JPH0611087B2 - 電圧制御発振回路 - Google Patents
電圧制御発振回路Info
- Publication number
- JPH0611087B2 JPH0611087B2 JP59204804A JP20480484A JPH0611087B2 JP H0611087 B2 JPH0611087 B2 JP H0611087B2 JP 59204804 A JP59204804 A JP 59204804A JP 20480484 A JP20480484 A JP 20480484A JP H0611087 B2 JPH0611087 B2 JP H0611087B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- signal
- impedance element
- phase shift
- phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は電圧制御発振回路に関する。
例えばカラーテレビジョン受像機においては、色同期回
路として自動位相制御(以下、APCと称する)回路が用
いられている。このAPC回路では、精度の高い電圧制御
発振回路(以下、VCOと称する)が必要とされている。
第4図にVCOの回路図、第5図にそのベクトル関係図を
示す。
路として自動位相制御(以下、APCと称する)回路が用
いられている。このAPC回路では、精度の高い電圧制御
発振回路(以下、VCOと称する)が必要とされている。
第4図にVCOの回路図、第5図にそのベクトル関係図を
示す。
第4図,第5図において、共振子11から出力される信
号()は位相シフト回路12φ1だけ位相シフトされ
信号()となる。この信号()と信号()は合成
回路13で合成され、信号()となる。この信号
()は増幅回路14を介して共振子11に与えられ、
この共振子11にてφ3だけ遅相されることにより、発
振動作がなされる。
号()は位相シフト回路12φ1だけ位相シフトされ
信号()となる。この信号()と信号()は合成
回路13で合成され、信号()となる。この信号
()は増幅回路14を介して共振子11に与えられ、
この共振子11にてφ3だけ遅相されることにより、発
振動作がなされる。
なお、第4図において、15はバースト信号(Bu)と信
号()の位相差を検波し、合成回路13の合成比を制
御する電圧信号を得るAPC検波回路である。
号()の位相差を検波し、合成回路13の合成比を制
御する電圧信号を得るAPC検波回路である。
このような構成のVCOでは、位相シフト回路12の位相
シフト量の変動が周波数可変範囲の変動につながる。し
たがって、安定した周波数可変範囲を得るには、精度の
高い位相シフト回路が要求される。
シフト量の変動が周波数可変範囲の変動につながる。し
たがって、安定した周波数可変範囲を得るには、精度の
高い位相シフト回路が要求される。
位相シフト回路の位相シフト特性は、それを構成する素
子の特性の変動に大きく左右される。素子の特性は、集
積回路(以下、ICと称する)においては、個別部品に
比べ非常に精度が悪い。したがって、従来、VCOをIC
化する場合、位相シフト回路12は外付け回路として組
まれていた。
子の特性の変動に大きく左右される。素子の特性は、集
積回路(以下、ICと称する)においては、個別部品に
比べ非常に精度が悪い。したがって、従来、VCOをIC
化する場合、位相シフト回路12は外付け回路として組
まれていた。
しかし、これでは、ICのピン数が増加する等の問題を
有し、製造経費等を考えると、完全にIC化されたVCO
が要望されていた。
有し、製造経費等を考えると、完全にIC化されたVCO
が要望されていた。
この発明は、上記の事情に対処すべくなされたもので、
素子特性が変動しても予じめ定められた周波数可変範囲
が変動することがなく、IC化に好適なVCOを提供するこ
とを目的とする。
素子特性が変動しても予じめ定められた周波数可変範囲
が変動することがなく、IC化に好適なVCOを提供するこ
とを目的とする。
この発明は、所定周波数を有する入力信号が供給される
入力端子に一端が接続された抵抗性もしくはリアクタン
ス性のいずれか一方を呈する第1のインピーダンス素子
と、この第1のインピーダンス素子の他端と基準電位点
との間に接続された抵抗性インピーダンス素子とリアク
タンス性インピーダンス素子の直列回路を含み、前記第
1のインピーダンス素子と前記直列回路との接続点に前
