【手続補正書】
【提出日】平成27年3月19日(2015.3.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電源電圧が供給され、容量を介して入力される交流信号から第１の振幅レベルを有する第１のパルス信号を生成するパルス化部と、
前記第１の電源電圧より高い第２の電源電圧が供給され、前記第１のパルス信号が入力されて第２の振幅レベルを有する第２のパルス信号を出力するレベルシフト部と、
を含むことを特徴とするパルス信号生成回路。
【請求項２】
請求項１において、
前記パルス化部は、
前記交流信号の入力ノードに接続される一方の電極と、他方の電極とを有する前記容量と、
前記容量の前記他方の電極に接続される入力端子と、前記第１のパルス信号を出力する出力端子と、を有するインバーター回路と、
前記インバーター回路の前記入力端子と前記出力端子との間に接続される帰還抵抗と、
を含むことを特徴とするパルス信号生成回路。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記レベルシフト部は、
ソースに第３の電源電圧が供給され、ゲートに前記第１のパルス信号が供給されるＮ型の第１のトランジスターと、
ソースに前記第２の電源電圧が供給され、ドレインに前記第１のトランジスターのドレインが接続されるＰ型の第２のトランジスターと、
ソースに前記第３の電源電圧が供給され、ゲートに前記第１のパルス信号の反転信号が供給され、ドレインに前記第２のトランジスターのゲートが接続されるＮ型の第３のトランジスターと、
ソースに前記第２の電源電圧が供給され、ドレインに前記第３のトランジスターのドレインが接続され、ゲートに前記第２のトランジスターのドレインが接続されるＰ型の第４のトランジスターと、を含み、
前記第４のトランジスターのドレインから前記第２のパルス信号を出力することを特徴とするパルス信号生成回路。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
ソースから前記第１の電源電圧を出力するＮ型トランジスターを有するソースフォロワー回路を含むことを特徴とするパルス信号生成回路。
【請求項５】
請求項４において、
前記Ｎ型トランジスターのドレインに前記第２の電源電圧が供給され、前記Ｎ型トランジスターのゲートに前記第２の電源電圧に基づく電圧が供給されることを特徴とするパルス信号生成回路。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のパルス信号生成回路と、
共振子を駆動して前記第１のパルス信号を出力する共振子駆動回路と、
を含むことを特徴とする発振回路。
【請求項７】
請求項４に記載のパルス信号生成回路と、
共振子を駆動して前記第１のパルス信号を出力する共振子駆動回路と、
前記共振子駆動回路にＰＴＡＴ（Proportional To Absolute Temperature）電流を出力するとともに、前記Ｎ型トランジスターのゲートに電圧を出力するバンドギャップリファレンス回路と、
を含むことを特徴とする発振回路。
【請求項８】
請求項６又は７記載の発振回路を含むことを特徴とする電子機器。
【請求項９】
共振子を駆動して発振信号を生成する発振信号生成ステップと、
第１の電源電圧の下で、容量を介して入力される前記発振信号から第１の振幅レベルを有する第１のパルス信号を生成するパルス化ステップと、
前記第１の電源電圧より高い第２の電源電圧の下で、前記第１のパルス信号を第２の振幅レベルを有する第２のパルス信号に変換するレベルシフトステップとを含むことを特徴とするパルス信号生成方法。
【請求項１０】
請求項９において、
前記発振信号生成ステップは、
バンドギャップリファレンス回路から出力されるＰＴＡＴ（Proportional To Absolute Temperature）電流を用いた電流駆動により前記発振信号を生成し、
前記パルス化ステップは、
前記バンドギャップリファレンス回路により生成された電圧がゲートに供給されるＮ型トランジスターのソース電圧を前記第１の電源電圧として、前記第１のパルス信号を生成することを特徴とするパルス信号生成方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本発明の第１の形態は、パルス信号生成回路が、第１の電源電圧が供給され、容量を介して入力される交流信号から第１の振幅レベルを有する第１のパルス信号を生成するパルス化部と、前記第１の電源電圧より高い第２の電源電圧が供給され、前記第１のパルス信号が入力されて第２の振幅レベルを有する第２のパルス信号を出力するレベルシフト部と、を含む。
本形態においては、交流信号から所望の振幅レベルを有するパルス信号を生成する場合に、パルス化の機能とレベルシフト機能とに分け、パルス化は、第１の電源電圧の下で行い、レベルシフトは、パルス化の際の電源電圧より高い電源電圧の下で行う。従って、本形態によれば、パルス化をレベルシフト部の電圧よりも低い電圧で行うため、ユーザーが要求する電源電圧が高い場合でも、より低い電源電圧の下で消費電流が小さくなるようにパルス化を実現した後、レベルシフト機能により、ユーザーが要求する電源電圧まで振幅レベルを上げたパルス信号を生成することができる。従って、広い電圧範囲での動作が要求される場合、低消費電力化とパルス整形の安定性や低い位相雑音とを両立することができるようになる。
本発明の第２の形態に係るパルス信号生成回路では、第１の形態において、前記パルス化部は、前記交流信号の入力ノードに接続される一方の電極と、他方の電極とを有する前記容量と、前記要領の前記他方の電極に接続される入力端子と、前記第１のパルス信号を出力する出力端子と、を有するインバーター回路と、前記インバーター回路の前記入力端子と前記出力端子との間に接続される帰還抵抗とを含む。
