(57)【要約】【課題】パルス信号の周期の精度を高める。【解決手段】第１周期電圧生成回路７４は、第２周期電圧Ｖｓａｗ２がメイン基準電圧Ｖｍａｉｎと等しくなったときのレベル遷移を契機として、第１周期電圧Ｖｓａｗ１の電圧値が初期値である０からメイン基準電圧Ｖｍａｉｎの電圧値に向かって単調に増加する第１単調変化期間を開始する。第２周期電圧生成回路７６は、第１周期電圧Ｖｓａｗ１がメイン基準電圧Ｖｍａｉｎと等しくなったときの第１メイン切替信号Ｓ１１のレベル遷移を契機として、第２周期電圧Ｖｓａｗ２の電圧値が初期値である０からメイン基準電圧Ｖｍａｉｎの電圧値に向かって単調に増加する第２単調変化期間を開始する。【選択図】図１
2008054220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の周期電圧を生成する周期電圧生成部と、
前記複数の周期電圧に応じて周期が決定されるパルス信号を出力するパルス信号出力部とを備え、
前記周期電圧生成部は、初期値から目標値に向かって電圧値が単調に変化する単調変化期間をそれぞれ周期的に繰り返す複数の周期電圧を生成し、ある周期電圧の単調変化期間が終了すると、それを契機として別の周期電圧の単調変化期間を開始し、
前記パルス信号出力部は、少なくとも１つの周期電圧の前記単調変化期間の電圧を利用して前記パルス信号のエッジを設定することを特徴とするパルス発生器。
【請求項２】
前記周期電圧生成部は、前記複数の周期電圧の各々をそれぞれ生成する複数の周期電圧生成回路を有し、
その複数の周期電圧生成回路の各々は、
前記周期電圧を出力するためのキャパシタと、
前記キャパシタを充電もしくは放電するための電流源と、
前記キャパシタの電圧値を初期値に設定するためのスイッチとを有し、
前記スイッチにより電圧値が初期値に設定された状態から前記キャパシタを前記電流源により充電もしくは放電することにより前記単調変化期間を開始することを特徴とする請求項１に記載のパルス発生器。
【請求項３】
前記パルス信号出力部は、前記複数の周期電圧の各々の電圧値が初期値から目標値に到達したときにレベル遷移する切替信号を生成する信号生成回路を有し、
前記周期電圧生成部は、ある周期電圧の電圧値が初期値から目標値に到達したときの前記切替信号のレベル遷移を契機として別の周期電圧の単調変化期間を開始することを特徴とする請求項１または２に記載のパルス発生器。
【請求項４】
前記パルス信号出力部は、前記切替信号のレベル遷移を利用して、前記複数の周期電圧の各々の電圧値が初期値から目標値に到達するごとにエッジが現れるパルス信号を出力することを特徴とする請求項３に記載のパルス発生器。
【請求項５】
第１キャパシタを充放電し、第１初期値から第１メイン目標値に向かって電圧値が単調に変化する第１単調変化期間を周期的に繰り返す第１周期電圧を生成する第１周期電圧生成回路と、
前記第１周期電圧の電圧値を前記第１メイン目標値と比較して、それらが等しくなったときにレベル遷移する第１メイン切替信号を生成する第１メインコンパレータと、
第２キャパシタを充放電し、第２初期値から第２メイン目標値に向かって電圧値が単調に変化する第２単調変化期間を周期的に繰り返す第２周期電圧を生成する第２周期電圧生成回路と、
前記第２周期電圧の電圧値を前記第２メイン目標値と比較して、それらが等しくなったときにレベル遷移する第２メイン切替信号を生成する第２メインコンパレータと、
前記第１メイン切替信号および第２メイン切替信号のレベル遷移を利用して、前記第１周期電圧の電圧値が前記第１初期値から前記第１メイン目標値に到達したときおよび前記第２周期電圧の電圧値が前記第２初期値から前記第２メイン目標値に到達したときにエッジが現れるパルス信号を出力するパルス出力回路とを備え、
前記第１周期電圧生成回路は、前記第２周期電圧の電圧値が前記第２初期値から前記第２メイン目標値に到達したときに現れる前記第２メイン切替信号のレベル遷移を利用して前記第１単調変化期間を開始し、
前記第２周期電圧生成回路は、前記第１周期電圧の電圧値が前記第１初期値から前記第１メイン目標値に到達したときに現れる前記第１メイン切替信号のレベル遷移を利用して前記第２単調変化期間を開始することを特徴とするパルス発生器。
【請求項６】
前記第１周期電圧の電圧値を、前記第１初期値と前記第１メイン目標値の間の第１サブ目標値と比較して、それらが等しくなったときにレベル遷移する第１サブ切替信号を生成する第１サブコンパレータと、
前記第２周期電圧の電圧値を、前記第２初期値と前記第２メイン目標値の間の第２サブ目標値と比較して、それらが等しくなったときにレベル遷移する第２サブ切替信号を生成する第２サブコンパレータとをさらに備え、
