JP3231318B2 - 時間/電圧変換方法及び装置 - Google Patents
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Description
スの持続時間に相応する時間値を電圧値に変換するため
の方法並びに請求の範囲第5項の上位概念に記載の本発
明による方法を実施するための装置に関する。
る、先願の特許出願P3930259.8号明細書からは電流増幅
器が公知である。この電流増幅器は、時間/電圧変換器
と電圧/時間変換器との組合せを示すものである。この
場合電圧/時間変換器は、ビデオ入力信号をパルス幅変
調された信号へ変換する。このパルス幅変調された信号
は、ビデオ入力信号の高さに依存する異なる持続時間の
パルスを有している。
電圧変換器によって各パルスの持続時間に依存する電圧
値に変換される。
な実施例は1つのMOSトランジスタを有している。このM
OSトランジスタのゲート電極にはパルス幅変調された信
号が供給される。このMOSトランジスタのソース電極に
は、最大値から一定の勾配で0Vへ低下する電圧が印加さ
れる。それにより、ドレン電極に接続されているコンデ
ンサはランプ電圧を用いて充電される。このコンデンサ
からはそれぞれの電圧が取り出し可能である。
パルスを供給する。すなわち持続時間の長さは異なる
が、その電圧経過曲線が各パルスの持続している期間中
は実質的に一定であるようなパルスを供給する。この種
のパルスは、所定の適用例にはまだ十分正確な電圧値に
変換されないものであることがわかっている。
を電圧値へ一層正確に変換させ得るようにすることであ
る。
法によって解決される。また上記課題は本発明による方
法を実施するための、請求の範囲第5項に記載の装置に
よって解決される。
過曲線との間の間隔が所定値内にある限り、入力パルス
の電圧経過曲線が、ランプ状の経過を有する補助電圧
(以下ランプ電圧と称する)の経過曲線に整合される。
ランジスタの電気的なストレスが少ないことである。本
発明によって得られる別の利点は、データ電圧が小さい
場合の遮断時間が比較的短いため、ランプ電圧のランプ
末端が、制御すべきライン端部に時間的により一層近付
くようにシフトされることである。それにより高い精度
が得られる。
る。
る公知の増幅回路装置を示した図である。
過を示した図である。
した図である。
た個々のブロック図が本発明の理解を深めるためにだけ
用いられるものであることを述べておく。通常はこれら
の個々の又は複数のブロックはユニットにまとめられて
いる。これらのブロックは集積化技術又はハイブリッド
技術において実現されるか、又はプログラミング制御さ
れたマイクロコンピュータとして、あるいは該マイクロ
コンピュータの制御に適したプログラムの一部として実
現可能である。
得るものであることをあわせて述べておく。
装置10は電圧/時間変換器(U/t変換器)11と時間/電
圧変換器(t/U変換器)12とを有している。電圧/時間
変換器11は入力信号Ueからパルス幅変調された信号Uiを
形成する。この信号Uiは前記電圧/時間変換器11によっ
て時間/電圧変換器12の第1の入力側に出力される。そ
の他にこの時間/電圧変換器12は第2の入力側を介して
ランプ電圧発生器13と接続されている。このランプ電圧
発生器13から時間/電圧変換器142はランプ電圧URを受
け取る。信号Ui及びランプ電圧URに基づいて時間/電圧
変換器12は出力信号Uaを形成する。この出力信号Uaは時
間/電圧変換器12の出力側から得られる。
らなる。このMOSトランジスタ12′のソース端子にはラ
ンプ電圧URが供給され、該トランジスタ12′のドレン端
子はコンデンサ12″の第1の端子に接続されている。ト
ランジスタ12′のゲート端子には信号Uiが供給され、コ
ンデンサ12″の第2の端子はアースに接続される。トラ
ンジスタ12′とコンデンサ12″の共通の端子においては
