JPS59148433A - 基準周波数発生回路 - Google Patents

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】 この発明は、出力周波数の補正が容易に行なえ、精度の
良い出ツノが得られるようにした基準周波数発生回路に
関する。

従来の基準周波数発生回路には、例えば第１図に示づよ
うなものがある。これは、２個のインバータ１，２と、
発振周波数を決定するコンデンサ□Ｃおよび抵抗Ｒから
なる発振回路３と、この発振回路３の発振出力を分周し
て所望の基準周波数信号を得る１＝めの分周回路４とか
ら構成されている。。

上記発振回路３０発振出力の周期−「は下式によ但し、
Ｖｏｏは回路の電源電圧ＶＴＩ−１はインバータのスレ
ショルド電圧Ｃある。

ここで、上記インバータ１．２を０ＭＯ８で構成づると
、Ｖ　ｖ　）ｌ　＝　Ｖ　ｏ　ｏ　／　２となるので、
Ｔ　＝　２　ＣＲ１２ｎ　３・・・〈２）となり、前記
分周回路４の分周比をＮとづれば、分周回路４力日ら出
力される基１１も周波数Ｆは、Ｆ　＝　１７′（２Ｎ　
（ＣＲゑ７１３）・・・（３）となる。

しかしながら、このＪ：うな従来の基準周波数発生回路
にあっては、回路全体をワンチップに集積したＩＣを作
成しようとした場合に、上記コンデンサＣをシリコン酸
化膜で形成したり、抵抗Ｒを拡散抵抗で形成するために
、製造１度上、容量や抵抗値のバラつきが大きく、これ
ににって前記式（３）から明らかなように、基準周波数
Ｆの値が大幅（一般に±２０％前後）に変化でる。

このため、通常は上記拡散抵抗を内蔵せずに、別個のカ
ーボン抵抗等をＩＣに外付して、この外刊抵抗の値を調
整Ｊることによって所定の基準周波数Ｆが出力されるよ
うに補正づる方法が取られているが、これによって、Ｉ
Ｃのビン数が増加し−（、ＩＣの製造コストが高くなっ
たり、小形化の妨げとなる等の不利益が生ぐる。また、
同種数もの外イ」抵抗を用意して出力周波数の補正を行
なわねばならず生産性も上がらない。

この発明は−１−記の事情に鑑みてなされたもので、ぞ
の目的とするところは、出力周波数を所定の基１ｖ周波
数に補ｉ１りる操作が簡単で、かつ精度良く行なえるよ
うにづることにある。

本発明は上記の目的を達成づるために、一定周波数の発
振出力を１ｑるための発振源と、不揮発性メモリに記憶
されたデータにｊこつて設定され゛た分周比Ｃ」−記翔
振出力を分周りる可変分周回路と、上記発振出力または
これを適宜分周しＩζ出力を外部へ出力づる発振出力モ
ニタ端子と、前記不揮発性メモリに外部から分周比設定
データを書込むためのデータパフ１端子とを備えてなる
ことを特徴とするものである。

以−丁一木発明の実施例を第２図以下の図面を用いて詳
細に説明する。

第２図は本発明に係る基準周波数発生回路の一実施例を
示す回路である。

同図において、発振回路３は、前記第１図に示した従来
例における発振回路と同じものであり、この発振回路３
から出）ｊされる発振出力ｆ１は、分周回路５へ供給さ
れているとともに、バッファ回路６を介してモニタ端子
７へ接続されている。

上記分周回路５は、６個のＲＳフリップフロップ８〜１
３で構成された６ビツトのプログラマブルカウンタと、
各ＲＳフリップフロップの◇出力の論理和を取る６人力
ＡＮＤ回路２２と、８個の２人力ΔＮ　＋、）回路１４
−２１　＋１３よび４つのインバータ２３〜２Ｇによっ
て構成されＣいる。

