JPS61218224A - Frequency divider circuit - Google Patents

Frequency divider circuit

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JPS61218224A
JPS61218224A JP5890785A JP5890785A JPS61218224A JP S61218224 A JPS61218224 A JP S61218224A JP 5890785 A JP5890785 A JP 5890785A JP 5890785 A JP5890785 A JP 5890785A JP S61218224 A JPS61218224 A JP S61218224A
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JP
Japan
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gate
component
gates
fets
terminal
Prior art date
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JP5890785A
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Japanese (ja)
Inventor
Takaharu Nakamura
隆治 中村
Masafumi Shigaki
雅文 志垣
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve a high frequency characteristic by making a bias voltage of a D-FET at the input side identical. CONSTITUTION:D-FETs 22-24 and 28-30 constitute NOR gates 31, 33, D-FETs 25-27 constitute an OR gate 32 and D-FETs 24, 26, 30 are active load resistors. Through the constitution above, since input terminals (a, b) and (c, d) are connected in parallel, an equal input characteristic is obtained and since no element forming a feedback resistor at the source side exists, the high frequency characteristic is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば数GHz帯で使用されるシンセサイザ
用分周回路の改良に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an improvement of a frequency divider circuit for a synthesizer used, for example, in a several GHz band.

例えば、中間周波数が140 MHzの受信機が周波数
5〜5.5GH2O間の波を受信する場合、受信局部発
振器の発振周波数は4.86〜5.36GHzの間を変
化させる必要があり、しかもこれらの波の周波数安定度
は高くなければならない。この様な場合、精度の高い基
準水晶発振器の出力を分周、逓倍する事により必要な周
波数を合成して出力できるシンセサイザが用いられる事
が多い。
For example, when a receiver with an intermediate frequency of 140 MHz receives waves between frequencies 5 and 5.5 GH2O, the oscillation frequency of the receiving local oscillator needs to vary between 4.86 and 5.36 GHz, and these The frequency stability of the waves must be high. In such cases, a synthesizer is often used that can synthesize and output the required frequency by dividing and multiplying the output of a highly accurate reference crystal oscillator.

第3図はマスタースレーブ型D−FFで構成した2分周
器のブロック図を、第4図は第3図のタイムチャートを
示す。尚、第4図中の数字は第3図中の対応する部分の
波形を示す。
FIG. 3 is a block diagram of a 2-frequency divider composed of master-slave type D-FFs, and FIG. 4 is a time chart of FIG. 3. Note that the numbers in FIG. 4 indicate the waveforms of the corresponding portions in FIG. 3.

そこで、第4図を参照しながら第3図の動作を説明する
Therefore, the operation shown in FIG. 3 will be explained with reference to FIG. 4.

第3図において、端子INに加えられた第4図−■に示
す信号は、D型フリップフロップ(以下D−FFと省略
する)1を通って第4図−■に示す様に2分周された信
号がD−FF2の端子りに取出される。
In Fig. 3, the signal shown in Fig. 4-■ applied to the terminal IN passes through a D-type flip-flop (hereinafter abbreviated as D-FF) 1 and is divided into two as shown in Fig. 4-■. The resulting signal is taken out to the terminal of D-FF2.

一方、このD −FP 2の端子CKには第4図−■に
示す様に第4図−■と180度位相の異なる信号が加え
られるので、端子OUTより第4図−■に示す様な2分
周波が得られる。
On the other hand, a signal with a phase difference of 180 degrees from that in Figure 4-■ is applied to the terminal CK of this D-FP 2 as shown in Figure 4-■, so a signal as shown in Figure 4-■ is applied from the terminal OUT. A 2-frequency wave is obtained.

ここで、3は反転ゲートを示す。Here, 3 indicates an inversion gate.

この様な2分周器を上記のシンセサイザに使用する場合
、動作条件の制約の少ない分周器が望まれる。
When such a frequency divider by two is used in the above-mentioned synthesizer, a frequency divider with fewer restrictions on operating conditions is desired.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第5図は第3図に示したD−FFの従来例の回路図を示
す。
FIG. 5 shows a circuit diagram of a conventional example of the D-FF shown in FIG.

図に示す様にD−FFはアンドゲート4,6とノアゲー
ト5とから構成された構成要素12を2つ組合せたもの
である。
As shown in the figure, the D-FF is a combination of two components 12 each consisting of AND gates 4 and 6 and a NOR gate 5.

第6図は第5図に示した回路図の真理値図を示す。FIG. 6 shows a truth diagram of the circuit diagram shown in FIG.

図に示す様に、端子CKが1の時はDと同じ値が端子Q
より出力されるが、端子(Jが0の時はCKが1の時の
Dの値が保持され端子Qより出力される。
As shown in the figure, when the terminal CK is 1, the same value as D is the terminal Q
However, when J is 0, the value of D when CK is 1 is held and output from terminal Q.

