JPS58191522A - 半導体集積回路の周波数逓倍回路 - Google Patents

半導体集積回路の周波数逓倍回路

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JPS58191522A
JPS58191522A JP7475582A JP7475582A JPS58191522A JP S58191522 A JPS58191522 A JP S58191522A JP 7475582 A JP7475582 A JP 7475582A JP 7475582 A JP7475582 A JP 7475582A JP S58191522 A JPS58191522 A JP S58191522A
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JP
Japan
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circuit
delay
input
duty
delay control
Prior art date
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Pending
Application number
JP7475582A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Kawasaki
宏 川崎
Takeshi Ichiyanagi
一柳 武士
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS58191522A publication Critical patent/JPS58191522A/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
    • H03K5/156Arrangements in which a continuous pulse train is transformed into a train having a desired pattern
    • H03K5/1565Arrangements in which a continuous pulse train is transformed into a train having a desired pattern the output pulses having a constant duty cycle
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/00006Changing the frequency
    • HELECTRICITY
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    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/01Shaping pulses
    • H03K5/04Shaping pulses by increasing duration; by decreasing duration

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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体集積回路の周波数逓倍回路に関する。
〔発明の技術的背景〕
この種の周波数逓倍回路は、その出力をカウンタ、ラッ
チ等のクロックとして使用することが多く、従来は第1
図に示すように構成されていた。すなわち、入力パルス
を遅延回路1によシ所定時間遅延させ、この遅延ノ9ル
スと上記入力パルスとを論理回路(たとえば排他的オア
回路)2に導いて逓倍パルスを得ていた。第2図はこの
様子を示すものであり、tl*t2は遅延回路1におけ
る入力信号の立上シ、立下り時の遅延時間である。
〔背景技術の問題点〕
ところで、上記逓倍回路においては、入カッeルスの周
波数変化によシ出力ノクルスのデユーティが変化する。
このように出力パルスのデユーティが一定に保たれない
場合、この出力・9ルスをカウンタ、ラッチ等のクロッ
クとして用いる際、これらのカウンタ、ラッチ等の周波
数特性に非常に大きな影響を与え、回路設計上の問題点
が多くなる。また、゛使用電源電圧等の影響で上記逓倍
回路の出力・平ルスのデユーティが一足しない場合にも
上述したと同様に問題が生じる。
〔発明の目的〕
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、出カッ母
ルスのデユーティを入力/IPルス周波数とか使用電源
電圧等の変化に影響されないで一足に保ち、しかも所望
値に設定し得る半導体集積回路の周波数逓倍回路を提供
するものである。
〔発明の概要〕
すなわち、本発明の半導体集積回路の周波数逓倍回路は
、遅延制御信号入力に応じて遅延時間が制御され入力パ
ルス信号を遅延させる可変遅延回路と、上記人力パルス
信号および上記可変遅延回路からの遅延・Pルス信号が