イしＣ１１−記２人力ΔＮ　ｌ）回路１４・〜・２１の
一方の入力端子には、上記６人ツノＡＮＤ回路２２の出
力「Ｓが供給さ４′１ているとともに、上記２人力ＡＮ
Ｄ回路のうら１４．１６．１８．２０の他方の入力端子
は、インバータ２３〜２６の入力端子と、ラーータ人万
端子３１〜３９へ接続されており、かつ１ル１ツゾ抵抗
２７・〜３０を介し゛（電源電圧Ｖｏｏに接続され−Ｃ
いるととしに、不揮発性メモリ３９を１１４成りるヒニ
Ｉ−ズ３５・−・３８を介して接地されている。また、
これらのＡＮＤ回路の論理和出力は、ノリツブ７０ツブ
８’、　９．　１０．　１１のセット人力Ｓへ供給され
ている。残りのＡＮＤ回路１５．１７，１９．２１の他
方の入力端子は、上記インバータ２３〜２６の出力端子
に接続され、これらの論理和出力は、上記フリップフロ
ップ１５．１７．１９．２１のリセット人力Ｒへ供給さ
れている。

上記ヒユーズ３５〜３８は、一端が接地されており、デ
ータ入力端子３１・−３４を介して電源電圧Ｖｏｏを直
接印加することによって切断づることが可能で、これら
のヒユーズの導通、非導通によって、分周回路５の分周
比Ｎをブリセラ［−するための設定データを記憶づる。

上記６段フリップフロップで構成されたプログラマブル
カウンタは、発振回路３の発振出力ｆ１の立ら上がりで
ダウンカラン１−を行ない、すべてのフリップフロップ
８〜１３のＱ出力がＯ″となったどきに、６人力ＡＮＤ
回路２２の出）ＪＦＳが１′′となり、各フリップ７０
ツブ８〜１３の出力がラリセットされるように構成され
ている。

上記フリップフロップのうち、後２段の７リツプフロツ
プ１２．１３には、セラ１−人力Ｓへ上記出力Ｆｓが入
力されるため、それらのＱ出力は必ず１″にブリ廿ツ１
〜され、その他の７リツプフロツブ８〜１１のＱ出ツノ
は２人力ＡＮＤ回路１４〜２１の出力状態によってプリ
セット時のＱ出力が決定される。

づなわち、上記不揮発性メモリ３つを構成するビニ１−
ズ３５５〜３８のうち切断されているヒユーズに繋がる
フリップフロップは、レフ１ル人力Ｓに１１１　ＩＩが
入力されるＩＣめＱ出力はＯ゛にブリレットされ、導通
している。ヒユーズに繋がるフリップ７０ツブは、リセ
ット人力Ｒに１１１　ＩＩが入力されるためＱ出力は１
″にプリセットされる。

そして、」−記憶［１グラマプルカウンタにプリセラ１
−できる設定データは（１１００００）２〜（１１１１
１）２、すなわち（４８）　１０〜（６３）１０の範囲
ぐある。

第３図に」−記名フリップフ［１ツブ８〜１３のＱ出力
が全て０″にプリセラ（−された状態に４３ける、各フ
リップ７０ツブのＱ出力（図中Ｃはａ　−・ｆで表わづ
）および、６人力ＡＮＤ回路２２の出ツノＦｓのタイミ
ングヂト一トを示づ。

このように、上記不揮発性メモリ３９に記憶された設定
データによつＣ１上記プログラマブルカウンタの分周比
Ｎを設定づることがＣき、発振回路３の発振出力ｆｔか
ら所望の基準周波数ｆ槻をｆｒり出づことができるとと
もに、出力周波数の補正を行なうことができる。

このことを具体的に説明するど、今仮に、−１−記発振
回路３の発振出力ｆ１の仕様を５６　Ｋ　Ｉ−１ｚとし
て、Ｉ　Ｋ　Ｈｚのｍ　ｆｉｔ周波数ｆｌ）ＩＩｔを１
ｑようとした場合に、論理的には、上記分周回路５の分
周比Ｎを（５６）　、ａ　＝　（１１１０００）　２ど
すれば分周回路５の出力ＦｓがＩＫｔｌｚの基準周波数
出力となるはずである。

ところ−が、製造された回路において、％ＪＬｊ上の誤
差にＪ：って発振回路３の発振出力ｆ１が、上記イ１一
様周波４５！　５６　Ｋ　ｔ−１７ヨリも１０％低い５
０．４Ｋ　Ｈｚになったとすると、上記分周回路５の出
力［Ｓの周波数は、分周比Ｎ−５６のままであれば０．
９ＫＩ−１ｚとなってしまい、得ようとした基準周波数
Ｉ　Ｋ　ｌ−ｌ　ｚよりも１０％低い値となってしまう
。

