JPS6020619A - デイジタル発振器 - Google Patents
デイジタル発振器Info
- Publication number
- JPS6020619A JPS6020619A JP58127695A JP12769583A JPS6020619A JP S6020619 A JPS6020619 A JP S6020619A JP 58127695 A JP58127695 A JP 58127695A JP 12769583 A JP12769583 A JP 12769583A JP S6020619 A JPS6020619 A JP S6020619A
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- JP
- Japan
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- current
- same
- oscillator
- voltage
- transistor
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/01—Details
- H03K3/011—Modifications of generator to compensate for variations in physical values, e.g. voltage, temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/027—Generators 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
- H03K3/03—Astable circuits
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はディジタル素子を用いた発振器に係シ、特に温
度特性の改善に好適な発振器の制御回路に関する。
度特性の改善に好適な発振器の制御回路に関する。
従来のディジタル発振器を第1図に示す。同図において
、1はディジタル発振部、2は周波数調整手段であり、
ディジタル発振部1は奇数個のディジタル反転素子6で
構成されている。
、1はディジタル発振部、2は周波数調整手段であり、
ディジタル発振部1は奇数個のディジタル反転素子6で
構成されている。
第1図の例ではこのディジタル反転素子6としてI”L
(Integrated Injection Lo
gic )素子を用いている。また周波数調整手段2は
、一般に可変抵抗葛4、トランジスタ5.6、基準電圧
源7、電流源8で構成され、I’L素子3のインジェク
ション電流を調整している。
(Integrated Injection Lo
gic )素子を用いている。また周波数調整手段2は
、一般に可変抵抗葛4、トランジスタ5.6、基準電圧
源7、電流源8で構成され、I’L素子3のインジェク
ション電流を調整している。
第1図の動作を説明する前に、I”L構成を第2図によ
シ説明する。第2図は上記の発振部1をI’L素子の等
価回路で示したものである。つまシ反転素子3はそれぞ
れNPN トランジスタ9とPNP )ランジスタ10
で構成される。ここでPNPトランジスタ10のエミッ
タに流入する電流を一般にインジェクション電流と呼ぶ
。また複数の出力を必要とする場合には、例えばNPN
)ランジスタ9Cをマルチコレクタ構成とする、この
反転素子3の反転動作は、PNP )ランジスタ10の
コレクタ電流を、NPNトランジスタ9のベースに注入
するかあるいは前段の反転素子の出力側に吸収するかで
決定されている。つまシ前段反転素子(例えば3a )
のNPN )ランジスタ9aがオフの時はその出力は”
H”レベルとみなされ、次段反転素子6b中のPNP
)シンジスタ10bのコレクタ電流は全てNPN )シ
ンジスタ9bのベースに流入してオン状態となシその出
力を“L”レベルとする。逆にトランジスタ9aがオン
の時は、トランジスタ9bのベース電位は”L″レベル
なシオフとなる。
シ説明する。第2図は上記の発振部1をI’L素子の等
価回路で示したものである。つまシ反転素子3はそれぞ
れNPN トランジスタ9とPNP )ランジスタ10
で構成される。ここでPNPトランジスタ10のエミッ
タに流入する電流を一般にインジェクション電流と呼ぶ
。また複数の出力を必要とする場合には、例えばNPN
)ランジスタ9Cをマルチコレクタ構成とする、この
反転素子3の反転動作は、PNP )ランジスタ10の
コレクタ電流を、NPNトランジスタ9のベースに注入
するかあるいは前段の反転素子の出力側に吸収するかで
決定されている。つまシ前段反転素子(例えば3a )
