JPH0317251B2 - - Google Patents

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JPH0317251B2
JPH0317251B2 JP58216722A JP21672283A JPH0317251B2 JP H0317251 B2 JPH0317251 B2 JP H0317251B2 JP 58216722 A JP58216722 A JP 58216722A JP 21672283 A JP21672283 A JP 21672283A JP H0317251 B2 JPH0317251 B2 JP H0317251B2
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signal
frequency
oscillation
voltage
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Akira Yamaguchi
Hiroshi Mobara
Hidemi Izeki
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Priority to EP84113778A priority patent/EP0142171B1/en
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Publication of JPS60109332A publication Critical patent/JPS60109332A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K4/00Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions
    • H03K4/02Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having stepped portions, e.g. staircase waveform
    • H03K4/023Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having stepped portions, e.g. staircase waveform by repetitive charge or discharge of a capacitor, analogue generators
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/005Circuits for comparing several input signals and for indicating the result of this comparison, e.g. equal, different, greater, smaller (comparing phase or frequency of 2 mutually independent oscillations in demodulators)
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10LSPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L19/00Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis
    • G10L19/02Speech or audio signals analysis-synthesis techniques for redundancy reduction, e.g. in vocoders; Coding or decoding of speech or audio signals, using source filter models or psychoacoustic analysis using spectral analysis, e.g. transform vocoders or subband vocoders
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/023Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of differential amplifiers or comparators, with internal or external positive feedback
    • H03K3/0231Astable circuits

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  • Multimedia (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、安定な周波数を持つ信号から任意
の倍数の周波数を持つ信号を発生する周波数制御
型の発振回路に関する。
〔発明の技術背景とその問題点〕
最近、デイジタル技術を用いて音声合成を行な
う装置が開発、実用化されている。この装置では
