JPS5951778B2 - 鋸歯状波発振器 - Google Patents
鋸歯状波発振器Info
- Publication number
- JPS5951778B2 JPS5951778B2 JP9321077A JP9321077A JPS5951778B2 JP S5951778 B2 JPS5951778 B2 JP S5951778B2 JP 9321077 A JP9321077 A JP 9321077A JP 9321077 A JP9321077 A JP 9321077A JP S5951778 B2 JPS5951778 B2 JP S5951778B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- waveform
- capacitor
- sawtooth wave
- period
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K4/00—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions
- H03K4/06—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape
- H03K4/08—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having triangular shape having sawtooth shape
Landscapes
- Pulse Circuits (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は鋸歯萩波を出力する鋸歯状波発振器に関し、特
に放電リセットのスイ・1ンチング時間の変動による周
波炸弯動と振幅寒動奪極力少なくすやようにしたもので
ある。
に放電リセットのスイ・1ンチング時間の変動による周
波炸弯動と振幅寒動奪極力少なくすやようにしたもので
ある。
ニ一般に、鋸歯状波発振器は、!分用キャパシタに定電
流を流し、ここで積分して直線のスロフプを形成させ、
この直線スヮープがある閾電圧奮稗えた瞬間にキャパシ
タを旅篭さすて:リセット状態に戻し、再び電流の積分
を開始させて直線のスロフプを形成させる・・・・・・
・・・という一連の動作の繰り返しで鋸歯状波を発生し
ている。
流を流し、ここで積分して直線のスロフプを形成させ、
この直線スヮープがある閾電圧奮稗えた瞬間にキャパシ
タを旅篭さすて:リセット状態に戻し、再び電流の積分
を開始させて直線のスロフプを形成させる・・・・・・
・・・という一連の動作の繰り返しで鋸歯状波を発生し
ている。
この発振周波数は理想的には、キャパシタに流れる電流
値と、キャパシタの容量と、閾電圧(振幅)とで決定さ
れるが、現実の回路では、キャパシタを放電させてリセ
ットさせる時間が存在するため、発振周波数(こ誤差が
生じる。
値と、キャパシタの容量と、閾電圧(振幅)とで決定さ
れるが、現実の回路では、キャパシタを放電させてリセ
ットさせる時間が存在するため、発振周波数(こ誤差が
生じる。
特に、この放電時間が短かければ短い程、スイッチ・デ
バイス、即ち、コンパレータとトランジスタ・スイッチ
のスイッチング・チイレイ時間に大きく影響して、鋸歯
状波の振幅に大きな変動を与えることになる。
バイス、即ち、コンパレータとトランジスタ・スイッチ
のスイッチング・チイレイ時間に大きく影響して、鋸歯
状波の振幅に大きな変動を与えることになる。
以下、従来の具体的回路で、このことを詳しく説明する
。
。
・第1図は従来の電流制御型の鋸歯状波発振器である。
第1図いおいて、1は積分用のキャパシタであり、入力
端子5の入力電流Iiを積分する。
端子5の入力電流Iiを積分する。
2(、よキャパシタ1に充電された電荷を放電するため
にキャパシタ1に並列接続されたスイッチ回路で壱り、
具体的には第1図に示す如く電圧効果トランジスタTr
で構成される。
