JPH0758889B2 - 波形発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、方形波などを発生する波形発生装置に係
り、特に、波形の上端、下端また上下端の各レベルの連
続的な制御に関する。

〔従来の技術〕

ヒステリシスコンパレータなどの電子回路の評価など、
各種の電子計測では、実験上、波形レベルを一定にした
ままで、波形の下端レベルまたは上端レベルのみを制御
して任意のレベルを持つ信号波形が要求される場合があ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような波形制御を従来の計測器によって実現しよう
とすると、出力レベルと出力オフセット電圧レベルの双
方を制御しなければならず、そのための制御では、出力
レベル調整用つまみと出力オフセット電圧レベル調整用
つまみの双方の操作が必要であるため、作業性が悪く、
不便であった。とりわけ、電子回路の評価では、観測者
がこのような波形の制御にのみ注意を集中させると、他
の実験装置の制御が疎かになり、正確な実験データを得
ることができない不都合があった。

また、このような波形制御を従来の計測器を用いて出力
波形の上端または下端のみのレベルを調整した場合、そ
の調整は手操作で行わなければならず、手操作であるた
め、波形の精度を高めようとしても、数十mV程度の低い
精度しか期待できなかった。

そこで、この発明は、高精度に波形制御を行うことがで
き、各種の電子計測に適する波形発生装置の提供を目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の波形発生装置は、第１図及び第２図に例示す
るように、一定周期の信号を発生する信号源（信号発生
器２）と、この信号源からの前記信号を受けて、前記信
号のレベルに応じた符号化出力を取り出すレベル変換手
段（レベルコンバータ14）と、このレベル変換手段から
の前記符号化出力をスイッチング信号に変換する信号変
換手段（デコーダ24）と、レベル制御入力を受けて連続
的に増加又は減少する電圧を発生する可変電圧源（６）
と、この可変電圧源から連続的に増加又は減少する電圧
を受けるとともに、前記信号変換手段からのスイッチン
グ信号によってスイッチングすることにより、前記電圧
を断続させ、断続してレベルが増加又は減少するパルス
出力を取り出すアナログスイッチと（26A、26B）とを備
えたことを特徴とする。

〔作用〕

信号源は一定周期の信号を発生する。この信号は、レベ
ル変換手段によってそのレベルに応じた符号化出力に変
換される。この符号化出力は、信号変換手段に加えられ
てスイッチング信号に変換される。

そして、可変電圧源は、レベル制御入力を受けて連続的
に増加又は減少する電圧を発生する。

アナログスイッチには、可変電圧源から連続的に増加又
は減少する電圧が加えられるとともに、スイッチング制
御入力として信号変換手段からスイッチング信号が加え
られる。即ち、アナログスイッチは、スイッチング信号
によってスイッチングし、連続的に増加又は減少する電
圧を断続させ、その結果、断続してレベルが増加又は減
少する矩形波出力が得られる。

したがって、この発明の波形発生装置によれば、たとえ
ば、上端レベルが連続的に増加（または減少）する方形
波、下端レベルが連続的に増加（または減少）する方形
波、または、上端および下端レベルが共に連続的に増加
（または減少）する方形波などを発生させることができ
る。

〔実 施 例〕

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、この発明の波形発生装置の実施例を示す。

第１図において、特定周期の矩形波または正弦波などの
信号を発生する信号源として信号発生器２を設置する。
この信号発生器２はスイープジェネレータやパルスジェ
ネレータで構成される。この信号発生器２からたとえ
ば、一定周期の矩形波信号をスイッチング手段として設
置されたアナログスイッチ回路４にスイッチング制御信
号として加える。したがって、アナログスイッチ回路４
は、たとえば、Ｃ−MOS形アナログスイッチで構成し、
信号発生器２からの矩形波信号によってスイッチングす
る。この場合、アナログスイッチ回路４に対する信号発
生器２の出力信号には、アナログスイッチィ回路４の動
作可能な入力レベルまでの振幅を設定する。

