JPH02222210A

JPH02222210A - 電圧制御型発振回路

Info

Publication number: JPH02222210A
Application number: JP8942577A
Authority: JP
Inventors: Akira Kawakami; 河上　陽
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1989-02-22
Filing date: 1989-02-22
Publication date: 1990-09-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は電圧制御型発振回路に関する。

〔発明の概要〕

この発明は、電圧制御型発振回路において、発振周波数
を電流比で制御するように構成することによって、温度
、電源電圧又は電流値が変動しても、デエーテイ・レシ
オがほぼｌで安定した発振周波数を得ることができるよ
うにしたものである。

〔従来の技術〕

電圧制御型発振回路はＦＭ変調器又はＦＭ復調器等に使
用され、その例としては特公昭５５−２４２９０号公報
に記載されたものがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

第３図は従来の電圧制御型発振回路を示す図であり、（
３）はトランジスタであり、そのベースがトランジスタ
（２）のエミッタ・ベース接合を介してトランジスタ（
４）のコレクタに接続される。そして、トランジスタ（
４）のベースはトランジスタ（１）のエミッタ・ベース
接合を介してトランジスタ（３）のコレクタに接続され
る。また、トランジスタ（３）のコレクタは並列接続さ
れた抵抗（７）とダイオード（５）を介して電源端子（
１４）に接続される。そして、トランジスタ（４）のコ
レクタは並列接続された抵抗（８）とダイオード（６）
を介して電源端子（１４）に接続される。

また、トランジスタ（３）のエミッタとトランジスタ（
４）のエミッタとはコンデンサ（１１）を介して接続さ
れる。そして、トランジスタ（３）のエミッタは制御電
圧Ｖｃによって制御される電流源（１２）に接続され、
トランジスタ（４）のエミッタは制御電圧Ｖｃによって
制御される電流源（１３）に接続される。

そして、第４図Ａに示すように時点ｔ０において、トラ
ンジスタ（３）がオンとなると、同図Ｂに示すようにト
ランジスタ（４）はオフとなる。そして、第４図Ｃに示
すようにトランジスタ（３）のエミッタ電圧は一定値と
なり、同図りに示すようにトランジスタ（４）のエミッ
タ電圧は徐々に減少していく。

続いて、時点りにて、トランジスタ（４）のエミッタ電
圧が所定の値まで減少するとトランジスタ（４）がオン
となるとともにトランジスタ（３）はオフとなる。そし
て、トランジスタ（３）のエミッタ電圧は瞬時に増加し
た後、徐々に減少していき、時点１１にて所定の値まで
減少するとトランジスタ（３）がオンとなるとともにト
ランジスタ（４）はオフとなる。

このようにして、トランジスタ（３）と（４）とが交互
にオンオフを繰り返すことにより発振出力が得られる。

さて、上述した従来の電圧制御発振回路において、電流
源（１２）及び（１３）の電流値を１、コンデンサ（１
１）の容量値を０１ダイオード（５）又は（６）の両端
間の電圧を■。とするとこの発振回路の発振周波数【は
、 ■ ところで、ダイオード（５）又は（６）の両端間電圧Ｖ
Ｄには温度特性があり、温度の変化によって電圧■。

は変動する。そして、電圧■。が変動すると上記式から
明らかなように、発振周波数ｆが変動してしまう。

また、電源電圧Ｖｃｃの変動又は周囲温度の変化により
電流源（１２）及び（１３）の電流値ｌも変動し、この
変動によっても発振周波数は変動することになる。した
がって、上述の従来の発振回路においては、安定した発
振出力を得ることはできなかった。

また、２つの電流源（１２）及び（１３）の電流値Ｉを
正確に等しくすることは困難であり、どうしてもこの電
流源（１２）及び（１３）の電流値Ｉにばらつきを生じ
てしまう。そして、この電流値Ｉがばらつ（と、トラン
ジスタ（３）がオンとなる期間Ｔ、と、トランジスタ（
４）がオンとなる期間Ｔ２とが異なったものとなり、デ
ユーティ・レシオが１とならなくなってしまう。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、この発明は、発振回路の２つの電流通路に流れ
る電流の電流源を共通なものとするとともに、発振周波
数ｒを制御電圧Ｖｃによって制御される電流比αの関数
となるようにしたものである。

