JPS6143819A - 位相比較器 - Google Patents
位相比較器Info
- Publication number
- JPS6143819A JPS6143819A JP59166719A JP16671984A JPS6143819A JP S6143819 A JPS6143819 A JP S6143819A JP 59166719 A JP59166719 A JP 59166719A JP 16671984 A JP16671984 A JP 16671984A JP S6143819 A JPS6143819 A JP S6143819A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pulse
- signal
- phase difference
- voltage
- phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Manipulation Of Pulses (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の技術分野]
この発明は、位相比較器に関し、特にたとえばPLL
(Phase 1−ockad 1oop :位相同
期回路)等の位相制御回路に使用する位相比較器の改良
に関する。
(Phase 1−ockad 1oop :位相同
期回路)等の位相制御回路に使用する位相比較器の改良
に関する。
[従来技術]
第1図は従来の位相比較器を示す回路図である。
図において、この回路はN、RZ (N on −Re
turn−to−2ero)のディジタル信号(以下、
信号NRZと称す)と、り0ツクパルスOKとの位相差
を検出するための回路である。単安定マルチバイブレー
タ1には、前記信号NRZが与えられる。
turn−to−2ero)のディジタル信号(以下、
信号NRZと称す)と、り0ツクパルスOKとの位相差
を検出するための回路である。単安定マルチバイブレー
タ1には、前記信号NRZが与えられる。
単安定マルチバイブレータ1はこの信号NRZがレベル
変化を起こすごとに時間幅T/2のパルスP1を出力す
る。このパルスP1は排他的論理引回12の一方入力に
与えられる。また、排他的論理和回路2の他方入力には
、前記クロックパルスOKが与えられる。なお、クロッ
クパルスOKはその周期が約Tに選ばれている。排他的
論理和回路2の出力EXORは、ローパスフィルタ3に
与えられ、平滑される。
変化を起こすごとに時間幅T/2のパルスP1を出力す
る。このパルスP1は排他的論理引回12の一方入力に
与えられる。また、排他的論理和回路2の他方入力には
、前記クロックパルスOKが与えられる。なお、クロッ
クパルスOKはその周期が約Tに選ばれている。排他的
論理和回路2の出力EXORは、ローパスフィルタ3に
与えられ、平滑される。
第2図は第1図に示した回路の各部の信号の波形図であ
り、区11t+は定常状態を示し、区間t2は定常状態
に対し信号NRZの位相が進んでいる場合を示し、区間
t2は定常状態に対し信号NRZの位相が遅れている場
合を示す。
り、区11t+は定常状態を示し、区間t2は定常状態
に対し信号NRZの位相が進んでいる場合を示し、区間
t2は定常状態に対し信号NRZの位相が遅れている場
合を示す。
定常状態においては、排他的論理10回路2(7)Jf
j力EXORには、ハイレベルの信号とローレベルの信
号とが均等に出現し、ローパスフィルタ3.)出力PE
17)電圧&t (VH+VL )/2−Vr e:。
j力EXORには、ハイレベルの信号とローレベルの信
号とが均等に出現し、ローパスフィルタ3.)出力PE
17)電圧&t (VH+VL )/2−Vr e:。
となる。信号NRZの位相が進むと、信@EXORには
ローレベルの出現が増加し、い、くv。
ローレベルの出現が増加し、い、くv。
ξ0となる。逆に、信号NRZの位相が遅れた場合には
、ハイレベルの出現が増加し、VF l!> VPEo
となる。すなわち、クロックパルスOKと信号NRZと
の位相差に応じて信号PEの電圧が変化し、第1図の回
路は位相比較器として働く。
、ハイレベルの出現が増加し、VF l!> VPEo
となる。すなわち、クロックパルスOKと信号NRZと
の位相差に応じて信号PEの電圧が変化し、第1図の回
路は位相比較器として働く。
上記従来方式による位相比較器においては、定常状態で
は、パルスP1の中心とクロックパルスOKのエツジと
が一致している。すなわち、信号NRZとクロックパル
スCKとの位相差はT/4が定常状態となる。したがっ
て、パルスP1の幅がT/2から(T/2)+Δ王に変
動した場合には、信号NRZとり0ツクパルスOKとの
位相差は(T/4)−(ΔT/2)と変化する。一般に
、単安定マルチバイブレータは抵抗、コンデンサを用い
ているため、その出力パルスのパルス幅は電源電圧、抵
