JPH088694A - 電圧制御発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】低電源電圧で動作する電圧制御発振器を提供す
ること。 【構成】トランジスタＱ１、Ｑ２のエミッタ間にコンデ
ンサＣ１が接続され、トランジスタＱ１、Ｑ２のエミッ
タにコレクタが接続されたトランジスタＱ３、Ｑ４の差
動対より成るエミッタ結合型マルチバイブレータに、エ
ミッタを共通接続し、それぞれダイオード接続されたト
ランジスタＱ１８、Ｑ１９を設け、トランジスタＱ１
８、Ｑ１９のベース・コレクタをトランジスタＱ４、Ｑ
３のベースに接続し、トランジスタＱ１、Ｑ２のコレク
タに流れる信号電流をトランジスタＱ１８、Ｑ１９に供
給する手段を設けた。 【効果】上記トランジスタＱ３、Ｑ４のスイッチ制御を
電流値で行えるため、従来の直流レベルシフトするため
に電源アース間に直列接続していたトランジスタ数を減
らせることができ、低電源での動作を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＦＭ変調回路などに用い
られる電圧制御発振器に関し、とくに低電源電圧での動
作に適したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＦＭ変復調回路などに用いられる電圧制
御発振器として、たとえば特公昭５２−２４３７０号公
報に示されるようなエミッタ結合型マルチバイブレータ
を用いたものが一般的に良く知られており、その中で、
低電源電圧での動作に適したこの種の装置として、たと
えば特開昭６１−２５３９２０号公報や、槙富士雄氏
(他４)著“カメラ一体型VTRの低消費電力化(下）アナロ
グ回路も＋３.５V対応に”（日経エレクトロニクス，１
９９２年３月２日号，no.548，pp.255−266．）と題す
る論文などが知られている。

【０００３】図５は、エミッタ結合型マルチバイブレー
タを用いた一般的な電圧制御発振器の一例を示したもの
で、同図においてＱ１〜Ｑ１３はトランジスタ、Ｒ１〜
Ｒ４は抵抗、Ｃ１はコンデンサ、Ｔ１は出力端子、Ａ１
〜Ａ３は電流源、ＶＣＣは電源である。トランジスタＱ
１、Ｑ２のエミッタ間にコンデンサＣ１が接続され、エ
ミッタが共通接続されたトランジスタＱ３、Ｑ４のコレ
クタは、それぞれトランジスタＱ１、Ｑ２のエミッタに
接続され、トランジスタＱ３、Ｑ４のエミッタには電流
源Ａ１が接続される。トランジスタＱ１、Ｑ２のコレク
タにはそれぞれ抵抗Ｒ１、Ｒ２の一端が接続され、抵抗
Ｒ１、Ｒ２の他端は共通接続されて、ベース・コレクタ
をダイオード接続されたトランジスタＱ７を介して電源
ＶＣＣに接続される。トランジスタＱ１のコレクタより
導出された発振信号はエミッタホロワ動作するトランジ
スタＱ８を介してトランジスタＱ２のベースに供給され
るとともに、トランジスタＱ８エミッタに直列接続され
たトランジスタＱ９、Ｑ１０の直流レベルシフト回路を
介してトランジスタＱ３のベースに供給される。トラン
ジスタＱ２のコレクタより導出された発振信号はエミッ
タホロワ動作するトランジスタＱ１１を介してトランジ
スタＱ１のベースに供給されると動時に出力端子Ｔ１に
も供給され、さらにトランジスタＱ１１エミッタに直列
接続されたトランジスタＱ１２、Ｑ１３の直流レベルシ
フト回路を介してトランジスタＱ４のベースに供給され
る。トランジスタＱ１０、Ｑ１３のエミッタにはそれぞ
れ電流源Ａ２，Ａ３が接続される。抵抗Ｒ３、Ｒ４は電
源ＶＣＣとアース間に直列接続され、抵抗Ｒ３、Ｒ４の
接続点から導出された電圧はトランジスタＱ５、Ｑ６ベ
ースに供給され、トランジスタＱ５、Ｑ６エミッタはそ
れぞれトランジスタＱ１、Ｑ２のコレクタに接続され、
トランジスタＱ１、Ｑ２のコレクタより導出された発振
信号の振幅を制限する。

【０００４】上記の回路動作は周知であるので、以下簡
単に説明する。

【０００５】ダイオード接続されたトランジスタＱ７は
振幅制限するトランジスタＱ５、Ｑ６のベース・エミッ
タ間電圧ＶＢＥの温度補償のために設けられており、ト
ランジスタＱ５、Ｑ６によって振幅制限されるトランジ
スタＱ１、Ｑ２のコレクタより導出される発振信号振幅
は、発振振幅をＶｏ、電源ＶＣＣの電圧値をＶｃｃ、抵
抗Ｒ３、Ｒ４の抵抗値をＲ３、Ｒ４とすると下式で表わ
される。

【０００６】 Ｖo＝Ｖcc・Ｒ３／（Ｒ３＋Ｒ４）……………………（１） さらに発振周波数ｆは、コンデンサＣ１の容量値をＣ、
電流源Ａ１の電流値をＩとすると下式で表わされる。

【０００７】 ｆ＝Ｉ／（４・Ｖo・Ｃ） ……………………………（２） この回路をＦＭ変調回路として用いる場合は上式より明
らかなように、発振周波数ｆは電流源Ａ１の電流値Ｉに
比例することから、被変調信号によって電流源Ａ１の電
流値Ｉを制御すればよいわけである。

