JPS5939105A - 制御電圧発生回路 - 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】 （ａ）　　発明の技術分野 本発明は電気回路の温度補償に係り、特にマイクロ波帯
で用いられる高安定帰還型誘Ｍ（＋；発振器の発振同波
数安定回路に利用して好適な制餠１電圧発生回路に関す
る。

（ｂ）　　従来技術と問題点 マイクロ波帯で使用する帰還型誘■ｊ、体発振器の発振
同波数は周囲温バ〔如より変化−４るが、フートバイア
スによっても変化するので、フートバイアスを電圧制ｆ
Ｍ＋７するこ々により発振同波数σ）温度補償が可能で
ある。電圧制御にまり潟用袖（ｒｔを行なう場合は９通
常用いられる方法は、温度１１１償を行ないたい引、気
回路の温度時＋１をあらがしり）測定し。

その温度特性に応じた制御電圧発生回路を戸板するとい
う手順かとられている。

この方法比温度特性が一定している電気回路においては
１個々に補償１０１路を調整する必要ｔ」なく、実用土
間ＭＦＪ々いか、温度時ｆ［が個々に不規即な分布傾向
にあるとか、あるいけその傾斜特性が一定でないよう々
ｔＪ、気回路の場合は、前記制御電圧発生回路の選択手
順か非常に煩雑になるきいう欠点があった。

（ｃｌ　　発明の目的 本発明は上記従来の欠点に鑑み、所要の温度特性に合わ
せた制御電圧を得るための調整段階において、常温での
設定１１ＫＮら影響を及ぼすことなく、低温イ）るいは
高温にて所要の制御電圧を任意に、かつ独Ｍして設定可
能で、温度補償の必要々回路の温度特性を測定する時点
で、その温度補償回路要な制御′Ｐ＆川が得られる温度
補償回路を提供することを目的とする。。

１ｄ）　　発明の構成 そしてこの目的は本発り」によれし」、制御型１１−発
生回路により温度補償を行なう温度補償回路であって、
温度変化により基準電圧に対し正又は角に変化する温度
・１！ンザの出力電圧を、負電圧入力時に出力電圧が変
化する理想タイミーＦ回路と、正電圧入力時に出力型、
圧が変化する理想ダイ１−ド回路とにそれぞれ分岐入力
し、前記名理想タイ副−ド回路の出力を、第１オペアン
プと第２オペアングの各反転入力端子にそれぞれ１ｖｉ
−要の抵抗を介して分岐入力し、かつ前記第２オペアン
プの出力と。

前記第１−Ａベアンブの出力電圧をオフセットする電圧
設定回路の出力とを、前記、第１副ベアンブの反転入力
端子にそれぞれ所要の抵抗を介して接続し、前記第１−
Ａベフンプの出力電圧を制御ｆｌｔ圧とすることを特徴
とする温度補償回路を提ｆ１目−ることにより達成され
る。

（８）　　発明虜ずの実施例 以下本発明の実施例を図面によって詳述する。

第１図は本発明による温度補償回路のｌ！Ｉ略図。

第２図Ｆｉ第１図の回路の部分的動作軸性及び部テ）的
回路図であて−て（ａ）図は温度−センサの動作特性。

（ｂ）図は理想タイオード回路の動作軸性、（Ｃ）図は
電圧コントロール回路の部分回路図、（ｄ）図は電圧コ
ントロール回路の部分動作特性である。第３図は本発明
による温良゛補償回路の制御電圧可変範囲の動作特性を
示す。

図において、ｌＦｉ温度センサである。温度センサ１ｔ
−１：ｌ［３温抵抗素子１１．可変抵抗１２．抵抗１３
〜１５グイオート１６と１７で構成されている。

２＃ｉ理想ダイオ一ド回路を示し大別して、負電圧入力
時に出力電圧が変化する理想クイオード回路２１七正電
圧入力時に出力用、圧が変化する理想ダイオード回路２
２とにわかれ、理想クイオート回路２１＃′ｉ抵抗２１
１と２１２．タイオード２１３と２１４、オペアンプ２
１５からなりたち、同様に理想グイオード回路２２ｉ；
ｌ抵抗２２１と２２２．グイ詞−ド２２３と２２４．オ
ペアンプ２２５からなりたっている。

