JPS6023533B2 - 傾斜信号発生回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、煩斜信号発生回路、特に相補（或は、差動）
型の電圧制御型第二電流源と１個又は２個の充電用コン
デンサを用いて、種々の傾斜（鋸歯状）信号を発生する
傾斜信号発生回路に関する。

従来の相補型電流源回路は、第１図に示すように例えば
トランジスタＴ，を含む電流源回路ＣＳの出力電流１を
一対のェミッタ抵抗Ｒでェミッタを結合した一対のトラ
ンジスタＴ２，Ｔ３を含む差動回路ＤＡに加え、両トラ
ンジスタＴ２，Ｔ３のベースに加える制御電圧Ｖｃを制
御し、これら両トランジスタＴ２，ｒ３のコレクタから
夫々相補出力ｉ，，ｉ２を得ている。

しかし、このような従来回路では、ｉ，，ｉ２はトラン
ジスタＴ２，Ｔ３の各ベース電圧の差及び極性に依存す
るのみならず、第２図に示すように線形動作する範囲が
挟し、ので正確にｉ，，ｉ２の値を知ることができない
。故に、従来の相補電流源を用いて単一或は二個のコン
デンサの充電・放電を行ない制御可能な所定の煩斜信号
を発生しようとしても、出力波形を正確に予測すること
ができないという欠点がある。

本発明は、従来例の欠点を排除し、正確に予測し得る種
々の傾斜信号が得られ、しかも回路構成が簡単な煩斜信
号を提供するものである。

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施例について
説明する。

なお、簡単のため各図の対応部分には同一符号を付して
ある。第３図は、本発明の実施例に使用する電圧制御型
電流源の原理図を示し、第４図は第３図の実施例の制御
電圧Ｖ３と出力電流ｉ，，ｉ２の変化特性図である。

電圧ｙ２が演算増中器１２の非反転入力端子に印加され
ているので、トランジスタＴｒ・のェミツタの電圧はＶ
２に維持される。このェミツタには抵抗値Ｒ，，Ｒ２を
有する２個の抵抗器の各々の一端が接続されている。抵
抗値Ｒ，の抵抗器の他端には電圧Ｖ，が印加されている
ので、この抵抗器を流れる電流１は、１＝（Ｖ，一Ｖ２
）／Ｒ．・・・・・・【１｝である。

ポテンショ・メータ１４の出力電圧Ｖ３（制御電圧）は
演算増中器１６の非反転入力端子に印加されるので、抵
抗値Ｒ２の抵抗器の右端の電圧はＶ３となる。抵抗値Ｒ
２の抵抗器とトランジスタＴｒ２のェミッタ及びコレク
タを流れる電流をｉ２とすれば、
−． ｖ２−ｖ３ Ｖ２ Ｖ３
……■１２＝−耳−−Ｒ２ Ｒ２トランジスタＴｒ・
のェミッタ及びコレクタを流れる電流をｉ，とすれば、
ｉ，＝，−ｉ２＝Ｖ・毒，Ｖ２ Ｖ立山Ｒ２Ｖ仁塁・十
Ｒ２）Ｖ２十Ｒ・Ｖ３．．．．．側− Ｒ２ ＝
Ｒ，Ｒ２｛３｝式に於いて、 Ｖ２：支事ＺＶ． ……‘４’のときｉ．＝毒
‐‐‐‐‐‐‘５’ したがって、■，【４’，‘５’式から ｉ２＝Ｒ芋Ｒ２−ｉＩ Ｖ， ．．．．．・【６｝ ．・．ｉ，十ｊ２＝瓦士耳 ‘２｝，｛５｝，‘６｝式により、電流ｉ，，ｉ２は、
第４図に示すようにＶ３が０乃至Ｖ２の全範囲に亘つて
線形であり互いに相補的に変化することが判る。

