JPS63121315A - Digital timing signal generator and voltage regulating circuit - Google Patents

Digital timing signal generator and voltage regulating circuit

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Publication number
JPS63121315A
JPS63121315A JP62269157A JP26915787A JPS63121315A JP S63121315 A JPS63121315 A JP S63121315A JP 62269157 A JP62269157 A JP 62269157A JP 26915787 A JP26915787 A JP 26915787A JP S63121315 A JPS63121315 A JP S63121315A
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JP
Japan
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gates
voltage
delay line
circuit
timing signal
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Application number
JP62269157A
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Japanese (ja)
Inventor
チャールズ・ローレンス・デイビス
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Abbott Laboratories
Original Assignee
Abbott Laboratories
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/46Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/462Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc as a function of the requirements of the load, e.g. delay, temperature, specific voltage/current characteristic
    • G05F1/466Sources with reduced influence on propagation delay

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Pulse Circuits (AREA)
  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

A digital timing signal generator and voltage regulator circuit is provided. In one embodiment the circuit includes a delay line. The delay line operating voltage is derived from digitally encoded power/timing signals transmitted by an isolated logic control circuit. The delay line receives and propagates the digitally encoded signals. Outputs of selected stages of the delay line are tapped to provide multiphasic timing signals for use by associated logic circuits. A plurality of gates having inputs connected to various stages of the delay line receive selected timing signals as they propagate along the delay line. Increases in the operating voltage cause the selected timing signals to sequentially activate the gates. The output of each activated gate then goes high and current flows through an associated load resistor connected between the output of the gate and ground to continuously load the supply voltage and thereby regulate it. In variations of this embodiment, two and three levels of gates and load resistors are provided to progressively load the supply voltage and thereby provide additional regulation thereof. In another embodiment, a ring-oscillator comprised of CMOS inverters generates the timing signals. The ring oscillator consumes current in approximately a square relationship with increases in its supply voltage and thereby regulates the voltage.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、一般的にはタイミング信号発生器に関し、特
にタイミング信号が供給電圧の調整を制御することにも
使用されるような回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates generally to timing signal generators, and more particularly to such circuits in which timing signals are also used to control regulation of supply voltages.

この発明は、タイミング信号発生器により発生する信号
が供給電圧を調整するのに使用される負荷の活性化を自
動的に制御するのに使用されるところの回路に特に関係
する。
The invention particularly relates to circuits in which signals generated by a timing signal generator are used to automatically control the activation of loads used to regulate the supply voltage.

[従来の技術] 今日使用される多くのデジタル論理回路は、作動のため
に多相のタイミング信号の発生源を必要とする。リング
発振器と遅延線路はそのようなタイミング信号の安価な
発生源であり、従ってそれらのタイミング信号発生器は
別々のそして集積した両方の論理回路において広く使用
されていることは知られている・。
BACKGROUND OF THE INVENTION Many digital logic circuits used today require a multiphase timing signal source for operation. It is known that ring oscillators and delay lines are inexpensive sources of such timing signals, and therefore these timing signal generators are widely used in both separate and integrated logic circuits.

そのようなタイミング回路の伝達比率は、CMOSイン
バータのようなCMOS装置を構成された時供給電圧に
おける変化に関して予言的に変わることも知られている
。従ってタイミングパルスの間隔すなわちそのようなパ
ルスの周波数は、供給電圧レベルを表わし、そして供給
電圧を調整するための制御パラメータとして、公知の電
圧調整器に使用することができることが理解される。例
えばHashimotoの米国特許No、435872
8を参照されたい。
It is also known that the transmission ratio of such timing circuits changes predictively with respect to changes in the supply voltage when a CMOS device, such as a CMOS inverter, is configured. It will therefore be understood that the interval between timing pulses, or the frequency of such pulses, represents the supply voltage level and can be used in known voltage regulators as a control parameter for adjusting the supply voltage. For example, Hashimoto US Patent No. 435872
Please refer to 8.

[発明が解決しようとする問題点コ しかしながら、従来の電圧調整回路は、複雑でかつ高価
である。さらに、集積回路の場合、付加的な論理構成物
を製造するのに他の状態で使用することのできる貴重な
基板のスペースを使用してしまう。
[Problems to be Solved by the Invention] However, conventional voltage regulation circuits are complex and expensive. Additionally, in the case of integrated circuits, manufacturing additional logic components uses valuable board space that could otherwise be used.

さらに、今日使用されている微細な受動態回路は、作動
電力をはなれて位置する制御回路より伝送される電力/
タイミング信号から得ている。そのような回路はしばし
ば見られ、例えば微細なトランスポンダーシステムや注
入可能な医学装置や携帯用データ検索装置である。米国
特許No、3859624 Kr1ofsky  その
他、4408608Daly  その他、453398
8Daly  その他。
In addition, the fine passive circuits used today require that the power transmitted by the control circuit located away from the operating power be
It is derived from timing signals. Such circuits are often found, for example, in microscopic transponder systems, injectable medical devices, and portable data retrieval devices. U.S. Patent No. 3859624 Kr1ofsky et al. 4408608 Daly et al. 453398
8Daly Others.

4196418Kip  その他を参照されたい。この
タイプの典型的な回路は、低い電力で作動し、そして最
小のスペースとなるように設計されている。従って、そ
れらのタイプの回路において付加的な電圧調整回路の要
求なしに電力/タイミング信号から得られる作動電圧を
調整することが特に望ましい。
Please refer to 4196418Kip and others. Typical circuits of this type operate at low power and are designed to take up minimal space. Therefore, it is particularly desirable in those types of circuits to regulate the operating voltage derived from the power/timing signal without requiring additional voltage regulation circuitry.

従って、回路の供給もしくは作動電圧を調整しながら多
相のタイミング信号を発生するタイミング信号発生器の
回路を提供することが本発明の目的である。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a timing signal generator circuit that generates multiphase timing signals while adjusting the supply or operating voltage of the circuit.

従来の電圧調整回路を必要としないで作動電圧を調整し
たり付加的な電圧調整をする回路と共に利用することも
できる回路を提供することがこの発明のもうひとつの目
的である。
It is another object of the present invention to provide a circuit that regulates operating voltage without the need for conventional voltage regulation circuitry, and which can also be used with additional voltage regulation circuitry.

設計、構造9作動において簡単であり、自由度の大きい
そして集積回路形態において都合よく、安価に製造する
ことのできる回路を提供することがこの発明のさらにも
うひとつの目的である。
It is a further object of the invention to provide a circuit which is simple in design, construction and operation, has a large degree of freedom and can be conveniently and inexpensively manufactured in integrated circuit form.

[問題点を解決するための手段] 前述の目的と不随の効果は、作動電圧のレベルに関係し
たタイミング関係を有するタイミング信号をタイミング
信号発生器が発し、そして作動電圧を調整するために作
動電圧を負荷するタイミング信号のタイミング関係に応
答するタイミング信号発生器に接続される調整回路を広
く形成する電圧調整回路とデジタルタイミング信号発生
器を提供することにより達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object and concomitant effect of the foregoing that a timing signal generator generates a timing signal having a timing relationship related to the level of the operating voltage, and that the timing signal generator generates a timing signal having a timing relationship related to the level of the operating voltage; This is achieved by providing a voltage regulation circuit and a digital timing signal generator that broadly form a regulation circuit connected to the timing signal generator responsive to the timing relationship of the timing signal loading the voltage regulation circuit.

一面において、タイミング発生器は、少なくともひとつ
のタイミング信号を発生するために、供給電圧のレベル
に関係した割合で信号を伝送する。
In one aspect, a timing generator transmits a signal at a rate related to a level of a supply voltage to generate at least one timing signal.

タイミング関係が所定の最小値より小さいとき、供給電
圧を調整するために供給電圧を選択的に負荷するように
ゲートが活性化される。
When the timing relationship is less than a predetermined minimum value, the gate is activated to selectively load the supply voltage to adjust the supply voltage.

もうひとつの面において、遅延線路が少なくともひとつ
のタイミング信号を発生するように信号を伝送する。遅
延線路の選択されたステージに接続される入力を有する
複数のゲートは選択されたタイミング信号を受信する。
In another aspect, a delay line transmits a signal to generate at least one timing signal. A plurality of gates having inputs connected to selected stages of the delay line receive selected timing signals.

信号が重複した時、ゲートは活性化され、そしてそれに
接続された負荷が供給電圧を調整するために供給電圧を
負荷する。
When the signals overlap, the gate is activated and the load connected to it loads the supply voltage to regulate the supply voltage.

