JPS59221009A - 可変周波数発振回路 - Google Patents
可変周波数発振回路Info
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- JPS59221009A JPS59221009A JP58095354A JP9535483A JPS59221009A JP S59221009 A JPS59221009 A JP S59221009A JP 58095354 A JP58095354 A JP 58095354A JP 9535483 A JP9535483 A JP 9535483A JP S59221009 A JPS59221009 A JP S59221009A
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- H03B—GENERATION 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
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- H03B5/32—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator
- H03B5/36—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator active element in amplifier being semiconductor device
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- H03B—GENERATION 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
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- H03B2200/0092—Measures to linearise or reduce distortion of oscillator characteristics
Landscapes
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、リニアリティの良好な可変周波数発振回路
に関する。
に関する。
背景技術とその問題点
電圧あるいは電流により発振周波数を制御できるように
した可変周波数発振回路は、■COあるいはCCOと呼
ばれているが、この■COあるいはCCOはLC発振タ
イプとマルチバイブレークタイプとに大別できる。
した可変周波数発振回路は、■COあるいはCCOと呼
ばれているが、この■COあるいはCCOはLC発振タ
イプとマルチバイブレークタイプとに大別できる。
そして、一般に、LC発振タイプでは、共振回路に可変
容量ダイオードを使用し、これに制御電圧を供給して発
振周波数を可変し、マルチバイブレークタイプでは、コ
ンデンサの充放電電流を制御したり、スレッショールド
レベルを制御したりして発振周波数を可変している。
容量ダイオードを使用し、これに制御電圧を供給して発
振周波数を可変し、マルチバイブレークタイプでは、コ
ンデンサの充放電電流を制御したり、スレッショールド
レベルを制御したりして発振周波数を可変している。
しかし、LC発振タイプでは、可変容量ダイオードとし
て超階段接合のものを使用すると、IC化に適さず、一
般のPN接合のものを使用すると、可変容量範囲が小さ
いので、可変周波数範囲が狭くなってしまう。
て超階段接合のものを使用すると、IC化に適さず、一
般のPN接合のものを使用すると、可変容量範囲が小さ
いので、可変周波数範囲が狭くなってしまう。
また、マルチパイブレークタイプでは、発振の安定度が
悪く、C/Nも悪い■COあるいはCCOをしか実現で
きず、LC発振タイプと同等以上の性能はとζも望むこ
とができない。
悪く、C/Nも悪い■COあるいはCCOをしか実現で
きず、LC発振タイプと同等以上の性能はとζも望むこ
とができない。
そこで、これらの問題点を一掃したCCOとして第1図
に示すようなものが考えられている。
に示すようなものが考えられている。
すなわち、第1図において、トランジスタQ1のコレク
タが電源端子T1に接続され、そのエミッタと接地との
間に定電流源Q2が接続され、そのコレクタとベースと
の間に抵抗器R1及び固体振動子X1が並列接続される
