KR19990048765A - 크리스탈과 알시 겸용 발진 회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크리스탈과 RC 겸용의 발진회로로서 크리스탈 입출력(Xi, Xo) 양단(21, 22)에 병렬로 연결되는 저항(23) 및 제 1 인버터(25)와; 상기 제 1 인버터(25)의 출력을 반전하여 출력하는 제 2 인버터(26)와; 상기 크리스탈 입력단(21)과 상기 제 1 인버터(25)의 입력단이 연결된 제 1 노드(N21)에 입력단이 연결되는 제 3 인버터(27)와; 상기 제 3 인버터(27)의 출력을 반전하는 제 4 인버터(28)와; 상기 제 3 인버터(27)의 입력단과 상기 제 4인버터(28)의 출력단에 연결되는 캐패시터(24)를 포함하여 구성되어 크리스탈 입력단에 구성되는 인버터의 사이즈를 크리스탈 발진 회로에 적합하도록 설계하므로서 종래에 낮은 전압에서 발생되는 발진 이상을 감소 시켜 안정적인 발진 동작이 가능하다.

Description

크리스탈과 알시 겸용 발진 회로(A COMBINED CRYSTAL AND RC OSCILLATOR CIRCUIT)

본 발명은 발진 회로(Oscillator Circuit)에 관한 것으로서, 구체적으로는 크리스탈(Crystal)과 RC 겸용의 발진 회로에 관한 것이다.

도 1은 종래의 크리스탈과 RC 겸용의 발진 회로의 상세 회로도이다.

종래의 크리스탈과 RC 겸용의 발진기는 집적 회로(IC; Integrated Circuit)에 내장 시에 사용자에게 별도의 옵션(option)이나 제한없이 외부에 크리스탈(수정 발진자) 또는 저항만을 연결하게 함으로써 편리함을 제공하였다.

일반적인 회로의 구성은 첨부 도면 1과 같이 크리스탈 발진기로 사용할 때 증폭 동작을 위한 제 1 및 제 2 인버터(15, 16)와, 피드백(Feedback)을 위한 저항(13)과, RC 발진시 사용되는 캐패시터(Capacitor)(12)로 구성되어 있다.

이러한 종래의 크리스탈과 RC 겸용의 발진기에서 RC 발진기로 동작시 가장 문제가 되는 것은 상기 제 1 인버터(15)와 제 2 인버터(16)가 연결과 노드 N12가 상기 저항(13)에 의해 변화되는 것이 상기 캐패시터(14)에 의해 변화되는 것 보다 빠르게 되어 정상적인 파형 변화를 방해하게 된다. 이러한 현상은 결과적으로 이상 발진을 함으로 주파수 변화가 심하여 오동작의 원인이 되고 특히, 이러한 이상 발진은 저전압에서 그 현상이 더 심화된다.

그러나 크리스탈과 RC 겸용의 발진 회로에서 그 회로 구성상 상기 제 1 인버터(15)의 입력단 노드 N11이 먼저 변하고 나서 상기 노드 N12가 변화하기 때문에 위와 같은 오동작을 막기위한 상호간의 딜레이(Delay)를 조정하기 힘들고, 또 크리스탈 발진기의 동작 특성을 만족하기 위해 상기 제 1 및 제 2 인버터(15, 16)를 임의로 조정하기 힘들다.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서 발진 이상을 감소 시켜 낮은 전압에서도 정상적인 발진 동작이 가능한 크리스탈과 RC 겸용의 발진 회로를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 크리스탈과 RC 겸용의 발진 회로의 상세 회로도;

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 크리스탈과 RC 겸용의 발진 회로의 상세 회로도; 그리고

도 3은 도 1에 도시된 노드 N11의 전압 변화를 보여주는 파형도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

11, 12, 21, 22 : 크리스탈 접속 단자 13, 23 : 저항

13, 16, 25, 26, 27, 28 : 인버터 14, 24 : 캐패시터

상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 크리스탈과 RC 겸용의 발진회로는: 크리스탈 입출력 양단에 병렬로 연결되는 저항 및 제 1 인버터와; 상기 제 1 인버터의 출력을 반전하여 출력하는 제 2 인버터와; 상기 크리스탈 입력단과 상기 제 1 인버터의 입력단이 연결된 노드에 입력단이 연결되는 제 3 인버터와; 상기 제 3 인버터의 출력을 반전하는 제 4 인버터와; 상기 제 3 인버터의 입력단과 상기 제 4인버터의 출력단에 연결되는 캐패시터를 포함한다.

