JPH0512757B2 - - Google Patents
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- JPH0512757B2 JPH0512757B2 JP27178688A JP27178688A JPH0512757B2 JP H0512757 B2 JPH0512757 B2 JP H0512757B2 JP 27178688 A JP27178688 A JP 27178688A JP 27178688 A JP27178688 A JP 27178688A JP H0512757 B2 JPH0512757 B2 JP H0512757B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、三角波を入力して正弦波に著しく近
似した出力波形を得ることが出来る正弦波発生器
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a sine wave generator that can input a triangular wave and obtain an output waveform that is extremely close to a sine wave.
周知の如く、電子機器における正弦波信号は、
基準周波数信号を発生させる発振回路及びこの基
準信号を入力として波形整形を計る正弦波発生器
によつて得られる。
As is well known, sine wave signals in electronic equipment are
It is obtained by an oscillation circuit that generates a reference frequency signal and a sine wave generator that uses this reference signal as input to shape the waveform.
そして、かかる波形整形回路として極く一般的
には、折線近似回路が多く用いられるが、このよ
うな回路装置の最大の欠点として、微分ノイズの
発生が懸念される。 A polygonal line approximation circuit is most commonly used as such a waveform shaping circuit, but the biggest drawback of such a circuit device is the generation of differential noise.
そこで、このような微分ノイズ発生の懸念がな
い正弦波発生器の一例として、第6図示の回路装
置が知られている。 Therefore, a circuit device shown in FIG. 6 is known as an example of a sine wave generator that is free from such concerns about differential noise generation.
即ち、基準周波数信号Vを入力とする4入力
の掛算器M1及びM2からなる回路装置では、
V0=1.5715*V−0.004317*V3/1+0.001398*V
2
で示される回路伝達関数の下で、正弦波出力V0
が現われる。 That is, in a circuit device consisting of four-input multipliers M 1 and M 2 that input the reference frequency signal V, V 0 =1.5715*V−0.004317*V 3 /1+0.001398*V.
Under the circuit transfer function denoted by 2 , the sine wave output V 0
appears.
ところで、従来周知の上記回路構成からなる装
置は、先ず、使用する演算素子が特殊であると共
に回路の構成が比較的複雑であることから、発生
器自体がコスト高となると共に、機能的には前記
伝達関数式から理解されるように、該伝達関数が
3次式(分子)を2次式(分母)で割算した形と
なり、信号処理上、大変不利な割算項(分母)を
含んでいる。
By the way, in the conventionally known device with the above circuit configuration, firstly, the arithmetic elements used are special and the circuit configuration is relatively complicated, so the generator itself is expensive and the functionality is poor. As can be understood from the transfer function equation, the transfer function is a form obtained by dividing a cubic equation (numerator) by a quadratic equation (denominator), and does not include a division term (denominator) that is very disadvantageous in terms of signal processing. I'm here.
そこで、本発明は、この種の正弦波発生器とし
て比較的簡単な回路構成によるコスト低減化を計
ると共に、機能は素より使用に便利な正弦波発生
器の開発を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the present invention aims to develop a sine wave generator of this type that has a relatively simple circuit configuration to reduce costs, and is functional and convenient to use.
かかる目的を達成するために、本発明では、三
角波入力を2乗器結線下の第1の掛算器に与え、
該掛算器からの2乗波出力(プラス方向のみの信
号)を直流のバイアスによりマイナス側にシフト
して第2掛算器のY入力に与える一方、該第2の
掛算器のX入力には前記三角波入力を与えて、正
弦波に近似した3乗波出力を得るように構成して
なる正弦波発生器を提案する。
In order to achieve such an objective, the present invention provides a triangular wave input to a first multiplier under the squarer connection,
The square wave output (signal only in the positive direction) from the multiplier is shifted to the negative side by a DC bias and applied to the Y input of the second multiplier, while the X input of the second multiplier is We propose a sine wave generator configured to receive a triangular wave input and obtain a cubic wave output approximating a sine wave.