さらにらうひとつの面において、回路は少なくともひと
つの信号を発生するように信号を連続的に伝送する。前
記回路は電圧を調整するために供給電圧における増加に
関してほぼ2乗の関係で電流を消費するよう配列、構成
されている。
In a further aspect, the circuit continuously transmits signals to generate at least one signal. The circuit is arranged and configured to consume current approximately squarely with respect to increases in the supply voltage in order to regulate the voltage.

[実施例コ 図面を参照して、第1図は遅延線路5のようなタイミン
グ信号発生器と発生したタイミング信号を受信し、かつ
このタイミング信号に応答する組み合わされた遅延線路
符号化と電圧調整器6を含む本発明の実施例を示す。
[Example 1] Referring to the drawings, FIG. 1 shows a timing signal generator, such as a delay line 5, and a combined delay line encoding and voltage regulation receiving the generated timing signal and responsive to the timing signal. 6 shows an embodiment of the invention including a container 6;

本発明において、遅延線路5と電圧調整器6は集積回路
チップ(tC)内に信号検知・電源回路2と種々の論理
回路4とともに製作される。そのICは、当業者に公知
のCMO8製作工程を使用して都合よく製作される。
In the present invention, the delay line 5 and the voltage regulator 6 are fabricated together with the signal sensing and power supply circuit 2 and the various logic circuits 4 in an integrated circuit chip (tC). The IC is conveniently fabricated using the CMO8 fabrication process known to those skilled in the art.

ひとつの好ましい形態において、ICはそれ自身の電力
供給より電力を供給されろ外部の制御論理回路7から作
動電力を受ける。この形態において、制御論理回路7は
出力端子8における電力/タイミング信号VINを発生
し伝送するための公知の回路を含んでいる。電力/タイ
ミング信号VINは所定の定格振動、振幅そしてデユー
ティサイクルを有するデジタルパルスで変調されたキャ
リア信号より成っている。このような制御論理回路は公
知のものであり、本発明の要旨をなすものではない。例
えば前記した種々のアメリカの特許内に記載されている
回路を参照されたい。
In one preferred form, the IC receives its operating power from external control logic 7 rather than being powered from its own power supply. In this form, the control logic circuit 7 includes known circuitry for generating and transmitting the power/timing signal VIN at the output terminal 8. The power/timing signal VIN consists of a carrier signal modulated with digital pulses having a predetermined rated vibration, amplitude, and duty cycle. Such control logic circuits are well known and do not constitute the gist of the present invention. See, for example, the circuits described in the various US patents mentioned above.

電力/タイミング信号VINは、IC上の信号入力端子
8aに入力されろ。制御論理回路7の出力8とICの信
号入力端子8aは容量的な、抵抗的な、光学的な結合も
使用できるけれども誘導的な結合により好んで絶縁され
る。しかしながらどの結合形状が使われようとICの入
力抵抗に比較すると相対的に高い抵抗成分をむしろ有す
るべきである。このように誘導的な結合の場合において
、例えば低効率結合が好ましい。
The power/timing signal VIN is input to the signal input terminal 8a on the IC. The output 8 of the control logic circuit 7 and the signal input terminal 8a of the IC are preferably isolated by inductive coupling, although capacitive, resistive or optical coupling can also be used. However, whatever coupling shape is used, it should rather have a relatively high resistance component compared to the input resistance of the IC. In the case of such inductive coupling, for example, low efficiency coupling is preferred.

信号入力8aは、信号検出・電源回路2の入力に接続さ
れている。信号検出・電源回路2は変調されたキャリア
上のデジタルパルスと線路3上のデジタルパルスに相当
する連続的な出力を検知する。同時に、信号検出・電源
回路2は、変調されたキャリアから線路l上の遅延線路
5、電圧調整器6そして種々の論理回路4の供給入力に
接続される供給もしくは作動電圧VREGを引き出す。
The signal input 8a is connected to the input of the signal detection/power supply circuit 2. The signal detection and power supply circuit 2 detects the digital pulses on the modulated carrier and the continuous output corresponding to the digital pulses on the line 3. At the same time, the signal detection and power supply circuit 2 derives from the modulated carrier a supply or operating voltage VREG, which is connected to the delay line 5 on line l, to the voltage regulator 6 and to the supply inputs of the various logic circuits 4.

信号検出・電源回路2は公知の回路であり、当業者によ
く知られている。本発明に関する使用上特別に示された
回路の一つの形態は本出廓人により1986年1月13
日に出願された米国特許出願No。
The signal detection and power supply circuit 2 is a known circuit and is well known to those skilled in the art. One form of circuit specifically designated for use with the present invention was published by the distributor on January 13, 1986.
U.S. patent application no.

818469号に記述、説明されている。No. 818,469.

遅延線路5は線路3にてデジタルパルスを受信し、そし
てそこから多相のタイミング信号を発する。タイミング
信号はそれらの関係する論理機能を実行するために種々
の論理回路4により受信され使用される。
A delay line 5 receives the digital pulses on line 3 and emits a multiphase timing signal therefrom. Timing signals are received and used by various logic circuits 4 to perform their associated logic functions.

タイミング信号はまた、電圧調整器6によって受信され
、電圧調整器6はタイミング信号を符号化しそしてもし
必要ならば所定の定格値迄、それを減じたり調整したり
するために所定負荷でもって作動電圧VREGを印加す
る。遅延線路はまた制御論理7の入力9へ、出力端子9
a上のデジタルタイミング信号のひとつを出力すること
ができる。
The timing signal is also received by a voltage regulator 6 which encodes the timing signal and adjusts the operating voltage at a predetermined load to reduce or adjust it, if necessary, up to a predetermined rated value. Apply VREG. The delay line also goes to the input 9 of the control logic 7, to the output terminal 9
One of the digital timing signals on a can be output.

出力9aと入力9は上述したようにむしろ絶縁されてい
る。好ましくは、線路9と9a上のデジタルタイミング
信号は線路8と8a上の電力/タイミング信号でもって
絶縁方法を分割することができる。制御論理7は線路s
上の出力パルスと入力9上のタイミングパルス間の遅延
を作動電圧VREGの指示として決定し、そしてこのデ
ータを出力8上の符号化されたデジタルパルスの巾もし
くは電力/タイミング信号VINの大きさを変更するこ
とによる付加的な調整を供給するのに使用する。
Output 9a and input 9 are rather isolated as described above. Preferably, the digital timing signals on lines 9 and 9a can be split in an isolation manner with the power/timing signals on lines 8 and 8a. Control logic 7 is line s
Determine the delay between the output pulse on output 8 and the timing pulse on input 9 as an indication of the actuation voltage VREG, and use this data to determine the width of the encoded digital pulse on output 8 or the magnitude of the power/timing signal VIN. Used to provide additional adjustment by changing.

制御論理7はまた出力8上の符号化されたデジタルパル
スの周波数を調整するために結線9上の信号を使用する
こともある。
Control logic 7 may also use the signal on connection 9 to adjust the frequency of the encoded digital pulses on output 8.

第2図は、発明の一実施例より成る遅延線路タイミング
信号発生器と第1列の電圧調整回路を示している。遅延
線路5はスペースの限定より全てを示してないがlO〜
60の一連に接続されたCMOSインバータより成って
いる。遅延線路5は多相のタイミング信号を発生する。
FIG. 2 illustrates a delay line timing signal generator and first column voltage regulation circuit according to one embodiment of the invention. Delay line 5 is not fully shown due to space limitations, but lO~
It consists of 60 CMOS inverters connected in series. Delay line 5 generates multiphase timing signals.

それらの信号の代表がインバータ10,14.17,1
9.24の出力における各々異なった相を有する信号T
I。
Representatives of those signals are inverters 10, 14, 17, 1
9. Signal T with each different phase at the output of 24
I.

T5.T8.TIO,T15である。T5. T8. TIO, T15.

抵抗103〜144を含むゲート61−102までは、
第1列の電圧調整器6を備える。各ゲート61〜102
は各々ゲートの出力端子とグランド間に接続されている
相当する抵抗103〜144を有する。ゲート61−1
02の入力は、遅延線路5にその長さに沿って分布され
るような方法で接続され、そして順次に活性化される。
Up to gates 61-102 including resistors 103-144,
A first row of voltage regulators 6 is provided. Each gate 61-102
each has a corresponding resistor 103-144 connected between the output terminal of the gate and ground. Gate 61-1
The inputs of 02 are connected to the delay line 5 in such a way that they are distributed along its length and are activated sequentially.

