JPS61184923A - バイナリカウンタ - Google Patents

バイナリカウンタ

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JPS61184923A
JPS61184923A JP2591185A JP2591185A JPS61184923A JP S61184923 A JPS61184923 A JP S61184923A JP 2591185 A JP2591185 A JP 2591185A JP 2591185 A JP2591185 A JP 2591185A JP S61184923 A JPS61184923 A JP S61184923A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stage
switching element
circuit
clock signal
transmission line
Prior art date
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Pending
Application number
JP2591185A
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English (en)
Inventor
Toshibumi Nakai
中井 俊文
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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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】 技術分野 本発明はバイナリカウンタの回路構成に関する6背景技
術 在米のバイナリカウンタでは、高段になるに従い論理処
理量が増加し、高段における構成が複雑である。このよ
うなバイナリカウンタを集積回路内に構成するには、大
きな回路面積を必要とすることになった。
発明が解決すべき問題点 本発明の目的は、複数の段の段数が増加してもむやみに
大きな論理処理量を必要とせず、したがって構成が小形
化することかで訃るようにしたバイナリカウンタを提供
することである。
問題点を解決するための手段 本発明は、複数の段が伝送線によって直列に#e続され
、各段は、 伝送線に直列に接続され、制御信号に応答してスイッチ
ング態様を変えるトランスファスイッチング素子と、 トランスファスイッチング素子よりも後段側で伝送線に
接続される積分形コンデンサと、コンデンサを充電する
ための充電用スイッチング素子と、 充電用スイッチング素子のスイッチング態様を一定の周
波数で変化するクロック信号発生回路と、コンデンサの
出力を読み取って演算を行い、その演算結果に基づいて
隣接する後段のトランス7アスイツチング素子に制W信
号を導出する演算回路とを含むことを特徴とするバイナ
リカウンタである。
作  用 複数段を有するバイナリカウンタでは 第1段目におい
てfjS1段から第i−1段 までの出力Tの1〜Tの
1−1*での積(=π Ti−1)の演算を必要とし、
この積をたとえば排他的論理和デートに与える必要があ
る。この積およびこの積の反転した値を得るために本発
明では伝送線に直列にトランスファスイッチング素子を
設け、このトランススイッチング素子の後段側で伝送線
に積分形のコンデンサを接続し、コンデンサを充電する
ための充電用スイッチング素子のスイッチング態様を一
定周辺に低周波数のり′ロック信号で変化し、コンデン
サの出力を演算して後段のトランス7アスイツチング素
子に与えるようにしたので、前記積およびその積の反転
した値を容易に求めることが可能となる。
実施例 第1図は、本発明の一夫施例のブロック図であり、この
バイナリカウンタの各段S1.S2.S3゜S4.・・
・1Siのうち第1収S1では反転回路N11からの信
号が遅延回路A1に与えられる。遅延回路A1からの出
力は、ライン!11から信号T1として導出されるとと
もに、反転回路Nilに与えられ、さらに後段である第
2段S2のトランスファスイッチング素子Q21の、デ
ートに与えられる。
第2段S2では、伝送線11に直列にトランスファスイ
ッチング素子Q21が接続されるとともに、そのトラン
ス7アスイツチング素子Q21よりも後段側(第1図の
右方)で伝送線!1に接続される積分形コンデンサC2
が設けられる。接続点E21には々コンデンサC2を充
