JPS5870630A - 発振停止検出回路 - Google Patents

発振停止検出回路

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JPS5870630A
JPS5870630A JP56169865A JP16986581A JPS5870630A JP S5870630 A JPS5870630 A JP S5870630A JP 56169865 A JP56169865 A JP 56169865A JP 16986581 A JP16986581 A JP 16986581A JP S5870630 A JPS5870630 A JP S5870630A
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JP
Japan
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circuit
oscillation
level
output
capacitor
Prior art date
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Application number
JP56169865A
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English (en)
Inventor
Hirohei Kawakami
川上 博平
Masao Kayahara
萱原 正雄
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPS5870630A publication Critical patent/JPS5870630A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/19Monitoring patterns of pulse trains

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Electric Clocks (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

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】 本発明は発振出力の停止を検知することのできる発振停
止検出回路に関する。
デジタルウォッチ用LSIの作動は、従来、酸化銀電池
(電位差1.55V)を電圧源として、水晶振動子を用
いて基準周波数の発振出力を得、また、液晶駆動用の信
号電位を前述の基準周波数を分周した出力信号とコンデ
ンサ(容量)による昇圧回路により得ていた。
しかし、デジタルウォッチ用LSI仕様の低電流化を進
めるにあたり、電圧源としてリチウム電池(電位差3.
OV )を使用するようになり新たな問題が発生して来
た。すなわち、水晶発振を1.6Vで行ない、水晶発振
で得られた基準周波数を分周した出力信号とコンデンサ
(容量)による分圧回路でリチウム電池の電位を分圧し
て1.6vを得るというシステムでLSIを構成した場
合、一旦水晶発振が停止すると分圧回路が働かなくなり
、1.6vの電圧を再び得ることが不可能になり、永久
に水晶発振回路が動作しなくなるという不都合が生じて
来た。そこで、動作途上で何らかの理由により水晶発振
が停止した場合には水晶発振回路の電源を3.Ovにし
て水晶発振を行なわせ、分圧回路により1,5Vの電位
を得たのち、再度水晶発振回路の電源電位を3.OVか
ら1.6vに変更する必要が生じ、水晶発振が停止した
ことを検知する回路および発振バックアゾプシステムが
必要とな3 ってきた。
このような回路システムとして第1図に示すように、水
晶発振回路1の出力信号(a)を分周回路2で分周し、
分周信号の正相(b)と逆相(C)の信号を用い、逆相
の信号を構成するインバーター0の出力側に、容量11
を付加することにより逆相信号を遅延させ、正相信号と
逆相信号を入力とするイクスクルシブノア回路12の出
力端子に、水晶発振時には、第2図(d)のごとくパル
ス出力を出し、水晶発振停止時にはローレベルの直流信
号(6)を出し、さらに、この出力端子を入力とするn
チャネルトランジスター3と容量14およびロード用p
チャネルトランジスター6を用いた検出回路部で、発振
動作時には直流の低電位レベル(g)、発振停止時には
直流の高電位レベル(f)を得るような発振停止検出回
路が考案され、この回路の出力、すなわちインバータ回
路16および同17によりレベル調整された出力を入力
とする電圧変換回路3により水晶発振回路1の電圧を制
御していた。
しかし、この発振停止検出回路は、発振動作時に、イク
スクルシプノア回路12にパルス出力を得るようにする
ために、前段のインバータ回路1゜に多大な容量11を
付加する必要があり、このインバータ回路1oでの消費
電力が大きく、さらにこの容量11のだめにイクスクル
