JPH0846432A - 正弦波発生器 - Google Patents

正弦波発生器

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Publication number
JPH0846432A
JPH0846432A JP6194771A JP19477194A JPH0846432A JP H0846432 A JPH0846432 A JP H0846432A JP 6194771 A JP6194771 A JP 6194771A JP 19477194 A JP19477194 A JP 19477194A JP H0846432 A JPH0846432 A JP H0846432A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
variable
output
lpf
sine wave
frequency
Prior art date
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Pending
Application number
JP6194771A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisao Takahashi
久雄 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tektronix Japan Ltd
Original Assignee
Sony Tektronix Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Tektronix Corp filed Critical Sony Tektronix Corp
Priority to JP6194771A priority Critical patent/JPH0846432A/ja
Publication of JPH0846432A publication Critical patent/JPH0846432A/ja
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 矩形波発生器から出力された矩形波は 制御
信号に応じて遮断周波数が制御可能な可変LPF12に
供給される。可変LPFの出力正弦波信号のピーク値
は、ピーク値検出器18により検出される。可変電圧設
定器20の出力電圧は、可変LPFの出力正弦波信号の
所望する振幅に等しい直流電圧に設定される。比較器2
2は、ピーク値検出器及び可変電圧設定器の出力電圧を
比較し、その比較結果を制御信号として可変LPFフィ
ルタに供給する。 【効果】 可変LPFの出力正弦波の振幅が可変電圧設
定器の出力電圧に等しくなるように制御され、矩形波信
号の高調波成分は、可変LPFにより殆ど除去されるの
で、正確な周波数及び所望の振幅を有する高周波数正弦
波を発生できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、正弦波発生器、特に高
周波数の正弦波を発生する正弦波発生器に関する。
【0002】
【従来の技術】高周波数の正弦波を発生するためには、
一般に、コルピッツ型発振器やハートレー型発振器が使
用されている。これらの発振器の発振周波数は、トラン
ジスタに接続されたコイル及びコンデンサの値の関係に
より決まる。しかし、これらのコイル及びコンデンサの
値を正確に調節することは実際上難しく、正確な発振周
波数を得るためには、周波数カウンタで出力信号の周波
数を確認しながらコイル及びコンデンサの値を調節する
必要がある。また、通常は、広範囲に発振周波数を変化
させたい場合に、例えば、コンデンサの値を大きくして
いくと、容量性の傾向がが強くなり発振が停止してしま
う。それ故、周波数を広範囲に変化させたい場合は、値
の異なるコイル及びコンデンサの組み合わせを多数組を
用意しておく必要がある。
【0003】図6は、矩形波信号から正弦波を生成する
従来の高周波数正弦波発生器を示す。振幅Aの矩形波
は、次の様にフーリエ級数で表すと次の式になる。 (4A/π){sinωt+sin3ωt/3+sin5ωt/5+・・・+sin
(2n+1)ωt/(2n+1)} (ここで、矩形波の周波数をfoとすると、ω=2πf
o) 矩形波発生器50から出力された矩形波信号を、この矩
形波の高調波を遮断する低域通過フィルタ(LPF)5
2に供給すると、LPF52の出力信号は理想的には
(4A/π)・(sin2πfot)となり、矩形波信
号の周波数foに等しい周波数の正弦波を発生できる。
LPFの遮断特性が急峻であれば、高調波は良好に遮断
