JPS5820026A - 発振回路 - Google Patents

発振回路

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JPS5820026A
JPS5820026A JP56119767A JP11976781A JPS5820026A JP S5820026 A JPS5820026 A JP S5820026A JP 56119767 A JP56119767 A JP 56119767A JP 11976781 A JP11976781 A JP 11976781A JP S5820026 A JPS5820026 A JP S5820026A
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voltage
transfer
input terminal
resistor
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Kenji Matsuo
松尾 研二
Akira Yamaguchi
明 山口
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Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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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
    • H03K3/023Generators 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
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/01Details
    • H03K3/011Modifications of generator to compensate for variations in physical values, e.g. voltage, temperature

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】 この発明は、411K発振周波数特性を改善した発振回
路に関する。
パルス発生回路は、電子装置の回路動作源になるなど、
電子回路の中では重要な回路の一つである・とのI譬ル
ス発生回路には、種々の回路が提案されて−るが、簡単
な構成で高牟積化が可能勢の多くの利点を有するCB発
振回路が多用されて−る。このCB発振回路(以下単に
発振回路と称する)は、キヤ/4シタと抵抗の時定数に
応じた周波数のj臂ルスを発生する回路である。乙のよ
うな発振回路は、従来第1図(ム)K示すように電源間
vDD−vIIKNチャネA MOaシランシスjl都
からなる電源転送r−ト回路テ、買(以下単に転送r−
)回路と称す)を備え、との転送r−)回路テrwを介
して電源電圧が供給される今ヤ/譬シタCxおよび抵抗
BxO並列並列C1賂 回路.l・1のキャパシタCxと抵抗lxO時定数に応
じて発生する電圧Viに対して所定の周波数を有するI
4ルスv.lltを発生するシ.建ットrート回路1j
が設けられ、とのdルスv*mtが転送1’ −ート回
路TrN(Dl”−)に供給される.なお、通常とのよ
うな発振回路がIC化される場合、Ic内部fJK対し
てCRIIIIrlは1個の/譬ツドに外付される.こ
のような発振回路にお−て、電圧v4がVsg(以下r
OJレベル)であれば、シ.建ツ)r−ト回路12の出
力電圧veatはVDD C以下「1」レベル)となり
、転送ダート回路テ,Nはオン、すなわち導通状態とな
る。したがって、電源電圧VDDがC1回路11へ供給
され、電圧V(は「1」レベルへ上昇する・このときの
電圧v4の立上り時間は、トランジスタTr)fのオン
抵抗とキャパシタCxの時定数Kftft的する・との
電圧V(が上昇する過程でシatッ)?−)回路12の
高レベル閾値電圧V1mを越えた瞬間に1このr−)回
路12は反転し出力電圧V,,iはrlJレベルからr
OJレベルへ変化する・ヒのとき、通常電圧V(が発生
する端子の負荷容量は、電圧Ventが発生する端子の
負荷容量より相轟大きい丸め、電圧veatの立下りは
、電圧v4の立上bK比較して瞬時である・そして、と
