JPS6080316A - Voltage controlled oscillator - Google Patents

Voltage controlled oscillator

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JPS6080316A
JPS6080316A JP18838783A JP18838783A JPS6080316A JP S6080316 A JPS6080316 A JP S6080316A JP 18838783 A JP18838783 A JP 18838783A JP 18838783 A JP18838783 A JP 18838783A JP S6080316 A JPS6080316 A JP S6080316A
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gate
channel
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Iwao Ayusawa
鮎沢 巌
Himio Nakagawa
一三夫 中川
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Hitachi Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/027Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of logic circuits, with internal or external positive feedback
    • H03K3/03Astable circuits
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    • H03K3/353Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of field-effect transistors with internal or external positive feedback
    • H03K3/354Astable circuits

Abstract

PURPOSE:To attain the circuit integration of an element whose oscillated frequency is changed in one IC chip by inserting an MOS transistor (TR) in series with a path to make a pulse delay time variable in an inverter section. CONSTITUTION:A ring oscillator is constituted by connecting CMOS inverters 1, 2, 3 in series, a P-channel MOSFET14 and an N-channel MOSFET15 are inserted to a path between the inverters 2 and 3 and a control voltage is applied to each gate terminal G of the FETs 14, 15. The control voltage is changed to change the time constant and delay time of the parallel circuit comprising the N-channel MOSFET13 or the P-channel MOSFET12 and the FETs 14, 15 thereby controlling the oscillated frequency. Thus, it is possible to integrate all the oscillators on one chip IC thereby decreasing number of components.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、@流奄圧により発振周波数か制御できる電圧
制御形見振器に係り、特にIC化に好適な電圧制御形見
振器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a voltage-controlled token vibrator whose oscillation frequency can be controlled by flow pressure, and particularly to a voltage-controlled token vibrator suitable for IC implementation.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来の電圧制御型発振器の一例を第1図に示す。第1図
はインバータを奇数個直列に接続し、・最終段ノインバ
ータの出力を初段の入力に帰還してなる公知のリング発
振回路を用いた例であり1図においてはインノ(−タ1
,2.5Y3個用いた例を示す。インノく一タ1,2.
5の各段の入カバルス電圧波形4 、5 、6’r:第
2図に同一番号を付して示す。以下、第1図の発振器の
原理的劇作を説明する。今、入力信号4か論理レベルの
IQルベルかう11ルベルに回って上昇していくとする
。入力信号4がα時点で第2図に破線で示したしきい値
電圧を越えると、インバータ1の出力レベルの極性が反
転するので。
An example of a conventional voltage controlled oscillator is shown in FIG. Figure 1 shows an example using a known ring oscillation circuit in which an odd number of inverters are connected in series and the output of the final stage inverter is fed back to the input of the first stage.
, 2.5Y is used. Inno Kuichita 1, 2.
Input voltage waveforms 4, 5, and 6'r of each stage of 5 are shown with the same numbers in FIG. The basic operation of the oscillator shown in FIG. 1 will be explained below. Now, suppose that the input signal 4 or the logic level IQ level reaches 11 levels and increases. When the input signal 4 exceeds the threshold voltage shown by the broken line in FIG. 2 at time α, the polarity of the output level of the inverter 1 is reversed.

次段のインバータ2の入力5はα時点から、11ルベル
から10ルベルに向b1インバータ1の出力抵抗とコン
デンサ7との時定数で定まる曲線をえかいて下降する。
The input 5 of the inverter 2 at the next stage decreases from time α from 11 lvl to 10 lvl along a curve determined by the time constant of the output resistance of the b1 inverter 1 and the capacitor 7.

なお第2図においては入力波形の過渡部を近似的な直線
を用いて示した。またインバータに公知の相補形金属酸
化半導体(CMOS )を用いれば、一般に上記しきい
値電圧は′1“レベルと10ルベルの中点電圧近傍の値
となる。
Note that in FIG. 2, the transient portion of the input waveform is shown using an approximate straight line. Furthermore, if a well-known complementary metal oxide semiconductor (CMOS) is used for the inverter, the threshold voltage will generally be a value near the midpoint voltage between the '1' level and 10 lb.

以上のようにして入力信号5の電圧が下降し6時点でし
きい値を通過すると、今度はインバータ2の出力レベル
の極性が反転する。インバータ6の入力端には、コンデ
ンサ8と可変容量ダイオード9が接続されている。可変
容量ダイオード9は、これに印加する逆方向直流電圧に
よりその静電容量値が変化する特性な肩−する。
As described above, when the voltage of the input signal 5 decreases and passes the threshold at time 6, the polarity of the output level of the inverter 2 is reversed. A capacitor 8 and a variable capacitance diode 9 are connected to the input end of the inverter 6. The variable capacitance diode 9 has a characteristic that its capacitance value changes depending on the reverse DC voltage applied thereto.

