JPH0661846A - 電圧制御発振器 - Google Patents
電圧制御発振器Info
- Publication number
- JPH0661846A JPH0661846A JP4235204A JP23520492A JPH0661846A JP H0661846 A JPH0661846 A JP H0661846A JP 4235204 A JP4235204 A JP 4235204A JP 23520492 A JP23520492 A JP 23520492A JP H0661846 A JPH0661846 A JP H0661846A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- frequency
- circuit
- controlled oscillator
- change
- Prior art date
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- Granted
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- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】周波数温度係数の大きい発振素子を用いた電圧
制御発振器の周波数温度特性を改善する。 【構成】発振素子２に接続された周波数制御用リアクタ
ンス回路１に、可変容量ダイオード５１を備えた温度補
償用の容量性リアクタンス回路５を並列接続し、主とし
て、発振素子２の等価インダクタンスの温度による変化
を打ち消すような温度制御電圧ＶT を容量性リアクタン
ス回路５に与えて可変容量ダイオード５１の静電容量を
変化させるように構成した。
制御発振器の周波数温度特性を改善する。 【構成】発振素子２に接続された周波数制御用リアクタ
ンス回路１に、可変容量ダイオード５１を備えた温度補
償用の容量性リアクタンス回路５を並列接続し、主とし
て、発振素子２の等価インダクタンスの温度による変化
を打ち消すような温度制御電圧ＶT を容量性リアクタン
ス回路５に与えて可変容量ダイオード５１の静電容量を
変化させるように構成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、通信機に用いられる電
圧制御発振器（ＶＣＯ）に関し、特に、周囲の温度変化
に対する発振周波数の変動を抑える温度補償型電圧制御
発振器に関するものである。
圧制御発振器（ＶＣＯ）に関し、特に、周囲の温度変化
に対する発振周波数の変動を抑える温度補償型電圧制御
発振器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の電圧制御発振器の回路例図
である。図において、１は発振周波数を制御するための
リアクタンス回路であり、外部から与えられる周波数制
御電圧ＶF により可変容量ダイオード１１の静電容量を
変える。２はコイルまたは誘電体共振器などの発振素子
である。３はトランジスタＱ1 を用いたコルピッツ形発
振回路を構成するための帰還用キャパシタンス回路であ
る。４はバッファ段の増幅回路である。この回路の発振
周波数ｆ0 は、ｆ0 ＝１／（２π√（ＬＣ））で表され
る。但し、Ｌはリアクタンス回路１と発振素子２との等
価インダクタンスであり、Ｃはキャパシタンス回路３の
等価容量である。このようなＶＣＯの場合、周囲の温度
変化に対して発振周波数がｆ0 からｆ0' になったとす
るとｆ0 ' は次式のように示される。
である。図において、１は発振周波数を制御するための
リアクタンス回路であり、外部から与えられる周波数制
御電圧ＶF により可変容量ダイオード１１の静電容量を
変える。２はコイルまたは誘電体共振器などの発振素子
である。３はトランジスタＱ1 を用いたコルピッツ形発
振回路を構成するための帰還用キャパシタンス回路であ
る。４はバッファ段の増幅回路である。この回路の発振
周波数ｆ0 は、ｆ0 ＝１／（２π√（ＬＣ））で表され
る。但し、Ｌはリアクタンス回路１と発振素子２との等
価インダクタンスであり、Ｃはキャパシタンス回路３の
等価容量である。このようなＶＣＯの場合、周囲の温度
変化に対して発振周波数がｆ0 からｆ0' になったとす
るとｆ0 ' は次式のように示される。
【０００３】
【数１】 但し、ΔＬ，ΔＣ：温度変化時のＬ，Ｃの変化量 このような電圧制御発振器を設計する場合、発振周波数
の可変幅を所望の値より広くして使用温度変化に対応し
た発振周波数の変化量を見込んだ回路設計が行われてい
る。この場合、発振素子２の温度特性を考慮してコンデ
ンサＣA ，ＣBの温度係数が選定される。
の可変幅を所望の値より広くして使用温度変化に対応し
