JPH0818334A - 同調発振器装置 - Google Patents
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- Power Engineering (AREA)
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高圧を要せず、オンチップ周波数制御が可能
で、低ノイズ発振器出力に対応でき、出力波形において
非線形を伴わない同調発振器装置を提供する。 【構成】 同調発振器装置において、作動発振器段と関
連するタンク回路（２２）の一部である、例えばコンデ
ンサ（１４、１５）等の周波数決定素子は、利得制御増
幅器（１６）の入力と出力間に接続され、タンク回路
（２２）のインダクタ（１３）は増幅器（１６）の入力
の反対側に接続される。ミラー効果を利用して、増幅器
（１６）の入力の反対側に発生する有効キャパシタンス
を増幅器（１６）に供給された直流利得制御信号におけ
る変化への応答により変化させる。キャパシタンス（１
４、１５）のこのような変化は、タンク回路（２２）の
共鳴周波数を順に変化させる。
で、低ノイズ発振器出力に対応でき、出力波形において
非線形を伴わない同調発振器装置を提供する。 【構成】 同調発振器装置において、作動発振器段と関
連するタンク回路（２２）の一部である、例えばコンデ
ンサ（１４、１５）等の周波数決定素子は、利得制御増
幅器（１６）の入力と出力間に接続され、タンク回路
（２２）のインダクタ（１３）は増幅器（１６）の入力
の反対側に接続される。ミラー効果を利用して、増幅器
（１６）の入力の反対側に発生する有効キャパシタンス
を増幅器（１６）に供給された直流利得制御信号におけ
る変化への応答により変化させる。キャパシタンス（１
４、１５）のこのような変化は、タンク回路（２２）の
共鳴周波数を順に変化させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は同調発振器装置に関し、
特に、限定はされないが、集積回路で用いられる同調発
振器装置に関する。
特に、限定はされないが、集積回路で用いられる同調発
振器装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の同調発振器は、バラクタダイオー
ドまたは充電負荷技術を使用して周波数の制御を行って
きた。バラクタダイオード装置の欠点は、大きく、高圧
（公称３０Ｖ）駆動回路を必要とするためにオンチップ
周波数制御が困難になることである。充電負荷方式では
高圧は要さないが、一方で低ノイズ発振器出力に対応で
きず、出力波形において非線形を伴いがちという欠点を
もつ。
ドまたは充電負荷技術を使用して周波数の制御を行って
きた。バラクタダイオード装置の欠点は、大きく、高圧
（公称３０Ｖ）駆動回路を必要とするためにオンチップ
周波数制御が困難になることである。充電負荷方式では
高圧は要さないが、一方で低ノイズ発振器出力に対応で
きず、出力波形において非線形を伴いがちという欠点を
もつ。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従って、既知の周波数
制御技術に伴う欠点を克服または軽減する同調発振器装
置を提供することが望まれる。
制御技術に伴う欠点を克服または軽減する同調発振器装
置を提供することが望まれる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、周波数
決定手段および同調増幅器からなる同調発振器装置にお
いて、周波数決定手段は同調増幅器の入力と出力間に接
続された周波数決定素子を有し、発振器配列の作動周波
数は同調増幅器の利得の調整により調整可能である同調
発振器装置が提供される。
決定手段および同調増幅器からなる同調発振器装置にお
いて、周波数決定手段は同調増幅器の入力と出力間に接
続された周波数決定素子を有し、発振器配列の作動周波
数は同調増幅器の利得の調整により調整可能である同調
発振器装置が提供される。
【０００５】このように周波数決定素子を構成すると、
増幅器でミラー効果が利用されて素子の値を許可し、故
に、増幅器の利得を変化させることにより周波数決定素
子が一部を形成する発振器の作動周波数が簡単に変化で
きる。
増幅器でミラー効果が利用されて素子の値を許可し、故
に、増幅器の利得を変化させることにより周波数決定素
子が一部を形成する発振器の作動周波数が簡単に変化で
きる。
【０００６】周波数決定素子はタンク回路では通常コン
デンサであるが、同様のタンク回路でインダクタ、また
は他の周波数決定装置（例えば、インダクタのない移相
網）で抵抗器またはコンデンサであってもよい。
デンサであるが、同様のタンク回路でインダクタ、また
は他の周波数決定装置（例えば、インダクタのない移相
網）で抵抗器またはコンデンサであってもよい。
【０００７】周波数決定素子がタンク回路でコンデンサ
である場合、タンク回路が一部を形成する発振器の作動
周波数は次の関係で与えられる。
である場合、タンク回路が一部を形成する発振器の作動
周波数は次の関係で与えられる。
【０００８】
【数１】
【０００９】ここで、ＬおよびＣはタンク回路のインダ
クタンスおよびキャパシタンスの値で、Ａは増幅器の利
得である。従って、増幅器の反対側に接続されたコンデ
ンサの値はミラー効果により因数（１＋Ａ）で増倍され
ることが分かる。
クタンスおよびキャパシタンスの値で、Ａは増幅器の利
得である。従って、増幅器の反対側に接続されたコンデ
