JPH10270946A - 発振回路 - Google Patents

発振回路

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JPH10270946A
JPH10270946A JP7240297A JP7240297A JPH10270946A JP H10270946 A JPH10270946 A JP H10270946A JP 7240297 A JP7240297 A JP 7240297A JP 7240297 A JP7240297 A JP 7240297A JP H10270946 A JPH10270946 A JP H10270946A
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JP
Japan
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circuit
oscillation
charge
coupling capacitor
gate circuit
Prior art date
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JP7240297A
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English (en)
Inventor
Yoichi Tajima
羊一 田嶋
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 変調信号を与えることで安定した周波数変調
出力を簡単な回路構成で生成できる発振回路を提供する
こと。 【解決手段】 互いの入・出力端間を第1及び第2反結
合コンデンサ3、6を介して接続した第1および第2の
ゲート回路1、2を有し、第1のゲート回路1の入力端
とグランド電位間に抵抗7と第2反結合コンデンサ6と
により構成される第1充放電回路を接続し、第2のゲー
ト回路2の入力端とグランド電位間に抵抗4と第1反結
合コンデンサ3とにより構成される第2充放電回路を接
続し、第1充放電回路及び第2充放電回路のグランド電
位側に該第1充放電回路及び第2充放電回路の充放電時
間を制御する変調信号を供給する変調信号源31を接続
したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、変調信号により周
波数変調された出力を簡単な回路構成で得ることができ
る発振回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の発振回路(自走マルチバイブレー
タ)としては、2つのインバータを縦続接続した2段構
成の発振回路や3つのインバータを縦続接続した3段構
成の発振回路など知られている。これらの発振回路は、
帰還ループに設けたコンデンサの充・放電に伴う充電電
流の変化により抵抗素子両端の電圧が出力段のインバー
タの閾値以下または以上になるごとに出力段のインバー
タの出力を反転させて発振を持続するように構成されて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の発振回路は以上
のように構成されているので、RCの時定数を変化させ
ることでFM変調出力を得ることが可能であるが、回路
構成として交流的にグランドレベルから浮いた状態にあ
る閉ループをなしているため、変調信号を与えて前記R
C回路の時定数を変化させることは困難である課題があ
った。また、2段構成の発振回路では発振の停止や異常
発振を起こす可能性があり、また、3段構成の発振回路
に比べて安定した発振を持続させるのが比較的困難であ
る課題があった。
【0004】そこで本発明の目的は、変調信号を与える
ことで安定した周波数変調出力を簡単な回路構成で生成
できる発振回路を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、互いの入・出力端間を第1及び第2反結合コ
ンデンサを介して接続した第1および第2のゲート回路
と、前記第1のゲート回路の入力端とグランド電位間に
接続された抵抗と前記第2反結合コンデンサとにより構
成され、該第2反結合コンデンサの第2のゲート回路の
出力による充放電電圧で前記第1のゲート回路を反転動
作させる第1充放電回路と、前記第2のゲート回路の入
力端とグランド電位間に接続された抵抗と前記第1反結
合コンデンサとにより構成され、該第1反結合コンデン
サの第1のゲート回路の出力による充放電電圧で前記第
2のゲート回路を反転動作させる第2充放電回路と、前
記第1充放電回路及び第2充放電回路のグランド電位側
に接続され、該第1充放電回路及び第2充放電回路の充
