JPH0631211U - 電圧制御発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可変容量ダイオードの接地を安定化させるこ
とによって、外部から与えられるノイズの影響を受けに
くくした電圧制御発振器を提供する。 【構成】 可変容量ダイオード１２を接地するコンデン
サ１６に直列にインダクタンス素子２２を接続すると共
に、このコンデンサ１６とインダクタンス素子２２とで
構成される直列共振回路の共振周波数を、当該電圧制御
発振器の発振周波数付近に設定している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、可変容量ダイオードを用いて周波数変調をかけるようにした電圧 制御発振器に関し、より具体的には、外部から当該電圧制御発振器に与えられる ノイズの影響を受けにくくする手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図４は、従来の電圧制御発振器の一例を示す回路図である。この電圧制御発振 器は、コルピッツ型の例であり、発振用のトランジスタ２、そのベース回路に結 合コンデンサ４を介して接続された共振回路６等を備えている。共振回路６は、 この例では、コンデンサ１０に可変容量ダイオード１２を直列接続したものをコ イル８に並列接続して成り、この可変容量ダイオード１２に印加する制御電圧Ｖ _C によって当該可変容量ダイオード１２の容量を変化させて発振周波数を制御す るようにしている。１４はチョークコイルである。

【０００３】 図５は、上記電圧制御発振器に変調回路を付加したものである。出力信号の周 波数変調は、通常はこの例のように、抵抗１８、２０によって分圧された変調信 号Ｖ_M を、上記可変容量ダイオード１２のアノード側に入力することによって行 われる。このようにすれば、変調信号Ｖ_M によって可変容量ダイオード１２の容 量を変化させることができるので、周波数変調をかけることができる。

【０００４】 抵抗１８、２０によって分圧された変調信号Ｖ_M を可変容量ダイオード１２の アノードに印加するために、当該アノード側をグラウンドから直流的に切り離す 必要があり、そのために当該アノード側をコンデンサ１６を介して接地している 。

【０００５】 このコンデンサ１６は、使用周波数（即ち当該電圧制御発振器の発振周波数） に対して十分に大きな容量（静電容量）を用いることにより、それの高周波に対 してのインピーダンス（Ｚ＝１／ｊωＣ）は低くなり、高周波に対しては可変容 量ダイオード１２のアノード側をグラウンドに接地したのと同じ効果が得られる 。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記コンデンサ１６は、現実のものは、理想的な静電容量ではなく 、インダクタンス成分を持っているため、自己共振周波数を持っており、その自 己共振周波数を超えるような周波数では、十分大きな容量であっても、誘導性と なって静電容量としての働きが失われてしまい、可変容量ダイオード１２のアノ ード側の十分な接地を行うことができなくなる。

【０００７】 その結果、可変容量ダイオード１２の接地が不安定になり、当該接地回路への 外部からのノイズの飛び込みに対して影響を受けやすくなる。即ち、当該電圧制 御発振器の出力にノイズ成分が強く現れるようになる。

【０００８】 これの対策として従来は、例えば、この電圧制御発振器あるいはそれの近くに 組まれる他の回路の配線の引き回し等を工夫することによって、可変容量ダイオ ード１２の接地回路へ外部からのノイズができるだけ飛び込まないようにしてい たが、このような手段では、配線の自由度が制限されるだけでなく、その設計等 に多くの時間が必要になり、非常に不便である。

【０００９】 そこでこの考案は、上記のような可変容量ダイオードの接地を安定化させるこ とによって、外部から与えられるノイズの影響を受けにくくした電圧制御発振器 を提供することを主たる目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、この考案の電圧制御発振器は、前述した可変容量ダ イオードを接地するコンデンサに直列にインダクタンス素子を接続すると共に、 このコンデンサとインダクタンス素子とで構成される直列共振回路の共振周波数 を当該電圧制御発振器の発振周波数付近に設定していることを特徴とする。

【００１１】

【作用】

上記構成によれば、上記コンデンサとインダクタンス素子とで構成される直列 共振回路は、当該電圧制御発振器の発振周波数付近で直列共振を起こしてそのイ ンピーダンスが小さくなるので、発振周波数付近での可変容量ダイオードの接地 が安定化する。その結果、この電圧制御発振器は、外部から与えられるノイズの 影響を受けにくくなる。

【００１２】

【実施例】

図１は、この考案の一実施例に係る電圧制御発振器を示す回路図である。図５ の従来例と同一または相当する部分には同一符号を付し、以下においては当該従 来例との相違点を主に説明する。

【００１３】 この実施例においては、前述した可変容量ダイオード１２のアノード側を接地 するコンデンサ１６に直列にインダクタンス素子２２を接続すると共に、このコ ンデンサ１６とインダクタンス素子２２とで構成される直列共振回路の共振周波 数を、コンデンサ１６とインダクタンス素子２２の値を調整することによって、 当該電圧制御発振器の発振周波数付近に設定している。

【００１４】 より具体的には、コンデンサ１６としてその自己共振周波数が当該電圧制御発 振器の発振周波数よりも高いものを用いて、それにインダクタンス素子２２を組 み合わせて直列共振を起こさせて、当該電圧制御発振器の発振周波数付近でのこ の直列共振回路のインピーダンスが、コンデンサ１６単独の場合よりも小さくな るようにしている。

【００１５】 従って上記直列共振回路の共振周波数は、必ずしもこの電圧制御発振器の発振 周波数に一致している必要はなく、上記直列共振回路のインピーダンスがコンデ ンサ１６単独の場合よりも小さくなる程度に当該発振周波数に近い周波数であれ ば良い。

