JPH0226415A - カウンタ回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、デジタル回路で用いられるカウンタ回路に関
するものである。

［従来の技術］ 従来、デジタル回路で用いられるこの種のカウンタ回路
は、第２図に示すように、縦続接続されたマスタースレ
ーブ型のフリップフロップ回路ＦＦ１〜ＦＦｎを用いて
形成されており、前段のフリップフロップＦＦ、、ＦＦ
２・・・・・・・・・・・・の出力Ｑを次段のフリップ
フロラ１ＦＦ２．ＦＦ３・・・・・・・・・・・・のク
ロック端子Ｔに入力し、初段のフリップフロップＦＦ、
のクロック端子Ｔに、クロックパルスＣＬとｎ段目のフ
リップフロップＦＦｎ出力Ｑとをナンド回路ＮＡにて否
定論理積演算した出力が入力されている。

いま、各フリップフロラ１ＦＦ、〜ＦＦｎのリセット端
子πは並列接続され、リセット入力端子Ｔ、ｌに入力さ
れているリセット信号ＲＥが”Ｌ“のとき、総てのフリ
ップフロップＦＦ、〜ＦＦｎがリセットされており、出
力端子ＴＯは”Ｌ”になっている、一方、リセット端子
Ｒが”Ｈ”になると、クロック入力端子Ｔｃに入力され
ているクロックパルスＣＬを２６個カウントしたとき、
出力端子Ｔｏが“Ｈ”になってカウント動作を終了する
ようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述の従来例にあっては、−時記憶素子
であるフリップフロップＦ　Ｆ　ｌ”＝　Ｆ　Ｆ　ｎを
縦続接続してクロック情報（”１”、”０”）を伝達す
ることによりカウンタ回路を構成していたので、カウン
ト数が大きくなると、それに応じて多数のフリップフロ
ップＦＦ、〜ＦＦｎを用いる必要があり、回路構成が複
雑になるとともに、ＩＣ化する場合に大きな面積を必要
とするという問題があった。また、２６以外のカウント
数を実現するには、フィードバック回路を付加する必要
があるので、回路構成がより複雑化するとともにカウン
ト数の変更が容易にできないという問題があった。

本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、回路構成が簡単で、ＩＣ化時した場
合の面積を小さくすることができ、しかも任意のカウン
ト数を容易に実現できるカウンタ回路を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］ 本発明のカウンタ回路は、クロック入力端子に印加され
るクロックパルスの″Ｈ″期間にオンされる充電制御用
スイッチ素子を介して回路電源電圧で充電される小容量
の第１コンデンサと、上記クロックパルスの”し”期間
にオンされる電荷転送用スイッチ素子を介して第１コン
デンサの電荷によって充電される大容量の第２コンデン
サと、第２コンデンサの両端電圧が基準電圧よりも大き
くなったかどうかを判定する電圧比較器とで構成され、
第１．第２コンデンサの容量比および回路電源電圧、基
準電圧によりカウント数を設定し、電圧比較器出力をカ
ウンタ出力としたものである。

［作　用］ 本発明は上述のように構成されており、小容量の第１の
コンデンサをクロックパルスの”Ｈ”期間に回路電源電
圧で充電し、大容量の第２のコンデンサを上記クロック
パルスの”Ｌ“期間に第１コンデンサの電荷によって充
電し、第２のコンデンサの両端電圧が基準電圧よりも大
きくなったかどうかを電圧比較器にて判定し、電圧比較
器出力をカウンタ出力としたものであり、フリップフロ
ップを用いて形成する場合に比べて回路構成が簡単で、
ＩＣ化した場合の面積を小さくすることができ、また、
第１．第２コンデンサの容量比および回路電源電圧、基
準電圧によりカウント数が設定できるので、任意のカウ
ント数を容易に実現できるようになっている。

