JPH041384B2 - - Google Patents

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JPH041384B2
JPH041384B2 JP23246582A JP23246582A JPH041384B2 JP H041384 B2 JPH041384 B2 JP H041384B2 JP 23246582 A JP23246582 A JP 23246582A JP 23246582 A JP23246582 A JP 23246582A JP H041384 B2 JPH041384 B2 JP H041384B2
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JP
Japan
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output
circuit
input
signal
gate
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JP23246582A
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JPS59117668A (ja
Inventor
Mitsuo Yonemori
Taju Myatsu
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
Application filed by Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Tateisi Electronics Co
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06GANALOGUE COMPUTERS
    • G06G7/00Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities
    • G06G7/12Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers
    • G06G7/16Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for multiplication or division
    • G06G7/161Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for multiplication or division with pulse modulation, e.g. modulation of amplitude, width, frequency, phase or form

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  • Power Engineering (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ≪発明の分野〓〓≫ この発明は、2つのアナログ入力XとYの積に
比例したアナログ出力を得る時分割掛算回路の改
良に関する。
≪従来技術とその問題点≫ 従来、この種の時分割掛算回路としては第1図
および第2図に示す回路が知られている。第1図
に示す時分割掛算回路は、一方の入力電圧EX
比例的にパルス幅が制御される周期的パルス列を
出力するパルス幅変調回路1と、地方の入力電圧
EYを受けて正負逆極性の電圧+EYおよび−EY
出力する増幅回路2および3と、パルス幅変調回
路1の出力bおよびcに同期して増幅回路2およ
び3の出力+EYおよび−EYを交互に切換えて低
域フイルタ5に入力する切換回路4とを有し、上
記低域フイルタ5にて上記入力を平均化して上記
2つの入力電圧EXとEYの積に比例した出力EZ
得るように構成されている。
第2図は第1図の回路の各部の動作波形を示し
ている。上記パルス幅変調回路1は抵抗R1とコ
ンデンサC1と演算増幅器A1からなる積分回路
10と、積分回路10の出力電圧aをヒステリシ
スをもつてレベル弁別する出力反転型のシユミツ
ト回路G1(ヒステリシスを持つインバータ)
と、シユミツト回路G1の出力bを論理反転して
その出力cを抵抗R2を介して積分回路10に帰
還するインバータG2とからなる。
なお、第1図の回路全体には接地電位に対して
絶対値が等しい正負の電源電圧V+およびV-が与
えられて動作する。そのため、シユミツト回路G
1の出力bおよびインバータG2の出力cは、H
レベル=電圧V+とLレベル=電圧V-との論理状
態をとる。
このように構成されたパルス幅変調回路1で
は、第2図の波形図にも示すように、入力電圧
EXを積分する積分回路10の動作方向がインバ
ータG2の出力cによつて正または負方向に反転
されるという一種の発振ループが形成され、シユ
ミツト回路G1の出力bおよびインバータG2の
出力cからは一定の周期のパルス列が得られ、か
つ、そのパルス列のデユーテイは次の関係を満た
す。
T1−T2/T1+T2∝EX また、上記増幅回路2は抵抗R3,R4および
演算増幅器A2からなるゲイン1の反転増幅器で
あり、その出力には入力電圧EYの極性を反転し
た電圧−EYが得られる。同様に、増幅回路3も
抵抗R5,R6および演算増幅器A3で構成され
るゲイン1の反転増幅回路であり、増幅回路2の
出力電圧の極性を反転した電圧+EYを出力する。
上記切換回路4は、増幅回路3の出力+EY
低域フイルタ5の入力側を結ぶFETからなるス
イツチング素子AS1と、増幅回路2の出力−EY
と低域フイルタ5の入力側を結ぶ同じくFETか
らなるスイツチング素子AS2とからなり、一方
のスイツチング素子AS1は上記パルス幅変調回
路1のシユミツト回路G1の出力bでもつてオ
ン・オフ制御されるとともに、他方のスイツチン
グ素子AS2は上記インバータG2の出力cでも
つてオン・オフ制御される。
つまり、スイツチング素子AS1とAS2はパル
ス幅変調回路1の互いに逆相の出力信号bとcに
より相補的に駆動され、増幅回路3の出力+EY
と増幅回路2の出力−EYとを交互に切換えて低
域フイルタ5に入力する。
低域フイルタ5は、抵抗値の等しい2つの並列
入力抵抗R7とR8、コンデンサC2、抵抗R9
および演算増幅器A4で構成されるアクテイブフ
イルタで、パルス幅変調回路1の出力に同期して
電圧+EYと−EYが交互に印加される入力信号を
平均化してその直流分を抽出し、出力電圧EZ
する。良く知られているように、低域フイルタ5
の出力電圧EZは2つの入力電圧EXとEYの積に比
例する。
以上のように構成された従来の時分割掛算回路
では、次に述べるような問題点があつた。スイツ
チング素子AS1、AS2としてFETのような半
導体スイツチング素子を用いた場合、第1図中に
点線で示すように、スイツチング素子の制御端子
(ゲート)と出力端子(ソース)との間に浮遊容
量C10、C20が存在する。そのために、素子
AS1、AS2のスイツチング動作に伴なつてその
出力側に微分信号が生じ、その微分信号が低域フ
イルタ5に入力されて出力誤差を生じる原因とな
る。スイツチング素子AS1の出力点dおよびス
イツチング素子AS2の出力点eの波形について
上述の微分信号を生じるようすを第3図に示して
いる。この図において点線で示すのが微分信号が
重畳された波形であり、実線は望ましいスイツチ
ング特性である。
上記の微分信号の発生について詳述する。スイ
ツチング素子AS1の制御端子に出力bのV+が印
加され、スイツチング素子AS1が導通し、その
出力側に電圧+EYが生じているとする。このと
き、スイツチング素子AS1の浮遊容量C10に
はV+−EYなる電圧が充電される。その後、信号
bがV-に反転してスイツチング素子AS1がオフ
すると、スイツチング素子AS1の出力はV-
(V+−EY)まで変化して浮遊容量C10の電荷が
抵抗R8を介して放電する。これが第3図dに点
線で付加したような微分信号となる。同様にし
て、スイツチング素子AS2がオンからオフに変
化したときに、第3図のeに点線で付加したよう
な微分信号が生ずる。
このようなスイツチング素子AS1、AS2の浮
遊容量C10、C20に起因する微分パルスによ
つて低域フイルタ5の出力EZに誤差を生ずるこ
ととなるが、この誤差は、掛算回路としての応答
性を高くすべくパルス幅変調回路1の周期T1+
T2を小さくする程大きくなり、無視できない。
また、第1図の従来回路では次のような問題も
あつた。スイツチング素子AS1とAS2を相補駆
動する2相の切換信号bとcはパルス幅変調回路
1におけるインバータG2の入力側および出力側
からそれぞれ得られるが、入力信号bに対して出
力信号cはインバータG2の伝達時間のために多
少遅延される。このようすを第4図にある程度誇
張して示している。このように信号bに対して信
号cがΔT2だけ遅れていると、信号bの立上り
時点で両信号b、cともHレベルとなり、信号b
の立下り時点で両信号b、cともLレベルとな
る。
ここで問題なのは、両信号b、cが同時にHレ
ベルになる期間が存在していることである。信号
bとcがともにHレベルになると、スイツチング
素子AS1とAS2が同時にオンすることとなる。
その結果、例えばスイツチング素子AS2がオフ
となつて増幅回路2と低域フイルタ5とを速やか
に遮断しなければいけないのに、スイツチング素
子AS2のオフタイミングが遅れたことによつて
出力誤差の原因となる。
≪発明の目的≫ この発明の目的は、上述したスイツチング素子
の浮遊容量に起因する出力誤差、および2つのス
イツチング素子が同時にオンしてしまう期間が存
在することによる出力誤差を防止した高精度の時
分割掛算回路を提供することにある。
≪発明の構成と効果≫ 上記の目的を達成するために、この発明は、一
