CN101764572B - 高频科尔皮兹电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种即使在高频中也能够实现稳定的振荡、能够减小电路规模的高频科尔皮兹电路。该高频科尔皮兹电路除了振荡用的晶体管(Q1)之外，还设有反馈用的晶体管(Q2)，晶体管(Q1)的集电极连接在晶体管(Q2)的基极上，晶体管(Q2)的集电极经由电阻(R5)被施加电源电压，并且连接在输出端子上，该集电极经由反馈电阻(Rf)连接在晶体管(Q1)的基极上，在该基极上连接晶体振子、串联连接的电容器(C1)和电容器(C2)的一端，另一端接地，在晶体管(Q1)的发射极上连接有电容器(C1)和电容器(C2)之间的点，并且经由电阻(R4)接地。

Description

高频科尔皮兹电路

技术领域

本发明涉及一种高频科尔皮兹(Colpitts)电路，特别是涉及确保高频的负电阻且实现电路的稳定化的高频科尔皮兹电路。

背景技术

[现有的科尔皮兹电路：图6]

参照图6说明现有的科尔皮兹电路。图6是现有的科尔皮兹电路的结构图。

如图6所示，现有的科尔皮兹电路具备连接有晶体振子的端子(Port P1)、以及对晶体振子的振荡频率进行放大的晶体管Q1，在晶体管Q1的基极上连接有上述端子，在晶体管Q1的集电极上经由电阻R3施加有电源电压(VDC)，而且电源电压经由电阻R1连接在基极上，并且基极经由电阻R2接地。

另外，晶体管Q1的发射极经由电阻R4接地，另外基极经由串联串接的电容器C1和电容器C2接地，电容器C1和电容器C2之间的点连接在发射极上。并且，设有从集电极输出被放大的振荡频率的输出端子。

另外，在图7中示出图6中的科尔皮兹电路中的负电阻特性。图7是表示现有的科尔皮兹电路的负电阻特性的图。在图7中，横轴表示频率的值，纵轴表示负电阻的值。

在图7中，负电阻在200MHz以上被实现。

此外，作为相关联的现有技术，有日本特开2007-116487“高周波コルピッツ発振回路(高频科尔皮兹振荡电路)”(申请人：エプソントョコム株式会社)(专利文献1)。

在专利文献1中，具备科尔皮兹振荡电路和集电极接地放大电路，将科尔皮兹振荡电路的输出端子与集电极接地放大电路的输入端子相连接，将集电极接地放大电路的输出反馈连接到科尔皮兹振荡电路上。

另外，作为其它现有技术，有日本特开2004-266583“压電発振器(压电振荡器)”(申请人：東洋通信機株式会社)(专利文献2)。

在专利文献2中示出了如下结构：在科尔皮兹型压电振荡器中，将来自晶体管的发射极的信号反馈到基极，并且在发射极侧设有控制负电阻的谐振电路。

另外，作为其它现有技术，有日本特开2004-304667“压電発振器(压电振荡器)”(申请人：東洋通信機株式会社)(专利文献3)。

在专利文献3中示出了如下结构：在科尔皮兹型压电振荡器中，将来自FET晶体管TR2的源极的信号反馈到振荡用晶体管TR1的基极，在FET晶体管的漏极侧设有控制振荡频率的并联调谐电路。

专利文献1：日本特开2007-116487号公报

专利文献2：日本特开2004-266583号公报

专利文献3：日本特开2004-304667号公报

发明要解决的课题

然而，在上述现有的科尔皮兹电路中，为了确保高频的负电阻，必须使图6中的电容器C1、C2的电容值变小，但是如果过小，则变得容易受到图案(pattern)的影响、外部条件的影响，存在作为电路不够稳定的问题点。

此外，在上述现有的科尔皮兹电路中，认为稳定振荡的频率的界限值为200MHz～300MHz。

另外，在专利文献1～3中，没有构成为将来自反馈电路的晶体管的集电极的信号经由反馈电阻反馈到振荡用的晶体管的基极，没有考虑到使电路对应于高频并进一步减小电路规模的情形。

发明内容

本发明是鉴于上述现状而完成的，其目的在于提供一种在高频中也能够实现稳定的振荡、能够减小电路规模的高频科尔皮兹电路。

用于解决课题的手段

用于解决上述现有例子的问题点的本发明是在高频中实现振荡的高频科尔皮兹电路，其特征在于，设有对来自晶体振子的振荡频率信号进行放大的振荡用晶体管、以及将振荡用晶体管的集电极连接到基极上的反馈用晶体管，在振荡用晶体管的集电极上经由第一电阻被施加电源电压，在振荡用晶体管的基极上连接由串联连接的第一电容器和第二电容器的一端，串联连接的第一电容器和第二电容器的另一端接地，振荡用晶体管的发射极连接有第一电容器和第二电容器之间的点，并且经由第二电阻接地，反馈用晶体管的集电极经由第三电阻被施加电源电压，并且连接在输出端子上，该集电极经由反馈电阻连接在振荡用晶体管的基极上。

本发明的特征在于，在上述高频科尔皮兹电路中，代替第二电容器而设有并联连接的第二电容器和线圈的谐振电路。

本发明的特征在于，在上述高频科尔皮兹电路中，在振荡用晶体管的发射极上连接有第一电容器和第二电容器之间的点，并且代替连接第二电阻，线圈与并联连接的第二电阻及第三电容器被串联连接，该并联连接的另一端接地，由线圈和第二电容器构成谐振电路。

本发明的特征在于，在上述高频科尔皮兹电路中，由谐振电路来控制谐振频率。

本发明的特征在于，在上述高频科尔皮兹电路中，将反馈电阻的电阻值设定得比第一电阻以及第三电阻的电阻值大。

本发明的特征在于，在上述高频科尔皮兹电路中，将构成电路的元件进行了IC化。

发明的效果

根据本发明，在高频科尔皮兹电路中，设有对来自晶体振子的振荡频率信号进行放大的振荡用晶体管、以及将振荡用晶体管的集电极连接到基极上的反馈用晶体管，在振荡用晶体管的集电极上经由第一电阻被施加电源电压，在振荡用晶体管的基极上连接有串联连接的第一电容器和第二电容器的一端，串联连接的第一电容器和第二电容器的另一端接地，振荡用晶体管的发射极连接有第一电容器和第二电容器之间的点，并且经由第二电阻接地，反馈用晶体管的集电极经由第三电阻被施加电源电压，并且连接在输出端子上，该集电极经由反馈电阻连接在振荡用晶体管的基极上，因此，该高频科尔皮兹电路具有即使在高频中也能够实现稳定的振荡、能够减小电路规模的效果。

此外，也可以替代第二电容器而设有并联连接的第二电容器和线圈的谐振电路。

根据本发明，在上述高频科尔皮兹电路中，在振荡用晶体管的发射极上连接有第一电容器和第二电容器之间的点，并且代替连接第二电阻，线圈与并联连接的第二电阻及第三电容器被串联连接，该并联连接的另一端接地，由线圈和第二电容器构成谐振电路，因此，该高频科尔皮兹电路具有能够容易地确保高频中的负电阻的效果。

根据本发明，在上述高频科尔皮兹电路中通过谐振电路来控制谐振频率，因此具有能够容易地控制负电阻特性的效果。

附图说明

图1是与本发明的实施方式有关的高频科尔皮兹电路的结构图。

图2是表示本电路(第一实施方式)的负电阻特性的图。

图3是与另一实施方式有关的科尔皮兹电路的结构图。

图4是表示另一电路的负电阻特性(1)的图。

图5是表示另一电路的负电阻特性(2)的图。

图6是现有的科尔皮兹电路的结构图。

图7是表示现有的科尔皮兹电路的负电阻特性的图。

附图标记说明

Q1：晶体管；Q2：晶体管；Rf：反馈电阻；R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7：电阻；C1、C2、C3、C4、C5：电容器；L1：线圈。

