JP3606959B2 - Pulse signal generation circuit with variable duty ratio - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パルス信号の発生回路に係り、特に、デューティ比可変のパルス信号発生回路における回路の簡素化を図ったものに関する。
【0002】
【従来の技術】
パルス信号発生回路において、いわゆるデューティ比を変え得るようにした技術としては、例えば、PLL(Phase−Locked Loop)回路を用いて発振回路を構成すると共に、このPLL発振回路の出力信号を分周器により分周し、所望のデューティ比のパルス信号を得るようにしたもの等が種々提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このような回路では、精度の高いデューティ比の変更を行えるという利点がある反面、回路構成が複雑になり、高価な装置となるという問題がある。
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、簡素な回路構成で、デューティ比を簡単に変えることのできるデューティ比可変のパルス信号発生回路を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るデューティ比可変のパルス信号発生回路は、外部から一定間隔で入力されるパルス信号に同期してのこぎり波状の電圧信号を繰り返し発生するのこぎり波信号発生手段と、前記のこぎり波信号発生手段から出力されたのこぎり波状の電圧信号の略最大値を、前記パルス信号に同期して開閉するスイッチを介して、検出、保持すると共に、この保持された電圧を分圧して出力する検出信号分圧手段と、前記のこぎり波信号発生手段の出力電圧と、前記検出信号分圧手段の出力電圧とを比較し、その比較結果に応じた信号を出力する比較手段と、を具備し、前記検出信号分圧手段における分圧比に対応して、前記比較手段から出力される信号のデューティ比が変わることを特徴とするものである。
【0005】
かかる構成において、のこぎり波信号発生手段に外部からのパルス信号が入力されると、このパルス信号の周期と同一の周期でのこぎり波状の電圧信号が出力され、その電圧信号の略最大値が検出信号分圧手段により、いわゆるサンプホールドされると共に、所定の分圧比に分圧され、その分圧電圧が比較手段に入力されることとなる。
【0006】
比較手段には、検出信号分圧手段の出力電圧と共に、のこぎり波信号発生手段の出力電圧が入力されるようになっており、この両者の比較が行われるようになっている。そして、例えば、のこぎり波信号発生手段の出力電圧が、検出信号分圧手段の出力電圧以下である間、所定の電圧信号が出力される一方、のこぎり波信号発生手段の出力電圧が、検出信号分圧手段の出力電圧を越えると比較手段の出力電圧は零となるようになっているものである。
【0007】
したがって、検出信号分圧手段における分圧比を変えることで、比較手段から出力されるパルス信号の幅を所望の大きさに変えることができるものである。
特に、のこぎり波状の電圧信号の略最大値を分圧するようにしてあるので、分圧比とデューティ比とを対応させることができるので、実質的にデューティ比の設定に相当する分圧比の設定作業が簡素に行えるものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るデューティ比可変のパルス信号発生回路の実施の形態について、図1及び図2を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
【0009】
まず、本発明の実施の形態におけるデューティ比可変のパルス信号発生回路は、のこぎり波発生部1と、サンプルホールド部2とに、大別されてなるものである(図1参照)。
のこぎり波発生部1は、タイミング回路3と、第1の緩衝増幅器(図1において「Buff1」と表記)4を中心として構成されたのこぎり波発生回路5と、を有してなるものである。
【0010】
タイミング回路3は、外部から一定周期で入力されるパルス信号に応じて、後述する第1のスイッチ(図1において「S1」と表記)8及び第2のスイッチ(図1において「S2」と表記)13の開閉成を行うものである。
のこぎり波発生回路5は、図示されない電源とアースとの間に定電流源6と第1のコンデンサ(図1においては「C1」と表記)7とが直列接続されると共に、定電流源6と第1のコンデンサ7との接続点が第1の緩衝増幅器4の入力端子に接続される一方、この定電流源6と第1のコンデンサ7との接続点とアースとの間には第1のスイッチ8が接続されて構成されている。
【0011】
第1のスイッチ8は、タイミング回路3からの信号に応じて開閉成されるようになっているもので、具体的には、例えば半導体を用いてなるいわゆる電子スイッチが好適である。
【0012】
