JP2556257Y2

JP2556257Y2 - パルス発生器の温度補償回路

Info

Publication number: JP2556257Y2
Application number: JP13129289U
Authority: JP
Inventors: 勇小野田
Original assignee: 安藤電気株式会社
Priority date: 1989-11-10
Filing date: 1989-11-10
Publication date: 1997-12-03
Anticipated expiration: 2004-11-10
Also published as: JPH0370430U

Description

【考案の詳細な説明】（ａ）産業上の利用分野この考案は、パルス発生器の出力電圧を温度補償する
技術についてのものである。

（ｂ）従来の技術次に、従来のパルス発生器の構成図を第４図により説
明する。第４図の1A・1Bはバッファ回路、2A・2Bは定電
流源、3A・3Bはオフセット電圧調整用の抵抗器、４はパ
ルス発生回路である。

第４図で、バッファ回路1Aの帰還電圧1Eは定電流源2A
に接続され、抵抗器3Aとバッファ回路1Aの出力はパルス
発生回路４の端子4Kに接続される。同様に、バッファ回
路1Bの帰還電圧1Fは定電流源2Bに接続され、抵抗器3Bと
バッファ回路1Bの出力はパルス発生回路４の端子4Mに接
続される。

次に、バッファ回路1Aの具体的な回路例を第５図によ
り説明する。第５図の1Kは演算増幅器、1Lと1Mは定電流
ダイオードである。第５図は非反転増幅器1Kの出力に高
出力電流を得るための回路が接続されている例を示した
が、簡単に非反転増幅器1Kのみの構成としてもよい。ま
た、バッファ回路1Bも、バッファ回路1Aと同じ構成にす
る。

第５図で、端子1Cは第４図のバッファ回路1Aの設定電
圧V_IHに相当する部分である。また、第５図の端子1H
は、バッファ回路1Aではパルス発生回路４の端子4Kと抵
抗器3Aの接続点に接続され、端子1Gは定電流源2Aと抵抗
器3Aの接続点に接続される。

同様に、バッファ回路1Bでは、第５図の端子1Cは、設
定電圧V_ILに相当し、第５図の端子1Hは、パルス発生回
路４の端子4Mと抵抗器3Bの接続点に接続され、端子1Gは
定電流源2Bと抵抗器3Bの接続点に接続される。

第４図で、バッファ回路1Aは端子1Gと端子1H間に抵抗
器3Aを入れ、バッファ回路1Bは端子1Gと端子1H間に抵抗
器3Bを入れて電圧ホロワとして用いる。

第４図で、パルス発生回路４の端子4Kの電圧は、バッ
ファ回路1Aと定電流源2Aの電流I_FHと抵抗器3Aによって
決まる電圧であり、端子4Mの電圧は、バッファ回路1Bと
定電流源2Bの電流値I_FLと抵抗器3Bによって決まる電圧
である。これらの電圧がパルス発生回路４の端子4Lに導
かれる。

つぎに、パルス発生回路４の端子4Kおよび端子4Mの電
圧がどのように決定されるかを、第４図と第５図を参照
して説明する。第５図で、バッファ回路1Aの端子1Cに電
圧V_IHが入力されると、帰還電圧1Eは電圧V_IHとなるよう
に動作する。その時、定電流源2Aの電流I_FHがバッファ
回路1Aの端子1Hから抵抗器3Aを通して流れる。端子1Gへ
の電流は、無視できる非常に小さい値とする。すると、
パルス発生回路４の端子4Kの電圧はV_IH＋（抵抗器3Aの
値）×（電流I_FHの値）となる。

ここで、パルス発生回路４の端子4Kから出力4Lの電圧
降下分を（抵抗器3Aの値）×（電流I_FHの値）になるよ
うに抵抗器3Aの値を選べば、V_IHなる電圧が出力4Lに出
てくる。

同様に、パルス発生回路４の端子4Mの電圧はV_IL−
（抵抗器3Bの値）×（電流I_FLの値）となり、ここで、
パルス発生回路４の端子4Mから出力4Lの電圧上昇分を
（抵抗器3Bの値）×（電流I_FLの値）になるように抵抗
器3Bの値を選べば、電圧V_ILなる電圧が出力4Lに出てく
る。

なお、端子4K・4Mからパルス発生回路４に供給される
電流は、バッファ回路の端子1H部分から与えられ、定電
流源2A・2Bの電流I_FH・I_FLには影響しない。