ンサの値はミラー効果により因数（１＋Ａ）で増倍され
ることが分かる。
【００１０】同調増幅器は差動入力と差動出力をもつ同
調差動増幅器段を有してもよく、周波数決定手段は同調
差動増幅器段の分離した入力と出力間に接続された２つ
のコンデンサを有してもよい。
調差動増幅器段を有してもよく、周波数決定手段は同調
差動増幅器段の分離した入力と出力間に接続された２つ
のコンデンサを有してもよい。
【００１１】周波数決定手段がタンク回路である場合、
タンク回路内の誘導素子は同調差動増幅器段の差動入力
の反対側に結合されてもよい。
タンク回路内の誘導素子は同調差動増幅器段の差動入力
の反対側に結合されてもよい。
【００１２】負性インピーダンス変換器は同調差動増幅
器段のテール回路と直列に接続してもよい。負性インピ
ーダンス変換器はコレクタからベースに交差結合された
２つのトランジスタを有してもよく、第１の抵抗素子は
トランジスタの２つのエミッタ間に接続され、トランジ
スタ各々のエミッタおよびコレクタは同調差動増幅器段
の各ハーフのテール電流の伝導通路をそれぞれ提供す
る。
器段のテール回路と直列に接続してもよい。負性インピ
ーダンス変換器はコレクタからベースに交差結合された
２つのトランジスタを有してもよく、第１の抵抗素子は
トランジスタの２つのエミッタ間に接続され、トランジ
スタ各々のエミッタおよびコレクタは同調差動増幅器段
の各ハーフのテール電流の伝導通路をそれぞれ提供す
る。
【００１３】同調差動増幅器段のテール回路における負
性インピーダンス変換器（ＮＩＣ）の効果は、負性抵抗
をＮＩＣのエミッタ間の抵抗素子の値に比例させて同調
段のテールに導入することである。この負性抵抗は、同
調差動増幅器段の通常エミッタ抵抗（ｒE）を減少さ
せ、故に、そのエミッタ抵抗による段の通常温度依存を
減少させる。
性インピーダンス変換器（ＮＩＣ）の効果は、負性抵抗
をＮＩＣのエミッタ間の抵抗素子の値に比例させて同調
段のテールに導入することである。この負性抵抗は、同
調差動増幅器段の通常エミッタ抵抗（ｒE）を減少さ
せ、故に、そのエミッタ抵抗による段の通常温度依存を
減少させる。
【００１４】同調差動増幅器段の出力回路は、利得調整
手段を含んでもよい。利得調整手段は、同調差動増幅器
段の各ハーフからの出力電流を２つの同調負荷インピー
ダンス素子のどちらか、または両方に進ませて、可変的
な振幅と信号の同調増幅器利得を利得調整手段に印加さ
れた利得制御電圧により提供することができる。
手段を含んでもよい。利得調整手段は、同調差動増幅器
段の各ハーフからの出力電流を２つの同調負荷インピー
ダンス素子のどちらか、または両方に進ませて、可変的
な振幅と信号の同調増幅器利得を利得調整手段に印加さ
れた利得制御電圧により提供することができる。
【００１５】利得調整手段は２つの長テールトランジス
タ対からなる倍率回路であり、トランジスタ対は差動利
得制御入力から並列に供給を受け、トランジスタの一対
の２つのハーフのコレクタは、逆供給されるもう一対の
トランジスタのハーフのコレクタおよび各負荷インピー
ダンス素子にそれぞれ接続され、長テール対の各々は、
同調差動増幅器段の各ハーフの出力電流に供給する共通
エミッタを有してもよい。
タ対からなる倍率回路であり、トランジスタ対は差動利
得制御入力から並列に供給を受け、トランジスタの一対
の２つのハーフのコレクタは、逆供給されるもう一対の
トランジスタのハーフのコレクタおよび各負荷インピー
ダンス素子にそれぞれ接続され、長テール対の各々は、
同調差動増幅器段の各ハーフの出力電流に供給する共通
エミッタを有してもよい。
【００１６】このような倍率回路は通常４分儀ギルバー
ト倍率回路として知られ、構成が差動配列であるため、
電流分担、つまり利得制御は差動利得制御信号に応答し
てのみ発生することが確実となる。従って、利得制御
は、発振器装置が一部を形成するチップにおける変化の
処理に対しては無感応となる。
ト倍率回路として知られ、構成が差動配列であるため、
電流分担、つまり利得制御は差動利得制御信号に応答し
てのみ発生することが確実となる。従って、利得制御
は、発振器装置が一部を形成するチップにおける変化の
処理に対しては無感応となる。
【００１７】倍率回路の利得は、入力に印加された利得
制御電圧により＋１から−１まで変化することができ
る。これにより増幅器はその作動において、ミラー応用
の普通モードである反転増幅器または非反転増幅器とし
て機能することができる。増幅器が反転モードで機能す
る場合、上記式の利得項（”Ａ”）は負である。従っ
て、利得率が増加すると有効ミラーキャパシタンスも同
様に増加し、発振器装置の周波数は減少して最大負利得
で最小限となる。
制御電圧により＋１から−１まで変化することができ
る。これにより増幅器はその作動において、ミラー応用
の普通モードである反転増幅器または非反転増幅器とし
て機能することができる。増幅器が反転モードで機能す
る場合、上記式の利得項（”Ａ”）は負である。従っ
て、利得率が増加すると有効ミラーキャパシタンスも同
様に増加し、発振器装置の周波数は減少して最大負利得
で最小限となる。
【００１８】しかし、増幅器が非反転モードにある場
合、利得項は正である。利得が１未満に保たれたとする
と、有効ミラーキャパシタンスは自然キャパシタンス値
Ｃから零に向かって減少し、それにより発振器装置の作
動周波数は対応して増加する。
合、利得項は正である。利得が１未満に保たれたとする
と、有効ミラーキャパシタンスは自然キャパシタンス値
