発振回路
【課題】不要な周波数での発振を防ぐと共に、期待周波数での安定した発振を実現する。
【解決手段】発振回路１００は、発振素子１１０と、反転増幅器１２０と、状態保持回路１３０を備える。発振素子１１０と反転増幅器１２０の入出力が互いに接続されて発振ループを構成する。状態保持回路１３０は、反転増幅器１２０の出力に同期して、反転増幅器１２０の出力論理を所定期間固定し、この期間内に反転増幅器１２０の出力状態を保持する。この所定期間は、期待発振周波数に対応する周期の半分より短く設定されている。
【解決手段】発振回路１００は、発振素子１１０と、反転増幅器１２０と、状態保持回路１３０を備える。発振素子１１０と反転増幅器１２０の入出力が互いに接続されて発振ループを構成する。状態保持回路１３０は、反転増幅器１２０の出力に同期して、反転増幅器１２０の出力論理を所定期間固定し、この期間内に反転増幅器１２０の出力状態を保持する。この所定期間は、期待発振周波数に対応する周期の半分より短く設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周期的に振動する出力信号を生成する発振回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
論理回路を正確に動作させるために、期待通りの発振周波数（以下期待周波数という）で発振する発振回路が必要である。
【０００３】
特許文献１には、反転増幅器と、反転増幅器の出力を入力へ帰還させる帰還回路とを有し、帰還回路の入出力間に、可変移相器と周波数通過制限回路が直列に接続された発振回路が開示されている。図１３を参照して説明する。
【０００４】
図１３は、特許文献１の図１に対して符号を付与し直したものである。図１３に示すように、発振回路１において、増幅回路２と帰還回路３は、それらの入出力が互いに接続されて発振ループを構成する。可変ＬＣフィルタ５とＳＡＷフィルタ６は、可変移相器４の遅延時間での通過性能が他の時間での通過性能より高く設定されており、帰還回路３が不要な周波数での帰還動作を発生しないようになっているため、期待周波数以外の発振出力をカットすることができる。
【０００５】
また、水晶振動子などの発振素子は、その構造上の理由から１つの振動周波数で発振することが困難であり、通常、基本振動周波数以外に、基本振動周波数の数倍となる複数の異なる周波数で発振することもあり得る。例えば、図１４に示すように、基本振動周波数ｆでの発振以外に、基本振動周波数ｆの２倍の周波数や、基本振動周波数ｆの３倍の周波数での発振も可能である。そのため、発振素子を用いた発振回路についても、期待周波数以外の周波数において発振しないように工夫することが必要であり、様々な手法が提案されている。
【０００６】
特許文献２には、水晶振動子とインバータにより構成された発振ループにおいて、インンバータに対して、水晶振動子の基本振動の半周期毎にパルス状の電力供給を行う手法が開示されている。この手法によれば、電力が供給されているときにのみインバータが反転動作をするため、水晶振動子の基本振動周波数の発振出力を得ることができる。
【０００７】
特許文献３と特許文献４にも、相似する手法が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−３５０１７７号公報
【特許文献２】特開平０２−２３３００４号公報
【特許文献３】特開平１０−３２５８８６号公報
【特許文献４】特開平１１−００４１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示された手法を、発振素子と反転増幅器により構成された発振ループに適用することが考えられる。この場合の発振回路の模式を図１５に示す。
【０００９】
図１５に示す発振回路１０は、反転増幅器１１と発振素子１３の入出力が互いに接続されており、発振素子１３と反転増幅器１１との間に周波数通過制限回路１２が挿入されている。
【００１０】
発振素子は、図１６の上部に示す周波数特性を有し、基本振動周波数ｆで最大の利得を得ることができる。例えば、期待周波数が基本振動周波数ｆであるときに、図１６の下部に示す周波数特性を有する周波数通過制限回路１２により、基本振動周波数ｆの帯域を通過し、基本振動周波数ｆの２倍、３倍など基本振動周波数ｆよりより高い周波数帯域の通過を制限することによって、基本振動周波数ｆでの発振出力を得ると共に、高調な周波数での発振出力の発生を抑制することができる。
【００１１】
ところで、周波数通過制限回路は、基本振動周波数ｆにおいても位相の進みまたは遅延を生じさせる。また、周波数通過制限回路において生じる進みまたは遅延は、製造条件や環境条件などによってばらつく。そのため、発振ループ上に周波数通過制限回路１２が設けられた発振回路１０では、発振出力の周波数が、発振素子１３の基本振動周波数ｆにより一意に決まることができず、ばらついてしまう問題が生じる。
【００１２】
さらに、例えば電源投入時の初期状態などにおいて、反転増幅器１１の状態が急峻に移行することにより２次乃至３次歪みが生じた場合、信号の振幅が大きくなる。この場合、基本振動周波数ｆ以外の周波数の信号は、周波数通過制限回路１２により減衰された後でもまだ発振素子１３に発振させることができる大きさの振幅を有し、基本振動周波数ｆ以外の発振が生じてしまう可能性がある。
【００１３】
また、特許文献２〜特許文献４に開示された手法は、発振が不必要とされる期間においてインバータへの電流供給を停止することによってインバータを無効にしている。インバータが無効にされている間には、外乱などによりノイズが発生したときに、発振出力が乱れてしまい、不安定になる恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の１つの態様は、反転増幅器と発振素子の入出力が互いに接続されてなる発振回路発振回路である。この発振回路は、反転増幅器の出力に同期して、反転増幅器の出力論理を所定期間固定する状態保持回路を備える。
【００１５】