記入力信号を所定位相量だけ位相シフトした第2の信号
を得る位相シフト回路を有し、上記入力信号および第2
の信号がそれぞれ供給され、これらの信号の振幅を制限
して出力する差動増幅回路構成の振幅制限回路を有し、
振幅制限された上記入力信号と第2の信号とを位相制限
用の電圧に従って適宜合成し、その合成信号を出力端子
に出力する合成回路を有し、上記出力端子と入力端子と
の間に共振子と有し、上記位相シフト回路の前記直列回
路を構成する抵抗性インピーダンス素子とリアクタンス
性インピーダンス素子のインピーダンス比の変動量に対
して前記位相シフト量の変動量が小さくなるような値に
前記各インピーダンス素子の定数を設定したものであ
る。
入力端子に一端が接続された抵抗性もしくはリアクタン
ス性のいずれか一方を呈する第1のインピーダンス素子
と、この第1のインピーダンス素子の他端と基準電位点
との間に接続された抵抗性インピーダンス素子とリアク
タンス性インピーダンス素子の直列回路を含み、前記第
1のインピーダンス素子と前記直列回路との接続点に前
記入力信号を所定位相量だけ位相シフトした第2の信号
を得る位相シフト回路を有し、上記入力信号および第2
の信号がそれぞれ供給され、これらの信号の振幅を制限
して出力する差動増幅回路構成の振幅制限回路を有し、
振幅制限された上記入力信号と第2の信号とを位相制限
用の電圧に従って適宜合成し、その合成信号を出力端子
に出力する合成回路を有し、上記出力端子と入力端子と
の間に共振子と有し、上記位相シフト回路の前記直列回
路を構成する抵抗性インピーダンス素子とリアクタンス
性インピーダンス素子のインピーダンス比の変動量に対
して前記位相シフト量の変動量が小さくなるような値に
前記各インピーダンス素子の定数を設定したものであ
る。
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を詳細に説明
する。
する。
第1図において、水晶振動知21を通った信号()はI
C22のピン23に与えられ、このピン23よりトラン
ジスタQ11を通して位相シフト回路24の入力端子2
41に与えられる。位相シフト回路24は入力信号()
をφ5だけ遅相し、その出力端子242に信号()を得
る。この()はトランジスタQ12を介して振幅制限回
路25のトランジスタQ17,Q20のベースに与えら
れる。また、位相シフト回路24の入力信号()はトラ
ンジスタQ21を介して振幅制限回路25のトランジス
タQ13,Q16のベースに与えられる。この振幅制限
回路25のトランジスタQ14,Q15,Q16,Q
19のベースには、定電圧源V11よりトランジスタQ
22,Q23を介して直流バイアスが与えられている。
C22のピン23に与えられ、このピン23よりトラン
ジスタQ11を通して位相シフト回路24の入力端子2
41に与えられる。位相シフト回路24は入力信号()
をφ5だけ遅相し、その出力端子242に信号()を得
る。この()はトランジスタQ12を介して振幅制限回
路25のトランジスタQ17,Q20のベースに与えら
れる。また、位相シフト回路24の入力信号()はトラ
ンジスタQ21を介して振幅制限回路25のトランジス
タQ13,Q16のベースに与えられる。この振幅制限
回路25のトランジスタQ14,Q15,Q16,Q
19のベースには、定電圧源V11よりトランジスタQ
22,Q23を介して直流バイアスが与えられている。
振幅制限回路25において、トランジスタQ17,Q
18はI13を定電流源とする差動増幅回路を成す。ま
た、トランジスタQ19,Q20はI14を定電流源と
する差動増幅回路を成す。したがって、位相シフト回路
24から出力される信号()は上記差動増幅回路の振幅
制限作用により、一定振幅の信号として、トランジスタ
Q17〜Q20のコレクタに出力される。つまり、トラ
ンジスタQ17〜Q20のコレクタに現れる信号の振幅
レベルは定電流源I13,I14の電流量に比例し、位
相シフト回路24の振幅レベルには依存しない。これ
は、振幅制限回路25のもう一方の入力である信号()
に関しても同様で、I11を定電流源とするトランジス
タQ13,Q14の作動増幅回路及びI12を定電流源
とするトランジスタQ15,Q16の作動増幅回路の振
幅制限作用により、信号()は一定振幅の信号としてト
ランジスタQ13〜Q16のコレクタから出力される。
18はI13を定電流源とする差動増幅回路を成す。ま
た、トランジスタQ19,Q20はI14を定電流源と
する差動増幅回路を成す。したがって、位相シフト回路