第５図は、本発明の第１の実施例であり、第３図の電圧
制御型電流源を用いた頭斜信号及びパルス発生器を示す
。

第６図はその動作波形図である。今、スイッチ制御回路
２０、例えば、ＲＳ型フリツプ・フロツプの出力が高レ
ベルとすると、スイッチング回路を構成するダイオード
Ｄ，〜Ｄ４のうちＤ，，Ｄ４が遮断状態（オフ）でＤ２
，Ｄ３が導適状態（オン）である。したがって、トラン
ジスタＴｒ，からの電流ｉ，が、スイッチＳ，，Ｓ２の
開閉により回路に挿入されるコ）′デンサＣ，又はＣ２
或はｅ＝〉Ｍ−きｔ＝Ｖ船−き（Ｒ；ヨ軍−毒）ｔ）こ
の電圧ｅが−Ｖｒｅｆまで下がると（第６図Ａの時点ら
）、比較器ＣＯＭＰ２が出力を発生してフリツプ・フロ
ツプ２０の出力を再び高レベルに戻す。そこでコンデン
サＣ，，Ｃ２を電流ｉ．で充電し、その端子電圧ｅは、
Ｃ，，Ｃ２の双方（以下、コンデンサＣ，，Ｃ２という
）を充電する。

コンデンサＣ，，Ｃ２の容量をＣとすると、その端子電
圧ｅは、ｅ＝きｔ＝表ｔ であり、第６図Ａに示すように期間ｔ，一ｔ２の間一定
割合で上昇する。

この電圧は緩衝増中器２２を介して、出力端２４に現わ
れる。一方、電圧ｅが、比較的ＣＯＭＰＩの基準電圧十
ＶＭを越えると（第６図Ａの時点ｔ２）、この比較器Ｃ
ＯＭＰＩは出力を発生しフリッブ・フロップ２０を駆動
しその出力を反転して低レベルとする。そこでダイオー
ドＤ，，Ｄ４がオン、Ｄ２，Ｄ３がオフとなり、コンデ
ンサＣ，，Ｃ２に畜積された電荷はカレント・ミラー回
路２６を通じて放電する。ところで、カレント・ミラー
回路の入力端はトランジスタＴｒ２のコレクタに接続さ
れ、この入力端に図示のように電流ｉ２が流入する。し
たがって、カレント・ミラー回路の出力端（ダイオード
Ｄ３，Ｄ４の接続点に接続）には、同じく電流ｉ２が流
入する。したがって前述したコンデンサＣ，，Ｃ２から
の放電々流はｉ２である。さてこの場合のコンデンサＣ
，，Ｃ２の両端の電圧ｅは‘５｝，■式を参照して、ｅ
：−ｖｒｅｆ＋表ｔと脇 以下、上述の動作を反復する。

ここで、ポテンショ・メータ１４を調整して抵抗値Ｒ２
の抵抗器の右端の制御電圧Ｖ３を変化させると、第４図
に示すように電流ｉ，，ｉ２が互いに相補的に変化する
ので、コンデンサＣ，，Ｃ２の端子電圧ｅは広範囲且つ
線形に変化する。

即ち、電圧Ｖ３が大きいと電流ｉ，がそれに比例して大
きくなるので鏡斜波（三角波）の増加（右上り）部分が
短かくなり（第６図Ａの期間ｔ５−ｋ及び上７−ｔ８）
、他方電流ｉ２が等量減少するので減少（右下り）部分
が長くなる。しかし、｛６１式に示すようにｉ，十ｉ２
：Ｖ，／（Ｒ，十Ｒ２）であるので、ｉ，十ｉ２はＶ，
，Ｒ，，Ｒ２が同じである限り一定であることに注意す
べきである。したがって、期間（Ｌ一ｔ２）と（ち−ｔ
７）は等しく、制御電圧Ｖ３に無関係に煩斜信号の周波
数（周期）は一定である。この周波数を変化させるには
Ｖ，，Ｒ，，Ｒ２及びＣのいずれかを変化させればよい
。一般には、周波数を大坪風こ切換える場合にはコンデ
ンサＣを、狭い範囲でステップ状に変化させるにはＲ，
，Ｒ２を、更に限られた範囲で連続可変とするにはＶ，
を変化させせる。なお、第６図Ｂはフリツプ・フロツプ
２０の出力であり、衝撃係数が大幅且つ線形に変化する
矩形パルスが得られる。前述の‘２’，｛５｝式から判
るように電流、ｉ，，ｉ２の最大値はＶ，／（Ｒ，十Ｒ
２）であるので、Ｒ，，Ｒ２，Ｖ，及びコンデンサＣ，
，Ｃ２の容量を選択することにより所定の周期の頭斜電
圧信号ｅが得られるようにする。第７図は、本発明に係
る傾斜信号発生回路の他の実施例を示し、その代表的な
動作波形図を第８図に示す。