のNPN )ランジスタ9aがオフの時はその出力は”
H”レベルとみなされ、次段反転素子6b中のPNP
)シンジスタ10bのコレクタ電流は全てNPN )シ
ンジスタ9bのベースに流入してオン状態となシその出
力を“L”レベルとする。逆にトランジスタ9aがオン
の時は、トランジスタ9bのベース電位は”L″レベル
なシオフとなる。
次に第1図の動作を説明する。一般に反転素子を奇数個
(Nとする)だけリング状に接続すると、このループは
発振することがよく知られている。このときの発振周波
数foacは一般に次式%式% (11 ここでToScは発振周期、tpdはディジタル素子3
の遅延時間である。ここで式(1)中のtpdは先はど
のインジェクション電流によシ大きく変化する。各ディ
ジタル素子のインジェクション電m ヲizN、r s
全体のインジェクション電流をIINJとすると、第1
図よシ エエNJ = N−r INJ = Vo/R(21で
ある。ここで■oは基準電圧源7の電圧、几は可変抵抗
器4の抵抗値である。したがって次式%式%(31 次に遅延時間tpdを考える。これらの遅延時間は、反
転素子3中のNPNトランジスタ9のベース電位が立上
るまでの時間でほぼ決定される。
(Nとする)だけリング状に接続すると、このループは
発振することがよく知られている。このときの発振周波
数foacは一般に次式%式% (11 ここでToScは発振周期、tpdはディジタル素子3
の遅延時間である。ここで式(1)中のtpdは先はど
のインジェクション電流によシ大きく変化する。各ディ
ジタル素子のインジェクション電m ヲizN、r s
全体のインジェクション電流をIINJとすると、第1
図よシ エエNJ = N−r INJ = Vo/R(21で
ある。ここで■oは基準電圧源7の電圧、几は可変抵抗
器4の抵抗値である。したがって次式%式%(31 次に遅延時間tpdを考える。これらの遅延時間は、反
転素子3中のNPNトランジスタ9のベース電位が立上
るまでの時間でほぼ決定される。
つまfi NPN )ランジスタ9のベース容量をC1
スレツシヨルドレベルVFトスルト t、d = CVF/1INJ f4)となる。したが
って発振周波数fO8cあるいは発振周期T。8cは、 = Tosc = 2N−tpd= 2NCVp/1I
HJosc 式(3)を代入して −= ’I’os。= 2N”CRVp/Vo (5)
ose となる。このとき発振周波数folcの温度特性は、・
・・・・・(6) ここで基準電圧源7の電圧■は、一般に温度特性をもた
ないよう構成された電圧源である。こ50℃とすると、
周波数の全変化率αTは、式(7)より次式となる。
スレツシヨルドレベルVFトスルト t、d = CVF/1INJ f4)となる。したが
って発振周波数fO8cあるいは発振周期T。8cは、 = Tosc = 2N−tpd= 2NCVp/1I
HJosc 式(3)を代入して −= ’I’os。= 2N”CRVp/Vo (5)
ose となる。このとき発振周波数folcの温度特性は、・
・・・・・(6) ここで基準電圧源7の電圧■は、一般に温度特性をもた
ないよう構成された電圧源である。こ50℃とすると、
周波数の全変化率αTは、式(7)より次式となる。
6
= 0.167 (81
つまシ発振周波数foscは±50℃の温度変化に対し
て±1S%変化する。この温度変化量は、一般の発振器
つまシフリスタル発振器や時定数による発振器などの温
度変化量に較べて非常に悪い。
て±1S%変化する。この温度変化量は、一般の発振器
つまシフリスタル発振器や時定数による発振器などの温
度変化量に較べて非常に悪い。
この主要原因は、反転素子3のvFの温度特性を補償で
きないことによる。
きないことによる。
以上のようなディジタル発振器を用いる場合、一般には
1’L素子の遅延時間tpdのばらつきによシ、上述の
ように調整手段を設けている。ところがこの発振信号f
。scを他機能回路のクロック信号などに用いようと試
みても、温度変化が激しく、とて4使用できるものでは
なかった。例えばVTRのカラー信号処理部に用いられ
ているディジタル発振器がその一例である。またVTR
の復調回路ではアナログ方式の電圧制御型発振器が用い
られているが、この発振器をディジタル発振器に置き換
えようとしても、従来では温度特性が問題となって全く
採用されていない。
1’L素子の遅延時間tpdのばらつきによシ、上述の
ように調整手段を設けている。ところがこの発振信号f
。scを他機能回路のクロック信号などに用いようと試
みても、温度変化が激しく、とて4使用できるものでは
なかった。例えばVTRのカラー信号処理部に用いられ
ているディジタル発振器がその一例である。またVTR
の復調回路ではアナログ方式の電圧制御型発振器が用い
られているが、この発振器をディジタル発振器に置き換
えようとしても、従来では温度特性が問題となって全く
採用されていない。
本発明の目的は、従来技術の温度特性を大幅に改善でき
るディジタル発振器を提供することにある。
るディジタル発振器を提供することにある。
本発明の主眼は、発振周波数の温度特性に最も影響を及
ぼす反転素子のベース電圧vFの温度変化を、インジェ
クション電流に同様の反転素子のvFの温度変化を持た
せることにより、発振周波数の温特を補償することにあ
る。
ぼす反転素子のベース電圧vFの温度変化を、インジェ
クション電流に同様の反転素子のvFの温度変化を持た
せることにより、発振周波数の温特を補償することにあ
る。
以下、本発明の一実施を第6図にょシ説明する。同図に
おいて第1図と同一機能を有するものは、同一符号を記
しである。第3図におい′て11は基準電圧源、12、
.15は電流源、14 、15はNPN )ランジスタ
、16〜18はPNP トランジスタである、。基準電
圧源11は、発振器1を構成する反転素子6と同一の反
転素子19を縦に積み重ねた構成であり、例えば第4図
のように接続されている。ここでNPN )ランジスタ
20のコレクタは開放状態でも良す。
おいて第1図と同一機能を有するものは、同一符号を記
しである。第3図におい′て11は基準電圧源、12、
.15は電流源、14 、15はNPN )ランジスタ
、16〜18はPNP トランジスタである、。基準電
圧源11は、発振器1を構成する反転素子6と同一の反
転素子19を縦に積み重ねた構成であり、例えば第4図
のように接続されている。ここでNPN )ランジスタ
20のコレクタは開放状態でも良す。
第3図において基準電圧源11には、電流源12によシ
反転素子6と同一のインジェクション電流i INJが
流れている。また電流源13の電流は、全インジェクシ
ョン電流IINJの2倍の電流量となっている。したが
ってトランジスタ14〜17および5は同一電流となっ
ている。これによfi NPNトランジスタ14 、1
5のペースエミッタ電圧VBEは同一であシ、またPN
P )ランジスタ16〜18および5のVBEも同一と
なっている。
反転素子6と同一のインジェクション電流i INJが
流れている。また電流源13の電流は、全インジェクシ
ョン電流IINJの2倍の電流量となっている。したが
ってトランジスタ14〜17および5は同一電流となっ
ている。これによfi NPNトランジスタ14 、1
5のペースエミッタ電圧VBEは同一であシ、またPN
P )ランジスタ16〜18および5のVBEも同一と
なっている。
さて全インジェクション電流11NJをめる。
まず基準電圧源11において積み重ねた反転素子19の
数をmとすると、トランジスタ140ベース電位はV。
数をmとすると、トランジスタ140ベース電位はV。
c −mVpとなる。ここでVCCは電源電圧である。
したがってトランジスタ5のエミッタ電位も同一となシ
、抵抗器40両端電圧はmVpとなる。この結果、 IINJ = mVp/R(9) と表わされることが理解される。上式(9)中のVFは
、式(4ン〜式(7)中のvFと全く同一特性である。
、抵抗器40両端電圧はmVpとなる。この結果、 IINJ = mVp/R(9) と表わされることが理解される。上式(9)中のVFは
、式(4ン〜式(7)中のvFと全く同一特性である。
次に発振周波数f。scの温度特性をめると、式(5)
においてVo =mVpと置き換えれば良い。つとなる
。したがって周波数変化率α=Δf/fは沈ここで式(
8)と同様にして、温度変化が±50℃の時の全変化率
αTをめると、 aT = −(a、aaaas x so ) = −
o、oo芝s (15)となる。りまシ発振周波数fo
reの温度変化は±025%と非常に小さくなる。この
値は従来′の±16%に比較して%0以上も改善されて
いる。
においてVo =mVpと置き換えれば良い。つとなる
。したがって周波数変化率α=Δf/fは沈ここで式(
8)と同様にして、温度変化が±50℃の時の全変化率
αTをめると、 aT = −(a、aaaas x so ) = −
o、oo芝s (15)となる。りまシ発振周波数fo
reの温度変化は±025%と非常に小さくなる。この
値は従来′の±16%に比較して%0以上も改善されて
いる。
以上の実施例においては、基準電圧源11及び可変抵抗
器4を電源Vce側に接続したが、これらを接地GND
側に接続しても、全く同様の特性が得られることは、容
易に理解される。
器4を電源Vce側に接続したが、これらを接地GND
側に接続しても、全く同様の特性が得られることは、容
易に理解される。
また以上の実施例においては、反転素子19を基準電圧
源11の内部のみに用いているが、上記温度特性の微調
整が必要なときには、第3図のNPN )ランジスタ1
4のエミッタ側や、NPN)ランジスタ15の上下に、
上記の反転素子19を適度に積み重ねて挿入することも
可能である。
源11の内部のみに用いているが、上記温度特性の微調
整が必要なときには、第3図のNPN )ランジスタ1
4のエミッタ側や、NPN)ランジスタ15の上下に、
上記の反転素子19を適度に積み重ねて挿入することも
可能である。
つまり以上をまとめると、ディジタル発振器1のインジ
ェクション電流1rx、yを決定する可変抵抗器4の両
端に印加される電圧■几が、反転素子を少なくとも1個
以上積み重ねた電圧と等しいように構成すれば、発振周
波数の温度特性は大幅に改善される。
ェクション電流1rx、yを決定する可変抵抗器4の両
端に印加される電圧■几が、反転素子を少なくとも1個
以上積み重ねた電圧と等しいように構成すれば、発振周
波数の温度特性は大幅に改善される。
次に上記のディジタル発振器を、電圧制御型発振器とし
て応用した一実施例を第5図に示す。
て応用した一実施例を第5図に示す。
同図において第3図と同一機能を有するものは同一符号
を記しである。第5図において22は制御電流発生回路
、23は電流源12と同等の電流源、24は電圧源11
と同一構成の基準電圧源、25〜28ハNPNトランジ
スタ、29〜33は抵抗でちる。
を記しである。第5図において22は制御電流発生回路
、23は電流源12と同等の電流源、24は電圧源11
と同一構成の基準電圧源、25〜28ハNPNトランジ
スタ、29〜33は抵抗でちる。
ここでトランジスタ 27 、28は差動構成であシ、
制御人力Vcontに応じてトランジスタ28のコレク
タ電流Icontを制御駆動している。またトランジス
タ26のコレクタ電流は、上記差動対の電流源として働
く。
制御人力Vcontに応じてトランジスタ28のコレク
タ電流Icontを制御駆動している。またトランジス
タ26のコレクタ電流は、上記差動対の電流源として働
く。
次に動作を説明すると、トランジスタ26のコレクタ電
流Lsは次式で与えられる。
流Lsは次式で与えられる。
■・・= V、、/R−・ (1,)
ただしV14は基準電圧源24の電圧、’ Rzsは抵
抗29の抵抗値である。ここで基準電圧源24は第4図
と同一の構造であり、したがって反転素子がル段あると
すると、 ■□=両 (1!19 となる。次にトランジスタ27の出しクク電流を1.7
とすると、 lya = Ly +Icont なる式が成シ立つ。ここでIcontは制御人力Vco
nt(/Cはぼ反比例して動作する。つまシし;モがっ
て上式(1尋に式(14) 、 (i59を代入して次
式を得る。
抗29の抵抗値である。ここで基準電圧源24は第4図
と同一の構造であり、したがって反転素子がル段あると
すると、 ■□=両 (1!19 となる。次にトランジスタ27の出しクク電流を1.7
とすると、 lya = Ly +Icont なる式が成シ立つ。ここでIcontは制御人力Vco
nt(/Cはぼ反比例して動作する。つまシし;モがっ
て上式(1尋に式(14) 、 (i59を代入して次
式を得る。
この結果、ディジタル発振部1のインジェクション電流
IINJは、周波数調整手段2からの電流から上記Ic
ontを減算した値となる。ここで式(9)の電流量を
用いると、IINJは となる。ここでR,は抵抗器4の抵抗値である。
IINJは、周波数調整手段2からの電流から上記Ic
ontを減算した値となる。ここで式(9)の電流量を
用いると、IINJは となる。ここでR,は抵抗器4の抵抗値である。
したがって上式(18)を式(41、(5)に代入する
と次式を得る。
と次式を得る。
= Tosc = 2N−CVp/IINJfo、。
=2N’CVp/IIN、y (゛・°IINJ =N
’ iIN、rパ・−; = 2N’C/(、、−(÷
±・)止) (旬このとき発振周波数f08cの温度特
性をめると、式(6)の導出と同様にして よりて周波数変化率α=Δf/fは次式となる。
’ iIN、rパ・−; = 2N’C/(、、−(÷
±・)止) (旬このとき発振周波数f08cの温度特
性をめると、式(6)の導出と同様にして よりて周波数変化率α=Δf/fは次式となる。
10R418Rts
ここで−・−と−・−は前述のように抵几、θTRオ。
θT
抗の温度係数を表わし、それぞれ等しく±0.0000
50/C;である。したがって上式(21においてとす
ると、次式を得る。
50/C;である。したがって上式(21においてとす
ると、次式を得る。
となる。この結果は、第3図の実施例中の式(四と等し
く、発振周波数fOsCの全温度変化は±50℃に対し
て、±025%と同様に小さく押えることができる。
く、発振周波数fOsCの全温度変化は±50℃に対し