た発振周波数の変化量を見込んだ回路設計が行われてい
る。この場合、発振素子２の温度特性を考慮してコンデ
ンサＣA ，ＣBの温度係数が選定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな電圧制御発振器に対して、通信機の周波数帯が高く
なり、従来より高い発振周波数、例えば４００ＭＨｚ帯
で小形化が要求され、発振素子２として、その基本振動
を利用することのできるＳＡＷ（弾性表面波）共振器、
特にラブ波形ＳＡＷ共振器の適用が検討され始めた。こ
のラブ波形ＳＡＷ共振器は広帯域フィルタとしては実用
段階に達しているが、高精度が要求される発振器の発振
素子としては周波数温度係数が大きく、約−１１０ｐｐ
ｍ／℃であるため、図３に示した従来の発振回路に用い
た場合、所定の温度範囲、例えば−３０℃〜＋８５℃に
おいて、発振回路のコンデンサＣA ，ＣB に温度係数の
大きい温度補償用コンデンサを用いても所望の周波数偏
差に収まらないという問題点がある。そのため、通信機
などに使用されるＰＬＬ（位相同期ループ）形ディジタ
ル周波数シンセサイザに適用した場合には、周囲温度に
よって周波数のロックが不可能となる場合があるため、
実用できない段階である。本発明の目的は、従来の問題
点を解決し、周波数温度係数の大きい発振素子を用いて
も発振周波数変化量が所望の偏差内に収まるようにした
電圧制御発振器を提供することにある。
うな電圧制御発振器に対して、通信機の周波数帯が高く
なり、従来より高い発振周波数、例えば４００ＭＨｚ帯
で小形化が要求され、発振素子２として、その基本振動
を利用することのできるＳＡＷ（弾性表面波）共振器、
特にラブ波形ＳＡＷ共振器の適用が検討され始めた。こ
のラブ波形ＳＡＷ共振器は広帯域フィルタとしては実用
段階に達しているが、高精度が要求される発振器の発振
素子としては周波数温度係数が大きく、約−１１０ｐｐ
ｍ／℃であるため、図３に示した従来の発振回路に用い
た場合、所定の温度範囲、例えば−３０℃〜＋８５℃に
おいて、発振回路のコンデンサＣA ，ＣB に温度係数の
大きい温度補償用コンデンサを用いても所望の周波数偏
差に収まらないという問題点がある。そのため、通信機
などに使用されるＰＬＬ（位相同期ループ）形ディジタ
ル周波数シンセサイザに適用した場合には、周囲温度に
よって周波数のロックが不可能となる場合があるため、
実用できない段階である。本発明の目的は、従来の問題
点を解決し、周波数温度係数の大きい発振素子を用いて
も発振周波数変化量が所望の偏差内に収まるようにした
電圧制御発振器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の電圧制御発振器
は、トランジスタのベースに接続された発振素子に並列
接続された可変容量ダイオードの静電容量を外部からの
周波数制御電圧によって変化させることにより発振周波
数を変化させるように構成した電圧制御発振器におい
て、前記発振素子に第２の可変容量ダイオードを並列接
続し、周囲温度の変化による前記発振素子の周波数温度
変化を打ち消すような温度制御電圧を該第２の可変容量
ダイオードに印加することにより発振周波数の温度変化
を補償するようにしたことを特徴とするもである。
は、トランジスタのベースに接続された発振素子に並列
接続された可変容量ダイオードの静電容量を外部からの
周波数制御電圧によって変化させることにより発振周波
数を変化させるように構成した電圧制御発振器におい
て、前記発振素子に第２の可変容量ダイオードを並列接
続し、周囲温度の変化による前記発振素子の周波数温度
変化を打ち消すような温度制御電圧を該第２の可変容量
ダイオードに印加することにより発振周波数の温度変化
を補償するようにしたことを特徴とするもである。
【０００６】
【実施例】図１は本発明の実施例を示す回路図である。
図において、１，３，４は図３の従来回路と同じであ
る。２は発振素子としてのＳＡＷ共振器である。５は本
発明によって付加したリアクタンス回路であり、直流の
温度制御電圧ＶT を与えて可変容量ダイオード５１の容
量を変化させる。５２はインダクタンスまたは抵抗であ
り、可変容量ダイオード５１の容量変化を設定するため
の素子である。この温度制御電圧ＶT の値は、予め測定
した発振周波数温度特性から温度変化に対する発振周波
数の変化を求め、その周波数変化を補正する電圧値が選
定される。
図において、１，３，４は図３の従来回路と同じであ
る。２は発振素子としてのＳＡＷ共振器である。５は本
発明によって付加したリアクタンス回路であり、直流の
温度制御電圧ＶT を与えて可変容量ダイオード５１の容
量を変化させる。５２はインダクタンスまたは抵抗であ