３は電圧コントロール回路である、電圧コントロール回
路３は大別して抵抗分割回路３１．第１副ペアンフ３２
．第２オペアンフ３３及び電圧設定回路３４にて構成さ
れ、更に抵抗分割回路３１社抵抗Ｒ１−Ｒ４にてカリ、
第１オペアンプ３２ｉｉオれぞれ構成されている。ｅ　
ｏ　Ｉｄ、ｌｆＡ度セン−ｖｌの出力電圧、ｅｌと０２
はそれぞれ理想タイオード回路２１き２２の出力電圧＋
　　８３は電圧股５１−回路３４の出力電圧、ｅ４ｔｉ
第１オペアンフ３２の出力電圧で本発明の制御型４圧を
示している。

第１図において、温度センサ１は抵抗１４と１５の開放
喘【（それぞれ直流型ｆＥ　−Ｖ＋　ｂ　＋Ｖ＋を印加
し。

温度変化により抵抗値の変化する感温抵抗素子１１の特
性を利用し、可変抵抗１２と抵抗１３を組合わせて、第
２図（ａ）に示す温度センタの動作特性図のように、温
度センサの出力電圧ｅＱを常温において基準電圧のＯＶ
に設定し、常温より高温側にて負電圧、低温側にて正電
圧特性をもたせた公知の正、負２Ｎ＆Ｘによる感温電圧
発生器でるる。

又、理想ダイト　ド回路にの動作特性は第２図（ｂ）に
示すように、実線で示す特性幻、負電圧入力時に出力電
圧ｅ１がＯｖ乃至正電圧に変化し、正電圧入力時に出力
電圧θ１かＯｖになる理想タイオード回路２１の動作特
性で、破線１゛示す特性は正電圧入力時に出力電圧ｅ２
が０■乃至負電圧に変化し、負電圧入力時に出力電圧ｅ
２がＯｖになる理想ダイオード回路２２の動作特性であ
って、理想ダイオード回路２１と共に公知の理想タイオ
ド回路である。

第１オペアンプ３２＃′ｉ本実施例の場合は反転入力増
幅器であり、第２オペアンフ３３は貌性反転回路である
。電圧設定回路＃ｉ司変抵抗ｖＲ１の開放端に直流正電
圧子ｖ２を印加し、これを可変抵抗■１で分圧して電圧
設定＠路を構成しているｄしかして温度センサ１の出力
電圧ｅｏを、理想ダイオード回路２１と２２に分岐入力
し９本実施例の場合は理想ダイオード回路２１の出力電
圧θ１を第１オペアンプ３２と第２オベアンフ３３の各
反転入力端子に、それぞれ抵抗Ｒ１とＲ２を介して分岐
入力し、同様に、理想グイオード回路２２の出力電圧ｅ
２を、第１ツペアンフ３２と第２オペアンプ３３の各反
転入力端子にイれぞれ抵抗Ｒ３とＲ４を介し１分岐入力
し、かつ第２オペアンプ３３の出力電圧と第１オベアン
フ３２の出力電圧ｅ４をオフセットするための電圧設定
回路３４の出力電圧ｅ３とを、第１オベアンフ３２の反
転入力端子にそれぞれ抵抗Ｒ６とＲ７を介して接続して
いる。

第２図（ｃｌの電圧コントロール回路の部分回路図は第
１図の電圧コントロール回路３の考察を筒中にするため
に、理想ダイオード回路２１の出力電圧ｅ１の作用だけ
に関係する回路を示したものであって、第１オペアンプ
３２の出力型、圧ｅ４Ｖｉオペアンプの理論より ｅ、へ？−ＲＯｅ１＝　（Ｒ５−一と）Ｒ（ｅＩ−−・
（１）Ｒ５ＲＩ　　　　Ｒ２Ｒ６Ｒ。

にて求められる。すなわち（１１式ｔｉＲｒと月２の選
び方によりｅ４の値は正答は負にｅｌに比例して変化し
得ることが分る。第２図（、ｉｌけ（１）式のθ１２θ
４の関係をグダフに表したものである。

