KR0134975B1 - 완화 발진기 - Google Patents

완화 발진기

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KR0134975B1 KR1019880007524A KR880007524A KR0134975B1 KR 0134975 B1 KR0134975 B1 KR 0134975B1 KR 1019880007524 A KR1019880007524 A KR 1019880007524A KR 880007524 A KR880007524 A KR 880007524A KR 0134975 B1 KR0134975 B1 KR 0134975B1
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Abstract

없음

Description

완화 발진기
제 1도는 공지된 유형의 완화 발진기를 도시하는 회로도.
제 2도는 본 발명에 따른 완화 발진기의 실시예를 도시하는 도면.
제 3도는 제 2도에 도시된 실시예의 동작을 설명하는 사시도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
2 : 충전 회로,3 : 방전 회로,
4 : 스위치,5 : 귀환 회로
본 발명은 커패시터, 충전회로, 방전회로, 제 1위치에서 커패시터를 충전회로로 충전시키고, 제 2위치에서 커패시터를 방전 회로로 방전시키기 위한 스위칭 수단 및 커패시터 전압이 제 1값에 도달한 후 스위칭 수단을 제 1위치에서 제 2위치로 설정하기 위해 제 1 귀환신호를 제공하고, 커패시터 전압이 제 1값보다 더 낮은 제 2값에 도달한 후 스위칭 수단을 제 2위치에서 제 1위치로 설정하기 위한 제 2귀환신호를 제공하는 귀환회로를 포함하는 완화 발진기에 관한 것이다.
이러한 종류의 완화 발진기는 고체 회로의 IEEE저널, 1983년 12월, Vol. SC-18, No. 6, 페이지 794-801에서 공지된다. 완화 발진기의 귀환 회로는 플립플롭 회로로서 형성된다. 커패시터 전압이 플립플롭 회로의 트리거 점 중 하나를 초과하자마자, 플립플롭은 스위치 오버되며, 스위칭 수단은 제 1 또는 제 2 위치에 설정된다. 이러한 종류의 완화 발진기는 특히 상기 제 1 및 제 2 전압값, 플립플롭 회로의 히스테리시스, 그리고 스위칭 순간에 존재하는 루프 이득에 의해 결정되는 피크피크값(peak-to-peak)인 델타 전압을 송달한다. 명백하든 안 하든 앞서 언급한 논제는 완화 발진기의 잡음 작용을 개선시키기 위한 많은 가능성들, 즉 커패시터 델타 전압 증가, 스위칭 순간에서의 루프 이득 증가, 플립플롭 회로의 히스테리시스 효과 감소, 그리고 빠른 플립플롭 회로에 의한 전류의 빠른 스위칭 오버 등을 나타낸다.
완화 발진기의 잡음 문제는 저잡음 작용을 나타내는 다른 유형의 발진기를 사용함으로써, 통상적으로 피할 수 있다. 그러나 완화 발진기에 대해 제시된 유리한 점을 고려하면, 넓은 주파수 튜닝 범위 및 IC 내의 집적화 가능성과 같이, 완화 발진기의 잡음 작용을 더 개선시키는 것이 바람직하다.
그러므로 잡음 작용이 더욱 개선된 완화 발진기를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
이것을 이루기 위해, 본 발명에 따라 제시된 바와 같은 종류의 완화 발진기는 귀환 회로가, 커패시터 양단에 서로 반대 방향으로, 게이트 전극과 제 1 주(main)전극간의 각각의 경로와 접속된 제 1 및 제 2트랜지스터 및 제 2트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하고, 각각의 제 1 및 제 2 귀환신호는 제 1 트랜지스터 및 제 2 트랜지스터의 각각의 제 2 주전극상의 전압 값으로부터 도출되는 것을 특징으로 한다. 앞서 언급된 논제의 제 17도에 도시된 완화 발진기의 실시예에서, 귀환 회로는 차동 증폭기 구성에 있어서 두 개의 독립적으로 동작하는 트랜지스터를 포함하는데 이것은 본 발명이 오직 두 개의 독립적으로 동작하는 스위칭 소자, 즉 오직 두 개의 독립적으로 동작하는 바이폴러 트랜지스터 또는 MOSFET 트랜지스터를 이용하기 때문이며, 본 발명에 따른 완화 발진기의 잡음 작용은 훨씬 더 개선된다. 만일 필요하다면, 다이오드는 베이스 도선 및/ 또는 에미터 도선 또는 소오스 도선에 접속시킬 수 있다. 상기 트랜지스터는 현재 2개의 기능을 가지고 있다. 한편으로는 트랜지스터가 스위칭 수단을 위해 귀환 신호를 도출시키도록 커패시터 전압에 대한 비교기로서 동작하며, 다른 한편으로는 트랜지스터가 커패시터 전압에 대해 정확하게 정의된 한도를 형성한다.
