JPS6314520A - Frequency divider - Google Patents

Frequency divider

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JPS6314520A
JPS6314520A JP15905886A JP15905886A JPS6314520A JP S6314520 A JPS6314520 A JP S6314520A JP 15905886 A JP15905886 A JP 15905886A JP 15905886 A JP15905886 A JP 15905886A JP S6314520 A JPS6314520 A JP S6314520A
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JP
Japan
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circuit
output
clock
dff
input
Prior art date
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Pending
Application number
JP15905886A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Muraki
健司 村木
Mikio Oda
幹夫 小田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6314520A publication Critical patent/JPS6314520A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain a frequency divider using a high speed clock so as to attain optional frequency division by utilizing an M series generator as a counter. CONSTITUTION:The M series generator consists of AND circuits 1-5, DFF 2-4 and an EXNOR circuit 9. The M series generator is reset and generates an M series at the leading of a clock after the terminal Q of each DFF goes to L. When the output of a NAND circuit 10 goes to L by the output of each DFF, the terminal Q of all the DFFs goes again to L at the next clock. Thus, a part of the output of the NAND circuit 10, corresponding to the period by one clock only among clock numbers required for the terminals Q of all the DFFs going to L level goes to N L level, then a frequency division output is obtained. 2-(2N-1) ways of optional frequency division are applied by the combination of inputs to the NAND circuit. Thus, the frequency divider applying optional frequency division while using a high speed clock is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はディジタルの分周装置に関するものである。[Detailed description of the invention] Industrial applications The present invention relates to a digital frequency dividing device.

従来の技術 従来より、ディジタル回路において、任意の分周を行な
える分周装置が重要視されてきた。特に電子楽器に用い
られるディジタル回路では、水晶発振などで得られる高
周波の信号から、可聴音域の楽音発生を制御するための
信号を得るために、任意の分局を行うことかで−きる分
周装置が必要とされてきた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in digital circuits, emphasis has been placed on frequency dividing devices that can perform arbitrary frequency division. Particularly in digital circuits used in electronic musical instruments, a frequency divider is used that can perform arbitrary branching to obtain a signal for controlling musical tone generation in the audible range from a high-frequency signal obtained by crystal oscillation, etc. has been needed.

以下、図面を参照しながら従来の分周装置につ1ハて説
明する。
Hereinafter, one conventional frequency dividing device will be explained with reference to the drawings.

第3図は従来の分周装置を示す。第3図において、11
はそれ自身の反転出力(以下QBと略す)をデータ入力
(以下りと略す)端子に入力するDフリップフロップ(
以下DFFと略す)、12はDFFllのQBと後述の
DFF13の非反転出力(以下Qと略す)とを入力とす
るEXOR回路、13はEXOR回路12の出力をD端
子への入力とするDFF、14はDFFllのQとDF
Fl3のQとを入力とするAND回路、15はAND回
路14の出力と、後述のDFFleのQを入力とするE
XOR回路、1 eはEXOR回路15の出力をD端子
への入力とするDFF、17はAND回路14の出力と
DFFleのQを入力とするAND回路、18はAND
回路17と後述のDFF19のQを入力とするEXOR
回路、19はEXOR回路18の出力をD端子への入力
とするDFF、20はDFFllのQBとDFFl3の
QBとDFF16のQとDFFlsのQとを入力とする
NANDAND回路はNAND回路2oの出力を入力と
するDFF、22はDFF21のQとリセットを入力と
するAND回路を示す。DFF8゜10.13,16,
18のクロック入力端子(以下CLKと略す)には分周
される信号(以下クロのCLRはリセットに、DFFl
l、13,16゜19のCLRはAND22の出力につ
なぐ。
FIG. 3 shows a conventional frequency dividing device. In Figure 3, 11
is a D flip-flop (hereinafter referred to as QB) which inputs its own inverted output (hereinafter referred to as QB) to the data input (hereinafter referred to as QB) terminal.
(hereinafter abbreviated as DFF), 12 is an EXOR circuit which receives QB of DFFll and the non-inverted output (hereinafter abbreviated as Q) of DFF13 (described later); 13 is a DFF which inputs the output of EXOR circuit 12 to the D terminal; 14 is Q and DF of DFFll
15 is an AND circuit whose input is the Q of Fl3, and 15 is an E whose input is the output of the AND circuit 14 and the Q of DFFle, which will be described later.
XOR circuit, 1e is a DFF that inputs the output of EXOR circuit 15 to the D terminal, 17 is an AND circuit that inputs the output of AND circuit 14 and Q of DFFle, 18 is AND
EXOR with input of circuit 17 and Q of DFF 19 (described later)
19 is a DFF that inputs the output of the EXOR circuit 18 to the D terminal, and 20 is a NAND circuit that inputs the QB of DFFll, the QB of DFFl3, the Q of DFF16, and the Q of DFFls, which inputs the output of the NAND circuit 2o. The input DFF 22 is an AND circuit that receives the Q of the DFF 21 and the reset. DFF8゜10.13,16,
18 clock input terminals (hereinafter abbreviated as CLK) have frequency-divided signals (hereinafter, CLR in black is for reset, DFFl
The CLRs of l, 13, 16°19 are connected to the output of AND22.

