JP2010087561A - Triangular wave generation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、安定して三角波を出力することができる三角波生成装置に関する。 The present invention relates to a triangular wave generator capable of stably outputting a triangular wave.
図5に、従来の三角波生成装置の構成を示す。従来の三角波生成装置は、第1電流源10、第2電流源12、第1スイッチ14、第2スイッチ16、オペアンプ18及びコンデンサ20を含んで構成される。オペアンプ18の反転入力端子と出力端子とがコンデンサ20で接続され、オペアンプ18及びコンデンサ20によって積分回路が構成されている。
FIG. 5 shows a configuration of a conventional triangular wave generator. The conventional triangular wave generator includes a first
このような三角波生成装置の第1スイッチ14及び第2スイッチ16を交互にオン/オフさせることによって、第1スイッチ14がオン状態のときにコンデンサ20を第1電流源10から供給される電流により充電し、第2スイッチ16がオン状態のときにコンデンサ20を第2電流源12により電流源I1とは逆方向に充電させる。これにより、オペアンプ18の出力端子から三角波が出力される。
By alternately turning on / off the
ところで、第1スイッチ14及び第2スイッチ16のオンデューティを等しくした場合、第1電流源10及び第2電流源12の電流が等しければ、オペアンプ18から出力される三角波の中点の電圧VODC(バイアス電圧)はオペアンプ18の非反転入力端子に印加される基準電圧VBIASに一致する。
By the way, when the on-duties of the
ところが、第1電流源10と第2電流源12との電流値が等しくならない場合、図6に示すように、コンデンサ20の充電電圧が徐々にシフトしてしまい、三角波の中点のバイアス電圧VODCが基準電圧VBIASに一致しなくなり、バイアス電圧VODCが基準電圧VBIASとの差であるオフセットが大きくなってしまう。このような場合、オペアンプ18の出力上限又は下限までバイアス電圧VODCが移動してしまい、最終的に三角波が生成されなくなってしまうおそれがある。
However, if the current values of the first
そこで、本発明は、上記問題を鑑み、安定して三角波を出力することができる三角波生成装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a triangular wave generating device that can stably output a triangular wave.
本発明の1つの態様は、オペアンプ及びコンデンサを含む積分回路と、前記コンデンサに充電電流を供給する第1電流源と、第2電流源と、を備えた三角波生成回路と、前記三角波生成回路から出力される信号の制御基準電圧からのオフセットに基づいて、前記第1電流源と前記第2電流源により前記コンデンサに供給される電流の少なくとも一方を制御して前記オフセットを低下させるフィードバック回路と、を備えることを特徴とする三角波生成装置である。 One aspect of the present invention includes an integration circuit including an operational amplifier and a capacitor, a first current source that supplies a charging current to the capacitor, and a second current source, a triangular wave generation circuit, and the triangular wave generation circuit. A feedback circuit that controls at least one of the current supplied to the capacitor by the first current source and the second current source based on an offset from a control reference voltage of an output signal to reduce the offset; Is a triangular wave generator characterized by comprising:
ここで、前記フィードバック回路は、前記三角波生成回路からの出力から前記オフセットを抽出するローパスフィルタと、前記ローパスフィルタからの出力と前記制御基準電圧との差に応じた制御信号を出力する比較器と、を備え、前記比較器から出力される前記制御信号に応じて前記第1電流源及び前記第2電流源の少なくとも一方を制御することが好適である。 Here, the feedback circuit includes a low-pass filter that extracts the offset from the output from the triangular wave generation circuit, and a comparator that outputs a control signal according to a difference between the output from the low-pass filter and the control reference voltage. It is preferable that at least one of the first current source and the second current source is controlled in accordance with the control signal output from the comparator.
本発明によれば、三角波を安定して出力することができる三角波生成装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the triangular wave production | generation apparatus which can output a triangular wave stably can be provided.
[第1の実施の形態]
第1の実施の形態における三角波生成装置100は、図1に示すように、三角波生成回路102及びフィードバック回路104を含んで構成される。三角波生成回路102は、外部からの信号に応じて第1スイッチ34及び第2スイッチ36を交互にオン/オフさせて三角波を生成して出力する。フィードバック回路104は、三角波生成回路102において生成された三角波のオフセットを検出し、その検出結果に応じて三角波生成回路102を制御してオフセットを低減させる。
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, the triangular
三角波生成回路102は、第1電流源30、第2電流源32、第1スイッチ34、第2スイッチ36、オペアンプ38及びコンデンサ40を含んで構成される。
The triangular
オペアンプ38の反転入力端子と出力端子とがコンデンサ40で接続され、オペアンプ38とコンデンサ40とによって積分回路が構成される。オペアンプ38の非反転入力端子には基準電圧VBIAS1が印加される。
An inverting input terminal and an output terminal of the
オペアンプ38の反転入力端子は、第1電流源30及び第1スイッチ34の直列接続を介して電源VDに接続される。また、オペアンプ38の反転入力端子は、第2電流源32及び第2スイッチ36の直列接続を介して接地される。
The inverting input terminal of the
このような三角波生成回路の第1スイッチ34及び第2スイッチ36を排他的に交互にオン/オフさせることによって、第1スイッチ34がオン状態のときにコンデンサ40が第1電流源30から供給される電流により充電され、第2スイッチ36がオン状態のときにコンデンサ40に充電されている電荷が第2電流源12によって引き抜かれる。これにより、オペアンプ38の出力端子から三角波が出力される。
By alternately turning on / off the
フィードバック回路104は、ローパスフィルタ42、比較器44及びバイアス調整回路46を含んで構成される。
The
ローパスフィルタ42は、オペアンプ38から出力される三角波をフィルタリングし、その直流電位VODCを出力する。ローパスフィルタ42は、例えば、オペアンプとコンデンサを含む積分回路で構成することができる。
The low-
比較器44は、ローパスフィルタ42から出力される直流電位VODCと制御基準電圧VBIAS2との差に応じた制御信号を生成して出力する。制御信号は、バイアス調整回路46に入力される。バイアス調整回路46は、制御信号を受けて、その制御信号に応じて三角波生成回路102のオペアンプ38に印加される基準電圧VBIAS1を調整する。
The
比較器44及びバイアス調整回路46は、例えば図2に示すような回路で構成することができる。比較器44は、電流源A、トランジスタM1,M2,M3,M4を含んで構成される差動増幅器である。比較器44は、トランジスタM1のゲートに印加される直流電位VODCとトランジスタM3のゲートに印加される制御基準電圧VBIAS2とを比較し、直流電位VODCが制御基準電圧VBIAS2よりも大きくなるとトランジスタM2の電流を増加させ、制御基準電圧VBIAS2が直流電位VODCよりも大きくなるとトランジスタM4の電流を増加させる。
The
バイアス調整回路46は、トランジスタM5,M6,M7,M8、第1抵抗素子R1及び第2抵抗素子R2を含んで構成される。トランジスタM6は、トランジスタM2とカレントミラー回路を構成し、トランジスタM8は、トランジスタM4とカレントミラー回路を構成する。また、トランジスタM6と直列に接続されているトランジスタM5と、トランジスタM8と直列に接続されているトランジスタM7と、がカレントミラー回路を構成している。さらに、第1抵抗素子R1とトランジスタM7との並列接続と、第2抵抗素子R2とトランジスタM8との並列接続と、が電源VDと接地との間で直列に接続されており、2つの並列接続の間(中点)からオペアンプ38への基準電圧VBIAS1が出力される。
The
このような比較器44及びバイアス調整回路46において、電流源Aを流れる電流IA、トランジスタM7を流れる電流IB、トランジスタM8を流れる電流ICにはIA=IB+ICの関係が成り立つ。よって、基準電圧VBIAS1、制御基準電圧VBIAS2、直流電位VODC、電流IB,ICには表1のような関係が成り立つ。
In such a
すなわち、直流電位VODCが制御基準電圧VBIAS2より大きい状態では、オペアンプ38の非反転入力端子に印加される基準電圧VBIAS1を減少させるように制御し、制御基準電圧VBIAS2が直流電位VODCより大きい状態では、オペアンプ38の非反転入力端子に印加される基準電圧VBIAS1を増加させるように制御する。
That is, when the DC potential V ODC is greater than the control reference voltage VBIAS2, the control is performed so as to decrease the reference voltage VBIAS1 applied to the non-inverting input terminal of the
これにより、直流電位VODCと制御基準電圧VBIAS2との差であるオフセットが常に小さくなるように基準電圧VBIAS1が調整され、三角波生成回路102から出力される三角波の直流電位VODCが制御基準電圧VBIAS2と一致するように制御される。
As a result, the reference voltage VBIAS1 is adjusted so that the offset, which is the difference between the direct current potential V ODC and the control reference voltage VBIAS2, is always reduced, and the triangular wave direct current potential V ODC output from the triangular
[第2の実施の形態]
第2の実施の形態における三角波生成装置200は、図3に示すように、三角波生成回路202及びフィードバック回路204を含んで構成される。三角波生成回路202は、外部からの信号に応じて第1スイッチ54及び第2スイッチ56を交互にオン/オフさせて三角波を生成して出力する。フィードバック回路204は、三角波生成回路202において生成された三角波のオフセットを検出し、その検出結果に応じて三角波生成回路202を制御してオフセットを低減させる。
[Second Embodiment]
As shown in FIG. 3, the triangular
三角波生成回路202は、第1電流源50、第2電流源52、第1スイッチ54、第2スイッチ56、オペアンプ58及びコンデンサ60を含んで構成される。
The triangular
オペアンプ58の反転入力端子と出力端子とがコンデンサ60で接続され、オペアンプ58とコンデンサ60とによって積分回路が構成される。オペアンプ58の非反転入力端子には基準電圧VBIAS1が印加される。
The inverting input terminal and the output terminal of the
オペアンプ58の反転入力端子は、第1電流源50及び第1スイッチ54の直列接続を介して電源VDに接続される。また、オペアンプ58の反転入力端子は、第2電流源52及び第2スイッチ56の直列接続を介して接地される。
The inverting input terminal of the
このような三角波生成回路の第1スイッチ54及び第2スイッチ56を排他的に交互にオン/オフさせることによって、第1スイッチ54がオン状態のときにコンデンサ60が第1電流源50から供給される電流により充電され、第2スイッチ56がオン状態のときにコンデンサ60に充電されている電荷が第2電流源12によって引き抜かれる。これにより、オペアンプ58の出力端子から三角波が出力される。
By alternately turning on / off the
フィードバック回路204は、ローパスフィルタ62及び比較器64を含んで構成される。
The
ローパスフィルタ62は、オペアンプ58から出力される三角波をフィルタリングし、その直流電位VODCを出力する。ローパスフィルタ62は、例えば、オペアンプとコンデンサを含む積分回路で構成することができる。
The low-
比較器64は、ローパスフィルタ62から出力される直流電位VODCと制御基準電圧VBIAS2との差に応じた制御信号を生成して出力する。制御信号は、第1電流源50及び第2電流源52に入力される。第1電流源50及び第2電流源52は、制御信号を受けて、その制御信号に応じてその電流値を調整する。
The
比較器64は、例えば図4に示すような回路で構成することができる。比較器64は、電流源A、トランジスタM1,M2,M3,M4を含んで構成される差動増幅器である。比較器64は、上記第1の実施の形態と同様の構成であり、トランジスタM1のゲートに印加される制御基準電圧VBIAS2とトランジスタM3のゲートに印加される直流電位VODCとを比較し、直流電位VODCが制御基準電圧VBIAS2よりも大きくなるとトランジスタM2の電流を増加させ、制御基準電圧VBIAS2が直流電位VODCよりも大きくなるとトランジスタM4の電流を増加させる。
The
第1電流源50及び第2電流源52は、トランジスタM9,M10,M11,M12を含んで構成される。トランジスタM10は、トランジスタM2とカレントミラー回路を構成し、トランジスタM12は、トランジスタM4とカレントミラー回路を構成する。また、トランジスタM10と直列に接続されているトランジスタM9と、トランジスタM11と、がカレントミラー回路を構成している。トランジスタM11を流れる電流が第1電流源50の電流I1に相当し、トランジスタM12を流れる電流が第2電流源52の電流I2に相当する。
The first
このような比較器64並びに第1電流源50及び第2電流源52において、電流源Aを流れる電流IA、第1電流源50の電流I1、第2電流源52の電流I2にはIA=I1+I2の関係が成り立つ。よって、基準電圧VBIAS1、制御基準電圧VBIAS2、直流電位VODC、電流I1,I2には表2のような関係が成り立つ。
In the
すなわち、直流電位VODCが制御基準電圧VBIAS2より大きい状態では、第1電流源50の電流I1を増加させ、第2電流源52の電流I2を減少させるように調整する。一方、制御基準電圧VBIAS2が直流電位VODCより大きい状態では、第1電流源50の電流I1を減少させ、第2電流源52の電流I2を増加させるように調整する。
That is, when the direct current potential V ODC is larger than the control reference voltage VBIAS2, the current I1 of the first
これにより、直流電位VODCと制御基準電圧VBIAS2との差であるオフセットが常に小さくなるようにコンデンサ20の充放電が制御され、三角波生成回路202から出力される三角波の直流電位VODCが制御基準電圧VBIAS2と一致するように制御される。
As a result, the charging / discharging of the
