(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から一定間隔で入力されるパルス信号に同期してのこぎり波状の電圧信号を繰り返し発生するのこぎり波信号発生手段と、
前記のこぎり波信号発生手段から出力されたのこぎり波状の電圧信号の略最大値を、前記パルス信号に同期して開閉するスイッチを介して、検出、保持すると共に、この保持された電圧を分圧して出力する検出信号分圧手段と、
前記のこぎり波信号発生手段の出力電圧と、前記検出信号分圧手段の出力電圧とを比較し、その比較結果に応じた信号を出力する比較手段と、を具備し、
前記検出信号分圧手段における分圧比に対応して、前記比較手段から出力される信号のデューティ比が変わることを特徴とするデューティ比可変のパルス信号発生回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パルス信号の発生回路に係り、特に、デューティ比可変のパルス信号発生回路における回路の簡素化を図ったものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
パルス信号発生回路において、いわゆるデューティ比を変え得るようにした技術としては、例えば、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ−Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）回路を用いて発振回路を構成すると共に、このＰＬＬ発振回路の出力信号を分周器により分周し、所望のデューティ比のパルス信号を得るようにしたもの等が種々提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような回路では、精度の高いデューティ比の変更を行えるという利点がある反面、回路構成が複雑になり、高価な装置となるという問題がある。
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、簡素な回路構成で、デューティ比を簡単に変えることのできるデューティ比可変のパルス信号発生回路を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るデューティ比可変のパルス信号発生回路は、外部から一定間隔で入力されるパルス信号に同期してのこぎり波状の電圧信号を繰り返し発生するのこぎり波信号発生手段と、前記のこぎり波信号発生手段から出力されたのこぎり波状の電圧信号の略最大値を、前記パルス信号に同期して開閉するスイッチを介して、検出、保持すると共に、この保持された電圧を分圧して出力する検出信号分圧手段と、前記のこぎり波信号発生手段の出力電圧と、前記検出信号分圧手段の出力電圧とを比較し、その比較結果に応じた信号を出力する比較手段と、を具備し、前記検出信号分圧手段における分圧比に対応して、前記比較手段から出力される信号のデューティ比が変わることを特徴とするものである。
【０００５】
かかる構成において、のこぎり波信号発生手段に外部からのパルス信号が入力されると、このパルス信号の周期と同一の周期でのこぎり波状の電圧信号が出力され、その電圧信号の略最大値が検出信号分圧手段により、いわゆるサンプホールドされると共に、所定の分圧比に分圧され、その分圧電圧が比較手段に入力されることとなる。
【０００６】
比較手段には、検出信号分圧手段の出力電圧と共に、のこぎり波信号発生手段の出力電圧が入力されるようになっており、この両者の比較が行われるようになっている。そして、例えば、のこぎり波信号発生手段の出力電圧が、検出信号分圧手段の出力電圧以下である間、所定の電圧信号が出力される一方、のこぎり波信号発生手段の出力電圧が、検出信号分圧手段の出力電圧を越えると比較手段の出力電圧は零となるようになっているものである。
【０００７】
したがって、検出信号分圧手段における分圧比を変えることで、比較手段から出力されるパルス信号の幅を所望の大きさに変えることができるものである。
特に、のこぎり波状の電圧信号の略最大値を分圧するようにしてあるので、分圧比とデューティ比とを対応させることができるので、実質的にデューティ比の設定に相当する分圧比の設定作業が簡素に行えるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るデューティ比可変のパルス信号発生回路の実施の形態について、図１及び図２を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
【０００９】
まず、本発明の実施の形態におけるデューティ比可変のパルス信号発生回路は、のこぎり波発生部１と、サンプルホールド部２とに、大別されてなるものである（図１参照）。
のこぎり波発生部１は、タイミング回路３と、第１の緩衝増幅器（図１において「Ｂｕｆｆ１」と表記）４を中心として構成されたのこぎり波発生回路５と、を有してなるものである。
【００１０】
タイミング回路３は、外部から一定周期で入力されるパルス信号に応じて、後述する第１のスイッチ（図１において「Ｓ１」と表記）８及び第２のスイッチ（図１において「Ｓ２」と表記）１３の開閉成を行うものである。