以上のように構成された従来の分周装置について、以下
その動作について説明する。
The operation of the conventional frequency dividing device configured as described above will be described below.

まず、リセ・ソト信号をL(ロー)にして、DFFll
 、13,16,19.21をクリアする。この時、N
ANDAND回路2力はHである。そしてリセット信号
がHになった後の1回目のクロックの立ち上シで、DF
F21のQがHになる。このため、AND回路22の出
力がHになり、DFFll 、13,16.19は、4
ピツトのアップカウントとして動作できるよ)になる。
First, set the reset/soto signal to L (low), and
, 13, 16, 19. Clear 21. At this time, N
AND circuit 2 output is H. Then, at the first rising edge of the clock after the reset signal becomes H, the DF
Q of F21 becomes H. Therefore, the output of the AND circuit 22 becomes H, and DFFll, 13, 16.19 becomes 4
(It can work as an up count for Pitt).

2回目のクロックの立ち上りでDFFl 1のQがHに
なる。
At the second rising edge of the clock, Q of DFF11 becomes H.

DFFl3(7)QはまだLなので、E X OR回路
12の出力はHになる。そして3回目のクロックでDF
FllのQFiLに、DFFl3のQはHになる。した
がってEXOR回路12の出力はHのままであるから、
4回目のクロックの立ち上りでもDFFl3のQはHで
ある。また、DFFllのQがHになるのでAND回路
14の出力もHとなる。一方、DFF160QはLであ
るからEXOR回路16の出力はHとなる。このため6
回目のクロックの立ち上りでQFFl 6のQはHにな
る。
Since DFF13(7)Q is still at L, the output of the EXOR circuit 12 becomes H. And on the third clock, DF
QFiL of Fll becomes H, and Q of DFFl3 becomes H. Therefore, the output of the EXOR circuit 12 remains at H.
Even at the fourth rising edge of the clock, the Q of DFF13 is H. Furthermore, since the Q of DFFll becomes H, the output of the AND circuit 14 also becomes H. On the other hand, since the DFF 160Q is at L, the output of the EXOR circuit 16 is at H. For this reason 6
At the rising edge of the second clock, Q of QFF16 becomes H.

このようにして、DFFll 、13,16,19は4
ビツトアツプカウンタとして動作する。
In this way, DFFll, 13, 16, 19 is 4
Operates as a bit up counter.

ところで、NAND回路2oは、カウントが12になる
と、その出力がLになる。このLはカウントが13にな
るクロックの立ち上りでDFF21のQをLにする。。
By the way, when the count of the NAND circuit 2o reaches 12, its output becomes L. This L sets the Q of the DFF 21 to L at the rising edge of the clock when the count becomes 13. .