電するための充電用スイッチング素子Q22が接続され
る。この充電用スイッチング素子Q 22には、負電位
であるローレベルの電圧VDが与えられる。トランス7
アスイツチング素子Q21および充電用スイッチング素
子Q22は、この実施例ではPチャネル金属酸化膜半導
体電界効果トランジスタによって実現される。接続点E
21からの信号は、ANDデー)G21に与えられると
ともに、反転回路N21介してANDデートG22に与
えられる。ANDデートG21.C,22の出力は、O
RデートG23に与えられる。ORデートG23の出力
は、遅延回路A2に入力される。遅延回路A2からの出
力はライン!21に導出され、#S2段S2の出力T2
として導出されるとともに、ANDデートG21に入力
され、さらにまた隣接する後段である第3段S3のトラ
ンス7アスイツチング素子Q31のデートに制御信号と
して与えられる。このライン、/21からの介する遅延
回路A2の出力はまた、反転回路N22によって反転さ
れ、ANDデー)G22に与えられる。第3段S3〜第
1PiSiは、前述の第2段82と同様な構成を有し、
対応する部分には添え字を変えて示す。
クロック発生回路CLは、第3図(1)で示されるクロ
ック信号φ1と、第3図(2)で示されるクロック信号
φ2と、tIS3図(3)で示されるクロック信号φ3
と、第3図(4)で示されるり゛ロック信号φ4とを導
出する。第1段S1の伝送#1!1には、りσツク信号
φ2が与えられ、第2段S2以降の充電用スイッチング
素子Q22.Q32.・・・。
Qi2  のデートには、このクロック信号φ2が与え
られる。
#&2図は遅延回路A1の具体的な構成を示す。
この遅延回路A1は、Pチャネル金属酸化膜半導体電界
効果トランジスタによって実現されるトランス7アスイ
ツチング素子Qa1.Qa2と、積分形のコンデンサC
al、Ca2と、反転回路N a 1 tNa2  と
を含み、トランスファスイッチング索子Qa1  のデ
ートには、クロック信号φ3が与えられる6もう1つの
トランス7アスイツチング索子Qa2  のデートには
、クロック信号φ1が与えられる。こうしてクロック信
号φ3がローレベルであるとき、トランス7アスイツチ
ング素子Q a 1が導通して反転回路N11からの信
号がコンデンサCal  によって読み取られ、バッフ
ァとしての反転回路Nal  お上りもう1つのトラン
ス7アデー)Qa2  に与えられる。クロ7り信号φ
1がハイレベルであるとぎ、トランスファスイッチング
素子Q a 2  は遮断しており、したがってコンデ
ンサCa1 によって読み取られた信号が保持される。
その後、クロック信号φ1がローレベルとなることによ
って トランス7アスイツチング素子Qa2が導通し、
コンデンサCa 2から反伝回路Na2を経てライン!
11に出力が導出される。トランス7アスイツチング索
子Q a 1  のデートに与えられるクロック信号は
φ4であってもよ(、またトランス7アスイ7チング素
子Qa2  のデートに与えられるりaツク信号はφ2
であってもよい。こうして遅延回路A1は、クロ7り信
号φ3またはφ4がローレベルであるときにデータを取
り込み、クロック信号φ1*たはφ2がハイレベルであ
る時間中データを保持する機能を有する。ここで、もう
1つのトランスファスイッチング素子Qa3 。
Qa2のデートにリセットのための信号を、クロック信
号φ3.φ4;φ1.φ2 とともに、OR″f−トま
たはANDデートなどの論理デートを介して与えるよう
に構成し、これ、によってバイナリカウンタのリセット
が可能となる。遅延回路A1〜Aiは第2図に示される
構成に限定されることはなく、その他の構成であっても
よく、たとえばいわゆるD形7リツプ70ツブによって
実現されてもよい。
第3図を参照して々第1図に示された実施例の動作を説
明する。クロ・7り信号発生回路CLからは、#53図
(1)〜第3図(4)で示されるクロック′1 信号φ1〜φ4はそれぞれ導出される。初期状態では遅
延回路A1〜Aiの出力を導出するライン!11〜!1
1  はリセットによってハイレベルとなっており、し
たがって第1段S1の出力T1は第3図(8)に示され
るようにハイレベルであり、第2段S2の出力T2は第
3図(9)で示されているようにハイレベルであり、さ
らにまた第3段S3の出力T3は第3図(10)で示さ
れるようにハイレベルである。
このようなリセット状態において、時刻tla〜t2a
の期間においては充電用スイッチング素子Q22、Q3
2.Q42が導通し、接続点E21.E31、E41は