次に、第４図のパルス発生回路４の具体的な回路例と
動作を第６図を参照して説明する。第６図の端子4A・4B
・4K・4Mおよび出力端子4Lは第４図のパルス発生回路４
の各端子に対応している。

第６図で、端子4Aにハイレベル、端子4Bにローレベル
のロジック信号が入力されると、トランジスタ4D・4Eが
オンし、トランジスタ4C・4Fがオフする。トランジスタ
4Fがオフすることで、トランジスタ4I・4Hがオフする。
トランジスタ4Dがオンすることでトランジスタ4N・4Gが
オンし、端子4Kの電圧がダイオード4S・4Q・4Rを介して
電圧シフトして出力端子4Lに出力される。

また、端子4Aにローレベル、端子4Bにハイレベルのロ
ジック信号が入力されると、トランジスタ4C・4Fがオン
し、トランジスタ4D・4Eがオフする。トランジスタ4Dが
オフすることで、トランジスタ4N・4Gがオフする。トラ
ンジスタ4Fがオンすることでトランジスタ4I・4Hがオン
し、端子4Mの電圧がダイオード4T・4O・4Jを通して電圧
シフトして出力端子4Lに出力される。端子4A・4Bに高速
にハイ・ロー信号を交互に入力することにより、出力4L
にパルスが発生する。

次に、第６図のパルス発生回路４の動作を第７図を参
照して説明する。第６図の端子4Aには、第７図アに示す
ように時間の経過とともにロジック信号の高レベルと低
レベルの信号が加えられる。

また、第６図の端子4Bには、第７図イに示すように第
７図アに対して反転したロジック信号の低レベルと高レ
ベルの信号が時間の経過とともに加えられる。

これにより、差動トランジスタ4C・4Dと、差動トラン
ジスタ4E・4Fが第７図ウ〜カのように交互に動作する。
そして、最終的に第７図キ・クのようにトランジスタ4G
・4Hが交互に作動する。

すなわち、第４図のパルス発生回路４は一種のスイッ
チング回路で、端子4Aがハイレベルで端子4Bがローレベ
ルのロジック信号の時、端子4Kの電圧が出力4Lに導か
れ、端子4Aがローレベルで端子4Bがハイレベルのロジッ
ク信号の時は端子4Mの電圧が導かれる。ここで、端子4A
・4Bに連続してハイ・ローを入力することにより、出力
4Lにパルスが発生する。なお、第４図では、電源端子Vc
c・Veeは省略している。

第６図のパルス発生回路４でトランジスタ4Gが動作し
た場合、第４図のバッファ回路1Aに設定電圧V_IHが加え
られると、帰還電圧1EはV_IHに固定され、定電流源2Aに
より定電流I_FHが抵抗器3Aに流れる。パルス発生回路４
の端子4K〜4L間の電圧と同じになるように抵抗器3Aを調
整することにより、出力端子4Lには設定電圧V_IHが出
る。

第６図のパルス発生回路４でトランジスタ4Hが動作し
た場合も同様に、第４図のバッファ回路1Bに加えられた
設定電圧V_ILが出力端子4Lから出てくる。このようにし
てパルス発生回路４の出力は、設定電圧V_IHを高レベ
ル、設定電圧V_ILを低レベルとしたパルスが出力として
出力端子4Lから取り出される。

第６図で、周囲温度が変化すると、動作状態にある各
トランジスタのエミッタ・ベース間電圧V_BEやダイオー
ドの端子間電圧V_Fが変化する。

これらの素子の変化の方向が同じであることを利用
し、第４図の設定電圧V_IH側では、第６図のトランジス
タ4Nに対してダイオード4P、ダイオード4Qに対してダイ
オード4R、トランジスタ4Gに対してダイオード4Sという
ように、各閉回路ループ内で変化量を打ち消し合うよう
に構成されている。同様に、設定電圧V_IL側もトランジ
スタ4I、ダイオード4O、トランジスタ4Hに対してダイオ
ードがそれぞれ、各閉ループ内で変化量を打ち消し合う
ように構成されている。

（ｃ）考案が解決しようとする課題第６図のパルス発生回路４では、温度補償するため
に、周囲温度の変化に対してその変化量を打ち消し合う
ように回路構成されているが、各素子の温度変化に対す
る傾きがトランジスタのV_CEやI_C・ダイオードのI_Fの値
の設定条件により違うため、確実な温度補償は困難であ
り、周囲温度の変化により出力電圧の精度が低下し、周
囲温度が変化するたびにオフセット電圧を調整する必要
がある。

