JPH03220806A - 自励発振回路 - 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、振動式センサを用いて自励発振を起こさせて
差圧などの物理量を測定する自励発振回路に係り、特に
低消費電流で広帯域の自励発振が可能なように改良した
自励発振回路に関する。

このような自励発振回路は、回路の電力と信号とを２本
の伝送線を用いて統一電流で伝送する２線式信号伝送器
などの使用電力に制限がある信号伝送器に応用すること
ができる。

〈従来の技術〉 第５図は従来の自励発振回路の構成の１例を示すブロッ
ク図である。

１０は振動子であり、この入力には励振電圧Ｖｅ、が可
変利得増幅器１１から供給され、この励＠電圧Ｖｅ、の
供給によってその出力端に発生した出力電圧は増幅器１
２の入力端に入力電圧Ｖ。

として入力されている。この増幅器１２の出力電圧は可
変利得増幅器１１の入力端に供給されている。

この様に、振動子１０、可変利得増幅器１１および増幅
器１２によって構成される正帰還の発振ループにより振
動子１０の固有振動数で発振する自励発振が継続される
。

この場合、増幅器１２の出力端から発振電圧を取り出し
て直流電圧変換器１３に入力して直流電圧に変換し、こ
の直流電圧を基準電圧Ｅｓ＋　と比較して誤差増幅器１
４で誤差増幅して可変利得増幅器１１に供給し、この基
準電圧Ｅｓ＋で決定される発振振幅になるように可変利
得増幅器１１の利得を制御して発振ループの自励発振が
継続するようにしている。

しかしなから、この様な自励発振回路に用いられる可変
利得増幅器１１、増幅器１２、直流電圧変換器、誤差増
幅器１４などには通常はａｉＩ算増算器幅器いられ、電
圧増幅が行われるか、この場合にモノリシック素子に随
伴するほとんどの畜生素子は容量性であるので零圧増幅
をすると遮断周波数が低下し、数μＡ以下の低消費電流
で数１００ＫＨ２以上まで増幅できる広帯域の増幅器を
実現するのは困難である。

そこで、一般に電圧増幅に代わって電流増幅を主体とす
る回路が採用される。

第６図はこのような電流増幅を主体として用いた電圧増
＠ｒｇＪ路の１例を示す回路図である。

入力電圧Ｖｊ、はトランジスタＱ５とＱ６のベースの間
に印加され、これ等のトランジスタＱ５、Ｑ６のエミッ
タはそれぞれ同一の抵抗値を持つ抵抗ＲＥの一端と接続
され、その他端は一端が負電源−ＶＥＥに接続され定電
流１．を流す定電流源ＣＣ１の他端に接続されている。

これ等のトランジスタＱ５とＱ６のコレクタは互いにベ
ースが接地されたトランジスタＱ１、Ｑ４のエミッタに
接続されると共にそれぞれトランジスタＱ２、Ｑ３のベ
ースに接続されている。

トランジスタＱ２、Ｑ３のエミッタは互いに接続され、
一端が負電源−ＶＥＥに接続されて定電流ＩＥを流す定
電流源ＣＣ２の他端に接続されている。トランジスタＱ
２のコレクタはトランジスタＱ４のコレクタに接続され
て負荷抵抗ＲＬを介して正電源＋ＶＣＣに、トランジス
タＱ３のコレクタはトランジスタＱ、のコレクタに接続
されて負荷抵抗ＲＬを介して正電源＋ＶＣＣにそれぞれ
接続されている。そして、トランジスタＱ、とＱ４のコ
レクタ間から出力電圧Ｖ。、が取り出されている。

次に、以上のように構成された増幅回路の動作について
説明する。

入力電圧ｖ９．が印加されることにより、トランジスタ
Ｑ５とＱ６のコレクタには定電流ＩＢの分配が起こる。

その分配の比率をχとすれば、全体の電流はＩ８で一定
であるので、トランジスタＱ５のコレクタにはＩｎｘ、
トランジスタＱ６のコレクタには（ｌ−χ＞ｒｓ／）電
流が分配されて流れる。従って、入力電圧Ｖｉ　、とは
次の間係がある。

χＩａ−（１−χ）　Ｉ　ａ　＝Ｖｒ　１／ＲＥ・・・
〈１） この電流の分配によりトランジスタＱ、とＱ４の各ベー
ス／エミッタ電圧に差が生じ、差電圧ＶＯが発生する。