なお、上記態様の発振回路を方法や装置に置き換えて表現したものや、上記発振回路が設けられた電子機器なども、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の技術によれば、不要な周波数での発振を防ぐと共に、期待周波数での安定した発振を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる発振回路１００を示す。発振回路１００は、発振素子１１０と、反転増幅器１２０と、状態保持回路１３０を備える。発振素子１１０と反転増幅器１２０の入出力が互いに接続されて発振ループを構成する。状態保持回路１３０は、反転増幅器１２０の出力に同期して、反転増幅器１２０の出力論理を所定期間固定し、この期間内に反転増幅器１２０の出力状態を保持する。
【００１８】
図２は、発振回路１００における反転増幅器１２０を示す。反転増幅器１２０は、その入出力間に、インバータ１２１、インバータ１２２、抵抗１２３、インバータ１２４が直列に接続されている。抵抗１２３とインバータ１２４の間に、状態保持回路１３０の出力が接続される。これにより、状態保持回路１３０の出力は、状態保持入力として反転増幅器１２０に入力される。状態保持回路１３０の出力すなわち反転増幅器１２０の状態保持入力の詳細については状態保持回路１３０と共に説明する。
【００１９】
図３は、状態保持回路１３０を示す。状態保持回路１３０は、反転増幅器１２０の出力Ｓ１が入力され、複数の抵抗１３１〜１３６、コンデンサ１４０、コンパレータ１５０、ＡＮＤ回路１５２、スイッチ１５６、コンパレータ１６０、ＯＲ回路１６２、インバータ１６４、スイッチ１６６を備える。
【００２０】
抵抗１３１の一端は入力に接続され、他端は、コンパレータ１５０の反転端子、コンパレータ１６０の反転端子、およびコンデンサ１４０に接続されている。
【００２１】
抵抗１３２と抵抗１３３は、電源電圧ＶＣＣと接地電圧ＧＮＤとの間に直列に接続され、抵抗１３２と抵抗１３３間の電位はＶ１である。以下、この電圧Ｖ１を、第１の基準電圧という。
【００２２】
コンデンサ１４０は、一端が第１の基準電圧Ｖ１に接続され、他端が抵抗１３１に接続されている。この他端の電圧をＳ２で表記する。
【００２３】
抵抗１３４、抵抗１３５、抵抗１３６は、電源電圧ＶＣＣと接地電圧ＧＮＤとの間に直列に接続され、第２の基準電圧Ｖ２と第３の基準電圧Ｖ３を生成して、それぞれコンパレータ１５０とコンパレータ１６０に供する。
【００２４】
第１の基準電圧Ｖ１、第２の基準電圧Ｖ２、第３の基準電圧Ｖ３は、Ｖ２＞Ｖ１＞Ｖ３の大小関係を有する。
【００２５】
詳細については後述するが、上述した各抵抗とコンデンサ１４０は、反転増幅器１２０の出力論理を固定する期間（以下保持期間という）を決定する時定数回路として機能する。
【００２６】
コンパレータ１５０は、正転端子が第２の基準電圧Ｖ２に接続され、反転端子が電圧Ｓ２に接続され、第２の基準電圧Ｖ２と電圧Ｓ２の大小関係に応じた論理を出力する。コンパレータ１５０の出力をＳ３で表記する。
【００２７】
ＡＮＤ回路１５２は、反転増幅器１２０の出力Ｓ１と、コンパレータ１５０の出力Ｓ３が入力され、それらの論理積をスイッチ１５６に出力する。ＡＮＤ回路１５２の出力をＳ５で表記する。
【００２８】
コンパレータ１６０は、正転端子が第３の基準電圧Ｖ３に接続され、反転端子が電圧Ｓ２に接続され、第３の基準電圧Ｖ３と電圧Ｓ２の大小関係に応じた論理を出力する。コンパレータ１６０の出力をＳ４で表記する。
【００２９】
ＯＲ回路１６２は、反転増幅器１２０の出力Ｓ１と、コンパレータ１６０の出力Ｓ４が入力され、それらの論理和を出力する。インバータ１６４は、ＯＲ回路１６２の出力を反転してスイッチ１６６に出力する。インバータ１６４の出力をＳ６で表記する。
【００３０】
スイッチ１５６とスイッチ１６６は、電源電圧ＶＣＣと接地電圧ＧＮＤ間に直列に設けられている。スイッチ１５６は、ＡＮＤ回路１５２の出力Ｓ５がＨｉであるときにオンし、Ｓ５がＬｏｗであるときにオフする。スイッチ１６６は、インバータ１６４の出力Ｓ６がＨｉであるときにオンし、Ｓ６がＬｏｗであるときにオフする。
【００３１】
スイッチ１５６がオンし、スイッチ１６６がオフするときに、状態保持回路１３０の出力（すなわち反転増幅器１２０への状態保持入力）により反転増幅器１２０に電源電圧ＶＣＣが供給される。これにより、反転増幅器１２０は、発振素子１１０からの入力に関わらず、出力がＨｉに固定される。
【００３２】
また、スイッチ１５６がオフし、スイッチ１６６がオンするときに、反転増幅器１２０に接地電圧ＧＮＤが供給される。これにより、反転増幅器１２０は、発振素子１１０からの入力に関わらず、出力がＬｏｗに固定される。
【００３３】
発振回路１００において、電源投入後に反転増幅器１２０の出力が決定すると、発振素子１１０は、自身の周波数特性に応じた位相遅延で反転増幅器１２０の出力を遅延させて反転増幅器１２０に入力する。反転増幅器１２０は、発振素子１１０からの入力を反転して出力する。このような動作の繰り返しにより、周期的に振動する発振出力すなわち反転増幅器１２０の出力Ｓ１が得られる。状態保持回路１３０は、反転増幅器１２０の出力Ｓ１に同期して、反転増幅器１２０の出力Ｓ１がＬｏｗからＨｉに変化したときに、所定長さの保持期間で反転増幅器１２０の出力をＨｉに固定すると共に、反転増幅器１２０の出力Ｓ１がＨｉからＬｏｗに変化したときに、また所定長さの保持期間で反転増幅器１２０の出力Ｓ１をＬｏｗに固定する。この保持期間の長さの上限と下限は、期待周波数と、カットした周波数のうちの最大周波数によりそれぞれ決められる。具体的には、保持期間の長さは、期待周波数に対応する周期の半分より短く設定される。また、カットしたい周波数のうちの最大周波数が期待周波数のｎ（ｎ≧２）倍であるときに、保持期間の長さは、期待周波数に対応する周期の１／ｎより長く設定される。なお、保持期間の長さは、第１の基準電圧Ｖ１、第２の基準電圧Ｖ２、第３の基準電圧Ｖ３、およびコンデンサ１４０の容量により決まり、各基準電圧は、状態保持回路１３０における各抵抗の抵抗値により決まる。
【００３４】
ここで、期待周波数が発振素子１１０の基本振動周波数ｆであり、基本振動周波数ｆの２倍と３倍の周波数での発振を防ぎたい場合を例にして発振回路１００の動作を詳細に説明する。この場合、保持期間の長さは、基本振動周波数ｆに対応する周期λの１／２より短く、λ／３より長く設定される。
【００３５】
図４は、発振回路１００の状態保持回路１３０における各信号Ｓ１〜Ｓ６、および反転増幅器１２０の動作状態の遷移を示すタイミングチャートである。図示のように、反転増幅器１２０の出力Ｓ１がＬｏｗからＨｉに変化したとき、コンデンサ１４０の充電により、電圧Ｓ２が上昇する。
【００３６】
