KR20010035627A - Frequency multiplier using delay line - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 주파수 체배기에 관한 것으로서, 특히 간단한 CMOS 로직을 사용하여 정밀하게 동기된 2배의 비디오 클럭을 발생시키기 위한 딜레이 라인을 이용한 주파수 체배기에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to frequency multipliers, and more particularly to frequency multipliers using delay lines for generating precisely doubled video clocks using simple CMOS logic.
도 1에 도시된 바와 같이, 비디오 클럭(VCLK)에 의하여 인쇄할 비디오 데이터를 입력하여 레이져 다이오드(Laser Diode)를 통해 종이에 화상을 구현하는 프린터 시스템에 있어서, 같은 용지에서 출력되는 화질의 해상도를 높이기 위하여 보다 밀도가 높은 화상 데이터를 가져와야 하는데, 이를 위해서는 비디오 클럭의 주파수를 높일 필요가 있다. 비디오 클럭의 주파수를 높이는 방법 중의 하나가 해상도를 2배 높이기 위하여 비디오 클럭(VCLK)을 2채배시키는 것이다.As shown in FIG. 1, in a printer system that inputs video data to be printed by a video clock VCLK and implements an image on paper through a laser diode, the resolution of the image quality output from the same paper is measured. In order to increase the density of image data, a higher density of the video clock is required. One way to increase the frequency of the video clock is to double the video clock VCLK to double the resolution.
도 1에 의한 칼라 프린터는 PC로부터 인쇄할 화상 데이터를 MCU(101)를 통하여 비트맵(Bitmap) 이미지로 변환되고, 이를 일시적으로 메모리(102)에 저장시킨다. 그리고 나서, 메모리(102)에 저장된 비트맵 이미지를 비디오 클럭을 통하여 엔진(104)으로 전송하고, 전송된 비트맵 이미지는 결상렌즈(43) 등을 통하여 용지에 인쇄된다.The color printer shown in FIG. 1 converts image data to be printed from a PC into a bitmap image through the MCU 101, and temporarily stores it in the memory 102. FIG. Then, the bitmap image stored in the memory 102 is transmitted to the engine 104 via the video clock, and the transmitted bitmap image is printed on paper through the imaging lens 43 or the like.
종래의 기술에 의하여 비디오 클럭을 2채배시키는 장치는 도 3에 도시된 바와 같은 구성에 의하여, 비동기 신호인 VCLK(도 4a)을 일정한 게이트 딜레이(301)를 사용하여 지연시켜 지연된 VCLK(도 4b)를 얻고, 배타적 논리합 게이트(302)의 입력단자에 VCLK와 지연된 VCLK을 인가하면 출력단자에서는 도 4(c)에 도시된 파형과 같이 2채배된 VCLK(D_VCLK)가 발생된다.The apparatus for doubling the video clock according to the prior art has a delayed VCLK (FIG. 4B) by delaying the asynchronous signal VCLK (FIG. 4A) using a constant gate delay 301 by the configuration as shown in FIG. When the VCLK and the delayed VCLK are applied to the input terminal of the exclusive OR gate 302, the output terminal generates the doubled VCLK (D_VCLK) as shown in the waveform shown in FIG.
그런데, 여기서 사용되는 게이트 딜레이(301)를 일반적인 CMOS 로직으로 구성할 경우 온도나 전원전압 그리고 여러가지 환경(공정)에 따라 지연되는 시간이 달라지므로 D_VCLK의 듀티(Duty)는 일정하지 않게 되는데, 이로 인하여 프린터의 화질을 저하시키는 문제점이 있으며, 심한 경우에는 VCLK가 일부 소실되는 문제점이 있었다.However, when the gate delay 301 used here is composed of general CMOS logic, the delay time varies depending on temperature, power supply voltage, and various environments (processes), so the duty of D_VCLK is not constant. There is a problem of deteriorating the image quality of the printer, and in severe cases there was a problem that some of the VCLK is lost.
