JPH084216B2 - 発振装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、定電流電源回路の出力電流により発振する
発振回路を備えた発振装置に関するものである。

従来の技術 第３図は、従来の発振装置のブロック図を示すもので
ある。第３図において、１はバンドギャップ基準電源回
路等よりなる定電流回路、２はコンデンサ３の充放電時
間により発振周波数が決定される発振回路、４はその発
振出力端子である。

以上の構成による発振装置について、以下その動作に
ついて説明する。前記定電流電源回路１より定電流I_Oが
出力され、コンデンサ３が接続された発振回路２に入力
され、発振出力が端子４より出力される。ここで発振回
路２の動作を第４図を参照しながら説明する。第４図の
波形は、コンデンサ３の発振回路側の端子の電圧波形を
示す概略図である。そして、発振回路２は、定電流電源
回路１の出力定電流I_Oをコンデンサ３に導き、設定電圧
V_H,V_Lの間で充放電させ、第４図に示すように発振させ
るものであり、その発振出力を端子４より出力する。コ
ンデンサ３の端子電圧の上昇時間（充電時間）と下降時
間（放電時間）は、I_Oが定電流ゆえそれぞれ等しくなる
ので、第４図に示すようにその時間をt_Oとし、コンデン
サ３の容量値をＣとすると発振周波数は次式となる。

Ｑ＝t_OI_O＝Ｃ（V_H-V_L） ここで発振周波数の温度特性を考える。バンドギャッ
プ基準電源回路等よりなる定電流電源回路１は、一般に
その電源回路に接続される回路に使用されている抵抗の
端子間電圧が、温度変化，電源電左変動によって変化し
ないよう設計される。ゆえに、電源回路に接続される回
路の抵抗の温度係数をＡ（ppm）とすると、定電流電源
回路の出力電流I_Oの温度係数は−Ａ（ppm）となり、次
式が成立する。

そして、発振回路において設定される電圧V_H,V_Lも定
電流電源回路を用いて発生されているとするとその温度
変化はなく、（V_H-V_L）の値も温度変化はない。よっ
て、発振周波数の温度特性は次式のように求まる。

たとえば、半導体集積回路に用いられる抵抗の温度係
数は約＋2000ppmであり、コンデンサ３に使用されるポ
リエステルフィルムコンデンサの温度係数は約＋150ppm
であるとすると、この場合の発振周波数の温度特性
は、2,3式より次式となる。

ゆえに、上記従来の構成では、電源電圧変動による発振
周波数の変化はないが、その温度特性は発振回路に使用
されている抵抗と容量の温度係数に依存し、かつその温
度特性は悪いという欠点を有していた。

本発明は、上記従来の問題点を解決するもので発振周
波数の温度特性を任意に設定できる発振装置を供給する
ことを目的とする。

問題点を解決するための手段 この目的を達成するために本発明の発振装置は、定電
流電源回路と、コンデンサの充放電時間により発振周波
数が決定される発振回路と、前記定電流電源回路の出力
電流を前記コンデンサの充放電時の電流として供給する
電流変換回路とを有し、前記電流変換回路は、エミッタ
抵抗を有するエミッタ接地トランジスタ回路に、カレン
トミラー回路が直列接続され、前記エミッタ抵抗値を設
定することにより、前記定電流電源回路からの出力電流
を、コンデンサの温度補償特性を有する前記コンデンサ
への充放電時の電流に変換するように構成している。

実施例 以下、本発明の一実施例の構成，動作，作用につい
て、図面を参照しながら説明する。

第１図に本発明の第１の実施例の回路図を示す。な
お、第１図に示す本実施例において、第３図に示した従
来例と同一構成部分には同一番号を付して詳細な説明を
省略する。第１図において、5,7,9,10は抵抗、６はNPN
トランジスタ、8,11はPNPトランジスタであり、これら
により電流変換回路13が構成されている。なお、12は電
源電圧V_CCの印加端子である。

以上のように構成された発振装置について、以下、そ
の動作を説明する。発振の動作は同様であるので電流変
換回路13の動作のみ説明する。まず、定電流電源回路１
の出力定電流I_Oと抵抗５により抵抗５の端子間にV_Aなる
電圧が発生する。そして、トランジスタ６のコレクタに
電流が流れるわけであるが、ここで、トランジスタ６の
ベース・エミッタ間電圧をV_BE、抵抗７の抵抗値をR₇と
し、トランジスタ６のエミッタ接地電流増幅率を無限大
と仮定すると、トランジスタ６のコレクタ電流I_Cは次式
となる。