の電圧v,,, ( r O Jレベル)Kよりて転送
f−)回路?,)fは非導通となり、電圧v4は上昇を
停止して、C1回路11のC8〜時定数に応じて立下り
始める・とO電圧v4がシ.ンットrート回路11の低
レベル閾値電圧V!−を下まわうた瞬間に、シ.電ット
r−)回路12は反転し出力電圧v.11tはrOJレ
ベルから「1」レベルへ変化する゛。このときの電圧v
eatの立上すも立下りと同様に瞬時である。このよう
な動作を繰り返すととkよりて、所定の周波数の発振Δ
ルスを得ることができる◎第1図(II)は、シーty
)?−)11路14が正相動作、すなわち第1図(A)
 K示すシh々ットダート回路12から発生すゐ/豐ル
スO反転/4ルスを発生する発振−路である・したがり
て、転送r−)回路!1,はPチャネルM(Ml )ラ
ンジスタ等からなる・なお、他の構成および動作は上記
第1図(ム)の発振回路と同様である°ため説明は省略
する。
ととるで、このような発振回路は、具体的には第2図に
示すよう.な回路構□成である・すなわち、IC内部1
1は、シJ&々ット?−)回路11または14の代bK
複数のイン/嗜−III〜14が直列に接続して設けら
れ、この初段のインzl−夕21の入力端子とC1回路
11の電圧v1を発生する端子間に直列に.抵抗R1が
設けられる。さらにインバー111の入力端子とイン/
f − J j #の出力端子間に抵抗R,が設けられ
、ヒの抵抗R1yR1O比率およびイン/童−タ21の
出力端子から発生する信号φに応じて発生する分圧電圧
V.が初段のインバータ21の入力端子に供給される。
そしてイン”−fillの出力端子から発生する信号φ
が電源VDDをC1回路11へ供給するPチャネルMD
8 )ッンジスタ等からなる転送rート回路テr,のr
ートへ供給される。
とのような発振回路において、いま電圧v4が減少し始
め、イン/寸−タ:J1ezzの出力信号がそれぞれ「
0」レベル、「1」レベルとした場合、電圧V(が嬉3
図に示すように低レベル閾値電圧VZLtで下がりた瞬
間、イン/電−!21、11は反転する。このときの電
圧VtX,は、となり、とこで R1,R−・・・抵抗11.翼3の各抵抗値Vth1=
 47 I? −7j I Ojl 値電圧であゐ。し
九がって、インバーIIIの出力信号φは「O」レベル
と1b、出力段のイン/f −夕14の出力信号v*u
tは「1」レベルからrOJレベルへ瞬時に変化し、転
送r−ト回路テrpは導通状態となる・この転送?−)
回路〒、、によりて、C冨回路11へ電源VDDが供給
され、電圧v4は上昇し始める・この電圧V(が、第3
図に示すように高レベル閾値電圧”IHlで上がった瞬
間、イン・◆−タz x t x zは反転し、それぞ
れの出力信号唸「1」レベルからrOJレベル、rOJ
し→ルから「1」レベルへ変化する・このときの電圧v
xxは となる。したがって出力段のイン・櫂−1140出力信
号voutはrOJレベルから「1」レベルへ瞬時に変
化し、転送?−)回路!1.は非導通状態となる。この
転送ダート回路テ1.によりて、OR回路11への電源
電FEVDD供給は停止され、電圧v4は減少し始める
・ヒのような動作が繰り返されるととKよりて、出力段
のイ/d−タ24から第3図に示すようなI譬ルスve
atが発生する・ ところで、このように発生される/4ルスV、at(’
周期T、すなわちsI3図に示す期間T1と期間?。
を求めると、まず電圧v4が低レベル間値電圧VILt
で下がり、そのとき反転してインバーlxz、x4の各
出力信号φ* voutが「0」レベル(Was)にな
りた場合、第4図(ム)に示す如く信号II (rob
)が転送r−)回路’r、、or−トに供給され、ヒの
r−)回路〒1は導通状態とな抄、電圧V<は上昇し始
める・とのような場合、第4図(II)に示すような等
価回路が成立する。
すなわち、イン、4−111(D反転動作に対応するス
イッチ譚がオンし、転送ゲート回路Tr、 (Dオン抵
抗を抵抗R,とした場合、電源電圧VDDに応じて電流
「(1+イ漏」が抵抗−を介して、Cn回路111Dd
Pヤー譬シjl Cx、抵抗l!および抵抗R1,R−
へ流れる・このときの電圧VDD・電流r (s +4
* JO関係式は下記のようになる。すなわち、 VDD−(イs (’)+ (s (t) ) ・Rs
 十c、 / (t (t)、dt+ Vll= (4
*  (t)+ is (t))  ・−+R/(寓(