り、可変容量ダイオード５１の容量変化を設定するため
の素子である。この温度制御電圧ＶT の値は、予め測定
した発振周波数温度特性から温度変化に対する発振周波
数の変化を求め、その周波数変化を補正する電圧値が選
定される。
【０００７】図２は本発明の電圧制御発振器（ＶＣＯ）
を適用したＰＬＬ回路のブロック図である。図におい
て、２１は基準発振器、２２は分周器、２３は位相比較
器、２４はローパスフィルタ（ＬＰＦ）、２５は本発明
によるＶＣＯ、２６は分周器、２７はＣＰＵ（中央演算
処理部）、２８は温度制御電圧供給部である。ＰＬＬル
ープの位相比較器２３は常にＣＰＵ２７に対してロック
検出（ＬＤ：Ｌｏｃｋ Ｄｅｔｅｃｔ）信号を出力して
おり、ＣＰＵ２７はＰＬＬループがロック状態かアンロ
ック状態かを常に監視している。例えば、ロック検出信
号がＨレベルのときロック状態を示し、Ｌレベルのとき
アンロック状態を示すとすると、ＣＰＵ２７がアンロッ
ク状態を検知したときＣＰＵ２７から温度制御電圧供給
部２８に送る信号をＨレベルからＬレベルへ、またはＬ
レベルからＨレベルへ切り替えてＶＣＯ２５に対する温
度制御電圧ＶT とする。従って、ＣＰＵ２７は次のアン
ロック状態を検知するまではＨまたはＬ状態を保持す
る。
を適用したＰＬＬ回路のブロック図である。図におい
て、２１は基準発振器、２２は分周器、２３は位相比較
器、２４はローパスフィルタ（ＬＰＦ）、２５は本発明
によるＶＣＯ、２６は分周器、２７はＣＰＵ（中央演算
処理部）、２８は温度制御電圧供給部である。ＰＬＬル
ープの位相比較器２３は常にＣＰＵ２７に対してロック
検出（ＬＤ：Ｌｏｃｋ Ｄｅｔｅｃｔ）信号を出力して
おり、ＣＰＵ２７はＰＬＬループがロック状態かアンロ
ック状態かを常に監視している。例えば、ロック検出信
号がＨレベルのときロック状態を示し、Ｌレベルのとき
アンロック状態を示すとすると、ＣＰＵ２７がアンロッ
ク状態を検知したときＣＰＵ２７から温度制御電圧供給
部２８に送る信号をＨレベルからＬレベルへ、またはＬ
レベルからＨレベルへ切り替えてＶＣＯ２５に対する温
度制御電圧ＶT とする。従って、ＣＰＵ２７は次のアン
ロック状態を検知するまではＨまたはＬ状態を保持す
る。
【０００８】図４は図１の発振部の交流等価回路であ
り、ＣX は本発明により付加した温度補償用リアクタン
ス回路５の等価容量である。Ｌは発振周波数制御用リア
クタンス回路１と発振素子２の等価インダクタンス、Ｃ
A ，ＣB はトランジスタＱ1 のベースと接地間のコンデ
ンサである。図４の交流等価回路の発振周波数ｆ0 は次
式で示される。
り、ＣX は本発明により付加した温度補償用リアクタン
ス回路５の等価容量である。Ｌは発振周波数制御用リア
クタンス回路１と発振素子２の等価インダクタンス、Ｃ
A ，ＣB はトランジスタＱ1 のベースと接地間のコンデ
ンサである。図４の交流等価回路の発振周波数ｆ0 は次
式で示される。
【０００９】
【数２】 従って、本発明で付加した温度補償用リアクタンス回路
５の等価容量ＣX の値を、主として発振素子２の等価イ
ンダクタンスＬの温度変化量ΔＬを打ち消すような温度
制御電圧を印加してΔＣX だけ変化させればよい。図５
は発振周波数ｆ0 の温度特性例図であり、実線は温度補
償リアクタンス回路５を付加しない従来の場合、点線は
付加した本発明の場合を示し、明らかに効果があること
を示している。
５の等価容量ＣX の値を、主として発振素子２の等価イ
ンダクタンスＬの温度変化量ΔＬを打ち消すような温度
制御電圧を印加してΔＣX だけ変化させればよい。図５
は発振周波数ｆ0 の温度特性例図であり、実線は温度補
償リアクタンス回路５を付加しない従来の場合、点線は
付加した本発明の場合を示し、明らかに効果があること
を示している。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明を実施する
ことにより、温度変化に対して発振周波数の補償が充分
果たせるため、温度変化量を見込んだ回路設計が不要と
なり、高精度の電圧制御発振回路を実用化することがで
きる。
ことにより、温度変化に対して発振周波数の補償が充分
果たせるため、温度変化量を見込んだ回路設計が不要と
なり、高精度の電圧制御発振回路を実用化することがで
きる。
【図１】本発明の実施例を示す回路図である。
【図２】本発明を適用するＰＬＬ回路例図である。
【図３】従来の回路例図である。
【図４】本発明の発振部の交流等価回路である。
【図５】本発明の発振周波数温度特性例図である。
１ 周波数制御用リアクタンス回路 ２ 発振素子 ３ キャパシタンス回路 ４ バッファ増幅段 ５ 温度補償用リアクタンス回路 １１ 可変容量ダイオード ２１ 基準発振器 ２２ 分周器 ２３ 位相比較器 ２４ ＬＰＦ ２５ ＶＣＯ ２６ 分周器 ２７ ＣＰＵ ２８ 温度制御電圧供給部 ５１ 可変容量ダイオード ５２ インダクタンスまたは抵抗