尚、Qn−1は一つ前の状態を示す。Note that Qn-1 indicates the previous state.

第7図は第5図に示した構成要素12をGaAs基板上
にデイプリーションタイプショソトキーバリア電界効果
トランジスタ(以下D −PETと省略する)で構成す
る時の回路図を示す。
FIG. 7 shows a circuit diagram when the component 12 shown in FIG. 5 is constructed as a depletion type Shosotky barrier field effect transistor (hereinafter abbreviated as D-PET) on a GaAs substrate.

図に示す様に、D−FET7と8及びD−FET9と1
0とでアンドゲート4及び6を、D−FET8,9のド
レインが共通接続される部分にノアゲート5がそれぞれ
形成され、+ VDD及び−Vssはそれぞれ電源電圧
、11は負荷抵抗、端子a % d及びXにおける論理
が1の時はOV、Oの時はD −FETのピンチオフ電
圧以下の負電圧にする。
As shown in the figure, D-FETs 7 and 8 and D-FETs 9 and 1
0 and the AND gates 4 and 6, and the NOR gate 5 is formed at the part where the drains of the D-FETs 8 and 9 are connected in common, +VDD and -Vss are respectively the power supply voltages, 11 is the load resistance, and the terminals a% d When the logic at and

図において、D−FET7と8及びD−FET9と10
が直列に接続されているので、例えば端子a、bが共に
Ovの時にD−FET7と8にドレイン電流が流れてD
−FET7のドレイン電圧は−Vssになる筈であるが
、実際はD−FET8の内部抵抗が0でない為に−Vs
sよりも+側に偏った値となり設計値と異なる。
In the figure, D-FETs 7 and 8 and D-FETs 9 and 10
are connected in series, so for example, when both terminals a and b are at Ov, drain current flows through D-FETs 7 and 8 and D
The drain voltage of -FET7 is supposed to be -Vss, but in reality it is -Vs because the internal resistance of D-FET8 is not 0.
The value is biased toward the + side of s, which differs from the design value.

そこで、D−FET7のドレイン電圧を−Vssにする
為にa点の電圧をOvでなく例えば+〇、5vにしなけ
ればならないので、端子a、bにレベルシフト回路を付
加しなければならない。
Therefore, in order to set the drain voltage of the D-FET 7 to -Vss, the voltage at point a must be set to, for example, +0.5V instead of Ov, so a level shift circuit must be added to terminals a and b.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記で説明した様に、端子aとbには異なるバイアス電
圧を与えなければならないので動作条件が制約され、回
路設計上の自由度が制限される。
As explained above, since different bias voltages must be applied to terminals a and b, operating conditions are restricted and the degree of freedom in circuit design is restricted.

又、レベルシフト回路を付加する事により高周波帯でこ
の回路に発生したりアクタンス成分により高周波特性が
劣化すると云う2つの問題点がある。
Furthermore, by adding a level shift circuit, there are two problems: high frequency characteristics are degraded due to actance components generated in this circuit in a high frequency band.

(問題点を解決するための手段〕 上記の問題点は、D−FFを第1及び第2のノアゲート
と該第1及び第2のノアゲートの出力のオアを取るオア
ゲートから構成された第1の構成要素と、該第1の構成
要素と同一の第2の構成要素の該オアゲートの出力を各
々該第2及び第1の構成要素の第2のノアゲートに加え
、該第2のノアゲートの他の一方にはクロックを加え、
該第1の構成要素の第1のノアゲートには反転された信
号及びクロックが該第2の構成要素の第1のノアゲート
には反転されたクロック及び反転されていない信号が加
えられる様に構成し、2つのPETの第1と第2のソー
ス及びドレインがそれぞれ並列接続されると共に該ドレ
インに負荷抵抗が接続された構成のノアゲートと、2つ
のFETの第3と第4のソース及びドレインがそれぞれ
並列接続されると共に該ソースに負荷抵抗が接続された
構成のオアゲートとを用いて構成する本発明の分周回路
により解決される。
(Means for solving the problem) The above problem is solved by using a D-FF as a first and a second NOR gate, and a first OR gate that takes the OR of the outputs of the first and second NOR gates. and the outputs of the OR gates of the second component, which are the same as the first component, are added to the second NOR gates of the second and first components, respectively, and the outputs of the OR gates of the second NOR gates of the second and first components are Add a clock to one side,
A first NOR gate of the first component is configured to receive an inverted signal and a clock, and a first NOR gate of the second component is configured to receive an inverted clock and a non-inverted signal. , a NOR gate having a configuration in which the first and second sources and drains of two PETs are connected in parallel and a load resistor is connected to the drains, and the third and fourth sources and drains of two FETs are connected in parallel, respectively. This problem is solved by the frequency dividing circuit of the present invention configured using OR gates connected in parallel and having a load resistor connected to the source.