入力もまた遅延線路5に、各ゲートへの入力信号はゲー
ト間で同一の関係の遅延を有する方法で接続されている
のでゲートの全部が同じ供給もしくは作動電圧レベルで
もって活性化されたり、非活性化されたすする。
The inputs are also connected to the delay line 5 in such a way that the input signals to each gate have the same delay relationship between the gates so that all of the gates are activated or deactivated with the same supply or activation voltage level. Activated sip.

従って、ΔN’DNORゲート61つの入力は、インバ
ータlOの入力における遅延線路5の入力3に接続され
ている。ANDNOゲートの他の入力は、インバータ1
9の出力に接続されている。
Therefore, one input of the ΔN'DNOR gate 6 is connected to the input 3 of the delay line 5 at the input of the inverter IO. The other input of the ANDNO gate is inverter 1
It is connected to the output of 9.

NORゲート62の入力は、各々インバータ10と20
の出力にそれぞれ接続されている。ANDNOゲートの
入力は、各々インバータ11と21の出力に接続されて
いる。N0rtゲート64の入力は、各々インバータ夏
2と22の出力に接続され、そして順次このように接続
され最後のANDゲート101の入力はインバータ49
と59の出力に接続されるようになり、最後のNORゲ
ート102の入力はインバータ50と60の出力に接続
されるようになる。
The inputs of NOR gate 62 are connected to inverters 10 and 20, respectively.
are connected to the outputs of each. The inputs of the ANDNO gates are connected to the outputs of inverters 11 and 21, respectively. The inputs of the N0rt gates 64 are connected to the outputs of inverters 2 and 22, respectively, and in turn the inputs of the last AND gate 101 are connected in this way to the outputs of the inverters 2 and 22, respectively.
and 59, and the input of the last NOR gate 102 is connected to the outputs of inverters 50 and 60.

前述より、各ゲートへの入力信号間で10コのインバー
タの相対的な遅延がある。又、ゲート61〜102の入
力は遅延線路5の長さに沿って分布されているので、ゲ
ート10を除いた各ゲートへの各入力信号は、先のゲー
トへの相当する入力信号に関するひとつのインバータに
よって遅らされる。本実施例において遅延線路5の奇数
ステージの出力に接続されるゲート例えばゲート62゜
64.66.68順次ゲート102迄はNORゲートで
あり、一方遅延線路5の偶数ステージの出力に接続され
るゲート例えばゲート61,63,65゜67順次ゲー
ト101迄はANDゲートである。
From the above, there is a relative delay of 10 inverters between the input signals to each gate. Also, since the inputs of gates 61 to 102 are distributed along the length of delay line 5, each input signal to each gate except gate 10 is equal to one signal with respect to the corresponding input signal to the previous gate. delayed by an inverter. In this embodiment, the gates connected to the outputs of the odd stages of the delay line 5, for example gates 62, 64, 66, 68 up to the gate 102, are NOR gates, while the gates connected to the outputs of the even stages of the delay line 5 are NOR gates. For example, gates 61, 63, 65°67 up to gate 101 are AND gates.

ひとつのデジタルパルスのみが与えられた時間に遅延線
路5を通して伝わることが望ましい。また−力作動電圧
が調整されない時間の総計は最小にさせるように遅延線
路5を通して伝達している連続的なパルス間の遅延が最
小値であるようにするのが好ましい。それらの作動性能
は、要求された定格作動電圧、所定の周波数、そして使
用に関して選択される特別な装置のゲートごとの伝達遅
延にもとづいて適当な長さを有する遅延線路5例えば、
適当な数のステージを選択することによって得られる。
Preferably, only one digital pulse travels through the delay line 5 at a given time. It is also preferred that the delay between successive pulses being transmitted through the delay line 5 is a minimum value so that the amount of time during which the force actuation voltage is not regulated is minimized. Their operating performance depends on the required rated operating voltage, the predetermined frequency, and the per-gate transmission delay of the particular equipment selected for use, e.g., delay lines 5 with appropriate lengths.
obtained by selecting an appropriate number of stages.

これらのことは、当業者が知っているように種々の生産
者のデータシートから明白である。以下の記述において
仮定されるであろう典型的な作動パラメータは次のもの
である。!00[Hzの定格パルス周波数そして2.5
Vの定格回路作動電圧である。選択された定格作動電圧
にて、典型的なCMOSインバータの典型的な伝達遅延
は、約100nsである。従って与えられた100Kf
(zの定格パルス周波数で、ひとつのパルスのみがいつ
でも遅延線路5を通して伝わっていくのを保証するには
、遅延線路5は図に示されるように少なくとも5」のイ
ンバータを有しなければならない。
These are clear from various manufacturers' data sheets as known to those skilled in the art. Typical operating parameters that may be assumed in the following description are: ! Rated pulse frequency of 00 [Hz and 2.5
V is the rated circuit operating voltage. At the selected rated operating voltage, the typical propagation delay of a typical CMOS inverter is about 100 ns. Therefore given 100Kf
(To ensure that at a rated pulse frequency of z, only one pulse travels through the delay line 5 at any time, the delay line 5 must have at least 5'' inverters as shown in the figure.

各符号化されたデジタルパルスの定格デユーティサイク
ルは、ゲート61−102のそれぞれの入力信号間の相
対遅延時間によって決定される。このように上述の定格
値に関して約100nsのゲートごとの伝達遅延と第1
図に示される入力信号間の10コのインバータの遅延は
lμsの定格オン−タイムを有するデジタルパルスに相
当する。入力信号VINの大きさがその定格値以下であ
る時、パルスの巾における適度の変換はVREG上に影
響しない。入力信号VANがその定格レベルと一致もし
くは近辺である時、例えばゲート61〜102が活性化
されるきわのレベル、パルスのオン−タイムにおける増
加によってVREGは減じ、一方オンータイムの減少は
なにも影響しない。入力信号VINがその定格値を越え
そして調整を要する範囲内である時、パルスの巾の増加
によってV REGは減じ、一方パルス巾の減少はVR
EGを増加する。
The nominal duty cycle of each encoded digital pulse is determined by the relative delay time between the respective input signals of gates 61-102. Thus, for the nominal values mentioned above, a per-gate propagation delay of approximately 100 ns and a first
The ten inverter delays between input signals shown in the figure correspond to digital pulses with a nominal on-time of lμs. When the magnitude of the input signal VIN is below its rated value, modest transformations in the width of the pulses have no effect on VREG. When the input signal VAN is at or near its rated level, e.g. the level at which gates 61-102 are activated, an increase in the on-time of the pulse will reduce VREG, while a decrease in the on-time will have no effect. do not. When the input signal VIN exceeds its rated value and is within a range that requires adjustment, an increase in pulse width will reduce V REG, while a decrease in pulse width will reduce VR
Increase EG.

上記において両者はほぼ直線的に変化する。もし、パル
スの定格オン−タイムを広げたり短くしたりすることが
要求されるならば、ゲートei−i。
In the above, both change approximately linearly. If it is required to widen or shorten the nominal on-time of the pulse, gate ei-i.

2への入力信号間の遅延のゲートの数は上述したように
最良の動作に関してふされしいように相対的に増減され
る。ふされしい定格デユーティサイクルの選択における
他の考慮は、デユーティサイクルが回路に伝えられるサ
イクル−ごとのエネルギーに影響を与えることである。
The number of delay gates between the input signals to 2 is relatively increased or decreased as appropriate for best operation as described above. Another consideration in selecting an appropriate rated duty cycle is that the duty cycle affects the cycle-by-cycle energy delivered to the circuit.

又、時間に関してデジタルパルスが長ければ長t1はど
作動電圧をよく制御し、制御分解能が向上する。
Furthermore, the longer the digital pulse is in terms of time, the longer the length t1, the better the operating voltage can be controlled, and the control resolution improved.

抵抗103〜144は発明を具体化する回路の特別の応
用に基づいて選択される。回路が作動電圧の十分な調整
を供給するために、ゲート61〜102が活性化された
時、回路は大部分の電流を上記回路と組みあわされた受
動回路の部分に引き込むようになるように、抵抗は選ば
れねばならない。しかしながら、遅延線路符号化と電圧
調整回路6は明白にそれほど多くの電流を引き込まない
ので、それはVINを組み合わされた論理回路4が不作
動となるようなレベルまで下げる。それらのパラメータ
内で、抵抗103〜144の特別の値は、組み合わされ
た回路の入力インピーダンス。
Resistors 103-144 are selected based on the particular application of the circuit embodying the invention. In order for the circuit to provide sufficient regulation of the operating voltage, when the gates 61-102 are activated, the circuit will draw most of the current into the portion of the passive circuit that is combined with said circuit. Resistance must be chosen. However, since the delay line encoding and voltage regulation circuit 6 apparently does not draw as much current, it reduces VIN to a level such that the combined logic circuit 4 is inactive. Within those parameters, the particular values of resistors 103-144 are the input impedance of the combined circuit.

