JPH0766693A - リングオシレータ型vco - Google Patents

リングオシレータ型vco

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JPH0766693A
JPH0766693A JP5230972A JP23097293A JPH0766693A JP H0766693 A JPH0766693 A JP H0766693A JP 5230972 A JP5230972 A JP 5230972A JP 23097293 A JP23097293 A JP 23097293A JP H0766693 A JPH0766693 A JP H0766693A
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JP
Japan
Prior art keywords
ring oscillator
transistor
oscillator type
inverting circuit
load
Prior art date
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Pending
Application number
JP5230972A
Other languages
English (en)
Inventor
Shoei Ogawa
昭英 小川
Kazuhiro Takeda
一弘 竹田
Shozo Goseki
正三 五関
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Priority to KR1019940019353A priority patent/KR950007264A/ko
Priority to US08/290,621 priority patent/US5457429A/en
Priority to EP94401886A priority patent/EP0641078B1/en
Priority to DE69416554T priority patent/DE69416554T2/de
Publication of JPH0766693A publication Critical patent/JPH0766693A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • H03K3/027Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of logic circuits, with internal or external positive feedback
    • H03K3/03Astable circuits
    • H03K3/0315Ring oscillators
    • 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
    • H03K3/353Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of field-effect transistors with internal or external positive feedback
    • H03K3/354Astable circuits