Ｃから零に向かって減少し、それにより発振器装置の作
動周波数は対応して増加する。
【００１９】倍率回路の差動入力は制御差動増幅器段の
各差動出力から供給を受けることができ、制御差動増幅
器段の出力は制御負荷インピーダンス素子となる各ダイ
オード素子に接続され、制御差動増幅器段は利得制御電
圧を受ける差動入力を有する。
各差動出力から供給を受けることができ、制御差動増幅
器段の出力は制御負荷インピーダンス素子となる各ダイ
オード素子に接続され、制御差動増幅器段は利得制御電
圧を受ける差動入力を有する。
【００２０】２つのダイオード接続トランジスタ等の２
つのダイオード素子をこのように使用すると、倍率回路
の作動を線形化するいわゆる予歪回路が提供される。
つのダイオード素子をこのように使用すると、倍率回路
の作動を線形化するいわゆる予歪回路が提供される。
【００２１】同調差動増幅器段は各電圧ホロワを通して
同調負荷インピーダンス素子の各々から得た差動出力を
有してもよく、電圧ホロワは周波数決定手段のコンデン
サに低出力インピーダンス駆動を提供する。
同調負荷インピーダンス素子の各々から得た差動出力を
有してもよく、電圧ホロワは周波数決定手段のコンデン
サに低出力インピーダンス駆動を提供する。
【００２２】周波数決定手段は作動発振器段の一部とし
てもよい。作動発振器段は発振器差動増幅器段を含んで
もよく、周波数決定手段がタンク回路である場合、誘導
素子は発振器差動増幅器段の差動入力の反対側に結合し
てもよい。また、発振器差動増幅器段の非反転出力は同
調差動増幅器段の各入力に接続してもよい。
てもよい。作動発振器段は発振器差動増幅器段を含んで
もよく、周波数決定手段がタンク回路である場合、誘導
素子は発振器差動増幅器段の差動入力の反対側に結合し
てもよい。また、発振器差動増幅器段の非反転出力は同
調差動増幅器段の各入力に接続してもよい。
【００２３】発振器差動増幅器段は、発振器バイポーラ
トランジスタ長テール対および前記発振器長テール対に
発生するひずみを実質的に相殺する線形化手段を有して
もよい。
トランジスタ長テール対および前記発振器長テール対に
発生するひずみを実質的に相殺する線形化手段を有して
もよい。
【００２４】線形化手段は第１、第２および第３の線形
化バイポーラトランジスタ長テール対を有することがで
き、線形化長テール対の各ハーフのコレクタは共に接続
され、かつ発振器長テール対の各ベースに接続され、各
線形化長テール対のベースは発振器長テール対の各エミ
ッタに接続され、第１および第３の線形化長テール対は
互いに位相駆動し、第２の線形化長テール対とは逆相駆
動する。
化バイポーラトランジスタ長テール対を有することがで
き、線形化長テール対の各ハーフのコレクタは共に接続
され、かつ発振器長テール対の各ベースに接続され、各
線形化長テール対のベースは発振器長テール対の各エミ
ッタに接続され、第１および第３の線形化長テール対は
互いに位相駆動し、第２の線形化長テール対とは逆相駆
動する。
【００２５】第３の線形化長テール対のベースは、第２
の抵抗素子を通して相互接続してもよく、また第３およ
び第４の抵抗素子をそれぞれ通して発振器長テール対の
各エミッタに接続してもよい。発振器長テール対のテー
ル電流および第１、第２、第３の線形化長テール対の各
テール電流は、各電源により供給を受けることができ
る。
の抵抗素子を通して相互接続してもよく、また第３およ
び第４の抵抗素子をそれぞれ通して発振器長テール対の
各エミッタに接続してもよい。発振器長テール対のテー
ル電流および第１、第２、第３の線形化長テール対の各
テール電流は、各電源により供給を受けることができ
る。
【００２６】線形化手段は、発振器長テール対のトラン
ジスタのベース・エミッタ特性の指数性により発生する
立方非線形度を補正するために調整することができる。
このような線形化配列がないと、作動発振器段の出力は
受容外の高調波を含みかねない。
ジスタのベース・エミッタ特性の指数性により発生する
立方非線形度を補正するために調整することができる。
このような線形化配列がないと、作動発振器段の出力は
受容外の高調波を含みかねない。
【００２７】第３および第４の抵抗素子は実質的に等し
い抵抗値をもち、第２の抵抗素子の抵抗値の約１／４．
８８倍となり、発振器長テール対の各電源および第２の
線形化長テール対の電源により供給されたテール電流お
よび第３の線形化長テール対の電源により供給されたテ
ール電流はそれぞれ、第１の線形化長テール対の電源に
より供給されたテール電流の約４．２３倍および１．４
１倍となることができる。
い抵抗値をもち、第２の抵抗素子の抵抗値の約１／４．
８８倍となり、発振器長テール対の各電源および第２の
線形化長テール対の電源により供給されたテール電流お
よび第３の線形化長テール対の電源により供給されたテ
ール電流はそれぞれ、第１の線形化長テール対の電源に
より供給されたテール電流の約４．２３倍および１．４
１倍となることができる。
【００２８】
【実施例】図面を参照しながら、本発明を実施例に基づ
き説明する。
き説明する。
【００２９】図１を参照すると、図１において発振器段
１０はインダクタ１３および２つのコンデンサ１４と１
５を有するタンク回路によりその作動周波数が決定され
る。インダクタ１３は増幅器１６の差動入力の反対側に
接続され、コンデンサ１４および１５は、差動入出力増
幅器である増幅器１６の入力１７、１８および出力１
９、２０間にそれぞれ接続される。増幅器１６の利得は
可変直流電圧を利得制御入力２１に印加して調整され、