【０００８】また、トランジスタＱ３、Ｑ４の差動対
は、特公昭５２−２４３７０号公報に示されるように、
ＦＭ変復調回路として用いた場合の第２高調波の発生を
防止する有効な手段として設けられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】カメラ一体型のＶＴＲ
などにおいてはバッテリー電源で動作できるよう、低電
源動作できる回路が望ましい。しかし、上述した図５に
しめす従来回路では、発振特性の安定化するための回路
や発振信号を伝えるためのレベルシフト回路など、電源
とアース間に多くのトランジスタを直列接続するため
に、電源電圧をあまり下げることができないという不都
合を生じる。

【００１０】そこで本発明の目的は、より低電源電圧で
の動作を可能にする電圧制御発振器を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、第１、第２
のトランジスタのエミッタ間にコンデンサが接続され、
それぞれのコレクタが前記第１、第２のトランジスタの
エミッタに接続された第３、第４のトランジスタより成
る差動対と、前記第３、第４のトランジスタの共通接続
されたエミッタに接続された第１の電流源とから成るエ
ミッタ結合型マルチバイブレータにおいて、エミッタが
共通接続されると同時にそれぞれベースとコレクタをダ
イオード接続した第５、第６のトランジスタと、前記第
１のトランジスタのコレクタおよび前記第２のトランジ
スタのコレクタからそれぞれ導出された信号に応じた第
１、第２の信号電流を出力する回路手段とを設け、前記
第５のトランジスタのベース・コレクタは前記第４のト
ランジスタのベースに、前記第６のトランジスタのベー
ス・コレクタは前記第３のトランジスタのベースに接続
され、前記第１、第２の信号電流が前記第５、第６のト
ランジスタに供給されて前記第３、第４のトランジスタ
より成る差動対のスイッチ動作を制御することにより達
成される。

【００１２】

【作用】本発明は、電圧信号振幅が重要なファクターと
なるのは前記第１、第２のトランジスタのベースに供給
される発振信号のみで、前記第３、第４のトランジスタ
はスイッチ制御できれば電圧振幅は問わないことに着目
し考案したもである。

【００１３】上記構成では、前記第１、第２のコレクタ
より導出された発振信号を電流に変換し、その電流信号
をダイオード接続された前記トランジスタＱ５、Ｑ６に
供給することにより、前記第３、第４のトランジスタよ
り成る差動対をスイッチ制御できるため、従来の直流レ
ベルシフト回路を必要とせず、電源とアース間に接続さ
れるトランジスタ数を減らせることができ、さらに電流
信号でスイッチ動作するので、発振電圧振幅に応じた各
素子間の動作電圧余裕をとる必要も無いことから、より
低電源動作を可能にするものである。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１により説明す
る。

【００１５】図１は、本発明による電圧制御発振器の一
実施例を示す回路図であり、先に図５で述べた従来回路
と同一のもの、または同一機能のものには同じ符号を付
けて、その詳細な説明は省略する。

【００１６】図１において、Ｑ１４〜Ｑ２４はトランジ
スタ、Ｒ５〜Ｒ６は抵抗、Ａ４〜Ａ５は電流源である。
トランジスタＱ１４のベース・コレクタはトランジスタ
Ｑ１のコレクタに接続され、トランジスタＱ１６ベース
はトランジスタＱ１４のベース・コレクタに接続されて
カレントミラー回路を構成する。トランジスタＱ１５の
ベース・コレクタはトランジスタＱ２のコレクタに接続
され、トランジスタＱ１７ベースはトランジスタＱ１５
のベース・コレクタに接続されてカレントミラー回路を
構成する。トランジスタＱ１６、Ｑ１７コレクタはそれ
ぞれトランジスタＱ１８、Ｑ１９のベース・コレクタに
接続され、トランジスタＱ１８、Ｑ１９のエミッタは共
通接続されて、ベース・コレクタがダイオード接続され
たトランジスタＱ２０を介して接地される。トランジス
タＱ１８のベース・コレクタはトランジスタＱ４、Ｑ２
２のベースに、さらにトランジスタＱ１９のベース・コ
レクタはトランジスタＱ３、Ｑ２１のベースに接続され
る。トランジスタＱ２１、Ｑ２２はエミッタが共通接続
されて電流源Ａ４を介して接地され、トランジスタＱ２
１、Ｑ２２のコレクタはそれぞれ抵抗Ｒ５、Ｒ６の一端
に接続されると同時に、トランジスタＱ２１のコレクタ
はトランジスタＱ１のベースに接続され、トランジスタ
Ｑ２２のコレクタはトランジスタＱ２のベースとトラン
ジスタＱ２４のベースに接続される。抵抗Ｒ５、Ｒ６の
他端は共通接続されて、ベース・コレクタがダイオード
接続されたトランジスタＱ２３を介して電源ＶＣＣに接
続される。トランジスタＱ２４エミッタは電流源Ａ５を
介して接地されてエミッタホロワ回路を構成し、トラン
ジスタＱ２４エミッタより端子Ｔ１を介して発振信号が
出力される。

