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JP6498481B2 - Oscillation circuit and oscillation method - Google Patents
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本発明は、発振回路および発振方法、特にマイクロコントローラ等の半導体装置に内蔵される発振回路、およびその発振方法に関する。   The present invention relates to an oscillation circuit and an oscillation method, and more particularly to an oscillation circuit built in a semiconductor device such as a microcontroller and an oscillation method thereof.

従来、この種の発振回路として、特許文献1に開示されるものが知られている。特許文献1に開示された発振回路は、定電流源が発生する電流によって充電、または放電される第1および第2のコンデンサと、第1のコンデンサの電圧V1と基準電圧Vstとを比較し第1の信号を出力する第1の比較回路と、第2のコンデンサの電圧V2と基準電圧Vstとを比較し第2の信号を出力する第2の比較回路と、第1の信号または第2の信号の一方によってセット状態にされ、他方によりリセット状態にされるRSフリップフロップ回路と、第1のコンデンサをRSフリップフロップ回路がセット状態のときに充電状態とし、RSフリップフロップがリセット状態のときに放電状態とする第1の充放電制御回路と、第2のコンデンサをRSフリップフロップ回路がリセット状態のときに充電状態とし、RSフリップフロップがセット状態のときに放電状態とする第2の充放電制御回路とを備える。特許文献1では、以上のような構成により、ノイズが発生しても安定した周波数の発振信号が出力されるとしている。   Conventionally, as this type of oscillation circuit, one disclosed in Patent Document 1 is known. The oscillation circuit disclosed in Patent Document 1 compares the first and second capacitors charged or discharged by the current generated by the constant current source with the voltage V1 of the first capacitor and the reference voltage Vst. A first comparison circuit that outputs the first signal, a second comparison circuit that compares the voltage V2 of the second capacitor with the reference voltage Vst and outputs the second signal, and the first signal or the second RS flip-flop circuit that is set by one of the signals and reset by the other, and the first capacitor is charged when the RS flip-flop circuit is in the set state, and when the RS flip-flop is in the reset state The first charge / discharge control circuit to be discharged and the second capacitor to be charged when the RS flip-flop circuit is in the reset state. And a second charging and discharging control circuit to the discharge state when set. According to Patent Document 1, an oscillation signal having a stable frequency is output even if noise occurs due to the above configuration.

また、特許文献2には、別のこの種の発振回路が開示されている。特許文献2に開示された発振回路は、セット信号およびリセット信号に基づき出力信号Q、QBを生成するRSフリップフロップと、コンデンサC1、C2を有し、出力信号Q、QBに基づきコンデンサC1、C2を相補的に充電または放電する電荷充放電部と、コンデンサC1に蓄積された電荷に応じた第1電圧と、第1基準電圧(Vcmp)と、を比較してセット信号を出力するコンパレータ13と、コンデンサC2に蓄積された電荷に応じた第2電圧と、第1基準電圧(Vcmp)と、を比較してリセット信号を出力するコンパレータ14と、第1基準電圧および第1電圧のそれぞれの電圧レベルが一致するタイミングと、第1基準電圧および第2電圧のそれぞれの電圧レベルが一致するタイミングと、を出力信号Q、QBの周波数に応じて制御する制御部と、を備えている。   Patent Document 2 discloses another type of oscillation circuit. The oscillation circuit disclosed in Patent Document 2 includes an RS flip-flop that generates output signals Q and QB based on a set signal and a reset signal, and capacitors C1 and C2, and capacitors C1 and C2 based on the output signals Q and QB. And a comparator 13 for comparing the first voltage corresponding to the charge accumulated in the capacitor C1 with the first reference voltage (Vcmp) and outputting a set signal. The comparator 14 outputs a reset signal by comparing the second voltage corresponding to the charge accumulated in the capacitor C2 with the first reference voltage (Vcmp), and the first reference voltage and the first voltage, respectively. The timing at which the levels match and the timing at which the respective voltage levels of the first reference voltage and the second voltage match are set to the frequencies of the output signals Q and QB. Flip and comprises a control unit for controlling.

特開2007−243922号公報JP 2007-243922 A 特開2013−038744号公報JP 2013-038744 A

しかしながら、特許文献1に開示された発振回路の構成では、RSフリップフロップ回路の出力信号が変化するのは第1のコンデンサの電圧V1が基準電圧Vstに達した時点、または第2のコンデンサの電圧V2が基準電圧Vstに達した時点から、第1の比較回路、第2の比較回路およびRSフリップフロップ回路の動作遅延により生じた遅延時間Tdを経過した後である。そのため特許文献1の発振回路では、温度や電源電圧の変動により遅延時間Tdが変化すると発振周波数が変動してしまうという問題があった。   However, in the configuration of the oscillation circuit disclosed in Patent Document 1, the output signal of the RS flip-flop circuit changes when the voltage V1 of the first capacitor reaches the reference voltage Vst or the voltage of the second capacitor. It is after the delay time Td caused by the operation delay of the first comparison circuit, the second comparison circuit, and the RS flip-flop circuit has elapsed since V2 reached the reference voltage Vst. For this reason, the oscillation circuit of Patent Document 1 has a problem that the oscillation frequency varies when the delay time Td varies due to variations in temperature and power supply voltage.

特許文献2に開示された発振回路の構成でも、発振周波数として、たとえば1MHz以上というような高周波が要求され、発振周波数の精度として、たとえば±1%以内というような高精度が要求される場合、充放電電流を生成する電流源や基準電圧の温度変動や電源電圧変動が無視できないレベルに達することが懸念される。   Even in the configuration of the oscillation circuit disclosed in Patent Document 2, a high frequency such as 1 MHz or more is required as the oscillation frequency, and a high accuracy such as within ± 1% is required as the accuracy of the oscillation frequency. There is a concern that the temperature variation of the current source that generates the charge / discharge current and the reference voltage and the variation of the power supply voltage reach levels that cannot be ignored.

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、温度変動、電源電圧変動に対する発振周波数の変動が抑制され、かつ発振周波数の精度を向上させることが可能な発振回路および発振方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an oscillation circuit and an oscillation method capable of suppressing fluctuations in oscillation frequency with respect to temperature fluctuations and power supply voltage fluctuations and improving the accuracy of the oscillation frequency. The purpose is to provide.

本発明に係る発振回路は、セット信号およびリセット信号により出力信号を生成するRSフリップフロップと、第1充電電流によって充電される第1のコンデンサと、第2充電電流によって充電される第2のコンデンサと、前記第1充電電流と前記第2充電電流とを前記出力信号により制御して前記第1のコンデンサと前記第2のコンデンサとを充放電する充放電制御部と、前記第1のコンデンサの充放電に伴う電圧の変化である第1充電信号と第1基準電圧とを比較して前記セット信号を出力する第1のコンパレータと、前記第2のコンデンサの充放電に伴う電圧の変化である第2充電信号と前記第1基準電圧とを比較して前記リセット信号を出力する第2のコンパレータと、前記第1充電信号の波高値および前記第2充電信号の波高値に応じた振幅制御電圧を生成する第1制御電圧生成部と、第2基準電圧と前記振幅制御電圧との差分の電圧を前記第1基準電圧として生成する第1電圧制御部と、を備えるとともに、前記第1基準電圧の電圧値と前記第1充電信号の電圧値とが一致するタイミングと、前記第1基準電圧の電圧値と前記第2充電信号の電圧値とが一致するタイミングと、を前記第1充電信号の波高値および前記第2充電信号の波高値に応じて制御する振幅制御部と、前記出力信号の周波数に応じ前記第1充電電流を変化させて前記第1充電信号のスルーレート制御し、前記出力信号の周波数に応じ前記第2充電電流を変化させて前記第2充電信号のスルーレートを制御する充電電流制御部と、を備えるものである。 An oscillation circuit according to the present invention includes an RS flip-flop that generates an output signal by a set signal and a reset signal, a first capacitor that is charged by a first charging current, and a second capacitor that is charged by a second charging current A charge / discharge control unit for controlling the first charging current and the second charging current by the output signal to charge / discharge the first capacitor and the second capacitor; and A first comparator that compares the first charging signal and the first reference voltage, which is a change in voltage associated with charging and discharging, and outputs the set signal, and a change in voltage that accompanies charging and discharging of the second capacitor. a second comparator for outputting the reset signal by comparing the first reference voltage and the second charging signal, the peak value of the peak value and the second charging signal of the first charging signal A first control voltage generator for generating a Flip amplitude control voltage, with comprises a first voltage control unit which generates a difference voltage between the second reference voltage and the amplitude control voltage as said first reference voltage, a, The timing at which the voltage value of the first reference voltage and the voltage value of the first charging signal match, and the timing at which the voltage value of the first reference voltage and the voltage value of the second charging signal match, An amplitude control unit that controls the peak value of the first charge signal and the peak value of the second charge signal; and the slew rate of the first charge signal by changing the first charge current according to the frequency of the output signal And a charging current control unit that controls and controls the slew rate of the second charging signal by changing the second charging current according to the frequency of the output signal.

一方、本発明に係る発振方法は、セット信号およびリセット信号の入力により出力信号を生成するRSフリップフロップ、第1充電電流によって充電される第1のコンデンサ、および第2充電電流によって充電される第2のコンデンサを含む発振回路を発振させる発振方法であって、前記第1充電電流による前記第1のコンデンサの充放電に伴う電圧の変化である第1充電信号と、第1基準電圧とを比較して前記セット信号を出力させ、前記第2充電電流による前記第2のコンデンサの充放電に伴う電圧の変化である第2充電信号と、前記第1基準電圧とを比較して前記リセット信号を出力させ、前記第1基準電圧の電圧値と前記第1充電信号の電圧値とが一致するタイミングと、前記第1基準電圧の電圧値と前記第2充電信号の電圧値とが一致するタイミングと、を前記第1充電信号の波高値および前記第2充電信号の波高値に応じて制御させ、前記出力信号の周波数に応じ前記第1充電電流を変化させて前記第1充電信号のスルーレートを制御させ、前記出力信号の周波数に応じ前記第2充電電流を変化させて前記第2充電信号のスルーレートを制御させるものである。 On the other hand, the oscillation method according to the present invention includes an RS flip-flop that generates an output signal by inputting a set signal and a reset signal, a first capacitor that is charged by a first charging current, and a first capacitor that is charged by a second charging current. An oscillation method for causing an oscillation circuit including two capacitors to oscillate, wherein a first charging signal, which is a change in voltage accompanying charging / discharging of the first capacitor due to the first charging current, is compared with a first reference voltage. The set signal is output, and a second charge signal, which is a change in voltage associated with charge / discharge of the second capacitor due to the second charge current, is compared with the first reference voltage, and the reset signal is is output, the timing at which the voltage value of the first reference voltage and the voltage value of the first charging signal matches the voltage value of the voltage value of the first reference voltage and the second charging signal And the first charging signal by changing the first charging current according to the frequency of the output signal, and controlling the timing according to the peak value of the first charging signal and the peak value of the second charging signal. And the slew rate of the second charging signal is controlled by changing the second charging current according to the frequency of the output signal .

