JPH02239705A - 正弦波発生回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、オーディオ機器，ビデオ機器の基準信号等に
用いられる正弦波を発生する正弦波発生回路に関する。

〔従来の技術〕

従来、オーディオ機器，ビデオ機器の低周波あるいは高
周波の基準信号等に用いられる正弦波を発生する正弦波
発生回路は、一般に、演算増幅器を用いたウイングリッ
ジ発振器で形成され、この発振器は第４図に示すように
演算増幅器〔１｝及び抵抗（２１　，　＋３１　，　（
４１　，　ｒ５）　，コンデンサ（６）　，　（７）か
らなシ、回路利得の減少変動によシ増幅器（１）の発振
出力のレベルが指数関数的に減少して発振が停止し易く
、また、利得の増加変動によシ前記発振出力の波形が方
形波に歪むため、何らかの利得制御を施す必要がある。

なお、抵抗ｒ２＋　，　ｒ５）の抵抗値を１２　，　Ｒ
ｓとし、コンデンサｆ６１　，　（７）の容量をＣｅ　
，　Ｏｒとした場合、発振周波数ｆ，利得Ｇはつぎの（
１）　，　Ｉ２＋式で示される。

ｆ＝１／２ｚ　　Ｒ２Ｒ５Ｃ６Ｃ７　　　　　−１１１
式Ｇ　＝　１２／Ｒ５＋０７／Ｃ６＋１　　　　　　・
・・（２）式そして、ＦＥＴを帰還制御の可変インピー
ダンス素子に用いて利得制御を施す場合は、第５図に示
すように、Ｆ　Ｅ　Ｔ　（９）及び演算増幅器構成の交
流増幅器αＯ，絶対値回路α℃，平滑回路（６）が付加
され、この場合、増幅器（１）の発振出力が出力パッフ
ァを兼ねる増幅器ｆｌＧで増幅された後、絶対値回路０
１１，平滑回路ａＱで全波整流されて直流に変換され、
この直流によるＦ　Ｅ　Ｔ　（９）のゲートバイアスに
より、発振出力の増加変動時はＦ　Ｆ；　Ｔ　（９）の
ドレイン，ソス間の抵抗が大きくなって回路利得が低下
し、発振出力の減少変動時は前記ドレイン，ソース間の
抵抗が小さくなって回路利得が増加し、回路利得がＡＧ
Ｃ制御で安定化される。

なお、第５図において、α３　，　（１４）　，αＱは
演算増幅器、ＱＱ　．α力，ａ印はダイオード、頭，翰
，・・・，（ハ）は抵抗、＠，翰はコンデンサである。

つぎに、ランプ抵抗を帰還制御の可変インピーダンス素
子に用いて利得制御を施す場合は、第６図に示すように
第４図の抵抗（４）がランプ（１）に置換され、発振出
力の増加変動時はランプ（至）の通流電流の増加により
、ランプ抵抗が大きくなって回路利得が低下し、発振出
力の減少時は通流電流の減少によシ、ランプ抵抗が小さ
くなって利得が減少し、回路利得がＡＧＣ制御で安定化
される。

しかし、前記第５図，第６図の構成の場合、Ｍ（９），
ランプ（至）に回路定数等に応じた適切な特性のＦ　Ｅ
　Ｔ　，ランプを選別して設けなければならず、極めて
煩雑な作業を要する。

しかも、第５図の場合は交流増幅器（１０　，絶対値回
路０１１，平滑回路α功を要し、構成が極めて複雑化す
るとともに調整個所が多くなる。

そこで、この種正弦波発生回路には、多くの場合、第７
図の簡易型ウインブリッジ発振器が用いられ、この発振
器は第４図の抵抗（３）にダイオード賄），姉の逆並列
回路を並列接続するとともに、利得調整用の可変抵抗（
３３）を付加して形成される。

