JPS588168B2

JPS588168B2 - シンゴウハツセイキ

Info

Publication number: JPS588168B2
Application number: JP49146983A
Authority: JP
Inventors: 村上大典; 長谷川謙一
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1974-12-20
Filing date: 1974-12-20
Publication date: 1983-02-15
Also published as: JPS5172272A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は信号発生器に関するもので、回路構成が簡単で
あると共に明瞭な信号発生機構を持つ信号発生器を提供
する事を目的とする。

掃引信号、比較信号、あるいはテスト信号として、第１
図ａのように、ある期間は直流電圧を示し、次の期間に
は前期直流電圧に対して上下対称な電圧変化をし、正（
又は負）の傾きを持つ信号波形が有効である。

このような波形の従来の信号発生方法としては正弦波の
上半分の波形（第１図ｂ）を微分し、第１図ｃのような
波形を得る方法が使用されている。

しかしながら、この方法は信号波形の正又は負の傾斜、
振幅が明確でなく、回路定数が微妙であり、波形の傾斜
、振幅や繰り返し周波数の変更に対する融通性が劣る等
の欠点を有するものであった。

本発明は上記のような欠点を克服したもので、以下その
一実施例を図面に基づいて説明する。

第２図の１，２はスイッチング回路で、一方が開状態の
時他方が閉状態となるように、互いに逆状態になるよう
に構成されており、その電流■１，■２は第３図ａ，ｂ
に示す通りである。

３，４は定電流源で、それぞれ■３，■４を流している
。

Ｖ１はスイッチング回路１と定電流源３との接続端子、
Ｖ２はスイッチング回路２と定電流源４との接続端子で
、端子Ｖ１と端子Ｖ２とは容量Ｃと抵抗Ｒとで結ばれて
いる。

今、スイッチング回路１，２の閉状態と開状態の期間Ｔ
１とＴ２が等しく、定電流源３，４の電流■３と■４と
が等しい場合について説明する。

スイッチング回路１が閉状態から開状態になり、逆にス
イッチング回路２が開状態から閉状態に変った瞬間をｔ
０とする。

第３図に示すように端子Ｖ１の電圧Ｖ１はｔ０の直前で
はスイッチング回路１が閉状態であるのでＶｃｃである
。

端子Ｖ２の電圧Ｖ２はｔ０の直前ではＶｃｃよりΔＶだ
け下っているとする。

端子Ｖ２の電圧Ｖ２はｔ０の前後で電圧ΔＶだけ変化し
て電圧Ｖｃｃまで上昇する。

一方端子Ｖ１は容量Ｃにより端子Ｖ２と結ばれているの
で、ｔｏの前後で端子Ｖ２で変化した電圧ΔＶだけＶｃ
ｃよりも高くなり、電圧Ｖ１＝Ｖｃｃ十ΔＶとなる。

スイッチング回路１が開状態を継続する期間Ｔ２におい
て、端子Ｖ１の電圧Ｖ１は、定電流源３が容量Ｃから電
流Ｉ３を引き出すので、ｔｏの直後から一定の割合（−
Ｉ３／Ｃ）で降下する。

期間Ｔ２の時をτ２とすると、期間Ｔ２の間に端子Ｖ１
の電圧■１はＩ３・τ２／Ｃ間だけ降下し、端子Ｖ１の
電圧Ｖ１は期間Ｔ２の終了時にはとなる。

一方端子Ｖ２の電圧Ｖ２は期間Ｔ２の間Ｖｃｃに保たれ
る。

期間Ｔ２から期間Ｔ１に変る瞬間ｔ１において、前記の
瞬間ｔ０における電圧変化と同様の変化が起こる。

すなわち、この瞬間ｔ１において、端子Ｖ１の電圧Ｖ１
は（Ｖｃｃ＋△Ｖ−Ｉ３・τ２／Ｃ）からＶｃｃに変化
し、一方端子Ｖ２の電圧Ｖ２はＶｃｃから（Ｖｃｃ＋△
Ｖ−Ｉ３・τ２／Ｃ）に変化する。

