JP3537243B2 - 正弦波発振回路 - Google Patents
正弦波発振回路Info
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- JP3537243B2 JP3537243B2 JP35106895A JP35106895A JP3537243B2 JP 3537243 B2 JP3537243 B2 JP 3537243B2 JP 35106895 A JP35106895 A JP 35106895A JP 35106895 A JP35106895 A JP 35106895A JP 3537243 B2 JP3537243 B2 JP 3537243B2
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- sine wave
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- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は特に振幅一定の正
弦波発振回路に関するものである。
弦波発振回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子機器などでは、交流電流源あるいは
交流電圧源として簡単な構成で振幅安定度の高い正弦波
発振器を必要とする場合が多い。
交流電圧源として簡単な構成で振幅安定度の高い正弦波
発振器を必要とする場合が多い。
【０００３】図３にその一例が示されているが、例えば
バンドパスフィルタ１と高利得の反転増幅器２、及び２
つのツェナダイオードＤ３，Ｄ４で構成されており、同
ツェナダイオードＤ３，Ｄ４にはそれぞれ装置内の直流
電源から正、負の逆方向バイアス電圧＋Ｖと−Ｖが加え
られている。
バンドパスフィルタ１と高利得の反転増幅器２、及び２
つのツェナダイオードＤ３，Ｄ４で構成されており、同
ツェナダイオードＤ３，Ｄ４にはそれぞれ装置内の直流
電源から正、負の逆方向バイアス電圧＋Ｖと−Ｖが加え
られている。
【０００４】いま、図示しない電源スイッチをオンにす
ると、増幅器２はまず高利得の反転増幅器として動作
し、ノイズなどにより周波数がランダムな交流電圧を送
出する。ここで、その出力側に設けられたツェナダイオ
ードＤ３，Ｄ４が図５に示す特性になっているとする
と、増幅器２の出力は図６のような方形波電圧となって
バンドパスフィルタ１に加えられる。ただし、Ｖｚはツ
ェナダイオードの降伏電圧、Ｖｆはその順方向電圧であ
る。
ると、増幅器２はまず高利得の反転増幅器として動作
し、ノイズなどにより周波数がランダムな交流電圧を送
出する。ここで、その出力側に設けられたツェナダイオ
ードＤ３，Ｄ４が図５に示す特性になっているとする
と、増幅器２の出力は図６のような方形波電圧となって
バンドパスフィルタ１に加えられる。ただし、Ｖｚはツ
ェナダイオードの降伏電圧、Ｖｆはその順方向電圧であ
る。
【０００５】この方形波電圧をＶｒとすると、任意の１
つの方形波について実用上次のフーリエ展開式
つの方形波について実用上次のフーリエ展開式
【０００６】
【数１】
【０００７】で近似することができる。すなわち、最大
値をＶｍとすると基本正弦波ｆｏとその奇数倍周波数の
高調波群からなっており、各高調波の振幅を図示すると
図７のようになる。
値をＶｍとすると基本正弦波ｆｏとその奇数倍周波数の
高調波群からなっており、各高調波の振幅を図示すると
図７のようになる。
【０００８】バンドパスフィルタ１はこれら正弦波電圧
の基本波またはその高調波群から同フィルタの中心周波
数に一致した周波数の正弦波電圧を取り込んで増幅し、
増幅器２へ正帰還する。
の基本波またはその高調波群から同フィルタの中心周波
数に一致した周波数の正弦波電圧を取り込んで増幅し、
増幅器２へ正帰還する。
【０００９】これにより、増幅器２はバンドパスフィル
タ１の中心周波数と同一の周波数で発振し、以後この周
波数を基本波として発振を継続する。この状態における
増幅器２の発振出力は図４のようになり、バンドパスフ
ィルタ１からは一定振幅の正弦波電圧が出力される。バ
ンドパスフィルタ１の中心周波数における増幅率をＡと
すると、その出力電圧の振幅は ＶｍＡ＝（π／４）Ａ（Ｖｚ＋Ｖｆ） で安定化される。
