JPH01212021A - タイミング回路およびタイミング信号発生法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、タイミング回路およびタイミング信号発生法
に関する。さらに詳しくは、アナログ式タイミング回路
およびタイミング信号発生法に関する。

［従来の技術および発明が解決しようとする課Ｊ＆ｉｌ 従来のアナログ式タイミング回路またはデイレイ回路は
普通、抵抗ＲとコンデンサＣを用いてタイミング素子と
し、抵抗ＲとコンデンサＣとでＲＣネットワークを構成
し、一定電圧の間に接続して充電を行い、次に比較装置
によりコンデンサの充電につれて高くなった電圧を所定
の基準電圧と比較し、その比較した結果ハイレベルまた
はローレベルを出力して、スイッチ装置（たとえばサイ
リスタ、リレーなど）のコントロールに用いまたは他の
用途に使用する。コンデンサ電圧は指数カーブ的な立ち
上がりを示すため、カーブのリニアに近い範囲は狭い。

基準電圧をこの範囲内に設定すると、比較装置の出力が
ターン・オーバになった時間、つまりタイミング時間が
極く短い（このＲＣネットワークの充電時間定数より短
い）。もし基準電圧をこの範囲以外に設定したばあい、
この電圧のリニア性が悪いためにタイミング精度の低下
をもたらす。普通、タイミング回路が与えるタイミング
範囲を拡大する方法はＲＣネットワークの抵抗とコンデ
ンサの値を大きくするのであるが、大変大きい抵抗とコ
ンデンサを使用すると、抵抗値またはコンデンサ値の精
度が低く、そしてタイミング精度の低下をもたらす。ま
た、コンデンサが大きければ電気漏れも大きい。このた
め充電電流が小さいばあいコンデンサの漏れ電流が充電
電流と同じ大きさにまで達するので、これにより回路が
無効となるのである。

本発明は前記のような課題を解決するために新しいアナ
ログ式タイミング回路またはデイレイ回路を提供するこ
とを目的とする。さらに改良されたタイミング信号発生
法をも提供することを目的とする。

したがって、本発明は主にタイミング範囲の広いアナロ
グ式タイミング回路を提供することを目的とする。

本発明の他の目的はタイミング素子に対する条件が低い
アナログ式タイミング回路を提供することにある。

本発明のこれらの目的およびその他の目的は図面の簡単
な説明により明らかになるであろう。

［課題を解決するための手段］ 本発明のタイミング回路は、パルス信号を発生するパル
ス発生器と、パルス発生器に接続されると共に前記パル
ス信号により充電され第１電気信号を発生する充電回路
と、第２電気信号を発生する基準電圧発生器と、比較装
置とからなり、第１電気信号と第２電気信号に応答して
、比較電気信号を出力することを特徴としている。

また本発明のタイミング信号発生法は、積分回路にパル
ス信号を与えることによって第１電気信号を発生させる
方法とからなり、前記第１電気信号と前記第２信号とを
比較してタイミング信号を発生することを特徴としてい
る。

［作　用］ 本発明のタイミング回路はリニア回路における重ね合わ
せの理（すなわちリニア回路の総合レスポンスはそれぞ
れの入力ｌレスポンスの和である）に基づいて、従来用
いられていたコンスタント電圧でＲＣネットワークを充
［（コンスタント充電）するのを、変化する電圧で積分
回路を充電するように変更し、すなわち一定デューティ
比を有するパルス電圧で積分回路の、充電を行う。本発
明のタイミング回路において一つのパルス電圧発生器は
一定デニーティ比を有する電圧信号を出力させ、一つの
充電回路に加えて、この充電回路を充電させ、充電が進
むにつれて高くなる第１電圧信号を出力し、基準電圧発
生器は第２電圧信号を出力し、そして比較装置はこの２
つの電圧信号の比較を行い、１つの比較信号を出力する
。他方、また１つの復位装置を設けて、タイミング時間
に達したのち、充電回路を放電させて、始めの状態に戻
らせる。

〔実施例］ 以下図面に基づいて本発明を説明する。

第１図は本発明のタイミング回路のブロック図、第２図
は本発明の一実施例のタイミング回路図、第３図は本発
明の他の実施例のタイミング回路図、第４Ａ図、第４Ｂ
図および第４Ｃ図はそれぞれ第２図および第３図に示す
回路のＡ点の電位ＶＡ、　電圧ｖ１および電圧Ｖ。を示
すグラフである。