のこぎり波発生回路５は、図示されない電源とアースとの間に定電流源６と第１のコンデンサ（図１においては「Ｃ１」と表記）７とが直列接続されると共に、定電流源６と第１のコンデンサ７との接続点が第１の緩衝増幅器４の入力端子に接続される一方、この定電流源６と第１のコンデンサ７との接続点とアースとの間には第１のスイッチ８が接続されて構成されている。
【００１１】
第１のスイッチ８は、タイミング回路３からの信号に応じて開閉成されるようになっているもので、具体的には、例えば半導体を用いてなるいわゆる電子スイッチが好適である。
【００１２】
サンプルホールド部２は、第２の緩衝増幅器（図１において「Ｂｕｆｆ２」と表記）９を中心に構成されてなるサンプルホールド回路１０と、比較器（図１において「Ｃｏｍｐ」と表記）１１とを有してなるものである。
サンプルホールド回路１０は、第２の緩衝増幅器９の入力段とアースとの間にホールド用の第２のコンデンサ（図１において「Ｃ２」と表記）１２が接続されると共に、この第２の緩衝増幅器９の入力段と先の第１の緩衝増幅器４の出力端子との間に第２のスイッチ１３が直列接続されて構成されている。
【００１３】
第２のスイッチ１３は、先の第１のスイッチ８同様に、タイミング回路３からの信号に応じて開閉成されるようになっており（詳細は後述）、この第２のスイッチ１３を介して第１の緩衝増幅器４から出力された信号の略最大値が、第２のコンデンサ１２に蓄積、保持されるようになっているものである。
【００１４】
比較器１１の反転入力端子には、先の第１の緩衝増幅器４の出力端子が接続されており、いわゆるのこぎり波が入力されるようになっている。
一方、比較器１１の非反転入力端子には、先の第２の緩衝増幅器９の出力電圧が分圧されたものが入力されるようになっている。
【００１５】
すなわち、先の第２の緩衝増幅器９の出力端子とアース間には、第１及び第２の分圧抵抗（図１においては「Ｒ１」、「Ｒ２」と表記）１４，１５が直列に接続され、互いの接続点（図１において「Ｂ点」と表記）は、比較器１１の非反転入力端子に接続されており、この第１及び第２の分圧抵抗１４，１５で分圧された第２の緩衝増幅器９の出力電圧が、比較器１１の比較動作における基準電圧とされるようになっている。
【００１６】
次に、上記構成における動作について、図２を参照しつつ説明する。
まず、タイミング回路３に外部から入力される信号は、図２（ａ）に示されたように、所定の周期を有するパルス信号である。
このパルス信号が入力されると、タイミング回路３においては、その立ち上がりが検出され、この立ち上がりに同期して、最初に第２のスイッチ１３が短時間の間、閉成され再び開成状態となる。ついで、第１のスイッチ８がタイミング回路３により短時間の間、閉成され再び開成状態とされる。
【００１７】
図２（ｅ），（ｆ）には、それぞれ第２のスイッチ１３及び第１のスイッチ８の開閉成のタイミングが略同時であるように示されているが、実際には上述のように時間的にずれているものである。また、閉成状態となる時間も、入力パスル信号のパルス幅等に比して極短時間であるために、図２（ｅ），（ｆ）のいずれにおいても、略線状に表記されているが、実際には時間的幅を有するものとなっている。
【００１８】
第２のスイッチ１３が閉成状態となることによって、第１の緩衝増幅器４の出力電圧（図１において「Ａ点」と表記された点の電圧）がこの第２のスイッチ１３を介して第２のコンデンサ１２に印加され、保持されることとなるが、第１及び第２のコンデンサ７，１２のいずれにも電荷が蓄積されていない状態で、図示されない始動スイッチが投入されて回路に電源電圧が印加され、回路動作が開始された直後（回路動作開始後、２番目のパルス信号が入力されるまで）においては、第２のスイッチ１３が閉成状態となった際に、第１の緩衝増幅器４からは未だ電圧が殆ど出力されていないため、第２の緩衝増幅器９の出力電圧も略零となり、比較器１１からの出力電圧も零となる（図２（ｃ），（ｄ）参照）。
【００１９】
一方、第１のスイッチ８が閉成状態となることで、第１のコンデンサ７が短絡状態とされ、蓄積されている電荷の放電がなされるようになっている。
そして、第１のスイッチ８が開成状態に復帰すると同時に、第１のコンデンサ７には、定電流源６からの電流が流入し、その電位が暫増してゆく結果、第１の緩衝増幅器４の出力側のＡ点においては、図２（ｂ）に示されたようないわゆるのこぎり波が出力されることとなる。
【００２０】
タイミング回路３に再びパルス信号が入力されて、第２のスイッチ１３が所定時間の間、閉成状態とされると、第１の緩衝増幅器４から上述のようにして出力されたのこぎり波の略上限の電圧が、サンプリングされ、第２のコンデンサ１２に蓄積、保持される。
第２のコンデンサ１２は、第２のスイッチ１３が閉成状態とされる周期に対して、電荷を十分保持できるものが選択されており、第２のスイッチ１３が閉成状態とされる度毎にこの第２のコンデンサ１２に印加される電圧は、略同一であるので、第２の緩衝増幅器９により緩衝増幅され、第１及び第２の分圧抵抗１４，１５の接続点である点Ｂに出力される分圧電圧は、略一定したものとなる（図２（ｃ）参照）。
