JPS5943844B2 - 発振器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は出力パルスが高い期間を制御人力Ｉこより制御
でき、出力パルスが低い期間から高い期間に移動する時
期を外部トリガーにより同期させることができる発振器
に関するものである。

最近、タイマーＩＣが開発され、このタイマーＩＣを利
用した自走発振器が明らかにされている。

この自走発振器の電気的回路を第１図１こ示す。

第１図Ｉこおいて、１は電源入力端子、２は制御入力端
子、３は出力端子、４は充電用抵抗、５は充放電用抵抗
、６は売主放電回路のコンデンサ、７．６はコンパレー
タ、９はフリップフロップ、１０は出力段の増幅器、１
１は放電用トランジス、り、１２〜１４は電源電圧分圧
用抵抗である。

この回路構成によるものでは、同期発振器の機能はない
。

そこで、コンデンサ６とコンパレータ８の他方との入力
との間Ｉこミクサー用抵抗を挿入し、トリガーを混合さ
せたものをコンパレータ８の他方の入力とすることによ
り一応同期発振器として働くが、トリガーの繰返し周波
数を変化させた場合、出力パルスが低い期間変化するの
が当然であるが、出力パルスが高い期間を制御電圧のみ
１こより制御を行なわせたい時であっても、出力パルス
が高い期間は同時に変化してしまい、用途が非常に限定
されてしまうものであった。

本発明は以上のような従来の欠点を除去するものである
。

以下１本発明を添付の図面第２図〜第８図により説明す
る。

まず、第２図は本発明の発振器の基本回路を示す。

１５は電源入力端子、１６は制御入力端子、１７はトリ
ガ入力端子、１８は出力端子、１９は充電抵抗、２０は
放電素子、２１は充電用整流素子、２２は主充放電回路
のコンデンサ、２３は副充放電回路のコンデ゛ンサ、２
４はトリガー人力と副光電回路のコンデンサ２３の電圧
とを混合させるためのミクサー抵抗、２５，２６はコン
パレータ、２７はフリップフロップ、２８は出力段の増
幅器、２９は放電用トランジスタ、３０，３１゜３２は
電源電圧分圧用の抵抗である。

ここで、コンパレータ２５，２６．フリップフロップ２
７、増幅器２８、放電用トランジスタ２９、抵抗３０〜
３２はタイマーＩＣ内部の回路である。

抵抗３０と３１の接続点をＰ点、抵抗３１と３２の接続
点をＱ点とすると制御入力が開放時１こは、抵抗３０，
３１，３２の抵抗値が等しいと仮定するとＰ点の電圧２
／３ Ｘ （電源電圧）、Ｑ点の電圧はｌ／３Ｘ（電源
電圧）となり制御入力がある場合には、Ｐ点の電圧は制
御入力電圧に等しく、Ｑ点の電圧は１／２Ｘ（制御入力
電圧）となる。

コンパレータ２５は、ここではＰ点と接続している側の
入力を反転入力と呼び、それと反対側の入力を非反転入
力と仮定する。

コンパレータ２６は、Ｑ点と接続している側を非反転入
力、その反対側の入力を反転入力と仮定する。

フリップフロップ２７は、コンパレータ２５の出力と接
続している入力をセット入力、コンパレータ２６の出力
と接続している入力をリセット入力と仮定する。

出力段の増幅器２８は入力と出力は位相が反転している
と仮定する。

電源入力を与えると抵抗１９を通ってコンデンサ２２に
第３図Ａのような充電を開始する。

コンデンサ２３にも同時に抵抗１９を通って充電を開始
するが、その電圧は第３図Ｂのようにコンテ゛ンサ２２
の電圧より常に整流素子２１（仮Ｉこダイオードと仮定
すると）の順方向電圧降下分だけ低い状態で充電される
。

