JP4890233B2 - Signal conversion circuit - Google Patents
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Description
本発明は、モーターの駆動制御回路やバックライトの輝度制御回路などに適用され、PWM信号からそのデューティ比に応じた電圧値を持つ電圧信号を得るための信号変換回路であって、大容量の素子が不要で、集積回路化が容易な信号変換回路の構成に関するものである。 The present invention is applied to a drive control circuit for a motor, a luminance control circuit for a backlight, and the like, and is a signal conversion circuit for obtaining a voltage signal having a voltage value corresponding to the duty ratio from a PWM signal. The present invention relates to a configuration of a signal conversion circuit that requires no element and can be easily integrated.
例えば、モーターの速度やLEDの照度をリニアに制御したい場合、(1)被制御量の目標値に相当する基準信号を生成し、(2)その基準値、あるいは被制御量の検出値の基準値からの偏差に応じたデューティ比を持つPWM信号を発生させ、(3)当該PWM信号のデューティ比に応じた電圧や電流でモーターやLEDを制御する、というような処理が行われる。(例えば、特許文献1を参照)ここで、PWM信号のデューティ比に応じた電圧や電流は、信号変換回路、あるいはそれと組み合わされた電流源において生成される。PWM信号を電圧信号に変換する信号変換回路には方式の異なった幾つかの例があるが、一般には構成が最も簡単なRCローパスフィルタが使用されることが多い。(例えば、特許文献2、特許文献3、特許文献4を参照)
For example, when it is desired to control the motor speed or the illuminance of the LED linearly, (1) a reference signal corresponding to the target value of the controlled variable is generated, and (2) the reference value or the reference of the detected value of the controlled variable A process is performed in which a PWM signal having a duty ratio corresponding to a deviation from the value is generated, and (3) the motor or LED is controlled by a voltage or current corresponding to the duty ratio of the PWM signal. Here, for example, a voltage and a current corresponding to the duty ratio of the PWM signal are generated in a signal conversion circuit or a current source combined therewith. There are several examples of signal conversion circuits that convert PWM signals into voltage signals, but in general, an RC low-pass filter with the simplest configuration is often used. (For example, see
図4は、信号変換回路として使用されるRCローパスフィルタの構成の一例を示している。図4のRCローパスフィルタは、入力端子201と出力端子202の間に抵抗203が直列に接続され、出力端子202とグランドの間に抵抗204とコンデンサ205が並列に接続された構成となっている。このような構成を持つローパスフィルタの入力端子201にPWM信号SPWM が供給されると、その出力端子202には、PWM信号SPWM の平均値にほぼ等しい直流電圧信号SDCが現れる。PWM信号SPWM の平均値は、パルスのローレベルがゼロボルトであると仮定すると、そのハイレベルの電圧値とデューティ比の積で求められる。このため直流電圧信号SDCは、PWM信号SPWM のデューティ比に応じた大きさを持つことになる。
FIG. 4 shows an example of the configuration of an RC low-pass filter used as a signal conversion circuit. 4 has a configuration in which a
なお、RCローパスフィルタでPWM信号から直流電圧を生成すると、その直流電圧にはPWM信号のローレベルとハイレベルの交番に基づくリップルが生じる。この問題に関して従来は、RCローパスフィルタの遮断周波数をPWM信号の周波数の百分の一程度に設定することにより、直流電圧信号のリップルを無視できる大きさまで低減していた。
具体的に、PWM信号の周波数が20kHzである場合を想定すると、RCローパスフィルタの遮断周波数は0.2kHzに設定される。ここで、RCローパスフィルタが図4のような構成を持つものである場合、その遮断周波数をおよそ0.2kHzにするには、抵抗203と204に抵抗値が16kΩの素子を、コンデンサ205に容量値が0.1μFの素子を使用する必要がある。
Specifically, assuming that the frequency of the PWM signal is 20 kHz, the cutoff frequency of the RC low-pass filter is set to 0.2 kHz. Here, when the RC low-pass filter has a configuration as shown in FIG. 4, in order to set the cutoff frequency to approximately 0.2 kHz, elements having a resistance value of 16 kΩ are provided in the
RCローパスフィルタによる信号変換回路は、その構成が簡素で設計も容易である。しかし、先の具体的な例のような大きな容量値と抵抗値の素子を、限られた面積の集積回路上に全て形成するのは非常に困難である。このため、RCローパスフィルタによる信号変換回路は、事実上、集積回路上にその前後の機能回路と一体に構成することが不可能であった。
そこで本発明は、大容量の素子が不要で集積回路化が容易な信号変換回路を提供することを目的とする。
The signal conversion circuit using the RC low-pass filter has a simple configuration and is easy to design. However, it is very difficult to form all elements having large capacitance values and resistance values as in the above specific example on an integrated circuit having a limited area. For this reason, the signal conversion circuit using the RC low-pass filter cannot be practically configured integrally with the functional circuits before and after the integrated circuit.
