JPS5824207A - 振動子型発振回路 - Google Patents

振動子型発振回路

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JPS5824207A
JPS5824207A JP12190581A JP12190581A JPS5824207A JP S5824207 A JPS5824207 A JP S5824207A JP 12190581 A JP12190581 A JP 12190581A JP 12190581 A JP12190581 A JP 12190581A JP S5824207 A JPS5824207 A JP S5824207A
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JP
Japan
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circuit
output
voltage
input terminal
terminal
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Application number
JP12190581A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiichi Yamazaki
山「ざき」 誠一
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.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5824207A publication Critical patent/JPS5824207A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/30Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator
    • H03B5/32Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator
    • H03B5/36Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator active element in amplifier being semiconductor device
    • H03B5/364Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator active element in amplifier being semiconductor device the amplifier comprising field effect transistors

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  • Oscillators With Electromechanical Resonators (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】 本発明は電源投入後の発振開始時間が短かく、かつ低消
費電力の振動子型発振回路に関するものである。従来の
振動子型発振回路を第1図に示す。
第1図において、Xlは振動子、C8及びC2はコンデ
ンサ、Q、はPMO8)ランジスタ、Q、はNMO8)
ランジスタ、R,、R,及びR8は抵抗、VDDは(+
)電源、Vssは(−)電源、■0は出力端子であり、
QlのゲートとC2のゲートはx、 、c、及びR3の
1端に共通結線され、Q、のドレインとC2のドレイン
はXl及びR3の他端とC2の1端とv。
に共通結線され、C1,C2め他端はVss に接続さ
れる。Q、のソースはR1を介してVDDにC2のソー
スはR2を介してVssにおのおの接続される。
以上の構成における動作は、VoにXlの固有の共振周
波数に等しい周波数の信号を出力するというものである
。ここにおいて、R1及びR2はVDDとVss  間
に流れる電流を制限するためのものであり、R3はQl
とC2により構成されるアンプの負帰還抵抗である。ま
た、C,、C2は発振を安定化する働きをする。振動子
X1としては水晶振動子セラミタフ振動子等がある。
この回路構成において、低消費電力というCMO8回路
の特徴な生かすために一般的に施す1(、及びR2の値
を大きくとるという方法では、R1及びR2を太き(と
ったことの逆効果としてQlとC2により構成されるア
ンプの出力インピーダーンスが大きくなり、電源投入後
の発振開始時間がを目的とし、電源投入時のみR1及び
R2の抵抗値を低下させて発振開始時間を短縮し、かつ
、発振開始以後R1及びR2の抵抗値を大きくして定常
状態での消費電流を低くおさえるようにしたもので、そ
の特徴は、PMO8)ランジスタとNMO8)ランジス
タを有するCMOSインバータ回路と、その入出力端子
の間に接続される振動子とフィードバック抵抗との並列
回路と、CMOSインバータ回路の入力端子と電源の間
及び出力端子と電源の間に各々接続されるコンデンサと
