JPH10190412A - 発振停止検出回路 - Google Patents

発振停止検出回路

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JPH10190412A
JPH10190412A JP8344886A JP34488696A JPH10190412A JP H10190412 A JPH10190412 A JP H10190412A JP 8344886 A JP8344886 A JP 8344886A JP 34488696 A JP34488696 A JP 34488696A JP H10190412 A JPH10190412 A JP H10190412A
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JP
Japan
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circuit
inverter
voltage
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exclusive
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JP8344886A
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Inventor
Takatoshi Nagata
隆俊 永田
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Sharp Corp
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Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 検出対象外クロックパルスを必要としないと
共に、極めて小規模の回路で構成可能な発振停止検出回
路を提供すること。 【解決手段】 発振器10の出力信号を入力とする出力
反転電圧が電源電圧に近い側にある第1のインバータ1
1と、基準電圧に近い側にある第2のインバータ12の
2個のインバータと、該2個のインバータ11、12の
出力信号を入力とする排他的論理和回路13と、該排他
的論理和回路出力信号を入力とする積分回路14と、該
積分回路の出力電圧を入力とし、そのレベルが所定の比
較電圧より高いか低いかの判定を行う比較器15とを備
え、該比較器の入力が上記所定比較電圧より高いレベル
に保持されたことにより、上記発振器の発振振幅が小さ
くなり後段回路に伝達されなくなったことを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、装置を駆動し、又
は装置にデータを供給するためのクロックパルスを発生
する発振器の発振停止状態(発振振幅が小さくなり後段
回路にクロックパルスが伝達されなくなった状態)を検
出する回路に関するものである。
【0002】例えば、水晶発振子と帰還抵抗から成る外
付け発振部が、LSIの入力・出力端子間に接続される
構成の発振器の場合、上記入力・出力端子間に水分がつ
き、帰還抵抗の値が見かけ上小さくなった場合に、発振
振幅が小さくなり、誤動作を起こす。本発明は、かかる
場合の検出回路に関するものである。
【0003】
【従来の技術】発振停止検出において、検出対象クロッ
クパルスとは無関係なクロックパルスが利用できる場合
には、数々の方法が報告されている。その一例として、
特開平5−122032号公報に示されるものがある。
しかしながら、世の中の装置に中には、検出対象クロッ
クパルスとは無関係なクロックパルスが利用できないも
のが多く存在する。また、その検出対象クロックパルス
とは無関係なクロックパルスが常に正常発振していると
は限らない状況が多々考えられる。特開平5−1220
32号公報に示されるような手法は、検出対象クロック
パルスとは無関係なクロックパルスには絶対に発振停止
が起こらないことが前提となる。
【0004】上記の点に鑑み、検出対象クロックパルス
とは無関係なクロックパルスを必要としない発振停止検
出回路も、過去において提案されており、積分回路への
充電時間を管理する方法が種々報告されている。その一
例として、特開平2−220513号公報に示されるも
のがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前者の、検出対象クロ
ックパルスとは無関係なクロックパルス(検出対象外ク
ロックパルス)を利用するものにおいては、クロックが
複数種必要となり、システムのコスト高になるばかりで
なく、検出対象外クロックパルスが停止した場合は、そ
の働きが全く期待できなくなる問題が存在する。
【0006】また、後者の、検出対象外クロックパルス
を必要としない発振停止検出回路では前記の問題は解決
されているが、過去の検出回路は、何れも、その回路規
模が大きくなってしまうという問題点を有していた。例
えば、上記特開平2−220513号公報の発振停止検
出回路は、積分比較回路を4個必要とする他に、2個の
遅延回路も必要としていた。
【0007】本発明は、上記の技術課題を解決すべくな
されたものであり、検出対象外クロックパルスを必要と
