JPS599461Y2 - 発振規制回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案の技術分野 この考案は所謂ゲートコントロール発振回路の発振作動
の規制を行う回路に関するものである。

従来技術の説明 第１図において、１点鎖線で囲んで記号１で示した部分
は充放電回路であり、１点鎖線で囲んで記号２で示した
部分は所謂ゲートコントロール発振回路として知られて
いる発振回路の１つである。

抵抗１１は急速な充電を行うために小さい抵抗値のもの
であり、抵抗１３は緩慢な放電を行うために大きな抵抗
値のものである。

ダイオード１２は充電の場合にはインピーダンスを示さ
ず、放電の場合には事実上無限大に等しい抵抗を示す。

さらに第１図において、２１は所謂ナンドゲート、２５
はバツファであり、このバツファ２５はインバーテイン
グ機能は無くて抵抗２４側から見たインピーダンスが極
めて高く端子二側から見たインピーダンスが低いもので
ある。

抵抗２４はバツファ２５に対する保護用のものであり、
比較的低い値のものである。

バツファ２５の出力をナンドゲ゛一ト２１の入カゲ一ト
の１つに正帰還して発振回路を形或する。

発振出力は端子二に得られる。

ナンドゲート２１の出力に接続されている抵抗２２とコ
ンデンサ２３とによって発振周波数（第４図二に示した
発振波形の局波数）を規定する時定数を得る。

なお、第１図において、ＣＯＭＭは回路作動のための直
流電源の両極のうちの１極を接続する端子であり、併せ
て共通電位の極として使用する。

第１図において、イの点とＣＯＭＭとの間に第４図イの
如く発振開始（起動）信号としてのパルス波（矩形波）
を入力すると、口の点即ちコンテ゛ンサ１４は第４図口
の如く、直ちに充電されて口の点の電位がハイレベルＨ
になり発振開始信号のパルスイが無くなるとコンデンサ
１４が徐々に放電して口の点の電位が徐々に下降する。

口の点の電位は発振回路２のナンド２１のゲートの１つ
に入力として印加され、この入力信号のレベルがナンド
ゲート２１の入力しきい値（第４図口のｔｈ１のレベル
）以上の場合は発振回路２が発振し、発振出力である二
の点の波形は第４図二のようになる。

コンデンサ１４の放電が進むに従って口の点の電位が下
ってナンドゲーＩ・２１のゲート入力のしきい値ｔｈ１
に徐々に近づくと、ナンドゲート２１の内部自己特性に
より、口の点の電位がナンドゲート２１のもう片方のゲ
ート入力のしきい値に影響しナンドゲート２１の特性が
変って（半導体集積回路素子によりナンドゲート２１を
得る場合に出る通弊）、これが発振周波数を規定する時
定数に影響を及ぼして発振周波数が変動する。

さらに口の点の電位が下ってナンドゲート２１のしきい
値ｔｈ１以下になるとナンドゲート２１は動作を停止し
、従って発振回路２が発振を停止する。

この場合、口の点の電位の徐々な変化に対してナンドゲ
ート２１がその自己特性により、動作の停止を急激には
行わず、緩慢に停止する。

バツファ２５の出力即ち二の点の電位は常時はハイレベ
ルＨであり、発振が行われている間はハイレベルＨとロ
ーレベルＬの間で変化している。

ナンドゲート２１の入力のレベルがしきい値ｔｈ１の近
くでは発振回路２の作動停止が緩慢で過渡時間を幾らか
要するので、この経過時間の間に発振周波数が変動する
。

一例として、発振開始信号のパルスイが無くなった後５
秒間程度発振が持続するように充放電回路１の放電時定
数を設定した例の場合、発振が停止する直前の０．２〜
０．３秒の期間に発振出カニの点の周波数か゛大きく変
動し、ナンドゲート２１として使用する素子の種類によ
って異るが、発振終期付近の時刻の周波数変動は約５０
％以上増加（高い周波数側へ偏移）する例がある。

第１図の回路を可聴周波数信号の発振回路として実施し
てその発振音の音調を利用する場合、発音の終期に音調
の変化が生じることとなり、不快であって実用上好まし
くない。

この考案の目的 この考案は変化が緩慢を制御入力電圧によって発振する
回路の発振終期付近の時間において発振音の音調に変化
のない発振回路を得ることを目的とする。

この考案の構威 この考案は、発振回路への制御入力として緩慢な電位変
化の信号入力を与える回路とゲートコントロール発振回
路の発振制御入力信号の受領部であり、かつ入力しきい
値付近のレベルの入力信号によって動作特性が影響され
るナンドゲートの入力部との間に、入力しきい値の上下
に亙る入力電位の変化に対して出力電位が急峻に変化す
る特性のバツファを介在させて、バツファの出力信号を
ナンドゲートの入力部に与えるようにした。

この考案の実施例 第２図において、充放電回路１、発振回路２並びにイの
点、口の点、二の点及びＣＯＭＭ点の意味はそれぞれ第
１図の場合と同様である。

また第２図イの点に加える信号波形は第５図イに示すも
ので、これは第１図イの点に加える第４図イのものと同
様であり、さらに第２図口の点の波形は第５図口に示す
もので、これは第１図の口の点について第４図口に示す
ものと同様である。

第２図において、コンデンサ１４の端子即ち放電回路の
出力点で゛ある口の点にバツファ３の入力を接続し、バ
ツファ３の出力であるハの点を発振回路２（ゲートコン
トロール発振回路）の入力部であるナンドゲート２１の
入力の一方に接続する。

第２図について、入力信号のパルスイが到来してコンデ
ンサ１４の端子即ち口の点が急激に充電されてハイレベ
ルＨに達し、パルスイが消失すると口の点の電位が徐々
に下降することは第１図の場合と同様である。

バツファ３の出力即ちハの点の電位は、バツファ３の入
力の口の点のレベルが入力しきい値（第５図口のｔｈ２
のレベル）以下であるときはローレベルＬで゛あり、バ
ツファ３の入力のレベルが入力しきい値ｔｈ２以上であ
るときはハイレベルＨであって、第５図の八のようにな
る。

第２図について、コンテ゛ンサ１４か゛充電されている
間は口の点に電位はバツファ３の入力しきい値ｔｈ２よ
りも高くバツファ３の出力で゛ある八の点の電位はハイ
レベルＨであるが、コンデンサ１４の放電が進んで口の
点の電位がバツファ３の入力しきい値ｔｈ２を通過する
と八の点の電位が急激にローレベルＬに変化する。

八の点の急激な電位変化がナンドゲート２１の入力に印
加される。

？２図八の点の電位がその入力しきい値ｔｈ１より高い
間、即ちコンデ゛ンサ１４が充電されて口の点の電位が
ハイレベルＨとなってバツファ３の入力しきい値ｔｈ２
よりも高くなることによりバツファ３の出力である八の
点の電位がハイレベルＨになってナンドゲート２１の入
力しきい値ｔｈ１よりも高くなったときからコンデ゛ン
サ１４の放電が進んで口の点の電位がバツファ３の入力
しきい値ｔｈ２よリイ氏くなることによりバツファ３の
出力である八の点の電位がローレベルＬになってナンド
ゲート２１の人力しきい値ｔｈよりも低くなるときまで
の間、ナンドゲート２１が発振す．る。

この場合について第２図の口の点、八の点及び二の点の
各波形はそれぞれ第５図口，ハ及び二による。

コンデンサ１４の放電が緩慢であって口の点の電位の変
化がゆるやかであっても、これを中継したバツファ３の
出力であるハの点の電位がハイレベルＨからローレベル
Ｌに変化する変化は急激であるので八の点の電位はナン
ドゲート２１の入力しきい値ｔｈ１を急峻に通過するか
ら、ナンドゲート２１は導通状態から急激に遮断状態に
変化し、発振回路２は発振を急激に停止する。