そこで、上記不揮発性メモリ３９に記憶させる分周比設
定データを変更して、上記分周回路５の分周比Ｎを５６
Ｘ０．９Φ５０＝　（１１００１０）２に設定づれば、
分周回路５の出力Ｆｓの周波数ｉｌｌ　、　００８Ｋｌ
−１ｚ　とな−）　−Ｔ：　１８基Ｉｔ”　周波数ＩＫ
ＩＩ７に等しくなる。つまり、この場合、製造上の誤差
によ−）′Ｃ光振周波数ｆ１に１０％の誤差が生じてし
、分周比Ｎｅ３８当に調整することによって０゜８％の
Ｋ（差に抑えることがひきたのＣある。

次に、」記不揮光ｆ１１メ［す３９に分周比設定データ
を円込むｆ順を説明Ｊる。

第４図に承りＩ　Ｏブッグ／ＩＯは、前記第２図に示し
！、：Ｗ　ＩＦ周周波数光間回路ワンデツプ化したｂの
で、このＩＣチップ４０の一側縁に形成された５つのＩ
Ｃパッド／１１〜４５のうち４１は前記モニタ端子７に
相当づるモニタ用パッドであり、残りのパッド／１２〜
４５は、前記設定データ入力端子３２〜３５に相当りる
データ入力用パッドである。

イし乙、１−配モータ用バッド４１には、第５図に示づ
周波数カウンタ５′１に接続されたＩＣＪローバ帽／ｌ
　６を接触さＩ、データ入力用パッド／１２〜４５には
、リレーボックス５３に接続されたブローバ組４７〜５
０を接触させるどともに、ＩＣチップ４０上の基ｉｐ周
波数発生回路に電源を供給して動作させる。

この状態Ｃ、モニタ用パッド／１１から出力される発振
回路３の発振出力ｆ＋の周波数を上記周波数カウンタ５
１で測定し、この測定データを］ンビュータ５２へＡン
ラインで伝送づる。

このとき、前述した出ツノ周波数の補正の場合と同４Ｍ
（こ、上記発振出力ｆ　Ｉ＝５０．４Ｋｌ−１ｚであっ
て、仕様周波数５６　Ｋ　ＨＺよりも１０％低い値であ
ったとして、得ようとづる基準周波数Ｆ−＋ｕが１１〈
ト１ｚであるとすると、前記コンピュータ５２において
、設定すべき分周比Ｎを、 Ｎ＝Ｎｏ　　（ｆ　＋　／　ｆ’ｏ　）　−（４）なる
演算によって求める。但し、上式（４）において、ｆｏ
は仕様周波数（この場合には５６　Ｋ　Ｈ２）、Ｎｏは
上記仕様周波数から基準周波数ｆ　ｏｕｔ（この場合は
ＩＫＨｚ）を１ｑるための分周比（この場合は５６）で
ある。

そして、上記演算によって求められｔｃ分周比Ｎ＝５０
の２進化データ（’＋１００１０）２の下４桁のビット
内容＜　００　’Ｉ　Ｏ）がリレーボックス５：）へ出
力される。

リレーボックス５３内のリレー５４　＋　５６１　Ｊ７
．５８は、ト記ピッ１−内容に対応してＯＮ、ＯＦ　Ｆ
　ｌｔ＋’Ｊ　ＩＩＩされるもので、リレーがＯＮされ
ると、電源電圧Ｖｏｏが１０１日−ブを介してデータ入
力用パッドに印加され、この電源電圧Ｖｏｏが印加され
た入力用パッドに接続されたヒユーズ°が切断される。

上記のビット内容（００１０）の場合には、リレー５６
がＯＮされることによって、ヒユーズ３６が切断される
こととなる。

このようにして、発振回路３の発振出力ｆ＋をモニタし
て、出力周波数の補正を正確に行なうことができる。ま
た、この補正作業が簡単に行なえるＩｃめ、生産性の向
上を図ることができる。

また、Ｊンピュータ５２で自動的に補正作業が行われれ
ば好適であるが、人的行為によっても良い。

更に、上記の如く、回路全体をワンデツプ上に集積化（
ることか容易であり、小形化を図ることができる。この
とき、上記不揮発性メモリ３９を構成でるヒユーズ３５
〜３８は、ポリシリコン等で基板上に形成づることがで
きる。