この場合に、各分配電流χＩＱ、（１−χ）Ｉｓと差電
圧Ｖｏとは、 Ｖｏ　＝Ｖｖ　Ｉｎ　［（１−χ）ＩＢ／χＩａ］・・
・（２） の関係がある。但し、トランジスタＱ５とＱ６の熱電圧
をｖＴとしであるが、以後も簡単のためにすべて各トラ
ンジスタは同一の熱電圧として形成されているものとす
る。

また、この差電圧ｖＯによりトランジスタＱ２とＱ３で
それぞれコレクタ電流Ｉ２とＩコに変換されるが、この
ときのコレクタ電流Ｉ２、Ｉ３’と差電圧Ｖ０とは、 Ｉ２／１３　　＝ｅｘｐ　　（Ｖｌ）／ＶＴ　　）”（
３）の関係がある。

〈２）、（３）式を用いると、 Ｉ２／ｌ３＝（１−χ）ＩＢ／χＩＢ （１−χ）／χ　　　・・・（４） の関係を得る。従って、各コレクタ電流Ｉ２、Ｉ３は（
１−χ）とχの分流比で分配される点を考慮すると、定
電流ＩＥは Ｉ２二（１−χ）ＩＥ　　　　　　・・・（５）Ｉ３＝
χＩＥ　　　　　　　　　　　・・・（６）として分配
される。

また、トランジスタＱ１とＱ４のコレクタ電流１１とＩ
４は、これ等のｔ流増幅率が大きいとすれば、 ■１°χＩＢ　　　　　　　　　　　　・・・（７）Ｉ
４−（１−χ）Ｉｓ　　　　　　　　・・・（８）とな
る。

出力電圧Ｖ０．は Ｖｏ　＋　＝ＲＬ　［（Ｉ＋　＋１３　）　　（Ｉ２　
＋Ｉ４）］・・・（９） として求められるので、この（９）式に（１）式、（４
）式、及び（５）〜（８）式を代入すると、出力電圧■
。、は Ｖｏ　　＋　　＝　　（ＲＬ／ＲＥ　　）　　　［１＋
　　（ＩＥ　　／Ｉａ　　）　　］・・　（Ｉ１） として得られる。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、この様な電流増幅を主体とした電圧増幅
器を複数個用いて発振回路を構成すると、寄生容量の影
響を受は難いので広帯域化は達成されるが、多くの場合
に直流レベルシフトが起こるので、余分のレベルシフト
回路を必要とすると共に消費零流の増加を招くという新
たな問題が生じる。

く課題を達成するための手段〉 本発明は、以上の課題を解決するために、振動子に励振
信号が入力されて励振されこの励振によって発生する出
力信号を検出してこれを増幅手段により増幅し励振信号
として印加することにより振動子の固有周波数をもって
自励発振する自励発振回路において、増幅手段はレベル
シフト段を有し出力信号を第１電流信号に変換して出力
する第１の電圧／電流変換器と、この第１電流信号を第
１直流レベルに固定した第１電圧信号に変換する第１の
電流／′憲正圧変換器、レベルシフト段とは逆方向のレ
ベルシフト段を有し第１電圧信号の二乗を演算して第２
ヒ流信号を出力する二乗演算器と、この第２電流信号を
第２直流レベルに固定した第２電圧信号に変換する第２
の電流、／電圧変換器と、ごの第２電圧信号を基準電圧
をベースとして比較積分して利得信号を出力する積分器
と、第１電圧信号は第１直流レベルをベースとし利得信
号は第２直流レベルをベースとして演算され利得信号に
より発振ループのループゲインが１となるように制御し
て励振信号として出力する利得制御変換器とを具備する
ようにしたものである。

く作　用〉 レベルシフト段を有する第１の電圧／電流変換器は振動
子の出力信号を第１電流信号に変換して第１の電流／電
圧変換器に出力し、ここでこの第１電流信号を第１！：
流レベルに固定した第１電圧信号に変換する。

次に、このレベルシフト段とは逆方向のレベルシフト段
を有する二乗演算器により第１童圧信号の二乗を演算し
て第２電流信号を出力し、この第２電流信号を第２の電
流、′亀圧変換器により第２直流レベルに固定した第２
電圧信号に変換する。

