JPH0576202B2 - - Google Patents
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- JPH0576202B2 JPH0576202B2 JP2017429A JP1742990A JPH0576202B2 JP H0576202 B2 JPH0576202 B2 JP H0576202B2 JP 2017429 A JP2017429 A JP 2017429A JP 1742990 A JP1742990 A JP 1742990A JP H0576202 B2 JPH0576202 B2 JP H0576202B2
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- multiplier
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- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B28/00—Generation of oscillations by methods not covered by groups H03B5/00 - H03B27/00, including modification of the waveform to produce sinusoidal oscillations
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K4/00—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions
- H03K4/04—Generating pulses having essentially a finite slope or stepped portions having parabolic shape
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Electrophonic Musical Instruments (AREA)
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
即ち、基準周波数信号Vi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＊Vi−0.004317＊Vi 3／１＋0.001398＊Vi 2 で示される回路伝達関数の下で、正弦波出力V0
が現れる。
掛算器M1及びM2からなる回路装置では、 V0＝1.5715＊Vi−0.004317＊Vi 3／１＋0.001398＊Vi 2 で示される回路伝達関数の下で、正弦波出力V0
が現れる。
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。
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。
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、機能はもとより使用に便利な正弦波発
生器の開発を目的とする。
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、機能はもとより使用に便利な正弦波発
生器の開発を目的とする。
かかる目的を達成するために、本発明では、三
角波入力を自乗器に与え、該自乗器からの２乗波
出力を直流のバイアスによりマイナス側に入力波
最大値の約３倍シフトして掛算器のＹ入力に与え
る一方、該掛算器の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。
角波入力を自乗器に与え、該自乗器からの２乗波
出力を直流のバイアスによりマイナス側に入力波
最大値の約３倍シフトして掛算器のＹ入力に与え
る一方、該掛算器の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。
また、本発明は三角波入力を自乗器に与え、該
自乗器からの２乗波出力を後続する掛算器のＹ入
力に与えると同時に三角波入力信号を他方のＸ入
力に与え、該掛算器の出力を後続する加算器の反
転端子に与え、該加算器の非反転入力端子に振幅
を３倍に増幅した三角波入力信号を与え、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。
自乗器からの２乗波出力を後続する掛算器のＹ入
力に与えると同時に三角波入力信号を他方のＸ入
力に与え、該掛算器の出力を後続する加算器の反
転端子に与え、該加算器の非反転入力端子に振幅
を３倍に増幅した三角波入力信号を与え、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。
また、上記掛算器を、Ｘ入力とＹ入力の和を出
力する加算器と、Ｘ入力とＹ入力の差を出力する
第１の減算器と、前記加算器の出力を自乗する第
１の自乗器と、第１の減算器の出力を自乗する第
２の自乗器と、第１の自乗器の出力と第２の自乗
器の出力との差を出力する第２の減算器と、第２
の減算器の出力を４分の１の比率に減衰させて入
力Ｘ，Ｙの積として出力するアツテネータとによ
り構成してなることを特徴とする。
力する加算器と、Ｘ入力とＹ入力の差を出力する
第１の減算器と、前記加算器の出力を自乗する第
１の自乗器と、第１の減算器の出力を自乗する第
２の自乗器と、第１の自乗器の出力と第２の自乗