例えば、周囲温度が25℃から75℃に変化した場合の誤
差は3mV/℃程度であるが、このような回路を多数持つシ
ステム機器では、調整に多くの時間が必要となる。

この考案は、第４図の回路に温度補償用のダイオード
を追加することにより、温度変化に対して、そのつどオ
フセット電圧を調整する必要がなく、周囲温度変化に対
してもパルス発生回路の出力電圧を高精度に設定できる
パルス発生器の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］この目的を達成するために、この考案では、設定電圧
V_IHを入力とするバッファ回路1Aと、定電流源2Aと、定
電流源2Aの出力に接続されるバッファ回路1Aの帰還電圧
1Eと抵抗器3Aと、設定電圧V_ILを入力とするバッファ回
路1Bと、定電流源2Bと、定電流源2Bの出力に接続される
バッファ回路1Bの帰還電圧1Fと抵抗器3Bと、バッファ回
路1Aの出力と抵抗器3Aを端子4Kに接続され、バッファ回
路1Bの出力と抵抗器3Bを端子4Mに接続され、入力端子4A
と入力端子4Bに交互に論理信号の高レベルと低レベルを
供給することにより設定電圧V_IH・V_ILのレベルのパルス
を発生するパルス発生回路４とで構成されるパルス発生
器において、抵抗器3Aにカソードを接続し、端子4Kにア
ノードを接続する、温度特性がパルス発生回路４の端子
4K〜4L間の電圧の周囲温度に対する変化量と等しくなる
ような順方向電流値の第１のダイオード5Aと、抵抗器3B
にアノードを接続し、端子4Mにカソードを接続する、温
度特性がパルス発生回路４の端子4K〜4L間の電圧の周囲
温度に対する変化量と等しくなるような順方向電流値の
第２のダイオード5Bを備える。

［実施例］次に、この考案によるパルス発生器の温度補償回路の
構成図を第１図により説明する。

第１図の5A・5Bはダイオードであり、その他は第４図
と同じものである。

すなわち、第１図は第４図の抵抗器3Aとパルス発生回
路４の間にダイオード5Aを接続し、抵抗器3Bとパルス発
生回路４の間にダイオード5Bを接続したものである。さ
らに詳しくいえば、ダイオード5Aのカソードを抵抗器3A
に接続し、ダイオード5Aのアノードをパルス発生回路４
の端子4Kに接続し、ダイオード5Bのアノードを抵抗器3B
に接続し、ダイオード5Bのカソードをパルス発生回路４
の端子4Mに接続する。

第１図のバッファ回路1A側では、設定電圧V_IHが供給
されると、抵抗器3Aとダイオード5Aに定電流I_FHが流れ
る。バッファ回路1B側では、設定電圧V_ILが供給される
と、ダイオード5Bと抵抗器3Bに定電流I_FLが流れる。こ
こで、接続されるダイオード5A・5Bは、パルス発生回路
４の周囲温度による出力電圧特性の変化を相殺する温度
特性を持つものを選択する。

次に、ダイオード5A・5Bの温度特性を第２図と第３図
により説明する。第２図・第３図の横軸は周囲温度であ
り、縦軸はダイオード5A・5Bの端子間電圧の変化量であ
る。

ダイオード5A・5Bがシリコンダイオードの場合は第２
図のような特性をもち、ショットキーバリアダイオード
の場合は第３図のような特性をもつ。第２図・第３図
で、各ダイオードの特性は、順方向電流I_Fの値により傾
斜が違い、周囲温度25℃のときを基準として第２図・第
３図のように変化する。

第１図で、第２図あるいは第３図の特性をもつダイオ
ード5Aを抵抗器3Aとパルス発生回路４の間に接続し、ダ
イオード5Bを抵抗器3Bとパルス発生回路４の間に接続す
ることにより、パルス発生回路４の出力電圧を温度補償
する。

次に、この発明による動作を第１図を参照して説明す
る。第１図で、パルス発生回路４の出力電圧の温度変化
は直線的であり、パルス発生回路４の端子4K〜4L間電圧
の変化量と等しい。したがって、パルス発生回路４の周
囲温度に対する電圧の変化量（温度特性）が分かる。ま
た、ダイオード5A・5Bの温度特性は、ダイオードの種類
および順方向電流I_Fの値ごとにあらかじめ与えられてい
る。