、前記PMOSトランジスタのソースと(+)電源の間
に挿入される第1抵抗と、前記NMO8)ランジスタの
ソースと(−)電源の間に挿入される第2抵抗とを有す
る振動子型発振回路において、前記第1抵抗及び第2抵
抗が抵抗値制御入力端子を有する可変抵抗体で    
 1あり、CMOSインバータ回路の出力端子の電圧を
判定する電圧判定回路と、セットリセット機能を有する
信号保持回路がもうけられ、該信号保持回路は電源投入
検出信号によりセットされ前記電圧判定回路の出力によ
りリセットされてその出力を前記抵抗値制御入力端子に
痰続することにより前記可変抵抗体の抵抗値を電源投入
直後は低抵抗に出力電圧レベルが所定値以上になった後
は高抵抗′に制御するごとき振動子型発振回路にある。
以下図面により実施例を説明する。
第2図は本発明の第1の実施例であり第3図はその動作
タイミングチャートである。第2図においてXl、は振
動子、C1l及びC12はコンデンサ、QllはPMO
8)ランジスタ、Ql2はNMO8)ランジスタ、R1
,は抵抗、v。、は発振出力端子、VDDは(−+)電
源、Vssは←)電源、1は可変抵抗体で2及び3はそ
の抵抗端子、4は1の抵抗値制御入力端子、5は可変抵
抗体で6及び7はその抵抗端子、8は5の抵抗値制御入
力端子、9は電圧レベル判定回路、10はセフ) IJ
セセフ付き信号保持回路で11が10のリセット入力端
子、12が10のセフ)入力端子、13が10の出力端
子、14は電源投入検出手段(図示なし)から入力され
る信号の入力端子である。
以上の各部を次の如く結線する。
Qllのゲート及びC12のゲートと、X、、 、 C
,、、及びRo、の一端を共通結線し、Qllのドレイ
ン及びC12のドレインとXl、及びR1,の他端とC
1□の一端及びV。1を共通結線しさらにVg 1を9
の入力端子に接続する。C11及びC1□の他端をVs
sに、Q、。
のドレインを3に、C12のドレインを7に、2をvD
Dに、6をVssにおのおの接続する。9の出力端子を
11に、14を12に、13を4と8にそれぞれ接続す
る。
第3図においてSlはVDDとVss間の電圧レベル、
S2は14の信号レベル、S3は13の信号レベル、S
4はvo、の信号レベルのそれぞれのタイミングチャー
トを表わしており、S4 の斜線部は発振波形の振幅を
表わしている。
次にこの発振回路の動作を説明する。
可変抵抗体1及び5は抵抗値制御入力端子4及び8に高
い信号レベル(以後1H#と呼ぶ)を入力したとき2と
3及び6と7の間の抵抗値が低い値となり、4及び8に
低い信号レベル(以後ゝL“と呼ぶ)を入力したとき、
2と3及び6と7の間の抵抗値が高い値となるよう°に
動作する。電圧レベル判定回路9はそれ自身閾値電圧レ
ベルを持っておりその間値電圧レベルをVT9とすると
、9の入力端子にVT9より高い電圧レベルを入力した
ときその出力端子に1L“を出力し、9の入力端子にV
T9より低い電圧レベルを入力したときその出力端子に
は1H“を出力するように動゛作する。
信号保持回路10はセット入力端子12に9H“を入力
すると出力端子13に1H“を出力し、リセット入力端
子11にゞH“を入力するとそれを受けて13がL“に
なり、11 、12にともにゝL“を入力している間は
それ以前の信号レベルを13に出力しつづけるように動
作する。1と5は第1図におけるR1及びR3と同様の
動作なす、る抵抗体であるため、X1t p C1s 
+ C12r $t + Q12 r 1 v 5 +
 Rtsで構成される部分は第1図におけると同様の発
振動作をし、発振出力端子■。、には、X、1の固有の
共振周波数を有する信号を出力する。ここで、VO40
波形の中心電圧レベル即ち直流電圧レベルをVTlとす
る。電源即ちVDDとVss間に電圧を投入したとき第
3図の82に示すように電源投入時のみ1パルス発生す
る如き信号を14に入力すると、10はセットされ第3
図の83に示すように13がゝH“どなる。これにより
1及び5の抵抗値が低くなり、Q+tとQ12で構成す
るアンプの出力インピーダンスが低い状態になる。この
低出力インピーダンス状態が発振回路の発振開始を誘発
し、1及び5の抵抗値の高い状態において電源を投入し
た場合よりも速く発振を開始する。この時、■01の信
号波形は第3図の84に示すように中心電圧レベルVT
Iを中心にして時間の経過とともに、振幅を拡大してい
(。■o1を受けるコンパレータ9のVT9をVTIよ
り低くとっておくことにより9の出力にはVolが (Volの振幅)/2≧VTI −VT9になったとき
9H“レベルとなる。これを受けて10はリセットされ
13はゝL“となり、従って1と5の抵抗値は高い状態
となる。この高出力インピーダンス状態になっても一旦
発振を開始してしまった発振回路は発振を停止す°るこ
となく継続し、これ以後、1及び5が高い抵抗状態にあ
るがために低消費電力の発振動作状態を続ける。
以上説明したように第1の実施例では、電源投入後発振
を開始するまで1及び5の抵抗値を低くすることにより
発振開始時間を短くし、また、発振開始以後の定常状態
では1及び5の抵抗値を高くすることにより低消費電力
動作を行なわせることができるという利点がある。
第1の実施例ではQ+tとQ10で構成するアンプの出
力インピーダンスを制御するものを可変抵抗体として説
