JPH0476529B2 - - Google Patents
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- JPH0476529B2 JPH0476529B2 JP60263007A JP26300785A JPH0476529B2 JP H0476529 B2 JPH0476529 B2 JP H0476529B2 JP 60263007 A JP60263007 A JP 60263007A JP 26300785 A JP26300785 A JP 26300785A JP H0476529 B2 JPH0476529 B2 JP H0476529B2
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- voltage
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- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、集積回路化されたFM変調器等に用
いられるエミツタ結合形非安定マルチバイブレー
タ構成の電圧制御発振器に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a voltage controlled oscillator having an emitter-coupled unstable multivibrator configuration used in an integrated circuit FM modulator or the like.
映像信号、オーデイオ信号をFM変調するFM
変調器として、第3図に示すような電圧制御発振
器がある。発振部100には、被変調信号Vinが
信号供給回路200を介して供給され出力部10
1からは、FM変調信号を得ることができる。3
00は、バイアス回路であつて、発振部100の
バイアス端子16にバイアス電圧を供給してい
る。
FM modulates video and audio signals
As a modulator, there is a voltage controlled oscillator as shown in FIG. The oscillation unit 100 is supplied with the modulated signal Vin via the signal supply circuit 200 and output to the output unit 10.
1, an FM modulated signal can be obtained. 3
00 is a bias circuit that supplies a bias voltage to the bias terminal 16 of the oscillation section 100.
発振部100の動作について説明する。発振部
100は、トランジスタ1〜7,10,11、抵
抗8,9、コンデンサ12、電流源13,14に
より構成され、トランジスタ1がオン(以下ON
と記す)、トランジスタ2がオフ(以下OFFと記
す)の状態では、図示の実線で示すように電流IO
が流れ、逆の状態では図示の破線で示すように電
流IOが流れる。 The operation of the oscillation section 100 will be explained. The oscillation unit 100 is composed of transistors 1 to 7, 10, and 11, resistors 8 and 9, a capacitor 12, and current sources 13 and 14, with transistor 1 being turned on (hereinafter referred to as ON).
), and when transistor 2 is off (hereinafter referred to as OFF), the current I O
flows, and in the opposite state, a current I O flows as shown by the broken line in the figure.
以下、第4図の信号波形を参照し、トランジス
タ1,2のコレクタ電位VC1,VC2ならびにエミ
ツタ電位VE1,VE2の時間変化を追つて説明する。
発振動作は、トランジスタ1,2が交互にON、
OFFの反転を繰り返して得られるが、まず、時
刻t1においてトランジスタ1がONになり、トラ
ンジスタ2がOFFになつた状態を想定する。 Hereinafter, with reference to the signal waveforms shown in FIG. 4, temporal changes in the collector potentials V C1 and V C2 and the emitter potentials V E1 and V E2 of the transistors 1 and 2 will be explained.
In the oscillation operation, transistors 1 and 2 are turned on alternately,
This can be obtained by repeating the inversion of OFF, but first assume a state where transistor 1 is turned on and transistor 2 is turned off at time t1 .
このとき、トランジスタ3もONになつている
ため、トランジスタ1のコレクタ電位VC1は、バ
イアス電圧16の電位よりトランジスタ3のベー
ス・エミツタ間電圧VBE3分低い電圧となる。バイ
アス電圧16の電位は、VCC−VOであるから、時
刻t1におけるトランジスタ1のコレクタ電位VC1
は、
VC1=VCC−VO−VBE3 (t=t1)
となつている。また、トランジスタ2のコレクタ
電位VC2は、トランジスタ2がOFFになつている
ため、電源電圧VCCよりもトランジスタ5のベー
ス・エミツタ間電圧VBE5だけ低い電位となつてお
り、
VC2=VCC−VBE5 (t=t1)
と表わされる。 At this time, since the transistor 3 is also turned on, the collector potential V C1 of the transistor 1 becomes a voltage lower than the potential of the bias voltage 16 by the base-emitter voltage V BE3 of the transistor 3. Since the potential of the bias voltage 16 is V CC −V O , the collector potential of the transistor 1 at time t 1 is V C1
is V C1 = V CC −V O −V BE3 (t=t 1 ). In addition, since transistor 2 is turned off, the collector potential V C2 of transistor 2 is lower than the power supply voltage V CC by the base-emitter voltage V BE5 of transistor 5, and V C2 = V CC −V BE5 (t=t 1 ).
次に、時刻t1におけるトランジスタ1,2のエ
ミツタ電位VE1,VE2を考える。ここでトランジ
スタ7のベース・エミツタ間電圧をVBE7、ON状
態のトランジスタ1のベース・エミツタ間電圧を
VBE1とすれば
VE1=VCC−VBE5−VBE7−VBE1 (t=t1)
となる。 Next, consider the emitter potentials V E1 and V E2 of transistors 1 and 2 at time t 1 . Here, the voltage between the base and emitter of transistor 7 is V BE7 , and the voltage between the base and emitter of transistor 1 in the ON state is V BE7.
If V BE1 , then V E1 =V CC -V BE5 -V BE7 -V BE1 (t= t1 ).