このためAND回路22の出力がLとなり、DFFll
 、13,16,19にクリアがかかり、カウントは9
、NANDAND回路出力はHにもどる。次のクロック
の立ち上りでDFF21のQ出力はHにもどるが、DF
F21とAND回路22の遅延のためにDFFll、1
3゜16.19のクリア解除がおくれ、このクロックは
無効となる。そして、次のクロックから再びカウントを
開始する。
Therefore, the output of the AND circuit 22 becomes L, and DFFll
, 13, 16, and 19 are cleared, and the count is 9.
, the NANDAND circuit output returns to H. At the next rising edge of the clock, the Q output of DFF21 returns to H, but the DF
DFFll, 1 due to the delay of F21 and AND circuit 22
Clearing of 3°16.19 is delayed and this clock becomes invalid. Then, counting starts again from the next clock.

ここでDFF21のQに着目すると、クロックの14倍
の周期を持つ信号となっている。以上の動作のタイムチ
ャートを第4図に示す。この図では、各素子の遅延を考
慮している。
If we pay attention to the Q of the DFF 21, it is a signal with a period 14 times that of the clock. A time chart of the above operation is shown in FIG. In this figure, the delay of each element is taken into consideration.

この従来例では、14分周の場合について述べたが、D
FFll 、13,16.19のQ、QBどちらをNA
ND回路2oに入力するかの組み合わせを変えれば、分
局比を変えることができる。
In this conventional example, the case of frequency division by 14 was described, but D
FFll, 13, 16.19 Q or QB which is NA?
By changing the combination of inputs to the ND circuit 2o, the division ratio can be changed.

さらに、カウンタのビット数を増せば、更に長い周期の
信号を得ることもできる。
Furthermore, by increasing the number of bits in the counter, a signal with an even longer period can be obtained.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成では、高速なりロック
で動作させることができないという問題がある。すなわ
ち、先の例では、クロックの立ち上りから、DFFls
のDの入力が決まるまでに、最モ遅イ場合りFF1個、
AND回路2個、EXOR回路1個の遅延時間の和の時
間がかかる。たとえば、0MO8のスタンダードセルの
場合では約76n8となる。従って、先の例では、クロ
ックは13庫以下でなければ動作しないことになる。さ
らに、カウンタのビット数を増した場合には、クロック
はもっとおそくしていかなければならなへこのため、高
速のクロックでも動作する分局装置の開発が望まれてい
た。
Problems to be Solved by the Invention However, the above configuration has a problem in that it cannot be operated at high speed or with lock. That is, in the previous example, from the rising edge of the clock, DFFls
Until the input of D is determined, if the slowest mode is input, one FF is required.
The time required is the sum of the delay times of two AND circuits and one EXOR circuit. For example, in the case of a standard cell of 0MO8, it is approximately 76n8. Therefore, in the previous example, the clock will not operate unless it is 13 or less. Furthermore, if the number of bits in the counter is increased, the clock must be made slower, so there has been a desire to develop a branch station that can operate even with a high-speed clock.

本発明は上記問題点に鑑み、高速のクロックで任意の分
周ができる分周装置を提供するものである。
In view of the above problems, the present invention provides a frequency dividing device that can perform arbitrary frequency division using a high-speed clock.

