JPS6326565B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6326565B2 JPS6326565B2 JP55125470A JP12547080A JPS6326565B2 JP S6326565 B2 JPS6326565 B2 JP S6326565B2 JP 55125470 A JP55125470 A JP 55125470A JP 12547080 A JP12547080 A JP 12547080A JP S6326565 B2 JPS6326565 B2 JP S6326565B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency division
- transistor
- inverters
- clock pulse
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K23/00—Pulse counters comprising counting chains; Frequency dividers comprising counting chains
- H03K23/40—Gating or clocking signals applied to all stages, i.e. synchronous counters
Landscapes
- Manipulation Of Pulses (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は分周回路特に高速かつ2つの分周比を
もつ分周回路に関する。
もつ分周回路に関する。
従来からプログラムデータに従つて任意の分周
比を得ることの出来るプログラマブルカウンタが
PLL(位相同期回路)方式周波数シンセサイザー
等の高速動作を要求される用途に使用されてい
る。100MHz前後のFMバンドで動作可能なプロ
グラマブルカウンタはECL(Emitter Coupled−
Logic)のような高速な論理素子をプリスケーラ
として使用して周波数を一旦逓降した後LSI化さ
れたMISFETによるプログラマブルカウンタに
入力するようにして構成する方法が一般的であ
る。
比を得ることの出来るプログラマブルカウンタが
PLL(位相同期回路)方式周波数シンセサイザー
等の高速動作を要求される用途に使用されてい
る。100MHz前後のFMバンドで動作可能なプロ
グラマブルカウンタはECL(Emitter Coupled−
Logic)のような高速な論理素子をプリスケーラ
として使用して周波数を一旦逓降した後LSI化さ
れたMISFETによるプログラマブルカウンタに
入力するようにして構成する方法が一般的であ
る。
第1図はプリスケーラ方式の一方法であり、パ
ルススワロー方式として知られている。プリスケ
ーラの分周比Pが固定の場合それに縦続されるプ
ログラマブルカウンタの分周比を1だけ変化させ
ると全体の分周比はPだけ変化する為連続した分
周比を得ることが出来ないがパルススワロー方式
によれば連続した分周比を得ることが可能であ
る。第1図に於いてプリスケーラ1は制御入力2
0により分周比をPとP+1に切り換えることが
可能であり、その制御入力20にはスワローカウ
ンタ3の出力が帰還される。このような2つの分
周比をもつプリスケーラは2モデユラスプリスケ
ーラとして知られている。今、プログラマブルカ
ウンタ2にはAが、スワローカウンタ3にはSが
プログラムされているとするとプリスケーラ1は
スワローカウンタ3がS回カウントされる間P+
1の分周比で動作しその後プログラマブルカウン
タ2が(A−S)回カウントされる間Pの分周比
で動作する。プログラマブルカウンタ2がカウン
トし終るとスワローカウンタ3に再びSをプリセ
ツトするとともにプリスケーラ1をP+1の分周
比に切り換えるので再び前述の動作が繰り返され
る。従つてプログラマブルカウンタAの出力から
入力クロツクパルスφをみた分周比NはN=(P
+1)S+P(A−S)=PA+Sとなりスワロー
カウンタ3のプログラム値Sを0〜(A−1)迄
可変にすれば分周比Nは連続した値を得ることが
可能である。パルススワロー方式で使用されるプ
リスケーラ1は単に2つの分周比モードをもつだ