使用された抵抗の数、要求される調整をなしとげるのに
要する負荷の合計に基づいて選択される。
The selection is based on the number of resistors used and the total load required to achieve the required adjustment.

例えば、500から2000オームの範囲の値をもつ抵
抗が適当なことがわかった。
For example, resistors with values in the range 500 to 2000 ohms have been found suitable.

動作において、論理制御回路7によって伝送される各デ
ジタルパルスは、遅延線路5のインバータlOに入力さ
れる。パルスは遅延線路5を伝搬しつつ各インバータに
よって反転そして遅延される。ステージIO〜51の出
力パルスは各々相当するゲート61〜102の第1の端
子に入力される。偶数のステージの出力は反転されてい
ないパルスで、一方奇数のステージの出力は反転された
パルスである。ステージ19〜60の出力パルスは相当
するゲート61−102の第2の端子に入力される。従
ってインバータlOへの論理ハイ(High)パルス入
力は、またANDゲート61のひとつの端子に入力され
る。lOコのインバータにより遅延された同じ反転され
ていない信号は、インバータ19の出力に現われ、そし
てANDゲート61の他の入力端子に接続される。同様
に、インバータ10の出力における反転されたパルスは
、NORゲート62のひとつの端子に入力される。
In operation, each digital pulse transmitted by the logic control circuit 7 is input to the inverter IO of the delay line 5. The pulse is inverted and delayed by each inverter while propagating through the delay line 5. The output pulses of stages IO-51 are input to the first terminals of corresponding gates 61-102, respectively. The outputs of even stages are non-inverted pulses, while the outputs of odd stages are inverted pulses. The output pulses of stages 19-60 are input to the second terminals of the corresponding gates 61-102. Therefore, a logic high pulse input to inverter lO is also input to one terminal of AND gate 61. The same uninverted signal delayed by 10 inverters appears at the output of inverter 19 and is connected to the other input terminal of AND gate 61. Similarly, the inverted pulse at the output of inverter 10 is input to one terminal of NOR gate 62.

10コのインバータにより遅延された同じ反転されたパ
ルスは、インバータ20によりNORゲート62の他の
端子に出力される。同じことが、残りのゲート63〜1
02の入力に適用される。
The same inverted pulse delayed by the ten inverters is output by inverter 20 to the other terminal of NOR gate 62. The same goes for the remaining gates 63-1
Applies to 02 inputs.

制御論理回路7が定格周波数とデユーティ−サイクルに
おいて符号化されたデジタルパルスと、定格値において
遅延線路5の作動電圧VREGを保持するための適当な
振幅でもってVINを伝送することを続ける限り、ゲー
ト61〜102の入力端子において遅延したのと遅延さ
れていないパルス間に重複はない。いいかえれば、偶数
のステージに関して、遅延された論理バイパルスが相当
するANDゲートの第2の入力端子に到達する時まで、
第1の入力端子上の遅延されていないパルスは状態を変
更し、そしてANDゲートは活性化されない。同一の結
果が奇数のステージに相当するNORゲートによって発
生する反転したパルスに関しても起こる。結果として、
−切の電流が抵抗103〜144を通してグランドに流
れない。
As long as the control logic circuit 7 continues to transmit VIN with encoded digital pulses at the rated frequency and duty cycle and with an appropriate amplitude to maintain the operating voltage VREG of the delay line 5 at the rated value, the gate There is no overlap between delayed and undelayed pulses at input terminals 61-102. In other words, for even stages, until the time when the delayed logic bipulse reaches the second input terminal of the corresponding AND gate,
An undelayed pulse on the first input terminal changes state and the AND gate is not activated. The same result occurs for the inverted pulses generated by the NOR gates corresponding to the odd stages. as a result,
- No current flows to ground through the resistors 103-144.

制御論理回路7により伝送される電力/タイミング信号
VINの振幅が増加した時、作動電圧VREGが増加し
、そして遅延線路インバータlO〜60の伝達遅延が対
応して減じる。作動電圧V REGが増加したとき、伝
達遅延は、第1の入力端子上の遅延されないパルスが状
態を変化する前に相当するゲート61−102の第2の
入力端子に遅延されたパルスが到達する時迄減じる。い
いかえれば、ゲートへの入力においてパルスは重複して
いる。このことが起こる時、ゲート61〜102の出力
はハイになり、電流が相当する抵抗103〜144を通
してグラウンドに流れる。このように論理回路7の電力
供給をおこなう。好ましくは、ゲート61〜102が活
性化された時、電圧調整回路6は制御論理回路の電力供
給により供給される電流の最大量を流す。この方法にお
いて、発明の具体化された回路は、本質的に作動電圧V
REGのレベルを調整したり減じたりする。
When the amplitude of the power/timing signal VIN transmitted by the control logic circuit 7 increases, the operating voltage VREG increases and the propagation delay of the delay line inverter IO~60 decreases correspondingly. When the actuation voltage V REG increases, the propagation delay is such that the delayed pulse reaches the corresponding second input terminal of gate 61-102 before the undelayed pulse on the first input terminal changes state. Decrease in time. In other words, the pulses overlap at the input to the gate. When this occurs, the outputs of gates 61-102 go high and current flows to ground through the corresponding resistors 103-144. In this way, power is supplied to the logic circuit 7. Preferably, when the gates 61-102 are activated, the voltage regulation circuit 6 conducts the maximum amount of current provided by the power supply of the control logic circuit. In this manner, circuits embodying the invention essentially operate at an operating voltage V
Adjust or reduce the level of REG.

伝送される電力/タイミングVINの振幅か増加し続け
た時、遅延されてないパルスと遅延されたパルス間の重
複の総計は対応して増加する。結果として、調整回路6
は各パルスの増加している比率以上に電力を供給する。
As the amplitude of the transmitted power/timing VIN continues to increase, the total overlap between undelayed and delayed pulses increases correspondingly. As a result, the adjustment circuit 6
delivers power over an increasing proportion of each pulse.

さらに、遅延された入力パルスとそして遅延されていな
い入力パルスがますます重複してきた時、連続したゲー
トは同時に活性化されるようになる。
Furthermore, as delayed and undelayed input pulses become increasingly overlapping, successive gates become activated simultaneously.

それらのゲートの出力に接続される負荷抵抗は並列であ
るので、作動電圧に存する総抵抗は減じられ、そして電
圧はさらに多く印加される。この好ましい具体例は、作
動電圧のレベルの機能として進歩的な電圧調整を提供す
る。
Since the load resistors connected to the outputs of their gates are in parallel, the total resistance present at the operating voltage is reduced and more voltage is applied. This preferred embodiment provides progressive voltage regulation as a function of the level of operating voltage.

VINの振幅が増加するのが止まった時、印加されてい
る重複の度合と各パルスの割合もまた増加するのが止ま
る。この平衡状態の間、電圧VREGはその定格値より
少し高くなるであろう。VINの振幅か減少した時、印
加された重複の度合と各パルスの割合は、遅延されてい
ないパルスと遅延されたパルス間の重複がもはやないV
REGの定格値の近辺らしくはいくつかの点迄それに応
じて減少する。
When the amplitude of VIN stops increasing, the degree of overlap and rate of each pulse being applied also stops increasing. During this equilibrium state, voltage VREG will be slightly higher than its rated value. When the amplitude of VIN is decreased, the degree of overlap applied and the proportion of each pulse increases such that there is no longer any overlap between undelayed and delayed pulses, VIN.
The rated value of REG is likely to be around and decrease accordingly until some point.

前もって修正された時、遅延線路5を通るパルスの伝達
は、制御論理回路7の入力9へのインバータ27のよう
にインバータの出力からフィードバックされるであろう
。制御論理回路7は遅延線路の遅延の値を例えば公知の
エッヂ作動型カウンターをそれぞれ使用することで、ラ
イン8と9の出力と入力パルス間の間隔を測定すること
により決定することができる。この間隔は、作動電圧V
REGの関数であるので、制御論理回路7は必要とされ
るか要求される場合追加の電圧調整を設けるために遅延
情報を使用することができる。例えば符号化されたパル
スの巾や伝送された振幅らしくはその両方を変更するこ
とによる。
When previously modified, the transmission of pulses through the delay line 5 will be fed back from the output of the inverter, such as the inverter 27 to the input 9 of the control logic circuit 7. The control logic circuit 7 can determine the value of the delay of the delay line by measuring the interval between the output and input pulses of lines 8 and 9, for example by using known edge-actuated counters, respectively. This interval is equal to the operating voltage V
As a function of REG, control logic 7 can use the delay information to provide additional voltage adjustment if needed or required. For example, by changing both the encoded pulse width and the transmitted amplitude.