本発明によれば、温度変動、電源電圧変動に対する発振周波数の変動が抑制され、かつ発振周波数の精度を向上させることが可能な発振回路および発振方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an oscillation circuit and an oscillation method capable of suppressing the fluctuation of the oscillation frequency with respect to the temperature fluctuation and the power supply voltage fluctuation and improving the accuracy of the oscillation frequency.

第1の実施の形態に係る発振回路の一例を示す回路図である。1 is a circuit diagram illustrating an example of an oscillation circuit according to a first embodiment. FIG. 第1の実施の形態に係る振幅制御部の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the amplitude control part which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る充電電流制御部の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the charging current control part which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る発振回路の動作を示すタイムチャートである。3 is a time chart illustrating an operation of the oscillation circuit according to the first embodiment. 第2の実施の形態に係る振幅制御部の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the amplitude control part which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施の形態に係る充電電流制御部の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the charging current control part which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施の形態に係る発振回路の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the oscillation circuit which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施の形態に係る充電電流制御部の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of the charging current control part which concerns on 3rd Embodiment.

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[第1の実施の形態]
図1ないし図4を参照して、本実施の形態に係る発振回路10について説明する。
[First Embodiment]
An oscillation circuit 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図1に示すように、発振回路10は、フリップフロップ11、充放電制御部12、コンパレータ13、14、振幅制御部15、充電電流制御部16、およびコンデンサC1、C2を含んで構成されている。   As shown in FIG. 1, the oscillation circuit 10 includes a flip-flop 11, a charge / discharge control unit 12, comparators 13 and 14, an amplitude control unit 15, a charge current control unit 16, and capacitors C1 and C2. .

フリップフロップ11は、セット信号Sおよびリセット信号Rにより出力信号Q、QNを生成するRS型のフリップフロップである。フリップフロップ11の出力信号Q、QNが、発振回路10の発振信号(クロック信号)として出力される。   The flip-flop 11 is an RS type flip-flop that generates output signals Q and QN based on the set signal S and the reset signal R. Output signals Q and QN of the flip-flop 11 are output as oscillation signals (clock signals) of the oscillation circuit 10.

充放電制御部12は、出力信号Q、QNに基づいて、コンデンサC1を充電させる充電電流BおよびコンデンサC2を充電させる充電電流BNの導通状態を制御し、コンデンサC1およびC2を相補的に充放電する回路である。より具体的には、充放電制御部12は、スイッチSW1、SW2、SW3、およびSW4から構成されるスイッチ部を有する。
該スイッチSW1、SW2、SW3、SW4が、充電電流BおよびBNを生成する充電電流制御部16と、コンデンサC1、C2との間の導通状態、および、GND(グランド、接地)と、コンデンサC1、C2との間の導通状態を、出力信号Q、QNに基づいて制御することにより、コンデンサC1およびC2が相補的に充放電される。コンデンサC1の充放電によりコンデンサC1の端子電圧が変化して充電信号Aを生成し、コンデンサC2の充放電によりコンデンサC2の端子電圧が変化して充電信号ANを生成する。
Based on the output signals Q and QN, the charge / discharge control unit 12 controls the conduction state of the charging current B for charging the capacitor C1 and the charging current BN for charging the capacitor C2, and charges and discharges the capacitors C1 and C2 in a complementary manner. Circuit. More specifically, the charge / discharge control unit 12 includes a switch unit including switches SW1, SW2, SW3, and SW4.
The switches SW1, SW2, SW3, and SW4 are connected between the charging current control unit 16 that generates the charging currents B and BN and the capacitors C1 and C2, the GND (ground, ground), the capacitor C1, By controlling the conduction state with C2 based on the output signals Q and QN, the capacitors C1 and C2 are charged and discharged in a complementary manner. The terminal voltage of the capacitor C1 is changed by charging / discharging of the capacitor C1 to generate the charging signal A, and the terminal voltage of the capacitor C2 is changed by charging / discharging of the capacitor C2 to generate the charging signal AN.

コンパレータ13は、コンデンサC1の充電信号Aと基準電圧WAVE_Hとを比較してセット信号Sを出力する。また、コンパレータ14は、コンデンサC2の充電信号ANと基準電圧WAVE_Hとを比較してリセット信号Rを出力する。   The comparator 13 compares the charge signal A of the capacitor C1 with the reference voltage WAVE_H and outputs a set signal S. The comparator 14 compares the charging signal AN of the capacitor C2 with the reference voltage WAVE_H and outputs a reset signal R.

振幅制御部15は、セット信号Sおよびリセット信号Rを用いて充電信号Aおよび充電信号ANの波高値を検出し、検出した波高値に基づいて基準電圧WAVE_Hを生成する回路である。   The amplitude control unit 15 is a circuit that detects the peak values of the charging signal A and the charging signal AN using the set signal S and the reset signal R, and generates the reference voltage WAVE_H based on the detected peak values.

充電電流制御部16は、コンデンサC1を充電する充電電流B、およびコンデンサC2を充電する充電電流BNを、フリップフロップ11の出力信号Q、QNの周波数に応じて制御する回路である。   The charging current control unit 16 is a circuit that controls the charging current B for charging the capacitor C1 and the charging current BN for charging the capacitor C2 according to the frequencies of the output signals Q and QN of the flip-flop 11.

図2を参照して、振幅制御部15についてより詳細に説明する。図2に示すように、振幅制御部15は、制御電圧生成部151、電圧制御部152、およびバッファ157を含んで構成されている。   The amplitude control unit 15 will be described in more detail with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the amplitude control unit 15 includes a control voltage generation unit 151, a voltage control unit 152, and a buffer 157.

バッファ157は、セット信号Sおよびリセット信号Rを受け、セット信号Sの反転信号SN(反転セット信号SN)、およびリセット信号Rの反転信号RN(反転リセット信号RN)を生成し、制御電圧生成部151に供給する回路である。   The buffer 157 receives the set signal S and the reset signal R, generates an inverted signal SN (inverted set signal SN) of the set signal S, and an inverted signal RN (inverted reset signal RN) of the reset signal R, and a control voltage generation unit 151 is a circuit to be supplied to 151.

制御電圧生成部151は、反転セット信号SNによって制御されるスイッチSW5、セット信号Sによって制御されるSW6、反転リセット信号RNによって制御されるSW7、およびリセット信号Rによって制御されるSW8、スイッチSW5とSW6との間に接続されたコンデンサC4、スイッチSW7とSW8との間に接続されたコンデンサC5、およびコンデンサC6を含んで構成されるスイッチドキャパシタ回路を備え、充電信号Aおよび充電信号ANの波高値に応じた振幅制御電圧PEAKを生成する回路である。   The control voltage generator 151 includes a switch SW5 controlled by the inverted set signal SN, SW6 controlled by the set signal S, SW7 controlled by the inverted reset signal RN, SW8 controlled by the reset signal R, and a switch SW5. A switched capacitor circuit including a capacitor C4 connected to SW6, a capacitor C5 connected between switches SW7 and SW8, and a capacitor C6, and a wave of charging signal A and charging signal AN This circuit generates an amplitude control voltage PEAK corresponding to a high value.

電圧制御部152は、アンプ158、コンデンサC3を含んで構成される積分器154、および、抵抗R8とコンデンサC8を含む位相補償回路153aを備え、基準電圧VREF_Hと振幅制御電圧PEAKとの差分に応じた基準電圧WAVE_Hを生成する回路である。   The voltage control unit 152 includes an amplifier 158, an integrator 154 including a capacitor C3, and a phase compensation circuit 153a including a resistor R8 and a capacitor C8, and according to a difference between the reference voltage VREF_H and the amplitude control voltage PEAK. The reference voltage WAVE_H is generated.

図3を参照して、本実施の形態に係る充電電流制御部16について、より詳細に説明する。充電電流制御部16は、制御電圧生成部161、電圧制御部162、および可変電流源回路163を含んで構成されている。   With reference to FIG. 3, the charging current control unit 16 according to the present embodiment will be described in more detail. The charging current control unit 16 includes a control voltage generation unit 161, a voltage control unit 162, and a variable current source circuit 163.

制御電圧生成部161は、スイッチドキャパシタ抵抗165、カレントミラー164、フィルタ166、およびMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor、以下「MOSトランジスタ」という)Q1を含んで構成された、周波数を電圧に変換する周波数−電圧変換回路(f−V)変換回路)である。すなわち、出力信号Q、QNの周波数に応じた電圧値を有する制御電圧VFCRを生成する。   The control voltage generation unit 161 includes a switched capacitor resistor 165, a current mirror 164, a filter 166, and a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, hereinafter referred to as “MOS transistor”) Q1, and converts a frequency into a voltage. Frequency-voltage conversion circuit (fV) conversion circuit). That is, the control voltage VFCR having a voltage value corresponding to the frequency of the output signals Q and QN is generated.

スイッチドキャパシタ抵抗165は、出力信号Qによって制御されるスイッチSW9、出力信号QNによって制御されるSW10、スイッチSW9とSW10との間に接続されたコンデンサC9、およびコンデンサC10を含んで構成されている。そして、出力信号Q、QNによってスイッチSW9、SW10を相補的にオン、オフすることにより、C9、C10が相補的に充放電される。その結果、出力信号Q、QNの周波数に応じて、MOSトランジスタQ1のソース−GND間の抵抗値が変化し、MOSトランジスタQ1に流れる電流Iが出力信号Q、QNの周波数によって変化する。   Switched capacitor resistor 165 includes switch SW9 controlled by output signal Q, SW10 controlled by output signal QN, capacitor C9 connected between switches SW9 and SW10, and capacitor C10. . Then, the switches SW9 and SW10 are complementarily turned on and off by the output signals Q and QN, whereby C9 and C10 are complementarily charged and discharged. As a result, the resistance value between the source and GND of the MOS transistor Q1 changes according to the frequency of the output signals Q and QN, and the current I flowing through the MOS transistor Q1 changes with the frequency of the output signals Q and QN.

