JPS5941637Y2 - 電圧−周波数変換回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、電源電圧に応じて発振周波数を変化できる電
圧−周波数変換回路に関する。

本考案の目的は、電源電圧の高い時は周波数が高く電源
電圧の低い時は周波数が低くなる特性を有し、用途に応
じて発振周波数の変化量を可変できるパルス発生回路を
提供することにある。

本考案の他の目的は、電源電圧の変動のある電源（例え
ば乾電池等）を駆動源とした電子装置の制御に於いて、
電源変動に対して一定エネルギを供給するべく、通電幅
を変化する基準信号を得るパルス発生回路を提供するこ
とにある。

第１図は従来からある発振回路である。

１はＮＰＮ型トランジスタ、２はＰＮＰ型トランジスタ
でありエミッタどうしが接続されている。

ＮＰＮ型トランジスタ１のコレクタと電源の山側との間
には負荷抵抗３が、ＮＰＮ型トランジスタ１のコレクタ
とＰＮＰ型トランジスタ２のベースとの間にはコンデン
サ４が、ＰＮＰ型トランジスタ２のベースと電源の（ハ
）側との間には抵抗５が、ＮＰＮ型トランジスタ１のベ
ースと電源の（山側との間には抵抗６が、ＮＰＮトラン
ジスタ１のベースと電源の（ハ）側との間には、発振周
波数の決定に関与する充放電用のコンデンサ７がそれぞ
れ接続されている。

抵抗６とコンデンサ７とによって充電回路を構成し、負
荷抵抗３とＮＰＮ型トランジスタ１及びＰＮＰ型トラン
ジスタ２を主な構成要素として放電回路を構成している
。

この回路の動作は次のようである。

コンデンサ７へ抵抗６を通して充電が行なわれ、スレッ
ショルドレベルｖ２を越えるとＮＰＮ型トランジスタ１
が動作し、ただちにコンデンサ４を通してＰＮＰトラン
ジスタ２のベースに伝達されＰＮＰ型トランジスタ２が
動作しコンデンサＴの電荷が放電されてトランジスタ１
及び２ともにＯＦＦ状態になり又コンデンサＴへの充電
が始まり上記した動作を繰り返し、ＮＰＮ型トランジス
タ１のコレクタには、パルス波形が得られる。

第２図は本考案による電圧−周波数変換回路の一実施例
であり基本的構成要素は第１図と同じであるが電圧−周
波数変換回路となるよう考案されている。

１１はＮＰＮ型トランジスタ、１２はＰＮＰ型トランジ
スタ、１３は負荷抵抗、１４はコンデンサ、１５は抵抗
をそれぞれ示し、以上の要素によって放電回路を構成し
ている。

１６は抵抗、１９はコンデンサをそれぞれ示し各々の働
きは、第１図で説明した通りである。

第１図の発振回路は電源電圧ｖ１が変化してもｖ２も同
時に変化するだめ、発振周波数が電圧の変動によってほ
とんど変化しないという特性があった。

電圧−周波数変換回路にするためには、電源変動に対し
てもＮＰＮ型トランジスタ１のスレッショルドレベルが
変化しないようにしなければならない。

そのγこめ本考案では第２図に示すよう、ＮＰＮ型トラ
ンジスタ１１とＰＮＰ型トランジ入夕１２それに負荷抵
抗１３を加えた直列回路に定電圧素子の一種であるツェ
ナーダイオード２１を並列に負荷して定電圧回路を構成
し、トランジスタ１１のスレッショルドレベルを安定化
している。

このようにして放電回路を構成している。

なｇＮＰＮ型トランジスタとＰＮＰ型トランジスタはエ
ミッタ相互を結線しており、一方のトランジスタのコレ
クタに負荷抵抗１３を接続している。

２０は定電圧回路を構成する定電圧素子（ツェナーダイ
オード）２１の電流を制限する抵抗、２２は定電圧素子
の両端の電圧を安定化するコンデンサをそれぞれ示す。

抵抗１６と抵抗１７により電源電圧■３を分割しこの分
割点とコンデンサ１９の一端との間に可変抵抗１８が挿
入され、抵抗１６，１７，１８及びコンデンサ１９によ
って充電回路が構成されている。

コンデンサ１９と抵抗との接続点とＮＰＮ型トランジス
タのベースが結合されている。

抵抗１６．１７．１８を適当に選択することによって、
電臣−周波数変換特性を変えることができる。

抵抗１６．１７．１８の値をそれぞれＲ１６，Ｒ１７゜
Ｒ１８としコンデンサ１９の値をＣ１０，ＮＰＮ型トラ
ンジスタのスレッショルドレベルの電位ヲｖ４、抵抗１
６と抵抗１７の分割点の電圧を■、とすれば、発振周波
数ｆは次のように表わされる。

第１式力）らも分るように、抵抗１６．１７の値を変え
、■３の分割点の電圧■５を選ぶことにより、第３図に
示す如く特性を変化できる。

３１は変化率が大きい場合の、３２は変化率が小さい場
合の特性曲線をそれぞれ示し、Ｒ１６とＲ１？の分割比
だけ変えると曲線３１と曲線３２のように中心点Ｐを変
えずに特性を変化でき、Ｒ１６とＲ１□の合成抵抗値も
しくはＲ１８を変化させると曲線３３のように中心値を
移動できる。