と共に、そのベースとエミッタとの間にコンデンサC1
が接続され、このエミッタに出力端子T2が接続される
。
タが電源端子T1に接続され、そのエミッタと接地との
間に定電流源Q2が接続され、そのコレクタとベースと
の間に抵抗器R1及び固体振動子X1が並列接続される
と共に、そのベースとエミッタとの間にコンデンサC1
が接続され、このエミッタに出力端子T2が接続される
。
また、トランジスタQ3.Q4のエミッタが互いに接続
されると共に、このエミッタと接地との間に可変定電流
源Q5が接続されて差動アンプ(1)が構成される。さ
らに、トランジスタQ4.Q?のエミッタが端子T1に
接続され、それらのベースが互いに接続されると共に、
トランジスタQ6のコレクタに接続されてトランジスタ
Q6を入力端とし、かつ、端子T1を基準電位点とする
カレントミラー回路(2)が構成される。そして、トラ
ンジスタQ3.Q4のコレクタがトランジスタQe。
されると共に、このエミッタと接地との間に可変定電流
源Q5が接続されて差動アンプ(1)が構成される。さ
らに、トランジスタQ4.Q?のエミッタが端子T1に
接続され、それらのベースが互いに接続されると共に、
トランジスタQ6のコレクタに接続されてトランジスタ
Q6を入力端とし、かつ、端子T1を基準電位点とする
カレントミラー回路(2)が構成される。そして、トラ
ンジスタQ3.Q4のコレクタがトランジスタQe。
Q7のコレクタにそれぞれ接続されて反転アンプ(3)
が構成される。
が構成される。
さらに、トランジスタQ4のコレクタとベースとの間に
帰還用のコンデンサC2が接続され、トランジスタQ4
のベースが抵抗器R2を通してバイアス電源V1に接続
されると共に、トランジスタQ3のベースも電源■1に
接続される。また、トランジスタQ4のコレクタがトラ
ンジスタQ1のエミッタに接続される。
帰還用のコンデンサC2が接続され、トランジスタQ4
のベースが抵抗器R2を通してバイアス電源V1に接続
されると共に、トランジスタQ3のベースも電源■1に
接続される。また、トランジスタQ4のコレクタがトラ
ンジスタQ1のエミッタに接続される。
このような構成によれば、回路(11,(2)は、トラ
ンジスタQ4のベースを反転入力端、トランジスタQ4
.Q7のコレクタを出力端とする反転アンプ(3)とし
て働くので、この第1図の回路の交流等価回路は、第2
図に示すようになる。すなわち、アンプ(3)にはコン
デンサC2により負帰還がかかり、アンプ(3)の入力
端は抵抗器R2によりシャントされると共に、アンプ(
3)の出力端がトランジスタQ1のエミッタに接続され
るごとになる。
ンジスタQ4のベースを反転入力端、トランジスタQ4
.Q7のコレクタを出力端とする反転アンプ(3)とし
て働くので、この第1図の回路の交流等価回路は、第2
図に示すようになる。すなわち、アンプ(3)にはコン
デンサC2により負帰還がかかり、アンプ(3)の入力
端は抵抗器R2によりシャントされると共に、アンプ(
3)の出力端がトランジスタQ1のエミッタに接続され
るごとになる。
従って、このときのアンプ(3)の出力アドミッタンス
Yは、 ・・・ (1) ω : 角周波数 I5 : 電流源Q5の定電流 となり、これは抵抗と容量との直列回路と等価であり、
その容量のQは、 Q−1/ωC2R2 で示される。
Yは、 ・・・ (1) ω : 角周波数 I5 : 電流源Q5の定電流 となり、これは抵抗と容量との直列回路と等価であり、
その容量のQは、 Q−1/ωC2R2 で示される。
従って、
Q>>1
とすれば、アドミッタンスYは容量のみとみなすことが
でき、その等価容量Cつは、 となる。すなわち、トランジスタQ1のエミッタからア
ンプ(3)側を見たとき、これは容量Cxとみなすこと
ができる。
でき、その等価容量Cつは、 となる。すなわち、トランジスタQ1のエミッタからア
ンプ(3)側を見たとき、これは容量Cxとみなすこと
ができる。
従って、第2図の回路は、等測的にさらに第3図のよう
に示すことができる。そして、この第3図の回路はコル
ピッツ発振回路であり、これは振動子X1のインダクタ
ンス及び容gl C1,Cxの直列共振周波数で発振す
る。
に示すことができる。そして、この第3図の回路はコル
ピッツ発振回路であり、これは振動子X1のインダクタ
ンス及び容gl C1,Cxの直列共振周波数で発振す
る。
そして、このとき、等価容量Cxは(ii)式で示され
、これは電流15の大きさで変化する。従って、第1図
