JPS6342591Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (a) 考案の技術分野 この考案は、帰還ループに音さを入れた発振回
路についてのものであり、さらに詳しくいえば電
源を入れたとき直ちに正常な発振を始めるととも
に高調波の発生が少なく、かつデユーテイ比が約
50％の方形波出力を取り出すことができる音さ発
振回路についてのものである。

(b) 従来技術 従来から使用されている音さ発振回路の一例を
第１図に示す。

第１図は音さ１、バツフア増幅器２、コンデン
サC₁、抵抗R₁およびトランジスタ３で帰還ルー
プを構成した音さ発振回路である。

音さ１は、各音片にそれぞれ向かい合うように
圧電素子が取り付けられており、一方はトランジ
スタ３のコレクタ側に、他方はバツフア増幅器２
の入力側に接続されている。

トランジスタ３には、自己バイアス用の抵抗
R₂と、高調波発振防止用のコンデンサC₂を付け
ている。バツフア増幅器２には、エミツタホロワ
を使用してもよい。

第１図での数値例を示すと、C₁＝10μF、R₁＝
3.3kΩ、R₂＝220kΩ、R_L＝4.7kΩである。

第１図のトランジスタ３をオンにする時定数は
R₁×C₁、オフにする時定数は（R₁＋R₂＋R_L）×
C₁であり、オンオフの時定数がかなり異なるこ
とになる。

第１図の音さ発振回路に電源を入れると、帰還
ループが形成される。帰還信号はコンデンサC₁
の両端に直流電荷を蓄積し、トランジスタ３のベ
ースをエミツタの電位よりも低くバイアスするよ
うになる。このため、帰還信号の正のピーク電圧
だけでトランジスタ３はオンになる。

(c) 従来技術の問題点 第１図の従来回路では、コンデンサC₁の蓄積
電荷によりトランジスタ３が深く逆バイアスされ
ることと、トランジスタ３がオンオフする時定数
が異なるので、電源を入れてから数秒を経過しな
いと正常な基本波発振にならないという問題があ
る。また、電源を入れてから正常な発振になるま
でに高調波発振が生じやすいという問題がある。

さらに、第１図の従来回路ではデユーテイ比５
０％の方形波を発振回路の出力として取り出すの
は困難である。

(d) 考案の目的 この考案は、第１図のトランジスタ３に抵抗と
ダイオードを追加することにより、帰還信号の正
の半周期でトランジスタ３がオンになり、負の半
周期でトランジスタ３がオフになるようにし、従
来技術の問題を解決しようとするものである。

(e) 考案の実施例 この考案による実施例の回路図を第２図に示
す。この考案は第１図のトランジスタ３に抵抗ダ
イオードを追加したものであるが、第２図はこの
実施部分の周辺回路だけを取り出して示したもの
である。

第１図のトランジスタ３の回路に対し、第２図
のトランジスタ３の回路ではトランジスタ３のエ
ミツタとベース間にダイオードD₁と抵抗R₃を直
列に接続し、ダイオードD₁と抵抗R₃の接続点を
抵抗R₁に接続している。

ダイオードD₁の極性はトランジスタ３のベー
スとエミツタ間のダイオード特性と逆になるよう
にする。

第２図での数値例を示すと、R₃＝3.3kΩとし、
他の部分は第１図の数値例と同じにする。

コンデンサC₁に加えられる正弦波の負の半サ
イクルの波高値がダイオードD₁の順方向電圧Vf
より大きくなつたところで、コンデンサC₁への
充電時定数はT₁＝C₁×R₁になる。

負の波高値が順方向電圧Vf未満のときは、 T₁＝C₁×（R₁＋R₂＋R_L）で十分大きい。

一方、コンデンサC₁に加えられる正弦波の正
の半サイクルの波高値がトランジスタ３のベー
ス・エミツタ間電圧Vbeより大きくなつたところ
でコンデンサC₁への放電時定数は、 T₂≒C₁×（R₁＋R₃）になる。