MOSトランジスタQ1は、カレントミラー164とスイッチドキャパシタ抵抗165との間に接続されるとともに、ゲート電圧が基準電圧VCONTによって制御される。つまり、MOSトランジスタQ1は、スイッチドキャパシタ抵抗165を負荷とするソースフォロワ回路を構成し、電圧制御素子として機能する。   The MOS transistor Q1 is connected between the current mirror 164 and the switched capacitor resistor 165, and the gate voltage is controlled by the reference voltage VCONT. That is, the MOS transistor Q1 forms a source follower circuit having the switched capacitor resistor 165 as a load, and functions as a voltage control element.

カレントミラー164は、カレントソースCS1およびCS2を含んで構成され、カレントソースCS1に流れる基準電流Iをミラーリングして、所定の倍率の電流をカレントソースCS2に流す。カレントソースCS2に流れる電流は、カレントソースCS2に接続された抵抗R1により電圧に変換される。   The current mirror 164 includes current sources CS1 and CS2, mirrors the reference current I flowing through the current source CS1, and allows a current having a predetermined magnification to flow through the current source CS2. The current flowing through the current source CS2 is converted into a voltage by the resistor R1 connected to the current source CS2.

フィルタ166は、抵抗R1によって電圧に変換された信号のスイッチングノイズを取り除き、制御電圧VFCRを生成する。   The filter 166 removes switching noise from the signal converted into a voltage by the resistor R1, and generates a control voltage VFCR.

電圧制御部162は、アンプ169、コンデンサC11を含んで構成される積分回路167、および抵抗R12、コンデンサC12を含む位相補償回路153bを備え、基準電圧VREFと制御電圧VFCRとの差分に応じた参照電圧を基準電圧VCONTとして生成する回路である。   The voltage control unit 162 includes an amplifier 169, an integration circuit 167 including a capacitor C11, and a phase compensation circuit 153b including a resistor R12 and a capacitor C12. Reference is made according to the difference between the reference voltage VREF and the control voltage VFCR. It is a circuit that generates a voltage as a reference voltage VCONT.

可変電流源回路163は、MOSトランジスタQ2、トリミング回路168、および抵抗R2を含んで構成される。   The variable current source circuit 163 includes a MOS transistor Q2, a trimming circuit 168, and a resistor R2.

MOSトランジスタQ2は、ゲート電圧が基準電圧VCONTによって制御され、基準電圧VCONTに応じてソース電位を変化させ、基準電圧VCONTに応じた電流I’を抵抗R2に流す。つまり、MOSトランジスタQ2は、抵抗R2を負荷とするソースフォロワ回路を構成し、電圧制御素子として機能する。   In the MOS transistor Q2, the gate voltage is controlled by the reference voltage VCONT, the source potential is changed according to the reference voltage VCONT, and the current I ′ corresponding to the reference voltage VCONT is caused to flow through the resistor R2. That is, the MOS transistor Q2 forms a source follower circuit having the resistor R2 as a load, and functions as a voltage control element.

トリミング回路168は、カレントソースCS3、CS4、およびCS5を含んで構成されたミラー回路であり、基準電流I’を所定倍した充電電流B、BNを生成する。トリミング回路168では、電流調整信号によりカレントソースCS4およびCS5のミラー比が調整可能となっており、充電電流B、BNの電流値が調整される。   The trimming circuit 168 is a mirror circuit configured to include current sources CS3, CS4, and CS5, and generates charging currents B and BN that are a predetermined multiple of the reference current I '. In the trimming circuit 168, the mirror ratio of the current sources CS4 and CS5 can be adjusted by the current adjustment signal, and the current values of the charging currents B and BN are adjusted.

つぎに、図4を参照して、発振回路10の動作について説明する。図4は、時間tの経過に伴う、充電信号A、AN、セット信号S、リセット信号R、出力信号Q、QNの変化を示すタイムチャートである。   Next, the operation of the oscillation circuit 10 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a time chart showing changes in the charging signals A, AN, the set signal S, the reset signal R, and the output signals Q, QN over time.

フリップフロップ11の入力端子Rに入力されるリセット信号RがL(ロー)レベルの状態で、入力端子Sに入力されるセット信号SがH(ハイ)レベルに立ち上がる状態を考える。このとき、時刻t1において出力端子Qから出力される出力信号QはHレベルになり、一方の出力端子QNから出力される出力信号QNはLレベルになる。   Consider a state in which the reset signal R input to the input terminal R of the flip-flop 11 is at the L (low) level and the set signal S input to the input terminal S rises to the H (high) level. At this time, the output signal Q output from the output terminal Q at time t1 becomes H level, and the output signal QN output from one output terminal QN becomes L level.

すると、出力信号Q、QNにより、図1に示す充放電制御部12のスイッチSW1がオフし、スイッチSW2がオンするので、コンデンサC1に蓄えられていた電荷はスイッチSW2を介して放電され、充電信号AはLレベルとなり、その結果、コンパレータ13通過後のセット信号SはLレベルになる。   Then, due to the output signals Q and QN, the switch SW1 of the charge / discharge control unit 12 shown in FIG. 1 is turned off and the switch SW2 is turned on, so that the charge stored in the capacitor C1 is discharged via the switch SW2 and charged. The signal A becomes L level, and as a result, the set signal S after passing through the comparator 13 becomes L level.

一方、スイッチSW3がオンし、スイッチSW4がオフするので、図3に示す充電電流制御部16の可変電流源回路163からの定電流である充電電流BNにより、コンデンサC2が充電され、充電信号ANの電位が徐々に上昇する。そして充電信号ANの電位が、コンパレータ14の基準電圧WAVE_Hに達すると、リセット信号RがHレベルになって、フリップフロップ11の出力信号QはLレベルに、QNはHベルになる。以上が、時刻t1からt2にかけての動作である。   On the other hand, since the switch SW3 is turned on and the switch SW4 is turned off, the capacitor C2 is charged by the charging current BN that is a constant current from the variable current source circuit 163 of the charging current control unit 16 shown in FIG. The potential increases gradually. When the potential of the charging signal AN reaches the reference voltage WAVE_H of the comparator 14, the reset signal R becomes H level, the output signal Q of the flip-flop 11 becomes L level, and QN becomes H level. The above is the operation from time t1 to time t2.

出力信号Q、QNによって、充放電制御部12のスイッチSW3がオフし、スイッチSW4がオンするので、コンデンサC2に蓄えられていた電荷はスイッチSW4を介して放電され、充電信号ANはLレベルとなり、コンパレータ14通過後のリセット信号はLレベルになる。   Due to the output signals Q and QN, the switch SW3 of the charge / discharge control unit 12 is turned off and the switch SW4 is turned on. Therefore, the charge stored in the capacitor C2 is discharged through the switch SW4, and the charge signal AN becomes L level. The reset signal after passing through the comparator 14 becomes L level.

一方、出力信号Q、QNによって、スイッチSW1がオンし、スイッチSW2がオフするので、充電電流制御部16の可変電流源回路163からの定電流である充電電流BによりコンデンサC1が充電され、充電信号Aの電位が徐々に上昇する。そして、充電信号Aの電位がコンパレータ13の基準電圧WAVE_Hに達すると、セット信号SがHレベルになり、フリップフロップ11の出力信号QはHレベルに、出力信号QNはLレベルになる。以上が時刻t2からt3にかけての動作である。   On the other hand, since the switch SW1 is turned on and the switch SW2 is turned off by the output signals Q and QN, the capacitor C1 is charged by the charging current B, which is a constant current from the variable current source circuit 163 of the charging current control unit 16, and charged. The potential of the signal A gradually increases. When the potential of the charging signal A reaches the reference voltage WAVE_H of the comparator 13, the set signal S becomes H level, the output signal Q of the flip-flop 11 becomes H level, and the output signal QN becomes L level. The above is the operation from time t2 to time t3.

上記の時刻t1からt3にかけての動作を繰り返すことにより、発振回路10は、フリップフロップ11の出力信号Q、QNを発振信号(クロック信号)として出力する。   By repeating the operation from time t1 to time t3, the oscillation circuit 10 outputs the output signals Q and QN of the flip-flop 11 as oscillation signals (clock signals).

ここで、充電信号A、ANの遅延時間Tdについて説明する。図4に示すように、遅延時間Tdは、充電信号A、ANのピークが、基準電圧VREF_Hに達する時間と基準電圧WAVE_Hに達する時間との差である。この遅延時間Tdは、コンパレータ13あるいは14の遅延時間とフリップフロップ11の遅延時間との合計の遅延時間により発生する。   Here, the delay times Td of the charging signals A and AN will be described. As shown in FIG. 4, the delay time Td is the difference between the time when the peaks of the charging signals A and AN reach the reference voltage VREF_H and the time when the peak reaches the reference voltage WAVE_H. This delay time Td is generated by the total delay time of the delay time of the comparator 13 or 14 and the delay time of the flip-flop 11.

本来、充電信号A、ANがコンパレータ13、14の比較レベルに到達した時点でコンパレータ13、14からセット信号S、リセット信号Rが瞬時に出力されるのが望ましい。しかしながら、コンパレータ13、14の遅延時間およびフリップフロップ11の遅延時間の合計である遅延時間Tdによって、充電信号A、ANの波高値がコンパレータ13、14の比較レベルよりも高くなってしまう。この遅延時間Tdが、温度の変動、あるいは電源電圧(VDD)の変動によって変化すると、充電信号A、ANの波形(波高値)が変化するので、発振回路10の発振周波数が変動する。そこで、本実施の形態では、振幅制御部15によって充電信号A、ANの波高値を一定に保つことにより、遅延時間Tdに起因する発振周波数の変動を抑制している。   Originally, it is desirable that the set signal S and the reset signal R are instantaneously output from the comparators 13 and 14 when the charging signals A and AN reach the comparison level of the comparators 13 and 14. However, due to the delay time Td, which is the sum of the delay times of the comparators 13 and 14 and the flip-flop 11, the peak values of the charging signals A and AN become higher than the comparison level of the comparators 13 and 14. When the delay time Td changes due to a change in temperature or a change in power supply voltage (VDD), the waveforms (crest values) of the charging signals A and AN change, so the oscillation frequency of the oscillation circuit 10 changes. Therefore, in the present embodiment, the amplitude control unit 15 keeps the peak values of the charging signals A and AN constant, thereby suppressing fluctuations in the oscillation frequency due to the delay time Td.