タ１の中心周波数と同一の周波数で発振し、以後この周
波数を基本波として発振を継続する。この状態における
増幅器２の発振出力は図４のようになり、バンドパスフ
ィルタ１からは一定振幅の正弦波電圧が出力される。バ
ンドパスフィルタ１の中心周波数における増幅率をＡと
すると、その出力電圧の振幅は ＶｍＡ＝（π／４）Ａ（Ｖｚ＋Ｖｆ） で安定化される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記従来装置において
は、方形波電圧の振幅制限がツェナダイオードによって
行なわれており、簡便であるという利点がある。
は、方形波電圧の振幅制限がツェナダイオードによって
行なわれており、簡便であるという利点がある。
【００１１】しかし、その降伏電圧Ｖｚや順方向電圧Ｖ
ｆは周囲温度によって変化するので、バンドパスフィル
タから出力する正弦波電圧の振幅も変化するとう難点が
ある。
ｆは周囲温度によって変化するので、バンドパスフィル
タから出力する正弦波電圧の振幅も変化するとう難点が
ある。
【００１２】この発明は上記の事情を考慮してなされた
もので、その目的は、周囲温度等が変化しても出力振幅
がほとんどその影響を受けない正弦波発振回路を提供す
ることにある。
もので、その目的は、周囲温度等が変化しても出力振幅
がほとんどその影響を受けない正弦波発振回路を提供す
ることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】したがってこの発明にお
いては、上記の目的を達成するため例えば安定な基準電
圧を有するコンパレータを備え、同コンパレータの基準
電圧と増幅器の発振出力電圧とを比較してその比較出力
により増幅器の出力路に設けたダイオードをオン、オフ
スイッチングするようにしたことにある。
いては、上記の目的を達成するため例えば安定な基準電
圧を有するコンパレータを備え、同コンパレータの基準
電圧と増幅器の発振出力電圧とを比較してその比較出力
により増幅器の出力路に設けたダイオードをオン、オフ
スイッチングするようにしたことにある。
【００１４】これによると、ダイオードの順方向電圧Ｖ
ｆは高利得のコンパレータにより極めてゼロ［Ｖ］に近
い値にされ、理想ダイオード形のオン、オフ動作とな
る。よって温度依存性があるダイオードの降伏電圧Ｖｚ
や順方向電圧Ｖｆとは無関係に増幅器の出力電圧はコン
パレータの基準電圧と等しいレベルに維持される。
ｆは高利得のコンパレータにより極めてゼロ［Ｖ］に近
い値にされ、理想ダイオード形のオン、オフ動作とな
る。よって温度依存性があるダイオードの降伏電圧Ｖｚ
や順方向電圧Ｖｆとは無関係に増幅器の出力電圧はコン
パレータの基準電圧と等しいレベルに維持される。
【００１５】
【発明の実施の形態】この発明に係る正弦波発振回路の
概略的な構成を図１に示す。図中、バンドパスフィルタ
１と高利得の反転増幅器２は従来装置と同様のユニット
が用いられているので同一の参照符号が付されている。
概略的な構成を図１に示す。図中、バンドパスフィルタ
１と高利得の反転増幅器２は従来装置と同様のユニット
が用いられているので同一の参照符号が付されている。
【００１６】この構成によると、増幅器２の出力側は例
えば電流制限用抵抗Ｒを介してバンドパスフィルタ１の
入力側と、コンパレータＡ１，Ａ２の各−入力端子に接
続され、コンパレータＡ１，Ａ２の＋入力端子にはそれ
ぞれ正、負の基準電圧＋Ｖｒｅｆと−Ｖｒｅｆが加えら
れている。これらの基準電圧は例えば図示しない装置内
の高精度基準電圧発生用ＩＣから与えられている。
えば電流制限用抵抗Ｒを介してバンドパスフィルタ１の
入力側と、コンパレータＡ１，Ａ２の各−入力端子に接
続され、コンパレータＡ１，Ａ２の＋入力端子にはそれ
ぞれ正、負の基準電圧＋Ｖｒｅｆと−Ｖｒｅｆが加えら
れている。これらの基準電圧は例えば図示しない装置内
の高精度基準電圧発生用ＩＣから与えられている。
【００１７】また、コンパレータＡ１及びＡ２の出力端
子と各−入力端子間には、例えばダイオードＤ１とＤ２
が図示の電流方向に配設されている。なお、回路の発振
防止用としてコンデンサＣ１，Ｃ２が設けられている。
子と各−入力端子間には、例えばダイオードＤ１とＤ２
が図示の電流方向に配設されている。なお、回路の発振
防止用としてコンデンサＣ１，Ｃ２が設けられている。