電圧Ｓ２が第３の基準電圧Ｖ３に到達するまで、コンパレータ１６０の出力Ｓ４がＨｉであるため、スイッチ１６６への入力Ｓ６がＬｏｗであり、スイッチ１６６はオフする。電圧Ｓ２が第３の基準電圧Ｖ３を超えると、コンパレータ１６０の出力Ｓ４がＬｏｗになるが、Ｓ１がＨｉである限り、スイッチ１６６への入力Ｓ６はＬｏｗのままであり、スイッチ１６６はオフし続ける。
【００３７】
一方、電圧Ｓ２が上昇して第２の基準電圧Ｖ２に到達するまで、コンパレータ１５０の出力Ｓ３がＨｉであるため、ＡＮＤ回路１５２の出力Ｓ５すなわちスイッチ１５６への入力はＨｉであり、スイッチ１５６はオンする。また、この間、スイッチ１６６はオフである。
【００３８】
そのため、電圧Ｓ２が第２の基準電圧Ｖ２に到達するまで、反転増幅器１２０に電源電圧ＶＣＣが印加され、発振素子１１０から反転増幅器１２０への入力に関わらず、反転増幅器１２０の出力はＨｉに固定される。
【００３９】
電圧Ｓ２が第２の基準電圧Ｖ２を超えると、コンパレータ１５０の出力Ｓ３がＬｏｗになるため、スイッチ１５６への入力Ｓ５もＬｏｗとなり、スイッチ１５６はオフする。このとき、スイッチ１６６もまだオフしているため、反転増幅器１２０への電源電圧ＶＣＣと接地電圧ＧＮＤのいずれの印加も無く、保持期間は終了する。これにより、反転増幅器１２０は、発振素子１１０からの入力を受け付け、反転動作を行う。
【００４０】
その後、反転増幅器１２０の出力Ｓ１がＨｉからＬｏｗに変わると、コンデンサ１４０の放電により電圧Ｓ２が降下する。電圧Ｓ２が降下して第３の基準電圧Ｖ３に到達するまでは、コンパレータ１６０の出力Ｓ４がＬｏｗのままであるため、スイッチ１６６への入力Ｓ６はＨｉとなる。これにより、スイッチ１６６はＯＮする。また、反転増幅器１２０の出力Ｓ１がＬｏｗである間、スイッチ１５６への入力Ｓ５はＬｏｗであり、スイッチ１５６はオフし続ける。
【００４１】
そのため、電圧Ｓ２が第３の基準電圧Ｖ３に到達するまで、反転増幅器１２０に接地電圧ＧＮＤが印加され、発振素子１１０から反転増幅器１２０への入力に関わらず、反転増幅器１２０の出力はＬｏｗに固定される。
【００４２】
電圧Ｓ２が降下し続け、第３の基準電圧Ｖ３より低くなると、コンパレータ１６０の出力Ｓ４がＨｉとなり、スイッチ１６６への入力Ｓ６がＬｏｗとなるため、スイッチ１６６はオフする。このとき、スイッチ１５６もまだオフしているため、反転増幅器１２０への電源電圧ＶＣＣと接地電圧ＧＮＤのいずれの印加も無く、保持期間は終了する。これにより、反転増幅器１２０は、発振素子１１０からの入力を受け付け、反転動作を行う。
【００４３】
このように、状態保持回路１３０は、反転増幅器１２０の出力がＬｏｗからＨｉになる度に、λ／２より短く、λ／３より長い保持期間中に反転増幅器１２０の出力をＨｉに固定し、反転増幅器１２０の出力がＨｉからＬｏｗになる度に、保持期間中に反転増幅器１２０の出力をＬｏｗに固定する。
【００４４】
図５は、反転増幅器１２０に基本振動周波数ｆ、基本振動周波数ｆの２倍および３倍の周波数の信号が入力される場合に、反転増幅器１２０の出力すなわち発振回路１００の発振出力を示す。図示のように、いずれの周波数の入力がされても、基本振動周波数ｆと同様な周波数すなわち期待周波数の発振出力が得られている。
【００４５】
このように、本実施の形態の発振回路１００では、状態保持回路１３０が図６に示す周波数特性を有するため、期待周波数での安定した発振を実現している。
【００４６】
また、状態保持回路１３０は保持期間内に反転増幅器１２０の出力を固定しているので、保持期間中に機械的または電気的衝撃や振動などの外乱により発振素子の振動が一時的に停止したり振動周波数が変動したりした場合や、ノイズが発生した場合にも、発振回路１００は、安定した発振動作に復帰することができる。
【００４７】
さらに、状態保持回路１３０は、帰還回路に設けられていないため、図１５に示す発振回路１０における周波数通過制限回路１２のように帰還回路を通過する信号の位相変化を生じさせることが無い。そのため、発振出力の周波数は発振素子の基本振動周波数ｆにより一意に決まることができる。
【００４８】
また、不要周波数のカットを、発振回路１０のように周波数通過制限回路１２に頼ることがないため、電源投入時の初期状態などにおいて、発振素子や反転増幅器の出力歪みに起因して過大な振幅の信号が発生しても、期待周波数での発振のみを得ることができる。
＜第２の実施の形態＞
【００４９】
図７は、本発明の第２の実施の形態にかかる発振回路２００を示す。発振回路２００は、状態保持回路２３０が、図１に示す発振回路１００における状態保持回路１３０と異なる点を除き、発振回路１００と同様である。発振回路２００に対して、発振回路１００のものと同様の構成または機能を有する部分に対して同一の符号を付与し、それらの詳細な説明を省略する。
【００５０】
図８は、状態保持回路２３０を示す。状態保持回路２３０は、定電流をコンデンサに充放電することにより、保持期間の長さを決定する時定数回路を実現する点を除き、発振回路１００における状態保持回路１３０と同様である。ここで状態保持回路２３０における時定数回路についてのみ説明する。
【００５１】
状態保持回路２３０の時定数回路は、定電流源２４０と、スイッチ２４１と、スイッチ２４２と、定電流源２４３と、コンデンサ２５０と、抵抗２６０と、定電流源２６１と、定電流源２７０と、抵抗２７１を備える。
【００５２】
スイッチ２４１とスイッチ２４２は、電源電圧ＶＣＣ側の定電流源２４０と、接地電圧ＧＮＤ側の定電流源２４３との間に直列に接続され、反転増幅器１２０の出力Ｓ１が入力される。コンデンサ２５０の一端は第１の基準電圧Ｖ１に接続され、他端は、コンパレータ１５０の反転端子、コンパレータ１６０の反転端子、およびスイッチ２４１とスイッチ２４２の間に接続される。
【００５３】
スイッチ２４１とスイッチ２４２は、図９に示すように、反転増幅器１２０の出力Ｓ１の論理に応じて、相補的にオン／オフする。具体的には、スイッチ２４１は、Ｓ１がＨｉであるときにオンし、Ｓ１がＬｏｗであるときにオフする。また、スイッチ２４２は、Ｓ１がＨｉであるときにオフし、Ｓ１がＬｏｗであるときにオンする。
【００５４】
スイッチ２４１がオンし、スイッチ２４２がオフすると、定電流源２４０はコンデンサ２５０を充電し、コンパレータ１５０とコンパレータ１６０の反転端子の供する電圧Ｓ２が上昇する。一方、スイッチ２４１がオフし、スイッチ２４２がオンすると、定電流源２４３はコンデンサ２５０を放電し、電圧Ｓ２が降下する。コンパレータ１５０の正転端子に供される第２の基準電圧Ｖ２は定電流源２７０と抵抗２７１により生成され、コンパレータ１６０の正転端子に供される第３の基準電圧Ｖ３は、抵抗２６０と定電流源２６１により生成される。
