JPS58172014A - 発振回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は発振回路叩特にデユーティ比５０％の三角波或
いは矩形波を取り出す充放電型の発振回路に関する。

充放゛峨コンデンサとトランジスタ差動対を組合せた充
放型の発振回路は従来より種々提案されているが、断る
発振（ロ）路（二上ってデユーティ比５〇−で直線性の
良い三角波を得るには、充放゛峨コンデンサの充電特性
と放電特性を正確に一致させなければならないため、回
路構成が複雑となり簡単に実曳で鼻ないと云う問題があ
った。

そこで、本発明は斯る点を解決した発振回路を提案する
ものであり、以下、図面１；示す本発明の各実施例につ
いて説明する。

先ず、第１図は本発明の基本的な丙施例を示しており、
この実施例は大別すると、−バイアス兼制御部（ＩＩと
、充放電回路部＋２１と、差動回路部１３）と、充放電
切換部（４）と、出力部（５）から構成されている。

前記バイアス兼制御部（１１は、抵抗（Ｒ１）（Ｒり）
によって固定バイアスされたダーリントン接続のトラン
ジスタ（ＴＭ）（Ｔ２）と、そのＴ２じベースが接続さ
れたトランジスタ（ＴＩ）からなる、また、充放°鑞回
路部（２）は、各工ｊツタが抵抗（Ｒ−）及び可変抵抗
（ＶＲ）を介して電ｆｌｃ十ＶＯｅ　）に接続されたＰ
ＮＰ型のトランジスタ（’ｒ４）（ＴＳ）と１．：（７
）　Ｔ　ａ、ＴＩとそれぞれ直列に接続されたＮＰＮ型
のトランジスタ（Ｔ７）（ＴＩ）と、このＴ７、’ｒ８
が電流ミラー回路をなすようバイアスするトランジスタ
（’！’４）を備え、上記トランジスタ（ＴＩ）（Ｔ・
）間の接続中点囚と接地点との間に充放電コンダンｆ−
（Ｏｅ）が接続され、且つ、トランジスタ（Ｔ４）（Ｔ
１１）の各ベースがそれぞれ抵抗（Ｒａ）（Ｒ８）を介
して前記バイアス兼制御部（１１のトランジスタ（ＴＩ
）の工ｊ７タに接続されている。

次に、差動回路部（３）は、前記接続点（４）が一方の
ベースζ二接続され他方のベースが分圧抵抗（Ｒ１口）
（Ｒ１？）の接続中点（Ｂｌに接続された差動対トラン
ジスタ（Ｔｔｔ）（ＴｌＢ）と、その定電磁ｔＭＩＩＡ
をなしベースが抵抗（Ｒ宜１　）（Ｒ２り及びダイオー
ド（ＤＩ）（’：よってバイアスされたトランジスタ（
Ｔｌ　４）と、抵抗（Ｒ１７）と共に前記分圧抵抗（Ｒ
Ｉ８）（Ｆ１１９）の一方（Ｒ１？）に並列接続され後
述する充放電切換部（４）Ｃ；よってオン、オフされる
スイッチングトランジスタ（ＴＭ　４）を王姿素として
構成されている。また、充放電切換部（４１は、前記差
動対トランジスタ（’ｌ’ｌ　２）（Ｔ１　Ｔｌ）の各
コレクタにベースが接続されたトランジスタ（Ｔ９）（
ＴＩＯ）及び（Ｔ１１）から構成されており、その一つ
のトランジスタ（Ｔｌ　（１）が上記スイッチングトラ
ンジスタ（Ｔｌ　４）のオン、オフを行ない、他の二つ
のトランジスタ（Ｔｌ　）（Ｔｌ　１　）が前記充放゛
鑞回路部（２：のトランジスタ（Ｔ５）（Ｔ４）をそれ
ぞれオン、オフさせるようになっている。