〔作用〕

温度、電源電圧又は電流値が変動しても、デユーティ・
レシオがほぼ１で安定した発振周波数を得ることができ
る。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例の回路図であり、（３２）
　（３３）は無安定マルチバイブレータを構成するトラ
ンジスタであり、トランジスタ（３２）のエミッタ及び
トランジスタ（３３）のエミッタはコンデンサ（３４）
を介して接続されている。そして、トランジスタ（３２
）のコレクタは抵抗（２４）を介して電源端子（４１）
に接続され、トランジスタ（３３）のコレクタは抵抗（
２５）を介して電源端子（４１）に接続される。

また、トランジスタ（３２）のベースはダイオード接続
されたトランジスタ（３０）のベース及びトランジスタ
（３１）のベースを介して出力端子（４２）に接続され
る。そして、トランジスタ（３０）のコレクタはトラン
ジスタ（２９）のエミッタに接続され、トランジスタ（
２９）のコレクタは電源端子（４１）に接続される。そ
して、トランジスタ（３１）のコレクタはトランジスタ
（２９）のベースを介して、トランジスタ（３３）のコ
レクタと抵抗（２５）との接続中点に接続される。

また、トランジスタ（３３）のベースはダイオード接続
されたトランジスタ（２７）のベースを介してトランジ
スタ（２８）のベースに接続される。そして、トランジ
スタ（２７）のコレクタはトランジスタ（２６）のエミ
ッタに接続され、トランジスタ（２６）のコレクタは電
源端子（４１）に接続される。また、トランジスタ（２
８）のコレクタはトランジスタ（２６）のベースを介し
て、トランジスタ（３２）のコレクタと抵抗（２４）と
の接続中点に接続される。

また、トランジスタ（３２）のエミッタはトランジスタ
（３５）のコレクタに接続され、トランジスタ（３３）
のエミッタはトランジスタ（３６）のコレクタに接続さ
れる。そして、トランジスタ（３５）及び（３６）のエ
ミッタは定電流源（４５）に接続されるとともに、トラ
ンジスタ（３７）のコレクタに接続される。また、トラ
ンジスタ（３７）のベースは制御電圧Ｖｃが供給される
一方の端子（４４）に接続され、トランジスタ（３７）
のエミッタは定電流源（４６）に接続されるとともにト
ランジスタ（３８）のエミッタに接続される。

そして、トランジスタ（３８）のベースは制御電圧Ｖｃ
が供給される他方の端子（４３）に接続され、トランジ
スタ（３８）のコレクタはトランジスタ（２８）及び（
３１）のエミッタに接続される。

また、トランジスタ（２７）のエミッタはトランジスタ
（３５）のベースに接続されるとともに、定電流源（３
９）に接続される。そして、トランジスタ（３０）のエ
ミッタはトランジスタ（３６）のベースに接続されると
ともに、定電流源（４０）に接続される。

そして、トランジスタ（３５）及び（３６）は第１の差
動アンプを構成し、トランジスタ（２８）及び（３１）
は第２の差動アンプを構成し、トランジスタ（３７）及
び（３８）は第３の差動アンプを構成するものである。

マタ、電流ａ　（４５）　（７）電流値はり、電流ｍ　
（４６）の電流値は■１であり、電流比をαとすると、
トランジスタ（３７）のコレクタ・エミッタを通じて流
れる電流はαＩ、であり、トランジスタ（３８）のコレ
クタ・エミッタを通じて流れる電流は（ｌ−α）１、と
なるように調整されている。

ここで、端子（４３）及び（４４）に所定の直流電圧が
供給されている状態での動作について以下に説明する。

この場合は、発振回路は自走周波数で発振する。

まず、第２図に示す時点ｔ０において、トランジスタ（
３２）　（３６）　（２９）　（３０）　（３１）がオ
ンとなり、トランジスタ（３３）　（３５）　（２６）
　（２７）　（２Ｂ）がオフとなったとする。すると、
第１図に一点鎖線で示すような方向に電流が流れ始める
。つまり、電流αＩ、＋Ｉｚが抵抗（２４）→トランジ
スタ（３２）→コンデンサ（３４）を介してトランジス
タ（３６）に流れ、この電流α■１＋Ｉ、のうちの電流
αＩ、がトランジスタ（３６）からトランジスタ（３７
）を介して電流源（４６）に流れ、電流αＩ＋＋Ｉｇの
うちの電流Ｉ２がトランジスタ（３６）から電流源（４
５）に流れる。また、電流（ｌ−α）ｌｌが抵抗（２５
）→トランジスタ（３１）→トランジスタ（３８）を介
して、電流源（４６）に流れる。