〔作用〕[Effect]

本発明は、D−PFを構成する論理ゲートをオアゲート
とノアゲートで構成する事により、D −FETを全て
並列接続の状態でD−FFを構成できる様にした。
In the present invention, by configuring the logic gates constituting the D-PF with OR gates and NOR gates, the D-FF can be configured with all D-FETs connected in parallel.

従来は入力部分が直列接続されたD −FETから構成
されていたので異なるバイアス電圧が必要となり、また
高周波特性が劣化した。しかし、本発明では入力部分が
並列接続されたD −PETで構成されるので、レベル
シフト回路が不要となり同一のバイアス電圧を加える事
ができる。
Conventionally, the input section was composed of D-FETs connected in series, which required different bias voltages and deteriorated high frequency characteristics. However, in the present invention, since the input section is composed of D-PETs connected in parallel, a level shift circuit is not required and the same bias voltage can be applied.

そこで、動作条件の制約が改善されて設計上の自由度が
拡大すると共に、高周波特性が改善される。
Therefore, constraints on operating conditions are improved, the degree of freedom in design is expanded, and high frequency characteristics are improved.

〔実施例〕〔Example〕

以下図示実施例により本発明の内容を具体的に説明する
。尚、全図を通じて同一符号は同一対象物を示す。
The contents of the present invention will be specifically explained below with reference to illustrated embodiments. Note that the same reference numerals indicate the same objects throughout the figures.

第2図は本発明の一実施例のD−FF回路図を示す。FIG. 2 shows a D-FF circuit diagram of an embodiment of the present invention.

図に示す様に、D−FFはノアゲート14〜17.オア
ゲーH8,19及び反転ゲート20.21で構成されて
いるが、これの動作は第6図の真理値図と同一である。
As shown in the figure, D-FF has Noah gates 14 to 17. It is composed of OR games H8, 19 and inverting gates 20, 21, and its operation is the same as that in the truth diagram of FIG.

即ち、 (1)  CKが1の時、 点線で囲った構成要素の中のノ・アゲート15の端子C
は1になるので、ノアゲート15の端子「は端子dの如
何を問わすOとなる。そこで、オアゲート18の出力Q
は端子eと同じ状態になる。
That is, (1) When CK is 1, the terminal C of the agate 15 among the components surrounded by the dotted line
becomes 1, so the terminal ``of the NOR gate 15 becomes O, which inquires about the terminal d. Therefore, the output Q of the OR gate 18 becomes
is in the same state as terminal e.

一方、ノアゲート14は端子すが0となっているので端
子りがOなら0を、1なら1を端子eが出力するので、
オアゲート18の出力Qは端子りと同じ状態で変化する
On the other hand, since the terminal of the NOR gate 14 is 0, if the terminal is O, the terminal e outputs 0, and if it is 1, the terminal e outputs 1.
The output Q of the OR gate 18 changes in the same state as the terminal.

同様に、ノアゲート16.17及びオアゲート19の部
分に対してはオアゲート19の出力QはDの状態の反転
されたものとなる。
Similarly, for the NOR gates 16 and 17 and the OR gate 19, the output Q of the OR gate 19 is the inverted state of D.

(21CKが0の時、 反転ゲート20によりノアゲート14及び17の端子す
が1となるので、ノアゲート14及び17の端子aの如
何によらずオアゲート18.19の端子eはOとなり、
Q及びQはオアゲート18と19の端子「と同じ状態に
なる。
(When 21CK is 0, the terminals of the NOR gates 14 and 17 become 1 due to the inversion gate 20, so the terminal e of the OR gate 18.19 becomes 0, regardless of the terminal a of the NOR gates 14 and 17.
Q and Q are in the same state as the terminals of OR gates 18 and 19.

一方、ノアゲート15と16の端子Cは0となり、オア
ゲート18及び19の端子fはノアゲート15及び16
の端子dの状態の反転したものとなる。
On the other hand, the terminals C of the NOR gates 15 and 16 become 0, and the terminals f of the OR gates 18 and 19 become 0.
This is the inverted state of terminal d.

そこで、ノアゲート15及び16によるR5−FFが構
成された事になり、CK=1の時にQが1ならDの値の
如何に拘わらずその状態を保持する。
Therefore, an R5-FF is configured by the NOR gates 15 and 16, and if Q is 1 when CK=1, that state is maintained regardless of the value of D.

これにより第2図の回路が第6図の真理値図を満足する
事になる。
As a result, the circuit shown in FIG. 2 satisfies the truth diagram shown in FIG. 6.

