JPS6058714A - 電圧制御発振器 - Google Patents

電圧制御発振器

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Publication number
JPS6058714A
JPS6058714A JP58165908A JP16590883A JPS6058714A JP S6058714 A JPS6058714 A JP S6058714A JP 58165908 A JP58165908 A JP 58165908A JP 16590883 A JP16590883 A JP 16590883A JP S6058714 A JPS6058714 A JP S6058714A
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JP
Japan
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capacitor
transistor
resistor
controlled oscillator
voltage controlled
Prior art date
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Pending
Application number
JP58165908A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Koga
古賀 隆史
Juichi Hitomi
寿一 人見
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/027Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of logic circuits, with internal or external positive feedback
    • H03K3/03Astable circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/26Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback
    • H03K3/28Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback
    • H03K3/281Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator
    • H03K3/282Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator astable
    • H03K3/2821Emitters connected to one another by using a capacitor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明はエミッタ結合型無安定マルチバイブレータを
用いた電圧制御発振器に関する。
〔発明の技術的背景〕
電子機器1例えばFMyR1111!器、 PLL回路
、電圧/周波数コンバータ等に於いては、一般に電圧制
御発振器がしばしば用いられる。
第1図に、従来のエミッタ結合型無安定マルチバイブレ
ータを用いた電圧制御発振器を示し、その動作を説明す
る。トランジスタQ1〜Qγ、抵抗R17R1、電圧源
V1%電流源Il 、I。
及びコンデンサCはエミッタ結合型無安定マルチバイブ
レータを構成し、トランジスタQg 。
Q9及び抵抗R3,R4は電圧源■2からの制御電圧v
Xを電流に変換し、上記マルチバイブレータの動作電流
を作るように構成している。
第2図に動作時の各部A、B、C,Dの波形及びスイッ
チング動作するトランジスタQt+Qs、Qa及びQ7
の状態をオン(ハイレベル)、オフ(ロウレベル)で示
している。区間T、に於いては、トランジスタQa+Q
yがオンしておシ、正帰還ループによりトランジスタQ
+ rQ6はオフしている。このときのコンデンサCの
電流路は、トランジスタQ7のエミッタ→コンデンサC
→トランジスタQ8のコレクタであシ、トランジスタQ
8のコレクタ電流で決定される電流がコンデンサCに流
れる。この状態では、トランジスタQ7がオンしている
ので、そのエミッタ電位は固定されている為、コンデン
サCの充電が進むにつれ、トランジスタQ6のエミッタ
電位が低下し、ついにはトランジスタQ6がオンする。
トランジスタQ6がオンした直後にトランジスタQ1も
オンし、正帰還ループによりトランジスタQ11.Q7
はオフとなって区間T3の状態となる。このように区間
T 、。
T!の状態を繰シ返えし、発振が維持される。
ここで、この回路の理想的な発振周波数F□をめる。区
間T2の状態に於けるトランジスタQll、Q7の6−
7電位vB6(2) l R7(1) ハTvB6(2
)=vOO−VBII2−vBII5 °°(1)vB
7(2)=vOO”ref−vnil−vBB4 ・(
2)但し、voo;電源子Bの電圧 ■r6f:電圧源Vsの!圧 ”B]Wrt : )ランジメタQn (n=1〜9)
のベース・エミッタ間順方向降下電 圧(以下の式に於いても同様) となる。このとき、トランジスタQ6がオンしているの
で、トランジスタQ6のエミッタ電位vB6C2)は式
(1)よシ、 vB6(2) =v00 ”BEl ’B15−vBE
6 °−(3)となって固定されている。一方、トラン
ジスタQtはオフしているので、トランジスタQ7のエ
ミッタ電位vI、7 (2)はコンデンサCの充電とと
もに下がっている。したがって、区間T2の終シに77
HするトランジスタQ7のエミッタ電位vP37(2)
Bが式(2)に示すトランジスタQ7のベース電位vB
 7 (2)よシそのベース・エミッタ間順方向降下電
圧VBE7だけ小さくなったとき、つまシ、”R7(2
’la=”Co ”ref ”BEl”BF2 ”BI
B7 ”’(’)となった瞬間、回路状態は反転し、区
間T1の状態になる。このとき、トランジメタQ7のエ
ミッタ電位V□7(1)は、このトランジスタQ7がオ
フからオンに切シ換わるので、瞬時に、vFt7(1)
−voo−vBB2−vBB4−vBB7 °°(5)
に変化する。トランジスタQ7のエミッタ電位がvII
I 7 (2) BからvB 7 (1)に瞬時に変化
し、そノ’4位差は式(4ン、(5)から V17(1) ’E7(2) W ref ”・(6)
5− となる。但し、全てのトランジスタのベース・エミッタ
間順方向降下電圧vBBnは等しいものとする。この電
位差V、。、はそのままコンデンサCの他端でおるトラ
ンジスタQ6のエミッタに伝送され、区間1里の初期に
於けるトランジスタQ6のエミッタ電位V。6(1)s
は式(3)よシ、vB6(1) 8 =v00−vBB
2 ’B115−VB?、6 +vref ”’ (7