にキャパシタ1に並列接続されたスイッチ回路で壱り、
具体的には第1図に示す如く電圧効果トランジスタTr
で構成される。
3は高入力インピーダンスを有する電圧比較器であり、
抵抗R1゜R2,R3と共にシュミット・トリガ回路を
形成している。
抵抗R1゜R2,R3と共にシュミット・トリガ回路を
形成している。
4は出力がバッファとしての役目をする電界効果トラン
ジスタであり、出力端子6はこの電界効果トランジスタ
4のソースに接続されている。
ジスタであり、出力端子6はこの電界効果トランジスタ
4のソースに接続されている。
そしてキャパシタ1の一端が電圧比較器3の非反転入力
に接続されているため、正帰環がかかつて発振する。
に接続されているため、正帰環がかかつて発振する。
、第1図の基本的動作は周知であるから説明を省肇し、
ここでは第1図A点の電圧変化についてのみ詳細に説明
する。
ここでは第1図A点の電圧変化についてのみ詳細に説明
する。
なお理解を容易に、するため(子、シュミット・トリガ
回路の閾電圧がVTHI =5v、 VTH2=8Vニ
設定すi、t 源t 圧V DD =15Vに設定され
ているものとする。
回路の閾電圧がVTHI =5v、 VTH2=8Vニ
設定すi、t 源t 圧V DD =15Vに設定され
ているものとする。
A点の電圧がシュミット・トリガ回路の閾電圧を越えた
瞬間からスイッチ回路2のトランジスタTrがオン又は
オフするまでに遅れ時間がかかるが、第2図にはこの遅
れ時間が盛り込まれている。
瞬間からスイッチ回路2のトランジスタTrがオン又は
オフするまでに遅れ時間がかかるが、第2図にはこの遅
れ時間が盛り込まれている。
この遅れ時間がゼロであれば、A点の波形はVTH□
とV TH2をそれぞれ下限と上限とする鋸歯状波とな
るが、実際には遅れ時間がゼロでないため、第2図のa
の如き波形となっている。
とV TH2をそれぞれ下限と上限とする鋸歯状波とな
るが、実際には遅れ時間がゼロでないため、第2図のa
の如き波形となっている。
即ち、A点の電圧がVTHI を下まわった瞬間(to
) から、スイッチ回路2がオンする (tl)まで
の時間td1(= tljo) と、VTH2を上まわ
った瞬間(t2)から、スイッチ回路2がオフする(t
3)まで゛の時間td2(=t3−t2)とが遅れ時間
であって、放電期間の立ち上り勾配を01、充電期間の
立ち下り勾配を02(=■i/C)としたとき、第2図
aの波形は上限がVTH3+G1td2.下限が■□□
−G2td1で、周期Tがt5−tlの鋸歯状波となる
。
) から、スイッチ回路2がオンする (tl)まで
の時間td1(= tljo) と、VTH2を上まわ
った瞬間(t2)から、スイッチ回路2がオフする(t
3)まで゛の時間td2(=t3−t2)とが遅れ時間
であって、放電期間の立ち上り勾配を01、充電期間の
立ち下り勾配を02(=■i/C)としたとき、第2図
aの波形は上限がVTH3+G1td2.下限が■□□
−G2td1で、周期Tがt5−tlの鋸歯状波となる
。
このとき、放電期間の立ち上りは非常に速く、充電期間
の立ち下りのスローラ°はゆるやかであるから、G1は
G2に比べて非常に大きい。
の立ち下りのスローラ°はゆるやかであるから、G1は
G2に比べて非常に大きい。
さて、第2図aの如く周期Tで発振しているとき、遅れ
時間td2が温度氷化などでtd2+△td2に変化し
たときの波形が破線すで示しである。
時間td2が温度氷化などでtd2+△td2に変化し
たときの波形が破線すで示しである。
第2図から明らかなように、波形すの下限は波形aと同
じであるが、上限aに対してG1△td2だけ増加する
。
じであるが、上限aに対してG1△td2だけ増加する
。
この振幅変動に禅って、周期Tが(G1/G2)△td
2だけ増加する。
2だけ増加する。
即ち、波形すの周期T′はT’=’r十(Gl/G2)
△td2となる。
△td2となる。
このとき、電流制御型鋸歯状波発振器としての制御直線
性を良くするため、一般には充電期間(=ts−t3)