問題点を解決するための手段 この目的を達成するために、本発明の分周装置は、2人
力のAND回路と、前記AND回路の出力がデータ入力
端子に入力され、クリア端子にリセット信号が入力され
、クロック端子に分周される信号が入力されたDFFと
を1組とし、AND回路の一方の入力をHとし、もう一
方の入力をDFFのDとみなして、これらN組とEXN
OR回路とで周期(2N−1)のM系列を発生するM系
列発生器と、所望の分周比によって各DFFのQまたは
QB比出力入力とし、出力が各AND回路のもう一方の
入力端子に入力されるN入力のNAN D回路とで構成
されている。なお、各DFFのPREは常にHにCLR
はリセットに、CLKはクロックに接続されている。
Means for Solving the Problems In order to achieve this object, the frequency dividing device of the present invention includes a two-man power AND circuit, the output of the AND circuit is input to a data input terminal, and a reset signal is input to a clear terminal. The input DFF and the DFF to which the signal to be frequency divided is input to the clock terminal are considered to be one set, and one input of the AND circuit is assumed to be H, and the other input is considered to be D of the DFF, and these N sets and EXN
An M-sequence generator that generates an M-sequence of period (2N-1) with an OR circuit, and a Q or QB ratio output input of each DFF depending on the desired frequency division ratio, and the output is the other input terminal of each AND circuit. It consists of a NAND circuit with N inputs. In addition, PRE of each DFF is always set to H with CLR.
is connected to reset and CLK is connected to clock.

作  用 この構成により、M系列発生器は、リセットされて各D
FFのQがLになった後、クロックの立ち上りでM系列
を発生してゆく。そして、各DFFの出力によりNAN
DAND回路がLになると次のクロックで、全てのDF
FのQは再びLになる。
Operation With this configuration, the M-sequence generator is reset to
After the Q of the FF becomes L, the M sequence is generated at the rising edge of the clock. Then, by the output of each DFF, NAN
When the DAND circuit becomes L, all DFs
The Q of F becomes L again.

したがってNANDAND回路は、全てのDFFのQが
Lになるのに要するクロック数のうち1クロック分だけ
Lになるから、分周出力となる。
Therefore, the NANDAND circuit becomes L for only one clock out of the number of clocks required for the Q of all DFFs to become L, so it becomes a frequency-divided output.

NANDAND回路の組み合わせにより、2〜(2N−
1)の任意の分周を行うことができる。ただしこの分周
器に入力するクロックはDFF、NANDAND回路D
回路各1個の遅延時間の和よりも長い周期であることが
必要である。
By combining NANDAND circuits, 2~(2N-
1) can be arbitrarily divided. However, the clock input to this frequency divider is DFF, NANDAND circuit D
It is necessary that the period be longer than the sum of the delay times of each circuit.

実施例 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。本実施例は14分周の場合について説明する。
EXAMPLE An example of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, a case of frequency division by 14 will be explained.

第1図は本発明の一実施例における分周装置を示す。第
1図において、1は後述のNAND回路1oの出力、E
XNOR回路の出力を入力とするAND回路、2はAN
D回路1の出力をD端子に入力するDFF、3はDFF
2のQ (!:NAND回路1oの出力を入力とするA
ND回路、4はAND回路3の出力を入力とするDFF
、6はDFF3のQとNAND回路1oの出力とを入力
とするAND回路、eはAND回路6の出力を入力とす
るDFF、7はD F F el)QとNANDAND
回路1力を入力とするAND回路、8はAND回路7の
出力を入力とするDFF、9はDFFsのQとDFF8
のQとを入力とするEXNOR回路、1oはDFF2の
QBとDFF4のQBとDFF6のQとDFF8のQB
とを入力とするNANDAND回路。なお、4個のDF
FのPRE端子はH(ハイ)レベルに固定され、CLK
はクロックに、CLRはリセットに接続されている。
FIG. 1 shows a frequency dividing device in one embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is the output of a NAND circuit 1o, which will be described later, and E
AND circuit that takes the output of the XNOR circuit as input, 2 is AN
DFF inputs the output of D circuit 1 to D terminal, 3 is DFF
Q of 2 (!: A whose input is the output of the NAND circuit 1o
ND circuit, 4 is a DFF whose input is the output of AND circuit 3
, 6 is an AND circuit whose input is the Q of DFF3 and the output of the NAND circuit 1o, e is a DFF whose input is the output of the AND circuit 6, and 7 is a DFF el) Q and NANDAND.
AND circuit that takes the output of circuit 1 as input, 8 is a DFF that takes the output of AND circuit 7 as input, 9 is Q of DFFs and DFF8
EXNOR circuit whose input is Q of DFF2, QB of DFF4, Q of DFF6, and QB of DFF8.
NAND AND circuit with input. In addition, 4 DF
The PRE terminal of F is fixed at H (high) level, and the CLK
is connected to the clock and CLR is connected to the reset.

