JPS6019827B2 - 積分回路 - Google Patents
積分回路Info
- Publication number
- JPS6019827B2 JPS6019827B2 JP58037230A JP3723083A JPS6019827B2 JP S6019827 B2 JPS6019827 B2 JP S6019827B2 JP 58037230 A JP58037230 A JP 58037230A JP 3723083 A JP3723083 A JP 3723083A JP S6019827 B2 JPS6019827 B2 JP S6019827B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- circuit
- pair
- transistors
- input
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- Expired
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06G—ANALOGUE COMPUTERS
- G06G7/00—Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities
- G06G7/12—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers
- G06G7/18—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for integration or differentiation; for forming integrals
- G06G7/184—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for integration or differentiation; for forming integrals using capacitive elements
- G06G7/186—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for integration or differentiation; for forming integrals using capacitive elements using an operational amplifier comprising a capacitor or a resistor in the feedback loop
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06G—ANALOGUE COMPUTERS
- G06G7/00—Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities
- G06G7/12—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers
- G06G7/22—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for evaluating trigonometric functions; for conversion of co-ordinates; for computations involving vector quantities
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- Image Generation (AREA)
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- Circuits Of Receivers In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、積分回絡に関する。
積分回路は、種々の用途に利用される基本的な回路であ
る。
る。
この積分回路を他の演算回路と共に使用し、演算回路の
出力を積分することがいましば行なわれる。例えば源出
願(特願昭51一127735号)に開示された図形表
示装置用のベクトル発生器においては、積分回路と共に
減算回路及び除算回路が使用され、入力信号と積分回路
の出力信号の差を他の信号により除算した信号を積分回
路へ入力し頃斜波出力を得るようにしている。このよう
な用途において、従来存在する個々の演算回路を組合わ
せたのでは、回路構成が複雑となり且つ装置も大型化す
るという問題がある。本発明は、上述の如き点に鑑みて
なされたもので、簡単な回路構成により入出力信号の差
を他の信号により除算した値に比例する信号を積分する
積分回路を提供するものである。
出力を積分することがいましば行なわれる。例えば源出
願(特願昭51一127735号)に開示された図形表
示装置用のベクトル発生器においては、積分回路と共に
減算回路及び除算回路が使用され、入力信号と積分回路
の出力信号の差を他の信号により除算した信号を積分回
路へ入力し頃斜波出力を得るようにしている。このよう