次に第６図は本発明の他の実施例を示づ回路図である。

なお、同図中において、第２図に示した前記実施例と同
一構成部分には同一符号を付して、その説明は省略する
。

前記第２図で示した回路が、分周比設定データの書込を
４つのデータ入力端子３１〜３４　ｈｒ　ｒらパラレル
に入力覆る構成どなっていたのに対し、第６図に示づ基
準周波数発生回路ｔよ、分周比設定データを１つのデー
タ入力端子８７からシリアルに入力づる構成としたもの
である。

上記データ入力端子８７は、このデータ入力端子８７か
らシリアルに入力される分周比設定データＤＤをパラレ
ルデー夕に変１負りるためのシフトレジスタ８１に接続
されているとともに、読込パルス発生回路８Ｂの入力側
に接続され（いる。

上記読込パルス発生回路８８は、第７図（１１）に示づ
ように、上記分周比設定データ［）［）の立ち上がりか
ら一定時間ｔＷに゛′１パの読込パルスＲ１〕を出力づ
るもので、例えばモノステーブルマルチバイブレー９２
段を内列接続づることによって容易に構成づることがで
きる。

また、上記シフトレジスタ８１は、４段の］〕型フリッ
プフロップ８２〜８５によって構成されており、これら
の１〕型フリツプ７０ツブの各クロック入力Ｇ　Ｋには
、上記読込パルス発生回路８８から出力される読込パル
スＲＩ−’が供給さｔ１゛（いる。

これによって、上記読込パルスＲＰが出力されるｆｉｊ
に、この読込パルスＲ１，）のＸ′！ら上がり時点にＪ
３（」る分周比設定データＤＤの状態が順次シフｌ−し
つつ記憶される。

上記シフ１−レジスタ８１を侶成りるＩ）　！Ｓ’１ノ
・ノツプフロップ８２〜８５の各Ｑ出力Ｓ＋”Ｓ４は、
でれぞれ２人力へＮ　ｌ）回路７７−Ｅ３０の一方の入
力に供給されているとともに、これら２人力ΔＮ１〕回
路７７〜８０の他りの入力は、書込パルス入力端子８６
に接続されている。また、これらの２人力へＮ　１．）
回路の各出力は、不揮発性メモリ６０内のＭ　ＯＳ　ｌ
−ランジスタロ　９　・”　７６のグーｌ−に供給され
ている。

Ｖ記ｆｖｌ　’ｏ　Ｓ　ｌ−ランジスタロ９〜７６のソ
ースは接地されでＪ５す、ドレインはヒユーズ６５〜６
８を介して電源電圧Ｖｏｏに接続されているとともに、
トレインはその他、一端が接地された抵抗７３〜７６お
よび、インバータ６１〜６４の入力に接続されている。

そして、上記インバータ６１〜６４の出力が、分周回路
５へ供給されている。

このように構成された基準周波数発生回路において、分
周比設定データ［）Ｄを不揮発性メモリ６０へ書込む場
合の動作を以下に説明する。ここで、泪込もうとづる分
周比設定データＤＤが、前記実施例の動作説明の場合と
同様に＜００１０＞２であるとＪる。

この場合、前記設定データ入力端子８７がら第７図（ａ
　）に示すように゛０パを短いパルスＰ＋。

Ｐ２．Ｐ４および、ＩＩ　１　ＩＩを長いパルスＰ３で
表わした分周比設定データＤＤが入力される。

でると、同図（ｂ）に示Ｊような読込パルスＲ１）が出
力さ■、この読込パルス１＜１）のイ１ち上がり毎に、
同図（Ｃ）〜（「）に示す如く分周比設定データＤ　Ｉ
）が順次シフ１−レジスタ８１に読込まれていく。

イしＵ、Ｊ−記４ビットの分周比設定データＤＤの入力
が終了りると、書込パルス入力端子８６かｌう、同図（
ａ　）に示ツＪ：うな゛１°′パルスの書込パルスＷ−
１が入力される。このとき、上記シフ１〜レジスタ８ｉ
　Ａ（ｆ４成りるｌ）　！−（！フリツブフ［１ツブ８
２〜８５の各Ｑ出力Ｓｌ’−３４は、（Ｓｌ、Ｓ２゜８
３．３４＞＝　（Ｏｊｏｏ＞となつ−Ｃいるため、２人
力へＮＯ回路７７＝８０のうち７８の出力が１１１１＋
となり、不揮発性メモリ６０内のＭＯＳトランジスタ７
０のみがＯＮとなる。

