JPH06196977A - 電圧制御発振回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電源電圧および温度の変化に対して安定した
発振が得られる電圧制御発振回路を提供することを目的
とする。 【構成】 直流電源に接続された電源電圧に比例した電
流を流すカレントソース６と、前記カレントソースの出
力とＧＮＤの間に接続したコンデンサ７と、オープンコ
レクタ出力を持つ第１および第２のコンパレータ３、４
と、電源と前記第２のコンパレータ４の出力の間に直列
に接続された２個の抵抗１、２と、１個のダイオード５
を持ち、前記コンデンサとカレントソースの接続点に
は、前記２個のコンパレータの反転入力と前記ダイオー
ドのアノードを接続し、前記直列に接続された抵抗の接
続点には、第１のコンパレータの出力と第２のコンパレ
ータの非反転入力を接続し、前記ダイオードのカソード
は前記第２のコンパレータの出力に接続した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、制御電圧に比例した発
振周波数を持つ電圧制御発振回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の電圧制御発振回路は、発振周波数
を安定させるために、電源電圧や温度の変化に対する補
正が必要であり、それらの補正のために多くの部品や精
度の高い部品を必要としていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の電圧制御発振回
路は、上記したように多くの部品と精度の高い部品を必
要としているため、コストが高くなると共に形状も大き
くなってしまうなどの問題があった。

【０００４】本発明は少ない部品点数で電源電圧の変動
による発振周波数の変動をできるだけ抑えることがで
き、温度による変動もダイオードの電圧降下による影響
のみに抑えることができる電圧制御発振回路を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第１の手段は、直流電源に接続された電源電
圧に比例した電流を流すカレントソースと、前記カレン
トソースの出力とＧＮＤの間に接続したコンデンサと、
オープンコレクタ出力を持つ第１および第２のコンパレ
ータと、電源と前記第２のコンパレータの出力の間に直
列に接続された２個の抵抗と、１個のダイオードを持
ち、前記コンデンサとカレントソースの接続点には、前
記２個のコンパレータの反転入力と前記ダイオードのア
ノードを接続し、前記直列に接続された抵抗の接続点に
は、第１のコンパレータの出力と第２のコンパレータの
非反転入力を接続し、前記ダイオードのカソードは前記
第２のコンパレータの出力に接続され、前記第１のコン
パレータの非反転入力に印可する電圧によって発振周波
数が変化するようにしたものである。

【０００６】また、本発明の第２の手段は、上記第１の
手段に加え、ダイオードに直列にカレントソースを接続
したものである。

【０００７】

【作用】本発明の第１の手段は、少ない部品点数で電源
電圧の変動による発振周波数の変動をできるだけ抑える
ことができ、温度による変動もダイオードの電圧降下に
よる影響のみに抑えることができる。また、部品点数が
少ないため、コストや形状を押さえることができる。

【０００８】また、本発明の第２の手段では、ダイオー
ドに直列にカレントソースを接続することで、上記第１
の手段の作用に加え、発振波形を三角波にすることがで
き、より広い用途に対応することができる。

【０００９】

【実施例】本発明の第１の手段の実施例について図１か
ら図３を用いて説明する。直流電源に接続された電源電
圧に比例した電流を流すカレントソース６と、前記カレ
ントソース６の出力とＧＮＤの間に接続したコンデンサ
７と、オープンコレクタ出力を持つ第１および第２のコ
ンパレータ３、４と、電源と前記第２のコンパレータ４
の出力の間に直列に接続された第１および第２の抵抗
１、２と、１個のダイオード５を持ち、前記コンデンサ
７とカレントソース６の接続点には、前記２個のコンパ
レータ３、４の反転入力と前記ダイオード５のアノード
を接続し、前記直列に接続された抵抗１、２の接続点に
は、第１のコンパレータ３の出力と第２のコンパレータ
４の非反転入力を接続し、前記ダイオード５のカソード
は前記第２のコンパレータ４の出力に接続され、前記第
１のコンパレータ３の非反転入力に印可する電圧を変化
すことによって発振周波数が変化するようにしている。

【００１０】なお、第１の抵抗１とカレントソース６は
電源電圧ＶDDに接続され、第１のコンパレータ３の非反
転入力には制御電圧Ｖｃを入力する。発振出力Ｖｆはコ
ンデンサの電圧を出力する。