器の出力との差を出力する第２の減算器と、第２
の減算器の出力を４分の１の比率に減衰させて入
力Ｘ，Ｙの積として出力するアツテネータとによ
り構成してなることを特徴とする。
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） 但し、V0＝正弦波出力、Ｘ＝三角波入力 で現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。
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） 但し、V0＝正弦波出力、Ｘ＝三角波入力 で現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。
すなわち、請求項１記載の正弦波発生器では、
入力された三角波Ｘ（最大値１）が自乗器と掛算
器に加えられる。自乗器に入力した三角波Ｘは、
２乗されてX2となりバイアス部に送られ、さら
に直流のバイアスによりマイナス側に入力三角波
Ｘの最大値の３倍にシフトされて（X2−３）と
なり掛算器に入力される。掛算器では入力三角波
Ｘと、この入力三角波Ｘを自乗しさらにシフトし
て得られた（X2−３）とが乗算されて、積Ｘ・
（X2−３）＝X3−3Xが得られる。この積の正負を
反転すると上述した正弦波V0となる。
入力された三角波Ｘ（最大値１）が自乗器と掛算
器に加えられる。自乗器に入力した三角波Ｘは、
２乗されてX2となりバイアス部に送られ、さら
に直流のバイアスによりマイナス側に入力三角波
Ｘの最大値の３倍にシフトされて（X2−３）と
なり掛算器に入力される。掛算器では入力三角波
Ｘと、この入力三角波Ｘを自乗しさらにシフトし
て得られた（X2−３）とが乗算されて、積Ｘ・
（X2−３）＝X3−3Xが得られる。この積の正負を
反転すると上述した正弦波V0となる。
請求項２記載の正弦波発生器では、入力された
三角波Ｘが自乗器で２乗されてX2となり、さら
に掛算器５で再び三角波Ｘが自乗されてX3とな
り加算器の反転入力端子に入力される。一方加算
器の非反転入力端子に、振幅を約３倍に増幅した
入力三角波3Xが入力されることにより、加算器
の出力には、入力3X，X3の差（3X−X3）が得
られる。この出力値の正負を反転すると上述した
正弦波V0となる。
三角波Ｘが自乗器で２乗されてX2となり、さら
に掛算器５で再び三角波Ｘが自乗されてX3とな
り加算器の反転入力端子に入力される。一方加算
器の非反転入力端子に、振幅を約３倍に増幅した
入力三角波3Xが入力されることにより、加算器
の出力には、入力3X，X3の差（3X−X3）が得
られる。この出力値の正負を反転すると上述した
正弦波V0となる。
また掛算器では、２つの入力Ｘ，Ｙの和（Ｘ＋
Ｙ）、および差（Ｘ−Ｙ）をそれぞれ自乗してさ
らに両者の差を求めることにより、入力Ｘ，Ｙの
２乗項を消去し、求める積の４倍である（4XY）
を得る。これをアツテネータで４分の１に減衰さ
せることで積XYが得られる。
Ｙ）、および差（Ｘ−Ｙ）をそれぞれ自乗してさ
らに両者の差を求めることにより、入力Ｘ，Ｙの
２乗項を消去し、求める積の４倍である（4XY）
を得る。これをアツテネータで４分の１に減衰さ
せることで積XYが得られる。
〔実施例」
次に、本発明の好ましい実施例を添付図面を参
照して説明する。
照して説明する。
第１図は本発明の第１の実施例を示す回路構成
図であり、入力端子１に加えられた基準周波数信
号としての三角波入力Viを、自乗器２のＸ入力に
接続する一方で、掛算器５のＸ入力にも接続して
ある。
図であり、入力端子１に加えられた基準周波数信
号としての三角波入力Viを、自乗器２のＸ入力に
接続する一方で、掛算器５のＸ入力にも接続して
ある。
そして、前記自乗器２の出力は定電流源４に直
列接続された直列バイアス部（Ｖ shift）３に
結線し、そのシフトされた出力を掛算器５のＹ入
力に与えるように回路接続してある。その他、
V0は出力端子６に得られる掛算器５の出力を示
す。
列接続された直列バイアス部（Ｖ shift）３に
結線し、そのシフトされた出力を掛算器５のＹ入
力に与えるように回路接続してある。その他、
V0は出力端子６に得られる掛算器５の出力を示
す。
そこで、かかる構成よりなる実施例回路の三角
波入力Viとして1Vピークの基準三角波を入力す
ると、自乗器２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）が現れる。
波入力Viとして1Vピークの基準三角波を入力す
ると、自乗器２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）が現れる。
この波形出力は直流バイアス部３で−3Vにシ
フトされて、掛算器５のＹ入力に入る。同時に掛
算器５のＸ入力には三角波入力Vi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。
フトされて、掛算器５のＹ入力に入る。同時に掛
算器５のＸ入力には三角波入力Vi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。
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。
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。
V0＝−（Vi 3−Ｖ shift＊Vi）
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。