パルス発生回路４の温度特性を相殺する特性のダイオ
ード、すなわち、パルス発生回路４の端子4K〜4L間の電
圧の周囲温度に対する変化量が等しくなるような順方向
電流値I_FHのダイオードを選択して、それぞれ、ダイオ
ード5Aのカソードを抵抗器3Aに接続し、ダイオード5Aの
アノードをパルス発生回路４の端子4Kに接続し、ダイオ
ード5Bのアノードを抵抗器3Bに接続し、ダイオード5Bの
カソードをパルス発生回路４の端子4Mに接続する。

これにより、ダイオード5A・5Bはパルス発生回路４の
近傍に配置されることになり、パルス発生回路とダイオ
ード5A・5Bの周囲温度が等しくなるので、第６図で説明
したようにパルス発生回路４が動作したとき、バッファ
回路1A・1Bに設定された設定電圧V_IH・V_ILの値が周囲温
度の影響で変動しても、ダイオード5A・5Bが接続されて
いることによって、変動量が吸収され、パルス発生回路
４の出力電圧の周囲温度に対する変化は微小な値にな
る。

この考案の回路では、周囲温度が25℃から75℃に変化
した場合の誤差を、約0.1mv/℃程度にすることができ
る。

さらに、ある一定周囲温度で、抵抗器3A・3Bを調整す
ることにより設定電圧が高精度で出力4Lから取り出され
る。

第１図では、ダイオード5A・5Bをそれぞれ１個ずつ使
用しているが、ダイオード5A・5Bの部分にそれぞれダイ
オードを２個直列に接続すると、第２図と第３図の変化
量の傾きを２倍にすることができるので、温度ドリフト
の大きなパルス発生回路４の温度補償に対応することが
できる。

［考案の効果］この考案によれば、パルス発生回路の出力電圧の周囲
温度に対する変化量と、温度補償用ダイオードの温度に
対する変化量が一致するような温度補償用ダイオードを
選択して順方向電流を設定するので、温度変化に対して
高精度の出力電圧を補償することができ、オフセット電
圧を調整する必要がなくなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案によるパルス発生器の温度補償回路の
構成図である。第２図は温度補償用ダイオードがシリコンダイオードの
場合の特性図である。第３図は温度補償用ダイオードがショットキーバリアダ
イオードの場合の特性図である。第４図は従来技術によるパルス発生回路の構成図であ
る。第５図はバッファ回路の回路例を示す図である。第６図はパルス発生回路の回路例を示す図である。第７図は第６図の波形図である。 1A・1B……バッファ回路、2A・2B……定電流源、3A・3B
……抵抗器、４……パルス発生回路、5A・5B……ダイオ
ード。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】設定電圧V_IHを入力とする第１のバッファ
回路（1A）と、第１の定電流源（2A）と、第１の定電流
源（2A）の出力に接続される第１のバッファ回路（1A）
の帰還電圧（1E）と第１の抵抗器（3A）と、設定電圧V
_ILを入力とする第２のバッファ回路（1B）と、第２の定
電流源（2B）と、第２の定電流源（2B）の出力に接続さ
れる第２のバッファ回路（1B）の帰還電圧（1F）と第２
の抵抗器（3B）と、第１のバッファ回路（1A）の出力と
第１の抵抗器（3A）を第１の端子（4K）に接続され、第
２のバッファ回路（1B）の出力と第２の抵抗器（3B）を
端子（4M）に接続され、第１の入力端子（4A）と第２の
入力端子（4B）に交互に論理信号の高レベルと低レベル
を供給することにより設定電圧V_IH・V_ILのレベルのパル
スを発生するパルス発生回路（４）とで構成されるパル
ス発生器において、第１の抵抗器（3A）にカソードを接続し、第１の端子
（4K）にアノードを接続する、温度特性がパルス発生回
路（４）の端子（4K〜4L）間の電圧の周囲温度に対する
変化量と等しくなるような順方向電流値の第１のダイオ
ード（5A）と、第２の抵抗器（3B）にアノードを接続し、第２の端子
（4M）にカソードを接続する、温度特性がパルス発生回
路（４）の端子（4K〜4L）間の電圧の周囲温度に対する
変化量と等しくなるような順方向電流値の第２のダイオ
ード（5B）を備えることを特徴とするパルス発生器の温
度補償回路。