JPS6384303A

JPS6384303A - 低雑音発振器

Info

Publication number: JPS6384303A
Application number: JP23058486A
Authority: JP
Inventors: Takao Asaka; 浅香　孝雄
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1986-09-29
Filing date: 1986-09-29
Publication date: 1988-04-14
Also published as: JPH0357642B2

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】イ、「発明の目的Ｊ〔産業上の利用分野〕本発明は、低雑音の発振出力信号が得られる発振器に関
するものである。

〔従来の技術〕

低雑音の発振出力を得ることができる発振器として、水
晶振動子を流れる励振電流を基にして発振出力を取出す
方式の低雑音発振器が知られている。この方式は水晶振
動子にフィルタの役目をさせることにより、純度が高い
信号を得ようとするものである。

第４図はこのような方式を用いた低雑音発振器の構成例
を示す図である。この第４図はＨＥ　Ｗ　ＬＥＴＴ−Ｐ
ＡＣＫＡＲＤジャーナル　ｍａｒｃｈ　１９８１ｐｐ２
２〜２９“５ｃ−ｃｕｔ　ｑｕａｒｔｚ　ｏｓｃｉｌｌ
ａｔｏｒ　ｏｆｆ’ｅｒｓｉｍｐｒｏｖｅｄ　ｐｅｒｆ
ｏｒｍａｎｃｅ　”に記載されたものである。この第４
図は水晶振動子２０へ直列にベース接地回路を接続して
いる。そして、位相反転器Ｕにより水晶振動子２０の信
号の位相を１８０６シフトする。

また、水晶振動子２０→コンデンサＣ５→コンデンサＣ
６→トランジスタＴｒ→コンデンサＣｙのループにより
、信号の位相を更に１８０６シフトしている。なお、水
晶振動子２０はインダクタンスとして動作しており、他
のコンデンサとともにＬＣ回路を構成し、位相を１８０
６シフトしているのである。この第４図では、トランジ
スタＴｒのベース・エミッタ回路の低インピーダンスで
励振電流を受け、これを増幅して、コンデン）Ｊ−Ｃχ
の端子間から大きな出力信号を得るようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、以上のような手段は次の問題点を有している。

第４図の出力信号Ｖｏは、２つの回路（第４図には図示
していない）に加えられる。１つは発振出力を取出すた
めの出力バッフ７回路であり、もう１つは発振レベルを
一定に保つためのレベル制御回路である。この際、ベー
ス接地回路の出力側（トランジスタＴｒのコレクタ側〉
は、大きな出力信号Ｖｏを得るためにハイ・インピーダ
ンスとしたいが、接続した２つの回路のパターン容量等
のためハイ・インピーダンスに保つことが困難である。

即ち、第４図では、大きな出力信号を取出すことができ
ない。一方、パターン容量を減少させるため２つの回路
を近接すると、相互干渉により出力段の影響が発振ルー
プに現れ、発振出力信号を乱す問題が新たに生じる。

本発明の目的は、これらの問題を解決した低雑音発振器
を提供することである。

口、「発明の構成」〔問題点を解決するための手段〕本発明は、上記問題点を解決するために水晶振動子（２
０）を用いた発振回路（１０）と、この水晶振動子〈２
０）の励振電流を導入し、複数個の信号を出力するカレ
ント・ミラー回路と、このカレント・ミラー回路の出力
から励振電流の振幅に比例した信号を抽出し、励振電流
の振幅が一定となるように発振回路（１０）へ帰還をか
（プるレベル制御回路と、カレント・ミラー回路の出力から励振電流を抽出し発振
出力を得る出力バッファ回路と、からなる手段を講じた
ものである。

〔実施例〕

以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明に係る低雑音発振器の一実施例を示し
た図である。

同図において、１０は水晶振動子２０を用いた発振回路
であり、第１図ではコルピッツ発振回路の構成で描いで
ある。即ち、トランジスタＱ５のベースには水晶振動子
２０が接続される。更にこのベースとコレクタの間には
抵抗Ｒ１が接続される。また、ベースとエミッタの間に
はコンデンサＣ１が接続され、エミッタは抵抗Ｒ３とコ
ンデンサＣ２の並列回路を介して回路アースに接続され
る。更に、ベースには抵抗Ｒ２を介してレベル制御回路
からの発振振幅を制御する信号が加えられる。なお、発
振回路１０の構成はコルピッツ発振回路に限定するわけ
ではなく、他の発振回路としても良い。

３０はカレント・ミラー回路であり、水晶振動子２０か
ら導入した励振電流１ｑと同一電流値を出力として得る
ための回路である。もっとも、第１図では直流バイアス
された（Ｉｏ　＋ｉｑ　）の電流を出力として得るよう
にしている。このカレント・ミラー回路３０は、例えば
、トランジスタ特性が揃っておりかつ熱的にも同一な３
つのトランジスタＱ＋　、Ｑ２　、Ｑ３を有している。

このようなトランジスタはハイブリッドＩＣやモノリシ
ックＩＣの技術を用いて容易に構成することができる。

このＱ＋　、Ｑ２　、Ｑ３のベースは互いに接続されて
おり、抵抗、を介して電圧Ｖ＋に接続されている。

各エミッタは回路アースに接続される。また、トランジ
スタＱ１はベース・コレクタ間が接続されており、この
コレクタへ水晶振動子２０の励振電流Ｊ、ｑが導かれる
。抵抗Ｒ４に流れる直流電流を１ｏとすると、トランジ
スタＱ１のコレクタ電流は、（Ｉｏ　＋ｉｑ　）である
。各トランジスタＱ＋。