【００５５】
図１０は、発振回路２００の状態保持回路２３０における各信号Ｓ１〜Ｓ６、および反転増幅器１２０の動作状態の遷移を示すタイミングチャートであり、図１１は、反転増幅器１２０に基本振動周波数ｆ、基本振動周波数ｆの２倍および３倍の周波数の信号が入力される場合に、反転増幅器１２０の出力すなわち発振回路２００の発振出力を示す。ここでも、期待周波数が発振素子１１０の基本振動周波数ｆであり、基本振動周波数ｆの２倍と３倍の周波数での発振を防ぐ場合を例にしている。なお、保持期間の長さも、基本振動周波数ｆに対応する周期λの１／２より短く、λ／３より長く設定される。
【００５６】
図１０に示すように、状態保持回路２３０も、状態保持回路１３０と同様に、反転増幅器１２０の出力がＬｏｗからＨｉになる度に、λ／２より短く、λ／３より長い保持期間中に反転増幅器１２０の出力をＨｉに固定し、反転増幅器１２０の出力がＨｉからＬｏｗになる度に、保持期間中に反転増幅器１２０の出力をＬｏｗに固定する。なお、この場合、電圧Ｓ２は、三角波となる。
【００５７】
また、図１１に示すように、反転増幅器１２０にいずれの周波数の入力がされても、発振回路２００は、基本振動周波数ｆと同様な周波数すなわち期待周波数の発振出力が得られている。
このように、発振回路２００は、発振回路１００と同様な効果を得ることができる。
【００５８】
また、本実施の形態において、信号の振幅が小さくなると、コンパレータ１５０の正転端子に供される第２の基準電圧Ｖ２と、コンパレータ１６０の正転端子に供される第３の基準電圧Ｖ３も小さくなる。そのため、図１２に示すように、信号の振幅が変わったときの三角波（図中Ｓ２'）は、その周期が三角波Ｓ２と同一であり、保持期間の長さは、信号の振幅に影響されずに一定に保たれ、発振回路２００の動作がより安定する。
【００５９】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。実施の形態は例示であり、本発明の主旨から逸脱しない限り、さまざまな変更、増減を加えてもよい。これらの変更、増減が加えられた変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる発振回路を示す図である。
【図２】図１に示す発振回路における反転増幅器を示す図である。
【図３】図１に示す発振回路１００における状態保持回路１３０を示す図である。
【図４】図３に示す状態保持回路１３０における各信号の遷移を示すタイミングチャートである。
【図５】図１に示す発振回路１００により得られる発振出力の例を示す図である。
【図６】図３に示す状態保持回路１３０の周波数特性を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態にかかる発振回路２００を示す図である。
【図８】図７に示す発振回路２００における状態保持回路２３０を示す図である。
【図９】図８に示す状態保持回路２３０における各スイッチの開閉と入力信号の関係を示す図である。
【図１０】図８に示す状態保持回路１３０における各信号の遷移を示すタイミングチャートである。
【図１１】図７に示す発振回路により得られる発振出力の例を示す図である。
【図１２】図８に示す状態保持回路１３０による保持期間の長さは信号の振幅が変動したときも一定に保たれることを説明するための図である。
【図１３】従来の発振回路を示す図である。
【図１４】発振素子の発振特性を示す図である。
【図１５】図１３に示す発振回路の手法を、発振素子と反転増幅器により構成された発振ループに適用した場合の模式図である。
【図１６】発振素子と図１５に示す発振回路における周波数通過制限回路の周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 発振回路 ２ 増幅回路
３ 帰還回路 ４ 可変移相器
５ 可変ＬＣフィルタ ６ ＳＡＷフィルタ
１０ 発振回路 １１ 反転増幅器
１２ 周波数通過制限回路 １３ 発振素子
１００ 発振回路 １１０ 発振素子
１２０ 反転増幅器 １２１ インバータ
１２２ インバータ １２３ 抵抗
１２４ インバータ １３０ 状態保持回路
１３１−１３６ 抵抗
１４０ コンデンサ １５０ コンパレータ
１５２ ＡＮＤ回路 １５６ スイッチ
１６０ コンパレータ １６２ ＯＲ回路
１６４ インバータ １６６ スイッチ
２００ 発振回路 ２３０ 状態保持回路
２４０ 定電流源 ２４１ スイッチ
２４２ スイッチ ２４３ 定電流源
２５０ コンデンサ ２６０ 抵抗
２６１ 定電流源 ２７０ 定電流源
２７１ 抵抗
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周期的に振動する出力信号を生成する発振回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
論理回路を正確に動作させるために、期待通りの発振周波数（以下期待周波数という）で発振する発振回路が必要である。
【０００３】
特許文献１には、反転増幅器と、反転増幅器の出力を入力へ帰還させる帰還回路とを有し、帰還回路の入出力間に、可変移相器と周波数通過制限回路が直列に接続された発振回路が開示されている。図１３を参照して説明する。
【０００４】
図１３は、特許文献１の図１に対して符号を付与し直したものである。図１３に示すように、発振回路１において、増幅回路２と帰還回路３は、それらの入出力が互いに接続されて発振ループを構成する。可変ＬＣフィルタ５とＳＡＷフィルタ６は、可変移相器４の遅延時間での通過性能が他の時間での通過性能より高く設定されており、帰還回路３が不要な周波数での帰還動作を発生しないようになっているため、期待周波数以外の発振出力をカットすることができる。
【０００５】
また、水晶振動子などの発振素子は、その構造上の理由から１つの振動周波数で発振することが困難であり、通常、基本振動周波数以外に、基本振動周波数の数倍となる複数の異なる周波数で発振することもあり得る。例えば、図１４に示すように、基本振動周波数ｆでの発振以外に、基本振動周波数ｆの２倍の周波数や、基本振動周波数ｆの３倍の周波数での発振も可能である。そのため、発振素子を用いた発振回路についても、期待周波数以外の周波数において発振しないように工夫することが必要であり、様々な手法が提案されている。
