(57)【要約】【課題】抵抗およびコンデンサの数を増やすことなく時定数を詳細に設定でき、かつ、コンデンサの充電時の時定数と放電時の時定数とを別々に設定できる時定数回路を提供する。【解決手段】信号入力部１において、差動増幅器１１に入力信号Ｖｉｎが供給されるとき、コンデンサ２は、充電制御部３に入力される充電制御信号Ｖｃおよび放電制御部４に入力される放電制御信号Ｖｄの値に基づく時定数で充電される。また、入力信号Ｖｉｎが減少するとき、コンデンサ２は放電制御信号Ｖｄの値に基づく時定数で放電する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号が供給される信号入力部と、
前記入力信号に基づいて充放電を行なうコンデンサと、
前記コンデンサの充電時の時定数を調整する充電制御部と、
前記コンデンサの放電時の時定数を調整する放電制御部と、
を備えることを特徴とする時定数回路。
【請求項２】
前記信号入力部は、
入力信号が供給される第１の差動増幅器と、
制御端に前記第１の差動増幅器の出力が供給される第１のトランジスタと、を有し、
前記第１のトランジスタの一端が前記充電制御部に接続され、
前記第１のトランジスタの他端が前記第１の差動増幅器の反転入力端、前記放電制御部、および前記コンデンサに接続される
ことを特徴とする請求項１に記載の時定数回路。
【請求項３】
前記充電制御部は、
非反転入力端子に充電制御信号が入力される第２の差動増幅器と、
制御端に前記第２の差動増幅器の出力が供給される第２のトランジスタと、
一端が前記第２のトランジスタの一端に接続され、他端が接地される第１の抵抗と、
制御端が相互に接続された一対のトランジスタからなり、前記一対のトランジスタの各制御端が前記第２のトランジスタの他端に接続されて前記第２のトランジスタに流れる電流量と同じ電流量を前記信号入力部に供給する第１のカレントミラー回路と、を有し、
前記放電制御部は、
非反転入力端子に放電制御信号が入力される第３の差動増幅器と、
制御端に前記第３の差動増幅器の出力が供給される第３のトランジスタと、
一端が前記第３のトランジスタの一端に接続され、他端が接地される第２の抵抗と、
制御端が相互に接続された一対のトランジスタからなり、前記一対のトランジスタの各制御端が前記第３のトランジスタの他端に接続されて前記第３のトランジスタに流れる電流量と同じ電流量を供給する第２のカレントミラー回路と、
制御端が相互に接続された一対のトランジスタからなり、前記第２のカレントミラー回路によって供給される電流量と同じ電流量が前記コンデンサから放電されて供給される第３のカレントミラー回路と、
を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の時定数回路。
【請求項４】
前記充電制御部は請求項３に記載の時定数回路に加え、
制御端が前記第３のカレントミラー回路を構成する一対のトランジスタのそれぞれの制御端に接続される第４のトランジスタと、
制御端が相互に接続された一対のトランジスタからなり、前記一対のトランジスタの各制御端が前記第４のトランジスタの一端に接続されて前記第４のトランジスタに流れる電流量と同じ電流量を前記信号入力部に供給する第４のカレントミラー回路と、
を更に有することを特徴とする請求項３に記載の時定数回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時定数を任意に制御できる時定数回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、抵抗およびコンデンサによって設定される時定数を利用した時定数回路が、多くの電子機器に用いられている。時定数回路は、抵抗値および容量値が外部からの制御によって可変することで、任意の時定数を得ることができる。例えば、時定数が可変する従来の時定数回路として、特許文献１に示される形態が知られている。
【０００３】
特許文献１の時定数回路は、図３に示すように、抵抗５１〜５４が直列に接続されてなる抵抗回路５０と、コンデンサ６１〜６３が並列に接続されてなるコンデンサ回路６０と、抵抗回路５０とコンデンサ回路６０の接続点の電位を所定の動作電位と比較するコンパレータ７０と、を有し、抵抗５２〜５４に各々並列接続される時定数調整スイッチ５５〜５７と、コンデンサ６２〜６３に各々直列接続される時定数調整スイッチ６４〜６５とをオンオフ制御することで、抵抗回路５０の抵抗値およびコンデンサ回路６０の容量値を切り替え、時定数を可変させる。