前記第１周期電圧生成回路および前記第２周期電圧生成回路は、前記第１単調変化期間および前記第２単調変化期間が等しい長さとなるように構成され、
前記パルス出力回路は、前記第１サブ切替信号および第２サブ切替信号のレベル遷移も利用して、前記第１周期電圧の電圧値が前記第１初期値から前記第１サブ目標値に到達したときおよび前記第２周期電圧の電圧値が前記第２初期値から前記第２サブ目標値に到達したときにもエッジが現れるパルス信号を出力することを特徴とする請求項５に記載のパルス発生器。
【請求項７】
第１周期電圧生成回路は、前記第２サブ切替信号のレベル遷移を利用して、前記第２周期電圧の電圧値が前記第２初期値から前記第２サブ目標値に到達したことを契機として前記第１キャパシタの電圧値を初期値に設定し、
第２周期電圧生成回路は、前記第１サブ切替信号のレベル遷移を利用して、前記第１周期電圧の電圧値が前記第１初期値から前記第１サブ目標値に到達したことを契機として前記第２キャパシタの電圧値を初期値に設定することを特徴とする請求項６に記載のパルス発生器。
【請求項８】
１つの半導体基板上に一体集積化されたことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のパルス発生器。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載のパルス発生器と、前記パルス発生器の出力をクロックとして動作する回路とを備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１０】
周期的なパルス信号を生成する方法であって、
第１キャパシタを充電もしくは放電し、第１初期値から第１メイン目標値に向かってその電圧値を単調に変化させるステップと、
前記第１キャパシタの電圧の大きさを前記第１メイン目標値と比較して、それらが等しくなったときにレベル遷移する第１メイン切替信号を生成するステップと、
前記第１メイン切替信号のレベル遷移を利用して、前記第１キャパシタの電圧の大きさが前記第１初期値から前記第１メイン目標値に到達したタイミングで前記パルス信号のエッジを設定するとともに第２キャパシタの充電もしくは放電を開始するステップと、
前記第２キャパシタを充電もしくは放電し、第２初期値から第２メイン目標値に向かってその電圧値を単調に変化させるステップと、
前記第２キャパシタの電圧の大きさを前記第２メイン目標値と比較して、それらが等しくなったときにレベル遷移する第２メイン切替信号を生成するステップと、
前記第２メイン切替信号のレベル遷移を利用して、前記第２キャパシタの電圧の大きさが前記第２初期値から前記第２メイン目標値に到達したタイミングで前記パルス信号のエッジを設定するとともに前記第１キャパシタの充電もしくは放電を開始するステップと、
を繰り返すことを特徴とするパルス発生方法。
【請求項１１】
前記第１キャパシタの電圧の大きさが前記第１初期値から前記第１メイン目標値に至る第１単調変化期間と、前記第２キャパシタの電圧の大きさが前記第２初期値から前記第２メイン目標値に至る第２単調変化期間とが等しい長さであり、
前記第１キャパシタの電圧の大きさを、前記第１初期値と前記第１メイン目標値の間の第１サブ目標値と比較して、それらが等しくなったときにレベル遷移する第１サブ切替信号を生成するステップと、
前記第１サブ切替信号のレベル遷移を利用して、前記第１キャパシタの電圧の大きさが前記第１初期値から前記第１サブ目標値に到達したタイミングで前記パルス信号のエッジを設定するステップと、
前記第２キャパシタの電圧の大きさを、前記第２初期値と前記第２メイン目標値の間の第２サブ目標値と比較して、それらが等しくなったときにレベル遷移する第２サブ切替信号を生成するステップと、
前記第２サブ切替信号のレベル遷移を利用して、前記第２キャパシタの電圧の大きさが前記第２初期値から前記第２サブ目標値に到達したタイミングで前記パルス信号のエッジを設定するステップと、
をさらに繰り返すことを特徴とする請求項１０に記載のパルス発生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周期的なパルス信号を生成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の発振回路は、接地電位から参照電位になるまでキャパシタを充電した後、放電用のスイッチをオンして参照電位から接地電位に戻るまでキャパシタを放電し、その一連の充放電に要する時間を１周期とする信号を出力するように構成されている。
