JPS62204615A - 電圧制御発振器 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電圧制御発振器の周諷数クランプ回路に係り
、特にゲインの高い電圧制御発振器に好適な周波数クラ
ンプ回路に関する。

〔従来の技術〕

従来の電圧制御発振器と、これを使ったＰＬＬは、特開
昭５９−１１５６２３号公報に記載のように位相比較器
、フィルタ、電圧制御発振器、振幅制限器から構成され
ている。ここで振幅制限器は、ツェナーダイオードある
いはダイオードであり、フィルタの電位をある範囲にク
ランプする。仁のとき、電圧制御発振器の発振側＃電圧
がクランプされたことになるので、発振周波数も制＃電
圧に従った範囲にクランプされる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、電圧制御発振器の発振側＃電圧が十分
広く変化する場合に有効であるが、発掘制御電圧があま
り変化しない場合、有効なりランプ効果を発揮しないと
いう問題があっ九。

すなわち、従来技術では、フィルタの電位をツエナーダ
イオードなどで制限していたが、その制限電圧範囲には
物理的な’＋１ｉｌＪ約があり、あまりζこ倣小な電圧
範囲、例えば０．１ｖ等の値に制限−写せることはでき
ない。一方、応答性の高いｔ）Ｌ　Ｌでは高利得の′電
圧制御発振器を使うが、この場合、発振。

制御１４圧のわずかな５動によっても、発振周波数は大
きく変りする。したがって、高利得の電圧制御発振器の
屹娠周波数範囲をクランプしようとした場合従来技術で
は所望のクランプ範囲に抑えることが内端であった。

不発明の目的は、従来の問題点を解決し、高利得の電圧
制御発振器においても、所望のクランプ範囲に抑えるこ
とのできる電圧制御発振器を提供することである。

〔間賄点を解決するための手段〕

本発明においては、上記目的を達成するために、１：圧
制御発振器中の電圧電流変換部分と電流制御発振部分と
の間に電流付加回路部分を設け、かつ電圧電流変換部分
は、一定の範囲を越えた入力端子に対して出力が飽和す
る特性を付与し念。

〔作用〕

電圧電流変換部分では発振制御電圧を一流に変換するが
、このとき変換後の゛ぼ流振幅をある範囲に制限する。

この変換電流に′電流付加回路部分で一定の電流を付加
すること（こより、次段の電流制御発振部分の入力電流
を所定の範囲に制限する。

その結果、電圧制御発振器全体としては、その発振周波
数を任意の範囲に制限することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１１凶、第２図、第３図に
より説明する。

電圧制御発振器１は、電圧電流変換部２．電流付加部３
．及び″成流制御発檄部４からなり、制御電圧１０に従
い発振出力１１の周波数が変わる。この電圧制御発振器
１は、通常ＰＬＬ内で使われる。

Ｐ［、Ｌは、位相比較器５．チャージポンプ６、低域フ
ィルタ７及び電圧制御発振器１からなり、入力信号１２
と電圧制御発振器１の発掘出力１１との位相差を位相比
較器５で比較し、その比較結果からチャージポンプ６は
低域フィルタ７にチャージ′１流を供給する○低域フィ
ルタ７の電位１０は電圧制御発振器１の入力となる。

電圧制御発振器１のさらに詳細な内部構成を第３図に示
す。電圧電流変換部２はトランジスタ２１゜トランジス
タ２２．抵抗２５．抵抗２４．抵抗２５．及び電圧源２
６からなる。トランジスタ２１とトランジスタ２２で差
動増幅器を構成している。“電流付加部３はトランジス
タ５０．トランジスタ５１．　ｇ抗５２．　及び抵抗５
５からなる。

電圧制御発振器１は全体としては、制御電圧１０を入力
として発振出力１１を出す。このうち、電圧ＩＩ流変換
部２は、制御電圧１０と電圧源２６とを入力とする差動
増幅器として動作する。その入力電圧１０と変換電流１
４との関係を第２図（ａ）に示す。入力端子がｖＬ以下
のとき変換′１流は０であり、入力電圧がＶＨ以上のと
き変換電流はｉｐである。入力電圧範囲がｖＬと■Ｈの
間は、入力’ｔｌｔ圧にほぼ比例し念変換′峨流を得る
。この直圧電流変換特注は、一般的な差動増幅器のもの
である。