電源電圧を与えた直後ではコーンガンサ２２．２３の電
圧はＰ点、Ｑ点の電圧より低いのでコンパレータ２５の
出力パルスは低く、コンパレータ２６の出力パルスは高
く、フリップフロップ２７はリセットされた状態Ｉこな
っていて出力パルスは低くなり、出力段の増幅器２８の
出力パルスは高くなり、放電用トランジスタ２９は開放
と習っているので、コンデンサ２２，２３の充電は進行
していく。

コンデンサ２３の電圧がＱ点の電圧を超えるとコンパレ
ータ２６の出力パルスは低くなり、フリップフロップ２
７のリセット入力がなくなるのでいつでせセットできる
状態となる。

コンデンサ２２，２３の充電がさらに進行し、コンデ゛
ンサ２２の電圧がＰ点の電圧より高くなるとコンパレー
タ２５の出力パルスは高くなりフリップフロップ２７は
セットされ、フリップフロップ２７の出力パルスは高く
なり、出力段の増幅器２８の出力パルスは低くなり、同
時に放電用トランジスタ２９は導通となり、短時間でコ
ンデンサ２２の電荷は放電されるので、コンパレータ２
５の非反転入力の電圧はＰ点より低くなり、コンパレー
タ２５の出力パルスはすぐもとの低さにもどる。

一方コンデンサ２３の電荷は放電素子２０を通って放電
するので、たとえば放電素子２０が抵抗であればコンデ
ンサ２３と放電素子２０の時定数のコンデンサ２３は放
電を起こし、コンデンサ２３の電圧がＱ点の電圧より低
くなるとコンパレータ２６の出力パルスは高くなり、フ
リップフロップ２７はリセットされ、フリップフロップ
２７の出力パルスは低く、出力段の増幅器２８の出力パ
ルスは高くなり、同時１こ放電用トランジスタ２９は開
放となり、再びコンデンサ２２゜２３への充電を開始す
る。

以上のサイクルを繰り返し発振を超こす。

以上の動作の各部の電圧波形を第３図Ａ、Ｂ、Ｃに示し
、Ａは主充放電回路のコンデ゛ンサ２２の電圧波形、Ｂ
は副光放電回路のコンデンサ２３の電圧波形、Ｃは発振
器出力１８の電圧波形を示す。

第２図の回路のトリガ入力端子１７に第３図Ｇに示す負
のトリガパルスを加えると本発明の発振器は同期発振器
となる。

コンデンサ２３の電圧はミクサー抵抗２４によりコンパ
レータ２６の反転入力に伝達されているが、この電圧に
トリガパルスを混合させることにより第３図Ｅｌこ示す
波形の電圧がコンパレータ２６の反転入力となる。

そのため、コンデンサ２３の電圧がＱ点の電圧より低く
なる前にトリガパルスＳこよりコンパレータ２６の反転
入力はＱ点の屯田より低くなり、コンパレータ２６の出
力パルスは高く、フリップフロップ２７はリセットされ
、フリップフロップ２７の出力パルスは低く、出力段の
増幅器２８の出力パルスは高く、放電用トランジスタ２
９は開放となり、再びコンテ゛ンサ２２，２３への充電
を開始する。

従ってトリガパルスの負のエツジｌこより出力パルスが
低→高に移るタイミングを同期させることができる。

以上の動作の各部の電圧波形を第３図り、Ｅ。

Ｆ、Ｇに示し、Ｄは主充放電回路のコンデンサ２２の電
圧波形、Ｅｌ′ｉコンパレータ２６の反転入力の電圧波
形、Ｆは発振器出力１８の電圧波形、Ｇはトリガ入力電
圧波形を示す。

第２図の回路の制御入力に電圧を加えることにより出力
パルスが高い期間を制御入力電圧により制御することが
できる。

たとえば制御入力電圧を下げた場合、Ｐ点の電圧は同じ
電圧まで下げられコンパレータ２５のスレシュホールド
レベルが下げられることになる。

そのため、抵抗１９とコンデンサ２２で決定される充電
時定数は一定であると仮定すると、コンデンサ２２の電
圧が充電を開始してからコンパレータ２５のスレシュホ
ールドレベルに達するまでの時間は短くなる。

