JPH043600Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は例えば電気時計に用いられる有極信
号増幅器に関し、特に負荷側からの誘導雑音等に
よる影響を軽減すべく出力回路を構成した増幅器
において、互に相補動作するように直列接続した
出力トランジスタが入力信号によつて転換動作す
るときにその直列接続された出力トランジスタに
短絡電流が流れないように構成したものである。

電気時計では周知のように親時計から30秒毎に
パルス信号が出力され、そのパルス信号を有極信
号増幅器によつて正負の有極信号に変換しその有
極信号を子時計群に供給して子時計を駆動するよ
うにしている。

一般に有極信号増幅器は互に相補動作するよう
に接続された一対の出力トランジスタによる直列
回路が二つ用意され、この二つの相補接続回路の
接続点間に負荷を接続し、その二つの相補接続回
路の各一方のトランジスタをたすきがけに導通さ
せて負荷に一方の極性のパルス信号を与え、相補
接続回路の各他方のトランジスタをたすきがけに
導通させて負荷に他方の極性のパルス信号を与え
るように構成される。

従来は電力消費量を軽減する目的で無信号状態
ではこれら相補接続された出力トランジスタの全
てをオフに保持するように構成している。このよ
うに出力トランジスタの全てをオフに保持してお
くときは負荷側から見て信号源インピーダンスが
高く見える。よつて子時計群への配線が長い場合
等において、その配線に誘導雑音等が誘起される
と、その誘導雑音が有極信号増幅器の出力回路に
大きく発生し、これが増幅器の回路を逆流して例
えば親時計の基準発振器の動作に妨害を与えたり
する不都合が発生する。

この考案の第１の目的は無信号時も信号源イン
ピーダンスを低く保持でき負荷側からの誘導雑音
による影響を除去できる有極信号増幅器を提供す
るにある。

この考案の第２の目的は無信号時に信号源イン
ピーダンスを低く保つようにした有極信号増幅器
において発生する不都合、つまり出力トランジス
タに短絡電流が流れないようにした有極信号増幅
器を提供することにある。

以下にこの考案の一実施例を図面を用いて詳細
に説明する。

図はこの考案の一実施例を示す。図中１ａ，１
ｂは入力端子を示す。この入力端子１ａ，１ｂに
は親時計（特に図示しない）に設けられたスイツ
チ素子２ａ，２ｂが接続され、スイツチ素子２ａ
が例えば正分時オンとされ、２ｂが30秒時にオン
に操作されるように構成されているものとする。
入力端子１ａ，１ｂには抵抗器３ａ，３ｂ及び４
ａ，４ｂを通じて第１、第２制御トランジスタの
ベースが接続される。

つまり５ａ，５ｂはここでは第１制御トランジ
スタと称することとし、６ａ，６ｂを第２制御ト
ランジスタと称することとする。これら第１制御
トランジスタ５ａ，５ｂと第２制御トランジスタ
６ａ，６ｂは互に導電形を異にするトランジスタ
を用いる。この例では第１制御トランジスタ５
ａ，５ｂをPNP形トランジスタとし、第２制御
トランジスタ６ａ，６ｂをNPN形トランジスタ
とした場合を示す。第１制御トランジスタ５ａ，
５ｂは共に無信号時オフに保持され入力端子１
ａ，１ｂに供給される信号によつて各別にオンに
制御される。第２制御トランジスタ６ａ，６ｂは
無信号時オフに保持される。つまり第２制御トラ
ンジスタ６ａ，６ｂの各ベースには常時抵抗器３
ｃ−３ａ−３ｂと４ｃ−４ａ−４ｂを通じてベー
ス電流が供給されオンに保持される。

ここでスイツチ素子２ａがオンになるとトラン
ジスタ５ａがオンとなりトランジスタ６ａがオフ
に制御される。このときトランジスタ５ｂ，６ｂ
には変化がない。一方30秒時にスイツチ素子２ｂ
がオンになるとトランジスタ５ｂがオンとなり、
トランジスタ６ｂがオフに制御される。このとき
はトランジスタ５ａ，６ａには変化がない。