けでなくもう1つの必要条件がある。すなわち制
御入力を読み込むタイミングはプリスケーラ自身
の出力と特別な位相関係が必要である。なぜなら
プリスケーラの分周比はスワローカウンタ3の出
力レベルによりP、P+1の一方の分周比が選ば
れるがプリスケーラ1が読み込み状態のときにス
ワローカウンタ3の出力が変化するのを避けなけ
なければいけない。従つてスワローカウンタ3が
プリスケーラ1の出力の立ち上がりで変化するの
であればプリスケーラ1はその直前のビツトタイ
ムを読み込みビツトタイムとするのが最適であり
これが2モデユラスプリスケーラの他の必要条件
である。
ルススワロー方式として知られている。プリスケ
ーラの分周比Pが固定の場合それに縦続されるプ
ログラマブルカウンタの分周比を1だけ変化させ
ると全体の分周比はPだけ変化する為連続した分
周比を得ることが出来ないがパルススワロー方式
によれば連続した分周比を得ることが可能であ
る。第1図に於いてプリスケーラ1は制御入力2
0により分周比をPとP+1に切り換えることが
可能であり、その制御入力20にはスワローカウ
ンタ3の出力が帰還される。このような2つの分
周比をもつプリスケーラは2モデユラスプリスケ
ーラとして知られている。今、プログラマブルカ
ウンタ2にはAが、スワローカウンタ3にはSが
プログラムされているとするとプリスケーラ1は
スワローカウンタ3がS回カウントされる間P+
1の分周比で動作しその後プログラマブルカウン
タ2が(A−S)回カウントされる間Pの分周比
で動作する。プログラマブルカウンタ2がカウン
トし終るとスワローカウンタ3に再びSをプリセ
ツトするとともにプリスケーラ1をP+1の分周
比に切り換えるので再び前述の動作が繰り返され
る。従つてプログラマブルカウンタAの出力から
入力クロツクパルスφをみた分周比NはN=(P
+1)S+P(A−S)=PA+Sとなりスワロー
カウンタ3のプログラム値Sを0〜(A−1)迄
可変にすれば分周比Nは連続した値を得ることが
可能である。パルススワロー方式で使用されるプ
リスケーラ1は単に2つの分周比モードをもつだ
けでなくもう1つの必要条件がある。すなわち制
御入力を読み込むタイミングはプリスケーラ自身
の出力と特別な位相関係が必要である。なぜなら
プリスケーラの分周比はスワローカウンタ3の出
力レベルによりP、P+1の一方の分周比が選ば
れるがプリスケーラ1が読み込み状態のときにス
ワローカウンタ3の出力が変化するのを避けなけ
なければいけない。従つてスワローカウンタ3が
プリスケーラ1の出力の立ち上がりで変化するの
であればプリスケーラ1はその直前のビツトタイ
ムを読み込みビツトタイムとするのが最適であり
これが2モデユラスプリスケーラの他の必要条件
である。
近年MIS FETでもシヨートチヤンネル化によ
り高速となつており、PLLをプリスケーラも含
めてLSI化される傾向にある。2モデユラスプリ
スケーラとしては従来第2図で示すようにECL
で構成されているフリツプフロツプ回路を用いる
ものがあるがMIS LSI化する場合に於いて次の
様な不利点がある。すなわち、多入力ゲートは伝
達遅延時間が大きくなり最高動作周波数の点で非
常に不利である。またD型フリツプフロツプは互
いに逆相の2つのクロツクパルスが必要であり、
これをシフトレジスタとして使用するのは最高動
作周波数の点で不利である。
り高速となつており、PLLをプリスケーラも含
めてLSI化される傾向にある。2モデユラスプリ
スケーラとしては従来第2図で示すようにECL
で構成されているフリツプフロツプ回路を用いる
ものがあるがMIS LSI化する場合に於いて次の
様な不利点がある。すなわち、多入力ゲートは伝
達遅延時間が大きくなり最高動作周波数の点で非
常に不利である。またD型フリツプフロツプは互
いに逆相の2つのクロツクパルスが必要であり、
これをシフトレジスタとして使用するのは最高動
作周波数の点で不利である。
本発明は上記の問題点を解決すべくなされたも
のでMIS LSIに適した高速の2モデユラスプリ
スケーラを提供することにある。
のでMIS LSIに適した高速の2モデユラスプリ
スケーラを提供することにある。
本発明は、縦続接続されたN個のインバータの
各々に対して単一のクロツクパルスによつて導通
および非導通されるスイツチング手段を電源との