抗およびコンデンサの値により変化する。そのため、上
記従来方式では、パルスP1のパルス幅が変化しやすく
、それに応じて位相差が変動し検出誤差を生じやすいと
いう欠点があった。
は、パルスP1の中心とクロックパルスOKのエツジと
が一致している。すなわち、信号NRZとクロックパル
スCKとの位相差はT/4が定常状態となる。したがっ
て、パルスP1の幅がT/2から(T/2)+Δ王に変
動した場合には、信号NRZとり0ツクパルスOKとの
位相差は(T/4)−(ΔT/2)と変化する。一般に
、単安定マルチバイブレータは抵抗、コンデンサを用い
ているため、その出力パルスのパルス幅は電源電圧、抵
抗およびコンデンサの値により変化する。そのため、上
記従来方式では、パルスP1のパルス幅が変化しやすく
、それに応じて位相差が変動し検出誤差を生じやすいと
いう欠点があった。
また、単安定マルチバイブレータ1に抵抗やコンデンサ
を用いるため、IC化しにくいという欠点があった。
を用いるため、IC化しにくいという欠点があった。
[発明の概要]
この発明は、上記従来方式による位相比較器の欠点の要
因である単安定マルチバイブレータを排除し、IC化に
適した位相比較器を提供することを目的とする。
因である単安定マルチバイブレータを排除し、IC化に
適した位相比較器を提供することを目的とする。
この発明は、要約すれば、そのパルス幅が第1の2i[
信号と第2の2値信号との位相差に比例しかつ第1の2
億信号に同期した第1のパルスを発生し、さらに上記第
1のパルスに同期した第2のパルスを発生し、上記第1
のパルスと第2のパルスとに基づいて第1の2値信号と
第2の2値信号との位相差に比例する電圧信号を発生す
るようにしたものである。
信号と第2の2値信号との位相差に比例しかつ第1の2
億信号に同期した第1のパルスを発生し、さらに上記第
1のパルスに同期した第2のパルスを発生し、上記第1
のパルスと第2のパルスとに基づいて第1の2値信号と
第2の2値信号との位相差に比例する電圧信号を発生す
るようにしたものである。
この発明の上述の目的およびその他の目的と特徴は、図
面を参照して行なう以下の詳報な説明から一層明らかと
なろう。
面を参照して行なう以下の詳報な説明から一層明らかと
なろう。
第3図はこの発明の一実施例を示す回路図である。図に
おいて、この回路はフリップフロップ10および13と
、排他的論理和回路11および14と、インバータ12
と、ローパスフィルタ15とによって構成されている。
おいて、この回路はフリップフロップ10および13と
、排他的論理和回路11および14と、インバータ12
と、ローパスフィルタ15とによって構成されている。
フリップフロップ10は、クロックパルスCK(第2の
2値信号)の立下がりにおいて信号NRZ (第1の2
値信号)をラッチして信号D1を出力するものである。
2値信号)の立下がりにおいて信号NRZ (第1の2
値信号)をラッチして信号D1を出力するものである。
排他的論理和回路11は、信号NRZと信号D1との排
他的論理和P1(第1のパルス)を出力するものである
。インバータ12は、フッツブ7Oツブ10にクロック
パルスOKの反転信号を供給するためのものである。フ
リップ70ツブ13は、信号D1をクロックパルスGK
の立上がりでラッチし、その反転信号D2を出力するも
のである。
他的論理和P1(第1のパルス)を出力するものである
。インバータ12は、フッツブ7Oツブ10にクロック
パルスOKの反転信号を供給するためのものである。フ
リップ70ツブ13は、信号D1をクロックパルスGK
の立上がりでラッチし、その反転信号D2を出力するも
のである。
排他的論理和回路14は、信号D1とD2との排他的論
理和P2(第2のパルス)を出力するものである。ロー
パスフィルタ15は、信号P1とP2の平均電圧を出力
するものである。
理和P2(第2のパルス)を出力するものである。ロー
パスフィルタ15は、信号P1とP2の平均電圧を出力
するものである。
第4図は第3図の回路の各部の信号の波形を示す図であ
る。この第4図において、区間t、は定常状態を示し、
区111jzは定常状態に対し信号NRZの位相が進ん
だ場合を1区間t、は遅れた場合を示す。
る。この第4図において、区間t、は定常状態を示し、
区111jzは定常状態に対し信号NRZの位相が進ん
だ場合を1区間t、は遅れた場合を示す。
信号D1は信号NRZをクロックパルスOKの反転信号
OKの立上がりでラッチしたものであるしたがって、信
号NRZとDlとの排他的論理和であるパルスP1は信
号NRZのレベル変化点で立上がりクロックパルスCK
の立下がりにて終了するパルスとなり、第4図に示すご
とく信号NR2の位相変化に応じてパルス幅が変化する
。信号D2は、信号01をクロックパルスCKの立上が
りにてラッチした信号を反転したものであり、両者の排
他的論理和であるパルスP2は信@D1のレベル変化点
