JP2009017556A - 周波数可変オシレータ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、入力信号の周波数が可変されも可変された入力信号の周波数により発振信号の周波数を可変する周波数可変オシレータに関するものである。
【解決手段】本発明は、入力信号の電圧レベルを事前に設定された範囲の電流レベルに変換する電圧電流変換回路と、上記電圧電流変換回路からの電流レベルにより周波数を可変して発振する発振回路を含むことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、オシレータに関するもので、より詳細には入力信号の周波数が可変されても可変された入力信号の周波数により発振信号の周波数を可変する周波数可変オシレータに関するものである。

最近になって、軽薄短小化の長所によりモニタ、テレビジョン等の多様なディスプレイ装置に液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ；ＬＣＤ）が大分部採用される傾向である。

このようなＬＣＤ製品には、ＬＣＤのランプを点灯して必要な光を出力するＬＣＤバックライトユニット（Ｂａｃｋ−Ｌｉｇｈｔ Ｕｎｉｔ）が必須的に採用される。上述したＬＣＤバックライトユニットには、事前に設定された周波数によりランプ点灯を駆動する駆動ＩＣが含まれ上記駆動ＩＣに上記周波数を提供するオシレータ（Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）が含まれる。

一方、ＬＣＤ製品にはＬＣＤパネルに用いられる水平同期信号、垂直同期信号等の映像信号が用いられるが、上述の映像信号の周波数と駆動ＩＣの周波数間に干渉が生じＬＣＤ製品にウォーターフォール（Ｗａｔｅｒｆａｌｌ）現象、またはフリッカー（Ｆｌｉｃｋｅｒ）現象が発生することができる。これにより、映像信号の周波数と駆動ＩＣの周波数を同期化する必要がある。

図１は、従来のオシレータの構成図である。

図１を参照すると、従来のオシレータ１０は充放電される電圧と事前に設定された第１及び第２基準信号を夫々比較する第１及び第２比較器Ｃ１、Ｃ２からの比較結果により論理演算Ｌして充放電スイッチング信号を生成し、第１電流源ＣＳ１と第２電流源ＣＳ２は上記充放電スイッチング信号によりスイッチングするスイッチＳＷの開閉によりキャパシタＣの電流を充放電し、これにより第１及び第２出力信号を出力する。

上述の従来のオシレータは固定された周波数を有する第１及び第２出力信号を出力して、映像信号の周波数が可変する場合、映像信号の周波数と同期化させることができないため、ＬＣＤ製品のウォーターフォール現象またはフリッカー現象が発生する問題点がある。

上述の問題点を解決するため、本発明の目的は、入力信号の周波数が可変されても可変された入力信号の周波数により発振信号の周波数を可変する周波数可変オシレータを提供することである。

上述の目的を達成するために、本発明の周波数可変オシレータは入力信号の電圧レベルを事前に設定された範囲の電流レベルに変換する電圧電流変換回路と、上記電圧電流変換回路からの電流レベルにより周波数を可変して発振する発振回路を含むことを特徴とする。

本発明の一実施形態によると、上記電圧電流変換回路は、上記入力信号の電圧を事前に設定された電圧レベルに変換する電圧調整部と、上記電圧比較部からの電圧レベルを事前に設定された範囲の電流レベルに変換する電圧電流変換部と、上記電圧電流変換部からの電流レベルにより上記発振回路の充放電電流を制御する電流制御部を含むことができる。

本発明の一実施形態によると、上記電圧調整部は、上記入力信号の電圧レベルとフィードバック電圧の電圧レベルを比較する比較器と、上記比較器からの出力電圧のレベルを事前に設定された電圧レベルの範囲に調整して上記フィードバック電圧に提供する電圧範囲調整器を含むことができる。

本発明の一実施形態によると、上記電圧電流変換部は上記電圧調整部からの電圧を電流に変換する電圧−電流変換器と、上記電圧−電流変換器からの電流レベルを事前に設定された電流レベル範囲に調整する電流利得調整器を含むことができる。