【特許文献１】特開昭６２−２７２６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）等で構成されるスイッチのオン抵抗は、その使用環境によって変化する。スイッチのオン抵抗が変化すると、キャパシタの放電時間も変化する。特許文献１の技術では、放電時間の変化がそのまま出力信号の周期の誤差となる。出力信号の周期に高精度が要求されるとき、そういった誤差は極力小さく抑えられることが望ましい。
【０００４】
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その包括的目的は、パルス信号の周期の精度を高める技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のある態様は、パルス発生器である。このパルス発生器は、複数の周期電圧を生成する周期電圧生成部と、複数の周期電圧に応じて周期が決定されるパルス信号を出力するパルス信号出力部とを備える。周期電圧生成部は、初期値から目標値に向かって電圧値が単調に変化する単調変化期間をそれぞれ周期的に繰り返す複数の周期電圧を生成し、ある周期電圧の単調変化期間が終了すると、それを契機として別の周期電圧の単調変化期間を開始する。パルス信号出力部は、少なくとも１つの周期電圧の単調変化期間の電圧を利用してパルス信号のエッジを設定する。
【０００６】
この態様によると、単調変化期間が終了し、周期電圧の電圧値が初期値に戻るまでの時間はパルス信号の周期に影響を与えない。したがって、その時間がパルス発生器の使用環境等により変化しても、その変化がパルス信号の周期に誤差を生じさせることが防止され、パルス信号の周期の精度が高められる。
【０００７】
本発明の別の態様もまた、パルス発生器である。このパルス発生器は、第１キャパシタを充放電し、第１初期値から第１メイン目標値に向かって電圧値が単調に変化する第１単調変化期間を周期的に繰り返す第１周期電圧を生成する第１周期電圧生成回路と、第１周期電圧の電圧値を第１メイン目標値と比較して、それらが等しくなったときにレベル遷移する第１メイン切替信号を生成する第１メインコンパレータと、第２キャパシタを充放電し、第２初期値から第２メイン目標値に向かって電圧値が単調に変化する第２単調変化期間を周期的に繰り返す第２周期電圧を生成する第２周期電圧生成回路と、第２周期電圧の電圧値を第２メイン目標値と比較して、それらが等しくなったときにレベル遷移する第２メイン切替信号を生成する第２メインコンパレータと、第１メイン切替信号および第２メイン切替信号のレベル遷移を利用して、第１周期電圧の電圧値が第１初期値から第１メイン目標値に到達したときおよび第２周期電圧の電圧値が第２初期値から第２メイン目標値に到達したときにエッジが現れるパルス信号を出力するパルス出力回路とを備える。第１周期電圧生成回路は、第２周期電圧の電圧値が第２初期値から第２メイン目標値に到達したときに現れる第２メイン切替信号のレベル遷移を利用して第１単調変化期間を開始し、第２周期電圧生成回路は、第１周期電圧の電圧値が第１初期値から第１メイン目標値に到達したときに現れる第１メイン切替信号のレベル遷移を利用して第２単調変化期間を開始する。
【０００８】
この態様によると、パルス出力回路から出力されるパルス信号の周期は、第１単調変化期間および第２単調変化期間の長さに応じて決定されるので、第１単調変化期間が終了してから第１周期電圧の電圧値が第１初期値に戻るまでの時間および第２単調変化期間が終了して第２周期電圧の電圧値が第２初期値に戻るまでの時間はパルス信号の周期に影響を与えない。これにより、それらの時間がパルス発生器の使用環境等により変化しても、その変化がパルス信号の周期に誤差を生じさせることが防止され、パルス信号の周期の精度が高められる。
【０００９】
本発明のさらに別の態様は、電子機器である。この電子機器は、上記のパルス発生器と、そのパルス発生器の出力をクロックとして動作する回路とを備える。
【００１０】
この態様によると、クロックとして用いられるパルス信号の周期の精度が高いので、電子機器の性能が高められる。
【００１１】