コンデンサ8は鉦流電力カント用であり、一般に可変容
量ダイオード9の答1値に比べ十分大きな容量値のもの
が用いられる。そこで第1図の構成で端子10に直流電
圧な印加すれば、インバータ30入力端に可変容量が付
いた形になる。
The capacitor 8 is for the current power cant, and generally has a sufficiently larger capacitance value than the value of the variable capacitance diode 9. Therefore, if a DC voltage is applied to the terminal 10 in the configuration shown in FIG. 1, a variable capacitor will be attached to the input terminal of the inverter 30.

ここで先に述べたようにしてイン;く一夕2の出力の極
性が反転すると、入力信号6は6時点からインバータ2
の出力抵抗と、可変容量ダイオード9の容量値とで定ま
る時定数の曲線をえかいて上昇する。入力信号6がC時
点でしきい値を越えると、今度はインバータ乙の出力の
極性が反転し、インバータ1の入力4g号4はインノ(
−夕3の出力抵抗とコンデンサ11とにより定まる曲線
な:tがいて下降1−る。C時点以降は上記説明と逆方
向の入力レベル変動過渡部が、上記説明と同様にしてd
、e、fの各時点で伝達されていき、a′時点でα時点
と同一パルス位相状態にもどる。α′時点以降は上記α
からα′時点までの動作がくり返され、第1図の回路が
発振する。上記説明した各時点間の時間差を第2図に示
すようにtl〜t6とすれば1発振周期TはT”” t
+ + t2 +ts + t4 + ta + ta
となる。
Here, when the polarity of the output of the inverter 2 is reversed as described above, the input signal 6 is transferred to the inverter 2 from the time point 6.
The curve of the time constant determined by the output resistance of the variable capacitance diode 9 and the capacitance value of the variable capacitance diode 9 is drawn. When the input signal 6 exceeds the threshold at time C, the polarity of the output of the inverter B is reversed, and the input signal 4g of the inverter 1 becomes inno (
- A curve determined by the output resistance of 3 and the capacitor 11. After time C, the input level fluctuation transient part in the opposite direction to the above explanation is changed to d in the same way as the above explanation.
, e, and f, and returns to the same pulse phase state as at time α at time a'. After time α′, the above α
The operation from to time α' is repeated, and the circuit shown in FIG. 1 oscillates. If the time difference between each time point explained above is tl~t6 as shown in Fig. 2, one oscillation period T is T""t
+ + t2 +ts + t4 + ta + ta
becomes.

ここで端子10に印加する直流電圧を変化して可変容量
ダ・イオード9の容量値を変えると、上記したt2およ
びt、の時間が変化するので発振周期Tが変化する。す
なわち端子10に印加する直流電圧により発振al波数
が制御できる。なお一般にはコンデンサ7.11として
はインバータ入力部に寄生する浮遊容置を用いることが
多い。
If the capacitance value of the variable capacitance diode 9 is changed by changing the DC voltage applied to the terminal 10, the times t2 and t described above change, and therefore the oscillation period T changes. That is, the oscillation Al wave number can be controlled by the DC voltage applied to the terminal 10. Generally, a floating capacitor parasitic to the inverter input section is often used as the capacitor 7.11.

ところで1以上説明した従来σ)′亀圧制何形発振器を
集積回路(IC)化する」賜金大容坩のコンデンサ8あ
るいは可変容量ダイオード9をインバータ1〜3と同一
のICチップ上に形成することは極めて困難であり、し
たがってICとは別部品として追加する必要があり、I
Cの大田力端子数の増加および部品点数の増加をまねい
ていた。
By the way, the conventional method described in 1 above, σ)' Making a tortoise-controlled oscillator into an integrated circuit (IC),' is to form the capacitor 8 or the variable capacitance diode 9 of the large capacity capacitor 8 on the same IC chip as the inverters 1 to 3. It is extremely difficult to do so, and therefore it is necessary to add it as a separate part from the IC.
This resulted in an increase in the number of Ota power terminals and an increase in the number of parts.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は1発振周波数を変化させる素子を同−I
Cチップ内に集積することの可能な電圧制御形見振器を
提供することにある。
The object of the present invention is to provide an element that changes the oscillation frequency with the same
The object of the present invention is to provide a voltage-controlled keepsake that can be integrated into a C-chip.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

不発明の要点は、CMOSインバータを奇数個直列に接
続してリング@振回路を構成し、これを構成するインバ
ータの内、少なくも1個のインバータにおいて、このイ
ンバータを介して次段のインバータ入力端子に電圧を供
給する径路に新たKMOSトランジスタケ直列に挿入し
The key point of the invention is that an odd number of CMOS inverters are connected in series to form a ring@oscillator circuit, and at least one of the inverters forming this inverter is connected to the next-stage inverter input via this inverter. Insert a new KMOS transistor in series in the path that supplies voltage to the terminal.