この期間Ｔ１において、電圧Ｖ１はＶｃｃに保たれ、電
圧Ｖ２は一定の割合（−Ｉ４／Ｃ）で降下する。

したかって期間Ｔ１の終了時にｔま（ここでτ１は期間Ｔ１の時間）となっている。

今、定電流源３，４の電ＩＩ３と■４は等しく、スイッ
チング回路１と２の開状態及び閉状態の時間τ１とτ２
は等しいからである。

よって期間Ｔ，の終了時にはとなって、初めの状態に戻
っており、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の電圧波形は時間（τ１
＋τ２）を周期とすることが判る。

さて、以上の説明では第２図における抵抗Ｒの効果を考
慮に入れなかったため電圧ΔＶの値は決定されない。

電圧ΔＶの値によって、電圧Ｖ１、電圧Ｖ２は、第３図
Ｃ及びｄのようにも、また第４図ａ及びｂのようにもな
る。

すなわち、第２図の回路が動作し始める際スイツチング
回路１，２を駆動する信号源の立上り時の不安定さや、
雑音の飛び込み等により第４図ａ，ｂの波形となり、所
期の目的とする第３図ｃ，ｄに示す波形にならない場合
がある。

常に第３図Ｃ，ｄに示すような所期の目的とする波形を
得るために、本発明では、抵抗Ｒを挿入する事により、
期間Ｔ１において電圧Ｖ２の平均電圧と電圧Ｖ１とを、
また期間Ｔ２において電圧Ｖ１の平均電圧と電圧Ｖ２と
を一致させてとしている。

この抵抗Ｒの動作を第７図により説明する。

第Ｔ図は横軸に時間を採り、第４図ａ，ｂの如き波形が
第３図ｃ，ｄの如き所期の波形に至る過程を説明せんと
するグラフであって、第７図ａ，ｂは電圧Ｖ１、電圧Ｖ
２をそれぞれ示している。

また第７図Ｃは電圧Ｖ１、電圧Ｖ２の差電圧（Ｖ２−Ｖ
ｌ）を示し、第７図ｄは、抵抗Ｒを流れる電流■Ｒを、
第２図の図面の左から右に流れる方向を正に採り示して
おり、第７図ｅは、容量Ｃを流れる電流１ｃを、図面の
左から右へ流れる方向を正に採り示している。

第７図の左端付近の時間では、電圧Ｖ１は電圧Ｖ２より
高い故、差電圧（Ｖ２Ｖ１）は第７図Ｃに示すように負
である。

したがって抵抗Ｒを電流ＩＲが左から右へ流れる。

期間Ｔ１、期間Ｔ２の積分値も電流が左から右へ流れて
いる事を示す。

ちなみにこの抵抗Ｒを流れる電流ＩＲは、容量Ｃを流れ
る電流１ｃよりも充分小さく設定される。

このようにして期間Ｔい期間Ｔ２における差電圧（Ｖ２
−Ｖｌ）の平均値は、第７図Ｃにおいて図面の左から右
へ時間の経過に従って零に漸近して行く。

第７図Ｃにこの平均の電圧を点線で重ね書きして示して
いる。

以上のように抵抗Ｒの効果により第７図ａ，ｂ電圧波形
Ｖ１，Ｖ２は所期の波形に近づき、第３図ｃ，ｄの電圧
波形となる。

なお、抵抗Ｒの値は、抵抗Ｒを流れる電流が電ａＩＢ及
び■４に比べて充分小さくなるように選べば、電圧Ｖ１
，Ｖ２にはほとんど影響しない。

以上動作の概要を述べたが、初めに設定した２つの仮定
を検討する。

第一の仮定であるτ１＝τ２を考えると、スイツチング
回路１，２の開状態、閉状態の時間τ１，τ２は外部要
因で決まるものであり、多くの場合かなり正確にτ１＝
τ２である。