【００１６】 なお、この電圧制御発振器の発振周波数とは、一つの周波数のことではなく、 前述した制御電圧Ｖ_C によって制御できる範囲内の周波数のことである。

【００１７】 上記のようにすれば、コンデンサ１６とインダクタンス素子２２とで構成され る直列共振回路は、この電圧制御発振器の発振周波数付近で直列共振を起こして そのインピーダンスが小さくなるので、発振周波数付近での、即ち使用周波数付 近での可変容量ダイオード１２の接地が安定化する。その結果、この可変容量ダ イオード１２の接地回路に外部から発振周波数に近い周波数のノイズが飛び込ん で来ても、接地が安定に成されているので、当該ノイズをグラウンドへ効果的に 落とすことができる。従って、この電圧制御発振器は、外部から与えられるノイ ズの影響を受けにくくなる。

【００１８】 また、このようにしてノイズの影響を受けにくくすることにより、この電圧制 御発振器あるいはそれの近くに組まれる他の回路の配線の引き回しの自由度が向 上し、その設計等も楽になる。

【００１９】 次に、この考案のより具体的な実施例を、発振周波数が８００ＭＨｚ帯の場合 を例に説明する。

【００２０】 発振周波数が８００ＭＨｚ帯の場合、図５の従来の電圧制御発振器においては 、通常は、コンデンサ１６の容量は１００ｐＦ〜１０００ｐＦが選ばれている。 コンデンサ１６を１００ｐＦの積層多層コンデンサとした場合、通常は６００Ｍ Ｈｚ付近に自己共振周波数を持ち、８００ＭＨｚ帯では誘導性となり静電容量と しての働きをしなくなり、８００ＭＨｚ帯でのインピーダンスは増加してしまう 。

【００２１】 これに対してこの実施例では、容量が１８ｐＦの積層多層コンデンサでコンデ ンサ１６を構成し、インダクタンスが１ｎＨの電極パターンでインダクタンス素 子２２を構成した。この１８ｐＦのコンデンサ１６の自己共振周波数は１．１Ｇ Ｈｚ付近であり、８００ＭＨｚ帯では静電容量として十分に働く。これに１ｎＨ のインダクタンス素子２２を組み合わせた直列共振回路の共振周波数は、８４０ ＭＨｚ付近になる。

【００２２】 上記のような従来例の電圧制御発振器と実施例の電圧制御発振器のそれぞれに 対して、発振周波数を８９０ＭＨｚ付近とし、更に発振周波数＋１００ＫＨｚの 周波数の信号の流れる導体を各電圧制御発振器に近づけることにより、導体から の輻射として上記周波数成分の信号を強制的に各電圧制御発振器にノイズとして 入力した。その場合の各電圧制御発振器の出力の周波数スペクトルの測定結果の 一例を図２（従来例の場合）および図３（実施例の場合）にそれぞれ示す。

【００２３】 両図において、Ａは本来の発振周波数成分であり、Ｂは上記ノイズ成分であり 、Ｃは両成分がミキシングされた周波数成分（発振周波数−１００ＫＨｚおよび 発振周波数−２００ＫＨｚ）である。

【００２４】 図２の従来例のものに比べて図３の実施例のものの方が、ノイズ成分Ｂは１０ 〜１２ｄＢも出力が小さくなっている。またそれに伴って、ミキシングされた周 波数成分Ｃも同様に小さくなっている。このように、この実施例の電圧制御発振 器は、外部から与えられるノイズの影響を非常に受けにくいことが分かる。

【００２５】 なお、上記のように発振周波数付近の周波数の信号（ノイズ）が電圧制御発振 器に入力されることは、様々な場合に、例えば電圧制御発振器を用いてＰＬＬ（ フェーズロックループ）回路を構成した場合等に起こり得ることであり、このよ うな場合に、電圧制御発振器のノイズ対策が悪いと、当該ＰＬＬ回路の周波数が 安定しないという問題が生じる。このような場合の対策としても、この考案の電 圧制御発振器を用いれば大きな効果が得られる。

【００２６】

【考案の効果】

以上のようにこの考案によれば、可変容量ダイオードを上記のようなコンデン サとインダクタンス素子とで構成される直列共振回路によって接地していて、こ の直列共振回路は当該電圧制御発振器の発振周波数付近で直列共振を起こしてそ のインピーダンスが小さくなるので、発振周波数付近での可変容量ダイオードの 接地が安定化する。その結果この考案の電圧制御発振器は、外部から与えられる ノイズの影響を受けにくくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例に係る電圧制御発振器を示
す回路図である。

【図２】ノイズを強制的に入力した時の従来の電圧制御
発振器の出力の周波数スペクトルを測定した結果の一例
を示す図である。

【図３】ノイズを強制的に入力した時の実施例の電圧制
御発振器の出力の周波数スペクトルを測定した結果の一
例を示す図である。

【図４】従来の電圧制御発振器の一例を示す回路図であ
る。

【図５】変調回路を付加した従来の電圧制御発振器の一
例を示す回路図である。

【符号の説明】

２ 発振用のトランジスタ ６ 共振回路 １２ 可変容量ダイオード １６ コンデンサ ２２ インダクタンス素子 Ｖ_C 制御電圧 Ｖ_M 変調信号

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 共振回路に可変容量ダイオードを有して
   いて、この可変容量ダイオードに印加する制御電圧によ
   って発振周波数を制御するようにした電圧制御発振器で
   あって、前記可変容量ダイオードの一方端側をコンデン
   サを介して接地し、この一方端側に変調信号を入力して
   周波数変調をかけるようにしたものにおいて、前記コン
   デンサに直列にインダクタンス素子を接続すると共に、
   このコンデンサとインダクタンス素子とで構成される直
   列共振回路の共振周波数を当該電圧制御発振器の発振周
   波数付近に設定していることを特徴とする電圧制御発振
   器。