しないと共に、極めて小規模の回路で構成可能な発振停
止検出回路(発振器の発振振幅が小さくなり、後段回路
にクロックパルスが伝達されなくなる発振停止状態を検
出する回路)を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る本発明の
発振停止検出回路は、発振器の出力信号を入力とする出
力反転電圧が電源電圧に近い側にある第1のインバータ
と、基準電圧に近い側にある第2のインバータの2個の
インバータと、該2個のインバータの出力信号を入力と
する排他的論理和回路と、該排他的論理和回路出力信号
を入力とする積分比較回路とを備えたことを特徴とする
ものである。
【0009】請求項2に係る本発明の発振停止検出回路
は、発振器の出力信号を入力とする出力反転電圧が電源
電圧に近い側にある第1のインバータと、基準電圧に近
い側にある第2のインバータの2個のインバータと、該
2個のインバータの出力信号を入力とする排他的論理和
回路と、該排他的論理和回路出力信号を入力とする積分
回路と、該積分回路の出力電圧を入力とし、そのレベル
が所定の比較電圧より高いか低いかの判定を行う比較器
とを備え、該比較器の入力が上記所定比較電圧より高い
レベルに保持されたことにより、上記発振器の発振振幅
が小さくなり後段回路に伝達されなくなったことを検出
することを特徴とするものである。
【0010】また、請求項3に係る本発明の発振停止検
出回路は、発振器の出力信号を入力とする出力反転電圧
が電源電圧に近い側にある第1のインバータと、基準電
圧に近い側にある第2のインバータの2個のインバータ
と、該2個のインバータの出力信号を入力とする排他的
論理和回路と、該排他的論理和回路出力信号を入力とす
る2段CMOSインバータ回路であって、後段インバー
タの電源側PチャネルMOSトランジスタのオン抵抗は
大きく、接地側NチャネルMOSトランジスタのオン抵
抗は小さく設定された第1の2段CMOSインバータ回
路と、該第1の2段CMOSインバータ回路の出力電圧
を入力とする2段CMOSインバータ回路であって、前
段インバータの反転電圧が所定の比較電圧に設定された
第2の2段CMOSインバータ回路とを備え、該第2の
2段CMOSインバータ回路の入力が上記所定の比較電
圧よりも高いレベルに保持されたことにより、上記発振
器の発振振幅が小さくなり後段回路に伝達されなくなっ
たことを検出することを特徴とするものである。
【0011】本発明の発振停止検出回路によれば、発振
が正常に行われていれば、積分回路の出力電圧が所定の
比較電圧まで達する前に放電が開始され、その出力電圧
が比較電圧を超えることはない。一方、発振振幅が小さ
くなり、発振器の出力波形が2個のインバータの出力反
転電圧間で変化するようになると、放電期間が全くなく
なるため、積分回路の出力電圧は比較電圧レベルを超え
て電源電圧レベルに達し、比較器により、発振停止が検
出される。
【0012】また、本発明の発振停止検出回路によれ
ば、発振が正常に行われていれば、第1の2段CMOS
インバータ回路の後段インバータの出力がPチャネルM
OSトランジスタによる充電により所定の比較電圧に達
する前にNチャネルMOSトランジスタによる放電が開
始され、該出力の電位が所定の比較電圧を超えることは
ない。一方、発振振幅が小さくなり、発振器の出力波形
が2個のインバータの出力反転電圧間で変化するように
なると、第1の2段CMOSインバータ回路の後段イン
バータのPチャネルMOSトランジスタのみがオンとな
るので、後段インバータの出力電圧が所定の比較電圧を
超えて電源電圧レベルに達し、第2の2段CMOSイン
バータ回路の前段インバータの反転電圧を超えるため、
該回路により発振停止が検出される。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【0014】図1は、本発明の一実施形態である発振停
止検出回路の構成図である。
【0015】本実施形態の発振停止検出回路は、発振器
10の出力信号を入力とする出力反転電圧が電源電圧に
近い側にある第1のインバータ11と、基準電圧に近い
側にある第2のインバータ12の2個のインバータと、
該2個のインバータ11及び12の出力信号を入力とす
る排他的論理和回路13と、該排他的論理和回路出力信
号を入力とする、抵抗Rと容量Cとから成る積分回路1
4と、該積分回路14の出力電圧を入力とし、そのレベ
ルが所定の比較電圧より高いか低いかの判定を行う比較
器15とから構成される。
【0016】図2に、インバータ11と12の伝達特性
を示す。図に示すように、インバータ11の出力反転電
圧は電源電圧VCCに近い側に設定されている。また、イ
ンバータ12の出力反転電圧は基準電圧GNDに近い側
に設定されている。
【0017】図3に、発振器10が正常に発振している
正常発振時のa点、b点、c点、d点、e点及び出力O
UTのタイミングチャートを示す。
【0018】図4に、発振器10の発振が停止した時
(発振振幅が小さくなった時)のa点、b点、c点、d
点、e点及び出力OUTのタイミングチャートを示す。
【0019】発振器10から出力された発振信号は、反
転特性の異なる2個のインバータ11、12にて分岐さ
れる。反転特性の異なる2個のインバータを通った発振
信号は、ヂューティの異なる同一周波数クロックとな
