JPH0955644A - デューティ比可変のパルス信号発生回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡素な回路構成で、デューティ比を簡単に変
えることができるパルス信号発生回路を提供する。 【解決手段】 タイミング回路３に周期的に入力される
パルス信号に同期して、第２のスイッチ１３、第１のス
イッチ８の順に、短時間の間、それぞれ閉成状態とされ
るようになっており、第２のスイッチ１３の閉成により
第１の緩衝増幅器４から出力される電圧が第２のコンデ
ンサ１２に蓄積、保持されるようになっている。一方、
第１のスイッチ８の閉成により第１のコンデンサ７が短
絡された後は、第１の緩衝増幅器４からは、いわゆるの
こぎり波状の電圧信号が出力されるようになっており、
この電圧と第２の緩衝増幅器９から出力される略一定電
圧が第１及び第２の分圧抵抗１４，１５で分圧された電
圧とが、比較器１１で比較される結果、第１の緩衝増幅
器４の出力電圧が零から暫増し、比較器１１の非反転入
力端子の基準電圧を越えるまでの時間間隔に等しいパル
ス信号が比較器１１から繰り返し出力されるようになっ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パルス信号の発生
回路に係り、特に、デューティ比可変のパルス信号発生
回路における回路の簡素化を図ったものに関する。

【０００２】

【従来の技術】パルス信号発生回路において、いわゆる
デューティ比を変え得るようにした技術としては、例え
ば、ＰＬＬ(Phase-Locked Loop)回路を用いて発振回路
を構成すると共に、このＰＬＬ発振回路の出力信号を分
周器により分周し、所望のデューティ比のパルス信号を
得るようにしたもの等が種々提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような回路では、
精度の高いデューティ比の変更を行えるという利点があ
る反面、回路構成が複雑になり、高価な装置となるとい
う問題がある。本発明は、上記実状に鑑みてなされたも
ので、簡素な回路構成で、デューティ比を簡単に変える
ことのできるデューティ比可変のパルス信号発生回路を
提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係るデューティ
比可変のパルス信号発生回路は、外部から一定間隔で入
力されるパルス信号に同期してのこぎり波状の電圧信号
を繰り返し発生するのこぎり波信号発生手段と、前記の
こぎり波信号発生手段から出力されたのこぎり波状の電
圧信号の略上限近傍を検出、保持すると共に、この保持
された電圧を分圧して出力する検出信号分圧手段と、前
記のこぎり波信号発生手段の出力電圧と、前記検出信号
分圧手段の出力電圧とを比較し、その比較結果に応じた
信号を出力する比較手段と、を具備してなるものであ
る。

【０００５】かかる構成において、のこぎり波信号発生
手段に外部からのパルス信号が入力されると、このパル
ス信号の周期と同一の周期でのこぎり波状の電圧信号が
出力され、その電圧信号の略最大値が検出信号分圧手段
により、いわゆるサンプホールドされると共に、所定の
分圧比に分圧され、その分圧電圧が比較手段に入力され
ることとなる。

【０００６】比較手段には、検出信号分圧手段の出力電
圧と共に、のこぎり波信号発生手段の出力電圧が入力さ
れるようになっており、この両者の比較が行われるよう
になっている。そして、例えば、のこぎり波信号発生手
段の出力電圧が、検出信号分圧手段の出力電圧以下であ
る間、所定の電圧信号が出力される一方、のこぎり波信
号発生手段の出力電圧が、検出信号分圧手段の出力電圧
を越えると比較手段の出力電圧は零となるようになって
いるものである。

【０００７】したがって、検出信号分圧手段における分
圧比を変えることで、比較手段から出力されるパルス信
号の幅を所望の大きさに変えることができるものであ
る。特に、のこぎり波状の電圧信号の略最大値を分圧す
るようにしてあるので、分圧比とデューティ比とを対応
させることができるので、実質的にデューティ比の設定
に相当する分圧比の設定作業が簡素に行えるものであ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るデューティ比
可変のパルス信号発生回路の実施の形態について、図１
及び図２を参照しつつ説明する。なお、以下に説明する
部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明
の趣旨の範囲内で種々改変することができるものであ
る。

