(57)【要約】【課題】従来の正弦波発生回路は、回路構成にキャパシタンスやインダクタンスが含まれているので、ＡＳＩＣ等のチップを用いて回路を実現する場合に、コストが増大するとともに、他の回路を形成するための面積に制限が生じてしまう。【解決手段】本発明による正弦波発生回路は、第１及び第２ラダー抵抗網１０，２０の入力端子１０ａ０〜１０ａｎ−１，２０ａ０〜２０ａｎ−１に第１及び第２入力スイッチ１１，２１が接続され、出力端子１０ｂ，２０ｂに第１及び第２出力スイッチ１４，２４が接続されている。開閉制御手段５０は、各スイッチ１１，１４，２１，２４の開閉制御を行い、互いに逆の極性を有する正弦波状の第１及び第２入力信号１５，２５をオペアンプ４０に入力する。オペアンプ４０は、第１及び第２入力信号１５，２５を差動増幅して正弦波状に変化する出力信号４１を出力する。【選択図】図１
2009278552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１入力端子（１０ａ０〜１０ａｎ−１）を有する第１ラダー抵抗網（１０）と、
前記第１入力端子（１０ａ０〜１０ａｎ−１）に接続され、前記各第１入力端子（１０ａ０〜１０ａｎ−１）を第１基準電圧（１２）又はグラウンド（３０）にそれぞれ接続する第１入力スイッチ（１１）と、
前記第１ラダー抵抗網（１０）の第１出力端子（１０ｂ）に接続され、前記第１出力端子（１０ｂ）をオペアンプ（４０）の正入力端子（４０ａ）又は負入力端子（４０ｂ）に接続する第１出力スイッチ（１４）と、
複数の第２入力端子（２０ａ０〜２０ａｎ−１）を有する第２ラダー抵抗網（２０）と、
前記第２入力端子（２０ａ０〜２０ａｎ−１）に接続され、前記第１基準電圧（１２）と逆の極性を有する第２基準電圧（２２）又は前記グラウンド（３０）に前記第２入力端子（２０ａ０〜２０ａｎ−１）をそれぞれ接続する第２入力スイッチ（２１）と、
前記第２ラダー抵抗網（２０）の第２出力端子（２０ｂ）に接続され、前記第２出力端子（２０ｂ）を前記正入力端子（４０ａ）又は前記負入力端子（４０ｂ）に接続する第２出力スイッチ（２４）と、
前記第１入力スイッチ（１１）、前記第１出力スイッチ（１４）、前記第２入力スイッチ（２１）、及び前記第２出力スイッチ（２４）に接続された開閉制御手段（５０）と
を備え、
前記開閉制御手段（５０）が、外部からのデジタル角度位置信号（ωｔ）に基づいて、前記第１入力スイッチ（１１）、前記第１出力スイッチ（１４）、前記第２入力スイッチ（２１）、及び前記第２出力スイッチ（２４）の開閉制御を行うことで、互いに逆の極性を有する正弦波状の第１及び第２入力信号（１５，２５）が前記第１及び第２出力端子（１０ｂ，２０ｂ）から前記オペアンプ（４０）に入力され、
前記オペアンプ（４０）が、前記第１及び第２入力信号（１５，２５）を差動増幅して正弦波状に変化する出力信号（４１）を出力することを特徴とする擬似正弦波発生回路。
【請求項２】
前記開閉制御手段（５０）は、
前記デジタル角度位置信号（ωｔ）の角度位置が所定の単位角度変化する毎に、所定の第１象限開閉パターンに基づいて前記第１及び第２入力スイッチ（１１，２１）の開閉制御を行い、
前記角度位置が９０度変化する毎に前記第１象限開閉パターンの順序を反転し、
前記角度位置が１８０度変化する毎に前記正入力端子（４０ａ）及び前記負入力端子（４０ｂ）に対する前記第１及び第２出力端子（１０ｂ，２０ｂ）の接続を切換えて前記出力信号（４１）の極性を反転させることを特徴とする請求項１記載の擬似正弦波発生回路。
【請求項３】
前記開閉制御手段（５０）は、前記第１象限開閉パターンに基づく前記開閉制御と前記出力信号（４１）の前記極性反転とにより、前記出力信号（４１）として、前記デジタル角度位置信号（ωｔ）の角度位置に応じた正弦波信号又は余弦波信号を出力することを特徴とする請求項２記載の擬似正弦波発生回路。