【００１７】次に動作について説明する。いま図１にお
いて、トランジスタＱ２はカットオフし、電流源Ａ１の
電流ＩがトランジスタＱ１を流れているとすると、トラ
ンジスタＱ１４、Ｑ１６のカレントミラー回路によっ
て、トランジスタＱ１を流れる電流と等しい電流がトラ
ンジスタＱ１８、Ｑ２０を流れる。また、トランジスタ
Ｑ２はカットオフしているため、トランジスタＱ１５、
Ｑ１７、Ｑ１９には電流が流れない。

【００１８】トランジスタＱ３、Ｑ４およびトランジス
タＱ２１、Ｑ２２の差動対はトランジスタＱ１８、Ｑ１
９に流れる電流比に比例して電流を流すように動作す
る。すなわち、トランジスタＱ１８、Ｑ１９に流れる電
流をＩ０１、Ｉ０２とし、トランジスタＱ３、Ｑ４に流
れる電流をＩ１１、Ｉ１２、トランジスタＱ２１、Ｑ２
２に流れる電流をＩ２１、Ｉ２２とするとその関係は下
式で表わされる。

【００１９】 Ｉ０１：Ｉ０２＝Ｉ１２：Ｉ１１＝Ｉ２２：Ｉ２１ ……………（３） したがって、トランジスタＱ１８に電流Ｉが流れ、トラ
ンジスタＱ１９はカットオフしているので、トランジス
タＱ４に電流源Ａ１の電流が、トランジスタＱ２２に電
流源Ａ４の電流がすべて流れ、トランジスタＱ３、Ｑ２
１はカットオフする。トランジスタＱ２２を電流が流れ
ることから、トランジスタＱ１のベース電位はトランジ
スタＱ２のベース電位よりも高く、これより、電流源Ａ
１の電流はトランジスタＱ１、コンデンサＣ１、トラン
ジスタＱ４の経路で流れ、コンデンサＣ１が充電されて
トランジスタＱ２のエミッタの電位が下降し、やがてト
ランジスタＱ２がオフからオンに変わる時点までそれら
の状態は保持される。

【００２０】次に、トランジスタＱ２のエミッタの電位
が下降し、トランジスタＱ２がオフからオンに変わると
電流源Ａ１の電流はトランジスタＱ１からＱ２へと流れ
が移りはじめる。すると、トランジスタＱ１５、Ｑ１７
のカレントミラー回路、トランジスタＱ１９、Ｑ２１と
電流が流れ始め、その結果トランジスタＱ２２のコレク
タ電位が上昇し始めるため、トランジスタＱ１はオンか
らオフ、トランジスタＱ２はオフからオンへと加速的に
動作進行する。やがてトランジスタＱ１が完全にカット
オフすると、トランジスタＱ１４、Ｑ１６のカレントミ
ラー回路もカットオフし、トランジスタＱ１５、Ｑ１７
のカレントミラー回路によって、トランジスタＱ２を流
れる電流と等しい電流がトランジスタＱ１９、Ｑ２０を
流れ、トランジスタＱ１８はカットオフする。すると先
に説明したとは逆に、トランジスタＱ３に電流源Ａ１の
電流が、トランジスタＱ２１に電流源Ａ４の電流がすべ
て流れ、トランジスタＱ４、Ｑ２２はカットオフする。
トランジスタＱ２１を電流がすべて流れることから、ト
ランジスタＱ２のベース電位がトランジスタＱ１のベー
ス電位よりも高くなり、これより、電流源Ａ１の電流は
トランジスタＱ２、コンデンサＣ１、トランジスタＱ３
の経路で流れて、コンデンサＣ１が充電されてトランジ
スタＱ１のエミッタの電位が下降し、やがてトランジス
タＱ１がオフからオンに変わる時点までそれらの状態は
保持される。

【００２１】この一連の動作を繰り返して発振動作がお
こなわれるもので、本実施例における発振振幅Ｖｏ、発
振周波数ｆは下式で表わされる。

【００２２】 Ｖｏ＝Ｒｓ・Ｉｓ ……………………………（４） ｆ＝Ｉ／（４・Ｖｏ・Ｃ） ……………………（５） ただし、Ｒｓは抵抗Ｒ５、Ｒ６の抵抗値、Ｉｓは電流源
Ａ４の電流値、ＣはコンデンサＣ１の容量値、Ｉは電流
源Ａ１の電流値である。本実施例でも図５で説明したと
同様に、電流源Ａ１の電流値Ｉを変えることにより、そ
の発振周波数を制御できる。

【００２３】次に図１に示す回路の動作に必要な電源電
圧値について説明する。いま、トランジスタＱ１、コン
デンサＣ１、トランジスタＱ４の経路で電流源Ａ１の電
流が流れ、電流源Ａ４の電流はトランジスタＱ２３、抵
抗Ｒ６、トランジスタＱ２２の経路で流れている。この
ときコンデンサＣ１が充電されてトランジスタＱ２のエ
ミッタの電位が下降し、やがてトランジスタＱ２がオフ
からオンに変わる瞬間のトランジスタＱ２のエミッタ電
位Ｖ１は、トランジスタのベース・エミッタ間電圧を皆
等しくＶＢＥとすると下式で表わされる。