出力信号Uaが取り出される。
特許出願に記載されており、本発明の理解に必要な分だ
け以下の説明に取り入れる。
2に示されているパルスを発生する。このパルスの理想
的な形は破線で示されている。このパルスは(当該変換
器11に供給される異なる入力信号Ueに依存して)異なる
時間間隔t1、t2、t3を有している。さらにこのパルスの
電圧値はそれぞれ、パルスの持続時間全体に亘って実質
的に一定している。
11から時間/電圧変換器12に供給されて得られた実際の
パルス経過である。このパルス経過は、そのエッジが丸
みを帯びている限り理想経過に対してずれている。この
ずれは例えば寄生容量に起因している。図2に示されて
いる閾値Usの意味は以下で説明する。
は図2中の実際のパルスの右側のエッジに相応する。さ
らに図3には特性曲線bが示されている。この特性曲線
bは、実質的にランプ電圧URの時間的な経過に相応す
る。このランプ電圧URはこのような公知装置においては
例えば期間t1の経過後に初めてランプ形状の経過を有す
る。このことは例えば次のようなことに利用される。す
なわちコンデンサ12bがまず完全に充電され、該コンデ
ンサ12bに加わっている電圧Uaがそれに続いておもにラ
ンプ電圧URによって規定されるようにするために利用さ
れる。
差する時点で検出される値を有する出力電圧Uaを出力す
る。
を実現する際には相応の閾値電圧を考慮しなければなら
ないことを述べておく。この閾値電圧はランプ電圧URの
他に特性曲線b中に含まれているものである。
了している)では、特性曲線bが値U1を有している。し
かしながら丸み部分により第1の実際のパルスの特性曲
線は特性曲線bと、電圧値がv1の時点T1(t1′+d1)に
おいて初めて交差する。
了している)では、特性曲線bが値U2を有している。し
かしながら第2のパルスの丸み部分により第2の実際の
パルスの電圧値は特性曲線bと、電圧値がv2の時点T2
(t2′+d2)において初めて交差する。同様に図2cの第
3のパルスの丸みを帯びたエッジは特性曲線bと、電圧
値U3の代わりに電圧値がv3の時点t3(t3′+d3)におい
て初めて交差する。
大きさではない。このことは同じ形状のエッジ経過にお
ける時間の差の大きさ(d1,d2,d3)が異なっていること
に起因している。
において非直線性が現われていることを意味している。
を詳細に説明する。図4〜図7において前記図1〜図3
中のものと同じように機能する素子並びに同じような作
用を生ぜしめる電圧には図1〜図3中と同じ符号が付さ
れている。これらは以下の説明において本発明の理解に
必要である限り取り入れられている。
る。時間/電圧変換用装置12aは、パルス整形器14を有
している。このパルス整形器14は閾値段15を有してい
る。この閾値段15の入力側には信号Uiが印加され、該閾
値段15の出力側はスイッチング装置16の制御入力側に接
続される。このスイッチング装置16の第1のスイッチン
グ端子は第1の抵抗17の第1の端子に接続されている。
該抵抗17の第2の端子はランプ電圧発生器13の出力側に
接続されている。
一方は、第2の抵抗18の第1の端子に接続され、他方は
時間/電圧変換器12の第1の入力側に接続されている。
また第2の抵抗18の第2の端子はアースに接続されてい
る。
22を介して供給される。この電圧低減素子22はランプ電
圧URを、加算的に(例えば電圧の減算によって)及び/
又は乗算的に(例えば適切な減衰素子(増幅定数が1よ
りも小さい)によって)低減させる。当該低減された電
圧は時間/電圧変換器12の第2の入力側に供給される。
cからなる)と図5(部分図a,b,cからなる)を用いて説
明する。
に供給される。この閾値段15は、(当該信号Uiが)所定
の閾値Usを上回った場合にスイッチング装置16を操作す
る。それにより第1の抵抗17と第2の抵抗18との間の接
続が形成される。前記閾値Usを下回った場合には当該ス
