JP2798490B2 - 発振回路 - Google Patents

発振回路

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JP2798490B2
JP2798490B2 JP2232887A JP23288790A JP2798490B2 JP 2798490 B2 JP2798490 B2 JP 2798490B2 JP 2232887 A JP2232887 A JP 2232887A JP 23288790 A JP23288790 A JP 23288790A JP 2798490 B2 JP2798490 B2 JP 2798490B2
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重和 三宅
数洋 森
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日本電気アイシーマイコンシステム株式会社
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は発振回路に関し、特に非安定マルチバイブレ
ータ回路の電流を制御電圧により変化させてこの制御電
圧と対応した発振周波数を得る電圧制御機能を有する発
振回路に関する。
〔従来の技術〕
従来、この種の発振回路は、入力される制御電圧VC
電圧・電流変換回路で電流に変換し、この電流により非
安定マルチバイブレータ回路の定電流を変化させて負荷
ダイオードの電圧降下及び容量を変化させ、所定発振周
波数を得る構成となっていた。
従来の発振回路の一例を第4図に示す。
第4図においてTaは制御電圧VCの入力端子、Tbは電源
端子、Tcは接地端子、Tdは出力端子、Q1〜Q4,Q6,Q7,Q20
〜Q24はトランジスタ、R1は抵抗、C1はコンデンサ、D1,
D2はダイオード、OP1は演算増幅器、I3〜I5は定電流源
である。
演算増幅器OP1,トランジスタQ1,抵抗R1で電圧・電流
変換回路2Aを、トランジスタQ2〜Q4,Q6,Q7で定電流回路
3Cを、トランジスタQ20〜Q23、ダイオードD1,D2、定電
流源I3,I4及びコンデンサC1で非安定マルチバイブレー
タ回路1Aを、トランジスタQ24,定電流源I5で出力回路5
を構成している。
非安定マルチバイブレータ回路1Aのパルス幅tはコン
デンサC1の容量C1の充電時間で決まり t=C1V/I …(1) となる。ここでVはコンデンサC1の両端の電位差でダイ
オードD1,D2の電圧降下VDの2倍の2×VD、Iは制御電
圧VCで可変できる定電流である。この発振周期Tは2×
tであるから T=C1×4VD/I …(2) となる。従って発振周波数は次式の様になる。
=1/T=I/(C1×4VD) …(3) 〔発明が解決しようとする課題〕 上述した従来の発振回路は、非安定マルチバイブレー
タ回路1AのトランジスタQ22,Q23の負荷がダイオードD1,
D2であるため、第5図に示す様に、制御電圧の変化に対
して負荷変動が生じ、発振周波数が変動するという欠点
がある。
第5図において、2点の制御電圧VC1,VC2を考える。
このそれぞれの制御電圧に対する電圧・電流変換回路2A
により変換された電流値をI1,I2とすると、ダイオードD
1,D2の電圧降下VDの変化量ΔVDは ΔVD=(kT/q)×ln(I1/I2) …(4) となる。
次に、温度特性をみると、ダイオードD1,D2は−2mV/
℃の温度係数をもつ。従って、第6図に示す様に、高温
になるほど電圧降下VDが低くなり、発振周波数が大きく
なるという欠点がある。
本発明の目的は制御電圧の変化及び温度変化に対して
安定な発振周波数が得られる発振回路を提供することに
ある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の発振回路は、コレクタを電源端子とそれぞれ
接続する第1及び第2のトランジスタ、前記電源端子と
前記第1及び第2のトランジスタのベースとの間にそれ
ぞれ対応して接続された第1及び第2の抵抗、コレクタ
を前記第1のトランジスタのベースと接続しベースを前
記第2のトランジスタのエミッタと接続する第3のトラ
ンジスタ、コレクタを前記第2のトランジスタのベース
と接続しベースを前記第1のトランジスタのエミッタと
接続する第4のトランジスタ、並びに前記第3及び第4
のトランジスタのエミッタ間に接続されたコンデンサを
備え前記第3及び第4のトランジスタのエミッタに供給
される電流の値に応じて所定の周波数で発振する非安定
マルチバイブレータ回路と、制御電圧を入力する第1の
演算増幅器、ベースにこの第1の演算増幅器の出力信号
を入力する第5のトランジスタ、並びに第5のトランジ