【００２４】 Ｖ１＝ＶＣＣ−（Ｖｏ＋２・ＶＢＥ） …………………………（６） また、このときトランジスタＱ４のベース電位Ｖ２は下
式で表わされる。

【００２５】 Ｖ２＝２・ＶＢＥ ……………………………（７） これより図１に示した回路では、トランジスタＱ４にお
いてコレクタ電位Ｖ１がベース電位Ｖ２より低くならな
ければ、不都合なく動作できる。したがって回路電源Ｖ
ＣＣは、Ｖ１＞Ｖ２を満足する範囲であれば良いのであ
るから下式の関係が得られる。

【００２６】 ＶＣＣ＞Ｖｏ＋４・ＶＢＥ ……………………………（８） 上式より、ＶＢＥ＝０．７ｖ、Ｖｏ＝０．５ｖとする
と、回路の電源ＶＣＣは３．５ｖ程度の低電圧で動作で
きる。

【００２７】上記説明したように、本発明ではトランジ
スタＱ１、Ｑ２のエミッタ間に接続されたコンデンサＣ
１の充放電電流を切り替えるトランジスタＱ３、Ｑ４差
動対のスイッチ動作を、トランジスタＱ１８、Ｑ１９を
流れる電流値により制御できるため、図５で説明した従
来回路での直流レベルシフト回路を必要とせず、したが
って回路電源ＶＣＣとアース間に直列接続されるトラン
ジスタ数を削減でき、低電源電圧での動作が可能とな
る。さらに、トランジスタＱ３、Ｑ４のスイッチ動作を
トランジスタＱ１８、Ｑ１９を流れる電流値により制御
することから、従来の電圧振幅によるスイッチ動作制御
に比べ、各素子間の電圧動作余裕をとる必要がなくな
り、さらに低電源電圧化が可能となる効果がある。

【００２８】図２は、図１に示した本発明による電圧制
御発振器を用いたＦＭ変調回路の一実施例を示す回路図
で、図１で述べたものと同一のもの、または同一機能の
ものには同じ符号を付けてその詳細な説明は省略する。

【００２９】図２において、Ｑ２５〜Ｑ３６はトランジ
スタ、Ｒ７〜Ｒ１９は抵抗、Ｔ２は入力端子である。ト
ランジスタＱ２５のベースは入力端子Ｔ２に接続され、
トランジスタＱ２５のエミッタは抵抗Ｒ７を介して接地
され、トランジスタＱ２５のコレクタはトランジスタＱ
２６のベース・コレクタに接続される。トランジスタＱ
２７のベースはトランジスタＱ２６ベース・コレクタに
接続され、トランジスタＱ２６、Ｑ２７のエミッタはそ
れぞれ抵抗Ｒ８、Ｒ９を介して回路電源ＶＣＣに接続さ
れてカレントミラー回路を構成する。トランジスタＱ２
７のコレクタはトランジスタＱ２８ベース・コレクタに
接続され、トランジスタＱ２９のベースはトランジスタ
Ｑ２８ベース・コレクタに接続され、トランジスタＱ２
８、Ｑ２９のエミッタはそれぞれ抵抗Ｒ１０、Ｒ１１を
介して接地されてカレントミラー回路を構成する。トラ
ンジスタＱ２９のコレクタはトランジスタＱ３、Ｑ４の
エミッタに接続され、トランジスタＱ２０のエミッタは
抵抗Ｒ１２を介して接地される。回路電源ＶＣＣとアー
ス間に抵抗Ｒ１７と、ベース・コレクタがダイオード接
続されトランジスタＱ３３と、抵抗Ｒ１６が直列に接続
され、トランジスタＱ３０、Ｑ３１、Ｑ３２のベースは
トランジスタＱ３３のベース・コレクタに接続され、ト
ランジスタＱ３０、Ｑ３１、Ｑ３２のエミッタはそれぞ
れ抵抗Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５を介して接地されて電流
源を構成する。トランジスタＱ３４、Ｑ３５のエミッタ
は共通接続されてトランジスタＱ３０コレクタに接続さ
れ、トランジスタＱ３４、Ｑ３５のベースはトランジス
タＱ１８、Ｑ１９のベース・コレクタに接続される。ト
ランジスタＱ３４、Ｑ３５のコレクタはそれぞれ抵抗Ｒ
１８、Ｒ１９を介して回路電源ＶＣＣに接続され、トラ
ンジスタＱ３５コレクタより導出された信号はトランジ
スタＱ３６を介して出力端子Ｔ１に供給される。

【００３０】次に動作について説明する。入力端子Ｔ２
から入力された被変調信号はトランジスタＱ２５ベース
に供給され、トランジスタＱ２５のエミッタとアース間
に接続された抵抗Ｒ７にて電流に変換される。電流に変
換された被変調信号は、トランジスタＱ２６、Ｑ２７よ
り成るカレントミラー回路と、トランジスタＱ２８、Ｑ
２９より成るカレントミラー回路を介して伝送され、ト
ランジスタＱ３、Ｑ４に電流変換された被変調信号が供
給される。これら回路は、図１に示した電流源Ａ１に相
当するものであり、したがって、入力端子Ｔ２から入力
された信号に応じてコンデンサＣ１を流れる電流が変化
するので、ＦＭ変調器として動作する。また、トランジ
スタＱ３４、Ｑ３５、抵抗Ｒ１８、Ｒ１９よりなる増幅
回路により、発振信号が増幅されて出力端子Ｔ１より出
力される。