この利得の変化により、対応した変化がコンデンサ１
４、１５の有効（ミラー）値にもたらされる。従って、
タンク回路の共鳴周波数が変化し、発振器１０の作動周
波数が適切に調整される。
１０はインダクタ１３および２つのコンデンサ１４と１
５を有するタンク回路によりその作動周波数が決定され
る。インダクタ１３は増幅器１６の差動入力の反対側に
接続され、コンデンサ１４および１５は、差動入出力増
幅器である増幅器１６の入力１７、１８および出力１
９、２０間にそれぞれ接続される。増幅器１６の利得は
可変直流電圧を利得制御入力２１に印加して調整され、
この利得の変化により、対応した変化がコンデンサ１
４、１５の有効（ミラー）値にもたらされる。従って、
タンク回路の共鳴周波数が変化し、発振器１０の作動周
波数が適切に調整される。
【００３０】図１で示す装置の様々な部分を、図２およ
び図３で詳細に示す。従って、図１の発振器段１０は、
図２では発振器差動増幅器段３０の回りに置かれた変態
ウィルソン発振器として示される。この変態には、差動
増幅器３０におけるひずみを相殺する線形化回路設備が
含まれる。
び図３で詳細に示す。従って、図１の発振器段１０は、
図２では発振器差動増幅器段３０の回りに置かれた変態
ウィルソン発振器として示される。この変態には、差動
増幅器３０におけるひずみを相殺する線形化回路設備が
含まれる。
【００３１】発振器差動増幅器段３０は、２つのトラン
ジスタ３１、３２からなるエミッタホロワ段として構成
される。トランジスタ３１、３２の２つのベース間には
タンク回路２２の一部であるインダクタ１３が接続さ
れ、インダクタ１３の両端には２つのコンデンサ１４、
１５がそれぞれ接続され、これらもタンク回路２２の一
部である。トランジスタ３１、３２の入力と出力間で要
される交差結合および望ましい線形化補正は、トランジ
スタ１５１と１５２、１５３と１５４、１５５と１５６
からなる線形化長テール対により提供される。線形化長
テール対は、それぞれのベースにおいて発振器差動増幅
器３０のトランジスタ３１、３２のエミッタから並列に
駆動され、トランジスタ１５５、１５６はそれぞれの抵
抗器１６０、１６１を通して駆動される。トランジスタ
１５５および１５６のベースは、抵抗器１６２を通して
結合される。トランジスタ１５１、１５４および１５５
のコレクタはトランジスタ３１のベースに接続され、一
方でトランジスタ１５２、１５３および１５６のコレク
タはトランジスタ３２のベースに接続される。線形化長
テール対のテール電流はそれぞれの電源１５７、１５
８、１５９により設定され、一方で差動増幅器３０のテ
ール電流は電源１６３および１６４により設定される。
ジスタ３１、３２からなるエミッタホロワ段として構成
される。トランジスタ３１、３２の２つのベース間には
タンク回路２２の一部であるインダクタ１３が接続さ
れ、インダクタ１３の両端には２つのコンデンサ１４、
１５がそれぞれ接続され、これらもタンク回路２２の一
部である。トランジスタ３１、３２の入力と出力間で要
される交差結合および望ましい線形化補正は、トランジ
スタ１５１と１５２、１５３と１５４、１５５と１５６
からなる線形化長テール対により提供される。線形化長
テール対は、それぞれのベースにおいて発振器差動増幅
器３０のトランジスタ３１、３２のエミッタから並列に
駆動され、トランジスタ１５５、１５６はそれぞれの抵
抗器１６０、１６１を通して駆動される。トランジスタ
１５５および１５６のベースは、抵抗器１６２を通して
結合される。トランジスタ１５１、１５４および１５５
のコレクタはトランジスタ３１のベースに接続され、一
方でトランジスタ１５２、１５３および１５６のコレク
タはトランジスタ３２のベースに接続される。線形化長
テール対のテール電流はそれぞれの電源１５７、１５
８、１５９により設定され、一方で差動増幅器３０のテ
ール電流は電源１６３および１６４により設定される。
【００３２】図２の好ましい実施例における線形化配列
は、基本増幅器段３０の立方ひずみの補正効果用に設計
され、これが電源１５７、１５８、１５９の電流率およ
び抵抗器１６０、１６１、１６２の抵抗率を決定する。
は、基本増幅器段３０の立方ひずみの補正効果用に設計
され、これが電源１５７、１５８、１５９の電流率およ
び抵抗器１６０、１６１、１６２の抵抗率を決定する。
【００３３】図２で示されるように、発振器差動増幅器
３０のエミッタホロワ出力は線３８、３９に沿ってレベ
ルシフター段５０の入力へ運ばれる。レベルシフター段
５０は２つのエミッタホロワ５１、５２を含み、それぞ
れの出力電流は各電源５３、５４により設定される。
３０のエミッタホロワ出力は線３８、３９に沿ってレベ
ルシフター段５０の入力へ運ばれる。レベルシフター段
５０は２つのエミッタホロワ５１、５２を含み、それぞ
れの出力電流は各電源５３、５４により設定される。
【００３４】エミッタホロワ５１、５２の出力は線５５
および５６に沿って同調段６０の各入力へ運ばれる。同
調段６０は、電源６５、６６により設定されたテール電
流をもつ２つのバイポーラトランジスタ６３、６４から
なる同調差動増幅器段６２の回りに置かれる。同調差動
増幅器段６２の出力信号は、抵抗器６７および６８で構
成される各負荷インピーダンス素子の反対側で発達す
る。同調差動増幅器段６２の出力は線６９および７０に
沿って出力駆動段１２０の入力に運ばれる。出力駆動段
１２０はレベルシフター段５０と同形態で、電源１２
３、１２４と共にエミッタホロワトランジスタ１２１、
