(57)【要約】      （修正有）【課題】三角波を安定して出力することができる三角波生成装置を提供する。【解決手段】第１電流源３０、第２電流源３２、第１スイッチ３４、第２スイッチ３６、オペアンプ３８及びコンデンサ４０を含んで構成される三角波生成回路１０２と、三角波生成回路１０２から出力される信号の制御基準電圧からのオフセットに基づいて、三角波生成回路１０２を制御してオフセットを低下させるローパスフィルタ４２、比較器４４及びバイアス調整回路４６を含んで構成されるフィードバック回路１０４と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三角波生成回路と、
前記三角波生成回路から出力される信号の制御基準電圧からのオフセットに基づいて、前記三角波生成回路を制御して前記オフセットを低下させるフィードバック回路と、
を備えることを特徴とする三角波生成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の三角波生成装置であって、
前記三角波生成回路は、オペアンプ及びコンデンサを含む積分回路を備え、
前記フィードバック回路は、前記オフセットに応じて前記オペアンプに印加する基準電圧を制御して前記オフセットを低下させることを特徴とする三角波生成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の三角波生成装置であって、
前記フィードバック回路は、
前記三角波生成回路からの出力から前記オフセットを抽出するローパスフィルタと、
前記ローパスフィルタからの出力と前記制御基準電圧との差に応じた制御信号を出力する比較器と、
前記比較器から出力される前記制御信号に応じて前記オペアンプに印加する基準電圧を制御するバイアス調整回路と、
を備えることを特徴とする三角波生成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の三角波生成装置であって、
前記バイアス調整回路は、
第１抵抗素子と第１電流制限素子との並列接続と、第２抵抗素子と第２電流制限素子との並列接続と、の直列接続を含み、
前記比較器から出力される前記制御信号に応じて前記第１電流制限素子及び前記第２電流制限素子を流れる電流を制御することによって、前記２つの並列接続の中点から出力される前記基準電圧を制御することを特徴とする三角波生成装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１つに記載の三角波生成装置であって、
前記三角波生成回路は、
前記コンデンサに充電電流を供給する第１電流源と、
前記コンデンサからの放電電流を引き抜く第２電流源と、
を備えることを特徴とする三角波生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安定して三角波を出力することができる三角波生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５に、従来の三角波生成装置の構成を示す。従来の三角波生成装置は、第１電流源１０、第２電流源１２、第１スイッチ１４、第２スイッチ１６、オペアンプ１８及びコンデンサ２０を含んで構成される。オペアンプ１８の反転入力端子と出力端子とがコンデンサ２０で接続され、オペアンプ１８及びコンデンサ２０によって積分回路が構成されている。
【０００３】
このような三角波生成装置の第１スイッチ１４及び第２スイッチ１６を交互にオン／オフさせることによって、第１スイッチ１４がオン状態のときにコンデンサ２０を第１電流源１０から供給される電流により充電し、第２スイッチ１６がオン状態のときにコンデンサ２０を第２電流源１２により電流源Ｉ１とは逆方向に充電させる。これにより、オペアンプ１８の出力端子から三角波が出力される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、第１スイッチ１４及び第２スイッチ１６のオンデューティを等しくした場合、第１電流源１０及び第２電流源１２の電流が等しければ、オペアンプ１８から出力される三角波の中点の電圧ＶODC（バイアス電圧）はオペアンプ１８の非反転入力端子に印加される基準電圧ＶＢＩＡＳに一致する。
【０００５】