第1図は本発明の一実施例の回路図を示す。FIG. 1 shows a circuit diagram of an embodiment of the present invention.

図は第2図の点線で示し・た構成要素をD −PETで
構成した時の回路図を示し、D −FET 22〜24
及び28〜30でノアゲート31と33を、D −FE
T25〜27でオ。
The figure shows a circuit diagram when the components indicated by dotted lines in Fig. 2 are composed of D-FETs, and D-FETs 22 to 24
and 28-30, Noah gates 31 and 33, D-FE
O at T25-27.

アゲート32を構成し、D −FET24.26.30
は能動負荷抵抗である。
Consists of Agate 32, D-FET 24.26.30
is the active load resistance.

この様な構成にすれば、入力端子aとb及びCとdはい
ずれも並列だから等しい入力特性となると共に、ソース
側に帰還抵抗となる様な素子がないため高周波特性も改
善される。
With this configuration, the input terminals a and b and C and d are all parallel, so they have equal input characteristics, and since there is no element that would act as a feedback resistance on the source side, high frequency characteristics are also improved.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上詳細に説明した様に、本発明により入力側のD −
FETのバイアス電圧が同一になった為に動作条件の制
限が改善され、パターン設計上の自由度が大きくなると
共に、高周波特性が改善されると云う効果がある。
As explained in detail above, the present invention provides D −
Since the bias voltages of the FETs are now the same, restrictions on operating conditions are improved, the degree of freedom in pattern design is increased, and high frequency characteristics are improved.

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

第1図は本発明の一実施例の回路図、 第2図は本発明の一実施例のD−FF回路図、第3図は
2分周器のブロック図、 第4図は第3図のタイムチャート、 第5図はD−FFの従来例の回路図、 第6図はD−FFの真理値図、 第7図は第5図に示した構成要素をGaAs基板上にD
 −FETで構成する時の回路図を示す。 図において、 22〜30はD −PET。 3L 33はノアゲート、 32はオアゲートを示す。 yF+   凹 、v−3  犯 矛  4 図
Fig. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a D-FF circuit diagram of an embodiment of the invention, Fig. 3 is a block diagram of a frequency divider by 2, and Fig. 4 is a diagram of a D-FF circuit diagram of an embodiment of the invention. Fig. 5 is a circuit diagram of a conventional D-FF example, Fig. 6 is a truth diagram of a D-FF, and Fig. 7 is a D-FF circuit diagram in which the components shown in Fig. 5 are mounted on a GaAs substrate.
- Shows a circuit diagram when configured with FETs. In the figure, 22 to 30 are D-PET. 3L 33 indicates Noah Gate, 32 indicates Or Gate. yF+ concave, v-3 criminal spear 4 figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] D型フリップフロップを半導体基板上に電界効果トラン
ジスタで構成する場合、該D型フリップフロップを、2
つの該電界効果トランジスタの第1と第2のソース及び
ドレインがそれぞれ並列接続されると共に該ドレインに
負荷抵抗が接続された構成の第1及び第2のノアゲート
と、2つの該電界効果トランジスタの第3と第4のソー
ス及びドレインがそれぞれ並列接続されると共に該ソー
スに負荷抵抗が接続された構成で該第1及び第2のノア
ゲートの出力のオアを取るオアゲートから構成された第
1の構成要素と、該第1の構成要素と同一の第2の構成
要素のオアゲートの出力をそれぞれ該第2及び第1の構
成要素の第2のノアゲートに加え、該第2のノアゲート
の他の一方にクロックが加え、該第1の構成要素の第1
のノアゲートには反転された信号及びクロックが該第2
の構成要素の第1のノアゲートには反転されたクロック
及び反転されない信号が加えられる様に構成した事を特
徴とする分周回路。
When a D-type flip-flop is constructed of field effect transistors on a semiconductor substrate, the D-type flip-flop is
first and second NOR gates configured such that the first and second sources and drains of the two field effect transistors are connected in parallel, and a load resistor is connected to the drains; A first component constituted by an OR gate that takes the OR of the outputs of the first and second NOR gates in a configuration in which the sources and drains of the third and fourth sources are connected in parallel, and a load resistor is connected to the sources. and the output of the OR gate of the second component, which is the same as the first component, is applied to the second NOR gate of the second and first components, respectively, and the output of the OR gate of the second NOR gate, which is the same as the first component, is applied to the second NOR gate of the second component and the output of the OR gate of the second component, respectively, and the is added, and the first component of the first component is
The inverted signal and clock are applied to the NOR gate of the second
A frequency dividing circuit characterized in that the frequency dividing circuit is configured such that an inverted clock and a non-inverted signal are applied to the first NOR gate of the component.
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