たとえば、インパルスや白色雑音を音源として用
いて、この音源からの信号をいくつかのデイジタ
ル・フイルタ回路を通過させることによつてアナ
ログ音声信号を得るようにしている。そして、上
記各デイジタル・フイルタ回路における条件設定
は、そのときに得るべきアナログ音声信号に対応
して行なわれる。また上記デイジタル音声合成装
置における各デイジタル・フイルタ回路の条件設
定は、実際の音声を分析し認識した結果に基づい
て行なわれる。
第1図は上記音声認識を行なう音声認識回路の
一般的な構成を示す回路図である。第1図におい
て、1はマイクアンプである。このマイクアンプ
1は、図示しないマイクロフオンによつて変換さ
れたアナログ信号を増幅するためのものである。
上記マイクアンプ1の出力はたとえば4個のバン
ドパスフイルタ回路(BPF)2A,2B,2C,
2Dに並列的に供給される。さらに上記バンドパ
スフイルタ回路2A,2B,2C,2Dを通過し
た信号は4個の検出回路(DET)3A,3B,
3C,3Dそれぞれによつて検出され、各検出信
号は4個の各ローパスフイルタ回路(LPF)4
A,4B,4C,4Dに供給される。上記ローパ
スフイルタ回路4A,4B,4C,4Dを通過し
た信号はマルチプレクサ(MPX)5を介してア
ナログ/デイジタル変換回路(A/D)6に選択
的に供給される。そして上記アナログ/デイジタ
ル変換回路6からのデイジタル出力がが前記マイ
クロフオンからの入力音声に対する認識結果とな
る。
ところで、最近の音声認識回路では、スイツチ
ドキヤパシタ・フイルタ技術を用いることによつ
て回路の高集積度化および高精度化が図られるよ
うになつてきており、前記マイクアンプ1、バン
ドパスフイルタ回路2およびローパスフイルタ回
路4はすべてスイツチドキヤパシタ回路を用いて
構成される。このスイツチドキヤパシタ回路を用
いた回路では、各スイツチドキヤパシタ回路を制
御するために、発振回路と、この発振回路の出力
から種々のクロツクパルスを形成するためのクロ
ツク発生回路が必要となる。スイツチドキヤパシ
タ回路における精度は使用されるクロツクパルス
の精度に左右されるものであり、従来このクロツ
クパルスとしてはたとえばCR発振回路の出力か
ら形成したものを用いている。ところが、この
CR発振回路は発振周波数の精度が悪いため、ス
イツチドキヤパシタ回路自体ひいては音声認識回
路の精度を悪化させている。
〔発明の目的〕
この発明は上記のような事情を考慮してなされ
たものであり、その目的とすることとは、クリス
タル振動子等を用いて安定に発振している発振回
路の発振信号を基準信号として利用し、この基準
信号から任意の倍数の周波数を持つ信号を安定に
かつ高精度に発生できる発振回路を提供すること
にある。
〔発明の概要〕
この発明による発振回路では、シユミツト型発
振回路の発振出力周波数に応じてその抵抗値が設
定され、負の等価抵抗を有する負性のスイツチド
キヤパシタ回路および基準信号の周波数に応じて
その抵抗値が設定され、正の等価抵抗を有する正
性のスイツチドキヤパシタ回路が設けられ、上記
負性のスイツチドキヤパシタ回路の一端には一定
の直流電圧が供給され、上記正性のスイツチドキ
ヤパシタ回路の一端には得るべき発振信号の周波
数に応じた値の直流電圧が供給され、上記両スイ
ツチドキヤパシタ回路の出力電流の合成電流値に
応じて上記シユミツト型発振回路の高レベル側の
しきい値電圧の設定が行なわれ、これによりシユ
ミツト型発振回路の発振信号の周波数が調整され
ている。
〔発明の実施例〕
以下図面を参照してこの発明の実施例を説明す
る。第2図はこの発明の発振回路の一実施例に係
る構成を示す回路図である。図において10はキ
ヤパシタ11と4個のスイツチ12ないし15と
を有し、後述するシユミツト型発振回路からの発
振信号SSの周波数Sに応じて抵抗値が設定され、
かつ負の等価抵抗を持つスイツチドキヤパシタ回
路(以下SC回路と略称する)である。このSC回
路10内のキヤパシタ11の一端にはスイツチ1
2および13の各一端が接続されており、さらに
スイツチ12の他端はアース点に接続されてい
る。上記キヤパシタ11の他端にはスイツチ14
および15の各一端が接続されており、さらにス
イツチ14の他端はアース点に接続されている。
そして上記4個のスイチ12ないし15のうちそ
れぞれ2個ずつのスイツチ12,15および1
3,14が、信号SSに応じて交互にオン状態にさ
れる。
20はキヤパシタ21と4個のスイツチ22な
いし25とを有し、周波数が安定した基準信号SC
たとえばクリスタル振動子を用いた発振回路の発
振出力信号SCの周波数Cに応じて抵抗値が設定さ
れ、かつ正の等価抵抗を持つSC回路である。こ
のSC回路20内のキヤパシタ21の一端にはス
イツチ22および23の各一端が接続されてお
り、さらにスイツチ23の他端はアース点に接続
されている。上記キヤパシタ21の他端にはスイ
ツチ24および25の各一端が接続されており、
さらにスイツチ25の他端はアース点に接続され
ている。そして上記4個のスイツチ22ないし2
5のうちそれぞれ2個ずつのスイツチ22,24
および23,25が、信号SCに応じて交互にオン
状態にされる。
上記一方のSC回路10内のスイツチ13の他
端が接続されているa1点には直流電源V1の正極
側が接続されている。上記他方のSC回路20内
のスイツチ22の他端が接続されているa2点には