スタのエミッタと接地端子との間に接続され前記第1及
び第2の抵抗と同一の温度係数をもつ第3の抵抗を備え
前記制御電圧と対応する電流を出力する第1の電圧・電
流変換回路と、この第1の電圧・電流変換回路の出力電
流を入力しこの出力電流と対応する電流を前記第3及び
第4のトランジスタのエミッタへ供給する第1の定電流
回路と、前記制御電圧を入力する第2の演算増幅器、こ
の第2の演算増幅器の出力信号を入力する第3の演算増
幅器、ベースにこの第3の演算増幅器の出力信号を入力
する第6のトランジスタ、並びにこの第6のトランジス
タのエミッタと前記接地端子との間に接続され前記第1
及び第2の抵抗と同一の温度係数をもつ第4の抵抗を備
え前記第1の電圧・電流変換回路の出力電流との和が一
定となる電流を出力する第2の電圧・電流変換回路とベ
ース及びエミッタを前記第3のトランジスタのベース及
びエミッタとそれぞれ対応して接続する第7のトランジ
スタ、この第7のトランジスタのコレクタと前記電源端
子との間に接続され前記第1及び第2の抵抗と同一の温
度係数をもつ第5の抵抗、コレクタを前記電源端子と接
続しベースを前記第7のトランジスタのコレクタと接続
する第8のトランジスタ、ベース及びエミッタを前記第
4のトランジスタのベース及びエミッタとそれぞれ対応
して接続する第9のトランジスタ、この第9のトランジ
スタのコレクタと前記電源端子との間に接続され前記第
1及び第2の抵抗と同一の温度係数をもつ第6の抵抗、
コレクタを前記電源端子と接続しベースを前記第9のト
ランジスタのコレクタと接続する第10のトランジスタ、
コレクタを前記第3のトランジスタのコレクタと接続し
ベースを前記第10のトランジスタのエミッタと接続する
第11のトランジスタ、並びにコレクタを前記第4のトラ
ンジスタのコレクタと接続しベースを前記第8のトラン
ジスタのエミッタと接続しエミッタを前記第11のトラン
ジスタのエミッタと接続する第12のトランジスタを備え
前記第1及び第2の抵抗に流れる電流を補正する負荷電
流補正回路と、前記第2の電圧・電流変換回路の出力電
流を入力しこの出力電流と対応した電流を前記第11及び
第12のトランジスタのエミッタへ供給する第2の定電流
回路を有している。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
第1図は本発明の一実施例を示す回路図である。
この実施例はコレクタを電源端子Tbとそれぞれ接続す
るトランジスタQ20,Q21、電源端子TbとトランジスタQ2
0,Q21のベースとの間にそれぞれ対応して接続された抵
抗R8,R9、コレクタをトランジスタQ20のベースと接続し
ベースをトランジスタQ21のエミッタと接続するトラン
ジスタQ22、コレクタをトランジスタQ21のベースと接続
しベースをトランジスタQ20のエミッタと接続するトラ
ンジスタQ23、トランジスタQ22,Q23のエミッタ間に接続
されたコンデンサC1、並びにトランジスタQ22,Q23のベ
ースと接地端子Tcとの間に接続された定電流源I3,I4を
備えたトランジスタQ22,Q23のエミッタに供給される電
流の値に応じて所定の周波数で発振する非安定マルチバ
イブレータ回路1と、制御電圧VCを入力する演算増幅器
OP1,ベースにこの演算増幅器OP1の出力信号を入力する
トランジスタQ1、並びにこのトランジスタQ1のエミッタ
と接地端子Tcとの間に接続され抵抗R8,R9と同一の温度
係数をもつ抵抗R1を備え制御電圧VCと対応する電流を出
力する第1の電圧・電流変換回路2Aと、トランジスタQ2
〜Q8を備えこの第1の電圧・電流変換回路2Aの出力電流
を入力しこの出力電流と対応する電流をトランジスタQ2
2,Q23等のエミッタへ供給する第1の定電流回路3Aと、
制御電圧VCを入力する演算増幅器OP2を含む反転回路、
この反転回路の出力信号を入力する演算増幅器OP3、ベ
ースにこの演算増幅器OP3の出力信号を入力するトラン
ジスタQ9、並びにこのトランジスタQ9のエミッタと接地
端子Tcとの間に接続され抵抗R8,R9と同一の温度係数を
もつ抵抗R5を備え第1の電圧・電流変換回路2Aの出力電
流との和が一定となる電流を出力する第2の電圧・電流
変換回路2Bと、ベース及びエミッタをトランジスタQ22
のベース及びエミッタとそれぞれ対応して接続するトラ
ンジスタQ16、このトランジスタQ16のコレクタと電源端
子Tbとの間に接続され抵抗R8,R9と同一の温度係数をも
つ抵抗R6、コレクタを電源端子Tbと接続しベースをトラ
ンジスタQ16のコレクタと接続するトランジスタQ17、ベ
ース及びエミッタをトランジスタQ23のベース及びエミ
ッタとそれぞれ対応して接続するトランジスタQ18、こ
のトランジスタQ18のコレクタと電源端子Tbとの間に接