【請求項４】
前記オペアンプは、前記出力信号（４１）として、互いに逆の極性を有する第１及び第２差動出力（４１ａ，４１ｂ）を出力することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の擬似正弦波発生回路。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の擬似正弦波発生回路を用い、
前記第１及び第２基準電圧（１２，２２）として、互いに逆の極性を有する任意のアナログ信号を用いることを特徴とする擬似正弦波乗算回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、擬似正弦波発生回路に関し、特に、ラダー抵抗網に接続された入力スイッチと出力スイッチとの開閉制御によって正弦波状に変化する出力信号を得るように構成することで、キャパシタンスやインダクタンスを不要とでき、ＡＳＩＣ等のチップでより容易に実現できるようにするための新規な改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来用いられていたこの種の正弦波発生回路としては、例えば下記の非特許文献１等に示されている正弦波発生回路が用いられている。すなわち、従来は、正弦波発生回路としては、ＬＣ発振回路、ＣＲ発振回路、水晶発振回路等が用いられている。
【０００３】
【非特許文献１】定本  続  トランジスタ回路の設計（鈴木雅臣著、ＣＧ出版社）の３１４〜３３７ページ（第１４版、２００４年７月１日発行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来の正弦波発生回路では、回路構成にキャパシタンスやインダクタンスが含まれているので、ＡＳＩＣ等のチップを用いて回路を実現する場合に、キャパシタンスやインダクタンスを作成するのに大面積が必要であり、コストが増大するとともに、他の回路を形成するための面積に制限が生じてしまう。
また、キャパシタンスやインダクタンスを用いた場合、例えばキャパシタンスの容量値等の定数によって出力周波数が固定されてしまい、前記出力周波数の変更が困難となる。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、キャパシタンスやインダクタンスを不要とでき、ＡＳＩＣ等のチップでより容易に実現できる擬似正弦波発生回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る擬似正弦波発生回路は、複数の第１入力端子を有する第１ラダー抵抗網と、前記第１入力端子に接続され、前記各第１入力端子を第１基準電圧又はグラウンドにそれぞれ接続する第１入力スイッチと、前記第１ラダー抵抗網の第１出力端子に接続され、前記第１出力端子をオペアンプの正入力端子又は負入力端子に接続する第１出力スイッチと、複数の第２入力端子を有する第２ラダー抵抗網と、前記第２入力端子に接続され、前記第１基準電圧と逆の極性を有する第２基準電圧又は前記グラウンドに前記第２入力端子をそれぞれ接続する第２入力スイッチと、前記第２ラダー抵抗網の第２出力端子に接続され、前記第２出力端子を前記正入力端子又は前記負入力端子に接続する第２出力スイッチと、前記第１入力スイッチ、前記第１出力スイッチ、前記第２入力スイッチ、及び前記第２出力スイッチに接続された開閉制御手段とを備え、前記開閉制御手段が、外部からのデジタル角度位置信号に基づいて、前記第１入力スイッチ、前記第１出力スイッチ、前記第２入力スイッチ、及び前記第２出力スイッチの開閉制御を行うことで、互いに逆の極性を有する正弦波状の第１及び第２入力信号が前記第１及び第２出力端子から前記オペアンプに入力され、前記オペアンプが、前記第１及び第２入力信号を差動増幅して正弦波状に変化する出力信号を出力する。