ところが、第１電流源１０と第２電流源１２との電流値が等しくならない場合、図６に示すように、コンデンサ２０の充電電圧が徐々にシフトしてしまい、三角波の中点のバイアス電圧ＶODCが基準電圧ＶＢＩＡＳに一致しなくなり、バイアス電圧ＶODCが基準電圧ＶＢＩＡＳとの差であるオフセットが大きくなってしまう。このような場合、オペアンプ１８の出力上限又は下限までバイアス電圧ＶODCが移動してしまい、最終的に三角波が生成されなくなってしまうおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題を鑑み、安定して三角波を出力することができる三角波生成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの態様は、三角波生成回路と、前記三角波生成回路から出力される信号の制御基準電圧からのオフセットに基づいて、前記三角波生成回路を制御して前記オフセットを低下させるフィードバック回路と、を備えることを特徴とする三角波生成装置である。
【０００８】
ここで、前記三角波生成回路は、オペアンプ及びコンデンサを含む積分回路を備え、前記フィードバック回路は、前記オフセットに応じて前記オペアンプに印加する基準電圧を制御して前記オフセットを低下させることが好適である。
【０００９】
また、前記フィードバック回路は、前記三角波生成回路からの出力から前記オフセットを抽出するローパスフィルタと、前記ローパスフィルタからの出力と前記制御基準電圧との差に応じた制御信号を出力する比較器と、前記比較器から出力される前記制御信号に応じて前記オペアンプに印加する基準電圧を制御するバイアス調整回路と、を備えることが好適である。
【００１０】
また、前記バイアス調整回路は、第１抵抗素子と第１電流制限素子との並列接続と、第２抵抗素子と第２電流制限素子との並列接続と、の直列接続を含み、前記比較器から出力される前記制御信号に応じて前記第１電流制限素子及び前記第２電流制限素子を流れる電流を制御することによって、前記２つの並列接続の中点から出力される前記オペアンプの基準電圧を制御することが好適である。
【００１１】
また、前記三角波生成回路は、前記コンデンサに充電電流を供給する第１電流源と、前記コンデンサからの放電電流を引き抜く第２電流源と、を備えることが好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、三角波を安定して出力することができる三角波生成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［第１の実施の形態］
第１の実施の形態における三角波生成装置１００は、図１に示すように、三角波生成回路１０２及びフィードバック回路１０４を含んで構成される。三角波生成回路１０２は、外部からの信号に応じて第１スイッチ３４及び第２スイッチ３６を交互にオン／オフさせて三角波を生成して出力する。フィードバック回路１０４は、三角波生成回路１０２において生成された三角波のオフセットを検出し、その検出結果に応じて三角波生成回路１０２を制御してオフセットを低減させる。
【００１４】
三角波生成回路１０２は、第１電流源３０、第２電流源３２、第１スイッチ３４、第２スイッチ３６、オペアンプ３８及びコンデンサ４０を含んで構成される。
【００１５】
オペアンプ３８の反転入力端子と出力端子とがコンデンサ４０で接続され、オペアンプ３８とコンデンサ４０とによって積分回路が構成される。オペアンプ３８の非反転入力端子には基準電圧ＶＢＩＡＳ１が印加される。
【００１６】
オペアンプ３８の反転入力端子は、第１電流源３０及び第１スイッチ３４の直列接続を介して電源ＶＤに接続される。また、オペアンプ３８の反転入力端子は、第２電流源３２及び第２スイッチ３６の直列接続を介して接地される。
【００１７】
このような三角波生成回路の第１スイッチ３４及び第２スイッチ３６を排他的に交互にオン／オフさせることによって、第１スイッチ３４がオン状態のときにコンデンサ４０が第１電流源３０から供給される電流により充電され、第２スイッチ３６がオン状態のときにコンデンサ４０に充電されている電荷が第２電流源１２によって引き抜かれる。これにより、オペアンプ３８の出力端子から三角波が出力される。
【００１８】
フィードバック回路１０４は、ローパスフィルタ４２、比較器４４及びバイアス調整回路４６を含んで構成される。
【００１９】
ローパスフィルタ４２は、オペアンプ３８から出力される三角波をフィルタリングし、その直流電位ＶODCを出力する。ローパスフィルタ４２は、例えば、オペアンプとコンデンサを含む積分回路で構成することができる。
【００２０】
比較器４４は、ローパスフィルタ４２から出力される直流電位ＶODCと制御基準電圧ＶＢＩＡＳ２との差に応じた制御信号を生成して出力する。制御信号は、バイアス調整回路４６に入力される。バイアス調整回路４６は、制御信号を受けて、その制御信号に応じて三角波生成回路１０２のオペアンプ３８に印加される基準電圧ＶＢＩＡＳ１を調整する。