そして、この時点ｔ、における、抵抗（２４）とトラン
ジスタ（３２）のコレクタとの接続点Ｐ、の電位は第２
図Ａに示すようにＶｃｃ　−（α１．＋　１２）　Ｒと
なる。ただし、Ｒは抵抗（２４）の抵抗値である。

また、抵抗（２５）とトランジスタ（３３）のコレクタ
との接続点Ｐ２の電位は第２図Ｂに示すようにＶｃｃ−
（１−α）１．Ｒとなる。そして、トランジスタ（３２
）のエミッタとコンデンサ（３４）との接続点Ｐ。

の電位は第２図Ｃに示すようにＶｃｃ−２Ｖ□となる。

ただし、■□はトランジスタのベース・エミッタ間電圧
である。また、トランジスタ（３３）のエミッタとコン
デンサ（３４）との接続点Ｐ４の電位は第２図りに示す
ように、Ｖｃｃ　２Ｖ＊ｔ＋　（（２α−１）１．＋１．）Ｒと
なり、この点Ｐ４の電位は時点ｔ０から徐々に減少して
いき、時点ｔ１において、Ｖｃｃ−２Ｖ＋＋ｔ　　（（２α−１）Ｉｔ＋１１）　
Ｒとなる。

すると、この時、トランジスタ（３３）がオンとなり、
点Ｐ４の電位はＶｃｃ−２Ｖｍｔとなる。そして、この
時、トランジスタ（３５）　（２６）　（２７）　（２
Ｂ）がオンとなり、トランジスタ（３２）　（３６）　
（２９）　（３０）　（３１）がオフとなる。すると、
第１図に点線で示すような方向に電流が流れ始める。つ
まり、電流α１．＋１ｇが抵抗（２５）→トランジスタ
（３３）→コンデンサ（３４）を介してトランジスタ（
３５）に流れ、電流αＩ、＋１゜のうちの電流α１１が
トランジスタ（３５）からトランジスタ（３７）を介し
て電流源（４６）に流れ、電流Ｉ８がトランジスタ（３
５）から電流源（４５）に流れる。また、電流（１−α
）■１が抵抗（２４）→トランジスタ（２８）→トラン
ジスタ（３８）を介して電流源（４６）に流れる。

そして、この時点ｔ１における点Ｐ１の電位は第２図Ａ
に示すようにＶｃｃ　−（１−ｅｘ）　　Ｉ　、Ｒとな
り、点Ｐ！の電位は同図Ｂに示すようにＶｃｃ−（αｒ
、−ｔｌｚ）Ｒとなり、点Ｐ４の電位は同図りに示すよ
うにＶｃｃ　　２Ｖｍｔとなり、点Ｐ、の電位は同図Ｃ
に示すように、　゛Ｖｃｃ　　２Ｖｍｔ＋　（（２α　１）Ｉ＋＋Ｉｔ）Ｒ
となり、この点Ｐ、の電位は時点１．がら徐々に減少し
ていき、時点ｔ□において、ＶＣＣ２Ｖ０　　（Ｃ２ａ　　１）１１＋Ｉｚ）　Ｒと
なる。

すると、この時トランジスタ（３２）　（３６）　（２
９）　（３０）（３１）がオンとなり、トランジスタ（
３３）　（３５）　（２６）　（２７）（２８）がオフ
となる。そして、上述と同様にして、第１図に一点鎖線
で示すような方向に電流が流れる。

そして、上述のような動作が繰り返し行なわれて、自走
周波数１／Ｔの発振出力が端子（４２）に得ることがで
きる。

ここで半周期Ｔ／２における回路電流■１及び■２によ
る電圧■８を考えると、ｖ、＝　（ｃｒｌｌ＋Ｉｇ−（１−α）Ｉｔ）Ｒ＝（（
２α−ｔ）Ｉ、＋１．）Ｒとなる。

また、半周期Ｔ／２でコンデンサ（３４）に蓄積される
電荷Ｑは、Ｑ＝　　　　　（α１．＋１．）となる。

そして、半周期Ｔ／２にコンデンサ（３４）に印加され
る電圧は第２図から明らかなように２ｖＲであるのでコ
ンデンサ（３４）の容量値をＣとすれば、Ｑ＝２ＣＶ、
となる。