이에 부가하여, 벨트 방식의 칼라 프린터에서와 같이 4개의 칼라(Y,M,C,K)를 위해 각각의 VCLK를 발생하는 경우에 4개의 2채배된 VCLK의 듀티에 편차가 발생되는 경우에, 듀티의 이들 편차를 조정할 수 없어서 프린터의 화질을 저하시키는 문제점이 있었다.In addition, in the case where a deviation occurs in the duty of four doubled VCLKs in the case of generating each VCLK for four colors (Y, M, C, K) as in a belt type color printer, There was a problem that the image quality of the printer was deteriorated because these deviations of the duty could not be adjusted.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 문제점을 해결하기 위하여 주위 환경(공정)이 변화에 관계없이 일정한 듀티의 2채배 비디오 클럭을 발생시키기 위한 딜레이 라인을 이용한 주파수 체배기를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a frequency multiplier using a delay line for generating a double duty video clock of a constant duty regardless of a change in the surrounding environment (process).
도 1은 본 발명에 의한 딜레이 라인을 이용한 주파수 체배기를 적용한 칼라 레이저 프린터의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a color laser printer to which a frequency multiplier using a delay line according to the present invention is applied.
도 2는 칼라 레이저 프린터의 용지에 대한 라인 동기신호 및 페이지 동기신호를 도시한 것이다.2 shows a line synchronizing signal and a page synchronizing signal for a sheet of a color laser printer.
도 3은 종래의 기술에 의한 주파수 체배기의 구성도이다.3 is a block diagram of a frequency multiplier according to the related art.
도 4는 도 3에 도시된 주요 신호의 타이밍도이다.4 is a timing diagram of main signals shown in FIG. 3.
도 5는 본 발명에 의한 딜레이 라인을 이용한 주파수 체배기의 구성도이다.5 is a configuration diagram of a frequency multiplier using a delay line according to the present invention.
도 6은 도 5에 도시된 주요 신호의 타이밍도이다.6 is a timing diagram of main signals shown in FIG. 5.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 의한 딜레이 라인을 이용한 주파수 체배기는 동기신호의 주파수를 시스템 클럭 펄스를 이용하여 2채배시키는 장치에 있어서, 상기 시스템 클럭 펄스를 입력하여, n개의 직렬로 연결된 게이트 딜레이에 의하여 각각 지연시키기 위한 제1딜레이 라인, 상기 동기신호를 입력하여, n개의 직렬로 연결된 게이트 딜레이에 의하여 각각 지연시키기 위한 제2딜레이 라인, 상기 제1딜레이 라인을 구성하는 각 게이트 딜레이의 출력신호들을 소정의 주기별로 래치시키기 위한 래치, 상기 래치에 저장된 값들의 논리값을 분석하여 원하는 듀티에 상응하는 게이트 딜레이 위치를 계수화한 딜레이 제어값을 발생시키기 위한 인코더, 상기 제2딜레이 라인을 구성하는 각 게이트 딜레이의 출력신호들을 입력하고, 상기 딜레이 제어값에 의하여 하나의 입력신호를 선택하여 출력시키기 위한 멀티플렉서 및 상기 동기신호와 상기 멀티플렉서의 출력신호를 배타적 논리합 연산시키기 위한 배타적 논리합 게이트를 포함함을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, a frequency multiplier using a delay line according to the present invention is a device for multiplying a frequency of a synchronization signal by using a system clock pulse. A first delay line for each delay by a delay, a second delay line for inputting the synchronization signal, and a delay for each delay by n serially connected gate delays, and an output of each gate delay constituting the first delay line A latch for latching signals at predetermined intervals, an encoder for generating a delay control value digitizing a gate delay position corresponding to a desired duty by analyzing a logic value of values stored in the latch, and the second delay line Input the output signals of the respective gate delays, and And the output signal from the multiplexer for selecting and outputting one of the input signal by the control value and the synchronization signal and the multiplexer, characterized in that comprises the exclusive-OR gate for exclusive-or operation.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 딜레이 라인을 이용한 주파수 체배기는 펄스 발생기(501), 논리곱 게이트(502), 제1딜레이 라인(503), 래치(504), 인코더(505), 가감기(506), 제2딜레이 라인(508), 배타적 논리합 게이트(509)를 구비한다.As shown in FIG. 5, the frequency multiplier using the delay line according to the present invention includes a pulse generator 501, an AND gate 502, a first delay line 503, a latch 504, an encoder 505, An accelerometer 506, a second delay line 508, and an exclusive OR gate 509 are provided.