【０００６】
特許文献２には、水晶振動子とインバータにより構成された発振ループにおいて、インンバータに対して、水晶振動子の基本振動の半周期毎にパルス状の電力供給を行う手法が開示されている。この手法によれば、電力が供給されているときにのみインバータが反転動作をするため、水晶振動子の基本振動周波数の発振出力を得ることができる。
【０００７】
特許文献３と特許文献４にも、相似する手法が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−３５０１７７号公報
【特許文献２】特開平０２−２３３００４号公報
【特許文献３】特開平１０−３２５８８６号公報
【特許文献４】特開平１１−００４１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示された手法を、発振素子と反転増幅器により構成された発振ループに適用することが考えられる。この場合の発振回路の模式を図１５に示す。
【０００９】
図１５に示す発振回路１０は、反転増幅器１１と発振素子１３の入出力が互いに接続されており、発振素子１３と反転増幅器１１との間に周波数通過制限回路１２が挿入されている。
【００１０】
発振素子は、図１６の上部に示す周波数特性を有し、基本振動周波数ｆで最大の利得を得ることができる。例えば、期待周波数が基本振動周波数ｆであるときに、図１６の下部に示す周波数特性を有する周波数通過制限回路１２により、基本振動周波数ｆの帯域を通過し、基本振動周波数ｆの２倍、３倍など基本振動周波数ｆよりより高い周波数帯域の通過を制限することによって、基本振動周波数ｆでの発振出力を得ると共に、高調な周波数での発振出力の発生を抑制することができる。
【００１１】
ところで、周波数通過制限回路は、基本振動周波数ｆにおいても位相の進みまたは遅延を生じさせる。また、周波数通過制限回路において生じる進みまたは遅延は、製造条件や環境条件などによってばらつく。そのため、発振ループ上に周波数通過制限回路１２が設けられた発振回路１０では、発振出力の周波数が、発振素子１３の基本振動周波数ｆにより一意に決まることができず、ばらついてしまう問題が生じる。
【００１２】
さらに、例えば電源投入時の初期状態などにおいて、反転増幅器１１の状態が急峻に移行することにより２次乃至３次歪みが生じた場合、信号の振幅が大きくなる。この場合、基本振動周波数ｆ以外の周波数の信号は、周波数通過制限回路１２により減衰された後でもまだ発振素子１３に発振させることができる大きさの振幅を有し、基本振動周波数ｆ以外の発振が生じてしまう可能性がある。
【００１３】
また、特許文献２〜特許文献４に開示された手法は、発振が不必要とされる期間においてインバータへの電流供給を停止することによってインバータを無効にしている。インバータが無効にされている間には、外乱などによりノイズが発生したときに、発振出力が乱れてしまい、不安定になる恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の１つの態様は、反転増幅器と発振素子の入出力が互いに接続されてなる発振回路発振回路である。この発振回路は、反転増幅器の出力に同期して、反転増幅器の出力論理を所定期間固定する状態保持回路を備える。
【００１５】
なお、上記態様の発振回路を方法や装置に置き換えて表現したものや、上記発振回路が設けられた電子機器なども、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の技術によれば、不要な周波数での発振を防ぐと共に、期待周波数での安定した発振を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる発振回路１００を示す。発振回路１００は、発振素子１１０と、反転増幅器１２０と、状態保持回路１３０を備える。発振素子１１０と反転増幅器１２０の入出力が互いに接続されて発振ループを構成する。状態保持回路１３０は、反転増幅器１２０の出力に同期して、反転増幅器１２０の出力論理を所定期間固定し、この期間内に反転増幅器１２０の出力状態を保持する。
【００１８】
図２は、発振回路１００における反転増幅器１２０を示す。反転増幅器１２０は、その入出力間に、インバータ１２１、インバータ１２２、抵抗１２３、インバータ１２４が直列に接続されている。抵抗１２３とインバータ１２４の間に、状態保持回路１３０の出力が接続される。これにより、状態保持回路１３０の出力は、状態保持入力として反転増幅器１２０に入力される。状態保持回路１３０の出力すなわち反転増幅器１２０の状態保持入力の詳細については状態保持回路１３０と共に説明する。
【００１９】
図３は、状態保持回路１３０を示す。状態保持回路１３０は、反転増幅器１２０の出力Ｓ１が入力され、複数の抵抗１３１〜１３６、コンデンサ１４０、コンパレータ１５０、ＡＮＤ回路１５２、スイッチ１５６、コンパレータ１６０、ＯＲ回路１６２、インバータ１６４、スイッチ１６６を備える。
【００２０】
抵抗１３１の一端は入力に接続され、他端は、コンパレータ１５０の反転端子、コンパレータ１６０の反転端子、およびコンデンサ１４０に接続されている。
【００２１】
抵抗１３２と抵抗１３３は、電源電圧ＶＣＣと接地電圧ＧＮＤとの間に直列に接続され、抵抗１３２と抵抗１３３間の電位はＶ１である。以下、この電圧Ｖ１を、第１の基準電圧という。
【００２２】
コンデンサ１４０は、一端が第１の基準電圧Ｖ１に接続され、他端が抵抗１３１に接続されている。この他端の電圧をＳ２で表記する。
【００２３】
抵抗１３４、抵抗１３５、抵抗１３６は、電源電圧ＶＣＣと接地電圧ＧＮＤとの間に直列に接続され、第２の基準電圧Ｖ２と第３の基準電圧Ｖ３を生成して、それぞれコンパレータ１５０とコンパレータ１６０に供する。
【００２４】
第１の基準電圧Ｖ１、第２の基準電圧Ｖ２、第３の基準電圧Ｖ３は、Ｖ２＞Ｖ１＞Ｖ３の大小関係を有する。
【００２５】
詳細については後述するが、上述した各抵抗とコンデンサ１４０は、反転増幅器１２０の出力論理を固定する期間（以下保持期間という）を決定する時定数回路として機能する。
【００２６】
コンパレータ１５０は、正転端子が第２の基準電圧Ｖ２に接続され、反転端子が電圧Ｓ２に接続され、第２の基準電圧Ｖ２と電圧Ｓ２の大小関係に応じた論理を出力する。コンパレータ１５０の出力をＳ３で表記する。