の回路は、コルピッツ発振回路であり、その発振周波数
は可変定電流源Q5の定電流ISにより可変できる。
、これは電流15の大きさで変化する。従って、第1図
の回路は、コルピッツ発振回路であり、その発振周波数
は可変定電流源Q5の定電流ISにより可変できる。
こうして、CCOを実現できるが、この場合、特に第1
図のCCOによれば、超階段接合の可変容量ダイオード
のような素子を必要としないので、IC化が容易である
。また、等価容量Cxが(ii)式で示され、電流I5
によって容量Cχを広い範囲にわたって変化させること
ができるので、可変周波数を広くできる。
図のCCOによれば、超階段接合の可変容量ダイオード
のような素子を必要としないので、IC化が容易である
。また、等価容量Cxが(ii)式で示され、電流I5
によって容量Cχを広い範囲にわたって変化させること
ができるので、可変周波数を広くできる。
さらに、このCCOは基本的にはLC発振なので、安定
度が高く、C/Nも良好である。そして、部品点数も少
ない。
度が高く、C/Nも良好である。そして、部品点数も少
ない。
また、トランジスタQ1のエミッタと、トランジスタQ
4..Q7のコレクタとの間には、直流電流は流れず、
これらの点の電位はトランジスタQ+によって決まるの
で、電源電圧Vccを低くすることができる。さらに、
アンプ(3)の出力端をトランジスタQ1に接続してい
るので、入力端を接続する場合に比べ、トランジスタQ
1のエミッタにおける発振信号レベルを大きくすること
ができる。
4..Q7のコレクタとの間には、直流電流は流れず、
これらの点の電位はトランジスタQ+によって決まるの
で、電源電圧Vccを低くすることができる。さらに、
アンプ(3)の出力端をトランジスタQ1に接続してい
るので、入力端を接続する場合に比べ、トランジスタQ
1のエミッタにおける発振信号レベルを大きくすること
ができる。
このように第1図のCCOには多くの長所がある。しか
し、このCCOoにおいては、等価容量Cxが制御電流
I5に対して(ii )式で示され、容量Cxが電流I
5に対してリニアに変化するので、電流I5に対する発
振周波数fは第4図に実線で示すようにノンリニアに変
化することになる。このため、発振周波数fのiaiい
範囲(第4図の上側)では発振周波数fに対する制御感
度が高く、発振周波数fの低い範囲(第4図の下側)で
は制御感度が低いので、使いにくい欠点がある。また、
このCCOをPLLに使用すると、発振周波数fにより
ループゲインが大幅に変化することになるので、希望す
る特性のPLLを得ることができない欠点がある。
し、このCCOoにおいては、等価容量Cxが制御電流
I5に対して(ii )式で示され、容量Cxが電流I
5に対してリニアに変化するので、電流I5に対する発
振周波数fは第4図に実線で示すようにノンリニアに変
化することになる。このため、発振周波数fのiaiい
範囲(第4図の上側)では発振周波数fに対する制御感
度が高く、発振周波数fの低い範囲(第4図の下側)で
は制御感度が低いので、使いにくい欠点がある。また、
このCCOをPLLに使用すると、発振周波数fにより
ループゲインが大幅に変化することになるので、希望す
る特性のPLLを得ることができない欠点がある。
発明の目的
この発明は、このような問題点を一掃しようとするもの
である。
である。
発明の概要
このため、この発明においては、トランジスタの指数関
数特性を利用して制御電流I5を補正して制御信号対発
振周波数特性をリニアにするものである。
数特性を利用して制御電流I5を補正して制御信号対発
振周波数特性をリニアにするものである。
実施例
すなわち、第5図において、定電流源Q5としてトラン
ジスタQ6のコレクタ・エミッタ間が接続される。
ジスタQ6のコレクタ・エミッタ間が接続される。
また、トランジスタQ11. Qj2のエミッタが互い
に接続されると共に、このエミッタと接地との間に定電
流源Q13が接続され、トランジスタQ、1゜Qj2の
ベースが制御端子Ttt、 T12に接続されて差動ア
ンプ(11)が構成される。さらに、トランジスタQ1
4. Qj6により端子T1を基準電位点とし、かつ、
トランジスタQ14を入力側とするカレントミラー回路
(12)が構成されると共に、トランジスタQ 14
、 Q 15のコレクタがトランジスタQ11゜Qj
、2のコレクタにそれぞれ接続されて非反転アンプ(1
3)が構成される。
に接続されると共に、このエミッタと接地との間に定電
流源Q13が接続され、トランジスタQ、1゜Qj2の