１２２の回りに置かれる。出力段１２０のエミッタ出力
は、同調発振器装置の両出力端末１２５、１２６および
タンク回路コンデンサ１４、１５を供給し、発振器差動
増幅器段３０の各入力に戻される（図２参照）。
および５６に沿って同調段６０の各入力へ運ばれる。同
調段６０は、電源６５、６６により設定されたテール電
流をもつ２つのバイポーラトランジスタ６３、６４から
なる同調差動増幅器段６２の回りに置かれる。同調差動
増幅器段６２の出力信号は、抵抗器６７および６８で構
成される各負荷インピーダンス素子の反対側で発達す
る。同調差動増幅器段６２の出力は線６９および７０に
沿って出力駆動段１２０の入力に運ばれる。出力駆動段
１２０はレベルシフター段５０と同形態で、電源１２
３、１２４と共にエミッタホロワトランジスタ１２１、
１２２の回りに置かれる。出力段１２０のエミッタ出力
は、同調発振器装置の両出力端末１２５、１２６および
タンク回路コンデンサ１４、１５を供給し、発振器差動
増幅器段３０の各入力に戻される（図２参照）。
【００３５】同調増幅器６０の温度に対する依存性を減
少させるため、負性インピーダンス変換器８０が同調差
動増幅器段６２のテール回路に含まれる。この負性イン
ピーダンス変換器８０は、ベースとコレクタで交差結合
された２つのトランジスタ８１、８２およびトランジス
タ８１、８２のエミッタ間に接続された抵抗器８３を有
する。変換器は、トランジスタ６３および６４のエミッ
タに対して抵抗器８３の抵抗の負に対応した抵抗を示
す。この負抵抗は、トランジスタ６３、６４の有効エミ
ッタ抵抗ｒEを減少させ、それにより同調増幅器段の温
度依存を減少させる。
少させるため、負性インピーダンス変換器８０が同調差
動増幅器段６２のテール回路に含まれる。この負性イン
ピーダンス変換器８０は、ベースとコレクタで交差結合
された２つのトランジスタ８１、８２およびトランジス
タ８１、８２のエミッタ間に接続された抵抗器８３を有
する。変換器は、トランジスタ６３および６４のエミッ
タに対して抵抗器８３の抵抗の負に対応した抵抗を示
す。この負抵抗は、トランジスタ６３、６４の有効エミ
ッタ抵抗ｒEを減少させ、それにより同調増幅器段の温
度依存を減少させる。
【００３６】同調増幅器段６０の利得は、同調段６０の
出力回路に置かれた倍率回路９０で調整される。倍率回
路９０は、トランジスタ９３および９４、９５および９
６をそれぞれ有する２つの長テール対９１、９２からな
る。対９１のエミッタはトランジスタ６３のコレクタに
接続され、一方で対９２のエミッタはトランジスタ６４
のコレクタに接続される。長テール対９１および９２
は、線９７および９８に沿ってベースで並列に駆動さ
れ、トランジスタ９３および９５のコレクタは負荷抵抗
器６７に接続され、一方でトランジスタ９４および９６
は負荷抵抗器６８に接続される。
出力回路に置かれた倍率回路９０で調整される。倍率回
路９０は、トランジスタ９３および９４、９５および９
６をそれぞれ有する２つの長テール対９１、９２からな
る。対９１のエミッタはトランジスタ６３のコレクタに
接続され、一方で対９２のエミッタはトランジスタ６４
のコレクタに接続される。長テール対９１および９２
は、線９７および９８に沿ってベースで並列に駆動さ
れ、トランジスタ９３および９５のコレクタは負荷抵抗
器６７に接続され、一方でトランジスタ９４および９６
は負荷抵抗器６８に接続される。
【００３７】利得決定倍率回路９０の駆動信号は、制御
信号駆動段１００により供給される。制御信号駆動段１
００は、トランジスタ１０２および１０３をもつ制御長
テール対１０１を有する。一対のダイオード接続トラン
ジスタ１０４、１０５で構成されたトランジスタ１０
２、１０３のコレクタは、それぞれの負荷インピーダン
ス素子に接続され、長テール対１０１は電源１０６、１
０７の決定したテール電流をもつ。エミッタ抵抗１０８
は、トランジスタ１０２、１０３のエミッタ間に接続さ
れる。線９７、９８上の差動利得制御信号はダイオード
負荷１０４、１０５の反対側で発達し、利得制御は長テ
ール対１０１の各ベースに接続された端末１０８、１０
９上の直流電圧の影響を受ける。
信号駆動段１００により供給される。制御信号駆動段１
００は、トランジスタ１０２および１０３をもつ制御長
テール対１０１を有する。一対のダイオード接続トラン
ジスタ１０４、１０５で構成されたトランジスタ１０
２、１０３のコレクタは、それぞれの負荷インピーダン
ス素子に接続され、長テール対１０１は電源１０６、１
０７の決定したテール電流をもつ。エミッタ抵抗１０８
は、トランジスタ１０２、１０３のエミッタ間に接続さ
れる。線９７、９８上の差動利得制御信号はダイオード
負荷１０４、１０５の反対側で発達し、利得制御は長テ
ール対１０１の各ベースに接続された端末１０８、１０
９上の直流電圧の影響を受ける。
【００３８】作動において、端末１０８、１０９の入力
利得制御信号の感知により、倍率回路の各長テール対９
１、９２の一方は、他方よりも多くの電流を伝導し、そ
の際、各対の総電流は電源６５および６６により決定さ
れる。端末１０８、１０９の差動利得制御入力が零の場
合、倍率回路の各長テール対９１、９２の２つのハーフ
間では実質的に均等な分配が行われ、このハーフは線９
７、９８に沿って逆相で駆動されるため、各抵抗器６
７、６８を通った後の信号電流は零になる。これは同調
段６０の零利得に対応し、結果としてコンデンサ１４お
よび１５はミラー増倍を受けずにそれぞれの自然値を保
つ。しかし、線９８の電位が線９７の電位よりも正であ
る場合は、トランジスタ９４および９５はトランジスタ
９３および９６よりも伝導が多く、抵抗６８はその反対
側でトランジスタ６３と関連した正味負荷信号を発達さ
せ、抵抗６７はトランジスタ６４と関連した正味負荷信
号を発達させる。発振器段１０のトランジスタ３１およ
び３２のベースのタンク信号は、同調長テール対６２の
入力へと進む間に反転されないため、これにより同調増
幅器は反転増幅器モードとなる。よって、この分極によ
り端末１０８、１０９の差動利得制御入力が上昇し続け
るに従い、同調段６０の反転利得は増大し、同様に、コ
ンデンサ１４および１５の有効ミラーキャパシタンスも
増大する。その結果、発振器１０の作動周波数が減少す
る。
利得制御信号の感知により、倍率回路の各長テール対９
１、９２の一方は、他方よりも多くの電流を伝導し、そ
の際、各対の総電流は電源６５および６６により決定さ
れる。端末１０８、１０９の差動利得制御入力が零の場
合、倍率回路の各長テール対９１、９２の２つのハーフ
間では実質的に均等な分配が行われ、このハーフは線９
７、９８に沿って逆相で駆動されるため、各抵抗器６
７、６８を通った後の信号電流は零になる。これは同調
段６０の零利得に対応し、結果としてコンデンサ１４お
よび１５はミラー増倍を受けずにそれぞれの自然値を保
つ。しかし、線９８の電位が線９７の電位よりも正であ
る場合は、トランジスタ９４および９５はトランジスタ
９３および９６よりも伝導が多く、抵抗６８はその反対
側でトランジスタ６３と関連した正味負荷信号を発達さ
せ、抵抗６７はトランジスタ６４と関連した正味負荷信
号を発達させる。発振器段１０のトランジスタ３１およ
び３２のベースのタンク信号は、同調長テール対６２の
入力へと進む間に反転されないため、これにより同調増
幅器は反転増幅器モードとなる。よって、この分極によ
り端末１０８、１０９の差動利得制御入力が上昇し続け
るに従い、同調段６０の反転利得は増大し、同様に、コ
ンデンサ１４および１５の有効ミラーキャパシタンスも
増大する。その結果、発振器１０の作動周波数が減少す
る。
【００３９】一方で、利得制御線９８の電位が線９７の
電位よりも負である場合、状況は逆になり、抵抗６７は
トランジスタ６３と関連した正味出力信号を生成し、抵
抗６８はトランジスタ６４と関連した正味信号を生成す
る。これにより、同調増幅器６０は非反転モードとな
り、結果として、この逆モードで端末１０８、１０９の
差動利得制御入力が増大すると、非反転利得は上昇し、
故に、コンデンサ１４および１５の有効ミラーキャパシ
タンスが自然値よりも減少する。アップショットは、発
振器段１０の作動における増大した周波数である。この
作動モードでは、同調段６０の非反転利得が高すぎる場
合、結果として不安定になりやすいため、注意しなけれ
ばならない。
電位よりも負である場合、状況は逆になり、抵抗６７は
トランジスタ６３と関連した正味出力信号を生成し、抵
抗６８はトランジスタ６４と関連した正味信号を生成す
る。これにより、同調増幅器６０は非反転モードとな
り、結果として、この逆モードで端末１０８、１０９の
差動利得制御入力が増大すると、非反転利得は上昇し、
故に、コンデンサ１４および１５の有効ミラーキャパシ
タンスが自然値よりも減少する。アップショットは、発
振器段１０の作動における増大した周波数である。この
作動モードでは、同調段６０の非反転利得が高すぎる場
合、結果として不安定になりやすいため、注意しなけれ
ばならない。
【００４０】ミラーキャパシタンスの線制御を確実にす
るため、発振器段および同調段の負荷抵抗および電源
は、発振器段の線３８および３９の信号振幅が同調段の
出力線６９、７０の信号振幅よりもずっと小さくなるよ
うに選択される。よって、不等式、Ｉ65，Ｉ66×Ｒ67，
Ｒ68 Ｉ163，Ｉ164×Ｒ165，Ｒ166が要求される。
るため、発振器段および同調段の負荷抵抗および電源
は、発振器段の線３８および３９の信号振幅が同調段の
出力線６９、７０の信号振幅よりもずっと小さくなるよ
うに選択される。よって、不等式、Ｉ65，Ｉ66×Ｒ67，
Ｒ68 Ｉ163，Ｉ164×Ｒ165，Ｒ166が要求される。
【００４１】本発明による同調発振器装置はミラーキャ
パシタンスにより明確に説明したが、他の装置も考えら
れる。他の装置では、他の非容量性の周波数決定手段素
子が同調増幅器の反対側に接続される。すなわち、１つ
以上の抵抗器またはインダクタが存在する。しかし、こ
のような場合、同調段６０の反転利得における増大の効
果は、コンデンサがミラー素子として使用される場合、
その増大効果の逆となる。従って、抵抗器またはインダ
クタの供給が増幅器の出力から入力へと戻される場合、
有効抵抗・インダクタンス値における変化は増大ではな
く減少であり、結果として、発振器周波数は減少せず、
相当の増大が見られる。
パシタンスにより明確に説明したが、他の装置も考えら
れる。他の装置では、他の非容量性の周波数決定手段素
子が同調増幅器の反対側に接続される。すなわち、１つ
以上の抵抗器またはインダクタが存在する。しかし、こ
のような場合、同調段６０の反転利得における増大の効
果は、コンデンサがミラー素子として使用される場合、
その増大効果の逆となる。従って、抵抗器またはインダ
クタの供給が増幅器の出力から入力へと戻される場合、
有効抵抗・インダクタンス値における変化は増大ではな
く減少であり、結果として、発振器周波数は減少せず、
相当の増大が見られる。
【００４２】また、バイポーラ回路の回りに置いた同調
