JPH10117109A - 発振回路の周波数切替装置 - Google Patents
発振回路の周波数切替装置Info
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- JPH10117109A JPH10117109A JP8269990A JP26999096A JPH10117109A JP H10117109 A JPH10117109 A JP H10117109A JP 8269990 A JP8269990 A JP 8269990A JP 26999096 A JP26999096 A JP 26999096A JP H10117109 A JPH10117109 A JP H10117109A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】常に発振周波数を安定させることができる発振
回路の周波数切替装置を提供する。 【解決手段】周波数切替回路10において、コンデンサ
11の一端は発振器の共振回路部分に接続され、他端は
スイッチ用ダイオード12のアノードに接続される。同
ダイオード12のカソードはコンデンサ13を介して接
地されている。ダイオード12の両端には、発振周波数
に対して十分に大きなインピーダンスを有するインダク
タ14,15を介してバイアス切替回路20が接続され
ている。バイアス切替回路20は、ダイオード12の両
端に0又はVpの電圧を印加する。切替信号=0のと
き、ダイオード12は順方向にバイアスされて導通状態
となり、切替信号=1のとき、ダイオード12は逆方向
にバイアスされて容量となる。ダイオード12が逆バイ
アスされる際、その容量値が安定し、且つ発振器との接
続端が開放状態となる。そのため、発振器の発振周波数
が安定する。
回路の周波数切替装置を提供する。 【解決手段】周波数切替回路10において、コンデンサ
11の一端は発振器の共振回路部分に接続され、他端は
スイッチ用ダイオード12のアノードに接続される。同
ダイオード12のカソードはコンデンサ13を介して接
地されている。ダイオード12の両端には、発振周波数
に対して十分に大きなインピーダンスを有するインダク
タ14,15を介してバイアス切替回路20が接続され
ている。バイアス切替回路20は、ダイオード12の両
端に0又はVpの電圧を印加する。切替信号=0のと
き、ダイオード12は順方向にバイアスされて導通状態
となり、切替信号=1のとき、ダイオード12は逆方向
にバイアスされて容量となる。ダイオード12が逆バイ
アスされる際、その容量値が安定し、且つ発振器との接
続端が開放状態となる。そのため、発振器の発振周波数
が安定する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば携帯電話に
用いる電圧制御発振器(VCO)など、高周波信号を発
振する発振回路に適用され、単極性の電気的デジタル信
号によって複数の周波数若しくは周波数帯域を切り替え
ることを必要とする発振回路の周波数切替装置に関する
ものである。
用いる電圧制御発振器(VCO)など、高周波信号を発
振する発振回路に適用され、単極性の電気的デジタル信
号によって複数の周波数若しくは周波数帯域を切り替え
ることを必要とする発振回路の周波数切替装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】例えば携帯電話に用いる電圧制御発振器
など、高周波信号を発振する発振回路では、複数の周波
数又は周波数帯域を切り替えて発振するものが提案され
ており、こうした発振回路に適用される周波数切替装置
として、単極性の電気的デジタル信号(0,1)を用い
て発振周波数を切り替える装置が知られている(例え
ば、特開昭60−27204号公報)。ここで、図11
は、従来の周波数切替装置の構成を示す回路図である。
など、高周波信号を発振する発振回路では、複数の周波
数又は周波数帯域を切り替えて発振するものが提案され
ており、こうした発振回路に適用される周波数切替装置
として、単極性の電気的デジタル信号(0,1)を用い
て発振周波数を切り替える装置が知られている(例え
ば、特開昭60−27204号公報)。ここで、図11
は、従来の周波数切替装置の構成を示す回路図である。
【0003】つまり、図11の周波数切替装置は、一端
が発振器の共振回路に接続されるコンデンサ91と、こ
のコンデンサ91の他端に直列に接続されたダイオード
92と、コンデンサ91及びダイオード92の接続点に
一端が接続された抵抗93とを有する。かかる装置で
は、電位差Vpの「0」又は「1」のデジタル信号(切
替信号)が信号入力端子94に加えられる。具体的に
は、切替信号=「1」であれば、ダイオード92に順方
向バイアス電圧が印加され、当該ダイオード92が導通
される。また、切替信号=「0」であれば、前記ダイオ
ード92にバイアス電圧が印加されず、当該ダイオード
92が非導通の状態で保持される。そして、この周波数
切替装置は、上記2つの状態を切り替えることにより、
2種類の周波数又は周波数帯域を切り替えるようにして
いた。
が発振器の共振回路に接続されるコンデンサ91と、こ
のコンデンサ91の他端に直列に接続されたダイオード
92と、コンデンサ91及びダイオード92の接続点に
一端が接続された抵抗93とを有する。かかる装置で
は、電位差Vpの「0」又は「1」のデジタル信号(切
替信号)が信号入力端子94に加えられる。具体的に
は、切替信号=「1」であれば、ダイオード92に順方
向バイアス電圧が印加され、当該ダイオード92が導通
される。また、切替信号=「0」であれば、前記ダイオ
ード92にバイアス電圧が印加されず、当該ダイオード
92が非導通の状態で保持される。そして、この周波数
切替装置は、上記2つの状態を切り替えることにより、
2種類の周波数又は周波数帯域を切り替えるようにして
いた。
【0004】
【解決しようとする課題】ところが、上記従来技術で
は、前記切替信号を「0」としてダイオード92にバイ
アス電圧を印加しない場合において、下記のような問題
を生ずる。つまり、バイアス電圧を印加しない状態で