シプノア回路120入力信号の過渡応答時間が長く、こ
のイクスクルシプノア回路での消費電流も大きくなる。
そこで、本発明はこれらの欠点に着目して、消費電力の
少ない、発振停止検出回路を提供せんとするものである
。第3図は本発明の一実施例にかかる発振バックアップ
システムの回路図である。
水晶発振回路4の出力端子は分周回路60入力端子と接
続され、分周回路6の途中出力端子18はローレベルを
−1,5vから−3,OVに変換する電圧変換回路19
全通してインバータ回路2oの入力端子と接続され、イ
ンバータ回路20の出力端子はノア回路21.22のそ
れぞれの入力端子と接続され、一方、分周回路5の他の
途中出力端子23はローレベルを−1,5vから−3,
OVに変換する電圧変換回路24全通してノア回路22
の他の入力端子およびインバータ回路25の入力端子と
接続され、インバータ回路25の出力端子は前述のノア
回路21の他の入力端子と接続されている。
そしてノア回路21の出力端子はトランジスタ26のゲ
ート電極に接続され、ノア回路22の出力端子はトラン
ジスタ260ンース電懐端子およびトランジスタ27の
ゲート電極端子に接続され、トランジスタ26.27の
それぞれのドレイン電極端子と基板間には、それぞれ容
量28.29の接続されている。トランジスタ27のド
レイン電極端子には更にロード用のpチャネルトランジ
スタ30のドレイン電極端子が接続され、pチャネルト
ランジスタ3oのゲート電極端子には−3,0V(1)
ローレベル、 −ffz−J−)チ’i S 82レベ
ルの電位が接続され、ソース電極端子にはVDDレベル
の電位(ov)が接続されている。
そして、さらに、トランジスタ27のドレイン電極端子
には、pチャネルトランジスタ31、nチャネルトラン
ジスタ32のゲート電極端子が接続され、pチャネルト
ランジスタ31のソース電極端子は”/DI)レベルの
電位が接続され、nチャネルトランジスタ320ンース
電極端子にU、nチャネルトランジスタ33のゲート電
極端子およびドレイン電極端子が接続され、トランジス
タ(のソース電極端子はVS52レベルの電位が接続さ
れ、トランジスタ31.32によるインバータ回路のス
イッチングレベルをトランジスタ33の閾値電圧分だけ
・・イレベル側にシフトさせるようになされている。
トランジスタ31.32のドレイン電極端子に、インバ
ータ回路240入力端子と接続され、インバータ回路3
4の出力端子を入力とする電流電圧変換回路6により、
水晶発振回路4の電源電圧を制御するように構成されて
いる。
つぎに、本回路の動作原理を第4図に従って説明する。
まず、固M振動周波数が32768112の水晶振動子
を用い、分周回路5の出力端子18は3段目のフリップ
フロップの出力端子とし、他の出力端子23は4段目の
7リツプフロツプの出力端子として説明する。水晶発振
回路4より32768II ’< (7) 基準信号C
ハイレベルがVDDレベル(OV)、ローレベルがvS
8ルベル(−1,5V)第4図11)〕を得ると、出力
端子18にはデユーティ5゜係、ローレベルがVSSl
の4096Hzの信号を・得、電圧変換回路19の出力
端子にはローレベルがVSS2の4096H2の信号〔
第4図(O)〕を得る〇 一方、出力端子23にはデユーティso% 、ローレベ
ルがVSSlの2048H2の信号を得、電圧変換回路
24の出力端子にはローレベルがvSS2の20481
12の信号〔第4図(C)〕を得る。
しだがってノア回路2’1.22の出力端子にはそれぞ
れハイレベルが決して重なり合わない、デユーティ25
係の20481−IZの信号〔第4図(e)。
(d)〕を得る。
ノア回路21の出力端子がノ・イレベルの時、トランジ
スタ26は導通状態となり、容量28にノr回路22の
出力端子のレベル、すなわちvSS2レベルが充電され
る。つぎに、ノア回路22の出力端子がハイレベルの時
、トランジスタ26が非導通状態、トランジスタ27が
導通状態となり、容量28と容量29間で電荷が分配さ
れる。
そして、トランジスタ30のオン抵抗が非常に高い、す
なわち数6メガオームとすると、発掘定常状態ではトラ
ンジスタ26とトランジスタ27が交互に導通、非導通
状態となり、容量28.29はともにVSS2レベルに
充電され(第4図(0゜(g))、トランジスタ27の
ドレイン電極端子の電位(dV S 32レベルとなる
。そこで、トランジスタ31が導通となバ出力端子はハ
イレベルとなり(第4図(h) ) 、その結果、イン
バータ回路34の出力端子はローレベルの直流電位(i
)となる。
つぎに、発振動作停止時を考えると、回路構成上、少な
くも一方のノア回路21.22の出力端子はVSS2レ
ベルとなり、トランジスタ26゜27のうち、少なくと
も一方は非導通状態となって、少くとも容量29の側の
出力端子点は、発振からの分周信号の系と遮断される。
そこで、容量29もしくは容量28と容量290両方に
蓄積さt・、/ζ電荷は、この静電容量もしくは容量2
iと芥:I;”29の和の静電容量とロードトランジス
タ30のオン抵抗の時定数でハイレベルの状態に変化し