Therefore, an object of the present invention is to provide a signal conversion circuit that does not require a large-capacity element and can be easily integrated.
上記課題を解決するための本発明は、パルス幅変調された入力信号の供給を受け、入力信号のデューティー比に応じた電圧値を持つ出力信号を得るための信号変換回路において、入力信号のハイレベル期間に応じた第1の信号を生成する第1のカウンタ部と、入力信号のローレベル期間に応じた第2の信号を生成する第2のカウンタ部と、第1の信号と第2の信号から入力信号のほぼ1周期の期間に応じた第3の信号を生成する加算器と、第3の信号に応じた電圧値の第4の信号を生成する第1のコンバータ回路と、第1の信号に応じた電圧値の第5の信号を生成する第2のコンバータ回路とを具備し、
ここで、第5の信号の大きさを入力信号のハイレベル期間に正の係数で比例し、入力信号の周期に負の係数で比例する大きさにすることにより該出力信号を得ることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides a signal conversion circuit for receiving an input signal subjected to pulse width modulation and obtaining an output signal having a voltage value corresponding to the duty ratio of the input signal. A first counter unit that generates a first signal according to a level period; a second counter unit that generates a second signal according to a low level period of an input signal; a first signal; An adder that generates a third signal corresponding to a period of approximately one cycle of the input signal from the signal, a first converter circuit that generates a fourth signal having a voltage value corresponding to the third signal, A second converter circuit that generates a fifth signal having a voltage value corresponding to the signal of
Here, the output signal is obtained by making the magnitude of the fifth signal proportional to a positive coefficient in the high level period of the input signal and proportional to a negative coefficient in the period of the input signal. And
PWM信号のハイレベルとローレベルの期間をカウントし、得られた信号を処理して直流電圧信号を得るようにしたため、容量値の大きなコンデンサ、抵抗値の大きな抵抗が不要となり、信号変換回路の集積回路化が容易になる。
付帯的に、PWM信号のハイレベルの電圧値、ローレベルの電圧値が違っていても、同じデューティ比のPWM信号に対して同じ直流電圧信号が得られる。
Since the high-level and low-level periods of the PWM signal are counted and the obtained signal is processed to obtain a DC voltage signal, a capacitor having a large capacitance value and a resistor having a large resistance value are not required. Integrated circuit becomes easy.
Additionally, even if the high level voltage value and the low level voltage value of the PWM signal are different, the same DC voltage signal can be obtained for the PWM signal having the same duty ratio.
第1と第2のカウント回路とエッジ検出回路を設け、PWM信号を2つのカウント回路とエッジ検出回路に供給し、2つのカウント回路には更にクロック信号とエッジ検出回路からの信号を供給するように構成する。
第1と第2のカウント回路の後段に、それぞれ第1のシフトレジスタ、第2のシフトレジスタを設ける。第1のシフトレジスタは、第1のカウント回路が検出したPWM信号がハイレベルである期間のクロック信号のパルス数をカウントするように構成し、第2のシフトレジスタは、第2のカウント回路が検出したPWM信号がローレベルである期間のクロック信号のパルス数をカウントするように構成する。
First and second count circuits and an edge detection circuit are provided, and a PWM signal is supplied to two count circuits and an edge detection circuit, and a clock signal and a signal from the edge detection circuit are further supplied to the two count circuits. Configure.