間に直列に接続し、前記クロツクパルスを印加す
ることによつてN分周動作を行なうカウンタにお
いて、一部の連続する2個のインバータの各出力
を前記クロツクパルスとは非同期に互いに逆論理
レベルに確定するトランジスタ回路と、前記連続
する2個のインバータのうち後段のインバータの
出力をうける次段のインバータの出力端に一端が
接続され、他端が電源の一方に接続されたトラン
ジスタ直列回路とを有し、前記トランジスタ直列
回路は前記連続する2個のインバータのうち前段
のインバータに印加される入力信号をゲートにう
ける第1のトランジスタと、前記クロツクパルス
をゲートにうける第2のトランジスタと、第3の
トランジスタとを含み、この第3のトランジスタ
を前記トランジスタ回路を活性化する信号によつ
て導通せしめてN−1分周動作を可能としたこと
を特徴とするものである。
各々に対して単一のクロツクパルスによつて導通
および非導通されるスイツチング手段を電源との
間に直列に接続し、前記クロツクパルスを印加す
ることによつてN分周動作を行なうカウンタにお
いて、一部の連続する2個のインバータの各出力
を前記クロツクパルスとは非同期に互いに逆論理
レベルに確定するトランジスタ回路と、前記連続
する2個のインバータのうち後段のインバータの
出力をうける次段のインバータの出力端に一端が
接続され、他端が電源の一方に接続されたトラン
ジスタ直列回路とを有し、前記トランジスタ直列
回路は前記連続する2個のインバータのうち前段
のインバータに印加される入力信号をゲートにう
ける第1のトランジスタと、前記クロツクパルス
をゲートにうける第2のトランジスタと、第3の
トランジスタとを含み、この第3のトランジスタ
を前記トランジスタ回路を活性化する信号によつ
て導通せしめてN−1分周動作を可能としたこと
を特徴とするものである。
以下本発明について詳細に説明する。
第3図に本発明の第1の実施例、第4図にその
動作を説明する為のタイムチヤートを示す。図
中、φは入力クロツクパルス20は制御入力、1
1〜19,21はCMOS(相補型MOS)の反転回
路を示す。第3図は1/8、1/9の2モデユラスプリ
スケーラでありその構成は2つの直列に接続され
たPch型MOS FETと2つの直列接続されたnch
型MOS FETより成る相補型MOSFETを基本と
している。そしてPch型MOSFETとnch型MOS
−FETのそれぞれ一方のゲート電極にクロツク
パルスが印加され、それぞれ他の一方のゲート電
極には前段の出力が印加される。前述の様なイン
バータをn(奇数)段縦続接続して1/nの分周
回路が得られることがすでに知られており、第3
図に示す第1の実施例ではインバータ9段を一巡
に縦続させて得ることのできる1/9分図回路を基
にしている。制御信号による分周比の切り換えは
インバータ16,17をクロツクパルスφと無関
係に動作するようにして1/8の分周を得る。
動作を説明する為のタイムチヤートを示す。図
中、φは入力クロツクパルス20は制御入力、1
1〜19,21はCMOS(相補型MOS)の反転回
路を示す。第3図は1/8、1/9の2モデユラスプリ
スケーラでありその構成は2つの直列に接続され
たPch型MOS FETと2つの直列接続されたnch
型MOS FETより成る相補型MOSFETを基本と
している。そしてPch型MOSFETとnch型MOS
−FETのそれぞれ一方のゲート電極にクロツク
パルスが印加され、それぞれ他の一方のゲート電
極には前段の出力が印加される。前述の様なイン
バータをn(奇数)段縦続接続して1/nの分周
回路が得られることがすでに知られており、第3
図に示す第1の実施例ではインバータ9段を一巡
に縦続させて得ることのできる1/9分図回路を基
にしている。制御信号による分周比の切り換えは
インバータ16,17をクロツクパルスφと無関
係に動作するようにして1/8の分周を得る。
第4図は1/9の分周動作と1/8の分周動作のとき
のインバータ11〜19のタイムチヤートであ
り、制御入力20が“H”状態のとき1/8分周動
作が行なわれ、“L”状態のとき1/9分周が行なわ
れる。今、インバータ11〜19の状態を第4図
に示す様に1〜34と定義して時間的な経過に従つ
て順次説明をする。まず1の状態ではクロツクパ
ルスφの立ち下がりでインバータ19の出力は
“H”レベルとなり、その信号は2の状態ではイ
ンバータ11にシフトされ、3の状態ではさらに
3にシフトされ、このように入力パルスφの変化
により順次シフトされていく。制御入力20が
“L”レベルであれば第3図のNch型MOS−FET
N1〜N4及びPch型MOSFET P1は何の意味もな
く前述の様な状態シフトが順次行なわれ状19では
再び1の状態と同一となり、1/9分周が行なわれ
たことになる。制御入力20が“H”レベルであ
れば第3図のNch型MOSFET N1〜N4及びPch
型MOSFET P1はいずれも導通状態となる為に
第4図の状態33でインバータ15が“H”レベル
となるとインバータ16と17は入力クロツクパ
ルスφと非同期にそれぞれ“L”レベル、“H”
レベルに変化する。インバータ16,17が入力
クロツクパルスφと非同期に変化することはクロ
ツクパルス一周期分の状態遷移が行なわれたこと
と同一であり1/8の分周動作が得られる。しかし
第4図のタイムチヤートの状態33でインバータ1
5の変化がインバータ17迄伝達され、状態34で
インバータ18が前段つまりインバータ17の信
号を読み込むのでは最高動作周波数上非常に不利
となる。nch型MOSFET N2〜N4は前述の様な
理由で動作周波数が低下するのを防ぐ為に必要で
あり第4図のタイムチヤートの状態33でインバー
タ15が“H”レベルとなつた後、状態34ではイ
ンバータ15の信号がインバータ18にシフトさ
れるのでインバータ16,17の状態は動作に影
響を与えない。以上の様にして1/8分周は1/9分周
のときとほぼ同程度の最高動作周波数をもつこと
が可能となる。
のインバータ11〜19のタイムチヤートであ
り、制御入力20が“H”状態のとき1/8分周動
作が行なわれ、“L”状態のとき1/9分周が行なわ
れる。今、インバータ11〜19の状態を第4図
に示す様に1〜34と定義して時間的な経過に従つ
て順次説明をする。まず1の状態ではクロツクパ
ルスφの立ち下がりでインバータ19の出力は
“H”レベルとなり、その信号は2の状態ではイ
ンバータ11にシフトされ、3の状態ではさらに
3にシフトされ、このように入力パルスφの変化
により順次シフトされていく。制御入力20が
“L”レベルであれば第3図のNch型MOS−FET
N1〜N4及びPch型MOSFET P1は何の意味もな
く前述の様な状態シフトが順次行なわれ状19では
再び1の状態と同一となり、1/9分周が行なわれ
たことになる。制御入力20が“H”レベルであ
れば第3図のNch型MOSFET N1〜N4及びPch
型MOSFET P1はいずれも導通状態となる為に
第4図の状態33でインバータ15が“H”レベル
となるとインバータ16と17は入力クロツクパ
ルスφと非同期にそれぞれ“L”レベル、“H”
レベルに変化する。インバータ16,17が入力
クロツクパルスφと非同期に変化することはクロ
ツクパルス一周期分の状態遷移が行なわれたこと
と同一であり1/8の分周動作が得られる。しかし
第4図のタイムチヤートの状態33でインバータ1
5の変化がインバータ17迄伝達され、状態34で
インバータ18が前段つまりインバータ17の信
号を読み込むのでは最高動作周波数上非常に不利
となる。nch型MOSFET N2〜N4は前述の様な
理由で動作周波数が低下するのを防ぐ為に必要で
あり第4図のタイムチヤートの状態33でインバー
タ15が“H”レベルとなつた後、状態34ではイ
ンバータ15の信号がインバータ18にシフトさ
れるのでインバータ16,17の状態は動作に影
響を与えない。以上の様にして1/8分周は1/9分周
のときとほぼ同程度の最高動作周波数をもつこと
が可能となる。
2モデユラスプリスケーラをパルススワロー方
式で用いる為には前述した如く、分周比を切り換
える制御入力信号を読み込む時間も考慮されてな
くてはならない。第4図のタイムチヤートでは状
態15、16、33、34が制御入力20の能動となると
きであり出力の一周期の1/8又は1/9の時間に分周
比の選択が行なわれる。従つて制御入力が変化す
るのに許される時間は出力の一周期の7/8又は8/9
となり、2モデユラスプリスケーラの必要条件を
十分満足する。
式で用いる為には前述した如く、分周比を切り換
える制御入力信号を読み込む時間も考慮されてな
くてはならない。第4図のタイムチヤートでは状