【００２７】
ＡＮＤ回路１５２は、反転増幅器１２０の出力Ｓ１と、コンパレータ１５０の出力Ｓ３が入力され、それらの論理積をスイッチ１５６に出力する。ＡＮＤ回路１５２の出力をＳ５で表記する。
【００２８】
コンパレータ１６０は、正転端子が第３の基準電圧Ｖ３に接続され、反転端子が電圧Ｓ２に接続され、第３の基準電圧Ｖ３と電圧Ｓ２の大小関係に応じた論理を出力する。コンパレータ１６０の出力をＳ４で表記する。
【００２９】
ＯＲ回路１６２は、反転増幅器１２０の出力Ｓ１と、コンパレータ１６０の出力Ｓ４が入力され、それらの論理和を出力する。インバータ１６４は、ＯＲ回路１６２の出力を反転してスイッチ１６６に出力する。インバータ１６４の出力をＳ６で表記する。
【００３０】
スイッチ１５６とスイッチ１６６は、電源電圧ＶＣＣと接地電圧ＧＮＤ間に直列に設けられている。スイッチ１５６は、ＡＮＤ回路１５２の出力Ｓ５がＨｉであるときにオンし、Ｓ５がＬｏｗであるときにオフする。スイッチ１６６は、インバータ１６４の出力Ｓ６がＨｉであるときにオンし、Ｓ６がＬｏｗであるときにオフする。
【００３１】
スイッチ１５６がオンし、スイッチ１６６がオフするときに、状態保持回路１３０の出力（すなわち反転増幅器１２０への状態保持入力）により反転増幅器１２０に電源電圧ＶＣＣが供給される。これにより、反転増幅器１２０は、発振素子１１０からの入力に関わらず、出力がＨｉに固定される。
【００３２】
また、スイッチ１５６がオフし、スイッチ１６６がオンするときに、反転増幅器１２０に接地電圧ＧＮＤが供給される。これにより、反転増幅器１２０は、発振素子１１０からの入力に関わらず、出力がＬｏｗに固定される。
【００３３】
発振回路１００において、電源投入後に反転増幅器１２０の出力が決定すると、発振素子１１０は、自身の周波数特性に応じた位相遅延で反転増幅器１２０の出力を遅延させて反転増幅器１２０に入力する。反転増幅器１２０は、発振素子１１０からの入力を反転して出力する。このような動作の繰り返しにより、周期的に振動する発振出力すなわち反転増幅器１２０の出力Ｓ１が得られる。状態保持回路１３０は、反転増幅器１２０の出力Ｓ１に同期して、反転増幅器１２０の出力Ｓ１がＬｏｗからＨｉに変化したときに、所定長さの保持期間で反転増幅器１２０の出力をＨｉに固定すると共に、反転増幅器１２０の出力Ｓ１がＨｉからＬｏｗに変化したときに、また所定長さの保持期間で反転増幅器１２０の出力Ｓ１をＬｏｗに固定する。この保持期間の長さの上限と下限は、期待周波数と、カットした周波数のうちの最大周波数によりそれぞれ決められる。具体的には、保持期間の長さは、期待周波数に対応する周期の半分より短く設定される。また、カットしたい周波数のうちの最大周波数が期待周波数のｎ（ｎ≧２）倍であるときに、保持期間の長さは、期待周波数に対応する周期の１／ｎより長く設定される。なお、保持期間の長さは、第１の基準電圧Ｖ１、第２の基準電圧Ｖ２、第３の基準電圧Ｖ３、およびコンデンサ１４０の容量により決まり、各基準電圧は、状態保持回路１３０における各抵抗の抵抗値により決まる。
【００３４】
ここで、期待周波数が発振素子１１０の基本振動周波数ｆであり、基本振動周波数ｆの２倍と３倍の周波数での発振を防ぎたい場合を例にして発振回路１００の動作を詳細に説明する。この場合、保持期間の長さは、基本振動周波数ｆに対応する周期λの１／２より短く、λ／３より長く設定される。
【００３５】
図４は、発振回路１００の状態保持回路１３０における各信号Ｓ１〜Ｓ６、および反転増幅器１２０の動作状態の遷移を示すタイミングチャートである。図示のように、反転増幅器１２０の出力Ｓ１がＬｏｗからＨｉに変化したとき、コンデンサ１４０の充電により、電圧Ｓ２が上昇する。
【００３６】
電圧Ｓ２が第３の基準電圧Ｖ３に到達するまで、コンパレータ１６０の出力Ｓ４がＨｉであるため、スイッチ１６６への入力Ｓ６がＬｏｗであり、スイッチ１６６はオフする。電圧Ｓ２が第３の基準電圧Ｖ３を超えると、コンパレータ１６０の出力Ｓ４がＬｏｗになるが、Ｓ１がＨｉである限り、スイッチ１６６への入力Ｓ６はＬｏｗのままであり、スイッチ１６６はオフし続ける。
【００３７】
一方、電圧Ｓ２が上昇して第２の基準電圧Ｖ２に到達するまで、コンパレータ１５０の出力Ｓ３がＨｉであるため、ＡＮＤ回路１５２の出力Ｓ５すなわちスイッチ１５６への入力はＨｉであり、スイッチ１５６はオンする。また、この間、スイッチ１６６はオフである。
【００３８】
そのため、電圧Ｓ２が第２の基準電圧Ｖ２に到達するまで、反転増幅器１２０に電源電圧ＶＣＣが印加され、発振素子１１０から反転増幅器１２０への入力に関わらず、反転増幅器１２０の出力はＨｉに固定される。
【００３９】
電圧Ｓ２が第２の基準電圧Ｖ２を超えると、コンパレータ１５０の出力Ｓ３がＬｏｗになるため、スイッチ１５６への入力Ｓ５もＬｏｗとなり、スイッチ１５６はオフする。このとき、スイッチ１６６もまだオフしているため、反転増幅器１２０への電源電圧ＶＣＣと接地電圧ＧＮＤのいずれの印加も無く、保持期間は終了する。これにより、反転増幅器１２０は、発振素子１１０からの入力を受け付け、反転動作を行う。
【００４０】
その後、反転増幅器１２０の出力Ｓ１がＨｉからＬｏｗに変わると、コンデンサ１４０の放電により電圧Ｓ２が降下する。電圧Ｓ２が降下して第３の基準電圧Ｖ３に到達するまでは、コンパレータ１６０の出力Ｓ４がＬｏｗのままであるため、スイッチ１６６への入力Ｓ６はＨｉとなる。これにより、スイッチ１６６はＯＮする。また、反転増幅器１２０の出力Ｓ１がＬｏｗである間、スイッチ１５６への入力Ｓ５はＬｏｗであり、スイッチ１５６はオフし続ける。
【００４１】
そのため、電圧Ｓ２が第３の基準電圧Ｖ３に到達するまで、反転増幅器１２０に接地電圧ＧＮＤが印加され、発振素子１１０から反転増幅器１２０への入力に関わらず、反転増幅器１２０の出力はＬｏｗに固定される。
【００４２】
電圧Ｓ２が降下し続け、第３の基準電圧Ｖ３より低くなると、コンパレータ１６０の出力Ｓ４がＨｉとなり、スイッチ１６６への入力Ｓ６がＬｏｗとなるため、スイッチ１６６はオフする。このとき、スイッチ１５６もまだオフしているため、反転増幅器１２０への電源電圧ＶＣＣと接地電圧ＧＮＤのいずれの印加も無く、保持期間は終了する。これにより、反転増幅器１２０は、発振素子１１０からの入力を受け付け、反転動作を行う。
【００４３】