イッチング装置16は再び開かれる。スイッチング装置16
に対する相応のトリガ信号はその時間経過の中で実質的
に図2中の理想パルスに相応する。閾値Usの設定位置は
有利には図2中の実際のパルスUiの丸みに依存して次の
ように定められる。すなわちスイッチング装置16がそれ
ぞれ閉じられている時間が図2中の理想パルスUiの持続
時間に相応するように定められる。
抵抗17,18は分圧器を形成する。時間/電圧変換器12に
出力される信号Uiの実際のパルス、すなわち丸みを帯び
たエッジを有するパルスは、図5に実線で示されてい
る。実質的に、その都度のパルス持続時間中のパルスの
電圧経過は一定ではなく、ランプ電圧URによって影響を
受ける。
すれば、すなわちランプ状に降下している経過が時点t
1′から開始されていることを前提とすれば、図2aの第
1のパルスUi(持続時間t1を有している)は、その電圧
経過Ui′(図5a)が当該持続時間中に実質的に一定であ
る限り、時間/電圧変換器12の第1の入力側への出力の
際に当該経過を維持する。
スUiは前記入力側において、次のように変化する電圧経
過Ui′(図5b)を有する。すなわち当初一定していた当
該電圧経過が持続時間t1の経過後に直線的に降下するよ
うな電圧経過を有する。同様に第3のパルスも同じよう
な経過を有している。
パルスも同じように図6に示されている。この図でも特
性曲線bが付加的に加えられている。
bとの間の間隔が予め設定される。実質的には、パルス
Uiが印加された場合(すなわち当該実施例ではスイッチ
ング装置16が閉じられた場合)の電圧経過Ui′は、特性
曲線bの上側に存在する。
ぜしめられる。すなわち、第1のパルスは特性曲線bと
電圧値がv1′の時点T1′(=t1′+d1′)において交差
し、第2のパルスは特性曲線bと、電圧値がv2′の時点
T2′(=t2′+d2′)において交差し、第3のパルスは
特性曲線bと、電圧値がv3′の時点T3′(=t3′+d
3′)において交差する。
ことを前提とすれば、時間差d1′、d2′、d3′は、特性
曲線Uiと特性曲線bとを含めた経過が実質的に平行なこ
とにより同じ大きさとなる。このことは傾斜経過が同じ
形状の場合に、電圧差v1′−U1、v2′−U2、v3′−U3が
一定であることを生ぜしめる。それにより時間/電圧変
換の際の不正確さが低減される。
の一部として使用することにより、実質的に直線性の増
幅が可能となる。
換器12に供給される前に反転させることが必要な場合に
は、図7による第2実施例が用いられ得る。
段14の代わりにインバータ19を有している。このインバ
ータ19は例えば図7に示されている。
のMOSトランジスタ21とを有している。第1のトランジ
スタ20のソース端子は、該トランジスタ20のゲート端子
並びにランプ電圧発生器13に接続されている。第1のト
ランジスタ20のドレン端子は第2のトランジスタ21のソ
ース端子に接続されている。第2のトランジスタ21のゲ
ート端子にはパルス幅変調された信号Uiが印加され、第
2のトランジスタ21のドレン端子はアースに接続され
る。2つのトランジスタ20,21の共通の端子においては
電圧Ui*が取り出される。この電圧Ui*は、ランプ電圧
URの電圧経過を用いた重み付けによる信号Uiの反転を表
している。
めソース端子とドレン端子の表示は交換可能であること
を述べておく。
は、出力電圧がランプ電圧URのランプ状の経過に依存す
るのではなく、電源に接続されたコンデンサに印加され
る電圧に依存する。このコンデンサは前記電源から所定
の値の電流を印加され、及び/又は所定の値の電圧を供
給される。
Ui*に相応に整合される。
少なくとも1つを有する。
加的に、ランプ電圧発生器13とパルス整形器14ないしイ
ンバータ19との間に次のような手段を設ける。すなわち
ランプ電圧URを加算的に(例えば電圧の加算によっ
て)、及び/又は乗算的に(例えば増幅によって)高