られている。
V0＝−Vi（Vi 2−Ｖ shift）
このViをＸとおいて、最低歪み率点のＶ
shiftは次式のようになる。
shiftは次式のようになる。
2∫h/2 0sinx dX−∫1 0（X3−Vshift）dX
上式で、正弦波条件にできるだけ近くなつた時
の値で、3.0464808Vとなる。
の値で、3.0464808Vとなる。
第２図は、本発明の第２の実施例を示す回路構
成図であり、入力端子７に加えられた基準周波数
信号としての三角波入力電圧Viは、自乗器２、掛
算器５、３倍増幅器８にそれぞれ入力する。自乗
器２は入力された三角波入力電圧Viを２乗しVi 2
として、掛算器５のＹ入力に送る。掛算器５は、
入力された電圧ViとVi 2を乗算し、その積Vi 3を加
算器９の反転入力端子に送る。一方、３倍増幅器
８は、三角波入力電圧Viをほぼ３倍に増幅し、加
算器８の非反転入力端子に送る。加算器８は両入
力電圧の差（3Vi−Vi 3）を算出し、出力端子１０
へ送る。
成図であり、入力端子７に加えられた基準周波数
信号としての三角波入力電圧Viは、自乗器２、掛
算器５、３倍増幅器８にそれぞれ入力する。自乗
器２は入力された三角波入力電圧Viを２乗しVi 2
として、掛算器５のＹ入力に送る。掛算器５は、
入力された電圧ViとVi 2を乗算し、その積Vi 3を加
算器９の反転入力端子に送る。一方、３倍増幅器
８は、三角波入力電圧Viをほぼ３倍に増幅し、加
算器８の非反転入力端子に送る。加算器８は両入
力電圧の差（3Vi−Vi 3）を算出し、出力端子１０
へ送る。
出力端子１０から得られる出力電圧V0は３乗
波形であるものの、第１の実施例と同様に、正弦
波に著しく近似する。３倍増幅器８の増幅率を精
密に調整した場合、出力電圧3.0464808Vにおい
て、0.001％以下の歪率が得られる。
波形であるものの、第１の実施例と同様に、正弦
波に著しく近似する。３倍増幅器８の増幅率を精
密に調整した場合、出力電圧3.0464808Vにおい
て、0.001％以下の歪率が得られる。
上記の両実施例に用いられる掛算器５は、第３
図に示すように加算器、減算器、自乗器などを組
合わせて構成される。図に示すように、加算器５
３は、入力端子５１に入力された掛算器５のＸ入
力と、入力端子５２に入力されたＹ入力とを加算
して、その和を自乗器５５へ送る。減算器５４
は、入力端子５１に入力された掛算器５のＸ入力
から入力端子５２に入力されたＹ入力を減算し、
その差を自乗器５６へ送る。自乗器５５は、入力
値を自乗して減算器５７の非反転入力端子に送
り、自乗器５６は入力値を自乗して減算器５７の
反転入力端子に送る。減算器５７は、入力された
自乗値の差を求めて、アツテネータ５８へ送る。
アツテネータ５８は、入力値を４分の１の比率で
減衰させて出力端子５９へ送る。
図に示すように加算器、減算器、自乗器などを組
合わせて構成される。図に示すように、加算器５
３は、入力端子５１に入力された掛算器５のＸ入
力と、入力端子５２に入力されたＹ入力とを加算
して、その和を自乗器５５へ送る。減算器５４
は、入力端子５１に入力された掛算器５のＸ入力
から入力端子５２に入力されたＹ入力を減算し、
その差を自乗器５６へ送る。自乗器５５は、入力
値を自乗して減算器５７の非反転入力端子に送
り、自乗器５６は入力値を自乗して減算器５７の
反転入力端子に送る。減算器５７は、入力された
自乗値の差を求めて、アツテネータ５８へ送る。
アツテネータ５８は、入力値を４分の１の比率で
減衰させて出力端子５９へ送る。
これらの処理が掛算器５内で順次実行されるこ
とにより、図示のようにＸ，Ｙ入力に加えられる
入力信号Ａ，Ｂについての積ABを得ることがで
きる。
とにより、図示のようにＸ，Ｙ入力に加えられる
入力信号Ａ，Ｂについての積ABを得ることがで
きる。
第４図及び第５図はそれぞれ第１、第２実施例
における作動特性図を示す。第１実施例における
シフト電圧、または第２実施例の増幅後の電圧を
0.0〜4.0ボルトまで変化させた場合の出力電圧の
波形変化がみられ、シフト電圧、または増幅電圧
が3.0V近傍で、理想的な正弦波形があらわれる。
における作動特性図を示す。第１実施例における
シフト電圧、または第２実施例の増幅後の電圧を
0.0〜4.0ボルトまで変化させた場合の出力電圧の
波形変化がみられ、シフト電圧、または増幅電圧
が3.0V近傍で、理想的な正弦波形があらわれる。
上述したように、本発明の正弦波発生器は、主
に自乗器、掛算器等により構成し、入力した基準
三角波に簡単な演算処理を加えて、正弦波に近似
した３乗波形を得るようにしたため、適当な調整
がなされた場合は、実用上支障のない程度に正弦
波に近似した３乗波出力を得ることができる。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
ノイズの発生のおそれもない。
に自乗器、掛算器等により構成し、入力した基準
三角波に簡単な演算処理を加えて、正弦波に近似
した３乗波形を得るようにしたため、適当な調整
がなされた場合は、実用上支障のない程度に正弦
波に近似した３乗波出力を得ることができる。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
ノイズの発生のおそれもない。
また、本発明は、正弦波発生器の構成素子とし
て、自乗器を用いるとともに、掛算器についても
自乗器により構成した。周知のように天然中に
は、ダイオードやFET等のように自乗特性を有
するものがあるため、これらを用いる安価で高周
波域でも精度の良い自乗器が容易に得られる。こ