【０００７】
また、前記開閉制御手段は、前記デジタル角度位置信号の角度位置が所定の単位角度変化する毎に、所定の第１象限開閉パターンに基づいて前記第１及び第２入力スイッチの開閉制御を行い、前記角度位置が９０度変化する毎に前記第１象限開閉パターンの順序を反転し、前記角度位置が１８０度変化する毎に前記正入力端子及び前記負入力端子に対する前記第１及び第２出力端子の接続を切換えて前記出力信号の極性を反転させる。
また、前記開閉制御手段は、前記第１象限開閉パターンに基づく前記開閉制御と前記出力信号の極性反転とにより、前記デジタル角度位置信号の角度位置に対応した正弦波信号又は余弦波信号を前記出力信号として出力させる。
また、前記オペアンプは、前記出力信号として互いに逆の極性を有する第１及び第２差動出力を出力する。
【０００８】
また、本発明に係る擬似正弦波乗算回路は、前記擬似正弦波発生回路を用い、前記第１及び第２基準電圧として、互いに逆の極性を有する任意のアナログ信号を用いる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の擬似正弦波発生回路によれば、ラダー抵抗網に接続された入力スイッチと出力スイッチとの開閉制御によって正弦波状に変化する出力信号を得るので、キャパシタンスやインダクタンスを不要とでき、ＡＳＩＣ等のチップでより容易に実現できる。
【００１０】
また、前記開閉制御手段は、前記デジタル角度位置信号の角度位置が所定の単位角度変化する毎に、所定の第１象限開閉パターンに基づいて前記第１及び第２入力スイッチの開閉制御を行い、前記角度位置が９０度変化する毎に前記第１象限開閉パターンの順序を反転し、前記角度位置が１８０度変化する毎に前記正入力端子及び前記負入力端子に対する前記第１及び第２出力端子の接続を切換えて前記出力信号の極性を反転させるので、第１象限開閉パターンを用いて第１〜第４象限の出力信号を得ることができ、論理回路の構成をより簡易にできる。
また、前記開閉制御手段は、前記第１象限開閉パターンに基づく前記開閉制御と前記出力信号の極性反転とにより、前記デジタル角度位置信号の角度位置に対応した正弦波信号又は余弦波信号を出力させるので、適用範囲を広げることができる。
また、前記オペアンプは、前記出力信号として互いに逆の極性を有する第１及び第２差動出力を出力するので、後段の回路において前記出力信号を利用する際にノイズの影響を抑えることができる。
【００１１】
また、本発明の擬似正弦波乗算回路によれば、前記第１及び第２基準電圧として、互いに逆の極性を有する正弦波状のアナログ信号を用いるので、出力信号を任意のアナログ信号に正弦波を乗算した波形とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による擬似正弦波発生回路を示す回路図である。なお、この実施の形態の擬似正弦波発生回路は、ラダー方式の乗算型Ｄ／Ａ変換回路を用いて、正弦波状に変化する階段出力を得るものである。図１において、第１及び第２ラダー抵抗網１０，２０は、互いに同じ構成を有しており、周知のように、抵抗値がＲ，２Ｒの２種類の抵抗素子がはしご状に接続されたものである。前記第１ラダー抵抗網１０は、複数の第１入力端子１０ａ０〜１０ａｎ−１と１つの第１出力端子１０ｂとを有しており、前記第２ラダー抵抗網２０は、複数の第２入力端子２０ａ０〜２０ａｎ−１と１つの第２出力端子２０ｂとを有している（但し、ｎは自然数）。
【００１３】