可変直流電源V2の正極側が接続されている。上
記直流電源V1および可変直流電源V2の各負極側
は共にアース点に接続されている。また、上記一
方のSC回路10内のスイツチ15の他端と他方
のSC回路20内のスイツチ24の他端とが接続
され、この接続点bには積分回路30の入力端が
接続されている。この積分回路30は上記b点に
流れる電流を積分してこの電流の値および極性に
応じた値と極性を持つ電圧VOを得るためのもの
である。
上記積分回路30は、反転入力端子、非反転入
力端子および出力端子を有する差動増幅回路31
とキヤパシタ32とを備えており、キヤパシタ3
2は差動増幅回路31の反転入力端子と出力端子
との間に接続され、差動増幅回路31の非反転入
力端子はアース点に接続されている。この積分回
路30の出力電圧VOは電圧バツフア回路40を
介してシユミツト型発振回路50に供給される。
上記電圧バツフア回路40は反転入力端子、非反
転入力端子および出力端子を有する差動増幅回路
41で構成され、反転入力端子と出力端子とが接
続されかつ非反転入力端子には上記電圧VOが入
力されている。
上記シユミツト型発振回路50内には非反転入
力端子、反転入力端子および出力端子を有する差
動増幅回路51が設けられている。この差動増幅
回路51の非反転入力端子には、高レベル側のし
きい値電圧VHおよび低レベル側のしきい値電圧
VLが交互に入力されるようになつている。上記
高レベル側のしきい値電圧VHは、正極性の電源
電圧VDD印加点と前記電圧バツフア回路40の出
力端子との間に直列接続された2個の抵抗52,
53の直列接続点cで得られ、この電圧VHはP
チヤンネルMOSFET54およびNチヤンネル
MOSFET55からなるCMOSスイツチ56を介
して上記差動増幅回路51の非反転入力端子に入
力されるようになつている。低レベル側のしきい
値電圧VLは、上記電源電圧VDD印加点と負極性の
電源電圧VSS印加点との間に直列接続された2個
の抵抗57,58の直列接続点dで得られ、この
電圧VLはPチヤネルMOSFET59およびNチヤ
ネルMOSFET60からなるCMOSスイツチ61
を介して差動増幅回路51の非反転入力端子に入
力されるようになつている。上記差動増幅回路5
1の出力端子には2個のインバータ62,63が
縦続接続され、後段のインバータ63の出力端と
VSS印加点との間には抵抗64とキヤパシタ65
とが直列接続されている。上記後段のインバータ
63の出力信号は上記CMOSスイツチ56を構
成するNチヤネルMOSFET55のゲートおよび
CMOSスイツチ61を構成するPチヤネル
MOSFET59のゲートに並列的に入力されると
ともに2個のインバータ66,67にも入力され
ている。上記インバータ66の出力信号は
CMOSスイツチ56を構成するPチヤネル
MOSFET54のゲートおよびCMOSスイツチ6
1を構成するNチヤネルMOSFET60のゲート
に並列的に入力されている。また、上記抵抗64
とキヤパシタ65との直列接続点eの電圧が差動
増幅回路51の反転入力端子に入力されている。
そして上記インバータ67の出力信号がこの発振
回路の発振出力信号SSとして他の回路に供給され
ているとともに、この信号SSは前記一方のSC回
路10に帰還されている。
またこの実施例回路内に設けられている3個の
差動増幅回路31,41,51は、正極性の電源
電圧VDDとこのVDDと絶対値が等しい負極性の電
源電圧VSSとの間の電圧で動作するようになつて
おり、前記アース点の電位は上記両電圧VDD
VSSとの中間電位であるOVに設定されている。
上記構成でなる回路において、まず、シユミツ
ト型発振回路50の動作を説明する。いま、予
め、抵抗52と53の抵抗比と電圧バツフア回路
40からの出力電圧VOに応じてc点で得られる
しきい値電圧VHが固定されており、しかもこの
電圧VHは抵抗57,58の抵抗比に応じてd点
で得られるしきい値電圧VLよりも高くなつてい
るとする。いま差動増幅回路51の出力信号が高
レベル(VDDレベル)となつているとき、インバ
ータ63の出力信号も高レベルにされるので、キ
ヤパシタ65は抵抗64を介して、抵抗64およ
びキヤパシタ65の値に応じた時定数τで充電さ
れる。したがつて、e点の電圧は順次上昇してい
く。一方、インバータ63の出力信号が高レベル
にされているときにCMOSスイツチ56がオン
状態にされ、差動増幅回路51の非反転入力端子
にはこのCMOSスイツチ56を介して、高レベ
ル側のしきい値電圧VHが入力される。したがつ
て、差動増幅回路51はこのしきい値電圧VH
上記e点の電圧とを比較することになる。そして
e点の電圧が上記しきい値電圧VHに到達すると、
差動増幅回路51の出力信号は高レベルから低レ
ベル(VSSレベル)に反転する。このレベル反転
の後、インバータ63の出力信号も低レベルに反
転するので、いままで充電されていたキヤパシタ
65は、抵抗64を介して今度はVSSレベルに向
つて時定数τで放電される。したがつて、e点の
電圧は今度は順次下降していく。一方、インバー
タ63の出力信号が低レベルにされているときに
はCMOSスイツチ61がオン状態にされ、差動
増幅回路51の非反転入力端子にはこのCMOS
スイツチ61を介して、低レベル側のしきい値電
圧VLが入力される。したがつて、このとき差動
増幅回路51はこのしきい値電圧VLと上記e点