れらの自乗器を用いて本発明の正弦波発生器を構
成すると、より高い周波数の正弦波を発生可能に
した正弦波発生器を低コストで提供することがで
きる。
て、自乗器を用いるとともに、掛算器についても
自乗器により構成した。周知のように天然中に
は、ダイオードやFET等のように自乗特性を有
するものがあるため、これらを用いる安価で高周
波域でも精度の良い自乗器が容易に得られる。こ
れらの自乗器を用いて本発明の正弦波発生器を構
成すると、より高い周波数の正弦波を発生可能に
した正弦波発生器を低コストで提供することがで
きる。
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れる。従つて、前記
伝達関数からなる本発明正弦波発生器は、この従
来装置とその回路動作機能が大きく異なる。
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れる。従つて、前記
伝達関数からなる本発明正弦波発生器は、この従
来装置とその回路動作機能が大きく異なる。
V0≒1.5715Vi−0.004317Vi 3／１＋0.001398Vi 2
≒−3.0880Vi 3＋1124.1Vi／Vi 2＋715.31
≒−3.088ViVi 2−364.0）／Vi 2＋715.31
≒−3.088Vi（Vi＋19.1）（Vi−19.1）／（Vi＋j
26.75）（Vi−j26.75） ≒
−3.088Vi（Vi＋19.0794639）（Vi−19.0794639）／（V
i＋j26.7452348）（Vi−j26.7452348）
26.75）（Vi−j26.75） ≒
−3.088Vi（Vi＋19.0794639）（Vi−19.0794639）／（V
i＋j26.7452348）（Vi−j26.7452348）
第１図は本発明の第１実施例を示す回路構成
図、第２図は同じく第２実施例を示す回路構成
図、第３図は掛算器の内部を示す回路構成図、第
４図、第５図は、本発明の第１、第２実施例の作
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。 ２……自乗器、３……直流バイアス部、４……
定電流源、５……掛算器、９，５３……加算器、
５４，５７……減算器、５５，５６……自乗器、
５８……アツテネータ、Vi……三角波入力、V0
……正弦波出力。
図、第２図は同じく第２実施例を示す回路構成
図、第３図は掛算器の内部を示す回路構成図、第
４図、第５図は、本発明の第１、第２実施例の作
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。 ２……自乗器、３……直流バイアス部、４……
定電流源、５……掛算器、９，５３……加算器、
５４，５７……減算器、５５，５６……自乗器、
５８……アツテネータ、Vi……三角波入力、V0
……正弦波出力。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 三角波入力を自乗器に与え、該自乗器からの
２乗波出力を直流のバイアスによりマイナス側に
入力波最大値の約３倍シフトして掛算器のＹ入力
に与える一方、該掛算器の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 三角波入力を自乗器に与え、該自乗器からの
２乗波出力を後続する掛算器のＹ入力に与えると
同時に三角波入力信号を他方のＸ入力に与え、該
掛算器の出力を後続する加算器の反転端子に与
え、該加算器の非反転入力端子に振幅を３倍に増
幅した三角波入力信号を与え、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。 ３ 掛算器を、Ｘ入力とＹ入力の和を出力する加
算器と、Ｘ入力とＹ入力の差を出力する第１の減
算器と、前記加算器の出力を自乗する第１の自乗
器と、第１の減算器の出力を自乗する第２の自乗
器と、第１の自乗器の出力と第２の自乗器の出力
との差を出力する第２の減算器と、第２の減算器
の出力を４分の１の比率に減衰させて入力Ｘ，Ｙ
の積として出力するアツテネータとにより構成し
てなることを特徴とする請求項１または請求項２
記載の正弦波発生器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017429A JPH03220907A (ja) | 1990-01-26 | 1990-01-26 | 正弦波発生器 |
| US07/511,737 US5132636A (en) | 1990-01-26 | 1990-04-20 | Triangular to sine wave converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017429A JPH03220907A (ja) | 1990-01-26 | 1990-01-26 | 正弦波発生器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03220907A JPH03220907A (ja) | 1991-09-30 |
| JPH0576202B2 true JPH0576202B2 (ja) | 1993-10-22 |
Family
ID=11943775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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