第２制御トランジスタ６ａ，６ｂによつて第
１、第２出力トランジスタ７と８が制御され、第
１制御トランジスタ５ａ，５ｂによつて第３、第
４出力トランジスタ９及び１０が制御される。こ
れら各出力トランジスタ７，８，９，１０はこの
例ではエミツタホロワ形の二段増幅回路によつて
構成した場合を示すが、それぞれを１本のトラン
ジスタで構成することもできる。第１、第２出力
トランジスタ７及び８はPNP形トランジスタで
構成されそのエミツタが正極電源線１１に接続さ
れる。これら出力トランジスタ７と８は無信号時
は第２制御トランジスタ６ａ，６ｂにより活性状
態に保持される。

第３、第４出力トランジスタ９と１０はNPN
形トランジスタで構成され、そのエミツタは共通
電位側１２に接続される。これら第３、第４出力
トランジスタ９と１０は第１、第２出力トランジ
スタ７と８のそれぞれと直列接続される。つまり
この例では第１出力トランジスタ７と第３出力ト
ランジスタ９を直列接続し、第２出力トランジス
タ８と第４出力トランジスタ１０を直列接続した
場合を示す。尚ここで各出力トランジスタ７〜１
０の各前段のトランジスタ７ａ，８ａ，９ａ，１
０ａに関しては第１出力トランジスタ７の前段の
トランジスタ７ａは第４トランジスタ１０の前段
のトランジスタ１０ａと直列接続し、第２出力ト
ランジスタ８の前段のトランジスタ８ａは第３ト
ランジスタ９の前段のトランジスタ９ａと直列接
続するようにたすきがけに接続しているが、出力
電流に関して見れば出力トランジスタ７と９及び
８と１０が相補動作するように直列接続されてい
るものとして見ることができる。第３、第４出力
トランジスタ９と１０は第１制御トランジスタ５
ａ，５ｂによつて無信号時はオフに保持される。
よつて無信号時に第１、第２出力トランジスタ７
と８が活性状態に制御されていてもこれら第１、
第２出力トランジスタ７と８に電流が流れること
はない。

第１及び第３出力トランジスタ７と９の接続点
Ａと第２及び第４出力トランジスタ８と１０の接
続点Ｂの間に負荷１３を接続する。この負荷は一
般には子時計群であり主に子時計の駆動コイルが
複数並列接続されて構成される。また場合によつ
ては子時計群の他に中継増幅器等が接続される場
合もある。

このように構成することにより無信号時は第
１、第２出力トランジスタ７と８は第２制御トラ
ンジスタ６ａ，６ｂの導通電流により活性化され
ているが、第３、第４出力トランジスタ９と１０
がオフに保持されているため出力電流は流れない
状態に保持される。ここで入力端子１ａがスイツ
チ素子２ａのオンにより共通電位に接続されると
トランジスタ６ａがオフとなつて第１トランジス
タ７をオフに制御し、トランジスタ５ａがオンと
なつて第３トランジスタ９をオンに制御する。よ
つてこのときは第２と第３出力トランジスタ８と
９がたすきがけにオンとなり負荷１３にはＢ点か
らＡ点に向つて電流が流れ負荷１３を一方の状態
に駆動する。尚このとき第２出力トランジスタ８
の前段トランジスタ８ａのコレクタ電流はトラン
ジスタ９ａを通じて流すようにしている。スイツ
チ２ａがオンしている時間はごくわずかである。
スイツチ素子２ａがオフに戻ると出力トランジス
タ９がオフとなり、また出力トランジスタ７はオ
ンの状態に復帰する。スイツチ素子２ｂがオンと
なるとトランジスタ６ｂがオフとなりこれにより
第２出力トランジスタ８をオフに制御すると共に
トランジスタ５ｂがオンとなつて第４出力トラン
ジスタ１０をオンに制御する。よつて今度は負荷
１３にはＡ点からＢ点に向う電流が流れ負荷１３
を他方の状態に駆動する。尚このとき第１出力ト
ランジスタ７の前段のトランジスタ７ａのコレク
タ電流は第４出力トランジスタ１０の前段のトラ
ンジスタ１０ａを通じて流れる。このようにして
スイツチ素子２ａ，２ｂが交互にオンとなること
により負荷１３に正と負の有極信号を与えること
ができる。