さらに、積分器はこの第２Ｓ圧信号を基準電圧をベース
として比較積分して利得信号を出力する。

そして、利得制御変換器は、この第１直流レベルをベー
スとした第１電圧信号と、第２直流レベルをベースとし
た利得信号かそれぞれ入力されて、第１電圧信号に対し
て利得信号により発振ループのループゲインか１となる
ように制御してｗＪ＠信号として振動子に出力する。

〈実施間〉 第１図は本発明の全体構成を示すブロック図である。

■、２は振動子１０の出力端から入力される入力電圧で
あり、この入力電圧ＶＬ２は２次測に中点を持つトラン
スＴ１を介して電圧／を流変換器１５に交流電圧ｅｉ２
として入力される。このトランスＴ１の中点には第１基
４！電圧ＶＳ＋が印加されている。この電圧／ＳＳ突変
換器５は交流電圧ｅｉ２を交流電流１１に変換して次段
の電流／電圧変換器１６に出力する。

電流／電圧変換器１６は、非反転入力端（＋）に第１基
卓電圧Ｖｓ＋か印加され出力端と反転入力＊（−）との
間に帰還抵抗Ｒ１が接続された演算増幅器Ｑ７で構成さ
れ、この反転入力端（−）に交流電流ｉ、を流して直流
レベルが第１基準電圧ＶＳ＋に固定された交流電圧ｖｏ
＋（＝ｉ、Ｒ）に変換する。

この交流重圧ＶＯＩは、直流レベルが第１基準電圧ＶＳ
＋に設定され交流電圧ＶＯＩの二乗を演算して交流＠　
ａ　ｉ　２として出力する二乗演算器１７に入力される
。

電流／電圧変換器１８は、非反転入力端（＋）に第２Ｊ
！：準電圧ＶＳ２が印加され出力端と反転入力＠　（−
）との間に帰還抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２との並列回路
が接続された演算増幅器０日で構成され、この反転入力
端（−）に交流電流１２を流して直流レベルが第１基準
電圧ＶＳ２に固定された直流電圧Ｖ０２に変換して出力
する。

この直流電圧ｖ０２は、非反転入力端（＋）に基準電圧
ｖＲが印加され出力端と反転入力端（どの間にコンデン
サＣ３が接続された積分器１つの抵抗Ｒ３に入力され、
ここで基準電圧ｖＱと直流電圧Ｖ。２とが等しくなるよ
うに利得電圧ＶＧが出力される。

２０は利得制御変換器であり、ここには第１基準電圧Ｖ
ＳＩが設定されると共に交流電圧ＶＯ＋が入力され、こ
の第１基準電圧ＶＳ＋をベースとしてこの交流電圧ＶＯ
＋に対応した交流電流ｉ３に変換されて出力される。

この場合に、この変換利得は積分器１９の利得電圧Ｖｃ
により第２基準電圧ＶＳ２をベースとして変更される。

利得制御変換器２０の出力端に得られる交流電流ｉ３は
一端に第２基２１！電圧ＶＳ２が印加されたトランスＴ
２の＠端に流され、その２次側から振動子１０の入力抵
抗Ｒ９に電流信号として流され） 交流電圧ＶＯ２を発生させ、これにより振動子１０は励
振される。

以上のようにして、振動子１０を含む電圧／電流変換器
１５、電流／電圧変換器１６、利得制御変換器２０など
で構成されるメインの発振ループにより自励発振が持続
されるが、この場合に二乗演算器１７、電流／電圧変換
器１８、積分器１９などで構成される利得信号を発生さ
せる利得信号発生回路により自励発振回路の振幅を一定
に保持して安定な発振を継続させる。

次に、以上のように構成された各ブロックを含む詳細な
回路について第２図と第３図を用いて説明する。第２図
はメインの発振ループを構成する回路図、第３図は利得
信号発生回路を構成する回路図である。

まず、第２図における電圧／電流変換器１５の回路の詳
細について説明する。

交流電圧ｅｊ２は差動増幅器Ａ１とＡ２の非反転入力端
（＋）の間に印加され、これ等の出力端はトランジスタ
Ｑ＋ｏとＱ＋＋のベースに接続され、これ等のエミッタ
はそれぞれ差動増幅器Ａ１とＡ２の反転入力端（−）に
接続されると共に抵抗Ｒ４で接続されている。