以下、本実施の形態に係る発振回路10における振幅制御部15、および充電電流制御部16の回路動作について、より詳細に説明する。   Hereinafter, circuit operations of the amplitude control unit 15 and the charging current control unit 16 in the oscillation circuit 10 according to the present embodiment will be described in more detail.

図2に示す振幅制御部15の制御電圧生成部151は、先述したように、スイッチSW5、SW6、SW7、およびSW8、コンデンサC4、C5、およびC6を含むスイッチドキャパシタとして構成されている。つまり、セット信号SがLレベルのときに充電信号AによりコンデンサC4を充電し、セット信号SがHレベルのときにコンデンサC4の電荷をコンデンサC6に転送して、制御電圧生成部151からの出力である振幅制御電圧PEAKを生成する。同様にリセット信号RがLレベルのときに充電信号ANによりコンデンサC5を充電し、リセット信号RがHレベルのときにコンデンサC5の電荷をコンデンサC6に転送して制御電圧生成部151からの出力である振幅制御電圧PEAKを生成する。   As described above, the control voltage generation unit 151 of the amplitude control unit 15 illustrated in FIG. 2 is configured as a switched capacitor including the switches SW5, SW6, SW7, and SW8, and the capacitors C4, C5, and C6. That is, when the set signal S is at the L level, the capacitor C4 is charged by the charge signal A, and when the set signal S is at the H level, the charge of the capacitor C4 is transferred to the capacitor C6, and the output from the control voltage generator 151 An amplitude control voltage PEAK is generated. Similarly, when the reset signal R is at the L level, the capacitor C5 is charged by the charge signal AN, and when the reset signal R is at the H level, the charge of the capacitor C5 is transferred to the capacitor C6 and output from the control voltage generation unit 151. A certain amplitude control voltage PEAK is generated.

セット信号Sは、充電信号Aの電圧がほぼ最大になるタイミングで充電信号Aをサンプリングするので、制御電圧生成部151の出力である振幅制御電圧PEAKの電圧は、充電信号Aの最大値、つまり波高値となる。また、リセット信号Rは、充電信号ANがほぼ最大になるタイミングで充電信号ANをサンプリングするので、振幅制御電圧PEAKの電圧は、充電信号ANの最大値、つまり波高値となる。   Since the set signal S samples the charging signal A at a timing at which the voltage of the charging signal A becomes substantially maximum, the voltage of the amplitude control voltage PEAK that is the output of the control voltage generator 151 is the maximum value of the charging signal A, that is, Crest value. Further, since the reset signal R samples the charging signal AN at the timing when the charging signal AN becomes substantially maximum, the voltage of the amplitude control voltage PEAK becomes the maximum value of the charging signal AN, that is, the peak value.

図2に示す振幅制御部15の電圧制御部152は、積分器154を含む積分回路として構成されており、積分器154は、アンプ158およびコンデンサC3を含んでいる。すなわち、積分器154は、アンプ158の基準電圧VREF_Hと振幅制御電圧PEAKとの差分を積分してコンデンサC3に蓄積する。振幅制御電圧PEAKが基準電圧VREF_Hより高い場合には、積分器154の出力である基準電圧WAVE_Hの電圧は低下し、図1に示すコンパレータ13および14の比較レベルが下がるので、充電信号Aおよび充電信号ANの波高値は低下する。充電信号Aおよび充電信号ANの波高値が低下すると、制御電圧生成部151の出力である振幅制御電圧PEAKの電圧を低下させるように負帰還がかかる。   The voltage control unit 152 of the amplitude control unit 15 shown in FIG. 2 is configured as an integration circuit including an integrator 154, and the integrator 154 includes an amplifier 158 and a capacitor C3. That is, the integrator 154 integrates the difference between the reference voltage VREF_H of the amplifier 158 and the amplitude control voltage PEAK and accumulates it in the capacitor C3. When the amplitude control voltage PEAK is higher than the reference voltage VREF_H, the voltage of the reference voltage WAVE_H that is the output of the integrator 154 decreases and the comparison level of the comparators 13 and 14 shown in FIG. The peak value of the signal AN decreases. When the peak values of the charging signal A and the charging signal AN decrease, negative feedback is applied so as to decrease the voltage of the amplitude control voltage PEAK that is the output of the control voltage generator 151.

一方、振幅制御電圧PEAKが基準電圧VREF_Hより低い場合には基準電圧WAVE_Hの電圧は上昇し、コンパレータ13および14の比較レベルが上がるので、充電信号Aおよび充電信号ANの波高値は上昇する。充電信号Aおよび充電信号ANの波高値が上昇すると、振幅制御電圧PEAKの電圧を上昇させるように負帰還がかかる。   On the other hand, when the amplitude control voltage PEAK is lower than the reference voltage VREF_H, the voltage of the reference voltage WAVE_H increases and the comparison level of the comparators 13 and 14 increases, so that the peak values of the charging signal A and the charging signal AN increase. When the peak values of the charge signal A and the charge signal AN rise, negative feedback is applied so as to raise the voltage of the amplitude control voltage PEAK.

以上の動作によって、振幅制御部15は、充電信号A、ANの波高値が一定に維持されるように制御する。なお、位相補償回路153aは、上記負帰還ループの位相余裕が小さい場合に、負帰還ループが発振しないように負帰還ループの位相余裕を補償する回路である。したがって、負帰還ループの位相余裕が十分であれば設ける必要はない。   With the above operation, the amplitude control unit 15 performs control so that the peak values of the charging signals A and AN are maintained constant. The phase compensation circuit 153a is a circuit that compensates for the phase margin of the negative feedback loop so that the negative feedback loop does not oscillate when the phase margin of the negative feedback loop is small. Therefore, it is not necessary to provide the negative feedback loop if the phase margin is sufficient.

図3に示す充電電流制御部16は、先述したように、図1に示すコンデンサC1に充電電流Bを、コンデンサC2に充電電流BNを供給する回路である。制御電圧生成部161は周波数−電圧変換回路(f−V変換回路)であり、MOSトランジスタQ1のソースに接続されたスイッチドキャパシタ抵抗165の抵抗値が出力信号Q、QNに応じて変化すると、MOSトランジスタのソース負荷が変化する。その結果、MOSトランジスタQ1に流れる平均的な電流Iは、発振回路10の発振周波数をf(Hz)、コンデンサC9の容量をC(F)、コンデンサC10に印加される電圧をV(V)として、以下に示す(式1)で表される。
I=fCV ・・・ (式1)
As described above, the charging current control unit 16 shown in FIG. 3 is a circuit that supplies the charging current B to the capacitor C1 and the charging current BN to the capacitor C2 shown in FIG. The control voltage generation unit 161 is a frequency-voltage conversion circuit (fV conversion circuit). When the resistance value of the switched capacitor resistor 165 connected to the source of the MOS transistor Q1 changes according to the output signals Q and QN, The source load of the MOS transistor changes. As a result, the average current I flowing through the MOS transistor Q1 is as follows. The oscillation frequency of the oscillation circuit 10 is f (Hz), the capacitance of the capacitor C9 is C (F), and the voltage applied to the capacitor C10 is V (V). It is represented by (Formula 1) shown below.
I = fCV (Formula 1)

(式1)を換言すると、IとVとの関係から等価的な抵抗Rが導かれるので、スイッチドキャパシタ抵抗165の等価的な抵抗Rは、以下に示す(式2)のように表すことができる。
R=V/I=1/(fC) ・・・ (式2)
In other words, since the equivalent resistance R is derived from the relationship between I and V, the equivalent resistance R of the switched capacitor resistor 165 can be expressed as (Expression 2) shown below. Can do.
R = V / I = 1 / (fC) (Formula 2)

より具体的には、コンデンサC10はMOSトランジスタ(電圧制御素子)Q1のソースに接続され、MOSトランジスタQ1はソースフォロワ回路として動作するので、コンデンサC10に印加される電圧は、MOSトランジスタQ1のゲート電圧である基準電圧VCONTによって制御される。その結果、コンデンサC10に流れる電流Iは基準電圧VCONTによって制御される。電流Iはカレントミラー164により抵抗R1に流されて電圧に変換され、フィルタ166を介して制御電圧生成部161の出力である制御電圧VFCRとして出力される。   More specifically, the capacitor C10 is connected to the source of the MOS transistor (voltage control element) Q1, and the MOS transistor Q1 operates as a source follower circuit. Therefore, the voltage applied to the capacitor C10 is the gate voltage of the MOS transistor Q1. Is controlled by a reference voltage VCONT. As a result, the current I flowing through the capacitor C10 is controlled by the reference voltage VCONT. The current I is passed through the resistor R <b> 1 by the current mirror 164, converted into a voltage, and output as a control voltage VFCR that is an output of the control voltage generation unit 161 via the filter 166.

第2電圧制御部162は、アンプ169およびコンデンサC11を含む積分回路167を有し、基準電圧VREFと、制御電圧生成部161の出力である制御電圧VFCRとの差分を積分してコンデンサC11に蓄積する。   The second voltage control unit 162 includes an integration circuit 167 including an amplifier 169 and a capacitor C11. The second voltage control unit 162 integrates the difference between the reference voltage VREF and the control voltage VFCR that is the output of the control voltage generation unit 161 and accumulates it in the capacitor C11. To do.

可変電流源回路163のMOSトランジスタ(電圧制御素子)Q2は、ソースに抵抗R2が接続されたソースフォロワ回路として動作するので、抵抗R2の両端の電圧はMOSトランジスタQ2のゲート電圧である基準電圧VCONTにより制御される。本実施の形態においては、MOSトランジスタQ1とQ2とは同一ディメンジョン(大きさ)で構成されている。そして、抵抗R2の抵抗値を(式2)に示す値に設定し、R2=1/(fC)とすることにより、抵抗R2に流れる電流I’を、スイッチドキャパシタ抵抗165に流れる基準電流Iとおなじ大きさの電流としている。   Since the MOS transistor (voltage control element) Q2 of the variable current source circuit 163 operates as a source follower circuit having a resistor R2 connected to the source, the voltage across the resistor R2 is a reference voltage VCONT that is the gate voltage of the MOS transistor Q2. Controlled by In the present embodiment, the MOS transistors Q1 and Q2 are configured with the same dimension (size). Then, the resistance value of the resistor R2 is set to the value shown in (Expression 2) and R2 = 1 / (fC), whereby the current I ′ flowing through the resistor R2 is changed to the reference current I flowing through the switched capacitor resistor 165. The current is the same size.

