生回路の前記誤動作防止用イ」加回路が不要である
利点を有する。父、従来のクロック発生回路では、一般
に周波数fなるm相りロックを発生させようとすると、
mfなる周波数を持つ繰り返し波形発生器が必要である
が、本発明のクロック発生回路では、周波数f或ばf/
2なる繰り返し波形発生器があればよく、より低周波動
作でよい利点もある。
さらに、本発明のクロック発生回路においては構成要素
は入力しきい値電圧の異なるインバータと排他的論理和
回路さ繰り返し波形発生器のみであり、従来のフリノプ
ンロノプ、デコーダ、誤動作防止回路が不要であり回路
が簡単である利点がる。
第7図にインバータを相補型MO8(以’F’CMO3
と略す)インバータで構成した例を示す。入力端子2は
第1図の入力端子INに接続され、出力端子3は、同図
の出力端子01となる。このCMOSインバータの入力
しきい値電圧■swは、出力電圧■。□が入力電圧v1
n と等しくなる入力電圧値と定義すると で示される。ここで 1VTpl:PチャネルMO3I−ランジスタ4のしき
い値電圧 v   :Nチ、〜・ネルMOSトランジスタ5のN 1〜きい値電圧 V   :CMOSインバータの電源電圧b W′ :NチャネルMOSトランジスタ5の実効チャネ
ル幅 Lnl :NチャネルMO3)ランジスタ5の実効チャ
ネル長 6′ :PチャネルMO31,ラン7スタ4の実効チャ
ネル幅 L’:PチャネルMOSトランジスタ4の実効チャネル
長 つ捷り、使用電圧vDb及びMO8製造プロセスで決す
るトランジスタのしきい値電圧■TN、l”Tplを変
えずにβRのみを変えることにより、インバータの入力
しきい値電圧を所望の値に設計することができる。この
ように入力しきい値電圧はMOSトう/ジスタの幾町学
的寸法で決まる。同一チップ内のMO3I−ランジスタ
群のチャネル幅と長さの設計寸法からの変動は同程度と
見込捷れる。
MOSプロセスで決定されるしきい値電圧■TN。
IVTPIの変動を含めても、インバータの入力しきい
値電圧の変動を」75〜10%程度に収めることは容易
に実現できる。したがって単調性の優ノー、たA−D変
換が得られる。
なお、以上の実施例ではCMOSインバータを 3 例にとり説明したが、N−チャネルMOSインバータ、
P−チA・ネルMOSインバータ等でも同様に実施でき
ることは明らかである。
さらに、繰り返し波形発生回路は、夕)付の水晶振動子
と半導体チップ内の発振用インバータ及び帰一抵抗によ
り容易に構成できる。
以上のように本発明は、簡単な構成でモノリンツク集積
回路化が容易な要素から構成され、従来のように、複雑
なフリップフロップやデコーダなどが不要であるため、
実用化しやすい利点がある。
丑だ、本発明のクロック発生装置はこれをモノリンツク
実積回路化した場合、特に大きな効果が奏されるが、個
別部品を用いても構成されうるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例におけるクロック発生回路の
構成を示す図、第2図は本発明のクロック発生回路にお
けるインバータ群の入力電圧対出力電圧特性を示す図、
第3図は同インバータ群の基本的動作を説明するだめの
図、第4図と第6図 4 は第1図に示すクロック発生回路の出力波形を示す図、
第6図はクロック相互間の重なりが生じないようにした
本発明の実施例におしするクロック発生回路の動作を示
す図、第7図は相補型MOSインバータを示す図である
。 INV1〜工Nvn  人力しきい値電圧の異なるイン
バータ群、EXOR12〜EXORn、 n、、、、、
排他的論理和回路群、012〜0nIn   排他的論
理和回路の出力端子、01〜00  インバータ群IN
V1〜■Nvnの出力端子、■sw1〜vswn””’
インバータ群INV1〜工Nvnの入力しきい値電圧、
T1〜Tn−、、=インバータ群INv1〜工NVnの
入力電圧−出力電圧特性、4−− PチャネルMOSト
ランジスタ、6・・−NチャネルMO8)ランジスタ、
5GEN−・ 繰り返し波形発生装置。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第3
図 VrN 入 力                  !電 圧 V5wn     −一−−−− %iu、+1   −− 鵡・     1  ; VSWL−1j :   ’ l l 1   l ] 11  1 7゛2  、 11゜ VSurr    11’l    ’0trl t2
: tL−1,tr1tr’、+J  tni    
時間Tl   11 I 特開昭58−12432G(6) 第4図 Vouγ 畷1111 ムリ ]111 第  7  図 =174−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)入力端子が同一ノードに接続して成る入力1−き
    い値電圧の異なるn個(nは2以−ヒの整数)のインバ
    ータ群と、前記インバータ群の入力しきい値電圧の相隣
    り合う2つのインバータ出力に接続して成る最大限(n
    −1)個の排他的論理和回路群と、最大入力しきい値電
    圧を持つインバータの出力に接続されるインバータと、
    前記同一ノードに接続される最小入力しきい値電圧より
    低いLレベル電圧と最大入力しきい値電圧より高いHレ
    ベル電圧を出力することが可能な繰り返し波形発生部と
    を有し、前記排他的論理和回路出力と前記最小入力しき
    い値電圧を持つインバータ出力と前記最大入力しきい値
    電圧を持つインバータに接続されるインバータ出力より
    最大限(n+1)個のクロック信号を発生することを特
    徴とするクロック発生回路。 (2)  インバータと排他的論理和回路と繰り返し波
    形発生部とがトランジスタで構成さf+でいることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載のクロック発生回路
    。 (3ン  インバータ幸÷と排他的論理和回路と繰り返
    し波形発生部とがMO3型トランジスタで構成されてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のりay
    り発生回路。 (4)インバータと排他的論理和回路群と繰り返し波形
    発生部とが単一の半導体基板内に作り込まれていること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のクロック発生
    回路。
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JP2007168557A (ja) * 2005-12-21 2007-07-05 Nissan Motor Light Truck Co Ltd 補機取付ブラケット
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