第７図のゲート信号発生器３０に第８図Ａのトリガ・パ
ルスを加え第８図Ｃに示すゲート信号を出力させる。こ
のゲート信号はスイッチ（電子式又は機械式）ＳＷ２に
印力０される。ゲート信号Ｃが高レベルになるとスイッ
チＳＷ２は開状態となり、演算増中器３２とコンデンサ
Ｃ２を含む積分器ｍＴ２に供給される電流ｉ２によりコ
ンデンサＣ２（容量もＣ２とする）は充電される。した
がって、出力端ＯＵＴ２には、ｅ２＝孝ｔ＝字（Ｒ支芋
軍−毒）ｔ の傾斜蟹圧信号が得られる（第８図Ｂ）。

なお、電圧ｅ２が所定の最大レベルに達すると（第８図
の時点ｔ４）帰還回路（図示せず）によりスイッチＳＷ
２は閥となりコンデンサＣ２の電荷は放電され、電圧ｅ
２は急激に降下する。ところで、電圧ｅ２が、前述の所
定の最大レベルに達する前、比較器ＣＯＭＰの基準電圧
Ｖｒｅｒ以上になるとこの比較器ＣＯＭＰから第８図Ｄ
に示す遅延トリガ出力が発生する。この世力はゲート信
号発生器（図示せず）、及びスイッチＳＷＩを含む制御
回路３４に印加され、ゲート信号発生器からはこのトリ
ガ・パルスにより第８図Ｆのゲート信号が発生する。ゲ
ート信号Ｆが高レベルになると（時点ら，ｔ６）スイッ
チＳＷＩは開となり、演算増中器３６及びコンデンサＣ
，を含む積分器ｍＴＩに供聯合される電流ｉ，によりコ
ンデンサＣ，（容量をＣ，とする）が充電される。した
がって出力端ＯＵＴＩには、ｅ・＝号ｔ＝巷ｔ の額斜電圧信号が発生する。

なお、電圧ｅ，が所定の最大レベルに達すると（第８図
の時点上３及びら帰還回路（図示せず）によりスイッチ
ＳＷ，は閉となりコンデンサＣ，の電荷は放電され、電
圧ｅ．は急激に降下する。そして、時点ｔ５で再びｅ２
がトリガ・パルスＡに同期して上昇し始め上述の動作が
繰返される。尚、瓜Ｔ２及びＩＮＴＩはは夫々時点し，
ｔ３後回路が安定状態に復帰する迄次の懐斜信号が発生
しないようにする為オシロスコープで周知の禁止回路を
設ける。このように、第７図の実施例は普通の遅延掃引
型オシロスコープの掃引回路と同様の機能を有する。な
お、必要に応じて、抵抗値Ｒ，，Ｒ２の抵抗器の他に多
数の抵抗器を設けＲ，Ｒ２の大きさをスイッチによりス
テップに切換えｅ，，ｅ２の懐斜を変化させることがで
きる。第７図の実施例をオシロスコープの掃引回路に使
用すれば、従来回路を使用する場合に比較し、簡単且つ
安価な縞引回路を得ることが可能である。額斜電圧信号
ｅ，の婦引速度は、選択したコンデンサＣ，と、ディジ
タル電圧計ＤＶＭによる制御電圧Ｖ３の測定健か、或は
高精度ポテンショ・メータご４の目盛とにより決定でき
る。第９図は本発明による顔斜信号発生回路の第３の実
施例であり、夫々校正された２つの傾斜を有する複合傾
斜信号を発生する回路を示し、第１０図はその動作波形
図を示す。