斯る第１図の実施例に於いて、今、１［諒（＋ｖａａ）
の投入直後の状態で充放電コンデンサ（０口）が同等充
電されていないとすると、差動へＴ１鵞がオフでＴｌｇ
がオンであるから、充放電切換部（４（のＴｌ、ＴＩＯ
がオフでＴｌｌがオンとなっている。そして、そのオン
であるＴｌｌのコレゲタｔｇが充放゛４−ｊ路部へ２１
円の抵抗（Ｒ４）を通ってバイアス兼制御部（１）のＴ
Ｉのコレクタ・エミッタ間（電流れるので、その抵抗（
Ｒ４）（二生じる゛磁圧上昇＆：よってＴ４がオフとな
り、従って、Ｔ７、Ｔ８もオフとなっている。し刀為し
、充放電回路＊（２１内ＯＪ　Ｔ　Ｓ　ハ抵抗（Ｒ５月
ユそのような電流が隠れないのでオンである。それ故、
ＩＩＬＩＩＩ（＋Ｖｏｏ）から抵抗（ＲＯ）（ＶＲ）を
通って充放電コンダンｆ（ＯＯ）（−充１１ｉＩｔｆｌ
が流れる。その際上記トランジスタ（ＴＳ）の゛ベース
電位は先のノ（イアス兼制御部（１）で決まるＴＩのエ
ミッタ電位（＝保持されるので、上記充ｄｔｒ流は定電
流となっている。

したがって、前記コンデンサ（ＣＯ）の充電砿ユ伴って
Ａ点の電位が直線的１二上昇して行くが、その際、充放
電切換部（４）のＴ１・の前述のオフによって差動回路
部（３１のスイッチングトランジスタ（Ｔ１４）もオフ
となっている。従って、上記Ａ点の′磁位は、分圧抵抗
（Ｒ１魯）（Ｒ％１）＋−よって決まるＢ点の゛電位（
ＶＨ）４二同って上昇して行き、このｖＩＩＩユ違した
時点で−ｈ記のＴ１４がターンオンし、Ｂ点の電位が抵
抗（Ｒ１７）（Ｒ１口）（Ｆｉｌ？）で決まる値（ＶＬ
）に低下する。その結果、差動対のＴ１２がオンでＴ１
１がオフに反転し、これ（−よって充放電切換部（４）
のＴｌ、Ｔ喘・がオンでＴｌｌがオフ（二なる。

前記充放電切換部（４）のＴ９がオンになると、そのコ
レクタ電流滝が充放゛峨回路（２１内の抵抗（Ｒ５）を
通ってバイアス兼制御部ｆｉｌのＴ５に流れるので前述
の場合と同様ζ；Ｔ５がオフになるが、他方のＴ４はオ
ン番ニなっている。そして、その後各部ちＴ４のコレク
タ′ＷＬ厖工２が′１諒（４ｙｃｃ）から抵抗（ＨＤ）
（ＶＲ）を通ってＴ７に流れるのでこの４ｆｆＩｔｘｔ
と同一の大きさのコレクタ電流ＩＩがＴＩに流れること
Ｃ二なる。その際、この１４Ｅ流工墨は上述の如（ＴＳ
がオフとなっているので、充放゛罐コンデンｆ（００）
から流れる。従って、このコンデンサ（ｏｎ）の放゛鑞
が行なわれるが、ここで先のＴ４のベース電位は前述の
充′峨時に於けるＴＳのベース電位と同一（ニなってい
るから、上紀放電電ｆｉｌＩは前述した充４Ｅ電流！１
と同一の大きさになる。このため、Ａ点の電位は充電時
と同一の勾配で低下して行くことになる。

このようにしてＡ点の電位が低下して行き３点の先の電
位（Ｖｌ−）に達すると、今度は差動対のＴ１２がオフ
でＴｌＭがオンに反転して初期の状態に復帰する。従っ
て、以後はこれまでの動作を繰り返すこと４ユなって、
結局、Ａ点の電位は第２図のように変化することになり
、このデユーティ比５０１ｇの三角波゛礒圧が出力部（
５１のＴＩｓのエミッタから取り出される訳である。

