JPS5830332Y2 - 可変傾斜波信号発生器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、一般に傾斜が段階的又は連続的に極めて広範
囲で変化する傾斜波信号出力を得る可変傾斜波信号発生
器に関する。

例えば研究室用の広帯域オシロスコープでは、時間軸で
ある水平軸に沿って陰極線管の電子ビームを偏向させる
ため、１個又はそれ以上の傾斜波信号発生器を使用して
直線的且つ傾斜制御可能の正確な傾斜波信号を発生させ
る。

傾斜波信号の傾斜は、例えば予定された１−２−５順列
又は１−３順列により、０．５秒／目盛ないし２ナノ秒
／目盛の如く広範囲に互って切換えられる。

傾斜波信号の傾斜をかかる広範囲（２，５×１０８倍）
に段階的に変えるために、複数の切換え可能なタイミン
グ・キャパシタ及び複数の異なる電流源を利用する。

また、特定の用途に便利なように段階間で傾斜波信号の
傾斜を連続的に変えるため、制御手段を設けている。

オシロスコープ用の従来の傾斜波信号発生器は、第１Ａ
及び第２Ａ図に示す如く２種類に分類できる。

前者は、異なる抵抗器を含む制御可能な電流源と切換え
可能な複数のタイミング・キャパシタとを使用する。

後者は、極めて高い開ループ利得を有する反転増幅器の
入力及び出力端子間に接続された切換え可能な複数のタ
イミング・キャパシタと反転増幅器の入力端子と電圧源
間に接続された切換え可能な複数のタイミング抵抗器と
を含む、いわゆるミラー積分器である。

段階的に傾斜波信号の傾斜を変えるため、キャパシタと
抵抗器の組み合わせを選択するスイッチ手段が設けられ
る。

隣接する段階と段階の間で傾斜を連続的に制御するには
、各抵抗器の一端に接続された電圧源＋Ｖを変える。

出力傾斜波信号は、前者ではタイミング・キャパシタの
端子に、後者では反転増幅器の出力端にそれぞれ発生す
る。

かかる広範囲の傾斜波信号の発生には、例えば数にΩの
低抵抗値から数ＭΩの高抵抗値を有する複数個のタイミ
ング抵抗器が使用される。

換言すれば、タイミング・キャパシタを流れる電流は一
般にｌＱｍＡ以上から１０μＡ以下まで変化する。

傾斜波信号の連続的制御は、１−２−５順列の傾斜段階
においてはタイミング抵抗器の電圧降下が１／２．５よ
りも僅か多く連続的に変化するように上記の＋■を変化
させる必要がある。

それは、この標準例では隣接段階間の最大比が１ ：
２．５のためである。

連続的制御を得るには、ポテンショメータを含む抵抗分
圧器が利用される。

しかし、かかる従来の回路構成では選択されるタイミン
グ抵抗器に応じて、特に低抵抗のタイミング抵抗器が選
択されるとき、抵抗分圧器の分圧比が変化するという問
題を生じる。

換言すれば、傾斜波信号の可変範囲が各段階において一
定でなくなる。

一方、抵抗分圧器を構成するために低抵抗値（例えば１
ｋＱ）の固定抵抗器及びポテンショメータを使用すれば
、この問題は避けられよう。

しかし、十■は約５０Ｖの高電圧であるから、可変制御
器の校正位置においてこの分圧器による消費電力は著し
く増加する。

したがって、本考案の目的は、傾斜波信号の傾斜を極め
て広範囲に亙りほぼ一定比で変化できる改良された可変
傾斜波信号発生器の提供にある。

本考案の好適な実施例を示す第１Ｂ及び第２Ｂ図を参照
して、以下に本考案を具体的に説明する。

第１Ｂ図において、演算増幅器２４はトランジスタ１４
のベースに加える基準電圧を供給する。

この基準電圧は、増幅器２４の非反転入力端子に印加さ
れる電圧に追従する。

トランジスタ１４の接合部温度に無関係にトランジスタ
１４のエミッタ電圧を一定に維持するため、トランジス
タ１４のエミッタを高抵抗器２６を介して増幅器の反転
入力端子に接続する。