このときは、第3図の実線の矢印で示す如くコ
ンデンサ12には、電流IOが流れる。これによ
り、コンデンサ12は、実線の矢印の方向の極性
に一定速度で充電され、これに伴ないトランジス
タ2のエミツタ電位VE2は、第4図Dに示すよう
に、時刻t1以後、一定速度で低下していく。そし
て、エミツタ電位VE2がこのまま減少していき、
トランジスタ2のベース・エミツタ間電圧VBE2が
ある値になると、トランジスタ2の状態はOFF
からONに反転する。この反転を起こすエミツタ
電圧VBE2の値をVBE2(ON)とし、反転する時刻をt2と
すれば、時刻t2におけるトランジスタ2のエミツ
タ電位VE2は、
VE2=VB2−VBE2(ON) (t=t1)
となる。ここでVB2はトランジスタ2のベース電
位であり、VB2はトランジスタ1のコレクタ電位
VC1よりもトランジスタ6のベース・エミツタ間
電圧VBE6だけ低いため、
VB2=VC1−VBE6
=VCC−VO−VBE3−VBE6
と表わされ、結局、
VE2=VCC−VO−VBE3−VBE6−VBE2
(ON)(t=t2)
と求める。 At this time, a current I O flows through the capacitor 12 as shown by the solid arrow in FIG. As a result, the capacitor 12 is charged at a constant rate with the polarity in the direction of the solid arrow, and as a result, the emitter potential V E2 of the transistor 2 is charged at a constant rate after time t1 , as shown in FIG. 4D. and decreases. Then, the emitter potential V E2 continues to decrease,
When the base-emitter voltage V BE2 of transistor 2 reaches a certain value, the state of transistor 2 is OFF.
Switch from to ON. If the value of the emitter voltage V BE2 that causes this inversion is V BE2(ON) , and the time of inversion is t 2 , then the emitter potential V E2 of transistor 2 at time t 2 is V E2 = V B2 − V BE2( ON) (t=t 1 ). Here, V B2 is the base potential of transistor 2, and V B2 is the collector potential of transistor 1.
Since the base-emitter voltage V BE6 of transistor 6 is lower than V C1 , it is expressed as V B2 = V C1 −V BE6 = V CC −V O −V BE3 −V BE6 , and as a result, V E2 = V CC −V O −V BE3 −V BE6 −V BE2 (ON) (t=t 2 ) is calculated.
トランジスタ2がOFFからONに反転すると、
トランジスタ1はONからOFFに反転する。した
がつて、今度はトランジスタ1のコレクタ電位
VC1が、
VC1=VCC−VBE5 (t=t2)
となり、トランジスタ2のコレクタ電位VC2は、
VC2=VCC−VO−VBE4 (t=t2)
になる。そして、時刻t2にONとなつたトランジ
スタ2のエミツタ電位VE2は、時刻t1のトランジ
スタ1のエミツタ電位VE1と同様に、
VE2=VCC−VBE5−VBE6−VBE2 (t=t2)
となる。ここでVBE2はON状態のトランジスタ2
のベース・エミツタ間電圧を表わす。 When transistor 2 is reversed from OFF to ON,
Transistor 1 is inverted from ON to OFF. Therefore, this time the collector potential of transistor 1
V C1 becomes V C1 = V CC −V BE5 (t=t 2 ), and the collector potential V C2 of transistor 2 becomes V C2 = V CC −V O −V BE4 (t=t 2 ). Then, the emitter potential V E2 of transistor 2 turned ON at time t 2 is similar to the emitter potential V E1 of transistor 1 at time t 1 , V E2 = V CC −V BE5 −V BE6 −V BE2 (t = t 2 ). Here, V BE2 is the transistor 2 in the ON state.
represents the base-emitter voltage of
さて、時刻t2においてトランジスタ2のエミツ
タ電位VE2は、
VCC−VO−VBE3−VBE6−VBE2(ON)
から
VCC−VBE5−VBE6−VBE2
に至るまで、差し引き
VO+VBE3−VBE5+VBE2(ON)−VBE2
増加している。ここでトランジスタ3がON状態
のとき、トランジスタ3とトランジスタ5のそれ
ぞれのコレクタに流れる電流が等しくなるように
抵抗8が選ばれており、トランジスタ3のベー
ス・エミツタ間電圧VBE3とトランジスタ5のベー
ス・エミツタ間電圧VBE5は等しい。したがつて、
先程の時刻t2におけるトランジスタ2のエミツタ
電圧VE2の増加分
VO+VBE3−VBE5+VBE2(ON)−VBE2
は、
VBE3=VBE5
であるから、
VO+VBE2(ON)−VBE2
となる。これより、時刻t2におけるトランジスタ
1のエミツタ電圧VE1は、時刻t2における
VCC−VBE5−VBE7−VBE1
から、上記の増加分だけ高い電位となり、
VE1=VCC−VBE5−VBE7−VBE1
+VO+VBE2(ON)−VBE2 (t=t2)
となることが分る。 Now, at time t2 , the emitter potential V E2 of transistor 2 increases from V CC −V O −V BE3 −V BE6 −V BE2 (ON) to V CC −V BE5 −V BE6 −V BE2 , minus V O +V BE3 −V BE5 +V BE2(ON) −V BE2 is increasing. Here, when transistor 3 is in the ON state, resistor 8 is selected so that the current flowing through the collectors of transistor 3 and transistor 5 is equal, and the base-emitter voltage V BE3 of transistor 3 and the base of transistor 5 are equal.・The emitter voltage V BE5 is equal. Therefore,
The increase in the emitter voltage V E2 of transistor 2 at the previous time t 2 V O +V BE3 −V BE5 +V BE2(ON) −V BE2 is, since V BE3 = V BE5 , V O +V BE2(ON) − V BE2 . From this, the emitter voltage V E1 of transistor 1 at time t 2 becomes a potential higher than V CC −V BE5 −V BE7 −V BE1 at time t 2 by the above increase, and V E1 = V CC −V BE5. It can be seen that -V BE7 -V BE1 +V O +V BE2 (ON) - V BE2 (t= t2 ).