A first shift register and a second shift register are provided at the subsequent stage of the first and second count circuits, respectively. The first shift register is configured to count the number of pulses of the clock signal during a period in which the PWM signal detected by the first count circuit is at a high level, and the second shift register is configured by the second count circuit. The number of pulses of the clock signal during the period in which the detected PWM signal is at a low level is counted.
第1と第2のシフトレジスタの後段に、それぞれ第1のレジスタ、第2のレジスタを設ける。第1のレジスタは、エッジ検出回路からの信号に応じて、第1のシフトレジスタで生成されたハイレベル期間のパルス数を表わす信号を格納するように構成し、第2のレジスタは、エッジ検出回路からの信号に応じて第2のシフトレジスタで生成されたローレベル期間のパルス数を表わす信号を格納するように構成する。
加算器と第3のレジスタを設け、第1と第2のレジスタに格納されたハイレベル期間とローレベル期間の各パルス数を表わす信号を加算器において加算し、その加算処理で得られた1周期のパルス数を表わす信号を第3のレジスタに格納するように構成する。
A first register and a second register are provided after the first shift register and the second shift register, respectively. The first register is configured to store a signal representing the number of pulses in the high level period generated by the first shift register in response to a signal from the edge detection circuit, and the second register is configured to detect the edge A signal representing the number of pulses in the low level period generated by the second shift register in accordance with the signal from the circuit is stored.
An adder and a third register are provided, and signals representing the number of pulses in the high level period and the low level period stored in the first and second registers are added in the adder, and 1 obtained by the addition process A signal representing the number of pulses in the period is stored in the third register.
一定の電流で駆動される第1のD/Aコンバータ回路を設け、第3のレジスタに格納された信号に応じた電圧値の信号を生成するように構成する。
誤差増幅器と制御トランジスタと抵抗からなる電流源回路を設け、第1のD/Aコンバータ回路において生成された電圧信号に応じた電流を流すように構成する。
制御トランジスタに直列に基準電流源を設け、一定値の基準電流と電流源回路を流れる電流との差分に応じた電流信号が得られるように構成する。
A first D / A converter circuit driven with a constant current is provided, and a signal having a voltage value corresponding to the signal stored in the third register is generated.
A current source circuit including an error amplifier, a control transistor, and a resistor is provided, and a current corresponding to the voltage signal generated in the first D / A converter circuit is supplied.
A reference current source is provided in series with the control transistor, and a current signal corresponding to a difference between a constant value of the reference current and a current flowing through the current source circuit is obtained.
可変の電流で駆動される第2のD/Aコンバータ回路を設け、第1のレジスタに格納された信号に応じた電圧値の信号を生成するように構成すると共に、先の電流信号に応じた駆動電流が供給されるように構成する。ここで、第2のD/Aコンバータ回路は、駆動電流の大きさに応じてそこで生成される電圧信号の大きさを変化させるものとする。
これにより、第2のD/Aコンバータ回路において生成される電圧信号の大きさを、ハイレベル期間のパルス数に正の係数で比例し、1周期のパルス数に負の係数で比例する大きさとし、第2のD/Aコンバータ回路の出力側から信号変換による出力信号を得る。
A second D / A converter circuit driven by a variable current is provided and configured to generate a signal having a voltage value corresponding to the signal stored in the first register, and according to the previous current signal. The driving current is supplied. Here, it is assumed that the second D / A converter circuit changes the magnitude of the voltage signal generated there according to the magnitude of the drive current.
As a result, the magnitude of the voltage signal generated in the second D / A converter circuit is proportional to the number of pulses in the high level period by a positive coefficient and proportional to the number of pulses in one cycle by a negative coefficient. Then, an output signal by signal conversion is obtained from the output side of the second D / A converter circuit.