発振器配列が示されたが、ＭＯＳ機器等の他の技術を用
いることもできる。さらに、図２の線形化配列によるひ
ずみ補正は立方非線形の相殺に限定されるものではな
く、回路における様々な電流および抵抗器の適切な比率
選択によりあらゆる非線形度の補正を行うことができ
る。
発振器配列が示されたが、ＭＯＳ機器等の他の技術を用
いることもできる。さらに、図２の線形化配列によるひ
ずみ補正は立方非線形の相殺に限定されるものではな
く、回路における様々な電流および抵抗器の適切な比率
選択によりあらゆる非線形度の補正を行うことができ
る。
【００４３】下記に、図２および図３の同調発振器装置
の好ましい実施例における相対成分値を示す。 Ｒ165＝Ｒ166 Ｉ157＝Ｉ53＝Ｉ54＝Ｉ123＝Ｉ124 Ｒ67＝Ｒ68 Ｉ158＝４．２３Ｉ157 Ｒ83＝Ｒ165 Ｉ159＝１．４１Ｉ157 Ｒ160＝Ｒ161 Ｉ163＝Ｉ164＝Ｉ65＝Ｉ66＝Ｉ106＝Ｉ107＝Ｉ158 Ｒ108＝Ｒ162＝４．８８Ｒ160
の好ましい実施例における相対成分値を示す。 Ｒ165＝Ｒ166 Ｉ157＝Ｉ53＝Ｉ54＝Ｉ123＝Ｉ124 Ｒ67＝Ｒ68 Ｉ158＝４．２３Ｉ157 Ｒ83＝Ｒ165 Ｉ159＝１．４１Ｉ157 Ｒ160＝Ｒ161 Ｉ163＝Ｉ164＝Ｉ65＝Ｉ66＝Ｉ106＝Ｉ107＝Ｉ158 Ｒ108＝Ｒ162＝４．８８Ｒ160
【００４４】
【発明の効果】本発明による同調発振器は、高圧を要せ
ず、オンチップ周波数制御が可能で、低ノイズ発振器出
力に対応でき、出力波形において非線形を伴わない。
ず、オンチップ周波数制御が可能で、低ノイズ発振器出
力に対応でき、出力波形において非線形を伴わない。
【図１】本発明による同調発振器装置の実施例の主な特
徴を示す回路図である。
徴を示す回路図である。
【図２】図１の発振器装置の好ましい実施例のより詳細
な回路図である。
な回路図である。
【図３】図１の発振器装置の好ましい実施例のより詳細
な回路図である。
な回路図である。
１０ 発振器段 １３ インダクタ １４、１５ コンデンサ １６ 増幅器 １７、１８ 入力 １９、２０ 出力 ２１ 利得制御入力 ２２ タンク回路 ３０、６２ 差動増幅器段 ３１、３２、８１、８２、９３〜９６、１０２〜１０
５、１５１〜１５６トランジスタ ３８、３９、５５、５６、６９、７０、９７、９８ 線 ５０ レベルシフター段 ５１、５２ エミッタホロワ ５３、５４、６５、６６、１０６、１０７、１２３、１
２４、１５７〜１５９１６３、１６４ 電源 ６０ 同調段 ６３、６４ バイポーラトランジスタ ６７、６８、８３、１６０〜１６２ 抵抗器 ８０ 負性インピーダンス変換器 ９０ 倍率回路 ９１、９２、１０１ 長テール対 １００ 制御信号駆動段 １０８、１０９ 端末 １２０ 出力駆動段 １２１、１２２ エミッタホロワトランジスタ １２５、１２６ 出力端末
５、１５１〜１５６トランジスタ ３８、３９、５５、５６、６９、７０、９７、９８ 線 ５０ レベルシフター段 ５１、５２ エミッタホロワ ５３、５４、６５、６６、１０６、１０７、１２３、１
２４、１５７〜１５９１６３、１６４ 電源 ６０ 同調段 ６３、６４ バイポーラトランジスタ ６７、６８、８３、１６０〜１６２ 抵抗器 ８０ 負性インピーダンス変換器 ９０ 倍率回路 ９１、９２、１０１ 長テール対 １００ 制御信号駆動段 １０８、１０９ 端末 １２０ 出力駆動段 １２１、１２２ エミッタホロワトランジスタ １２５、１２６ 出力端末
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年７月２７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
Claims (20)
- 【請求項１】 周波数決定手段および同調増幅器からな
る同調発振器装置において、前記周波数決定手段は前記
同調増幅器の入力と出力間に接続された周波数決定素子
を有し、前記発振器装置の作動周波数は前記同調増幅器
の利得の調整により調整可能である同調発振器装置。 - 【請求項２】 前記周波数決定素子はコンデンサである
請求項１記載の同調発振器装置。 - 【請求項３】 前記同調増幅器は差動入力と差動出力を
もつ同調差動増幅器段を有し、前記周波数決定手段は同
調差動増幅器段の分離した入力と出力間に接続された２
つのコンデンサを有する請求項２記載の同調発振器装
置。 - 【請求項４】 前記周波数決定手段は、前記同調差動増
幅器段の前記差動入力の反対側に結合された誘導素子を
有する請求項３記載の同調発振器装置。 - 【請求項５】 前記同調差動増幅器段のテール回路と直
列に接続された負性インピーダンス変換器を有する請求
項３または４記載の同調発振器装置。 - 【請求項６】 前記負性インピーダンス変換器はコレク
タからベースに交差結合された２つのトランジスタを有
し、第１の抵抗素子は前記トランジスタの２つのエミッ
タ間に接続され、前記トランジスタ各々のエミッタおよ
びコレクタは前記同調差動増幅器段の各ハーフのテール
電流の伝導通路をそれぞれ提供する請求項５記載の同調
発振器装置。 - 【請求項７】 前記同調差動増幅器段の出力回路には、
利得調整手段が含まれる請求項３から６のいずれかに記
載の同調発振器装置。 - 【請求項８】 前記利得調整手段は、前記同調差動増幅
器段の各ハーフからの出力電流を２つの同調負荷インピ
ーダンス素子のどちらか、または両方に進ませて、可変
的な振幅と信号の同調増幅器利得を前記利得調整手段に
印加された利得制御電圧により提供する請求項７記載の