従って出力パルスが高い期間は短くなる。

出力パルスが低い期間はコンデンサ２３が放電を開始し
てからコンデンサ２３の電圧がＱ点の電圧まで達するま
での時間である。

整流素子（ダイオード）２１の順方向電圧降下が仮にゼ
ロと仮定すると、コンデンサ２３が放電を開始する電圧
はコンパレータ２５のスレシュホールドレベル、つまり
Ｐ点の電圧である。

コンデンサ２２が再び充電を始めるコンデンサ２３の電
圧はコンパレータ２６のスレシュホールドレベル、つま
りＱ点の電圧である。

Ｐ点とＱ点の電圧の関係は抵抗３１と３２の抵抗値が一
定であれば制御電圧に関係なくＰ点とＱ点の電圧の比は
一定である。

放電素子２０が純抵抗で放電素子２０とコンデンサ２３
の時定数が一定であればコンデンサ２３の電圧がＰ点の
電圧からＱ点の電圧に達するまでの放電時間、つまり出
力パルスが低い期間は制御電圧に無関係に一定となる。

従って制御電圧１こより出力パルスが高い期間のみを制
御することができる。

以上の動作の各部の電圧波形を第３図Ｈ，Ｉ 。

Ｊに示し、Ｈは主充放電回路のコンデンサ２２の電圧波
形、工は副光放電回路のコンデンサ２３及びコンパレー
タ２６の反転入力の電圧波形、Ｊは発振器出力１８の電
圧波形を示す。

しかし実際には整流素子（ダイオード）２１は順方向電
圧降下を持っている。

また、その電圧降下はジャンクション温度による依存性
があるので制御電圧を変化させた場合で周囲温度が変化
した場合の出力が低い期間は変化してしまう。

これを改善した一例として第４図、第５図の回路がある
。

第４図は、コンパレータ２５の非反転入力をコンデンサ
２２の電圧とすることをやめ、コンデンサ２３の電圧と
することにより改善を画ったものである。

第５図は、コンデンサ２２の電圧をダイオード３３１こ
より順方向電圧分だけ下にレベルシフトしたものをコン
パレータ２５の非反転入力とすることにより改善を行っ
ている。

第４図、第５図いずれもコンデンサ２３の放電開始電圧
がＰ点の電圧に等しくなるようにして改善を画ったもの
である。

第５図にＳける抵抗３５はレベルシフト用抵抗である。

第６図、第７図、第８図は制御入力をあるレベルよりも
低くすると、発振を停止させるようにした発振器で、第
６図、第７図はコンデンサ２３の放電素子に抵抗器２０
と定電圧素子３４〔たとえばダイオードの順方向、シェ
ナーダイオード等〕を直列接続したものを使用すること
によりコンデンサ２３の放電をあるレベルより進行させ
なくしたものである。

第８図は、コンデンサ２３の電圧に定電圧素子３４の電
圧降下分だけ上に抵抗３６Ｉこよりレベルシフトしたも
のをコンパレータ２６の反転入力としたものである。

第６図、第７図、第８図いずれもコンパレータ２６の反
転入力があるレベル以下１こ下がらないようにし、Ｑ点
の電圧をそのレベル以下にすることによりフリップフロ
ップ２７のリセット動作を不可能１こして発振を停止さ
せたものである。