このような有極信号増幅器において、この考案
によれば第１、第２出力トランジスタ７と８が無
信号時活性化されていることによつて負荷１３の
両端はほぼ短絡されている状態として見ることが
できる。よつて負荷１３側で雑音等が誘起されて
も信号源インピーダンスが低いからその雑音は低
インピーダンスの信号源で吸収されＡ点とＢ点間
に大きな雑音電圧が発生することはない。よつて
負荷１３側から到来した雑音が増幅回路を逆流し
て親時計側に混入することを阻止することができ
る。

ところで上述においてはスイツチ素子２ａ，２
ｂがオンとなるとき第１又は第２出力トランジス
タ７又は８がオフとなり、これと共に第４又は第
３出力トランジスタ１０又は９がオンとなるもの
として説明した。然し乍ら実際には例えばスイツ
チ素子２ａがオンとなつたとき第１出力トランジ
スタ７が完全にオフに戻らない状態において第３
出力トランジスタ９がオンとなつてしまう。また
他方のスイツチ素子２ｂがオンとなつたときは第
２出力トランジスタ８がオフに戻らないうちに第
４出力トランジスタ１０がオンとなつてしまい何
れの状態でも互いに直列接続された出力トランジ
スタ７と９及び８と１０は同時にオンとなりわず
かな時間であるが短絡電流が流れてしまう欠点が
あつた。このため出力トランジスタ７〜１０は電
流容量の大きいものを使用してその短絡電流によ
つてトランジスタが破損しないようにしていた。
このためコスト高となる欠点がある。またこの有
極信号増幅器をIC化する場合には、この短絡電
流による出力トランジスタの破損が大きな障害と
なつている。

このためこの考案では第３、第４出力トランジ
スタ９又は１０がオンになる前に第１、第２出力
トランジスタ７又は８をオフに制御するための手
段を設けるものである。この手段としては抵抗３
ａ，３ｂ及び４ａ，４ｂとコンデンサ１４，１５
とから成る時定数回路１６，１７によつて構成す
ることができる。この時定数１６，１７を設ける
ことによりトランジスタ５ａ，６ａ及び５ｂ，６
ｂの各ベース共通接点ＣとＤの電位変化に時定数
を持たせることができる。このようにトランジス
タ５ａ，６ａ及び５ｂ，６ｂのベース共通接続点
ＣとＤの電位変化に時定数を持たせることにより
例えばスイツチ素子２ａがオンとなつたときＣ点
の電位は抵抗器３ａ，３ｂの抵抗値とコンデンサ
１４の時定数に従つて漸次低下する。よつて
NPN形のトランジスタ６ａが先にオフとなつた
後、Ｃ点の電位がそのときの電位から更に約0.7
×２ボルト分だけ低下するとPNP形トランジス
タ５ａがオンとなる。従つて第１出力トランジス
タ７がオフとなつた後に第３出力トランジスタ９
がオンとなり短絡電流が流れることはない。スイ
ツチ素子２ｂがオンとなつたときも同様にみてＤ
点の電位が時定数回路１７の時定数に従つて漸次
低下するからトランジスタ６ｂが先にオフとな
り、その後第トランジスタ５ｂがオンとなるから
第２出力トランジスタ８がオフとなつて後に第４
出力トランジスタ１０がオンとなり、この直列回
路に短絡電流が流れることはない。

以上説明したようにこの考案によれば互に相補
動作するように直列接続された有極信号増幅器の
出力トランジスタ回路において、その直列接続さ
れた出力トランジスタ間に短絡電流が流れること
を阻止することができる。よつて出力トランジス
タ７，８，９，１０としては負荷１３を駆動する
に充分な電流容量を持てばよく、それ以上の電流
容量のトランジスタを用いなくてよい。また短絡
電流が全く流れないから出力トランジスタが破損
することはない。よつてIC化しても信頼性の高
いICを得ることができる利点が得られる。