24から出力される信号()は上記差動増幅回路の振幅
制限作用により、一定振幅の信号として、トランジスタ
Q17〜Q20のコレクタに出力される。つまり、トラ
ンジスタQ17〜Q20のコレクタに現れる信号の振幅
レベルは定電流源I13,I14の電流量に比例し、位
相シフト回路24の振幅レベルには依存しない。これ
は、振幅制限回路25のもう一方の入力である信号()
に関しても同様で、I11を定電流源とするトランジス
タQ13,Q14の作動増幅回路及びI12を定電流源
とするトランジスタQ15,Q16の作動増幅回路の振
幅制限作用により、信号()は一定振幅の信号としてト
ランジスタQ13〜Q16のコレクタから出力される。
振幅制限作用を受けた振幅制御回路25の出力信号()
はトランジスタQ18のコレクタより、合成回路26の
トランジスタQ24,Q25のエミッタに供給される。
また、振幅制限作用を受けた振幅制御回路25の出力信
号は合成回路26のトランジスタQ26,Q27のエミ
ッタに供給される。また、位相シフト回路24の入出力
信号(),()はトランジスタQ13,Q19のコレク
タの共通接続点で合成され、トランジスタQ23のエミ
ッタに供給される。トランジスタQ24のコレクタに現
れる位相シフト回路24の出力信号()と、トランジス
タQ26のコレクタに現れる位相シフト回路24の入力
信号()、それに、トラジスタQ28のコレクタに現れ
る両信号(),()の合成信号は、これら3つのトラン
ジスタQ24,Q26,Q28のコレクタの共通接続点
で合成され、信号()としてトランジスタQ29,ピン
27を介して上記水晶振動子21に与えられる。
はトランジスタQ18のコレクタより、合成回路26の
トランジスタQ24,Q25のエミッタに供給される。
また、振幅制限作用を受けた振幅制御回路25の出力信
号は合成回路26のトランジスタQ26,Q27のエミ
ッタに供給される。また、位相シフト回路24の入出力
信号(),()はトランジスタQ13,Q19のコレク
タの共通接続点で合成され、トランジスタQ23のエミ
ッタに供給される。トランジスタQ24のコレクタに現
れる位相シフト回路24の出力信号()と、トランジス
タQ26のコレクタに現れる位相シフト回路24の入力
信号()、それに、トラジスタQ28のコレクタに現れ
る両信号(),()の合成信号は、これら3つのトラン
ジスタQ24,Q26,Q28のコレクタの共通接続点
で合成され、信号()としてトランジスタQ29,ピン
27を介して上記水晶振動子21に与えられる。
ここで、合成回路26のトランジスタQ25,Q26,
Q28のベースには定電圧(Va)が印加され、トランジ
スタQ24,Q27のベースには位相制御用の電圧(V
b)が印加される。これにより、トランジスタQ26,
Q24のコレクタに現れる位相シフト回路24の入出力
信号(),()の振幅レベルが電圧(Vb)によって制御
されることになる。これにより、信号()の位相が電圧
(Vb)によって制御され、電圧(Vb)によって要求され
る位相をもつ信号()が得られることになる。
Q28のベースには定電圧(Va)が印加され、トランジ
スタQ24,Q27のベースには位相制御用の電圧(V
b)が印加される。これにより、トランジスタQ26,
Q24のコレクタに現れる位相シフト回路24の入出力
信号(),()の振幅レベルが電圧(Vb)によって制御
されることになる。これにより、信号()の位相が電圧
(Vb)によって制御され、電圧(Vb)によって要求され
る位相をもつ信号()が得られることになる。
ここで、位相シフト回路24について説明する。この位
相シフト回路24は2つの抵抗R11,R11とコンデ
ンサC11の直列回路から成る。抵抗R11は位相シフ
ト回路24の入出力端子241,242間に挿入され、
抵抗R12,コンデンサC11は出力端子242と基準
電位点(図の場合、アース(GND))間に挿入されてい
る。
相シフト回路24は2つの抵抗R11,R11とコンデ
ンサC11の直列回路から成る。抵抗R11は位相シフ
ト回路24の入出力端子241,242間に挿入され、
抵抗R12,コンデンサC11は出力端子242と基準
電位点(図の場合、アース(GND))間に挿入されてい
る。
今、入力信号()を周波数()の正弦波信号とする
と、位相シフト回路24の伝達関数Tは、 T=(+jωτ)/{1+jω(1+γ)τ} …
(1) で与えられる。但し、ω=2π,γ=R11/
R12,τ=C11R12である。このとき、位相シフ
ト回路24の遅相量φ5は、 φ5=tan-1〔−ωγτ/{1+ω2(1+γ)