Ｑ２．Ｑ３のベース電位は共通であり、しかもトランジ
スタは同一の特性であるから、Ｑ２　、　Ｑ３のコレク
タからも電流（Ｔｏ　＋ｉｑ　）が取出される。

４０はレベル制御回路であり、励振電流ｉ％の発振レベ
ルを検出し、この値（１９）が一定となるように発振回
路１０にフィードバックをかける回路である。このレベ
ル制御回路４０は、ありふれた回路を用いることができ
、例えばその構成例を第２図に示す。第２図のＡ、Ｂは
第１図の同一記号に相当する。第２図ではコンデンナＣ
７により交流成分ｉ７のみを取出しく直流成分Ｉｏはカ
ット）、ダイオードＤ２により整流して、この１ｐの振
幅に比例した直流電圧をコンデンサ０日にチャージして
いる。このコンデンサ０日のチャージ電圧は抵抗、を介
して発振回路１０のトランジスタＱ５のベースに加えら
れ、ベース電位を制御する。従ってトランジスタＱ５の
ゲインは１ｇの振幅により変化し、その結果、水晶振動
子２０の励振電流１ｑの振幅が一定となるように動作す
る。

５０は出力バッファ回路であり、発振出力を得るための
回路である。この出力バッファ回路５０はありふれた回
路を用いることができ、例えばその構成例を第３図に示
す。第３図のＣ，Ｄは第１図の同一記号に相当する。こ
の第３図では、コンデンサＣ９により交流成分ｉ７のみ
を取出し、これをトランジスタＱ６で増幅してコレクタ
から出力している。

このように第１図の低雑音発振器では、カレント・ミラ
ー回路３０に水晶振動子２０の励振電流ｉ５が導入され
、直流バイアスされた２つの電流（Ｉｏ＋ｉｓ）がこの
カレント・ミラー回路３０から取出される。一方の電流
（Ｉｏ　＋ｉｑ　）は、レベル制御回路４０により、そ
の交流成分１ｇの振幅に比例した信号となり、発振回路
１０のトランジスタＱ５のゲインを制御して水晶振動子
２０の励振電流ｉ９の振幅を一定にしている。

他方の電流（Ｉｏ　＋ｉｑ　）は、出力バッファ５０に
より、その交流成分１１が取出され、発振出力となる。

第１図の低雑音発振器では、水晶振動子２０へ直列に入
る抵抗弁は、トランジスタＱ、のベース・エミッタ接合
であり、これは、小さい抵抗値とすることができる。従
って、水晶振動子２０を含む発振回路のＱ″に及ばず影
響は小さい。即ち、純度の高い発振出力を得ることがで
きる。

一方、出力信号はトランジスタＱ２　、Ｑ３のコレクタ
から取出すため、充分高いレベルとすることができる。

更に、出力段に応じてトランジスタＱ２．Ｑ３を用いて
いるので、それぞれの回路部分でコレクタ側の配線が最
小となるように配置できる。

また、それぞれ別のゲインを持たせることもできる。こ
のように本発明はそれぞれの回路を独立に構成すること
ができるので設計の自由度が増し、実際の回路でも相互
干渉をな（せる配置が可能となる。

なお、以上では、共振器に水晶振動子を用いた例で説明
したが、共振器を水晶振動子に限定するわけではなく、
“Ｑ”が高い共振器であれば水晶振動子以外のものであ
っても良い。

また、カレント・ミラー回路３０の構成は第１図に限定
するわけではなく、例えばウィルソン型カレント・ミラ
ー回路等でも良い。

ハ、「本発明の効果」以上述べたように、本発明によればカレント・ミラー回
路を用いたことにより出力として複数個の出力が取出す
ことができる。これにより各出力回路（例えば、出力バ
ッファ回路やレベル制御口路）で任意のゲインを持たせ
ることができるようになる。その結果、回路の配置でも
、出力側のハイ・インピーダンス部分のパターンがそれ
ぞれで最小になるように配置でき、相互干渉の影響を少
なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る低雑音発振器の構成例を示す図、
第２図は第１図のレベル制御回路の構成例を示す図、第
３図は第１図の出力バッファ回路の構成例を示す図、第
４図は従来例を示す図である。１０・・・発振回路、２０・・・水晶振動子、３０・・
・カレント・ミラー回路、４０・・・レベル制御回路、
５０・・・出力バッフ７回路。第１図枯ａ回路ＯＯ六しントミラー回（各第２図Ｖす

Claims

【特許請求の範囲】水晶振動子（２０）を用いた発振回路（１０）と、この
水晶振動子（２０）の励振電流を導入し、複数個の信号
を出力するカレント・ミラー回路と、このカレント・ミ
ラー回路の出力から励振電流の振幅に比例した信号を抽
出し、励振電流の振幅が一定となるように発振回路（１
０）へ帰還をかけるレベル制御回路と、カレント・ミラー回路の出力から励振電流を抽出し発振
出力を得る出力バッファ回路と、を備えたことを特徴とする低雑音発振器。