に対して、放電期間(−t3tx)を充分に小さく、例
えば1/1000以下くらいに設定している。
性を良くするため、一般には充電期間(=ts−t3)
に対して、放電期間(−t3tx)を充分に小さく、例
えば1/1000以下くらいに設定している。
従って、G1/G2は通常1000以上くらいのオーダ
ーになる。
ーになる。
ということは、波形すの周期T’=T+ (Gl/G2
)△td2の第2項はTの数十%七らいのオーダーにも
なり、天きな周波数変動を誘き起こすことになる。
)△td2の第2項はTの数十%七らいのオーダーにも
なり、天きな周波数変動を誘き起こすことになる。
本発明は上記の如き欠点を除去すべく成きれたもので、
鋸歯状波の放電期間(勾配の急、駿な部分)の電圧波形
が横切る方の閾電圧(第2図で言えばVTH2)の側で
かつ、2つの閾電圧の外側に定電圧点を設けて、鋸歯状
波がこの定電圧点と他方の閾電圧との間で発振するよう
にして、放電リセットのスイッチング時間の変動に対し
て、周波数変動と振幅変動の少ない電流制御型鋸歯状波
発振器を提供しようとす不ものである。
鋸歯状波の放電期間(勾配の急、駿な部分)の電圧波形
が横切る方の閾電圧(第2図で言えばVTH2)の側で
かつ、2つの閾電圧の外側に定電圧点を設けて、鋸歯状
波がこの定電圧点と他方の閾電圧との間で発振するよう
にして、放電リセットのスイッチング時間の変動に対し
て、周波数変動と振幅変動の少ない電流制御型鋸歯状波
発振器を提供しようとす不ものである。
以下本発明の一実施例について第3図、第4図とともに
説明する。
説明する。
第3図において第1図と同一符号の部分は同一機能、性
能をもったデバイスを表わすものとして説明を省略する
。
能をもったデバイスを表わすものとして説明を省略する
。
また第4図の波形a、 l)は第2図の波形a、
l)にそれぞれ対応しており、特に第4図の波形aは第
2図の波形aと等しい振幅とほぼ等しい周期をもつよう
に配慮して描かI%ている。
l)にそれぞれ対応しており、特に第4図の波形aは第
2図の波形aと等しい振幅とほぼ等しい周期をもつよう
に配慮して描かI%ている。
そして第3図の電圧比較器3′ハ抵抗R4,R5,R6
ト共ニV THI = 5V トV TH2、=9V
の2つの閾電圧を有するシュミ□ット・トリガ回路を構
成している。
ト共ニV THI = 5V トV TH2、=9V
の2つの閾電圧を有するシュミ□ット・トリガ回路を構
成している。
また、7は定電圧V。(=10V)を発生する定電圧源
であり、定電圧v5の値は、ここでは閾電圧V TH2
の近傍で、かつVTHI 〜V TH2の外側に設定さ
れている□。
であり、定電圧v5の値は、ここでは閾電圧V TH2
の近傍で、かつVTHI 〜V TH2の外側に設定さ
れている□。
□さて、第3図においても発振器としての基本動作は第
1図の従来例と同様に周知であるから説明を省略し、こ
こでは第3図のB点の電圧波形について詳細に説明する
。
1図の従来例と同様に周知であるから説明を省略し、こ
こでは第3図のB点の電圧波形について詳細に説明する
。
第3図の回路が第1図の回路と同じ機能、性能のデバイ
スで構成されているため、遅れ時間td1.td2も全
く同じ値である、即ち、t1′−ち’=td□=t1−
to、t3′−t2′=td2二t3−t2.またt4
′−13′=△td2二t4−t3が成立する。
スで構成されているため、遅れ時間td1.td2も全
く同じ値である、即ち、t1′−ち’=td□=t1−
to、t3′−t2′=td2二t3−t2.またt4
′−13′=△td2二t4−t3が成立する。
さらに勾配01′・G2についでも第2図と第4図は共
通であるから、充電期間も等しく、また振幅が等しいた
め、t5′−t3′−t5−t3が成立している。
通であるから、充電期間も等しく、また振幅が等しいた
め、t5′−t3′−t5−t3が成立している。
さて、第4図において、aの電圧波形は、時刻t2′ま
では第2図と同様に変化するが、時刻t2′以後スイッ