すべてのゲート61−102の第1の第2の入力端子上
の信号は、それらの間で同数の遅延ゲートを有している
ので、ゲート61〜102のすべては同じ供給電圧レベ
ルで活性化される。しかしながらゲート61−102の
入力は遅延線路5の長さに沿って分布されているので、
ゲートは同時によりむしろ順次的に活性化される。結果
として、発明を具体化した好ましい回路は、ゲート61
〜102が活性化された時瞬時に大容量の電流を流せず
、むしろ連続的に電力を供給する。このような構成によ
り、電力供給の出力における突然の上昇や下降が生じる
可能性を最小にすることができる。
Since the signal on the first second input terminal of all gates 61-102 has the same number of delay gates between them, all of gates 61-102 are activated at the same supply voltage level. Ru. However, since the inputs of gates 61-102 are distributed along the length of delay line 5,
The gates are activated sequentially rather than simultaneously. As a result, a preferred circuit embodying the invention has gate 61
When ~102 is activated, a large amount of current cannot flow instantaneously, but rather, power is continuously supplied. Such a configuration may minimize the possibility of sudden rises or falls in the output of the power supply.

第3図は発明のもうひとつの好ましい具体例よりなる遅
延線路タイミング信号発生器と第2列の電圧調整回路を
示している。遅延線路!45は園内の左から右へ順に符
番され、一連に接続されたインバータ150〜200よ
り成る。代表的なタイミング信号TI、T5.T8.T
IOそしてT15は第1図の遅延線路5のようにそれぞ
れインバータ150,154,157,159そして1
64の出力において供給される。第2列の電圧調整器1
46は園内の左から右へ順に符番された組み合わされた
負荷抵抗243〜284とゲート201〜242の第1
番目のレベルを含んでいる。スペースの制限より、全て
ではないがインバータそして第1番目のレベルのゲート
と負荷抵抗が示されている。ゲート201〜242.イ
ンバータ150〜200そして負荷抵抗243〜284
は第1図のゲート61〜102.インバータlO〜60
そして負荷抵抗103〜144にそれぞれ同様に対応し
、そして第1図に関して上述したのと同じ方法で正確に
相互に連結される。
FIG. 3 illustrates a delay line timing signal generator and second column voltage regulation circuit in accordance with another preferred embodiment of the invention. Delay line! 45 consists of inverters 150 to 200 which are numbered sequentially from left to right in the park and are connected in series. Typical timing signals TI, T5. T8. T
IO and T15 are inverters 150, 154, 157, 159 and 1, respectively, like delay line 5 in FIG.
64 outputs. Second row voltage regulator 1
46 is the first of the combined load resistors 243 to 284 and gates 201 to 242 numbered sequentially from left to right in the park.
Contains the second level. Due to space limitations, not all inverters and first level gates and load resistors are shown. Gates 201-242. Inverter 150~200 and load resistor 243~284
are gates 61 to 102 in FIG. Inverter lO~60
and correspond to each of the load resistors 103-144 in a similar manner and are interconnected in exactly the same manner as described above with respect to FIG.

さらに、第2列の電圧調整器146は園内で左から右へ
連続的に符番されたゲート285〜324の第2番目の
レベルと相当する負荷抵抗325〜364を含んでいる
。スペースの制限より第2番目のレベルのゲートと負荷
抵抗のすべてが示されているわけではない。抵抗325
〜364はそれぞれゲート285〜324の出力とグラ
ンド間に接続されている。第2図の第1列の調整器と同
様にゲート323.の終わりまでゲート285,287
.289の順のゲートはANDゲートであり、遅延線路
145の偶数ステージの出力に接続されへ入力を有する
。ゲート324の終わりまでゲート286,288の順
のゲートはNORゲートであり、奇数ステージの出力に
接続された入力を有する。
In addition, the second column of voltage regulators 146 includes load resistors 325-364 that correspond to the second level of gates 285-324 sequentially numbered from left to right in the garden. Due to space limitations, not all second level gates and load resistors are shown. resistance 325
-364 are connected between the outputs of gates 285-324 and ground, respectively. Similar to the first row of regulators in FIG. 2, gate 323. Gates 285, 287 to the end
.. The gates in order 289 are AND gates and have inputs connected to the outputs of even stages of delay line 145. The gates in the order of gates 286 and 288 through the end of gate 324 are NOR gates with inputs connected to the outputs of the odd stages.

第1番目のレベルにおけるゲート201〜242のそれ
ぞれへの入力信号間での10コのゲートの遅延の対比に
おいて、第2番目、のレベルのゲート285〜324の
入力端子は、インバータ150〜200に接続されてい
るので、入力信号間で12コのゲートの遅延がある。こ
のように例えば1番目のゲート285の入力端子はイン
バータ150の入力とインバータ161の出力に接続さ
れている。2番目のゲート286の入力端子はインバー
タ1.50と162の出力に接続されている。
In contrasting the delay of 10 gates between the input signals to each of the gates 201-242 at the first level, the input terminals of the gates 285-324 at the second level are connected to the inverters 150-200. Because they are connected, there is a delay of 12 gates between the input signals. Thus, for example, the input terminal of the first gate 285 is connected to the input of the inverter 150 and the output of the inverter 161. The input terminal of the second gate 286 is connected to the outputs of inverters 1.50 and 162.

ゲート287の入力はインバータ151と163の出力
に接続され、以下同様に最後のゲート324の入力はイ
ンバータ188と200の出力に接続されるようになる
The input of gate 287 is connected to the outputs of inverters 151 and 163, and so on, and the input of the last gate 324 is connected to the outputs of inverters 188 and 200.

第3図の回路において、第1番目のレベルのゲート20
1〜242は、第1図の回路に関して上述したように作
動電圧VREGの定格値を越える第1の電圧レベルでも
って制御論理回路7の電源を印加するように、活性化さ
れる。第2番目のレベルのゲート285〜324は2番
目のより高い電圧レベルで活性化され、電源を付加的に
進んで印加し、かつ作動電圧VREGの増加を禁止する
。第1番目と第2番目、のレベルのゲート201〜24
2とゲート285〜324の活性化を起こす電圧レベル
は、選択された定格作動電圧値とインバータの伝達遅延
と、ゲート入力信号間の選択された遅延のゲートの数に
よる。選択された遅延が大きければ大きいほど、活性化
に要する電圧レベルも大きくなる。第3図の具体例にお
いて例えば第1番目と第2番目のレベルの入力信号ゲー
ト間の差異はわずか2つのゲートの遅延がある。従って
第2番目のレベルのゲート285〜324は、第1番目
のゲート201〜242を活性化するのに要する入力電
圧レベルよりただわずかに大きい入力電圧レベルで進歩
的に活性化される。
In the circuit of FIG. 3, the first level gate 20
1-242 are activated to power the control logic circuit 7 with a first voltage level that exceeds the rated value of the operating voltage VREG as described above with respect to the circuit of FIG. The second level gates 285-324 are activated at a second higher voltage level to additionally apply power and inhibit increases in the operating voltage VREG. Gates 201 to 24 on the first and second levels
The voltage level that causes activation of gates 285-324 depends on the selected rated operating voltage value and the inverter's propagation delay and the number of gates with the selected delay between the gate input signals. The greater the delay selected, the greater the voltage level required for activation. In the embodiment of FIG. 3, for example, the difference between the first and second level input signal gates is only two gate delays. Accordingly, the second level gates 285-324 are progressively activated with input voltage levels only slightly greater than the input voltage levels required to activate the first level gates 201-242.

第4図は、発明のさらに別の好ましい具体例よりなる遅
延線路タイミング信号発生器と第3列の電圧調整器を示
している。遅延線路375は、園内で左から右へ一連に
符番された一連に接続されたインバータ400〜450
を備えている。代表的なタイミング信号TI、T5.T
8.TIOそしてT15はインバータ400,404,
407,409モして414の出力より供給される。第
3列の電圧調整器376は、園内において各レベルにお
いて左から右へ連続して符番されたゲートの3つのレベ
ルと組み合わされた負荷抵抗を含んでいる。スペースの
制限よりすべてのゲート、抵抗、インバータが示されて
いるわけではない。
FIG. 4 illustrates a delay line timing signal generator and third column voltage regulator in accordance with yet another preferred embodiment of the invention. The delay line 375 connects inverters 400 to 450, which are numbered in series from left to right in the park.
It is equipped with Typical timing signals TI, T5. T
8. TIO and T15 are inverters 400, 404,
407 and 409 are supplied from the output of 414. The third column of voltage regulators 376 includes load resistors associated with three levels of gates numbered consecutively from left to right at each level in the garden. Not all gates, resistors, and inverters are shown due to space limitations.