本発明の一実施形態によると、上記電流制御部は、上記電圧電流変換部からの電流と事前に設定された基準電流を演算して事前に設定された比を有する第１電流及び第２電流を出力する電流演算器と、上記電流演算器からの上記第１電流を事前に設定された電流レベルに逓倍する第１電流逓倍器と、上記電流演算器からの上記第２電流を事前に設定された電流レベルに逓倍する第２電流逓倍器を含むことができる。

本発明の一実施形態によると、上記発振回路は、上記第１及び第２電流逓倍器からの電流により充放電電流を設定する充放電部と、上記充放電部の充放電を制御して第１出力信号を生成して、上記第１出力信号の電圧レベルを事前に設定された第１及び第２基準電圧と夫々比較し第２出力信号を生成する信号生成部を含むことができる。

本発明によると、入力信号の周波数が可変されても入力信号の電圧を電流に変換し上記電流の可変により発振周波数を可変して上記入力信号の周波数可変により同期された発振信号を出力することができる効果がある。

以下、図面を参照して本実施形態を詳細に説明する。

図２は本実施形態のオシレータの構成図である。

図２を参照すると、本実施形態のオシレータ１００は電圧電流変換回路１１０と発振回路１２０から構成されることができる。

電圧電流変換回路１１０は電圧調整部１１１、電圧電流変換部１１２及び電流制御部１１３を含むことができる。

電圧調整部１１１は入力信号の電圧レベルとフィードバック電圧レベルを比較する比較器１１１ａと比較器１１１ａからの出力信号の電圧レベルの範囲を調整する電圧範囲調整器１１１ｂを備えることができる。

電圧電流変換部１１２は比較器１１１ａからの出力信号の電圧を電流に変換する電圧−電流変換器１１２ａと電圧電流変換器１１２ａからの電流レベルを事前に設定されたレベル範囲に調整する電流利得調整器１１２ｂを備えることができる。

電流制御部１１３は電流利得調整器１１２ｂからの電流を事前に設定された基準電流（Ｃｒｅｆ）と演算する電流演算器１１３ａと、電流演算器１１３ａからの電流を事前に設定された電流レベルに夫々逓倍する第１電流逓倍器１１３ｂ、及び第２電流逓倍器１１３ｃを備えることができる。

発振回路１２０は充放電部１２１及び信号生成部１２２を含むことができる。

充放電部１２１は第１及び第２電流逓倍器１１３ｂ、１１３ｃからの電流により夫々充放電電流を設定する第１及び第２電流源ＣＳ１、ＣＳ２と、第１電流源ＣＳ１と第２電流源ＣＳ２間の伝達経路を開閉するスイッチＳＷと、スイッチＳＷの伝達経路の開閉により電流を充放電する少なくとも１つのキャパシタＣを備えることができる。

信号生成部１２２はキャパシタＣの充放電による第１出力信号の電圧レベルと事前に設定された第１及び第２基準電圧Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２を夫々比較する第１及び第２比較器Ｃ１、Ｃ２と、第１及び第２比較器Ｃ１、Ｃ２の比較結果により第２出力信号を出力するＲＳラッチＬａを備えることができる。

図３は本実施形態のオシレータの各部分の信号波型のグラフである。

図３を参照すると、本実施形態のオシレータは入力信号の周波数が可変されてもそれにより電流を可変することにより発振信号の周波数が可変されることが分かる。

以下、図面を参照して本実施形態の作用及び効果について詳細に説明する。

図２及び図３を参照すると、先ず、入力信号は周波数により可変される電圧を有し、電圧調整部１１１は比較器１１１ａと電圧範囲調整器１１１ｂを通じ上記入力信号の電圧レベルを事前に設定された電圧レベルの範囲に調整する。これは入力信号の電圧レベルを信号処理に適合した電圧レベルに調整するためである。即ち、例えば、上記入力信号の電圧レベルの範囲が１〜１０Ｖである場合、これを信号処理に適合するように０．１Ｖ〜１Ｖの電圧レベルの範囲に調整する。