カレントミラーによって構成されたトリミング回路168は、電流I’の電流源となるカレントソースCS3、カレントソースCS3に流れる電流Iを所定の倍率でミラーリングし、充電電流Bを生成するカレントソースCS5、充電電流BNを生成するカレントソースCS4を備えている。カレントソースCS4およびCS5は各々充電電流調整信号により調整可能なように構成されており、抵抗R2に流れる電流I’を基準電流として、充電電流BおよびBNの電流値が可変とされている。本実施の形態では、充電電流BおよびBNは、同じ大きさの電流値とされている。   The trimming circuit 168 configured by a current mirror mirrors the current source CS3 serving as the current source of the current I ′, the current I flowing through the current source CS3 at a predetermined magnification, and generates a charging current B. A current source CS4 for generating BN is provided. The current sources CS4 and CS5 are each configured to be adjustable by a charging current adjustment signal, and the current values of the charging currents B and BN are variable using the current I 'flowing through the resistor R2 as a reference current. In the present embodiment, the charging currents B and BN have the same current value.

つぎに、図3を参照して、充電電流制御部16の負帰還動作について説明する。出力信号QおよびQNの周波数(発振周波数)が上昇すると、スイッチドキャパシタ抵抗165の抵抗値が低下し基準電流Iが増え、制御電圧生成部161の出力である制御電圧VFCRが上昇する。すると積分回路167の入力において、基準電圧VREFよりも制御電圧VFCRが高くなり、基準電圧VCONTを低下させる。その結果、MOSトランジスタQ1のゲート電位が下がるので、スイッチドキャパシタ抵抗165に流れる電流Iが低下する。   Next, the negative feedback operation of the charging current control unit 16 will be described with reference to FIG. When the frequency (oscillation frequency) of the output signals Q and QN increases, the resistance value of the switched capacitor resistor 165 decreases, the reference current I increases, and the control voltage VFCR, which is the output of the control voltage generator 161, increases. Then, at the input of the integrating circuit 167, the control voltage VFCR becomes higher than the reference voltage VREF, and the reference voltage VCONT is lowered. As a result, the gate potential of the MOS transistor Q1 decreases, and the current I flowing through the switched capacitor resistor 165 decreases.

他方、低下した基準電圧VCONTによりMOSトランジスタQ2の電位も下がるので、抵抗R2に流れる電流I’も低下し、可変電流源回路163から出力される充電電流BおよびBNが低下するので、図1に示す充電信号AおよびANのスルーレートが低下する。すると、充電信号AおよびANが所定の波高値に達するまでの時間が長くなり、その結果発振回路10の発振周波数が低下する。出力信号Q、およびQNの周波数が低下した場合は上記と逆の動作になる。   On the other hand, since the potential of the MOS transistor Q2 is lowered by the lowered reference voltage VCONT, the current I ′ flowing through the resistor R2 is also lowered, and the charging currents B and BN output from the variable current source circuit 163 are lowered. The slew rate of the charging signals A and AN shown decreases. Then, the time until the charging signals A and AN reach a predetermined peak value becomes long, and as a result, the oscillation frequency of the oscillation circuit 10 decreases. When the frequencies of the output signals Q and QN are lowered, the operation is reversed.

以上のように、充電電流制御部16は、充電信号AおよびANのスルーレートに負帰還をかけて、発振回路10の発振周波数が一定になるようにしている。なお、位相補償回路153bは、上記負帰還ループの位相余裕が小さい場合に、負帰還ループが発振しないように負帰還ループの位相余裕を補償する回路である。したがって、負帰還ループの位相余裕が十分であれば設ける必要はない。   As described above, the charging current control unit 16 applies negative feedback to the slew rates of the charging signals A and AN so that the oscillation frequency of the oscillation circuit 10 becomes constant. The phase compensation circuit 153b is a circuit that compensates for the phase margin of the negative feedback loop so that the negative feedback loop does not oscillate when the phase margin of the negative feedback loop is small. Therefore, it is not necessary to provide the negative feedback loop if the phase margin is sufficient.

以上詳述したように、本実施の形態に係る発振回路10では、振幅制御部15によって、コンデンサC1を充放電する充電信号A、および、コンデンサC2を充放電する充電信号ANの波高値が、基準電圧VREF_Hと等しくなるようにフィードバック制御している。その結果、温度や電源電圧VDDが変化してもコンデンサC1およびC2を充電する充電信号AおよびANの波高値が一定に保たれる。本実施の形態に係る発振回路10では、さらに、充電電流制御部16によって、発振回路10の発振周波数を検知し、コンデンサC1およびC2を充電する充電電流B、BNが一定に保たれるようにフィードバック制御している。その結果、温度や電源電圧VDDが変化しても充電信号AおよびANのスルーレートが一定に保たれる。換言すると、本実施の形態に係る発振回路10では、振幅制御部15および充電電流制御部16により、充電信号AおよびANの波形が一定となるようにフィードバック制御されている。以上のように構成された本実施の形態に係る発振回路10によれば、温度変動、電源電圧変動に対する発振周波数の変動が抑制され、かつ精度の高い周波数の発振信号を出力することができる。   As described above in detail, in the oscillation circuit 10 according to the present embodiment, the amplitude control unit 15 determines the peak values of the charging signal A for charging / discharging the capacitor C1 and the charging signal AN for charging / discharging the capacitor C2. Feedback control is performed so as to be equal to the reference voltage VREF_H. As a result, the peak values of the charging signals A and AN for charging the capacitors C1 and C2 are kept constant even when the temperature and the power supply voltage VDD change. In the oscillation circuit 10 according to the present embodiment, the charging current control unit 16 further detects the oscillation frequency of the oscillation circuit 10 so that the charging currents B and BN for charging the capacitors C1 and C2 are kept constant. Feedback control. As a result, the slew rates of the charging signals A and AN are kept constant even when the temperature and the power supply voltage VDD change. In other words, in the oscillation circuit 10 according to the present embodiment, feedback control is performed by the amplitude control unit 15 and the charging current control unit 16 so that the waveforms of the charging signals A and AN are constant. According to the oscillation circuit 10 according to the present embodiment configured as described above, fluctuations in the oscillation frequency with respect to temperature fluctuations and power supply voltage fluctuations can be suppressed, and an oscillation signal with a high frequency can be output.

[第2の実施の形態]
図5および図6を参照し、本実施の形態に係る発振回路について説明する。本実施の形態に係る発振回路は、上記の発振回路10における振幅制御部15および充電電流制御部16を変えたものである。したがって、発振回路全体の構成は発振回路10と同様なので、発振回路全体について言及する場合は、図1を参照して説明する。
[Second Embodiment]
The oscillator circuit according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. The oscillation circuit according to the present embodiment is obtained by changing the amplitude control unit 15 and the charging current control unit 16 in the oscillation circuit 10 described above. Therefore, since the configuration of the entire oscillation circuit is the same as that of the oscillation circuit 10, the reference to the entire oscillation circuit will be described with reference to FIG.

図5は、本実施の形態に係る振幅制御部15aを示している。図2に示す振幅制御部15に対し、振幅制御部15aは、電源電圧VDDに応じて基準電圧VREF_Hの電圧レベルを制御する基準電圧生成部155をさらに備えている。   FIG. 5 shows an amplitude control unit 15a according to the present embodiment. In contrast to the amplitude control unit 15 illustrated in FIG. 2, the amplitude control unit 15 a further includes a reference voltage generation unit 155 that controls the voltage level of the reference voltage VREF_H according to the power supply voltage VDD.

基準電圧生成部155は、電源電圧VDDを分圧する分圧抵抗R3およびR4と、基準電圧VBGをバッファリングするユニティゲインアンプ(バッファ)156と、可変抵抗R5とを備えている。そして、分圧抵抗R3とR4との分圧点と、ユニティゲインアンプ156の出力との間に可変抵抗R5が接続され、複数の電圧依存性調整信号(図示省略、電圧値に応じてトリミング回路を所定の特性にトリミングする信号)により可変抵抗R5の抵抗値が調整される。基準電圧VBGは、バンドギャップ回路(図示省略)から生成される。バンドギャップ回路とは、半導体材料の物性であるバンドギャップ電圧を利用して温度変動、電源電圧変動に対して安定な電圧値を作る回路であり、バンドギャップレファレンスともよばれる。   The reference voltage generation unit 155 includes voltage dividing resistors R3 and R4 that divide the power supply voltage VDD, a unity gain amplifier (buffer) 156 that buffers the reference voltage VBG, and a variable resistor R5. A variable resistor R5 is connected between the voltage dividing point of the voltage dividing resistors R3 and R4 and the output of the unity gain amplifier 156, and a plurality of voltage dependency adjustment signals (not shown, trimming circuit according to the voltage value). ) To adjust the resistance value of the variable resistor R5. The reference voltage VBG is generated from a band gap circuit (not shown). A bandgap circuit is a circuit that creates a stable voltage value against temperature fluctuations and power supply voltage fluctuations using a bandgap voltage that is a physical property of a semiconductor material, and is also called a bandgap reference.

標準設計条件において、分圧抵抗R3およびR4によって分圧された電圧は、基準電圧VBGに等しくされている。そして、コンパレータ13、14、およびフリップフロップ11の遅延時間、つまり上述した遅延時間Tdの電源電圧VDDの変動による変化に応じて、上記複数の電圧依存性調整信号で可変抵抗R5の抵抗値を調整することにより、基準電圧VREF_Hの電源電圧依存性を調整する。   Under standard design conditions, the voltage divided by the voltage dividing resistors R3 and R4 is equal to the reference voltage VBG. Then, the resistance value of the variable resistor R5 is adjusted by the plurality of voltage dependency adjustment signals in accordance with the delay time of the comparators 13 and 14 and the flip-flop 11, that is, the change of the delay time Td due to the fluctuation of the power supply voltage VDD. As a result, the power supply voltage dependency of the reference voltage VREF_H is adjusted.

