JPH0722841A - 電圧制御発振器 - Google Patents

電圧制御発振器

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Publication number
JPH0722841A
JPH0722841A JP15925793A JP15925793A JPH0722841A JP H0722841 A JPH0722841 A JP H0722841A JP 15925793 A JP15925793 A JP 15925793A JP 15925793 A JP15925793 A JP 15925793A JP H0722841 A JPH0722841 A JP H0722841A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
variable capacitance
capacitance diode
circuit section
controlled oscillator
Prior art date
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Pending
Application number
JP15925793A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroki Uemura
浩樹 植村
Tomoo Nishino
智雄 西野
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コントロール端子Vtから印加される制御電
圧が広い電圧範囲において発振周波数が比例するように
した電圧制御発振回路を提供することである。 【構成】本発明は、可変容量ダイオードCvを有する共
振回路部Xと、能動素子Q1 を有する負性抵抗回路部Y
とを含み、コントロール端子Vtから前記可変容量ダイ
オードCvに供給される印加電圧を変えることにより、
共振回路部の共振周波数を変化させて成る電圧制御発振
器であり、前記コントロール端子Vtと可変容量ダイオ
ードCvのアノード端子との間に、分圧抵抗R1 を配置
した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、可変容量ダイオードの
印加電圧を変え共振回路の共振周波数、さらには発振周
波数を変化させることができる電圧制御発振器に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来の電圧制御発振器(VCO)は、図
4に示すような回路構成となっている。図において、X
はマイクロストリップ線路SL1 、SL2 、可変容量ダ
イオードCv、コンデンサC1 、C3 、C4 から成る共
振回路部であり、YはトランジスタQ1 、抵抗R5 〜R
6 、コンデンサC5 〜C7 から成る負性抵抗回路部であ
り、ZはトランジスタQ2 、マイクロストリップ線路S
L3 、抵抗R3 〜R4 、コンデンサC8 〜C12から成る
増幅回路部である。
【0003】従来のVCOは、周波数を制御するコント
ロール端子Vtと可変容量ダイオードCvのカソード端
子とはマイクロストリップ線路SL2 を介して直接接続
され、可変容量ダイオードCvのアノード端子は接地さ
れていた。
【0004】このようなVCOにおいて、コントロール
端子Vtより所定電圧(以下、制御電圧という)が印加
されると、特に可変容量ダイオードCvの両端の電圧
(以下、端子間電圧という)が変化し、所定容量が発生
し、マイクロストリップ線路SL1 、コンデンサC1 、
C3 、C4 から成る共振回路部Xの合成容量成分が変化
して、共振周波数が変動する。これによって、負性抵抗
回路部YのトランジスタQ1 とコンデンサC6 の間の共
振周波数に対応した帰還信号が発生し、その信号が増幅
回路部Zによって増幅され、出力端子RFoutより発
振信号としてが導出される。即ち、可変容量ダイオード
Cvの端子間電圧−容量変化特性がそのまま電圧制御発
振器の発振周波数の変化に反映する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、可変容量ダイ
オードCvの端子間電圧−容量変化による発振周波数と
制御電圧特性は、図5に示すように、制御電圧が所定値
以上となると、周波数変化の直線性が損なわれる。
【0006】これは、可変容量ダイオードCvの端子間
電圧が大きくなるにしたがい、容量が小さくなり、特定
の容量値で飽和してしまうことに起因するものである。
【0007】即ち、上述のVCOにおいて、制御電圧が
高くなれば可変容量ダイオードCvの容量の変化の割合
が小さくなり、発振周波数の変化幅が小さくなる。
【0008】このように制御電圧に対して発振周波数の
変化の割合が一様でない(リニアリティ性が悪い)場合
には、例えば位相同期ループ(PLL)を用いて、発振
周波数をロックする場合には、コントロール電圧の電位
が高い場合と、低い場合では、ロックする時間(ロック
アップタイム)に差が生じる。また、移動体通信機のよ
うにコントロール端子Vtから直接信号を入力してFM
変調をかける(直接変調方式)場合、制御電圧が高い場
合と低い場合とでは変調度(周波数変移)が異なる。こ
のため、現実には、この変調度を補正する大掛かりな回
路を付加したりしていたが、当然機器は大型化してしま
い、設計上の回路定数も大きく変化してしまい、コスト
アップが発生してしまう。
【0009】本発明は上述の問題点に鑑みて案出された
ものであり、その目的は、可変容量ダイオードとコント
ロール端子との間に簡単な分圧回路を付加して、可変容
量ダイオードの可変容量特性上、リニアリティー性が良
好な部分のみを使用することによってコントロール端子
から供給される制御電圧に比例した発振周波数の変化が
得られる電圧制御発振器を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の電圧制御発振回
器は、可変容量ダイオードを有する共振回路部と、能動
素子を有する負性抵抗回路部とを含み、コントロール端
子から前記可変容量ダイオードに供給される電圧を変え
ることにより、共振回路部の共振周波数を変化させて成
る電圧制御発振器において、前記コントロール端子と可
変容量ダイオードのアノード端子との間に、制御電圧を
分圧抵抗を配置した電圧制御発振器である。
【0011】
【作用】本発明によれば前記コントロール端子と可変容
量ダイオードのアノード端子との間に、コントロール端
子から供給される制御電圧の分圧抵抗が配置されてい
る。
【0012】従って、例えば可変容量ダイオードが端子
間電圧3.5VまでVCOの発振周波数の変化がリニア
リティの良好部分であり、コントロール端子から供給さ
れる制御電圧が1〜4.5Vまで変化する場合、仮に、
印加電圧が4.5Vである時には、制御電圧の分圧抵抗
によって、実際の可変容量ダイオードに印加される電圧
を3.5Vに変換する。
【0013】このようにすれば、可変容量ダイオードの
端子間電圧−容量変化のVCO特性はリニアリティーが
良好な部分のみを選択して用いることができるため、コ
ントロール端子から供給された制御電圧に比例した発振
周波数の導出が可能となる。
【0014】このため、位相同期ループ(PLL)を用
いてロックする時間(ロックアップたいむ)に差が生じ
ることがなく、制御電圧が高い場合と低い場合とでは変
調度(周波数変移)が異なることがなく、機器は小型化
が維持でき、設計も複雑になることがない。
【0015】
【実施例】以下、本発明の電圧制御発振器を図面に基づ
いて説明する。
【0016】図1は、本発明の電圧制御発振器(VC
O)に用いられる電圧制御発振回路を示す図である。図
において、Xはマイクロストリップ線路SL1 、S
L2 、可変容量ダイオードCv、コンデンサC1 〜
C4 、分圧抵抗R1 、R2 から成る共振回路部であり、
YはトランジスタQ1 、抵抗R5 〜R6 、コンデンサC
5 〜C7 から成る負性抵抗回路部であり、Zはトランジ
スタQ2 、マイクロストリップ線路SL3 、抵抗R3 〜
R4 、コンデンサC8 〜C12から成る増幅回路部であ
る。
【0017】上述のVCOの共振回路部Xにおいて、コ
ントロール端子Vtはマイクロストリップ線路SL2 を
介して可変容量ダイオードCvのカソード端子に接続さ
れ、また、同時に分圧回路である抵抗R1 の一端に接続
されている。また、抵抗1 の他端は分圧回路である抵抗
R2 に接続されるとともに、可変容量ダイオードCvの
アノード端子に接続されている。さらに、可変容量ダイ
オードCvのアノード端子と接地の間にはバイパスコン
デンサC2 が接続され、また、分圧抵抗R2 の他端も接
地に接続されている。
【0018】従って、周波数を制御するコントロール端
子Vtから供給された制御電圧は、分圧抵抗R1 とR2
に分圧され、その抵抗R1 に印加される電圧が、可変容
量ダイオードCvとの間に印加される端子間電圧とな
る。
【0019】このような分圧抵抗R1 、R2 によって分
圧された所定端子間電圧が可変容量ダイオードCvに印
加され、共振回路の容量成分が変化して、共振周波数が
変動する。これによって、負性抵抗回路部Yのトランジ
スタQ1 とコンデンサC6 との間で帰還信号が共振周波
数に対応して発生し、その信号が増幅回路部Zによって
増幅して、出力端子RFoutより所定発振周波数の信
号として導出される。
【0020】本発明において、上述したように、抵抗R
1 、R2 によって決定される所定分圧比率によってコン
トロール端子Vtの制御電圧が分圧され、その分圧され
た電圧が端子間電圧として可変容量ダイオードCvの両
端に印加されることになる。
【0021】この分圧比率は、可変容量ダイオードCv
の電圧−容量特性においてVCOのリティ特性が良好な
範囲になるように、抵抗R1 、R2 の抵抗値が決定され
ている。
【0022】例えば、コントロール端子Vtの印加電圧
が1〜4.5Vまで変化し、可変容量ダイオードCvが
3.5Vまでの発振周波数が一様に変化する場合、コン
トロール端子Vtの印加電圧が4.5Vかかったとき、
分圧抵抗R1 、R2 によって可変容量ダイオードCvに
3.5Vになるように、分圧比率を3.5/4.5を設
定する。
【0023】これにより、コントロール端子Vtの制御
電圧の供給範囲を、可変容量ダイオードの端子間電圧−
容量特性がVCOのリニアリティが良好な範囲に対応す
るように変換して使用することができ、共振回路の共振
周波数、また発振回路全体の発振周波数を、コントロー
ル端子Vtの制御電圧と比例させた状態で発生させるこ
とができる。
【0024】換言すれば、図2に示すように、コントロ
ール端子Vtの制御電圧と発振周波数の関係を調べる
と、従来VCOで制御電圧が3.5V以上になると、発
振周波数の特性上リニアリティーが損なわれるものの、
本発明では、制御電圧4.5V程度まで印加しても発振
周波数fの変化の直線性は維持できる。
【0025】ただし、この場合見掛け上、4.5Vまで
の制御電圧に対して発振周波数fのリニアリティーが達