10 第1電流源、12 第2電流源、14 第1スイッチ、16 第2スイッチ、18 オペアンプ、20 コンデンサ、30 第1電流源、32 第2電流源、34 第1スイッチ、36 第2スイッチ、38 オペアンプ、40 コンデンサ、42 ローパスフィルタ、44 比較器、46 バイアス調整回路、50 第1電流源、52 第2電流源、54 第1スイッチ、56 第2スイッチ、58 オペアンプ、60 コンデンサ、62 ローパスフィルタ、64 比較器、100 三角波生成装置、102 三角波生成回路、104 フィードバック回路、200 三角波生成装置、202 三角波生成回路、204 フィードバック回路。 10 1st current source, 12 2nd current source, 14 1st switch, 16 2nd switch, 18 operational amplifier, 20 capacitor, 30 1st current source, 32 2nd current source, 34 1st switch, 36 2nd switch, 38 operational amplifier, 40 capacitor, 42 low-pass filter, 44 comparator, 46 bias adjustment circuit, 50 first current source, 52 second current source, 54 first switch, 56 second switch, 58 operational amplifier, 60 capacitor, 62 low-pass filter , 64 comparator, 100 triangular wave generating device, 102 triangular wave generating circuit, 104 feedback circuit, 200 triangular wave generating device, 202 triangular wave generating circuit, 204 feedback circuit.
Claims (2)
前記三角波生成回路から出力される信号の制御基準電圧からのオフセットに基づいて、前記第1電流源と前記第2電流源により前記コンデンサに供給される電流の少なくとも一方を制御して前記オフセットを低下させるフィードバック回路と、
を備えることを特徴とする三角波生成装置である。 An integration circuit including an operational amplifier and a capacitor; a first current source that supplies a charging current to the capacitor; and a second current source;
Based on the offset from the control reference voltage of the signal output from the triangular wave generation circuit, the offset is reduced by controlling at least one of the currents supplied to the capacitor by the first current source and the second current source. A feedback circuit,
Is a triangular wave generating device.
前記フィードバック回路は、
前記三角波生成回路からの出力から前記オフセットを抽出するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタからの出力と前記制御基準電圧との差に応じた制御信号を出力する比較器と、を備え、
前記比較器から出力される前記制御信号に応じて前記第1電流源及び前記第2電流源の少なくとも一方を制御することを特徴とする三角波生成装置。 The triangular wave generator according to claim 1,
The feedback circuit includes:
A low-pass filter for extracting the offset from the output from the triangular wave generation circuit;
A comparator that outputs a control signal according to the difference between the output from the low-pass filter and the control reference voltage;
A triangular wave generation device that controls at least one of the first current source and the second current source in accordance with the control signal output from the comparator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008251088A JP2010087561A (en) | 2008-09-29 | 2008-09-29 | Triangular wave generation device |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US20170338806A1 (en) * | 2016-05-19 | 2017-11-23 | SK Hynix Inc. | Triangular wave generator |
CN111404516A (en) * | 2020-03-27 | 2020-07-10 | 国网山东省电力公司电力科学研究院 | Symmetrical voltage triangular wave generator and implementation method thereof |
-
2008
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