(실시예)

이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 크리스탈과 RC 겸용의 발진기의 설명에 있어서 먼저, 도 1에 도시된 종래의 크리스탈과 RC 겸용의 발진기의 동작을 살펴본다. 도 1을 참조하여, 종래의 크리스탈과 RC 겸용의 발진기의 동작은 다음과 같다.

먼저, 노드 N11에서의 초기 전압을 0V라 할 때, 노드 N11의 전압 변화는 도 3에 도시된 바와 같다.

초기에 상기 노드 N11에서의 전압이 로우 레벨(Low Level)이라면 노드 N12의 전압은 하이레벨(High Level)이 된다. 이 경우에 캐패시터(14)는 충전을 시작한다. 상기 노드 N11의 전압이 제 1 인버터(15)의 문턱 전압(Threshold Voltage)을 지나는 순간 상기 노드 N12는 로우가 되기 시작하고 그 후 제 2 인버터(16)에 의한 지연 시간만큼 지난 후 노드 N13은 하이레벨이 된다.

즉 상기 노드 N12와, 상기 노드 N13의 지연 시간이 작으면 전원 전압 Vdd와 상기 노드 N11의 전압 Vinv의 합 Vdd+Vinv 까지 상기 캐패시터(14)에 충전 가능하다. 그러나, 만약 지연 시간이 크면 상기 노드 N12에서 이미 방전을 시작함으로 Vdd+Vinv 보다 작은 값으로 상기 캐패시터(14)에 충전된다.

따라서 종래의 크리스탈과 RC 겸용의 발진기는 전원 전압이나 인버터들의 사이즈 등에 따라 주파수가 영향을 받게 된다. 이러한 영향은 특히 전원 전압이 낮을수록 많은 영향을 받게 된다. 이러한 문제를 극복하기 위해 인버터들의 사이즈를 조정할 수 있으나, 사이즈를 조정하는 경우 크리스탈 발진기로 사용할 때에 생기는 문제들 예컨대, 전류 소비, 외부 크리스탈과의 매칭(Matching)이 어려운 문제 등으로 인버터들의 사이즈를 조정하기가 어렵다. 이런 문제를 극복하기 위해 본 발명에서는 크리스탈 입력단에 구성되는 인버터의 사이즈 조정이 용이한 크리스탈과 RC 겸용의 발진기를 제공한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 크리스탈과 RC 겸용의 발진 회로의 상세 회로도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 크리스탈과 RC 겸용의 발진 회로는 크리스탈 입출력(Xi, Xo) 양단(21, 22)에 병렬로 연결되는 저항(23) 및 제 1 인버터(25)와, 상기 제 1 인버터(25)의 출력을 반전하여 출력하는 제 2 인버터(26)와, 상기 크리스탈 입력단(21)과 상기 제 1 인버터(25)의 입력단이 연결된 노드 N21에 입력단이 연결되는 제 3 인버터(27)와, 상기 제 3 인버터(27)의 출력을 반전하는 제 4 인버터(28)와, 상기 제 3 인버터(27)의 입력단과 상기 제 4인버터(28)의 출력단에 연결되는 캐패시터(24)로 구성된다.

이상과 같이 구성된 크리스탈과 RC 겸용의 발진 회로는 상기 제 1 인버터(25)의 사이즈를 크리스탈 발진 회로에 적합하도록 설계후 상기 제 3 인버터(27)와 상기 제 4 인버터(28)를 이용하여 상술한 종래의 문제점을 해결할 수 있다.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 크리스탈 입력단에 구성되는 인버터의 사이즈를 크리스탈 발진 회로에 적합하도록 설계하므로서 종래와 같이 낮은 전압에서 발생되는 발진 이상을 감소 시켜 안정적인 발진 동작이 가능하다.

Claims (1)

1. 크리스탈과 RC 겸용의 발진회로에 있어서:

   크리스탈 입출력(Xi, Xo) 양단(21, 22)에 병렬로 연결되는 저항(23) 및 제 1 인버터(25)와;

   상기 제 1 인버터(25)의 출력을 반전하여 출력하는 제 2 인버터(26)와;

   상기 크리스탈 입력단(21)과 상기 제 1 인버터(25)의 입력단이 연결된 노드(N21)에 입력단이 연결되는 제 3 인버터(27)와;

   상기 제 3 인버터(27)의 출력을 반전하는 제 4 인버터(28)와;

   상기 제 3 인버터(27)의 입력단과 상기 제 4인버터(28)의 출력단에 연결되는 캐패시터(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 크리스탈과 RC 겸용의 발진 회로.