JPS5826202B2 - セイゲンハハツセイソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は低周波の正弦波状信号を高安定にして低歪率
で発生でき、しかもその発生信号の周波数を変化させる
ことができる正弦波発生装置に関する。

従来の低周波発振器として音叉を基準周波数とする発振
器があるが、これは音叉が比較的大きく全体としての容
積が大きくなり、かつ外部振動に対する安定性に問題が
あった。

更に各種の周波数信号を必要とする場合には、その各周
波に対する発振器を各別に設けなければならないという
欠点があった。

一方高周波の水晶発振器の出力を周波数逓分して低周波
出力を得るものもある。

この装置は逓分波の安定度は良いが、方形波であるため
３次、５次の高調波を含み歪率が悪かった。

それを改善するためにはその高調波を除去のためのろ波
器を必要とし、そのためのろ波器は低周波であるため回
路素子が大きく、全体として大きな形状のものになる欠
点があった。

この発明の目的は高安定な発振源を１つ用意するのみで
、周波数を自由に設定でき、しかも安定度が良く、かつ
高調波の含有率が少ない、正弦波に近い波形の出力を得
ることができる正弦波発生装置を提供することにある。

更にこの発明装置によれば出力波を任意の電圧からスタ
ートすることができ、よってこのスタート電圧をＯに設
定することにより直流成分のない交流波出力を得ること
も可能である。

この発明においては比較的安定なりロックを可逆カウン
タが計数し、この可逆カウンタは目的とする正弦波の周
波数に応じた最大計数値をとるように制御される。

この最大計数値と例えば零との間を往復計数することを
繰返す。

このカウンタの各計数値はデコーダにてデコードされ、
そのデコードされた各別の出力端子の出力により、各別
の電圧が発生される。

この電圧は上記カウンタの往復計数動作の一方において
正弦波的に順次異なる値をとり、この変化は正弦波の半
周期に対応する。

よってこの電圧変化を順次取出せば出力は正弦波状にな
る。

上記カウンタに対する設定最大値は目的とする正弦波出
力の周期に応じて変更され、その変更に伴って、カウン
タのその最大計数値と最小計数値との間の各デコード出
力に対し順次正弦波的に異なる電圧をとるように予め用
意された電圧発生群に対応するものが選択される。

以下本発明による正弦波発生装置の実施例を図面を参照
して詳細に説明する。

第１図において１は可逆カウンタを示し、これは端子２
に印加される信号が高電圧（論理レベル゛’ １ ”
）であるか低電圧（論理レベル″０″）であるかにより
アップカウント又はダウンカウント動作とされ、端子３
からのＳＴ信号が低電圧の場合は計数状態になり、端子
４からのクロックを計数し、ＳＴ信号が高電圧の場合は
動作停止状態になる。

このカウンタ１に対し、プリセット回路５から初期値Ｊ
１〜ＪＮを設定することができ、更にカウンタ１の計数
値が零の状態になると、端子６にパルスＣＯを出す。

カウンタ１の計数段１〜Ｎの各出力はデコーダ８へ供給
され、デコーダ８では入力された２准将号を２Ｎ個の出
力端子９１〜９Ｐの１個を選択してこれに出力を出す。

従ってカウンタ１にクロックが入力されるごとに一定の
順序で次々と出力端子９、〜９Ｐ’を一つずつ選択して
出力する。

一方入力回路１０はカウンタ１の最大計数値を設定する
もので２進Ｎ個の設定入力端子１１１〜１１Ｎの入力状
態を保持し、その２准将号を２Ｎ個の出力端子１２１〜
１２Ｐの１個を選択するデコーダである。

入力回路１０の出力端子１２□〜１２Ｐの各出力は出力
回路１５の電圧発生群１６１〜１６ｐにそれぞれ対応し
て供給され、入力回路１０からの入力に応じて電圧発生
群１６１〜１６Ｐの１つのみが動作可能になる。

この出力回路１５にはデコーダ８の各出力端子９．〜９
Ｐも供給され、カウンタ１の計数動作によりデコーダ８
の出力端子が順次１つずつ選択されるが、その選択に伴
って出力回路中の有効となっている１つの電圧発生群中
の各電圧発生部より順次電圧が発生する。

その各電圧発生群はその各電圧発生部が順次選択される
とその発生する電圧は正弦波状に変化するように各電圧
発生部が選定される○ 例えば第２図に示すように端子９、〜９ｐにそれぞれ接
続された列導線と、端子１２□〜１２Ｐにそれぞれ接続
された行導線とが交叉して配され、これ等導線の各交叉
点においてその列導線と行導線を入力とするアンド回路
１７１□〜１７ＰＰが設けられ、これ等アンド回路１７
，１〜１７ＰＰの各出力によりそれぞれゲート１８１１
〜１８ＰＰが開らかれ、各ゲート１８１１〜ｉ ｓＰＰ
はこれが開けら・れると電圧端子１９１１〜１９ＰＰに
与えられた電圧が出力端子２０への供給される。

アンド回路１７、ゲート１８、電圧端子１９により各電
圧発生部を構成し、電圧発生群１６、〜１６Ｐはその添
字の数だけ電圧発生部を具備する。

つまり例えば電圧発生群１６４は４個の電圧発生部より
なる。

しかし各電圧発生群において、その電圧端子１９〜１９
ｎｎ（ｎは１ １〜ｐの任意の整数）は順次正弦波的に異なる値■ｎ１
〜■ｎｎに選定され、この変化は正弦波の半周期分とさ
れる。