本発明のさらに別の態様は、周期的なパルス信号を生成するパルス発生方法である。この方法は、第１キャパシタを充電もしくは放電し、第１初期値から第１メイン目標値に向かってその電圧値を単調に変化させるステップと、第１キャパシタの電圧の大きさを第１メイン目標値と比較して、それらが等しくなったときにレベル遷移する第１メイン切替信号を生成するステップと、第１メイン切替信号のレベル遷移を利用して、第１キャパシタの電圧の大きさが第１初期値から第１メイン目標値に到達したタイミングでパルス信号のエッジを設定するとともに第２キャパシタの充電もしくは放電を開始するステップと、第２キャパシタを充電もしくは放電し、第２初期値から第２メイン目標値に向かってその電圧値を単調に変化させるステップと、第２キャパシタの電圧の大きさを第２メイン目標値と比較して、それらが等しくなったときにレベル遷移する第２メイン切替信号を生成するステップと、第２メイン切替信号のレベル遷移を利用して、第２キャパシタの電圧の大きさが第２初期値から第２メイン目標値に到達したタイミングでパルス信号のエッジを設定するとともに第１キャパシタの充電もしくは放電を開始するステップと、を繰り返す。
【００１２】
以上の構成要素の任意の組合せや、本発明の表現を装置あるいはシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、パルス信号の周期の精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、実施の形態にかかるパルス発生器１００の構成を示す。パルス発生器１００は、例えばデジタルカメラの絞りやオートフォーカス、ズームレンズ用のモータを駆動するモータドライバ等で使用されるクロック発生源として使用することができる。
【００１５】
パルス発生器１００は、周期電圧生成部５２と、パルス信号出力部５４とを備え、例えばモータドライバ等の他の回路ブロックとともに１つの半導体基板上に一体集積化されている。なお、「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部の抵抗などが半導体基板の外部に設けられていてもよい。１つの半導体基板上に一体集積化することにより、電子機器への搭載が容易となる。
【００１６】
周期電圧生成部５２は、第１周期電圧Ｖｓａｗ１および第２周期電圧Ｖｓａｗ２を生成する。パルス信号出力部５４は、第１周期電圧Ｖｓａｗ１および第２周期電圧Ｖｓａｗ２にに応じて周期が決定されるパルス信号Ｓｐｌｓを出力する。
【００１７】
周期電圧生成部５２は、第１周期電圧生成回路７４と、第２周期電圧生成回路７６とを有する。
【００１８】
第１周期電圧生成回路７４は、第１キャパシタＣ１と、第１定電流源８４と、第１スイッチＭ１とを有し、第１キャパシタＣ１の電圧を第１周期電圧Ｖｓａｗ１として出力する。第１定電流源８４および第１キャパシタＣ１は電源端子と接地端子との間に直列接続され、それらの接続点と接地端子との間に第１スイッチＭ１が設けられる。第１スイッチＭ１がオフのとき、第１キャパシタＣ１は第１定電流源８４からの電流Ｉにより充電される。第１スイッチＭ１がオンのとき、第１キャパシタＣ１は放電され、その電圧値が０に初期化される。
【００１９】
第２周期電圧生成回路７６は、第２キャパシタＣ２と、第２定電流源８６と、第２スイッチＭ２とを有し、第２キャパシタＣ２の電圧を第２周期電圧Ｖｓａｗ２として出力する。第２定電流源８６および第２キャパシタＣ２は電源端子と接地端子との間に直列接続され、それらの接続点と接地端子との間に第２スイッチＭ２が設けられる。第２スイッチＭ２がオフのとき、第２キャパシタＣ２は第２定電流源８６からの電流Ｉにより充電される。第２スイッチＭ２がオンのとき、第２キャパシタＣ２は放電され、その電圧値が０に初期化される。
【００２０】
第１定電流源８４および第２定電流源８６は、公知のカレントミラー回路を用いて構成され、電流値が等しくなっている。また、第１キャパシタＣ１および第２キャパシタＣ２は、容量値が等しくなるように構成される。第１スイッチＭ１および第２スイッチＭ２は、例えばＭＯＳＦＥＴによる電子的なスイッチであり、本実施の形態ではそれらをＮチャンネルＭＯＳＦＥＴにて構成している。
【００２１】
第１スイッチＭ１のオンオフを制御する第１スイッチ制御信号Ｖｍ１は、後述する第２メイン切替信号Ｓ２１および第２サブ切替信号Ｓ２２を図示しない公知の論理ゲートに通して得られる。第１スイッチ制御信号Ｖｍ１の論理式は、（Ｓ２１ xor Ｓ２２）あるいは（Ｓ２１ and ＊Ｓ２２）で表される。
同様に第２スイッチＭ２のオンオフを制御する第２スイッチ制御信号Ｖｍ２は、後述する第１メイン切替信号Ｓ１１および第１サブ切替信号Ｓ１２を図示しない公知の論理ゲートに通して得られる。第２スイッチ制御信号Ｖｍ２の論理式は、（Ｓ１１ xor Ｓ１２）あるいは（Ｓ１１ and ＊Ｓ１２）で表される。
【００２２】
パルス信号出力部５４は、第１メインコンパレータＣＭＰ１１と、第１サブコンパレータＣＭＰ１２と、第２メインコンパレータＣＭＰ２１と、第２サブコンパレータＣＭＰ２２と、出力回路９４とを備える。