【００３１】本実施例においても、図１と同様に低電源
電圧で動作できる効果があることは言うまでもない。

【００３２】また本実施例では、トランジスタＱ２０エ
ミッタは抵抗Ｒ１２を介して接地されることにより、発
振周波数を変えるために電流変化しても、抵抗Ｒ１２と
抵抗Ｒ１１の抵抗値を合わせておくことで、トランジス
タＱ２９を飽和させることがないという効果がある。

【００３３】さらに本実施例では、出力端子Ｔ１より出
力する発振信号と、トランジスタＱ１、Ｑ２ベースに帰
還される発振信号とを異なる増幅回路にて発生させるこ
とにより、出力端子Ｔ１より出力する発振信号振幅を発
振周波数と関係なく設定できる効果がある。

【００３４】図３は、本発明による電圧制御発振器のそ
の他の一実施例を示す回路図であり、先に図１で述べた
ものと同一、または同一機能のものには同じ符号を付け
て、その詳細な説明は省略する。

【００３５】図３において、Ｑ３７〜Ｑ４３はトランジ
スタ、Ａ６〜Ａ８は電流源である。ダイオード接続され
たトランジスタＱ３８、Ｑ３９のベース・コレクタはそ
れぞれトランジスタＱ１、Ｑ２のコレクタに接続され、
トランジスタＱ３８、Ｑ３９のエミッタは共通接続され
て、ダイオード接続されたトランジスタＱ３７を介して
回路電源ＶＣＣに接続される。トランジスタＱ４０、Ｑ
４１のベースはそれぞれトランジスタＱ３８、Ｑ３９の
ベース・コレクタに接続され、トランジスタＱ４０、Ｑ
４１のエミッタは共通接続されて、電流源Ａ６を介して
回路電源ＶＣＣに接続され、トランジスタＱ４０、Ｑ４
１のコレクタはそれぞれトランジスタＱ１８、Ｑ１９の
ベース・コレクタに接続される。トランジスタＱ４２、
Ｑ４３のエミッタは電流源Ａ７、Ａ８を介して接地され
てエミッタホロワを構成し、それぞれトランジスタＱ２
１、Ｑ２２コレクタより導出された信号をトランジスタ
Ｑ１、Ｑ２のベースに供給動作し、トランジスタＱ４３
エミッタからは出力端子Ｔ１にも信号供給される。

【００３６】第３図の実施例においては、トランジスタ
Ｑ１、Ｑ２のコレクタを流れる信号電流を検出し伝送す
る手段として、トランジスタＱ３８、Ｑ３９とトランジ
スタＱ４０、Ｑ４１からなる電流比のミラー回路を用い
たもので、トランジスタＱ１、Ｑ２のコレクタを流れる
信号電流（すなわちトランジスタＱ３８、Ｑ３９のベー
ス・コレクタに流れる電流）をＩ３１、Ｉ３２、トラン
ジスタＱ４０、Ｑ４１のコレクタより導出される電流を
Ｉ４１、Ｉ４２とするると下式の関係で表わされる。

【００３７】 Ｉ３１：Ｉ３２＝Ｉ４１：Ｉ４２ ………………………（９） 本実施例においては、図１で説明したものに比べてトラ
ンジスタ１個分余計に電源電圧が高く必要となるが、お
よそ４ｖ程度での動作が可能である。そして、本実施例
をＦＭ変調器として用いた場合、電流源Ａ１の電流値を
変えて発振周波数を制御しても、トランジスタＱ４０、
Ｑ４１およびトランジスタＱ１８、Ｑ１９を流れるスイ
ッチング電流は電流源Ａ６によって保たれるために変化
せず、したがって発振周波数を広範囲に変化させても安
定に動作できる効果がある。

【００３８】図４は、本発明による電圧制御発振器のさ
らにその他の一実施例で、ＦＭ変調回路を構成した回路
図であり、先に図１および図２で説明したものと同一、
または同一機能のものには同じ符号を付けて、その詳細
な説明は省略する。

【００３９】図４において、Ｑ４４〜Ｑ５２はトランジ
スタ、Ｒ２０〜Ｒ２２は抵抗、Ａ９〜Ａ１３は電流源で
ある。トランジスタＱ４４ベースはトランジスタＱ２８
のベース・コレクタに接続され、トランジスタＱ４４エ
ミッタは抵抗Ｒ２０を介して接地され、トランジスタＱ
４４コレクタはトランジスタＱ４５、Ｑ４６の共通接続
されたエミッタに接続される。トランジスタＱ４５、Ｑ
４６のベースはそれぞれトランジスタＱ１８、Ｑ１９の
ベース・コレクタに接続され、トランジスタＱ４５、Ｑ
４６コレクタはトランジスタＱ１、Ｑ２エミッタに接続
される。トランジスタＱ４７、Ｑ４８のベース・コレク
タは電源回路電源ＶＣＣに接続され、そのエミッタはそ
れぞれトランジスタＱ４９、Ｑ５０のベースとトランジ
スタＱ１、Ｑ２のコレクタに接続される。トランジスタ
Ｑ４９、Ｑ５０のエミッタは共通接続されて電流源Ａ９
を介して接地され、そのコレクタはそれぞれ抵抗Ｒ２
１、Ｒ２２を介して回路電源ＶＣＣに接続される。トラ
ンジスタＱ５１のエミッタは電流源Ａ１０を介して接地
されてエミッタホロワ回路を構成し、このエミッタホロ
ワ回路はトランジスタＱ５０コレクタより導出された発
振信号をトランジスタＱ２およびＱ４０ベースに供給
し、トランジスタＱ５２のエミッタは電流源Ａ１１を介
して接地されてエミッタホロワ回路を構成し、このエミ
ッタホロワ回路はトランジスタＱ４９コレクタより導出
された発振信号をトランジスタＱ１およびＱ４１ベース
に供給する。トランジスタＱ３４、Ｑ３５エミッタは電
流源Ａ１２を介して接地され、トランジスタＱ３６エミ
ッタは電流源Ａ１３を介して接地される。