にて立下がりクロックパルスCKの立上がりにてハイレ
ベルに復帰するパルスとなる。
OKの立上がりでラッチしたものであるしたがって、信
号NRZとDlとの排他的論理和であるパルスP1は信
号NRZのレベル変化点で立上がりクロックパルスCK
の立下がりにて終了するパルスとなり、第4図に示すご
とく信号NR2の位相変化に応じてパルス幅が変化する
。信号D2は、信号01をクロックパルスCKの立上が
りにてラッチした信号を反転したものであり、両者の排
他的論理和であるパルスP2は信@D1のレベル変化点
にて立下がりクロックパルスCKの立上がりにてハイレ
ベルに復帰するパルスとなる。
そのパルス幅は、信号NRZのクロックパルスCKに対
する位相差に依存せず、りOツクパルスCKの周期Tの
1/2のパルス幅である。
する位相差に依存せず、りOツクパルスCKの周期Tの
1/2のパルス幅である。
第4図に示すごとく、信号NRZの位相が進んだ場合に
は、パルスP1のパルス幅が大きくなり、信号PEの電
圧vpiは上昇する。逆に、位相が遅れた場合には、パ
ルスP1のパルス幅が狭くなり、VPEは下降する。す
なわち、クロックパルスGKと信号NRZとの位相差に
より信号PEの電圧が変化する位相比較器として働く。
は、パルスP1のパルス幅が大きくなり、信号PEの電
圧vpiは上昇する。逆に、位相が遅れた場合には、パ
ルスP1のパルス幅が狭くなり、VPEは下降する。す
なわち、クロックパルスGKと信号NRZとの位相差に
より信号PEの電圧が変化する位相比較器として働く。
ここで、上記パルスP2の役割について説明する。この
パルスP2は、パルスP1の周波数変動によって生じる
信号PEの電圧変動を除去するためのものである。もし
、パルスP1のみを平滑して信号PEを得たとすれば、
パルスP1の周波数変動に応じて信号PEの電圧も変動
する。パルスP1の周波数は信号NRZの周波数に依存
するから、結局信号NRZの周波数変動が信号PEの電
圧変動となって現われる。これでは、正確な位相差を検
出することができない。そのため、パルスP2のような
パルスP1に同期する一定パルス幅のパルスを作り、こ
のパルスP2をパルスP1に加え合わせることで平溝電
圧に現われる周波数成分を除去するようにしているので
ある。これによって、パルスP1に周ll!!数変動が
生じても信号PEの電圧は変動せず、常に正確な位相差
が検出できる。
パルスP2は、パルスP1の周波数変動によって生じる
信号PEの電圧変動を除去するためのものである。もし
、パルスP1のみを平滑して信号PEを得たとすれば、
パルスP1の周波数変動に応じて信号PEの電圧も変動
する。パルスP1の周波数は信号NRZの周波数に依存
するから、結局信号NRZの周波数変動が信号PEの電
圧変動となって現われる。これでは、正確な位相差を検
出することができない。そのため、パルスP2のような
パルスP1に同期する一定パルス幅のパルスを作り、こ
のパルスP2をパルスP1に加え合わせることで平溝電
圧に現われる周波数成分を除去するようにしているので
ある。これによって、パルスP1に周ll!!数変動が
生じても信号PEの電圧は変動せず、常に正確な位相差
が検出できる。
以上説明したように上述の実施例によれば、第1図に示
した従来方式の欠点の大きな一因である単安定マルチバ
イブレータを排除した位相比較器を得ることができる。
した従来方式の欠点の大きな一因である単安定マルチバ
イブレータを排除した位相比較器を得ることができる。
そのため、単安定マルチバイブレータに起因する位相変
動を生じることがなく、またIC化に適した位相比較器
を得ることができる。
動を生じることがなく、またIC化に適した位相比較器
を得ることができる。
なお、上述の実施例においては、パルスP1゜P2の作
成に7リツプ70ツブおよび排他的論理和回路を用いた
が、他の回路によっても同様なパルスは得られる。また
、パルスP1.P2の極性は第4図に示す組合わせ以外
のものとなる回路についても差動増幅器等を用いること
により簡単に構成することができる。
成に7リツプ70ツブおよび排他的論理和回路を用いた
が、他の回路によっても同様なパルスは得られる。また
、パルスP1.P2の極性は第4図に示す組合わせ以外
のものとなる回路についても差動増幅器等を用いること
により簡単に構成することができる。
第5図はこの発明の他の実施例を示す回路図である。図
において、フリップフロップ20は、フリップフロップ
゛10の出力D1をクロックパルスOKにてラッチし、
そのQ出力端子から信号D2を出力する。なお、第3図
の実施例のフリップフロップ13は、その0出力から信
号D2を出力しているため、第5図の実施例の信号D2
は第3図の実施例の信号D2の極性を反転したものとな
っている。この信号D2は排他的i1理相同路21の一
方入力に与えられる。また、排他的論理和回路21の他
方入力には、信号NRZが与えられる。