第１メインコンパレータＣＭＰ１１は、反転入力端子に第１周期電圧Ｖｓａｗ１が入力され、非反転入力端子にメイン基準電圧Ｖｍａｉｎが入力される。第１サブコンパレータＣＭＰ１２は、反転入力端子に第１周期電圧Ｖｓａｗ１が入力され、非反転入力端子にサブ基準電圧Ｖｓｕｂが入力される。なお、サブ基準電圧Ｖｓｕｂの電圧値は０からメイン基準電圧Ｖｍａｉｎの電圧値までの間である。すなわち、０＜Ｖｓｕｂ＜Ｖｍａｉｎの関係が成立する。
第２メインコンパレータＣＭＰ２１は、反転入力端子に第２周期電圧Ｖｓａｗ２が入力され、非反転入力端子にメイン基準電圧Ｖｍａｉｎが入力される。第２サブコンパレータＣＭＰ２２は、反転入力端子に第２周期電圧Ｖｓａｗ２が入力され、非反転入力端子にサブ基準電圧Ｖｓｕｂが入力される。
【００２３】
第１メインコンパレータＣＭＰ１１は、メイン基準電圧Ｖｍａｉｎの電圧値と第１周期電圧Ｖｓａｗ１の電圧値とを比較して、それらが等しくなったときにレベル遷移する第１メイン切替信号Ｓ１１を生成する。第１サブコンパレータＣＭＰ１２は、サブ基準電圧Ｖｓｕｂの電圧値と第１周期電圧Ｖｓａｗ１の電圧値とを比較して、それらが等しくなったときにレベル遷移する第１サブ切替信号Ｓ１２を生成する。
【００２４】
第２メインコンパレータＣＭＰ２１は、メイン基準電圧Ｖｍａｉｎの電圧値と第２周期電圧Ｖｓａｗ２の電圧値とを比較して、それらが等しくなったときにレベル遷移する第２メイン切替信号Ｓ２１を生成する。第２サブコンパレータＣＭＰ２２は、サブ基準電圧Ｖｓｕｂの電圧値と第２周期電圧Ｖｓａｗ２の電圧値とを比較して、それらが等しくなったときにレベル遷移する第２サブ切替信号Ｓ２２を生成する。
【００２５】
出力回路９４は、第１メイン切替信号Ｓ１１と第１サブ切替信号Ｓ１２、第２メイン切替信号Ｓ２１、第２サブ切替信号Ｓ２２に基づいてパルス信号Ｓｐｌｓを出力する。パルス信号Ｓｐｌｓは、パルス発生器１００の最終出力である。なお、出力回路９４は、公知の論理ゲートを組み合わせることにより構成できる。
【００２６】
以下、図１を参照しながらタイムチャートによりパルス発生器１００の動作を説明する。
【００２７】
図２は、図１に示されるパルス発生器１００の動作を示すタイムチャートである。このタイムチャートは上から順に、第１周期電圧Ｖｓａｗ１、第１メイン切替信号Ｓ１１、第１サブ切替信号Ｓ１２、第１スイッチＭ１のオンオフ、第２周期電圧Ｖｓａｗ２、第２メイン切替信号Ｓ２１、第２サブ切替信号Ｓ２２、第２スイッチＭ２のオンオフ、パルス信号Ｓｐｌｓを示す。
【００２８】
第１周期電圧生成回路７４は、第１スイッチＭ１をオフし、電圧値が０に初期化された第１キャパシタＣ１を第１定電流源８４により充電する。これにより、第１周期電圧Ｖｓａｗ１の電圧値が初期値である０からメイン基準電圧Ｖｍａｉｎの電圧値に向かって単調に増加する第１単調変化期間Ｔ１が開始される。
【００２９】
第１周期電圧Ｖｓａｗ１がサブ基準電圧Ｖｓｕｂと等しくなったとき、第１サブ切替信号Ｓ１２がハイレベルからローレベルに遷移する。出力回路９４は、そのレベル遷移のタイミングでパルス信号Ｓｐｌｓのポジティブエッジを設定する。また、第２周期電圧生成回路７６は、そのレベル遷移を契機として第２スイッチＭ２をオンし、第２キャパシタＣ２の電圧値を０に初期化する。第２キャパシタＣ２の電圧値が０に初期化されたことに伴い、第２メイン切替信号Ｓ２１および第２サブ切替信号Ｓ２２はハイレベルとなる。
【００３０】
第１周期電圧Ｖｓａｗ１がメイン基準電圧Ｖｍａｉｎと等しくなったとき、第１メイン切替信号Ｓ１１がハイレベルからローレベルに遷移する。出力回路９４は、そのレベル遷移のタイミングでパルス信号Ｓｐｌｓのネガティブエッジを設定する。また、第２周期電圧生成回路７６は、そのレベル遷移を契機として第２スイッチＭ２をオフし、第２キャパシタＣ２を第２定電流源８６により充電する。これにより第２周期電圧Ｖｓａｗ２の電圧値が初期値である０からメイン基準電圧Ｖｍａｉｎの電圧値に向かって単調に増加する第２単調変化期間Ｔ２が開始される。なお、第１メイン切替信号Ｓ１１がハイレベルからローレベルに遷移したことは、第１単調変化期間Ｔ１の終了を意味する。すなわち、第２周期電圧生成回路７６は、第１周期電圧Ｖｓａｗ１の電圧値が初期値からメイン基準電圧Ｖｍａｉｎの電圧値に到達したときに現れる第１メイン切替信号Ｓ１１のレベル遷移を利用して、第１単調変化期間Ｔ１が終了したことを契機として第２単調変化期間Ｔ２を開始する。
【００３１】