)となる。この状態から、コンデンサCは前の区間T2
のときとは逆方向に充電を開始し、トランジスタQ6の
エミッタ電位が下がシ如め、これが、 v116(1)El=v00 ”ref −VBll!
5 ’B115−vBI6 °°(8)となった瞬間に
、回路状態は区間T1から再び区間T−となる。
一方、区間TIの間、トランジスタQ7めエミッタ電位
vIll 7 (1)はこのトランジスタQ7がオンし
ているので、 ■117(1)−voo ”BEl−vB14− ■B
M? ”’ (9)6− で一定である。
したがって、1つの区間内のコンデンサCの両端の電位
差ΔVoの変化量は式(7) 、 (8)よシΔV=V
 −V OR6(1)B R6(1)B=2vref ””’と
なる。但し、全てのトランジスタのベース・エミッタ間
順方向降下電圧vBEnは等しいものとする0 またコンデンサCに流れる電流は区間T、ではトランジ
スタQ8のコレクタ電流で決定され、区間T2ではトラ
ンジスタQ9のコレクタ電流で決定される。ここで、ト
ランジスタQsトQeが同一特性のトランジスタであり
、かつ抵抗R3,R4の抵抗値が等しいとすると、トラ
ンジスタQs、Qsのコレクタ電流は等しくなる。
この電流をi。とすると、第1図から明らかなように、
電流i。は制御電圧v0によってその値が制御されるよ
うになっている。以上、第2図に示す区間TI+T2の
時間tをめると、但シ、C&:コンデンサCの容量値 となる。したがって、理想的な発振周波数Fiは一般期
が2tであるので、 となる。つまシ、制御電圧VIによって電流i。
を制御することによって、電流i。に対して直線的に発
振周波数F、を制御できる。
〔背景技術の問題点〕
しかしながら、実際の回路に於いては、素子の寄生容量
や配線の浮遊容量によって動作に遅延が生ずる。この遅
延は区間Tl とT2との返転時に起υ、第3図に示す
ように、各部A、B。
C,Dの波形及びΔvoの立ち上がシ時及び立ち下がり
時にそれぞれτ 及びτ6□の遅延時間を1 もつようになる。この遅延時間τ 及びτ、2を1 考慮した実際の発振周波数Fは、 となる。式α初≧られかるように、実際の発振周波数F
rも電流i。によりて制御できるが、電流i。に対する
発振周波数Fの直線性は(τ、1+τ、2)の項の為に
失われる。さらに、(τ、1+τd2)は常に一定であ
る為、発振周波数Fが大きくなるように(時間tが小さ
くなるよ°うに)制御するほど、非直線性が大きく現わ
れてくるという欠点がある。このような回路の制御電圧
v0に対す発振周波数の関係を第4図に示す。図から、
発振周波数が大きくなるほど、非直線性が大きく現れる
ことがわかる。
〔発明の目的〕
この発明は上記の事情に対処すべくなされたもので、制
御電圧に対する発振周波数の直線性をよくすることがで
きる電圧制御発振器を提供することを目的とする。
9− 〔発明の概要〕 この発明は、例えば第5図で説明するならば、充電用の
コンデンサCを挿入すべきトランジスタQ6 、Q7の
エミッタ間に対して、コンデンサCと抵抗Rとの直列回
路を挿入するように構成したものである。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を詳細に説明
する。第5図は一実施例の回路図である。第5図に於い
て先の第1図と異なる点はコンデンサCに直列に抵抗R
が接続されていることである。すなわち、抵抗Rとコン
デンサCとの直列回路がトランジスタQ6.Q7のエミ
ッタ間に挿入されている。
上記構成に於いて動作を説明する。抵抗Rにはコンデン
サCの充電電流イ。が流れるので、その両端の電位差Δ
vRは常に、 ΔvR=i、、・Ra・・・a→ 但し、R8:抵抗Rの抵抗値 となる。抵抗Rが表い場合のコンデンサCの両10− 端室位差Δ■oは式α1よ” 2vr@fとなっている
ので、第5図の場合のコンデンサCの両端電位差Δvc
 (R)は、 Δvc(R) =2vref −’c ”’aとなる。
したがって、素子の遅延時間τ、1゜τ4□を考慮した
ときの発振周波数Fr(R)は、先の弐〇罎と同様にし
て、 となる。ここで、 となるように、抵抗Rの抵抗値Rを選べば、式αQはい
かなる電流ioの値に対しても、となり、弐αので示し
た理想的な場合と同一の式になり、発振周波数Fr(R
)は電流ieKよって直線的に変化する。
これをコンデンサCの両端電圧で表わすと第6図のよう
になる。第6図はR,=Oの場合(従来の場合)とR1
−(τ4.十τd2)/2caの場合(この実施例の場
合)を示す。後者の場合、い ゛かなる電流i0の値に
対しても周期が2tとなり、理想的な場合と同一となる
。なお、第6図に於いて、時間t′は、 として現わされる。
第7図は抵抗値R8を/4ラメータとして制御電圧v1
に対する発振周波数F、の関係を示す。図から、RIL
= (f、1+fd2)/2 Cノ場合は特性面11j
直線性を示し、これ以外の場合は非直線性を示すことが
わかる。
第8図はこの発明の他の実施例を示す回路図である。こ
の実施例は抵抗Rを2つの抵抗RA。
RBに分け、これら抵抗RA、RBをそれぞれコンデン
サCの一端、他端に直列に接続したものである。このよ
うな構成に於いても先の実施例と同様の効果を得ること
ができる。
また、このような構成の他の利点としては、この回路を
平導体集積回路として、コンデンサCを外付けした場合
、このコンデンサCを接続゛する為の端子11.12が
必要となるが、抵抗RA、 RBをそれぞれ端子11.
12の過大電流防止用として利用できることである。こ
の効果を最も効果的に得るには、抵抗RA I RBの
抵抗値を−b にするとよい。
〔発明の効果〕
このようにこの発明によれば、エミッタ結合型無安定マ
ルチバイブレークを用いた電圧制御発振器に於いて、エ
ミッタ結合用のコンデンサに抵抗を直列に付加すること
によって、制御電圧に対して発振周波数の直線性が極め
て良く、かつ手導体集積回路化に好適な電圧制御発振器
を提供することができる。
13−
【図面の簡単な説明】
第1図はエミッタ結合型無安定マルチバイブレータを用
いた従来の電圧制御発振器を示す回路図、第2図は第1
図の回路の各部の理想波形を説明する為の信号波形図、
第3図は第1図の回路の各部の実際波形を説明する為の
信号波形図、第4図は第1図に示す回路に於ける制御電
圧に対する発振周波数を示す特性図、第5図はこの発明
に係る電圧制御発振回路の一実施例を示す回路図、第6
図はエミッタ結合用のコンデンサの両端電圧を第1図の
回路と第2図の回路とで比較して示す信号波形図、第7
図は第5図の回路に於ける制御電圧に対する発振周波数
の関係を示す回路図、第8図はこの発明の他の実施例の
要部を示す回路図である。 Q1〜Q9・・・トランジスタ、RI 5−R4,R。 RA、 RB・・・抵抗、C・・・コンデンサ、十B・
・・電源、V、、V2・・・電圧源、Il 、I2・・
・電流源、11.12・・・端子。 14− 第2図 第3図 第4図 旬御吃万■ 第6囚 第7図 第8FI!J シ17 C12R8