更に、この正弦波発生器の構成に加算器を附加
して、前記第2の掛算器による3乗波出力と前記
三角波入力とを加算器により処理するように構成
しても良い。 Furthermore, an adder may be added to the configuration of this sine wave generator so that the cube wave output from the second multiplier and the triangular wave input are processed by the adder.
そして、前記第2の掛算器のX入力に同種の第
3の掛算器を介して前記三角波入力を与えるよう
に構成して遅延補償手段として有効である。 The triangular wave input is applied to the X input of the second multiplier via a third multiplier of the same type, which is effective as delay compensation means.
上記構成からなる解決のための手段において、
基準周波数信号として三角波を入力すると、当回
路の伝達関数の近似式
V0≒−(X3−3X)
ただし、V0=正弦波出力、X=三角波入力で
現わされるところの前記三角波入力の3乗波出力
が正弦波として得られる。
In the solution consisting of the above configuration,
When a triangular wave is input as the reference frequency signal, the approximation formula for the transfer function of this circuit is V 0 ≒ - (X 3 - 3X) where V 0 = sine wave output, X = triangular wave input, where The cubic wave output of is obtained as a sine wave.
更に附加される加算器の構成によれば、シフト
電圧の調整下に、該加算器により三角波入力と3
乗波出力とを加算または減算することによつて、
最終的に、V0=−(X3−3X)の伝達関数となす
ことが可能である。 Furthermore, according to the configuration of the added adder, under the adjustment of the shift voltage, the adder inputs the triangular wave input and the triangular wave input.
By adding or subtracting the multiplier output,
Finally, it is possible to obtain a transfer function of V 0 =−(X 3 −3X).
そして、第2の掛算器のX入力への信号路に挿
入される第3の掛算器は、ここでは機能的な演算
素子として活用せずに、単に信号の高域伝播遅延
補償路として機能する。 The third multiplier inserted into the signal path to the X input of the second multiplier is not used as a functional arithmetic element here, but simply functions as a signal high-frequency propagation delay compensation path. .
これによつて、該第3の掛算器が特に第1の掛
算器と同種であるとき、前記第2の掛算器に達す
るX,Y入力信号の遅延時間を互いに揃えること
が出来る。 This makes it possible to align the delay times of the X and Y input signals reaching the second multiplier, especially when the third multiplier is of the same type as the first multiplier.
次に、本発明の好ましい実施例を添附図面を参
照して説明する。
Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
第1図は本発明の一実施例を示す回路構成図で
基準周波数信号としての三角波入力Vを、第1
の掛算器Aの結線されたX,Y入力に接続する一
方で、第2の掛算器BのX入力にも接続してあ
る。 FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of the present invention, in which a triangular wave input V as a reference frequency signal is
is connected to the wired X, Y inputs of multiplier A, while also connected to the X input of a second multiplier B.
そして、前記掛算器Aの出力は定電流源に直列
接続された直流バイアス部(V shift)に結線
し、そのシフトされた出力を他方の掛算器BのY
入力に与えるように回路接続してある。その他、
V0は掛算器Bの出力を示す。 The output of the multiplier A is connected to a DC bias section (V shift) connected in series with a constant current source, and the shifted output is transferred to the Y of the other multiplier B.
The circuit is connected to give it to the input. others,
V 0 indicates the output of multiplier B.
そこで、かかる構成よりなる実施例回路の三角
波入力Vとして1Vピークの基準三角波を入力
すると、掛算器AはそのX,Y入力結線により2
乗器として機能し、その出力には振幅1Vピーク
の2乗波(放物線波、同図上の回路要部に示す波
形図参照)が現われる。 Therefore, when a reference triangular wave with a peak of 1 V is input as the triangular wave input V of the embodiment circuit having such a configuration, the multiplier A receives 2
It functions as a multiplier, and a square wave (parabolic wave, see the waveform diagram shown in the main part of the circuit in the same figure) with an amplitude of 1V peak appears at its output.
この波形出力は直流バイアス部(V shift)
で、−3Vにシフトされて、掛算器BのY入力に入
る。同時に該掛算器BのX入力には三角波入力
Vが入力されているので、その出力V0に3乗
波形が発生する。 This waveform output is the DC bias section (V shift)
Then, it is shifted to -3V and input to the Y input of multiplier B. At the same time, a triangular wave is input to the X input of multiplier B.