において、フリップフロップ20は、フリップフロップ
゛10の出力D1をクロックパルスOKにてラッチし、
そのQ出力端子から信号D2を出力する。なお、第3図
の実施例のフリップフロップ13は、その0出力から信
号D2を出力しているため、第5図の実施例の信号D2
は第3図の実施例の信号D2の極性を反転したものとな
っている。この信号D2は排他的i1理相同路21の一
方入力に与えられる。また、排他的論理和回路21の他
方入力には、信号NRZが与えられる。
排他的論理和回路21は、信号NRZと02との排他的
論理和であるパルスP2を出力し、バッファ22に与え
る。このバッファ22は、信!P2がハイレベルのとき
には排他的論理和回路11からのパルスP1と同一の信
号を出力し、パルスP2がローレベルのときにはその出
力が7O−ティング状態(外部より出力レベルが決めら
れる帽1となる。バッファ22の出力端には、抵抗23
と24との直列接続によって構成される分圧回路の分圧
点が接続される。この分圧回路の分圧点の電圧は、この
第5図の回路のロジックのハイレベルの電圧V+とロー
レベルの電圧VLとの中央の電圧(VH+VL )/2
−VOに設定されテイル。
論理和であるパルスP2を出力し、バッファ22に与え
る。このバッファ22は、信!P2がハイレベルのとき
には排他的論理和回路11からのパルスP1と同一の信
号を出力し、パルスP2がローレベルのときにはその出
力が7O−ティング状態(外部より出力レベルが決めら
れる帽1となる。バッファ22の出力端には、抵抗23
と24との直列接続によって構成される分圧回路の分圧
点が接続される。この分圧回路の分圧点の電圧は、この
第5図の回路のロジックのハイレベルの電圧V+とロー
レベルの電圧VLとの中央の電圧(VH+VL )/2
−VOに設定されテイル。
したがって、バッファ22がフローティング状態にある
ときは、その出力は上記電圧Voとなる。
ときは、その出力は上記電圧Voとなる。
また、バッファ22の出力は第1図の回路と同様のロー
パスフィルタ3に与えられて平滑される。
パスフィルタ3に与えられて平滑される。
ローパスフィルタ3の出力は位相差検出信号PEとして
導出される。
導出される。
第6図は第5図の回路の各部の信号の波形を示す図であ
る。この第6図を参照して第5図の*施例の動作を説明
する。信号NRZと信号D1との排他的論理和であるパ
ルスP1は第3図におけるパルスP1と同じ波形となる
。一方、パルスP2は、パルスP1の立上がりと同時に
立上がり、T/2以上遅れたクロックパルスの立上がり
にて終了するパルスとなる。したがって、バッファ22
と抵抗23と抵抗24との接続点P3におけるハイレベ
ルの区間は第3図におけるパルスP1のパルス幅と同一
となり、ローレベルの区間も第3図におけるパルスP2
のパルス幅と同一となる。このため、ローパスフィルタ
3の出力P E )$第3図におけるローパスフィルタ
15の出力PEと同様となる。すなわち、この実施例に
おいても、パルスP2はパルスP1の平滑電圧から周波
数変動によって生じる変動分を除去するために用いられ
ている。
る。この第6図を参照して第5図の*施例の動作を説明
する。信号NRZと信号D1との排他的論理和であるパ
ルスP1は第3図におけるパルスP1と同じ波形となる
。一方、パルスP2は、パルスP1の立上がりと同時に
立上がり、T/2以上遅れたクロックパルスの立上がり
にて終了するパルスとなる。したがって、バッファ22
と抵抗23と抵抗24との接続点P3におけるハイレベ
ルの区間は第3図におけるパルスP1のパルス幅と同一
となり、ローレベルの区間も第3図におけるパルスP2
のパルス幅と同一となる。このため、ローパスフィルタ
3の出力P E )$第3図におけるローパスフィルタ
15の出力PEと同様となる。すなわち、この実施例に
おいても、パルスP2はパルスP1の平滑電圧から周波
数変動によって生じる変動分を除去するために用いられ
ている。
[発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、単安定マルチバイブ
レータを用いずに回路を構成することができるので、単
安定マルチバイブレータに起因する欠点すなわち回路状
態による位相差の変動を除去することができる。また、
IC化に適した位相比較器を得ることができる。
レータを用いずに回路を構成することができるので、単
安定マルチバイブレータに起因する欠点すなわち回路状
態による位相差の変動を除去することができる。また、
IC化に適した位相比較器を得ることができる。
第1図は従来の位相比較器の一例を示す回路図である。
第2図は第1図に示す回路の各部の信号の波形を示す図
である。第3図はこの発明の一実施例を示す回路図であ
る。第4図は第3図に示す回路の各部の信号の波形図で
ある。第5図はこの発明の他の実施例を示す回路図であ
る。第6図は第5図に示す回路の各部の信号の波形図で
