JPH0242818A - 安定化電圧制御発振器 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、　Ｐ　Ｌ　Ｌ　（Ｐｈａｓｅ　Ｌｏｃｋｅ
ｄ　Ｌｏｏｐ）回路やＦＭ変調等に用いられる電圧制御
発振器（ｖｃｏ　：　ｖｏｌｔａｇａ　Ｃｏｎｔｒｏｌ
ｌｅｄ　０ｓｃｉｌｌａｔｏｒ）に係り、更に詳しくは
その発振周波数の安定化を図ることができる安定化電圧
制御発振器に関するものである。

［従　来　例］ 近年、ＬＳＩ技術の発達により、多種のＩＣが提案され
ており、例えばＰＬＬ回路やＦＭ変調に用いられる電圧
制御発振器も半導体パッケージ内のモノリシック上に形
成されるようになった。しかも、そのモノリシック上に
その電圧制御発振器が２回路形成されたものが提案され
、それぞれ異なった発振中心周波数で制御が行なえる。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、第３図に示されるように、上記モノリシック
上に形成された電圧制御発振器は、その電源投入時から
所定時間Ｔまで発振周波数（中心周波数）が変動すると
いう問題点があった。

また、その電圧制御発振器の発振周波数は、周囲温度変
化や時間経過と共に変動するという問題点があった。

この発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、その
目的は周囲温度等の外的要因にかかわらず、発振周波数
を安定に保つことができる安定化電圧制御発振器を提供
することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、この発明は、２回路の電圧
制御発振器のうち、入力信号の伝達に用いられる第１の
電圧制御発振器と、この第１の電圧制御発振器の発振周
波数の制御に用いられる第２の電圧制御発振器と、この
第２の電圧制御発振器の出力信号を所定に遅延し、この
遅延信号と現に出力されている信号とを比較してその第
２の電圧制御発振器における発振周波数の変動分を得る
位相比較手段と、この比較結果にて得られた変動分の信
号を平滑化して直流電圧にする第１のフィルタと、上記
第１および第２の電圧制御発振器の入力間に設けられ、
上記直流電圧をその第１の電圧制御発振器の補正値とし
、かつ、第２の電圧制御発振器における上記入力信号の
混入を防ぐ第２のフィルタとを備え、上記変動分に基づ
いて上記第１の電圧制御発振器における発振中心周波数
の変動を抑制するようにしたものである。

また、この発明によれば、上記第２のフィルタに代えて
差動増幅器が用いられ、この差動増幅器は入力信号と前
記直流電圧とを加算、あるいは減算し、この結果を所定
増幅して前記第１の電圧制御発振器に入力するものであ
る。

［作　　用］ 上記構成としたので、外的要因等による第１の電圧制御
発振器（ＶＣＯ）の発振周波数の変動は、第２の電圧制
御発振器（Ｖ　ＣＯ）のそれと同じとみなせる。すなわ
ち、第２のｖＣＯにおける発振周波数の変動は、位相比
較手段にて得られ、第１のフィルタ（ＬＰＦ）にて直流
電圧に変えられる。この直流電圧は、第１のｖＣｏの発
振周波数の変動分に対応している。そこで、その直流電
圧を第１のｖＣＯの入力信号に加えると、第１のｖＣＯ
の発振周波数は、第２のｖＣｏにて変動される分が補正
されるため、外的要因等による変動を抑えられる。

［実　施　例］ 以下、この発明の実施例を第１図に基づいて説明する。

図において、一つの半導体パッケージ１内のモノリシッ
ク上には、同一の回路である第１のｖＣＯ（Ｖｏｌｔａ
ｇｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　０ｓｃｉｌｌａｔｏｒ）
　２と第２のＶＣＯ３とが形成されている。第１のＶＣ
Ｏ２は、入力信号に応じた発振周波数の信号を出力する
もの、つまり入力信号の伝達用である。一方、第２のＶ
ＣＯ３の出力信号は位相比較手段４に入力されており、
この位相比較手段４にはその出力信号を、例えば第２の
ＶＣＯ３の発振周期の略１／４遅延する遅延回路４ａと
、その遅延信号と第２のＶＣＯ３から現に出力されてい
る信号との位相差を得る２アンド回路４ｂとが設けられ
ている。すなわち、位相比較手段４からは、第２のＶＣ
Ｏ３の発振周波数の変動に応じ　ｔｚＨ”　ｕＬ”レベ
ルの周期が異なる矩形波信号が出力される。

この矩形波信号は、第１のＬＰＦ（低域フィルタ）５に
て積分されて平滑化され、直流電圧に変換される。この
直流電圧は、電源投入時の発振周波数の変動に応じ、お
よび周囲温度変化に応じて変化する。このように、発振
周波数の変動に応じて得られた直流電圧は、増幅ｌＩ６
にて所定レベルに増幅されてから、第２のＶＣＯ３の入
力に帰還されると共に、第２のＬＰＦ（低域フィルタ）
７を介して第１のＶＣＯ２の入力信号に加わる。なお、
第２のＬＰＦ７は入力信号が第２のｖＣｏ３の入力に混
入するのを防ぐ働きをしている。また、上記位相比較手
段４は通常用いられるＥｘ−ＯＲ回路等の他の論理回路
であってもよい。