各第１入力端子１０ａ０〜１０ａｎ−１には第１入力スイッチ１１が接続されており、この第１入力スイッチ１１には、複数の第１信号入力スイッチ部１１ａ０〜１１ａｎ−１と複数の第１接地スイッチ部−１１ａ０〜−１１ａｎ−１とが設けられている。なお、ここで用いる符号の−は反転の意味であり、図では反転の意味のバーとして表記している。各第１信号入力スイッチ部１１ａ０〜１１ａｎ−１は、各第１入力端子１０ａ０〜１０ａｎ−１を第１基準電圧１２にそれぞれ接続するものであり、各第１接地スイッチ部−１１ａ０〜−１１ａｎ−１は、各第１入力端子１０ａ０〜１０ａｎ−１をグラウンド３０にそれぞれ接続するものである。この実施の形態では、第１基準電圧１２は、所定の電圧値Ｖｒｅｆを有する直流電圧である。
【００１４】
前記第１出力端子１０ｂには、第１出力スイッチ１４が接続されており、この第１出力スイッチ１４には、第１正接続スイッチ部１４ａと第１負接続スイッチ部−１４ａとが設けられている。前記第１正接続スイッチ部１４ａは、前記第１出力端子１０ｂをオペアンプ４０の正入力端子４０ａに接続するものであり、前記第１負接続スイッチ部−１４ａは、前記第１出力端子１０ｂを前記オペアンプ４０の負入力端子４０ｂに接続するものである。なお、前記正入力端子４０ａ及び前記負入力端子４０ｂには入力抵抗Ｒｉｎがそれぞれ接続されており、前記第１出力端子１０ｂは、入力抵抗Ｒｉｎを介して前記正入力端子４０ａ及び前記負入力端子４０ｂに接続される。
【００１５】
前記各第２入力端子２０ａ０〜２０ａｎ−１には第２入力スイッチ２１が接続されており、この第２入力スイッチ２１には複数の第２信号入力スイッチ部２１ａ０〜２１ａｎ−１と複数の第２接地スイッチ部−２１ａ０〜−２１ａｎ−１とが設けられている。各第２信号入力スイッチ部２１ａ０〜２１ａｎ−１は、各第２入力端子２０ａ０〜２０ａｎ−１を第２基準電圧２２にそれぞれ接続するものであり、各第２接地スイッチ部−２１ａ０〜−２１ａｎ−１は、各第２入力端子２０ａ０〜２０ａｎ−１をグラウンド３０にそれぞれ接続するものである。なお、第２基準電圧２２は、前記第１基準電圧１２と逆の極性を有する電圧値−Ｖｒｅｆの直流電圧である。
【００１６】
前記第２出力端子２０ｂには、第２出力スイッチ２４が接続されており、この第２出力スイッチ２４には、第２正接続スイッチ部−２４ａと第２負接続スイッチ部２４ａとが設けられている。第２正接続スイッチ部−２４ａは、前記第２出力端子２０ｂを前記正入力端子４０ａに接続するものであり、第２負接続スイッチ部２４ａは、前記第２出力端子２０ｂを前記負入力端子４０ｂに接続するものである。なお、前記第２出力端子２０ｂは、前記入力抵抗Ｒｉｎを介して前記正入力端子４０ａ及び前記負入力端子４０ｂに接続される。
【００１７】
具体的には図示しないが、前記第１入力スイッチ１１、前記第１出力スイッチ１４、前記第２入力スイッチ２１、及び前記第２出力スイッチ２４には、開閉制御手段５０が接続されており、各スイッチ１１，１４，２１，２４は、開閉制御手段５０からのコントロール信号Ｄ（Ｄ０〜Ｄｎ−１，Ｄｍ，−Ｄ０〜−Ｄｎ−１，−Ｄｍ）によって開閉制御される。コントロール信号Ｄ（Ｄ０〜Ｄｎ−１，Ｄｍ，−Ｄ０〜−Ｄｎ−１，−Ｄｍ）はＨ，Ｌの２値のレベルを有する信号である。
【００１８】
前記第１及び第２信号入力スイッチ部１１ａ０〜１１ａｎ−１，２１ａ０〜２１ａｎ−１は、対応する位置（０〜ｎ−１）のコントロール信号Ｄ０〜Ｄｎ−１がＨレベルのときに閉成され、Ｌレベルのとき開成される。すなわち、前記第１信号入力スイッチ部１１ａ０〜１１ａｎ−１と前記第２信号入力スイッチ部２１ａ０〜２１ａｎ−１とでは、同じ位置（０〜ｎ−１）のスイッチ部が同時に閉成される。コントロール信号−Ｄ０〜−Ｄｎ−１は、前記コントロール信号Ｄ０〜Ｄｎ−１の反転信号であり、前記第１及び第２接地スイッチ部−１１ａ０〜−１１ａｎ−１，−２１ａ０〜−２１ａｎ−１は、対応する位置の前記コントロール信号−Ｄ０〜−Ｄｎ−１がＨレベルのときに閉成され、Ｌレベルのとき開成される。すなわち、前記コントロール信号Ｄ０〜Ｄｎ−１，−Ｄ０〜−Ｄｎ−１により、各入力端子１０ａ０〜１０ａｎ−１，２０ａ０〜２０ａｎ−１に選択的に前記第１及び第２基準電圧１２，２２が印加される。