ある。 図において、10.13および2oはフリップフロップ
、11.14および21は排他的論理和回路、12はイ
ンバータ、15および13はローパスフィルタ、22は
バッファ回路、23および24は抵抗を示す。 代 理 人 大 岩 増 雄第10 第2図 jltz 1s 。 第3図 第4図 第6図 PE −
である。第3図はこの発明の一実施例を示す回路図であ
る。第4図は第3図に示す回路の各部の信号の波形図で
ある。第5図はこの発明の他の実施例を示す回路図であ
る。第6図は第5図に示す回路の各部の信号の波形図で
ある。 図において、10.13および2oはフリップフロップ
、11.14および21は排他的論理和回路、12はイ
ンバータ、15および13はローパスフィルタ、22は
バッファ回路、23および24は抵抗を示す。 代 理 人 大 岩 増 雄第10 第2図 jltz 1s 。 第3図 第4図 第6図 PE −
Claims (3)
- (1)第1の2値信号と第2の2値信号との位相差を検
出するための位相比較器であつて、前記第1の2値信号
に同期し、かつそのパルス幅が前記位相差に比例するよ
うな第1のパルスを発生する第1のパルス発生手段、 前記第1のパルスに同期し、かつ第1のパルスの周波数
変動によつて生じる第1のパルスの平均電圧の変動を相
殺するための第2のパルスを発生する第2のパルス発生
手段、および 前記第1のパルスと第2のパルスとに基づいて、前記位
相差に比例する電圧信号を発生する位相差電圧発生手段
を備える、位相比較器。 - (2)前記第2のパルスのパルス幅は、前記位相差が0
のときにおける前記第1のパルスのパルス幅と等しく選
ばれており、 前記位相差電圧発生手段は、前記第1のパルスに第2の
パルスを重畳して平滑する回路手段を含む、特許請求の
範囲第1項記載の位相比較器。 - (3)前記第2のパルスのパルス幅は、前記第1のパル
スのパルス幅に前記位相差が0のときにおける前記第1
のパルスのパルス幅を加えたものと等しく選ばれており
、 前記位相差電圧発生手段は、 前記第2のパルスに応じて前記第1のパルスをゲートす
るためのバッファ回路と、 前記バッファ回路の出力電圧にバイアス電圧を供給する
ためのバイアス電圧供給回路と、前記バッファ回路の出
力を平滑するための平滑回路とを含む、特許請求の範囲
第1項記載の位相比較器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59166719A JPS6143819A (ja) | 1984-08-07 | 1984-08-07 | 位相比較器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59166719A JPS6143819A (ja) | 1984-08-07 | 1984-08-07 | 位相比較器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6143819A true JPS6143819A (ja) | 1986-03-03 |
Family
ID=15836482
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59166719A Pending JPS6143819A (ja) | 1984-08-07 | 1984-08-07 | 位相比較器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6143819A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03139011A (ja) * | 1989-10-24 | 1991-06-13 | Mitsubishi Electric Corp | 位相比較装置 |
US6314151B1 (en) | 1997-10-08 | 2001-11-06 | Nec Corporation | Phase comparator operable at half frequency of input signal |
-
1984
- 1984-08-07 JP JP59166719A patent/JPS6143819A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03139011A (ja) * | 1989-10-24 | 1991-06-13 | Mitsubishi Electric Corp | 位相比較装置 |
US6314151B1 (en) | 1997-10-08 | 2001-11-06 | Nec Corporation | Phase comparator operable at half frequency of input signal |
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