の電圧とを比較することになる。そして下降して
いるe点の電圧が上記しきい値電圧VLに到達す
ると、差動増幅回路51の出力信号は低レベルか
ら再び高レベルに反転する。以下同様にして差動
増幅回路51がe点の電圧と2つのしきい電圧
VH・VLを交互に比較することによつて、インバ
ータ63の出力信号は所定の周期で高レベルおよ
び低レベルを交互に繰り返す発振信号となる。ま
たインバータ67の出力信号SSは上記インバータ
63の反転信号であるので、この信号SSも発振信
号となる。そしてこのシユミツト型発振回路50
の発振信号SSの周波数Sは、しきい値電圧VHおよ
びVLが一定に設定されているときには一定であ
り、その値は上記しきい値電圧VHとVLとで決定
されるシユミツト幅(|VH|+|VL|)と、抵
抗64およびキヤパシタ65の値で決定される前
記時定数τに応じたものにされる。第3図は上記
e点における電圧Veとインバータ63の出力信
Sとの関係を示す波形図である。
一方、上記シユミツト型発振回路50からの発
振信号SSが入力されているSC回路10の等価抵
抗値R1は、キヤパシタ11の値をC1とすると次
式で与えられる。
R1=−1/C1S ………(1) 同様に信号SCが入力されているSC回路20の
等価抵抗値R2は、キヤパシタ21の値をC2とす
ると次式で与えられる。
R2=1/C2C ………(2) いま、上記SC回路10,20の各一端すなわ
ちSC回路10内のスイツチ13の他端およびSC
回路20内のスイツチ22の他端には直流電源
V1もしくは可変直流電源V2から正極性の電圧が
供給されているので、両SC回路10,20には
それぞれ直流電流が流れる。一方のSC回路10
は負の等価抵抗値R1を持つため、このSC回路1
0に流れる電流I1の向きは第2図中左方向(これ
を負極性の方向とする)となる。他方のSC回路
20は正の等価抵抗値R2を持つため、このSC回
路20に流れる電流I2の向きは第2図中右方向
(これを正極性の方向とする)となる。すなわち、
上記電流I1、I2の向きは互いに逆方向となる。そ
して積分回路30には両電流I1、I2の合成電流が
供給される。いま、この合成電流が負極性の場
合、すなわち、電流I1がI2よりも大きくなつてい
る場合に、積分回路30の出力電圧VOは正極性
の電源電圧VDDに向つて順次上昇する。上記とは
反対に電流I1、I2の合成電流が正極性の場合、す
なわち、電流I1よりもI2の方が大きくなつている
場合に、積分回路30の出力電圧VOは負極性の
電源電圧VSSに向つて順次下降する。そして積分
回路30の出力電圧VOが上昇もしくは下降して
いる途中でSC回路10,20の出力電流I1、I2
平衡状態となり、その合成電流が0になると、出
力電圧VOの変化はその時点で止まり、その後VO
は変化しない。
いま仮に直流電源V1の値と可変直流電源V2
値が等しく設定されており、しかもSC回路10,
20内のキヤパシタ11,21の値C1、C2が互
いに等しく設定されているとする。このとき、
SC回路10,20では、2つの信号SS,SCの周
波数SCが一致したときに、電流I1とI2の合成
電流が0にされ、積分回路30の出力電圧VO
ある値に固定される。VOの値が固定されるとシ
ユミツト型発振回路50内で形成されている高レ
ベル側のしきい値電圧VHも固定され、これによ
つてシユミツト幅(|VH|+|VL|)も固定さ
れるので、発振信号SSの周波数Sも固定される。
上記周波数SCが一致している状態から、S
が低下したとする。周波数Sが低下すると、前記
(1)式で与えられるSC回路10の等価抵抗値R1
以前よりも大きくなり、これによつて電流I1の絶
対値は小さくなる。するとI1とI2の合成電流は正
極性の値となり、積分回路30の出力電圧VO
VSSに向つて降下する。電圧VOがVSSに向つて降
下することによつて、シユミツト型発振回路50
内のc点で得られる電圧VHは低下し、シユミツ
ト幅(|VH|+|VL|)が以前よりも狭くなる
ので、シユミツト型発振回路50における発振出
力信号SSの周波数Sは上昇する。周波数Sが上昇
すると、SC回路10の等価抵抗値R1は今度は小
さくなり、電流I1の絶対値が順次大きくなる。す
ると電流I1とI2の合成電流値は正極性から0の値
に向つて減少し、SCと一致すると0になる。
したがつて、Sが降下した場合、Cと一致するま
で積分回路30の出力電圧VOはVDDに向つて上昇
し、VOが元の値になるとその上昇が止まり、発
振出力信号SSの周波数SCと一致するとSの上
昇も止まる。
上記周波数SCが一致している状態から、今
度はSが上昇したとする。周波数Sが上昇する
と、前記(1)式で与えられるSC回路10の等価抵
抗値R1は以前よりも小さくなり、電流I1の絶対値
が大きくなる。すると、電流I1とI2の合成電流は
負極性の値となり、積分回路30の出力電圧VO
はVDDに向つて上昇する。電圧VOが上昇すると、
高レベル側のしきい値電圧VHは以前よりも高く
なり、シユミツト幅(|VH|+|VL|)は以前
よりも広くなるので、シユミツト型発振回路50
における発振出力信号SSの周波数Sは下降する。
周波数Sが下降すると、SC回路10の等価抵抗
値R1は大きくなり、電流I1の絶対値が順次小さく
なる。すると電流I1とI2の合成電流値は負極性か
ら0の値に向つて増加し、SCと一致すると0
になる。したがつて、Sが上昇した場合、Cと一
致するまで積分回路30の出力電圧VOはVSSに向
つて降下し、VOが元の値になるとその降下が止
まり、発振出力信号SSの周波数SCと一致する
Sの降下も止まる。
すなわち、この実施例回路において、直流電源
V1の値と可変直流電源V2の値が等しく設定され
ており、かつSC回路10,20内のキヤパシタ
11,21の値が互いに等しく設定されている場
合に、発振出力信号SSの周波数Sは信号SCの周波
Cと一致するように制御される。
次に可変直流電源V2の設定を変える場合につ
いて説明する。まず、V2とV1に比べて高く設定
すると、SC回路20の等価抵抗値R2は一定であ
るので、このSC回路20の出力電流I2が以前よ
りも大きくなる。このとき、電流I1とI2を平衡さ
せてその合成電流の値を0にするためには、一方
のSC回路10の出力電流I1の絶対値が以前より
も大きくなる必要がある。
上記電流I2が大きくなることによつて、積分回
路30の出力電圧VOはVSSに向つて降下し、この
後、シユミツト型発振回路50の発振出力信号SS
の周波数Sは上昇する。そしてこの周波数Sの上
昇は、SC回路10の出力電流I1の絶対値がI2の絶
対値と一致するまで続く。すなわち、V2をV1
比べて高く設定した場合には、発振出力信号SS
周波数SCより高い点で一定となるように制御
される。
次にV2とV1に比べて低く設定すると、SC回路
20の出力電流I2は以前よりも小さくなる。この
とき、電流I1とI2を平衡させてその合成電流の値
を0にするためには、上記とは逆に一方のSC回
路10の出力電流I1の絶対値が以前よりも小さく
なる必要がある。
電流I2が小さくなることによつて、積分回路3
0の出力電圧VOはVDDに向つて上昇し、この後、、
シユミツト型発振回路50の発振出力信号SSの周
波数Sは低下する。そしてこの周波数Sの低下
は、SC回路10の出力電流I1の絶対値がI2の絶対
値と一致するまで続く。すなわち、V2をV1に比
べて低く設定した場合には、発振出力信号SSの周
波数SCよりも低い点で一定となるように制御
される。
ところで、この実施条件回路において発振周波
Sが安定する条件は、2個のSC回路10,2
0の出力電流I1,I2の合成電流値0になることで
ある。すなわちこの安定条件は次式で与えられ
る。
I1+I2=0 ………(3) 上記(3)式に前記(1)、(2)式で与えられる抵抗値
R1、R2の関係を代入すると次式が得られる。
−C1S・V1+C2C・V2=0 ………(4) 次に上記(4)式をSについてまとめると次式得ら
れる。
S=C2/C1・V2/V1C ………(5) ここで予めC1=C2と仮定しているのであるか
ら、SCをV2/V1倍したものとなる。したが
つて、可変直流電源V2の値を調整することによ
つてCの任意の倍数の周波数Sを持つ信号SSを作
ることができる。
第4図はC1=C2とした場合の上記実施例回路
の特性図を示すものであり、横軸には発振信号SS
の周波数Sを、縦軸には可変直流電源V2の値を
それぞれとつている。図示するようにSはV2
対して線型な関係となつている。
ここで2個のSC回路10,20における等価
抵抗値R1、R2は前記(1)、(2)式に示すように、C1
C2の値が一定であれば周波数SCのみによつて
決定され、キヤパシタ11,21の値C1、C2
抵抗等に比べてはるかに高い精度で設定すること
ができるので、周波数SCは高精度で抵抗R1
R2に変換される。この抵抗R1,R2の値の差は電
流に変換され、さらにこの電流は電圧に変換され
た後、この電圧に応じシユミツト型発振回路50
の発振周波数Sが調整されるので、この周波数S
を安定にしかも高精度で調整することができる。
また上記説明では、可変直流電源V2の値を変
えることによつて発振周波数Sの調整を行なうよ
うにしているが、これは上記(4)式から明らかなよ
うに、2個のSC回路10,20内のキヤパシタ
11,21の値C1、C2の設定を変え、その比に
応じた倍数の周波数に調整することができる。た
とえばn・C1=C2の関係を満足するようにキヤ
パシタ11,21の値を設定することによつて、
Sの周波数をCのn倍に調整することができる。
しかもこのnの値は、可変直流電源V2を変化さ
せる場合も同様であるが、整数に限らず、小数を
含む実数に設定することができる。またV2の代
りにV1を可変直流電源で構成するようにしても
よい。
第5図および第6図はそれぞれ前記実施例回路
で用いられている2個のSC回路10,20それ
ぞれを具体的に示す回路図である。なお、第5図
および第6図において、前記第2図と対応する箇
所には同一符号を付して説明する。また前記信号
SS,SCとして実際には、第7図のタイミングチヤ
ートに示すように互いに位相が異なる2相の信号
SS1,SS2もしくはSC1,SC2が用いられる。
負の等価抵抗値を有する一方のSC回路10内
のスイツチ12ないし15は第5図に示すよう
に、NチヤネルMOSFET71ないし74それぞ
れとPチヤンネルMOSFET75ないし78それ
ぞれとを並列接続してなるCMOSスイツチ82
ないし85で構成されている。そして上記Nチヤ
ネルMOSFET71,74のゲートには第7図中
の信号SS1が、PチヤネルMOSFET75,78の
ゲートにはCMOSインバータ79を介して上記
信号SS1がそれぞれ供給され、上記Nチヤネル