【００１９】
前記第１正接続スイッチ部１４ａ及び前記第２負接続スイッチ部２４ａは、コントロール信号ＤｍがＨレベルのときに閉成され、Ｌレベルのときに開成される。コントロール信号−Ｄｍは前記コントロール信号Ｄｍの反転信号であり、前記第１負接続スイッチ部−１４ａ及び前記第２正接続スイッチ部−２４ａは、前記コントロール信号−ＤｍがＨレベルのときに閉成され、Ｌレベルのときに開成される。すなわち、前記コントロール信号Ｄｍ，−Ｄｍにより、前記第１及び第２出力端子１０ｂ，２０ｂのいずれか一方が正入力端子４０ａに接続され、他方が負入力端子４０ｂに接続される。
【００２０】
前記開閉制御手段５０による前記開閉制御が行われるとき、前記オペアンプ４０の出力信号４１は、次の（１）式のように表される。なお、（１）式におけるＤ０〜Ｄｎ−１，Ｄｍ，−Ｄ０〜−Ｄｎ−１，−Ｄｍは、コントロール信号Ｄ０〜Ｄｎ−１，Ｄｍ，−Ｄ０〜−Ｄｎ−１，−ＤｍがＨレベルのときに１となり、Ｌレベルのときに０となる。また、Ｒｉｎは入力抵抗Ｒｉｎの抵抗値であり、Ｒｆは帰還抵抗Ｒｆの抵抗値である。
【００２１】
【数１】
2009278552.tif 000003
【００２２】
ここで、Ｒｆ＝２Ｒとし、Ｒｉｎ＝Ｒとすれば、（１）式は次の（２）式となる。すなわち、擬似正弦波発生回路に用いる抵抗の抵抗値を２種類とすることもできる。
【００２３】
【数２】
2009278552.tif 000004
【００２４】
すなわち、互いに逆の極性を有する正弦波状の第１及び第２入力信号１５，２５が前記第１及び第２出力端子１０ｂ，２０ｂから前記オペアンプ４０に入力され、前記オペアンプ４０で前記第１及び第２入力信号１５，２５が差動増幅されて出力信号４１が得られる。この出力信号４１は、閉成される第１及び第２信号入力スイッチ部１１ａ０〜１１ａｎ−１，２１ａ０〜２１ａｎ−１に対応して、２のｎ乗個の電圧値となる。
【００２５】
なお、前記オペアンプ４０は、前記出力信号４１として、互いに逆の極性を有する第１及び第２差動出力４１ａ，４１ｂを出力する。第１及び第２差動出力４１ａ，４１ｂは、後段の回路において差動信号として用いられる。
【００２６】
次に、図２は、図１の出力信号４１を示す説明図である。前述したように、前記出力信号４１は、前記第１及び第２信号入力スイッチ部１１ａ０〜１１ａｎ−１，２１ａ０〜２１ａｎ−１の閉成により、２のｎ乗個の電圧値となる。また、前記第１及び第２出力スイッチ１４，２４の開閉制御により、前記出力信号４１の極性は反転される。後に詳しく説明するが、前記開閉制御手段５０は、これらの特性を利用した各スイッチ部１１，１４，２１，２４の開閉制御を行うことで、前記出力信号４１を、正弦波状に変化する階段出力（擬似正弦波信号）とする。
【００２７】
図１に戻り、開閉制御手段５０は、外部からのデジタル角度位置信号ωｔに基づいてスイッチ部１１，１４，２１，２４の開閉制御を行う。これにより、前記出力信号４１は、デジタル角度位置信号ωｔの角度位置に応じた正弦波信号とされる。なお、図２の波形は、ｎ＝４とした場合であり、振幅が３１値とされている。また、デジタル角度位置信号ωｔが８ビットとされて、角度軸（横軸）が２５６サンプリングとされている。
【００２８】
次に、図３は、図２の理想正弦波を示す説明図である。周知のように、正弦波（ｓｉｎωｔ）は、０≦ωｔ＜πの範囲と、π≦ωｔ＜２πの範囲とでは、ωｔ＝πの点を中心とした点対称の関係がある。また、０≦ωｔ＜π／２の範囲と、π／２≦ωｔ＜πの範囲とでは、ωｔ＝π／２の軸を中心とした線対称の関係がある。