続され抵抗R8,R9と同一と温度係数をもつ抵抗R7,コレク
タを電源端子Tbと接続しベースをトランジスタのコレク
タと接続するトランジスタQ19、コレクタをトランジス
タQ22のコレクタと接続しベースをトランジスタQ19のエ
ミッタと接続するトランジスタQ14、コレクタをトラン
ジスタQ23のコレクタと接続しベースをトランジスタQ17
のエミッタと接続しエミッタをトランジスタQ14のエミ
ッタと接続するトランジスタQ15,並びにトランジスタQ1
4,Q15のベースと接地端子Tcとの間に接続された定電流
源I1,I2を備え抵抗R8,R9に流れる電流を補正する負荷電
流補正回路4と、第2の電圧・電流変換回路2Bの出力電
流を入力しこの出力電流と対応した電流をトランジスタ
Q14,Q15のエミッタへ供給する第2の定電流回路3Bと、
トランジスタQ24及び定電流源I5を備えトランジスタQ20
のエミッタからの非安定マルチバイブレータ回路1の出
力信号を増幅して出力端子Tdから出力する出力回路5と
を有する構成となっている。
次に、この実施例の動作について説明する。
制御電圧VCが印加されると、第1の電圧・電流変換回
路2A及び第1の定電流回路3Aにより非安定マルチバイブ
レータ回路1の定電流が決定される。これと同時に、第
2の電圧・電流変換回路2B及び第2の定電流回路3Bによ
り、非安定マルチバイブレータ回路1の定電流との和が
一定となる定電流をトランジスタQ14,Q15による差動回
路へ供給する。
負荷電流補正回路4により、非安定マルチバイブレー
タ回路1の2つの抵抗R8,R9のうちのトランジスタQ22,Q
23がオン状態の抵抗を選択し、第2の定電流回路3Bと前
記動作側の抵抗とを接続する。従ってコンデンサC1の充
電電流は第1の定電流回路3Aで決まり、負荷電流は第1
の定電流回路3Aの出力電流の2倍の値と第2の定電流回
路3Bの出力電流の和となる。
第2図は、この実施例の制御電圧VCに対する負荷電流
を示す。
2ICQ4は、トランジスタQ22,Q23が交互にオン,オフを
繰り返し、オン側の抵抗には2倍の定電流が流れるた
め、第1の定電流回路3Aの出力電流の2倍の電流が負荷
電流として流れることを示す。ICQ12は第2の定電流回
路3Bによる負荷電流を示す。
実際に負荷電流(IR8,IR9)としては、上記の電流の
和で決定し、第2図の波線で示した様に制御電圧VCの変
化に対して一定値となる。
従って発振周波数は =ICQ4/(C1×VRL) …(5) =ICQ4/〔C1×4{RL(2ICQ4+ICQ12)}〕 …(6) (但しRL:抵抗R8,R9の値) となり、(2ICQ4+ICQ12)は一定であるので発振周波数
も一定となる。
次に温度特性について説明する。
電圧・電流変換回路2A,2Bの電流設定用の抵抗R1,R5、
非安定マルチバイブレータ回路1の抵抗R8,R9、及び負
荷電流補正回路4の抵抗R6,R7の温度係数を一致させる
ことにより抵抗R8,R9による電圧降下は第3図に示す様
に常に一定とすることができる。
今、制御電圧VCに対する第1の電圧・電流変換回路2A
による出力電流IA、第2の電圧・電流変換回路2Bによる
出力電流IB、抵抗R1,R5の値をR1,R5とすると IA=VC/R1 …(7) IB=(VR−VC)/R5 …(8) となる。抵抗R8,R9による電圧降下VRLは VRL=IRL×RL =(VC/R1+2(VR−VC)/R5)×RL =VCRL/R1+2(VR−VC)RL/R5 …(9) となり、温度特性に影響を与える項としてはRL/R1,RL/R
5であるが、これら抵抗の温度係数を合わせているた
め、抵抗R8,R9による電圧降下は、温度変化に関係なく
一定となり、従って発振周波数は一定となる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、出力電流の和が一定と
なる第1及び第2の電圧・電流変換回路と、この第1の
電圧・電流変換回路の出力電流と対応する定電流を非安
定マルチバイブレータ回路へ供給する第1の定電流回路
と、非安定マルチバイブレータ回路の負荷用の抵抗に流
れる電流を補正する負荷電流補正回路と、第2の電圧・
電流変換回路の出力電流と対応する定電流をこの負荷電
流補正回路へ供給する第2の定電流回路とを設け、非安
定マルチバイブレータ回路,第1及び第2の電圧・電流
変換回路,及び負荷電流補正回路の含まれる抵抗の温度
係数を一致させる構成とすることにより、発振周波数を
制御電圧の変化及び温度変化に対して安定した一定値に
保つことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図及び第
3図はそれぞれ第1図に示された実施例の動作及び効果
を説明するための各部信号の特性図、第4図は従来の発