なε、第４図〜第８図Ｅこ示すりセット基準電源３７と
トランジスタ３８はタイマーＩＣのリセット用の回路で
ある。

以上のように本発明の発振器は構成されるため、次のよ
うな効果が得られる。

１１簡単な構成で安価な構成となる。

２、外部トリガｇこより出力パルスが低→高に移る時期
を同期することができ、また、同期パルスの繰り返し周
波数Ｉこ無関係に出力パルスが高い期間は一定となる。

３、外部からの制御入力のみにより出力パルスが高い期
間を自由に制御（変調）することができ、７．る。

また、この時、自走発振状態Ｅこおける出力パルスが低
い期間は制御入力に無関係に一定とすることができる。

４、制御入力をあるレベル以下にすることにより発振を
停止させることができ、またそのレベルを定電圧素子の
電圧を選定することｌこより自由１こ変えることができ
る。

また停止した状態の出力モードはＩＣ内部のリセット回
路〔基準電圧とトランジスタ〕が働いて発振が停止した
場合の出力モードと同じＬｏ−状態であるので、この両
者の発振停止機能を併用することができ非常に匣利であ
る。

たとえば、スイッチングレギュレータのドライブｆここ
の発振器を利用した場合、制御人力１こは出力電圧の誤
差信号を入れ、タイマーＩＣのリセット人力３９〔トラ
ンジスタのベース〕１こ過電流信号を入れたとする。

この場合出力が無負荷附近になってＩＣ出力パルスの高
い期間が限界まで短かくなると、ＩＣの発振は停止とＩ
Ｃ出力パルスの高い期間が限界まで短かくなった状態と
を繰り返えすブロッキングの状態となるのでスイッチン
グレギュレータの出力が無負荷になって発振器の制御の
ダイナミックレンジを超えた状態でも制御することが可
能で、過電流状態ｌこなれば過電流信号ｌこよりホール
ド回路を（フリップフロップ等）をセットしその出力で
タイマーＩＣのリセット入力３９を接地ラインに落とす
ことによりスイッチングレギュレータのパワートランジ
スタがＯＦＦの状態で停止させることができ、非常に重
宝である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の発振器の電気的回路図、第２図は本発明
の発振器の一実施例〜を示す基本の電気的回路図、第３
図Ａ−Ｊは第２図各部の電圧波形図、第４図〜第８図は
他の実施例を示す電気的回路図である。 １５・・・・・・電源入力端子、１６・・・・・・制御
入力端子、１７・・・・・・トリガー入力端子、１８・
・・・・・出力端子、１９・・・・・・充電抵抗、２０
・・・・・・放電素子、２１・・・・・・整流素子、２
２・・・主充放電回路のコンデンサ、２３・・・・・・
副光電回路のコンデンサ、２４・・・・・・ミクサー抵
抗、２５，２６・・・・・・コンパレータ、２７・・・
・・・フリップフロップ、２９・・・・・出力段増幅器
、２９・・・・・・放電用トランジスタ、３０，３Ｌ３
２・・・・・・抵抗、３３・・・・・・ダイオード、３
４・・・・定電圧素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電源入力端子と接地間Ｉこ３つの抵抗の直列回路を
   接続し、この電源入力端子側に近い抵抗と抵抗の接続点
   を制御入力端子５よび一方のコンパレータの一人力とし
   、接地側１こ近い抵抗と抵抗の接続点を他方のコンパレ
   ータの一人力とし、上記２つのコンパレータの出力をフ
   リップフロップの入力とし、フリップフロップの出力を
   放電用トランジスタのベース入力５よび出力段増幅器の
   入力六し、この出力段増幅器の出力を出力端子とし、主
   と副の２つの充放電回路を備え、主充放電回路のコンデ
   ンサと充電用抵抗の接続点を放電用トランジスタに接続
   しさらに上記接続点より副充放電回路のコンデンサに向
   って順方向に整流素子を接続して副充放電回路の充電を
   行ない、副光ｍ回路のコンデンサを放電素子を通じて放
   電用トランジスタのコレクタに接続して副充放電回路の
   放電を行ない、主充放電回路のコンデンサと整流素子と
   の接続点の電圧を一方のコンパレータの他人力とし、副
   充放電回路のコンデンサと上記整流素子との接続点の電
   圧を抵抗を介して他方のコンパレータの他人力に印加し
   、さらに他方のコンパレータの他人力をトリガー人力と
   したことを特徴とする発振器。