すなわち、電源電圧VDDが変化すると基準電圧VREF_Hも変化するが、可変抵抗R5の抵抗値を小さくすれば、基準電圧VREF_Hは基準電圧VBGに近い電圧になる。逆に、可変抵抗R5の抵抗値を大きくすれば、基準電圧VBGに影響されず、分圧抵抗R3、R4の比で分圧された電圧に近い電圧となる。つまり、可変抵抗R5によって、基準電圧VREF_Hの電源電圧依存性を調整することが可能となっている。   That is, when the power supply voltage VDD changes, the reference voltage VREF_H also changes. However, if the resistance value of the variable resistor R5 is reduced, the reference voltage VREF_H becomes a voltage close to the reference voltage VBG. On the contrary, if the resistance value of the variable resistor R5 is increased, the voltage is close to the voltage divided by the ratio of the voltage dividing resistors R3 and R4 without being affected by the reference voltage VBG. That is, the power supply voltage dependency of the reference voltage VREF_H can be adjusted by the variable resistor R5.

そして、電源電圧VDDが上昇してVREF_Hが上昇すると、コンデンサC1、C2への充電電流を一定とした場合、充電信号A、ANの波高値が高くなる(コンデンサC1、C2への充電時間が長くなる)。一方、遅延時間Tdは、一般に電源電圧VDDが高くなると短くなる(コンデンサC1、C2への充電時間が短くなる)。したがって、両者はキャンセルされ、その結果、電源電圧変動による発振回路10の発振周波数の変動が抑制される。電源電圧VDDが低下した場合は、上記と逆の動作となり、やはり電源電圧変動による発振回路10の発振周波数の変動が抑制される。   When the power supply voltage VDD rises and VREF_H rises, the crest values of the charging signals A and AN increase when the charging current to the capacitors C1 and C2 is constant (the charging time for the capacitors C1 and C2 is long). Become). On the other hand, the delay time Td generally decreases as the power supply voltage VDD increases (the charging time for the capacitors C1 and C2 decreases). Therefore, both are canceled, and as a result, fluctuations in the oscillation frequency of the oscillation circuit 10 due to fluctuations in the power supply voltage are suppressed. When the power supply voltage VDD decreases, the operation is the reverse of the above, and the fluctuation of the oscillation frequency of the oscillation circuit 10 due to the fluctuation of the power supply voltage is also suppressed.

つぎに、図6を参照して、本実施の形態に係る充電電流制御部16aについて説明する。充電電流制御部16aは、図3に示す充電電流制御部16に対して、温度に応じて基準電圧VREFの電圧レベルを制御する基準電圧生成部17をさらに備える。   Next, the charging current control unit 16a according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The charging current control unit 16a further includes a reference voltage generation unit 17 that controls the voltage level of the reference voltage VREF according to the temperature with respect to the charging current control unit 16 shown in FIG.

基準電圧生成部17は、PTAT(Proportional To Absolute Temperature)電流源171と、PTAT電流源171に接続されたR17と、CTAT(Complementary To Absolute Temperature)素子172と、PTAT電流源171の電流値を、複数の電圧依存性調整信号により調整するトリミング回路173を備え、トリミング回路173で調整した電流をCTAT素子172に流して基準電圧VREFを生成する。     The reference voltage generation unit 17 includes a PTAT (Proportional To Absolute Temperature) current source 171, an R 17 connected to the PTAT current source 171, a CTAT (Complementary To Absolute Temperature) element 172, and a PTAT current source 171 value. A trimming circuit 173 that adjusts using a plurality of voltage dependence adjustment signals is provided, and a current adjusted by the trimming circuit 173 is supplied to the CTAT element 172 to generate the reference voltage VREF.

上述した、コンパレータ13、14の入力からフリップフロップ11の出力までの遅延時間Tdは、発振回路10の発振周波数が比較的高い場合には、発振波形の1周期における遅延時間Tdに占める割合が大きくなり、無視できなくなる。   The delay time Td from the input of the comparators 13 and 14 to the output of the flip-flop 11 described above has a large proportion of the delay time Td in one cycle of the oscillation waveform when the oscillation frequency of the oscillation circuit 10 is relatively high. And cannot be ignored.

この遅延時間Tdは、一般に温度依存性をもっているが、本実施の形態に係る基準電圧生成部17は、PTAT電流源171とCTAT素子172との組み合わせで基準電圧VREFの温度依存性を調整することにより、遅延時間Tdの温度依存性を抑制している。
つまり、PTAT電流源171は、温度依存性が正の電流源である一方、CTAT素子172は、ダイオード接続されたMOSトランジスタQ3と抵抗R18を含んで構成された、抵抗値の温度依存性が負の抵抗素子である。このCTAT素子172に、PTAT電流源171の電流値をトリミング回路173によって調整した電流を流すことにより、基準電圧VREFの温度依存性を調整している。
The delay time Td generally has temperature dependency, but the reference voltage generation unit 17 according to the present embodiment adjusts the temperature dependency of the reference voltage VREF by combining the PTAT current source 171 and the CTAT element 172. Thus, the temperature dependence of the delay time Td is suppressed.
That is, the PTAT current source 171 is a current source having a positive temperature dependency, while the CTAT element 172 is configured to include a diode-connected MOS transistor Q3 and the resistor R18, and has a negative temperature dependency of the resistance value. It is a resistance element. The current dependency of the PTAT current source 171 adjusted by the trimming circuit 173 is passed through the CTAT element 172 to adjust the temperature dependence of the reference voltage VREF.

より具体的には、遅延時間Tdの温度依存性が正の場合には、温度が上昇すると遅延時間Tdが大きくなる。このとき、基準電圧VREFの温度依存性を正、つまり温度が上昇したときに電圧が高くなるように設定すれば、基準電圧VCONTが高くなり、可変電流源回路163で生成されるコンデンサC1、C2への充電電流B、BNが大きくなる。充電電流B、BNが大きくなると充電信号A、ANのスルーレートが大きくなり、充電時間が短くなるように働くので、遅延時間Tdの増加をキャンセルして、発振周波数の変動を小さくすることができる。   More specifically, when the temperature dependence of the delay time Td is positive, the delay time Td increases as the temperature rises. At this time, if the temperature dependence of the reference voltage VREF is positive, that is, the voltage is set to increase when the temperature rises, the reference voltage VCONT increases, and the capacitors C1, C2 generated by the variable current source circuit 163 The charging currents B and BN are increased. When the charging currents B and BN are increased, the slew rates of the charging signals A and AN are increased and the charging time is shortened. Therefore, the increase in the delay time Td can be canceled and the fluctuation of the oscillation frequency can be reduced. .

一方、遅延時間Tdの温度依存性が負の場合には、温度が上昇すると遅延時間Tdが小さくなる。このとき、基準電圧VREFの温度依存性を負、つまり温度が上昇したときに電圧が低くなるように設定すれば、基準電圧VCONTが低くなり、コンデンサC1、C2への充電電流B、BNが小さくなる。充電電流B、BNが小さくなると充電信号A、ANのスルーレートが小さくなり、充電時間が長くなるように働くので、遅延時間Tdの減少をキャンセルして、発振周波数の変動を小さくすることができる。   On the other hand, when the temperature dependence of the delay time Td is negative, the delay time Td decreases as the temperature rises. At this time, if the temperature dependence of the reference voltage VREF is negative, that is, the voltage is set to be low when the temperature rises, the reference voltage VCONT is lowered, and the charging currents B and BN to the capacitors C1 and C2 are small. Become. When the charging currents B and BN are reduced, the slew rates of the charging signals A and AN are reduced and the charging time is increased, so that the decrease in the delay time Td can be canceled and the fluctuation of the oscillation frequency can be reduced. .

遅延時間Tdは一般に温度依存性、電源電圧依存性をもっているところ、本実施の形態に係る発振回路10では、充電信号A、ANの波高値を調整する振幅制御部15aに、電源電圧変動を抑制するための基準電圧生成部155を設けた。また、コンデンサC1、C2への充電電流B、BNを調整する充電電流制御部16aに、温度変動を抑制するための基準電圧生成部17を設けた。その結果、本実施の形態に係る発振回路によれば、発振周波数が比較的高い場合にあっても、精度がより高い発振周波数を得ることができる、という効果が得られる。   The delay time Td generally has temperature dependency and power supply voltage dependency. In the oscillation circuit 10 according to the present embodiment, the amplitude control unit 15a that adjusts the peak values of the charging signals A and AN suppresses fluctuations in the power supply voltage. A reference voltage generation unit 155 is provided. Further, a reference voltage generation unit 17 for suppressing temperature fluctuation is provided in the charging current control unit 16a that adjusts the charging currents B and BN to the capacitors C1 and C2. As a result, according to the oscillation circuit according to the present embodiment, there is an effect that it is possible to obtain an oscillation frequency with higher accuracy even when the oscillation frequency is relatively high.

なお、電源電圧依存性を抑制する基準電圧生成部155は、振幅制御部15に限らず、充電電流制御部16に用いてよいし、また、温度変動を抑制する基準電圧生成部17は、充電電流制御部16に限らず、振幅制御部15に用いてもよい。すなわち、基準電圧生成部155、および基準電圧生成部17は、電源電圧変動、温度変動を抑制した基準電圧を生成する汎用的な回路である。   The reference voltage generation unit 155 that suppresses power supply voltage dependency is not limited to the amplitude control unit 15, and may be used for the charging current control unit 16, and the reference voltage generation unit 17 that suppresses temperature fluctuations Not only the current control unit 16 but also the amplitude control unit 15 may be used. That is, the reference voltage generation unit 155 and the reference voltage generation unit 17 are general-purpose circuits that generate a reference voltage in which power supply voltage fluctuations and temperature fluctuations are suppressed.

[第3の実施の形態]
図7および図8を参照して、本実施の形態に係る発振回路10aについて説明する。発振回路10aでは、図1に示す発振回路10に対して、コンデンサC1、C2を可変容量C13、C14に置き換え、また、充電電流制御部16を充電電流制御部16bに置き換えている。図7は、発振回路10aの全体回路を、図8は充電電流制御部16bの回路を、各々示している。
[Third Embodiment]
The oscillation circuit 10a according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the oscillation circuit 10a, the capacitors C1 and C2 are replaced with variable capacitors C13 and C14, and the charging current control unit 16 is replaced with a charging current control unit 16b as compared with the oscillation circuit 10 shown in FIG. FIG. 7 shows the entire circuit of the oscillation circuit 10a, and FIG. 8 shows the circuit of the charging current control unit 16b.