したがって、上記式から、２ＣＶ＋１＝２ＲＣ（（２α−１）ＩＩ＋１り＝　　　
　（αＩ＋＋Ｉｚ）となる。

そして、上記式から自走周波数ｆ＝１／Ｔを算出すると
、となる。

そして、端子（４３）及び（４４）を介してトランジス
タ（３８）及び（３７）のそれぞれのベースに制御電圧
Ｖｃが供給されれば、この電圧Ｖｃによって電流比αが
制御され、それに伴って周波数ｆが制御される。

なお、電流源（４５）及び（４６）の電流値を互いに等
しいものとすれば、すなわちＩ　ｌ＝　Ｉ　！とじて、
上記第（１）式を４ＲＣ２α となるようにしてもよい（ただしｏくα≦１）。

また、電流源（４５）の電流値■２を零として、上記第
（１）式を４ＲＣ２α−１となるようにしてもよいが、この場合にはαは０．５く
α≦１となるので発振周波数ｒの可変範囲は狭いものと
なる。

なお、発振回路をＩＣ化した場合、抵抗（２４）及び（
２５）は外付は抵抗とするか、温度特性の良好な抵抗を
使用すればよい。

こうして、この実施例によれば、トランジスタ（３２）
→コンデンサ（３４）→トランジスタ（３６）の電流通
路を流れる電流と、トランジスタ（３３）→コンデンサ
（３４）→トランジスタ（３５）の電流通路を流れる電
流とが互いに等しくなるように、両電流通路の電流源を
共通なものとし、かつ、発振周波数ｒを、ｌ　　　　　
　α１．＋Ｉｔｒ；４ＲＣ（２α−１）Ｉ、＋Ｉｔとなるようにして、制御電圧Ｖｃによって電流比αを制
御し発振周波数ｆを制御し得るようにしたので、温度、
電源電圧又は、電流値が変動しても、デユーティ・レシ
オがほぼ１で安定した発振周波数を得ることができる。

なお、図示した例においては、差動アンプを構成するト
ランジスタ（２８）及び（３１）のベースをそれぞれト
ランジスタ（２７）及び（３０）のベースに接続するよ
うにしたが、トランジスタ（２８）及び（３１）のベー
スをそれぞれトランジスタ（３２）及び（３３）のベー
スに接続し、電流源（４５）を省略するようにしてもよ
い、この場合には図示した例よりも発振周波数の可変範
囲は狭いものとなる。

〔発明の効果〕

こうして、この発明によれば、トランジスタ（３２）→
コンデンサ（３４）→トランジスタ（３６）の電流通路
を流れる電流と、トランジスタ（３３）→コンデンサ（
３４）→トランジスタ（３５）の電流通路を流れる電流
とが互いに等しくなるように、両電流通路の電流源を共
通なものとし、かつ、発振周波数ｆを、制御電圧Ｖｃに
よって制御される電流比αの関数となるようにしたので
、温度、電源電圧又は、電流値が変動しても、デユーテ
ィ・レシオがほぼ１で安定した発振周波数を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の回路図、第２図はタイミ
ング図、第３図及び第４図は従来技術を示す図である。（２Ｂ）　（３１）は第２の差動増幅回路を構成するト
ランジスタ、（３２）　（３３）は無安定マルチバイブ
レークを構成するトランジスタ、（３４）は充放電用の
コンデンサ、（３５）　（３６）は第１０差動増幅回路
を構成するトランジスタ、（３７）　（３Ｂ）は第３の
差動増幅回路を構成するトランジスタである。

Claims

【特許請求の範囲】無安定マルチバイブレータを構成する第１及び第２のト
ランジスタと、上記第１及び第２のトランジスタのエミッタ間に接続さ
れる充放電用のコンデンサと、第３及び第４のトランジスタを有し、この第３及び第４
のトランジスタのコレクタが上記コンデンサを介して接
続される第１の差動増幅回路と、第５及び第６のトラン
ジスタを有し、上記第１及び第２のトランジスタのベー
スが上記第５及び第６のトランジスタのベースにそれぞ
れ接続される第２の差動増幅回路と、上記第１の差動増幅回路の電流源を構成する第７のトラ
ンジスタと、上記第２の差動増幅回路の電流源を構成す
る第８のトランジスタとを有し、制御用の電圧が供給さ
れる第３の差動増幅回路とを備え、上記制御用の電圧によって、上記第７のトランジスタに
流れる電流と上記第８のトランジスタに流れる電流との
比が制御されることによって、発振周波数が制御される
ようにした電圧制御型発振回路。