従って、ヒユーズ６６に大電流（１０〜２０ｍＡ）が流
れてヒユーズ６６が切断されるが、残りのヒユーズ６５
．６７．６８はり断されない。

こうして、不揮発性メモリ６０へ分周比設定データＤＤ
の自送が終了すると、上記ＭｏＳトランジスタ６９〜７
０は全てＯＦＦとなり、各インバータ６１〜６４の出力
は、ヒユーズ６５〜６８の導通、非導通によって記憶さ
れた分周比設定データＤＤに対応する出力に固定される
こととなる。

このように、」：記基準周波数発生回路Ｃは、分周比設
定データをシリアルデータで入力づることができるよう
に構成したことによって、入力端子を更に削減すること
ができ、回路全体をＩＣチップに集積化する際にチップ
面積を小さくづることが可能となり、より一層集積化に
適しｌｃものとなる。

なお、上記各実施例において、出力周波数の補正をより
高精度に行なうには、分周回路５の分周比Ｎの設定範囲
を大きくづれば良く、このためには、分周回路５内の７
リツプフロツプの段数を増加させたり、ブリレットカウ
ンタの場合にはピッｌ−数の大きなものを用いれば良い
。

このとき、第６図に示した実施例の回路にＪ３いては、
分周比設定データをシリアルデータで入力する構成とな
っているため、分周比設定データのピッ１〜数が増加し
ても、データ入力端子（データ入力用パッド）を増づ必
要がないので小形化に有利である。

また、上記発振出力ｆ１をモニタする際、発振出力ｆ１
を直接モ・ニタ端子７（モニタ用パッド）から出力覆る
構成となっているが、この他に、発振回路３とモニタ端
子との間に、所定の分周比の分周回路を介在させて、発
振出力ｆ１の分周出力をモニタするように構成しても良
い。

以上詳細に説明したように、この発明の基準周波数発生
回路にあっては、発振源からの発振出力を分周回路Ｃ分
周して基煙周波数を形成Ｊるとともに、上記発振出力を
モニタして、分周回路の分周比の補正が行なえるように
したことによって、基準周波数の精度の良い設定が容易
に行なえ、作業性の白土を図ることができる。

また、大きな容量や抵抗を不要とし、回路全体をＭｏ３
　Ｉ〜ランジスタ等の半導体素子で構成Ｃさるとともに
、人出力用の１０パツドの数が少くなるような回路構成
としたことによって、集積化に右利Ｃ１かつ小形化が可
能どなり、コス１−低減を図ることができるとともに、
精度の良い出力を１７ることがＣさる等の利貞をイｊり
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の基準周波数発生回路を示１図、第２図は
本発明に係る基準周波数発生回路の一実施例を承り回路
図、第３３図は同回路中の分周回路の動作を示づ主要人
出力のタイミングブー１・−１−１第４図および第５図
は同回路に分周比設定データを円込むための駅間Ｊｊよ
びそのｈ法を示す略式図、第６図は本発明の他の実施例
を承り回路図、第７図は同回路におけるシフ［・レジス
タの動作を示づ主要人出／Ｊのタイミングブート−１−
Ｃある。 ３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
発振回路５・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・分周回路７・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・モニタ端子３１〜３１８７・・・デー
タ入力端子 ８６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ｍ込
パルス入力端子３９．６０・・・・・・・・・・・・不
揮発性メモリ第３図 第４図 第５図 へ−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　−一定周波数の発振出力を得るた・めの発振源
   と； 前記発振源からの発振出力を分周し、かつ不揮発性メモ
   リに記憶されたデータに応じて分周比が設定される可変
   分周回路と； 前記発振出力またはこれを適宜分周した出力を外部へ出
   力する発振出力モニタ端子と；前記不揮発性メモリに外
   部から分周比設定データをｍ込むためのデータ入力端子
   とを具備づ゛ることを特徴とする基準周波数発生回路。