第1番目のレベルはゲート451〜492とそれぞれゲ
ート451〜492の出力とグランド間に接続されてい
る組み合わされた負荷抵抗493〜534を含んでいる
。第2番目のレベルは、ゲート535〜574とそれぞ
れゲート535〜574の出力とグランド間に接続され
ている負荷抵抗575〜614を含んでいる。第3番目
のレベルは、ゲート620〜657とそれぞれゲート6
20〜657の出力とグランド間に接続されている負荷
抵抗658〜695を含んでいる。
The first level includes gates 451-492 and associated load resistors 493-534 connected between the outputs of gates 451-492 and ground, respectively. The second level includes gates 535-574 and load resistors 575-614 connected between the outputs of gates 535-574 and ground, respectively. The third level includes gates 620-657 and gate 6, respectively.
It includes load resistors 658-695 connected between the outputs 20-657 and ground.

第1番目のレベルのゲート451〜492と負荷抵抗4
93〜534は、第3図の回路の第1番目のレベルのゲ
ー)201〜242と負荷抵抗243〜284に、そし
て第1図の第1番目のレベルのゲート61〜102と負
荷抵抗103〜144に同様に相当する。第2番目のレ
ベルのゲート535〜574と負荷抵抗575〜614
は、第3図の回路の第2番目のレベルのゲート285〜
324と負荷抵抗325〜364に同様に相当する。1
番目と2番目のレベルのそれぞれのゲート451〜49
2とゲート535〜574そしてそれぞれの負荷抵抗4
93〜534と負荷抵抗575〜614は、第1図と第
3図に関して上述したそれらに対応する装置として正確
に同じ方法にて遅延線路375でもって相互に接続され
る。
First level gates 451-492 and load resistance 4
93 to 534 are the first level gates 201 to 242 and load resistors 243 to 284 of the circuit in FIG. 3, and the first level gates 61 to 102 and load resistors 103 to 144. Second level gates 535-574 and load resistors 575-614
are the second level gates 285 to 285 of the circuit of FIG.
324 and the load resistances 325 to 364. 1
Gates 451-49 of the second and second levels respectively
2 and gates 535 to 574 and their respective load resistances 4
93-534 and load resistors 575-614 are interconnected with delay line 375 in exactly the same manner as their corresponding devices described above with respect to FIGS. 1 and 3.

第3番目のレベルのゲート620〜657は、遅延線路
375のインバータ400〜450により相互に接続さ
れているので、ゲート620〜657の各第1と第2の
入力端子間でのデジタルパルス信号で14コのゲートの
遅延がある。このように例えば1番目のゲート620の
入力端子はインバータ400の入力とインバータ413
の出力に接続されている。2番目のゲート62!の入力
端子は、インバータ400とインバータ4!4の出力に
接続されている。3番目の、ゲート622の入力は、イ
ンバータ401とインバータ415の出力に接続され、
以下同様に接続され、最後のゲート6570入力は、イ
ンバータ436とインバータ450の出力に接続される
ようになる。ゲート656の終わりまでゲート620,
622.624の順のゲートはANDゲートであり、遅
延線路375の偶数ステージの出力に接続される入力を
有する。そしてゲート657の終わりまでゲート621
.623の順のゲートはNoRゲートであり、遅延線路
375の奇数ステージの出力に接続される入力を有する
The gates 620-657 of the third level are interconnected by the inverters 400-450 of the delay line 375, so that the digital pulse signals between the respective first and second input terminals of the gates 620-657 are There are 14 gate delays. In this way, for example, the input terminal of the first gate 620 is the input terminal of the inverter 400 and the input terminal of the inverter 413.
connected to the output of Second gate 62! The input terminals of are connected to the outputs of inverter 400 and inverter 4!4. The third input of gate 622 is connected to the outputs of inverter 401 and inverter 415,
The following connections are made in the same manner, and the last gate 6570 input is connected to the outputs of inverter 436 and inverter 450. gate 620 to the end of gate 656,
The gates in order 622.624 are AND gates with inputs connected to the outputs of the even stages of delay line 375. and gate 621 to the end of gate 657
.. The gate in order 623 is a NoR gate and has an input connected to the output of the odd stage of delay line 375.

第4図の回路において、第1番目のレベルのゲート45
−1〜492は、作動電圧を越える第1の電圧レベルに
おける電源を印加するように活性化される。第2番目の
レベルのゲート535〜574は2番目にわずかに大き
い電圧レベルにおける電力をさらに印加するように活性
化される。第3番目のレベルのゲート620〜657へ
の入力パルス間の遅延は第2番目のレベルのゲート53
5〜574への入力パルス間の遅延より2ゲート大きい
ので、第3番目のレベルのゲート620〜657は第2
番目のレベルのゲート535〜574を活性化するのに
必要なレベルよりわずかに大きい第3番目の電圧レベル
にて活性化される。このように3つのレベル調整は、第
1番目と第2番目のレベルの具体例よりさらに進歩した
電圧調整を行なう。
In the circuit of FIG. 4, the first level gate 45
-1 to 492 are activated to apply power at a first voltage level above the actuation voltage. The second level gates 535-574 are activated to apply additional power at the second slightly higher voltage level. The delay between the input pulses to the third level gates 620-657 is the same as that of the second level gate 53.
Since the delay between the input pulses to 5-574 is two gates greater, the third level gates 620-657 are
It is activated at a third voltage level that is slightly greater than the level required to activate the gates 535-574 of the third level. The three level adjustment thus provides more advanced voltage adjustment than the first and second level implementations.

好ましい2列と3列の調整器の具体例は、各レベルにお
いて負荷抵抗の値を減じることによりさらに進歩されて
いる。このように、第3番目のレベルの負荷抵抗は、第
1番目のレベルの負荷抵抗より低い値を持つ2番目のレ
ベルの負荷抵抗それより低い値をむしろ有している。こ
の構成において、第2番目と第3番目のレベルの負荷抵
抗は、1番目の負荷抵抗よりより大きい電源を印加する
The preferred two- and three-row regulator embodiments are further advanced by reducing the value of the load resistance at each level. Thus, the third level load resistance has a lower value rather than the second level load resistance which has a lower value than the first level load resistance. In this configuration, the second and third level load resistances apply more power than the first load resistance.

結果として、2番目や3番目のレベルのゲートを非常に
簡単に活性化するだけで進歩的な調整は得られる。
As a result, progressive adjustments can be obtained by very simply activating second and third level gates.

発明を具体化する回路の基本的な形態における好ましい
変形が第5図に示される。示されるように、園内で左か
ら右へ連続して符番されたゲート752〜793とそれ
に相当する負荷抵抗793〜834は、遅延線路700
でもって相互に連結されそして第1図に関して上述した
同じ方法にて作動する第1列の電圧調整器より成る。し
かしながら好ましい変形における遅延線路700を構成
する一連に接続されたインバータのいくつかは、NAN
Dゲートにより置換されている。具体的に、第1図を参
照して、インバータ50,52,54゜56.58そし
て60がそれぞれNANDゲート741.743,74
5,747,749そして751で置換されている。こ
のように遅延線路700の最後の11段がかわるがわる
N A N Dゲートとインバータである。各NAND
ゲート741,743.745,747,749そして
751のひとつの入力は、それぞれ先立つインバータ7
40゜742.744,746,748そして750の
出力に接続されている。各NANDゲート741゜74
3.745,747,749,751の他の入力は遅延
線路700の入力3に接続されている。
A preferred variation in the basic form of the circuit embodying the invention is shown in FIG. As shown, the gates 752 to 793 and their corresponding load resistors 793 to 834, numbered consecutively from left to right in the garden, are connected to the delay line 700.
1, comprising a first bank of voltage regulators which are interconnected and operate in the same manner as described above with respect to FIG. However, some of the series connected inverters making up the delay line 700 in a preferred variant are NAN
It has been replaced by a D gate. Specifically, with reference to FIG.
5,747,749 and 751. Thus, the last 11 stages of delay line 700 are alternately NAND gates and inverters. Each NAND
One input of gates 741, 743, 745, 747, 749 and 751 is connected to each preceding inverter 7.
40° 742, 744, 746, 748 and 750 outputs. Each NAND gate 741°74
The other inputs of 3.745, 747, 749, and 751 are connected to input 3 of delay line 700.