方の入力信号Xをシユミツト回路G1にてレベル
弁別して信号bを出力するとともに、この信号b
をインバータG2にて論理反転して信号cを出力
し、入力信号Xに比例的にパルス幅が制御される
周期的パルス列信号b、cを出力するパルス幅変
調回路と、他方の入力信号Yに比例した正負逆極
性の電圧+EYおよび−EYを出力する増幅回路と、
上記パルス幅変調回路の出力信号b、cに同期し
て上記増幅回路の出力+EYおよび−EYを交互に
切換えて低域フイルタに入力する切換回路とを有
し、上記低域フイルタにて上記入力を平均化して
2つの入力信号XとYの積に比例した出力を得る
時分割掛算回路において、 上記シユミツト回路G1の出力信号bが入力さ
れるANDゲートG4およびNORゲートG5と、
上記インバータG2の出力信号cが入力されるイ
ンバータG3とを備え、インバータG2を経るこ
とにより信号bよりΔT2だけ遅れを伴つた信号
cを、インバータG3を経てANDゲートG4お
よびNORゲートG5に入力することにより、
ANDゲートG4およびNORゲート5からは、互
いにほぼ逆相でかつすべての変化点で同時に
“0”となる微少時間を含んだ2相のパルス列か
らなる切換信号hおよびiが出力されるタイミン
グ調整回路を有し、 上記切換回路は、上記増幅回路の出力+EY
上記低域フイルタの入力側とを結ぶスイツチング
素子AS1と、このスイツチング素子AS1の出力
側と接地電位点を結ぶスイツチング素子AS3と、
上記増幅回路の出力−EYと上記低域フイルタの
入力側とを結ぶスイツチング素子AS2と、この
スイツチング素子AS2の出力側と接地電位点を
結ぶスイツチング素子AS4とを有し、スイツチ
ング素子AS1とAS4とが上記ANDゲートG4
から出力される切換信号hにより同時にオン・オ
フされ、スイツチング素子AS2とAS3とが上記
NORゲートG5から出力される切換信号iによ
り同時にオン・オフされるように構成されている
ことを特徴とする。
この構成によれば、スイツチング素子に浮遊容
量があつても有害な微分信号が生じなくなり、ま
たスイツチング素子の同時オン状態がなくなるの
で、上述したような従来の出力誤差を防止するこ
とができ、高精度の掛算動作を実現することがで
きる。
≪実施例の説明≫ 第5図はこの発明を適用した時分割掛算回路の
構成例を示す。第5図の回路において、パルス幅
変調回路1、増幅回路2および3、低域フイルタ
5の構成は第1図に示した従来のものと全く同じ
であり、同一部分に同一符号を付してその説明は
省略する。
この発明に係る時分割掛算回路は以下の構成に
特徴を有する。まず、上記パルス幅変調回路1の
出力信号bおよびcを受けてその変化点タイミン
グを微少に操作し、互いにほぼ逆相でかつすべて
の変化点で同時に“0”つまりLレベルとなる微
少時間を含んだ2相のパルス列からなる切換信号
hおよびiを作るタイミング調整回路6を設けて
いる。
また、上記切換回路4は、上記増幅回路3の出
力+EYと上記低域フイルタ5の入力側とを結ぶ
スイツチング素子AS1と、このスイツチング素
子AS1の出力側と接地電位点を結ぶスイツチン
グ素子AS3と、上記増幅回路2の出力−EYと上
記低域フイルタ5の入力側とを結ぶスイツチング
素子AS2と、このスイツチング素子AS2の出力
側と接地電位点を結ぶスイツチング素子AS4と
を有し、スイツチング素子AS1とAS4とが上記
一方の切換信号hにより同時にオン・オフされ、
スイツチング素子AS2とAS3とが上記他方の切
換信号iにより同時にオン・オフされるように構
成されている。
この実施例では、上記タイミング調整回路6は
インバータG3とANDゲートG4とNORゲート
G5とからなり、この回路の動作波形が第6図に
示されているが、以下に詳述するようにこの実施
例ではインバータG3やANDゲートG4および
NORゲートG5を通過する入力と出力の応答遅
れを利用してスイツチング素子AS1〜AS4が同
時にオンすることがないようにしている。
パルス幅変調回路1からの出力信号bはAND
ゲートG4およびNORゲートG5にそれぞれ入
力される。また、信号bよりインバータG2を経
てΔT2だけ遅れを伴つた信号cは、インバータ
G3を経てANDゲートG4およびNORゲートG
5にそれぞれ入力される。そして、ANDゲート
G4からスイツチング素子AS1とAS4に印加さ
れる切換信号hが出力され、NORゲートG5か
らスイツチング素子AS2とAS3に印加される切
換信号iが出力される。
ここで、インバータG3の入出力c→gには第
6図に示すようにΔT3の応答遅れを伴い、同じ
くANDゲートG4の入出力にはΔT4の応答遅
れを伴い、NORゲートG5の入出力にはΔT5の
応答遅れを伴う。これらの応答遅れを利用するこ
とにより、第6図のh,iに示すように、切換信
号hとiはパルス幅変調回路1の出力bとcにそ
れぞれ対応した信号であるが、両信号の立上りお
よび立下りタイミングが微少に操作されて、両信
号のすべての変化点でともにLレベルとなる微少