な用途において、従来存在する個々の演算回路を組合わ
せたのでは、回路構成が複雑となり且つ装置も大型化す
るという問題がある。本発明は、上述の如き点に鑑みて
なされたもので、簡単な回路構成により入出力信号の差
を他の信号により除算した値に比例する信号を積分する
積分回路を提供するものである。
以下、図面を参照しながら本発明を具体的に説明する。
本発明による積分回路の一実施例の回路図を第1図に示
す。
本発明による積分回路の一実施例の回路図を第1図に示
す。
1対のNPNトランジスタ40及び41が叢動的に接続
されており、これらのトランジスタ40及び41のベー
ス回路は差動的に接続された第2の対のNPNトランジ
スタ43及び44を有する。
されており、これらのトランジスタ40及び41のベー
ス回路は差動的に接続された第2の対のNPNトランジ
スタ43及び44を有する。
トランジスタ43及び44はダイオードとして接続され
る。トランジスタ40のベース及びトランジスタ43の
コレクタは接地される。トランジスタ41のベース及び
トランジスタ44のコレク外ま定電流源46に接続され
る。トランジスタ43及び44のェミツタは直結され、
且つ定電流源48に接続される。トランジスタ40及び
41のェミッタも直結され可変電流源47に接続される
。この回路構成はギルバートのゲイン・セルとして周知
であり、米国特許第3689752号に詳細に記載され
ている。演算増幅器50の反転及び非反転入力端子はそ
れぞれトランジスタ40及び41のコレク外こ接続され
る。演算増幅器50の出力端子は出力端子3に接続され
ると共に、容量素子すなわち帰還キヤパシ夕52を介し
てトランジスタ41のベースに接続される。抵抗素子す
なわち帰還抵抗器54が演算増幅器50の出力端子から
トランジスタ40のコレク外こ接続される。入力端子1
は抵抗器56を介してトランジスタ41のコレク外こ接
続される。トランジスタ40及び41のコレクタ電流は
それぞれ正電圧源より1対の大きな抵抗器60及び61
を介して加えられる。1対のダイオード64及び65は
クランプ作用をし、後述する高速モード期間中トランジ
スタ41のベースを仮想接地に維持する。
る。トランジスタ40のベース及びトランジスタ43の
コレクタは接地される。トランジスタ41のベース及び
トランジスタ44のコレク外ま定電流源46に接続され
る。トランジスタ43及び44のェミツタは直結され、
且つ定電流源48に接続される。トランジスタ40及び
41のェミッタも直結され可変電流源47に接続される
。この回路構成はギルバートのゲイン・セルとして周知
であり、米国特許第3689752号に詳細に記載され
ている。演算増幅器50の反転及び非反転入力端子はそ
れぞれトランジスタ40及び41のコレク外こ接続され
る。演算増幅器50の出力端子は出力端子3に接続され
ると共に、容量素子すなわち帰還キヤパシ夕52を介し
てトランジスタ41のベースに接続される。抵抗素子す
なわち帰還抵抗器54が演算増幅器50の出力端子から
トランジスタ40のコレク外こ接続される。入力端子1
は抵抗器56を介してトランジスタ41のコレク外こ接
続される。トランジスタ40及び41のコレクタ電流は
それぞれ正電圧源より1対の大きな抵抗器60及び61
を介して加えられる。1対のダイオード64及び65は
クランプ作用をし、後述する高速モード期間中トランジ
スタ41のベースを仮想接地に維持する。
この積分回路に流れる電流は第1図に示され、図におい
て、IEはトランジスタ43及び44のェミッタ電流の
和であり、iDはトランジスタ40及び41のェミッタ
電流の和であり、icはキャパシタ52の充電電流であ
る。更に、電流iDは他の回路で発生した信号電流であ
る。抵抗器54及び56の値Rf及びR,を共にRとし
、且つ演算増幅器50の作用によりトランジスタ40及
び41のコレクタ電圧Vf及びV,が等しいと仮定する
と、R及びCの適当な値により次式が得られる。vs−
V1 i。
て、IEはトランジスタ43及び44のェミッタ電流の
和であり、iDはトランジスタ40及び41のェミッタ
電流の和であり、icはキャパシタ52の充電電流であ
る。更に、電流iDは他の回路で発生した信号電流であ
る。抵抗器54及び56の値Rf及びR,を共にRとし
、且つ演算増幅器50の作用によりトランジスタ40及
び41のコレクタ電圧Vf及びV,が等しいと仮定する
と、R及びCの適当な値により次式が得られる。vs−
V1 i。
ic …{11R一−V
雫Vf 学 …■ 式m及び■より 2DiC VS貢V1Vr言V1VS言Vr ‐‐‐
{3118icについて解き、且つVrを積分で求める
と、.C=OS夏羊青)IE:C害帯 …(4}
Vr=きノiCdt(但しVS主Vr) ‐‐‐(5}
式{4)及び{5}から分かるとおり、本発明によれば
、入出力信号の差(Vs−Vr)を信号電流iDで除算
した値(Vs−Vて)/ioに比例した信号icを積分
する積分回路が実現できる。
雫Vf 学 …■ 式m及び■より 2DiC VS貢V1Vr言V1VS言Vr ‐‐‐
{3118icについて解き、且つVrを積分で求める
と、.C=OS夏羊青)IE:C害帯 …(4}
Vr=きノiCdt(但しVS主Vr) ‐‐‐(5}
式{4)及び{5}から分かるとおり、本発明によれば
