JP2000059143A - 発振器回路 - Google Patents
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- H03K3/28—Generators 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
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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
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/08—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance
- H03B5/12—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device
- H03B5/1206—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device using multiple transistors for amplification
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- H03B5/1237—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element in amplifier being semiconductor device comprising means for varying the frequency of the generator
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- H03B2201/00—Aspects of oscillators relating to varying the frequency of the oscillations
- H03B2201/02—Varying the frequency of the oscillations by electronic means
- H03B2201/0208—Varying the frequency of the oscillations by electronic means the means being an element with a variable capacitance, e.g. capacitance diode
Abstract
(57)【要約】
【課題】 最少数の回路素子により、雑音の低い発振を
発生させる。 【解決手段】 共振回路と差動増幅器とを有する発振器
回路であって、前記共振回路は２つの極を有し、これら
極を経て、前記発振器回路で発生する発振を取り出すこ
とができるようになっており、前記差動増幅器はエミッ
タ結合された２つのトランジスタを有し、これらのトラ
ンジスタのコレクタ電極が前記共振回路の極の１つにそ
れぞれ接続され、これらトランジスタのベース電極が前
記共振回路の極に交差結合されている当該発振器回路に
おいて、前記ベース電極がダイオード回路を経て前記共
振回路の極にそれぞれ結合されている。
発生させる。 【解決手段】 共振回路と差動増幅器とを有する発振器
回路であって、前記共振回路は２つの極を有し、これら
極を経て、前記発振器回路で発生する発振を取り出すこ
とができるようになっており、前記差動増幅器はエミッ
タ結合された２つのトランジスタを有し、これらのトラ
ンジスタのコレクタ電極が前記共振回路の極の１つにそ
れぞれ接続され、これらトランジスタのベース電極が前
記共振回路の極に交差結合されている当該発振器回路に
おいて、前記ベース電極がダイオード回路を経て前記共
振回路の極にそれぞれ結合されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、共振回路と差動増
幅器とを有する発振器回路であって、前記共振回路は２
つの極を有し、これら極を経て、前記発振器回路で発生
する発振を取り出すことができるようになっており、前
記差動増幅器はエミッタ結合された２つのトランジスタ
を有し、これらのトランジスタのコレクタ電極が前記共
振回路の極の１つにそれぞれ接続され、これらトランジ
スタのベース電極が前記共振回路の極に交差結合されて
いる当該発振器回路に関するものである。
幅器とを有する発振器回路であって、前記共振回路は２
つの極を有し、これら極を経て、前記発振器回路で発生
する発振を取り出すことができるようになっており、前
記差動増幅器はエミッタ結合された２つのトランジスタ
を有し、これらのトランジスタのコレクタ電極が前記共
振回路の極の１つにそれぞれ接続され、これらトランジ
スタのベース電極が前記共振回路の極に交差結合されて
いる当該発振器回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高周波の電磁波を処理する回路技術で
は、特に、位相ロックループにおいて電圧制御発振器を
用いるのが一般的である。半導体上にこのような発振器