このアナログスイッチ回路４に対して精密な電圧制御が
可能な電圧源として設置された可変電圧源回路６から連
続的に増加または減少するレベルの電圧を加える。可変
電圧源回路６は、電圧レベルが連続的に増加または減少
するプログラム可能なプログラマブル電圧源、たとえ
ば、外部のマイクロコンピュータなどによって電圧レベ
ルが加減される電圧源によって構成できる。

このような可変電圧源回路６によってアナログスイッチ
回路４に対して任意の電圧レベルが加えられると、アナ
ログスイッチ回路４のスイッチング動作によって、任意
の電圧レベルが断続状態となって取り出される。すなわ
ち、アナログスイッチ回路４には、信号発生器２からの
信号周期を持ち、可変電圧源回路６によって設定された
電圧レベルを持つ波形が得られる。

この波形出力は、負荷のインピーダンスによる波形歪み
を防止するためのインピーダンス変換手段としてのバッ
ファ回路８を介して出力端子10から取り出され、たとえ
ば、評価を行う観測対象としての電子回路の入力部に加
えることができる。

したがって、この波形発生装置によれば、信号発生器２
の発生信号の周期を任意に設定し、かつ、可変電圧源回
路６に対して発生レベルを任意に設定すれば、信号発生
器２から加えられる信号周期を持ち、かつ、可変電圧源
回路６によって設定された電圧レベルを持って増加また
は減少する波形出力を得ることができる。

この波形発生装置において、たとえば、アナログスイッ
チ回路４に対して、信号発生器２から第２図のＡに示す
ように入力波形として矩形波信号ａ、可変電圧源回路６
から第２図のＡに示すように中点レベルＭに対して正側
で連続的に減少するレベルの電圧ｂのみが加えられた場
合には、アナログスイッチ回路４から第２図のＢに示す
ように、電圧ｂのレベルに従って正側レベルのみが減少
するレベルを持ちかつ矩形波信号ａの周期を持つ波形出
力が得られる。

また、信号発生器２からたとえば、第２図のＡに示す矩
形波信号ａ、可変電圧源回路６から第２図のＡに示すよ
うに中点レベルＭに対して負側で連続的に増加するレベ
ルの電圧ｃのみが加えられた場合には、アナログスイッ
チ回路４から第２図のＣに示すように、電圧ｃのレベル
に従って負側レベルのみが増加するレベルを持ちかつ矩
形波信号ａの周期を持つ波形出力が得られる。

この場合、信号発生器２からたとえば、第２図のＡに示
す矩形波信号ａ、可変電圧源回路６から第２図のＡに示
すように中点レベルＭに対して正側で連続的に減少する
レベルの電圧ｂとともに、中点レベルＭに対して負側で
連続的に増加するレベルの電圧ｃが加えられた場合に
は、アナログスイッチ回路４から第２図のＢに示すよう
に、正側で電圧ｂのレベル従って減少するとともに、第
２図のＣに示すように、負側で電圧ｃのレベルに従って
増加するレベルを持ち、かつ矩形波信号ａの周期を持つ
波形出力が得られる。

したがって、このような波形発生装置では、使用電圧範
囲がアナログスイッチ回路４とバッファ回路８によって
制限されるが、可変電圧源回路６に精度の良い電圧値が
制御可能な定電圧電源を用いることにより、出力波形の
上端、下端または上下端の電圧レベルを精密かつ連続的
に制御でき、電子計測など、各種電子回路の評価に利用
することができる。

（具体的な実施例） 第３図は、第１図に示した波形発生装置の具体的な構成
例を示す。

第３図において、信号発生器２に発生させた特定周期の
信号は、アナログスイッチ回路４の信号入力端子12に加
えられ、信号入力端子12からレベル変換手段としてのレ
ベルコンバータ14に加えられる。このレベルコンバータ
14には、電源端子としてV_DD端子16、V_SS端子18、V_EE端
子20が設けられて、それぞれ所定の電圧V_DD、V_SS、V_EE
が加えられ、また、コントロール端子としてINH端子22
が設けられ、この場合、Ｌレベル（接地）に設定されて
いる。レベルコンバータ14では、信号発生器２からの入
力信号、たとえば、矩形波信号のレベルに応じた符号化
出力としてバイナリコード出力を発生する。