第２周期電圧Ｖｓａｗ２がサブ基準電圧Ｖｓｕｂと等しくなったとき、第２サブ切替信号Ｓ２２がハイレベルからローレベルに遷移する。出力回路９４は、そのレベル遷移のタイミングでパルス信号Ｓｐｌｓのポジティブエッジを設定する。また、第１周期電圧生成回路７４は、そのレベル遷移を契機として第１スイッチＭ１をオンし、第１キャパシタＣ１の電圧値を０に初期化する。第１キャパシタＣ１の電圧値が０に初期化されたことに伴い、第１メイン切替信号Ｓ１１および第１サブ切替信号Ｓ１２はハイレベルとなる。
【００３２】
第２周期電圧Ｖｓａｗ２がメイン基準電圧Ｖｍａｉｎと等しくなったとき、第２メイン切替信号Ｓ２１がハイレベルからローレベルに遷移する。出力回路９４は、そのレベル遷移のタイミングでパルス信号Ｓｐｌｓのネガティブエッジを設定する。また、第１周期電圧生成回路７４は、そのレベル遷移を契機として第１スイッチＭ１をオフし、第１キャパシタＣ１を第１定電流源８４により充電する。これにより次のサイクルの第１単調変化期間Ｔ１が開始される。なお、第２メイン切替信号Ｓ２１がハイレベルからローレベルに遷移したことは、第２単調変化期間Ｔ２の終了を意味する。すなわち、第１周期電圧生成回路７４は、第２周期電圧Ｖｓａｗ２の電圧値が初期値からメイン基準電圧Ｖｍａｉｎの電圧値に到達したときに現れる第２メイン切替信号Ｓ２１のレベル遷移を利用して、第２単調変化期間Ｔ２が終了したことを契機として第１単調変化期間Ｔ１を開始する。
【００３３】
以上の動作を繰り返すことにより第１単調変化期間Ｔ１および第２単調変化期間Ｔ２が交互に繰り返される。なお、第１定電流源８４と第２定電流源８６は電流値が等しく、かつ、第１キャパシタＣ１と第２キャパシタＣ２は容量値が等しいから、第１単調変化期間Ｔ１と第２単調変化期間Ｔ２の長さは等しい。その長さがパルス信号Ｓｐｌｓの１周期となる。
【００３４】
本実施の形態のパルス発生器１００では、第１キャパシタＣ１および第２キャパシタＣ２を放電してそれらの電圧値を０に初期化する初期化期間の長さ（以下、「初期化時間」という。）がパルス信号Ｓｐｌｓの周期に影響を与えないことに注目すべきである。すなわち、パルス信号Ｓｐｌｓの周期を決定するのは第１単調変化期間Ｔ１および第２単調変化期間Ｔ２の長さであるから、パルス信号Ｓｐｌｓの周期は初期化時間に影響されない。初期化時間は外部環境によって変化するところ、本実施の形態ではこのように初期化時間の変動によりパルス信号Ｓｐｌｓの周期に誤差が生じることが防止されるので、パルス信号Ｓｐｌｓの周期の精度が高められる。
【００３５】
また、特許文献１の技術ではキャパシタを接地電位から参照電位になるまで充電した後そのキャパシタを参照電位から接地電位に戻るまで放電する一連の充放電に要する時間を１周期としているところ、本実施の形態では第１単調変化期間Ｔ１および第２単調変化期間Ｔ２の各々を１周期するので、パルス信号Ｓｐｌｓの周波数を高めることができる。
【００３６】
以下、比較例を参考にして本実施の形態の効果を別の観点から説明する。比較例では例えば特開２００６−２０１７７号公報の図４に記載されたような三角波生成回路を用いてパルス信号を生成する場合を示す。
【００３７】
図３は、比較例にかかるパルス発生器８００の構成を示す。パルス発生器８００は、充電期間では放電用定電流源８８４Ｂをオフした状態で充電用定電流源８８４ＡによりキャパシタＣを充電し、その電圧値が高電位基準電圧ＶｒｅｆＨの電圧値と等しくなると放電期間に移行し、放電期間では放電用定電流源８８４ＢをオンしてキャパシタＣを放電し、その電圧値が低電位基準電圧ＶｒｅｆＬの電圧値と等しくなると充電期間に移行する。この動作を繰り返す中で、出力回路はキャパシタＣの電圧値が高電位基準電圧ＶｒｅｆＨおよび低電位基準電圧ＶｒｅｆＬの電圧値と等しくなるごとにエッジを有するパルス信号を生成する。なお、充電用定電流源８８４Ａおよび放電用定電流源８８４Ｂはカレントミラー回路にて構成される。充電用定電流源８８４Ａの電流値はＩ、放電用定電流源８８４Ｂの電流値は２Ｉであるから、放電期間におけるキャパシタＣの放電電流の電流値はトータルでＩとなる。
【００３８】
放電期間の開始時に放電用定電流源８８４Ｂがオンされたとき、その立ち上がり時の過渡的な電流（以下、「過渡電流」という。）は外部環境によって変化する。過渡電流の変化は、パルス発生器８００の出力パルス信号の周期に誤差を生じさせる。この点、本実施の形態のパルス発生器１００では、パルス信号Ｓｐｌｓの周期を決定するための周期電圧生成回路を２つ設けることにより電流源のオンオフを不要としたため、過渡電流の変化に起因してパルス信号Ｓｐｌｓの周期に誤差が生じることが防止され、その精度を高めることができる。
【００３９】