본 발명에 따른 귀환 회로는 또한 스위칭 소자 둘 다에 접속된 저역 통과 필터를 포함하고 있다. 또한 이러한 저역 통과 필터는 완화 발진기의 잡음 작용을 개선시킨다. 그러나, 그것은 스위칭 수단의 스위칭 오버에 지연을 도입시킨다. 상기 스위칭 소자는 커패시터를 위한 한계 구성요소가 되기 때문이지만, 지연됨에도 불구하고 커패시터 전압은 이러한 지연 동안에 일정한 값으로 지속된다.
본 발명에 따른, 완화 발진기는 또한 집적 회로에 포함될 수 있다.
본 발명은 첨부한 도면을 참조하여 하기에 상세히 설명한다.
도면 내의 대응하는 부분은 대응하는 참조 부호에 의해 표시된다. 도면을 참조하여 설명한 실시예는 단지 예시의 방법으로만 주어진 것이며 본 발명이 결코 그것에만 국한된 것은 아니다.
제 1도에서 개략적으로 보인 완화 발진기는 커패시터(1), 충전회로(2), 방전회로(3), 스위치(4), 귀환회로(5)를 포함한다. 제 1 도의 충전회로(2) 및 방전회로는 전류 I를 끌어내는 전류원으로서 도시된다. 스위치(4)가 제 1 위치(제 1도에 도시된 것처럼)에 있을 때 커패시터(1)는 전류원(2)에 의해 충전되고, 스위치(4)가 제 2 위치에 설정됐을 때, 전류원(3)은 커패시터(1)로부터 방전전류(1)를 끌어낸다. 상기 커패시터(1)의 캐패시턴스(C)는 충전 및 방전 동안 커패시터의 양단에 대체로 선형이 전압 변화가 일어나도록 이루어지며, 그럼으로써 결과적으로 대체로 델타형인 전압 변화가 커패시터 양단에서 발생한다.
상기 커패시터 전압(Vc)은 귀환회로(5)에 인가된다. 그것은 높은 제 1 전압값 Vref1및 낮은 제 2 전압값 Vref2와 비교된다. 커패시터 전압이 값 Vref1에 도달했을 때, 귀환회로(5)는 스위치(4)를 제 1에서 제 2 위치로 설정하는 제 1 귀환신호를 제공하여 커패시터(1)는 방전하고 커패시터 전압(Vc)는 감소한다. 커패시터 전압(Vc) 이 이어서 값 Vref2에 도달하자마자, 귀환회로(5)는 스위치(4)를 제 2위치에서 제 1위치로 설정하는 제 2 귀환신호를 제공하여 커패시터(1)는 다시 충전되고 커패시터 전압(Vc)은 다시 증가한다.
제 2도에 도시된 본 발명에 따른 실시예에 있어서, 스위치(4)와 함께, 전류원(2, 3)은 커패시터(1)를 포함하는 브리지 회로에 의해 형성된다. 이 브리지 회로는 트랜지스터(T1, T2, T4, T5, T7 및 T8)와 전류원(6, 7)과 래지스터(8, 9, 10, 11)로 이루어진다. 예를 들면, 트랜지스터(T1, T2)는 턴 온되고 트랜지스터(T4, T5)는 턴 오프될 때 커패시터(1)는 충전된다. 트랜지스터(T1, T2)가 턴 오프되고 트랜지스터(T4, T5)는 턴 온될 때 커패시터(1)는 방전 즉, 반대 극성으로 충전된다. 충전 전류는 레지스터(9), 트랜지스터(T1), 커패시터(1), 트랜지스터(T2) 및 전류원(7)을 통해 흐른다. 도선(12) 상의 전압은 하이이어야 하므로 트랜지스터(T2 및 T7)은 턴 온되어 전압 강하가 레지스터(11) 양단에서 발생하여 트랜지스터(T4)의 베이스 전압은 로우이며, 결과적으로 이 트랜지스터는 턴 오프된다. 더욱이, 도선(13) 상의 전압은 로우이어야하므로 트랜지스터(T5 및 T8)은 턴오프되고, 따라서 트랜지스터(T1)의 베이스 전압은 하이이고, 이어서 이 트랜지스터는 턴온된다.