【００２１】
比較器４４及びバイアス調整回路４６は、例えば図２に示すような回路で構成することができる。比較器４４は、電流源Ａ、トランジスタＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４を含んで構成される差動増幅器である。比較器４４は、トランジスタＭ１のゲートに印加される直流電位ＶODCとトランジスタＭ３のゲートに印加される制御基準電圧ＶＢＩＡＳ２とを比較し、直流電位ＶODCが制御基準電圧ＶＢＩＡＳ２よりも大きくなるとトランジスタＭ２の電流を減少させ、制御基準電圧ＶＢＩＡＳ２が直流電位ＶODCよりも大きくなるとトランジスタＭ４の電流を減少させる。
【００２２】
バイアス調整回路４６は、トランジスタＭ５，Ｍ６，Ｍ７，Ｍ８、第１抵抗素子Ｒ１及び第２抵抗素子Ｒ２を含んで構成される。トランジスタＭ６は、トランジスタＭ２とカレントミラー回路を構成し、トランジスタＭ８は、トランジスタＭ４とカレントミラー回路を構成する。また、トランジスタＭ６と直列に接続されているトランジスタＭ５と、トランジスタＭ８と直列に接続されているトランジスタＭ７と、がカレントミラー回路を構成している。さらに、第１抵抗素子Ｒ１とトランジスタＭ７との並列接続と、第２抵抗素子Ｒ２とトランジスタＭ８との並列接続と、が電源ＶＤと接地との間で直列に接続されており、２つの並列接続の間（中点）からオペアンプ３８への基準電圧ＶＢＩＡＳ１が出力される。
【００２３】
このような比較器４４及びバイアス調整回路４６において、電流源Ａを流れる電流ＩＡ、トランジスタＭ７を流れる電流ＩＢ、トランジスタＭ８を流れる電流ＩＣにはＩＡ＝ＩＢ＋ＩＣの関係が成り立つ。よって、基準電圧ＶＢＩＡＳ１、制御基準電圧ＶＢＩＡＳ２、直流電位ＶODC、電流ＩＢ，ＩＣには表１のような関係が成り立つ。
【００２４】
【表１】
2010087562.tif 000003
【００２５】
すなわち、直流電位ＶODCが制御基準電圧ＶＢＩＡＳ２より大きい状態では、オペアンプ３８の非反転入力端子に印加される基準電圧ＶＢＩＡＳ１を減少させるように制御し、制御基準電圧ＶＢＩＡＳ２が直流電位ＶODCより大きい状態では、オペアンプ３８の非反転入力端子に印加される基準電圧ＶＢＩＡＳ１を増加させるように制御する。
【００２６】
これにより、直流電位ＶODCと制御基準電圧ＶＢＩＡＳ２との差であるオフセットが常に小さくなるように基準電圧ＶＢＩＡＳ１が調整され、三角波生成回路１０２から出力される三角波の直流電位ＶODCが制御基準電圧ＶＢＩＡＳ２と一致するように制御される。
【００２７】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態における三角波生成装置２００は、図３に示すように、三角波生成回路２０２及びフィードバック回路２０４を含んで構成される。三角波生成回路２０２は、外部からの信号に応じて第１スイッチ５４及び第２スイッチ５６を交互にオン／オフさせて三角波を生成して出力する。フィードバック回路２０４は、三角波生成回路２０２において生成された三角波のオフセットを検出し、その検出結果に応じて三角波生成回路２０２を制御してオフセットを低減させる。
【００２８】
三角波生成回路２０２は、第１電流源５０、第２電流源５２、第１スイッチ５４、第２スイッチ５６、オペアンプ５８及びコンデンサ６０を含んで構成される。
【００２９】
オペアンプ５８の反転入力端子と出力端子とがコンデンサ６０で接続され、オペアンプ５８とコンデンサ６０とによって積分回路が構成される。オペアンプ５８の非反転入力端子には基準電圧ＶＢＩＡＳ１が印加される。
【００３０】
オペアンプ５８の反転入力端子は、第１電流源５０及び第１スイッチ５４の直列接続を介して電源ＶＤに接続される。また、オペアンプ５８の反転入力端子は、第２電流源５２及び第２スイッチ５６の直列接続を介して接地される。
【００３１】
このような三角波生成回路の第１スイッチ５４及び第２スイッチ５６を排他的に交互にオン／オフさせることによって、第１スイッチ５４がオン状態のときにコンデンサ６０が第１電流源５０から供給される電流により充電され、第２スイッチ５６がオン状態のときにコンデンサ６０に充電されている電荷が第２電流源１２によって引き抜かれる。これにより、オペアンプ５８の出力端子から三角波が出力される。
【００３２】
フィードバック回路２０４は、ローパスフィルタ６２及び比較器６４を含んで構成される。
【００３３】
ローパスフィルタ６２は、オペアンプ５８から出力される三角波をフィルタリングし、その直流電位ＶODCを出力する。ローパスフィルタ６２は、例えば、オペアンプとコンデンサを含む積分回路で構成することができる。