そして、抵抗9,10,PNPトランジスタ8,11で構成される
カレントミラー回路により、前記コレクタ電流I_Cはミラ
ーされて、電流変換回路13の出力電流I₁となる。ここ
で、カレントミラー回路のミラー比を１と仮定すると、
出力電流I₁は次式となる。

次にこのI₁の温度特性を求める。ここでV_Aは定電流電
源回路の出力電流により発生するので、その温度による
変化と電源電圧変動による変化はないものとする。

この時、発振周波数をある値に設定し、仮にその温度
変化を零にすることを考えてみる。ここで仮にI₁＝50μ
Ａとし、 の場合を考えると電流変換回路の出力電流I₁の温度特性
は、（６）式より次式となる。

そして、 とすれば発振周波数の温度変化を零にするためには、
（３）式より考察すると出力電流I₁の温度変化率は＋15
0ppmでなければならない。よって（７）式よりR₇は次式
のように求まる。

すなわち、 の如く、エミッタ抵抗値R₇は、トランジスタのベース・
エミッタ間電圧の温度係数値を、抵抗の温度係数値とコ
ンデンサの温度係数値の加算値に出力電流値を乗算した
結果で、除算することにより求まり、抵抗５の抵抗値を
I₁＝50μＡとなるよう選び、V_Aを設定すれば発振周波数
の温度変化零を実現できるわけである。そして、同様の
考え方をすれば発振周波数の温度特性を任意に設定する
ことも可能である。さらに、この実施例において発振周
波数の電源電圧変動特性は、従来例に対し悪化しないこ
とは、（４）〜（６）式に電源電圧V_CCの項がないこと
より明らかである。

以下、第２の実施例について説明する。第１の実施例
では、電流変換回路13はPNPトランジスタによるカレン
トミラーの回路構成としたが、第２の実施例を示す第２
図のようにNPNトランジスタによる構成としてもよい。
ここで第２図において、15,17,18,19は抵抗、14,16はNP
Nトランジスタ、20はPNPトランジスタであり、これらに
より電流変換回路13が構成され、トランジスタ14のコレ
クタとベースが定電流電源回路１に、そしてトランジス
タ20のコレクタが発振回路にそれぞれ接続される。そし
て、その動作は第１の実施例と同様であり、その効果も
同様となる。

以上のように本実施例によれば、電流変換回路を設け
ることにより、発振装置の発振周波数の電源電圧変動特
性を悪化させることなく、その温度特性を任意に設定す
ることができるわけである。

なお、第１の実施例と第２の実施例において、カレン
トミラー回路は最も単純な構成のものを示したが、他の
構成のカレントミラー回路としてもよく、そのミラー比
を１に限ることはない。また、第１の実施例と第２の実
施例において、定電流電源回路の出力電流の向きは電流
変換回路に流れこむ向きとしたが、逆向きの場合でも同
様の効果の電流変換回路を構成できることは言うまでも
ない。

発明の効果 以上のように本発明は、定電流電源回路の出力電流に
よって発振する発振回路を備えた発振装置において、定
電流電源回路の出力電流を電流変換する電流変換回路を
設け、電流変換回路の出力電流により発振回路を発振さ
せることにより、その発振周波数の電源電圧変動特性を
悪化させることなく、その温度特性を任意に設定できる
優れた発振装置を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例における発振装置の回
路図、第２図は第２の実施例における電流変換回路の回
路図、第３図は従来の発振装置のブロック図、第４図は
発振装置の動作説明図である。 １……定電流電源回路、２……発振回路、13……電流変
換回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】定電流電源回路と、コンデンサの充放電時
   間により発振周波数が決定される発振回路と、前記定電
   流電源回路の出力電流を前記コンデンサの充放電時の電
   流として供給する電流変換回路とを有し、前記電流変換
   回路は、エミッタ抵抗を有するエミッタ接地トランジス
   タ回路に、カレントミラー回路が直列接続され、前記エ
   ミッタ抵抗値は、トランジスタのベース・エミッタ間電
   圧の温度係数値を、前記エミッタ抵抗の温度係数値と前
   記コンデンサの温度係数値の加算値に前記電流変換回路
   の出力電流値を乗算した結果で、除算して求めることに
   より、前記定電流電源回路からの出力電流を、コンデン
   サの温度特性を補償する温度係数を持つ前記コンデンサ
   への充放電時の電流に変換することを特徴とする発振回
   路。