時刻t2以後、トランジスタ1がOFF、トランジ
スタ2がONとなつた状態では、第3図の破線の
矢印の方向に電流IOが流れるため、今度はトラン
ジスタ1のエミツタ電位VE1が第4図Cに示すよ
うに一定速度で低下していく。そして、トランジ
スタ1がOFFからONになるので必要なベース・
エミツタ間電圧をVBE1(ON)とすれば、
VE1=VCC−VO−VBE4−VBE7−VBE1(ON)
となつた時点(時刻t3)で、再びトランジスタ1
がONになり、トランジスタ2がOFFとなる。
ON状態となつたトランジスタ1のエミツタ電圧
VE1は、
VE1=VCC−VBE5−VBE7−VBE1 (t=t3)
に復帰し、時刻t3におけるVE1の増加分は、
VO+VBE4−VBE5+VBE1(ON)−VBE1
である。先程と同様に、トランジスタ4とトラン
ジスタ5のベース・エミツタ間電圧VBE4,VBE5は
共に等しくなるように、抵抗9の値が選ばれてい
るため、結局、時刻t3におけるVE1の増加分は、
VO+VBE1(ON)−VBE1
となる。これより、時刻t3におけるトランジスタ
2のエミツタ電圧VE2は、時刻t3以前における
VCC−VBE5−VBE6−VBE2
よりも、上記の増加分だけ高い、
VE2=VCC−VBE5−VBE6−VBE2
+VO+VBE1(ON)−VBE1 (t=t3)
となる。 After time t2 , when transistor 1 is OFF and transistor 2 is ON, current I O flows in the direction of the dashed arrow in FIG . As shown in C, it decreases at a constant speed. Then, transistor 1 turns from OFF to ON, so the necessary base
If the emitter-to-emitter voltage is V BE1 (ON) , then at the time when V E1 = V CC −V O −V BE4 −V BE7 −V BE1 (ON) (time t 3 ), transistor 1 is turned on again.
turns on and transistor 2 turns off.
Emitter voltage of transistor 1 in ON state
V E1 returns to V E1 = V CC −V BE5 −V BE7 −V BE1 (t=t 3 ), and the increase in V E1 at time t 3 is V O +V BE4 −V BE5 +V BE1 (ON )−V BE1 . As before, the value of resistor 9 is selected so that the base-emitter voltages V BE4 and V BE5 of transistors 4 and 5 are both equal, so in the end, the increase in V E1 at time t 3 becomes V O +V BE1(ON) −V BE1 . From this, the emitter voltage V E2 of transistor 2 at time t 3 is higher than V CC −V BE5 −V BE6 −V BE2 before time t 3 by the above increase, V E2 = V CC −V BE5 −V BE6 −V BE2 +V O +V BE1 (ON) −V BE1 (t=t 3 ).
以後、トランジスタ1,2のON、OFFの反転
が繰り返され、トランジスタ1のコレクタ電位
VC1もしくはトランジスタ2のコレクタ電位VC2
は、それぞれ第4図A,Bに示すように、一定の
周期2Tで繰り返されるパルス波形となり、出力
部101から発振出力が得られる。この場合、ト
ランジスタ1のコレクタ電位VC1の期間Tにおけ
る変化より、コンデンサ12の端子電圧は、期間
Tにおいて、
VCC−VO−VBE4−VBE7−VBE1(ON)
から
VCC−VBE5−VBE7−VBE1
+VO+VBE2(ON)−VBE2
まで、
2VO+VBE1(ON)−VBE1
+VBE2(ON)+VBE2
だけ変化する。ここでトランジスタ1,2を対称
に選ぶことにより、
VBE1=VBE2、VBE1(ON)=VBE2(ON)
となるため、コンデンサ12の印加電圧の変化は
2(VO+VBE1(ON)+VBE1)
となる。したがつて、コンデンサ12の容量をC
とすれば
C・2(VO+VBE1(ON)−VBE1)=IO・T
が成立し、よつて、発振周波数fOは、
fO=1/2T=IO/4CVC ……(1)
と求まる。ここで、VCはトランジスタ1,2の
ON、OFFが反転する際のコンデンサ12の端子
電圧で、
VC=VO+VBE2(ON)−VBE1 ……(2)
と表わされる。 After that, transistors 1 and 2 are repeatedly turned ON and OFF, and the collector potential of transistor 1 increases.
V C1 or collector potential of transistor 2 V C2
As shown in FIGS. 4A and 4B, respectively, these are pulse waveforms that are repeated at a constant period of 2T, and an oscillation output is obtained from the output section 101. In this case, due to the change in collector potential V C1 of transistor 1 during period T, the terminal voltage of capacitor 12 changes from V CC −V O −V BE4 −V BE7 −V BE1(ON) to V CC −V during period T. BE5 −V BE7 −V BE1 +V O +V BE2 (ON) −V BE2 , changing by 2V O +V BE1 (ON) −V BE1 +V BE2 (ON) +V BE2 . By choosing transistors 1 and 2 symmetrically, V BE1 = V BE2 and V BE1 (ON) = V BE2 (ON), so the change in the voltage applied to capacitor 12 is 2 (V O + V BE1(ON ). ) +V BE1 ). Therefore, the capacitance of the capacitor 12 is C
Then, C・2(V O +V BE1(ON) −V BE1 )=I O・T holds true, so the oscillation frequency f O is f O =1/2T=I O /4CV C …… (1) is obtained. Here, V C is the voltage of transistors 1 and 2.