【００４０】本実施例では、トランジスタＱ１、Ｑ２の
コレクタを流れる発振電流から、まずトランジスタＱ４
７、Ｑ４８、Ｑ４９、Ｑ５０および抵抗Ｒ２１、Ｒ２２
からなる増幅回路にて発振電圧信号を発生させ、その発
振電圧信号をトランジスタＱ１、Ｑ２に供給すること
で、帰還する電圧信号の遅延を減らすことができる。し
たがって、高い周波数でのＦＭ変調器に適する効果があ
る。その後にこの発振電圧信号からトランジスタＱ３、
Ｑ４のスイッチ制御する電流を発生させることで、先に
説明した本発明による各実施例と同様に低電源電圧動作
ができるものである。

【００４１】しかし、発振電圧信号を発生させた後にト
ランジスタＱ３、Ｑ４のスイッチ制御する電流を発生さ
せるために、トランジスタＱ３、Ｑ４のスイッチ動作に
若干の遅延を生じ、とくに高い周波数でのＦＭ変調器と
して使用した際に、入力被変調信号に対する発振周波数
の直線性が劣化するという不都合を生じる場合がある。
これを解決するための装置が、トランジスタＱ４５、Ｑ
４６からなる差動対と、トランジスタＱ４４、抵抗Ｒ２
０からなる電流源である。以下その動作を説明する。

【００４２】抵抗Ｒ２０、Ｒ１１の抵抗値を等しくして
おくことで、トランジスタＱ４４、Ｑ２９のコレクタに
は等しい被変調信号電流が流れる。トランジスタＱ４
５、Ｑ４６はトランジスタＱ３、Ｑ４と逆極性にてトラ
ンジスタＱ４４、Ｑ２９のコレクタに流れる被変調信号
電流を切り替える。

【００４３】今、トランジスタＱ２９のコレクタを流れ
る被変調信号電流がトランジスタＱ１、コンデンサＣ
１、トランジスタＱ４を流れているとする。するとトラ
ンジスタＱ４４のコレクタを流れる被変調信号電流は、
トランジスタＱ１はオン、トランジスタＱ２はオフして
いるので、トランジスタＱ１からトランジスタＱ４５を
流れる。すなわち、トランジスタＱ４４のコレクタを流
れる被変調信号電流はコンデンサＣ１を流れないので、
充放電動作に影響しない。つぎにトランジスタＱ２のエ
ミッタ電位が下降し、トランジスタＱ２に流れ始める
と、前記したトランジスタＱ４９、Ｑ５０の増幅回路よ
り発振電圧信号が帰還され、トランジスタＱ２のベース
電位が上昇、トランジスタＱ１のベース電位が下降し、
トランジスタＱ１はオフ、トランジスタＱ２はオンとな
る。この時点で、トランジスタＱ３、Ｑ４の切り替え制
御が遅れていると、トランジスタＱ２９のコレクタを流
れる被変調信号電流はトランジスタＱ２からトランジス
タＱ４の経路でながれており、コンデンサＣ１を充放電
できない。しかし、この状態において、トランジスタＱ
１がオフじた時点でトランジスタＱ４４のコレクタを流
れる被変調信号電流が、トランジスタＱ２、コンデンサ
Ｃ１、トランジスタＱ４５の経路で流れ始める。つま
り、トランジスタＱ３、Ｑ４の切り替え制御が遅れてい
る間のみ、コンデンサＣ１の充放電動作をトランジスタ
Ｑ４４のコレクタを流れる被変調信号電流にて行うので
ある。しかもトランジスタＱ２９、Ｑ４４は、同じトラ
ンジスタＱ２８と対をなすカレントミラー回路であるた
め、入力端子Ｔ２から入力された被変調信号に応じて常
に等しく被変調信号電流が流れている。これにより、ト
ランジスタＱ３、Ｑ４の切り替え制御が遅れても不都合
なく動作でき、入力被変調信号に対する発振周波数の直
線性が劣化することのないＦＭ変調器を構成できる効果
がある。

【００４４】

【発明の効果】本発明によれば、エミッタ結合型マルチ
バイブレータの充放電電流を切り替え制御する信号を、
電圧信号から電流信号としたことにより、電源アース間
に直列接続していた直流レベルシフト回路が不要とな
り、低電源電圧での動作が可能となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電圧制御発振器の一実施例を示す
回路図である。