【００２９】
すなわち、第１象限（０≦ωｔ＜π／２）の擬似正弦波信号を生成するための第１象限開閉パターンを構成すれば、この第１象限開閉パターンを利用して第２〜４象限の擬似正弦波信号を生成できる。具体的には、第１象限開閉パターンの順序を反転して実施すれば第２象限の擬似正弦波信号を生成できる。また、極性を反転した状態で第１象限開閉パターンを順方向及び逆方向で実施すれば、第３及び第４象限の擬似正弦波信号を生成できる。
【００３０】
次に、図４は、図１の開閉制御手段５０をより詳細に示す回路図である。図において、前記開閉制御手段５０には、第１〜第３ビット切出し部５１〜５３と、第１象限生成論理部５４と、入力側コントロール信号生成部５５と、順序反転部５６と、出力側コントロール信号生成部５７とが設けられている。
【００３１】
前記第１〜第３ビット切出し部５１〜５３には、前記デジタル角度位置信号ωｔが入力されており、前記出力側コントロール信号生成部５７は、前記第１ビット切出し部５１に接続され、前記順序反転部５６は、前記第２及び第３切出し部５２，５３に接続されている。前記第１象限生成論理部５４は、前記順序反転部５６を介して前記第３ビット切出し部５３に接続され、前記入力側コントロール信号生成部５５は、前記第１象限生成論理部５４に接続されている。
【００３２】
ここで、前記デジタル角度位置信号ωｔは、角度位置が所定の単位角度変化する毎に順次インクリメントされる上位３ビット目以下のビット群と、前記角度位置が９０度変化する毎にインクリメントされる上位２ビット目の第２ビットと、前記角度位置が１８０度変化する毎にインクリメントされる最上位ビットである第１ビットとにより構成されている。
【００３３】
前記第３ビット切出し部５３は、前記デジタル角度位置信号ωｔから前記ビット群を切出すとともに、前記順序反転部５６を介して前記第１象限生成論理部５４に前記ビット群を入力する。
【００３４】
前記第１象限生成論理部５４は、前述した第１象限開閉パターンを実現するデジタル論理回路で構成されており、前記ビット群の値に対応した第１象限論理信号５４ａを前記入力側コントロール信号生成部５５に入力する。なお、前記第１象限生成論理部５４は、デジタル論理回路でなくＲＯＭで構成してもよい。
【００３５】
前記入力側コントロール信号生成部５５は、前記第１象限論理信号５４ａに基づくコントロール信号Ｄ０〜Ｄｎ−１，−Ｄ０〜−Ｄｎ−１を前記第１及び第２入力スイッチ１１，２１（前記各スイッチ部１１ａ０〜１１ａｎ−１，２１ａ０〜２１ａｎ−１，−１１ａ０〜−１１ａｎ−１，−２１ａ０〜−２１ａｎ−１）に入力する。すなわち、コントロール信号Ｄ０〜Ｄｎ−１は第１象限論理信号５４ａであり、コントロール信号−Ｄ０〜−Ｄｎ−１は第１象限論理信号５４ａが反転されたものである。これによって、前記デジタル角度位置信号ωｔの角度位置が所定の単位角度変化する毎に、前記第１象限開閉パターンに基づく前記開閉制御が行われ、第１象限の擬似正弦波信号が生成される。
【００３６】
前記第２ビット切出し部５２は、前記デジタル角度位置信号ωｔから前記第２ビットを切出すとともに、この第２ビットを前記順序反転部５６に入力する。前記順序反転部５６には、非反転側スイッチ５６ａと反転側スイッチ５６ｂとが設けられており、前記第１象限生成論理部５４に入力される前記ビット群を前記第２ビットに基づいて反転する。これによって、前記角度位置が９０度変化する毎に前記第１象限開閉パターンの順序が反転され、第２象限の擬似正弦波信号が生成される。
【００３７】