トランジスタＱ１゜とＱ＋＋のエミッタはそれぞれ定電
流源ＣＣコとＣＣ４により同一の定を流Ｉ８＋でバイア
スかがけられ、そのコレクタはそれぞれ定電流２ＩＢＩ
を持つ定電流源ＣＣ５とＣＣ６の一端に接続されその他
端はいずれも正電源＋Ｖｃｃに接続されている。

ベースか共に第２基準憲圧Ｖｓ２（Ｖｓ、＜ＶＳ２＜Ｖ
ＣＣ）にレベルシフトされたトランジスタＱ＋ａとＱ１
０のエミッタは、それぞれトランジスタＱ＋ｏとＱ＋＋
のコレクタに接続され、トランジスタＱ＋２とＱ１０の
コレクタは、それぞれトランジスタＱ＋ａとＱ１０で構
成されたカレントミラー回路に接続されている。そして
、トランジスタＱ１５のコレクタから入力電圧ＶＬ２を
交流電流ｉ、に変換した出力として取り出す。

次に、以上のように構成された電圧／電流変換器１５の
動作について説明する。

差動増幅器Ａ、とＡ２の非反転入力端（＋）には入力電
圧Ｖ７２が印加されるが、これ等の差動増幅器Ａ、とＡ
２は抵抗Ｒ４に入力電圧Ｖ、か印加された状態で平衡す
るので、抵抗Ｒ４に流れる交ａ電流ｉχは次式で示され
る。

ｉ　ｘ　”Ｖｊ　２　／Ｒ４＝・（１１）従って、トラ
ンジスタＱ、。、Ｑｌ、のエミｙりには、それぞれ（Ｉ
Ｂ１＋ｔχ）、（Ｉａ＋ｉχ）のエミッタ電流が流れ、
これ等のトランジスタの増幅率が大きいものとすれば、
これ等のトランジスタのコレクタにも同様なコレクタ電
流が流れる。

一方、定４４流源ＣＣ，、ＣＣ，はそれぞれ２ＩＢ、の
定を流を流しているので、トランジスタＱ、２とＱｌ３
のエミッタにはそれぞれ（ｆａｔｉχ）、（Ｉａ＋＋ｌ
ｘ）のエミッタ電流が流され、コレクタにも同様なコレ
クタ電流として流される。トランジスタＱ＋２とＱｌ３
のコレクタにはトランジスタＱ１４とＱ＋ｓで構成され
たガレントミラー回路が接続されているので、トランジ
スタＱ１５のコレクタにはトランジスタＱ＋ａのコレク
タＳ流（Ｉａ＋　　　ｆχ）をコピーしたコレクタＳ流
か流される。その結果、次段の電流／電圧変換器１６に
流される交流電流１１はｉ、＝２ｉχ　　　　　　・・
・（１２）となる。

また、電流／電圧変換器１６の抵抗Ｒ１にはこの交流電
流ｉ、が流されるので、その出力端に生じる交流電圧Ｖ
Ｏ＋は Ｖｏ　＋　＝　ｌ　１Ｒ１＝　２　ｉ　Ｘ　Ｒ１となり
、（１１）式を用いて Ｖｏ　、＝２Ｖｊ　２　Ｒ＋　／Ｒ４−（１３）を得る
。

この場合、この交流電圧ＶＯ＋は、演算増幅器Ｑ７の仮
想接地の作用により常に第１基準電圧ＶＳ、をベースと
して動作するので、交流電圧Ｖ０、はそのそまま利得制
御変換器２０に入力することができる。

次に、利得制御変換器２０の回路の詳細について説明す
る。

トランジスタＱ＋　ｓ　−Ｑ＋　ｖのエミッタは共通に
接続され、この共通接続点はバイアス電流として定童流
ＩＢ２を流す定電流源ＣＣｖに接続され、トランジスタ
（ｈａのベースには交流電圧ＶＯ＋か、トランジスタＱ
＋ｔのベースには第１基準電圧ＶＳＩかそれぞれ印加さ
れている。