本形態によれば、パルス化部を容量結合インバーター回路により構成するようにしたので、第１の電源電圧の中間電圧にバイアスされた直流レベルに交流信号が重畳するため、ディーティー比が５０パーセントのパルス信号を生成しやすくなる。そのため、低消費電力で、ユーザーが要求する振幅レベルでデューティー比が５０パーセントの出力信号を出力することに加えて、パルス整形の安定性や低い位相雑音を実現することができるようになる。
本発明の第３の形態に係るパルス信号生成回路では、第１の形態又は第２の形態において、前記レベルシフト部は、ソースに第３の電源電圧が供給され、ゲートに前記第１のパルス信号が供給されるＮ型の第１のトランジスターと、ソースに前記第２の電源電圧が供給され、ドレインに前記第１のトランジスターのドレインが接続されるＰ型の第２のトランジスターと、ソースに前記第３の電源電圧が供給され、ゲートに前記第１のパルス信号の反転信号が供給され、ドレインに前記第２のトランジスターのゲートが接続されるＮ型の第３のトランジスターと、ソースに前記第２の電源電圧が供給され、ドレインに前記第３のトランジスターのドレインが接続され、ゲートに前記第２のトランジスターのドレインが接続されるＰ型の第４のトランジスターと、を含み、前記第４のトランジスターのドレインから前記第２のパルス信号を出力する。
本形態によれば、レベルシフト部を、たすきがけ接続したインバーター回路により構成したので、電源電圧によらず貫通電流が大きく変化しない。このため、パルス化部におけるデューティー良好性を生かしながら、低消費電流化とパルス整形の安定性と低位相雑音特性を満足することができるようになる。
本発明の第４の形態に係るパルス信号生成回路は、第１の形態乃至第３の形態のいずれかにおいて、ソースから前記第１の電源電圧を出力するＮ型トランジスターを有するソースフォロワー回路を含む。
本形態によれば、ソースフォロワー回路により第１の電源電圧を供給するようにしたので、上記の効果に加えて、複数の電源電圧を供給するための不要な回路を省略することができるようになる。
本発明の第５の形態に係るパルス信号生成回路は、第４の形態において、前記Ｎ型トランジスターのドレインに前記第２の電源電圧が供給され、前記Ｎ型トランジスターのゲートに前記第２の電源電圧に基づく電圧が供給される。
本形態によれば、ソースフォロワー回路により、第２の電源電圧に基づいて第１の電源電圧を生成するようにしたので、上記の効果に加えて、複数の電源電圧を供給するための演算増幅器等の不要な回路を省略することができ、構成を簡素化することができる。
本発明の第６の形態は、発振回路が、第１の形態乃至第５の形態のいずれかのパルス信号生成回路と、共振子を駆動して前記第１のパルス信号を出力する共振子駆動回路と、を含む。
本形態によれば、パルス化部におけるデューティー良好性を生かしながら、低消費電流化とパルス整形の安定性と低位相雑音特性を満足する発振回路を提供することができるようになる。
本発明の第７の形態は、発振回路が、第４の形態のパルス信号生成回路と、共振子を駆動して前記第１のパルス信号を出力する共振子駆動回路と、前記共振子駆動回路にＰＴＡＴ（Proportional To Absolute Temperature）電流を出力するとともに、前記Ｎ型トランジスターのゲートに電圧を出力するバンドギャップリファレンス回路と、を含む。
本形態によれば、パルス化部におけるデューティー良好性を生かしながら、低消費電流化とパルス整形の安定性と低位相雑音特性を満足する発振回路を提供することができるようになる。更に、本形態によれば、電流駆動を行う素子の温度特性を補償することができるようになる。
本発明の第８の形態は、電子機器が、第６の形態又は第７の形態に記載の発振回路を含む。
本形態によれば、パルス化部におけるデューティー良好性を生かしながら、低消費電流化とパルス整形の安定性と低位相雑音特性を満足する発振回路が適用された電子機器を提供することができる。
本発明の第９の形態は、パルス信号生成方法が、共振子を駆動して発振信号を生成する発振信号生成ステップと、第１の電源電圧の下で、容量を介して入力される前記発振信号から第１の振幅レベルを有する第１のパルス信号を生成するパルス化ステップと、前記第１の電源電圧より高い第２の電源電圧の下で、前記第１のパルス信号を第２の振幅レベルを有する第２のパルス信号に変換するレベルシフトステップとを含む。
本形態においては、交流信号から所望の振幅レベルを有するパルス信号を生成する場合に、パルス化の機能とレベルシフト機能とに分け、パルス化は、第１の電源電圧の下で行い、レベルシフトは、パルス化の際の電源電圧より高い電源電圧の下で行う。従って、本形態によれば、パルス化をレベルシフト部の電圧よりも低い電圧で行うため、ユーザーが要求する電源電圧が高い場合でも、より低い電源電圧の下で消費電流が小さくなるようにパルス化を実現した後、レベルシフト機能により、ユーザーが要求する電源電圧まで振幅レベルを上げたパルス信号を生成することができる。従って、広い電圧範囲での動作が要求される場合、低消費電力化とパルス整形の安定性や低い位相雑音とを両立することができるようになる。
本発明の第１０の形態に係るパルス信号生成方法では、第９の形態において、前記発振信号生成ステップは、バンドギャップリファレンス回路から出力されるＰＴＡＴ電流を用いた電流駆動により前記発振信号を生成し、前記パルス化ステップは、前記バンドギャップリファレンス回路により生成された電圧がゲートに供給されるＮ型トランジスターのソース電圧を前記第１の電源電圧として、前記第１のパルス信号を生成する。
本形態によれば、上記の効果に加えて、構成を簡素化し、電流駆動を行う素子の温度特性を補償することができるようになる。
（１）本発明の第１の態様は、パルス信号生成回路が、定電圧である第１の電源電圧が供給され、容量を介して入力される交流信号から第１の振幅レベルを有する第１のパルス信号を生成するパルス化部と、前記第１の電源電圧より高い第２の電源電圧が供給され、前記第１のパルス信号を第２の振幅レベルを有する第２のパルス信号に変換するレベルシフト部とを含む。