は、ダイオード自らが発生する雑音や、外来雑音によっ
てダイオード92の容量値が大きく変化する。この場
合、切替装置は共振回路に接続されるため、これにより
共振周波数が所望の値より変化してしまう。従って、こ
うしたバイアスをかけない状態において、発振周波数が
安定しないという問題を招いていた。
は、前記切替信号を「0」としてダイオード92にバイ
アス電圧を印加しない場合において、下記のような問題
を生ずる。つまり、バイアス電圧を印加しない状態で
は、ダイオード自らが発生する雑音や、外来雑音によっ
てダイオード92の容量値が大きく変化する。この場
合、切替装置は共振回路に接続されるため、これにより
共振周波数が所望の値より変化してしまう。従って、こ
うしたバイアスをかけない状態において、発振周波数が
安定しないという問題を招いていた。
【0005】本発明の目的は、上記従来の問題点を解消
し、常に発振周波数を安定させることができる発振回路
の周波数切替装置を提供することにある。
し、常に発振周波数を安定させることができる発振回路
の周波数切替装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、発明の周波数切替装置では、高周波信号を発振する
発振回路に適用され、複数の周波数若しくは周波数帯域
を単極性の電気的デジタル信号によって切り替えること
を前提としている。
に、発明の周波数切替装置では、高周波信号を発振する
発振回路に適用され、複数の周波数若しくは周波数帯域
を単極性の電気的デジタル信号によって切り替えること
を前提としている。
【0007】ここで特に、請求項1に記載の発明では、
前記発振回路の発振周波数を切り替えるためのダイオー
ドを備え、前記デジタル信号によって順方向バイアス電
圧又は逆方向バイアス電圧を前記ダイオードに選択的に
印加するようにしている。かかる場合、前記ダイオード
に順方向又は逆方向のバイアスがかかることで、複数の
周波数若しくは周波数帯域が所望の値又は帯域に切り替
えられる。
前記発振回路の発振周波数を切り替えるためのダイオー
ドを備え、前記デジタル信号によって順方向バイアス電
圧又は逆方向バイアス電圧を前記ダイオードに選択的に
印加するようにしている。かかる場合、前記ダイオード
に順方向又は逆方向のバイアスがかかることで、複数の
周波数若しくは周波数帯域が所望の値又は帯域に切り替
えられる。
【0008】要するに、本発明では、ダイオードに負の
バイアス(逆方向バイアス電圧)を与えたとき、その容
量値が安定することに着目し、発振周波数切り替え時に
ダイオードの両端にそれぞれ、正、負のバイアス電圧を
印加することで、前記従来の問題点を解決することを特
徴としている。図5には、ダイオードの容量と逆方向バ
イアス電圧との関係を示す。同図によれば、ダイオード
に逆方向バイアス電圧(例えば2ボルト)を印加するこ
とによって振幅e(ボルト)の雑音が加わった場合の容
量の変化bは、バイアスを印加しなかった場合の容量の
変化aに比べて十分に小さくなっていることが分かる
(b≪a)。この場合、ダイオード自らが発生する雑音
や外来の雑音によって容量値が大きく変化するといった
不都合が抑制され、発振回路の発振周波数が安定する。
このことは、周波数の帯域切替を行う発振回路を使用す
る通信機において、従来技術に比べて通信品質が向上す
るといった効果をもたらす。
バイアス(逆方向バイアス電圧)を与えたとき、その容
量値が安定することに着目し、発振周波数切り替え時に
ダイオードの両端にそれぞれ、正、負のバイアス電圧を
印加することで、前記従来の問題点を解決することを特
徴としている。図5には、ダイオードの容量と逆方向バ
イアス電圧との関係を示す。同図によれば、ダイオード
に逆方向バイアス電圧(例えば2ボルト)を印加するこ
とによって振幅e(ボルト)の雑音が加わった場合の容
量の変化bは、バイアスを印加しなかった場合の容量の
変化aに比べて十分に小さくなっていることが分かる
(b≪a)。この場合、ダイオード自らが発生する雑音
や外来の雑音によって容量値が大きく変化するといった
不都合が抑制され、発振回路の発振周波数が安定する。
このことは、周波数の帯域切替を行う発振回路を使用す
る通信機において、従来技術に比べて通信品質が向上す
るといった効果をもたらす。
【0009】上記請求項1の効果を実現する具体的な構
成としては、請求項2に記載したように、 ・前記ダイオードのアノードをリアクタンス素子を介し
て前記発振回路に接続すると共に、カソードをコンデン
サを介して接地し、当該ダイオードの両端には順方向バ
イアス電圧又は逆方向バイアス電圧を印加するためのバ
イアス切替回路を接続する、といった構成とすることが
望ましい。
成としては、請求項2に記載したように、 ・前記ダイオードのアノードをリアクタンス素子を介し
て前記発振回路に接続すると共に、カソードをコンデン
サを介して接地し、当該ダイオードの両端には順方向バ
イアス電圧又は逆方向バイアス電圧を印加するためのバ
イアス切替回路を接続する、といった構成とすることが
望ましい。
【0010】かかる場合、周波数の切替信号としての前
記デジタル信号によりダイオードに順方向バイアス電圧
が印加されると、当該ダイオードは導通状態となり、ダ
イオードのカソードに接続されたコンデンサを介して接
地されたことと等価になる。一方、前記デジタル信号に
よりダイオードに逆バイアス電圧が印加されると、当該
ダイオードは容量となるがそのインピーダンスが大きい
ために開放状態と等価になる。この開放状態では、ダイ
オードの容量変化が共振回路に影響しないこととなる。
こうして、デジタル信号がもたらす2つの状態によって
共振回路の周波数が適正に切り替えられる。
記デジタル信号によりダイオードに順方向バイアス電圧
が印加されると、当該ダイオードは導通状態となり、ダ
イオードのカソードに接続されたコンデンサを介して接
地されたことと等価になる。一方、前記デジタル信号に
よりダイオードに逆バイアス電圧が印加されると、当該
ダイオードは容量となるがそのインピーダンスが大きい
ために開放状態と等価になる。この開放状態では、ダイ
オードの容量変化が共振回路に影響しないこととなる。