従って発振の終期付近の時間に発振周波数が変動すると
言うことがなくて発振が消失する。

第２図のバツファ３は発振回路の中のバツファ２５と同
様の特性のもの（同一品名のもので゛可）を使用するこ
とがで゛きる。

第３図は充放電回路１の他の実施例であり、これを第２
図の充放電回路１に入れ替えて使用できる。

この第３図の充放電回路１Ａを使用する場合は第２図の
充放電回路１を使用する場合に比べてパルスイが到来し
たとき口の点がローレベルＬからハイレベルＨに変化す
るに要する時間即ち口の点の電位変化の立上りが速くな
る。

この場合抵抗１５はコンデンサ１４の充電を急速に行う
ために小さい抵抗値のものに選ぶ。

第２図の回路（以下、特に断らない限り充放電回路１を
第３図の充放電回路１Ａによって入れ替えた場合を含む
。

）は、コンデ゛ンサ１４の放電即ち口の点の電位変化が
極めて緩慢で放電の電位変化が裾を長く引いて、例えば
直線に近い電位波形変化の場合に実施すると極めて有効
である。

なお、第２図に示した充放電回路は例示にすぎず、一般
に他の回路構或（例えば所謂鋸歯状波発振回路）によっ
て急速なコンデンサの充電と極めて緩慢なコンテ゛ンサ
の放電を行う場合（放電時定数が極めて大きい場合）に
もこの考案が実施できる。

また、第２図の場合とは別に、バツファ３の入力に印加
する緩慢な電位変化はコンデンサの放電の場合に限らず
、コンデンサの充電の場合（充電時定数が極めて大きい
場合）にもこの考案を実施できる。

ただし、一般にバツファ３の出力のレベルのハイレベル
Ｈ、ローレベルＬの変化、ナントケート２１の導通遮断
等がさきに述べた場合と逆になることがあり、従って発
振出力の出現時間がさきに述べた場合と一致しないこと
がある。

これらは必要に応じて適宜の位相（レベル）反転回路を
例えばバツファ３の出力とナンドゲート２１の入力との
間に介在させて対処する。

さらに、第２図の場合とは別に、バツファ３の入力に印
加する緩慢な電位変化は下降の場合即ちノ＼イレベルＨ
からローレベルＬに向う場合に限らス、上昇の場合即ち
ローレベルＬからＨに向う場合にもこの考案を実施でき
る。

この場合も一般に発振出力の出現がさきに述べた場合と
一致しないことがあり、必要に応じて適宜の位相（レベ
ル）反転回路を例えば゛バツファ３の出力とナンドゲ一
ト２１の入力との間に介在させて実施する。

さらに、第２図の場合とは別に、発振の初期にナンドゲ
ート２１への入力が緩慢なものである場合（コンテ゛ン
サの充電、放電の各揚合、又電位の上昇、下降の各場合
）にこの考案を実施して発振初期に周波数変動がないよ
うにすることができる。

第６図はこの考案を実際に使用して、例えば時計の報時
音を電気的な手段で得る場合の例である。

信号Ａは報時の打音タイミング信号であり、第５図のイ
のパルスが３個到来した場合の例である。

なお、打音タイミング信号のパルスが例えば３個与えら
れることは、３時を知らせるために打音を３回行うこと
に対応する。

打音タイミング信号は時計内の適宜の回路により信号Ｂ
の如き波形のものに変換される。

信号Ｂが第２図二の発振出力信号（第４図二の信号）を
振幅変調するためのエンベローブ波形であり、適宜の回
路手段によって変調して例えばスピーカなどを鳴動させ
ることにより電子音を発音させる。