このように、状態保持回路１３０は、反転増幅器１２０の出力がＬｏｗからＨｉになる度に、λ／２より短く、λ／３より長い保持期間中に反転増幅器１２０の出力をＨｉに固定し、反転増幅器１２０の出力がＨｉからＬｏｗになる度に、保持期間中に反転増幅器１２０の出力をＬｏｗに固定する。
【００４４】
図５は、反転増幅器１２０に基本振動周波数ｆ、基本振動周波数ｆの２倍および３倍の周波数の信号が入力される場合に、反転増幅器１２０の出力すなわち発振回路１００の発振出力を示す。図示のように、いずれの周波数の入力がされても、基本振動周波数ｆと同様な周波数すなわち期待周波数の発振出力が得られている。
【００４５】
このように、本実施の形態の発振回路１００では、状態保持回路１３０が図６に示す周波数特性を有するため、期待周波数での安定した発振を実現している。
【００４６】
また、状態保持回路１３０は保持期間内に反転増幅器１２０の出力を固定しているので、保持期間中に機械的または電気的衝撃や振動などの外乱により発振素子の振動が一時的に停止したり振動周波数が変動したりした場合や、ノイズが発生した場合にも、発振回路１００は、安定した発振動作に復帰することができる。
【００４７】
さらに、状態保持回路１３０は、帰還回路に設けられていないため、図１５に示す発振回路１０における周波数通過制限回路１２のように帰還回路を通過する信号の位相変化を生じさせることが無い。そのため、発振出力の周波数は発振素子の基本振動周波数ｆにより一意に決まることができる。
【００４８】
また、不要周波数のカットを、発振回路１０のように周波数通過制限回路１２に頼ることがないため、電源投入時の初期状態などにおいて、発振素子や反転増幅器の出力歪みに起因して過大な振幅の信号が発生しても、期待周波数での発振のみを得ることができる。
＜第２の実施の形態＞
【００４９】
図７は、本発明の第２の実施の形態にかかる発振回路２００を示す。発振回路２００は、状態保持回路２３０が、図１に示す発振回路１００における状態保持回路１３０と異なる点を除き、発振回路１００と同様である。発振回路２００に対して、発振回路１００のものと同様の構成または機能を有する部分に対して同一の符号を付与し、それらの詳細な説明を省略する。
【００５０】
図８は、状態保持回路２３０を示す。状態保持回路２３０は、定電流をコンデンサに充放電することにより、保持期間の長さを決定する時定数回路を実現する点を除き、発振回路１００における状態保持回路１３０と同様である。ここで状態保持回路２３０における時定数回路についてのみ説明する。
【００５１】
状態保持回路２３０の時定数回路は、定電流源２４０と、スイッチ２４１と、スイッチ２４２と、定電流源２４３と、コンデンサ２５０と、抵抗２６０と、定電流源２６１と、定電流源２７０と、抵抗２７１を備える。
【００５２】
スイッチ２４１とスイッチ２４２は、電源電圧ＶＣＣ側の定電流源２４０と、接地電圧ＧＮＤ側の定電流源２４３との間に直列に接続され、反転増幅器１２０の出力Ｓ１が入力される。コンデンサ２５０の一端は第１の基準電圧Ｖ１に接続され、他端は、コンパレータ１５０の反転端子、コンパレータ１６０の反転端子、およびスイッチ２４１とスイッチ２４２の間に接続される。
【００５３】
スイッチ２４１とスイッチ２４２は、図９に示すように、反転増幅器１２０の出力Ｓ１の論理に応じて、相補的にオン／オフする。具体的には、スイッチ２４１は、Ｓ１がＨｉであるときにオンし、Ｓ１がＬｏｗであるときにオフする。また、スイッチ２４２は、Ｓ１がＨｉであるときにオフし、Ｓ１がＬｏｗであるときにオンする。
【００５４】
スイッチ２４１がオンし、スイッチ２４２がオフすると、定電流源２４０はコンデンサ２５０を充電し、コンパレータ１５０とコンパレータ１６０の反転端子の供する電圧Ｓ２が上昇する。一方、スイッチ２４１がオフし、スイッチ２４２がオンすると、定電流源２４３はコンデンサ２５０を放電し、電圧Ｓ２が降下する。コンパレータ１５０の正転端子に供される第２の基準電圧Ｖ２は定電流源２７０と抵抗２７１により生成され、コンパレータ１６０の正転端子に供される第３の基準電圧Ｖ３は、抵抗２６０と定電流源２６１により生成される。
【００５５】
図１０は、発振回路２００の状態保持回路２３０における各信号Ｓ１〜Ｓ６、および反転増幅器１２０の動作状態の遷移を示すタイミングチャートであり、図１１は、反転増幅器１２０に基本振動周波数ｆ、基本振動周波数ｆの２倍および３倍の周波数の信号が入力される場合に、反転増幅器１２０の出力すなわち発振回路２００の発振出力を示す。ここでも、期待周波数が発振素子１１０の基本振動周波数ｆであり、基本振動周波数ｆの２倍と３倍の周波数での発振を防ぐ場合を例にしている。なお、保持期間の長さも、基本振動周波数ｆに対応する周期λの１／２より短く、λ／３より長く設定される。
【００５６】
図１０に示すように、状態保持回路２３０も、状態保持回路１３０と同様に、反転増幅器１２０の出力がＬｏｗからＨｉになる度に、λ／２より短く、λ／３より長い保持期間中に反転増幅器１２０の出力をＨｉに固定し、反転増幅器１２０の出力がＨｉからＬｏｗになる度に、保持期間中に反転増幅器１２０の出力をＬｏｗに固定する。なお、この場合、電圧Ｓ２は、三角波となる。
【００５７】
また、図１１に示すように、反転増幅器１２０にいずれの周波数の入力がされても、発振回路２００は、基本振動周波数ｆと同様な周波数すなわち期待周波数の発振出力が得られている。
このように、発振回路２００は、発振回路１００と同様な効果を得ることができる。
【００５８】
また、本実施の形態において、信号の振幅が小さくなると、コンパレータ１５０の正転端子に供される第２の基準電圧Ｖ２と、コンパレータ１６０の正転端子に供される第３の基準電圧Ｖ３も小さくなる。そのため、図１２に示すように、信号の振幅が変わったときの三角波（図中Ｓ２'）は、その周期が三角波Ｓ２と同一であり、保持期間の長さは、信号の振幅に影響されずに一定に保たれ、発振回路２００の動作がより安定する。
【００５９】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。実施の形態は例示であり、本発明の主旨から逸脱しない限り、さまざまな変更、増減を加えてもよい。これらの変更、増減が加えられた変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる発振回路を示す図である。