この押入したMOSトランジスタのゲート端子に印加す
る直流′螺圧によりその4通抵抗を制倫して、上記イン
バータsKおけるパルス遅延時間を可変できるように構
成したことである。
The structure is such that the pulse delay time in the inverter sK can be varied by regulating the four-way resistance by a direct current screw pressure applied to the gate terminal of the inserted MOS transistor.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を第6図により説明する。以下
の図において、第1図と同一のa能を有するものには第
1図と同−蕾+j′J:r:付す。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In the following figures, those having the same a-ability as in Fig. 1 are given the same -bud+j'J:r: as in Fig. 1.

処3図は、第1図と同僚インバ〜り1〜6を用いたリン
グ発振回路に本発明を適用した例である。第6図におい
℃、第1図で削fM糺号で示したインバータ2を、説明
を容易にするためMOSトランジスタ回路で示す1、C
MO5技術で公知のように、インバータはPチャンネル
のMOSトランジスタ(PMos)12と、Nチャ7ネ
ルのMOSトランジスタCNMO3)1sとを図示の如
く接続して構成される。PMO512とNMO515と
のゲート端子Gが共通に接続されインバータの入力端子
となる。NA10515の一端子は第1の電源電圧Vs
s’ (第6図ではアース)K接続され、pMO512
の一端子は第1の電源電圧よりも高い電圧値の第2の電
源電圧VDJ)に接続され、NMOS 13 、 PM
OS 12ソtl’ftの他の一端子が共通に接続され
てインバータの出力淘子となる。
FIG. 3 shows an example in which the present invention is applied to a ring oscillation circuit using inverters 1 to 6 similar to those shown in FIG. In FIG. 6, the inverter 2 is shown as a MOS transistor circuit.
As is well known in the MO5 technology, the inverter is constructed by connecting a P-channel MOS transistor (PMos) 12 and an N-channel 7-channel MOS transistor CNMO3) 1s as shown. Gate terminals G of the PMO 512 and NMO 515 are connected in common and serve as input terminals of the inverter. One terminal of NA10515 is connected to the first power supply voltage Vs.
s' (ground in Figure 6) K connected, pMO512
One terminal of the NMOS 13, PM is connected to a second power supply voltage (VDJ) having a higher voltage value than the first power supply voltage.
Another terminal of the OS12 terminals is connected in common and serves as the output terminal of the inverter.

ここで、第3図の実施例においては、インバータ2の出
力とインバータ30入方曲にPMO514、NMOS 
15)k挿入Lティル。0M05回路で公知のようにイ
ンバータ2のPMO312゜NMO515は入力5の電
圧レベルによりいずれか一方が導通(低抵抗)状態、他
方が開放(高抵抗)状態になる。pMO512が導通状
態(5MO515&@開放状態)ノ時、Vnn カラP
 M OS12、pMO514とNMO515の並列回
路を介してインバータ2の入力端に付加されたコンデン
サ16に電流が流れ、コンデンサ16が光電される。ま
たNMO513が導通状態(pMO512は開放状態)
の時、コンデンサ16から、PMO514とNMO51
5の並列回路、IVMO513を介しcVss (第3
図ではアース)に電流が流れ。
In the embodiment shown in FIG. 3, the output of the inverter 2 and the input of the inverter 30 are connected to
15) k insert L till. As is well known in the 0M05 circuit, one of the PMO 312 and NMO 515 of the inverter 2 becomes conductive (low resistance) and the other becomes open (high resistance) depending on the voltage level of the input 5. When pMO512 is in conduction state (5MO515 & @ open state), Vnn Kara P
A current flows through the parallel circuit of the MOS 12, the pMO 514, and the NMO 515 to the capacitor 16 attached to the input terminal of the inverter 2, and the capacitor 16 is photoelectrically charged. Also, NMO513 is in a conductive state (pMO512 is in an open state)
When , PMO514 and NMO51 from capacitor 16
5 parallel circuits, cVss (3rd
Current flows through the ground (ground in the figure).

コンデンサ16か放電する。衆知のように、NOSトラ
ンジスタ14 、15の導通抵抗1区は、そのゲート端
子Gに印加する直流電圧値に依存し。
Capacitor 16 is discharged. As is well known, the conduction resistance of the NOS transistors 14 and 15 depends on the DC voltage value applied to the gate terminal G thereof.

PMO514ではゲート電圧が昼いはと、−fたNMO
515ではケート電圧が低いほどその導通抵抗値が増大
する特性?有する。したがって、PMOS14 、NM
OS 15のそれぞれのケート端子Gを制@j亀圧入力
端子とし、これに印加する直流電圧期をそれぞれ適当に
変化させることにより第2図のt2+’5の時間な制御
でき、第1図の従来例と同ftp、な発振周波数の制御
が0]能である。
In PMO514, when the gate voltage is -f, the NMO
515 has a characteristic that the lower the gate voltage, the higher its conduction resistance value? have Therefore, PMOS14, NM
By using each gate terminal G of the OS 15 as a control @j voltage input terminal and appropriately changing the period of the DC voltage applied thereto, the time t2+'5 in Fig. 2 can be controlled. It is possible to control the oscillation frequency with the same ftp as in the conventional example.