レベル調整された電圧は、電圧電流変換部１１２に伝達され、電圧電流変換部１１２の電圧−電流変換器１１２ａは上記レベル調整された電圧を電流に変換し、電流利得調整器１１２ｂは電圧−電流変換器１１２ａからの電流が事前に設定された電流レベル範囲に存在するように電圧−電流変換器１１２ａからの電流を増幅する。

利得調整された電流は電流制御部１１３に伝達され、電流制御部１１３の電流演算器１１３ａは上記利得調整された電流と事前に設定された基準電流を演算して第１及び第２電流逓倍器１１３ｂ、１１３ｃに伝達する。ここで、電流演算器１１３ａは上記利得調整された電流と事前に設定された基準電流を事前に設定された割合で夫々演算し上記利得調整された電流の大きさにより上記基準電流と減算または加算することもできる。

電流演算器１１３ａは上記利得調整された電流と上記基準電流を演算した後、夫々事前に設定された割合で第１及び第２電流逓倍器１１３ｂ、１１３ｃに伝達する。

ここで、第１及び第２電流逓倍器１１３ａ、１１３ｂに伝達される電流は１：２の割合で伝達されることができる。

第１及び第２電流逓倍器１１３ａ、１１３ｂは伝達された電流を夫々逓倍し第１電流源ＣＳ１と第２電流源ＣＳ２に伝達する。

キャパシタＣに充電される電流は第１電流源ＣＳ１からの電流であるため、第２電流源ＣＳ２による放電電流はキャパシタＣの電流と第１電流源ＣＳ１の電流の和になることができ、これにより、第１及び第２電流逓倍器１１３ａ、１１３ｂに伝達される電流は１：２の割合で伝達されることが好ましい。

充放電部１２１の第１電流源ＣＳ１は第１電流逓倍器１１３ａからの電流により充電電流を設定し、充放電部１２１の第２電流源ＣＳ１は第２電流逓倍器１１３ｃからの電流により放電電流を設定する。

第１電流源ＣＳ１からの電流はキャパシタＣに充電され、キャパシタＣに充電された電流は第２電流源ＣＳ２により放電される。この時、充放電のスイッチングは第１電流源ＣＳ１と第２電流源ＣＳ２間の伝達経路を開閉するスイッチＳＷにより行われる。

スイッチＳＷのスイッチングは信号生成部１２２により行われるが、先ずスイッチＳＷはスイッチングオンして上記伝達経路を連結し、これによりキャパシタに電流が充電され、これによりキャパシタＣに充電される電圧が上昇する。第１比較器Ｃ１は事前に設定された第１基準電圧Ｖｒｅｆ１と上記キャパシタに充電される電圧を比較して、その比較結果をＲＳラッチＬａに伝達し、ＲＳラッチＬａはスイッチＳＷをスイッチングオフする制御信号を出力する。スイッチＳＷはスイッチオフして上記伝達経路を短絡させ、これによりキャパシタＣ充電される電圧が下降する。第２比較器Ｃ２は事前に設定された第２基準電圧Ｖｒｅｆ２と上記キャパシタから放電される電圧を比較して、その比較結果をＲＳラッチＬａに伝達し、ＲＳラッチＬａはスイッチＳＷをスイッチングオンする制御信号を出力する。

上述のキャパシタの充放電電圧は三角波、またはのこぎり波の形状を有する第１出力信号になり、上述のＲＳラッチＬａのスイッチング制御信号はパルス形状を有する第２出力信号になる。

図３を参照すると、入力信号の周波数が上昇すると、これにより入力信号の電圧が上昇し、本実施形態のオシレータ１００は入力信号の電圧上昇により変換された電流が上昇し、これに連係して充放電電流が共に上昇する。