なお、差動対（Ｔ　１　！　）、（Ｔ　１轟）の何れか
一方のコレクタから出力な取り出すようにすれば、デユ
ーティ比５０−の矩形波が得られる。

さて、ご４叙よでは特Ｃ；詳述しなかったが、前述の充
電過程及び放電過程６：於いて、Ａ点の電位がＢ点の電
位と丁度等しくなった時点を考えると、その各時点にお
いて差動対のＴｌｌ、Ｔｅｌには定１ｉａｓ　トフンジ
スｊ（ｒｔｉ）の電流の号の電流が夫々流れることにな
る。このため、充放電回路部（２１のＴ４、ＴＩＳは能
動領域内の同一動作点にバイアスされることになり、従
って、充放電コンデン＋＜　００　＞に同一の大きさの
充電々流と放磁々魔が流れる。その結果、回路系が安定
し発振が停止してしまう處れがある。

ところで、斯る娯動作のうち充電過程では、Ａ点の電位
がＢ点の電位（Ｖａ）に達する直前で、スイッチングト
ランジスタ（Ｔｌ　４　）がターンオンするように、抵
抗（ＲｌＢ）の値を選定することによって、充分回避す
ることができる。しかし、放電過程では充放電切換部（
４＋ｏ〕Ｔ　１ｏのオンによって上記スイッチングトラ
ンジスタ（Ｔｌ　４　）がオン状態に保持されているか
ら、このＴ１４をＡ点の′電位がＢ点の電位（ｖｙ、）
に達する直前でターンオフさせることは不可能である。

従って、第１図の回路構成だけでは放電過程での前述の
事態を確冥に解消できないこ・とになる。なお、この実
施例のものでも、各トランジスタのバラツキ等を考える
と、発振停止が必ずしも起るとは限らないので、実用１
：供することが全く不可能と云う訳ではない。

第３区は上述の如き欠点を解消した他の実施例を示して
おり、第１図と同一構成の部分には同一図番を付して説
明を省略するが、この実施例では次の点を特徴としてい
る。それは充放電切換部（４）のＴＩＯがオンの時にタ
ーンオンされるもう一つのトランジスタ（Ｔ１７）を設
け、このＴ１７及びこれと直列の抵抗（Ｒ１５）を介し
て上記充放電切換部（４）のＴｌｌのエミッタに流入す
る１ｇ！魔の一部を側路するようにした点である。

すなわち、今、コンデンサ（ｏｎ）の放電過程に於いて
、Ａ点の電位がＢ点の電位（ＹＬ）ｌ−近ずき、差動対
のＴｌｆｆ１、Ｔ％易が共に能動状Ｄ１；なった時点を
考えると、この時には充放電切換部（４）のＴ！、Ｔｌ
ｌも共に能動状態シーなって、その各コレクタ電流が流
れる。しかし、この時は先のＴ１７がオンとなっている
から、このＴ１月二分隠される分だけＴｌｌのコレクタ
電流がＴ！よりも少なくなる。従って、前述の説明から
分るように、充放電回路部（２１のＴ４、ＴＩの一方（
Ｔ４）の導通１隻の方が他方（Ｔ５）のそれよりも大き
くなるから、コンデンサ（ＯＯ）の放電々流が充゛４Ｉ
ｒ［よりも増大する。それ故、Ａ点の電位はＹｌ以下（
二なって差動対のＴ１２、Ｔ１５が反転する訳である。

なお、コンデンサ（００）の充電過程では、１紀トラン
ジスタ（’ｒ１７）は差動対のＴ１２がオンするまでオ
フであるから、第１図の場合と同一である。

この上う（二第６図の実施例に依れば、放゛嘔過程での
発振停止の虜れが解消される訳であるが、そのためにト
ランジスタ（Ｔｌ　７）及び抵抗（Ｒ２４）（Ｒ２Ｓ）
１に必要とし、Ｉｄｊｔ成が複雑（−なると云う欠点が
ある。従って、斯る点を更に改善した他の実施例ｉＪ％
４図に示す。

第４図の実施例に於いても第１図と同一部分には同一図
番を付しているが、この実施例では次の点を特徴として
いる。それは第１図の差動（ロ）路部（３１の定４流源
用トフンジスタ（Ｔ１４）を第４図の抵抗（Ｒ１４）に
置き換え、はつ、それによつて放電過程においてＡ点の
電位が前述の値（ＶＺ）に達する直前で、差動回路部（
３）のスイッチングトランジスタ（ＴＭａ）がターンオ
フするようＩ：、後述の如く回路定数を選定した点であ
る。