ところで、第3図の実施例におい′Cは、コンデンサ1
6としては、コンデンサ7,11と同様にインバータの
入力端子に寄生する浮遊容量、あるいはCMOSのIC
チ・ツク上に生成することも容易な小容廠のコンデンサ
を用いることができるので、第3図の電圧制御形光振器
はすべて同−ICチップ上に集積することが可能である
By the way, in the embodiment of FIG. 3, 'C' is the capacitor 1.
6 is a stray capacitance parasitic to the input terminal of the inverter, similar to the capacitors 7 and 11, or a CMOS IC.
Since a small-capacity capacitor that can be easily produced on a chip can be used, all of the voltage-controlled optical oscillators shown in FIG. 3 can be integrated on the same IC chip.

第4図に1本発明による他の一実施例を示す。FIG. 4 shows another embodiment according to the present invention.

図において、PMO512、NMO515はN2図のイ
ンバータ2と等価な動作ケする。ここでpMO5121
)E導通状態の時には、Vj)nから、PMO512,
PMO514に介シテコンテンサ16に電流が流れる。
In the figure, PMO 512 and NMO 515 operate equivalent to inverter 2 in the N2 diagram. Here pMO5121
)E When in the conductive state, from Vj)n, PMO512,
A current flows through the PMO 514 and the capacitor 16 .

またNMO51sが導通状態のRVCtt、 コンチン
+ 16 カラー NM OS 15 、 NMO51
3を介してアースに向けて電流が流れる。
In addition, RVCtt with NMO51s in a conductive state, Contin + 16 Color NM OS 15, NMO51
Current flows through 3 towards ground.

fa S 図トIj5’J様VcP、M OS 14 
、 NMOS 15.tDケート端子Gにそれぞれ制御
′電圧を印加することにより、第4図の構成で電圧制御
形兄撮器が実現できる。また第4図の電圧制御形光振器
も第3図の説明から明らかr(ように同−ICチッフ”
上にすべて集積可能である。
fa S Figure Ij5'J VcP, M OS 14
, NMOS 15. By applying a control voltage to each of the tD gate terminals G, a voltage-controlled older camera device can be realized with the configuration shown in FIG. It is also clear from the explanation of FIG. 3 that the voltage-controlled optical oscillator shown in FIG.
All can be integrated on top.

第5図に1本発明による更に他の一実施例な示す。第5
図の実施例は、コンデンサ16の充電経路、放電経路の
うち一方にの与尋通抵抗1直が制御されるMOSトラン
7スタを挿入した一例であり1図示の構成は放電経路に
NMO515’fl挿入し又いる。第5図の各部に2け
るパルス波形を第6図に示す。
FIG. 5 shows yet another embodiment of the present invention. Fifth
The embodiment shown in the figure is an example in which a 7-channel MOS transistor is inserted in one of the charging path and the discharging path of the capacitor 16, and the 7-star MOS transistor is controlled to control the single-circuit resistance. Insert it again. FIG. 6 shows pulse waveforms for each part of FIG. 5.

第5図の実施例においては、1’1M0515のゲート
端子Gに印加する直流′電圧により、インバータ3の入
力@号6の1圧が”1ルベルから“0ルベルに変わる部
分の時足数のみが変化するので、第6図にt、で示した
時i’ij4 (1)みを可変することで周波数制御が
実現される。
In the embodiment shown in FIG. 5, only the number of hours in which the input voltage of the inverter 3 @ No. 6 changes from "1 level" to "0 level" by the DC' voltage applied to the gate terminal G of 1'1M0515. Since this changes, frequency control is realized by varying only i'ij4 (1) at the time indicated by t in FIG.

先に説明した第6図、紀4図の実施例においては1周波
数制御のための直流′電圧かp tn OS14用と5
MO515用の2系統必要であるか。
In the embodiments shown in FIG. 6 and FIG.
Are two systems for MO515 necessary?

第5図の実施例におい”CはIVMO515用の1つの
制御′1圧で周波数制御ができる。
In the embodiment shown in FIG. 5, "C" can perform frequency control with one control '1 pressure for the IVMO 515.

なお、一般に一3図、第4図、第5図のCMOSインバ
ータ1.2あるいは3は、入力パルスが”0”レベルか
ら11”レベルに変わる部分での入カバルス、出力パル
ス間の遅延時間と、入力パルスが11ルベルカラIOル
ベルVC変ワる部分での上記遅延時間とがほぼ同一とな
るように設計される。すなわちインバータ1においてハ
’Hトt4 sインバータ3においてはt8とt6かほ
ぼ同一時間となる。したがって第3図、舅4図の実施f
lにおいては、p−MO514とNM OS15のゲー
ト端子Gの印加電圧を、第2崗のt、とt。
In general, the CMOS inverters 1, 2, and 3 shown in Figures 13, 4, and 5 have the following characteristics: the input voltage at the point where the input pulse changes from the "0" level to the 11" level, the delay time between the output pulses, and the delay time between the output pulses. , is designed so that the above-mentioned delay time at the part where the input pulse changes from 11 level color IO level VC is almost the same.In other words, inverter 1 has H'Ht4s, and inverter 3 has almost the same time as t8 and t6. Therefore, the implementation f of Figure 3 and Figure 4
1, the voltages applied to the gate terminals G of the p-MO 514 and the NM OS 15 are set to t and t in the second phase.