振回路の一例を示す回路図、第5図及び第6図はそれぞ
れ第4図に示された発振回路の動作及び課題を説明する
ための各部信号の特性図である。 1,1A……非安定マルチバイブレータ回路、2A,2B……電
圧・電流変換回路、3A,〜3C……定電流回路、4……負
荷電流補正回路、5……出力回路、C1……コンデンサ、
D1,D2……ダイオード、I1〜I5……定電流源、OP1〜OP3
……演算増幅器、Q1〜Q24……トランジスタ、R1〜R9…
…抵抗。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−66407(JP,A) 特開 昭62−208702(JP,A) 特開 昭62−34066(JP,A) 特開 平2−165719(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H03K 3/282

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】コレクタを電源端子とそれぞれ接続する第
    1及び第2のトランジスタ、前記電源端子と前記第1及
    び第2のトランジスタのベースとの間にそれぞれ対応し
    て接続された第1及び第2の抵抗、コレクタを前記第1
    のトランジスタのベースと接続しベースを前記第2のト
    ランジスタのエミッタと接続する第3のトランジスタ、
    コレクタを前記第2のトランジスタのベースと接続しベ
    ースを前記第1のトランジスタのエミッタと接続する第
    4のトランジスタ、並びに前記第3及び第4のトランジ
    スタのエミッタ間に接続されたコンデンサを備え前記第
    3及び第4のトランジスタのエミッタに供給される電流
    の値に応じて所定の周波数で発振する非安定マルチバイ
    ブレータ回路と、制御電圧を入力する第1の演算増幅
    器、ベースにこの第1の演算増幅器の出力信号を入力す
    る第5のトランジスタ、並びにこの第5のトランジスタ
    のエミッタと接地端子との間に接続され前記第1及び第
    2の抵抗と同一の温度係数をもつ第3の抵抗を備え前記
    制御電圧と対応する電流を出力する第1の電圧・電流変
    換回路と、この第1の電圧・電流変換回路の出力電流を
    入力しこの出力電流と対応する電流を前記第3及び第4
    のトランジスタのエミッタへ供給する第1の定電流回路
    と、前記制御電圧を入力する第2の演算増幅器、この第
    2の演算増幅器の出力信号を入力する第3の演算増幅
    器、ベースにこの第3の演算増幅器の出力信号を入力す
    る第6のトランジスタ、並びにこの第6のトランジスタ
    のエミッタと前記接地端子との間に接続され前記第1及
    び第2の抵抗と同一の温度係数をもつ第4の抵抗を備え
    前記第1の電圧・電流変換回路の出力電流との和が一定
    となる電流を出力する第2の電圧・電流変換回路と、ベ
    ース及びエミッタを前記第3のトランジスタのベース及
    びエミッタとそれぞれ対応して接続する第7のトランジ
    スタ、この第7のトランジスタのコレクタと前記電源端
    子との間に接続され前記第1及び第2の抵抗と同一の温
    度係数をもつ第5の抵抗、コレクタを前記電源端子と接
    続しベースを前記第7のトランジスタのコレクタと接続
    する第8のトランジスタ、ベース及びエミッタを前記第
    4のトランジスタのベース及びエミッタとそれぞれ対応
    して接続する第9のトランジスタ、この第9のトランジ
    スタのコレクタと前記電源端子との間に接続され前記第
    1及び第2の抵抗と同一の温度係数をもつ第6の抵抗、
    コレクタを前記電源端子と接続しベースを前記第9のト
    ランジスタのコレクタと接続する第10のトランジスタ、
    コレクタを前記第3のトランジスタのコレクタと接続し
    ベースを前記第10のトランジスタのエミッタと接続する
    第11のトランジスタ、並びにコレクタを前記第4のトラ
    ンジスタのコレクタと接続しベースを前記第8のトラン
    ジスタのエミッタと接続しエミッタを前記第11のトラン
    ジスタのエミッタと接続する第12のトランジスタを備え
    前記第1及び第2の抵抗に流れる電流を補正する負荷電
    流補正回路と、前記第2の電圧・電流変換回路の出力電
    流を入力しこの出力電流と対応した電流を前記第11及び
    第12のトランジスタのエミッタへ供給する第2の定電流
    回路とを有することを特徴とする発振回路。
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