ていく。そこでインバータ回路34の出力端子は・・イ
レベルの直流電位となる。
以上の説明で解るように、水晶発振定常時にはインバー
タ回路34の出力端子はローレベルとなり、水晶発振が
停tL した場合には、自動的に・・イし・ベルとなる
。そこで、電源電圧変換回路6を入力信号がローレベル
の時、発振回路40ローレベルの電位をvSSルベル(
−1,6V)にし、人7°J信号がハイレベルの時、発
振回路4のローレベルの電位をVSS2レベル(−3,
○V)にするように回路設計すると、何らかの理由によ
り水晶光ハ(が停止した場合でも自動的に発振を復帰さ
せることができる。
なお、第3図において、以上の説明で解るよう(・・二
、トランジスタ26.27にnチャネルトラン/メタを
用いることは本質的なことでなく、これ「)のトランジ
スタを交互にスイッチングするものであればpチャネル
トランジスタでもよく、さらに直列に二つ以上いくら接
続してもよい。
そして、トランジスタ300オン抵抗と容量29による
時定数をノア回路22の出力信号の周ル]よりも充分大
きくすることができれば、トランジスタ33は必要とし
ないこと、さらに、発振回路は水晶発振回路に限定され
ずに、セラミック発振回路、CR発振回路にも適用でき
ることは明白でありO ところで、第1図に示した従来の発振停止検出回路にお
いては、容量”を数10PFにするため、インバータ回
路10の人、出力信号は、第2図ft)) l (C)
のごとくなり、過渡応答時にインバータ回路で数マイク
ロアンペア以上の電流の消費を余儀なくさせられる。さ
らに、イクスクルシブノア回路12の人力信号も過渡応
答時間が長いため、数マイクロアンペア以上の電流の消
費を余儀なくさせる。そして、イクスクルシプノア回路
12の出力波形、とくに・・イレベルの期間は、この過
渡応答時間に基因したものであるので、動作を確実量)
全必要とし、イクスクルノブノア回路12のμ源電位と
インバータ回路1oの出力電位、タイミングを微細に調
整する必要があり、そのために設計余裕が非常に少なく
なり、製造工程において1# 1+fL電圧、相互コン
ダクタンス等のプロセスパラメータを高精度に制御する
必要が生じ、製造歩留の低下をまねいていた。
しかし、本発明においては、分周回路からの出力信号の
過渡応答時間を利用したものではなく、ロードトランジ
スタ3oの出力部を除いて完全にデジタル論理によって
発振停止検出回路を構成しているため、発振停止検出回
路の全消費電流を数ナノアンペア程度に押えることがで
き、さらにこの回路部で、とくにプロセスパラメータの
精度を必要としないため、従来のものに対して飛躍的な
歩留向上を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の発振停止検出回路を含む発振バクアップ
システムの回路図、第2図(a)〜(g)は第1図の各
部の信号波形図、第3図は本発明の一実の各部の波形図
である。 4・・・・・・発振回路、5・・・・・・分周回路、6
・・・・・・電源電圧変換回路、30.31・・・・・
・pチャネルトランジスタ、26,27,32.33・
・・・・nチャネルトランジスタ、28.29・・・・
・・コンデンサ(容t4i)、20.25.34・・・
・・・インバータ回路、21.22・・・・・ノア回路
。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが1名13
図 第 4 図 (a) JlflflllfL−一−−−−−−−−−
−−−−−−1flllf−20′

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 発振出力もしくは同出力からの分周信号を入力・とする
    スイッチングトランジスタが少なくとも二つ直列に接続
    され、これらの各トランジスタに位相を違えた上記入力
    信号を与えて、各瞬時には少くとも一つのトランジスタ
    を非導通に保つとともに、前記スイッチングトランジス
    タのおのおのの出力端子側に容量が付設されてなり、上
    記容量端の電位レベル反転によシ上記発振出力の停止を
    検出することを特徴とする発振停止検出回路。
JP56169865A 1981-10-22 1981-10-22 発振停止検出回路 Pending JPS5870630A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102089972A (zh) * 2008-07-09 2011-06-08 松下电器产业株式会社 半导体集成电路

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5753141A (en) * 1980-09-16 1982-03-30 Toshiba Corp Oscillation detecting circuit

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