が同一になるようそれぞれ設足すれば、周波数を変えて
も発振器から得られる発振パルスの半サイクル毎の時間
をほぼ同一に保つことができる。すなわち次式の関係を
保って周波数の制御が可能である。
If they are set so that they are the same, the time of each half cycle of the oscillation pulse obtained from the oscillator can be kept almost the same even if the frequency is changed. That is, it is possible to control the frequency while maintaining the following relationship.

ところが、第5図の実施例においては、亮6図のt、の
みが変化して周波数が変わるので1発振器の発掘パルス
波形は半サイクル毎に時間が変わってしまう。
However, in the embodiment of FIG. 5, only t in FIG. 6 changes and the frequency changes, so the time of the excavation pulse waveform of one oscillator changes every half cycle.

そこで、第7図には、1つの周波数制卸用を圧での制御
も可能で、かつ発振パルスの半サイクル毎の時間を同一
に保つことが可能な実施例を示す。
Therefore, FIG. 7 shows an embodiment in which one frequency control can be controlled by pressure and the time of each half cycle of the oscillation pulse can be kept the same.

第7図においては、第5図のインバータ1に代えてPM
OS12 、 NMOS 13 、15で構成した回路
と同一の構成であるPMOS 12’ 、 NMO51
3’ 、 15’の回路を用いている。この実施例では
、コンデンサ16の放電時定数の制御と同様にコンデン
サ7の放電時定数も制御される。第8図に第7図の各部
パルス波形を示す。第7図でp:IO512’ 、NM
O513’、 15’に、それぞれpros 12 、
NMO513,15と同一の電気特性ヲ持つMOSトラ
ンジスタを用い、コンデンサ7とコンデンサ16との容
量が同一となるように設計することは現状のCMO5技
術で実現可能である。このようにすれば第8図のt2と
t4はほぼ四−となる。筐たNMO515と15′のゲ
ート端子Gを共通に接続して制御電圧入力端子10とし
、これに印加する直流電圧を変化させて発振周波数を変
えても、第8図のtlとt、がほぼ同一になるので、前
述の(2)式の関係が保たれる。
In FIG. 7, PM
PMOS 12' and NMO51 have the same configuration as the circuit configured with OS12, NMOS 13, and 15.
3' and 15' circuits are used. In this embodiment, the discharge time constant of the capacitor 7 is also controlled in the same way as the discharge time constant of the capacitor 16 is controlled. FIG. 8 shows pulse waveforms at various parts in FIG. 7. In Figure 7 p: IO512', NM
pros 12 at O513' and 15', respectively.
Using MOS transistors having the same electrical characteristics as the NMOs 513 and 15, and designing the capacitors 7 and 16 to have the same capacitance can be achieved with the current CMO5 technology. In this way, t2 and t4 in FIG. 8 become approximately 4-. Even if the gate terminals G of the NMO 515 and 15' are connected in common and used as the control voltage input terminal 10, and the oscillation frequency is changed by changing the DC voltage applied thereto, tl and t in Fig. 8 will remain approximately the same. Since they are the same, the relationship in equation (2) above is maintained.

したがってインバータ3の出力から発振器出力を取れば
1発振周波数によらず半サイクル毎の時間がどの半サイ
クルによらずほぼ一足(すなわちパルスデューティかほ
ぼ50% )の発振出カバルスが得られる。
Therefore, if the oscillator output is taken from the output of the inverter 3, an oscillation output cabal of approximately one foot (that is, a pulse duty of approximately 50%) can be obtained regardless of the oscillation frequency or the time of each half cycle.

ただし、第7図において、入力パルス5の第8図α時点
からの立下りの傾きと、入力パルス4のC時点からの立
下りの傾きが周波数の制御にともなって大幅に異なって
ぐると、t2とt、も異なってしまうことか考えられる
が、第7図のMOSトランジスタ12’ 、 15’ 
、 13’で構成した回路の出力端子と1次段のM O
S )ランジスタ12 、13のゲート端子を共通に接
続した入力端子間に、インバータ3と同様なインバータ
を偶数個直列に挿入することでt2とt4か相違するこ
とを防止できる。
However, in FIG. 7, if the slope of the fall of input pulse 5 from time point α in FIG. 8 and the slope of fall of input pulse 4 from time C in FIG. 8 become significantly different as the frequency is controlled, It is conceivable that t2 and t may also be different, but the MOS transistors 12' and 15' in FIG.
, 13' and the primary stage M O
S) By inserting an even number of inverters similar to inverter 3 in series between the input terminals to which the gate terminals of transistors 12 and 13 are commonly connected, it is possible to prevent t2 from being different from t4.