尚図示の実施例において１８はこの有極信号増
幅器が異常になつたことを知らせるための警報信
号出力端子である。増幅器の異常とはここでは出
力トランジスタ７〜１０が導通状態から戻らなく
なつたことを指す。従つて出力トランジスタ９及
び１０の共通接続点と共通電位点１２の間に電流
検出用抵抗器１９を接続し、この抵抗器１９に流
れる電流によつてトランジスタ２１をオンにさせ
警報信号を出力させるようにしている。ここでト
ランジスタ２２は入力信号によつてオンに制御さ
れ、入力信号が有る状態ではトランジスタ２１の
ベースを共通電位に落し入力信号がある間警報信
号が出されないようにしている。無信号時におい
て出力トランジスタ７〜１０の何れかに導通電流
が流れるとトランジスタ２１がオンとなり警報信
号を出力すると共にトランジスタ２３をオンに
し、発光ダイオード２４を点灯させる。これとと
もにダイオード２５，２６を通じてトランジスタ
５ａ，６ａ及び５ｂ，６ｂのベースに正電圧を与
え、これにより第１制御トランジスタ５ａ，５ｂ
をオフに、第２制御トランジスタ６ａ，６ｂをオ
ンに保持し、爾後は入力信号によつて増幅器が動
作することを阻止するようにしている。

また出力トランジスタ７〜１０に接続したダイ
オード２７〜３２は負荷１３が子時計の場合、そ
のインピーダンスはインダクタンス成分となるた
め駆動電流が断となつたときに発生する逆起電力
を吸収するためのダイオードである。

【図面の簡単な説明】

図はこの考案の一実施例を示す接続図である。 １ａ，１ｂ……入力端子、５ａ，５ｂ……第１
制御トランジスタ、６ａ，６ｂ……第２制御トラ
ンジスタ、７……第１出力トランジスタ、８……
第２出力トランジスタ、９……第３出力トランジ
スタ、１０……第４出力トランジスタ、１３……
負荷、１６，１７……時定数回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 それぞれ抵抗器を通じて電源の一端に接続さ
   れ、その電源の他端との間で同一極性のパルス信
   号が交互に与えられる一対の入力端子と、 上記一対の入力端子と、一対の第１制御トラン
   ジスタの入力側との間にそれぞれ直列に挿入され
   た一対の抵抗器と、その一対の抵抗器の上記第１
   制御トランジスタ側及び上記電源の他端間にそれ
   ぞれ接続された一対のコンデンサとよりなる一対
   の時定数回路と、 上記一対の入力端子に供給されたパルス信号が
   上記一対の時定数回路をそれぞれ通り制御信号と
   して与えられ、それぞれ各別にオンに制御される
   一対の上記第１制御トランジスタと、 この一対の第１制御トランジスタとそれぞれ異
   なる導電形であり、それぞれ上記一対の第１制御
   トランジスタと順方向に直列に接続され、かつ上
   記一対の第１制御トランジスタとオンとなるレベ
   ルが異なり、制御電極側が上記一対の第１制御ト
   ランジスタの制御電極側にそれぞれ接続され、上
   記制御信号が徐々に所定のレベルになる時、上記
   第１制御トランジスタがオンとなる前にオフとな
   る一対の第２制御トランジスタと、 この第２制御トランジスタによつて無信号時は
   共に活性状態に保持され、上記電源の一端に一つ
   の電極が共通接続された第１、第２出力トランジ
   スタと、 この第１、第２出力トランジスタのそれぞれと
   直列接続され、これら第１、第２出力トランジス
   タと異なる導電形のトランジスタで構成され、一
   つの電極が上記電源の他端に共通接続され、入力
   信号によつて第１、第２出力トランジスタと互い
   に相補動作するように上記第１制御トランジスタ
   によつて制御される第３、第４出力トランジスタ
   と、 これら第１、第２及び第３、第４出力トランジ
   スタによつて構成される直列回路の接続点間に接
   続された負荷と、 を具備して成る有極信号増幅器。