【特許文献１】特開２０００−１５６６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の時定数回路は、抵抗、コンデンサ、および時定数調整スイッチの数が増えると、時定数はより詳細に設定されるが、詳細な設定をするには多数の抵抗およびコンデンサを必要としてしまう。
また、特許文献１の時定数回路は、コンデンサの充電時の時定数を設定する回路であって、放電時の時定数を制御することはできない。
【０００５】
上記の点に鑑み、本発明は、抵抗およびコンデンサの数を増やすことなく詳細に時定数設定でき、かつ、コンデンサの充電時の時定数と放電時の時定数とを別々に設定できる時定数回路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】
【０００６】
以上の問題点を解決するため、本発明の時定数回路は、入力信号が供給される信号入力部と、前記入力信号に基づいて充放電を行なうコンデンサと、前記コンデンサの充電時の時定数を調整する充電制御部と、前記コンデンサの放電時の時定数を調整する放電制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
前記信号入力部は、入力が供給される第１の差動増幅器と、制御端に前記第１の差動増幅器の出力が供給される第１のトランジスタと、を有し、前記第１のトランジスタの一端が前記充電制御部に接続され、前記第１のトランジスタの他端が前記第１の差動増幅器の反転入力端、前記放電制御器、および前記コンデンサに接続されることを特徴とする。
【０００８】
前記充電制御部は、非反転入力端子に充電制御信号が入力される第２の差動増幅器と、制御端に前記第２の差動増幅器の出力信号が供給される第２のトランジスタと、一端が前記第２のトランジスタの一端に接続され、他端が接地される第１の抵抗と、制御端が相互に接続された一対のトランジスタからなり、前記一対のトランジスタの各制御端が前記第２のトランジスタの他端に接続されて前記第２のトランジスタに流れる電流量と同じ電流量を前記信号入力部に供給する第１のカレントミラー回路と、を有し、前記放電制御部は、非反転入力端子に放電制御信号が入力される第３の差動増幅器と、制御端に前記第３の差動増幅器の出力が供給される第３のトランジスタと、一端が前記第３のトランジスタの一端に接続され、他端が接地される第２の抵抗と、制御端が相互に接続された一対のトランジスタからなり、前記一対のトランジスタの各制御端が前記第３のトランジスタの他端に接続されて前記第３のトランジスタを流れる電流量と同じ電流量を供給する第２のカレントミラー回路と、制御端が相互に接続された一対のトランジスタからなり、前記第２のカレントミラー回路によって供給される電流量と同じ電流量が前記コンデンサから放電されて供給される第３のカレントミラー回路と、を有することを特徴とする。
【０００９】
前記充電制御部は請求項３に記載の時定数回路に加え、制御端が前記第３のカレントミラー回路を構成する一対のトランジスタのそれぞれの制御端に接続される第４のトランジスタと、制御端が相互に接続された一対のトランジスタからなり、前記第４のトランジスタの一端の電流と同じ値の電流を前記信号入力部に供給する第４のカレントミラー回路と、を更に有してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る時定数回路は、抵抗およびコンデンサの数を増やすことなく時定数を詳細に設定でき、かつ、コンデンサの充電時の時定数と放電時の時定数とを別々に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る時定数回路を、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施例に係る時定数回路の回路図である。図１の時定数回路は、信号入力部１、コンデンサ２、充電制御部３、および放電制御部４から構成される。
【００１２】
信号入力部１は、非反転入力端に入力信号Ｖｉｎが供給される第１の差動増幅器１１（以下、差動増幅器１１）と、制御端が差動増幅器１１の出力端に接続される第１のトランジスタ１２（以下、トランジスタ１２）と、からなる。
トランジスタ１２はｎチャンネル電界効果トランジスタであり、ドレインが充電制御部３に接続され、ソースが差動増幅器１１の反転入力端、放電制御部４、およびコンデンサ２に接続される。
