JPS6142827B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ある信号の周波数に応じた電圧を発
生する周波数−電圧変換回路に関する。

電動機の定速制御を行なうような場合、電動機
の回転数に比例した周波数信号を発生させ、この
周波数信号を直流電圧に変換し、基準電圧との差
電圧を帰還することにより定速制御することが多
い。周波数−電圧変換はパルスカウント等の方法
で可能であるが、かかる方法は変換された電圧に
直流成分だけでなくリツプル分をも含むためこの
リツプル成分で電動機が駆動され、フオノモータ
等に使用される電動機では、Ｓ／Ｎの劣化を生じ
不適当であつた。

そこで、サンプルアンドホールド方式によつて
周波数を電圧に変換し、リツプル分の少ない電圧
を得る周波数−電圧変換回路が電動機の定速制御
等に用いられている。

かかる周波数−電圧変換回路の一例が第１図に
示されている。入力信号を第１の単安定マルチバ
イブレータに加え、狭いパルス幅のサンプリング
パルスを発生し、さらにサンプリングパルスを第
２の単安定マルチバイブレータ２に加えることに
より充電パルスを発生させる。この充電パルスで
第１のスイツチ手段３をオン（閉成）せしめるこ
とによつて電源４の電圧をコンデンサCoに供給
して一定電圧に充電し、充電パルスが消滅すると
コンデンサCoは定電流源５を介して放電を開始
し鋸歯状波を発生する。次にサンプリングパルス
が出力された時、第２のスイツチ手段６がオン
（閉成）し、コンデンサCoの電圧をコンデンサＣ
_Hでサンプリングして保持することによつてほぼ
周波数に対応した電圧を得ていた。

この方法によれば周波数に対応したリツプル分
の少ない電圧を比較的簡単に得ることができる
が、温度変化による単安定マルチバイブレータの
時定数変化によりサンプリングパルス、充電パル
スのパルス幅が変動し、出力電圧に影響を与え、
安定度が悪くなる。更に、単安定マルチバイブレ
ータを構成するためにコンデンサを必要とし、集
積回路化する場合このコンデンサを外部に設けな
ければならないことにより集積回路の端子（ピ
ン）数が増えるなどの欠点があつた。

よつて、本発明の目的は、簡単な回路構成で安
定度が高くかつ使用するコンデンサが少なく集積
回路化が容易な周波数−電圧変換回路を提供する
ことである。

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に
説明する。

第２図は本発明による一実施例の回路図であ
る。図において、７はトリガパルス発生回路であ
り、入力端子INに供給される入力パルス信号の
立上がりに同期したトリガパルスを発生すべく例
えば微分回路により構成されている。このトリガ
パルスはフリツプフロツプ８のセツト入力となる
と共に充放電制御回路９に印加される。フリツプ
フロツプ８は充電回路としてのコンデンサＣ_pの
出力電圧が第１の基準電圧Vref₁に達した時出力
を発生する比較回路１０の比較出力をリセツト入
力としており、そのＱ出力及び出力をそれぞれ
論理積回路１１及び１２の各一入力としている。
論理積回路１１及び１２の他入力には入力パルス
信号が印加される。

充放電制御回路９はトリガパルスに応答してコ
ンデンサＣ_pの出力電圧を第１の基準電圧Vref₁よ
り低い第２の基準電圧Vref₂に一致せしめるべく
コンデンサＣ_pを充電又は放電制御する。すなわ
ち、トリガパルスの印加時にコンデンサＣ_pの出
力電圧が第２の基準電圧より低い場合にはコンデ
ンサＣ_pを充電し、又高い場合にはコンデンサＣ_p
の蓄積電荷を放電して出力電圧を第２の基準電圧
に一致させるものであり、種々の回路構成が考え
られる。

定電流源１３は論理積回路１１からの第１のタ
イミングパルスに応じてスイツチ手段１４がオン
（閉成）することによりコンデンサＣ_pを定電流充
電する。一方、定電流源１５は論理積回路１２か
らの第２のタイミングパルスに応じてスイツチ手
段１６がオン（閉成）することによりコンデンサ
Ｃ_pの充電電荷を定電流放電する。コンデンサＣ_p
の出力電圧は、入力パルス信号を位相反転するイ
ンバータ１７の出力に応じてスイツチ手段１８が
オン（閉成）することによりサンプルホールド回
路としてのコンデンサＣ_Hによつてサンプリング
され保持される。