ベースが制御端子Ttt、 T12に接続されて差動ア
ンプ(11)が構成される。さらに、トランジスタQ1
4. Qj6により端子T1を基準電位点とし、かつ、
トランジスタQ14を入力側とするカレントミラー回路
(12)が構成されると共に、トランジスタQ 14
、 Q 15のコレクタがトランジスタQ11゜Qj
、2のコレクタにそれぞれ接続されて非反転アンプ(1
3)が構成される。
そして、トランジスタQ12. CLtsのコレクタ
がトランジスタQ16のベースに接続され、このトラン
ジスタQ16のエミッタが端子T1に接続されると共に
、端子T1とトランジスタQtsのベースとノ間に、ダ
イオード接続されたトランジスタQ1rと抵抗器R11
とが直列接続され、このトランジスタQ、17と抵抗器
R11との接続中点と、接地との間に定電流源Qieが
接続される。
がトランジスタQ16のベースに接続され、このトラン
ジスタQ16のエミッタが端子T1に接続されると共に
、端子T1とトランジスタQtsのベースとノ間に、ダ
イオード接続されたトランジスタQ1rと抵抗器R11
とが直列接続され、このトランジスタQ、17と抵抗器
R11との接続中点と、接地との間に定電流源Qieが
接続される。
さらに、トランジスタQ1Gのコレクタがトランジスタ
Q19のコレクタに接続されると共に、このトランジス
タQzsとトランジスタQ6とによりトランジスタQt
sを入力側とし、かつ、接地を基準電位点としてカレン
トミラー回路(14)が構成される。
Q19のコレクタに接続されると共に、このトランジス
タQzsとトランジスタQ6とによりトランジスタQt
sを入力側とし、かつ、接地を基準電位点としてカレン
トミラー回路(14)が構成される。
なお、端子T11とT12との間には制御電圧Eが供給
される。
される。
このような構成において、アンプ(13)から抵抗器R
11に向かって流れる電流を113とずれば、端子T
111 T 12に供給される制御電圧Eが、端子Tx
1が正となる極性のときには、I 13 > 0となり
、端子T12が正となる極性のときには11a<0とな
ると共に、この電流I 1gは制御電圧Eに対応し、E
=0ならば11a=0である。
11に向かって流れる電流を113とずれば、端子T
111 T 12に供給される制御電圧Eが、端子Tx
1が正となる極性のときには、I 13 > 0となり
、端子T12が正となる極性のときには11a<0とな
ると共に、この電流I 1gは制御電圧Eに対応し、E
=0ならば11a=0である。
そして、iaiのためトランジスタ01G、 Qj4
のベース電流を無視すれば、 Vsi+it I t3Rxt=VBix6V[]ε
xG、 Veizv : トランジスタQIB、 Q
j7のベース・エミッタ間 電圧 であるからトランジスタQ16のコレクタ電流11Gば
、 Ix6=Is (exp((Vag17113R11
)))T IS:トランジスタ016の飽和本流 となる。
のベース電流を無視すれば、 Vsi+it I t3Rxt=VBix6V[]ε
xG、 Veizv : トランジスタQIB、 Q
j7のベース・エミッタ間 電圧 であるからトランジスタQ16のコレクタ電流11Gば
、 Ix6=Is (exp((Vag17113R11
)))T IS:トランジスタ016の飽和本流 となる。
また、トランジスタQIGのコレクタ電流Itsはトラ
ンジスタQ1.sのコレクタ電流に等しく、トランジス
タQ1s、QBはカレントミラー回路(14)を構成し
ているので、 5−Ic6 ’:; I s (exp ((VBi+tt I
13R11) ) jT ・・・・・・(iii ) である。
ンジスタQ1.sのコレクタ電流に等しく、トランジス
タQ1s、QBはカレントミラー回路(14)を構成し
ているので、 5−Ic6 ’:; I s (exp ((VBi+tt I
13R11) ) jT ・・・・・・(iii ) である。
従って、113=0 (E−0)のときのコレクタ電
流I5を15(0)とすれば、 15 (o)= I s (exp (VB617)
)T ・・・・・・(iv ) であるから(iii)、 (iv)式からに’1 = esp (I x3Ru) T となる。すなわち、電流I5は、電流113に対して基
準の電流16 (0)から指数関数的に変化する。
流I5を15(0)とすれば、 15 (o)= I s (exp (VB617)
)T ・・・・・・(iv ) であるから(iii)、 (iv)式からに’1 = esp (I x3Ru) T となる。すなわち、電流I5は、電流113に対して基