こうして、デジタル信号がもたらす2つの状態によって
共振回路の周波数が適正に切り替えられる。
【0011】さらに、請求項3に記載の発明では、請求
項2に記載の発明において、前記ダイオードの両端と前
記バイアス切替回路との間には、発振周波数に対して大
きなインピーダンスを有する低周波通過素子を設けてい
る。かかる場合、例えばインダクタやローパスフィルタ
(LPF)からなる低周波通過素子により、前記デジタ
ル信号の入力側と発振回路の共振回路側とが分離でき、
雑音の混入が防止されることになる。
項2に記載の発明において、前記ダイオードの両端と前
記バイアス切替回路との間には、発振周波数に対して大
きなインピーダンスを有する低周波通過素子を設けてい
る。かかる場合、例えばインダクタやローパスフィルタ
(LPF)からなる低周波通過素子により、前記デジタ
ル信号の入力側と発振回路の共振回路側とが分離でき、
雑音の混入が防止されることになる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明を電圧制御発振器
(VCO)の周波数切替装置として具体化した一実施の
形態について、図面を用いて説明する。
(VCO)の周波数切替装置として具体化した一実施の
形態について、図面を用いて説明する。
【0013】図1は、本実施の形態における周波数切替
回路10の構成を示す電気回路図であり、図2は、図1
の周波数切替回路10を組み込んだ電圧制御発振器30
の構成を示す電気回路図である。装置全体の概要を説明
すれば、電圧制御発振器30は、制御電圧に応じてその
内部の共振回路部分の構成により発振周波数を調整する
ものであって、これに対して周波数切替回路10は、電
圧制御発振器30の発振周波数を必要に応じて2つの周
波数帯域に切り替えるものである。以下には、先ず本実
施の形態の要部である周波数切替回路10の構成及びそ
の動作を図1を用いて説明する。
回路10の構成を示す電気回路図であり、図2は、図1
の周波数切替回路10を組み込んだ電圧制御発振器30
の構成を示す電気回路図である。装置全体の概要を説明
すれば、電圧制御発振器30は、制御電圧に応じてその
内部の共振回路部分の構成により発振周波数を調整する
ものであって、これに対して周波数切替回路10は、電
圧制御発振器30の発振周波数を必要に応じて2つの周
波数帯域に切り替えるものである。以下には、先ず本実
施の形態の要部である周波数切替回路10の構成及びそ
の動作を図1を用いて説明する。
【0014】図1の周波数切替回路10において、コン
デンサ(リアクタンス素子)11の一端は後述する電圧
制御発振器30の共振回路部分に接続されるようになっ
ており、他端はスイッチ用ダイオード12のアノードに
接続されている。同ダイオード12のカソードは、電圧
制御発振器30の発振周波数に対して十分にインピーダ
ンスの低いコンデンサ13を介して接地されている。
デンサ(リアクタンス素子)11の一端は後述する電圧
制御発振器30の共振回路部分に接続されるようになっ
ており、他端はスイッチ用ダイオード12のアノードに
接続されている。同ダイオード12のカソードは、電圧
制御発振器30の発振周波数に対して十分にインピーダ
ンスの低いコンデンサ13を介して接地されている。
【0015】ダイオード12の両端には、インダクタ
(低周波通過素子)14,15を介してバイアス切替回
路20が接続されている。ここで、インダクタ14,1
5は、発振周波数に対して十分に大きなインピーダンス
を有しており、このインダクタ14,15により切替信
号側と電圧制御発振器30の共振回路側とが分離され雑
音の混入が抑制されるようになっている。
(低周波通過素子)14,15を介してバイアス切替回
路20が接続されている。ここで、インダクタ14,1
5は、発振周波数に対して十分に大きなインピーダンス
を有しており、このインダクタ14,15により切替信
号側と電圧制御発振器30の共振回路側とが分離され雑
音の混入が抑制されるようになっている。
【0016】バイアス切替回路20において、信号入力
端子16に接続された信号線17は2つに分岐され、そ
の一方の信号線は反転器21及び電流制限抵抗22を介
して前記ダイオード12のアノード側(インダクタ1
4)に接続されている。また、他方の信号線はそのまま
前記ダイオード12のカソード側(インダクタ15)に
接続されている。なお、電流制限抵抗22は、反転器2
1が正の電圧を出力するときの電流を制限し、回路を保
護する役割をなす。
端子16に接続された信号線17は2つに分岐され、そ
の一方の信号線は反転器21及び電流制限抵抗22を介
して前記ダイオード12のアノード側(インダクタ1
4)に接続されている。また、他方の信号線はそのまま
前記ダイオード12のカソード側(インダクタ15)に
接続されている。なお、電流制限抵抗22は、反転器2
1が正の電圧を出力するときの電流を制限し、回路を保
護する役割をなす。
【0017】信号入力端子16に印加される切替信号
は、電位差がVpのデジタル信号であって、「0」又は
「1」の単極性信号としてその時々の必要に応じて切り
替えられるようになっている。即ち、信号電圧が0のと
き、切替信号は「0」となり、信号電圧がVpのとき、
切替信号は「1」となる。因みに、前記ダイオード12
は、順方向電圧が図3に示すVzを超えるとそれに流れ
る電流が急激に増加する特性を有しており、前記切替信
号が持つ電圧Vpは、図3のVzよりも大きな値に設定
されている(Vp>Vz)。
は、電位差がVpのデジタル信号であって、「0」又は
「1」の単極性信号としてその時々の必要に応じて切り
替えられるようになっている。即ち、信号電圧が0のと
き、切替信号は「0」となり、信号電圧がVpのとき、
切替信号は「1」となる。因みに、前記ダイオード12
は、順方向電圧が図3に示すVzを超えるとそれに流れ
る電流が急激に増加する特性を有しており、前記切替信
号が持つ電圧Vpは、図3のVzよりも大きな値に設定
されている(Vp>Vz)。
【0018】従って、切替信号が「0」のとき、ダイオ
ード12のカソードには0Vが印加されると共に、アノ