前記第１ビット切出し部５１は、前記デジタル角度位置信号ωｔから前記第１ビットを切出すとともに、この第１ビットを前記出力側コントロール信号生成部５７に入力する。前記出力側コントロール信号生成部５７は、前記第１ビットに基づくコントロール信号Ｄｍ，−Ｄｍを前記第１及び第２出力スイッチ１４，２４（第１正接続スイッチ部１４ａ、第１負接続スイッチ部−１４ａ、第２正接続スイッチ部−２４ａ、及び第２負接続スイッチ部２４ａ）に入力する。すなわち、前記コントロール信号Ｄｍは前記第１ビットであり、前記コントロール信号−Ｄｍは前記第１ビットが反転されたものである。これによって、前記角度位置が１８０度変化する毎に前記正入力端子４０ａ及び前記負入力端子４０ｂに対する前記第１及び第２出力端子１０ｂ，２０ｂの接続が切り換えられ、前記出力信号４１の極性が反転されて、第３及び第４象限の擬似正弦波信号が生成される。すなわち、この実施の形態では、前記第１ビット切出し部５１は極性切換部５８を構成している。
【００３８】
このような擬似正弦波発生回路では、ラダー抵抗網に接続された入力スイッチと出力スイッチとの開閉制御によって正弦波状に変化する出力信号を得るので、キャパシタンスやインダクタンスを不要とでき、ＡＳＩＣ等のチップでより容易に実現できる。
また、デジタル角度位置信号の周期を変更することで出力信号の周波数を変更でき、キャパシタンスやインダクタンスを用いる回路に比べて適用範囲を広げることができる。
さらに、差動入力及び差動出力で形成されているので、ノイズの影響やオペアンプの入力バイアス電流による出力電圧のオフセット等を低減できる。具体的には、シングル入出力の構成の場合、コモンモードノイズ、すなわち電源変動などによる基準信号の変化や周辺環境からのノイズが出力に現れてしまうが、入出力を差動にすることで、そのようなコモンモードノイズを除去できる。また、入出力を差動とすることで、シングル入出力の場合の２倍の振幅を扱うことができ、Ｓ／Ｎ比を大きくすることで、ノイズの影響を小さくできる。一方、オペアンプ４０の入力バイアス電流の影響による出力電圧のオフセットは主にオペアンプの正入力端子４０ａと負入力端子４０ｂに接続される抵抗の抵抗値のアンバランスによって生じる。このために、一般的には図５に示すように、入力抵抗と帰還抵抗とを並列にした場合と同じ値の抵抗を入れて、影響を排除する工夫がされている。これは、乗算型のＤ／Ａの場合も同様であり、反転増幅回路等を使用したシングル入出力の構成の場合は、各アナログスイッチの開閉状態によってオペアンプ入力団の全体の抵抗値が変わってしまうため、開閉状態が変わる度に、図５と同じ調整をしなければ出力のオフセットが変化してしまうことになりかねない。実施の形態の構成では、スイッチの開閉状態をオペアンプ４０の正入力端子４０ａと負入力端子４０ｂとの両方で同時に変化させるため、抵抗値は正及び負で常に同じ値となり、オペアンプ４０の入力バイアス電流の影響を抑えることができる。また、出力オフセットに関しても、ノイズの場合と同様に、差動入出力の構成であるために、入出力信号振幅は差動振幅で見ればシングル入出力の場合の２倍とすることができ、信号振幅を大きくすることで、オフセットの影響を受けにくくすることができる。
【００３９】
また、開閉制御手段５０は、前記デジタル角度位置信号ωｔの角度位置が所定の単位角度変化する毎に、所定の第１象限開閉パターンに基づいて前記第１及び第２入力スイッチ１１，２１の開閉制御を行い、前記角度位置が９０度変化する毎に前記第１象限開閉パターンの順序を反転し、前記角度位置が１８０度変化する毎に前記正入力端子４０ａ及び前記負入力端子４０ｂに対する前記第１及び第２出力端子１０ｂ，２０ｂの接続を切換えて前記出力信号４１の極性を反転させるので、第１象限開閉パターンを用いて第１〜第４象限の出力信号４１を得ることができ、回路構成をより簡易にできる。すなわち、すべての象限に対して開閉パターンを個々に用いる場合に比べて、開閉パターンを１／４にすることができる。
【００４０】