導かれ入力・母ルス信号の2倍の周波数を有する遅延ノ
!ルス信号を得る論理回路と、この論理回路からの逓倍
・Pルス信号が導かれてそのデユーティを検出し、この
検出デユーティとデユーティ設定入力との差に応じたレ
ベルの遅延制御信号を生成して前記可変遅延回路に供給
する遅延制御回路とを具備している。したがって、遅延
制御回路によるループ制御により逓倍・ぐルスのデユー
ティは一定に保たれるので、入力パルス周波数とか使用
電源電圧等の変化によるデユーティの変化は生じなくな
る。また、遅延制御回路のデユーティ設定入力によ)デ
ユーティが所望値に設定されるようになる。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。第3図は半導体集積回路に設けられた周波数逓倍回
路を示すもので、入力・9ルス信号は2分岐され、その
一方の分岐信号は遅延制御信号に応じて遅延要素の特性
(たとえば抵抗値)が制御されることによって遅延時間
が制御される可変遅延回路10に導かれ、この遅延回路
10の遅延出力パルスは前記入力/4’ルス信号の他方
の分岐信号と共に論理回路、たとえば2人力排他的オア
回路11の各入力として導かれる。このオア回路11の
出力は2分岐され、一方は逓倍出力・にルスとなシ、他
方は遅延制御回路12に導かれ、ここで逓倍出力/臂ル
スのデユーティに応じた直流レベルを有する前記遅延制
御信号が生成される。
前記可変遅延回路10においては、入力端と出力端との
間にインバータl11PチヤンネルMO8)ランジスタ
P s 、インバータI2+11、PチャンネルMO8
)ランジスタP3およびインバータI4が直列接続され
、上記トランジスタPlとインバータI、との接続点は
コンデンサCIを介して接地され、トランジスタP、と
インバータ■4との接続点はコンデンサC2を介して接
地され、トランジスタP1およびP、の各ダートに遅延
制御信号が印加されている。
また、前記遅延制御回路12においては、大力端がイン
バータIsおよび抵抗Rを直列に介して比較器、たとえ
ば演算増幅器13の非反転入力端(+)に接続され、上
記インバータII と抵抗Rとの接続点はコンデンサC
sを介して接地される。上記増幅器13の非反転入力端
(→はコンデンサC4を介して接地され、反転入力端H
)には電源■DD電圧のたとえば棒の大きさの基準の出
力が前記遅延制御信号となる。
なお、第3図の回路において、コンデンサC1〜C4、
抵抗RおよびトランジスタP1 。
P2の外は全て0MO8−FET (相補型絶縁ゲート
トランジスタ)によシ構成されており、トランジスタP
1+P1は可変のMO8抵抗として用いられておシ、v
DDは高電位側電源、■88は低電位側電源であって本
例では接地されている。
次に、第4図を参照して第3図の動作を説明する。入力
パルス信号が印加されると、遅延回路10の遅延時間t
だけ遅れて遅延パルス信号が出力し、オア回路11から
入力Allスス号の2倍の周波数を有する逓倍ノfルス
信号が出力するようになる。この逓倍パルス信号のデー
−ティは遅延制御回路12の基準電圧■8により設足−
ティがたとえば50チに設定される。すなわち、デユー
ティが50−の定常状態においては、遅延制御回路12
のコンデンサC1の端子電圧vAは第4図中実線で示す
ように充電期間(インバータ1.の入力が″o”=v、
、の期間) t′n−、。
t′と放電期間(インバーター、の入力が1″=vDI
)の期間) 1n−1+1nとがほぼ等しくなり、この
ときコンデンサC4により平滑された増幅器13の(ト
)入力端の比較入力電圧V、(第4図中一点鎖線参鵬と
←)入力端の前記基準電圧vRとで定まるレベルの遅延
制御信号vc(第4図ウニ点鎖線参照)によって遅延回
路10の遅延時間tが入力パルス信号のノ臂ルス幅のほ
ぼ捧になる。したがって、上記基準電圧v1を可変する
ことによって、その電圧V、に応じて逓倍ノヤルス信号
のデユーティが所耀値に設定されて安定するようになる
これに対して、上記のように基準電圧■8を可変してか
らデユーティが安定するまでのデユーティ設定期間、ま
たは入力パルス信号が印加されてからあるいは周波数変
化とか使用電源電圧の変化等により入力パルスのデユー
ティが変化してからそのとき印加されている基準電圧v
Rに応じてデユーティが安定するまでのデユーティ設定
期間においては、第4図に示すような動作が行なわれる
。すなわち、遅延制御回路12の入力パルス(逓倍・ぐ
ルス)のデユーティ変化に応じてコンデンサC3の放電
期間t11t2+t3・・・、充電期間t’l  + 
N  + j′s・・・が順次変化し、コンデンサC4
の平滑電圧VB(増幅器13の比較入力電圧)も次第に
変化し、増幅器13の出力vc(遅延制御信号)も次第
に変化し、遅延回路10においてもトランジスタP1r
P2の抵抗値が次第に変化し、遅延時間tが次第に変化
し、デユーティは基準電圧vRによって足まくデユーテ
ィが50チ)に接近していく。ここで、遅延制御信号レ
ベルが高くなると、PチャンネルトランジスタP1+P
1の抵抗値が高くなり、遅延回路10の遅延時間tが長
くなり、逆に遅延制御信号レベルが低くなると遅延時間
tは短くなる。
なお、遅延制御回路12における入力段のインバータ!