以上のように構成された分局装置について、以下その動
作について説明する。
The operation of the branch station device configured as described above will be explained below.

まず、リセットをL(ロー)レベルにすると、全てのD
FFのQFiLになる。この時NANDAND回路出力
はHである。またEXNOR回路9の出力もHなので、
DFF2のDはHである。一方4個のDFFのQはLに
なっているから、DFF4.6.8のDはLになってい
る。リセットがHになった後の1回目のクロックの立ち
上りで、各DFFはDの値をQに出力する。同様にして
、各クロックの立ち上りごとに各DFFのQ、QBが変
わってゆく。DFFのQのHを”1 ”、Lを10″と
し、DF F2を下位として、4つのDFFの出力をカ
ウントとして10進数で表わすと、次のように変化する
First, when the reset is set to L (low) level, all D
Become QFiL of FF. At this time, the NAND AND circuit output is H. Also, since the output of EXNOR circuit 9 is also H,
D of DFF2 is H. On the other hand, since Q of four DFFs is L, D of DFF4.6.8 is L. At the first rising edge of the clock after the reset becomes H, each DFF outputs the value of D to Q. Similarly, Q and QB of each DFF change at each rising edge of each clock. If the H of Q of the DFF is "1", the L is 10", and DF F2 is the lower order, and the outputs of the four DFFs are expressed as counts in decimal notation, the changes will be as follows.

「o、1,3,7,14,13,11.6,12,9,
2゜5.10,4,0,1 、・・・・・・」ここで、
M系列ならば、“4″の次は“8″になるはずであるが
”4″の時にNANDAND回路1力がLとなるため、
4個のDFFのDはLとなる。したがって、次のクロッ
クでカウントItf”o”になる。ここでNAND回路
1oの出力に着目すれば、クロックの14倍の周期にな
っていることがわかる。
"o, 1, 3, 7, 14, 13, 11.6, 12, 9,
2゜5.10,4,0,1,...''Here,
If it is an M series, the next one after "4" should be "8", but when it is "4", the NAND AND circuit 1 output becomes L, so
D of the four DFFs becomes L. Therefore, the count becomes "o" at the next clock. If we pay attention to the output of the NAND circuit 1o, we can see that the period is 14 times that of the clock.

ところで、この分周装置で、DFFのDの入力が決定す
るのに要する最大の時間は、DFF。
By the way, in this frequency dividing device, the maximum time required to determine the D input of the DFF is the DFF.

NANDAND回路D回路各1+’!i!itの遅延時
間の和である。たとえば、0MO3のスターダートセル
で構成する場合には、クロックの周期が5ons以上あ
れば動作できる。
NAND AND circuit D circuit each 1+'! i! It is the sum of the delay times of it. For example, when configured with 0MO3 star-dart cells, it can operate as long as the clock cycle is 5 ounces or more.

以上のように本実施例によれば、M系列発生器をカウン
タとして利用することで、高速動作を可能にする。さら
に、本実施例は、従来例にくらべて少ない部品で実現で
きる。
As described above, according to this embodiment, high-speed operation is possible by using the M-sequence generator as a counter. Furthermore, this embodiment can be realized with fewer parts than the conventional example.