第１０図Ａは出力端ＣＵＴからの煩斜信号波形、Ｂ，Ｃ
は夫々スイッチＳＷ１，ＳＷ２の動作（高レベル期間は
オン、低レベル期間はオフ）を示す。まず期間ら−ｔ３
で示す第１の場合には、ＳＷ２は通常オフであり、ゲー
ト信号発生器３０からのゲート信号によりスィッチＳＷ
Ｉが時点ｔ．でオフになると演算増中器３６及びコンデ
ンサＣを含む積分器に供給される電流３（＝ｉ．；宅）
によりコンデンサＣ（容量もＣとする）が充電される。
このときのコンデンサＣの端子電圧はＶ３ノＣＲ２の煩
斜で上昇する。この積分器の出力が比較器ＣＯＭＰの基
準電圧Ｖｒぱを越すと（時点ｔ２）、比較器ＣＯＭ円か
ら出力が発生しスイッチＳＷ２がオンになる。このとき
充電電流はｉ３＝ｉ．十ら；・：二言２＝支竿電なので
、出力端ＯＵＴの電圧はＶ，／Ｃ（Ｒ，十Ｒ２）の煩斜
で上昇する。この出力端電圧が所定の値に達すると（時
点ら）復帰回路（図示せず）によりスイッチＳＷＩはオ
ンとなりコンデンサＣに畜積された電荷は放電される。
出力端ＰＵＴの電圧がＶｒｅｆ以下になると比較器ＣＯ
Ｍ円からの出力はなくなりスイッチＳＷ２もオフとなる
。次に期間ｔ４−ｔ８で示す第２の場合は、ＳＷ２が通
常オンである。よって、出力傾斜信号の煩斜は最初の期
間ｔ４一ｔ５中はＶ，／Ｃ（Ｒ，十Ｒ２）の大きい傾斜
であり、それに続く期間ｔ５一ｔ６中はＶ３／ＣＲ２の
小さい煩斜となる。上で触れたように、コンデンサＣに
供給される電流３はスイッチＳＷ１，ＳＷ２の開閉に拘
らず既知であり、つまり校正されていることが判る。し
たがって、第９図の実施例は、オシロスコープの混合婦
引（ＭｉｘＳｗｅｅｐ）に使用する場合、従来のように
２つの独立した濠引回路を使用する必要がないので構成
が小型化でき経済性に寄与するところが大きい。尚、Ｓ
Ｗ２は所謂電流スイッチ等の電子スイッチでよく、上述
のように一橋引の途中ではなく、交互にオンオフに切換
え、オシロスコープの２つの時間軸として使用すること
もできる。またＶ３は連続ではなくステップ状に切換え
ることもできる。以上説明したように、本発明の実施例
によれば、広い範囲で線形動作する相補型の電圧制御型
二電流源を用いて１個又は２個のコンデンサを充電又は
放電することにより種々の優斜信号が発生するという実
用上磯著な作用効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従釆の相補電流源、第２図は第１図の電流源の
動作説明図、第３図は本発明の実施例に利用する電流源
回路の原理図、第４図は第３図の回路の電圧−電流特性
図、第５，７，９図は夫々本発明の実施例、第６，８，
１０図は夫々第５，７，９図の実施例の動作説明図であ
る。 １２，１６，２２・・・演算増中器、１４・・・ポテン
ショ−メータ、２０・・・スイッチ制御手段、２６・・
・カレント・ミラー回路、３０…ゲート信号発生器、Ｔ
ｒ，，Ｔｒ２・・・トランジスタ、ＣＯＭ円 １，ＣＯ
ＭＰ２、ＣＯＭＰ・・・比較器、ＩＮＴ１，ＩＮＴ２・
・・積分器、Ｓ，，Ｓ２，ＳＷ１，ＳＷ２・・・スイッ
チ、Ｒ，，Ｒ２…抵抗器、Ｃ，，Ｃ２・・・コンデンサ
、Ｄ，〜Ｄ４・・・ダイオード。 第１図 第２図 第４図 第３図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トランジスタ及び該トランジスタのエミツタに一端
   を接続した第１抵抗器を有する電流源回路と、上記トラ
   ンジスタのエミツタに一端を接続した第２抵抗器と、該
   第２抵抗器の他端に接続した制御電圧源と、上記トラン
   ジスタのコレクタを流れる第１電流及び上記第２抵抗器
   を流れる第２電流を単一或は異なるコンデンサに流して
   傾斜波を発生するようにしたことを特徴とする傾斜信号
   発生回路。 ２ 上記コンデンサとして単一コンデンサを使用し、上
   記第１電流及び第２電流で上記コンデンサを充電及び放
   電するようにした特許請求の範囲第１項記載の傾斜信号
   発生回路。 ３ 上記第１電流或は該第１電流と上記第２電流の和を
   上記コンデンサに選択的に流すようにした特許請求の範
   囲第２項記載の傾斜信号発生回路。 ４ 上記コンデンサとして２個のコンデンサを使用し、
   夫々上記第１及び第２電流を流し、該第２電流が流れる
   コンデンサの電圧が所定電圧となるとき上記第１電流を
   対応するコンデンサに流すようにした特許請求の範囲第
   １項記載の傾斜信号発生回路。 ５ 上記トランジスタのベース電圧として上記第１抵抗
   器の他端に加えた電圧と第２抵抗器の抵抗値の積を上記
   第１及び第２抵抗器の抵抗値の和で除した値に選定した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１，２，３或は４項
   記載の傾斜信号発生回路。