大容量の素子が不要で集積回路化が容易な、本発明による信号変換回路の構成を図1に示した。本発明による信号変換回路は以下のような構成となっている。なお、図1の(a)と(b)に示される部分は、便宜上、分割して示されているだけであって、実際には1と1’、2と2’の位置において結合しているものとする。
入力端子101は波形整形回路103を介して第1のカウント回路104、エッジ検出回路112、第2のカウント回路108の各入力側に接続されている。ここで、第1のカウント回路104と第2のカウント回路108の各制御入力と各クロック入力は、それぞれエッジ検出回路112、クロック入力端子113に接続されている。
FIG. 1 shows the configuration of a signal conversion circuit according to the present invention which does not require a large capacity element and can be easily integrated. The signal conversion circuit according to the present invention has the following configuration. The parts shown in FIGS. 1A and 1B are only divided for the sake of convenience, and are actually combined at
The
第1のカウント回路104の出力側は第1のシフトレジスタ105に接続され、第1のシフトレジスタ105の出力側は第1のレジスタ106の入力側に接続されている。この第1のカウント回路104、第1のシフトレジスタ105、第1のレジスタ106により第1のカウンタ部107が形成されている。同様に、第2のカウント回路108の出力側は第2のシフトレジスタ109に接続され、第2のシフトレジスタ109の出力側は第2のレジスタ110の入力側に接続されている。この第2のカウント回路108、第2のシフトレジスタ109、第2のレジスタ110により第2のカウンタ部107が形成されている。ここで、第1のレジスタ106と第2のレジスタ109の各制御入力は、それぞれエッジ検出回路110に接続されている。
The output side of the
第1のレジスタ106と第2のレジスタ110の各出力側は、それぞれ加算器114の第1の入力側と第2の入力側に接続されている。加算器114の出力側は第3のレジスタ115の入力側に接続され、第3のレジスタ115の出力側は第1のD/Aコンバータ回路116の入力側に接続されている。第1のD/Aコンバータ回路116の出力側は、グランドとの間に抵抗118が接続された誤差増幅器119の非反転入力端子(+)に接続されている。ここで、第1のD/Aコンバータ回路116は、電流源117において生成された一定の電流を駆動電流として受け取るものとする。
The output sides of the
誤差増幅器119の出力側は制御トランジスタ121のゲートに接続され、制御トランジスタ121のソースは基準電流源120の出力側に接続されている。制御トランジスタ121のドレインは抵抗122を介してグランドに接続され、そのドレインは更に誤差増幅器118の反転入力端子(−)に接続されている。
The output side of the
第1のレジスタ106の出力側はまた、第2のD/Aコンバータ回路123の入力側に接続され、第2のD/Aコンバータ回路123の出力側は出力端子102に接続されている。ここで、第2のD/Aコンバータ回路123は、可変電流源124において生成された電流を駆動電流として受け取るものであり、可変電流源124において生成される電流は、基準電流源120と制御トランジスタ121の接点に生じた電流信号SPTに応じて変化するものとする。
The output side of the
以上のような構成を持つ信号変換回路では、次の様にしてPWM信号SPWM から直流電圧信号SDCを得る。
入力端子101に供給されたPWM信号SPWM は、波形整形回路103において波形を整えられた後、第1のカウント回路104、第2のカウント回路108、エッジ検出回路112に供給される。エッジ検出回路112では、供給されたPWM信号SPWM のパルスのレベル変化を監視し、パルスが立ち上がった時点と立ち下がった時点で所定の信号SE を発生させる。そしてこの信号SE は、エッジ検出回路112から第1のカウント回路104、第2のカウント回路108、第1のレジスタ106、第2のレジスタ110にそれぞれ供給される。
In the signal conversion circuit having the above configuration, the DC voltage signal S DC is obtained from the PWM signal S PWM as follows.
