JPH08237028A - 発振回路 - Google Patents

発振回路

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JPH08237028A
JPH08237028A JP7038907A JP3890795A JPH08237028A JP H08237028 A JPH08237028 A JP H08237028A JP 7038907 A JP7038907 A JP 7038907A JP 3890795 A JP3890795 A JP 3890795A JP H08237028 A JPH08237028 A JP H08237028A
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JP
Japan
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circuit
output
microcomputer
oscillation
filter
Prior art date
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Application number
JP7038907A
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English (en)
Inventor
Giichi Shimada
義一 島田
Katsu Takeda
克 竹田
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Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/20Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising resistance and either capacitance or inductance, e.g. phase-shift oscillator
    • H03B5/24Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising resistance and either capacitance or inductance, e.g. phase-shift oscillator active element in amplifier being semiconductor device
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B2201/00Aspects of oscillators relating to varying the frequency of the oscillations
    • H03B2201/02Varying the frequency of the oscillations by electronic means
    • H03B2201/0275Varying the frequency of the oscillations by electronic means the means delivering several selected voltages or currents
    • H03B2201/0283Varying the frequency of the oscillations by electronic means the means delivering several selected voltages or currents the means functioning digitally
    • H03B2201/0291Varying the frequency of the oscillations by electronic means the means delivering several selected voltages or currents the means functioning digitally and being controlled by a processing device, e.g. a microprocessor