すなわち、差動対のＴ１鵞がオンでＴｌｌがオフとなっ
ている放電過程Ｃ：於いて、Ａ点の電位をＶＡとすると
、上記トランジスタ（Ｔｌｍ）のコレクタ庖流ｒａは、
そのベース・エミッタ間立上り電圧なＶｌｍとして、 Ｉ　ＩＬ＝　Ｔ−ｊ−、−（ＶＡ−Ｖｌｌｌ）で与えら
れるから、充放電切換部１４）のダイオード＜Ｄ？）及
びトランジスタ（Ｔｌ　＠）の各立上り（圧もｖｌｍｌ
ｍ等しいとすると、そのＴ１・のエミッタと４１１１（
＋Ｖｏａ）間の電位ａｖａはＶｌｍＲ１１１ＩＬ＋Ｖｌ
ｌ−Ｖ１ｍ％・（ＹＡ−Ｖｌｍ）となり、従って、エイ
１デングトランジスタ（Ｔ１４）のベース却ち０点の電
位ｙｏは ｖ、−ＪＩＬ　　　　　　　　　　Ｒ１トＲ１１Ｒ１１
ＲｌＩ・Ｒ１４°（ＶＡ−Ｙｌｍ）となる、それ故、Ｖ
Ａが放電時のＢ点の電位（ＶＬ）に達する直前の値（Ｖ
ム′）（一対して、上式かＲ１トＲ１５＜　ｖ　ｈａ　
ｖ　ｓ　＊　）＜　ｖ　ｍ　。

Ｒ１１・８％６ となるようＣ；、Ｒ１４の値を他のＲ１１、Ｒｌｆｌ、
ＲＩＳの値Ｃ二対して選定しておけば、Ａ点の電位が上
記Ｖム゛６：達した時点で、スイッチングトランジスタ
（Ｔｌ　４）がターンオフし、Ｂ点の゛１位がＶ−から
ｖに切換わる。それ故、電動対のＴＩ！、Ｔ　１　ｓｂ
Ｘ＋Ｍチ＋：反転シ、従ッテ、放’１１ｓＪ程での発振
停止の虞れが解消される訳でちる。

なお、この実施例の充゛題過程の動作も第１図の場合と
略同−である。

以上説明した如く本発明の発振（ロ）路は、差動対トラ
ンジスタの一方に接続されたコンデンサの充放′鑞を、
電流ミラー（ロ）路を構成し上記差動対トランジスタに
応じて選択的（−オン・オフする定電流トランジスタに
よって行なうようにしているので、直線性が非常に良い
デユーティ比５０チの三角θＱ或いは矩形αを簡単Ｃ二
得ることができる。

しかも、＃ＩＩ５図又は第４図の如く構成した場合には
、発振動作が停止する安定小が回路系に全く４圧しない
ため、確実な発振動作を実現できることになる。そして
、特に＠４図の実施例では部品点数が少ないので、ｒｅ
化する場合等Ｃ二おいて好適である。

【図面の簡単な説明】

Ｗｓ１囚は本発明の一実施例を示す回路図、＠２図はそ
の発振波形を示す波形図、第５内及び第４図はそれぞれ
異なる他の実施例を示す回路図である。 （１：・・・バイアス兼制御部、＋２１・−・充放電（
ロ）路部、（３１・・・差動回路部、１４）・・・充放
電切換部、（５）・・・出方部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１１定電流動作するｌ１１１ｇ２のトランジスタの直
   列回路及び８５＄４のトラ）／ｌスタの直列回路を並列
   １：接続して電源と接地点との間に接続し、且つ、その
   １８２県４のトランジスタを互い６二電流ミラ一回路を
   なすように接続し、１１５１１４のトランジスタの接続
   中点をトランジスタ差動対の一万のペース６：接続し、
   このペースと接地点との間Ｃ：充放罐コンデンナＶ接続
   し、上記差動封の他方のペースを電源と接地点との間Ｃ
   ：接続された分圧抵抗の接続中点４；情続し、この分圧
   抵抗の−っ（：並列シニスイツデングトランジスタを接
   続し、このスイッチングトランジスタ及び前記＠１嘱５
   のトランジスタを前記差動対のスイッチング動作に応じ
   て選択的Ｃニオン・オフさせるよう信二してなる発振回
   路。