また、比較例のパルス発生器８００では、コンパレータの応答速度が外部環境によって変化すると、充電期間の開始時および終了時の双方におけるキャパシタの電圧値が変化する。これにより充電期間および放電期間の長さが変化し、パルス発生器８００の出力パルス信号の周期に誤差が生じる。これと比較して本実施の形態のパルス発生器１００では、第１キャパシタＣ１および第２キャパシタＣ２の充電開始時の電圧値は接地電位すなわち安定的な固定電位に初期化されている。つまり、第１単調変化期間Ｔ１および第２単調変化期間Ｔ２の開始時における第１周期電圧Ｖｓａｗ１および第２周期電圧Ｖｓａｗ２の電圧値は比較的安定しているので、比較例のパルス発生器８００よりも周期の精度が高いパルス信号を生成することができる。
【００４０】
上記実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、変形例を列挙する。
【００４１】
（変形例）
実施の形態では等しい長さである第１単調変化期間Ｔ１と第２単調変化期間Ｔ２の長さの各々をパルス信号Ｓｐｌｓの１周期とした。変形例においては第１単調変化期間Ｔ１および第２単調変化期間Ｔ２の長さの合計をパルス信号Ｓｐｌｓの１周期とする。この場合、出力回路９４は、第１サブ切替信号Ｓ１２のレベル遷移および第２サブ切替信号Ｓ２２のレベル遷移をパルス信号Ｓｐｌｓのエッジの設定に利用せず、第１メイン切替信号Ｓ１１がハイレベルからローレベルに遷移したタイミングでパルス信号Ｓｐｌｓのポジティブエッジを設定し、第２メイン切替信号Ｓ２１がハイレベルからローレベルに遷移したタイミングでパルス信号Ｓｐｌｓのネガティブエッジを設定する。
【００４２】
本変形例も実施の形態と同様の作用効果を奏する。さらに本変形例によれば、第１キャパシタＣ１および第２キャパシタＣ２の容量値を等しくしたり、第１定電流源８４および第２定電流源８６の電流値を等しくすることに特に配慮する必要がない。すなわち、実施の形態のように第１単調変化期間Ｔ１と第２単調変化期間Ｔ２の長さの各々をパルス信号Ｓｐｌｓの１周期とするときは第１単調変化期間Ｔ１および第２単調変化期間Ｔ２の長さを等しくする配慮が必要なところ、本変形例では第１単調変化期間Ｔ１および第２単調変化期間Ｔ２の長さの合計をパルス信号Ｓｐｌｓの１周期とするので、そういった配慮が不要となる。これにより、パルス発生器１００が製造容易となる。
【００４３】
また、本変形例では第１単調変化期間Ｔ１および第２単調変化期間Ｔ２の長さが異なってもそれがパルス信号Ｓｐｌｓの周期の誤差にはならないため、実施の形態よりもさらにパルス信号Ｓｐｌｓの周期の精度を高めることができる。ただし、本変形例では実施の形態の場合と比較してパルス信号Ｓｐｌｓの周波数が半分になる。実施の形態および本変形例のいずれを採用するかは、求められる周波数や精度によって適宜変更すればよい。このように本変形例によれば、パルス発生器１００の適用範囲が広がる。
【００４４】
（その他の変形例）
実施の形態ではパルス信号Ｓｐｌｓの周期を決定するための周期電圧生成回路を２つ設けたが、それに限定されず、周期電圧生成回路は３つ以上設けられてもよい。この場合も実施の形態と同様の効果が得られる。
【００４５】
実施の形態では、第１周期電圧Ｖｓａｗ１および第２周期電圧Ｖｓａｗ２の各々につきコンパレータを２つ設けたが、これに限定されず、第１周期電圧Ｖｓａｗ１および第２周期電圧Ｖｓａｗ２の各々につきコンパレータを３つ設けてもよい。具体的には、メイン基準電圧Ｖｍａｉｎおよびサブ基準電圧Ｖｓｕｂとは別のサブ基準電圧を非反転入力端子に入力し、第１周期電圧Ｖｓａｗ１および第２周期電圧Ｖｓａｗ２をそれぞれ非反転入力端子に入力する２つの別のサブコンパレータをさらに設ける。そして出力回路９４はその２つの別のサブコンパレータの出力信号のレベル遷移もパルス信号Ｓｐｌｓのエッジの設定に利用する。これによれば、パルス信号Ｓｐｌｓの周波数を大きくすることができる。同様にしてコンパレータの数をさらに増やすことにより、パルス信号Ｓｐｌｓの周波数をさらに大きくすることも可能である。
【００４６】
実施の形態では第１サブコンパレータＣＭＰ１２および第２サブコンパレータＣＭＰ２２を２入力の差動アンプを基礎に構成したが、それに代えてインバータを用いてもよい。この場合、入力が０からメイン基準電圧Ｖｍａｉｎの電圧値の間で出力がレベル遷移するようにインバータを構成する。すなわち、インバータのしきい値をサブ基準電圧Ｖｓｕｂとして利用する。パルス信号Ｓｐｌｓのデューティ比に精度が要求されない場合は、本変形例のように第１サブコンパレータＣＭＰ１２および第２サブコンパレータＣＭＰ２２をインバータにて構成することで、パルス発生器１００の回路規模を削減することができる。
【００４７】