、入出力信号の差(Vs−Vr)を信号電流iDで除算
した値(Vs−Vて)/ioに比例した信号icを積分
する積分回路が実現できる。
第2図及び第3図は、本発明の積分回路を応用した定速
ベクトル発生器のブロック図及び関連する波形図である
。
ベクトル発生器のブロック図及び関連する波形図である
。
ベクトル発生器は、1対の入力端子1及び2と、1対の
出力端子3及び4と、1対の差−絶対値−電流変換回路
31及び32と、本発明による1対の積分回路13及び
14(第2図においては、減算・除算機能とを、減算・
除算回路11及び12と積分回路15及び16とに区別
して示している。)と、2乗の和の平方根を求める回路
(SSS回路)18とより成り、各回路は1対の閉ルー
プとして接続されている。平面座標系の×及びY軸にそ
れぞれ対応するステップ電圧信号Vsx及びVsyは同
時に入力端子1及び2に加わる。信号Vsx及びVsy
はコンピュータ等より1対のデジタルーアナログ変換器
を介して加えられ、これらの信号Vsx及びVsyは座
標系の情報の点を表わす。第3図の時刻toは1対のス
テップ信号Vsx及びVsyの始まりに対応し、信号V
sx及びVsyは説明のためにそれぞれx.−xo=+
5(ボルト)及びy,−恥=−5(ボルト)とする。
出力端子3及び4と、1対の差−絶対値−電流変換回路
31及び32と、本発明による1対の積分回路13及び
14(第2図においては、減算・除算機能とを、減算・
除算回路11及び12と積分回路15及び16とに区別
して示している。)と、2乗の和の平方根を求める回路
(SSS回路)18とより成り、各回路は1対の閉ルー
プとして接続されている。平面座標系の×及びY軸にそ
れぞれ対応するステップ電圧信号Vsx及びVsyは同
時に入力端子1及び2に加わる。信号Vsx及びVsy
はコンピュータ等より1対のデジタルーアナログ変換器
を介して加えられ、これらの信号Vsx及びVsyは座
標系の情報の点を表わす。第3図の時刻toは1対のス
テップ信号Vsx及びVsyの始まりに対応し、信号V
sx及びVsyは説明のためにそれぞれx.−xo=+
5(ボルト)及びy,−恥=−5(ボルト)とする。
値×。及びyoは情報の点位置に対応する任意の値でよ
い。新たな電圧値x,及ぼy,はそれぞれ差−絶対値−
電流変換回路31及び32において出力端子値x(t)
及びy(t)との差の絶対値をとられて1対の差信号a
及びbを発生するなお「xo<×(t)<×,及びyo
>y(t)>y,であり、差信号a及びbはそれぞれ時
刻けこおいて十5及び−5ボルトに変化し、傾斜波電圧
出力Vrx及びVryが発生するので直線的に戻り、時
亥比,において再び零ボルトとなる。差信号a及びbは
SSS回路18に加えられて、信号cを発生する。この
信号cは時亥比oにおいては十7.07ボルト(皮十夕
=50の平方根であり、直線的に戻り、時刻L‘こおい
て再び零ボルトとなる。減算・除算回路11及び12に
はそれぞれ電圧値x,及びy,とx(t)及びy(t)
と信号cが加えられ、入出力信号の差信号を信号cで除
算した値に比例する出力電流を発生する。これらの値は
ほぼ一定であるので、積分回路15及び16に加わる電
流i舷及びicyはほぼ一定となり、その結果、直線的
な充電出力電圧Vは及びVryが発生する。時間差上,
一toは回路内の電流ix(又はiy)及び容量値c及
び電圧差(x,一xo)又は(y,一y。)により決ま
る。数学的には次式が成立つ。Xくt)=き/もゾa2
章b2十dt ‐‐‐‘6’ay(t)=き′らゾa2
十b2 十dt …‘71なお、a=x,一×(t)
及びb=y,一y(t)であり、x(t)=Vrx,x
,=Vsx,y(t)=VW及びy,=Vsy? k‘
ま比例定数である。
い。新たな電圧値x,及ぼy,はそれぞれ差−絶対値−
電流変換回路31及び32において出力端子値x(t)
及びy(t)との差の絶対値をとられて1対の差信号a
及びbを発生するなお「xo<×(t)<×,及びyo
>y(t)>y,であり、差信号a及びbはそれぞれ時
刻けこおいて十5及び−5ボルトに変化し、傾斜波電圧
出力Vrx及びVryが発生するので直線的に戻り、時
亥比,において再び零ボルトとなる。差信号a及びbは
SSS回路18に加えられて、信号cを発生する。この
信号cは時亥比oにおいては十7.07ボルト(皮十夕
=50の平方根であり、直線的に戻り、時刻L‘こおい
て再び零ボルトとなる。減算・除算回路11及び12に
はそれぞれ電圧値x,及びy,とx(t)及びy(t)
と信号cが加えられ、入出力信号の差信号を信号cで除
算した値に比例する出力電流を発生する。これらの値は
ほぼ一定であるので、積分回路15及び16に加わる電
流i舷及びicyはほぼ一定となり、その結果、直線的
な充電出力電圧Vは及びVryが発生する。時間差上,
一toは回路内の電流ix(又はiy)及び容量値c及
び電圧差(x,一xo)又は(y,一y。)により決ま
る。数学的には次式が成立つ。Xくt)=き/もゾa2
章b2十dt ‐‐‐‘6’ay(t)=き′らゾa2
十b2 十dt …‘71なお、a=x,一×(t)
及びb=y,一y(t)であり、x(t)=Vrx,x
,=Vsx,y(t)=VW及びy,=Vsy? k‘
ま比例定数である。