［実施例］ 第１図は本発明一実施例を示すもので、クロック入力端
子Ｔｃに印加されるクロックパルスＣＬの”Ｈ”期間に
オンされるｐＭＯＳトランジスタよりなる充電制御用ス
イッチ素子５を介して回路電源電圧■。。で充電される
小容量の第１コンデンサ１と、上記クロックパルスＣＬ
の”Ｌ″期間オンされる９ＭＯ３）ランジスタよりなる
電荷転送用スイッチ素子４を介して第１コンデンサ１の
電荷によって充電される大容量の第２コンデンサ２と、
第２コンデンサ２の両端電圧Ｖｃ２が基準電圧Ｖｒｅｆ
よりも大きくなったかどうかを判定する電圧比較器つと
で構成され１．第１．第２コンデンサ１，２の容量比お
よび回路電源電圧Ｖ。ｌｌｌ、基準電圧Ｖ　ｒ　ｅ　ｆ
によりカウント数２″を設定している。また、実施例で
は、リセット入力端子Ｔ８に印加されるリセット信号Ｒ
Ｅにて任意にリセットが行えるようにするため、ナンド
回路８、インバータ回ｎ７およびｎＭＯ３）ランジスタ
よりなる放電用スイッチ素子３を設けており、リセット
信号ＲＥが”Ｌ”のとき、クロックパルスＣＬの入力を
阻止するとともに、放電用スイッチ素子３をオンして第
２コンデンサ２の電荷を放電させるようにしている。な
お、充電制御用スイッチ素子５は、インバータ６にて反
転されたクロックパルスＣＬによって制御され、電荷転
送用スイッチ素子４はクロックパルスＣＬによって制御
され、両スイッチ素子４，５は交互にオン、オフされる
ようになっている。

以下、実施例の動作について説明する。いま、リセット
端子Ｔｌｌに入力されるリセット信号ＲＥが”Ｌ”の場
合には、ナンド回路８出力が”Ｈ”になって、充電制御
用スイッチ素子５がオン、電荷転送用スイッチ素子４が
オフされ、第１コンデンサ１が回路電源電圧ＶＤＤまで
充電されている。

このとき、同時に放電用スイッチ素子３がオンされて第
２コンデンサ２の電荷が放電されているので、電圧比較
器９の非反転入力端子に入力される第２コンデンサ２の
両端電圧Ｖ　Ｃ２（＝　Ｏ）が反転入力端子電圧Ｖｒｅ
ｆよりも低くなって電圧比較器９出力は”し”になり、
クロックパルスＣＬが入力してもカウンタ出力は得られ
ない。

次に、リセット信号ＲＥがＨ”になると、放電用スイッ
チ素子３がオフになるとともに、ナンド回路８出力はク
ロックパルスＣＬに応じて反転され、充電制御用スイッ
チ素子５および電荷転送用スイッチ素子４が交互にオン
オフされて第２コンデンサ２が徐々に充電されてカウン
タ動作が開始される。ここに、クロックパルスＣＬが”
Ｌ”の場合には、充電制御用スイッチ素子５がオン、電
荷転送用スイッチ素子４がオフになって、第１コンデン
サ１が電源電圧■。。まで充電される０次に、クロック
パルスＣＬが”Ｈ”になると、充電制御用スイッチ素子
５がオフするとともに、電荷転送用スイッチ素子４がオ
ンし、第１コンデンサ１の電荷が電荷転送用スイッチ素
子４を介して第２コンデンサ２に転送される。

ここに、初期状態では、第１コンデンサ１が回路電源電
圧ＶＤＤによって充電され、第２コンデンサ２の電荷が
放電用スイッチ素子３のオンによって放電されているの
で、第１コンデンサ１の両端電圧Ｖ　ｃ　＋　（０）お
よび第２コンデンサ２の両端電圧をＶ　Ｃ２（０）は、 ｖ　ｃ　＋　（ｏ　）　＝Ｖｏ。

Ｖ　Ｃ２（０）　＝　０ となっている。

次に、クロックパルスＣＬが最初に”Ｈ”になったとき
の両コンデンサ１．２の両端電圧ＶＣ＋（ｔ）、ＶＯ２
（１）は、 Ｖ　ｃ　、（１）　＝　Ｖ　Ｃ２（１）＝　（Ｃ＋／　
（Ｃ＋＋Ｃ２））Ｖａｎとなる。但し、Ｃ，、Ｃ，は、
第１．第２コンデンサ１，２の容量である。

次に、タロツクパルスＣＬが”Ｌ”になると、充電制御
用スイッチ素子５がオンして第１コンデンサ１が回路電
源電圧■。０まで充電されるが、電荷転送用スイッチ素
子４がオフしているので、第２コンデンサ２の電荷は保
存され、両端電圧は■ｃ２（１）となっている。