ローレベルの電圧VDによって充電される。接続点E2
1.E33.E41の電圧は第3図(5)、第3図(6
)および第3図(7)にそれぞれ示されている。こうし
てコンデンサC2,C3、C4がローレベルに充電され
る。
時刻t2 a−t3nの期間では、出力T 1 、T 
2 、T3がハイレベルであるので、Fランス7アスイ
ツチング素子Q21.Q31.Q41が遮断しており、
コンデンサC2、C3、C4の内容は保持される。
時刻t3 a−t4 aの期間では、PIS1段S1の
遅延回路A1におけるラインJ?11からの出力T1が
ローレベルとなる。
時Rt 4 a〜t5mの期間では、出力T1がローレ
ベルの*まであるので、トランスファスイッチング素子
Q21が導通し、しだがって接続点E21゜E21がタ
イミング信号φ2によってハイレベルとなる。
時刻L5a〜t6aのM開では、第1段S1の出力T1
はハイレベルとなり、第2段S2の出力T2はローレベ
ルとなる。
時刻t6a−t7aの□期間では、出力T2はローレベ
ルであり、トランス7アスイツチング素子Q22だけが
導通し、このとき接続点E21はローレベルのままであ
るので、コンデンサC2の電荷が変化することがない。
時刻t7a−teaの期間では、第1段S1の出力T1
がローレベルとなる。
時刻t8a−t9aの期間では、出力TI、T2がロー
レベルであるので、接続点E21.E31はハイレベル
となる。
時刻t9a−tlOaでは、出力Tl、T2がハイレベ
ルとなり、出力T3がローレベルとなる。以下、同様に
して動作が行なわれ、各段S1〜Siの出力T1〜Ti
が得られる。
第1段Siにおいて接続息Eilでは、第1段5=yT
il が得られ、反転回路Nil  はその積の反啄した値を
導出する。このようにして第2段82〜 第1段Siの
回路構成は同一であり、回路構成がむやみに複雑になる
こととが無く、小形化が可能である。
第4図は本発明の他の実施例の電気回路図であり、前述
の実施例の対応する部分には同一の参照符を付す。この
実施例では、前述の第1図における遅延回路’Al−A
1?−)G21−G23.G31〜G33.・・・、G
il〜Gi3および反転回路L22、L32.・・・、
L i2などに代えていわゆるレシオレス回路が用いら
れる。第1段S1では、レシオレス回路は直列に接続さ
れたスイッチング素子P4〜P 6 、P 7〜P9お
上りコンデンサC1l、C12を備える。第2段S2で
は、直列に接続された スイッチング素子Pi O,P
i 1.Pi 2.Pi3;Pi4.Pi5.Pi6.
Pi7.Pi8  およびコンデンサC21,C22を
含む、残余の段S23.824においても同様な構成と
なっており、参照符添え字が対応して変化して示されて
いる。
このようなスイッチング素子P4〜P27は、P形金属
酸化族半導体電界効果うンジスタによって実現される。
第4図に示される実施例において、第1段81〜第5 
#ffi S 5のD1〜D5は第5図に示される時刻
tl−t16  において第1表のように変化すみ。
(以下余白) クロック信号発生回路CLは、クロック信号φ1を第5
図(1)に示すように、またクロック信号φ2を第5図
(2)に示すように、クロック信号φ3を第5図(3)
で示すように、さらにまたクロック信号φ4を第5図(
4)で示すように導出する。
第1段S1の出力T1は第5図(11)に示され、第2
段S2の出力T2はPI5図(12)に示され、また第
3段S3の出力T3は第5図(13)に示される。
時刻10以前における初期状態では、出力TI。
T 2 、T 3はハイレベルである。時刻tO〜Nt
tl〜L2  の時刻では、充電用スイッチング素子Q
22、Q32.Q42が導通している。したがって接続
点E21は第5図(5)で示されるように、接続点E3
1は第5図(6)で示されるように、さらにまた接続点
E41は第5図(7)で示されるように、それぞれロー
レベルとなっている。尚、接続点E12は第5図(8)
で示されるように、接続点E22は第5図(9)で示さ
れるように、さらにまた接続点E32は第5図(10)
で示される波形を有する。
時刻し2〜t3の期間では、接続点E12.E22、E
32においては・スイッチング素子P4.P10、PI
9が導通しているのでローレベルである。
時刻t2〜t3 tt3〜t4  の期間においては接
続点E21.E31.E41のレベルは、切断スイッチ
ング素子Q21.Q31.Q41のスイッチング態様に
よってきまる。この期間では、スイッチング素子Q21
.Q31.Q41は遮断しているので、接続点E21.