明したが、第4図に示すような構成をとっても同様の効
果が生ずる。第4図において、R18,R,2,R1,
及びR1,は抵抗、QtsはPMOSトランジスタ、Q
10はNMO8)ランジスタ、15はインバータ回路で
あり、RlmとR12をシリーズにQllのドレインと
VDDの間に接続し、QtsのドレインをR11とR1
□の接続点に、Qts のソースをVDDにそれぞれ接
続し、同様にR14とR1,をシリーズにQ12とVs
sの間に接続しQ14のドレインをR14とR1,の接
続点にQ14のソースをVssにそれぞれ接続し、Q1
0のゲートは10の出力端子13にQlllのゲートは
13を入力端子に結線したインバータ15の出力端子に
接続する。この回路構成における動作は電源投入後13
が1H”である間QI3とQ14がON状態となり、R
1,及びR1,を短絡し従ってQslとQ10 で構成
するアンプの出力インピーダンスを低下せしめ発振回路
が発振を開始した後13が1L“になるとQCs及びQ
10がOFF状態となって、R11及びRlS が生き
消費電流を低くおさえるように働く。、以上の如く第4
図の回路構成をとれば、第1の実施例と同様の効果が生
じるとともにCMOSモノリシックIC化に適した構成
となる。
また、第1の実施例で説明したコン7くレータ90代り
に第5図に示す如(CMOSインノく−2回路を使用し
、ても同様の効果が得られる。
第5図においてQ10はPMOSトランジスタ、Q+a
はNMO8)ランジスタであり、Q10とQ+aのゲー
トにはvOlを接続し、Q10とQ+aのドレインを1
0のリセット入力端子11に接続し、Q+sのソースは
VDDに、Qt6のソースをVssに接続する。
Q15とQ16で構成するインバータ回路の閾値電圧V
TIOをVTIより低くするためには、Q15のコンダ
クタンスgmを低りQ、6のコンダクタンスgmを高く
とればよい。このVTIOが第1の実施例におけるVr
9に相当し、回路動作は第1の実施例のそれと同様であ
る。
本発明は発振用CMOSインバータ回路の出力インピー
ダンスを制御するための可変抵抗体を有しているので、
発振開始時間が短かく、かつ、低消費電力でありまた、
CMOSモノリシックIC化に適しているという利点が
ある。電池駆動でかつ使用状態でのみ動作させたいよう
な計測器や、カメラの露出制御などの応用分野に利用す
ることができる。また、これを利用すればモノリシック
ICのテスト時間の短縮ができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は従来の振動子型発振回路の回路図、第2図は本
発明による振動子型発振回路の回路図、第3図は第2図
の回路の動作タイムチャート、第4図は本発明の別の実
施例の回路図、第5図は本発明の更に別の実施例の回路
図である。 X、、 ;振動子、 clll C+2°;コンデンサ、 1.5;可変抵抗体、 Qll、Qll、Q13; PMO8)ランジスタ、Q
10 、Q10 、Q+a ; N M OS )ラン
ジスタ、R18;抵   抗・ 9;電圧レベル判定回路、 10;セットリセット付信号保持回路。 特許出願人 沖電気工業株式会社 特許出願代理人           i弁理士  山
 本 恵 − 尾3図 54r白遡壬 朱4 図 尾5 図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  PMO8)ランジスタとNMO8)ランジス
    タを有するCMOSインバータ回路と、その入出力端子
    の間に接続される振動子とフィードバンク抵抗との並列
    回路と、CMOSインバータ回路の入力端子と電源の間
    及び出力端子と電源の間に各々接続されるコンデンサと
    、前記PMO8)ランジスタのソースと(+)電源の間
    に挿入される第1抵抗と、前記NMO8)ランジスタの
    ソースと←)電源の間に挿入される第2抵抗とを有する
    振動子型発振回路において、前記第1抵抗及び第2抵抗
    が抵抗値制御入力端子を有する可変抵抗体であり、CM
    OSインバータ回路の出力端子の電圧を判定する電圧判
    定回路と、セットリセット機興を有する信号保持回路が
    もうけられ、該信号保持回路は電源投入検出信号により
    セフ)され前記電圧判定回路の出力によりセットされて
    その出力を前記抵抗値制御入力端子に接続することによ
    り前記可変抵抗体の抵抗値を電源投入直後は低抵抗に出
    力電圧レベルが所定値以上になった後は高抵抗に制御す
    ることを特徴とする振動子型発振回路。
  2. (2)前記可変抵抗体が直列接続の2つの抵抗と、その
    一方の両端にソースとドレインを接続するMOSトラン
    ジスタにより構成されることを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載の振動子型発振回路。
  3. (3)前記電圧レベル判定回路がCMOSインバータ回
    路により構成されることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の振動子型発振回路。
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