The PWM signal S PWM supplied to the
信号SE がPWM信号SPWM のパルスの立ち上がりを示す状態になると、第1のカウント回路104は、端子113から供給されるクロック信号SCLK のパルスの検出(例えば、ローレベルからハイレベルへの変化の検出)を開始する。第1のシフトレジスタ105は、第1のカウント回路104に発生したパルスの検出に基づく信号を受信し、パルスの検出数に応じたnビットのデータ信号を発生させる。そして、第1のカウント回路104と第1のシフトレジスタ105は、信号SE がPWM信号SPWM のパルスの立ち下がりを示す状態になるまで、クロック信号SCLK のパルスを検出し、パルス数に基づくデータ信号を生成し続ける。
When the signal S E is in a state indicating the rising edge of the pulse of the PWM signal S PWM , the
第1のシフトレジスタ105に保持されたnビットのデータ信号は、適当なタイミングで順次第1のレジスタ106に送られ、そこに格納される。ここで第1のレジスタ106は、エッジ検出回路112からの信号SE をラッチ信号として受け取り、第1のカウント回路104がパルスを検出している期間の間、すなわちPWM信号SPWM のパルスがハイレベルである期間の間、新たなデータの読み込みを行わずに、それまでのデータの出力を維持するように動作する。これにより、第1のレジスタ106に格納され、そこから出力されるnビットのデータ信号は、直近のPWM信号SPWM のパルスがハイレベルであった期間に検出されたクロック信号SCLK のパルス数ということになる。
The n-bit data signal held in the
一方、信号SE がPWM信号SPWM のパルスの立ち下がりを示す状態になると、第2のカウント回路108は、端子113から供給されるクロック信号SCLK のパルスの検出を開始する。第2のシフトレジスタ109は、第2のカウント回路108に発生したパルスの検出に基づく信号を受信し、パルスの検出数に応じたnビットのデータ信号を発生させる。そして、第2のカウント回路108と第2のシフトレジスタ109は、信号SE がPWM信号SPWM のパルスの立ち上がりを示す状態になるまで、クロック信号SCLK のパルスを検出し、パルス数に基づくデータ信号を生成し続ける。
On the other hand, when the signal S E indicates a state in which the pulse of the PWM signal S PWM falls, the
第2のシフトレジスタ109に保持されたnビットのデータ信号は、適当なタイミングで順次第2のレジスタ110に送られ、そこに格納される。ここで第2のレジスタ110は、エッジ検出回路112からの信号SE をラッチ信号として受け取り、第2のカウント回路108がパルスを検出している期間の間、すなわちPWM信号SPWM のパルスがローレベルである期間の間、新たなデータの読み込みを行わずに、それまでのデータの出力を維持するように動作する。これにより、第2のレジスタ110に格納され、そこから出力されるnビットのデータ信号は、直近のPWM信号SPWM のパルスがローレベルであった期間に検出されたクロック信号SCLK のパルス数ということになる。
The n-bit data signal held in the
第1のレジスタ106と第2のレジスタ110のそれぞれに格納されたデータは、適宜加算器114に送られ、加算される。この加算により得られたデータは第3のレジスタ115に送られ、そこに格納される。これにより、第3のレジスタ115に格納され、そこから出力されるデータは、PWM信号SPWM のほぼ1周期に当たる期間に検出されたクロック信号SCLK のパルス数ということになる。
The data stored in each of the
第3のレジスタ115に格納されたデータは、適宜、第1のD/Aコンバータ回路116に送られ、1周期のクロック数(デジタル量)に応じた電圧値(アナログ量)の電圧信号SVOL に変換される。この電圧信号SVOL は誤差増幅器119の非反転入力端子(+)に基準電圧として供給される。ここで、誤差増幅器119と制御トランジスタ121と抵抗122は電流源回路を構成しており、制御トランジスタ121を流れる電流は、PWM信号SPWM の1周期の期間に応じた大きさに制御される。一方、制御トランジスタ121には基準電流源120から一定の電流が供給されるように構成されているため、基準電流源120と制御トランジスタ121の接点には、PWM信号SPWM の1周期の期間が長いと小さくなり、短いと大きくなるような、周期に応じた電流信号SPTが発生する。
The data stored in the
第1のレジスタ106に格納されたデータは、第2のD/Aコンバータ回路123にも送られ、ハイレベル期間のクロック数(デジタル量)に応じた電圧値(アナログ量)の信号SDCに変換される。ここで、第2のD/Aコンバータ回路123は、電流源124からの可変の電流で駆動されるように構成されている。また、電流源124から第2のD/Aコンバータ回路123に供給される駆動電流は、先の電流信号SPTに応じた大きさに制御されている。このため、電流信号SPTの大きさに応じた補正が直流電圧信号SDCに加えられ、電圧信号SDCの電圧値は、PWM信号SPWM のハイレベル期間に正の係数で比例し、PWM信号SPWM の周期に負の係数で比例する値となってる。
Data stored in the
ところで、図2に示すように、それぞれデューティ比が同一のPWM信号SPWM であっても、その周期(=周波数)が異なると、それぞれハイレベル期間にカウントされるクロック信号SCLK のパルス数も異なってくる。(図2のCL1、CL2、CL3の高さはパルス数の多寡を示す)ここで、周期がT1の場合にカウントされるパルス数をCL1、周期がT2の場合にカウントされるパルス数をCL2、周期がT3の場合にカウントされるパルス数をCL3とすると、各PWM信号のデューティ比が80%で「同一」のとき、CL1/T1=CL2/T2=CL3/T3となる。これはつまり、T1:T2=CL1:CL2、T2:T3=CL2:CL3ということであり、デューティ比が同じ信号間では、周期とハイレベル期間のパルス数が比例の関係にあることを示している。なお、周期が長くなればパルス数も増加するため、その係数は正となる。 