【図２】本発明による電圧制御発振器を用いたFM変復調
回路の一実施例を示す回路図である。

【図３】本発明による電圧制御発振器のその他の一実施
例を示す回路図である。

【図４】本発明による電圧制御発振器のその他の一実施
例を示す回路図である。

【図５】従来のエミッタ結合型マルチバイブレータを用
いた電圧制御発振器の一例を示す回路図である。

【符号の説明】

Ｑ１、Ｑ２…エミッタ結合型マルチバイブレータを構成
するトランジスタ、Ｃ１…コンデンサ、 Ｑ３、Ｑ４…差動対を構成するトランジスタ、 Ｑ１８、Ｑ１９…ダイオード接続されたトランジスタ。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１、第２のトランジスタと、前記第１、
   第２のトランジスタのエミッタ間に接続されたコンデン
   サと、エミッタが共通接続された第３、第４のトランジ
   スタより成る第１の差動対と、前記第３、第４のトラン
   ジスタの共通接続されたエミッタに接続された第１の電
   流源とを設け、前記第３のトランジスタのコレクタを前
   記第１のトランジスタのエミッタに、また前記第４のト
   ランジスタのコレクタを前記第２のトランジスタのエミ
   ッタにそれぞれ接続した、エミッタ結合型マルチバイブ
   レータにおいて、 エミッタが共通接続されると同時にそれぞれベースとコ
   レクタをダイオード接続した第５、第６のトランジスタ
   を設け、前記第５のトランジスタのベース・コレクタは
   前記第４のトランジスタのベースに、前記第６のトラン
   ジスタのベース・コレクタは前記第３のトランジスタの
   ベースに接続され、前記第５、第６のトランジスタに流
   れる電流比によって前記第１の差動対のスイッチ動作を
   制御することを特徴とする電圧制御発振器。
2. 【請求項２】第１、第２のトランジスタと、前記第１、
   第２のトランジスタのエミッタ間に接続されたコンデン
   サと、エミッタが共通接続された第３、第４のトランジ
   スタより成る第１の差動対と、前記第３、第４のトラン
   ジスタの共通接続されたエミッタに接続された第１の電
   流源とを設け、前記第３のトランジスタのコレクタを前
   記第１のトランジスタのエミッタに、また前記第４のト
   ランジスタのコレクタを前記第２のトランジスタのエミ
   ッタにそれぞれ接続した、エミッタ結合型マルチバイブ
   レータにおいて、 エミッタが共通接続されると同時にそれぞれベースとコ
   レクタをダイオード接続した第５、第６のトランジスタ
   と、エミッタが共通接続された第７、第８のトランジス
   タより成る第２の差動対と、前記第７、第８のトランジ
   スタの共通接続されたエミッタに接続された第２の電流
   源とを設け、前記第５のトランジスタのベース・コレク
   タは前記第４、第７のトランジスタのベースに、前記第
   ６のトランジスタのベース・コレクタは前記第３、第８
   のトランジスタのベースに接続され、前記第７、第８の
   トランジスタのコレクタはそれぞれ前記第１、第２のエ
   ミッタに接続され、前記第５、第６のトランジスタに流
   れる電流比によって前記第１および前記第２の差動対の
   スイッチ動作を制御することを特徴とする電圧制御発振
   器。
3. 【請求項３】第１、第２のトランジスタと、前記第１、
   第２のトランジスタのエミッタ間に接続されたコンデン
   サと、エミッタが共通接続された第３、第４のトランジ
   スタより成る第１の差動対と、前記第３、第４のトラン
   ジスタの共通接続されたエミッタに接続された第１の電
   流源とを設け、前記第３のトランジスタのコレクタを前
   記第１のトランジスタのエミッタに、また前記第４のト
   ランジスタのコレクタを前記第２のトランジスタのエミ
   ッタにそれぞれ接続した、エミッタ結合型マルチバイブ
   レータにおいて、 エミッタが共通接続されると同時にベースとコレクタを
   ダイオード接続した第５、第６のトランジスタと、エミ
   ッタが共通接続された第７、第８のトランジスタより成
   る第２の差動対と、前記第７、第８のトランジスタのコ
   レクタにそれぞれ接続された第１、第２の抵抗と、前記
   第１のトランジスタのコレクタに流れる電流に応じた第
   １の電流出力と、前記第２のトランジスタのコレクタに
   流れる電流に応じた第２の電流出力とを備えた電流増幅
   回路を設け、 前記第５のトランジスタのベース・コレクタは前記第
   ４、第８のトランジスタのベースに、前記第６のトラン
   ジスタのベース・コレクタは前記第３、第７のトランジ
   スタのベースにそれぞれ接続され、前記第７のトランジ
   スタのコレクタは、前記第１のトランジスタのベース
   に、前記第８のトランジスタのコレクタは、前記第２の
   トランジスタのベースにそれぞれ接続され、前記電流増
   幅回路の第１の電流出力を前記第５のトランジスタのベ
   ース・コレクタに、前記電流増幅回路の第２の電流出力
   を前記第６のトランジスタのベース・コレクタにそれぞ
   れ供給するよう接続したことを特徴とする電圧制御発振
   器。
4. 【請求項４】請求項３において、前記電流増幅回路は、
   ベース・コレクタが前記第１のトランジスタのコレクタ
   に接続された第９のトランジスタと、ベースが前記第９
   のトランジスタのベース・コレクタに接続されてカレン
   トミラー回路を構成する第１０のトランジスタと、ベー
   ス・コレクタが前記第２のトランジスタのコレクタに接