【０００９】まず、本発明の実施の形態におけるデュー
ティ比可変のパルス信号発生回路は、のこぎり波発生部
１と、サンプルホールド部２とに、大別されてなるもの
である（図１参照）。のこぎり波発生部１は、タイミン
グ回路３と、第１の緩衝増幅器（図１において「Buff
1」と表記）４を中心として構成されたのこぎり波発生
回路５と、を有してなるものである。

【００１０】タイミング回路３は、外部から一定周期で
入力されるパルス信号に応じて、後述する第１のスイッ
チ（図１において「Ｓ１」と表記）８及び第２のスイッ
チ（図１において「Ｓ２」と表記）１３の開閉成を行う
ものである。のこぎり波発生回路５は、図示されない電
源とアースとの間に定電流源６と第１のコンデンサ（図
１においては「Ｃ１」と表記）７とが直列接続されると
共に、定電流源６と第１のコンデンサ７との接続点が第
１の緩衝増幅器４の入力端子に接続される一方、この定
電流源６と第１のコンデンサ７との接続点とアースとの
間には第１のスイッチ８が接続されて構成されている。

【００１１】第１のスイッチ８は、タイミング回路３か
らの信号に応じて開閉成されるようになっているもの
で、具体的には、例えば半導体を用いてなるいわゆる電
子スイッチが好適である。

【００１２】サンプルホールド部２は、第２の緩衝増幅
器（図１において「Buff2」と表記）９を中心に構成さ
れてなるサンプルホールド回路１０と、比較器（図１に
おいて「Comp」と表記）１１とを有してなるものであ
る。サンプルホールド回路１０は、第２の緩衝増幅器９
の入力段とアースとの間にホールド用の第２のコンデン
サ（図１において「Ｃ２」と表記）１２が接続されると
共に、この第２の緩衝増幅器９の入力段と先の第１の緩
衝増幅器４の出力端子との間に第２のスイッチ１３が直
列接続されて構成されている。

【００１３】第２のスイッチ１３は、先の第１のスイッ
チ８同様に、タイミング回路３からの信号に応じて開閉
成されるようになっており（詳細は後述）、この第２の
スイッチ１３を介して第１の緩衝増幅器４から出力され
た信号の略最大値が、第２のコンデンサ１２に蓄積、保
持されるようになっているものである。

【００１４】比較器１１の反転入力端子には、先の第１
の緩衝増幅器４の出力端子が接続されており、いわゆる
のこぎり波が入力されるようになっている。一方、比較
器１１の非反転入力端子には、先の第２の緩衝増幅器９
の出力電圧が分圧されたものが入力されるようになって
いる。

【００１５】すなわち、先の第２の緩衝増幅器９の出力
端子とアース間には、第１及び第２の分圧抵抗（図１に
おいては「Ｒ1」、「Ｒ2」と表記）１４，１５が直列に
接続され、互いの接続点（図１において「Ｂ点」と表
記）は、比較器１１の非反転入力端子に接続されてお
り、この第１及び第２の分圧抵抗１４，１５で分圧され
た第２の緩衝増幅器９の出力電圧が、比較器１１の比較
動作における基準電圧とされるようになっている。

【００１６】次に、上記構成における動作について、図
２を参照しつつ説明する。まず、タイミング回路３に外
部から入力される信号は、図２（ａ）に示されたよう
に、所定の周期を有するパルス信号である。このパルス
信号が入力されると、タイミング回路３においては、そ
の立ち上がりが検出され、この立ち上がりに同期して、
最初に第２のスイッチ１３が短時間の間、閉成され再び
開成状態となる。ついで、第１のスイッチ８がタイミン
グ回路３により短時間の間、閉成され再び開成状態とさ
れる。

【００１７】図２（ｅ），（ｆ）には、それぞれ第２の
スイッチ１３及び第１のスイッチ８の開閉成のタイミン
グが略同時であるように示されているが、実際には上述
のように時間的にずれているものである。また、閉成状
態となる時間も、入力パスル信号のパルス幅等に比して
極短時間であるために、図２（ｅ），（ｆ）のいずれに
おいても、略線状に表記されているが、実際には時間的
幅を有するものとなっている。