The terminal voltage of the capacitor 12 when ON and OFF are reversed, and is expressed as V C =V O +V BE2(ON) −V BE1 (2).
上記発振部100に対する入力信号は、トラン
ジスタ10,11のベースに供給される。 An input signal to the oscillation section 100 is supplied to the bases of transistors 10 and 11.
信号供給回路200には、入力信号Vioが抵抗
21を介してトランジスタ23のエミツタに供給
されている。トランジスタ23のエミツタには抵
抗22を介して電源電圧VCCが供給される。トラ
ンジスタ23のコレクタは、ダイオード接続され
たトランジスタ28を介して接地され、このトラ
ンジスタ28のベースがトランジスタ10,11
のベースに接続されている。また、電源と接地間
には、抵抗26、ダイオード接続されたトランジ
スタ25,24、抵抗27の直列回路が接続さ
れ、トランジスタ24のベースがトランジスタ2
3のベースに接続されバイアスを供給する。 In the signal supply circuit 200, an input signal Vio is supplied to the emitter of a transistor 23 via a resistor 21. Power supply voltage V CC is supplied to the emitter of transistor 23 via resistor 22 . The collector of the transistor 23 is grounded via a diode-connected transistor 28, and the base of this transistor 28 is connected to the transistors 10 and 11.
connected to the base of. Further, a series circuit consisting of a resistor 26, diode-connected transistors 25 and 24, and a resistor 27 is connected between the power supply and the ground, and the base of the transistor 24 is connected to the transistor 2.
It is connected to the base of 3 and supplies bias.
ここで、トランジスタ23のエミツタ電圧VE23
は、
VE23=VCC−VE26−VBE25/R26+R27・R27+VBE23
ここで、VE23=VBE26=VBE27=VJ、R26=R27と
すると、
VBE23=VCC/2
となる。よつて、トランジスタ23のコレクタ電
流IC23は、
IC23=Vio−VBE23/R21+VCC−VBE23/R22
=Vio−VCC/2/R21+VCC/2/R22
となり、カレントミラー効果による
IO=IC10=IC11=IC28=IC23
より
IO=Vio−VCC/2/R21+VCC/2/R22……(3)
となる。よつて、
fO=1/4CVC・(Vio−VCC/2/R21+VCC/2/R22
)
……(4)
とあらわせる。 Here, the emitter voltage V E23 of the transistor 23
is, V E23 = V CC −V E26 −V BE25 /R 26 +R 27・R 27 +V BE23Here , V E23 = V BE26 = V BE27 = V J , R 26 = R 27 , then V BE23 = V It becomes CC /2. Therefore, the collector current I C23 of the transistor 23 is I C23 =V io −V BE23 /R 21 +V CC −V BE23 /R 22 =V io −V CC /2/R 21 +V CC /2/R 22 , I O = I C10 = I C11 = I C28 = I C23 due to the current mirror effect, I O = V io −V CC /2/R 21 +V CC /2/R 22 (3). Therefore, f O = 1/4CV C・(V io −V CC /2/R 21 +V CC /2/R 22
) ...(4).
(4)式から、入力電圧つまりVioを変化させるこ
とにより、発振周波数fOが変化することがわか
る。従つて、例えばビデオテープレコーダにおい
て、入力信号を映像信号や音声信号とし、上記の
回路をFM変調器として用いることができる。 From equation (4), it can be seen that the oscillation frequency f O changes by changing the input voltage, that is, V io . Therefore, for example, in a video tape recorder, the input signal can be a video signal or an audio signal, and the above circuit can be used as an FM modulator.
上記の電圧制御発振器の発振周波数fOは、電源
依存性を持ち、電源電圧の変動によつて中心周波
数がばらつくという問題がある。
The oscillation frequency f O of the voltage controlled oscillator described above is dependent on the power supply, and there is a problem in that the center frequency varies due to fluctuations in the power supply voltage.
以下この点を詳述する。発振部100のバイア
ス端子16には、バイアス回路300からのバイ
アスが与えられる。バイアス回路300は、電源
と接地間に抵抗31,33、ダイオード接続のト
ランジスタ列34を直列接続した構成であり、抵
抗31,33の接続部からバイアスがとりだされ
ている。 This point will be explained in detail below. A bias from a bias circuit 300 is applied to the bias terminal 16 of the oscillation section 100 . The bias circuit 300 has a configuration in which resistors 31 and 33 and a diode-connected transistor array 34 are connected in series between a power supply and ground, and a bias is taken out from the connection between the resistors 31 and 33.
上記バイアス回路300の出力端電圧と電源電
圧VCC間の電位差VOは、
VO=VCC−n・VJ/R31+R33・R31 ……(5)
で表わされる。(2)式、(5)式より、
VC=VCC−n・VJ/R31+R33・R31+VBE2(ON)−VBE1
……(6)
となる。ここで、n個のダイオード接続されたト
ランジスタ列34は、VBE2(ON)−VBE1の温度ドリ
フトを打消すために用いられているものである。 The potential difference V O between the output terminal voltage of the bias circuit 300 and the power supply voltage V CC is expressed as V O =V CC -n·V J /R 31 +R 33 ·R 31 (5). From equations (2) and (5), V C = V CC −n・V J /R 31 +R 33・R 31 +V BE2(ON) −V BE1 ……(6). Here, the n diode-connected transistor array 34 is used to cancel the temperature drift of V BE2 (ON) - V BE1 .
つまり温度ドリフトを打消すためには、
∂/∂T(−n・VJ/R31+R33)+∂/∂T(VBE2(ON)−
VBE1)=0
……(7)
となり、ここで、VJの温度係数は負、またVBE(ON)
−VBE1の温度係数も負のため、nを適当に選ぶこ
とにより、(7)式を満足させることができる。 In other words, in order to cancel the temperature drift, ∂/∂T(−n・V J /R 31 +R 33 )+∂/∂T(V BE2(ON) −
V BE1 )=0 ...(7) where the temperature coefficient of V J is negative and V BE(ON)
Since the temperature coefficient of −V BE1 is also negative, equation (7) can be satisfied by appropriately selecting n.
しかし、これらのトランジスタがバイアス回路
にあるために、発振周波数が電源依存性を持つ。
つまり、(1)、(2)、(3)、(5)式より、発振周波数fO
は、
FO=1/4C・Vio−VCC/2/R21+VCC/2/R22/VCC−
nVJ/R31+R33・R31+VBE2(ON)−VBE1
となる。ここで発振周波数fOの無信号時の値すな
わち中心周波数fOOの値を求めてみる。無信号時
における被変調信号Vioの値は、VCC/2であり、
このとき前出の(3)式より電流IOは、電源電圧VCC
に比例し、IO=VCC/2)/R22、また、VBE2(ON)、
VBE1は、電源電圧性を無視でき、VBE2(ON)VBE1
と考えると、
fOO=1/4C VCC/2・1/R22/VCC・R31/R31+R33−
nVJ/R31+R33・R31
=1/8C・1/R22−1/R21/R31/R31+R33−nVJ/
VCC・R31/R31+R33
……(8)
となる。これより、VCCの項が残り、このため、
fOOは電源電圧依存性を持つことがわかる。 However, since these transistors are in the bias circuit, the oscillation frequency is dependent on the power supply.
In other words, from equations (1), (2), (3), and (5), the oscillation frequency f O
is, F O = 1/4C・V io −V CC /2/R 21 +V CC /2/R 22 /V CC −
nV J /R 31 +R 33・R 31 +V BE2(ON) −V BE1 . Here, let us find the value of the oscillation frequency fO when there is no signal, that is, the value of the center frequency fOO . The value of the modulated signal V io when there is no signal is V CC /2,
At this time, from equation (3) above, the current I O is the power supply voltage V CC
I O = V CC /2)/R 22 , and V BE2(ON) ,
V BE1 can ignore the power supply voltage characteristics, and V BE2(ON) V BE1
Considering this, f OO = 1/4C V CC /2・1/R 22 /V CC・R 31 /R 31 +R 33 −
nV J /R 31 +R 33・R 31 = 1/8C・1/R 22 −1/R 21 /R 31 /R 31 +R 33 −nV J /
V CC・R 31 /R 31 +R 33 ...(8) This leaves a term for V CC , and therefore,
It can be seen that f OO has power supply voltage dependence.
従つて、従来の電圧制御発振器をビデオテープ
レコーダの映像信号、オーデイオ信号用のFM変
調器として用いた場合、電源電圧のばらつきによ
り中心周波数が移動し、所望の特性を得られない
という欠点がある。 Therefore, when a conventional voltage controlled oscillator is used as an FM modulator for video and audio signals of a video tape recorder, the center frequency shifts due to variations in the power supply voltage, making it impossible to obtain the desired characteristics. .
この発明に上記の事情に鑑みてなされたもの
で、発振周波数が電源電圧に依存しないようにし
た電圧制御発振器を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a voltage controlled oscillator whose oscillation frequency does not depend on the power supply voltage.
この発明は例えば第1図、第2図に示すよう
に、電源電圧VCCの変化により、発振部100の
第3、第4のトランジスタのベース電位と第5の
トランジスタのベース電位間の差電圧が、電源電
圧に比例して変化する第1の電圧源200によつ
て制御される電圧制御電流源の電流値の変化によ
つて、前記トランジスタのエミツタ電圧が変化す
る量を相殺するように、前記第3、第4のトラン
ジスタのベース電位を定める第2の電圧源300
を電源電圧に比例して変化するように構成したも
のである。
For example, as shown in FIGS . 1 and 2, the present invention is capable of generating a voltage difference between the base potentials of the third and fourth transistors and the base potential of the fifth transistor of the oscillation section 100 by changing the power supply voltage V CC . so as to offset the amount by which the emitter voltage of the transistor changes due to the change in the current value of the voltage controlled current source controlled by the first voltage source 200 which changes in proportion to the power supply voltage, a second voltage source 300 that determines base potentials of the third and fourth transistors;
is configured so that it changes in proportion to the power supply voltage.
以下この発明の実施例を図面を参照して説明す
る。第1図はこの発明の一実施例であり、基本的
な構成は、第3図に示した電圧制御発振器とかわ
りは無い。しかしこの発明のものは、発振部10
0のトランジスタ5の構造と、時にはバイアス回
路300の内部接続が異なるので、主にこの部分
の構成を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows one embodiment of the present invention, and the basic configuration is the same as that of the voltage controlled oscillator shown in FIG. However, in this invention, the oscillation section 10
Since the structure of the transistor 5 and the internal connection of the bias circuit 300 are different from each other, the structure of this part will mainly be explained.
バイアス回路300は、抵抗31,33が直列
に電源と接地間に接続され、抵抗31,33の接
続部はバイアス端子16に接続される。これによ
り、バイアス端子16間のバイアス電圧VOは電
源電圧VCCに比例することになる。また、発振部
100においては、トランジスタ1がON、トラ
ンジスタ2がOFFのときは、実線で示すように
電流IOが流れる。つまり、トランジスタ1のコレ
クタには、トランジスタ3のエミツタからの電流
と、トランジスタ5のエミツタから抵抗8を介し
て流れる電流とが流入する。また逆に、トランジ
スタ1がOFF、トランジスタ2がONのときは、
破線で示すように電流IOが流れる。このときのト
ランジスタ2のコレクタには、トランジスタ4の
エミツタからの電流と、トランジスタ5のエミツ
タから抵抗9を介して流れる電流とが流入する。
なお上記電流IOは、前出の(3)式で与えられる。す
なわち、無信号時において電源電圧VCCに比例す
るものである。ここで、トランジスタ5のエミツ
タ面積は、トランジスタ3,4のエミツタ面積の
m倍に構成されている。尚他の部分は、第3図の
ものと同じであるから第3図に付した番号と同じ
番号を付して説明は略する。 In the bias circuit 300, resistors 31 and 33 are connected in series between a power supply and ground, and a connection portion between the resistors 31 and 33 is connected to the bias terminal 16. As a result, the bias voltage V O between the bias terminals 16 becomes proportional to the power supply voltage V CC . Further, in the oscillation section 100, when the transistor 1 is ON and the transistor 2 is OFF, a current I O flows as shown by the solid line. That is, a current from the emitter of the transistor 3 and a current flowing from the emitter of the transistor 5 via the resistor 8 flow into the collector of the transistor 1 . Conversely, when transistor 1 is OFF and transistor 2 is ON,
Current I O flows as shown by the broken line. At this time, a current from the emitter of the transistor 4 and a current flowing from the emitter of the transistor 5 via the resistor 9 flow into the collector of the transistor 2 .
Note that the above-mentioned current I O is given by the above-mentioned equation (3). That is, it is proportional to the power supply voltage V CC when there is no signal. Here, the emitter area of transistor 5 is configured to be m times the emitter area of transistors 3 and 4. Since the other parts are the same as those shown in FIG. 3, they are numbered the same as those shown in FIG. 3, and their explanation will be omitted.
次に上記の実施例の動作について説明する。電
源電圧VCCとバイアス端子16間のバイアス電圧
VOは、
VO=R31/R31+R33×VCC
で表わされる。トランジスタ1がONからOFFに
変わる時点を考えると、第3図の回路では、トラ
ンジスタ3とトランジスタ5のエミツタ面積、電
流が等しいためにVBE3=VBE5となつたが、本実施
例の回路では、トランジスタ5を設け、そのエミ
ツタ面積をトランジスタ3のエミツタ面積のm倍
のしているため、VBE3≠VBE5となり、これを考慮
すると、コンデンサ12の端子電圧VCは、
VC=VO+VBE3−VBE5+VBE2(ON)−VBE1
ここで、VE3=VE5、VE2=I2(ON)、VE1=IO、
(V2(ON)≪IO)
とすると、
VC=VO+V+lnIE3/IS−VTlnIE5/mIS+VTlnI2(ON)
/IS−VTlnIO/IS=VO+VTln(m・IO/I2(ON))
ここで、
IS:飽和電流
VT:kT/q
k:ボルツマン定数
q:単位電荷
T:絶対温度
となる。ここでVTln(m・IO/I2(ON))は通常の値が
VOに比較し、小さいためVCはVOにほぼ等しく、
VCVO=R31/R31+R33・VCC
となり、VCの温度ドリフトを補償でき、またVC
はVCCに比例することになる。よつて、無信号時
Vio=VCC/2のときの発振周波数は、
fOO=1/4C・VCC/2 1/R22/R31/R31+R33・VC
C
=1/1/8C・R31+R33/R31・1/R22
とあらわすことができる。この式と、(8)式を比べ
ればわかるように、fOOはVCCとは独立しており、
電源電圧に依存しない。 Next, the operation of the above embodiment will be explained. Bias voltage between power supply voltage V CC and bias terminal 16
V O is expressed as V O =R 31 /R 31 +R 33 ×V CC . Considering the point at which transistor 1 changes from ON to OFF, in the circuit of FIG. 3, V BE3 = V BE5 because the emitter areas and currents of transistors 3 and 5 are equal, but in the circuit of this example, , transistor 5 is provided, and its emitter area is m times the emitter area of transistor 3, so V BE3 ≠ V BE5 . Considering this, the terminal voltage V C of capacitor 12 is V C = V O +V BE3 −V BE5 +V BE2(ON) −V BE1Here , V E3 = V E5 , V E2 = I 2(ON) , V E1 = I O ,
(V 2(ON) ≪I O ), then V C =V O +V+lnI E3 /I S −V T lnI E5 /mI S +V T lnI 2(ON)
/I S −V T lnI O /I S =V O +V T ln (m・I O /I 2(ON) ) Where, I S : Saturation current V T : kT/q k: Boltzmann constant q: Unit Charge T: Absolute temperature. Here, the normal value of V T ln (m・I O /I 2 (ON) ) is small compared to V O , so V C is almost equal to V O , and V C V O = R 31 / R 31 + R 33・V CC , which can compensate for the temperature drift of V C , and also reduce V C
will be proportional to V CC . Therefore, when there is no signal
The oscillation frequency when V io = V CC /2 is f OO = 1/4C・V CC /2 1/R 22 /R 31 /R 31 +R 33・V C
It can be expressed as C = 1 / 1 /8C・R31 + R33 / R31・1/ R22 . As can be seen by comparing this equation with equation (8), f OO is independent of V CC ;
Independent of power supply voltage.
なお、VCとVOの高い一致精度が求められる場
合は、トランジスタ3と5のエミツタ面積比mを
m=I2(ON)/IOと選べば良く、これにより、中心
周波数fOOの電源電圧VCCに対する無依存性により
確かなものになる。 If high matching accuracy between V C and V O is required, the emitter area ratio m of transistors 3 and 5 should be selected as m=I 2 (ON)/I O , and this will reduce the center frequency f OO . This is ensured by its independence from the power supply voltage V CC .
第2図はこの発明の他の実施例である。本実施
例の場合は、バイアス供給回路300の構成と、
発振部100のトランジスタ3,4,5のベース
にバイアスを与える手段が先の実施例と異なる。 FIG. 2 shows another embodiment of the invention. In the case of this embodiment, the configuration of the bias supply circuit 300,
The means for applying bias to the bases of transistors 3, 4, and 5 of the oscillation section 100 is different from the previous embodiment.
バイアス回路300は、電源と接地間に直列接
続された抵抗32,31,33を有する。抵抗3
1,33の接続部は、トランジスタ51のベース
に接続され、抵抗31,33の接続部はトランジ
スタ52のベースに接続される。トランジスタ5
2のエミツタ面積は、トランジスタ51のエミツ
タ面積のm倍である。トランジスタ51のエレク
タは、電源に接続され、エミツタは定電流源53
を介して接地される。またトランジスタ52のコ
レクタは、電源に接続され、エミツタは定電流源
54を介して接地される。そして、トランジスタ
52のエミツタがトランジスタ5のベースに接続
され、トランジスタ51のエミツタがトランジス
タ3,4のベースに接続される。 Bias circuit 300 has resistors 32, 31, and 33 connected in series between a power supply and ground. resistance 3
The connection portion between resistors 31 and 33 is connected to the base of transistor 51, and the connection portion between resistors 31 and 33 is connected to the base of transistor 52. transistor 5
The emitter area of transistor 2 is m times the emitter area of transistor 51. The elector of the transistor 51 is connected to a power supply, and the emitter is connected to a constant current source 53.
grounded through. Further, the collector of the transistor 52 is connected to a power supply, and the emitter is grounded via a constant current source 54. The emitter of transistor 52 is connected to the base of transistor 5, and the emitter of transistor 51 is connected to the bases of transistors 3 and 4.
次に本実施例の動作について説明する。トラン
ジスタ51,52のベース間の電圧VOは、第2
図の構成によつた場合にも、
VO=R31/R31+R32+R33×VCC
と表わされ、電源電圧に比例する。本実施例で
は、VOからコンデンサ12の端子電圧VCに至る
までの経路に、VBE51、VBE52が加わるために、VC
は、
VC=VO+VBE51+VBE52+VBE2(ON)−VBE1
となる。ここで、IE51=I53、IE52=I54、IE2=I2(ON)
、
IE1=IO、(I2(ON)≪IO)とすると、
VC=VO+VTlnI53/IS−VTlnI54/IS+VTlnI2(ON)/IS
−VTlnIO/IS=VO+VTln(m・IO/I2(ON))
と表わされる。 Next, the operation of this embodiment will be explained. The voltage V O between the bases of the transistors 51 and 52 is
Even in the case of the configuration shown in the figure, V O =R 31 /R 31 +R 32 +R 33 ×V CC is expressed and is proportional to the power supply voltage. In this embodiment, since V BE51 and V BE52 are added to the path from V O to the terminal voltage V C of the capacitor 12, V C
is V C =V O +V BE51 +V BE52 +V BE2(ON) −V BE1 . Here, I E51 = I 53 , I E52 = I 54 , I E2 = I 2(ON)
,
If I E1 = I O , (I 2(ON) ≪I O ), then V C = V O +V T lnI 53 /I S −V T lnI 54 /I S +V T lnI 2(ON) /I S
−V T lnI O /I S =V O +V T ln (m·I O /I 2 (ON) ).
以下は先の実施例と同様で
VCVO=R31/R31+R32+R33・VCC
であり、VCの温度ドリフトは補償され、VCCに比
例する。 The following is the same as in the previous embodiment: V C V O =R 31 /R 31 +R 32 +R 33 ·V CC , and the temperature drift of V C is compensated and is proportional to V CC .
よつて、Vio=VCC/2のときの発振周波数fOO
は、
fOO=1/4C VCC/2・1/R22/R31/R31+R32+R33・
VCC
=1/8C・R31+R32+R33/R31・1/R22
と表わすことができる。 Therefore, the oscillation frequency f OO when V io = V CC /2
is, f OO = 1/4C V CC /2・1/R 22 /R 31 /R 31 +R 32 +R 33・
It can be expressed as V CC =1/8C·R 31 +R 32 +R 33 /R 31 ·1/R 22 .
以上より、fOOは、VCCに独立となり、電源電圧
に依存しないようにすることができる。またm=
I2(ON)/IOと設定することによりVOとVCの一致精
度は高められ、中心周波数fOOの電源電圧VCCへの
無依存性はより確かなものとなる。 From the above, f OO becomes independent of V CC and can be made independent of the power supply voltage. Also m=
By setting I 2(ON) /I O , the accuracy of matching between V O and V C is increased, and the independence of the center frequency f OO from the power supply voltage V CC becomes more reliable.
以上説明したようにこの発明によると、VOとIO
を電源電圧に比例して変化させることで、回路を
複雑にすることなく、温度ドリフトも補償しつつ
中心周波数が電源電圧に依存しないようにした電
圧制御発振器を提供することができる。
As explained above, according to this invention, V O and I O
By changing the value in proportion to the power supply voltage, it is possible to provide a voltage controlled oscillator whose center frequency does not depend on the power supply voltage while also compensating for temperature drift without complicating the circuit.
第1図はこの発明の一実施例を示す回路図、第
2図はこの発明の他の実施例を示す回路図、第3
図は従来の電圧制御発振器の回路図、第4図は第
3図の回路の動作を説明するのに示した信号波形
図である。
1〜7,10,11,51,52……トランジ
スタ、8,9,31〜33……抵抗、12……コ
ンデンサ。
Fig. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a circuit diagram showing another embodiment of the invention, and Fig. 3 is a circuit diagram showing another embodiment of the invention.
This figure is a circuit diagram of a conventional voltage controlled oscillator, and FIG. 4 is a signal waveform diagram shown to explain the operation of the circuit of FIG. 3. 1 to 7, 10, 11, 51, 52...transistor, 8, 9, 31 to 33...resistance, 12...capacitor.
Claims (1)
第2のトランジスタと、コレクタが電源に接続さ
れる第3、第4、第5のトランジスタを有し、前
記第1及び第2のトランジスタのエミツタをそれ
ぞれ電圧制御電流源に接続するとともに、前記第
1のトランジスタのコレクタを前記第2のトラン
ジスタのベースに、また前記第2のトランジスタ
のコレクタを前記第1のトランジスタのベースに
それぞれ帰還ループを介して接続するとともに、
前記第1及び第2のトランジスタのコレクタをそ
れぞれ抵抗を介して前記第5のトランジスタのエ
ミツタに接続し、更に前記第1及び第2のトラン
ジスタのコレクタをそれぞれ前記第3及び第4の
トランジスタのエミツタに接続し、前記第3、第
4のトランジスタのベースを共通に接続し、この
共通ベースと前記第5のトランジスタのベースに
電位差を持たせてバイアス回路を接続した電圧制
御発振器において、 電源電圧の変化によつて、前記電圧制御電流源
に流れる電流値が変化し、結果として前記第3、
第4のトランジスタのエミツタ電位と前記第5の
トランジスタのエミツタ電位間の電圧が変化する
割合に等しくなるように、前記第3、第4のトラ
ンジスタのベース電位と前記第5のトランジスタ
のベース電位間の電圧を電源電圧に比例して変化
するように設定したことを特徴とする電圧制御発
振器。[Scope of Claims] 1 The first and second transistors have first and second transistors each having a capacitor connected between their emitters, and third, fourth, and fifth transistors having collectors connected to a power supply. emitters of the two transistors are each connected to a voltage controlled current source, the collector of the first transistor is connected to the base of the second transistor, and the collector of the second transistor is connected to the base of the first transistor. Each is connected via a feedback loop, and
The collectors of the first and second transistors are connected to the emitters of the fifth transistor via resistors, respectively, and the collectors of the first and second transistors are connected to the emitters of the third and fourth transistors, respectively. , the bases of the third and fourth transistors are commonly connected, and a bias circuit is connected with a potential difference between the common base and the base of the fifth transistor, the voltage controlled oscillator comprising: Due to the change, the current value flowing through the voltage controlled current source changes, and as a result, the third,
between the base potential of the third and fourth transistors and the base potential of the fifth transistor such that the voltage between the emitter potential of the fourth transistor and the emitter potential of the fifth transistor changes at a rate equal to the rate of change; A voltage controlled oscillator characterized in that the voltage of the oscillator is set to vary in proportion to the power supply voltage.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26300785A JPS62122412A (en) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | Voltage controlled oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26300785A JPS62122412A (en) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | Voltage controlled oscillator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62122412A JPS62122412A (en) | 1987-06-03 |
| JPH0476529B2 true JPH0476529B2 (en) | 1992-12-03 |
Family
ID=17383596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26300785A Granted JPS62122412A (en) | 1985-11-22 | 1985-11-22 | Voltage controlled oscillator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62122412A (en) |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56157122A (en) * | 1980-05-07 | 1981-12-04 | Mitsubishi Electric Corp | Voltage control oscillator |
| JPS5922434A (en) * | 1982-07-29 | 1984-02-04 | Toshiba Corp | Emitter coupling type free running multivibrator |
| JPS60185423A (en) * | 1984-03-02 | 1985-09-20 | Fujitsu Ltd | Voltage-frequency conversion circuit |
| JPS60194611A (en) * | 1984-03-16 | 1985-10-03 | Hitachi Ltd | Emitter-coupled oscillator |
-
1985
- 1985-11-22 JP JP26300785A patent/JPS62122412A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62122412A (en) | 1987-06-03 |
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