   続された第１１のトランジスタと、ベースが前記第１１
   のトランジスタのベース・コレクタに接続されてカレン
   トミラー回路を構成する第１２のトランジスタとから成
   り、前記第１０、第１２のトランジスタのコレクタより
   導出された電流を前記電流増幅回路の第１、第２の電流
   出力としたことを特徴とする電圧制御発振器。
5. 【請求項５】請求項３において、前記電流増幅回路は、
   エミッタが共通接続されると同時にそれぞれベース・コ
   レクタがダイオード接続された第１３、第１４のトラン
   ジスタと、エミッタが共通接続されると同時にそれぞれ
   のベースが前記第１３、第１４のトランジスタのベース
   ・コレクタに接続された１５、第１６のトランジスタよ
   り成る第３の差動対と、前記第１５、第１６のトランジ
   スタの共通接続されたエミッタに接続された第２の電流
   源とを設け、前記第１３、第１４のトランジスタのベー
   ス・コレクタはそれぞれ前記第１、第２のトランジスタ
   のコレクタに接続され、前記第１５、第１６のトランジ
   スタのコレクタより導出された電流を、前記電流増幅回
   路の第１、第２の電流出力としたことを特徴とする電圧
   制御発振器。
6. 【請求項６】第１、第２のトランジスタと、前記第１、
   第２のトランジスタのエミッタ間に接続されたコンデン
   サと、エミッタが共通接続された第３、第４のトランジ
   スタより成る第１の差動対と、前記第３、第４のトラン
   ジスタの共通接続されたエミッタに接続された第１の電
   流源とを設け、前記第３のトランジスタのコレクタを前
   記第１のトランジスタのエミッタに、また前記第４のト
   ランジスタのコレクタを前記第２のトランジスタのエミ
   ッタにそれぞれ接続した、エミッタ結合型マルチバイブ
   レータにおいて、 エミッタが共通接続されると同時にベースとコレクタを
   ダイオード接続した第５、第６のトランジスタと、前記
   第１のトランジスタのコレクタより導出された第１の発
   振信号を前記第２のトランジスタのベースに、前記第２
   のトランジスタのコレクタより導出された第２の発振信
   号を前記第１のトランジスタのベースに供給する第１の
   回路手段と、前記第１、第２の発振信号を入力として前
   記第１の発振信号に応じた第１の電流出力と前記第２の
   発振信号に応じた第２の電流出力とを出力する第２の回
   路手段とを備え、 前記第５のトランジスタのベース・コレクタは前記第４
   のトランジスタのベースに、前記第６のトランジスタの
   ベース・コレクタは前記第３のトランジスタのベースに
   それぞれ接続され、前記第２の回路手段の前記第１の電
   流出力を前記第５のトランジスタのベース・コレクタ
   に、前記第２の回路手段の第２の電流出力を前記第６の
   トランジスタのベース・コレクタにそれぞれ供給するよ
   う接続したことを特徴とする電圧制御発振器。
7. 【請求項７】請求項６において、前記第２の回路手段
   は、エミッタが共通接続された第７、第８のトランジス
   タより成る第２の差動対と、前記第７、第８のトランジ
   スタの共通接続されたエミッタに接続された第２の電流
   源とから成り、前記第７、第８のトランジスタのベース
   にそれぞれ前記第１、第２の発振信号が供給され、前記
   第７、第８のトランジスタのコレクタより導出された電
   流を、前記第２の回路手段の第１、第２の電流出力とし
   たことを特徴とする電圧制御発振器。
8. 【請求項８】第１、第２のトランジスタと、前記第１、
   第２のトランジスタのエミッタ間に接続されたコンデン
   サと、エミッタが共通接続された第３、第４のトランジ
   スタより成る第１の差動対と、前記第３、第４のトラン
   ジスタの共通接続されたエミッタに接続された第１の電
   流源とを設け、前記第３のトランジスタのコレクタを前
   記第１のトランジスタのエミッタに、また前記第４のト
   ランジスタのコレクタを前記第２のトランジスタのエミ
   ッタにそれぞれ接続した、エミッタ結合型マルチバイブ
   レータにおいて、 エミッタが共通接続されると同時にベースとコレクタを
   ダイオード接続した第５、第６のトランジスタと、前記
   第１のトランジスタのコレクタより導出された第１の発
   振信号を前記第２のトランジスタのベースに、前記第２
   のトランジスタのコレクタより導出された第２の発振信
   号を前記第１のトランジスタのベースに供給する第１の
   回路手段と、前記第１、第２の発振信号を入力として前
   記第１の発振信号に応じた第１の電流出力と前記第２の
   発振信号に応じた第２の電流出力とを出力する第２の回
   路手段と、エミッタが共通接続された第９、第１０のト
   ランジスタより成る第３の差動対と、前記第９、第１０
   のトランジスタの共通接続されたエミッタに接続された
   第３の電流源とを備え、 前記第５のトランジスタのベース・コレクタは前記第４
   および第９のトランジスタのベースに、前記第６のトラ
   ンジスタのベース・コレクタは前記第３および第１０の
   トランジスタのベースにそれぞれ接続され、前記第９、
   第１０のトランジスタのコレクタはそれぞれ前記第２、
   第１のエミッタに接続され、前記第２の回路手段の前記
   第１の電流出力を前記第５のトランジスタのベース・コ
   レクタに、前記第２の回路手段の第２の電流出力を前記
   第６のトランジスタのベース・コレクタにそれぞれ供給
   するよう接続したことを特徴とする電圧制御発振器。