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  • Pulse Circuits (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 反転回路を複数段縦続接続して正帰還ループ
を構成したリングオシレータ型VCOの上記反転回路の
出力信号の立ち上りエッジと立ち下りエッジの両方のデ
ィレイ量を制御信号Vcによって同じように制御できる
ようにし、発振出力信号のデューティレシオが変動しな
いように立ち上りエッジ、立ち下りエッジのディレイ量
を制御できるようにする。 【構成】 各段の反転回路を負荷トランジスタQL と駆
動トランジスタQD からなる3段のインバータにより構
成し、該3段のインバータのうち隣り合う2つのインバ
ータの負荷トランジスタに制御電圧Vcを印加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、リングオシレータ型V
CO、特に発振出力信号をそのデューティレシオの変化
を伴うことなく制御電圧により位相を制御することので
きるリングオシレータ型VCOに関する。
【0002】
【従来の技術】VCO(電圧制御発振器)として、図2
に示すようなリングオシレータ型VCOがある。リング
オシレータ型VCOは反転回路を奇数段縦続接続するこ
とにより正帰還ループを構成し、各段の反転回路に対し
て制御電圧Vcを与えるようにしている。尚、図中コン
デンサは負荷容量を示す。そして、従来のリングオシレ
ータ型VCOは、バイポーラICにより構成されたもの
は特開平2−53304号公報に紹介されているが、M
OSICで構成したものは一般に図3(A)に示すよう
に、各段の反転回路が負荷トランジスタQL と駆動トラ
ンジスタQD からなる一つのインバータにより構成さ
れ、負荷トランジスタQL に制御電圧Vcを印加するよ
うにされている。
【0003】図3(B)は一つのインバータの入力信号
Vinと出力信号Vout を示す波形図である。入力信号V
inが「ハイ」から「ロウ」に立ち下ったときに負荷トラ
ンジスタQL により次段の負荷容量に対する充電が開始
され、それに伴って出力信号Voutが制御電圧Vcに応
じた傾き(上昇速度)で上昇し、やがて電源電圧レベル
に達しその値を暫く保つ。その後入力信号Vinが「ロ
ウ」から「ハイ」に立ち上る。すると、電源電圧レベ
ル、即ち「ハイ」レベルになっていた出力信号Vout は
「ロウ」レベルに反転する。尚、この入力信号Vinの
「ロウ」から「ハイ」への立ち上りと出力信号のVout
の「ハイ」から「ロウ」への立ち下りとの間には実際に
はディレイがあるが説明の便宜上そのディレイ量を0と
した。そして、入力信号Vinが「ハイ」の間出力信号V
out は0Vを保つ。そして、入力信号Vinが「ハイ」か
ら「ロウ」に立ち下ったとき負荷容量が負荷トランジス
タQL により充電され出力信号Vout がある上昇速度で
上昇する。
【0004】そして、制御電圧Vcをコントロールする
ことにより出力信号Vout の0Vから電源電圧レベルへ
の上昇速度を変化させることができる。従って、反転回
路の出力電圧Vout が0Vから立ち上って次段の反転回
路のスレッシュホールド電圧をよぎるタイミングを制御
電圧Vcにより早めたり遅めたりして位相や発振周波数
を変えることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図3(A)
に示すような従来のリングオシレータ型VCOによれ
ば、反転回路1段当りで反転回路Vcによりコントロー
ルできるのは出力波形の立ち上りエッジのディレイ量の
みであり、立ち下りエッジのディレイ量はコントロール
することができない。尤も、図3(A)に示す例ではp
チャンネルMOSトランジスタを負荷トランジスタ(可
変電流源)として制御電圧Vcにより制御しているが、
nチャンネルMOSトランジスタを負荷トランジスタと
して制御電圧Vcにより制御するようにすることもでき
る。そのようにした場合には出力波形の立ち下りエッジ
のディレイ量をコントロールすることができる。しか
し、その反面において逆に立ち上りエッジのディレイ量
はコントロールすることができない。
【0006】いずれにせよ各反転回路は出力波形の立ち
上りエッジと立ち下りエッジのいずれか一方のエッジの
ディレイ量しかコントロールすることができない。従っ
て、1段おきにしか出力波形のエッジディレイのコント
ロールができず、そのため発振出力波形のデューティレ
シオが制御電圧Vcにより狂ってしまうことになる。
【0007】従って、リングオシレータ型VCOを、P
LL回路のディジタル方式の位相比較器として使用する
ような場合であって各段の反転回路の立ち上りエッジ及
び立ち下りエッジの両方のディレイ量がそのまま位相比
較器の分解能になってしまうような場合にはきわめて不
都合であり、高精度なPLL制御ができない。また、発
振出力の二次歪(デューティ比)特性を要求される用途
には使用することができないという問題がある。
【0008】本発明はこのような問題点を解決すべく為
されたものであり、リングオシレータ型VCOの反転回
路の出力信号の立ち上りエッジと立ち下りエッジの両方
のディレイ量を同じように制御できるようにし、発振出
力信号のデューティレシオが変動しないように立ち上り
エッジ、立ち下りエッジのディレイ量を制御できるよう
にすることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明リングオシレータ
型VCOは、反転回路を負荷トランジスタと駆動トラン
ジスタからなる3段のインバータにより構成し、該3段
のインバータのうち隣り合う2つのインバータの負荷ト
ランジスタに制御電圧を印加するようにしたことを特徴
とする。
【0010】
【作用】本発明リングオシレータ型VCOによれば、一
つの反転回路を、3段のインバータで構成し、その3段
のうちの隣り合う2つのインバータの負荷トランジスタ
を制御電圧によりコントロールするので、出力波形の立
ち上りエッジと立ち下りエッジのうちの一方をその隣り
合う2つのインバータの一方により、その立ち上りエッ
ジと立ち下りエッジのうちの他方をそのインバータの他
方により同じディレイ量になるようにコントロールする
ことができ、出力波形の立ち上りエッジ及び立ち下りエ
ッジのディレイ量をデューティレシオの変動を伴うこと
なくコントロールすることができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明リングオシレータ型VCOを図
示実施例に従って詳細に説明する。図1(A)、(B)
は本発明リングオシレータ型VCOの一つの実施例を構
成する一つの反転回路とその信号の波形を示すもので、
(A)は反転回路を示し、上半部は概略構成を示し、下