ードには切替信号が反転器15により反転されて正の電
圧Vpが印加される。つまり、ダイオード12は、順方
向のバイアスにより導通状態となる。このとき、コンデ
ンサ11の共振回路接続側の逆側は、導通状態のダイオ
ード12と、発振周波数に対して十分インピーダンスの
低いコンデンサ13とを介して接地されているため、共
振回路との接続端は直接接地された状態と等価になる。
ード12のカソードには0Vが印加されると共に、アノ
ードには切替信号が反転器15により反転されて正の電
圧Vpが印加される。つまり、ダイオード12は、順方
向のバイアスにより導通状態となる。このとき、コンデ
ンサ11の共振回路接続側の逆側は、導通状態のダイオ
ード12と、発振周波数に対して十分インピーダンスの
低いコンデンサ13とを介して接地されているため、共
振回路との接続端は直接接地された状態と等価になる。
【0019】他方、切替信号が「1」のとき、ダイオー
ド12のカソードには正の電圧Vpが印加されると共
に、アノードには切替信号が反転器15により反転され
て0Vが印加される。この状態ではダイオード12に逆
方向バイアス電圧が印加され、当該ダイオード12は容
量となるが、その値はコンデンサ11と比べて十分小さ
く、またインピーダンスは大きくなる。そのため、共振
回路との接続端は解放状態と等価になる。つまり、コン
デンサ11の共振回路接続側の逆側は、解放状態と等価
のダイオード12に接続されているため、その状態は共
振回路にコンデンサ11が接続されていない状態と等価
になる。
ド12のカソードには正の電圧Vpが印加されると共
に、アノードには切替信号が反転器15により反転され
て0Vが印加される。この状態ではダイオード12に逆
方向バイアス電圧が印加され、当該ダイオード12は容
量となるが、その値はコンデンサ11と比べて十分小さ
く、またインピーダンスは大きくなる。そのため、共振
回路との接続端は解放状態と等価になる。つまり、コン
デンサ11の共振回路接続側の逆側は、解放状態と等価
のダイオード12に接続されているため、その状態は共
振回路にコンデンサ11が接続されていない状態と等価
になる。
【0020】こうして、上記構成の周波数切替回路10
においては、前記切替信号の「0」又は「1」の単極性
信号により導通又は開放の2つの状態が切り替えられる
こととなる。
においては、前記切替信号の「0」又は「1」の単極性
信号により導通又は開放の2つの状態が切り替えられる
こととなる。
【0021】次いで、電圧制御発振器30の構成及びそ
の動作を図2を用いて説明する。電圧制御発振器30は
大別して、発振信号を生成する発振部31と、出力側に
接続されるインピーダンス等、負荷の影響(位相特性や
反射率等)が発振部31に及びにくくするバッファ部3
2とから構成されている。発振部31では、ディスクリ
ート部品を用いた可変容量ダイオード311、コンデン
サ312a,312b,312c,312d,312e
及びインダクタ313により共振回路部が形成されてい
る。この場合、制御電圧端子33から制御電圧が入力さ
れると、各部から発生したノイズがトランジスタ314
によって増幅されると共に、前記共振回路部(311,
312a〜312e,313)によって所定の周波数だ
けが選択され、正帰還としてトランジスタ314にフィ
ードバックされる。この一連の動作により発振信号が生
成されるようになっている。
の動作を図2を用いて説明する。電圧制御発振器30は
大別して、発振信号を生成する発振部31と、出力側に
接続されるインピーダンス等、負荷の影響(位相特性や
反射率等)が発振部31に及びにくくするバッファ部3
2とから構成されている。発振部31では、ディスクリ
ート部品を用いた可変容量ダイオード311、コンデン
サ312a,312b,312c,312d,312e
及びインダクタ313により共振回路部が形成されてい
る。この場合、制御電圧端子33から制御電圧が入力さ
れると、各部から発生したノイズがトランジスタ314
によって増幅されると共に、前記共振回路部(311,
312a〜312e,313)によって所定の周波数だ
けが選択され、正帰還としてトランジスタ314にフィ
ードバックされる。この一連の動作により発振信号が生
成されるようになっている。
【0022】前記生成された発振信号は、その直流成分
がバッファ部32のコンデンサ321によってカットさ
れた後、同じくバッファ部32のトランジスタ322に
入力される。さらに同信号は、トランジスタ322によ
って増幅され、インダクタ323及びコンデンサ324
からなる共振器で周波数選択がなされると共に、その
後、コンデンサ325にて直流分がカットされ、出力端
子35より出力される。なお、バッファ部32のトラン
ジスタ322のエミッタは、前記発振部31のトランジ
スタ314のコレクタに接続されている。バッファ部3
2のコンデンサ326は、電源電圧を交流的に短絡して
いる。また、コンデンサ327は、前記トランジスタ3
22に接続されたトランジスタ314のコレクタ部分を
高周波的に短絡し、出力端子35の発振周波数を所望の
値にマッチングさせている。
がバッファ部32のコンデンサ321によってカットさ
れた後、同じくバッファ部32のトランジスタ322に
入力される。さらに同信号は、トランジスタ322によ
って増幅され、インダクタ323及びコンデンサ324
からなる共振器で周波数選択がなされると共に、その
後、コンデンサ325にて直流分がカットされ、出力端
子35より出力される。なお、バッファ部32のトラン
ジスタ322のエミッタは、前記発振部31のトランジ
スタ314のコレクタに接続されている。バッファ部3
2のコンデンサ326は、電源電圧を交流的に短絡して
いる。また、コンデンサ327は、前記トランジスタ3
22に接続されたトランジスタ314のコレクタ部分を
高周波的に短絡し、出力端子35の発振周波数を所望の
値にマッチングさせている。
【0023】ここで、発振部31の抵抗315、及びバ
ッファ部32の抵抗328,329は、各部のトランジ
スタ314,322のベースにバイアス電圧を供給す
る。また、発振部31の抵抗316は、各トランジスタ