チ回路2がオフするまでの遅れ時間td2の間に勾配G
1で上昇しようとする。
では第2図と同様に変化するが、時刻t2′以後スイッ
チ回路2がオフするまでの遅れ時間td2の間に勾配G
1で上昇しようとする。
このため、定電圧V8がなければ、v、H2+G1td
2まで上昇しようとするが、途中に定電圧V5があるた
め、Vsより上に昇ることはできない。
2まで上昇しようとするが、途中に定電圧V5があるた
め、Vsより上に昇ることはできない。
即ち、定電圧Vsの値ハVrH2<VS<VTH2+G
ttd2を満足するようにVT)12の近傍に設定され
ているのである。
ttd2を満足するようにVT)12の近傍に設定され
ているのである。
電圧波形aは定電圧■5に到達した後は時刻t3′まで
V5に停留し、時刻t3′から後はスイッチ回路2がオ
ンするために勾配G2で下ってゆく。
V5に停留し、時刻t3′から後はスイッチ回路2がオ
ンするために勾配G2で下ってゆく。
つ韮りB点の電圧波形の上限はV5.下限は第2図と同
様VTH1−G2td1であってG2td1はVTHI
に比し非常に小さいから、振幅はVS VTHI
とみなせ、遅れ時間td2の影響が全く入らないこと
になる。
様VTH1−G2td1であってG2td1はVTHI
に比し非常に小さいから、振幅はVS VTHI
とみなせ、遅れ時間td2の影響が全く入らないこと
になる。
即ち、振幅は非常に安定である。
次に、遅れ時間td2がtd2+△td2に変動したこ
とによる周期Tの変化を調べる。
とによる周期Tの変化を調べる。
第4図の波形すから明らかなように、B点の電圧波形は
定電圧■8を越えることが無いから、■5に停留する時
間が△td2だけ長くなるだけである。
定電圧■8を越えることが無いから、■5に停留する時
間が△td2だけ長くなるだけである。
従って、波形aが周期下であれば、波形すの周期T′は
、T′二T十△td2と表わせる。
、T′二T十△td2と表わせる。
通常、Tに比べて△td2は無視できるほど小さいから
、遅れ時間td2の変動に対する発振周波数の変動は無
視できるほど微少となる。
、遅れ時間td2の変動に対する発振周波数の変動は無
視できるほど微少となる。
従来例の周期変動の式、T’−’r+ (G1/G2)
△td2と上式とを比較してみると、勾配の比(G1/
G2)が非常に大きいことを考えれば、改善の度合が良
くわかる。
△td2と上式とを比較してみると、勾配の比(G1/
G2)が非常に大きいことを考えれば、改善の度合が良
くわかる。
なお、第3図の実施例において、スイッチ回路2は電界
効果トランジスタTrを使用しているがこれに限定され
ることなく、バイポーラ、トランジスタやユニジャンク
ションなどの電子スイッチやリレーの如きメカニカルス
イッチも使用で゛きる。
効果トランジスタTrを使用しているがこれに限定され
ることなく、バイポーラ、トランジスタやユニジャンク
ションなどの電子スイッチやリレーの如きメカニカルス
イッチも使用で゛きる。
また、本発明は第3図の回路構成そのものに限定される
ことなく、例えば、キャパシタ1の下端と電圧比較器3
′反転入力端子との間に抵抗(図示せず)を挿入して、
制御直線性(入力電流Ii対出力周波数fOの比例関係
度)を改善するときなども本発明は非常に有効である。
ことなく、例えば、キャパシタ1の下端と電圧比較器3
′反転入力端子との間に抵抗(図示せず)を挿入して、
制御直線性(入力電流Ii対出力周波数fOの比例関係
度)を改善するときなども本発明は非常に有効である。
さらに本発明は電流制御型の鋸歯状波発振器だけでなく
、単なる鋸歯状波発振器の周波数安定度を向上させるの
にももちろん非常に有用である。
、単なる鋸歯状波発振器の周波数安定度を向上させるの
にももちろん非常に有用である。
また上記実施例では、理解を容易にするために一部具体
的な数値を用いたが、本発明がこれらの数値に限定され
るものでないことはいうまでもない。
的な数値を用いたが、本発明がこれらの数値に限定され
るものでないことはいうまでもない。
以上のように本発明によれば、非常に簡単な回路構成で