Incidentally, as shown in FIG. 2, even if the PWM signal S PWM has the same duty ratio, if the period (= frequency) is different, the number of pulses of the clock signal S CLK counted in the high level period also varies. Come different. (The height of CL1, CL2, and CL3 in FIG. 2 indicates the number of pulses.) Here, the number of pulses counted when the period is T1 is CL1, and the number of pulses counted when the period is T2 is CL2. If the number of pulses counted when the period is T3 is CL3, CL1 / T1 = CL2 / T2 = CL3 / T3 when the duty ratio of each PWM signal is “same” at 80%. This means that T1: T2 = CL1: CL2, T2: T3 = CL2: CL3, and between signals having the same duty ratio, the period and the number of pulses in the high level period are proportional to each other. Yes. In addition, since the number of pulses increases as the period becomes longer, the coefficient becomes positive.
一方、図1の(b)に示す第2のD/Aコンバータ回路123は、構成上、PWM信号SPWM のハイレベル期間にカウントされたパルス数に応じた直流電圧信号SDCを発生させる。この直流電圧信号SDCは、その生成過程において何の補正も受けなければ、検出されたパルス数に忠実な大きさとなる。このため、補正されていない純粋な直流電圧信号SDCは、デューティ比が同一であっても、周期が異なると違う大きさになってしまう。具体的には、図3左側の線(i)のように、周期T1、T2、T3に対応して信号もSDC1 、SDC2 、SDC3 と変化してしまう。デューティ比が同じ信号間では周期とハイレベル期間のパルス数は正の係数で比例するため、周期T1、T2、T3と信号SDC1 、SDC2 、SDC3 も正の係数で比例し、その特性は右肩上がり(正の傾き)の線形となる。
On the other hand, the second D /
ここで、図3の線(ii)に示すような、周期の変化に対して負の傾きで変化する、つまり、周期に対して負の係数で比例するような信号や回路動作でもって信号SDC1 、SDC2 、SDC3 を適切に補正すれば、図3右側の線(iii)に示すように、同じデューティ比のPWM信号に対して同じ大きさの直流電圧信号SDCが得られるだろうと予想できる。そこで、図1に示す信号変換回路は、(1)PWM信号SPWM の周期が長いと小さくなり、周期が短いと大きくなる電流信号SPTを発生させ、(2)その電流信号SPTで第2のD/Aコンバータ回路123の出力ゲインを制御するように構成した。
Here, as shown by the line (ii) in FIG. 3, the signal S changes with a negative slope with respect to the change of the period, that is, with a signal or circuit operation that is proportional to the negative coefficient with respect to the period. When properly corrected DC1, S DC2, S DC3, as shown in FIG. 3 right line (iii), will direct voltage signal S DC of the same size with respect to the PWM signal of the same duty ratio can be obtained with I can expect. Therefore, the signal conversion circuit shown in FIG. 1, (1) the period of the PWM signal S PWM becomes small as long to generate larger current signal S PT and period is short, (2) the in that the current signal S PT The output gain of the second D /
このような構成によれば、直流電圧信号SDCは、電流信号SPT、すなわち、PWM信号SPWM の周期に応じて補正される。つまり、その直流電圧信号SDCの大きさは、PWM信号SPWM のハイレベル期間に正の係数で比例するが、PWM信号SPWM の周期に負の係数で比例する大きさとなる。その結果、図1の信号変換回路は、PWM信号SPWM の周波数が変化した場合でも、同じデューティ比のPWM信号SPWM に対して同じ大きさの直流電圧信号SDCが得られるものとなっている。 According to such a configuration, the DC voltage signal S DC is corrected according to the current signal S PT , that is, the period of the PWM signal S PWM . That is, the magnitude of the DC voltage signal S DC is proportional with positive coefficients to the high-level period of the PWM signal S PWM, the magnitude proportional with a negative coefficient to the cycle of the PWM signal S PWM. As a result, the signal conversion circuit of FIG. 1 can obtain a DC voltage signal S DC having the same magnitude as the PWM signal S PWM having the same duty ratio even when the frequency of the PWM signal S PWM changes. Yes.