1)  ・・・・・・・・・・・・(3)ただし、 である・このとき、初期値は、 となる・したがりて、上記式(a) 、 (4) 、 
(s) e (a)よとなり、ζこで である。、さらに、電圧V1mは Vxx −17’ <1(?t )        ・
・・・1曲(9)であるから−上記式(η、(8)より
期間Ttはとなる・次に電圧V(が期間TI後高レしル
閾値電圧V!菖に壜で上がり、イン・青−112,11
4の各出力信号φ、voutがrlJレベル(vDD)
Kなりた場合、館5図(A) K示す如く信号−(rl
J)が□転送r−)回路Trpのr−)g供給され、と
のr−)回路Trpは非導通状態となり・、電圧V(は
減少し始める。このような場合、第5図(呻に示すよう
な等価回路が成立する0すなわち、スイッチ帽がオンし
、電源電圧VDDに応じて電流r 4.s +(a J
が抵抗Rt −1s を介L”ClCRII回路110
抵抗−およびキャー4シメcxそれぞれへ分流する。こ
のとき、電流(lが抵抗R1へ、ま九電流(4がキヤ/
譬シタC8へ流れるとした場合、電圧VDD・電流r 
(s +4a JO関係式は下記の様になる。すなわち
、 VDD−((s(t)+ (a(t))・(Rt +N
a )+ 4.(s)−hx・H4s (t)・% =
 c、 / 4 *Ct)as     −−−−−−
=−94となる。このとき、初期値は、 となる・したがって、上記式(II 、(2)、(ロ)
、a◆より(s(t)は、 会 となり、ととで である・さらに1電EEVILは VIL I! Rx−(嘗(!鵞)・−・・・・・・・
(ロ)であるから、上記式(2)、(ロ)より期間〒S
はとなる。したがりて、上記式(転)、(2)よりパル
スV、wtC’周期Tが求められ、それによって周波数
Iは となる・このようにI4ルスの周波数Iは、電源電圧V
DD I電圧Vll I VILに依存しているもので
、この電圧V!璽IVILは上記式(1) 、 C2”
)よりインバー111の閾値電圧Vtklに依存してい
る・したがりて、もし電圧vthtが電圧VHO羨動に
対して比例関係があるとすれば、周波数fは電源電圧V
DDと無関係に一定値となる。しかしながら、インバー
タ21の閾値電圧Vtk lは、インバータを構成する
PチャネルまたはNチャネルMO8トランジスタのオン
抵抗が電圧VDDによって変化するため、実際には電圧
vDDの変化に対して比例関係を有していない。したか
りて電圧Vll = VILも電圧Vl)I) O変化
に対して比例関係がなく、従来の発振回路で社、それか
ら発生するIllスス周波数fが電源電圧Vl)1) 
O変化に対して変動し、不安定となる欠点がある・との
発明は、上記の事情を鑑みてなされたもので、電源電圧
の変化に対する影響をなくすととKよって安定な周減数
特性を有するパルスを発生する発振回路を提供すること
を目的とする。
以下図面を参照してこの発明の一実施例について説明す
る・第6Illはその実施例に係る発振回路の構成を示
すもので、まず上記第2図に示した発振回路のインd−
メ21.11の代りに例えば演算増幅回路から成ゐ比軟
回路61が設けられている・この比、較回路としての演
算増幅回路−1は、入力インビーダンスが大きいMO8
トラyyxp’@*m、 N、ta’41111111
5 s −108769号に示される如11回路で、そ
の一方の入力端子(「+」儒)Kは上記直列接続の抵抗
R1s冨寓の比率および演算増幅回路61の出力信号φ
に応じて発生する分圧電圧V、が供給される。さらにそ
の他方入力端子(「−」側)には、電源間VDD−V、
、に設けられる基準電圧発生回路を例えに直列接続の抵
抗R,,R,で構成してその各抵抗比率に応じて発生す
る分圧電圧である基準電圧vbが供給される・そしてこ
の演算増幅回路σ1の出力端子から上記PチャネルMO
8)ランジス!勢からなる転送r−ト闘賂T□のr−)
に信号φが供給される。なお、他の構成は、上記第2図
に示した発振回路と全く同様であるため、同一符号を付
して説明性省略する。
このような発振回路において、いま仮に電圧V(が減少
し始めると、演算増幅回路110正(r+J ’)側の
入力電圧V、が減少し始める・この電圧V(すなわち電
圧V、111!演算増県回路51の低レベル閾値電圧V
IL 1で低下すると、その出力信号φはrOJレベル
になる・すなわち、上記第4図(ム) 、 (B)に示
すような回路動作が1−!れ、転送r−)回路テ、、0
r−)に信号(rob)が供給され、このグー)I回路