成されるものの、実際に可変容量ダイオードCvに印加
される端子間電圧は変わらない。従って、容量変化幅が
小さくなり、発振周波数の変化幅と変化の割合が小さく
してしまう。これを改良するために、可変容量ダイオー
ドCvと直列に接続されたコンデンサC3 の容量を従来
に比較して大きくすることが重要である。このようにす
れば、図3に示すように、共振回路部X全体の容量成分
の合成容量が変わらないようにすることができ、制御電
圧に対する周波数の変化の感度を向上させることができ
る。
【0026】以上のように本発明によれば、コントロー
ル端子Vtからの制御電圧に比例した発振周波数の発振
回路となり、PLL方式による周波数制御において最適
な回路が簡単に設計することができ、ロックアップタイ
ムの向上ができる。また直接変調方式のFM変調におい
て、変調感度が一様であるために、より高音質の音を伝
達することができる。
【0027】本発明者らによれば、端子間電圧1〜3.
5V(容量11pF〜6pF)で、VCOの発振周波数
の変化が一様性を示す可変容量ダイオードCv、3pF
のコンデンサC2 を有する共振周波数860MHzの従
来のVCOに対して、分圧抵抗R1 、R2 として1k
Ω、330Ωを加え、さらに、制御電圧に対する発振周
波数の変化の感度を同等にするため3.5pFのコンデ
ンサC2 に変更した本発明のVCOでは制御電圧に対す
る発振周波数の直線性が従来の3.5V〜4.5Vと拡
大して、さらに感度は従来の11MHz/Vから10.
6MHz/Vと変化した実質的にバラツキの範囲内で問
題がないものが確認できた。
【0028】上述の実施例においては、抵抗R1 、
R2 、コンデンサC2 、可変容量ダイオードCvは、夫
々共振周波数や制御電圧の印加電圧の範囲を考慮して、
種々決定されればよく、上述の回路定数に限定されるも
のではない。
【0029】
【発明の効果】以上のように、本発明では、可変容量ダ
イオードに印加される端子間電圧が、分圧抵抗によって
決定されるため、可変容量ダイオードの電圧−容量特性
のリニアリティの良好部分のみで動作させることができ
る。
【0030】このため、コントロール端子から供給され
る制御電圧に比例した周波数の変化が得られる電圧制御
発振回路となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電圧制御発振器の回路構成を説明する
回路図である。
【図2】本発明の電圧制御発振器の発振回路における制
御電圧と発振周波数との関係を示す特性図である。
【図3】本発明の電圧制御発振器の発振回路におけるコ
ンデンサC3 の容量値の増加による可変容量ダイオード
の両端の電位差と合成容量の関係を示す特性図である。
【図4】従来の電圧制御発振器の回路構成を説明する回
路図である。
【図5】従来の電圧制御発振器の発振回路における制御
電圧と発振周波数の関係を示す特性図である。
【付号の説明】
X・・・・共振回路部 Y・・・・負性抵抗回路部 Z・・・・増幅回路部 SL1 、SL2 、SL2 ・・マイクロストリップ線路 Cv・・・・・・・・・・・可変容量ダイオード C1 〜C11 ・・・・・・・コンデンサ R1 、R2 ・・・分圧抵抗 R3 〜R7 ・・・抵抗

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 可変容量ダイオードを有する共振回路部
    と、能動素子を有する負性抵抗回路部とを含み、コント
    ロール端子から前記可変容量ダイオードに供給される電
    圧を変えることにより、共振回路部の共振周波数を変化
    させて成る電圧制御発振器において、 前記コントロール端子と可変容量ダイオードのアノード
    端子との間に、印加電圧を制御する分圧抵抗を配置した
    ことを特徴とする電圧制御発振器。
JP15925793A 1993-06-29 1993-06-29 電圧制御発振器 Pending JPH0722841A (ja)

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JP15925793A JPH0722841A (ja) 1993-06-29 1993-06-29 電圧制御発振器

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JP15925793A JPH0722841A (ja) 1993-06-29 1993-06-29 電圧制御発振器

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020092241A (ko) * 2001-06-01 2002-12-11 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 전압 제어 발진기 및 그것을 사용한 전자장치
KR100416606B1 (ko) * 2001-10-08 2004-02-05 삼성전자주식회사 넓은 선형 전달 특성을 가지는 전압 제어 발진기

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020092241A (ko) * 2001-06-01 2002-12-11 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 전압 제어 발진기 및 그것을 사용한 전자장치
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