【００１１】次に上記回路の動作説明を行う。初期状態
としてコンデンサ７は放電された状態でり、制御電圧Ｖ
ｃは電源電圧ＶDDよりも低いとする。この時、第１のコ
ンパレータ３と第２のコンパレータ４の出力端子はハイ
インピーダンスの状態を保ち、第１の抵抗１と第２の抵
抗２の接続点の電位ＶAは電源電圧ＶDDに等しくなって
いる。カレントソース６は電源電圧ＶDDに比例した直流
電流ＩCを流し、前記直流電流ＩCはコンデンサ７を充電
する。コンデンサ７の電圧が上昇し、制御電圧ＶCより
大きくなると、第１のコンパレータ３の出力はハイイン
ピーダンスから低インピーダンスに移行し、第１の抵抗
１と第２の抵抗２の接続点の電位ＶAは瞬時にＧＮＤ電
位になる。この時、第２のコンパレータ４の出力も反転
し、コンデンサ７の放電を開始する。コンデンサ７の電
位が制御電圧ＶCより低くなると第１のコンパレータ３
の出力はハイインピーダンスの状態に戻る。第２のコン
パレータ４の出力は低インピーダンスであるため、電位
ＶAは電源電圧ＶDDを第１の抵抗１と第２の抵抗２で分
圧した値となる。

【００１２】コンデンサ７の電位が下がりＶAと等しく
なると、第２のコンパレータ４の出力は再びハイインピ
ーダンス状態となり、コンデンサ７の充電を再開する。

【００１３】図２に各部の電圧波形を示す。コンデンサ
７の電位Ｖｆはカレントソース６より供給される定電流
により直線的に上昇し、制御電圧ＶCに達する。この時
ＶAは電源電圧ＶDDに等しい状態から、瞬時にＧＮＤに
低下しコンデンサ７が放電しＶｆが低下する。コンデン
サ７が放電を開始すると共にＶAは第１の抵抗１、第２
の抵抗２で分圧された電位ＶA’になり、ＶｆがＶA’に
等しくなるとＶA’は電源電圧ＶDDと等しくなる。この
動作を繰り返すことによって発振が継続する。発振周波
数の制御は制御電圧ＶCの値によって制御される。

【００１４】図３に実際に回路として構成したときの一
実施例を示す。図３において、１１は第１の抵抗、１２
は第２の抵抗、１３は第１のコンパレータ、１４は第２
のコンパレータ、１５は第１のダイオード、１６はコン
デンサ、１７は第３の抵抗、１８は第４の抵抗、１９は
第５の抵抗、２０はトランジスタ、２１は第２のダイオ
ードである。第１の抵抗１１は電源電圧ＶDDに接続さ
れ、第１のコンパレータ１３の非反転入力には制御電圧
を入力する。発振出力はコンデンサ１６の電圧を出力す
る。図３の回路は図１の回路のカレントソースを抵抗と
ダイオードとトランジスタで構成したものであり、第３
の抵抗１７は第２のコンパレータ１４の入力電流を制限
するためのものである。

【００１５】カレントソースの電流値すなわちトランジ
スタ２０のエミッタ電流は、第４の抵抗１８の両端電圧
に比例し、前記両端電圧は電源電圧ＶDDに比例する。す
なわち、カレントソースの発生する直流電流ＩCは電源
電圧に比例することになる。また、トランジスタのベー
ス−エミッタ間電圧の温度特性は、第２のダイオード２
１によって打ち消されるため、カレントソースの直流電
流ＩCは温度の影響を受けない。