図面中間−符号を付したものは同一もしくは類似機器ま
たは同一もしくは類似素子を示す。

第１図において、パルス信号発生器（１）は一定デュー
ティ比を有する電圧信号を発生して、充電回路（２に入
力し、充電回路（２と基準電圧発生器（３）はそれぞれ
電圧信号ｖ１　とｖ２とを発生し、比較装置（４）はこ
の２つの電圧信号の比較を行って一つの比較信号を出力
する。前記電圧■１がｖ２より大きいばあい（すなわち
タイミング時間になっているばあい）比較信号ｖｏは第
ルベルに属し、前記電圧ｖ１がｖ２より小さいばあい（
すなわちいまだタイミング時間になっていないばあい）
、比較信号ｖｏは第２レベルに属する。比較信号Ｖ。は
他の装置に設けられているスイッチをコントロールする
ために用いられ、たとえばサイリスタ、リレーなど（図
示せず）をコントロールするために用いられる。復位装
置（５）はタイミング時間にいたったのち、充電回路（
２）を放電させ、始めの状態、すなわち充電前の状態に
戻らせるために用いられる。

第２図は本発明のタイミング回路の一実施例を示し、こ
のタイミング回路はパルス信号発生器（１）を有してい
る。前記パルス信号発生器（１）は、２つの演算増幅器
ＬＭ＋　とＬＭ２とを有し、演算増幅器ＬＭ＋の同相入
力端は抵抗Ｒ１を介して接地されると共に抵抗Ｒ３を介
して自己の出力端と接続する。演算増幅器ＬＭ＋　とＬ
Ｍ、の反相入力端はお互いに接続され、コンデンサＣ１
を介して接地されると共に抵抗Ｒ２を介して可変抵抗Ｒ
゛の移動端と結ばれ、可変抵抗Ｒの両端はそれぞれダイ
オードＤＩの陰極とダイオードＤ２の陽極とに接続され
、またダイオードＤ１およびＤ２の他の電極は相互に接
続されたうえ演算増幅器ＬＭ＋の出力端に接続される。

正電源＋Ｖｃｃとアースの間に直列に接続された抵抗Ｒ
４、Ｒ５が基準電圧発生器（３）を構成し、そして一つ
のコンスタント電圧ｖ２を分は出して演算増幅器ＬＭ２
の同相入力端と演算増幅器ＬＭ、の反相入力端に与える
。演算増幅器ＬＭ２の出力端はダイオードＤ３介して演
算増幅器Ｌ）４＋の同相入力端と結ばれる。パルス信号
発生器（１）は演算増幅器ＬＭ＋の出力端で一定デュー
ティ比を有する一連のパルス電圧信号を出力する。コン
デンサＣＩと抵抗Ｒ２の値を調節するとパルス信号のデ
ユーティ比を変えることができる。

充電回路（２）は前記パルス電圧信号によって充電され
、電圧信号Ｖ１を発生して演算増幅器ＬＭ３の同相入力
端に与える。充電回路（４）はコンデンサＣ２、抵抗Ｒ
６とダイオードＤ４からなるＲｕｔ分回分音路している
。ダイオードＤ４と抵抗Ｒ６は演算増幅器ＬＭ＋の出力
端と演算増幅器ＬＭｓの同相入力端の間に直列接続され
る。コンデンサＣ２の一端は接地され、他の一端は演算
増幅器ＬＭ３の同相入力端に接続される。パルスの間隔
期間内にダイオードＤ４の作用により、充電されたコン
デンサＣ２は放電することなく、自己の電圧を保持し続
ける。

比較装置（４）は演算増幅器ＬＭ３を有していて、その
出力端は負荷抵抗Ｒ２に接続される。演算増幅器ＬＭ３
はその同相と反相入力端にそれぞれ加えられた電圧信号
ｖ１とｖ２を比較して、その出力端に比較信号Ｖ。を出
力する。