デコーダ24は、この符号化出力をスイッチング信号に変
換する信号変換手段であって、このスイッチング信号を
アナログスイッチ26A、26Bに対してスイッチング制御信
号として加える。

アナログスイッチ26Aは、レベル設定端子28Aに可変電圧
源回路６の正側電圧源6Aによって設定される正側電圧レ
ベルに対応し、また、アナログスイッチ26Bは、レベル
設定端子28Bに可変電圧源回路６の負側電圧源6Bによっ
て設定される負側電圧レベルに対応して設置されてい
る。

この場合、正側電圧源6Aおよび負側電圧源6Bから構成さ
れた可変電圧源回路６は、図示していないマイクロコン
ピュータなどからのレベル制御信号Mcによって増加また
は減少する電圧レベルが設定可能なプログラマブル電源
回路を構成している。

したがって、このような波形発生装置において、第２図
のＣに示すように、矩形波出力の下端レベルのみを変化
させる場合には、レベル設定端子28Aを高（Ｈ）レベル
に固定し、負側電圧源6Bのみを動作状態として、その電
圧レベルを連続的に変化させる。

また、第２図のＢに示すように、矩形波出力の上端レベ
ルのみを変化させる場合には、レベル設定端子28Bを低
（Ｌ）レベルに固定し、正側電圧源6Aのみを動作状態と
して、その電圧レベルを連続的に変化させる。

何れの場合も、信号発生器２からの信号周期に応じて各
アナログスイッチ26A、26Bはスイッチングを繰り返すの
で、そのスイッチングに応じて信号発生器２からの信号
周期を持ち、かつ、可変電圧源回路６によって設定され
た下端、上端または上下端のレベルを持つ波形が波形出
力端子30から出力される。

この実施例では、バッファ回路８は演算増幅器32による
全帰還増幅器を構成しており、出力端子10に接続される
負荷のインピーダンスによって出力波形が歪むのを防止
することができる。

また、この実施例では、可変電圧源回路６はマイクロコ
ンピュータなどによって出力電圧が制御可能に構成され
ているので、マイクロコンピュータからの制御入力に基
づいて、出力波形の上端、下端または上下端の各出力レ
ベルの連続的に高精度に変化させることができ、精度の
高い波形制御が実現できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、信号源からの
一定周期の信号を符号化した後、スイッチング信号に変
換するとともに、可変電圧源で設定される増加又は幻想
するレベルを持つ電圧をアナログスイッチに加え、この
アナログスイッチを前記スイッチング信号でスイッチン
グ制御して前記電圧を断続させて通過させるので、可変
電圧源で設定された連続して増加又は減少するレベルを
持つ矩形波出力を発生させることができ、たとえば、上
端レベルが連続的に増加又は減少する方形波、下端レベ
ルが連続的に増加又は減少する方形波、又は、上端およ
び下端レベルが共に連続的に増加又は減少する方形波な
どを発生させて、電子回路の評価などの電子計測に適す
る任意の波形制御が実現でき、特に、電子回路などの評
価、観測ではその測定精度の向上とともに作業の簡略化
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の波形発生装置の実施例を示すブロッ
ク図、第２図は第１図に示した波形発生装置の動作を示
す図、第３図はこの発明の波形発生装置の具体的な構成
例を示すブロック図である。 ２……信号発生器（信号源） ６……可変電圧源回路 14……レベルコンバータ（レベル変換手段） 24……デコーダ（信号変換手段） 26A、26B……アナログスイッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一定周期の信号を発生する信号源と、 この信号源からの前記信号を受けて、前記信号のレベル
   に応じた符号化出力を取り出すレベル変換手段と、 このレベル変換手段からの前記符号化出力をスイッチン
   グ信号に変換する信号変換手段と、 レベル制御入力を受けて連続的に増加又は減少する電圧
   を発生する可変電圧源と、 この可変電圧源から連続的に増加又は減少する電圧を受
   けるとともに、前記信号変換手段からのスイッチング信
   号によってスイッチングすることにより、前記電圧を断
   続させ、断続してレベルが増加又は減少する矩形波出力
   を取り出すアナログスイッチと、 を備えたことを特徴とする波形発生装置。