期間ΔTが含まれ、両信号がともにHレベルとな
る期間は全く含まれない信号となる。
その結果、スイツチング素子AS1〜AS4が同
時にオンすることはなくなり、この点での出力誤
差を防止することができる。
また、スイツチング素子AS1がオンからオフ
に変化すると、同時にスイツチング素子AS3が
オフからオンに変化し、スイツチング素子AS1
の出力側を速やかに接地電位に引き落とす。よつ
て、スイツチング素子AS1の浮遊容量C10の
電荷放電も瞬時になされ、従来のような微分信号
が生じて低域フイルタ5側に入力されるという不
都合がなくなる。スイツチング素子AS2側の動
作についても同様で、スイツチング素子AS4の
働きで低域フイルタ5の抵抗R7を通して従来の
ような微分信号が入力されてしまうのを防止す
る。
なお、スイツチング素子AS1〜AS4、シユミ
ツト回路G1、インバータG2,G3、ANDゲ
ートG4、NORゲートG5はC−MOSで構成す
るのが好ましい。この場合、C−MOSゲートの
入出力伝達時間が約50nsであることから、パルス
幅変調回路1の出力周期を100μsと充分小さくし
ても、タイミング調整回路6による上記ΔTの調
整による誤差は0.1%以下と非常に小さく無視で
きる程度におさえることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の時分割掛算回路を示す回路図、
第2図は第1図の回路の動作を示す波形図、第3
図および第4図は第1図の回路の問題点を示した
波形図、第5図はこの発明を適用した時分割掛算
回路の構成を示す回路図、第6図は第5図におけ
るタイミング調整回路6の動作波形図である。 1……パルス幅変調回路、23……増幅回路、
4……切換回路、5……低域フイルタ、6……タ
イミング調整回路、AS1〜AS4……スイツチン
グ素子。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一方の入力信号Xをシユミツト回路G1にて
    レベル弁別して信号bを出力するとともに、この
    信号bをインバータG2にて論理反転して信号c
    を出力し、入力信号Xに比例的にパルス幅が制御
    される周期的パルス列信号b,cを出力するパル
    ス幅変調回路と、他方の入力信号Yに比例した正
    負逆極性の電圧+EYおよび−EYを出力する増幅
    回路と、上記パルス幅変調回路の出力信号b,c
    に同期して上記増幅回路の出力+EYおよび−EY
    を交互に切換えて低域フイルタに入力する切換回
    路とを有し、上記低域フイルタにて上記入力を平
    均化して2つの入力信号XとYの積に比例した出
    力を得る時分割掛算回路において、 上記シユミツト回路G1の出力信号bが入力さ
    れるANDゲートG4およびNORゲートG5と、
    上記インバータG2の出力信号cが入力されるイ
    ンバータG3とを備え、インバータG2を経るこ
    とにより信号bよりΔT2だけ遅れを伴つた信号
    cを、インバータG3を経てANDゲートG4お
    よびNORゲートG5に入力することにより、
    ANDゲートG4およびNORゲート5からは、互
    いにほぼ逆相でかつすべての変化点で同時に
    “0”となる微少時間を含んだ2相のパルス列か
    らなる切換信号hおよびiが出力されるタイミン
    グ調整回路を有し、 上記切換回路は、上記増幅回路の出力+EY
    上記低域フイルタの入力側とを結ぶスイツチング
    素子AS1と、このスイツチング素子AS1の出力
    側と接地電位点を結ぶスイツチング素子AS3と、
    上記増幅回路の出力−EYと上記低域フイルタの
    入力側とを結ぶスイツチング素子AS2と、この
    スイツチング素子AS2の出力側と接地電位点を
    結ぶスイツチング素子AS4とを有し、スイツチ
    ング素子AS1とAS4とが上記ANDゲートG4
    から出力される切換信号hにより同時にオン・オ
    フされ、スイツチング素子AS2とAS3とが上記
    NORゲートG5から出力される切換信号iによ
    り同時にオン・オフされるように構成されている
    ことを特徴とする時分割掛算回路。
JP23246582A 1982-12-24 1982-12-24 時分割掛算回路 Granted JPS59117668A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP4860852B2 (ja) * 2001-09-27 2012-01-25 新日鉄エンジニアリング株式会社 還元鉄塊成物の冷却方法。
JP4783871B2 (ja) * 2011-05-27 2011-09-28 新日鉄エンジニアリング株式会社 還元鉄塊成化物の冷却装置

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