を集積化するためには、非常に大きな無効電流が電流ル
ープに流れるので、周波数を決定する共振回路に関して
この電流ループを最小とするために、プッシュプルある
いは差動モードで動作する回路を用いるのが好ましい。
このことは、電流ループが半導体本体内に配置されてい
るか否かや、共振回路の一部分が半導体本体の外側に配
置されているか否かという事実に依存しない。更に、電
流ループをできるだけ小さくする、すなわち導体回路を
できるだけコンパクトにし、前記の無効電流が囲む面積
を最小にすることにより、高周波エネルギーの放出を減
少させ、これとは逆に、外部の妨害に対する発振器の電
磁場感受率を減少させる。このような電磁妨害は、主に
電磁界によりあるいは電源ラインを介して生じ、同相干
渉として現れる。更に、このような発振器回路の構造に
よれば、信号対位相雑音比に対して満足な値が得られ
る。その理由は、信号の振幅は差動増幅器の素子にまた
がって相互に算術的に加えられるのに対し、雑音は２次
関数的に合計されるためである。
は、特に、位相ロックループにおいて電圧制御発振器を
用いるのが一般的である。半導体上にこのような発振器
を集積化するためには、非常に大きな無効電流が電流ル
ープに流れるので、周波数を決定する共振回路に関して
この電流ループを最小とするために、プッシュプルある
いは差動モードで動作する回路を用いるのが好ましい。
このことは、電流ループが半導体本体内に配置されてい
るか否かや、共振回路の一部分が半導体本体の外側に配
置されているか否かという事実に依存しない。更に、電
流ループをできるだけ小さくする、すなわち導体回路を
できるだけコンパクトにし、前記の無効電流が囲む面積
を最小にすることにより、高周波エネルギーの放出を減
少させ、これとは逆に、外部の妨害に対する発振器の電
磁場感受率を減少させる。このような電磁妨害は、主に
電磁界によりあるいは電源ラインを介して生じ、同相干
渉として現れる。更に、このような発振器回路の構造に
よれば、信号対位相雑音比に対して満足な値が得られ
る。その理由は、信号の振幅は差動増幅器の素子にまた
がって相互に算術的に加えられるのに対し、雑音は２次
関数的に合計されるためである。
【０００３】頭書に規定した型の発振器回路は、簡単な
形態では、基本的にベース電極とコレクタ電極とを交差
結合させたエミッタ結合差動増幅器を有する。コレクタ
電極は共振回路を経て相互に接続され、一方、ベース電
極はそれぞれ差動増幅器の他方の増幅素子のコレクタ電
極に接続されている。この交差結合の結果、正帰還が得
られ、これにより発振を生じる程度まで共振回路の減衰
を減少させる。この場合、差動増幅器の素子の一方が交
互に導通する。これに対応して励起が強くなるために、
差動増幅器の素子にまたがった電圧の振幅は、これらの
素子が飽和する程度に大きくなりうる。しかし、発振の
振幅は、飽和時に、共振回路を経て急激に制限される。
これにより、発振器回路によって生じる発振の高調波成
分を高くする。更に、その時に生じる混合処理の結果、
低周波雑音成分が、この際発生する発振上に変調される
おそれがあり、これによって信号対位相雑音比を劣化さ
せる。
形態では、基本的にベース電極とコレクタ電極とを交差
結合させたエミッタ結合差動増幅器を有する。コレクタ
電極は共振回路を経て相互に接続され、一方、ベース電
極はそれぞれ差動増幅器の他方の増幅素子のコレクタ電
極に接続されている。この交差結合の結果、正帰還が得
られ、これにより発振を生じる程度まで共振回路の減衰
を減少させる。この場合、差動増幅器の素子の一方が交
互に導通する。これに対応して励起が強くなるために、
差動増幅器の素子にまたがった電圧の振幅は、これらの
素子が飽和する程度に大きくなりうる。しかし、発振の
振幅は、飽和時に、共振回路を経て急激に制限される。
これにより、発振器回路によって生じる発振の高調波成
分を高くする。更に、その時に生じる混合処理の結果、
低周波雑音成分が、この際発生する発振上に変調される
おそれがあり、これによって信号対位相雑音比を劣化さ
せる。
【０００４】頭書に規定した型の発振器回路は、欧州特
許出願公開第0 746 092号明細書から既知である。これ
によると、前述の欠点を回避することを試みている。こ
の欧州特許出願公開明細書で述べられている発振器は、
２つのトランジスタを有する差動増幅器段を具えてお
り、これら双方のトランジスタのエミッタ電極が電流源
を経て接地されている。これらトランジスタのコレクタ
電極はそれぞれ、コレクタ抵抗を経て電源電圧端子に接
続されている。各々のトランジスタのコレクタ電極はエ
ミッタホロワトランジスタのベース電極に接続され、こ
れらエミッタホロワトランジスタでは、コレクタ電極が
電源電圧端子に結合され、エミッタ電極が出力端子に接
続されており、この出力端子に、発振器回路で発生され
る発振が得られる。差動増幅器段の各１つのトランジス
タのコレクタ電極がエミッタホロワトランジスタをそれ
ぞれ経て、差動増幅器段の他の１つのトランジスタのベ
ース電極にそれぞれ結合されるように、各々のエミッタ
ホロワトランジスタのエミッタ電極は差動増幅器段の１
つのトランジスタのベース電極にそれぞれ接続されてい
る。このようにすることで正帰還が得られる。周波数決
定素子は、差動増幅器段のトランジスタのコレクタ電極