この充電時の時定数T₁と放電時の時定数T₂の
関係は、T₁＜T₂なので、コンデンサC₁の両端に
は、常に（負の波高値−順方向電圧Vf）の直流
電圧が保存される。

この結果、コンデンサC₁に加えられる正弦波
がOVをクロスする状態のときでも、コンデンサ
C₁に保存された電圧がトランジスタ３のベース
に順方向バイアスを与えているので、加えられた
正弦波のOVを境にしてトランジスタ３はオン・
オフを繰り返すことになる。

いいかえると、コンデンサC₁に加える正弦波
のゼロクロスに一致し、デユーテイは50％を得
る。

すなわち、ダイオードD₁はトランジスタ３の
順方向バイアスVbeに等しい電圧をコンデンサC₁
の両端に発生させる役目を持つている。

実施例では、発振周波数が約350Hzであり、C₁
×R₁の時定数は発振周波数に対し十分大きいこ
とが要求される。

トランジスタ３に順方向バイアスを与えるため
には、コンデンサC₁に対して、入力正弦波の負
の波高値で充電された直流電圧が、正の波高値が
加えられたときに逆転されないようにすることが
必要になる。

このためには、T₁＜T₂であることが必要であ
り、これを実現するためには、正の波高値での放
電時定数T₂を抵抗R₃だけ大きくすればよい。実
施例では、抵抗R₃を3.3kΩにしている。

第２図のトランジスタ３をオンにする時定数は
（R₁＋R₃）×C₁、オフにする時定数はR₁×C₁であ
り、オンオフの場合の時定数の差は第１図の場合
に比べて少なくなる。

第２図のように構成しているので、電源を入れ
ると帰還信号がコンデンサC₁の両端に直流電荷
を蓄積するが、トランジスタ３のベースはダイオ
ードD₁により順方向にバイアスされる。

この結果、帰還信号の正の半周期でトランジス
タ３がオンになり、負の半周期でトランジスタ３
をオフにする。

したがつて、第１図の場合のようにトランジス
タ３のベースがエミツタの電位より低くなること
はなく、第２図の場合は電源投入とほとんど同時
に正常な基本波発振を始める。

また、トランジスタ３が正負の各半周期ごとに
オンオフを繰り返すので、出力端子４からはデユ
ーテイ比がほぼ50％の方形波出力を取り出すこと
ができる。

(f) 考案の効果 この考案によれば、第２図のトランジスタ３を
正負の各半周期ごとにオンオフさせることができ
るので、電源投入直後から正常な基本波を発振さ
せることができるばかりでなく、デユーテイ比が
50％の方形波出力を発振出力として取り出すこと
ができる。

また、この考案による発振回路は電源＋V_C、−
V_Eの間を100％利用できる効果がある。

したがつて、この考案による発振回路は表面電
位計の電界チヨツパ用に最適である。

さらに、発振回路の出力がデユーテイ比50％の
方形波になるので、この考案による発振回路の出
力を測定信号の同期検波用の参照信号として使用
することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の音さ発振回路の一例を示す図、
第２図はこの考案による実施例の回路図。 １……音さ、２……バツフア増幅器、３……ト
ランジスタ、４……出力端子、C₁，C₂……コン
デンサ、D₁……ダイオード、R₁〜R₃……抵抗、
R_L……負荷抵抗。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 トランジスタ３のエミツタとベース間のダイオ
   ード特性に対し逆極性のダイオードD₁をトラン
   ジスタ３のエミツタに接続し、 抵抗R₃をトランジスタ３のベースとダイオー
   ドD₁の間に接続し、 ダイオードD₁と抵抗R₃の接続点とトランジス
   タ３のコレクタ間に、抵抗R₁、コンデンサC₁及
   び音さ１を直列に接続することを特徴とする音さ
   発振回路。