トランジスタ（ｈ　８−　（ｈ　ｓは一対の差動増幅器
として構成され、これ等のエミッタはトランジスタＱＣ
ｓのコレクタと接続されている。またトランジスタＱ２
　ｏ　、　Ｑ２　＋　も一対の差動増幅器として構成さ
れ、これ等のエミッタはトランジスタＱ＋ｖのコレクタ
と接続されている。そして、トランジスタＱ＋ｓとＱ２
゜のベースは第２基準電圧ＶＳ２に固定され、トランジ
スタＱｔｓとＱ２、のベースには積分器１９からの利得
電圧Ｖｃが印加されている。

トランジスタＱ＋ｓとＱ２０のコレクタはそれぞれトラ
ンジスタＱ２２とＱ２３で構成されたカレントミラー回
路を介して、トランジスタＱ＋ｓとＱ２＋のコレクタは
それぞれ直接正雷源＋ＶｃＣに接続されている。

そして、交流Ｓ流ｉ３はトランジスタＱ２゜のコレクタ
から一端が第２基準電圧ＶＳ２に接続されたトランスＴ
２の他端に流されてその２次側から振動子１０に出力さ
れる。

次に、以上のように１ｍされた利得制御変換器２０の動
作について説明する。

電流／電圧変換器１６の出力である微小な交流電圧ＶＯ
ＩかトランジスタＱ＋ｓのベースに印加されることによ
り、トラン′シ゛スタＱ＋６とＱ＋ｖのコレクタには交
流電流＋ｉｙ＋　と−’１’ｌ＋の変化が生じるか、こ
れ等の交流ｔｈ流は相互コンダクタンスをｇＩＬとすれ
ば次式で示される。

ｉｙ＋＝ｇｔＶｏ＋／２　−−−＜＋４）ｆりし、 ｇｗ−Ｉｓ　２　／２Ｖ７　　　・・　（１５）である
。

次に、トランジスタＱ＋ａとＱ＋ｓ りに流れる交流を流の和の電流がｉ） ジスタＱ＋ａのベースに利得電圧ＶＧ の各エミッ 、でトラン が印加され ているときには、交ｉｔ流ｉｙ＋に対してトランジスタ
Ｑ、８のエミッタに流れる交流のエミ／り電流ｉｙ２は
、次式で与えられる。

１ｙ２＝ｉｙ＋　／’［１＋ｅｘｐ　（ＶＧ／ＶＴ　）
コ・・・（１６） このエミッタＳ流ｉｙ２は同時にコレクタにらコレクタ
Ｔｏ　ａ　＋　ｉ　ｙ　２として流れる。

一方、トランジスタＱ１ｇのコレクタにはトランジスタ
Ｑ＋６のコレクタ電流ｉｙ２が増加したと同量のコレク
タ電流ｉｙ２の減少を伴なって流れるか、このコレクタ
電流−１ｙ２はカレントミラー回路のトランジスタＱ２
２のコレクタに流れ、この電流がトランジスタＱ２３の
コレクタにコピされてコレクタ電流−１ｙ２として流れ
る。トランジスタＱ＋８と（ｈｓの場合と同様にしてト
ランジスタＱ２０のコレクタには＋ｉｙ２のコレクタ電
流が流れる。

従って、交流電流ｉ３は、 １３＝２ｉｙ２　　　　　　　・・・〈１７〉となる。

この式に（１４）、（１６）式を代入してｊ：ｉ　＝ｇ
１１ｖ０１　／　［１＋ｅｘｐ（ＶＧ　／ＶＴ　）］　
　　　　　−（１８）となる。このため、交流電流ｉ３
は利得電圧Ｖｃによりその大きさが制御される。

次に、第３図における利得信号発生回路の詳細について
説明する。利得信号発生回路は二乗演算器１７、電流／
重圧変換器１８、積分器１９などで構成されるが、まず
二乗演算器１７の回路の詳細について説明する。

トランジスタＱ２　ａ　、Ｑ２５は一対の差動増幅器と
して構成され、これ等のエミッタは定電流ＩＢ３を流す
ｔ流源ＣＣ日に接続されている。また、トランジスタＱ
２　ｅ　、Ｑ２　？も一対の差動増幅器として構成され
、これ等のエミッタは定電流Ｉ。

３を流す電流源ＣＣ９に接続されている。そして、トラ
ンジスタＱ２５とＱ２６のベースは第１基準電圧ＶＳ＋
に固定され、トランジスタＱ２４とＱ２７のベースには
電流／電圧変換器１６の出力である交流電圧ＶＯＩが印
加されている。