【００１８】第２のスイッチ１３が閉成状態となること
によって、第１の緩衝増幅器４の出力電圧（図１におい
て「Ａ点」と表記された点の電圧）がこの第２のスイッ
チ１３を介して第２のコンデンサ１２に印加され、保持
されることとなるが、第１及び第２のコンデンサ７，１
２のいずれにも電荷が蓄積されていない状態で、図示さ
れない始動スイッチが投入されて回路に電源電圧が印加
され、回路動作が開始された直後（回路動作開始後、２
番目のパスル信号が入力されるまで）においては、第２
のスイッチ１３が閉成状態となった際に、第１の緩衝増
幅器４からは未だ電圧が殆ど出力されていないため、第
２の緩衝増幅器９の出力電圧も略零となり、比較器１１
からの出力電圧も零となる（図２（ｃ），（ｄ）参
照）。

【００１９】一方、第１のスイッチ８が閉成状態となる
ことで、第１のコンデンサ７が短絡状態とされ、蓄積さ
れている電荷の放電がなされるようになっている。そし
て、第１のスイッチ８が開成状態に復帰すると同時に、
第１のコンデンサ７には、定電流源６からの電流が流入
し、その電位が暫増してゆく結果、第１の緩衝増幅器４
の出力側のＡ点においては、図２（ｂ）に示されたよう
ないわゆるのこぎり波が出力されることとなる。

【００２０】タイミング回路３に再びパルス信号が入力
されて、第２のスイッチ１３が所定時間の間、閉成状態
とされると、第１の緩衝増幅器４から上述のようにして
出力されたのこぎり波の略上限の電圧が、サンプリング
され、第２のコンデンサ１２に蓄積、保持される。第２
のコンデンサ１２は、第２のスイッチ１３が閉成状態と
される周期に対して、電荷を十分保持できるものが選択
されており、第２のスイッチ１３が閉成状態とされる度
毎にこの第２のコンデンサ１２に印加される電圧は、略
同一であるので、第２の緩衝増幅器９により緩衝増幅さ
れ、第１及び第２の分圧抵抗１４，１５の接続点である
点Ｂに出力される分圧電圧は、略一定したものとなる
（図２（ｃ）参照）。

【００２１】一方、第２のスイッチ１３が短時間の間、
閉成状態とされ、再び開成状態に戻ると同時に、今度は
第１のスイッチ８が短時間の間、閉成状態とされ、その
後再び開成状態とされることで、先に述べたように第１
の緩衝増幅器４からは、のこぎり波状の電圧が出力され
ることとなる。

【００２２】上述のように第１のスイッチ８の動作に伴
い、第１の緩衝増幅器４の出力電圧が、一旦、零となる
ことにより、比較器１１においては、非反転入力端子に
印加されているＢ点の分圧電圧が反転入力端子の電圧よ
り大となるので、比較器１１からは、論理値「High」に
相当する所定の電圧が出力されることとなる（図２
（ｂ），（ｃ），（ｄ）参照）。

【００２３】そして、第１の緩衝増幅器４の出力電圧の
暫増に伴い、この出力電圧すなわち比較器１１の反転入
力端子への印加電圧が、先のＢ点の分圧電圧を越えたと
ころで、比較器１１からは、論理値「Low」すなわち零
（ｖ）が出力されることとなる（図２（ｂ），（ｃ），
（ｄ）参照）。

【００２４】したがって、比較器１１からは、第１のス
イッチ８が閉成状態となり、再び開成状態に復帰する時
点から、Ａ点の電圧がＢ点の電圧を越える時点までの時
間幅を有するパルス信号が、入力パルス信号の周期に同
期して上述のような第１及び第２のスイッチ８，１３の
動作が繰り返されることによって、所定の間隔で繰り返
し出力されるようになっている（図２参照）。