【図２】図１に示す発振回路における反転増幅器を示す図である。
【図３】図１に示す発振回路１００における状態保持回路１３０を示す図である。
【図４】図３に示す状態保持回路１３０における各信号の遷移を示すタイミングチャートである。
【図５】図１に示す発振回路１００により得られる発振出力の例を示す図である。
【図６】図３に示す状態保持回路１３０の周波数特性を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態にかかる発振回路２００を示す図である。
【図８】図７に示す発振回路２００における状態保持回路２３０を示す図である。
【図９】図８に示す状態保持回路２３０における各スイッチの開閉と入力信号の関係を示す図である。
【図１０】図８に示す状態保持回路１３０における各信号の遷移を示すタイミングチャートである。
【図１１】図７に示す発振回路により得られる発振出力の例を示す図である。
【図１２】図８に示す状態保持回路１３０による保持期間の長さは信号の振幅が変動したときも一定に保たれることを説明するための図である。
【図１３】従来の発振回路を示す図である。
【図１４】発振素子の発振特性を示す図である。
【図１５】図１３に示す発振回路の手法を、発振素子と反転増幅器により構成された発振ループに適用した場合の模式図である。
【図１６】発振素子と図１５に示す発振回路における周波数通過制限回路の周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 発振回路 ２ 増幅回路
３ 帰還回路 ４ 可変移相器
５ 可変ＬＣフィルタ ６ ＳＡＷフィルタ
１０ 発振回路 １１ 反転増幅器
１２ 周波数通過制限回路 １３ 発振素子
１００ 発振回路 １１０ 発振素子
１２０ 反転増幅器 １２１ インバータ
１２２ インバータ １２３ 抵抗
１２４ インバータ １３０ 状態保持回路
１３１−１３６ 抵抗
１４０ コンデンサ １５０ コンパレータ
１５２ ＡＮＤ回路 １５６ スイッチ
１６０ コンパレータ １６２ ＯＲ回路
１６４ インバータ １６６ スイッチ
２００ 発振回路 ２３０ 状態保持回路
２４０ 定電流源 ２４１ スイッチ
２４２ スイッチ ２４３ 定電流源
２５０ コンデンサ ２６０ 抵抗
２６１ 定電流源 ２７０ 定電流源
２７１ 抵抗
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反転増幅器と発振素子の入出力が互いに接続されてなる発振回路であって、
前記反転増幅器の出力に同期して、前記反転増幅器の出力論理を所定期間固定する状態保持回路を備えることを特徴とする発振回路。
【請求項２】
前記所定期間は、期待発振周波数に対応する周期の半分より短く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の発振回路。
【請求項３】
前記所定期間は、前記期待発振周波数のｎ倍（ｎ≧２）であるカット対象周波数に対して、前記期待発振周波数に対応する周期の１／ｎより長く設定されていることを特徴とする請求項２に記載の発振回路。
【請求項４】
前記反転増幅器は、
前記発振素子の出力と接続されたインバータと、
前記発振素子の出力と前記インバータ間に挿入された抵抗とを有し、
前記状態保持回路は、入力が前記反転増幅器の出力に接続され、出力が前記抵抗と前記インバータ間に接続されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の発振回路。
【請求項５】
前記状態保持回路は、前記所定期間を決定する時定数回路を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の発振回路。
【請求項６】
前記時定数回路は、コンデンサと抵抗により構成されることを特徴とする請求項５に記載の発振回路。
【請求項７】
前記時定数回路は、コンデンサと定電流源により構成されることを特徴とする請求項５に記載の発振回路。
【請求項１】
反転増幅器と発振素子の入出力が互いに接続されてなる発振回路であって、
前記反転増幅器の出力に同期して、前記反転増幅器の出力論理を所定期間固定する状態保持回路を備えることを特徴とする発振回路。
【請求項２】
前記所定期間は、期待発振周波数に対応する周期の半分より短く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の発振回路。
【請求項３】
前記所定期間は、前記期待発振周波数のｎ倍（ｎ≧２）であるカット対象周波数に対して、前記期待発振周波数に対応する周期の１／ｎより長く設定されていることを特徴とする請求項２に記載の発振回路。
【請求項４】
前記反転増幅器は、
前記発振素子の出力と接続されたインバータと、
前記発振素子の出力と前記インバータ間に挿入された抵抗とを有し、
前記状態保持回路は、入力が前記反転増幅器の出力に接続され、出力が前記抵抗と前記インバータ間に接続されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の発振回路。
【請求項５】
前記状態保持回路は、前記所定期間を決定する時定数回路を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の発振回路。
【請求項６】
前記時定数回路は、コンデンサと抵抗により構成されることを特徴とする請求項５に記載の発振回路。
【請求項７】
前記時定数回路は、コンデンサと定電流源により構成されることを特徴とする請求項５に記載の発振回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００９−１６５０１２（Ｐ２００９−１６５０１２Ａ）
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２４２（Ｐ２００８−２２４２）
【出願日】平成２０年１月９日（２００８．１．９）
【出願人】（３０２０６２９３１）ＮＥＣエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月９日（２００８．１．９）
【出願人】（３０２０６２９３１）ＮＥＣエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
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