Since V is input, a cube waveform is generated at the output V 0 .
この3乗波形は、正弦波に著しく近似し、精密
にV shiftを調整していくと、0.001%以下の歪
率がシフト電圧3.0464808Vにおいて実現する。
そして、当回路の伝達関数は次式の通りである。 This cube waveform closely approximates a sine wave, and by precisely adjusting V shift, a distortion rate of 0.001% or less can be achieved at a shift voltage of 3.0464808V.
The transfer function of this circuit is as shown in the following equation.
V0=−(V3−V shift * V)
上記の回路は次の変形した伝達関数で組み立て
られている。 V 0 =-(V 3 -V shift *V) The above circuit is constructed with the following modified transfer function.
V0=−V(V2−V shift)
このVをXとおいて、最低歪み率点のV
shiftは次式のようになる。 V 0 = -V (V 2 -V shift) Letting this V be X, V at the lowest distortion rate point
shift becomes as follows.
2∫〓/2 0sinX dX−∫1 0X3−V shiftX dX
上式で、正弦波条件にできるだけ近くになつた
時の値で、3.0464808Vとなる。 2∫〓 /2 0 sinX dX− ∫ 1 0
第5図は当該実施例における作動特性図で、図
上実線で最も好もしい作動状態を示す。 FIG. 5 is a diagram showing the operating characteristics of this embodiment, and the solid line in the diagram indicates the most preferable operating state.
そして、少々歪み率が高くなつてしまうが、計
算を簡単にするため次式のようにすることもでき
る。 Although the distortion rate becomes a little high, the following equation can be used to simplify the calculation.
V0≒−(X3−3X)
第2図及び第3図は夫々本発明の他の実施例を
示す回路構成図で、前記第1図示実施例の構成に
加算器Σをその出力回路に附加してある。 V 0 ≒−(X 3 −3X) FIGS. 2 and 3 are circuit configuration diagrams showing other embodiments of the present invention, respectively, in which an adder Σ is added to the configuration of the first illustrated embodiment in its output circuit. It has been added.
即ち、第2図示の実施例によれば、前記掛算器
Bの出力を加算器Σの+端子に与える一方で、三
角波入力Vをその一端子に入れることによつ
て、当回路の伝達関数が、
V0=−(X3−4X)−X
V0=−(X3−3X)
となる。そして、この場合の入力Xに対して4倍
のシフト電圧を与えなければならない。 That is, according to the embodiment shown in the second figure, by applying the output of the multiplier B to the + terminal of the adder Σ, and inputting the triangular wave input V to one terminal thereof, the transfer function of the circuit can be changed. , V 0 =-(X 3 -4X)-X V 0 =-(X 3 -3X). Then, a shift voltage four times as large as the input X in this case must be applied.
これに対して、第3図示の実施例では、前記掛
算器Bの出力と三角波入力Vの両方がその+端
子に接続されており、V0=−(X3−2X)+Xか
ら、やはり最終的には、
V0=−(X3−3X)
の伝達関数になつている。そして、この場合は、
入力に対して2倍のシフト電圧で良い。 On the other hand, in the embodiment shown in the third figure, both the output of the multiplier B and the triangular wave input V are connected to its + terminal, and from V 0 =-(X 3 -2X) + Specifically, the transfer function is V 0 = -(X 3 - 3X). And in this case,
A shift voltage that is twice the input voltage is sufficient.
第4図は本発明の高域特性改善を示す回路構成
図で、前記第1図示実施例の構成に加えて、前記
掛算器BのX入力信号路に掛算器Aと同種の今一
つの掛算器Cを挿入してある。 FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing the improvement of high frequency characteristics of the present invention. In addition to the configuration of the first illustrated embodiment, another multiplier of the same type as multiplier A is added to the X input signal path of multiplier B. C has been inserted.