尚、用途によっては抵抗１６のみでも良い。

なお、上記実施例において、コンデンサ１９の一端が電
線の口側に接続されているときは、他端をＮＰＮ型トラ
ンジスタのベースに接続し、コレクタに負荷抵抗１３を
接続し、逆にコンデンサ１９の一端が電源の（ト）側に
接続されているときは、他端をＰＮＰ型トランジスタの
ベースに接続し、コレクタに負荷抵抗１３を接続すれば
よいことは明らかである。

即ち、グランドレベルを（ト）にする力）（→にする力
）によって接続方法を選択できることは言うまでもない
。

このように構成されγこ電正−周波数変換回路は電圧の
２乗に反比例するような信号を得るのにきわめて便利で
ある。

例えばサーマルプリンタの発熱素子では、電源の変動が
発熱素子の温ｉ変動に対して大きく影響するので、この
電源変動に対して、一般にはエネルギを一定にしてやる
ことが必要である。

第４図は上記したような、エネルギを一定にしたい電子
機器に本考案による電圧−周波数変換回路を用いた一実
施例であり、サーマルプリンタを駆動する時のブロック
図の略図である。

第４図に示しにサーマルプリンタのヘッドは、−例とし
て７×５のマトリックスで文字を構成しようとするもの
を想定して書かれている。

４１は電源電圧ｖ６を検出してこれを周波数に変換する
本考案による電圧−周波数変換回路、４２は一定のパル
スの数をカウントするカウンタ、４７はサーマルプリン
タ上に設けられた熱ヘッド、４６は熱ヘツド上に配置さ
れに発熱素子、４３は熱ヘッドの位置を検出して、通電
するタイミングを決定するタイミングシグナル発生器、
４４はキャラクタジェネレータ、４５は発熱素子４６へ
の通電を制御するドライバをそれぞれ示す。

この動作を第５図を用いて詳述する。

第５図のａは、熱ヘッド４Ｔへの通電のタイミングを知
らせるタイミングシグナルであり、カウンタ４２はこの
タイミングシグナルから電圧−周波数変換回路の出力す
を一定パルス数（第５図では１０コ）だけ数え、Ｃのよ
うな通電パルスを発生する。

電源電圧ｖ６が低くなると、第３図に示したように電正
−周波数変換回路の発振周波数が落ちるので通電パルス
ｄのように通電幅が広がる。

この時の印字品質と印字エネルギとの関係は、発熱素子
の抵抗値をＲ４６、通電幅をｔとすれば、という関係を
満足すれば良いことが一般的に言える。

つまり電圧−周波数変換回路の周波数は電圧の２乗に比
例する特性を有することが好ましい。

電圧−周波数変換回路を用いて第４図のようにサーマル
プリンタを駆動することにより電源変動に対して安定し
た印字品質を得ることができる。

又本考案による電圧−周波数変換回路は容易に、電源の
２乗に比例した周波数を有する発振回路を実現できる。

以上詳述した如く本考案による電圧−周波数変換回路は
、簡略にして安価であり、サーマルプリンタの制御を始
めとして電子機器分野に幅広く応用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による電圧−周波数変換回路の基本とな
る発振回路で、１はＮＰＮ型トランジスタ、２はＰＮＰ
型トランジスタ、６は充電用の抵抗、７はコンデンサを
それぞれ示す。 第２図は本考案による電圧−周波数変換回路の一実施例
で、１１はＮＰＮ型、１２はＰＮＰ型トランジスタをそ
れぞれ示し、１３は、ＮＰＮ型トランジスタに直列に接
続された負荷抵抗、２１はツェナーダイオード、１６．
１７．１８は抵抗、１９はコンデンサをそれぞれ示す。 第３図は本考案による電圧−周波数変換回路の特性を示
す図であり、横軸に電源電圧、縦軸に周波数を目盛っで
ある。 第４図は、本考案を用いた一実施例である廿−マルプリ
ンタの制御回路のブロック図の略図であり、４１は本考
案による電圧−周波数変換回路、４２はカウンタ、４６
は発熱素子をそれぞれ示す。 第５図は、サーマルプリンタのタイミング図であり、ａ
はタイミングシグナル、ｃ、ｄは通電パルスをそれぞれ
示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 少くとも一つの抵抗とコンデンサとを直列に接続し電源
   に挿入した充電回路と、エミッタ相互を結線し７．ｍＮ
   ＰＮ型トランジスタとＰＮＰ型トランジスタと該二つの
   トランジスタの一方のコレクタに一端を接続した負荷抵
   抗による直列回路を主な構成要素とする放電回路とを有
   し、前記充電回路内のコンデンサと抵抗の接続点と前記
   放電回路の前記負荷抵抗を接続した側のトランジスタの
   ベースとを結線し、前記コンデンサの他端即ち前記電源
   の一端と前記トランジスタの負荷抵抗を接続してない側
   のトランジスタのコレクタを接続し、該コレクタと前記
   負荷抵抗の他端に定電圧回路を挿入したことを特徴とす
   る電圧−周波数変換回路。