トランジスタＱ２　ａ　、Ｑ２５のコレクタはベスか共
通でダイオード接続されたトランジスタＱ２８、Ｑ２Ｑ
のエミッタにそれぞれ接続され、これ等のコレクタは抵
抗Ｒ４を介して正電源÷ＶＣＣに接続されている。

また、トランジスタＱ３　ｏ　、　Ｑ３　＋は差動増幅
器として構成されこれ等のエミッタはトランジスタＱ２
６のコレクタと、トランジスタＱ３２−Ｑ３３も差動増
幅器として構成されこれ等のエミッタはトランジスタＱ
２？のコレクタとそれぞれ接続されている。

そして、トランジスタＱ３＋　とＱ３２のベースはトラ
ンジスタＱ２５のコレクタに、トランジスタＱコ。とＱ
３３のベースはトランジスタＱ２４のコレクタにそれぞ
れ接続されている。

トランジスタＱ３０とＱ３２のコレクタはそれぞれトラ
ンジスタＱ３４とＱ３５で構成されたカレントミラー回
路のトランジスタＱ３４を介して、トランジスタＱ３＋
　とＱ３３のコレクタはトランジスタＱ３５を介してそ
れぞれ正電源＋ＶＣＣに接続されている。そして、出力
の交流量ａ　ｉ　２はトランジスタＱ３＋　とＱ３３の
コレクタから取り出される。

次に、以上のように構成された二乗演算器１７の動作に
ついて説明する。

１〜ランジスタＱ２　ａ　、Ｑ２５のコレクタに流れる
ｔ流は、全体としてそれぞれ（ＩＱ３〒ｉｚ）、（Ｉａ
３　　ｉｚ）となり、トランジスタＱ２ｇ、Ｑ２？のコ
レクタに流れる＄流は、全体としてそれぞれ（Ｉａ３　
　ｉｚ）、（Ｉａ３　＋ｉ２　）となるが、交流電圧Ｖ
ＯＩによるｔ流変動ｉ２だけを考慮すれば、相互コンダ
クタンスをｇｔ−としてｉｚ　：ｇｔ　−Ｖｏ　１／　
２ ＝　（Ｉａ　３　／２ＶＴ　）　Ｖｏ　＋　／２・・・
（１９） となる。

ここで、（４）式を導いたときと同様にして、トランジ
スタＱ２　ａ　、Ｑ２　ｓのコレクタ電流（■ａ３＋ｉ
ｚ）、（Ｉａ３　　　ｔｚ）とトランジスタＱコ０１Ｑ
３１　、Ｑコ２、Ｑコ、のコレクタ電流Ｉ５．Ｉ？、Ｉ
６、Ｉａとの関係を求めると、（Ｉ　ｓ　：　”　１２
　）　／’　Ｉ　８３Ｉ　？　、”’　（Ｉ　Ｂ　３　
　　ｉ　２　）Ｉ６／（Ｉａ３　ｆｉｚ　）　　　・・
・（２０）と （Ｉａ３　　　ｉｚ）／ＩＢ　３ Ｉ　５　　、・”　　（Ｉ　ａ　　：ｌ　　　ｉ　ｚ　
　）＝Ｉ４　／′　（Ｉａ３　　ｆｉｚ）　　　　・・
・　（２１〉となる。また、トランジスタＱ３５のコレ
クタ憲ａ　Ｉ　８はトランジスタＱ３４のコレクタ″Ｓ
流（Ｉ５ＴＩ６）をコピーした関係にあるので１Ｂ＝Ｉ
５＋Ｉｇ　　　　　　　・・・（２２）となる。

ここで、出力Ｓ流をＩｏとすれば、（２２）式の関係を
用いて Ｉ　ｏ　＝　Ｉ　ａ〒Ｉｖ　　　Ｉａ Ｉ、ｌ　＋Ｉ７　　（Ｉ５　＋Ｉｓ　）・・（２３） を得る。

以上の（１９）弐〜（２１）式、（２３）式のを用いて
出力型ａＩｏを求めると、 Ｉｏ　＝−４ｉｚ　２／Ｉａ　３ となり、■。は交流量圧ＶＱＩに対応する交流電流１２
としてえられる。従って、 ｉ　２−４　ｉ　ｚ　’　／’　Ｉ　Ｂ　３　　−　＜
　２４　）となる。この式に（１つ）式の関係を用いる
と、ｉ２＝　　４　Ｅ　（Ｉａ３　／’２Ｖｔ　）ＶＱ
　＋　／’２］２／’　Ｉ　Ｂ　３ Ｉｓ　３　（ＶＱ　＋　／’２ＶＴ　）　２・・　（２
５） となる。