MOSFET72,73のゲートには第7図中の信
号SS2が、PチヤネルMOSFET76,77のゲー
トにはCMOSインバータ80を介して上記信号
SS2がそれぞれ供給されている。
このような構成において、いまCMOSスイツ
チ83の他端に直流電圧V1を供給し、CMOSス
イツチ85の他端にはアース電位を供給した状態
で各CMOSスイツチ82ないし85を信号SS1
SS2に応じてスイツチ制御した場合について説明
する。いま、信号SS2が高レベルのときには
CMOSスイツチ83,84がオン状態にされる。
このとき、キヤパシタ11の他端(第5図のf
点)には−C1・V1の電荷が蓄積される。次に信
号SS1が高レベルのときにはCMOSスイツチ82,
85がオン状態にされる。このとき、上記f点に
は予め蓄積されている負の電荷を打消すように、
アース点からCMOSスイツチ85を介して正の
電荷+C1・V1が流入する。このような動作が1
秒間当りS回繰り返されるので、f点からCMOS
スイツチ85を介してアース点に流れる電流の向
きを正とした場合にこのSC回路に流れる電流の
値Iは次式で与えられる。
−I=C1・V1S ………(6) このSC回路における等価抵抗Rの値は、供給
電圧V1を上記電流Iで割つたものであるので、
このRは次式で与えられる。
R=V1/−C1・V1S=−1/C1S ………(7) この(7)式の右辺は前記(1)式の右辺と同じであ
り、第5図のSC回路が周波数Sに応じた負の等
価抵抗を持つ回路であることがわかる。
正の等価抵抗値を有する他方のSC回路20内
のスイツチ22ないし25は第6図に示すよう
に、NチヤネルMOSFET91ないし94それぞ
れとPチヤネルMOSFET95ないし98それぞ
れとを並列接続してなるCMOSスイツチ102
ないし105で構成されている。そして上記Nチ
ヤネルMOSFET91,93のゲートには第7図
中の信号SC1が、PチヤネルMOSFET95,97
のゲートにはCMOSインバータ99を介して上
記信号SC1がそれぞれ供給され、上記Nチヤネル
MOSFET92,94のゲートには第7図中の信
号SC2が、PチヤネルMOSFET96,98のゲー
トにはCMOSインバータ100を介して上記信
号SC2がそれぞれ供給されている。
このような構成において、いまCMOSスイツ
チ102の他端に直流電圧V2を供給し、CMOS
スイツチ104の他端にはアース電位を供給した
状態で各CMOSスイツチ102ないし105を
信号SC1,SC2に応じてスイツチ制御した場合につ
いて説明する。いま信号SC1が高レベルのときに
はCMOSスイツチ102,104がオン状態に
される。このとき、キヤパシタ21にはC2・V2
なる電荷が蓄積される。次に信号SC2が高レベル
になると、今度はCMOSスイツチ103,10
5がオン状態にされ、いままでキヤパシタ21に
蓄えられていた電荷はアース点に放出される。す
なわち、この回路では正の電荷が流出される。こ
のような動作が1秒間当りC回繰り返されるの
で、キヤパシタ21の他端(第6図のg点)から
CMOSスイツチ104を介してアース点に流れ
る電流の向きを正とした場合にこのSC回路に流
れる電流の値Iは次式で与えられる。
I=C2・V2C ………(8) またこのSC回路における等価抵抗Rの値は、
供給電圧V2を上記電流Iで割つたものであるの
で、このRは次式で与えられる。
R=V2/C2・V2C=1/C2C ………(9) この(9)式の右辺は前記(2)式の右辺と同じであ
り、第6図のSC回路が周波数Cに応じた正の等
価抵抗を持つ回路であることがわかる。
第8図はこの発明の他の実施例の構成を示すブ
ロツク図である。この実施例回路では、第2図の
実施例回路に対して分周回路110が追加されて
いる。この分周回路110はシユミツト型発振回
路50の発振出力信号SSをn分周するためのもの
であり、前記一方のSC回路10は上記発振出力
信号SSの代りにn分周された信号SS′によつて制
御されている。
このような構成によれば、発振出力信号SSの周
波数Sは、第2図の場合のn倍で一定となるよう
に制御される。
第9図は第8図中の分周回路110の具体的構
成を示す回路図である。この分周回路110は上
記nの値が8、すなわち発振出力信号SSを8分周
する場合の例であり、3個のD型フリツプフロツ
プ回路111ないし113で構成された周知のも
のである。上記3個のフリツプフロツプ回路11
1ないし113のデータ入力端子Dは各自の第1
出力端子Qにそれぞれ接続され、前段の第2出力
端子Qが後段のクロツク入力端子CPに接続され
る如く多段接続されている。そして初段のフリツ
プフロツプ回路111のクロツク入力端子に前記
シユミツト型発振回路50からの発振出力信号SS
が供給され、終段のフリツプフロツプ回路113
の第2出力端子から8分周された信号SS′が出力
される。なお、分周比nを変えるにはフリツプフ
ロツプ回路を必要に応じて増減すればよい。
第10図はこの発明のさらに他の実施例の構成
を示すブロツク図である。この実施例回路では、
第8図回路と同様の分周回路110と2個の同期
回路120A,120Bが追加されている。分周
回路110はたとえば第9図と同様の構成を待
ち、シユミツト型発振回路50の発振出力信号SS
を8分周して信号SS′を出力する。上記一方の同
期回路120Aは、8分周される前の信号SSに、