差動増幅器１１は、入力信号Ｖｉｎと、トランジスタ１２のドレイン−ソース電圧信号との差信号を増幅し、トランジスタ１２のゲートに供給する。
【００１３】
コンデンサ２は、信号入力部１に供給される入力信号Ｖｉｎに基づいて充放電を行なう素子であり、一端が信号入力部１および放電制御部４に接続され、他端が接地される。
入力信号Ｖｉｎが増加する時は、充電制御部３に供給される充電制御信号Ｖｃおよび放電制御部４に供給される放電制御信号Ｖｄに基づいた時定数で充電し、入力信号Ｖｉｎが減少する時は、放電制御信号Ｖｄに基づいた時定数で放電する。
【００１４】
充電制御部３は、第２の差動増幅器３１（以下、差動増幅器３１）と、第２のトランジスタ３２（以下、トランジスタ３２）と、第１の抵抗３３（以下、抵抗３３）と、トランジスタ３４１およびトランジスタ３４２の制御端が相互に接続されてなる第１のカレントミラー回路３４と（以下、カレントミラー回路３４）、から構成され、差動増幅器３１の非反転入力端に供給される充電制御信号Ｖｃと、放電制御部４に供給される放電制御信号Ｖｄとに基づいて、コンデンサ２の充電時の時定数を決定する。
トランジスタ３２はｎチャンネル電界効果トランジスタであり、ゲートが差動増幅器３１の出力端に接続され、ソースが差動増幅器３１の反転入力端に接続される。抵抗３３は、一端がトランジスタ３２のソースに接続され、他端が接地される。トランジスタ３４１およびトランジスタ３４２はｐチャンネル電界効果トランジスタであり、それぞれのソースが電源に接続される。トランジスタ３４１のドレインは自身のゲートおよびトランジスタ３２のドレインに接続され、トランジスタ３４２のドレインはトランジスタ１２のドレインに接続される。
【００１５】
差動増幅器３１は、充電制御信号Ｖｃと、トランジスタ３２のソースおよび抵抗３３の一端の接続点の電圧信号との差信号を増幅してトランジスタ３２のゲートに供給する。
カレントミラー回路３４は、トランジスタ３４１においてトランジスタ３２のドレイン電流Ｉ１を引き込み、トランジスタ３４２からトランジスタ１２のドレインに電流Ｉ１を供給する。
このとき、トランジスタ３２のソースと抵抗３３の一端との接続点の電圧は充電制御信号Ｖｃであるから、抵抗３３の抵抗値をＲ３３とすると、トランジスタ３２のドレイン電流Ｉ１の値は、次の数１によって表される。
【数１】
2008244788.tif 000003
【００１６】
放電制御部４は、第３の差動増幅器４１（以下、差動増幅器４１）と、第３のトランジスタ４２（以下、トランジスタ４２）と、第２の抵抗４３（以下、抵抗４３）と、トランジスタ４４１の制御端およびトランジスタ４４２の制御端が相互に接続されてなる第２のカレントミラー回路４４（以下、カレントミラー回路４４）と、トランジスタ４５１およびトランジスタ４５２の制御端が相互に接続されてなる第３のカレントミラー回路４５（以下、カレントミラー回路４５）と、からなり、差動増幅器４１の非反転入力端に供給される放電制御信号Ｖｄに基づいて、コンデンサ２の放電時の時定数を決定する。
トランジスタ４２は、ｎチャンネル電界効果トランジスタであり、ゲートが差動増幅器４１の出力端に接続され、ソースが差動増幅器４１の反転入力端に接続される。抵抗４３は、一端がトランジスタ４２のソースに接続され、他端が接地される。トランジスタ４４１およびトランジスタ４４２は、ｐチャンネル電界効果トランジスタであり、それぞれのソースが電源に接続され、トランジスタ４４１のドレインがトランジスタ４２のドレインに接続される。トランジスタ４５１およびトランジスタ４５２はｎチャンネル電界効果トランジスタであり、それぞれのソースが接地され、トランジスタ４５１のドレインが自身のゲートおよびトランジスタ４４２のドレインに接続され、トランジスタ４５２のドレインがトランジスタ１２のソースおよびコンデンサ２の一端に接続される。
【００１７】
差動増幅器４１は、放電制御信号Ｖｄと、トランジスタ４２のソースおよび抵抗４３の一端の接続点の電圧信号との差信号を増幅してトランジスタ４２のゲートに供給する。
カレントミラー回路４４は、トランジスタ４４１において、トランジスタ４２のドレイン電流Ｉ２を引き込み、トランジスタ４４２から折り返してトランジスタ４５１のドレインに電流Ｉ２を供給する。
カレントミラー回路４５は、トランジスタ４４２から供給された電流Ｉ２を更に折り返し、トランジスタ４５２において、コンデンサ２の放電電流として引き込む。