したがってこの仮定は成り立つと考えられる。

次に第二の仮定である■３＝Ｉ４を考える。

２つの定電流源の電流がどの程度一致するかは採用する
回路方式、使用する部品、またＩＣの場合にはマスクの
寸法精度、プロセスコントロールの精度により決ってく
る。

２つの電流の相対誤差はおよそ±３０％〜±５％程度に
なると考えられる。

そこでこの相対誤差をなくするためには第５図の実施例
のごとく構成すればよい。

１，２は第２図と同じくスイッチング回路、５は電流切
り換え回路、また６は定電流源である。

電流切り換え回路５は、スイッチ回路１，２のうち開状
態にあるスイッチ回路側へ定電流源６の電流■６を流す
ように動作する。

このように構成すれば第２図における定電流源の電流■
３及びＩ４が■３＝Ｉ６＝Ｉ４となったことになり、前
記２つの仮定は完全に満たされたことになる。

第６図は第５図の実施例の一具体例である。

トランジスタＱ１，Ｑ２はそれぞれ第５図のスイッチン
グ回路１，２であって、それぞれのべ−ススに逆相の矩
形波が信号源（図示せず）から印加されている。

トランジスタＱ６、抵抗Ｒ６、電圧源Ｅは第５図の定電
流源６を構成している。

トランジスタＱ５１，Ｑ５２は第５図の電流切り換え回
路５を構成しており、トランジスタＱ５１のペースには
トランジスタＱ１のベースと同相の矩形波が、またトラ
ンジスタＱ５２のベースにはトランジスタＱ２のベース
と同相の矩形波が印加されて、トランジスタＱ５１，Ｑ
５２は交互に導通状態になる事により定電流源の電流を
切り換えている。

トランジスタＱ１、及びＱ２のコレクタに目的とする波
形が得られる。

本発明においてスイッチング回路および電流切り換え回
路としては、ＮＰＮ又はＰＮＰトランジスタ、Ｐチャン
ネル又はＮチャンネルＦＥＴ、リレー等スイッチングで
きる素子であれば何でも良い。

以上述べた如く、本発明の信号発生器は信号発生機構が
明確であり、回路設計が容易であり、次のような優れた
効果が期待できる。

（１）出力信号電圧波形の傾きを容量と定電流源の電流
とで決定できる。

（２）出力信号の電圧波形の平均電圧レベルは、電源電
圧に等しく、前記容量に対して並列に抵抗を介装すると
いう簡単な構成によって出力信号の電圧波形は電源電圧
レベルに対して上下対称な振幅が得られる。

（３）出力信号の電圧波形の傾斜の直線がよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の信号発生器の出力波形と理想的な波形と
の比較図、第２図は本発明の一実施例を示すブロック図
、第３図、第４図および第７図は本発明の動作原理を説
明する波形図、第５図は本発明の他の実施例を示すブロ
ック図、第６図は第５図に示した実施例の一具体例の回
路図である。１，２・・・・・・スイッチング回路、３，４．６・・
・・・・定電流源、５・・・・・・電流切り換え回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１信号源によって動作を制御され交互に開閉するよう
に構成された２個のスイッチ回路と、定電流源と、前記
スイッチ回路に同期して切り換え動作を行う電流切り換
え回路とを持ち、前記２個のスイッチ回路の一端を互い
に共通の電源に接続し、かつ他の一端を前記定電流源を
流れる電流より少ない電流が流れるよう値が設定された
抵抗と容量との並列接続回路を介して互いに接続し、前
記定電流源からの電流が、電流切り換え回路を介して前
記２個のスイッチ回路のうち開状態にあるスイッチ回路
と前記並列接続回路との接続点へ流れるように構成し、
並列接続回路の一端または両端から信号を取り出したこ
とを特徴とする信号発生器。