Tr、は導通状態となる、したがりて、CB回路ttl
c電源VDDが供給され、電圧V(は上昇し始める。こ
のとき、低レベル閾値電圧VILは、下記のようK11
21mされる。すなわち、 となる・さらに、電圧v4、すなわち電圧V、が演算増
幅回路#lの高レベル閾値電圧V1M壕で上昇すると、
そom力信号−は「1」レベルに変化する・すなわち、
上記第S図(A) 、 (B)に示すような回路動作が
なされ、転送ダート回路テr、のr−)に信号φ(rl
J)が供給され、この?−)回路11.は非導通状態と
なる口したがって、C1回路11への電源’DD供給は
停止され、電圧v4は減少し始める=このとき、高レベ
ル閾値電圧WINは、下記のように表現される。
すなわち、 となる゛。このような、回路動作が繰り返し行なわれる
ととKよりて、上記第3図に示すよりなノ臂ルスv、、
−が出力段のインバータj4から発生する。ところで、
このときのI譬ルスveat (08期T1すなわち第
3図に示す期間〒1 、!、をそれぞれ求めると、下記
のように表現される・すなわち、上記式(転)、榊より ・・・・・・・・・・・・・・・・・・(2)となり、
したがって期間T1yT1は T、工に1ψT1          軸重……−’f
 、  x= x、 −7、−軸、、、、−曽と表3j
l@れ、K1 、に、は定数であLm上記式(ハ)、(
2)より、Δルスv、utの周波数fはとなる・したが
りて、上記式曽、(ロ)より閾値電圧VIL t vx
lは電源電圧VDDに対して比例関係にあり、上記式(
2e)よ抄周波数fは電源電圧VDDと無関係な定数で
あり、電源電圧VDDの変動に対して安定である・ 第7図は、上記第6図に示した発振回路のPチャネルM
OII )ランジスタからなる転送r−)回路〒r90
代りにNチャネルMO8)ツンジスメからなる転送ダー
ト回路テ、が設けられ、さらに演算増幅回路alt)負
(、r−J )側の入力端子に電圧v1が供給され、そ
の正(r+J ”)側の入力端子に電圧vbが供給され
る如く構成される発振回路である・すなわち、この発振
(ロ)路は、上記第6図に示した正相動作の発振回路に
対して逆相動作の回路であり、電圧V4O変化に対して
発生する演算増幅回路glcJ出力信号1、およびイン
If−メ24の出力信号層は信号−1■、ltの反転信
号である・なお、他の構成、動作および効果は、第6図
に示した発振回路と同様であるため、同−符号を付して
説明は省略する・第8図は、上記第6図に示した発振回
路に・発・振停止機能を付加した発振回路の構成を示す
、もので、演算増幅回路17の負Cr−J>側入力端子
に供給される基準電圧Vbを発生する基準電圧゛発生回
路において、電源間VDD−Vllに抵抗is 。
R4と直列接続し九NチャネルMOs)ツンジスタから
なる転送r−)回路T□が設けられる。
この転送ダート回路〒1のr−)には、発振停止信号−
がインパー1111を介して供給される・またこの信号
gは、ノアr−)回路#1の一方の入力端子に供給され
、その他方の入力端子には演算増幅回路61の出力信号
φが供給される・そして仁のノアゲート回路82の出力
信号がインΔ−aSSを介してC1回路11への電源V
DD供給を制御する転送r−)[路Tr、のゲートに供
給される。なお、他の構成は、上記第6図の発振回路と
同様であるため同一符号を付して説明は省略する・ このような発振回路に訃いて、いt電圧v4が上記式(
2)に示す低レベル閾値電圧vtLtで低下すると、上
記と同様に演算増幅回路#lの出力信号φはrOJレベ
ルとなり、この信号φ(rob)がノアダート回路aj
#4:/A−113を介して転送r−)回路τrpOr
−)に供給される。したがって、転送r−)回路Trp
は導通状態となり、cm回路1111C電源VDDが供
給され、電圧v4は上昇し始める。この電圧V(が上記
式四に示す高レベル閾値電圧Vlltで上がると、演算
増幅回路61の出力信号φは「0」レベルから「1」レ
ベルへ変化し、この信号φ(rlJ)がノアr−)−路
82.インバータ#1を介して転送r−)回路Tr、の
r−トに供給される・したがりて、転送r−、ト回路T
オは非導通状態とな抄、C8回路11への電源VDD供
給は停止され、電圧v4は減少し始める0このような動
作が縁り返されるととKよりて、出力段のインA−11
4から一ルスve+atが発生する。
とヒろで、このように発振動作を行なう発振回路に発振
停止信号1(rlJレベル)がノアダート回路ax、イ
ン/”−Illを介して転送r−ト回路丁、、0r−)
に供給され、とのr−ト回路T□竺非導通状態となる・
したがりて、演算増幅回路61の出力信号φとは無関係
に1CR回路11への1源VDD供給は停止され、電圧
V(が減少する・また同時に発振停止信号1はインd−
メ#Iの入力端子に供給され、このイン/嗜−夕81の
出力信号(「0」レベル)が転送r−)回路T■、のr
−トに供給され、とのr−ト回路Tr)iは非導通状態
となる。したがりて、基準電圧vbの発生が停止され、
不必要な電源消費を防止できる。なお、発振回路が正常
動作、すなわち発振動作中の発振停止信号1はrOJレ
ベルである・ なお、上記実施例において、上記比較回路は演算増幅回
路に@もず、例えば差動増幅回路など比較機能を有す為
回路であればよい。
以上詳述したように、この発!IKよれば01回路の時
定数に応じて発生する電圧の変化を制御し、ヒO1!化
する電圧と基準電圧の比較結果に応じてノ譬ルス信号を
発生する比較回路を設けることによって、電源電圧の変
動に対して安定な周波数を有する一ルス信号を発生する
ことができる・さらに発振停止時に上記基準電圧の発生
を停止する手段を設けることによって、不必要な電源消
費を防止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(ム) 、 (1)は従来の発振回路の゛概略的
構成図、第2図は従来の発振回路の具体的構成図、鞘3
図はその14<ングチャートを示す図、第4図(ム) 
、 (1)および嬉5図(ム”) 、 (B)は従来の
発振回路の動作を説明する図、第6図はこの発明の一実
施例に係る発振回路の構成図、嬉7図はこの発明の他の
・実施例に係る発振回路の構成図、第8図はとの発明の
さらに他の実施岡に係る発振回路の構成図である・ E j * Z 4 ”・(’ a t y ) l’
−) ml路、21〜j 4 、 a J 、 a J
−・・インパー夕、−1・−比較−−qfト・ノアr−
)、!12.〒rM転送r−)回゛路、cx−・・キヤ
/譬シフ、R,IB1〜B4 、R。 ・・・抵抗。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 廖釘娃芥奸;g
 搗 コ シ  5!5 第4図 (A) 第5図 (A) (B) (B)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  キャパシタと抵抗を並列接続してなる01回
    路と、電源間に上記01回路と直列接続された電源転送
    r−)回路と、このダート回路と01回路の接続点に第
    1の抵抗を介して接続された第1の入力端子を有しかつ
    第20入力端子および出力端子を有する比較回路と、ヒ
    の比較回路の第1の入力端子と出力端子の関に接続され
    た第2の抵抗と、上記電源に接続された基準電圧発生回
    路と、との基準電圧発生回路からの基準電圧を上記第2
    の入力端子に供給する手段と、上記比較回路の出力端子
    からの出力信号によりて上記転送?−)回路のr−)を
    制御する手段とを具備したことを特徴とする発振回路。
  2. (2)  今ヤ/譬シIと抵抗を並列接続してなるC8
    回路と、電源間に上記01回路と直列接続された縞1の
    電源転送f−)回路と1.←、の第1のr−)回路と0
    1回路の接続点に第1の抵抗を介して接続された第1の
    入力端子を有しかつ第2の入力端子および出力端子を有
    する比較回路と、この比較回路の第1の入力端子と出力
    端子の間に接続された第2の抵抗と、上記電源間に直列
    に接続された抵抗分圧器および第2の電源転送r−)回
    路を有する基準電圧発生回路と、上記第2の?−)回路
    のr−)制御に応じて上記抵抗分圧−から分圧された基
    準電圧を上記第2の入力端子に供給する手段と、上記第
    2の電源転送r−)回路のff−)制御を行&う発振停
    止信号を転送する第1の転送手段と、この発振停止信号
    および上記比較回路の出力端子からの出力信号の少なく
    と一一方を上記第1の電源転送ff−)回路のff−)
    K転送する第2の転送手段とを具備したととを特徴とす
    る発振回路。
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