準の電流16 (0)から指数関数的に変化する。
従って、発振周波数fは、電流113に対して第4図に
破線で示すようにほぼリニアに変化する。
破線で示すようにほぼリニアに変化する。
なお、I工3=0 (E=0)のときには、1−ランジ
スタQ1sのコレクタ電流Iz6は、トランジスタQ1
7のコレクタ電流に等しく、これは定電流源Q+8の定
電流118に等しいので、15=Izeであり、発振周
波数fは基準の周波数foである。
スタQ1sのコレクタ電流Iz6は、トランジスタQ1
7のコレクタ電流に等しく、これは定電流源Q+8の定
電流118に等しいので、15=Izeであり、発振周
波数fは基準の周波数foである。
こうして、この発明によれば、制御電圧Eあるいは制御
電流Ii3に対して発振周波数fをリニアに変化させる
ことができる。しかも、このリニアリティの補止をトラ
ンジスタの階数関数特性を利用して行っているので、制
御信号対発振周波数特性のばらつきや変動が少ない。
電流Ii3に対して発振周波数fをリニアに変化させる
ことができる。しかも、このリニアリティの補止をトラ
ンジスタの階数関数特性を利用して行っているので、制
御信号対発振周波数特性のばらつきや変動が少ない。
従って、発振周波数fにかかわらず一定の制御感度を得
ることができる。また、PLLにあってはループゲイン
が一定となり、容易に希望する特性を得ることができる
。
ることができる。また、PLLにあってはループゲイン
が一定となり、容易に希望する特性を得ることができる
。
第6図に示す例においては、トランジスタQ1をエミッ
タ接地とすると共に、カレントミラー回路 なお、上述において、必要に応じて容量Cxに並列また
は直列となるようにコンテンツを付加してもよい。
タ接地とすると共に、カレントミラー回路 なお、上述において、必要に応じて容量Cxに並列また
は直列となるようにコンテンツを付加してもよい。
発明の効果
制御信号に対して発振周波数をリニアに変化させること
ができる。しかも、IC化に好適であり、安定度やC/
Nも良好であると共に、可変周波数範囲も広い。また、
低電圧で動作することもでき、部品点数も少ない。
ができる。しかも、IC化に好適であり、安定度やC/
Nも良好であると共に、可変周波数範囲も広い。また、
低電圧で動作することもでき、部品点数も少ない。
第1図〜第4図1はこの発明を説明するための図、第5
図及び第6図はこの発明の一例の接続図である。 (3)は反転アンプである。 手続補正書 昭和58年11月22日 1、事件の表示 昭和58年特許願第 95354 号 2、 a ’J’l (’) 名4rF 可変周波数
発振回路3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京部品用区北品用6丁目7番35号名称(21
8) ソニー株式会社 代表取締役 大 賀 典 雄 6、補正により増加する発明の数 (1) 明細書中、第5頁4行の(i)式を次のよう
に訂正する。 ・・・ (i)」 (2) 同、第6頁1行の(ii )式を次のように
訂正する。 (3)同、第12頁2行の式を次のように訂正する。 (4) 図面中、第6図を別紙のように訂正する。 以上
図及び第6図はこの発明の一例の接続図である。 (3)は反転アンプである。 手続補正書 昭和58年11月22日 1、事件の表示 昭和58年特許願第 95354 号 2、 a ’J’l (’) 名4rF 可変周波数
発振回路3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京部品用区北品用6丁目7番35号名称(21
8) ソニー株式会社 代表取締役 大 賀 典 雄 6、補正により増加する発明の数 (1) 明細書中、第5頁4行の(i)式を次のよう
に訂正する。 ・・・ (i)」 (2) 同、第6頁1行の(ii )式を次のように
訂正する。 (3)同、第12頁2行の式を次のように訂正する。 (4) 図面中、第6図を別紙のように訂正する。 以上
Claims (1)
- 差動アンプとカレントミラー回路゛とが接続されて反転
アンプが構成され、この反転アンプの出力端と反転入力
端との間に帰還用のコンデンサが接続され、上記反転入
力端が抵抗器によりシャントされ、上記出力端が発振回
路の共振回路にその共振容量として接続され、第1及び
第2のトランジスタのエミッタが基vJf!、電位点に
接続され、上記第1及び第2のトランジスタのベース間