τ2}〕…(2) となる。信号(),()と抵抗R12,コンデンサC
11の接続点における信号()の位相関係を示すと、第
2図のベクトル図のようになる。ここで、φ4は信号
()と信号()の位相差を示す。
と、位相シフト回路24の伝達関数Tは、 T=(+jωτ)/{1+jω(1+γ)τ} …
(1) で与えられる。但し、ω=2π,γ=R11/
R12,τ=C11R12である。このとき、位相シフ
ト回路24の遅相量φ5は、 φ5=tan-1〔−ωγτ/{1+ω2(1+γ)
τ2}〕…(2) となる。信号(),()と抵抗R12,コンデンサC
11の接続点における信号()の位相関係を示すと、第
2図のベクトル図のようになる。ここで、φ4は信号
()と信号()の位相差を示す。
一般にIC製造時において、抵抗地のばらつきは±20
%程度あるが、抵抗比は精度が高く、±3%以内に抑え
ることができる。同様にコンデンサについてもばらつき
を生じるが、その比は精度を高することができる。従っ
て、式(2)において、γは同種のインピーダンス素
子、つまり抵抗R11,R12のインピーダンス比なの
で、これら抵抗R11,R12の特性が変動してもほと
んど変動せず、定数とみなせる。例えば、ICにおい
て、抵抗R11,R12の抵抗値が±10〜20%の範
囲で移動しても、γの変動は±3%以内に抑えられる。
これに対し、τは異種のインピーダンス素子のインピー
ダンス比 なので、ICにおいては±40%程度の変動を示す変数
となる。但し、周波数()の変化による遅相量φ5の
変化は無視できるものとする。
%程度あるが、抵抗比は精度が高く、±3%以内に抑え
ることができる。同様にコンデンサについてもばらつき
を生じるが、その比は精度を高することができる。従っ
て、式(2)において、γは同種のインピーダンス素
子、つまり抵抗R11,R12のインピーダンス比なの
で、これら抵抗R11,R12の特性が変動してもほと
んど変動せず、定数とみなせる。例えば、ICにおい
て、抵抗R11,R12の抵抗値が±10〜20%の範
囲で移動しても、γの変動は±3%以内に抑えられる。
これに対し、τは異種のインピーダンス素子のインピー
ダンス比 なので、ICにおいては±40%程度の変動を示す変数
となる。但し、周波数()の変化による遅相量φ5の
変化は無視できるものとする。
τとφ5の関係を第3図に示す。第3図から明らかなよ
うに、τの変動に対してφ5は変曲点(ωτa,φ
5a)を有し、この変曲点の前後では、φ5の変化率は
非常に小さい。したがって所望の遅相量が決まったら、
これが第3図に示す位相関数の変曲点(ωτa,φ
5a)付近にくるように回路24を設計すればよい。こ
の回路設計は遅相量φ5を変数τで微分した値が零とな
る条件をほぼ満たすように行えばよい。
うに、τの変動に対してφ5は変曲点(ωτa,φ
5a)を有し、この変曲点の前後では、φ5の変化率は
非常に小さい。したがって所望の遅相量が決まったら、
これが第3図に示す位相関数の変曲点(ωτa,φ
5a)付近にくるように回路24を設計すればよい。こ
の回路設計は遅相量φ5を変数τで微分した値が零とな
る条件をほぼ満たすように行えばよい。
φ5をτで微分すると、 となり、これが零となる条件は、 ω2τ2(1+γ)=1 …(4) となる。この条件を満たすように、回路を設計すること
により、(ωτ)の変動量Xに対する遅相量φ5の変動
量Yを数パーセントに抑えることができる。
により、(ωτ)の変動量Xに対する遅相量φ5の変動
量Yを数パーセントに抑えることができる。
このように、この実施例によれば、素子特性が変動して
も、位相シフト回路24の遅相量が変動することがな
く、しかも、位相シフト回路24の入出力信号(),
(は振幅制限回路25で常に一定振幅とされるので、
素子特性の変動によるVCOの周波数可変範囲の変動を抑
えることができる。
も、位相シフト回路24の遅相量が変動することがな
く、しかも、位相シフト回路24の入出力信号(),
(は振幅制限回路25で常に一定振幅とされるので、
素子特性の変動によるVCOの周波数可変範囲の変動を抑
えることができる。
なお、この発明では、抵抗R11,R12をコンデンサ
に置き換え、コンデンサC11を抵抗に置き換えてもよ
い。また、リアクタンス性インピーダンス素子として
は、誘導性インピーダンス素子を用いてもよいことは勿
論である。
に置き換え、コンデンサC11を抵抗に置き換えてもよ
い。また、リアクタンス性インピーダンス素子として
は、誘導性インピーダンス素子を用いてもよいことは勿