Landscapes

  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】調整精度の高く且つ調整の容易な発振回路を提
供する。 【構成】時定数をもつフィルタ20、21と、発振条件
を充足するようにフィルタの出力を該フィルタの入力側
へ帰還する反転増幅器22とから成る発振回路におい
て、前記フィルタが差動増幅器より成るgm増幅器とコ
ンデンサC1、C2とで構成され、その差動増幅器の定
電流源はフリーラン発振周波数の調整回路44に接続さ
れる。この調整回路44はマイクロコンピュータ1と、
該マイクロコンプユータの出力データをデコードするデ
コーダ2と、該デコーダの出力によって駆動され且つそ
の出力に応じて電流値を変えるスイッチ回路26とから
成っていて、前記スイッチの設定により決まる電流値に
応じた電流が前記定電流源に流れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はコンパクトディスクプレ
ーヤや携帯電話機等において使用される発振回路に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】このような発振回路は一般に水晶振動子
が用いられるが、携帯電話機等の如き小型の機器の内部
は部品で超過密となっているので、スペースメリットを
生じる発振回路が望まれる。また、水晶振動子はコスト
が高くつくという問題もある。一方、水晶振動子を用い
ない発振回路も提案されている。このような発振回路と
してトランジスタの動抵抗とコンデンサとよりなるCR
発振回路を挙げることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、CR発振回
路はICで構成されるが、ICの作り込みによりバラツ
キが生じるので、その初期周波数(フリーラン発振周波
数)を調整しておく必要がある。そこで、発振回路を構
成する差動増幅器の定電流を調整設定する調整回路とし
て出力電極が導体を介して結合された複数のトランジス
タを設け、その導体をレーザトリミングして調整回路の
出力電流値を設定する方法が提案されている。しかし、
この方法は調整作業が大変であるとともに、調整の精度
が出にくく、従って15.36MHzを初期周波数とす
る携帯電話機で16%のバラツキを1PPMの精度で調
整することは不可能である。
【0004】本発明はこのような点に鑑みなされたもの
であって、調整精度の高く且つ調整の容易な発振回路を
提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明では、時定数をもつフィルタと、発振条件を充
足するように前記フィルタの出力を該フィルタの入力側
へ帰還する手段とから成る発振回路において、前記フィ
ルタが差動増幅器より成るgm増幅器とコンデンサとで
構成され、その差動増幅器の定電流源はフリーラン発振
周波数の調整回路に接続される。この調整回路はマイク
ロコンピュータと、該マイクロコンプユータの出力デー
タをデコードするデコーダと、該デコーダの出力によっ
て駆動され且つその出力に応じて電流値を変えるスイッ
チ回路とから成っていて、前記スイッチの設定により決
まる電流値に応じた電流が前記定電流源に流れる。
【0006】
【作用】このような構成によると、マイクロコンピュー
タに発振回路の周波数を入力することにより発振周波数
のずれを算出できる。そのずれに対応する調整データが
マイクロコンピュータより出力される。このデータはデ
コーダによってデコードされ、そのデコード出力によっ
てスイッチ回路が駆動され、調整データに応じた切換状
態を現出する。スイッチ回路の出力電流は差動増幅器の
定電流に反映される。差動増幅器の導通抵抗は発振周波
数に関与するので、本回路により周波数の調整がなされ
ることになる。このとき、調整精度は調整データのビッ
ト数に依存する。調整設定が終了したとき、そのデータ
は例えばマイクロコンピュータ内又はマイクロコンピュ
ータと同一のICチップ内に形成された不揮発性メモリ
に保存される。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図3は電圧制御発振回路(VCO)全体のブロッ
ク図であり、20、21はフィルタ(充放電回路)、g
mは可変gm増幅器、C1、C2はコンデンサ、22は
反転増幅器、23は制御電圧入力端子、24は電圧/電
流変換回路、44はマイクロコンピュータ1と、デコー
ダ2と、スイッチ回路26とから成る調整回路、25は
電圧/電流変換回路24と調整回路44の出力電流を加
算する加算器である。(A)(B)は互いに90°の位
相差をもった発振信号出力である。
【0008】図2は発振回路3の構成を詳細に示してい
る。この発振回路3は図3にも示したようにフィルタ2
0、21以外にフィルタ21の出力をフィルタ20の入
力側へ180°反転して与える増幅度1の反転増幅器2
2を有している。フィルタ20は図示の如く接続された
一対のgm増幅器gm1、gm2とコンデンサC1とで
ローパスフィルタとして構成されており、フィルタ21
も同じく一対のgm増幅器gm3、gm4とコンデンサ
C2とでローパスフィルタとして構成されている。
【0009】前記gm増幅器gm1〜gm4はいずれも
差動増幅器で構成されている。出力端子29の出力
(B)が反転増幅器22で反転されて、出力(B)の位
相に対し180°の位相差でgm増幅器gm1のトラン
ジスタQ7のベースに入力される。このgm増幅器gm
1の出力は次段のgm増幅器gm2のトランジスタQ1
5の出力からエミッタフォロアQ16のエミッタに導出
されるが、このエミッタでの位相はトランジスタQ7の
ベースでの位相に対し90°進んだものとなっている。
【0010】gm増幅器gm2の出力信号(A)はgm
増幅器gm3及びgm4を経た後、エミッタフォロアQ
27のエミッタ側へ導出されるが、このエミッタでの位
相は更にトランジスタQ16のエミッタの位相よりも9
0°進んでいる。即ち、gm増幅器は1対で入力を90
°移相して出力する。従って、2対のgm増幅器によっ
て180°の移相を行なうが、その出力を更に反転増幅
器22で180°反転してgm増幅器gm1へ帰還する
ことにより発振が実現される。端子29、30は発振出
力を取り出すようになっている。
【0011】コンデンサC1とC2の容量値は互いに等
しくC1=C2=Cとし、トランジスタQ7、Q8及び
Q18、Q19のエミッタ抵抗RE1、RE2、RE
3、RE4はいずれも等しく、RE1=RE2=RE3
=RE4=REとし、gm1、gm3に流れる電流をi
O、gm2、gm4に流れる電流をi1とすると、正弦
波発振回路7のフリーラン発振周波数foは、 fo=(1/2π)・{1/(RE×C)}・(i1/iO)・・・(1) と表わされる。ここで、コンデンサの容量Cはコンデン
サC1、C2をチッ化膜等で形成することにより温度の
影響を受けないようにすることができる。一方、REは
温度特性をもつ。そこで、i1/iOの温度特性を適当
に選んでやれば、発振周波数foは温度特性をもたない
ことになる。
【0012】温度特性補償回路48はこの目的で設けら
れたものであって、その出力によってgm増幅器gm
2、gm4の定電流用トランジスタQ11、Q22を制
御することによってi1を制御している。
【0013】上記(1)式において、RE、C及びi1
/iOは回路を構成する各素子のバラツキによってバラ
ツクので、発振周波数foも製品ごとに異なった値とな
る。もちろん、foは図3に示される端子23から入力
される制御電圧によって所定の周波数で発振するように
制御されるが、発振回路3自体のバラツキが大きい場合
には、制御範囲を超えてしまい、所定の周波数で発振が
できない状態となる。
【0014】そこで、本実施例において、バラツキをg
m増幅器gm1、gm3の定電流iO(フリーラン発振
時の定電流)調整によって抑えるようにするのが、調整
回路44である。図1はこの調整回路44について示し
ている。
【0015】図1において、発振回路3の発振出力fO
はカウンタ4に供給され、ここでその周波数が検出され
る。この検出信号はディジタルの形でマイクロコンピュ
ータ1へ入力される。そして、比較器1aで基準周波数
(発振器の初期周波数に相当)と比較され、その比較結
果がディジタル値Ddとして出力される。Ddはデコー
ダ回路2でデコードされ、次段のスイッチ回路26を駆
動する。換言すればデコード出力はスイッチ回路26で
アナログ電流IOに変換される。この電流IOは図2に示
す発振回路3の(a)点に供給され、トランジスタQ
6、Q17を流れる電流iOを可変して発振周波数を初
期周波数に近づける。
【0016】前記スイッチ回路26は図4に示すような
回路構成となっている。ここで、10は定電流源であ
り、その出力電流IはトランジスタQ29のベースとコ
レクタに与えられるとともに、トランジスタQ30、Q
31、・・・、Q49、Q50のベースにも与えられ
る。トランジスタQ29と、トランジスタQ30〜Q5
0はカレントミラー回路11を構成している。
【0017】トランジスタQ30、Q31、・・・、Q
49、Q50のエミッタは抵抗を介してグランド電位点
に接続されているが、コレクタはそれぞれスイッチS
0、S1、・・・、S19、S20を介して第2のカレ
ントミラー回路12の入力端に接続されている。この第
2のカレントミラー回路12はPNP型のトランジスタ
Q51、Q52で構成されており、その出力側のトラン
ジスタQ52のコレクタはNPN型のトランジスタQ5
3のコレクタ及びベースに接続されている。
【0018】トランジスタQ53のベースは図2の発振
回路3の(a)点に接続されている。従って、前記トラ
ンジスタQ53と発振回路3のトランジスタQ6、Q1
7は第3のカレントミラー回路13を構成することにな
る。スイッチS0、S1、・・・、S19、S20はマ
イクロコンピュータ1から出力される信号Ddによって
制御される。この信号Ddは21ビットであり、各ビッ
トがそれぞれスイッチS0、S1、・・・、S19、S
20のON/OFF制御信号となる。例えば、第1ビッ
トが1であれば、その第1ビットに対応するスイッチS
0がONし、0であればOFFとなる。
【0019】発振回路3を携帯電話機に用いる場合、所
望周波数fOは15.36MHzであるが、このfOがI
C化において16%のバラツキが生じるとすると、これ
を調整するのに、1PPM(ミリオン分の1)以下の精
度で調整するには、前記Ddとして21ビットが必要に
なり、スイッチとしても21個必要となる。即ち、16
%のバラツキの精度で調整するには、21ビットの精度
で発振回路3の定電流を制御すればよい。携帯電話の場
合、端子23にチャンネル選択用の制御電圧が与えられ
る。
【0020】この図1の回路は、それが適用される回路
のICチップ内に作り込まれる。そのICの製造時に上
述の調整を行なう。調整手段は不揮発性メモリに、その
データを格納しておけば、そのICの電源をONしたと
き、マイクロコンピュータからデータが出力され、デコ
ード回路を介してスイッチ回路が設定される。その場
合、カウンタ4は動作しない。
【0021】上記実施例では、発振回路をICで構成し
たときのバラツキ調整に関して図1の回路を用いたが、
この回路は例えば図2の温度補償回路48として応用す
ることもできる。例えば、予めマイクロコンピュータ1
に付随のデータテーブルに各温度に対応する補正値を記
憶しておき、温度検出センサ(図示せず)の出力をマイ
クロコンピュータ1に入力して所定の補正値を取り出し
て使用するようにすればよい。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、発
振周波数の調整が容易で、且つ精度よく行なうことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施した発振回路の周波数調整回路部
分を示すブロック図。
【図2】その発振回路部分を示す回路構成図。
【図3】本発明を実施した電圧制御型発振回路の全体を
示すブロック図。
【図4】その周波数調整回路におけるスイッチ回路部分
を示す回路図。
【符号の説明】
1 マイクロコンピュータ 2 デコーダ 3 発振回路 20、21 フィルタ C1、C2 コンデンサ 26 スイッチ回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】時定数をもつフィルタと、発振条件を充足
    するように前記フィルタの出力を該フィルタの入力側へ
    帰還する手段とから成る発振回路であって、 前記フィルタは差動増幅器より成るgm増幅器とコンデ
    ンサとで構成されており、前記差動増幅器の定電流源は
    フリーラン発振周波数の調整回路に接続され、該調整回
    路はマイクロコンピュータと、該マイクロコンプユータ
    の出力データをデコードするデコーダと、該デコーダの
    出力によって駆動され且つその出力に応じて電流値を変
    えるスイッチ回路とから成っており、 前記スイッチ回路の設定により決まる電流値に応じた電
    流が前記定電流源に流れるようにしたことを特徴とする
    発振回路。
  2. 【請求項2】前記マイクロコンピュータはフリーラン発
    振周波数の調整時に得られたデータを電源ON時に出力
    することを特徴とする請求項1に記載の発振回路。
  3. 【請求項3】前記データは発振回路におけるフリーラン
    発振周波数のバラツキを1PPM以下の精度で調整する
    ビット数から成っていることを特徴とする請求項1又は
    請求項2に記載の発振回路。
  4. 【請求項4】前記発振回路は携帯電話機のチャンネル選
    択用の電圧制御型の発振回路であり、チャンネル選択用
    の制御電圧を電流に変換する電圧/電流変換回路を備え
    ていることを特徴とする請求項3に記載の発振回路。
JP7038907A 1995-02-28 1995-02-28 発振回路 Pending JPH08237028A (ja)

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JP7038907A JPH08237028A (ja) 1995-02-28 1995-02-28 発振回路
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US08/603,869 US5712601A (en) 1995-02-28 1996-02-22 Oscillation circuit

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JP7038907A JPH08237028A (ja) 1995-02-28 1995-02-28 発振回路

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JP (1) JPH08237028A (ja)
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