なお、第3陳I、第4図、用5図の実施例においては、
インバータを奇数個直列に接続したリング発振回路のあ
る1個のインバータから次段のインバータに致る経路の
導通抵抗を制御する実施例を示したが、リング発振回路
を構成する複数個のインバータにおいて上記導通抵抗の
制御機能を付加した電圧制御形光振器も実現可能である
ことは以上の説明から容易に理解できる。
In addition, in the examples shown in Part 3, Figure 4, and Figure 5,
An example was shown in which the conduction resistance of a path from one inverter to the next inverter in a ring oscillation circuit in which an odd number of inverters are connected in series is controlled. It can be easily understood from the above description that a voltage-controlled optical oscillator with the above-mentioned conduction resistance control function can also be realized.

筐た第5図、第7図の実施例においては、導通抵抗制御
素子としてNHO2のみを用い定例を示したか、NHO
2の代わりにPMO5のみを用い、コンデンサの充電経
路の時定数のみを変化させるような構成の電圧制御形光
振器も実現可能であることは、第4図、第5図、第7図
の説明から明らかである。
In the embodiments shown in FIGS. 5 and 7, only NHO2 is used as the conduction resistance control element, or NHO
4, 5, and 7 show that it is possible to realize a voltage-controlled optical oscillator using only PMO5 instead of PMO2 and changing only the time constant of the charging path of the capacitor. It is clear from the description.

さらに、コンデンサの充を経路あるいは放電経路のいず
れか一方のみの導通抵抗を制御してなる電圧制御形光振
器においては、第7図の実施例のように導通抵抗の制#
機能を付加したインバータ′fr:2個以上の偶数個用
いれば、第7図で説明したように1つの直流電圧で発振
周波数の制御が可能で、かつ発振器出力として発奈周彼
数によらずほぼ50%のテスーティを持つパルスが優ら
れるような電圧制御形光振器が容易に構成できる。上記
導通抵抗の制御機能を付加したインバータを2個用いた
場合は第7図で説明したが、これを2個より大きな偶数
個用いても同様な効果が得られること2以下に説明する
Furthermore, in a voltage-controlled optical oscillator in which the conduction resistance of only one of the charging path and the discharging path of the capacitor is controlled, the conduction resistance is controlled as shown in the embodiment shown in FIG.
Inverter with added functions: If an even number of 2 or more is used, the oscillation frequency can be controlled with one DC voltage as explained in Figure 7, and the oscillation frequency can be controlled as the oscillator output regardless of the number of oscillation frequencies. A voltage-controlled optical oscillator in which a pulse having a testity of approximately 50% is preferable can be easily constructed. The case where two inverters with the above-mentioned conduction resistance control function are used has been described with reference to FIG. 7, but it will be explained below that the same effect can be obtained even if an even number of inverters greater than two are used.

第9図は3以上の任意の奇数個のインバータを用いてリ
ング発振回路を構成し、このうちの2個のインバータに
上記一方間の導通抵抗制御素子を付加した場合を示す。
FIG. 9 shows a case where a ring oscillation circuit is constructed using an arbitrary odd number of three or more inverters, and a conduction resistance control element is added between two of the inverters.

4通抵抗制御インバータヲ以降の図においては論理dピ
号に矢印な句して示す。
In the following figures of the 4-way resistance controlled inverter, the logic d pin is indicated by an arrow.

第9図に示すように、合計のインバータ数が奇数である
ことから、2個の矢印付インバータの入力〜出力間の一
方はoy含む偶数個、他方は奇数個の通常の(矢印なシ
、)インバータで接続さ:比ろ。この時纂7図の実施例
の説明から明らかなように、奇数個の通常のインバータ
で結ばれている矢印付インバータの出力〜入力間のいず
れかの部分から直接あるいは通常のインバータ?介して
パルスチー−ティ50%の発振器出力か取出せる。
As shown in Fig. 9, since the total number of inverters is an odd number, one of the two inverters with arrows has an even number including oy between the input and output, and the other has an odd number of ordinary (arrows). ) Connected with an inverter: ratio. As is clear from the explanation of the embodiment shown in Fig. 7, is it possible to connect directly to any part between the output and input of the arrowed inverter connected by an odd number of normal inverters or to the normal inverter? An oscillator output with a pulse duty of 50% can be taken out through the oscillator.

次に、第9図に更に2個の導通抵抗制御インバータを追
加した場合を塙える。第9図の通常のインバータの内の
任意の2個を矢印付として。
Next, we will discuss the case in which two more conduction resistance control inverters are added to FIG. Any two of the normal inverters in FIG. 9 are marked with arrows.

これを運びかえると第10図(α)、あるいはillの
いずれかになる。なお以降の図では通常のインバータ部
分は論理記号を省略し−て破線で示し、そのインバータ
数のみ00を含む偶数あるいは奇数であることヲ「偶」
あるいは「奇」で示した。
If this is transferred, it becomes either Figure 10 (α) or ill. In the following figures, normal inverter parts are shown with broken lines without logical symbols, and only the number of inverters is an even number or an odd number, including 00.
Or it was indicated by "odd".