ここでは復位装置（９はシニミット回路であり、コンデ
ンサＣ２が充電されて一定電圧に達したのち放電させ充
電する前の、すなわち始めの状態に戻すのに用いられる
。復位装置（５）は演算増幅器ＬＭ４を有しており、Ｌ
Ｍ４の反相入力端は演算増幅器ＬＭ３の同相入力端と接
続され、そして演算増幅器ＬＭ４の同相入力端は正電源
＋Ｖｃｃとアースとの間に直列接続された抵抗Ｒ８とＲ
９との結合点に接続され°る。演算増幅器ＬＭ３および
ＬＭ４のそれぞれの同相入力端は、ダイオードＤｓ　、
スイッチＫｓ　、ダイオードＤ６、抵抗Ｒ７を介して相
互に接続されている。スイッチに５がターン・オンにな
ると、コンデンサＣ２の電圧Ｖ＋が分圧計を構成する抵
抗Ｒ８、Ｒ９の分は出した電圧Ｖ３　　（シュミット回
路の上限ターン・オーバ電圧）（ｖ３≧Ｖ２）より大き
いばあいにはコンデンサＣ２はダイオードＤ５％スイッ
チに５と演算増幅器ＬＭ４を介して、放電するとともに
電圧ｖ３は低下する。コンデンサＣ２の電圧ｖ１が低下
した電圧Ｖｓ　　（シュミット回路の下限ターン・オー
バ電圧）より小さいばあい、演算増幅器ＬＭ４の出力は
高レベルに転倒して、コンデンサＣ２の放電が終る。

第３図は第２図の実施例を変化させた一実施例を示すも
ので、第２図の回路に似ていて、ただ第２図のＲＣ積分
回路に代ってリニヤ範囲のより広いミラー積分回路を用
い、そして第１図のシュミット回路に代ってスイッチを
使ってい′る。ミラー積分回路は演算増幅器ＬＭ２を有
しており、演算増幅器ＬＭｓの反相入力端には正電源＋
　Ｖｃｃとアースとの間に接続されている抵抗Ｒ＋ｏ、
Ｒｎから分は出した電圧ｖ４が加えられている。演算増
幅器ＬＭｓの同相入力端は抵抗ＲＴ２と、反対方向に接
続したダイオードＤ４とを介して演算増幅器ＬＨ＋の出
力端に接続され、さらにコンデンサＣ３を介してその出
力端と接続されている。ダイオードＤ４はコンデンサＣ
３が充電パルスの間隔中に放電することを阻止している
。演算増幅器ＬＭｓの出力端は演算増幅器ＬＭ３の同相
入力端に接続されている。充電回路（２）はパルス信号
発生器（１）の出力したパルス電圧を積分してリニヤ性
の良い電圧ｖ１を出力し、比較装置（４）にて電源Ｖｃ
ｃとアースと間の可変抵抗ＲＩ３からなる越準電圧発生
器（３）により発生した基準電圧Ｖ２と比較して、比較
信号Ｖ。

を得る。

第３図に示した復位装置（５）はスイッチに６を有して
おり、このスイッチに６はコンデンサＣ３と並列してい
る。スイッチに６をターン・オンするとコンデンサＣ３
を放電させることができ、積分回路の出力を零まで低下
させて、充電前の状態に戻させる。

第４Ａ図、４Ｂ図、４０図は第２図、第３図に示した回
路中のＡ点電位Ｖ　および電圧Ｖ　　ｓ　　Ｖｌ、Ｏ ｖ２の波形を示している。第４Ａ図は第２図、３図の中
のパルス信号の発生器（１）の出力端の電圧波形であり
、ここでは−柾の矩形の波形（ただしこの波形はサイン
波またはその他の種類の波形の電圧でもよい）であり、
この電圧による充電の下で充電回路（２）は段階的な電
圧信号Ｖ＋を出力する。なお、ｖ２は基準電圧発生装置
（３）の出力電圧である。Ｖ２　＞　Ｖｌのばあい、比
較装置（４）の出力電圧Ｖ。は零のレベルを保ち、また
Ｖ２　＝　Ｖｌのところでは電圧ｖｏは高レベルにトラ
ンジションする。一定時間が経つと復位装置（５）はコ
ンデンサを放電させるため、充電回路（２）の出力電圧
ｖ１は零に低下するとともに、比較装置（４）の出力電
圧ｖｏもこれにしたがって零にトランジションする。こ
のためタイミング回路全体が次のタイミング周期に入る
。