に別の抵抗器が接続され、上記第1のトランジスタのベ
ース及びコレクタが互いに接続されると共に、定電流源
−に接続され、上記第2のトランジスタのコレクタ電流
が上記差動アンプにその定電流源の定電流として供給さ
れ、上記第2のトランジスタのベースと上記別の抵抗器
との接続点に制御電流が供給されて発振周波数がriJ
変されるようにした可変周波数発振回路。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58095354A JPS59221009A (ja) | 1983-05-30 | 1983-05-30 | 可変周波数発振回路 |
| CA000453114A CA1215437A (en) | 1983-05-25 | 1984-04-30 | Variable frequency oscillating circuit |
| US06/606,605 US4581593A (en) | 1983-05-25 | 1984-05-03 | Variable frequency oscillating circuit |
| NL8401633A NL192166C (nl) | 1983-05-25 | 1984-05-22 | Schakeling voor het opwekken van een wisselstroomsignaal met een instel- bare frequentie. |
| GB08413273A GB2141299B (en) | 1983-05-25 | 1984-05-24 | Variable frequency oscillator |
| FR848408162A FR2546686B1 (fr) | 1983-05-25 | 1984-05-24 | Circuit oscillant a frequence variable se presentant sous forme d'un circuit integre |
| DE3419654A DE3419654C2 (de) | 1983-05-25 | 1984-05-25 | Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Wechselstromsignals mit steuerbarer Frequenz |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58095354A JPS59221009A (ja) | 1983-05-30 | 1983-05-30 | 可変周波数発振回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59221009A true JPS59221009A (ja) | 1984-12-12 |
| JPH0531844B2 JPH0531844B2 (ja) | 1993-05-13 |
Family
ID=14135318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58095354A Granted JPS59221009A (ja) | 1983-05-25 | 1983-05-30 | 可変周波数発振回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59221009A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04117004A (ja) * | 1990-08-31 | 1992-04-17 | Nec Ic Microcomput Syst Ltd | 電圧制御発振器 |
-
1983
- 1983-05-30 JP JP58095354A patent/JPS59221009A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04117004A (ja) * | 1990-08-31 | 1992-04-17 | Nec Ic Microcomput Syst Ltd | 電圧制御発振器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0531844B2 (ja) | 1993-05-13 |
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