【００３４】
比較器６４は、ローパスフィルタ６２から出力される直流電位ＶODCと制御基準電圧ＶＢＩＡＳ２との差に応じた制御信号を生成して出力する。制御信号は、第１電流源５０及び第２電流源５２に入力される。第１電流源５０及び第２電流源５２は、制御信号を受けて、その制御信号に応じてその電流値を調整する。
【００３５】
比較器６４は、例えば図４に示すような回路で構成することができる。比較器６４は、電流源Ａ、トランジスタＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４を含んで構成される差動増幅器である。比較器６４は、上記第１の実施の形態と同様の構成であり、トランジスタＭ１のゲートに印加される制御基準電圧ＶＢＩＡＳ２とトランジスタＭ３のゲートに印加される直流電位ＶODCとを比較し、直流電位ＶODCが制御基準電圧ＶＢＩＡＳ２よりも大きくなるとトランジスタＭ２の電流を増加させ、制御基準電圧ＶＢＩＡＳ２が直流電位ＶODCよりも大きくなるとトランジスタＭ４の電流を増加させる。
【００３６】
第１電流源５０及び第２電流源５２は、トランジスタＭ９，Ｍ１０，Ｍ１１，Ｍ１２を含んで構成される。トランジスタＭ１０は、トランジスタＭ２とカレントミラー回路を構成し、トランジスタＭ１２は、トランジスタＭ４とカレントミラー回路を構成する。また、トランジスタＭ１０と直列に接続されているトランジスタＭ９と、トランジスタＭ１１と、がカレントミラー回路を構成している。トランジスタＭ１１を流れる電流が第１電流源５０の電流Ｉ１に相当し、トランジスタＭ１２を流れる電流が第２電流源５２の電流Ｉ２に相当する。
【００３７】
このような比較器６４並びに第１電流源５０及び第２電流源５２において、電流源Ａを流れる電流ＩＡ、第１電流源５０の電流Ｉ１、第２電流源５２の電流Ｉ２にはＩＡ＝Ｉ１＋Ｉ２の関係が成り立つ。よって、基準電圧ＶＢＩＡＳ１、制御基準電圧ＶＢＩＡＳ２、直流電位ＶODC、電流Ｉ１，Ｉ２には表２のような関係が成り立つ。
【００３８】
【表２】
2010087562.tif 000004
【００３９】
すなわち、直流電位ＶODCが制御基準電圧ＶＢＩＡＳ２より大きい状態では、第１電流源５０の電流Ｉ１を増加させ、第２電流源５２の電流Ｉ２を減少させるように調整する。一方、制御基準電圧ＶＢＩＡＳ２が直流電位ＶODCより大きい状態では、第１電流源５０の電流Ｉ１を減少させ、第２電流源５２の電流Ｉ２を増加させるように調整する。
【００４０】
これにより、直流電位ＶODCと制御基準電圧ＶＢＩＡＳ２との差であるオフセットが常に小さくなるようにコンデンサ２０の充放電が制御され、三角波生成回路２０２から出力される三角波の直流電位ＶODCが制御基準電圧ＶＢＩＡＳ２と一致するように制御される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】第１の実施の形態における三角波生成装置の構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態における比較器及びバイアス調整回路の構成を示す図である。
【図３】第２の実施の形態における三角波生成装置の構成を示す図である。
【図４】第２の実施の形態における比較器、第１電流源、第２電流源の構成を示す図である。
【図５】従来の三角波生成装置の構成を示す図である。
【図６】三角波のバイアスのずれを説明する図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  第１電流源、１２  第２電流源、１４  第１スイッチ、１６  第２スイッチ、１８  オペアンプ、２０  コンデンサ、３０  第１電流源、３２  第２電流源、３４  第１スイッチ、３６  第２スイッチ、３８  オペアンプ、４０  コンデンサ、４２  ローパスフィルタ、４４  比較器、４６  バイアス調整回路、５０  第１電流源、５２  第２電流源、５４  第１スイッチ、５６  第２スイッチ、５８  オペアンプ、６０  コンデンサ、６２  ローパスフィルタ、６４  比較器、１００  三角波生成装置、１０２  三角波生成回路、１０４  フィードバック回路、２００  三角波生成装置、２０２  三角波生成回路、２０４  フィードバック回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2010087562.tif 000008
【図５】
2010087562.tif 000009
【図６】
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