電圧１流変換部２の変換′一流１４が一流付加部５の入
力となる。この電流付加部３では、電流１４に一定電流
ｉｏを付加して出力する。この電流１３を電流制御発振
部４の入力とする。電流付加部３では、電流１４が流れ
る抵抗３２における電圧降下分とトランジスタ５０のベ
ース・エミッタ間の電圧降下分の和に等しい電圧が抵抗
３３に印加される。したがって、抵抗３３並びにトラン
ジスタ５１に流れる電流は次の（１）式で示すことがで
きる。

ここで Ｉｓａは抵抗６３とトランジスタ３１に流れる電流。

ＶＥＲはトランジスタ３０のベース・エミッタ間の電圧
降下。

１１４は抵抗３２とトランジスタ３０に流れる電流。

Ｒｓｚ　ｓ　Ｒｓｚは抵抗３２．抵抗３５の抵抗値。

（１）式から、電流１５は電流１４に比例する項と、は
ぼ一定値を持つ項の２項から生成されていることがわか
る。（１）式で、Ｒ３３とＲ３２を適当に選択すること
により、定数項と変数項の比を所望の値とすることかで
きることもわかる。

電流付加部３からの電流１３によって電流制御発振部４
は発振するが、その特性を第２図（ｂ）に示す。

すなわち、入力電流ｌこほぼ比例して発振周波数が変化
する。この特性は一般的な電流制御発振器のものである
。

電圧電流変換部２．電流付加部３．及び電流制御発振部
４を合わせると電圧制御発振器１として動作する。その
特性を第２図（ｅ）に示す。この特性は、電圧電流変換
部２．電流付加部３．及び電流制御発振部４の特性を重
ね合わせたものである。

入力電圧がｖＬより小のとき、下限周波数ｆＬで発振し
、入力電圧がｖＨより大のとき、上限周波数ｆＨで発振
する。入力電圧範囲がｖＬとｖＨの間は、入力電圧にほ
ぼ比例して発振周波数が変化する。電圧電流変換部２に
用いた差動増幅回路は、感度の高いものである。０．１
〜０．５ｖ程度の低い電圧差で十分動作するので、電圧
制御発振器としての入力電圧Ｖｔ。

とｖＨの差を十分率さな値に抑えることができる。

また、電流付加部６の抵抗比を変えることにより周波数
変化部分と周波数固定部分の比を所望の値に調整できる
。このように、本発明の電圧制御発振器は、高利得でか
つ周波数クランプ範囲を所望の値に設定できるものであ
る。

第４図は本発明の他の実施例である。′電圧電流変換部
２はトランジスタ４１．トランジスタ４２．抵抗４３．
抵抗４４．抵抗４５．及び電圧源４６からなり、トラン
ジスタ４１とトランジスタ４２で差動増幅器を構成して
いる。電流付加部３はトランジスタ５０゜トランジスタ
５１．抵抗５２．及び抵抗５３からなる。

電圧電流変換部２と電流付加部３の動作は、第３図の例
も第４図の例も基本的には同一であり、その違いは、Ｎ
ＰＮ）ランジスタのかわりにＰＮＰトランジスタを、Ｐ
ＮＰトランジスタのかわりにＮＰＮ）ランジスタを用い
ている点にある。その為、電流付加部３の出力電流が、
電流吸い込み形となるので、そのままでは電流制御発振
部４とつながらない。そこで、電流ミラー回路６０を用
いて、掃き出し電流に変換している。

〔発明の効果〕

本発明によれば、高利得の電圧制御発振器においても、
所望の範囲に周波数をクランプすることのできる電圧制
御発振器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構成図、第２図は本発
明の動作特性を示す図、第３図は本発明の一実施例の構
成図、第４図は本発明の他の実施例の構成図である。 ２・・・電圧電流変換部　３・・・電流付加部４・・・
電流制御発振部　５０．３１・・・トランジスタ３２．
３５・・・抵抗 、／４ｆ＋＋ 乗２　図 第　３７ Ｌ　　　　＋　　　　−−−−Ｊ 第　４　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電圧電流変換部と電流制御発振部を有する電圧制御
   発振器において、前記電圧電流変換部と前記電流制御発
   振部の間に電流付加部を設け、かつ前記電圧電流変換部
   は、一定の範囲を越えた入力電圧に対して出力が飽和す
   るものであることを特徴とする電圧制御発振器。 ２、前記電流付加部は、前記電圧電流変換部からの変換
   電流を通す第１のトランジスタと第１の抵抗、及び付加
   電流を通す第２のトランジスタと第２の抵抗を有し、該
   第１のトランジスタのベース・エミッタ間の電圧降下分
   と該第１の抵抗の電圧降下分の和が該第２の抵抗の電圧
   降下分とほぼ等しくなるように接続したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の電圧制御発振器。