8分周された後の信号SS′を同期させるためのも
のであり、前記一方のSC回路10は上記同期回
路120Aの出力信号SSO′によつて制御される。
他方の同期回路120Bは前記基準信号SCをシユ
ミツト型発振回路50の発振出力信号SSに同期さ
せるためのものであり、前記他方のSC回路20
はこの同期回路120Bの出力信号SCOによつて
制御される。
第11図は第10図中の同期回路120A,1
20Bを具体的に示す回路図である。なお、同期
回路120A,120Bは入力信号のみが異なり
回路構成は同一である。図において121および
122は立上り同期式のD型フリツプフロツプ回
路であり、両フリツプフロツプ回路121,12
2のクロツク入力端子(CP)には前記シユミツ
ト型発振回路50からの発振出力信号SSが供給さ
れる。上記一方のフリツプフロツプ回路121の
データ入力端子Dには、同期回路120Aの場合
には分周回路110の分周出力信号SS′が、同期
回路120Bの場合には信号SCがそれぞれ供給さ
れる。上記一方のフリツプフロツプ回路121の
出力端子Qの信号Q1は他方のフリツプフロツプ
回路122のデータ入力端子に供給されるととも
にインバータ123にも供給される。上記インバ
ータ123の出力信号1は他方のフリツプフロ
ツプ回路122の出力端子の信号Q2とともに
NORゲート124に並列的に供給される。上記
NORゲート124の出力信号Xは縦続接続され
た2個のインバータ125,126を介して
NANDゲート127およびNORゲート128に
供給される。上記インバータ126の出力信号は
縦続接続された4個のインバータ129ないし1
32を介して上記NANDゲート127および
NORゲート128に供給される。さらに上記
NANDゲート127の出力信号はインバータ1
33に供給される。そして上記インバータ133
の出力信号は、前記フリツプフロツプ回路121
に供給される信号がSS′の場合には前記一方のSC
回路10内のスイツチ13,14を制御するため
の信号としてこのSC回路10に供給され、フリ
ツプフロツプ回路121に供給される信号がSC
場合には前記他方のSC回路20内のスイツチ2
3,25を制御するための信号としてこのSC回
路20に供給される。上記NORゲート128の
出力信号は、前記フリツプフロツプ回路121に
供給される信号がSS′の場合には前記一方のSC回
路10内のスイツチ12,15を制御するための
信号としてこのSC回路10に供給され、フリツ
プフロツプ回路121に供給される信号がSCの場
合には前記他方のSC回路20内のスイツチ22,
24を制御するための信号としてこのSC回路2
0に供給される。
第11図のように構成されている同期回路12
0Aもしくは120Bは次のように動作する。い
ま、シユミツト型発振回路50からの発振出力信
号SSに対し、たとえば信号SS′が第12図に示す
ような位相ずれ持つているとする。フリツプフロ
ツプ回路121,122は、クロツク入力信号す
なわち信号SSの立上りに同期して出力信号Q1
Q2のレベルが入力信号と一致するように設定し、
信号SCの立下り時には以前の出力レベルを保持
するので、この両出力信号Q1,Q2は第12図に
示すように変化する。したがつて、NORゲート
124の出力信号Xとして、信号SSに同期しかつ
SSの1周期の期間だけ高レベルとなるパルス信号
が得られる。この信号Xが供給されているインバ
ータ129ないし132,133、NANDゲー
ト127およびNORゲート128からなる回路
は、この信号Xからインバータ129ないし13
2の遅延時間を利用して、前記第7図に示すよう
な高レベル期間が重なり合わない2相の信号SS1
SS2に対応した第12図に示すような一対の信号
S′SO1,S′SO2を形成する。しかもこのうち、一方の
信号S′SO1によつて制御されるSC回路10内のス
イツチ12,15は、信号SSのほぼ1周期の期間
だけオン状態にされる。すなわち、上記一方の
SC回路10に前記正の電荷が流入する期間は、
信号SSのほぼ1周期に相当する期間にされる。一
方、入力信号として信号SCが供給される同期回
路120Bにおいても、NORゲート124の出
力信号Xとしては、信号SSに同期しかつSSの1周
期の期間だけ高レベルとなるパルス信号が得られ
る。さらにこの信号Xから、前記第7図に示すよ
うな2相の信号SC1,SC2に対応した一対の信号
SCO1,SCO2が形成される。しかもこのうち第12
図中の信号S′SO1に対応した信号SCO1によつて制御
されるSC回路20内のスイツチ22,24は、
信号SSのほぼ1周期の期間だけオン状態にされ
る。すなわち、上記他方のSC回路20から正の
電荷が流出する期間も、一方のSC回路10の場
合と同様に信号SSのほぼ1周期に相当する期間に
される。この結果、第10図の実施例回路では前
記(4)式がそのまま成立し、これによつて発振周波
数が比較的大きいときの誤差の発生が防止され
る。しかも第12図に示すように信号S′SO1とS′SO2
(もしくはS′CO1とS′CO2)の高レベル期間が重なり
合うことがないので、SC回路10においてスイ
ツチ12,15と13,14が同時にオン状態に
されることがなく電流I1の誤差も発生しない。こ
れはSC回路20でも同様である。