比較器20‘こは電流信号cが加えられ、この電流信号
cを基準電流IREFと比較する。比較器20の出力信
号は端子21に発生し、他の回路にベクトルが描かれて
いることを通知する。2個の情報の点を結ぶベクトルが
完成した後、ベクトル発生器には新たなステップ電圧V
sx及びVsyが加えられてもよい。
cを基準電流IREFと比較する。比較器20の出力信
号は端子21に発生し、他の回路にベクトルが描かれて
いることを通知する。2個の情報の点を結ぶベクトルが
完成した後、ベクトル発生器には新たなステップ電圧V
sx及びVsyが加えられてもよい。
例えば、1本の直線を書込んだ後に新たな直線を書き始
めたい場合の如く、書込み手段をすばやく1つの点から
他の点に移動するためには、高速モード回路24がスイ
ッチ接点24a,24bを開く。この動作はSSS回路
18からの電流を抑止し、積分回路15及び16のキャ
パシタを積分回路の出力能力で決まる速度で充電する。
よって、積分回路15及び16の出力は入力ステップ電
圧の値に迅速に変化する。このことは、数学的には式〔
6}及び‘7}の分母を零に近づけることで理解されよ
う。本質的にかかる式はディラック・デルタ関数である
。高速モード回路24は適当なトランジスタ。スイッチ
又はリレー。スイッチでもよく、その動作はベクトル発
生器が動作するときの速度で決まる。高速モード回路2
4への命令信号は端子25を介して加えられる。第1図
に示した積分回路中のギルバートのゲイン・セルを飽和
させないために、第1図の回路を流れる電流にある条件
を付さなければならない。次の表1はかかる条件及び可
能な設定値を示す。表1表1に与えられた値を用いると
、抵抗器54及び56の値は式{3’より3雛○となる
。
めたい場合の如く、書込み手段をすばやく1つの点から
他の点に移動するためには、高速モード回路24がスイ
ッチ接点24a,24bを開く。この動作はSSS回路
18からの電流を抑止し、積分回路15及び16のキャ
パシタを積分回路の出力能力で決まる速度で充電する。
よって、積分回路15及び16の出力は入力ステップ電
圧の値に迅速に変化する。このことは、数学的には式〔
6}及び‘7}の分母を零に近づけることで理解されよ
う。本質的にかかる式はディラック・デルタ関数である
。高速モード回路24は適当なトランジスタ。スイッチ
又はリレー。スイッチでもよく、その動作はベクトル発
生器が動作するときの速度で決まる。高速モード回路2
4への命令信号は端子25を介して加えられる。第1図
に示した積分回路中のギルバートのゲイン・セルを飽和
させないために、第1図の回路を流れる電流にある条件
を付さなければならない。次の表1はかかる条件及び可
能な設定値を示す。表1表1に与えられた値を用いると
、抵抗器54及び56の値は式{3’より3雛○となる
。
キャパシタ52の値は式{4}より求まり、表示装置の
最高書込み速度が分かる。例えば、陰極線管表示装置に
おいて、1秒間に13000センチメートルの最高書込
み速度を実施するための偏向電圧の充電比率は1秒間に
6500ボルトである。icをdV/dtで除算するこ
とによりキャバシタンスの値が0.046マイクロフア
ラドとなる。第1図に示す回路の他の特徴は、ポールが
1個のアクティブ・フィル夕として応用できることであ
る。
最高書込み速度が分かる。例えば、陰極線管表示装置に
おいて、1秒間に13000センチメートルの最高書込
み速度を実施するための偏向電圧の充電比率は1秒間に
6500ボルトである。icをdV/dtで除算するこ
とによりキャバシタンスの値が0.046マイクロフア
ラドとなる。第1図に示す回路の他の特徴は、ポールが
1個のアクティブ・フィル夕として応用できることであ
る。
これは、トランジスタ40及び41のェミッタ電流を可
変電流源47よりも、むしろ定電流源に流し、joを一
定に保つことにより成し遂げられる。本発明によれば、
個別に減算回路、除算回路、積分回路を使用するのでは
なく、ギルバート・ゲイン・セル、演算増幅器、帰還手
段を上述の如く組合わせ帰還回路を構成して単一の回路
で減算、除算、積分動作を行なうようにしたため回路構
成が非常に簡単になる。
変電流源47よりも、むしろ定電流源に流し、joを一
定に保つことにより成し遂げられる。本発明によれば、
個別に減算回路、除算回路、積分回路を使用するのでは
なく、ギルバート・ゲイン・セル、演算増幅器、帰還手
段を上述の如く組合わせ帰還回路を構成して単一の回路
で減算、除算、積分動作を行なうようにしたため回路構
成が非常に簡単になる。
しかも、集積回路化に適しているので安価となる。また
、本発明の積分回路は、定速ベクトルを発生するベクト
ル発生器に使用してベクトルの傾きに応じた一定傾斜を
有するX及びY軸傾斜波を出力するのに好適である。可
変電流源を定電流源にすれば、アクティブ・フィル夕と
しても利用できる。なお、上述は本発明の好適な実施例
を示し且つ記載したものであるが、当業者には本発明の
要旨を逸脱することなく多くの変更及び変形をなし得る
ことが明らかであろう。
、本発明の積分回路は、定速ベクトルを発生するベクト
ル発生器に使用してベクトルの傾きに応じた一定傾斜を
有するX及びY軸傾斜波を出力するのに好適である。可
変電流源を定電流源にすれば、アクティブ・フィル夕と