そして、抵抗（２＋　，　ｒ５）　，コンデンサ（６）
　，　（７）が正帰還素子を形成するとともに、抵抗＋
３１　，　（４１　，　（３３）及びダイオード鴫１　
．　＋３２が負帰還素子を形成し、ダイオード（３１＋
　，　（３２のオン電圧（約０６■）を利用し、抵抗（
３１′の電圧の増，減によるダイオード（３１１　，　
（３２）のスイッチングで回路利得を安定化し、安定な
正弦波を得るようになっている。

この場合、発振出力にもとづくダイオード賄），０２の
スイッチングで利得制御を行うため、前記の特性選別の
煩雑な作業が省けるとともに第５図よυ構成が簡素化す
る。

一方、特開昭５５−１３５２６号（ＨＯ８Ｂ　１／００
）には、発振形成された方形波（矩形波）パルスを正，
負の三角波に変換し、この両三角波をリミツタ処理して
正弦波を形成する装置が記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記第７図の発生回路の場合、ダイオード（３１）　．
改のオン電圧が温度に依存して極めて容易に変動し、高
温時はオン電圧が低下し、負帰還量が過大になって発振
出力が低下し、低温時はオン電圧が上昇し、負帰還量が
過小になって発振出力が増大し、第６図のランプ■を用
いた場合と同様、発振出力が温度に依存して極めて容易
に変動する問題点がある。

そして、正弦波を例えばテープレコーダの録音レベルの
基準波として用いる場合、波形歪みより安定性が重要で
あり、温度に依存して変動すると、適正な録音が行えな
くなる。

一方、前記公報に記載の装置の場合、方形波が正弦波よ
シ簡単かつ安定に発振形成され、しかも、方形波の波形
処理で正弦波が形成されるため、正弦波を発振形成する
場合よシ、簡単な構成で温度変化に対しても比較的安定
な正弦波を形成することができるが、前記リミツタ処理
によシ、実際には正弦波が高調波の多い台形波状に歪む
ため、例えばテープレコーダの録音レベルの基準波とし
て用いると、前記高調波のノイズが録音ライン等に直接
又は不要ふく射として混入する問題点がある。

本発明は、方形波を波形処理する簡単な構成によシ、温
度変化に対しても安定で高調波の少ない正弦波を得るよ
うにした正弦波発生回路を提供することを目的とする。

〔課題を解決するだめの手段〕

前記目的を達成するために、本発明の正弦波発生回路は
、ほぼ電源電圧の方形波を出力する方形波発振器と、前
記方形波を積分して三角波を出力する積分器と、インバ
ータゲートの入出力特性で前記三角波を正弦波に波形整
形する波形整形器と、前記正弦波の波形歪みを補正する
ローパスフィルタとを備える。

〔作用〕

前記のように構成された発生回路の場合、発振形成され
た安定な方形波が漬分されて三角波に変換され、この三
角波がインバータゲートの入出力対しても安定な正弦波
が得られ、かつ、インパータゲートの入出力特性の遷移
曲線（トランスファ・カーブ）が滑らかであり、その上
、ローパスフィルタで波形歪みがさらに補正されるため
、正弦波が高調波をはとんど含まなくなる。

〔実施例〕

ｌ突施例について、第１図ないし第３図を参照して以下
に説明する。

第１図において、（財）は２個のインパータゲート（３
５）　．　（晒の縦列回路及び抵抗ｐ′７）．　（３（
ヘ），コンデンサ０９）からなる無安定マノレチパイプ
レータ構成の方形波発振器、（イ）は入カバツファ用の
インバータゲートケ１）及びＣＲｍ分用の抵抗（４２，
コンデンサ（４瞬からなる積分器である。

（４４）はインパータゲート（４句からなる波形整形器
、ｆ４６）はインバータ（４７）及び抵抗（州，　（４
９＋　，コンデンサ（５０），４−　ラなるローパスフ
ィルタ、０υは出力端子である。