間に接続されている。エミッタホロワトランジスタを駆
動するために、これらのエミッタ電極は接地電位に対し
て動作する電流源に接続されている。
許出願公開第0 746 092号明細書から既知である。これ
によると、前述の欠点を回避することを試みている。こ
の欧州特許出願公開明細書で述べられている発振器は、
２つのトランジスタを有する差動増幅器段を具えてお
り、これら双方のトランジスタのエミッタ電極が電流源
を経て接地されている。これらトランジスタのコレクタ
電極はそれぞれ、コレクタ抵抗を経て電源電圧端子に接
続されている。各々のトランジスタのコレクタ電極はエ
ミッタホロワトランジスタのベース電極に接続され、こ
れらエミッタホロワトランジスタでは、コレクタ電極が
電源電圧端子に結合され、エミッタ電極が出力端子に接
続されており、この出力端子に、発振器回路で発生され
る発振が得られる。差動増幅器段の各１つのトランジス
タのコレクタ電極がエミッタホロワトランジスタをそれ
ぞれ経て、差動増幅器段の他の１つのトランジスタのベ
ース電極にそれぞれ結合されるように、各々のエミッタ
ホロワトランジスタのエミッタ電極は差動増幅器段の１
つのトランジスタのベース電極にそれぞれ接続されてい
る。このようにすることで正帰還が得られる。周波数決
定素子は、差動増幅器段のトランジスタのコレクタ電極
間に接続されている。エミッタホロワトランジスタを駆
動するために、これらのエミッタ電極は接地電位に対し
て動作する電流源に接続されている。
【０００５】欧州特許出願公開第0 746 092号明細書か
ら既知であるこの発振器回路では、差動増幅器段のトラ
ンジスタのコレクタ−ベース間電位は、エミッタホロワ
トランジスタのない発振器回路におけるよりも高く、エ
ミッタホロワトランジスタのコレクタ電位は電源電圧よ
りも低くなりえない。しかし、前記発振器回路では、差
動増幅器段のエミッタホロワトランジスタの、あるいは
ターン・オンされた差動増幅器段の各トランジスタの飽
和が開始することにより、発生した発振の振幅を制限す
る。その理由は、差動増幅器段のトランジスタのベース
電位が依然として、電源電圧の値より著しく増大するお
それがあり、又、エミッタホロワトランジスタのベース
電極電位も依然として電源電圧の値よりも増大するおそ
れがあるからである。更に、エミッタホロワトランジス
タ及び直流電源の使用は、尚一層の低周雑音成分を招
き、これによって発生波の尚一層の変調を生じ、これに
よって信号対位相雑音比を劣化させる。
ら既知であるこの発振器回路では、差動増幅器段のトラ
ンジスタのコレクタ−ベース間電位は、エミッタホロワ
トランジスタのない発振器回路におけるよりも高く、エ
ミッタホロワトランジスタのコレクタ電位は電源電圧よ
りも低くなりえない。しかし、前記発振器回路では、差
動増幅器段のエミッタホロワトランジスタの、あるいは
ターン・オンされた差動増幅器段の各トランジスタの飽
和が開始することにより、発生した発振の振幅を制限す
る。その理由は、差動増幅器段のトランジスタのベース
電位が依然として、電源電圧の値より著しく増大するお
それがあり、又、エミッタホロワトランジスタのベース
電極電位も依然として電源電圧の値よりも増大するおそ
れがあるからである。更に、エミッタホロワトランジス
タ及び直流電源の使用は、尚一層の低周雑音成分を招
き、これによって発生波の尚一層の変調を生じ、これに
よって信号対位相雑音比を劣化させる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、頭書
に規定した型の発振器回路を、最小個数の回路素子を用
いて、低雑音の発振が発生するように設計することにあ
る。
に規定した型の発振器回路を、最小個数の回路素子を用
いて、低雑音の発振が発生するように設計することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、共振回路と差
動増幅器とを有する発振器回路であって、前記共振回路
は２つの極を有し、これら極を経て、前記発振器回路で
発生する発振を取り出すことができるようになってお
り、前記差動増幅器はエミッタ結合された２つのトラン
ジスタを有し、これらのトランジスタのコレクタ電極が
前記共振回路の極の１つにそれぞれ接続され、これらト
ランジスタのベース電極が前記共振回路の極に交差結合
されている当該発振器回路において、前記ベース電極が
ダイオード回路を経て前記共振回路の極にそれぞれ結合
されていることを特徴とする。
動増幅器とを有する発振器回路であって、前記共振回路
は２つの極を有し、これら極を経て、前記発振器回路で
発生する発振を取り出すことができるようになってお
り、前記差動増幅器はエミッタ結合された２つのトラン
ジスタを有し、これらのトランジスタのコレクタ電極が
前記共振回路の極の１つにそれぞれ接続され、これらト
ランジスタのベース電極が前記共振回路の極に交差結合
されている当該発振器回路において、前記ベース電極が
ダイオード回路を経て前記共振回路の極にそれぞれ結合
されていることを特徴とする。
【０００８】本発明によりダイオード回路を使用するこ
とにより、バイアスのために追加の素子、特に電流源回
路を必要としなくなるという利点が得られる。このよう
な追加の素子は一般に追加の雑音源を形成するので、本