態15、16、33、34が制御入力20の能動となると
きであり出力の一周期の1/8又は1/9の時間に分周
比の選択が行なわれる。従つて制御入力が変化す
るのに許される時間は出力の一周期の7/8又は8/9
となり、2モデユラスプリスケーラの必要条件を
十分満足する。
第1の実施例の回路は分周比が比較的小さい例
であるが大きくなると素子数が増加し又クロツク
ドライバーはその負荷が大きくなる為にドライブ
能力を増やさなければならず従つて消費電力も増
加する。
であるが大きくなると素子数が増加し又クロツク
ドライバーはその負荷が大きくなる為にドライブ
能力を増やさなければならず従つて消費電力も増
加する。
第5図に示す第2の実施例は分周比の大きい2
モデユラスプリスケーラの場合に有利な回路方式
であり前述の様な問題に対して有効である。しか
し第5図の例では便宜上分周比は第1の実施例と
同じ1/8、1/9としてある。動作は制御入力30が
“H”レベルの時1/4分周“L”レベルの時1/5分
周を行なう。図中インバータ32,33はそれぞ
れ第3図のインバータ16,17に等価である。
インバータ35の出力はTフリツプフロツプで1/
2分周された後、制御入力20を他入力とする2
入力OR回路を経て制御入力30となる。制御入
力20が“L”レベルのとき制御入力30は
“H”状態のままであり、Tフリツプフロツプに
は1/8分周出力が得られる。制御入力20が“H”
レベルのときには制御入力30は1/4、5分周回
路の1周期毎に“L”レベルとなり、1/9分周出
力が得られる。第6図のタイムチヤートの16に
は1/8分周出力と1/9分周出力が得られている。
モデユラスプリスケーラの場合に有利な回路方式
であり前述の様な問題に対して有効である。しか
し第5図の例では便宜上分周比は第1の実施例と
同じ1/8、1/9としてある。動作は制御入力30が
“H”レベルの時1/4分周“L”レベルの時1/5分
周を行なう。図中インバータ32,33はそれぞ
れ第3図のインバータ16,17に等価である。
インバータ35の出力はTフリツプフロツプで1/
2分周された後、制御入力20を他入力とする2
入力OR回路を経て制御入力30となる。制御入
力20が“L”レベルのとき制御入力30は
“H”状態のままであり、Tフリツプフロツプに
は1/8分周出力が得られる。制御入力20が“H”
レベルのときには制御入力30は1/4、5分周回
路の1周期毎に“L”レベルとなり、1/9分周出
力が得られる。第6図のタイムチヤートの16に
は1/8分周出力と1/9分周出力が得られている。
第3図及び第5図の2つの実施例では入力クロ
ツクパルスが電源側のMOSFETのゲート入力と
なり前段の信号が出力側のMOSFETのゲート入
力となつているが電源側と出力側のゲート入力を
互いに入れ換えても差し支えない。リング分周回
路も一相に限らず二相の分周回路を使用しても構
成は可能である。
ツクパルスが電源側のMOSFETのゲート入力と
なり前段の信号が出力側のMOSFETのゲート入
力となつているが電源側と出力側のゲート入力を
互いに入れ換えても差し支えない。リング分周回
路も一相に限らず二相の分周回路を使用しても構
成は可能である。
出力は第3図の第1の実施例ではインバータ1
8から第5図の第2の実施例ではインバータ34
の出力からとつても良い。また第3図、第5図の
2つの実施例でPch型MOSFETとnch型
MOSFETを全く入れ換えて構成することも可能
である。
8から第5図の第2の実施例ではインバータ34
の出力からとつても良い。また第3図、第5図の
2つの実施例でPch型MOSFETとnch型
MOSFETを全く入れ換えて構成することも可能
である。
以上詳述した如く本発明によれば高い最高動作
周波数をもつ2モデユラスカウンタを少ない素子
数で構成することが可能である。
周波数をもつ2モデユラスカウンタを少ない素子
数で構成することが可能である。
第1図は従来のパルススワロー方式プログラマ
ブルカウンタのブロツク図、第2図は従来の2モ
デユラスカウンタの回路を示す図、第3図は本発
明の2モデユラスカウンタの第1の実施例を示す
図、第4図はその動作を説明する為のタイムチヤ
ート、第5図は本発明の2モデユラスカウンタの
第2の実施例を示す図、第6図はその動作を説明