第10図(al 、 [blから、矢印付インバータ4
個使用の時、矢印付インバータの入出力が奇数個の通n
インバータで接続される経路であり、かつこの経路でリ
ング発振回路のループを切断した時、入出力間が偶数個
のインバータ(矢印付含む)で接続された2個ずつの矢
印付インバータの組で回路が構成さ4.るような経路が
必ず存在することがわかる。第10図1al 、 tb
lで○印を付した「奇」で示す経路がそれである。
Figure 10 (from al, [bl, inverter 4 with arrow
When using an inverter with an arrow, the input/output of the inverter is an odd number.
This is a path that is connected by an inverter, and when the loop of the ring oscillation circuit is cut on this path, the input and output are connected by an even number of inverters (including those with arrows), and a set of two inverters with arrows is connected. 4. The circuit is configured. It can be seen that there is always a route such that Figure 10 1al, tb
This is the route indicated by "odd" marked with a circle in l.

上記経路の矢印付インバータの入出力間のいずれかの部
分から先述の如くして発振器出力を取出せば、上記2個
ずつ組合された矢印付インバータの1組で可変される2
つのインバータ遅延時間が1発振器出力の半サイクル毎
に振分けられ、るので、パルスデューティ50%の出力
を得ることか可能となる。また第10図1alでは○印
を何した「偶」の部分からも同様rc発振器出力が得ら
れる。
If the oscillator output is extracted from any part between the input and output of the arrowed inverters in the above path as described above, the 2
Since the two inverter delay times are distributed for each half cycle of one oscillator output, it is possible to obtain an output with a pulse duty of 50%. Further, in FIG. 10 1al, the same rc oscillator output can be obtained from the "even" portions marked with circles.

以下、2以上の任意の偶数個の矢印付インバータを用い
て上記効果が得られろことを説明する。
Hereinafter, it will be explained that the above effect can be obtained using any even number of inverters with arrows of 2 or more.

第11図は3以上の任意の奇数のインバータを用いたリ
ング発振回路を示す。インバータ総数が奇数個であるの
で、このインバータのうチ偶数個に矢印付インバータを
用いた場合、矢印付インバータの入出力間が偶数個の通
常インバータで結ばれる部分が必ず存在する。この部分
を第11図にアンダーラインを付けた「偶」で示ス。
FIG. 11 shows a ring oscillation circuit using an arbitrary odd number of inverters of three or more. Since the total number of inverters is an odd number, if arrowed inverters are used as an even number of inverters, there will always be a portion where the input and output of the arrowed inverters are connected by an even number of normal inverters. This part is shown in Figure 11 with an underlined ``even''.

上記「偶」で結ばれた矢印付インバータA、Hのもう一
方の入出力間すなわちBの出力〜、4の入力間は奇数個
のインバータで結合される。
The other input/output of the arrowed inverters A and H connected by "even", that is, the output of B and the input of 4 are connected by an odd number of inverters.

次vcA、Bと通常インバータのみで接続される2個の
矢印付インバータC,D’l’7追加して考える。Cの
出力〜Dの入力間が偶数個のインバータで結ばれていれ
ば、Dの出力〜C゛の入力間で発振器出力をとればA 
、B 、C、Dのインノく一夕遅延時間が半サイクル毎
に同数ずつ振分けられる。このようにして矢印付インバ
ータを2個ずつ追加していった時、新たに追加した矢印
付インバータ入出力間の1角数個のインバータ(矢印付
含む)で接続された部分に、これ以前の矢印付インバー
タがすべて含まれるようになり又いれば、最後に追加し
て考えた矢印付インバータの入出力間の金数個の通常イ
ンバータで接続された部分からパルスチューティ50%
の発振器出力が得られる。
Next, consider adding two arrowed inverters C and D'l'7, which are normally connected to vcA and B only by inverters. If the output of C and the input of D are connected by an even number of inverters, then if the oscillator output is taken between the output of D and the input of C, then A
, B, C, and D are distributed in equal numbers every half cycle. When adding inverters with arrows two at a time in this way, the part connected by several inverters per corner (including those with arrows) between the input and output of the newly added inverter with arrows is Once all the inverters with arrows are included, the pulse duty is 50% from the part connected with several regular inverters between the input and output of the inverter with arrows that was added last.
The oscillator output is obtained.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、電圧制御形骨振器がMOSトランジス
タの与あるいはMOSトランジスタと小容量のコンデン
サのみで構成できるので、発振器をすべて1チツプのI
C上に集積スることが可能になり1回路部品の低減に効
果がある。
According to the present invention, since the voltage-controlled bone oscillator can be configured with only a MOS transistor or a MOS transistor and a small capacitor, the oscillator can be constructed using only one chip of I/O.
This makes it possible to integrate the circuit on a chip, which is effective in reducing the number of circuit components.