図7に示すように、発振回路10aでは、充放電制御部12によって充電、放電されるコンデンサC13、およびコンデンサC14が、各々可変容量となっている。可変容量C13、C14は各々複数のコンデンサと、各コンデンサに接続された複数のスイッチから成り、該複数のスイッチを制御する制御信号により可変容量C13、C14の容量値が調整される。   As shown in FIG. 7, in the oscillation circuit 10a, the capacitor C13 charged and discharged by the charge / discharge control unit 12 and the capacitor C14 each have a variable capacitance. Each of the variable capacitors C13 and C14 includes a plurality of capacitors and a plurality of switches connected to each capacitor, and the capacitance values of the variable capacitors C13 and C14 are adjusted by a control signal for controlling the plurality of switches.

可変容量C13(C14)の容量値を大きく設定すると、充電信号A(AN)のスルーレートが小さくなるので、コンパレータ13(14)の比較電圧である基準電圧WAVE_Hに達する時間が長くなり、発振周波数が低下する。一方、可変容量C13(C14)の容量値を小さく設定すると、充電信号A(AN)のスルーレートが大きくなるので、基準電圧WAVE_Hに達する時間が短くなり、発振周波数が上昇する。以上のようにして、可変容量C13、C14の容量値を調整することにより、発振周波数を制御することができる。   When the capacitance value of the variable capacitor C13 (C14) is set to be large, the slew rate of the charging signal A (AN) is reduced, so that the time to reach the reference voltage WAVE_H that is the comparison voltage of the comparator 13 (14) is increased, and the oscillation frequency Decreases. On the other hand, if the capacitance value of the variable capacitor C13 (C14) is set to be small, the slew rate of the charging signal A (AN) is increased, so that the time to reach the reference voltage WAVE_H is shortened and the oscillation frequency is increased. As described above, the oscillation frequency can be controlled by adjusting the capacitance values of the variable capacitors C13 and C14.

コンデンサC1、C2を可変容量C13、C14に置き換えたことに伴い、図8に示すように、本実施の形態に係る充電電流制御部16bでは、図6に示すトリミング回路168をカレントミラー回路174に置き換えている。すなわち、トリミング回路168はカレントソースCS3、CS4、CS5によるカレントミラーにより構成され、カレントソースCS3に流れる電流を基準電流として、複数の電流調整信号によりカレントソースCS4、CS5に流れる電流を調整し、充電電流B、BNを設定した。これに対し、発振回路10aでは、充電電流制御部16bから出力される充電電流B、BNは、カレントソースCS8、CS9、およびCS10を含んで構成されるカレントミラー回路174で一定とし、可変容量C13、C14の容量値を変えることによって、充電電流B、BNの設定を行っている。   As the capacitors C1 and C2 are replaced with the variable capacitors C13 and C14, as shown in FIG. 8, in the charging current control unit 16b according to the present embodiment, the trimming circuit 168 shown in FIG. Replaced. That is, the trimming circuit 168 includes a current mirror including current sources CS3, CS4, and CS5. The current flowing through the current source CS3 is used as a reference current, and the currents flowing through the current sources CS4 and CS5 are adjusted by a plurality of current adjustment signals. Currents B and BN were set. On the other hand, in the oscillation circuit 10a, the charging currents B and BN output from the charging current control unit 16b are constant in the current mirror circuit 174 including the current sources CS8, CS9, and CS10, and the variable capacitor C13 The charging currents B and BN are set by changing the capacitance value of C14.

以上のように、本実施の形態に係る発振回路によっても、温度変動、電源電圧変動に対する発振周波数の変動が抑制され、かつ発振周波数の精度を向上させることが可能な発振回路および発振方法を提供することができる。本実施の形態では、特に、本実施の形態に係る発振回路を半導体集積回路で構成し、モールド樹脂でパッケージ化した際に生ずる応力による特性変化が低減され、発振周波数の変動を抑制することができる、という効果が得られる。   As described above, the oscillation circuit and the oscillation method that can suppress the fluctuation of the oscillation frequency with respect to the temperature fluctuation and the power supply voltage fluctuation and can improve the accuracy of the oscillation frequency also by the oscillation circuit according to the present embodiment are provided. can do. In the present embodiment, in particular, the oscillation circuit according to the present embodiment is configured by a semiconductor integrated circuit, and characteristic changes due to stress generated when packaged with a mold resin are reduced, thereby suppressing fluctuations in oscillation frequency. The effect of being able to be obtained is obtained.

なお、上記実施の形態では、可変電流源回路163において、基準電圧VCONTに応じた基準電流I’を流す抵抗R2を備え、さらに、複数の電流調整信号により基準電流I’から可変電流を生成するトリミング回路168を備える構成としたが、これに限られない。たとえば、抵抗R2の代わりに、直列に接続した複数の抵抗素子と、それら複数の抵抗素子の接続点の各々とGNDとを接続する複数のスイッチ素子からなる回路を用い、複数のスイッチ素子の各々を制御する複数の調整信号により、複数の抵抗の接続点を選択的にGNDに接続するようにして、抵抗値を変える構成としてもよい。   In the above embodiment, the variable current source circuit 163 includes the resistor R2 that allows the reference current I ′ to flow according to the reference voltage VCONT, and further generates a variable current from the reference current I ′ by a plurality of current adjustment signals. Although the trimming circuit 168 is provided, the present invention is not limited to this. For example, instead of the resistor R2, a circuit including a plurality of resistor elements connected in series and a plurality of switch elements connecting the connection points of the plurality of resistor elements to GND is used. The resistance value may be changed by selectively connecting connection points of a plurality of resistors to GND by a plurality of adjustment signals for controlling the above.

また、上記実施の形態では、基準電圧生成部17において、PTAT電流源171に流れる電流をミラーリングしたトリミング回路173によって電流値を変える構成を用いたが、これに限られない。たとえば、CTAT素子172の代わりに、直列に接続した複数のCTAT素子と、それら複数のCTAT素子の接続点の各々とGNDとを接続する複数のスイッチ素子からなる回路を用い、複数のスイッチ素子の各々を制御する調整信号により、複数のCTAT素子の接続点を選択的にGNDに接続するようにして、電流値を変える構成としてもよい。   In the above embodiment, the reference voltage generation unit 17 uses a configuration in which the current value is changed by the trimming circuit 173 that mirrors the current flowing through the PTAT current source 171. However, the present invention is not limited to this. For example, instead of the CTAT element 172, a circuit including a plurality of CTAT elements connected in series and a plurality of switch elements that connect each of connection points of the plurality of CTAT elements to GND is used. A current value may be changed by selectively connecting connection points of a plurality of CTAT elements to GND by an adjustment signal for controlling each of them.

10、10a 発振回路
11 フリップフロップ
12、12a 充放電制御部
13 コンパレータ
14 コンパレータ
15、15a 振幅制御部
16、16a、16b 充電電流制御部
17 基準電圧生成部
151 制御電圧生成部
152 電圧制御部
153a、153b 位相補償回路
154 積分器
155 基準電圧生成部
156 ユニティゲインアンプ
157 バッファ
158 アンプ
161 制御電圧生成部
162 電圧制御部
163、163a 可変電流源回路
164 カレントミラー
165 スイッチドキャパシタ抵抗
166 フィルタ
167 積分回路
168 トリミング回路
169 アンプ
171 PTAT電流源
172 CTAT素子
173 トリミング回路
174 カレントミラー回路
A、AN 充電信号
B、BN 充電電流
C1、C2、C3、C4、C5、C6、C8、C9、C10、C11、C12 コンデンサ
C13、C14 可変容量
CS1、CS2、CS3、CS4、CS5、CS8、CS9、CS10 カレントソース
Q1、Q2、Q3 MOSトランジスタ
Q、QN 出力信号
R1、R2、R3、R4、R8、R12、R17、R18 抵抗
R5 可変抵抗
SW1、SW2、SW3、SW4、SW5、SW6、SW7、SW8、SW9、SW10 スイッチ
PEAK 振幅制御電圧
VBG 基準電圧
VCONT 基準電圧
VDD 電源電圧
VFCR 制御電圧
VREF 基準電圧
VREF_H 基準電圧
WAVE_H 基準電圧
10, 10a Oscillator 11 Flip-flop 12, 12a Charge / discharge controller 13 Comparator 14 Comparator 15, 15a Amplitude controller 16, 16a, 16b Charge current controller 17 Reference voltage generator 151 Control voltage generator 152 Voltage controller 153a, 153b Phase compensation circuit 154 Integrator 155 Reference voltage generation unit 156 Unity gain amplifier 157 Buffer 158 Amplifier 161 Control voltage generation unit 162 Voltage control unit 163, 163a Variable current source circuit 164 Current mirror 165 Switched capacitor resistance 166 Filter 167 Integration circuit 168 Trimming circuit 169 Amplifier 171 PTAT current source 172 CTAT element 173 Trimming circuit 174 Current mirror circuit A, AN Charge signal B, BN Charge current C1, C2, C3, C4, C5, C6, C8, C9, C10, C11, C12 Capacitors C13, C14 Variable capacitors CS1, CS2, CS3, CS4, CS5, CS8, CS9, CS10 Current source Q1, Q2, Q3 MOS transistor Q, QN Output signals R1, R2, R3, R4, R8, R12, R17, R18 Resistor R5 Variable resistors SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6, SW7, SW8, SW9, SW10 Switch PEAK Amplitude control voltage VBG Reference voltage VCONT Reference voltage VDD Power supply voltage VFCR Control voltage VREF Reference voltage VREF_H Reference voltage WAVE_H Reference voltage

Claims (9)