딜레이 라인(503)은 2채배된 클럭 펄스(CLK2X)를 입력하여, 딜레이 라인을 구성하는 n개의 게이트 딜레이에 의하여 지연된다. 여기서 게이트 딜레이의 개수(n)는 딜레이 라인(503)의 총 지연시간이 CLK2X의 1/2주기에 해당하는 시간보다는 크고 1주기에 해당하는 시간보다는 작게 설정하는 것이 효과적이다. 여기서, CLK2X는 크리스탈 발진소자 등을 이용하여 발생되는 발진 클럭으로서, 온도 등의 외부 환경의 영향을 거의 받지 않는다.The delay line 503 receives the doubled clock pulse CLK2X and is delayed by n gate delays constituting the delay line. In this case, it is effective to set the number n of gate delays to be larger than the time corresponding to 1/2 cycle of CLK2X and smaller than the time corresponding to one cycle of delay line 503. Here, the CLK2X is an oscillation clock generated using a crystal oscillation element or the like and is hardly influenced by an external environment such as temperature.
예를들어 CLK2X의 주파수가 50MHz이고, 게이트 딜레이의 표준 설계 지연시간이 1μSEC인 경우라고 가정하면 다음과 같다.For example, suppose the CLK2X has a frequency of 50MHz and the standard delay of the gate delay is 1µSEC.
CLK2X의 1/2주기에 해당하는 위치인 폴링 에지(falling edge) 또는 라이징 에지(rasing edge)에서 딜레이 라인(503)을 구성하는 게이트 딜레이의 값이 ″1″에서 ″0″ 또는 ″0″에서 ″1″로 전환된다. 게이트 딜레이가 환경적인 영향을 받지 않고 정확하게 1μSEC 지연시간을 갖는다고 가정하면, CLK2X의 1/2주기는 10μSEC이므로 1번째 게이트 딜레이에서 1O번째 게이트 딜레이까지는 동일한 논리값을 출력하고, 11번째 게이트 딜레이에서 10번째 게이트 딜레이와는 상반된 논리값을 출력하게 된다.The value of the gate delay constituting the delay line 503 at the falling edge or rising edge, which is a position corresponding to one-half period of the CLK2X, is from ″ 1 ″ to ″ 0 ″ or ″ 0 ″. Switch to ″ 1 ″. Assuming that the gate delay has exactly 1μSEC delay time without any environmental influence, the half cycle of CLK2X is 10μSEC, so it outputs the same logic value from the 1st gate delay to the 10th gate delay, and at the 11th gate delay The logic value opposite to the 10th gate delay is output.
그런데, 만일 게이트 딜레이가 온도, 전압 또는 공정 등의 환경적인 영향에 의하여 지연시간이 변경되는 경우에는 출력값이 반전되는 게이트 딜레이의 위치가 변경될 것이다. 이에 따라서, 딜레이 라인(503)은 환경의 변화를 고려하여 실질적으로 CLK2X의 1/2주기의 길이 또는 위치를 알려주는 역할을 한다.However, if the delay time is changed due to environmental effects such as temperature, voltage or process, the position of the gate delay in which the output value is inverted will be changed. Accordingly, the delay line 503 serves to inform the length or position of the 1/2 cycle of the CLK2X substantially in consideration of changes in the environment.
래치(504)는 딜레이 라인(503)을 구성하는 n개의 게이트 딜레이의 출력을 도 2에 도시된 라인 동기신호(Line_Sync) 또는 페이지 동기신호(Page_Sync)의 주기별로 래치시킨다. 본 발명의 일 실시 예에서는 라인 동기신호(Line_Sync)의 주기별로 래치시켰다.The latch 504 latches the outputs of the n gate delays constituting the delay line 503 for each period of the line sync signal Line_Sync or the page sync signal Page_Sync shown in FIG. 2. In an embodiment of the present invention, the latch is latched for each cycle of the line sync signal Line_Sync.