り、排他的論理和回路13に入力される。
【0020】正常発振時の動作を図3を参照して説明す
る。
【0021】発振器10から出力される発振波形は、a
点のタイミングチャートに示される。インバータ11、
12の反転電圧Vth1、Vth2により、分岐された発振波
形は、b点、c点のタイミングチャートに示すように、
同一周波数の高レベル/低レベルの時間比の異なる2種
類の矩形波となる。該2種類の矩形波の排他的論理和を
とると、d点のタイミングチャートに示されるスパイク
波形となる。排他的論理和回路13から出力されるスパ
イク波形を積分回路14に入力する。
【0022】積分回路14では、入力される排他的論理
和回路13の出力信号が高レベルのとき、抵抗Rを通し
て容量Cを充電し、入力される排他的論理和回路13の
出力信号が低レベルのとき、容量Cに充電された電荷を
抵抗Rを通してすべて放電する。
【0023】容量Cに充電される電荷量は、排他的論理
和回路13の出力信号の高レベル、低レベルの時間比に
よって増減することになる。該時間比は、発振器10が
正常に発振しているときは一定であるため、容量Cに充
電される最大電荷量も一定値となる。容量Cがフル充電
のときのe点の電位をVF、正常に発振しているときの
最大電位(正常発振時の容量Cの最大電荷量に基づく電
位)をVCとすると、正常発振時のある瞬間のe点の電
位Vには、0<V≦VC<VFの関係が成立する。積分比
較回路内の比較器15の比較電圧VRは、0<VC<VR
<VFと設定されており、比較対象電圧がVR未満の場
合、比較器15は、”0”を出力し、VR以上の場合、
比較器15は、”1”を出力する。
【0024】発振が正常にされている場合は、常に0<
V≦VC<VR<VFが成立するため、比較器15から
は、”0”が出力される(OUT=0)。
【0025】次に、発振振幅が小さくなり後段回路にク
ロックパルスが伝達されなくなった時の動作を図4を参
照して説明する。
【0026】発振器10の発振振幅が小さくなり、a点
のタイミングチャートに示すように、発振波形が2個の
インバータ11と12の反転電圧Vth1、Vth2間で変化
するようになると、b点は高レベルで固定され、c点は
低レベル固定される。したがって、排他的論理和回路1
3の出力には、d点のタイミングチャートに示すよう
に、常に高レベルが出力されるため、積分回路14の容
量Cはフル充電され、V=VF>VRとなり、比較器15
は、”1”を出力する(OUT=1)。
【0027】次に、本発明の他の実施形態について説明
する。本実施形態は、図1の発振停止検出回路に於ける
積分比較回路(積分回路14、比較器15)の部分を、
図5に示す積分比較回路に置き換えた構成となっている
ものである。
【0028】図5に示す積分比較回路は、入力信号を反
転するCMOSインバータ51と、該インバータ51の
出力を受けるCMOSインバータであって、導通時のオ
ン抵抗が大きなPチャネルMOSトランジスタ521
導通時のオン抵抗が小さなNチャネルMOSトランジス
タ522とから成るCMOSインバータ52とで構成さ
れる第1の2段CMOSインバータ回路50と、CMO
Sインバータ52の出力を受ける、反転電圧を比較電圧
Rに設定したCMOSインバータ54と、位相合わせ
用CMOSインバータ55とで構成される第2の2段C
MOSインバータ回路53とから成る。
【0029】該回路に高レベル入力が入った場合、イン
バータ51を通った信号は低レベルとなり、Nチャネル
トランジスタ522はオフされ、Pチャネルトランジス
タ521のオン抵抗を介して電流が電源ラインから流れ
込み、インバータ54のゲート容量に充電される。しか
し、Pチャネルトランジスタ521のオン抵抗が大きい
ため、正常発振時は、f点の電位はVRに達することが
できず、インバータ54の出力は反転しない(出力
は、”0”)。発振停止時は、前記のように、f点の電
位はVRを超えて、インバータ54の出力は反転する
(出力は、”1”)。
【0030】該回路に低レベルが入力された場合は、イ
ンバータ51により、高レベルが、トランジスタ5
1、522に入力され、Pチャネルトランジスタ521
はオフし、Nチャネルトランジスタ522はオンする。
トランジスタ522のオン抵抗は小さいため、インバー
タ54のゲートに充電された電荷は速やかに放電され
る。
【0031】なお、本発明は、発振器10が、同一半導
体チップ上に存在する場合、及び存在しない場合の何れ
に於いても適用可能なものである。
【0032】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の発
振停止検出回路は、発振器の出力信号を入力とする出力
反転電圧が電源電圧に近い側にある第1のインバータ
と、基準電圧に近い側にある第2のインバータの2個の
インバータと、該2個のインバータの出力信号を入力と
する排他的論理和回路と、該排他的論理和回路出力信号
を入力とする積分比較回路とを備えたことを特徴とする
ものであり、より具体的には、発振器の出力信号を入力
とする出力反転電圧が電源電圧に近い側にある第1のイ
ンバータと、基準電圧に近い側にある第2のインバータ
の2個のインバータと、該2個のインバータの出力信号
を入力とする排他的論理和回路と、該排他的論理和回路
出力信号を入力とする積分回路と、該積分回路の出力電
圧を入力とし、そのレベルが所定の比較電圧より高いか
低いかの判定を行う比較器とを備え、該比較器の入力が
上記所定比較電圧より高いレベルに保持されたことによ
り、上記発振器の発振振幅が小さくなり後段回路に伝達
されなくなったことを検出することを特徴とするもので
ある。また、発振器の出力信号を入力とする出力反転電
圧が電源電圧に近い側にある第1のインバータと、基準
電圧に近い側にある第2のインバータの2個のインバー
タと、該2個のインバータの出力信号を入力とする排他
的論理和回路と、該排他的論理和回路出力信号を入力と
する2段CMOSインバータ回路であって、後段インバ
ータの電源側PチャネルMOSトランジスタのオン抵抗
は大きく、接地側NチャネルMOSトランジスタのオン
抵抗は小さく設定された第1の2段CMOSインバータ
回路と、該第1の2段CMOSインバータ回路の出力電
圧を入力とする2段CMOSインバータ回路であって、
前段インバータの反転電圧が所定の比較電圧に設定され
た第2の2段CMOSインバータ回路とを備え、該第2
の2段CMOSインバータ回路の入力が上記所定の比較
電圧よりも高いレベルに保持されたことにより、上記発
振器の発振振幅が小さくなり後段回路に伝達されなくな
ったことを検出することを特徴とするものである。かか
る本発明によれば、検出対象外クロックパルスを必要と
せず、また、小さな回路規模で実現可能な、極めて有用
な発振停止(発振器の発振振幅が小さくなり、後段回路
にクロックパルスが伝達されなくなった状態)検出回路
が提供されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の発振停止検出回路の構成
図である。
【図2】図1に於けるインバータ11及び12の伝達特
性図である。
【図3】同実施形態に於ける正常発振時のタイミングチ
ャートである。
【図4】同実施形態に於ける発振停止時(発振振幅が小
さくなった時)のタイミングチャートである。
【図5】本発明の他の実施形態の発振停止検出回路の部
分構成図である。
【符号の説明】
10 発振器 11 インバータ 12 インバータ 13 排他的論理和回路 14 積分回路 15 比較器 50 第1の2段CMOSインバータ回路 51 CMOSインバータ 52 CMOSインバータ 521 PチャネルMOSトランジスタ 522 NチャネルMOSトランジスタ 53 第2の2段CMOSインバータ回路 54 CMOSインバータ 55 CMOSインバータ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発振器の出力信号を入力とする出力反転
    電圧が電源電圧に近い側にある第1のインバータと、基
    準電圧に近い側にある第2のインバータの2個のインバ
    ータと、該2個のインバータの出力信号を入力とする排
    他的論理和回路と、該排他的論理和回路出力信号を入力
    とする積分比較回路とを備えたことを特徴とする発振停
    止検出回路。
  2. 【請求項2】 発振器の出力信号を入力とする出力反転
    電圧が電源電圧に近い側にある第1のインバータと、基
    準電圧に近い側にある第2のインバータの2個のインバ
    ータと、該2個のインバータの出力信号を入力とする排
    他的論理和回路と、該排他的論理和回路出力信号を入力
    とする積分回路と、該積分回路の出力電圧を入力とし、
    そのレベルが所定の比較電圧より高いか低いかの判定を
    行う比較器とを備え、該比較器の入力が上記所定比較電
    圧より高いレベルに保持されたことにより、上記発振器
    の発振振幅が小さくなり後段回路に伝達されなくなった
    ことを検出することを特徴とする発振停止検出回路。
  3. 【請求項3】 発振器の出力信号を入力とする出力反転
    電圧が電源電圧に近い側にある第1のインバータと、基
    準電圧に近い側にある第2のインバータの2個のインバ
    ータと、該2個のインバータの出力信号を入力とする排
    他的論理和回路と、該排他的論理和回路出力信号を入力
    とする2段CMOSインバータ回路であって、後段イン
    バータの電源側PチャネルMOSトランジスタのオン抵
    抗は大きく、接地側NチャネルMOSトランジスタのオ
    ン抵抗は小さく設定された第1の2段CMOSインバー
    タ回路と、該第1の2段CMOSインバータ回路の出力
    電圧を入力とする2段CMOSインバータ回路であっ
    て、前段インバータの反転電圧が所定の比較電圧に設定
    された第2の2段CMOSインバータ回路とを備え、該
    第2の2段CMOSインバータ回路の入力が上記所定の
    比較電圧よりも高いレベルに保持されたことにより、上
    記発振器の発振振幅が小さくなり後段回路に伝達されな
    くなったことを検出することを特徴とする発振停止検出
    回路。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008153718A (ja) * 2006-12-14 2008-07-03 Meidensha Corp クロック信号停止判定回路

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