複数のタイミング抵抗器１０ ａ 、１０ ｂ・・・・
・・１０ｍは、選択スイッチ３０ ａ 、３０ ｂ・・
・・・・３０ｍを介してトランジスタ１４のエミッタと
正電圧源＋Ｖ間に接続される。

複数のタイミング・キャパシタ１２ ａ・・・・・・１
２ｂ、１２Ｃをトランジスタ１４のコレクタと接地間に
選択スイッチ３２ ａ・・・・・・を介して接続する。

トランジスタ１４のコレクタに接続されたゲート回路１
６は、電流源トランジスタ１４からの電流を側路するた
め、ゲート回路１６の入力端子１８を印加される人力信
号に応じ、タイミング・キャパシタ１２を選択的に短絡
して傾斜波信号を発生又は終了させる。

正電圧源＋■とトランジスタ１４のベース間には、ポテ
ンショメータ３４及び抵抗器３６を直列接続する。

スイッチ２８は、傾斜波信号の校正された傾斜又は可変
な傾斜を得るために使用される。

この実施例においては、以下に詳細に述べる理由で、ト
ランジスタ３８のベース・エミッタ接合を最小抵抗値の
タイミング抵抗器１０ ｎと直列に接続する。

次に、この回路の動作を説明する。

選択スイッチ２８は図の校正位置ＣＡＬにあるものとす
る。

βの極めて大きいトランジスタ１４の出力コレクタ電流
の大きさは、トランジスタ１４のエミッタ（又は演算増
幅器２４の非反転入力端）と正電圧源＋Ｖ間の電位差及
び選択されたタイミング抵抗器１０の抵抗値によって決
まる。

好適な実施例においては、正電圧源は５０Ｖであり、ト
ランジスタ１４のエミッタ電圧は１０Ｖである。

選択スイッチ３０及び３２は機械的に連動しているので
、傾斜波信号の傾斜は予定の段階即ち１−２−５順列で
変えられる。

タイミング抵抗器１０の適当な選択により、タイミング
抵抗器１０の何れか１個を選択するか、又は順次抵抗値
の低いタイミング抵抗器を並列接続することになる。

最も遅い傾斜波信号の発生には、最大抵抗値のタイミン
グ抵抗器１０ ａ及び最大容量値のタイミング・キャパ
シタ１２ ａを選択する。

一層速い傾斜波信号を順次発生するには、順次低いタイ
ミング抵抗器１０及びタイミング・キャパシタ１２を選
択する。

最小抵抗値のタイミング抵抗器Ｉｏｎと最小容量値のタ
イミング・キャパシタ１２ｄの組み合わせにより、出力
端子２０に最も速い傾斜波信号を発生する。

第１Ｂ図には示さないが、傾斜波信号出力は、高入力イ
ンピーダンスの例えばソース・フォロワＦＥＴ増幅器の
如き緩衝増幅器を介して利用回路に供給する。

傾斜波信号の傾斜を段階間で変えるには、選択スイッチ
２８を左側すなわち可変位置ＶＴＲに切換える。

ポテンショメータ３４の摺動子を左端に移動すると、各
タイミング抵抗器１０の上端電圧は減少する。

ポテンショメータ３４及び抵抗器３６の抵抗値は、ポテ
ンショメータ３４の摺動子が左の位置にあるとき、摺動
子の電圧がＶ／２．５より僅かに少ない値に減少するよ
うに選ばれる。

しかし、抵抗器３６と並列接続のタイミング抵抗器１０
の抵抗値は分圧器に無視できない効果を及ぼすため、一
層低いタイミング抵抗器が選択されるとき摺動子におけ
る電圧の減少比は増加することになる。

最も速い傾斜波信号を発生するとき、分圧比は例えば１
０程度に達する。

上述の問題を解決することがトランジスタ３８の主目的
である。

もし、トランジスタ３８の電流増幅率が充分大であれば
、実質的にベース電流は流れず、したがって抵抗性分圧
器３４−３６の分圧比を一定に維持する。

しかし、トランジスタ３８のベース・エミッタ接合間の
電圧降下はタイミング抵抗器１０１両端の実効電圧を約
０．７ Ｖだけ減らし、この電圧はオシロスコープ又は
類似の計測装置用の精密なタイミング回路では無視でき
ないものである。