즉, 펄스 발생기(501)는 라인 동기신호가 입력될 때마다 CLK2X에 의하여 하나의 펄스를 발생시킨다. 그리고, 논리곱 게이트(502)의 입력단자에 펄스 발생기(501)의 출력신호와 CLK2X를 인가하여, 이들 입력신호들을 논리곱 연산하여 라인 동기신호가 발생되는 시점마다 단일의 펄스를 발생시키고, 이를 래치(504)의 클럭(CK)단자에 인가함으로써, 라인 동기신호의 주기별로 입력되는 딜레이 라인(503)의 각각의 게이트 딜레이의 출력값들을 래치시킨다.That is, the pulse generator 501 generates one pulse by the CLK2X every time the line synchronization signal is input. In addition, the output signal of the pulse generator 501 and CLK2X are applied to the input terminal of the AND gate 502, and the result is calculated by performing an AND operation on these input signals to generate a single pulse every time a line sync signal is generated. By applying to the clock CK terminal of the latch 504, the output values of the respective gate delays of the delay line 503 input for each cycle of the line synchronization signal are latched.
그러면, 인코더(505)에서는 래치(504)에 저장되어 있는 각 게이트 딜레이의 값을 이용하여 비디오 클럭(VCLK)의 듀티를 결정하는 딜레이 제어값을 발생시킨다.Then, the encoder 505 generates a delay control value for determining the duty of the video clock VCLK using the value of each gate delay stored in the latch 504.
즉, 도 6(a)및 도 6(b)에 도시된 바와 같이, CLK2X의 주파수를 VCLK의 주파수의 2배로 설정하면, CLK2X의 1/2주기는 VCLK의 1/4주기에 해당된다. 따라서, 일 예로서 VCLK의 듀티를 50%로 하여 2채배시키고자 하는 경우에는 VCLK의 1/4주기의 위치에 해당하는 값인, 연속하는 게이트 딜레이의 논리값이 반전되는 게이트 딜레이의 위치값에 해당하는 딜레이 제어값을 발생시킨다.That is, as shown in FIGS. 6A and 6B, when the frequency of CLK2X is set to twice the frequency of VCLK, one half of CLK2X corresponds to one quarter of VCLK. Thus, for example, in the case of doubling the duty of the VCLK at 50%, the logic value of the continuous gate delay corresponding to the position of the quarter cycle of the VCLK corresponds to the position value of the gate delay inverted. Generate a delay control value.
가감기(506)는 외부 어플리케이션(application) 회로에 의하여 발생되는 2채배되는 VCLK 듀티의 편차를 보정해주는 역할을 한다. 즉, 인코더(505)에서 출력되는 딜레이 제어값에 외부 환경에 의한 영향을 고려한 조정값(Adjust_Value)을 가감시킨다.The adjuster 506 serves to correct a deviation of the doubled VCLK duty generated by an external application circuit. That is, an adjustment value (Adjust_Value) in consideration of the influence of the external environment is added or subtracted to the delay control value output from the encoder 505.
제2딜레이 라인(507)은 VCLK를 각각의 게이트 딜레이를 통하여 지연시키며 제1딜레이 라인(503)과 쌍으로 구성되어 동일한 특성을 갖는다. 즉, 제1딜레이 라인(503)과 동일한 개수의 게이트 딜레이로 구성되어 있으며 동일한 지연시간을 갖고 있을 뿐만 아니라 온도, 전압 및 공정(환경)에 따른 변화량도 동일하다.The second delay line 507 delays VCLK through each gate delay and is configured in pairs with the first delay line 503 to have the same characteristics. That is, it is composed of the same number of gate delays as the first delay line 503, has the same delay time, and the same amount of change according to temperature, voltage, and process (environment).
멀티플렉서(508)는 제2딜레이 라인(507)을 구성하는 각 게이트 딜레이의 출력을 입력하여, 가감기(506)에서 보정된 딜레이 제어값에 의하여 입력 게이트 딜레이를 선택하여 해당 게이트 딜레이에서 지연된 VCLK를 출력시킨다.The multiplexer 508 inputs the output of each gate delay constituting the second delay line 507, selects an input gate delay according to the delay control value corrected by the adder / lower 506, and selects the VCLK delayed at the corresponding gate delay. Output it.