この具体例において、先立つ電力パルスが遅延線路70
0の終端を通して完全に伝わる前に、もし電力パルスが
遅延線路700の先頭に入力されたなら、先の電力パル
スはNANDゲートの出力をロー(Low)に維持する
ことにより消滅するであろうから、電力パルスは最後の
11のゲート782〜793のどれも活性化することが
できない。
In this example, the preceding power pulse is connected to delay line 70.
If a power pulse were input to the beginning of delay line 700 before it had fully propagated through the 0 end, the previous power pulse would be extinguished by keeping the output of the NAND gate low. , the power pulse cannot activate any of the last 11 gates 782-793.

この変形は、制御論理回路7により伝送される電力パル
スの周波数における変化を補正し、そして本発明を備え
た回路がより広い作動範囲にわたって使用できるように
なる。
This modification compensates for variations in the frequency of the power pulses transmitted by the control logic circuit 7 and allows the circuit with the invention to be used over a wider operating range.

発明の別の変形は、前述したタイミング信号発生器と上
述した電圧調整回路の代わりに、第6図に示されるよう
なCMOSリング発振器を利用することである。複数の
CMOSインバータより成るリング発振器は少なくとも
CMOS装置の典型的な作動範囲を越えて作動電圧にお
ける変化に関して、はぼ2乗法則において電流を消費す
るであろうことがわかった。いいかえると、もし作動電
圧が2倍になれば電流はリング発振器900によりほぼ
4倍消費される。
Another variation of the invention is to utilize a CMOS ring oscillator as shown in FIG. 6 in place of the timing signal generator described above and the voltage regulation circuit described above. It has been found that a ring oscillator consisting of a plurality of CMOS inverters will consume approximately square law current, at least for changes in operating voltage over the typical operating range of a CMOS device. In other words, if the operating voltage doubles, the current will be dissipated by ring oscillator 900 approximately four times as much.

しかしながら、前述した好ましい回路のいくつかのよう
に同数のステージを持つリング発振器900は、前述し
た回路のゲートや負荷抵抗が消費する普通の作動範囲を
越える電流とほぼ同じ程は消費しないことが理解される
べきである。従ってリング発振器の具体例は、より低い
電流消費の回路における調整器としてのみ有用でありう
る。より大きな回路において、リング発振器に関して、
適切な調整効果を有するように十分な電流を流すために
、リング発振器は上述した具体例よりより多くの数のス
テージを有しなければならない。
However, it will be appreciated that a ring oscillator 900 with the same number of stages as some of the preferred circuits described above will not consume nearly as much current beyond normal operating ranges as the gates and load resistors of the circuits described above will consume. It should be. Therefore, ring oscillator embodiments may only be useful as regulators in circuits with lower current consumption. In a larger circuit, for a ring oscillator,
In order to carry enough current to have a proper regulating effect, the ring oscillator must have a greater number of stages than the embodiments described above.

記述してきたことは、発明の種々のデジタルタイミング
信号発生器と電圧調整回路の具体例の種々の態様である
。先の記述と図面を添えることは単に模範的なものであ
り、添付した特許請求の範囲によって定義される発明の
範囲を制限するつもりはないことが理解されよう。好ま
しい具体例に対する種々の変更や変化は当業者に明らか
であろう。そのような変更や変化は含まれるかもしれな
い。しかし遅延線路のステージの数もしくは長さの変更
、遅延線路と電圧調整器を含んでいるゲートの型と数の
変更、回路素子と種々のパラメータの定格値の変更、基
本的な素子の相互接続の変更、そしてその他に対して制
限されない。そのような変更と修正は、発明の精神と範
囲から外れることなしに行なうことができる。従って、
そのような変更や修正の全てと他の相当することの全て
は、添付された特許請求の範囲に含まれる。
What has been described are various aspects of various digital timing signal generator and voltage regulation circuit embodiments of the invention. It will be understood that the foregoing description and accompanying drawings are exemplary only and are not intended to limit the scope of the invention as defined by the appended claims. Various modifications and changes to the preferred embodiments will be apparent to those skilled in the art. Such modifications and changes may be included. However, changes in the number or length of delay line stages, changes in the type and number of gates containing delay lines and voltage regulators, changes in circuit elements and ratings of various parameters, interconnections of basic elements, etc. changes, and without limitation to any other. Such changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore,
All such changes and modifications and all other equivalents are included within the scope of the appended claims.

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

第1図は、発明を具体化するタイミング信号発生器と電
圧調整回路に遅延線路を使用する好ましい手段を説明し
たブロック図、 第2図は、発明の一つの好ましい具体例より成る遅延線
路タイミング信号発生器と第1列の電圧調整回路の詳細
を説明した概要図、 第3図は、発明の列の好ましい具体例より成る遅延線路
タイミング信号発生器と第2列の電圧調整回路の詳細を
説明した概要図、 第4図は発明のさらに別の好ましい具体例より成る遅延
線路タイミング信号発生器と第3列の電圧調整回路の詳
細を説明した概要図、 第5図はパルスが遅延線路の°先頭”において受信され
た時、遅延線路の“終端”内に伝える信号を消すことを
緩和した発明による、遅延線路タイミング信号発生器と
第1列の電圧調整回路の詳細を説明した概要図、 第6図は、発明の代わりの具体例より成るリング状の発
振器の概要図である。 2・・・信号検出・電源回路、4・・・論理回路、5・
・・遅延線路、6・・・遅延線路符号化と電圧調整器、
7・・・制御論理。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a preferred means of using a delay line in a timing signal generator and voltage regulation circuit embodying the invention; FIG. 2 is a block diagram illustrating a delay line timing signal comprising one preferred embodiment of the invention; FIG. 3 is a schematic diagram illustrating details of the generator and voltage regulation circuitry of the first column; FIG. FIG. 4 is a detailed schematic diagram of a delay line timing signal generator and third column voltage regulating circuit according to yet another preferred embodiment of the invention; FIG. 1 is a schematic diagram illustrating details of a delay line timing signal generator and a first column voltage regulation circuit according to the invention which facilitates erasing the signal passing into the "end" of the delay line when received at the "head"; FIG. Fig. 6 is a schematic diagram of a ring-shaped oscillator consisting of an alternative embodiment of the invention. 2... Signal detection/power supply circuit, 4... Logic circuit, 5...
...delay line, 6...delay line encoding and voltage regulator,
7...Control logic.