具体实施方式

参照附图说明本发明的实施方式。

[实施方式的概要]

在与本发明的实施方式有关的高频科尔皮兹电路中，在振荡用晶体管Q1的集电极上经由第一电阻(R3)被施加电源电压，在振荡用晶体管Q1的基极上连接有晶体振子，并且连接有串联连接的第一电容器(C1)和第二电容器(C2)的一端，串联连接的第一电容器(C1)和第二电容器(C2)的另一端接地，振荡用晶体管Q1的发射极连接有第一电容器(C1)和第二电容器(C2)之间的点，并且经由第二电阻(R4)接地，设有将振荡用晶体管Q1的集电极连接到基极的反馈用晶体管Q2，反馈用晶体管Q2的集电极经由第三电阻(R5)被施加电源电压，并且连接到输出端子上，该集电极经由反馈电阻(Rf)连接在振荡用晶体管Q1的基极上，该高频科尔皮兹电路即使在高频中也能够实现稳定的振荡，能够减小电路规模。

另外，在与本发明的实施方式有关的高频科尔皮兹电路中，在振荡用晶体管Q1的发射极上连接第一电容器(C1)和第二电容器(C2)之间的点，并且线圈(L1)与并联连接的第二电阻(R4)及第三电容器(C3)串联连接，该并联连接的另一端接地，由线圈(L1)和第二电容器(C2)构成谐振电路，上述高频科尔皮兹电路能够容易地确保高频中的负电阻。

[高频科尔皮兹电路：图1]

参照图1说明与本发明的实施方式(第一实施方式)有关的高频科尔皮兹电路(本电路)。图1是与本发明的实施方式有关的高频科尔皮兹电路的结构图。

如图1所示，本电路为了增大振荡电路的放大率而内置了负反馈电路。

具体地说，如图1所示，本电路具备连接晶体振子的端子(PortP1)、对晶体振子的振荡频率进行放大的晶体管(振荡用晶体管)Q1、以及构成反馈电路的晶体管(反馈用晶体管)Q2，上述端子连接到晶体管Q1的基极上，在晶体管Q1的集电极上经由电阻R3被施加电源电压(V_DC)，而且电源电压经由电阻R1连接到基极上，并且基极经由电阻R2接地。

另外，晶体管Q1的发射极经由电阻R4接地，另外晶体管Q1的基极经由串联连接的电容器C1和电容器C2接地，电容器C1和电容器C2之间的点连接在发射极上。

并且，从晶体管Q1的集电极放大后的振荡频率被施加到晶体管Q2的基极上，在晶体管Q2的集电极上经由电阻R5被施加电源电压，在该集电极上经由电容器C4设有输出端子。

另外，晶体管Q2的集电极经由反馈电阻Rf连接在晶体管Q1的基极上。另外，在晶体管Q2的发射极上，电阻R6和电容器C3被并联连接，各自的另一端接地。

此外，电阻R3相当于权利要求中的第一电阻，电阻R4相当于权利要求中的第二电阻，电阻R5相当于权利要求中的第三电阻，电容器C1相当于权利要求中的第一电容器，电容器C2相当于权利要求中的第二电容器。

也可以代替电容器C2，而设置由并联连接的电容器C2和线圈L构成的谐振电路，由该谐振电路来控制谐振频率。

[本电路的动作/特性：图2]

在本电路中，使从晶体管Q2的集电极取出的信号经由反馈电阻Rf反馈到晶体管Q1的基极。在此，当反馈电阻Rf的电阻值小时，存在电路整体进行振荡的可能性，因此设定成值比电阻R3、R5的电阻值大的电阻值。另外，通过调整反馈电阻Rf的电阻值，调整反馈量。

