JP2999781B2 - 発振回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、IC（集積回路）化に適した発振回路に関す
るもので、特に発振出力信号の安定化を図った発振回路
に関する。

（ロ）従来の技術 一般に発振回路では、共振子を利用し、発振周波数を
定めるものが多く用いられているが、共振子はICに内蔵
出来ないので、共振子を利用した発振回路はIC化に不適
であった。そこで、ICに内蔵出来る程度のわずかな容量
のコンデンサと微少電流を流す定電流源とを用いて前記
コンデンサの充放電を行なわせ、発振動作を行なわせる
IC化に適した発振回路が提案されている。第２図は、そ
の様な発振回路を示す回路図で、ICに内蔵出来る程度の
容量を有する充放電用のコンデンサ（１）と、該コンデ
ンサ（１）の充電を行なう第１定電流源（２）と、前記
コンデンサ（１）の放電を行なう第２定電流源（３）
と、電流I₀を流す第３定電流源（４）と、電流2I₀を流
す第４定電流源（５）と、抵抗（６）を介して基準電圧
を発生する基準電源（７）と、点Ａ及び点Ｂの電圧を比
較する比較器（８）と、該比較器（８）の比較出力に応
じて開閉する第１及び第２スイッチ（９）及び（10）と
から構成されている。

第１及び第２スイッチ（９）及び（10）は、比較器
（８）の比較出力に応じて連動して動作し、初期状態と
して図示の如く共に開いているとする。すると、第１定
電流源（２）からの電流がコンデンサ（１）に流れ、点
Ａの電圧は徐々に上昇する。又、第３定電流源（４）か
らの定電流I₀は、抵抗（６）を介して基準電源（７）に
流れるので、点Ｂの電圧はV₁＋RI₀（ただし、基準電源
（７）の基準電圧をV₁、抵抗（６）の抵抗値をＲとす
る）となる。尚、この時、点Ｂの電圧は、点Ａの電圧に
比べ大に設定されている。点Ａの電圧が充電に応じて上
昇し、点Ｂの電圧を超えると比較器（８）の出力が反転
し第１及び第２スイッチ（９）及び（10）を閉じる。す
ると、コンデンサ（１）の放電が行なわれ、点Ａの電圧
が低下すると共に点Ｂの電圧はV₁−RI₀に低下する。そ
して、点Ａの電圧が点Ｂの電圧より低下すると再び比較
器（８）の出力が反転し、初期状態に戻る。この様子を
示したものが第３図であり、点Ａには実線の如き発振出
力信号が得られる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 ところで、第２図の比較器（８）は、一般にエミッタ
が共通接続された２つのトランジスタから成る差動増幅
器で構成される。差動増幅器の出力は、反転時リニアな
出力を発生するのでその際、２つのスイッチが半導通の
状態となってしまう。すると、点Ａ及び点Ｂの電圧が共
に低下し、点Ａの値が所定の値に達しない内に低下して
しまうという問題があった。第４図は第３図の波形の反
転タイミングを拡大したものであり、ΔＶ分だけ振幅が
縮小していることが明らかである。振幅の縮小は上側・
下側で発生し計２ΔＶとなる。振幅の縮小は発振周波数
の増加につながり問題であった。特に、減電圧時にはこ
の影響が顕著に表われ問題であった。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、上述の点に鑑み成されたもので、コンデン
サと、該コンデンサの充電を行なう第１定電流源と、前
記コンデンサの放電を行なう第２定電流源と、第３定電
流源と、基準電源と、該基準電源と前記第３定電流源と
の間に直列接続される第１及び第２抵抗と、該第１抵抗
に接続され、前記基準電源からの電流が前記第１及び第
２抵抗を介して供給される第４定電流源と、前記コンデ
ンサの端子電圧と前記第１抵抗の一端に発生する電圧と
を比較し、前記第２定電流源の動作を切換える第１比較
器と、前記コンデンサの端子電圧と前記第１及び第２抵
抗の接続点の電圧とを比較し、前記第４圧電流源の動作
を切換える第２比較器と、から成り、前記コンデンサの
一端より発振出力信号を得るようにしたことを特徴とす
る。

（ホ）作 用 本発明に依れば、基準電源の出力電圧を２つの抵抗に
よって分圧し、大なる基準電圧と小なる基準電圧を得て
いる。そして、コンデンサの電圧と大なる基準電圧との
比較によって第２定電流源の動作を制御し、前記コンデ
ンサの電圧と小なる基準電圧との比較によって第４定電
流源の動作を制御している。