したがって、タイミング抵抗器１０ｎの抵抗値は、この
電圧降下を考慮して決められる。

トランジスタ３８を流れるエミッタ電流は大きいので、
ベース・エミッタ接合電圧ＶＢＥは周知の特性曲線によ
りほぼ一定である。

更に、エミッタ電流は充分な熱を発生して周囲温度に無
関係に接合部の温度をほぼ一定に維持する。

第２Ｂ図は、本考案の他の実施例を示すものである。

この実施例は、その入力電圧をほぼ一定に維持するため
高利得の反転増幅器を使用して選択されたタイミング抵
抗器１０′にほぼ一定電流が流れるようにしたことを除
けば、第１Ｂ図の実施例とその構成及び動作は類似して
いる。

トランジスタ３８′のベース・エミッタ接合は、第１実
施例と同ヒ目的で最小抵抗値のタイミング抵抗器１０’
ｎと直列に接続される。

したがって、その構成及び動作の説明は当業者には必要
ないと信じるので省略する。

これらの実施例では、ただ１個のトランジスタを最小抵
抗値のタイミング抵抗器と直列接続しているが、回路構
成上タイミング抵抗器の抵抗値がポテンショメータ３４
の抵抗に比して無視し得ない場合には、第１Ｂ図におい
て最小抵抗値のタイミング抵抗器１０ ｎのみならず２
番目に小さい抵抗値のタイミング抵抗器１０ｍの上端も
付加トランジスタ３８のエミッタに接続するか、或いは
トランジスタ３８と同様の他のトランジスタのエミッタ
・ベース接合をこれと直列接続するも可である。

すなわち、付加トランジスタのエミッタ・ベース接合に
直列接続されるタイミング抵抗器の数は、ポテンショメ
ータ３４の抵抗値との関係で最少限に選定するのが好ま
しい。

以上の説明から明らかな如く、本考案による可変傾斜波
発生器は次の利点を有する。

第１に、傾斜波信号の傾斜は、隣接する段階間の可変制
御比をほぼ一定に維持しながら、極めて広範囲に互って
段階的に切換えできる。

第２に、すべてのタイミング抵抗器が既知の電圧源間に
接続されているため、傾斜波信号の極めて正確な傾斜が
校正位置で遠戚できる。

第３に、広範囲の傾斜波信号を発生するにも拘わらず、
可変制御器回路には比較的高い抵抗器が使用できるため
、消費電力を減少できる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ及び第２Ａ図は従来例を示す略式回路図、第１Ｂ
及び第２Ｂ図はそれぞれ本考案の実施例を示す略式回路
図である。 １０ ａ〜１０ ｎ 、１０’ａ〜１０′ｎ・・・・・
・タイミング抵抗器、３０ａ〜３０ｎ、３０′ａ〜３０
′ｎ・・・・・・スイッチ、１２ａ〜１２ ｄ 、１２
’ａ〜・・・・・・タイミング・キャパシタ、３４゜３
４′・・・・・・ポテンショメータ、１０ ｎ 、１０
’ｎ・・・・・・最大抵抗値のタイミング抵抗器、３８
．３８’・・・・・・トランジスタ、２８．２８’・・
・・・・選択スイッチ、＋■・・・・・・電圧源。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 抵抗値の異なる複数のタイミング抵抗器をスイッチによ
   り切換え選択して段階的に変化するタイミング電流でタ
   イミング・キャパシタを充電すると共に、上記タイミン
   グ抵抗器の上記タイミング・キャパシタと反対側の一端
   にポテンショメータを接続して上記タイミング電流を上
   記段階間で連続的に変化する可変傾斜波信号発生器にお
   いて、上記複数のタイミング抵抗器のうち少なくとも最
   小抵抗値のものを含む一部のタイミング抵抗器の上記一
   端をコレクタに所定電圧を加えたトランジスタのエミッ
   タに接続し、上記トランジスタのベース及び残りのすべ
   てのタイミング抵抗器の上記一端を共通接続し、この共
   通接続点を上記ポテンショメータの摺動子又は上記ポテ
   ンショメータの一端に加えた電圧源にスイッチを介して
   選択的に接続することを特徴とする可変傾斜波信号発生
   器。