ところで、上記第1図示実施例の如く、3乗波
出力で高い周波数の正弦波を発生させる場合、掛
算器BのX入力には三角波入力Vが直接入力さ
れる他方で、そのY入力には2乗器構成の掛算器
A及び直流バイアス・シフトさせた信号が入力さ
れるので、当然に多くの回路素子(トランジスタ
など)を経由して来る該Y入力への信号が先のX
入力信号に比べて時間的に遅れることとなる。そ
のために、この両信号の時間差を補償することが
必要となる。 By the way, when generating a high frequency sine wave with a cube output as in the first illustrated embodiment, the triangular wave input V is directly input to the X input of the multiplier B, while the Y input is Since the multiplier A with the squarer configuration and the DC bias shifted signal are input, the signal to the Y input that has passed through many circuit elements (transistors, etc.) is the same as the previous X.
This results in a time delay compared to the input signal. Therefore, it is necessary to compensate for the time difference between these two signals.
しかし、この種汎用のアナログ4象限掛算器は
ギルバード・セルで構成されることが多いので、
回路装置に組合せ使用するこれ等素子のバラツキ
や温度特性を総合して補償することは簡単には出
来ない。 However, this type of general-purpose analog four-quadrant multiplier is often constructed with Gilbert cells, so
It is not easy to comprehensively compensate for the variations and temperature characteristics of these elements used in combination in a circuit device.
このような状況下において、当該第4図示の実
施例によれば、掛算器BのX入力に入る信号の経
路を、附加した掛算器Cの回路を迂回経路が掛算
器Aと同じ回路構成であることから、該掛算器A
における温度特性等の各動作条件と同じ条件の下
で掛算器BのX入力に向かう信号を処理すること
が出来る。 Under such circumstances, according to the embodiment shown in FIG. 4, the path of the signal entering the X input of multiplier B is such that the path bypassing the added multiplier C circuit has the same circuit configuration as multiplier A. Because of this, the multiplier A
The signal going to the X input of multiplier B can be processed under the same operating conditions as the temperature characteristics and the like.
このように、本発明発生器によれば、三角波入
力を2乗器結線下の第1の掛算器に与え、該掛算
器からの2乗波出力を直流のバイアスによりマイ
ナス側にシフトして第2掛算器のY入力に与える
一方、該第2の掛算器のX入力には前記三角波入
力を与えるように構成して、三角波を基準周波数
入力とし、精密にシフトレベルを調整することに
よつて、歪率0.001%以下に出来るシミユーレー
シヨン値0.0000034%をシフト値3.0464808V(入力
Vの略3倍)で、正弦波に実用上支障のない程
度に近似した3乗波出力を得ることが出来、しか
も、その回路構成からレベル変動に対しても過敏
でなくて常に安定動作が期待出来ると共に微分ノ
イズの発生の惧れもない。
As described above, according to the generator of the present invention, a triangular wave input is given to the first multiplier under the squarer connection, and the square wave output from the multiplier is shifted to the negative side by the DC bias. 2 to the Y input of the multiplier, while the triangular wave input is applied to the X input of the second multiplier, the triangular wave is used as the reference frequency input, and the shift level is precisely adjusted. , shift the simulation value 0.0000034%, which can reduce the distortion rate to 0.001% or less, to a value of 3.0464808V (input
(approximately 3 times V), it is possible to obtain a cubic wave output that approximates a sine wave to the extent that there is no problem in practical use, and its circuit configuration is not sensitive to level fluctuations and always operates stably. This is promising and there is no risk of differential noise occurring.
更に、加算器を附加することによつて、直流バ
イアスによるシフト電圧が入力の2倍又は4倍か
らなる回路構成が可能であり、又、同種の掛算器
の付加によつて、信号系の時間補償を使用素子間
の面倒な温度特性などを考慮することなく極めて
容易に行うことが出来る等、本発明発生器は実用
に供して極めて有効なるものである。 Furthermore, by adding an adder, it is possible to configure a circuit in which the shift voltage due to DC bias is twice or four times the input voltage, and by adding a multiplier of the same type, the time of the signal system can be reduced. The generator of the present invention is extremely effective in practical use, as compensation can be performed extremely easily without consideration of troublesome temperature characteristics between used elements.