なお、各インパータゲー｝　（３５）　，　（３６）．
　（４１）　，　（４５）　，　＋４７）は、例えば型
番ＴＣ７４ＨＣＵ０４ＰのＣＭＯＳインパータ集積回路
で形成されている。

そして、発振器（財）が自走発振して第２図（ａ）のほ
ぼ電源電圧の方形波を発生し、この方形波が債分器（４
＠のインバータゲー｝　（４１）で同図（ｈ）に示すよ
うに反転される。

このとき、抵抗＋３７）　．　＠句の抵抗値Ｒａ　，　
Ｒｂがｈ《Ｒｂに設定され、コンデンサ（３９）の容量
をＣｘ−とすると、方形波の発振周期Ｔ　＃　２，２　
ＲａＣｘになる。

まだ、発振器（財）がいわゆる電源電圧の発振状態にな
るため、電源電圧が安定化電圧の場合、方形波は温度に
対してほとんど変化しない。

そして、インパータゲート＠１）の出力でコンデンサ（
４■が充，放電をくり返し、このくり返しにより、方形
波が第２図（Ｃ）のほぼ対称な三角波に変換され、この
三角波が波形整形器（４４）のインパータゲート〔均に
入力される。

このインバータゲー｝　（４５）は、第３図のトランス
ファ・カーブに示すように、ＣＭＯＳインバータの標準
的な入出力特性を有し、この逆Ｓ字型の特性によシ、三
角波の入力電圧Ｖｉが正弦波の出力電圧■０に波形整形
されて変換される。

なお、第３図の点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは入力電圧Ｖｉの
点ａｌ　ｂＩ　Ｃｌ　ｄｌ　ｅに対応する。

さらに、インバータゲート（伺から出力された第２図（
ｄ）の正弦波がローパスフィルタ｛伺に入力され、この
フィルタ（４のにより、前記波形整形等で生じた頂点（
極点）部分の波形歪みが補正され、同図（ｅ）の極めて
安定で高調波の少ない正弦波が出力端子ＩＩ）から出力
される。

そして、前記実施例では数個のインパータゲートと数個
の抵抗，コンデンサとを組合わせて極めて簡単かつ安価
に形成するようにしたが、各部の構成は実施例に限定さ
れるものではない。

また、方形波の発振周期Ｔ等は、正弦波の周波数に応じ
て設定すればよい。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されているため、以
下に記載の効果を奏する。

正弦波発振器よシ簡単かつ安定な方形波発振器のほぼ電
源電圧の方形波を積分器によって三角波に変換し、この
三角波を波形整形器のインバータゲートの入出力特性で
波形歪みの少ない正弦波に変換し、この正弦波の波形歪
みをローバスフイノレタでさらに補正しただめ、簡単な
構成によυ、温度変化に対しても安定で高調波の少ない
正弦波を得ることができ、この正弦波を例えばテープレ
コーダの録音レベルの基準信号とし、良好な録音を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の正弦波発生回路の１実施
例を示し、第１図は結線図、第２図（ａ）〜ｒａ＞は動
作説明用の波形図、第３図はインバータゲートの入出力
特性図、第４図はウインーブリッジ発振器の結線図、第
５図ないし第７図はそれぞれウインブリッジ発振器を用
いた従来例の結線図である。 例・・・方形波発振器、（３５）　，　（３６）　，　
（４１）　，　ｆ＋５），　（４７）・・・インバータ
ゲート、（４０）・・・積分器、（４４）・・・波形整
形器、（州・・・ローパスフィルタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ほぼ電源電圧の方形波を出力する方形波発振器と
   、 前記方形波を積分して三角波を出力する積分器と、 インバータゲートの入出力特性で前記三角波を正弦波に
   波形整形する波形整形器と、 前記正弦波の波形歪みを補正するローパスフィルタと を備えたことを特徴とする正弦波発生回路。