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) コンデンサがエミッタ間に接続された第1、第
    2のトランジスタと。 これら第1.第2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の負荷と。 第記第1のトランジスタのコレクタと前記第2のトラン
    ジスタのベース間及び前記第2のトランジスタのコレク
    タと前記第1のトランジスタのベース間に挿入される帰
    還手段と。 前記第1.第2のトランジスタのエミッタにそれぞれ接
    続される第1.第2の電圧制御電流源とを具備したエミ
    ッタ結合無安定マルチバイブレータ型電圧制御発振器に
    於いて。 前記コンデンサに抵抗を直列接続し、該直列回路を前記
    第1.第2のトランジスタのエミッタ間に挿入するよう
    に構成したことを特徴とする電圧制御発振器・
  2. (2)前記抵抗の抵抗値が前記電圧制御発振器の発振出
    力の1周期中に含まれる遅延時間の総和を前記コンデン
    サの容量値の2倍の値で除した値かそれに近い値である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の電圧制御
    発振器。
  3. (3) 前記抵抗は第1.第2の2つの抵抗から成シ、
    各抵抗が前記コンデンサの一端側、他端側に直列接続さ
    れていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    電圧制御発振器。
JP58165908A 1983-09-09 1983-09-09 電圧制御発振器 Pending JPS6058714A (ja)

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JPS6110313A (ja) * 1984-06-26 1986-01-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd マルチバイブレ−タ

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JPS6110313A (ja) * 1984-06-26 1986-01-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd マルチバイブレ−タ

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