314,322のコレクタに流れる電流を決定する役割
をなす。
ッファ部32の抵抗328,329は、各部のトランジ
スタ314,322のベースにバイアス電圧を供給す
る。また、発振部31の抵抗316は、各トランジスタ
314,322のコレクタに流れる電流を決定する役割
をなす。
【0024】以上説明した電圧制御発振器30では、制
御電圧端子33から入力される電圧により可変容量ダイ
オード311の容量値が決定されるため、制御電圧に応
じて共振回路部の共振周波数が変化し、これにより発振
信号の周波数も変化する。なお、これら各部で消費され
る電力は、電源端子34から供給されるようになってい
る。
御電圧端子33から入力される電圧により可変容量ダイ
オード311の容量値が決定されるため、制御電圧に応
じて共振回路部の共振周波数が変化し、これにより発振
信号の周波数も変化する。なお、これら各部で消費され
る電力は、電源端子34から供給されるようになってい
る。
【0025】そして、上記電圧制御発振器30において
は、周波数切替回路10に入力される単極性デジタル信
号(切替信号)がもたらす2つの状態に応じて、異なっ
た共振点を呈する。そのため、図4の制御電圧−周波数
特性図に示すように、切替信号に応じて発振周波数が2
つの周波数帯域に適宜切り替えられることとなる。
は、周波数切替回路10に入力される単極性デジタル信
号(切替信号)がもたらす2つの状態に応じて、異なっ
た共振点を呈する。そのため、図4の制御電圧−周波数
特性図に示すように、切替信号に応じて発振周波数が2
つの周波数帯域に適宜切り替えられることとなる。
【0026】以下、上記詳述した本実施の形態により得
られる効果を説明する。 (a)本実施の形態における周波数切替回路10では、
電圧制御発振器30の発振周波数を切り替えるためのダ
イオード12を備え、単極性の切替信号によって順方向
又は逆方向のバイアス電圧をダイオード12に選択的に
印加するようにした。要するに、ダイオード12に負の
バイアス(逆方向バイアス電圧)を与えると、その容量
値が安定することに着目し、従来技術ではバイアスをか
けない状態を用いて発振周波数を切り替えていたのに対
して、本実施の形態では負のバイアスを用いて発振周波
数を切り替えるようにした。つまり、ダイオード12の
容量と逆方向バイアス電圧との関係を示す図5によれ
ば、ダイオード12に逆方向バイアス電圧(例えば2ボ
ルト)を印加することによって振幅e(ボルト)の雑音
が加わった場合の容量の変化bは、バイアスを印加しな
かった場合(従来の場合)の容量の変化aに比べて十分
に小さくなっていることが分かる(b≪a)。このこと
から、ダイオード自らが発生する雑音や外来の雑音によ
って容量値が大きく変化するといった不都合が抑制さ
れ、電圧制御発振器30の発振周波数が安定する。
られる効果を説明する。 (a)本実施の形態における周波数切替回路10では、
電圧制御発振器30の発振周波数を切り替えるためのダ
イオード12を備え、単極性の切替信号によって順方向
又は逆方向のバイアス電圧をダイオード12に選択的に
印加するようにした。要するに、ダイオード12に負の
バイアス(逆方向バイアス電圧)を与えると、その容量
値が安定することに着目し、従来技術ではバイアスをか
けない状態を用いて発振周波数を切り替えていたのに対
して、本実施の形態では負のバイアスを用いて発振周波
数を切り替えるようにした。つまり、ダイオード12の
容量と逆方向バイアス電圧との関係を示す図5によれ
ば、ダイオード12に逆方向バイアス電圧(例えば2ボ
ルト)を印加することによって振幅e(ボルト)の雑音
が加わった場合の容量の変化bは、バイアスを印加しな
かった場合(従来の場合)の容量の変化aに比べて十分
に小さくなっていることが分かる(b≪a)。このこと
から、ダイオード自らが発生する雑音や外来の雑音によ
って容量値が大きく変化するといった不都合が抑制さ
れ、電圧制御発振器30の発振周波数が安定する。
【0027】特に、ダイオード12に逆方向バイアス電
圧をかけた際には、周波数切替回路10の共振回路接続
端が開放状態となるため、ダイオード12の容量変化が
共振回路に影響を及ぼすといった問題がより確実に回避
できる。その結果、周波数の帯域切替を行う発振回路を
使用する通信機において、従来技術に比べて通信品質が
向上するといった効果が得られる。
圧をかけた際には、周波数切替回路10の共振回路接続
端が開放状態となるため、ダイオード12の容量変化が
共振回路に影響を及ぼすといった問題がより確実に回避
できる。その結果、周波数の帯域切替を行う発振回路を
使用する通信機において、従来技術に比べて通信品質が
向上するといった効果が得られる。
【0028】(b)周波数切替回路10において、ダイ
オード12の両端とバイアス切替回路20との間に、発
振周波数に対して大きなインピーダンスを有するインダ
クタ(低周波通過素子)14,15を設けた。かかる場
合、前記切替信号の入力側と電圧制御発振器20の共振
回路側とが分離でき、雑音の混入を防止することができ
る。
オード12の両端とバイアス切替回路20との間に、発
振周波数に対して大きなインピーダンスを有するインダ
クタ(低周波通過素子)14,15を設けた。かかる場
合、前記切替信号の入力側と電圧制御発振器20の共振
回路側とが分離でき、雑音の混入を防止することができ
る。
【0029】次に、上記周波数切替回路10及び電圧制
御発振器30の構成の一部を変更して具体化した他の実
施形態について、図6〜図10を用いて説明する。但
し、下記に示す形態において上記実施の形態と同様の構
成については、同一の部品番号を付すと共に、その説明
を簡略化する。
御発振器30の構成の一部を変更して具体化した他の実
施形態について、図6〜図10を用いて説明する。但
し、下記に示す形態において上記実施の形態と同様の構
成については、同一の部品番号を付すと共に、その説明
を簡略化する。
【0030】図6〜図8は、前記周波数切替回路10の
構成を変更した形態を示す電気回路図であり、これらは
何れもバイアス切替回路についてその一部を変更してい
る。図6に示すバイアス切替回路40では、切替信号に
