JPS6051281B2 - 周波数逓倍回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は簡単な構成で微弱な交流信号の周波数を２逓倍
する周波数逓信回路を提供するものてある。

従来より、微弱な交流信号の周波数を２逓倍する周波数
逓信回路はモータの速度制御装置などに広く用いられ、
第１図に示すような回路が多用されてきた。

第１図の回路は、微弱な交流信号を差動増幅器のベース
間に印加して、差動増幅器を構成する２つのトランジス
タのコレクタ出力をそれぞれ微分し、ダイオードを介し
て正方向の信号を取り出して加算するもので、具体的に
は、トランジスタ１およびトランジスタ２、エミッタ抵
抗３、コレクタ抵抗４および５、ベースバイアス抵抗６
、７および８、９によつて差動増幅器を構成し、それぞ
れのコレクタ出力をコンデンサ１０、抵抗１１、コンデ
ンサ１２、抵抗１３によつて構成された微分回路に印加
し、さらにダイオード１４、１５、抵抗１６によつて構
成された検波および加算回路に微分出力を印加して、入
力交流信号の２倍の周波数の出力信号を得ている。

すなわち、入力端子Ａ−Ｂ間に第２図ａのような交流信
号が印加されたとき、トランジスタ１およびトランジス
タ２のコレクタ信号波形は第２図をおよびｃのようにな
るが、これらの信号波形を微分することによつて、抵抗
１１および１３の両端の信号波形は第２図ｄおよびｅの
ようになる。

さらに検波回路によつて正側の信号のみを取り出し、ダ
イオード１４および１５のカソード側で加算すると、出
力端子Ｄには第２図ｆのような合Ｊ成信号が得られる。
第２図ａと第２図ｆの信号波形を比較すると、入力信号
の２倍の周波数を有する出力信号が得られることがわか
る。

尚、第１図において入力端子Ａ−Ｂ間に接続さゝれたコ
ンデンサ１７は外来雑音の混入防止用コンデンサで、端
子Ｃおよび端子Ｅはそれぞれ、プラス側およびマイナス
側給電端子である。

ところで、第１図の回路では構成がかなり複雑になつて
部品点数が増加するうえ、回路をモノリシックＩＣ化す
る場合には、１０〜１００ＰＦ位の容量のコンデンサし
かＩＣ内部に入れることができないため、コンデンサ１
０および１２はＩＣの外に出す必要があり、ＩＣとして
ピン数が、各端子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに第１図上のイ，
口，ハ，二を加えての９ピンとなり、ＩＣとしての形状
が大きくなるだけでなく、ボンディング箇所も９箇所と
なるので、ＩＣが高価になるなど、問題が多かつた。

本発明は以上のような問題を解消するものである。

本発明の一実施例における周波数逓倍回路の回路結線図
を第３図に示す。

第３図において、入力端子Ａ−Ｂ間にほぼ同容量のコン
デンサ１８，１９が直列に接続され、入力端子Ａにはト
ランジスタ２０のベースが接続され、入力端子Ｂにはト
ランジスタ２１のベースが接続されている。

また、前記コンデンサ１８，１９の接続中点には前記ト
ランジスタ２０および２１のエミッタがそれぞれ接続さ
れている。

さらに、前記トランジスタ２０のコレクタ・ベース間に
は抵抗２２が接続され、前記トランジスタ２１のコレク
タ・ベース間には抵抗２３が接続されるとともに、前記
トランジスタ２０およびトランジスタ２１のコレクタは
それぞれ出力端子Ｄに接続され、前記出力端子Ｄとプラ
ス側給電端子Ｃの間には抵抗２４が接続され、前記トラ
ンジス．夕２０および２１のエミッタはそれぞれ、マイ
ナス側給電線路Ｅに接続されている。

さて、第３図の周波数逓倍回路の動作の概要を第４図の
各部の信号波形を用いて説明すると、入力端子Ａ−Ｂ間
に正弦波交流信号が印加されたと．き、端子Ａと端子Ｂ
の端子Ｅに対する信号波形は互いに位相が反転して第４
図ａおよびｂのようになる。

いま、トランジスタ２１の動作を無視して考えると、抵
抗２２の抵抗値を無信号時にトランジス・夕２０が飽和
するように選んでおいて、ベース・エミッタ間に第４図
ａの信号波形を印加したとき、コレクタ信号波形は第４
図ｃに示すような波形となる。

すなわち、入力信号が零レベルよりもかなりマイナスレ
ベルになつたとき、トランジスタ２０のコレクタ電位が
上昇する。

同様にトランジスタ２１のベース●エミッタ間に第４図
ｂの信号波形を印加したとき、そのコレクタ信号波形は
第４図ｄに示すような波形となる。

したがつて、両方のトランジスタに同時に第４図Ａ，ｂ
の信号が印加されたとき、出力端子Ｄにノは第４図ｅの
ような信号波形が現われる。

第４図ｅの信号は入力信号の２倍の周波数を有している
。第３図の回路では従来例の第１図の回路に比べて、部
品点も少なくなり、ＩＣ化した場合にはＩＣ・のピン数
がＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ端子の５ピンですむと云う利点が
ある。