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

第1図は従来の電圧制御形骨振器の構成図。 第2因は第1図の各部波形図、爪5,4,5゜7図はそ
れぞれ本発明の実施例の構成図、 f、6゜8図はそれ
ぞれ纂5.7図の央MMf!lの各部波形図、第? 、
 10 、11図はX発明の詳細な説明するための簡略
化し、た構成図である。 12 、12’ 、 14 、14’・・・Pチャンネ
ルMOSトランジスタ 13 、13’ 、 15 、15’・・・Nチャンネ
ルMOSトランジスタ 第 1 図 第3図 第4図 第5図 第6 図 第 7 図 第8 図 第9 図 イ萬 第10図
FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional voltage-controlled bone vibrator. The second factor is the waveform diagram of each part in Fig. 1, the claws 5, 4, and 5゜7 are respectively the configuration diagrams of the embodiment of the present invention, and the f and 6゜8 are the center MMf of Fig. 5.7, respectively. Waveform diagram of each part of l, No. ? ,
Figures 10 and 11 are simplified configuration diagrams for detailed explanation of the X invention. 12, 12', 14, 14'...P channel MOS transistor 13, 13', 15, 15'...N channel MOS transistor Fig. 1 Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 Fig. 6 Fig. 7 Figure 8 Figure 9 Figure 10

Claims (1)

【特許請求の範囲】 t PチャンネルMOSトランジスタとNチャンネルM
OSトランジスタのゲート端子ヲ共通に接続して入力端
子とし、該PチャンネルMOSトランジスタの一端子を
第一の電源に接続し他の端子を出力端子とし、該Nチャ
ンネルMOSトランジスタの一端子を第二の電源に接続
し他の端子を出力端子とする論理ゲートを奇数個、直列
リング状に接続してなる装置において、上記奇数個の論
理ゲートのうちすくなくも一個の論理ゲートにおいて、
該Pチャンネルトランジスタを介して第一の電源と次段
の該論理ゲートの入力端子とが接続される第一の導電路
と、該Nチャンネルトランジスタを介して第二の電源と
次段の該論理ゲートの入力端子が接続される第二の導電
路とのいずれか一方あるいは両方の4電路に、そのゲー
ト端子に印加する電圧により導通抵抗が変化されるMO
Sトランジスタの二端子’を直列に挿入し、他の該論理
ゲートのPチャンネルMOSトランジスタとNチャンネ
ルMOSトランジスタの出力端子を共通に接続して次段
の該論理ゲートの入力端子に接続し。 上記導電路に直列に押入したMOSトランジスタのゲー
ト端子に制(4141電圧を印加するように構成したこ
と馨特徴とする電圧制御形発振装置。 2、特許請求の範囲第1項目d載の電圧制御形発振装置
において、上記第一の導電路にのみ直列にMOSトラン
ジスタを挿入した論理ゲートを2以上の偶数個用い、上
自己直列に押入したMOSトランジスタのゲート端子を
共通に接続して制御筒、圧を印加するように構成したこ
とを特徴とする電圧制御形発振装置。 6、 特許請求の範囲第1項記載の電圧制御形発振装置
において、上記第二の導電路にのみ直列にMOSトラン
ジスタを仲人した論理ゲートを2以上の1内数個用い、
上記直列に挿入したMOSトランジスタのゲート端子を
共通に接続して制御電圧を印加するように構成したこと
を特徴とする電圧制御型発振器置。
[Claims] t P-channel MOS transistor and N-channel M
The gate terminals of the OS transistors are commonly connected to serve as input terminals, one terminal of the P-channel MOS transistor is connected to the first power supply and the other terminal is used as the output terminal, and one terminal of the N-channel MOS transistor is connected to the second power supply. In a device comprising an odd number of logic gates connected in series in a ring shape, each of which is connected to a power supply and whose other terminal is an output terminal, in at least one of the odd number of logic gates,
A first conductive path connects the first power source and the input terminal of the logic gate at the next stage via the P-channel transistor, and connects the second power source to the logic gate at the next stage via the N-channel transistor. An MO whose conduction resistance is changed by the voltage applied to the gate terminal of one or both of the four conductive paths and the second conductive path to which the input terminal of the gate is connected.
Two terminals of the S transistor are inserted in series, and the output terminals of the P channel MOS transistor and the N channel MOS transistor of the other logic gate are connected in common and connected to the input terminal of the logic gate of the next stage. A voltage controlled oscillation device characterized in that it is configured to apply a control voltage to the gate terminal of a MOS transistor inserted in series with the conductive path. 2. Voltage control according to claim 1 d. In the type oscillator, an even number of two or more logic gates in which MOS transistors are inserted in series only in the first conductive path are used, and the gate terminals of the MOS transistors inserted in series are connected in common, and a control tube is provided. 6. A voltage controlled oscillator device configured to apply voltage. 6. In the voltage controlled oscillator device according to claim 1, a MOS transistor is connected in series only to the second conductive path. Using several logic gates in 1 of 2 or more,
A voltage controlled oscillator device characterized in that the gate terminals of the MOS transistors inserted in series are connected in common to apply a control voltage.
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