커패시터(1)의 방전 동안, 전류는 레지스터(10), 트랜지스터(T4), 커패시터(1), 트랜지스터(T5) 및 전류원(7)을 통해 흐른다. 도선(12)상의 전압은 로우이어야 하므로 트랜지스터(T2 및 T7)는 턴오프되고, 따라서 트랜지스터(T4)의 베이스 전압은 하이이며, 그 결과 이 트랜지스터는 턴온된다. 더욱이 도선(13) 상의 전압은 하이이어야하므로 트랜지스터(T5 및 T8)은 턴온되어 전압 강하가 레지스터(8) 양단에서 발생하여, 트랜지스터(T1)의 베이스 전압은 로우이고, 이어서 이 트랜지스터는 턴오프하게 된다. 그러므로 도선(12)상의 전압을 충전하는 동안에는 하이이어야만 하고 도선(13)상의 전압은 로우이어야 하며, 방전하는 동안 즉, 반대 극성으로 충전하는 동안, 도선(12)상의 전압은 로우이어야만 하고 도선(13)상의 전압은 하이이어야 한다.
커패시터(1) 양단에는 이러한 경우에 트랜지스터(T3 및 T6)에 의해 형성되는 두 개의 스위칭 소자가 배열된다. 이러한 트랜지스터들은 서로반대 방향으로 베이스 및 에미터와 함께 커패시터(1) 양단에 접속된다. 커패시터(1)의 충전동안, 커패시터 양단의 전압은 도달된 트랜지스터(T3)의 베이스 에미터 전압(Vbe)(T3)이 도달하여 이 트랜지스터가 턴온될 때까지 증가한다.이와 유사하게 방전하는 동안,즉 반대 극성으로 충전되는 동안, 커패시터(1)의 양단간 전압은 트랜지스터(T6)의 베이스-에미터 전압(Vbe)(T3)이 도달하여 이 트랜지스터가 턴온 되도록 네가티브 센스로 증가할 때까지 감소한다. 이어서 커패시터 전압은 2개의 값 Vref1와 Vref2사이에서 변화한다. 여기서,
Vref1- Vref2=Vbe(T3)+Vbe(T6)
다이오드는 트랜지스터(T3 및 T6)의 베이스 및 커패시터(1)에 관련된 접속부 사이에 접속될 수 있다. 이와 유사하게, 다이오드는 트랜지스터(T3 및 T6)의 에미터와 커패시터(1)와 관련된 다른 접속부 사이에 또한 접속될 수 있다.
상기 트랜지스터(T4)는 충전하는 동안 턴오프되고, 커패시터 전압이 상한에 도달하고 트랜지스터(T3)가 턴온되었을 때, 증가 전류는 레지스터(10) 및 트랜지스터(T3)를 통해 흐르고, 그 전류는 레지스터(9) 및 트랜지스터(T1)를 통한 충전 전류로부터 끊어지고 트랜지스터(T2)를 거쳐 전류원(7)에 의해 끌어당겨진 총전류는 일정하게 존속된다. 이어서 점 P에서의 전압은 증가하고 그리고 점 Q에서의 전압은 감소한다. 전압값 VP 및 VQ의 변화로 인해 도선(12)상의 전압값은 상반되고, 즉 그들은 본 실시예에서의 저역통과 필터(14) 및 제어증폭기(15)를 포함하는 귀환 회로를 통해 각각 로우 및 하이로 된다. 이어서 커패시터(1)는 커패시터 전압이 하한에 도달하여 트랜지스터(T6)가 턴온될 때까지 방전된다. 트랜지스터(T3)는 방전하는 동안 다시 턴 오프된다. 트랜지스터(T6)가 턴온 되자마자, 증가 전류는 레지스터(9) 및 트랜지스터(T6)를 통해 흐르고, 그 전류는 레지스터(10) 및 트랜지스터(T4)를 통하는 방전 전류로부터 끊기고, 트랜지스터(T5)를 거쳐 전류원(7)에 의해 끌어당겨진 총전류는 일정하게 존속된다. 이어서 점 P에서의 전압은 감소하고 점 Q에서의 전압은 증가한다. 전압값 VP 및 VQ의 변화는 상기 귀환회로를 통해 다시 이전의 값에 대한 도선(12 및 13)상의 전압값의 반전을 초래하므로, 커패시터 전압은 다시 증가될 수 있다. 따라서 한편으로는 트랜지스터(T3 및 T6)는 커패시터 전압의 증가 및 감소가 각각 중단되어야 하는 순간을 결정하고, 또 다른 한편으로는 반대 방향으로 커패시터 전압 변화가 아직 시작되지 않는 한 커패시터 전압이 일정하게 유지되도록 한다. 트랜지스터(T3 및 T6)의 턴온과 커패시터 양단의 반전된 전압 변화의 시작과의 차이는 특히 저역통과 필터(14)에 의한 귀환회로의 지연에 의해 야기된다. 이 필터가 완화 발진기의 잡음 작용을 개선시키기 위해 매우 바람직하다 할지라도, 그것은 지연이라는 것을 도입시킨다. 커패시터 전압은 이러한 지연 시간 동안 일정하게 유지된다. 제 3도는 커패시터(1) 양단의 전압 변화를 나타내고, 그 변화는 지연시간(τ)와 함께 매 시간, 두 값 Vref1과 Vref2사이에서 발생한다.
여기에 사용된 충전 및 방전이라는 용어는 단순히 서로 바꿔 쓸 수 있으며 제 2도에 도시된 회로는 본 발명의 영역을 이탈하지 않고 여러가지로 수정될 수 있다는 것은 분명하다. 이미, 상술했듯이, 예를 들면 다이오드는 트랜지스터(T3 및 T6)의 베이스 도선 및 에미터 도선에 포함될 수 있다.