放電時間を制御する変調信号を供給する変調信号源とを
備えたものである。
【0006】本発明の発振回路においては、第1充放電
回路及び第2充放電回路のグランド電位側に変調信号源
を接続することにより、第1充放電回路及び第2充放電
回路の充放電時間を制御し、周波数変調を容易に、かつ
安定して得ることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】次に本発明による発振回路の実施
の形態について説明する。図1は本発明による発振回路
の一例を示す回路図である。この発振回路は、例えばマ
トリクス式ステレオ信号の内の差信号のFM副搬送波に
よる伝送に適用でき、ワイヤレスヘッドホンシステムの
質の向上、電流消費の低減、経済性などの向上に期待で
きるものである。図1の発振回路は、第1のゲート回路
1および第2のゲート回路2を備え、この第1のゲート
回路1および第2のゲート回路2は、排他的論理和回路
構成のC−MOSゲートからなり、その一方の入力端子
は電源電圧Vddに接続されている。また、第1のゲー
ト回路1の出力端は第1反結合コンデンサ3の一端に接
続され、この第1反結合コンデンサ3の他端は第1抵抗
素子4の一端および第2のゲート回路2の他方の入力端
子に接続されている。第1抵抗素子4の他端は、グラン
ド電位に一方の端が接続された第2抵抗素子5の他端に
接続されている。
【0008】第2のゲート回路2の出力端は第2反結合
コンデンサ6の一端に接続され、この第2反結合コンデ
ンサ6には、電源投入時の自走発振を確実にする抵抗素
子10が並列接続されている。また、第2反結合コンデ
ンサ6の他端は、第3抵抗素子7の一端および第1のゲ
ート回路1の他方の入力端子に接続されている。さら
に、第2反結合コンデンサ6の他端とグランド電位との
間には、第2のゲート回路2の出力端から得られる出力
信号の歪を軽減するためのダイオード8のカソード・ア
ノードが接続され、また、第1のゲート回路1の他方の
入力端とグランド電位間にも、ダイオード9のカソード
・アノードが接続されている。第3抵抗素子7の他端
は、前記第1抵抗素子4と前記第2抵抗素子5の接続点
に接続されている。変調信号源31は、第1抵抗素子4
および第2抵抗素子5の接続点とグランド電位との間に
接続され、変調信号は前記接続点とグランド電位との間
に加えられる。この場合、変調信号源31は、発振周波
数的に出来るだけ低インピーダンスであることが望まし
い。
【0009】第2反結合コンデンサ6、第3抵抗素子7
および第2抵抗素子5により第1充放電回路が構成され
ている。また、第1反結合コンデンサ3、第1抵抗素子
4および第2抵抗素子5により第2充放電回路が構成さ
れている。また、抵抗素子10の抵抗値は、前記第1及
び第2充放電回路の放電抵抗値より充分大きいととも
に、発振周波数における前記第1、第2反結合コンデン
サ3、6のリアクタンスより充分大きい値に設定されて
いる。
【0010】次に動作について説明する。図3の(イ)
は、図1に示すP1における第1のゲート回路1の入力
波形、同図(ロ)は第2のゲート回路2の出力波形、同
図(ハ)は第1のゲート回路1の出力波形を示すタイミ
ング図である。今、電源投入時に第1のゲート回路1の
出力が‘L’レベルに、第2のゲート回路2の出力が
‘H’レベルにあるとすると、第2反結合コンデンサ6
は抵抗素子7と5を通して充電され、抵抗素子7と5の
直列回路の両端、即ちP1には、この充電電流による電
圧が発生する。この結果、充電の初期にP1点は、図3
(イ)に示すように‘H’レベル(Vdd)であるた
め、第1のゲート回路1の出力は‘L’レベルに安定
し、第2反結合コンデンサ6は充電され続ける。この充
電が進み充電電流が減少してくると、P1点の電圧も図
3(イ)に示すように低下し、P1点の電圧が第1のゲ
ート回路1の閾値電圧Vth以下なると、第1のゲート
回路1の出力は反転して‘H’レベルになり、また、第
2のゲート回路2の出力は‘L’レベルになる(図3に
おける時刻t2)。第1のゲート回路1の出力が‘H’
レベルになると、今度は、第2反結合コンデンサ6が図
3の時刻t2〜t3の間で抵抗素子7と5を通して逆方
向に充電される。そして、この充電が進み充電電流が減
少してくると、P1点の電圧も低下して第1のゲート回
路1の出力は再び‘L’レベルに反転する。
【0011】同様にして、第1のゲート回路1の出力が
‘H’レベルになった場合は、第1反結合コンデンサ3
が抵抗素子4と5を通して充電され、抵抗素子4と5の
直列回路の両端、即ちP2には、この充電電流による電
圧が発生する。この結果、充電の初期にP2点は、
‘H’レベル(Vdd)であるため、第2のゲート回路
2の出力は‘L’レベルに安定し、第1反結合コンデン