3、すなわち逓倍ノ臂ルスのデユーティを検出するため
の0MO8インバータは、そのPチャンネルトランジス
タのgrn(相互コンダクタンス)とNチャンネルトラ
ンジスタのgmとが等しく設定されているので、回路閾
値電圧■THがほぼ’AV(、pとなっておシ、逓倍)
9ルスの周波数が高くてその波形の立上りおよび立下り
がなかった場合でも、はぼAVDDを基準に・ンルス整
形することによってデユーティをほぼ正確に捉えること
が可能である。
〔発明の効果〕
上述したように、本発明の半導体集積回路の周波数逓倍
回路によれば、出力パルスのデユーティを入カッ9ルス
の周波数とか使用電源電圧等の変化に影響されないで一
定に保ち、しかも所望値に設定することができる。
したがって、上記出カッ臂ルスがクロックとして供給さ
れるラッチ、カウンタ等は入力クロックのデユーティを
一定として回路設計すればよく、設計が楽になる。まだ
、本発明の逓倍回路により一相クロックから二相クロッ
クを生成してたとえばノリチャージ型論理回路に供給す
る場合、たとえばノリチャージ期間に相当するデユーテ
ィを必要最小限まで短かくするようにデユーティ設定を
行なえば論理動作期間を長くとれる利点かあシ、クロッ
ク供給先回路の動作速度に応じて最適なデユーティを設
定することによってクロック供給先回路全体のマージン
を向上することができる。逆に、デユーティが50−か
らずれた場合に全体の動作特性が制限されるようなりロ
ック供給先回路に対しては、デー−ティを正確に50−
に設定することができるので上記制限を生じさせないで
済む。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体集積回路の周波数逓倍回路を示す
回路図、第2図は第1図の動作説明のために示す電圧波
形図、第3図は本発明に係る半導体集積回路の周波数逓
倍回路の一実施例を示す回路図、第4図は第3図の動作
説明のために示す電圧波形図である。 10・・・可変遅延回路、11・・・論理回路、12・
・・遅延制御回路、13・・・比較器、Ill・・・C
MOSMOSインパール  + C4・・・コンデンサ
、R・・・抵抗、PK *Pz・・・MOS )う/ジ
スタ。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第1図 、・2 第2図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)遅延制御信号入力に応じて遅延時間が制御され入
    力パルス信号を遅延させる可変遅延回路と、上記入力・
    卆ルス信号および上記可変遅延回路からの遅延・七ルス
    信号が導かれて入力パルス信号の2倍の周波数を有する
    逓倍ノ9ルス信号を得る論理回路と、この論理回路から
    の逓倍パルス信号が導かれてそのデユーティを検出し、
    この検出デユーティとデユーティ設定入力との差に応じ
    たレベルの遅延制御信号を生成して前記可変遅延回路に
    供給する遅延制御回路とを具備することを特徴とする半
    導体集積回路の周波数逓倍回路。
  2. (2)前記遅延制御回路は、逓倍パルス信号入力のデユ
    ーティに応じた直流電圧を生成し、この直流電圧とデユ
    ーティ設定用基準電圧入力とを比較して遅延制御信号を
    生成するようにしてなることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の半導体集積回路の周波数逓倍回路。
  3. (3)  前記遅延回路は、逓倍ノjルス信号入力をC
    MOSインバータに導いてA?ルス整形を行なってから
    デユーティ検出を行なうことを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の半導体集積回路の周波数逓倍回路。
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