応じたバイアスの状態を上記図1の構成に対して反転さ
せている。つまり、信号入力端子16に接続された信号
線17は前記図1と同様に2つに分岐され、その一方の
信号線は電流制限抵抗42を介して前記ダイオード12
のアノード側(インダクタ14)に接続されている。ま
た、他方の信号線は反転器41を介して前記ダイオード
12のカソード側(インダクタ15)に接続されてい
る。
構成を変更した形態を示す電気回路図であり、これらは
何れもバイアス切替回路についてその一部を変更してい
る。図6に示すバイアス切替回路40では、切替信号に
応じたバイアスの状態を上記図1の構成に対して反転さ
せている。つまり、信号入力端子16に接続された信号
線17は前記図1と同様に2つに分岐され、その一方の
信号線は電流制限抵抗42を介して前記ダイオード12
のアノード側(インダクタ14)に接続されている。ま
た、他方の信号線は反転器41を介して前記ダイオード
12のカソード側(インダクタ15)に接続されてい
る。
【0031】図6の周波数切替回路10では、切替信号
が「0」のとき、ダイオード12のカソードには正の電
圧Vpが、アノードには0Vが印加される。この状態で
ダイオード12には逆方向バイアス電圧が印加され、ダ
イオード12は容量となるが、その値がコンデンサ11
に比べて十分小さいため、同ダイオード12は解放状態
と等価になる。つまり、コンデンサ11の共振回路接続
側の逆側は、解放状態と等価のダイオード12に接続さ
れているため、その状態は共振回路(電圧制御発振器3
0)にコンデンサ11が接続されていない状態、即ち周
波数切替回路10の共振回路接続端が開放された状態と
等価になる。
が「0」のとき、ダイオード12のカソードには正の電
圧Vpが、アノードには0Vが印加される。この状態で
ダイオード12には逆方向バイアス電圧が印加され、ダ
イオード12は容量となるが、その値がコンデンサ11
に比べて十分小さいため、同ダイオード12は解放状態
と等価になる。つまり、コンデンサ11の共振回路接続
側の逆側は、解放状態と等価のダイオード12に接続さ
れているため、その状態は共振回路(電圧制御発振器3
0)にコンデンサ11が接続されていない状態、即ち周
波数切替回路10の共振回路接続端が開放された状態と
等価になる。
【0032】他方、切替信号が「1」のとき、ダイオー
ド12のカソードには0Vが、アノードには正の電圧V
pが印加される。つまり、ダイオード12は、順方向の
バイアスにより導通状態となる。このとき、コンデンサ
11の共振回路接続側の逆側は、導通状態のダイオード
12と発振周波数に対して十分インピーダンスの低いコ
ンデンサ13とを介して接地されているため、共振回路
との接続端は直接接地された状態と等価になる。
ド12のカソードには0Vが、アノードには正の電圧V
pが印加される。つまり、ダイオード12は、順方向の
バイアスにより導通状態となる。このとき、コンデンサ
11の共振回路接続側の逆側は、導通状態のダイオード
12と発振周波数に対して十分インピーダンスの低いコ
ンデンサ13とを介して接地されているため、共振回路
との接続端は直接接地された状態と等価になる。
【0033】また、図7に示すバイアス切替回路50に
おいて、信号入力端子16はそのままダイオード12の
アノード側(インダクタ14)に接続されている。ま
た、電源電圧が抵抗51,52により分圧され、所定の
電圧値Vcを有する抵抗51,52の分圧点がダイオー
ド12のカソード側(インダクタ15)に接続されてい
る。但しかかる構成では、切替信号=1の時の電圧Vp
がVc+Vzよりも大きな電圧となっている(Vp>V
c+Vz)。
おいて、信号入力端子16はそのままダイオード12の
アノード側(インダクタ14)に接続されている。ま
た、電源電圧が抵抗51,52により分圧され、所定の
電圧値Vcを有する抵抗51,52の分圧点がダイオー
ド12のカソード側(インダクタ15)に接続されてい
る。但しかかる構成では、切替信号=1の時の電圧Vp
がVc+Vzよりも大きな電圧となっている(Vp>V
c+Vz)。
【0034】従って、切替信号が「0」のとき、ダイオ
ード12のアノードには0Vが、カソードには抵抗5
1,52により分圧された正の電圧Vcが印加される。
この状態では、ダイオード22に逆方向バイアス電圧が
印加され、ダイオード12が容量となって共振回路との
接続端は解放状態と等価になる。
ード12のアノードには0Vが、カソードには抵抗5
1,52により分圧された正の電圧Vcが印加される。
この状態では、ダイオード22に逆方向バイアス電圧が
印加され、ダイオード12が容量となって共振回路との
接続端は解放状態と等価になる。
【0035】また、切替信号が「1」のとき、ダイオー
ド12のカソードには正の電圧Vpが、アノードにはV
cが印加される。このとき、Vp−Vc>Vzであるた
め、ダイオード12に順方向バイアス電圧が印加され、
ダイオード12は導通状態となる。従って、コンデンサ
11の共振回路接続端は、導通状態のダイオード12と
コンデンサ13とを介して直接接地された状態と等価に
なる。
ド12のカソードには正の電圧Vpが、アノードにはV
cが印加される。このとき、Vp−Vc>Vzであるた
め、ダイオード12に順方向バイアス電圧が印加され、
ダイオード12は導通状態となる。従って、コンデンサ
11の共振回路接続端は、導通状態のダイオード12と
コンデンサ13とを介して直接接地された状態と等価に
なる。
【0036】さらに、図8に示すバイアス切替回路60
では、切替信号に応じたバイアスの状態を上記図7の構
成に対して反転させている。つまり、信号入力端子16
はそのままダイオード12のカソード側(インダクタ1
5)に接続されている。また、電源電圧が抵抗61,6
2により分圧され、所定の電圧値Vcを有する抵抗6
1,62の分圧点がダイオード12のアノード側(イン
ダクタ14)に接続されている。
では、切替信号に応じたバイアスの状態を上記図7の構
成に対して反転させている。つまり、信号入力端子16
はそのままダイオード12のカソード側(インダクタ1
5)に接続されている。また、電源電圧が抵抗61,6