報時音は２番目以下の各打音について前回の打音の余韻
が幾らか残っている間に次の打音（打音の最大音量）を
開始し、また最後の打音の余韻は初を長く引かせるよう
なものであることが聴者の層覚上好ましいので、例えば
第６図の信号Ｂの如きエンベローブ波形とする。

音響を最初の打音の立上りから最後の打音の途韻が幾ら
か残っている間（この時間を第６図の信号Ｂの個所にＴ
で示す。

）発生させる必要があるため、この時間Ｔの間第２図の
回路による発振が細続している必要があり、従って、第
２図の口の点の電位が時間Ｔの間はバツファ３０入力し
きい個ｔｈ２より高いものであるようにコンデンサ１４
Ｃ放電回路の時定数を設定する。

第５図二の信号の個所に示した時間Ｔは第６図の信号Ｂ
の個所に示したＴであり、この間第２図二の点の発振出
力を継続維持させる。

最後の打音の余韻の音量がかなり小さくなった状態でも
その音響の最後で音調（周波数）が変動することは聴覚
上不快であるが、第２図の如き回路により可聴音を得て
これを報時音として利用すれば、余韻の終りの音調変動
などの不快なことがない。

第６図の信号Ａは時計の打音タイミング信号の場合に限
らず、他に一般の電子チャイム音などを得る場合の打音
タイミング信号のときにも同様に適用できる。

第２図の回路は、汎用の抵抗、コンデンサの他、バツフ
ァ３、ナンドゲート２１，バツファ２５は汎用の半導体
集積論理回路素子を使用して平易かつ簡潔に組立てるこ
とができる。

以上の実施例説明において、第２図の１点鎖線で囲んだ
１（第３図ＩＡ）を充放電回路、１点鎖線で囲んだ２を
発振回路として説明したが、これは説明の便宜にすぎず
、第２図で示した全体が一般的な意味での発振回路に相
当する。

この考案の効果 （１）汎用の半導体集積回路による論理素子を使用して
発振回路を構或する場合、入力しきい値付近のレベルで
あいまいな効果の特性の現われる素子のあいまいさをな
くして使用できる。

（２）発音の最初から終末まで音調の変らない発音手段
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す回路図、第４図は第１図の動作波
形を示すタイムチャートである。 第２図及び第３図はそれぞれこの考案の実施例を示す回
路図で、第３図は第２図の一部に置換できるもの、第５
図は第２図の動作波形を示すタイムチャート、第６図は
この考案の他の実施例の動作波形を説明するためのタイ
ムチャートである。 主な記号の意味は次の通りである。 １・・・・・・充放電回路、２・・・・・・ゲートコン
トロール発振回路、１１．１３，１５，２２．２４・・
・・・・抵抗、１２・・・・・・ダイオード、１４．２
３・・・・・・コンデンサ、２１・・・・・・ナンドゲ
ート、２５，３・・・・・・バツファ、第４図、第５図
のイ，口，ハ，二はそれぞれ第１図、第２図、第３図に
おける対応する記号で指摘する個所の動作、波形である
ことを示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 起動信号を受ける充放電回路と、上記充放電回路の出力
   電位変化信号を受領するバツファと、上記バツファの出
   力を受領するゲートコントロール発振回路を有し、上記
   充放電回路は充電又は放電の一方の時定数が他方の時定
   数より大であり、上記バツファは上記充放電回路からの
   人力が入力しきい値を超えて変化するとき出力がハイレ
   ベルとローレベルの一方から他方へ急峻に変化し、上記
   ゲートコントロール発振回路は入力部にゲート回路を備
   え、上記ゲート回路は上記バツファの上記出力の上記ハ
   イレベルと上記ローレベルの間に入力しきい値を備え、 上記バツファからの上記ハイレベル又は上記ローレベル
   のいずれか一方の有効人力のとき上記ゲートコントロー
   ル発振回路がその内部定数に規定された固有周波数で発
   振するように構或してあることを特徴とする発振規制回
   路。