Claims (4)

  1. 커패시터, 충전회로, 방전회로, 상기 충전회로로 상기 커패시터를 충전하기 위한 제 1위치 및 상기 방전회로로 상기 커패시터를 방전하기 위한 제 2 위치를 갖는 스위칭 수단, 그리고 상기 커패시터 전압이 제 1 값에 도달한 후 상기 제 1 위치에서 사기 제 2 위치로 상기 스위칭 수단을 설정하기 위한 제 1 귀환 신호를 제공하며 상기 커패시터 전압이 상기 제 1값보다 더 낮은 제 2값에 도달한 후 상기 제 2위치에서 상기 제 1 위치로 상기 스위칭 수단을 설정하기 위해 제 2 귀환 신호를 제공하는 귀환 회로를 구비하는 완화 발진기에 있어서, 상기 귀환회로는 제 1 및 제 2 트랜지스터를 구비하여, 그 각각은 제어 전극과 제 1 및 제 1 주전극을 가지며, 상기 제 1 및 제 2 트랜지스터는 서로 반대 방향으로 커패시터 양단에 접속된 제어전극과 제 1 주전극 사이에 그들 각각의 경로를 가지며, 상기 제 1 및 제 2 귀환 신호는 각각 상기 제 1 트랜지스터 및 상기 제 2 트랜지스터 각각의 제 2 주전극상의 전압값으로부터 도출되는 것을 특징으로 하는 완화 발진기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 경로중 적어도 하나와 직렬로, 상기 커패시터 양단에 다이오드가 제공되는 것을 특징으로 하는 완화 발진기.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 트랜지스터는 바이폴러형이고, 상기 경로는 베이스-에미터 경로이며, 상기 제 2 주전극은 콜렉터인 것을 특징으로 하는 완화 발진기.
  4. 제 1항 또는 2항에 있어서, 상기 귀환 회로가 양쪽의 트랜지스터에 접속된 저역 통과 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 완화 발진기.
KR1019880007524A 1987-06-23 1988-06-22 완화 발진기 KR0134975B1 (ko)

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