このとき、トランジスタ４２のソースと抵抗４３の一端との接続点の電圧は放電制御信号Ｖｄであるから、抵抗４３の抵抗値をＲ４３とすると、トランジスタ４２のドレイン電流Ｉ２の値は、次の数２によって表される。
【数２】
2008244788.tif 000004
【００１８】
入力信号Ｖｉｎが差動増幅器１１に供給されると、入力信号Ｖｉｎがコンデンサ２に充電される。このとき、コンデンサ２には電流Ｉ１と電流Ｉ２との差分が供給されることから、信号入力部１および充電制御部３の合成抵抗値Ｒ３は、数３に表される。
【数３】
2008244788.tif 000005
充電時の時定数τ３は、コンデンサ２の容量値をＣとすると、合成容量値Ｒ３との積をとって、数４の通りになる。
【数４】
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【００１９】
また、入力信号Ｖｉｎが減少するとき、その減少値ΔＶｉｎがコンデンサ２から放電される。このとき、コンデンサ２から電流Ｉ２が放電されることから、信号入力部１および放電制御部４の合成抵抗値Ｒ４は、数５に表される。
【数５】
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放電時の時定数τ４は、数６の通りになる。
【数６】
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【００２０】
このように、本実施例の時定数回路は、充電制御信号Ｖｃおよび放電制御信号Ｖｄに基づいてコンデンサ２の充電時の時定数を、放電制御信号Ｖｄに基づいてコンデンサ２による放電時の時定数を、それぞれ細かく決定できる。抵抗３３と抵抗３４の抵抗値、およびコンデンサの容量値を変更せずに時定数を設定することができるため、抵抗やコンデンサを新たに設ける必要もない。
【００２１】
次に、本発明の第２の実施例に係る時定数回路の回路図を図３に示す。本実施例に係る時定数回路は、第１の実施例における時定数回路の充電制御部３に、第４のトランジスタ３５（以下、トランジスタ３５）と、トランジスタ３６１およびトランジスタ３６２（以下、トランジスタ３６１、３６２）のゲートが相互に接続されてなる第４のカレントミラー回路（以下、カレントミラー回路３６）と、が追加されてなる。
トランジスタ３５はｎチャンネル電界効果トランジスタであり、ゲートがカレントミラー回路４５を構成するトランジスタ４５１およびトランジスタ４５２のゲートに接続される。
トランジスタ３６１およびトランジスタ３６２は、ｐチャンネル電界効果トランジスタであり、各々のソースが電源に接続され、トランジスタ３６１のドレインが自身のゲートおよびトランジスタ３５のドレインに接続され、トランジスタ３６２のドレインがトランジスタ３４２のドレインおよびトランジスタ１２のドレインに接続される。
ドランジスタ３５は、ゲートがトランジスタ４５１およびトランジスタ４５のゲートに接続されるため、ドレイン電流はＩ２である。カレントミラー回路３６によって電流Ｉ２がトランジスタ１２のドレインに供給されるため、トランジスタ１２のドレイン電流は、カレントミラー回路３４から供給される電流Ｉ１と合わせて、Ｉ１＋Ｉ２となる。
【００２２】
本実施例の時定数回路は、充電制御部３から電流Ｉ１＋Ｉ２がトランジスタ１２のドレインに供給されることによって、コンデンサ２には、電流Ｉ１＋Ｉ２と電流Ｉ２との差分である電流Ｉ１が供給される。よって、本実施例の時定数回路は、充電時の時定数が放電制御信号Ｖｄによらず、充電制御電圧Ｖｃだけで設定することができ、利便性が向上する。
【００２３】
なお、本発明の時定数回路は、第１のトランジスタ〜第４のトランジスタ、および、第１のカレントミラー回路〜第４のカレントミラー回路を構成する全てのトランジスタが電界効果トランジスタであったが、代わりにバイポーラトランジスタが用いられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第1の実施例に係る時定数回路の回路図である
【図２】本発明の第２の実施例に係る時定数回路の回路図である
【図３】従来の時定数回路を示す回路図である
【符号の説明】
【００２５】
１  信号入力部
２  コンデンサ
３  充電制御部
４  放電制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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