次に、上記構成の安定化電圧発振器の動作を説明する。

まず、上記第１および第２のｖＣｏ２，３は同じ中心周
波数で発振するように設定されているものとする。ここ
で、その第１および第２のｖＣｏ２．３が形成されてい
る半導体素子に電源が投入されると、第２のｖＣｏ３の
出力からは所定発振周波数の信号が出力される。このと
き、その発振周波数の中心が変動していると、位相比較
手段４からはその変動分に対応する矩形波信号が出力さ
れ、この矩形波信号は第１のＬＰＦ５にて積分されて平
滑化され、直流電圧ΔＶにされる。この直流電圧ΔＶは
、増幅器６にて所定レベルとされ、第２のｖＣｏ３の発
振周波数の補正値とされると共に、第１のｖＣｏ２の発
振周波数の補正値とされる。すなわち、第１のｖＣｏ２
の中心周波数の発振条件が第２のｖＣｏ３のそれと同じ
であるため、その補正値は第１のｖＣｏ２の中心周波数
の変動に対応していると言えるからである。

また、上述では、電源投入時を例にして説明したが、周
囲温度変化や時間経過に伴ってその中心周波数の発振が
変動した場合も、全く同様にてその補正値が得られる。

このようにして、中心周波数の変動分が第２のｖＣｏ３
にて得られ、その変動分を補正するための値が位相比較
手段４および第１のＬＰＦ５にて得られる。そして、第
１のｖＣｏ２に入力信号があると、第１のｖＣｏ２から
はその入力信号に応じた中心周波数の発振が行なわれる
が、その入力信号に第２のＬＰＦ７を介して補正値（直
流電圧）が加わるため、第１のｖＣｏ２ではその補正値
と入力信号とに応じた中心周波数の発振が行なわれる。

しかも、その補正値は、種々外的要因にて変わり、第１
のｖＣｏ２の発振中心周波数を一定とする値に変化する
ため、第１のｖＣｏ２の発振は安定したものにされる。

第２図は、この発明の変形実施例を示す安定化電圧制御
発振器の概略的回路ブロック図である。

なお、図中、第１図と同一部分には同一符号を付し重複
説明を省略する。

この例の場合、上記第２のフィルタ７に代えて差動増幅
器８が用いられている。差動増幅器８は反転増幅器であ
り、この反転増幅器の非反転入力端子には入力信号が入
力され、非反転入力端子には増幅器６にて得られた所定
レベルの直流電圧が入力され、出力端子の出力は第１の
電圧制御発振器２の入力とされる。なお、第２の電圧制
御発振器３には、その増幅器６にて得られた所定レベル
の直流電圧が入力される。

したがって、上記差動増幅器８においては、入力信号に
対し、位相比較手段４にて得られた変動分の直流電圧Δ
Ｖが加算、あるいは減算される。

そして、入力信号がその変動分だけ補正されて第１の電
圧制御発振器２に入力されるため、その第１の電圧制御
発振器２は前実施例同様に発振中心周波数の変動が抑え
られる。

なお、上記二つの実施例では、第１および第２の電圧制
御発振器２，３は一つのモノリシック上に形成されてい
るが、別々であってもよい、すなわち、それら第１およ
び第２の電圧制御発振器２゜３が数１程度離れて構成さ
れても、それらの周りの環境は同程度であるとみなすこ
とができるからである。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明の安定化電圧制御発振器
によれば、一方のｖＣｏを信号伝達用とし、他方のｖＣ
ｏを制御用（発振安定化用）とし、この制御用ｖＣＯに
て中心周波数の発振変動分を得ると共に、その変動分に
て信号伝達用ｖＣＯの中心周波数の発振を補正するよう
にしたので１発振周波数がより安定し、電源投入時や周
囲温度変化等による発振中心周波数の変動を抑制するこ
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を示す安定化電圧制御発振
器の概略的回路ブロック図、第２図はこの発明の変形実
施例を示す安定化電圧制御発振器の概略的回路ブロック
図、第３図は従来の電圧制御発振器による発振周波数の
変動を説明するためのグラフ図である。 図中、１は半導体パッケージ、２は第１のｖＣＯ（電圧
制御発振器）、３は第２のｖＣＯ１４は位相比較手段、
４ａは遅延回路、４ｂは２アンド回路、５は第１のＬＰ
ＦＣ低域フィルタ）、７は第２のＬＰＦ（フィルタ）、
８は差動増幅器である。 特許出願人　　株式会社富士通ゼネラル代理人　弁理士
　　　大　原　　拓　化３図 電源投入

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）２回路の電圧制御発振器のうち、入力信号の伝達
   に用いられる第１の電圧制御発振器と、この第１の電圧
   制御発振器の発振周波数の制御に用いられる第２の電圧
   制御発振器と、 この第２の電圧制御発振器の出力信号を所定に遅延し、
   この遅延信号と現に出力されている信号とを比較してそ
   の第２の電圧制御発振器における発振周波数の変動分を
   得る位相比較手段と、この比較結果にて得られた変動分
   の信号を平滑化して直流電圧にする第１のフィルタと、 前記第１および第２の電圧制御発振器の入力間に設けら
   れ、前記直流電圧をその第１の電圧制御発振器の補正値
   とし、かつ、第２の電圧制御発振器における前記入力信
   号の混入を防ぐ第２のフィルタとを備え、 前記変動分に基づいて前記第１の電圧制御発振器におけ
   る発振中心周波数の変動を抑制するようにしたことを特
   徴とする安定化電圧制御発振器。
2. （２）前記第２のフィルタに代えて差動増幅器が用いら
   れ、この差動増幅器は入力信号と前記直流電圧とを加算
   、あるいは減算し、この結果を所定増幅して前記第１の
   電圧制御発振器に入力する請求項（１）記載の安定化電
   圧制御発振器。
3. （３）前記第１よび第２の電圧制御発振器は一つのモノ
   リシック上に形成されている請求項（１）または（２）
   記載の安定化電圧制御発振器。