実施の形態の第１サブコンパレータＣＭＰ１２に代えて、第２単調変化期間Ｔ２が終了を契機に第１単調変化期間Ｔ１の長さよりも短い時間を計時し、その時間が経過したときに出力レベルが遷移するタイマを設けてもよい。そのレベル遷移を利用することで、実施の形態と同様の効果が得られる。第２サブコンパレータＣＭＰ２２についても同様のことがいえる。
【００４８】
実施の形態では、第１周期電圧Ｖｓａｗ１および第２周期電圧Ｖｓａｗ２の電圧値の初期値がメイン基準電圧Ｖｍａｉｎの電圧値よりも小さい場合を例示したが、これに限定されず、それらの大小関係は逆であってもよい。すなわち、第１単調変化期間Ｔ１および第２単調変化期間Ｔ２は、第１周期電圧Ｖｓａｗ１および第２周期電圧Ｖｓａｗ２の電圧値がそれぞれ初期値からメイン基準電圧Ｖｍａｉｎの電圧値に向かって単調に減少する期間であってもよい。
【００４９】
実施の形態では、第１周期電圧Ｖｓａｗ１および第２周期電圧Ｖｓａｗ２の電圧値を初期化するために第１スイッチＭ１および第２スイッチＭ２を設けたが、これにも限定されず、それらに代えて放電用電流源を用いてもよい。この場合も、第１単調変化期間Ｔ１および第２単調変化期間Ｔ２の各々の開始前までに第１キャパシタＣ１および第２キャパシタＣ２の各々の電圧値が初期値に設定されるようにすることで、実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００５０】
実施の形態では第１定電流源８４および第２定電流源８６の各々により第１キャパシタＣ１および第２キャパシタＣ２の各々を充電したが、それに限定されず、第１定電流源８４および第２定電流源８６に代えて第１抵抗および第２抵抗を用い、それらの抵抗を電流源として作用させてもよい。この場合も、実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００５１】
実施の形態では第１周期電圧Ｖｓａｗ１および第２周期電圧Ｖｓａｗ２の各々の電圧値を第１メインコンパレータＣＭＰ１１および第２メインコンパレータＣＭＰ２１によりメイン基準電圧Ｖｍａｉｎの電圧値と比較した。変形例では、第１メインコンパレータＣＭＰ１１および第２メインコンパレータＣＭＰ２１の機能を、１つのコンパレータを時分割により共用することで実現してもよい（以下、その１つのコンパレータを「共用コンパレータ」という。）。この場合、第１周期電圧Ｖｓａｗ１および第２周期電圧Ｖｓａｗ２のいずれかを選択するセレクタを設け、選択された電圧を共用コンパレータの反転入力端子に入力する。セレクタは、第１単調変化期間Ｔ１が終了したことを契機として共用コンパレータへの入力を第１周期電圧Ｖｓａｗ１から第２周期電圧Ｖｓａｗ２に切り替え、第２単調変化期間Ｔ２が終了したことを契機として共用コンパレータへの入力を第２周期電圧Ｖｓａｗ２から第１周期電圧Ｖｓａｗ１へ切り替える。このようにしてセレクタは第１周期電圧Ｖｓａｗ１および第２周期電圧Ｖｓａｗ２を交互に共用コンパレータに入力する。本変形例によればコンパレータの数を減らすことにより回路規模を削減できる。第１サブコンパレータＣＭＰ１２および第２サブコンパレータＣＭＰ２２も同様に、それらの機能を、１つのコンパレータを時分割により共用することで実現可能である。
【００５２】
また、実施の形態で説明したハイレベル、ローレベルの論理値の設定は一例であって、インバータなどによって適宜反転させることにより自由に変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施の形態にかかるパルス発生器の構成を示す回路図である。
【図２】図１に示されるパルス発生器の動作を示すタイムチャートである。
【図３】比較例にかかるパルス発生器の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００５４】
５２・・・周期電圧生成部、５４・・・パルス信号出力部、７４・・・第１周期電圧生成回路、７６・・・第２周期電圧生成回路、８４・・・第１定電流源、８６・・・第２定電流源、９４・・・出力回路、Ｃ１・・・第１キャパシタ、Ｃ２・・・第２キャパシタ、Ｍ１・・・第１スイッチ、Ｍ２・・・第２スイッチ、Ｖｓａｗ１・・・第１周期電圧、Ｖｓａｗ２・・・第２周期電圧、ＣＭＰ１１・・・第１メインコンパレータ、ＣＭＰ１２・・・第１サブコンパレータ、ＣＭＰ２１・・・第２メインコンパレータ、ＣＭＰ２２・・・第２サブコンパレータ、１００・・・パルス発生器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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