次に、クロックパルスＣＬが”　Ｈ″になって電荷転送
用スイッチ素子４がオンすると、第１コンデンサ１の電
荷が再び第２コンデンサ２に転送され、このときの両コ
ンデンサ１．２の両端電圧ＶＣ＋　（２）、ＶＯ２（２
）は、 Ｖ　ｃ　＋　（２）　＝　Ｖ　Ｃ２（２）したがって、
クロックパルスＣＬがＮ回”Ｈ”になると、両コンデン
サ１．２の両端電圧ＶＣ。

（Ｎ）、Ｖｃｚ（Ｎ）は、 Ｖ　ｃ　１（Ｎ　）　＝　Ｖ　Ｃ２（Ｎ　）＝　１１−
　（ｘ＞　’ｌ　ｖｏ。

但し、Ｘ　＝　Ｃ２／　（Ｃ＋　＋　Ｃ２）となる。

ここに、タロツクパルスＣＬがＮ回″Ｈ”になったとき
の第２コンデンサ２の両端電圧Ｖ　Ｃ２（Ｎ　）が基準
電圧Ｖｒｅｆになったとき、電圧比較器９出力が反転し
て”Ｈ”になるので、クロックパルスＣＬをＮ回カウン
トしたことを示すカウンタ出力が得られることになり、
カウント数Ｎは次式で求められる。

なお、Ｃ＋　＝　Ｉ　Ｐ　Ｆ　、　Ｃ２＝　９　ｐ　Ｆ
　、　Ｖ　ｒ　ｅ　ｆ２．６Ｖ、Ｖ、、＝５Ｖとした場
合には、Ｎ＝６となる。

本発明は上述のように、小容量の第１コンデンサ１をク
ロックパルスＣＬの”　Ｈ”期間に回路電源電圧■。。

で充電し、大容量の第２コンデンサ２を上記クロックパ
ルスＣＬの”Ｌ”期間に第１コンデンサ１の電荷によっ
て充電し、第２コンデンサ２の両端電圧Ｖ　Ｃ２（Ｎ　
）が基準電圧Ｖｒｅｆよりも大きくなったかどうかを電
圧比較器９にて判定し、電圧比較器９出力をカウンタ出
力としたものであり、従来例のように７リツプ７０ツブ
ＦＦ、〜ＦＦｎを用いて形成する場合に比べて回路構成
が簡単で、ＩＣ化した場合の面積を小さくすることがで
きることになる。また、第１．第２コンデンサ１，２の
容量比および回路電源電圧■。。、基準電圧Ｖｒｅ　ｆ
によりカウント数Ｎが設定できるので、任意のカウント
数Ｎを容易に実現できるようになっている。さらにまた
、第１．第２コンデンサ１，２の容量比によってカウン
ト数Ｎを設定しているので、ＩＣ化した場合のばらつき
誤差を小さくすることができるようになっている。

［発明の効果］ 本発明は上述のように構成されており、小容量の第１の
コンデンサをクロックパルスの”Ｈ”期間に回路電源電
圧で充電し、大容量の第２のコンデンサを上記クロック
パルスの′Ｌ”期間に第１コンデンサの電荷によって充
電し、第２のコンデンサの両端電圧が基準電圧よりも大
きくなったかどうかを電圧比較器にて判定し、電圧比較
器出力をカウンタ出力としたものであり、フリップフロ
ップを用いて形成する場合に比べて回路構成が簡単で、
ＩＣ化した場合の面積を小さくすることができ、また、
第１．第２コンデンサの容量比および回路電源電圧、基
準電圧によりカウント数が設定できるので、任意のカウ
ント数を容易に実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の回路図、第２図は従来例の回
路図である。 １は第１コンデンサ、２は第２コンデンサ、３は放電用
スイッチ素子、４は電荷転送用スイッチ素子、５は充電
制御用スイッチ素子、９は電圧比較器である。 代理人　弁理士　石　１）長　七

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）クロック入力端子に印加されるクロックパルスの
   ”Ｈ”期間にオンされる充電制御用スイッチ素子を介し
   て回路電源電圧で充電される小容量の第１コンデンサと
   、上記クロックパルスの”Ｌ”期間にオンされる電荷転
   送用スイッチ素子を介して第１コンデンサの電荷によっ
   て充電される大容量の第２コンデンサと、第２コンデン
   サの両端電圧が基準電圧よりも大きくなったかどうかを
   判定する電圧比較器とで構成され、第１、第２コンデン
   サの容量比および回路電源電圧、基準電圧によりカウン
   ト数を設定し、電圧比較器出力をカウンタ出力としたこ
   とを特徴とするカウンタ回路。