実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２による擬似正弦波発生回路の開閉制御手段を示す回路図である。なお、実施の形態１と同一又は同等部分については同一の符号を用いて説明する。実施の形態１では、第１ビット切出し部５１が極性切換部５８を構成し、出力信号４１としてデジタル角度位置信号ωｔの角度位置に応じた正弦波信号が出力されるように説明したが、極性切換部５８の構成を変更することにより、前記出力信号４１としてデジタル角度位置信号ωｔの角度位置に応じた余弦波信号を出力できる。
【００４１】
図６において、極性切換部５８は、前記第１及び第２ビット切出し部５１，５２と、反転ＥＸＯＲ部５９とから構成されている。前記反転ＥＸＯＲ部５９は、前記デジタル角度位置信号ωｔの第１及び第２ビットの反転ＥＸＯＲ信号５９ａを出力する論理回路であり、この反転ＥＸＯＲ信号５９ａを前記出力側コントロール信号生成部５７に入力する。すなわち、この実施の形態では、前記コントロール信号Ｄｍは前記反転ＥＸＯＲ信号５９ａであり、前記コントロール信号−Ｄｍは前記反転ＥＸＯＲ信号５９ａが反転されたものである。これによって、実施の形態１の回路に比べて、前記出力信号４１の極性反転の角度位置の起点を９０度ずらすことができ、前記出力信号４１として余弦波信号を出力できる。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００４２】
このように、極性切換部５８の構成によって、出力信号４１として余弦波信号を出力できるので、回路の適用範囲を広げることができる。
【００４３】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３による擬似正弦波乗算回路の構成は、全体として実施の形態１の擬似正弦波発生回路の構成と同じであるので、構成の説明に図１を援用する。実施の形態１，２では、第１及び第２基準電圧１２，２２として、所定の電圧値±Ｖｒｅｆを有する直流電圧を用いると説明したが、これら第１及び第２基準電圧１２，２２として、互いに逆の極性を有する任意のアナログ信号を用いることもできる。このように第１及び第２基準電圧１２，２２として任意のアナログ信号を用いることで、出力信号４１を任意のアナログ信号に正弦波を乗算した波形とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態１による擬似正弦波発生回路を示す回路図である。
【図２】図１の出力信号を示す説明図である。
【図３】図２の理想正弦波を示す説明図である。
【図４】図１の開閉制御手段をより詳細に示す回路図である。
【図５】一般的なオペアンプ回路の構成
【図６】本発明の実施の形態２による擬似正弦波発生回路の開閉制御手段を示す回路図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  第１ラダー抵抗網
１０ａ０〜１０ａｎ−１  第１入力端子
１０ｂ  第１出力端子
１１  第１入力スイッチ
１２  第１基準電圧
１４  第１出力スイッチ
１５  第１入力信号
２０  第２ラダー抵抗網
２０ａ０〜２０ａｎ−１  第２入力端子
２０ｂ  第２出力端子
２１  第２入力スイッチ
２２  第２基準電圧
２４  第２出力スイッチ
２５  第２入力信号
３０  グラウンド
４０  オペアンプ
４０ａ  正入力端子
４０ｂ  負入力端子
４１  出力信号
４１ａ，４１ｂ  差動出力
５０  開閉制御手段
ωｔ  デジタル角度位置信号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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