サンプルホールド部2は、第2の緩衝増幅器(図1において「Buff2」と表記)9を中心に構成されてなるサンプルホールド回路10と、比較器(図1において「Comp」と表記)11とを有してなるものである。
サンプルホールド回路10は、第2の緩衝増幅器9の入力段とアースとの間にホールド用の第2のコンデンサ(図1において「C2」と表記)12が接続されると共に、この第2の緩衝増幅器9の入力段と先の第1の緩衝増幅器4の出力端子との間に第2のスイッチ13が直列接続されて構成されている。
【0013】
第2のスイッチ13は、先の第1のスイッチ8同様に、タイミング回路3からの信号に応じて開閉成されるようになっており(詳細は後述)、この第2のスイッチ13を介して第1の緩衝増幅器4から出力された信号の略最大値が、第2のコンデンサ12に蓄積、保持されるようになっているものである。
【0014】
比較器11の反転入力端子には、先の第1の緩衝増幅器4の出力端子が接続されており、いわゆるのこぎり波が入力されるようになっている。
一方、比較器11の非反転入力端子には、先の第2の緩衝増幅器9の出力電圧が分圧されたものが入力されるようになっている。
【0015】
すなわち、先の第2の緩衝増幅器9の出力端子とアース間には、第1及び第2の分圧抵抗(図1においては「R1」、「R2」と表記)14,15が直列に接続され、互いの接続点(図1において「B点」と表記)は、比較器11の非反転入力端子に接続されており、この第1及び第2の分圧抵抗14,15で分圧された第2の緩衝増幅器9の出力電圧が、比較器11の比較動作における基準電圧とされるようになっている。
【0016】
次に、上記構成における動作について、図2を参照しつつ説明する。
まず、タイミング回路3に外部から入力される信号は、図2(a)に示されたように、所定の周期を有するパルス信号である。
このパルス信号が入力されると、タイミング回路3においては、その立ち上がりが検出され、この立ち上がりに同期して、最初に第2のスイッチ13が短時間の間、閉成され再び開成状態となる。ついで、第1のスイッチ8がタイミング回路3により短時間の間、閉成され再び開成状態とされる。
【0017】
図2(e),(f)には、それぞれ第2のスイッチ13及び第1のスイッチ8の開閉成のタイミングが略同時であるように示されているが、実際には上述のように時間的にずれているものである。また、閉成状態となる時間も、入力パスル信号のパルス幅等に比して極短時間であるために、図2(e),(f)のいずれにおいても、略線状に表記されているが、実際には時間的幅を有するものとなっている。
【0018】
第2のスイッチ13が閉成状態となることによって、第1の緩衝増幅器4の出力電圧(図1において「A点」と表記された点の電圧)がこの第2のスイッチ13を介して第2のコンデンサ12に印加され、保持されることとなるが、第1及び第2のコンデンサ7,12のいずれにも電荷が蓄積されていない状態で、図示されない始動スイッチが投入されて回路に電源電圧が印加され、回路動作が開始された直後(回路動作開始後、2番目のパルス信号が入力されるまで)においては、第2のスイッチ13が閉成状態となった際に、第1の緩衝増幅器4からは未だ電圧が殆ど出力されていないため、第2の緩衝増幅器9の出力電圧も略零となり、比較器11からの出力電圧も零となる(図2(c),(d)参照)。
【0019】
一方、第1のスイッチ8が閉成状態となることで、第1のコンデンサ7が短絡状態とされ、蓄積されている電荷の放電がなされるようになっている。
そして、第1のスイッチ8が開成状態に復帰すると同時に、第1のコンデンサ7には、定電流源6からの電流が流入し、その電位が暫増してゆく結果、第1の緩衝増幅器4の出力側のA点においては、図2(b)に示されたようないわゆるのこぎり波が出力されることとなる。
【0020】
タイミング回路3に再びパルス信号が入力されて、第2のスイッチ13が所定時間の間、閉成状態とされると、第1の緩衝増幅器4から上述のようにして出力されたのこぎり波の略上限の電圧が、サンプリングされ、第2のコンデンサ12に蓄積、保持される。
第2のコンデンサ12は、第2のスイッチ13が閉成状態とされる周期に対して、電荷を十分保持できるものが選択されており、第2のスイッチ13が閉成状態とされる度毎にこの第2のコンデンサ12に印加される電圧は、略同一であるので、第2の緩衝増幅器9により緩衝増幅され、第1及び第2の分圧抵抗14,15の接続点である点Bに出力される分圧電圧は、略一定したものとなる(図2(c)参照)。
【0021】
一方、第2のスイッチ13が短時間の間、閉成状態とされ、再び開成状態に戻ると同時に、今度は第1のスイッチ8が短時間の間、閉成状態とされ、その後再び開成状態とされることで、先に述べたように第1の緩衝増幅器4からは、のこぎり波状の電圧が出力されることとなる。
【0022】