第５図、第６図、第７図は本発明の他の実施例を示した
ものである。

第５図では入力端子ＡおよびＢはそれぞれ、コ″ンデン
サ２５および２６を介してトランジスタ２０および２１
のベースに接続されている。

この回路は入力交流信号に直流電圧が重畳されている場
合に効果的である。

第６図では、トランジスタ２０および２１のコレクタが
プラス側給電端子Ｃに接続され、エミッタが出力端子Ｄ
に接続され、前記出力端子Ｄとマイナス側給電端子Ｅの
間に抵抗２７が接続されている。

この回路はエミッタ出力としたもので、出力インピーダ
ンスをかなり低くすることが出来る。

第７図はトランジスタ２０および２１のベースバイアス
用抵抗の接続位置をベース・コレクタ間からベース・プ
ラス側給電端子間に変更しただけのものである。第８図
は出力信号として入力信号の周波数を２逓倍した信号と
１逓倍した信号を得るための回路結線図で、コンデンサ
１９と並列にスイッチ３０を介してコンデンサ３１が接
続されている。

第８図において、コンデンサ３１の容量をコンデンサ１
８，１９の容量よりも大きく選んでおくと、スイッチ３
０をオン状態にしたとき、入力端子Ａ−Ｂ間に直列接続
されたコンデンサの容量のバランスがくずれ、入力信号
電圧の配分比も大きく変わるので、トランジスタ２１の
ベースに印加される信号電圧は極端に小さくなり、トラ
ンジスタ２１が応動しなくなり、出力端子Ｄにはトラン
ジスタ２０のコレクタ信号波形のみが現われる。このと
き、出力信号周波数は入力信号周波数と一致する。した
がつて、スイッチ３０のオンオフによつて出力信号の周
波数が入力信号の周波数を２逓倍したものと、１逓倍の
ものに切り換わるので、モータの速度制御装置などで、
ちようど２倍の回転速度を得たい場合には非常に好都合
である。

第９図も第８図と同じ目的のために構成された一例で、
第８図に比べて、第３のコンデンサ３１とスイッチ３０
の挿入箇所が異なつているだけで動作は第８図と全く同
じである。

尚、第８図、第９図ともに、コンデンサ１８とコンデン
サ３１をほぼ同容量に設定しておき、コンデンサ１９の
値を両者の容量よりもかなり小さくしておけば、スイッ
チ３０がオフのとき１逓倍の出力信号が得られ、スイッ
チ３０がオンのとき２逓倍の出力信号が得られる。

第１０図、第１１図も本発明の実施例における周波数逓
倍回路の回路結線図を示したもので、第１０図では第１
のトランジスタ２０、第２のトランジスタ２１のベース
はそれぞれコンデンサ３２，３３を介して入力端子Ａ，
Ｂに接続されている。

動作については第３図に示した実施例と全く同じである
が、カップリングコンデンサ３２および３３によつて直
流信号が遮断されているので、入力信号に直流電圧が重
畳している場合などに効果的てある。

また、第１１図では増幅素子として電界効果トランジス
タを用いたもので、第１の電界効果トランジスタ３４の
ゲートが入力端子Ａに接続され、第２の電界効果トラン
ジスタ３５のゲートは入力端子Ｂに接続されている。

また、前記電界効果トランジスタ３４および３５のソー
スはそれぞれ、コンデンサ１８とコンデンサ１９の接続
中点に接続され、前記電界効果トランジスタ３４および
３５のゲート・ソース間には抵抗３６および３７が接続
されている。

さらに、前記電界効果トランジスタ３４および３５のド
レインはそれぞれ出力端子Ｄに接続されるとともに、プ
ラス側給電端子Ｃと出力端子Ｄの間には抵抗２４が接続
され、マイナス側給電端子Ｅは電界効果トランジスタ３
４，３５のソースに接続されている。

第１１図も、増幅素子に電界効果トランジスタを用いて
入力インピーダンスを大きくしたこと以外は第３図の実
施例と全く同じてある。

以上に示したように、本発明の周波数逓倍回路では入力
端子間に直列接続された、第１および第２のコンデンサ
の容量のバランスを巧みに利用しｌて、それぞれのコン
デンサの両端に表われる信号波形を増幅、合成している
ので、簡単な構成で、微弱な交流信号の周波数を２逓倍
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す周波数逓倍回路の回路結７線図、
第２図は第１図の各部の信号波形図、第３図は本発明の
一実施例における周波数逓倍回路の回路結線図、第４図
は第３図の各部の信号波形図、第５図、第６図、第７図
、第８図、第９図、第１０図、第１１図はいずれも本発
明の他の実施ク例における周波数逓倍回路の回路回線図
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 交流信号が印加される入力端子間にほぼ同容量の第
   １、第２のコンデンサを直列に接続し、一方の入力端子
   に第１のトランジスタのベースまたはゲートを接続し、
   他方の入力端子に第２のトランジスタのベースまたはゲ
   ートを接続し、前記第１のトランジスタのエミッタまた
   はソースと前記第２のトランジスタのエミッタまたはソ
   ースを互いに接続して前記第１、第２のコンデンサの接
   続中点に接続し、前記第１のトランジスタのコレクタま
   たはドレインと前記第２のトランジスタのコレクタまた
   はドレインを互いに接続し、相互接続されたコレクタま
   たはドレイン、あるいはエミッタまたはソースから出力
   を取り出したことを特徴とする周波数逓倍回路。