【００２５】上述したように、比較器１１から出力され
るパルス信号のパルス幅は、第１及び第２の分圧抵抗１
４，１５による分圧比によって決定されるものであり、
このパルス幅の変更すなわちデューティ比の変更は、２
つの分圧抵抗１４，１５の抵抗値の比を変えることによ
り、任意に変更可能となるものである。さらに、比較器
１１において基準電圧と比較される電圧は、時間経過と
共にその電圧値が上昇するのこぎり波であり、一方の基
準電圧は、こののこぎり波の略上限値を分圧したもので
あるので、分圧比とデューティ比とが対応することとな
り、デューティ比の変更が簡易に行えることとなるもの
である。

【００２６】因みに、比較器１１から出力されるパルス
幅をさらに大きくしたい場合には、分圧電圧をより大き
く設定すればよく、そのためには、第２の分圧抵抗１５
の値を、第１の分圧抵抗１４の値に比して、より大とす
ればよい。また、例えば、分圧比（Ｂ点の電圧：第２の
緩衝増幅器９の出力電圧）が３：５とすると、デューテ
ィ比（比較器１１から出力されるパルス信号のパルス
幅：このパルス信号の１周期の時間）も、３：５とな
る。

【００２７】したがって、基準電圧を、第１の緩衝増幅
器４の出力電圧とは、全く無関係の別個の電圧、例え
ば、電源電圧を分圧して得る場合に比して、本発明の実
施の形態においては、上述のように分圧比によりデュー
ティ比を即座に把握できるので、デューティ比の変更が
容易、かつ、簡素となるものである。

【００２８】なお、上述した発明の実施の形態において
は、第１及び第２の分圧抵抗１４，１５は、それぞれい
わゆる固定抵抗を用いるようにしたが、この部分に可変
抵抗器を用いて、その摺動接点から比較器１１の非反転
入力端子への印加電圧を取り出すようにしてもよい。

【００２９】また、上述した発明の実施の形態において
は、タイミング回路３に入力されるパルス信号の立ち上
がりが検出された後に、第１及び第２のスイッチ８，１
３を動作させるような構成としたが、入力パルス信号の
立ち下がりを検出した後に、動作するようにしてもよ
い。

【００３０】上述した発明の実施の形態においては、の
こぎり波信号発生手段は、タイミング回路３とのこぎり
波発生回路５とにより、検出信号分圧手段は、タイミン
グ回路３とサンプルホールド回路１０と第１及び第２の
分圧抵抗１４，１５により、また、比較手段は、比較器
１１により、それぞれ実現されている。

【００３１】

【発明の効果】以上、述べたように、本発明によれば、
のこりぎ波状の電圧と、こののこぎり波状の電圧の略最
大値を分圧した電圧との比較により、パルス信号を発生
できるように構成することにより、分圧比とデューティ
比とが対応するので、分圧比を変更することでデューテ
ィ比の変更が行えることとなり、デューティ比の変更が
容易、かつ、簡素に行えるものである。また、比較的簡
単な回路により構成されるので、安価でしかも動作の確
実なデューティ比可変のパルス信号発生回路を提供する
ことができるという効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るデューティ比可変のパルス信号発
生回路の一実施の形態における回路構成を示す回路図で
ある。

【図２】図１に示された回路の主要部におけるタイミン
グを示すタイミング図である。

【符号の説明】

１…のこぎり波発生部 ２…サンプルホールド部 ３…タイミング回路 ４…のこぎり波発生回路 ７…第１のコンデンサ ８…第１のスイッチ １０…サンプルホールド回路 １１…比較器 １２…第２のコンデンサ １３…第２のスイッチ １４…第１の分圧抵抗 １５…第２の分圧抵抗

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部から一定間隔で入力されるパルス信
   号に同期してのこぎり波状の電圧信号を繰り返し発生す
   るのこぎり波信号発生手段と、 前記のこぎり波信号発生手段から出力されたのこぎり波
   状の電圧信号の略上限近傍を検出、保持すると共に、こ
   の保持された電圧を分圧して出力する検出信号分圧手段
   と、 前記のこぎり波信号発生手段の出力電圧と、前記検出信
   号分圧手段の出力電圧とを比較し、その比較結果に応じ
   た信号を出力する比較手段と、 を具備してなることを特徴とするデューティ比可変のパ
   ルス信号発生回路。