回路全体のデイレイ時間（すなわちタイミング時間）Ｔ
は下式で表わされる。

Ｔ−ｎΔ１＋　＋―Δｔ２＋Δｔ３ ここで、ｍとｎはそれぞれタイミング時間内の電圧のパ
ルスとパルス間隔の数であり、がっ１”ｎ　ｓΔｔ１　
とΔｔ２はそれぞれパルス間隔とパルス幅で、パルス電
圧のデユーティ比にはΔｔ１ に″　Δｔ２ となる。

前記式かられかるように充電電圧ｖＡのデユーティ比Ｋ
または麿の値を増大させることにょつて（これはパルス
周波が一定のときに基準電圧ｖ２の値を増大させること
によって実現できる）、タイミング時間Ｔを増大させる
ことができる。上式の中で−Δｔ２＋Δｔ３は充電回路
の実際の充電時間（この時間内にだけ充電電圧ｖＡは零
でない）である。本発明において従来のアナログ式タイ
ミング回路と同じタイミング素子を用いれば、本発明の
タイミング回路のタイミング時間比は従来の回路のタイ
ミング時間をに倍に拡大できる。この他に本発明中の第
１電圧信号ｖ１のリニア性がよく（第３図の実施例参照
）、リーニアの範囲も広いので第２電圧信号ｖ２の値を
増大することによってタイミング時間を増大させること
ができ、従来のタイミング回路のようにタイミング精度
を低下させることはない。第２図の実施例においても充
電電圧のデユーティ比Ｋによって長い時間のタイミング
が得られるので、基準電圧ｖ２をコンデンサＣ２の電圧
のリニア性またはリニア性範囲に属するように設定して
、タイミング精度を高めることができる。また、本発明
のタイミング回路は普通の抵抗、コンデンサを用いただ
けで、割に長いタイミング時間（数ミリセカンドないし
１０ミリセカンド）が得られ、したがって抵抗、コンデ
ンサなどあタイミング素子に対する要求が低くなった。

［発明の効果］ 以上説明したごとく、本発明のタイミング回路およびタ
イミング信号発生法は、従来のタイミング素子を用いて
もタイミング時間を増大させることができ、かつタイミ
ング精度が向上でき、さらにタイミング素子に対する要
求を低下できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のタイミング回路のブロック図、第２図
は本簡明の一実施例のタイミング回路図、第３図は本発
明の他の実施例のタイミング回路図、第４Ａ図、第４Ｂ
図、第４Ｃ図は第２図および第３図に示す回路のＡ点の
電位ｖＡ、電圧Ｖ１および電圧Ｖ。′を示すグラフであ
る。 （図面の主要符号） （１）：パルス信号発生器 （２）；充電回路 （３）：基準電圧発生装置 （４）：比較装置 （５）：復位装置 特許出願人　張　　　際　　　海 杖１ ミ？ 第１図 １：パルス信号発生器 ２：充電回路 ３：基準電圧発生装置 ４：比較装置 ５：復位装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　パルス信号を発生するパルス発生器と、パルス発生
   器に接続されると共に前記パルス信号により充電され第
   １電気信号を発生する充電回路と、第２電気信号を発生
   する基準電圧発生器と、比較装置とからなり、第１電気
   信号と第２電気信号に応答して、比較電気信号を出力す
   ることを特徴とするタイミング回路。 ２　前記充電回路に接続し、タイミング時間に達したの
   ち、自動的にまたは手動コントロールによって充電回路
   を放電させることができる復位装置を有することを特徴
   とする請求項１記載のタイミング回路。 ３　前記パルス電気信号が周期性を有しかつそのデュー
   ティ比が調節可能であり、さらに前記第１電気信号のレ
   ベルが調節可能であることを特徴とする請求項１記載の
   タイミング回路。 ４　前記復位装置においてシュミット回路または手動コ
   ントロールスイッチを備えたことを特徴とする請求項２
   記載のタイミング回路。 ５　前記充電回路においてＲＣ積分回路またはミラー積
   分回路を有していることを特徴とする請求項１記載タイ
   ミング回路。 ６　積分回路にパルス信号を与えることによって第１電
   気信号を発生させる方法と、所定のレベルの第２電気信
   号を発生させる方法とからなり、前記第１電気信号と前
   記第２信号とを比較してタイミング信号を発生すること
   を特徴とするタイミング信号発生法。 ７　前記パルス信号を周期性にすることが可能であり、
   かつ所定のデューティ比を有することを特徴とする請求
   項６記載のタイミング信号発生法。