なお、第6図示の従来例における正弦波発生回
路の前記伝達関数式を因数分解すると下記のよう
になり、その分母に虚数が現われる。従つて。前
記伝達関数からなる本発明発生器は、この従来装
置とその回路動作機能が大きく異なる。 Incidentally, when the transfer function equation of the conventional sine wave generating circuit shown in FIG. 6 is factorized, it becomes as follows, and an imaginary number appears in the denominator. Follow. The generator of the present invention comprising the above-mentioned transfer function differs greatly from this conventional device in its circuit operation function.
V0≒1.5715V−0.004317V3/1+0.001398V
2≒−3.0880V3+1124.1V/V2+715.31
≒−3.0880V(V2−364.0)/V2+715.31
≒−3.088V(V+19.1)(V−19.1)/(V+j26
.75)(V−j26.75)
≒−3.088V(V+19.0794639)(V−19.0
794639)/(V+j26.7452348)(V−j26.7452348)
V 0 ≒1.5715V−0.004317V 3 /1+0.001398V
2 ≒-3.0880V 3 +1124.1V/V 2 +715.31 ≒-3.0880V (V 2 -364.0)/V 2 +715.31
≒−3.088V (V+19.1) (V−19.1)/(V+j26
.75) (V−j26.75) ≒−3.088V (V+19.0794639) (V−19.0
794639)/(V+j26.7452348)(V−j26.7452348)
第1図は本発明発生器の一実施例を示す回路構
成図、第2図乃至第4図は夫々本発明発生器の他
の実施例を示す回路構成図、第5図は本発明発生
器における作動状態を示すシミユレーシヨン特性
図、第6図は従来周知の正弦波発生器の一例を示
す回路構成図である。
A,B及びC……掛算器、Σ……加算器、V
……三角波入力、V0……正弦波出力、V shift
……直流バイアス部。
FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the generator of the present invention, FIGS. 2 to 4 are circuit diagrams showing other embodiments of the generator of the present invention, and FIG. 5 is a circuit diagram of the generator of the present invention. FIG. 6 is a circuit configuration diagram showing an example of a conventionally known sine wave generator. A, B and C...multiplier, Σ...adder, V
...triangular wave input, V 0 ...sine wave output, V shift
...DC bias section.
Claims (1)
与え、該掛算器からの2乗波出力を直流のバイア
スによりマイナス側にシフトして第2掛算器のY
入力に与える一方、該第2の掛算器のX入力には
前記三角波入力を与えて、正弦波に近似した3乗
波出力を得るように構成してなることを特徴とす
る正弦波発生器。 2 更に、前記第2の掛算器による3乗波出力と
前記三角波入力とを加算器により処理してなると
ころの請求項1に記載の正弦波発生器。 3 前記第2の掛算器のX入力に同種の第3の掛
算器を介して前記三角波入力を与えるところの請
求項1に記載の正弦波発生器。[Claims] 1. A triangular wave input is given to the first multiplier under the squarer connection, and the square wave output from the multiplier is shifted to the negative side by a DC bias, and the Y of the second multiplier is
A sine wave generator characterized in that the triangular wave input is applied to the input, and the triangular wave input is applied to the X input of the second multiplier to obtain a cubic wave output that approximates a sine wave. 2. The sine wave generator according to claim 1, further comprising an adder processing the cube wave output from the second multiplier and the triangular wave input. 3. The sine wave generator according to claim 1, wherein the triangular wave input is applied to the X input of the second multiplier via a third multiplier of the same type.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27178688A JPH02118784A (en) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | Sine wave generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27178688A JPH02118784A (en) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | Sine wave generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02118784A JPH02118784A (en) | 1990-05-07 |
| JPH0512757B2 true JPH0512757B2 (en) | 1993-02-18 |
Family
ID=17504830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27178688A Granted JPH02118784A (en) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | Sine wave generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02118784A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9112527B2 (en) * | 2013-07-10 | 2015-08-18 | Texas Instruments Incorporated | Digital-to-analog sinusoidal driver apparatus, systems and methods |
-
1988
- 1988-10-27 JP JP27178688A patent/JPH02118784A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02118784A (en) | 1990-05-07 |
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