同調発振器装置。 - 【請求項９】 前記利得調整手段は２つの長テールトラ
ンジスタ対からなる倍率回路であり、前記トランジスタ
対は差動利得制御入力から並列に供給を受け、前記トラ
ンジスタの一対の２つのハーフの前記コレクタは、逆供
給されるもう一対のトランジスタのハーフの前記コレク
タおよび各負荷インピーダンス素子にそれぞれ接続さ
れ、前記長テール対の各々は、前記同調差動増幅器段の
各ハーフの出力電流に供給する共通エミッタを有する請
求項８記載の同調発振器装置。 - 【請求項１０】 前記倍率回路の前記差動入力は制御差
動増幅器段の各差動出力から供給を受け、前記制御差動
増幅器段の出力は制御負荷インピーダンス素子となる各
ダイオード素子に接続され、前記制御差動増幅器段は前
記利得制御電圧を受ける差動入力を有する請求項９記載
の同調発振器装置。 - 【請求項１１】 前記同調差動増幅器段は各電圧ホロワ
を通して前記同調負荷インピーダンス素子の各々から得
た差動出力を有し、前記電圧ホロワは前記周波数決定手
段の前記コンデンサに低出力インピーダンス駆動を提供
する請求項９または１０記載の同調発振器装置。 - 【請求項１２】 前記周波数決定手段は作動発振器段の
一部である請求項１から１１のいずれかに記載の同調発
振器装置。 - 【請求項１３】 前記作動発振器段は発振器差動増幅器
段を含み、前記誘導素子は前記発振器差動増幅器段の差
動入力の反対側に結合され、前記発振器差動増幅器段の
非反転出力は前記同調差動増幅器段の各入力に接続され
る請求項４および１２記載の同調発振器装置。 - 【請求項１４】 前記発振器差動増幅器段は、発振器長
テール対および前記発振器長テール対に発生するひずみ
を実質的に相殺する線形化手段を有する請求項１３記載
の同調発振器装置。 - 【請求項１５】 前記線形化手段は第１、第２および第
３の線形化バイポーラトランジスタ長テール対を有し、
前記線形化長テール対の各ハーフの前記コレクタは共に
接続され、かつ前記発振器長テール対の各ベースに接続
され、各線形化長テール対の前記ベースは前記発振器長
テール対の各エミッタに接続され、前記第１および第３
の線形化長テール対は互いに位相駆動し、前記第２の線
形化長テール対とは逆相駆動する請求項１４記載の同調
発振器装置。 - 【請求項１６】 前記第３の線形化長テール対の前記ベ
ースは第２の抵抗素子を通して相互接続され、また第３
および第４の抵抗素子をそれぞれ通して前記発振器長テ
ール対の各エミッタに接続される請求項１５記載の同調
発振器装置。 - 【請求項１７】 前記発振器長テール対のテール電流お
よび前記第１、第２、第３の線形化長テール対の各テー
ル電流は、各電源により供給される請求項１６記載の同
調発振器装置。 - 【請求項１８】 前記線形化手段は、前記発振器長テー
ル対のトランジスタのベース・エミッタ特性の指数性に
より発生する立方非線形度を補正するために調整される
請求項１７記載の同調発振器装置。 - 【請求項１９】 前記第３および第４の抵抗素子は実質
的に等しい抵抗値をもち、前記第２の抵抗素子の抵抗値
の約１／４．８８倍であり、前記発振器長テール対の各
電源および前記第２の線形化長テール対の電源により供
給されたテール電流および前記第３の線形化長テール対
の電源により供給されたテール電流はそれぞれ、前記第
１の線形化長テール対の電源により供給されたテール電
流の約４．２３倍および１．４１倍である請求項１８記
載の同調発振器装置。 - 【請求項２０】 添付図面参照のもと、実質的に上述さ
れた同調発振器装置。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| GB9412787.5 | 1994-06-24 | ||
| GB9412787A GB2290916A (en) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | Tunable oscillator arrangement |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0818334A true JPH0818334A (ja) | 1996-01-19 |
Family
ID=10757324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7178067A Pending JPH0818334A (ja) | 1994-06-24 | 1995-06-21 | 同調発振器装置 |
Country Status (3)
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|---|---|
| EP (1) | EP0689283A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0818334A (ja) |
| GB (1) | GB2290916A (ja) |
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-
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- 1995-06-21 JP JP7178067A patent/JPH0818334A/ja active Pending
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