論である。
このようにこの発明によれば、素子特性が変動しても、
予じめ定められた周波数可変範囲が変動することがな
く、IC化に好適なVCOを提供することができる。
予じめ定められた周波数可変範囲が変動することがな
く、IC化に好適なVCOを提供することができる。
第1図はこの発明の一実施例の構成を示す回路図、第2
図は第1図の位相シフト回路の動作を説明するためのベ
クトル図、第3図は同じく位相特性図、第4図はAPC回
路に設けられるVCOを示す回路図、第5図は第4図の動
作を説明するためのベクトル図である。 21……水晶振動子、24……位相シフト回路、25…
…振幅制限回路、26……合成回路。
図は第1図の位相シフト回路の動作を説明するためのベ
クトル図、第3図は同じく位相特性図、第4図はAPC回
路に設けられるVCOを示す回路図、第5図は第4図の動
作を説明するためのベクトル図である。 21……水晶振動子、24……位相シフト回路、25…
…振幅制限回路、26……合成回路。
Claims (1)
- 【請求項1】所定周波数を有する入力信号が供給される
入力端子と、 前記入力端子に一端が接続された抵抗性もしくはリアク
タンス性のいずれか一方を呈する第1のインピーダンス
素子と、この第1のインピーダンス素子の他端と基準電
位点との間に接続された抵抗性インピーダンス素子とリ
アクタンス性インピーダンス素子の直列回路を含み、前
記第1のインピーダンス素子と前記直列回路との接続点
に前記入力信号を所定位相量だけ位相シフトした第2の
信号を得る位相シフト回路と、 差動増幅回路によって構成され、上記入力信号および第
2の信号がそれぞれ供給され、これらの信号の振幅を制
限して出力する振幅制限回路と、 この振幅制限回路によって振幅制限された上記入力信号
と第2の信号とを位相制御用の電圧に従って適宜合成
し、その合成信号を出力端子に出力する合成回路と、 上記出力端子と入力端子との間に挿入された共振子とを
具備し、 上記位相シフト回路の前記直列回路を構成する抵抗性イ
ンピーダンス素子とリアクタンス性インピーダンス素子
のインピーダンス比の変動量に対して前記位相シフト量
の変動量が小さくなるような値に前記各インピーダンス
素子の定数を設定したことを特徴とする電圧制御発振回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59204804A JPH0611087B2 (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 電圧制御発振回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59204804A JPH0611087B2 (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 電圧制御発振回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6182506A JPS6182506A (ja) | 1986-04-26 |
| JPH0611087B2 true JPH0611087B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=16496637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59204804A Expired - Lifetime JPH0611087B2 (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | 電圧制御発振回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0611087B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2792415B2 (ja) * | 1993-12-07 | 1998-09-03 | 日本電気株式会社 | 発振回路 |
-
1984
- 1984-09-29 JP JP59204804A patent/JPH0611087B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6182506A (ja) | 1986-04-26 |
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