なお、この発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく種々の変形が可能である。たとえば、上
記実施例回路では前記SC回路10,20の出力
電流の合成電流値に応じて発振周波数が調整され
る発振回路がシユミツト型発振回路50である場
合について説明したが、これはこのような機能を
持つ発振回路であればどのような構成のものであ
つてもよい。さらに上記実施例回路では、負の等
価抵抗を持つ一方のSC回路10を信号SSで制御
し、正の等価抵抗を持つ他方のSC回路20を信
号SCで制御する場合について説明したが、これは
互いに他方の信号で制御するように構成してもよ
い。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明によれば、基準信
号の任意の倍数の周波数を持つ信号を安定にかつ
高精度に発生できる発振回路を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は音声認識回路の一般的な構成を示す回
路図、第2図はこの発明に係る発振回路の一実施
例の構成を示す回路図、第3図は第2図回路内の
シユミツト型発振回路の動作を示す波形図、第4
図は第2図回路の特性図、第5図および第6図は
それぞれ上記第2図回路で用いられるスイツチド
キヤパシタ回路を具体的に示す回路図、第7図は
第5図および第6図の回路で用いられる信号のタ
イミングチヤート、第8図はこの発明の他の実施
例を示すブロツク図、第9図は第8図回路の一部
の具体的構成を示す回路図、第10図はこの発明
のさらに他の実施例の構成を示すブロツク図、第
11図は第10図回路の一部の具体的構成を示す
回路図、第12図は第11図回路のタイミングチ
ヤートである。 10,20……スイツチドキヤパシタ回路
(SC回路)、11,21……キヤパシタ、30…
…積分、40……電圧バツフア回路、50……シ
ユミツト型発振回路、110……分周回路、12
0A,120B……同期回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 第1の信号の周波数に応じてその抵抗値が設
    定され、負もしくは正の等価抵抗を有する第1の
    手段と、 第2の信号の周波数に応じてその抵抗値が設定
    され、正もしくは負の等価抵抗を有する第2の手
    段と、 上記第1、第2の手段に直流バイアスを供給し
    てそれぞれ直流電流を流す第3の手段と、 上記第1、第2の手段の出力電流の合成電流値
    に応じて周波数が調整される発振信号を出力する
    第4の手段と、 上記発振信号を第1の信号として上記第1の手
    段に帰還する第5の手段と を具備したことを特徴とする発振回路。 2 第1の信号の周波数に応じてその抵抗値が設
    定され、負もしくは正の等価抵抗を有する第1の
    手段と、 第2の信号の周波数に応じてその抵抗値が設定
    され、正もしくは負の等価抵抗を有する第2の手
    段と、 上記第1、第2の手段に直流バイアスを供給し
    てそれぞれ直流電流を流す第3の手段と、 上記第1、第2の手段の出力電流の合成電流値
    に応じて周波数が調整される発振信号を出力する
    第4の手段と、 上記発振信号を分周しこの分周信号を上記第1
    の信号として上記第1の手段に帰還する第5の手
    段と を具備したことを特徴とする発振回路。 3 第1の信号の周波数に応じてその抵抗値が設
    定され、負もしくは正の等価抵抗を有する第1の
    手段と、 第2の信号の周波数に応じてその抵抗値が設定
    され、正もしくは負の等価抵抗を有する第2の手
    段と、 上記第1、第2の手段に直流バイアスを供給し
    てそれぞれ直流電流を流す第3の手段と、 上記第1、第2の手段の出力電流の合成電流値
    に応じて周波数が調整される発振信号を出力する
    第4の手段と、 上記発振信号を分周する第5手段と、 上記第5手段の分周出力信号を上記発振信号に
    同期させ、この同期した信号を上記第1の信号と
    して上記第1の手段に帰還する第6の手段と、 上記第2の信号を上記発振信号に同期させ、こ
    の同期した信号を上記第2の手段に供給する第7
    の手段と を具備したことを特徴とする発振回路。 4 前記第1、第2の手段が、キヤパシタと複数
    のスイツチを含むスイツチドキヤパシタ回路でそ
    れぞれ構成されている特許請求の範囲第1項又は
    第2項又は第3項に記載の発振回路。 5 前記第3の手段が、前記第1、第2の手段の
    一方に一定の直流電圧を供給する直流電圧源と、
    前記第1、第2の手段の他方に前記第4の手段か
    ら出力される発振信号の周波数を調整するための
    直流電圧を供給する可変直流電圧源とで構成され
    ている特許請求の範囲第1項又は第2項又は第3
    項に記載の発振回路。 6 前記第4の手段が、第1、第2のしきい値電
    圧を有し、いずれか一方のしきい値電圧が、前記
    第1、第2の手段の出力電流の合成電流値に応じ
    て調整されるシユミツト型発振回路で構成されて
    いる特許請求の範囲第1項又は第2項又は第3項
    に記載の発振回路。
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