する為のタイムチヤートである。図中φは入力ク
ロツクパルス、20は制御入力、11〜19,3
1〜35はCMOSインバータである。
ブルカウンタのブロツク図、第2図は従来の2モ
デユラスカウンタの回路を示す図、第3図は本発
明の2モデユラスカウンタの第1の実施例を示す
図、第4図はその動作を説明する為のタイムチヤ
ート、第5図は本発明の2モデユラスカウンタの
第2の実施例を示す図、第6図はその動作を説明
する為のタイムチヤートである。図中φは入力ク
ロツクパルス、20は制御入力、11〜19,3
1〜35はCMOSインバータである。
Claims (1)
- 1 縦続接続されたN個のインバータの各々に対
して単一のクロツクパルスによつて導通および非
導通されるスイツチング手段を電源との間に直列
に接続し、前記クロツクパルスを印加することに
よつてN分周動作を行なうカウンタにおいて、一
部の連続する2個のインバータの各出力を前記ク
ロツクパルスとは非同期に互いに逆論理レベルに
確定するトランジスタ回路と、前記連続する2個
のインバータのうち後段のインバータの出力をう
ける次段のインバータの出力端に一端が接続さ
れ、他端が電源の一方に接続されたトランジスタ
直列回路とを有し、前記トランジスタ直列回路は
前記連続する2個のインバータのうち前段のイン
バータに印加される入力信号をゲートにうける第
1のトランジスタと、前記クロツクパルスをゲー
トにうける第2のトランジスタと、第3のトラン
ジスタとを含み、該第3のトランジスタを前記ト
ランジスタ回路を活性化する信号によつて導通せ
しめてN−1分周動作を可能としたことを特徴と
するカウンタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12547080A JPS5750137A (en) | 1980-09-10 | 1980-09-10 | Counter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12547080A JPS5750137A (en) | 1980-09-10 | 1980-09-10 | Counter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5750137A JPS5750137A (en) | 1982-03-24 |
| JPS6326565B2 true JPS6326565B2 (ja) | 1988-05-30 |
Family
ID=14910876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12547080A Granted JPS5750137A (en) | 1980-09-10 | 1980-09-10 | Counter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5750137A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5910130A (ja) * | 1982-07-06 | 1984-01-19 | 株式会社東芝 | 電源回路 |
| US11342927B1 (en) * | 2021-06-28 | 2022-05-24 | Qualcomm Incorporated | Ring oscillator based frequency divider |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4193037A (en) * | 1978-03-20 | 1980-03-11 | Motorola, Inc. | Frequency divider circuit with selectable integer/non-integer division |
-
1980
- 1980-09-10 JP JP12547080A patent/JPS5750137A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5750137A (en) | 1982-03-24 |
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