め、当該高められた電圧をパルス整形器14ないしインバ
ータ19に出力するような手段を設ける。
ルス経過が次のようになされる。すなわちパルス電圧
が、補助電圧(ランプ電圧UR又は構成素子に印加される
電圧に相応)に平行に経過するのではなく、該パルス電
圧の間隔が所定の限界内で変化するようになされる。こ
のことはパルス電圧値と、補助電圧の時間的関数の関数
値との加算的及び/又は乗算的結合に相応し、例えばダ
イオードか又はその他の半導体構成素子のような付加的
構成素子によって達成することができる。これらの付加
的構成素子は、個別か又は組合せの中で、前記構成素子
に並列及び/又は直列に接続させることができる。それ
により例えば時間/電圧変換器が所属する系のどこかに
存する非直線性が低減又は回避され得る。
本発明のシステム(このシステムはパルスの持続時間に
相応する電圧値を定める)の説明は以上の通りである。
(この電圧の持続時間が時間/電圧変換に用いられる)
が、出力電圧の形成に用いる補助電圧の経過に整合(マ
ッチング)される。この補助電圧はランプ電圧発生器か
ら出力されるランプ電圧か又は本発明による装置の構成
素子に印加されるその他の電圧であり得る。
減されるかまたは回避される。
ことにより、相応の非直線性が少なくとも低減されるか
又は保証される。
表示装置の制御に用いられる増幅装置の一部として用い
ることができる。
Claims (8)
- 【請求項1】所定の電圧経過波形を有するパルスの持続
時間に相応する時間値を、電圧値に変換するための方法
であって、立下がり縁の時点の確定が、時間的に変化す
る補助電圧との電圧比較によってもたらされる形式のも
のにおいて、 前記補助電圧が、ランプ状区分に亘る勾配を有してお
り、さらにパルスが変換前に補助電圧の値に対応して整
形されることを特徴とする時間/電圧変換方法。 - 【請求項2】前記整形されたパルスの電圧経過波形を実
質的に前記補助電圧の時間的な関数に追従させる、請求
の範囲第1項記載の時間/電圧変換方法。 - 【請求項3】前記時間的に変化する補助電圧は、少なく
とも一時的に、時間的かつ直線的に増加又は減少する関
数である、請求項1または2記載の時間/電圧変換方
法。 - 【請求項4】前記パルスの電圧経過波形の値は、前記時
間的に変化する補助電圧の関数値との加算的及び/又は
乗算的結合に相応する、請求項1から3いずれか1項記
載の時間/電圧変換方法。 - 【請求項5】所定の電圧経過波形を有するパルスの持続
時間に相応する時間値を、電圧値(Ua)に変換するため
の装置であって、 時間的に変化する補助電圧(UR)を生成する補助電圧発
生器(13)が含まれており、該補助電圧発生器によって
立下がり縁の時点の確定が、時間的に変化する補助電圧
との電圧比較によってもたらされており、 さらに所定の電圧経過波形を有するパルス(Ui)と時間
的に変化する補助電圧との電圧比較を行わせる時間/電
圧変換器(12a)が含まれている形式のものにおいて、 変換プロセスの前に、ランプ状区分に亘って勾配を有し
ている補助電圧の値に対応してパルス(Ui)の整形を行
う手段(14;19)が設けられていることを特徴とする、
時間/電圧変換装置。 - 【請求項6】前記手段(14;19)は、当該整形されたパ
ルスの電圧経過波形が前記時間的に変化する補助電圧に
実質的に追従するように構成されている、請求項5記載
の時間/電圧変換装置。 - 【請求項7】前記時間的に変化する補助電圧は、少なく
とも一時的に、時間的かつ直線的に増加又は減少する関
数に追従する、請求項5又は6記載の時間/電圧変換装
置。 - 【請求項8】前記パルスの電圧経過の値を前記時間的に
変化する補助電圧(UR)の関数値に加算的及び/又は乗
算的に結合させる手段(22,14;19)が設けられている、
請求項5から7いずれか1項記載の時間/電圧変換装
置。
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