E31.E41はローレベルのままである0時刻t3〜
t4の期間中、接続点E12゜E22.E31のレベル
は、スイッチングl 子I)3、Pi 2.Pi 3.
Pi 4.Pi 5.P21.P22゜P23.P24
に依存し、スイッチング素子P6゜PI 3.PI 4
.P22.P23  は導通しており、スイッチング素
子P12.P15.P21.P24   ’は遮断して
いる。したがって時刻t1〜t5 、t5〜t6  の
期間中はその出力データT 1 、T 2 、T 3が
保持される。
時刻t3〜t4の期間中、スイッチング素子P7゜PI
6.P25は導通しており、したがって出力T 1 、
T 2 、T 3はローレベルである。
時刻し4〜t5の期間中では、接続点E22はハイレベ
ルであり、したがってスイッチング素子P9は遮断し、
出力T1はローレベルである。接続点E22.E32は
この期間中ローレベルであり、したたがってスイッチン
グ素子P18.P27は導通している。そのためこの期
間中、出力T2゜T3はハイレベルである。その後、時
刻t5〜L6゜L7〜t7の期間中において出力T 1
 、T 2 、T 3のレベルが保持される。
以下、同様にして、時刻t8〜t9の期間中では接続点
E21.E31.E41において充電用スイッチング索
子Q22.Q32.Q42が導通しており、したがって
ローレベルとなっている。このような動作を同様に繰り
返すことによって、時刻to −t3 、t4〜t7 
、t8〜Lllの動作を繰り返す。
こうして出力T 1 、T 2 、T 3は時刻tO〜
t3 、t4〜t7 、t8〜tllの期間中において
有効な値となる。
効  果 以上のように本発明によれば、バイナリカウンタの各段
の構成が同一となり、高段となっても構成がむやみに複
雑化することはない、したがって先行技術に比べて構成
が簡単であり、たとえば第1の集積回路に場合であって
も、むやみに大きな回路面積を必要とすることがなくな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の電気回路図、第2図はM延
回路A1の具体的構成を示す電気回路ば第3図は第1図
に示された実施例の動作を説明するための波形図、第4
図は本発明の他の実施例の電気回路図、第5図は第4図
にしめされた実施例の動作を説明するための波形図であ
る。 Sl・・・第1段、S2・・・第2段、S3・・・第3
段、S4・・・第4段、Si・・・第1段、Q21.Q
31.Q41、Qil・・・トランス7アスイツチング
i子、Q22 vQ 32 =Q 42 、Q i2・
・・充電用スイッチング素子、11・・・伝送線、C2
、C3、C4、Ci・0.フンデンサ、A1〜Ai ・
・・遅延回路、P4〜P27・・・スイッチング素子 代理人  弁理士 函数 圭一部 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 複数の段が伝送線によって直列に接続され、各段は、 伝送線に直列に接続され、制御信号に応答してスイッチ
    ング態様を変えるトランスファスイッチング素子と、 トランスファスイッチング素子よりも後段側で伝送線に
    接続される積分形コンデンサと、 コンデンサを充電するための充電用スイッチング素子と
    、 充電用スイッチング素子のスイッチング態様を一定の周
    波数で変化するクロック信号発生回路と、コンデンサの
    出力を読み取って演算を行い、その演算結果に基づいて
    隣接する後段のトランスファスイッチング素子に制御信
    号を導出する演算回路とを含むことを特徴とするバイナ
    リカウンタ。
JP2591185A 1985-02-12 1985-02-12 バイナリカウンタ Pending JPS61184923A (ja)

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JP2591185A JPS61184923A (ja) 1985-02-12 1985-02-12 バイナリカウンタ

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JP2591185A JPS61184923A (ja) 1985-02-12 1985-02-12 バイナリカウンタ

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