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)組み合わされた作動電圧のレベルに関係したタイ
ミング関係を有するタイミング信号を発生する手段と、
前記発生手段に接続され、タイミング関係に応答して作
動電圧を調整するために前記作動電圧を印加する手段と
を備えたことを特徴としたデジタルタイミング信号発生
器と電圧調整回路。
(1) means for generating a timing signal having a timing relationship related to the level of the combined actuation voltage;
and means connected to said generating means for applying said actuation voltage to adjust said actuation voltage in response to a timing relationship.
(2)タイミング信号を発生する手段はタイミング信号
を発生するように信号を伝える伝播手段を備え、この手
段は前記作動電圧のレベルに関係した伝達の比率を有す
るものである特許請求の範囲第1項記載のデジタルタイ
ミング信号発生器と電圧調整回路。
(2) The means for generating the timing signal comprises propagation means for transmitting the signal to generate the timing signal, the means having a ratio of transmission related to the level of the operating voltage. The digital timing signal generator and voltage regulation circuit described in Section 1.
(3)伝播手段は遅延線路より成る特許請求の範囲第2
項記載の回路。
(3) The propagation means is comprised of a delay line.
The circuit described in section.
(4)印加手段は前記タイミング信号を受信するため前
記発生手段へ接続され、前記信号間のタイミング関係が
所定の最小値よりも小さいとき活性化されるゲート手段
と、前記ゲート手段が活性化される時前記作動電圧を負
荷するようにゲート手段に接続される負荷手段とを備え
た特許請求の範囲第1項記載の回路。
(4) applying means is connected to said generating means for receiving said timing signal, and gate means is activated when the timing relationship between said signals is less than a predetermined minimum value; 2. A circuit as claimed in claim 1, further comprising load means connected to said gate means to load said operating voltage when said gate means is activated.
(5)ゲート手段と負荷手段は、前記作動電圧が所定値
を越える時前記作動電圧を進歩的に負荷するように配列
された特許請求の範囲第4項記載の回路。
5. The circuit of claim 4, wherein the gate means and the load means are arranged to progressively load the operating voltage when the operating voltage exceeds a predetermined value.
(6)前記ゲート手段は前記発生手段に接続された入力
を有するゲートの複数のレベルを有する複数のゲートよ
り成り、ゲートの各レベルは異なった所定値で活性化さ
れ、前記負荷手段はゲートの前記複数のレベルに相当す
る負荷手段の複数のレベルを有する特許請求の範囲第4
項記載の回路。
(6) said gating means comprises a plurality of gates having a plurality of levels of gates having inputs connected to said generating means, each level of the gate being activated with a different predetermined value; Claim 4 comprising a plurality of levels of loading means corresponding to said plurality of levels.
The circuit described in section.
(7)前記タイミング信号を受信するための伝達手段と
伝達に関する前記方法の前記伝達比率により決定される
タイミング間隔により相殺される前記タイミング信号と
を受けるように接続され、前記信号と前記オフセット信
号間のタイミング間隔が所定値より小さい時活性化され
るゲート手段と、前記ゲート手段が活性化される時、前
記作動電圧を印加するように前記ゲート手段に接続され
る負荷手段とを有する特許請求の範囲第2項記載の回路
(7) a transmission means for receiving said timing signal and said timing signal offset by a timing interval determined by said transmission ratio of said method of transmission, and between said signal and said offset signal; 2. A gate means which is activated when the timing interval of is less than a predetermined value, and a load means connected to said gate means so as to apply said actuation voltage when said gate means is activated. The circuit described in range 2.
(8)前記ゲート手段と負荷手段は、前記作動電圧が所
定値を越える時、前記作動電圧を進歩的に印加するよう
に配列された特許請求の範囲第7項記載の回路。
(8) The circuit according to claim 7, wherein the gate means and the load means are arranged to progressively apply the operating voltage when the operating voltage exceeds a predetermined value.
(9)供給電圧のレベルに関係するタイミング関係でも
ってタイミング信号を発生する複数のステージを有する
遅延線路と、選択されたタイミング信号を受信すること
に関する前記遅延線路の選択されたステージに接続され
る入力を有し、前記選択された信号が重複した時活性化
される複数のゲートと、前記ゲートが前記供給電圧を調
整するために活性化される時、前記供給電圧を印加する
ことに関する前記複数のゲートの出力に接続された複数
の負荷抵抗とを備えたことを特徴とするデジタルタイミ
ング信号発生器と電圧調整回路。
(9) a delay line having a plurality of stages for generating timing signals with a timing relationship related to the level of the supply voltage, and connected to selected stages of said delay line for receiving selected timing signals; a plurality of gates having an input and activated when the selected signals overlap; and the plurality of gates for applying the supply voltage when the gates are activated to adjust the supply voltage. and a plurality of load resistors connected to the output of the gate of the digital timing signal generator and voltage regulation circuit.
(10)前記ゲートの複数のレベルと前記負荷抵抗の相
当する複数のレベルとを有し、ゲートの各レベルの入力
は前記遅延線路の選択されたステージに接続され、ゲー
トの各レベルは前記供給電圧の異なった所定の値で活性
化される特許請求の範囲第9項記載の回路。
(10) having a plurality of levels of said gates and a corresponding plurality of levels of said load resistors, the input of each level of gates being connected to a selected stage of said delay line, and each level of gates having a plurality of corresponding levels of said load resistors; 10. The circuit of claim 9, which is activated at different predetermined values of the voltage.
(11)前記遅延線路は1以上の信号の伝達を妨げる手
段を含む特許請求の範囲第9項記載の回路。
(11) The circuit according to claim 9, wherein the delay line includes means for preventing transmission of one or more signals.
(12)離隔した電源と、符号化された電力/タイミン
グ信号をデジタル的に伝送する伝送器と、前記符号化さ
れた信号を受信する論理回路を有するデジタル論理回路
とを備え、そこから作動電圧を引き出し、前記符号化さ
れた信号の制御の下で選択された機能を実行する論理手
段をも有している前記回路よりなる系統において前記回
路による使用されるタイミング信号を発生するために前
記符号化されたデジタル信号を受信したり伝送したりす
る複数のステージを有する遅延線路と、前記作動電圧の
レベルに関係するタイミング関係を有する前記タイミン
グ信号と、選択されたタイミング信号を受信する前記遅
延線路の選択されたステージに接続される入力を有する
複数のゲートと該ゲートは前記選択されたタイミング信
号が重複する時活性化することと、前記ゲートが前記作
動電圧を調整するために活性化される時、前記電力供給
を印加するための前記ゲートの出力に接続される相当す
る複数の負荷手段より成ることを特徴とするデジタルタ
イミング信号発生器と電圧調整回路。
(12) a remote power source, a transmitter for digitally transmitting an encoded power/timing signal, and a digital logic circuit having logic circuitry for receiving the encoded signal, from which an operating voltage is applied; said encoded signal for generating a timing signal for use by said circuit in a system of said circuits also having logic means for deriving said encoded signal and performing selected functions under control of said encoded signal. a delay line having a plurality of stages for receiving and transmitting a digital signal, the timing signal having a timing relationship related to the level of the actuation voltage, and the delay line receiving a selected timing signal. a plurality of gates having inputs connected to selected stages of the gates, the gates being activated when the selected timing signals overlap, and the gates being activated to adjust the operating voltage; Digital timing signal generator and voltage regulation circuit, characterized in that it comprises a plurality of corresponding load means connected to the output of said gate for applying said power supply at the time.
(13)前記遅延線路が同時にひとつ以上のデジタル信
号を伝送するのを防ぐための手段を含むことを特徴とす
る特許請求の範囲第12項記載の系統。
13. The system of claim 12, further comprising means for preventing said delay line from transmitting more than one digital signal at the same time.
(14)ゲートの複数のレベルと負荷手段の相当する複
数のレベルとを有し、ゲートの各レベルの入力は前記遅
延線路の選択されたステージ接続されゲートの各レベル
は前記作動電圧の異なった所定レベルで活性化される特
許請求の範囲第12項記載の系統。
(14) having a plurality of levels of gates and a corresponding plurality of levels of load means, the input of each level of gates being connected to a selected stage of said delay line, and each level of gates having a different level of said operating voltage; 13. The system of claim 12, which is activated at a predetermined level.
(15)前記複数のゲートは前記遅延線路は沿って分割
された選択されたステージに接続される入力を有し、ゲ
ートは順次活性化される特許請求の範囲第12項記載の
系統。
15. The system of claim 12, wherein the plurality of gates have inputs connected to selected stages along which the delay line is divided, and the gates are activated sequentially.
(16)少なくとも1つのタイミング信号を発生するた
めの信号を連続的に伝送する作動電圧により電力を供給
され、前記作動電圧を調整するために前記作動電圧にお
ける増加に応じて増加する電流を消費する前記手段を備
えたことを特徴とするデジタルタイミング信号発生器と
電圧調整回路。
(16) powered by an actuation voltage that continuously transmits a signal for generating at least one timing signal, and consuming a current that increases in response to an increase in the actuation voltage to regulate the actuation voltage; A digital timing signal generator and voltage adjustment circuit characterized by comprising the above means.
(17)前記手段は前記作動電圧の増加にほぼ2乗の関
係で増加する電流を消費する特許請求の範囲第16項記
載の回路。
17. The circuit of claim 16, wherein said means consumes a current that increases approximately squarely with an increase in said operating voltage.
(18)前記手段が複数のCMOSゲートを有するリン
グ発振器より成る特許請求の範囲第16項記載の回路。
18. The circuit of claim 16, wherein said means comprises a ring oscillator having a plurality of CMOS gates.
(19)少なくともひとつのタイミング信号を発生する
リング発振器と作動電圧を供給するための電源を有する
回路において前記作動電圧を調整するため前記作動電圧
の増加に関してほぼ2乗の関係にある前記電源により発
生する電流を消費する複数のCMOSゲートを有する前
記リング発振器を含むことを特徴とするデジタルタイミ
ング信号発生器と電圧調整回路。
(19) In a circuit having a ring oscillator that generates at least one timing signal and a power supply for supplying an operating voltage, generated by the power supply having an approximately square relationship with respect to an increase in the operating voltage in order to adjust the operating voltage. A digital timing signal generator and voltage regulation circuit comprising the ring oscillator having a plurality of CMOS gates consuming a current of.
JP62269157A 1986-10-23 1987-10-23 Digital timing signal generator and voltage regulating circuit Pending JPS63121315A (en)

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DE3786741D1 (en) 1993-09-02
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CA1284826C (en) 1991-06-11
AU599711B2 (en) 1990-07-26
DE3786741T2 (en) 1993-11-11
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ATE92203T1 (en) 1993-08-15

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