【００１８】この回路構成において、例えば増幅器２の
出力が正側に振れてコンパレータＡ１の正の基準電圧＋
Ｖｒｅｆよりわずかでも高くなると、その高くなった分
の電圧がコンパレータＡ１の裡のゲインで反転増幅さ
れ、同コンパレータＡ１の出力端子電圧は正の電源電圧
付近から負方向へ急激に低下し、ダイオードＤ１がオン
となる。
出力が正側に振れてコンパレータＡ１の正の基準電圧＋
Ｖｒｅｆよりわずかでも高くなると、その高くなった分
の電圧がコンパレータＡ１の裡のゲインで反転増幅さ
れ、同コンパレータＡ１の出力端子電圧は正の電源電圧
付近から負方向へ急激に低下し、ダイオードＤ１がオン
となる。
【００１９】これにより、増幅器２から抵抗Ｒを介して
ダイオードＤ１に順方向の電流が流れ、抵抗Ｒの電圧降
下によりコンパレータＡ１の−入力端子電圧が低下して
＋Ｖｒｅｆを下回る。よってコンパレータＡ１の出力電
圧は元の正の電源電圧付近まで上昇し、ダイオードＤ１
はオフとなる。すなわち、増幅器２の正側の出力電圧は
＋Ｖｒｅｆより高くなることができず、この＋Ｖｒｅｆ
のレベルに一定化される。
ダイオードＤ１に順方向の電流が流れ、抵抗Ｒの電圧降
下によりコンパレータＡ１の−入力端子電圧が低下して
＋Ｖｒｅｆを下回る。よってコンパレータＡ１の出力電
圧は元の正の電源電圧付近まで上昇し、ダイオードＤ１
はオフとなる。すなわち、増幅器２の正側の出力電圧は
＋Ｖｒｅｆより高くなることができず、この＋Ｖｒｅｆ
のレベルに一定化される。
【００２０】いま、例えばダイオードＤ１の順方向のオ
ン電圧を０．６Ｖ、コンパレータＡ１の裡のゲインを８
０ｄＢとすると、増幅器２の正側出力電圧は基準電圧＋
Ｖｒｅｆに対して６０μＶの精度で一定化される。
ン電圧を０．６Ｖ、コンパレータＡ１の裡のゲインを８
０ｄＢとすると、増幅器２の正側出力電圧は基準電圧＋
Ｖｒｅｆに対して６０μＶの精度で一定化される。
【００２１】増幅器２の出力電圧が上記のように正の場
合、コンパレータＡ２の出力端子電圧は負の電源電圧付
近まで下がっており、ダイオードＤ２はオフになってい
る。増幅器２の出力電圧が正側から負側へ反転して負の
基準電圧−Ｖｒｅｆを下回ると、ダイオードＤ２がオン
となり、以下、上記正側の場合と同様の動作により増幅
器２の負側の出力電圧は，−Ｖｒｅｆのレベルに一定化
される。
合、コンパレータＡ２の出力端子電圧は負の電源電圧付
近まで下がっており、ダイオードＤ２はオフになってい
る。増幅器２の出力電圧が正側から負側へ反転して負の
基準電圧−Ｖｒｅｆを下回ると、ダイオードＤ２がオン
となり、以下、上記正側の場合と同様の動作により増幅
器２の負側の出力電圧は，−Ｖｒｅｆのレベルに一定化
される。
【００２２】上記一定化された増幅器２の方形波出力電
圧を図２に示す。また、この方形波電圧の周波数を基本
波周波数とする正弦波電圧の波形も同図に示す。その振
幅は±（４／π）Ｖｒｅｆとなる。バンドパスフィルタ
１は入力する振幅一定の方形波電圧から基本波交流電圧
成分を抽出し、点線で示すようにそれをＡ倍増幅して出
力する。
圧を図２に示す。また、この方形波電圧の周波数を基本
波周波数とする正弦波電圧の波形も同図に示す。その振
幅は±（４／π）Ｖｒｅｆとなる。バンドパスフィルタ
１は入力する振幅一定の方形波電圧から基本波交流電圧
成分を抽出し、点線で示すようにそれをＡ倍増幅して出
力する。
【００２３】
【発明の効果】以上、説明したようにこの発明による
と、基準電圧と増幅器から加わる方形波電圧との差の電
圧をゲイン倍増幅したコンパレータの出力にてダイオー
ドをオン、オフスイッチングするので、ダイオード自体
の降伏電圧には無関係となる。
と、基準電圧と増幅器から加わる方形波電圧との差の電
圧をゲイン倍増幅したコンパレータの出力にてダイオー
ドをオン、オフスイッチングするので、ダイオード自体
の降伏電圧には無関係となる。
【００２４】また、ダイオードの順方向電圧に温度によ
る変化があったとしても、その変化分はコンパレータの
ゲイン分の１に減少するから、バンドパスフィルタに入
力する方形波電圧は極めて安定になる。したがって、バ
ンドパスフィルタの出力側からは一定振幅の正弦波交流
電圧が得られる。
る変化があったとしても、その変化分はコンパレータの
ゲイン分の１に減少するから、バンドパスフィルタに入
力する方形波電圧は極めて安定になる。したがって、バ