従って第１図に示す電圧コントロール回路３の出力電圧
ｅ４を綜合的に求めると。

Ｒ５１Ｒ５１Ｒｆ ｅ４＝　（−−−）　Ｒ（ｅｓ　＋（−−＝　−）　Ｒ
ｔ　ｅｚ−−ｅｓＦ２Ｒ６ＲＩ　　　　　　　　Ｒ４Ｒ
６Ｒ３Ｒ７＝　ＫＩｅｌ　＋Ｒ２ｅ２＋に３ｅ３・・・
・・・・・・・・・・・・・・（２）Ｒ５１Ｒ５１Ｒｆ 但しに１＝（−−）Ｒｒ、Ｋｚ＝（−−−−−）１＊ｔ
、Ｋｓ＝−・・・（３）Ｒ２Ｈ，Ｆｌｌ　　　　　Ｒ２
Ｈ，Ｒ３ｎ７第２図（ａ）より基準温度（常温）より高
温であれげｅｏ〈０となって第２図（ｂｌよりｅＩ）Ｏ
ｅ２＝０と々るので（２）式に代入すると ｅ４　＝　Ｋｌ　＠１１　＋　Ｋａ　ｅｓ　−゛−−−
−−−−−°゛（４）（３）式のに１の値ｔｉ　Ｔｌ　
ｒとＲ２の選び方によね正。

負又は零とすることが出来る。すなわち高１１１！ＩＩ
の制御電圧１ｒＩＲ＋とＲ２によって極性を含めて８Ｍ
整出来る。

同様に基準温度（％を温）以下であればｅＯ〉０となり
ｅ１＝ＯｅｚくＯとなるから（２）式に代入してｅ４　
＝　Ｒ２ｅ２＋　Ｋ２Ｏ２・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（
５）すなわち制御電圧ｅ４の調整＃−ｉ＋３１式のに２
０値により極性を含めてＲ３とＲ４によって行なうこと
ができる。

一方（２）式第３項ね温度妬関係しない項であって。

基準電’ＩＸｅｏ＝Ｏかツｅ　Ｈ：ｅ　２　＝Ｑのとき
において。

可変抵抗Ｖｌ’ｔｌの＃！整により制御雷１川ｅ４を所
望の値に設定することができる。

以上により第１図の回路は基準温度、高温、低温の３つ
の温度点で−ｖ−ｔＬ千れ独立して制御用、圧を調整で
きる。第３図は（２）式の制御電圧ｅ４の温度に対する
可変範囲をグラフに示したものであって特性が２次作斜
曲線を示すのＦｉ勝湿温抵抗素子１１温度特性が直線的
でないために生ずるものであって、素子の選択や可変抵
抗１２によりｈ１変設定できる。

尚通常抵抗Ｆｌ＋Ｒ２の一部及び抵抗Ｒ３＋　Ｒ４の一
部を可変抵抗とすれＩ／′ｉ調整が簡即に出来ることは
云うまでもない。又温度センサの基準電圧Ｏｖは常温時
に設定するとしたが特定温度でも設定し得る。

第４図はマイクロ波帯で用いられる高安定帰還形誘電体
発振器に本発明の温度補償回路を使用した発振局波数特
性の一例であって、従来の温度便劇特性の拡がりが約１
１〜１６９６の範囲内に仕組されているこ七が分る。

第５図は正電圧特性の温度補償回路で、第１図の他の実
施例を示す。図において、第１図との対応部位にあるも
のには同一の符号を付してその重複説明を省略する。

第５図において４は温度センナである。、温度センザ４
はシリコンダイオード４１と抵抗４２〜４５かもカシ、
温度センサ出力端子をＰ、比較電圧出力端子をＱにて示
す。５は重圧コントロール回路で抵抗分割回路５１Ｆｉ
抵抗Ｒ１〜Ｒｄと可変抵抗Ｖ−〜ＶＪ、にて構成されて
いる。