され、歪率の低い正弦波が得られる。LPF52の出力
信号は、正弦波信号の振幅を所望値にするように利得を
設定した増幅器54に供給する。例えば、矩形波信号の
振幅Aと同一の振幅にしたければ、増幅器54の利得は
π/4にする。このように、矩形波発生器50の出力矩
形波信号と周波数が同一で所望振幅の正弦波信号を出力
端子56から得ることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図6の正弦波
発生器では、矩形波の周波数を変化させて複数の異なる
周波数の正弦波を得るためには、それに応じた遮断周波
数を有するLPFを複数個用意してその1つを選択して
使用するか、あるいは、遮断周波数可変LPFを使用し
て、出力端子56からの出力正弦波をオシロスコープ等
で観察しながら、正しい正弦波が得られるように遮断周
波数を調節する必要がある。また、増幅器54の利得は
温度変化等の影響により変化した場合、正弦波の所定振
幅も変化してしまう。この問題を克服するために、増幅
器54として可変利得増幅器を使用し、その出力信号の
振幅を所定振幅に相当する直流電圧と比較して、その比
較結果を可変利得増幅器に帰還して、出力正弦波の振幅
を一定に保つことが考えられる。しかし、可変利得増幅
器は利得の変化に応じてノイズ量や歪も変化するので、
高調波を殆ど含まない高純度の安定した正弦波を得るに
は適さない。
【0005】したがって、本発明の目的は、正確な周波
数及び所望の振幅を有する高純度の高周波数正弦波を発
生できる正弦波発生器の提供にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の正弦波発生器で
は、矩形波発生器から出力された矩形波は 制御信号に
応じて遮断周波数が制御可能な可変LPFに供給され
る。可変LPFの出力正弦波信号のピーク値は、ピーク
値検出器により検出される。可変電圧設定器の出力電圧
は、可変LPFの出力正弦波信号の所望する振幅に等し
い直流電圧に設定される。比較器は、ピーク値検出器及
び可変電圧設定器の出力電圧を比較し、その比較結果を
制御信号として可変LPFに供給する。
【0007】
【作用】可変LPFの遮断周波数は、矩形波信号の基本
波成分を適当に減衰させて、可変LPFの出力正弦波の
振幅が可変電圧設定器の出力電圧に等しくなるように制
御される。矩形波信号の高調波成分は、可変LPFによ
り殆ど除去される。したがって、正確な周波数及び所望
の振幅を有する高純度の高周波数正弦波を発生できる。
【0008】
【実施例】図1は、本発明の正弦波発生器を示す回路図
である。矩形波発生器10は、周波数が可変であると共
に正確で安定し、デューティ比50%の矩形波信号を発
生する。この様な矩形波発生器として、好適には位相ロ
ック・ループ回路等を使用する。矩形波発生器10の出
力矩形波信号は、制御電圧信号により遮断周波数を可変
制御できる可変LPF12に供給される。可変LPF1
0において、矩形波信号は設定した遮断周波数に応じて
高調波成分が除去され、正弦波信号となってLPF12
から出力される。LPF12の出力正弦波信号は、適当
な固定増幅率の増幅器14に供給される。増幅器14の
出力正弦波信号は、出力端子16に供給されると共に、
ピーク値検出器18に供給される。ピーク値検出器18
は、増幅器14の出力正弦波信号のピーク電圧を検出し
て、検出電圧を出力する。可変電圧設定器20の出力電
圧は、出力正弦波信号の所望する振幅に等しい直流電圧
に設定される。ピーク値検出器18及び可変電圧設定器
20の出力信号は、夫々比較器22の夫々反転入力端子
及び非反転入力端子に入力される。LPF12は、比較
器22の出力電圧信号により制御され、ピーク値検出器
18の出力電圧が可変電圧設定器20の出力電圧より大
きい場合は遮断周波数は低下し、その逆の場合は遮断周
波数は上昇する。
【0009】図2は、図1の可変LPF12としての使
用に適した従来のバタワース型LPFを示す回路図であ
る。この可変LPFは、周波数遮断特性は比較的に緩や
かであるが、1つの電圧信号によって遮断周波数を制御
できる点が本発明の構成において好適である。
【0010】図3は可変LPF12の特性曲線及び入力
矩形波信号の周波数スペクトラムの関係を示す図であ
り、図4は可変LPF12の特性曲線及びその出力信号
の周波数スペクトルの関係を示す図である。図3に示す
様に、入力矩形波信号は、周波数foの基本波成分の他
に、周波数3fo、5fo・・・の高調波成分を含んでい
る。図では、LPF12の遮断周波数が、基本波周波数
foより僅かに低い周波数に設定されており、図4に示
す様に、LPF12の出力信号には基本波成分の大部分
が残留するが、高調波成分は僅かに残留するのみであ