、電流制御型あるいは一般の鋸歯状波発振器の放電リセ
ットのスイッチング時間の変動に対して、周波数変動と
振幅変動を非常に少なくすることができるから、例えば
、ミュージック・シンセサイザなどの電圧制御型の電子
楽器に用いれば、得られる効果は非常に高いものとなる
。
、電流制御型あるいは一般の鋸歯状波発振器の放電リセ
ットのスイッチング時間の変動に対して、周波数変動と
振幅変動を非常に少なくすることができるから、例えば
、ミュージック・シンセサイザなどの電圧制御型の電子
楽器に用いれば、得られる効果は非常に高いものとなる
。
1 第1図は従来例の回路構成図、第2図は第1図のA
点の電圧波形図第3図は本発明の一実施例の回路構成図
、第4図は第3図のB点の電圧波形図である。 1・・・・・・キャパシタ、2・・・・・・スイッチ回
路、3′・・―・・・電圧比較器、4・・・・・・バッ
ファ用電界効果トランジスタ、5・・・・・・入力端子
、6・・・・・・出力端子、7・:・・・・定電圧源。
点の電圧波形図第3図は本発明の一実施例の回路構成図
、第4図は第3図のB点の電圧波形図である。 1・・・・・・キャパシタ、2・・・・・・スイッチ回
路、3′・・―・・・電圧比較器、4・・・・・・バッ
ファ用電界効果トランジスタ、5・・・・・・入力端子
、6・・・・・・出力端子、7・:・・・・定電圧源。
Claims (1)
- 1 一端が定電圧源に接続され、入力電流を積分するキ
ャパシタと、上記キャパシタに並列接碑午れた放電用の
スイッチ回路と、上記、キャパシタの他端の電圧を入力
とし、上記スイッチ回路をオン・オフ制御すやシュミツ
汗世リガ回路とを界備し、上記定電圧源の電圧を上煕シ
子ミツト・トリガ回路の2つの、閾電圧の外にあるよう
に設定し、上記キャ71に夕の他端に現セれる鋸歯状波
が上記定電圧源の実圧と、)F、些シ予ミツト・トリガ
回路の2つの閾電圧のうちで上些定電圧源の電圧からよ
り電圧差の木きい方の閾電圧との間で振れるようにした
こ停を特徴ど±る鋸歯状波発振器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9321077A JPS5951778B2 (ja) | 1977-08-02 | 1977-08-02 | 鋸歯状波発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9321077A JPS5951778B2 (ja) | 1977-08-02 | 1977-08-02 | 鋸歯状波発振器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5427348A JPS5427348A (en) | 1979-03-01 |
JPS5951778B2 true JPS5951778B2 (ja) | 1984-12-15 |
Family
ID=14076197
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9321077A Expired JPS5951778B2 (ja) | 1977-08-02 | 1977-08-02 | 鋸歯状波発振器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5951778B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0722253B2 (ja) * | 1986-04-16 | 1995-03-08 | 日本電装株式会社 | 発振回路 |
-
1977
- 1977-08-02 JP JP9321077A patent/JPS5951778B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5427348A (en) | 1979-03-01 |
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