て、±025%と同様に小さく押えることができる。
以上のように電圧制御型発振器として用いる場合にも、
制御電流量を、決定する抵抗の両端に印加される電圧が
、反転素子の積み重ね電圧に等しくなるように構成すれ
ば、ディジタル発振器の周波数を温度変化に対して非常
に安定にすることができる。
制御電流量を、決定する抵抗の両端に印加される電圧が
、反転素子の積み重ね電圧に等しくなるように構成すれ
ば、ディジタル発振器の周波数を温度変化に対して非常
に安定にすることができる。
本発明によれば、従来のディジタル発振部の温度特性を
大幅に改善することができるので、発振周波数を安定に
保つことができる効果がある。これによりこの発振信号
を他機能・つ−hロック信号などとして充分に使用可能
となり、また従来のアナログ方式電圧制御型発振器をデ
ィジタル方式に置き換えることができるので、IC内部
素子数を大幅に低減できる効果がある。
大幅に改善することができるので、発振周波数を安定に
保つことができる効果がある。これによりこの発振信号
を他機能・つ−hロック信号などとして充分に使用可能
となり、また従来のアナログ方式電圧制御型発振器をデ
ィジタル方式に置き換えることができるので、IC内部
素子数を大幅に低減できる効果がある。
第1図は従来技術の例を示す回路図、第2図は第1図中
の発振部の等価回路図、第6図は本発明による一実施例
を示す回路図、第4図は第3図中の基準電圧源の等価回
路図、第5図は本発明の他の実施例を示す回路図である
。 1・・・ディジタル発振器、3.19・・反転素子、1
1.24・・・基準電圧源、4・・・可変抵抗器。
の発振部の等価回路図、第6図は本発明による一実施例
を示す回路図、第4図は第3図中の基準電圧源の等価回
路図、第5図は本発明の他の実施例を示す回路図である
。 1・・・ディジタル発振器、3.19・・反転素子、1
1.24・・・基準電圧源、4・・・可変抵抗器。
Claims (1)
- 1、 ディジタル素子で構成される発振器において、該
ディジタル素子の動作速度を概略決定する電流供給手段
と、この電流量の調整手段と、該調整手段の印加電圧を
決定する基準電圧源とで構成され、該基準電圧源が上記
ディジタル素子と同特性のディジタル素子で構成されて
いることを特徴とするディジタル発振器0
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58127695A JPS6020619A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | デイジタル発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58127695A JPS6020619A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | デイジタル発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6020619A true JPS6020619A (ja) | 1985-02-01 |
Family
ID=14966414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58127695A Pending JPS6020619A (ja) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | デイジタル発振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6020619A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02143839U (ja) * | 1989-04-28 | 1990-12-06 | ||
| JPH06169237A (ja) * | 1991-09-13 | 1994-06-14 | Mitsubishi Electric Corp | リングオシレータ回路 |
-
1983
- 1983-07-15 JP JP58127695A patent/JPS6020619A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02143839U (ja) * | 1989-04-28 | 1990-12-06 | ||
| JPH06169237A (ja) * | 1991-09-13 | 1994-06-14 | Mitsubishi Electric Corp | リングオシレータ回路 |
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