サ3は充電され続ける。この充電が進み充電電流が減少
してくると、P2点の電圧も低下し、P2点の電圧が第
2のゲート回路2の閾値電圧以下なると、第2のゲート
回路2の出力は反転して‘H’レベルになる。第2のゲ
ート回路2の出力が‘H’レベルになると、今度は、第
1反結合コンデンサ3が抵抗素子4と5を通して逆方向
に充電される。そして、この充電が進み充電電流が減少
してくると、P2点の電圧も低下して第2のゲート回路
2の出力は再び‘L’レベルに反転する。このように、
第1のゲート回路1と第2のゲート回路2は、図3の
(ロ)、(ハ)に示す如く互いに逆位相で動作すること
により発振を継続する。
【0012】一方、第1のゲート回路1と第2のゲート
回路2とを前記第1充放電回路および前記第2充放電回
路により反結合して発振を持続させ、前記第1充放電回
路と前記第2充放電回路に変調信号源31から不平衡な
変調信号を加える。この変調信号は、前記第1充放電回
路および前記第2充放電回路に割り込んで、充放電を繰
り返している前記第1充放電回路および前記第2充放電
回路の時定数を変化させる。この結果、第1のゲート回
路1および第2のゲート回路2の他方の入力端子の信号
電位が閾値に達するまでの時間が変化して、第2のゲー
ト回路2の出力信号の周波数は前記変調信号に追従して
変化し、周波数変調出力が得られる。図2は、このよう
して得られた周波数変調された第2のゲート回路2の出
力信号を示す波形図である。
【0013】第1のゲート回路1および第2のゲート回
路2を消費電流削減のためにC−MOSゲートで構成し
た場合、抵抗素子10が接続されていないと、C−MO
Sゲートの閾値は大きいため自励発振がほとんど生じな
い。この結果、電源投入時には第1のゲート回路1また
は第2のゲート回路2のいずれか一方が必ずオンとなる
ように、前記第1充放電回路または前記第2充放電回路
の放電抵抗値および第1反結合コンデンサ3または第2
反結合コンデンサ6の発振周波数におけるリアクタンス
より充分大きな抵抗値を有する抵抗素子10を、第1反
結合コンデンサ3または第2反結合コンデンサ6に並列
に接続し、電源投入時の自走発振の起動を確実なものに
する。なお、抵抗素子10の代りに図4に示すように、
コンデンサ11および抵抗素子12の並列回路ならびに
当該並列回路へ直列に接続された電流方向を規制するダ
イオード13から構成される起動回路を用いることも可
能である。
【0014】また、第2のゲート回路2から得られる周
波数変調出力に含まれる歪の主成分は第2高調波であっ
て、その原因は図3の(イ)に示す波形の傾斜部の湾曲
が原因であり、ダイオード8,9を図1に示すように接
続することで前記歪を軽減することが出来る。図6は、
ダイオード8,9を付加した場合と付加しない時の高調
波歪率の特性を表わしたグラフであり、ダイオードを付
加した時の特性は曲線61となり、ダイオードを付加し
ない時の特性は曲線62となる。この図6から明かなよ
うに、ダイオード8,9を付加した時の高調波歪率が軽
減される。因に、図2に示すような周波数変調された出
力信号の場合、その中心周波数64kHzに対し±44
kHzの広い周波数偏移で、低歪率、高S/N比のFM
変調波を生成できる。
【0015】本実施の形態では、第1のゲート回路1お
よび第2のゲート回路を備えた簡単な回路構成であり、
また、不平衡な変調信号を用いることが出来、当該変調
信号に追従する広い周波数偏移が可能な安定した低歪
率、高SN比の周波数変調出力が得られ、さらにゲート
回路にC−MOSゲートを用いることで低消費電流の発
振回路を構成できる。
【0016】図5は、第1及び第2のゲート回路をイン
バータ構成のC−MOSゲート(以下、インバータとい
う)21,22を用いて発振回路を構成したときの回路
図である。この発振回路において、図1と同一または相
当な部分には同一の符号を付して説明すると、第1のイ
ンバータ21の出力端と第2のインバータ22の入力端
間を第1反結合コンデンサ3を介して接続し、第1のイ
ンバータ21の入力端と第2のインバータ22の出力端
間を第2反結合コンデンサ6と抵抗素子10との並列回
路を介して接続し、更に抵抗素子4と7の直列回路の一
端を第2のインバータ22の入力端と第1反結合コンデ
ンサ3との接続点に接続し、その他端を第1のインバー
タ21の入力端と第2反結合コンデンサ6との接続点に
接続し、抵抗素子4と7との接続点とグランド間に抵抗
素子5と変調信号源31を並列に接続し、更に第1のイ
ンバータ21の入力端とグランド間に歪軽減用のダイオ
ード9を接続したものである。このように構成された発
振回路においても図1に示した発振回路と同等な作用効
果が得られる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の発振回路