半部は具体的回路図であり、(B)は波形図である。
【0012】本リングオシレータ型VCOは反転回路を
複数段正帰還ループを構成するようにし、そして、各反
転回路に対して制御電圧Vcを制御するようにした点
で、図2の回路と基本的構成は共通する。しかし、本リ
ングオシレータ型VCOの反転回路は図1に示すよう
に、3段のインバータを縦続接続してなる点で、図3に
示す従来のリングオシレータ型VCOの反転回路とは全
く異なるのである。
【0013】反転回路を構成する各インバータは、電源
電圧端子と、接地との間に接続されたpチャンネルMO
SトランジスタとnチャンネルMOSトランジスタの直
列回路からなり、図1中のコンデンサは負荷容量であ
る。そして、第1段目と第2段目のインバータのpチャ
ンネルMOSトランジスタは共に負荷トランジスタQ
L 、QL として制御電圧Vcにより制御され、nチャン
ネルMOSトランジスタは共に駆動トランジスタQD
D として機能するようにされており、そして、第3段
目のインバータは普通のCMOSインバータからなり、
ディレイコントロールは行わない。
【0014】このような反転回路によれば、第1段目の
インバータの負荷トランジスタQLを流れる電流の大き
さによってノードaの信号Vaが0VからVccレベル
へ立ち上るときの上昇速度が変化し、電流が大きい程上
昇速度が速く、延いては出力Vout の立ち上りエッジの
タイミングが早くなる。また、第2段目のインバータの
負荷トランジスタQL を流れる電流の大きさによってノ
ードaの信号Vbが0VからVccレベルへ立ち上ると
きの上昇速度が変化し、電流が大きい程上昇速度が速
く、延いては出力Vout の立ち下りエッジのタイミング
が早くなる。
【0015】従って、出力信号Vout の立ち上りエッジ
と立ち下りエッジを同じようにディレイさせて出力信号
Vout の位相制御ができる。そして、出力信号Vout の
立ち上りエッジと立ち下りエッジの両方を同じ量ずつデ
ィレイさせることができるので、出力信号Vout のデュ
ーティレシオを制御電圧Vcの変化に拘らず常に一定
に、例えば50%に保つことができる。従って、従来の
ような立ち上りエッジ及び立ち下りエッジの両方のディ
レイ量がそのまま位相比較器の分解能になってしまうよ
うな場合にも支障なく用いることができ、また、発振出
力の二次歪(デューティ比)特性を要求される用途にも
問題なく使用できる。
【0016】尚、上記実施例においては、反転回路内の
第1段目と第2段目のインバータのpチャンネルMOS
トランジスタを負荷トランジスタ(可変電流源)として
用い、nチャンネルMOSトランジスタを駆動トランジ
スタとして用いていたが、しかし、第1段目と第2段目
のインバータのnチャンネルMOSトランジスタを負荷
トランジスタ(可変電流源)として用い、pチャンネル
MOSトランジスタを駆動トランジスタとして用いると
いう態様においても本発明を実施することができる。
【0017】また、上記実施例においては反転回路内の
第1段目と第2段目のインバータにより立ち上りエッジ
と立ち下りエッジのディレイ量の制御を行っていたが、
第2段目と第3段目のインバータにより立ち上りエッジ
と立ち下りエッジのディレイ量の制御を行うようにして
も良い。このように本発明は種々の態様で実施すること
ができる。
【0018】
【発明の効果】請求項1のリングオシレータ型VCO
は、反転回路を負荷トランジスタと駆動トランジスタか
らなる3段のインバータにより構成し、該3段のインバ
ータのうち隣り合う2つのインバータの負荷トランジス
タに制御電圧を印加するようにしたことを特徴とするも
のである。従って、本発明リングオシレータ型VCOに
よれば、一つの反転回路を、3段のインバータで構成
し、その3段のうちの隣り合う2つのインバータの負荷
トランジスタを制御電圧によりコントロールするので、
出力波形の立ち上りエッジと立ち下りエッジの一方をそ
の隣り合う2つのインバータの一方により、その立ち上
りエッジと立ち下りエッジの他方をそのインバータの他
方により同じディレイ量になるようにコントロールする
ことができ、出力波形の立ち上りエッジ及び立ち下りエ
ッジのディレイ量をデューティレシオの変動を伴うこと
なくコントロールすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)、(B)は本発明リングオシレータ型V
COの一つの実施例を構成する一つの反転回路とその信
号の波形を示すもので、(A)は反転回路を示し、上半
部は概略構成を示し、下半部は具体的回路図であり、
(B)は波形図である。
【図2】リングオシレータ型VCOの基本構成を示す回
路図である。
【図3】リングオシレータ型VCOの従来例を構成する
一つの反転回路とその信号の波形を示すもので、(A)
は反転回路を示し、上半部は概略構成を示し、下半部は
具体的回路図であり、(B)は波形図である。
【符号の説明】
Q トランジスタ QL 負荷トランジスタ QD 駆動トランジスタ Vc 制御電圧

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数段の反転回路を縦続接続して正帰還
    ループを構成し、 上記複数段の少なくとも一つの反転回路を負荷トランジ
    スタと駆動トランジスタからなる3段のインバータによ
    り構成し、 上記3段のインバータのうち隣り合う2つのインバータ
    の負荷トランジスタに制御電圧を印加するようにしたこ
    とを特徴とするリングオシレータ型VCO
  2. 【請求項2】 pチャンネルMOSトランジスタとnチ
    ャンネルMOSトランジスタにより各インバータを構成
    し、pチャンネルMOSトランジスタをゲートに制御電
    圧を印加する負荷トランジスタとしたことを特徴とする
    請求項1記載のリングオシレータ型VCO
  3. 【請求項3】 pチャンネルMOSトランジスタとnチ
    ャンネルMOSトランジスタにより各インバータを構成
    し、nチャンネルMOSトランジスタをゲートに制御電
    圧を印加する負荷トランジスタとしたことを特徴とする
    請求項1記載のリングオシレータ型VCO
JP5230972A 1993-08-24 1993-08-24 リングオシレータ型vco Pending JPH0766693A (ja)

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EP (1) EP0641078B1 (ja)
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KR (1) KR950007264A (ja)
DE (1) DE69416554T2 (ja)

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