なお、図1の第2のD/Aコンバータ回路123は、電流源124からの可変の駆動電流によってゲインを変化させるものとなっている。しかし、第2のD/Aコンバータ回路123を第1のD/Aコンバータ回路116と同じ固定ゲインの回路とし、その出力側に新たにゲイン可変型の増幅回路を設け、その増幅回路に電流信号SPTを供給するようにしても構わない。第2のD/Aコンバータ回路123の出力側にギルバートセルを利用した可変コンダクタンス回路を新たに設け、そのゲインを決定する2つの電流(I1 /I0 )の一方を制御トランジスタ119の通過電流で変化させるようにしても構わない。
Note that the second D /
また、図1の各カウンタ部107と111は、それぞれカウント回路、シフトレジスタ、レジスタの組合せで構成されているが、例えば、カウント回路に2進nビットデジタルカウンタを適用すれば、シフトレジスタあるいはレジスタを省略することもできる。さらに、図1の実施例では、回路の動作開始や動作終了、あるいはさらに回路初期化のタイミングなどを設定するために、各カウント回路にPWM信号とエッジ検出信号を同時に供給している。しかし、カウント回路の内部構成を変形し、どちらか一方の信号のみの供給で全ての動作をするようにしても構わない。なお、入力端子101を介して供給されるPWM信号の波形の歪みが小さい場合には、波形整形回路103を省略しても構わない。
Each
以上に説明した本発明による信号変換回路は、ハイレベル期間とローレベル期間のパルスの数を計測する段階と、その信号をデジタル的に処理する段階と、周期に応じた信号を生成する段階と、当該信号でハイレベル期間に応じた電圧信号を補正する段階を組み合わせたことを特徴としている。このような本発明によれば、大きな容量値のコンデンサや大きな抵抗値の抵抗素子が不要となり、信号変換回路の集積回路化が容易になる。また、PWM信号のハイレベル、ローレベルの電圧値が変動しても、直流出力電圧はその影響を受け難いといった付帯的な効果も得られる。 The signal conversion circuit according to the present invention described above includes a step of measuring the number of pulses in a high level period and a low level period, a step of digitally processing the signal, and a step of generating a signal corresponding to the cycle. The method is characterized by combining a step of correcting a voltage signal corresponding to a high level period with the signal. According to the present invention, a capacitor having a large capacitance value and a resistance element having a large resistance value are not required, and the signal conversion circuit can be easily integrated. Further, even if the high-level and low-level voltage values of the PWM signal fluctuate, an additional effect is obtained that the DC output voltage is hardly affected.