電圧発生群１６ の各電圧端子１９ｎ１〜１９ｎｎの電
圧■。

１〜■ｎｎの例を第３図に示す。

カウンタ１は入力回路１０の設定値になるごとにダウン
カウント状態にされる。

このため入力回路１０の出力端子１２□〜１２Ｐの各出
力と、デコーダ８の出力端子９１〜９Ｐの各出力との論
理積がアンド回路２２□〜２２Ｐにてそれぞれとられ、
アンド回路２２１〜２２Ｐの出力はノア回路２３を通じ
てフリップフロップ２４のセット端子へ供給される。

よって入力回路１０よりの設定値とデコーダ８よりの入
力とが等しくなると、アンド回路２２１〜２２Ｐの１つ
から出力が生じてフリップフロップ２３がセットされる
。

よってフリップフロップ２４のＱ出力が低電圧により、
これが端子２に与えられているため、カウンタ１はアッ
プカウントよりダウンカウントに転する。

このダウンカウントが進みカウンタ１が零になると、上
述したように端子６にパルスが発生してフリップフロッ
プ２４がリセットされ、カウンタ１はアップカウント状
態になる。

アップまたはダウンカウントを切替える最大計数値を求
めるにはこの実施例に示す場合に限らず、可逆カウンタ
１の出力をある固定された設定値と直接照合して求めて
もよい。

また電圧発生部のマトリックスはｎが決定されれば一群
だけでもよく、この場合においても正弦波発生装置（端
子４）に入力されるクロック周波数を変えることによっ
て、出力正弦波の周波数を第１図実施例と同様、低歪率
で変えることか可能である。

なお、この実施例における論理回路は全て正論理で動作
しているが、負論理でも動作させるように構成してもよ
いことは当然のことである。

上述の構成から理解されるように、カウンタ１は端子３
からの制御入力信号ＳＴが低電圧になると、動作を開始
し、プリセット回路５の設定値からクロックのたびにア
ップカウントし、よってデコーダ８の出力端子が一つず
つ選択され、これに伴って出力回路１５は入力回路１０
からの設定値により選別された１つの電圧発生群の電圧
発生部よりの電圧が次々と出力される。

カウンタ１の計数値が入力回路１０の設定値になると、
カウンタはダウンカウント状態になり、この計数動作に
よりカウント値が零になると、カウンタは再びアップカ
ウント状態になる。

従ってカウンタ１は零と設定値ｎとの間を往復動作する
ことになり、端子４からのクロックの周期をｔとすると
カウンタ１の往復周期Ｔは となる。

そのカウンタ１の往復動作により、選ばれた電圧発生群
の各電圧発生部からの電圧を順次取出すことを繰返す。

よって出力端子２０には正弦波状の電圧が得られる。

この出力正弦波の瞬時位相をθ。

ｉどすると、となる。

Ｖ ・＝Ｋ ｓｉｎθｎｉ＋に２ 旧 Ｉ Ｋ１．に２は任意の定数 次に出力正弦波の周波数ｆｏは入力クロックの周波数を
ｆｃとすると となる。

入力回路１０の設定値ｎを選定することによって任意の
周波数波の正弦波出力を得ることが可能となる。

カウンタ１、デコーダ８、入力回路１０、出力回路１５
、その他の回路は半導体集積回路として著しく小さく作
ることができ、入力クロックが安定していれば出力正弦
波も安定したものになる。

出力は正弦波であり、高調波成分が少なく、歪率が小さ
いものになる。

また出力回路１５は正弦波の半周期に相当する互に異な
る電圧源によって構成するものであるから、正弦波の一
周期に相当する電圧源を設ける場合と比較すれば、電圧
源の数を半減させることができ安価に作ることができる
効果が得られる。

更にプリセット回路５によりカウンタ１の初期値を設定
することにより出力波形のスタート電圧を決めることが
できる。

即ち希望するスタート電圧に相当するカウント数、例え
ば中央値ならｎ／２に対応する２准将号を初期設定端子
Ｊ１〜ＪＮに設定しておき、カウント開始時にカウント
１に読込むことによって任意の電圧より正弦波出力を開
始させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による正弦波発生装置の一実施例を示
すブロック図、第２図は出力回路の構成例を示すブロッ
ク図、第３図はカウンタのカウント数又は電圧端子と出
力電圧との関係を示す曲線図である。 １・・・可逆カウンタ、４・・・クロック入力端子、５
・・・プリセット回路、８・・・デコーダ、１０・・・
入力回路、１５・・・出力回路、１６．〜１６Ｐ・・・
電圧発生群、２０・・・出力端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ クロックを計数する可逆カウンタと、そのカウンタ
   の計数値をデコードするデコーダと、上記可逆カウンタ
   の最大計数値を設定する回路と、上記可逆カウンタが上
   記最大計数値と最小計数値の間を往復的に繰返して計数
   動作させる手段と、正弦波の半周期に相当する順次異な
   る電圧源を有し上記カウンタの往復計数動作における上
   記デコーダの各出力により上記電圧源の電圧を選択して
   取出し正弦波的に順次異なる値の電圧を発生する手段と
   を具備してなる正弦波発生装置。