上述のように第1のスイッチ8の動作に伴い、第1の緩衝増幅器4の出力電圧が、一旦、零となることにより、比較器11においては、非反転入力端子に印加されているB点の分圧電圧が反転入力端子の電圧より大となるので、比較器11からは、論理値「High」に相当する所定の電圧が出力されることとなる(図2(b),(c),(d)参照)。
【0023】
そして、第1の緩衝増幅器4の出力電圧の暫増に伴い、この出力電圧すなわち比較器11の反転入力端子への印加電圧が、先のB点の分圧電圧を越えたところで、比較器11からは、論理値「Low」すなわち零(v)が出力されることとなる(図2(b),(c),(d)参照)。
【0024】
したがって、比較器11からは、第1のスイッチ8が閉成状態となり、再び開成状態に復帰する時点から、A点の電圧がB点の電圧を越える時点までの時間幅を有するパルス信号が、入力パルス信号の周期に同期して上述のような第1及び第2のスイッチ8,13の動作が繰り返されることによって、所定の間隔で繰り返し出力されるようになっている(図2参照)。
【0025】
上述したように、比較器11から出力されるパルス信号のパルス幅は、第1及び第2の分圧抵抗14,15による分圧比によって決定されるものであり、このパルス幅の変更すなわちデューティ比の変更は、2つの分圧抵抗14,15の抵抗値の比を変えることにより、任意に変更可能となるものである。さらに、比較器11において基準電圧と比較される電圧は、時間経過と共にその電圧値が上昇するのこぎり波であり、一方の基準電圧は、こののこぎり波の略上限値を分圧したものであるので、分圧比とデューティ比とが対応することとなり、デューティ比の変更が簡易に行えることとなるものである。
【0026】
因みに、比較器11から出力されるパルス幅をさらに大きくしたい場合には、分圧電圧をより大きく設定すればよく、そのためには、第2の分圧抵抗15の値を、第1の分圧抵抗14の値に比して、より大とすればよい。
また、例えば、分圧比(B点の電圧:第2の緩衝増幅器9の出力電圧)が3:5とすると、デューティ比(比較器11から出力されるパルス信号のパルス幅:このパルス信号の1周期の時間)も、3:5となる。
【0027】
したがって、基準電圧を、第1の緩衝増幅器4の出力電圧とは、全く無関係の別個の電圧、例えば、電源電圧を分圧して得る場合に比して、本発明の実施の形態においては、上述のように分圧比によりデューティ比を即座に把握できるので、デューティ比の変更が容易、かつ、簡素となるものである。
【0028】
なお、上述した発明の実施の形態においては、第1及び第2の分圧抵抗14,15は、それぞれいわゆる固定抵抗を用いるようにしたが、この部分に可変抵抗器を用いて、その摺動接点から比較器11の非反転入力端子への印加電圧を取り出すようにしてもよい。
【0029】
また、上述した発明の実施の形態においては、タイミング回路3に入力されるパルス信号の立ち上がりが検出された後に、第1及び第2のスイッチ8,13を動作させるような構成としたが、入力パルス信号の立ち下がりを検出した後に、動作するようにしてもよい。
【0030】
上述した発明の実施の形態においては、のこぎり波信号発生手段は、タイミング回路3とのこぎり波発生回路5とにより、検出信号分圧手段は、タイミング回路3とサンプルホールド回路10と第1及び第2の分圧抵抗14,15により、また、比較手段は、比較器11により、それぞれ実現されている。
【0031】
【発明の効果】
以上、述べたように、本発明によれば、のこりぎ波状の電圧と、こののこぎり波状の電圧の略最大値を分圧した電圧との比較により、パルス信号を発生できるように構成することにより、分圧比とデューティ比とが対応するので、分圧比を変更することでデューティ比の変更が行えることとなり、デューティ比の変更が容易、かつ、簡素に行えるものである。
また、比較的簡単な回路により構成されるので、安価でしかも動作の確実なデューティ比可変のパルス信号発生回路を提供することができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るデューティ比可変のパルス信号発生回路の一実施の形態における回路構成を示す回路図である。
【図2】図1に示された回路の主要部におけるタイミングを示すタイミング図である。
【符号の説明】
1…のこぎり波発生部
2…サンプルホールド部
3…タイミング回路
4…のこぎり波発生回路
7…第1のコンデンサ
8…第1のスイッチ
10…サンプルホールド回路
11…比較器
12…第2のコンデンサ
13…第2のスイッチ
14…第1の分圧抵抗
15…第2の分圧抵抗[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pulse signal generation circuit, and more particularly to a circuit in a pulse signal generation circuit having a variable duty ratio which is simplified.