101:入力端子
102:出力端子
104:第1のカウンタ
105:第1のシフトレジスタ
106:第1のレジスタ
107:第1のカウンタ部
108:第2のカウンタ
109:第2のシフトレジスタ
110:第2のレジスタ
111:第2のカウンタ部
112:エッジ検出回路
113:クロック入力端子
114:加算器
115:第3のレジスタ
116:第1のD/Aコンバータ回路
119:誤差増幅器
120:基準電流源
121:制御トランジスタ
123:第2のD/Aコンバータ回路
SPWM :PWM信号
SE :エッジ検出信号
SVOL :周期に応じた電圧信号(第4の信号)
SPT:周期に応じた電流信号
101: input terminal 102: output terminal 104: first counter 105: first shift register 106: first register 107: first counter unit 108: second counter 109: second shift register 110: second Second register 111: Second counter unit 112: Edge detection circuit 113: Clock input terminal 114: Adder 115: Third register 116: First D / A converter circuit 119: Error amplifier 120: Reference current source 121 : Control transistor 123: second D / A converter circuit S PWM : PWM signal S E : edge detection signal S VOL : voltage signal corresponding to the cycle (fourth signal)
S PT : Current signal according to the period
Claims (6)
該入力信号のハイレベル期間に応じた第1の信号を生成するための第1のカウンタ部と、
該入力信号のローレベル期間に応じた第2の信号を生成するための第2のカウンタ部と、
該第1の信号と該第2の信号から該入力信号のほぼ1周期の期間に応じた第3の信号を生成する加算器と、
該第3の信号に応じた電圧値の第4の信号を生成する第1のコンバータ回路と、
該第1の信号に応じた電圧値の第5の信号を生成する第2のコンバータ回路と、
を具備し、
該第5の信号の大きさを該入力信号のハイレベル期間に正の係数で比例し、該入力信号の周期に負の係数で比例する大きさにすることにより該出力信号を得ることを特徴とする信号変換回路。 In a signal conversion circuit for obtaining an output signal having a voltage value corresponding to the duty ratio of the input signal by receiving a pulse width modulated input signal,
A first counter unit for generating a first signal corresponding to a high level period of the input signal;
A second counter unit for generating a second signal corresponding to a low level period of the input signal;
An adder that generates a third signal corresponding to a period of approximately one cycle of the input signal from the first signal and the second signal;
A first converter circuit for generating a fourth signal having a voltage value corresponding to the third signal;
A second converter circuit for generating a fifth signal having a voltage value corresponding to the first signal;
Comprising
The output signal is obtained by making the magnitude of the fifth signal proportional to a positive coefficient in the high level period of the input signal and proportional to a negative coefficient in the period of the input signal. Signal conversion circuit.
該電流信号によって該第5の信号を該第4の信号に負の係数で比例する大きさに制御することを特徴とする、請求項1あるいは請求項2に記載した信号変換回路。 A current source circuit which receives the supply of the fourth signal and generates a current signal whose value decreases as the value of the fourth signal increases;
3. The signal conversion circuit according to claim 1, wherein the fifth signal is controlled to a magnitude proportional to the fourth signal by a negative coefficient by the current signal.
該駆動電流の大きさが前記電流信号によって制御されることを特徴とする、請求項3に記載した信号変換回路。 The second converter circuit comprises a configuration for changing the magnitude of the fifth signal in accordance with the magnitude of the supplied drive current,
4. The signal conversion circuit according to claim 3, wherein the magnitude of the drive current is controlled by the current signal.
前記第2のコンバータ回路が可変の駆動電流で駆動される
ことを特徴とする、請求項4に記載した信号変換回路。 The first converter circuit is driven with a constant drive current;
5. The signal conversion circuit according to claim 4, wherein the second converter circuit is driven with a variable drive current.
該入力信号のハイレベル期間に応じた第1の信号を生成するための第1のカウンタ部と、
該入力信号のローレベル期間に応じた第2の信号を生成するための第2のカウンタ部と、
該第1の信号と該第2の信号から該入力信号のほぼ1周期の期間に応じた第3の信号を生成する加算器と、
該第3の信号に応じた電圧値の第4の信号を生成する第1のコンバータ回路と、
該第1の信号に応じた電圧値の第5の信号を生成する第2のコンバータ回路と、
を具備し、
該第5の信号の大きさを該第4の信号に基づく電流信号で補正して該出力信号を得ることを特徴とする信号変換回路。 In a signal conversion circuit for obtaining an output signal having a voltage value corresponding to the duty ratio of the input signal by receiving a pulse width modulated input signal,
A first counter unit for generating a first signal corresponding to a high level period of the input signal;
A second counter unit for generating a second signal corresponding to a low level period of the input signal;
An adder that generates a third signal corresponding to a period of approximately one cycle of the input signal from the first signal and the second signal;
A first converter circuit for generating a fourth signal having a voltage value corresponding to the third signal;
A second converter circuit for generating a fifth signal having a voltage value corresponding to the first signal;
Comprising
A signal conversion circuit, wherein the output signal is obtained by correcting the magnitude of the fifth signal with a current signal based on the fourth signal.
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