2により分圧され、所定の電圧値Vcを有する抵抗6
1,62の分圧点がダイオード12のアノード側(イン
ダクタ14)に接続されている。
【0037】図8の構成では、切替信号が「0」若しく
は「1」の場合の動作が、前記図7の場合と逆になる。
即ち、切替信号=0では、順方向バイアス電圧がダイオ
ード12に印加され、切替信号=1では、逆方向バイア
ス電圧がダイオード12に印加されることとなる。
は「1」の場合の動作が、前記図7の場合と逆になる。
即ち、切替信号=0では、順方向バイアス電圧がダイオ
ード12に印加され、切替信号=1では、逆方向バイア
ス電圧がダイオード12に印加されることとなる。
【0038】以上図6〜図8で示す周波数切替回路10
においては何れも、前記図1の周波数切替回路10と同
様に、前記切替信号の「0」又は「1」の単極性信号に
より導通又は開放の2つの状態が切り替えられ、それに
より、共振回路(電圧制御発振器30)が異なった共振
点を示して発振周波数が所望の値又は帯域に切り替えら
れることになる。
においては何れも、前記図1の周波数切替回路10と同
様に、前記切替信号の「0」又は「1」の単極性信号に
より導通又は開放の2つの状態が切り替えられ、それに
より、共振回路(電圧制御発振器30)が異なった共振
点を示して発振周波数が所望の値又は帯域に切り替えら
れることになる。
【0039】次に、図9及び図10は、周波数切替回路
10の構成をより具体的に示し、それを前記図2で説明
した電圧制御発振器30に組み込んだ構成例を示す電気
回路図である。
10の構成をより具体的に示し、それを前記図2で説明
した電圧制御発振器30に組み込んだ構成例を示す電気
回路図である。
【0040】図9は、前記図1,図2に示すバイアス切
替回路20の反転器21をトランジスタを用いて構成し
ている。かかる場合、トランジスタ71及び抵抗72,
73により反転器21が構成され、トランジスタ71の
コレクタには抵抗74を介して電源が接続されている
(但しその他、回路設計上必要となる詳細な構成の説明
は省略する)。
替回路20の反転器21をトランジスタを用いて構成し
ている。かかる場合、トランジスタ71及び抵抗72,
73により反転器21が構成され、トランジスタ71の
コレクタには抵抗74を介して電源が接続されている
(但しその他、回路設計上必要となる詳細な構成の説明
は省略する)。
【0041】上記構成において、切替信号が「0」であ
れば、トランジスタ71がオフとなり、ダイオード12
のアノードが電源電圧に保持されると共に、ダイオード
12のカソードが0Vに保持される。つまり、ダイオー
ド12には順方向バイアス電圧が印加され、当該ダイオ
ード12は導通状態となる。
れば、トランジスタ71がオフとなり、ダイオード12
のアノードが電源電圧に保持されると共に、ダイオード
12のカソードが0Vに保持される。つまり、ダイオー
ド12には順方向バイアス電圧が印加され、当該ダイオ
ード12は導通状態となる。
【0042】また、切替信号が「1」であれば、トラン
ジスタ71がオンとなり、ダイオード12のアノードが
0Vに保持されると共に、ダイオード12のカソードが
電圧Vpに保持される。つまり、ダイオード12には逆
方向バイアス電圧が印加され、当該ダイオード12は安
定した容量値を呈する。その一方で、共振回路との接続
端は開放状態となる。
ジスタ71がオンとなり、ダイオード12のアノードが
0Vに保持されると共に、ダイオード12のカソードが
電圧Vpに保持される。つまり、ダイオード12には逆
方向バイアス電圧が印加され、当該ダイオード12は安
定した容量値を呈する。その一方で、共振回路との接続
端は開放状態となる。
【0043】他方、図10は、リアクタンス素子として
のコンデンサをインダクタ81,82に変更して構成し
ている。上記図9及び図10の何れの場合においても、
ダイオード12が導通又は開放の2つの状態が切り替え
られ、それにより、電圧制御発振器30が異なった共振
点を示し、発振周波数が図4に示すように所望の値又は
帯域に切り替えられることになる。
のコンデンサをインダクタ81,82に変更して構成し
ている。上記図9及び図10の何れの場合においても、
ダイオード12が導通又は開放の2つの状態が切り替え
られ、それにより、電圧制御発振器30が異なった共振
点を示し、発振周波数が図4に示すように所望の値又は
帯域に切り替えられることになる。
【0044】なお、本発明は、上記各実施の形態の他に
も次の形態にて実現できる。 (1)上記実施の形態では、周波数切替回路に用いる低
周波通過素子をインダクタにて構成したが、これを変更
してもよい。要は、低周波域のみを通過させるものであ
ればよく、RCフィルタやLCフィルタなどにて具体化
することもできる。
も次の形態にて実現できる。 (1)上記実施の形態では、周波数切替回路に用いる低
周波通過素子をインダクタにて構成したが、これを変更
してもよい。要は、低周波域のみを通過させるものであ
ればよく、RCフィルタやLCフィルタなどにて具体化
することもできる。
【0045】(2)上記実施の形態では、電圧制御発振
器に対して周波数切替回路を1つだけ組み込んだ事例に
ついて説明したが、周波数切替回路を複数組み込むこと
も可能である。この場合、3つ以上の周波数又は周波数
帯域の切り替えが可能となる。
器に対して周波数切替回路を1つだけ組み込んだ事例に
ついて説明したが、周波数切替回路を複数組み込むこと
も可能である。この場合、3つ以上の周波数又は周波数
帯域の切り替えが可能となる。
【0046】(3)上記実施の形態では、図2等に示す
構成の電圧制御発振器(VCO)に本発明の周波数切替
装置を具体化したが、これに限定されるものではなく、
他の構成の電圧制御発振器、又は他の発振回路に具体化
してもよい。要は、複数の周波数若しくは周波数帯域に
切り替えることを必要とする発振回路であれば、任意に
適用できる。
構成の電圧制御発振器(VCO)に本発明の周波数切替
装置を具体化したが、これに限定されるものではなく、
他の構成の電圧制御発振器、又は他の発振回路に具体化
してもよい。要は、複数の周波数若しくは周波数帯域に
切り替えることを必要とする発振回路であれば、任意に