り、矩形波信号の周波数と同一周波数の高純度の正弦波
がLPF12の出力信号として得られることが分かる。
この残留した高調波成分は、LPF12の次数を上げて
いくことで、更に減少させることができるので、所望の
純度に応じてその次数を決めればよい。
【0011】図5は、比較器22の出力信号により制御
して、矩形波信号の基本波周波数foに対しLPF12
の遮断周波数を変化させた場合のLPF12の出力信号
の基本波成分の振幅の変化を示す図である。図示する様
に、LPF12の遮断周波数を基本波周波数に対して低
くするにつれて、減衰度が大きくなり基本波成分の振幅
は小さくなる。この際に、LPF12の出力信号の高調
成分は更に除去されて、出力正弦波の純度は更に高くな
る。
【0012】上述した様に、ピーク値検出器20の出力
電圧が可変電圧設定器22の出力電圧より大きくなると
遮断周波数は低下し、その逆であると遮断周波数は上昇
する。即ち、可変LPF12、増幅器14、ピーク値検
出器18、可変電圧設定器20及び比較器22は負帰還
ループを形成し、増幅器14の出力正弦波信号のピーク
値が可変電圧設定器22の出力電圧に等しくなるよう
に、可変LPF12の遮断周波数が決定する。これは、
図5で説明した様に、矩形波信号の基本成分がLPF1
2により、可変電圧設定器22の出力電圧に等しくなる
ように減衰されたことを意味する。この様に、本発明で
は、可変電圧設定器20で設定した電圧に振幅が等し
く、高調波成分を殆ど含まない高純度の正弦波を発生す
ることができる。更に、増幅器14の利得は一定である
ため、矩形波発生器10の周波数を変えても、上述した
可変利得増幅器を用いた場合の様に、ノイズ量や高調波
歪などによって正弦波の質にあまり変化を与えることな
く、良好な正弦波を得ることができる。
【0013】
【発明の効果】本発明では、可変LPFの遮断周波数
は、矩形波信号の基本波成分を適当に減衰させて、可変
LPFの出力正弦波の振幅が可変電圧設定器の出力電圧
に等しくなるように制御され、矩形波信号の高調波成分
は、可変LPFにより殆ど除去されるので、正確な周波
数及び所望の振幅を有する高周波数正弦波を発生でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の正弦波発生器を示すブロック図。
【図2】図1の正弦波発生器内の可変LPFとして好適
なバターワース型LPFを示す回路図。
【図3】可変LPF12の特性曲線及び入力矩形波信号
の周波数スペクトラムの関係を示す図。
【図4】可変LPF12の特性曲線及びその出力信号の
周波数スペクトルの関係を示す図。
【図5】LPFの遮断曲線の変化に対する基本波成分の
振幅の変化を示す図。
【図6】従来の正弦波発生器を示すブロック図。
【符号の説明】
10 矩形波発生器 12 可変低域通過フィルタ 18 ピーク値検出器 20 可変電圧設定器 22 比較器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 矩形波信号を発生する矩形波発生器と、 上記矩形波信号が供給され、制御信号に応じて遮断周波
    数が制御可能な可変低域通過フィルタと、 該可変低域通過フィルタの出力信号のピーク値を検出す
    るピーク値検出器と、 直流電圧を出力する可変電圧設定器と、 上記ピーク値検出器及び上記可変電圧設定器の出力電圧
    を比較し、その比較結果を上記制御信号として上記可変
    低域通過フィルタに供給する比較器とを具え、 上記可変低域通過フィルタの出力信号を正弦波信号とし
    て得る正弦波発生器。
JP6194771A 1994-07-27 1994-07-27 正弦波発生器 Pending JPH0846432A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999057936A3 (de) * 1998-04-30 2000-01-06 Boerder Klaus Verfahren und vorrichtung zur elektroakustischen übertragung von schallenergie
KR20010028072A (ko) * 1999-09-17 2001-04-06 김종수 정현파 발생회로
JP2005527817A (ja) * 2002-05-24 2005-09-15 アサイラム リサーチ コーポレーション デジタル電子機器を持つ線形可変差動変圧器
CN111262528A (zh) * 2020-03-04 2020-06-09 扬州嘉明环保科技有限公司 一种简易而稳定的正弦波信号发生电路

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040420