この交流電流１２か電流／電圧変換器１８の抵抗Ｒ２に
流れるので、その出力端には次の直流電圧Ｖ０２が発生
する。

＼・′。２＝−ｉ２Ｒ２ Ｒ２Ｉａ　　３’　　（Ｖｏ　　＋　　／２ＶＴ　　）
　　’・・・　（２６） この直流電圧ｖｏ２は演算増幅器Ｑ８の仮想接地により
第２基準電圧ＶＳ２を基準として動作するので、積分器
１９を介して利得制御変換器２０に直接入力することか
できる。

第４図は利得制御変換器の他の実施例を示す回路図であ
る。

第２図に示す利得制御変換器２０のトランジスタＱ＋ａ
〜Ｑ２３て構成される回路は第３図にＱ３０〜Ｑ３５で
示す掛算器を用いて第４図に示すように構成しても良い
。

また、第２図に示すトランスＴ１、Ｔ２は振動子１０の
入出力間のｔ位を合わせるためのものであるので、いず
れか一方を省略しても良く、また容量結きとしても良い
。

なお、＠流／′電圧変換器１８はピーク検出回路を用い
る整流器として構成しても良い。

〈発明の効果〉 以上、実施的と共に具体的に説明したように本発明によ
れは、自励発振回路を構成する主要な要素である電圧／
主流変換器から第１の電流／電圧変換器を介して出力さ
れる第１直流レベルを持つ第１電圧信号と、二乗演算器
から第２の電圧／電流変換器を介して出力される第２直
流レベルを持つ利得信号とを、これ等の第１、第２直流
レベルが設定された利得制御変換器に入力するようにし
たので、余分なレベルシフト回路を必要とすることなく
、このため低消費電流化を達成することができる。

また、Ｓ流増幅を効果的に用いているので、広帯域の自
励発振回路を実現することができる。

これ等の効果により、自励発振を応用する２線式信号伝
送器などの、電力が制限されかつ高い周波数を取り扱う
伝送器に有効に応用することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成を示すブロック図、第２図は
第１図におけるメインの発振ループを構成する回路図、
第３図は第１図における利得信号発生回路を構成する回
路図、第４図は第２図における利得制御変換器の他の構
成を示す回路図、第５図は従来の自励発振回路の構成を
示すブロック図、第６図は第５図に示す自励発振回路で
用いられる電圧増幅器の構成を示す回路図である。 １０・・・振動子、１１・・・可変利得増幅器、１誤差
増幅器、１５・・・重圧、・′ＳＳ流膜換器１６８・・
・電流″重圧変換器、１７・・二乗演算器、・・積５ｒ
器、２０・・・利得制御変換器。 代理ノ＼　　　弁理士　　小Ｒ信助 第 図 第 １゛〆１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 振動子に励振信号が入力されて励振されこの励振によっ
   て発生する出力信号を検出してこれを増幅手段により増
   幅し前記励振信号として印加することにより前記振動子
   の固有周波数をもって自励発振する自励発振回路におい
   て、前記増幅手段はレベルシフト段を有し前記出力信号
   を第１電流信号に変換して出力する第１の電圧／電流変
   換器と、この第１電流信号を第１直流レベルに固定した
   第１電圧信号に変換する第１の電流／電圧変換器と、前
   記レベルシフト段とは逆方向のレベルシフト段を有し前
   記第１電圧信号の二乗を演算して第２電流信号を出力す
   る二乗演算器と、この第２電流信号を第２直流レベルに
   固定した第２電圧信号に変換する第２の電流／電圧変換
   器と、この第２電圧信号を基準電圧をベースとして比較
   積分して利得信号を出力する積分器と、前記第１電圧信
   号は前記第１直流レベルをベースとし前記利得信号は前
   記第２直流レベルをベースとして演算され前記利得信号
   により発振ループのループゲインが１となるように制御
   して前記励振信号として出力する利得制御変換器とを具
   備することを特徴とする自励発振回路。