適用できる。
【図1】発明の実施の形態における周波数切替装置の基
本構成を示す電気回路図。
本構成を示す電気回路図。
【図2】周波数切替回路を電圧制御発振器に組み込んだ
構成を示す電気回路図。
構成を示す電気回路図。
【図3】ダイオードの順方向電圧と電流との関係を示す
グラフ。
グラフ。
【図4】制御電圧−周波数特性を示すグラフ。
【図5】ダイオードの容量特性を示すグラフ。
【図6】周波数切替回路の他の形態を示す電気回路図。
【図7】周波数切替回路の他の形態を示す電気回路図。
【図8】周波数切替回路の他の形態を示す電気回路図。
【図9】周波数切替回路及び電圧制御発振器のより具体
的な構成を示す電気回路図。
的な構成を示す電気回路図。
【図10】周波数切替回路及び電圧制御発振器のより具
体的な構成を示す電気回路図。
体的な構成を示す電気回路図。
【図11】従来技術における周波数切替装置の構成を示
す電気回路図。
す電気回路図。
10…周波数切替回路、11…コンデンサ、12…ダイ
オード、13…コンデンサ、14,15…低周波通過素
子としてのインダクタ、20…バイアス切替回路、30
…発振回路としての電圧制御発振器(VCO)、40,
50,60…バイアス切替回路。
オード、13…コンデンサ、14,15…低周波通過素
子としてのインダクタ、20…バイアス切替回路、30
…発振回路としての電圧制御発振器(VCO)、40,
50,60…バイアス切替回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福井 伸治 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 沼田 晃志 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内
Claims (3)
- 【請求項1】高周波信号を発振する発振回路に適用さ
れ、複数の周波数若しくは周波数帯域を単極性の電気的
デジタル信号によって切り替える周波数切替装置におい
て、 前記発振回路の発振周波数を切り替えるためのダイオー
ドを備え、前記デジタル信号によって順方向バイアス電
圧又は逆方向バイアス電圧を前記ダイオードに選択的に
印加するようにしたことを特徴とする発振回路の周波数
切替装置。 - 【請求項2】前記ダイオードのアノードをリアクタンス
素子を介して前記発振回路に接続すると共に、カソード
をコンデンサを介して接地し、当該ダイオードの両端に
は順方向バイアス電圧又は逆方向バイアス電圧を印加す
るためのバイアス切替回路を接続した請求項1に記載の
発振回路の周波数切替装置。 - 【請求項3】前記ダイオードの両端と前記バイアス切替
回路との間には、発振周波数に対して大きなインピーダ
ンスを有する低周波通過素子を設けた請求項2に記載の
発振回路の周波数切替装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8269990A JPH10117109A (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | 発振回路の周波数切替装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8269990A JPH10117109A (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | 発振回路の周波数切替装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10117109A true JPH10117109A (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=17480036
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8269990A Withdrawn JPH10117109A (ja) | 1996-10-11 | 1996-10-11 | 発振回路の周波数切替装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10117109A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6522211B1 (en) | 1999-03-01 | 2003-02-18 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Frequency-switching oscillator and communication apparatus using same |
| US6998915B2 (en) | 2002-01-17 | 2006-02-14 | Nec Corporation | Apparatus for switching matching circuit in mobile communication terminal |
-
1996
- 1996-10-11 JP JP8269990A patent/JPH10117109A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6522211B1 (en) | 1999-03-01 | 2003-02-18 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Frequency-switching oscillator and communication apparatus using same |
| US6998915B2 (en) | 2002-01-17 | 2006-02-14 | Nec Corporation | Apparatus for switching matching circuit in mobile communication terminal |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040106 |