しかして第１図の場合とｌｌ々る点は、温度」・ンサ４
の電源が正電［ｊ：　＋Ｖの１↑Ｌ３腔で９回路も抵抗
とシリコンダイオードによって簡易揚成され、シリコン
タイオード４１の温度特性を利用して、ブリッヂ回路に
構成された抵抗４２〜４５をｎ−整することにより、温
度センサ出力端子Ｐと比較ｍ、ＩＪ：出力端子Ｑとの間
に、湿度変化により基準霜、圧に対し正又は負に変化す
る温度センサ４の出力Ｎ、Ｉ」：ｐ。

を得ている。

従って理想タイオード回路２１　七２２のそれぞれのぢ
ペアンブ２１５と２２５及び第１オｔ８−アン７゛３２
のオペアンプ３２１並ひに第２オペアンプ３３のオペア
ンプ３３１の各＋側入力端子には前記の比較電圧出力端
子Ｑが接続されている。又抵抗分割回路５１には制御電
圧の設定を容易にするだめ可変抵抗ＶＲ，とＶＲｂが採
用されている。。

同温度センサ電源を正電圧の１電源としたが。

負電圧でも容易に実施し得る。

（ｆｌ　　発明の効果 以上詳細に説明したように１本発明の温度補償回路によ
れば、温度補償を必要表する電気回路の。

温度特性測定時に直接温度補償を打力う事か可能で、低
温と高温で各１回の温度特性を確認するだけで低温、高
温での温度補償は相互に影響することな〈実施でき、し
かも常温阪゛定値に対してもまったく影響を及はさない
温度補償回路である。従来の電圧制御電気回路の温度補
償の煩雑な手順も簡素化され、しかもｍ１回路の温度傾
斜が不規則な分布傾向であっても、自由に温度補償を１
ｊ々うことが可能きなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は木発ｆＪＩＫよる温度補償回路の回路図。 第２図は第１図の部分的動作特性及び部分的回路図であ
って（ａ）図は温度センサの動作特性、　（１１１図は
理想ダイオード回路の動作特性、（Ｃ）図１ｉ電１１．
コントロール回路の部分回Ｉｌｌ、　（ｄ）図け（ｃ）
図の動作特性である。第２・１打１第１図回路の制飾電
圧司ヂ〕範囲の動作特性、第４図はオ潟世、補償回路を
ｌｌ用したマイクロ波発振周波数温度特性の実例ラー−
り。 第５図は他の実施例による温度補償回路回路図を示す。 図において１と４は温度センサ、３と５は電圧コントロ
ール回路、２１Ｆ１負電圧入力時に出力電圧が変化する
理想ダイオード回路、２２け正電圧入力時に出力電圧が
変化する理炉クイオード回路。 Ｒｆは抵抗、　　Ｖｌ（ｌ及びｖＲ，ＶＲｂＦｉｏＪ’
ｌＥ抵抗＋”ｆｌは温度センサの出力電圧ｅ１と０２は
それぞれ理想ダイ゛オード回路２１と２２の出力電圧、
ｅｓｒｉ電圧設定回路３４の出力電圧、ｅ４Ｖｉ第１オ
ペアンプ３２の出力電圧で本発明の制御電圧を示す。 第２１！！ｌ　（Ｃ”１ 第３図 低温　　牢瓜　　　届過 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 制御電圧発生回路により温度補償を行々う温度補償回路
   で捗】つて、温度変化により基ＦＰ−電圧に対し正又は
   負に変化する温度センザの出力型［［・を。 負電圧入力時に出力電圧が変化する理想クイオード回路
   さ、正電圧入力時に出力電圧が変化する理想クイオード
   回路とにそれぞれ分岐人力Ｌ＝、　１１１１記各理想ク
   イオ一ド回路の出力を、第１メへアンプと第２′：Ａベ
   アンフの名反転入力端子にそれぞれ所要の担抗を介して
   分岐入力し、かつ０１Ｊ記第２１ベアンブの出力と、前
   記第１−Ａぺｊ′ンフの出力電圧仁 をオフ２ントする電圧設定回路の出力とを、０１１記第
   １オベアンズの反転入力端子にそれぞれ所要の抵抗を介
   して接続し、前記第１乞ベアンフの１１）力亀圧を制御
   電圧とすることを特徴とする温声Ｍ供回路。