通过这种结构，能够确保高频中的负电阻。

图2示出图1中的负电阻特性。图2是表示本电路(第一实施方式)的负电阻特性的图。

在本电路中，为了确保高频的负电阻，需要减小电容器C1、C2的电容，但是认为本电路中的稳定的振荡频率的界限是700MHz左右。

[本电路的效果]

根据本电路，构成为使来自晶体管Q2的集电极的输出信号经由反馈电阻Rf输入到晶体管Q1的基极，因此能够进行高频对应，而且作为高频对应具有能够在整体上减小电路规模的效果。

[另一电路：图3]

接着，参照图3说明与另一实施方式(第二实施方式)有关的高频科尔皮兹电路(另一电路)。图3是与另一实施方式有关的科尔皮兹电路的结构图。

如图3所示，另一电路基本上与图1的本电路相同，但是不同点在于，在晶体管Q1的发射极上连接有线圈L1的一端，在圈L1的另一端，电容器C3和电阻R4被并联连接，它们的另一端接地。

在此，由电容器C2和线圈L1构成谐振电路(调谐电路)，能够容易地控制负电阻的峰值。通过由谐振电路进行控制，不用减小电容器C1、C2的容量就能够对应于高频。

此外，线圈L1相当于权利要求中的第一线圈，电容器C3相当于权利要求中的第三电容器。

[另一电路的负电阻特性(1)：图4]

接着，参照图4说明另一电路(第二实施方式)的负电阻特性(1)。图4是表示另一电路的负电阻特性(1)的图。

在图4中，在600MHz下实现在负电阻中稳定的振荡。

[另一电路的负电阻特性(2)：图5]

另外，参照图5说明另一电路(第二实施方式)的负电阻特性(2)。图5是表示另一电路的负电阻特性(2)的图。

在图5中，通过在谐振电路中控制谐振频率，从而在1GHz下实现在负电阻中稳定的振荡。

[另一电路的效果]

根据另一电路，通过在谐振电路中控制谐振频率，具有还能够进行频率为700MHz以上时的稳定的振荡的效果。

[本电路以及另一电路的效果]

另外，根据本电路以及另一电路，使用反馈电路Rf来进行反馈，因此不需要大容量的电容器，所以适于电路整体的IC化。

产业上的可利用性

本发明优选用于即使在高频中也能够实现稳定的振荡、能够减小电路规模的高频科尔皮兹电路。

Claims (5)

1.一种高频科尔皮兹电路，确保高频中的负电阻，在高频中实现稳定的振荡，其特征在于，

设有：对来自晶体振子的振荡频率信号进行放大的振荡用晶体管；以及反馈用晶体管，

上述振荡用晶体管的集电极被连接于上述反馈用晶体管的基极，

在上述振荡用晶体管的集电极上经由第一电阻被施加电源电压，

在上述振荡用晶体管的基极上连接有串联连接的第一电容器和第二电容器的一端，串联连接的第一电容器和第二电容器的另一端接地，

在上述振荡用晶体管的发射极上连接有上述第一电容器和上述第二电容器之间的点，并且经由第二电阻接地，

上述反馈用晶体管的集电极经由第三电阻被施加电源电压，并且连接到输出端子，该集电极经由反馈电阻连接在上述振荡用晶体管的基极上，

将反馈电阻的电阻值设定得比上述第一电阻以及上述第三电阻的电阻值大。

2.根据权利要求1所述的高频科尔皮兹电路，其特征在于，

代替第二电容器而设有并联连接的第二电容器和线圈的谐振电路。

3.根据权利要求1所述的高频科尔皮兹电路，其特征在于，

在振荡用晶体管的发射极上连接有第一电容器和第二电容器之间的点，并且代替连接第二电阻，线圈与并联连接的第二电阻及第三电容器被串联连接，该并联连接的另一端接地，由上述线圈和上述第二电容器构成谐振电路。

4.根据权利要求2或者3所述的高频科尔皮兹电路，其特征在于，

由谐振电路控制谐振频率。

5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的高频科尔皮兹电路，其特征在于，

将构成电路的元件进行IC化。

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