しても利用できる。なお、上述は本発明の好適な実施例
を示し且つ記載したものであるが、当業者には本発明の
要旨を逸脱することなく多くの変更及び変形をなし得る
ことが明らかであろう。
第1図は本発明の積分回路の一実施例を示す回路図、第
2図は本発明の積分回路を応用したベクトル発生器のブ
ロック図、第3図は第2図の動作を説明するための波形
図である。 図中、40及び41は1対のトランジスタ、43,44
は1対の半導体接合、50は演算増幅器、52は容量素
子、64は抵抗素子、56は入力抵抗素子、1は入力端
子、3は出力端子である。Fig‐l Fig‐2 Fig‐3
2図は本発明の積分回路を応用したベクトル発生器のブ
ロック図、第3図は第2図の動作を説明するための波形
図である。 図中、40及び41は1対のトランジスタ、43,44
は1対の半導体接合、50は演算増幅器、52は容量素
子、64は抵抗素子、56は入力抵抗素子、1は入力端
子、3は出力端子である。Fig‐l Fig‐2 Fig‐3
Claims (1)
- 1 入力信号と出力信号との差を第3の信号で除算した
値に比例する信号を積する回路であつて、差動電流入力
を受ける1対の半導体接合がそれぞれベースに接続され
各々のエミツタが直結された1対のトランジスタを含む
差動増幅器と、1対の入力端子がそれぞれ上記1対のト
ランジスタのコレクタに接続された演算増幅器と、この
演算増幅器の出力端子から一方の上記トランジスタのベ
ース及び他方の上記トランジスタのコレクタにそれぞれ
接続された容量素子及び抵抗素子を含む帰還手段と、上
記1対のトランジスタのエミツタに接続され上記第3の
信号を発生する電流源と上記抵抗素子とほぼ等しい抵抗
値を有し一端が上記一方のトランジスタのコレクタに接
続された入力抵抗素子とを具え、この入力抵抗素子の他
端に上記入力信号を印加し上記演算増幅器の出力端子か
ら上記出力信号を得るようにした積分回路。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US625609 | 1975-10-24 | ||
US05/625,609 US4032768A (en) | 1975-10-24 | 1975-10-24 | Constant velocity vector generator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5922171A JPS5922171A (ja) | 1984-02-04 |
JPS6019827B2 true JPS6019827B2 (ja) | 1985-05-18 |
Family
ID=24506852
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP51127735A Expired JPS6040035B2 (ja) | 1975-10-24 | 1976-10-22 | ベルトル発生器 |
JP58037231A Expired JPS6020782B2 (ja) | 1975-10-24 | 1983-03-07 | 絶対値回路 |
JP58037230A Expired JPS6019827B2 (ja) | 1975-10-24 | 1983-03-07 | 積分回路 |
Family Applications Before (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP51127735A Expired JPS6040035B2 (ja) | 1975-10-24 | 1976-10-22 | ベルトル発生器 |
JP58037231A Expired JPS6020782B2 (ja) | 1975-10-24 | 1983-03-07 | 絶対値回路 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (3) | US4032768A (ja) |
JP (3) | JPS6040035B2 (ja) |
CA (1) | CA1058338A (ja) |
DE (1) | DE2643278C3 (ja) |
FR (1) | FR2329024A1 (ja) |
GB (1) | GB1550172A (ja) |
NL (1) | NL169527C (ja) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4095145A (en) * | 1976-12-13 | 1978-06-13 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Display of variable length vectors |
US4388694A (en) * | 1981-04-16 | 1983-06-14 | The Perkin-Elmer Corp. | Circuitry for simultaneously performing integration and division |
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