セット信号およびリセット信号により出力信号を生成するRSフリップフロップと、
第1充電電流によって充電される第1のコンデンサと、
第2充電電流によって充電される第2のコンデンサと、
前記第1充電電流と前記第2充電電流とを前記出力信号により制御して前記第1のコンデンサと前記第2のコンデンサとを充放電する充放電制御部と、
前記第1のコンデンサの充放電に伴う電圧の変化である第1充電信号と第1基準電圧とを比較して前記セット信号を出力する第1のコンパレータと、
前記第2のコンデンサの充放電に伴う電圧の変化である第2充電信号と前記第1基準電圧とを比較して前記リセット信号を出力する第2のコンパレータと、
前記第1充電信号の波高値および前記第2充電信号の波高値に応じた振幅制御電圧を生成する第1制御電圧生成部と、第2基準電圧と前記振幅制御電圧との差分の電圧を前記第1基準電圧として生成する第1電圧制御部と、を備えるとともに、前記第1基準電圧の電圧値と前記第1充電信号の電圧値とが一致するタイミングと、前記第1基準電圧の電圧値と前記第2充電信号の電圧値とが一致するタイミングと、を前記第1充電信号の波高値および前記第2充電信号の波高値に応じて制御する振幅制御部と、
前記出力信号の周波数に応じ前記第1充電電流を変化させて前記第1充電信号のスルーレート制御し、前記出力信号の周波数に応じ前記第2充電電流を変化させて前記第2充電信号のスルーレートを制御する充電電流制御部と、
を備える発振回路。
An RS flip-flop that generates an output signal by a set signal and a reset signal;
A first capacitor charged by a first charging current;
A second capacitor charged by a second charging current;
A charge / discharge controller that controls the first charge current and the second charge current by the output signal to charge / discharge the first capacitor and the second capacitor;
A first comparator that compares the first charging signal, which is a change in voltage associated with charging and discharging of the first capacitor, with a first reference voltage and outputs the set signal;
A second comparator that compares the first reference voltage with a second charging signal, which is a change in voltage associated with charging and discharging of the second capacitor, and outputs the reset signal;
A first control voltage generation unit configured to generate an amplitude control voltage according to a peak value of the first charging signal and a peak value of the second charging signal; and a difference voltage between the second reference voltage and the amplitude control voltage A first voltage control unit that generates a first reference voltage, a timing at which a voltage value of the first reference voltage and a voltage value of the first charging signal match, and a voltage value of the first reference voltage And an amplitude control unit that controls the timing at which the voltage value of the second charging signal coincides with the peak value of the first charging signal and the peak value of the second charging signal;
The first charging current is changed according to the frequency of the output signal to control the slew rate of the first charging signal, and the second charging current is changed according to the frequency of the output signal to slew the second charging signal. A charge current control unit for controlling the rate;
An oscillation circuit comprising:
前記第1制御電圧生成部は、複数のコンデンサと複数のスイッチとを含むとともに、前記セット信号により前記複数のスイッチを切り替えて前記第1充電信号をサンプリングすることにより前記振幅制御電圧を生成し、前記リセット信号により前記複数のスイッチを切り替えて前記第2充電信号をサンプリングすることにより前記振幅制御電圧を生成するスイッチドキャパシタ回路であり、
前記第1電圧制御部は、前記第2基準電圧と前記振幅制御電圧との差分の電圧を積分する積分回路である
請求項1に記載の発振回路。
The first control voltage generation unit includes a plurality of capacitors and a plurality of switches, and generates the amplitude control voltage by sampling the first charging signal by switching the plurality of switches according to the set signal, A switched capacitor circuit that generates the amplitude control voltage by switching the plurality of switches according to the reset signal and sampling the second charging signal;
The oscillation circuit according to claim 1, wherein the first voltage control unit is an integration circuit that integrates a voltage difference between the second reference voltage and the amplitude control voltage.
前記第1電圧制御部は、電源電圧を分圧する抵抗対、第3基準電圧を入力とするバッファ、および前記抵抗対の接続点と前記バッファの出力との間に接続された可変抵抗を含み、調整信号により前記可変抵抗の抵抗値を調整することにより前記電源電圧の変動による電圧値の変動が抑制された前記第2基準電圧を生成する第2基準電圧生成部を備える
請求項1または請求項2に記載の発振回路。
The first voltage control unit includes a resistor pair that divides a power supply voltage, a buffer that receives a third reference voltage, and a variable resistor connected between a connection point of the resistor pair and an output of the buffer, The second reference voltage generation unit that generates the second reference voltage in which the fluctuation of the voltage value due to the fluctuation of the power supply voltage is suppressed by adjusting the resistance value of the variable resistor by an adjustment signal. 2. The oscillation circuit according to 2.
前記第2基準電圧生成部は、前記第3基準電圧を生成するバンドギャップ回路を備える 請求項3に記載の発振回路。   The oscillation circuit according to claim 3, wherein the second reference voltage generation unit includes a band gap circuit that generates the third reference voltage. 前記充放電制御部は、前記第1のコンデンサを前記第1充電電流で充電するか前記第1のコンデンサに蓄積された電荷を放電するかを切り替える第1のスイッチ部と、前記第2のコンデンサを前記第2充電電流で充電するか前記第2のコンデンサに蓄積された電荷を放電するかを切り替える第2のスイッチ部と、を含み、前記第1のスイッチ部と前記第2のスイッチ部とを前記出力信号により切り替えて前記第1のコンデンサと前記第2のコンデンサとを充放電する
請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の発振回路。
The charge / discharge control unit includes a first switch unit that switches between charging the first capacitor with the first charging current or discharging the charge accumulated in the first capacitor, and the second capacitor. A second switch unit that switches between charging with the second charging current or discharging the electric charge stored in the second capacitor, and the first switch unit and the second switch unit, The oscillation circuit according to claim 1, wherein the oscillation circuit is switched by the output signal to charge / discharge the first capacitor and the second capacitor.
前記充電電流制御部は、第4基準電圧および前記出力信号の周波数に基づいて制御電圧を生成する第2制御電圧生成部、第5基準電圧と前記制御電圧との差分の電圧を第4基準電圧として生成する第2電圧制御部、および前記第4基準電圧に基づいて前記第1充電電流および前記第2充電電流を生成する可変電流源回路を含む
請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の発振回路。
The charging current control unit is a second control voltage generating unit that generates a control voltage based on a fourth reference voltage and the frequency of the output signal, and a difference voltage between a fifth reference voltage and the control voltage is a fourth reference voltage. The variable voltage source circuit which produces | generates the said 1st charging current and the said 2nd charging current based on the said 2nd voltage control part produced | generated as said, and the said 4th reference voltage, The any one of Claims 1-5 The oscillation circuit described in 1.
前記第2制御電圧生成部は、前記出力信号の周波数に応じた抵抗値を示すスイッチドキャパシタ抵抗、カレントミラー、および前記スイッチドキャパシタ抵抗と前記カレントミラーの入力との間に挿入されるとともに前記第4基準電圧によって前記スイッチドキャパシタ抵抗との接続点の電圧が制御される第1の電圧制御素子を含み、前記カレントミラーの出力電流を電圧に変換することにより前記出力信号の周波数に応じた前記制御電圧を生成し、
前記第2電圧制御部は、前記第5基準電圧と前記制御電圧との差分の電圧を積分する積分回路であり、
前記可変電流源回路は、前記第4基準電圧に接続されるとともに前記第4基準電圧に応じた基準電流を流す第2の電圧制御素子、前記基準電流から複数の電流値の複数の電流を複製し、前記複数の電流の電流値の各々を調整信号により調整して前記第1充電電流および前記第2充電電流を生成するトリミング回路を含む
請求項6に記載の発振回路。
The second control voltage generation unit is inserted between a switched capacitor resistor and a current mirror that indicate a resistance value according to the frequency of the output signal, and between the switched capacitor resistor and the input of the current mirror, and A first voltage control element that controls a voltage at a connection point with the switched capacitor resistor by a fourth reference voltage, and converts an output current of the current mirror into a voltage according to a frequency of the output signal; Generating the control voltage;
The second voltage control unit is an integration circuit that integrates a difference voltage between the fifth reference voltage and the control voltage,
The variable current source circuit is connected to the fourth reference voltage, and a second voltage control element that flows a reference current according to the fourth reference voltage, and replicates a plurality of currents having a plurality of current values from the reference current. The oscillation circuit according to claim 6, further comprising a trimming circuit that adjusts each of the current values of the plurality of currents with an adjustment signal to generate the first charging current and the second charging current.
前記第2電圧制御部は、PTAT電流源、CTAT素子、および前記PTAT電流源の電流値を調整信号により調整するトリミング回路を備え、前記トリミング回路で調整した電流を前記CTAT素子に流すことにより周囲温度の変動による電圧値の変動が抑制された前記第5基準電圧を生成する第5基準電圧生成部を含む、
請求項6または請求項7に記載の発振回路。
The second voltage control unit includes a PTAT current source, a CTAT element, and a trimming circuit that adjusts a current value of the PTAT current source by an adjustment signal, and causes the current adjusted by the trimming circuit to flow around the CTAT element. Including a fifth reference voltage generation unit that generates the fifth reference voltage in which a variation in voltage value due to a variation in temperature is suppressed;
The oscillation circuit according to claim 6 or 7.
セット信号およびリセット信号の入力により出力信号を生成するRSフリップフロップ、第1充電電流によって充電される第1のコンデンサ、および第2充電電流によって充電される第2のコンデンサを含む発振回路を発振させる発振方法であって、
前記第1充電電流による前記第1のコンデンサの充放電に伴う電圧の変化である第1充電信号と、第1基準電圧とを比較して前記セット信号を出力させ、前記第2充電電流による前記第2のコンデンサの充放電に伴う電圧の変化である第2充電信号と、前記第1基準電圧とを比較して前記リセット信号を出力させ、
前記第1基準電圧の電圧値と前記第1充電信号の電圧値とが一致するタイミングと、前記第1基準電圧の電圧値と前記第2充電信号の電圧値とが一致するタイミングと、を前記第1充電信号の波高値および前記第2充電信号の波高値に応じて制御させ、
前記出力信号の周波数に応じ前記第1充電電流を変化させて前記第1充電信号のスルーレートを制御させ、前記出力信号の周波数に応じ前記第2充電電流を変化させて前記第2充電信号のスルーレートを制御させる
発振方法。
An oscillation circuit including an RS flip-flop that generates an output signal by inputting a set signal and a reset signal, a first capacitor that is charged by a first charging current, and a second capacitor that is charged by a second charging current is oscillated. An oscillation method,
A first charging signal, which is a change in voltage associated with charging / discharging of the first capacitor due to the first charging current, is compared with a first reference voltage to output the set signal, and the second charging current is used to output the set signal. A second charge signal, which is a change in voltage associated with charging / discharging of the second capacitor, and the first reference voltage are compared to output the reset signal;
The timing at which the voltage value of the first reference voltage and the voltage value of the first charging signal match, and the timing at which the voltage value of the first reference voltage and the voltage value of the second charging signal match, Control according to the peak value of the first charging signal and the peak value of the second charging signal,
The first charging current is changed according to the frequency of the output signal to control the slew rate of the first charging signal, and the second charging current is changed according to the frequency of the output signal. An oscillation method that controls the slew rate .
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