（ヘ）実施例 第１図は、本発明の一実施例を示す回路図で、（11）
及び（12）は点Ｂと基準電源（７）との間に直列接続さ
れた第１及び第２抵抗、（13）は点Ａと点Ｂの電圧を比
較し、第１スイッチ（９）の開閉を行なう第１比較器、
（14）は点Ａと点Ｃの電圧を比較し、第２スイッチ（1
0）の開閉を行なう第２比較器である。

尚、第１図において第２図と同一の回路素子について
は、同一の符号を付し、説明を省略する。

初期状態において、第１及び第２スイッチ（９）及び
（10）が共に開いているとすると、点Ａの電圧は第５図
の実線の如く上昇する。この時、点Ｂの電圧はV₁＋I
₀（R₁＋R₂）（ただし、R₁は第１抵抗（11）の値、R₂は
第２抵抗（12）の値である）となっており、点Ａの電圧
に比べ十分高い値となっている。又、点Ｃの電圧はV₁＋
I₀R₂となっておりこれも点Ａの電圧より大に設定されて
いる。この状態から充電が進み、点Ａの電圧が点Ｃの電
圧を超えると、第２比較器（14）の出力が反転し、第２
スイッチ（10）が閉じる。すると、第３定電流源（４）
からの定電流I₀と基準電源（７）から第１及び第２抵抗
（11）及び（12）を介して流れる電流I₀の和の電流2I₀
が第２スイッチ（10）を介して第４定電流源（５）に流
れる。すると、点Ｂの電圧が急速に低下しV₁−I₀（R₁＋
R₂）となるので、第１比較器（13）の出力が反転し第１
スイッチ（９）を閉じる。その為、この時からコンデン
サ（１）の放電が行なわれ、点Ａの電圧は第５図に示す
如く低下する。尚、第５図において、一点鎖線は点Ｃの
電圧を示し、二点鎖線は点Ｂの電圧を示している。この
時、点Ｃの電圧も同時に低下しV₁−I₀R₂となるので第２
スイッチ（10）は閉じた状態を保つ。

第５図から明らかな様に点Ａの電圧は、一点鎖線のレ
ベルを超えた後、二点鎖線のレベルが点Ａの電圧より低
くなった後、始めて低下する。二点鎖線のレベルは図か
ら明らかな如く瞬時に低下するので、第１比較器（13）
の出力もすぐに反転し、等価的に第１比較器（13）の利
得を高く出来る。従って、第５図の実線の波形は、リニ
アリティを保つことが出来る。

さて、点Ａの電圧が徐々に低下し、点Ｃの電圧（V₁−
I₀R₂）より低くなると第２比較器（14）の出力が再び反
転し第２スイッチ（10）を開く。すると、点Ｂ及び点Ｃ
の電圧は再び高くなり、第１比較器（13）の出力も反転
し、第１スイッチ（９）を開く。すると、第１定電流源
（２）からの電流が再びコンデンサ（１）に流れ充電が
行なわれる。

従って、前述の初期状態に戻ることになり、以降同様
の動作を繰り返えし点Ａには一定振幅で一定周波数の発
振出力信号が得られる。

（ト）発明の効果 以上述べた如く、本発明に依ればIC化が可能であると
共に一定振幅で一定周波数となる発振出力信号を得るこ
とが出来る発振回路を提供することが出来る。

【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図は、
従来のIC化された発振回路を示す回路図、第３図及び第
４図は、第２図の説明に供する為の波形図、及び第５図
は第１図の説明に供する為の波形図である。 （１）……コンデンサ、（２）乃至（５）……第１乃至
第４定電流源、（７）……基準電源、（13）及び（14）
……第１及び第２比較器。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンデンサと、 該コンデンサの充電を行う第１定電流源と、 前記コンデンサの一端に第１スイッチを介して接続さ
   れ、該コンデンサの放電を行う第２定電流源と、 第３定電流源と、 基準電源と、 該基準電源と前記第３定電流源との間に直列接続される
   第１及び第２抵抗と、 該第１抵抗に第２スイッチを介して接続され、前記基準
   電源からの電流が前記第１及び第２抵抗を介して供給さ
   れる第４定電流源と、 前記コンデンサの端子電圧と前記第１抵抗の一端に発生
   する電圧とを比較し、前記第１スイッチの開閉を行う第
   １比較器と、 前記コンデンサの端子電圧と前記第１及び第２抵抗の接
   続点の電圧とを比較し、前記第２スイッチの開閉を行う
   第２比較器と、から成り、前記コンデンサの一端より発
   振出力信号を得るようにしたことを特徴とする発振回
   路。
2. 【請求項２】前記第１及び第２比較器は、エミッタが共
   通接続された第１及び第２トランジスタから成る差動増
   幅器で構成されることを特徴とする請求項第１項記載の
   発振回路。