Claims (1)
- 【請求項１】 トランジスタのベースに接続された発振
素子に並列接続された可変容量ダイオードの静電容量を
外部からの周波数制御電圧によって変化させることによ
り発振周波数を変化させるように構成した電圧制御発振
器において、 前記発振素子に第２の可変容量ダイオードを並列接続
し、周囲温度の変化による前記発振素子の周波数温度変
化を打ち消すような温度制御電圧を該第２の可変容量ダ
イオードに印加することにより発振周波数の温度変化を
補償するようにしたことを特徴とする電圧制御発振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23520492A JP3221579B2 (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | 電圧制御発振器を用いたｐｌｌ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23520492A JP3221579B2 (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | 電圧制御発振器を用いたｐｌｌ回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0661846A true JPH0661846A (ja) | 1994-03-04 |
| JP3221579B2 JP3221579B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=16982626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23520492A Expired - Fee Related JP3221579B2 (ja) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | 電圧制御発振器を用いたｐｌｌ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3221579B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001230630A (ja) * | 1999-12-06 | 2001-08-24 | Seiko Epson Corp | 温度補償型発振器、温度補償型発振器の制御方法及び無線通信装置 |
| US7012476B2 (en) | 2003-03-20 | 2006-03-14 | Seiko Epson Corporation | Voltage-controlled oscillator, clock converter, and electronic device |
| JP2007514376A (ja) * | 2003-12-09 | 2007-05-31 | シナジー マイクロウェーブ コーポレーション | 熱ドリフトがユーザ指定可能な電圧制御発振器 |
-
1992
- 1992-08-12 JP JP23520492A patent/JP3221579B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001230630A (ja) * | 1999-12-06 | 2001-08-24 | Seiko Epson Corp | 温度補償型発振器、温度補償型発振器の制御方法及び無線通信装置 |
| US7012476B2 (en) | 2003-03-20 | 2006-03-14 | Seiko Epson Corporation | Voltage-controlled oscillator, clock converter, and electronic device |
| JP2007514376A (ja) * | 2003-12-09 | 2007-05-31 | シナジー マイクロウェーブ コーポレーション | 熱ドリフトがユーザ指定可能な電圧制御発振器 |
| JP4939228B2 (ja) * | 2003-12-09 | 2012-05-23 | シナジー マイクロウェーブ コーポレーション | 熱ドリフトがユーザ指定可能な電圧制御発振器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3221579B2 (ja) | 2001-10-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |