JPS5926671Y2 - schmitt circuit - Google Patents

schmitt circuit

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JPS5926671Y2
JPS5926671Y2 JP8205879U JP8205879U JPS5926671Y2 JP S5926671 Y2 JPS5926671 Y2 JP S5926671Y2 JP 8205879 U JP8205879 U JP 8205879U JP 8205879 U JP8205879 U JP 8205879U JP S5926671 Y2 JPS5926671 Y2 JP S5926671Y2
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JP
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transistor
circuit
voltage
diode
input
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JP8205879U
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JPS562650U (en
Inventor
泰雄 川上
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パイオニア株式会社
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は自ら検波機能をもち、しかも電源変動によって
閾値が変動しないシュミット回路に関する。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a Schmitt circuit which has its own detection function and whose threshold value does not change due to fluctuations in the power supply.

従来履歴回路として一般的に用いられているシュミット
回路は、交流信号のレベルに応じた履歴動作をさせるた
めには、整流回路を前置し、交流−直流変換をしなくて
はならず、価格、工数の増加を全表なくされ、また立上
り立ち下りの閾値が電源変動の影響を受ける等の欠点が
あった。
Schmitt circuits, which have been commonly used as hysteresis circuits, require a rectifier circuit in front of them to perform hysteresis operation according to the level of an AC signal, and perform AC-DC conversion. However, there were drawbacks such as the increase in man-hours being completely eliminated, and the rise and fall thresholds being affected by power fluctuations.

例えば、一般的なシュミット回路としては第1図に示す
ような回路が使用されている。
For example, a circuit as shown in FIG. 1 is used as a general Schmitt circuit.

すなわち第1図において、Ql、Q2はトランジスタ、
R1、R2゜R3はバイアス回路を構成する抵抗、R4
はトランジスタQ2のコレクタ抵抗、R5はトランジス
タQ1.Q2の共通エミッタ抵抗をそれぞれ示し、トラ
ンジスタQ0がONとなるトランジスタQ1のベース・
エミッタ間電圧をVBEl、トランジスタQ2がONの
とき、共通エミッタ抵抗R5に発生している電圧を■5
とすると、電圧VBEI、V5はいずれもアース電位に
対し同極性の電圧となるので、トランジスタQ1がON
となるベース・アース間電圧(立ち上り閾値)はV B
EI + V sとなってしまう。
That is, in FIG. 1, Ql and Q2 are transistors,
R1, R2゜R3 are resistors that constitute the bias circuit, R4
is the collector resistance of transistor Q2, R5 is the collector resistance of transistor Q1. The common emitter resistance of Q2 is shown, and the base of transistor Q1 where transistor Q0 is turned on is shown.
When the emitter voltage is VBEl, and the transistor Q2 is ON, the voltage generated across the common emitter resistor R5 is ■5.
Then, voltages VBEI and V5 both have the same polarity with respect to the ground potential, so transistor Q1 is turned on.
The base-earth voltage (rising threshold) is V B
This results in EI + Vs.

また、電圧■5は (VBE2はトランジスタQ2のベース・エミッタ間電
圧、Vccは電源電圧) であるので、立ち上り閾値は電源電圧Vccの影響を受
けることが判る。
Furthermore, since the voltage 5 is (VBE2 is the voltage between the base and emitter of the transistor Q2, and Vcc is the power supply voltage), it can be seen that the rising threshold is influenced by the power supply voltage Vcc.

同様に立ち下り閾値、および履歴幅(立ち上り閾値と立
ち下り閾値の差)についても電源電圧の影響を受ける。
Similarly, the falling threshold and the history width (difference between the rising and falling thresholds) are also affected by the power supply voltage.

また、交流信号のレベルに応じた履歴を得る回路として
は第2図に示すような回路がある。
Further, as a circuit for obtaining a history corresponding to the level of an AC signal, there is a circuit as shown in FIG.

第2図において、点線枠Iで示す範囲内の回路は第1図
と全く同様であって、トランジスタQ1のベースすなわ
ちこのシュミット回路の入力に点線枠IIで示す整流回
路が前置されている。
In FIG. 2, the circuit within the range indicated by a dotted line frame I is exactly the same as that in FIG. 1, and a rectifier circuit indicated by a dotted line frame II is placed in front of the base of the transistor Q1, that is, the input of this Schmitt circuit.

この整流回路はコンテ゛ンサC1,C2、ダイオードD
1. D2、抵抗R6゜R7、によって倍圧整流回路
として構成され、その出力は抵抗R6,R7によって分
圧されてトランジスタQ1のベースに入力されている。
This rectifier circuit consists of capacitors C1 and C2, and diode D.
1. D2 and resistors R6 and R7 form a voltage doubler rectifier circuit, the output of which is divided by resistors R6 and R7 and input to the base of transistor Q1.

このように構成されたシュミット回路においては、点線
枠IIで示された整流回路の部分にコンデンサC1の容
量のために入力の直流分には応答せず、また非常に周期
の長い交流入力に対してはそのインピーダンスが十分低
くなるような容量の大きさのコンテ゛ンサC1が必要で
ある。
In the Schmitt circuit configured in this way, the part of the rectifier circuit indicated by the dotted line frame II does not respond to the input DC component due to the capacitance of the capacitor C1, and also does not respond to the AC input with a very long period. Therefore, the capacitor C1 is required to have a capacitance such that its impedance is sufficiently low.

このコンテ゛ンサC1は上記整流回路に倍電圧整流方式
を用いるとき必要な容量値で、コンテ゛ンサC1を廃止
するため、ダイオードD2を短絡し半波整流方式とする
と、このシュミット回路の立ち上り閾値は著しく高くな
る。
This capacitor C1 has a capacitance value that is necessary when using the voltage doubler rectification method in the rectifier circuit described above, and if the diode D2 is shorted and a half-wave rectification method is used in order to eliminate the capacitor C1, the rising threshold of this Schmitt circuit will become significantly higher. .

このことは交流履歴回路としては見掛は上感度を悪化さ
せることになる。
This apparently deteriorates the sensitivity of the AC hysteresis circuit.

その理由は半波整流であるために整流効率が低下する上
に共通エミッタ抵抗R5に発生している電圧(トランジ
スタQ1がOFFの状態ではトランジスタQ2はONで
あり、そのため抵抗R5にはトランジスタQ2のエミッ
タ電流が流れている)によってトランジスタQ1にとっ
ては、動作開始するベース電圧が高くなる方向にバイア
スされているからで゛ある。
The reason for this is that half-wave rectification reduces rectification efficiency, and the voltage generated across the common emitter resistor R5 (when transistor Q1 is OFF, transistor Q2 is ON, so resistor R5 is This is because the transistor Q1 is biased in the direction in which the base voltage at which it starts operating becomes higher due to the emitter current flowing.

以上述べたことを理解しやすくするため、第1図の回路
、第2図の回路の動作を説明すると、入力信号■の電圧
■に対する時間Tの関係で示す波形が第3図のように、
時間T1において入力信号■のレベルが低く、時間T2
においてレベルが高くなるような一般的な交流信号に対
しては、第1図の回路の場合の出力端Oの出力電圧Pは
第4図aに示すように矩形波の連続となり入力レベルに
応じたシュミット回路としての機能がないことが判る。
In order to make it easier to understand what has been said above, the operation of the circuit in FIG. 1 and FIG.
At time T1, the level of input signal ■ is low, and at time T2
For a general AC signal whose level increases at It can be seen that there is no function as a Schmitt circuit.

また第2図の回路においては第4図すに示すように入力
信号■のレベルが低い時間T1においては出力電圧Pは
零、レベルの高い時間T2において出力電圧Pが高レベ
ルとなって入力信号のレベルに対するシュミット回路と
し動作することが判る。
In addition, in the circuit of Fig. 2, as shown in Fig. 4, the output voltage P is zero during the time T1 when the level of the input signal ■ is low, and the output voltage P becomes high level during the time T2 when the level is high, and the input signal It can be seen that it operates as a Schmitt circuit for the level of .

以上述べたことから明白なように、従来のシュミット回
路では、シュミット回路のON、OFF閾値を一定化す
るためには電源電圧を一定に保たねばならず、出力波高
値を考える場合すなわち電源電圧を変える場合および履
歴幅を変える場合にシュミット回路の設計をやりなおす
必要のあることが判る。
As is clear from the above, in the conventional Schmitt circuit, in order to keep the ON and OFF thresholds of the Schmitt circuit constant, the power supply voltage must be kept constant. It can be seen that it is necessary to redesign the Schmitt circuit when changing the value or changing the history width.

また交直両用でシュミット回路として動作させるには高
価となることは明らかである。
Moreover, it is clear that it is expensive to operate as a Schmitt circuit for both AC and DC use.

本考案は前記従来のシュミット回路の欠点をなくするた
めになされたもので、簡単な構成で交流信号のレベルに
応じた履歴動作が可能でかつ直流信号でも動作し得ると
ともに電源電圧の変動による影響が少なく、シかも動作
履歴幅を設定できるシュミット回路を提供することを目
的としている。
The present invention was devised to eliminate the drawbacks of the conventional Schmitt circuit, and has a simple configuration that enables history operation according to the level of an AC signal, can also operate with a DC signal, and is not affected by fluctuations in power supply voltage. It is an object of the present invention to provide a Schmitt circuit that has a small amount of noise and can set an operation history width.

以下本考案を実施例につき第5図、第6図によって説明
する。
The present invention will be explained below with reference to FIGS. 5 and 6 with reference to embodiments.

入力■をベースに入力するNPN)ランジスタQ3のエ
ミッタは接地され、そのコレクタはコンテ゛ンサC3と
、抵抗R8,R9からなる直列回路との並列回路を介し
てトランジスタQ4のエミッタと共に電源+側V。
The emitter of the NPN transistor Q3 (which inputs the input (2) to the base) is grounded, and its collector is connected to the + side of the power supply V together with the emitter of the transistor Q4 through a parallel circuit consisting of a capacitor C3 and a series circuit consisting of resistors R8 and R9.

0に接続されている。PNP)ランジスタQ4のコレク
タは抵抗RIOとダイオードDの直列回路を介してダイ
オードDによって接地されている。
Connected to 0. PNP) The collector of transistor Q4 is grounded by diode D through a series circuit of resistor RIO and diode D.

ダイオードDと接地間の電圧は可変抵抗VRと抵抗Rn
の直列回路からなる分圧回路によって分圧され、トラン
ジスタQ3のベースに正帰還されている。
The voltage between diode D and ground is variable resistor VR and resistor Rn.
The voltage is divided by a voltage dividing circuit consisting of a series circuit of , and is positively fed back to the base of the transistor Q3.

またトランジスタQ4のベースに抵抗R8,R9の接続
点が接続されている。
Further, a connection point between resistors R8 and R9 is connected to the base of transistor Q4.

このような構成によると、入力■が零(正確には、トラ
ンジスタQ3がONとなる電圧以下)の場合は、トラン
ジスタQ4はOFFとなり、トランジスタQ4のコレク
タ出力は零となる。
According to such a configuration, when the input (2) is zero (more precisely, below the voltage at which the transistor Q3 is turned on), the transistor Q4 is turned off, and the collector output of the transistor Q4 becomes zero.

次に入力Iが交流信号である場合は、トランジスタQ3
によって検波される。
Next, if input I is an AC signal, transistor Q3
The wave is detected by

すなわち人力信号■がトランジスタQ3のベース・エミ
ッタ間で整流され、その整流電流がトランジスタQ3の
電流増幅率hFE倍されて、コレクタに出力されると考
えることができる。
That is, it can be considered that the human input signal (2) is rectified between the base and emitter of the transistor Q3, and the rectified current is multiplied by the current amplification factor hFE of the transistor Q3 and output to the collector.

この場合通常の小信号用トランジスタの電流増幅率hF
Eは百〜数百程度の値であるので、通常のダイオードに
よる整流回路に比べ効率が高く、高速で動作をする。
In this case, the current amplification factor hF of a normal small signal transistor is
Since E has a value of about 100 to several 100, the rectifier circuit has higher efficiency and operates at higher speed than a normal rectifier circuit using diodes.

上記交流信号の入力■が入力されると、トランジスタQ
3のコレクタに現われる検波出力は、コンデンサC3と
抵抗R8,R9で構成された平滑回路により平滑な直流
出力となりトランジスタQ4のベース電圧を低下させト
ランジスタQ4をONさせる。
When the above AC signal input ■ is input, the transistor Q
The detected output appearing at the collector of the transistor Q3 becomes a smooth DC output by a smoothing circuit composed of a capacitor C3 and resistors R8 and R9, thereby lowering the base voltage of the transistor Q4 and turning on the transistor Q4.

トランジスタQ4がONすると、そのコレクタ電流は抵
抗RIOを経てダイオードDを流れる。
When transistor Q4 is turned on, its collector current flows through diode D via resistor RIO.

ダイオードDに電流が流れることにより、ダイオードD
の極性によってツェナー電圧あるいは順方向特性により
ほぼ一定の電圧がダイオードDの両端子間に生じ、この
電圧はダイオードDを流れる電流とはほとんど無関係で
あり、従って電源電圧の変動の影響をうけない。
When current flows through diode D, diode D
Depending on the polarity of the zener voltage or forward characteristic, an approximately constant voltage is produced across the diode D, which voltage is almost independent of the current flowing through the diode D and is therefore unaffected by fluctuations in the power supply voltage.

前記ダイオードDの両端に発生する電圧をVlとする。Let the voltage generated across the diode D be Vl.

電圧■1はトランジスタQ4がONの時発生するので、
これを正帰還電圧源として抵抗R01、可変抵抗VRに
より分圧してトランジスタQ3のベースに正帰還として
与えられる。
Voltage ■1 is generated when transistor Q4 is ON, so
This voltage is divided by a resistor R01 and a variable resistor VR as a positive feedback voltage source, and is applied as positive feedback to the base of a transistor Q3.

この正帰還された電圧はトランジスタQ3にとって順方
向バイアス(しゃ新領域から活性領域へ向かう方向のバ
イアス)となり、トランジスタQ3におけるトランジス
タ検波の効率が上がる。
This positive feedback voltage becomes a forward bias for the transistor Q3 (bias in the direction from the insulating region to the active region), increasing the efficiency of transistor detection in the transistor Q3.

従って入力が多少(履歴幅だけ)下がっても、トランジ
スタQ4のONを維持できる。
Therefore, even if the input drops somewhat (by the history width), the transistor Q4 can be kept turned on.

すなわちこのような作用で履歴動作をうろことができる
In other words, this kind of action allows you to wander through history operations.

更に上記のようにトランジスタQ4がONのときダイオ
ードDの両端にはトランジスタQ3に対し正帰還となる
電圧が発生するが、可変抵抗VRを調節することにより
トランジスタQ3への正の帰還量を変化させてこのシュ
ミット回路の履歴幅を自由に可変とすることができる。
Furthermore, as mentioned above, when the transistor Q4 is ON, a voltage is generated across the diode D that provides positive feedback to the transistor Q3, but by adjusting the variable resistor VR, the amount of positive feedback to the transistor Q3 can be changed. The history width of the Schmitt circuit of the lever can be freely varied.

従ってトランジスタQ3の順方向バイアスを増減するこ
とができるのでトランジスタQ3の検波効率を増減する
ことができる。
Therefore, since the forward bias of transistor Q3 can be increased or decreased, the detection efficiency of transistor Q3 can be increased or decreased.

上記履歴幅を変化することにより、例えば第6図aに示
すような雑音の多い入力信号Iの場合には第6図すのよ
うに雑音の含まれない波形として復調することができる
By changing the history width, for example, in the case of a noisy input signal I as shown in FIG. 6a, it is possible to demodulate the waveform as shown in FIG. 6 without including noise.

また上記においてダイオードDは通常のダイオードを順
方向に使用してもよいが、ツェナーダイオードのツェナ
ー電圧を利用して正帰還してもよい。
Further, in the above, the diode D may be a normal diode used in the forward direction, but it may also be used for positive feedback using the Zener voltage of the Zener diode.

また発光ダイオードを順方向に使用して入力のあった場
合点灯して人力表示をするようにしてもよい。
Alternatively, a light emitting diode may be used in the forward direction so that when there is an input, it lights up to indicate manual effort.

以上のように本考案のシュミット回路は、初段のトラン
ジスタによって交流信号を検波するように構成され、か
つその出力を平滑化して後段のトランジスタの入力に加
えるようにしているから特に整流平滑回路をシュミット
回路に前置する必要がなく、簡単な構成であるから低コ
スト化が可能である。
As described above, the Schmitt circuit of the present invention is configured to detect an alternating current signal using the transistor in the first stage, and its output is smoothed and applied to the input of the transistor in the subsequent stage. There is no need to install it in front of the circuit, and it has a simple configuration, so it is possible to reduce costs.