[0002]
[Prior art]
In the pulse signal generation circuit, as a technique for changing the so-called duty ratio, for example, an oscillation circuit is configured using a PLL (Phase-Locked Loop) circuit, and an output signal of the PLL oscillation circuit is divided. Various proposals have been made to obtain a pulse signal having a desired duty ratio.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Such a circuit has an advantage that the duty ratio can be changed with high accuracy, but has a problem that the circuit configuration becomes complicated and the device becomes expensive.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a variable duty ratio pulse signal generation circuit capable of easily changing the duty ratio with a simple circuit configuration.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
A pulse signal generation circuit having a variable duty ratio according to the present invention includes a sawtooth wave signal generation means for repeatedly generating a sawtooth voltage signal in synchronization with a pulse signal inputted from the outside at regular intervals, and the sawtooth wave signal generation means. A detection signal voltage divider that detects and holds the substantially maximum value of the sawtooth wave voltage signal output from the signal through a switch that opens and closes in synchronization with the pulse signal, and divides and outputs the held voltage. comprising means, an output voltage of the sawtooth wave signal generating means compares the output voltage of the detection signal voltage divider, a comparing means for outputting a signal corresponding to the comparison result, wherein the detection signal component The duty ratio of the signal output from the comparison means changes according to the voltage division ratio in the pressure means .
[0005]
In such a configuration, when an external pulse signal is input to the sawtooth wave signal generating means, a sawtooth voltage signal having the same period as that of the pulse signal is output, and the substantially maximum value of the voltage signal is detected signal. A so-called sample hold is performed by the voltage dividing means, and the voltage is divided to a predetermined voltage dividing ratio, and the divided voltage is input to the comparing means.
[0006]
The comparison means is supplied with the output voltage of the sawtooth signal generation means together with the output voltage of the detection signal voltage dividing means, and a comparison between the two is performed. For example, while the output voltage of the sawtooth wave signal generating means is equal to or lower than the output voltage of the detection signal voltage dividing means, the predetermined voltage signal is output, while the output voltage of the sawtooth wave signal generating means is When the output voltage of the pressure means is exceeded, the output voltage of the comparison means becomes zero.
[0007]
Therefore, the width of the pulse signal output from the comparison means can be changed to a desired magnitude by changing the voltage dividing ratio in the detection signal voltage dividing means.
Particularly, since the substantially maximum value of the sawtooth voltage signal is divided, the voltage division ratio and the duty ratio can be made to correspond to each other, so that the operation of setting the voltage division ratio substantially corresponding to the setting of the duty ratio is performed. It can be done simply.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a pulse signal generation circuit with variable duty ratio according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
The members and arrangements described below do not limit the present invention and can be variously modified within the scope of the gist of the present invention.