これは上記第１及び第２出力信号の周波数の変化を齎し、第１及び第２出力信号の周波数は上記入力信号の電圧上昇に伴って高くなる。

上述のように、本実施形態のオシレータ１００は入力信号の周波数により可変される周波数を有する発振信号を出力する。

以上で説明した本発明は、上述の実施例及び添付の図面により限定されるものではなく、上述の特許請求範囲により限定され、本発明の構成は本発明の技術的思想から外れない範囲内でその構成を多様に変更及び改造することができるということは本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者には自明である。

従来のオシレータの構成図である。 本実施形態のオシレータの構成図である。 本実施形態のオシレータの各部分の信号波型のグラフである。

符号の説明

１００ オシレータ
１１０ 電圧電流変換回路
１１１ 電圧調整部
１１１ａ 比較器
１１１ｂ 電圧範囲調整器
１１２ 電圧電流変換部
１１２ａ 電圧−電流変換器
１１２ｂ 電流利得調整器
１１３ 電流制御部
１１３ａ 電流演算器
１１３ｂ 第１電流逓倍器
１１３ｃ 第２電流逓倍器
１２０ 発振回路
１２１ 充放電部
１２２ 信号生成部
ＣＳ１ 第１電流源
ＣＳ２ 第２電流源
ＳＷ スイッチ
Ｃ キャパシタ
Ｃ１ 第１比較器
Ｃ２ 第２比較器
Ｌａ ＲＳラッチ

Claims (6)

1. 入力信号の電圧レベルを事前に設定された範囲の電流レベルに変換する電圧電流変換回路と、
   前記電圧電流変換回路からの電流レベルにより周波数を可変して発振する発振回路と、
   を含むことを特徴とする周波数可変オシレータ。
2. 前記電圧電流変換回路は、
   前記入力信号の電圧を事前に設定された電圧レベルに変換する電圧調整部と、
   前記電圧調整部からの電圧レベルを事前に設定された範囲の電流レベルに変換する電圧電流変換部と、
   前記電圧電流変換部からの電流レベルにより前記発振回路の充放電電流を制御する電流制御部と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の周波数可変オシレータ。
3. 前記電圧調整部は、
   前記入力信号の電圧レベルとフィードバック電圧の電圧レベルを比較する比較器と、
   前記比較器からの出力電圧のレベルを事前に設定された電圧レベルの範囲に調整して前記フィードバック電圧に提供する電圧範囲調整器と、
   を含むことを特徴とする請求項２に記載の周波数可変オシレータ。
4. 前記電圧電流変換部は、
   前記電圧調整部からの電圧を電流に変換する電圧−電流変換器と、
   前記電圧−電流変換器からの電流レベルを事前に設定された電流レベル範囲に調整する電流利得調整器と、
   を含むことを特徴とする請求項２に記載の周波数可変オシレータ。
5. 前記電流制御部は、
   前記電圧電流変換部からの電流と事前に設定された基準電流を演算し事前に設定された比を有する第１電流及び第２電流を出力する電流演算器と、
   前記電流演算器からの前記第１電流を事前に設定された電流レベルに逓倍する第１電流逓倍器と、
   前記電流演算器からの前記第２電流を事前に設定された電流レベルに逓倍する第２電流逓倍器と、
   を含むことを特徴とする請求項２に記載の周波数可変オシレータ。
6. 前記発振回路は、
   前記第１及び第２電流逓倍器からの電流により充放電電流を設定する充放電部と、
   前記充放電部の充放電を制御し第１出力信号を生成して、前記第１出力信号の電圧レベルを事前に設定された第１及び第２基準電圧と夫々比較して第２出力信号を生成する信号生成部と、
   を含むことを特徴とする請求項５に記載の周波数可変オシレータ。

Images