また直流信号でも動作が可能であり、周期のおそい信号
に対しても応答しうる。
It can also operate with DC signals and can respond to signals with slow periods.

更に電源変動に対しても安定であり、閾値幅を独立して
設定できるから、雑音の多い入力信号に対しても対処で
きる。
Furthermore, it is stable against power supply fluctuations, and the threshold width can be set independently, so it can cope with noisy input signals.

従って振幅変調のビーコンの検波回路、トーンスケルチ
、雑音整流スケルチ等のスケルチ回路、またこれらの車
載機器への応用、雑音の多い通信路の信号処理、マイク
ロコンピュータ等においてデータのテープレコードを組
合せの場合における雑音による信号の損傷を防止する回
路、トランシーバ等の音声による送受切替回路等、非常
に多くの応用範囲を有するものである。
Therefore, it is useful for amplitude modulation beacon detection circuits, squelch circuits such as tone squelch and noise rectification squelch, applications of these to in-vehicle equipment, signal processing of noisy communication channels, and combinations of data tape records in microcomputers, etc. It has a wide range of applications, including circuits for preventing signal damage caused by noise, and audio transmission/reception switching circuits for transceivers and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のシュミット回路を示す回路図、第2図は
同じく交流信号のレベルに応じた履歴を得る回路図、第
3図は一般的な入力信号の波形を示す図、第4図aは第
1図の回路に第3図に示した入力信号が人力された場合
の第3図の回路の応答特性を示す図、第4図すは第2図
の回路に第3図に示した入力信号が入力された場合の応
答特性を示す図、第5図は本考案によるシュミット回路
の一実施例を示す回路図、第6図aは雑音のある入力信
号の波形を示す図、第6図すは第6図aに示した入力信
号を本考案によるシュミット回路により処理された出力
信号の波形を示す図である。 Q3・・・・・・初段のトランジスタ、Q4・・・・・
・後段のトランジスタ、D・・・・・・ダイオード、C
3・・・・・・コンデンサ、R8,R9・・・・・・抵
抗。
Figure 1 is a circuit diagram showing a conventional Schmitt circuit, Figure 2 is a circuit diagram that also obtains a history according to the level of an AC signal, Figure 3 is a diagram showing the waveform of a general input signal, and Figure 4 a. is a diagram showing the response characteristics of the circuit in Figure 3 when the input signal shown in Figure 3 is applied manually to the circuit in Figure 1, and Figure 4 is a diagram showing the response characteristics of the circuit in Figure 2 when the input signal shown in Figure 3 is applied manually. FIG. 5 is a circuit diagram showing an embodiment of the Schmitt circuit according to the present invention; FIG. 6a is a diagram showing the waveform of a noisy input signal; 6 is a diagram showing the waveform of an output signal obtained by processing the input signal shown in FIG. 6a by the Schmitt circuit according to the present invention. Q3... First stage transistor, Q4...
・Late stage transistor, D...Diode, C
3... Capacitor, R8, R9... Resistor.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] コンデンサと抵抗からなる平滑回路を負荷とする初段の
トランジスタと、ダイオードを負荷とする後段のトラン
ジスタを備え、前記初段のトランジスタと前記後段のト
ランジスタとを互に異極性のトランジスタを使用し、前
記初段のトランジスタに検波機能をもたせるとともに、
前記平滑回路の出力を前記後段のトランジスタの入力端
子に入力し、前記ダイオードの端子間に発生する電圧に
比例した電圧を前記初段のトランジスタの入力端子に正
帰還するように接続したことを特徴とするシュミット回
路。
The first stage transistor has a first stage transistor whose load is a smoothing circuit consisting of a capacitor and a resistor, and a second stage transistor whose load is a diode. In addition to providing the transistor with a detection function,
The output of the smoothing circuit is input to the input terminal of the transistor in the subsequent stage, and the voltage proportional to the voltage generated between the terminals of the diode is connected to the input terminal of the transistor in the first stage so as to provide positive feedback. Schmitt circuit.
JP8205879U 1979-06-18 1979-06-18 schmitt circuit Expired JPS5926671Y2 (en)

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