【００１６】電源電圧ＶDDが変動した場合、制御電圧Ｖ
Cが電源電圧ＶDDの抵抗分圧によって作られているとす
ると、カレントソースの直流電流ＩCと、ＶAの電位と制
御電圧ＶCが電源電圧ＶDDに比例することになり、これ
によって電源電圧ＶDDに対して発振周波数が変動するこ
とはない。また、温度の変動があった場合も制御電圧Ｖ
CとＶAは抵抗分圧によって作られているため、温度によ
る影響が相殺され制御電圧ＶCとＶAは温度による影響を
受けない。このため、直流電流ＩCと制御電圧ＶCとＶA
が温度変化に対して安定しているため、発振周波数の変
動も安定している。 次に本発明の第２の手段の実施例
について図４から図５を用いて説明する。図４におい
て、３１は第１の抵抗、３２は第２の抵抗、３３は第１
のコンパレータ、３４は第２のコンパレータ、３５はダ
イオード、３６は第１のカレントソース、３７はコンデ
ンサ、３８は第２のカレントソースである。第１の抵抗
３１と第１のカレントソース３６は電源電圧ＶDDに接続
され、第１のコンパレータ３３の非反転入力には、制御
電圧を入力する。発振出力はコンデンサ３７の電圧を出
力する。

【００１７】コンデンサ３７が放電するときは、第２の
カレントソース３８によって放電電流が制限されるた
め、図５の動作波形に示したように発振波形は三角波に
することができる。

【００１８】図５に各部の電圧波形を示す。コンデンサ
３７の電位Ｖｆは第１のカレントソース３６より供給さ
れる直流電流ＩCにより直線的に上昇し、制御電圧ＶCに
達する。この時ＶAは電源電圧ＶDDに等しい状態から、
瞬時にＧＮＤに低下しコンデンサ３７が放電を開始す
る。この時コンデンサ３７の放電電流は第２のカレント
ソース３８によって決定されるため直線的にＶｆが低下
する。コンデンサ３７が放電を開始すると共にＶAは第
１、第２の抵抗３１、３２で分圧された電位ＶA’にな
り、ＶｆがＶA’に等しくなるとＶA’は電源電圧ＶDDと
等しくなる。

【００１９】この動作を繰り返すことによって発振が継
続する。また、第１および第２のカレントソースが発生
する直流電流の値を変えることによって、立ち上がり、
立ち下がりのｄｖ／ｄｔの違う三角波を容易に発生させ
ることができる。

【００２０】

【発明の効果】本発明の第１の手段によれば、少ない部
品点数で温度変化や電源電圧変動に対して安定した電圧
制御発振回路を構成することができ、コストを低く抑え
ることができると共に、回路形状も小さくすることがで
きる。

【００２１】また、本発明の第２の手段によれば第１手
段の効果に加え、発振波形を三角波にすることができ、
２つのカレントソースが発生する直流電流の値を変える
ことによって、立ち上がり、立ち下がりのｄｖ／ｄｔの
違う三角波を容易に発生させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明電圧制御発振回路の第１の手段の実施例
を示す回路図

【図２】同動作波形図

【図３】同回路を実際に回路として構成したときの一実
施例を示す回路図

【図４】本発明電圧制御発振回路の第２の手段の実施例
を示す回路図

【図５】同動作波形図

【符号の説明】 １・１１・３１ 第１の抵抗 ２・１２・３２ 第２の抵抗 ３・１３・３３ 第１のコンパレータ ４・１４・３４ 第２のコンパレータ ５・１５・２１・３５ ダイオード ６・３６・３８ カレントソース ７・１６・３７ コンデンサ １７ 第３の抵抗 １８ 第４の抵抗 １９ 第５の抵抗 ２０ トランジスタ ２２ 第６の抵抗

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源に接続された電源電圧に比例し
   た電流を流すカレントソースと、前記カレントソースの
   出力とＧＮＤの間に接続したコンデンサと、オープンコ
   レクタ出力を持つ第１および第２のコンパレータと、電
   源と前記第２のコンパレータの出力の間に直列に接続さ
   れた２個の抵抗と、１個のダイオードを持ち、前記コン
   デンサとカレントソースの接続点には、前記２個のコン
   パレータの反転入力と前記ダイオードのアノードを接続
   し、前記直列に接続された抵抗の接続点には、第１のコ
   ンパレータの出力と第２のコンパレータの非反転入力を
   接続し、前記ダイオードのカソードは前記第２のコンパ
   レータの出力に接続され、前記第１のコンパレータの非
   反転入力に印可する電圧を変化すことによって発振周波
   数が変化する電圧制御発振回路。
2. 【請求項２】 ダイオードに直列にカレントソースを接
   続した請求項１記載の電圧制御発振回路。