즉, CLK2X의 주파수를 VCLK의 주파수의 2배로 설정하고, VCLK의 듀티를 50%로 하여 2채배시키고자 하는 경우에 조정값이 ″0″인 경우에, 멀티플렉서(508)에서는 인코더(505)에서 출력되는 VCLK의 1/4주기에 해당하는 게이트 딜레이 위치값을 알리는 딜레이 제어값에 의하여 제2딜레이 라인(507)에서 출력되는 1/4주기의 지연시간을 갖는 게이트 딜레이를 선택하여 출력한다.In other words, when the frequency of CLK2X is set to twice the frequency of VCLK, and the adjustment value is ″ 0 ″ to double the frequency of VCLK at 50%, the multiplexer 508 uses the encoder 505. A gate delay having a quarter cycle delay time output from the second delay line 507 is selected and output based on a delay control value indicating a gate delay position value corresponding to a quarter cycle of the output VCLK.
이에 따라서, 멀티플렉서(508)에서 출력되는 MUX_OUT는 도 6(c)에 도시된 바와 같이 온도, 전압 및 공정에 따른 외부 환경의 변화에 관계없이 VCLK의 1/4주기 지연된 신호에 해당된다.Accordingly, the MUX_OUT output from the multiplexer 508 corresponds to a 1/4 cycle delayed signal of the VCLK regardless of changes in the external environment according to temperature, voltage, and process as shown in FIG. 6C.
배타적 논리합 게이트(509)에 의하여 멀티플렉서(508)의 출력인 MUX_OUT와 VCLK를 배타적 논리합 연산을 실행하면 도 6(d)에 도시된 바와 같이 정확하게 50%의 듀티를 갖는 2채배된 VCLK인 D_VCLK를 얻게된다.Performing an exclusive OR operation on the outputs of the multiplexer 508 and the MUX_OUT and VCLK by the exclusive OR gate 509 yields D_VCLK, which is a doubled VCLK with exactly 50% duty, as shown in FIG. do.
만일, 외부 어플리케이션(application) 회로에 의하여 발생되는 2채배 VCLK 듀티의 편차를 조정할 필요가 없는 경우에는 가감기(506)를 삭제하고, 인코더(505)의 딜레이 제어값을 직접 멀티플렉서(508)에 인가하여 딜레이 라인(507)에서 입력되는 게이트 딜레이 중의 하나를 선택할 수 있다.If it is not necessary to adjust the deviation of the 2-fold VCLK duty generated by the external application circuit, the regulator 506 is deleted and the delay control value of the encoder 505 is directly applied to the multiplexer 508. One of the gate delays input from the delay line 507 may be selected.
본 발명의 일 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 CLK2X의 주파수를 VCLK의 주파수의 2배로 설정하고, VCLK의 듀티를 50%로 하여 2채배시키는 D_VCLK를 발생시키는 것을 목표로 하였으나, 이들 설정값들을 변경시키면 이에 상응하여 듀티를 가변시키기 위하여 인코더(505)에서 출력하는 딜레이 제어값을 변경시켜 달성할 수 있는 것은 당업자에게는 주지의 사실이다.In an exemplary embodiment of the present invention, for convenience of description, the frequency of CLK2X is set to twice the frequency of VCLK, and the DVCVLK is generated to double the frequency of the VCLK at 50%. However, these setting values are changed. In other words, it is well known to those skilled in the art that the delay control value output from the encoder 505 can be achieved to change the duty accordingly.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 쌍으로 이루어진 딜레이 라인을 이용하여 온도, 전압 및 공정(환경) 등의 영향에 관계없이 일정한 듀티의 2채배된 비디오 클럭을 발생시킴으로써, 칼라 프린터에서 색상별로 더블링(doubling)되는 각각의 클럭 듀티간의 편차를 일정하게 유지할 수 있어 고주파 비디오 클럭에 의한 데이터 전송의 신뢰도를 높일 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, by using a pair of delay lines to generate a double duty video clock of a constant duty regardless of the influence of temperature, voltage, process (environment), etc. The deviation between the clock dutys that are doubling can be kept constant, thereby increasing the reliability of data transmission by the high frequency video clock.
Claims (7)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR102127263B1 (en) * | 2019-12-30 | 2020-07-07 | (주)자람테크놀로지 | Optical receiving apparatus having improved burst mode clock and data recovery performance and method thereof |
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1999
- 1999-10-01 KR KR1019990042315A patent/KR20010035627A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2021137385A1 (en) * | 2019-12-30 | 2021-07-08 | (주)자람테크놀로지 | Optical receiving device and method having improved burst mode clock and data recovery performance |
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