ンドパスフィルタの出力側からは一定振幅の正弦波交流
電圧が得られる。
【図１】この発明に係る正弦波発振回路の電気的構成の
概要を示すブロック線図。
概要を示すブロック線図。
【図２】この発明における一定振幅の方形波電圧と正弦
波電圧の波形説明図。
波電圧の波形説明図。
【図３】従来装置の電気的構成説明図。
【図４】従来装置における方形波電圧のレベル説明図。
【図５】従来装置におけるツェナダイオードの特性説明
図。
図。
【図６】従来装置におけるランダム周波数の方形波電圧
説明図。
説明図。
【図７】従来装置における方形波電圧の基本波と高調波
のレベル説明図。
のレベル説明図。
１ バンドパスフィルタ
２ 高利得増幅器
Ａ１，Ａ２ コンパレータ
Ｃ１，Ｃ２ コンデンサ
Ｄ１，Ｄ２ ダイオード
Ｒ 抵抗
Ｖｒｅｆ 基準電圧
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H03B 28/00
Claims (2)
- 【請求項１】 高利得増幅器から発せられるランダム周
波数の出力電圧を一定振幅の方形波交流電圧に整形する
リミッタ手段と、上記一定振幅の方形波交流電圧を入力
とするバンドパスフィルタとを有し、該バンドパスフィ
ルタの中心周波数に一致した周波数の入力方形波交流電
圧から一定振幅の正弦波交流電圧成分を抽出して出力す
るとともに、該出力を上記高利得増幅器に正帰還して上
記中心周波数を基本周波数とする発振を行なわせる振幅
一定の正弦波発振回路において、 上記リミッタ手段は、絶対値が等しい正及び負の基準電
圧が各＋端子に与えられ、各−入力端子は共通接続され
た第１及び第２の２つのコンパレータと、 上記共通接続線から上記第１のコンパレータの出力端子
側へ順方向に設けられた第１のダイオード、及び上記第
２のコンパレータの出力端子側から上記共通配線へ順方
向に設けられた第２のダイオードと、 上記共通接続線が上記バンドパスフィルタの入力端子側
へ接続されるとともに、電流制限用抵抗を介して上記高
利得増幅器の出力端子側へ接続されていることを特徴と
する振幅一定の正弦波発振回路。 - 【請求項２】 上記リミッタ手段は、上記第１及び第２
のダイオードへそれぞれ第１及び対２の発振防止用コン
デンサが並列的に配設されている請求項１に記載の振幅
一定の正弦波発振回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35106895A JP3537243B2 (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 正弦波発振回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35106895A JP3537243B2 (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 正弦波発振回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09181529A JPH09181529A (ja) | 1997-07-11 |
| JP3537243B2 true JP3537243B2 (ja) | 2004-06-14 |
Family
ID=18414828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35106895A Expired - Lifetime JP3537243B2 (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 正弦波発振回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3537243B2 (ja) |
-
1995
- 1995-12-25 JP JP35106895A patent/JP3537243B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09181529A (ja) | 1997-07-11 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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