は、グランド電位との間で与えられる変調信号により広
い周波数偏移が可能な安定した低歪率、高SN比の周波
数変調出力が簡単な構成で得られ、さらに消費電流も抑
制できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の発振回路の一例を示す回路図である。
【図2】本発明の発振回路の一例における周波数変調さ
れた第2のゲート回路の出力信号を示す波形図である。
【図3】本発明の発振回路の一例における各部の波形を
示すタイミング図である。
【図4】本発明の発振回路の一例における起動回路の他
の構成例を示す回路図である。
【図5】本発明の発振回路の一例について図1に示した
発振回路と同等な回路を示す回路図である。
【図6】本発明の発振回路におけるダイオードを付加し
た場合と付加しない時の高調波歪率の特性を表わしたグ
ラフである。
【符号の説明】
1……第1のゲート回路、2……第2のゲート回路、3
……第1反結合コンデンサ、4……第1抵抗素子、5…
…第2抵抗素子、6……第2反結合コンデンサ、7……
第3抵抗素子、8,9……ダイオード(出力信号歪軽減
素子)、10……抵抗素子(起動回路)、11……コン
デンサ、12……抵抗素子、13……ダイオード(電流
方向規制素子)、21……第1のインバータ、22……
第2のインバータ。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いの入・出力端間を第1及び第2反結
    合コンデンサを介して接続した第1および第2のゲート
    回路と、 前記第1のゲート回路の入力端とグランド電位間に接続
    された抵抗と前記第2反結合コンデンサとにより構成さ
    れ、該第2反結合コンデンサの第2のゲート回路の出力
    による充放電電圧で前記第1のゲート回路を反転動作さ
    せる第1充放電回路と、 前記第2のゲート回路の入力端とグランド電位間に接続
    された抵抗と前記第1反結合コンデンサとにより構成さ
    れ、該第1反結合コンデンサの第1のゲート回路の出力
    による充放電電圧で前記第2のゲート回路を反転動作さ
    せる第2充放電回路と、 前記第1充放電回路及び第2充放電回路のグランド電位
    側に接続され、該第1充放電回路及び第2充放電回路の
    充放電時間を制御する変調信号を供給する変調信号源
    と、 を備えることを特徴とする発振回路。
  2. 【請求項2】 前記第1の反結合コンデンサまたは前記
    第2反結合コンデンサのうちのいずれか一方に、電源投
    入時の自走発振を確実にする発振起動回路を並列に接続
    したことを特徴とする請求項1記載の発振回路。
  3. 【請求項3】 前記発振起動回路は抵抗素子から構成さ
    れ、該抵抗素子の抵抗値を前記第1充放電回路または前
    記第2充放電回路の抵抗素子の抵抗値より充分大きく設
    定するとともに、発振周波数における前記第1反結合コ
    ンデンサまたは前記第2反結合コンデンサのリアクタン
    スより充分大きい値に設定したことを特徴とする請求項
    2記載の発振回路。
  4. 【請求項4】 前記発振起動回路は、コンデンサおよび
    抵抗素子の並列回路ならびに当該並列回路に直列に接続
    された電流方向規制素子から構成されていることを特徴
    とする請求項2記載の発振回路。
  5. 【請求項5】 前記第2のゲート回路の出力端に前記第
    2反結合コンデンサを介して接続される前記第1のゲー
    ト回路の入力端とグランド間に、出力信号の歪率を軽減
    するダイオードを接続したことを特徴とする請求項1記
    載の発振回路。
  6. 【請求項6】 前記第1のゲート回路および前記第2の
    ゲート回路は、排他的論理和回路またはインバータ構成
    のC−MOSゲートから構成したことを特徴とする請求
    項1から請求項5のうちのいずれか1項記載の発振回
    路。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010098202A1 (ja) * 2009-02-26 2010-09-02 オムロンヘルスケア株式会社 電圧―周波数変換回路およびそれを備えた血圧測定装置

Cited By (2)

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WO2010098202A1 (ja) * 2009-02-26 2010-09-02 オムロンヘルスケア株式会社 電圧―周波数変換回路およびそれを備えた血圧測定装置
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