次に、かかる構成の回路動作を第３図の波形図
を参照して説明する。

入力パルス信号ａの周期に応じたトリガパルス
ｂがセツト入力に印加されることによりフリツプ
フロツプ８はＱ出力ｃ及び出力ｄをそれぞれ発
生する。同時に、トリガパルスｂに応答して充放
電制御回路９はコンデンサＣ_pの出力電圧ｅを第
２の基準電圧Vref₂とすべく充電又は放電制御す
る。また、入力パルス信号ａ及びフリツプフロツ
プ８のＱ出力ｃを２入力とする論理積回路１１は
その出力によりスイツチ手段１４をオンせしめ
る。これによつて、定電流源１３がコンデンサＣ
_pを定電流充電するためにコンデンサＣ_pの出力電
圧ｅは直線的に上昇する。

コンデンサＣ_pの出力電圧ｅが第１の基準電圧
Vref₁に達することにより比較回路１０は比較出
力ｇを発生してフリツプフロツプ８をリセツトす
る。

従つて、フリツプフロツプ８の出力ｄは高レ
ベルとなる。入力パルス信号ａ及びフリツプフロ
ツプ８の出力ｄを２入力とする論理積回路１２
はその出力ｈによりスイツチ手段１６をオン状態
とする。これによつて、定電流源１５がコンデン
サＣ_pを定電流放電するためにコンデンサＣ_pの出
力電圧ｅは入力パルス信号ａの半周期すなわち入
力パルス信号ａが低レベルとなるまで直線的に下
降する。そして、コンデンサＣ_pの出力電圧ｅは
入力パルス信号ａの反転出力ｉによりスイツチ手
段１８がオンするためにコンデンサＣ_Hにサンプ
リングされ保持される。よつて、コンデンサＣ_H
の出力電圧ｊは入力パルス信号ａの周期に対応し
た電圧値となる。

かかる周波数−電圧変換回路を例えば電動機の
定速制御に用いる場合には、電動機の回転速度に
応じた正弦波の周波数信号を第３図ａに示す如き
方形波のパルス信号に変換するための波形整形回
路を入力端子INに直列に挿入し、又電動機の基
準回転速度に対応した基準電圧と出力電圧ｊとの
差電圧を帰還することにより定速制御が可能とな
る。

以上に詳述したことから明らかに、本発明によ
る周波数−電圧変換回路は用いるコンデンサの数
が少なく集電回路化に適しており、リツプル成分
の少ない出力電圧を生じかつ温度変化による影響
が少なく安定度が高いのである。また、コンデン
サＣ_pの出力電圧の単位時間における変動率が大
であるために周波数−電圧変換利得を自由にかつ
大きく設定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術の一例を示す回路図、第２図
は本発明による一実施例の回路図、第３図は第２
図の動作を説明するための各部の波形図である。 主要部分の符号の説明、７……トリガパルス発
生回路、８……フリツプフロツプ、９……充放電
制御回路、１０……比較回路、１３，１５……定
電流源、１４，１６′，１８……スイツチ手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入力信号の周期に応じたトリガパルスを発生
   するトリガパルス発生回路と、蓄電回路と、前記
   蓄電回路の出力電圧が第１の基準電圧に達した時
   比較出力を発生する比較回路と、前記トリガパル
   スに応答して第１のタイミングパルスを発生しか
   つ前記比較出力に応答して前記入力信号の半周期
   まで第２のタイミングパルスを発生する手段と、
   前記蓄電回路の出力電圧を第２の基準電圧に一致
   せしめるべく前記トリガパルスに応答して前記蓄
   電回路を充電又は放電制御する充放電制御回路
   と、前記第１のタイミングパルスに応じて前記蓄
   電回路を定電流充電する充電回路と、前記第２の
   タイミングパルスに応じて前記蓄電回路を定電流
   放電する放電回路と、前記入力信号の半周期経過
   時点における前記蓄電回路の出力電圧をサンプリ
   ングして保持するサンプルホールド回路とからな
   ることを特徴とする周波数−電圧変換回路。