【００２１】
一方、第２のスイッチ１３が短時間の間、閉成状態とされ、再び開成状態に戻ると同時に、今度は第１のスイッチ８が短時間の間、閉成状態とされ、その後再び開成状態とされることで、先に述べたように第１の緩衝増幅器４からは、のこぎり波状の電圧が出力されることとなる。
【００２２】
上述のように第１のスイッチ８の動作に伴い、第１の緩衝増幅器４の出力電圧が、一旦、零となることにより、比較器１１においては、非反転入力端子に印加されているＢ点の分圧電圧が反転入力端子の電圧より大となるので、比較器１１からは、論理値「Ｈｉｇｈ」に相当する所定の電圧が出力されることとなる（図２（ｂ），（ｃ），（ｄ）参照）。
【００２３】
そして、第１の緩衝増幅器４の出力電圧の暫増に伴い、この出力電圧すなわち比較器１１の反転入力端子への印加電圧が、先のＢ点の分圧電圧を越えたところで、比較器１１からは、論理値「Ｌｏｗ」すなわち零（ｖ）が出力されることとなる（図２（ｂ），（ｃ），（ｄ）参照）。
【００２４】
したがって、比較器１１からは、第１のスイッチ８が閉成状態となり、再び開成状態に復帰する時点から、Ａ点の電圧がＢ点の電圧を越える時点までの時間幅を有するパルス信号が、入力パルス信号の周期に同期して上述のような第１及び第２のスイッチ８，１３の動作が繰り返されることによって、所定の間隔で繰り返し出力されるようになっている（図２参照）。
【００２５】
上述したように、比較器１１から出力されるパルス信号のパルス幅は、第１及び第２の分圧抵抗１４，１５による分圧比によって決定されるものであり、このパルス幅の変更すなわちデューティ比の変更は、２つの分圧抵抗１４，１５の抵抗値の比を変えることにより、任意に変更可能となるものである。さらに、比較器１１において基準電圧と比較される電圧は、時間経過と共にその電圧値が上昇するのこぎり波であり、一方の基準電圧は、こののこぎり波の略上限値を分圧したものであるので、分圧比とデューティ比とが対応することとなり、デューティ比の変更が簡易に行えることとなるものである。
【００２６】
因みに、比較器１１から出力されるパルス幅をさらに大きくしたい場合には、分圧電圧をより大きく設定すればよく、そのためには、第２の分圧抵抗１５の値を、第１の分圧抵抗１４の値に比して、より大とすればよい。
また、例えば、分圧比（Ｂ点の電圧：第２の緩衝増幅器９の出力電圧）が３：５とすると、デューティ比（比較器１１から出力されるパルス信号のパルス幅：このパルス信号の１周期の時間）も、３：５となる。
【００２７】
したがって、基準電圧を、第１の緩衝増幅器４の出力電圧とは、全く無関係の別個の電圧、例えば、電源電圧を分圧して得る場合に比して、本発明の実施の形態においては、上述のように分圧比によりデューティ比を即座に把握できるので、デューティ比の変更が容易、かつ、簡素となるものである。
【００２８】
なお、上述した発明の実施の形態においては、第１及び第２の分圧抵抗１４，１５は、それぞれいわゆる固定抵抗を用いるようにしたが、この部分に可変抵抗器を用いて、その摺動接点から比較器１１の非反転入力端子への印加電圧を取り出すようにしてもよい。
【００２９】
また、上述した発明の実施の形態においては、タイミング回路３に入力されるパルス信号の立ち上がりが検出された後に、第１及び第２のスイッチ８，１３を動作させるような構成としたが、入力パルス信号の立ち下がりを検出した後に、動作するようにしてもよい。
【００３０】
上述した発明の実施の形態においては、のこぎり波信号発生手段は、タイミング回路３とのこぎり波発生回路５とにより、検出信号分圧手段は、タイミング回路３とサンプルホールド回路１０と第１及び第２の分圧抵抗１４，１５により、また、比較手段は、比較器１１により、それぞれ実現されている。
【００３１】
【発明の効果】
以上、述べたように、本発明によれば、のこりぎ波状の電圧と、こののこぎり波状の電圧の略最大値を分圧した電圧との比較により、パルス信号を発生できるように構成することにより、分圧比とデューティ比とが対応するので、分圧比を変更することでデューティ比の変更が行えることとなり、デューティ比の変更が容易、かつ、簡素に行えるものである。
また、比較的簡単な回路により構成されるので、安価でしかも動作の確実なデューティ比可変のパルス信号発生回路を提供することができるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るデューティ比可変のパルス信号発生回路の一実施の形態における回路構成を示す回路図である。
【図２】図１に示された回路の主要部におけるタイミングを示すタイミング図である。
【符号の説明】
１…のこぎり波発生部
２…サンプルホールド部
３…タイミング回路
４…のこぎり波発生回路
７…第１のコンデンサ
８…第１のスイッチ
１０…サンプルホールド回路
１１…比較器
１２…第２のコンデンサ
１３…第２のスイッチ
１４…第１の分圧抵抗
１５…第２の分圧抵抗
【図１】
0003606959.tif 000002
【図２】
0003606959.tif 000003