[0009]
First, the variable duty ratio pulse signal generation circuit according to the embodiment of the present invention is roughly divided into a sawtooth
The sawtooth
[0010]
The
The sawtooth
[0011]
The first switch 8 is opened and closed according to a signal from the
[0012]
The sample and hold
In the sample and hold
[0013]
The
[0014]
The inverting input terminal of the
On the other hand, a voltage obtained by dividing the output voltage of the second buffer amplifier 9 is input to the non-inverting input terminal of the
[0015]
That is, first and second voltage dividing resistors (indicated as “R1” and “R2” in FIG. 1) 14 and 15 are connected in series between the output terminal of the second buffer amplifier 9 and the ground. The mutual connection point (denoted as “B point” in FIG. 1) is connected to the non-inverting input terminal of the
[0016]
Next, the operation in the above configuration will be described with reference to FIG.
First, a signal input from the outside to the
When this pulse signal is input, the rising edge is detected in the
[0017]
FIGS. 2E and 2F show that the timings of opening and closing the
[0018]
When the
[0019]
On the other hand, when the first switch 8 is closed, the
As soon as the first switch 8 returns to the open state, the current from the constant current source 6 flows into the
[0020]
When the pulse signal is input again to the
The
[0021]
On the other hand, the
[0022]
As described above, with the operation of the first switch 8, the output voltage of the first buffer amplifier 4 once becomes zero, so that in the
[0023]
As the output voltage of the first buffer amplifier 4 increases, the output voltage, that is, the voltage applied to the inverting input terminal of the
[0024]
Therefore, the
[0025]
As described above, the pulse width of the pulse signal output from the
[0026]
Incidentally, when it is desired to further increase the pulse width output from the
For example, when the voltage division ratio (voltage at point B: output voltage of the second buffer amplifier 9) is 3: 5, the duty ratio (pulse width of the pulse signal output from the comparator 11: 1 of this pulse signal) The period) is also 3: 5.
[0027]
Therefore, compared with the case where the reference voltage is obtained by dividing a separate voltage that is completely independent of the output voltage of the first buffer amplifier 4, for example, the power supply voltage, in the embodiment of the present invention, As described above, since the duty ratio can be immediately grasped by the voltage division ratio, the duty ratio can be easily and simply changed.
[0028]
In the above-described embodiment of the invention, the first and second
[0029]
In the embodiment of the present invention described above, the first and
[0030]
In the embodiment of the present invention described above, the sawtooth wave signal generating means includes the
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to generate a pulse signal by comparing a sawtooth wave voltage with a voltage obtained by dividing the substantially maximum value of the sawtooth voltage. Since the voltage division ratio corresponds to the duty ratio, the duty ratio can be changed by changing the voltage division ratio, and the duty ratio can be easily and simply changed.
Further, since it is constituted by a relatively simple circuit, it is possible to provide an inexpensive and variable duty ratio pulse signal generation circuit that can be reliably operated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a circuit configuration in an embodiment of a pulse signal generation circuit having a variable duty ratio according to the present invention;
FIG. 2 is a timing chart showing timings in main parts of the circuit shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記のこぎり波信号発生手段から出力されたのこぎり波状の電圧信号の略最大値を、前記パルス信号に同期して開閉するスイッチを介して、検出、保持すると共に、この保持された電圧を分圧して出力する検出信号分圧手段と、
前記のこぎり波信号発生手段の出力電圧と、前記検出信号分圧手段の出力電圧とを比較し、その比較結果に応じた信号を出力する比較手段と、を具備し、
前記検出信号分圧手段における分圧比に対応して、前記比較手段から出力される信号のデューティ比が変わることを特徴とするデューティ比可変のパルス信号発生回路。A sawtooth wave signal generating means for repeatedly generating a sawtooth voltage signal in synchronization with a pulse signal inputted at regular intervals from the outside;
The substantially maximum value of the sawtooth wave signal output from the sawtooth signal generator is detected and held via a switch that opens and closes in synchronization with the pulse signal, and the held voltage is divided. Detection signal voltage dividing means for outputting;
Comparing the output voltage of the sawtooth signal generating means with the output voltage of the detection signal voltage dividing means, and comparing means for outputting a signal according to the comparison result ,
A duty ratio variable pulse signal generation circuit characterized in that a duty ratio of a signal output from the comparison means changes corresponding to a voltage division ratio in the detection signal voltage dividing means .
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