なお、本実施例ではNAND回路1oがカウント4でL
を出力するように入力を設定したが、これを変えること
で、分周比を変えられる。また、NAND回路1oがL
を出力している時、QがLであるDFFの後のAND回
路は省略でき、部品数をさらにへらすことができる。た
とえば、本実施例ではAND回路1.3.7は省略でき
る。さらに、長に周期の信号をつくるために、段数を増
しても動作可能なりロックは一定である。すなわち、段
数が多い場合には、従来例に比べかなり高速のクロック
で動作させることができる。
Note that in this embodiment, the NAND circuit 1o goes low at count 4.
We have set the input to output , but by changing this we can change the frequency division ratio. Also, the NAND circuit 1o is L
, the AND circuit after the DFF whose Q is L can be omitted, further reducing the number of components. For example, in this embodiment, AND circuits 1.3.7 can be omitted. Furthermore, in order to create a signal with a long period, even if the number of stages is increased, operation is possible and the lock remains constant. That is, when the number of stages is large, it is possible to operate with a considerably faster clock than in the conventional example.

発明の効果 本発明は、M系列発生器を用いることで、高速のクロッ
クで動作でき、さらに部品数を減らすことができるとい
う効果を得ることのできる優れた分局装置を実現できる
ものである。
Effects of the Invention According to the present invention, by using an M-sequence generator, it is possible to realize an excellent branching station device that can operate with a high-speed clock and can further reduce the number of parts.

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

第1図は本発明の一実施例における分周装置の回路ブロ
ック図、第2図は第1図の各部の動作を示すタイミング
チャート、第3図は従来の分周装置の回路ブロック図、
第4図は第3図の各部の動作を示すタイミングチャート
である。 1.3,5,7,14,17.22・・・・・・AND
回路、2.4,6,8,11.13,16,19.21
・・・・・・Dフリップフロップ(DFF)、9・・・
・・・EXNOR回路、1o 、20・・−・−NAN
DAND回路、15゜18・・・・・・EXOR回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名h 
                 ”ε      
           −,1−!ニーhy−J乏zo
(。
FIG. 1 is a circuit block diagram of a frequency dividing device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a timing chart showing the operation of each part in FIG. 1, and FIG. 3 is a circuit block diagram of a conventional frequency dividing device.
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of each part in FIG. 3. 1.3, 5, 7, 14, 17.22...AND
Circuit, 2.4, 6, 8, 11.13, 16, 19.21
...D flip-flop (DFF), 9...
...EXNOR circuit, 1o, 20...--NAN
DAND circuit, 15°18...EXOR circuit. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person
”ε
-,1-! knee hy-J poor zo
(.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 2つの入力端子を持つAND回路と、前記AND回路の
出力がデータ入力端子に入力され、クリア端子にリセッ
ト信号が入力され、クロック端子に分周される信号が入
力されたDフリップフロップとを1組とし、前記AND
回路の一方の入力端子をDフリップフロップのデータ入
力端子とみなしてこれらN組と、EXNOR回路とで構
成された周期(2^N−1)のM系列(maximu−
lengthlinear shift regist
er sequence)発生器と、所望の分周比によ
って、前記N個のDフリップフロップのそれぞれの非反
転出力または反転出力のどちらか一方の出力が入力され
、出力が前記AND回路のもう一方の入力端子に入力さ
れるN入力のNAND回路とで構成され、前記NAND
回路の出力を分周出力とする分周装置。
An AND circuit having two input terminals, and a D flip-flop in which the output of the AND circuit is inputted to a data input terminal, a reset signal is inputted to a clear terminal, and a signal to be frequency divided is inputted to a clock terminal. and the above AND
One input terminal of the circuit is regarded as the data input terminal of a D flip-flop, and an M series (maximu-
length linear shift register
er sequence) generator and a desired frequency division ratio, either the non-inverting output or the inverting output of each of the N D flip-flops is input, and the output is input to the other input of the AND circuit. and a NAND circuit with N inputs input to the terminal.
A frequency dividing device that divides the output of a circuit.
JP15905886A 1986-07-07 1986-07-07 Frequency divider Pending JPS6314520A (en)

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US5345109A (en) * 1993-03-30 1994-09-06 Intel Corporation Programmable clock circuit

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JPS5611250A (en) * 1979-07-09 1981-02-04 Daicel Ltd Packing material

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US5345109A (en) * 1993-03-30 1994-09-06 Intel Corporation Programmable clock circuit

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