発明による発振器回路では雑音を減少させることがで
き、従って、特に信号対位相雑音比を向上させる。更
に、前述の飽和効果は、本発明により用いられるダイオ
ード回路の場合には起こらない。従って、結果として起
こる高調波妨害、すなわち、飽和に伴い著し増大する高
調波成分が避けられる。これに対して、発生波の振幅
は、差動増幅器のエミッタ結合トランジスタのプッシュ
プル駆動（差動駆動）が増大するために発振器回路にお
ける利得の減少、従って正帰還の減少のみによって決定
される。この結果、非常に低い高調波成分を有する対称
正弦波の発振を発生する。更に、その結果として混合処
理が減少し、その結果、位相雑音も減少される。
とにより、バイアスのために追加の素子、特に電流源回
路を必要としなくなるという利点が得られる。このよう
な追加の素子は一般に追加の雑音源を形成するので、本
発明による発振器回路では雑音を減少させることがで
き、従って、特に信号対位相雑音比を向上させる。更
に、前述の飽和効果は、本発明により用いられるダイオ
ード回路の場合には起こらない。従って、結果として起
こる高調波妨害、すなわち、飽和に伴い著し増大する高
調波成分が避けられる。これに対して、発生波の振幅
は、差動増幅器のエミッタ結合トランジスタのプッシュ
プル駆動（差動駆動）が増大するために発振器回路にお
ける利得の減少、従って正帰還の減少のみによって決定
される。この結果、非常に低い高調波成分を有する対称
正弦波の発振を発生する。更に、その結果として混合処
理が減少し、その結果、位相雑音も減少される。
【０００９】本発明による発振器回路の有利な例では、
ダイオード回路が、少なくとも１つのベース−コレクタ
結合トランジスタを有するようにする。このようにダイ
オードとして接続されたトランジスタは、簡単な回路設
計及び動作パラメータの点から見て、本発明による発振
器回路に含めるのに非常に都合の良いダイオード回路を
形成する。所望により、各々のダイオード回路は、ベー
ス−コレクタ結合によりダイオードとして接続された複
数のトランジスタの直列回路を有するこもできる。この
ことによって、差動増幅器の結合分岐に結合された、従
って共振回路の極に交差結合されたこの差動増幅器のエ
ミッタ結合トランジスタのベース電極において所望の電
位差を選択することができる。
ダイオード回路が、少なくとも１つのベース−コレクタ
結合トランジスタを有するようにする。このようにダイ
オードとして接続されたトランジスタは、簡単な回路設
計及び動作パラメータの点から見て、本発明による発振
器回路に含めるのに非常に都合の良いダイオード回路を
形成する。所望により、各々のダイオード回路は、ベー
ス−コレクタ結合によりダイオードとして接続された複
数のトランジスタの直列回路を有するこもできる。この
ことによって、差動増幅器の結合分岐に結合された、従
って共振回路の極に交差結合されたこの差動増幅器のエ
ミッタ結合トランジスタのベース電極において所望の電
位差を選択することができる。
【００１０】本発明は、高調波成分が低い定位相発振を
発生させるのが好適な位相ロックループ用の発振器回路
を実現するために選択的に用いられることができる。こ
のような発振器回路及びこれらの発振器回路を含む位相
ロックループは、電気通信技術のあらゆる分野で用いら
れている。使用に好適な分野は、無線信号、オーディオ
信号及びテレビジョン信号いずれか１つ又は任意の組合
せの信号処理回路及びこれらの回路が用いられている機
器である。更に使用に好適な分野はナビゲーションシス
テム、例えばＧＰＳである。
発生させるのが好適な位相ロックループ用の発振器回路
を実現するために選択的に用いられることができる。こ
のような発振器回路及びこれらの発振器回路を含む位相
ロックループは、電気通信技術のあらゆる分野で用いら
れている。使用に好適な分野は、無線信号、オーディオ
信号及びテレビジョン信号いずれか１つ又は任意の組合
せの信号処理回路及びこれらの回路が用いられている機
器である。更に使用に好適な分野はナビゲーションシス
テム、例えばＧＰＳである。
【００１１】次に本発明の実施例を、図面を参照にして
より詳細に述べる。
より詳細に述べる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
つき詳細に説明する。図１に示す本発明による発振器回
路は、２つのエミッタ結合トランジスタＴ１及びＴ２を
有する差動増幅器を具えている。電流Ｉを通す直流電源
は、トランジスタＴ１及びＴ２のエミッタ電極を結合す
るノードと大地Ｍとの間に配置されている。差動増幅器
のトランジスタＴ１及びＴ２のコレクタ電極は、分割イ
ンダクタンスＬ／２をそれぞれ経て電圧源の正端子に接
続され、この端子は、大地Ｍに対して正である直流電源
電圧ＶＣＣを有する。分割インダクタンスＬ／２とトラ
ンジスタＴ１及びＴ２のコレクタ電極との間のノード
は、分割インダクタンスＬ／２以外に、可変キャパシタ
ンスＣを有する共振回路の極を構成し、キャパシタンス
Ｃの電極は、共振回路の極の１つに各々接続されてい
る。共振回路では、分割インダクタンスＬ／２が直列に
配置され、これらが相俟って共振回路のインダクタンス
Ｌを形成している。共振回路は、交流に対して、差動増
幅器のトランジスタＴ１及びＴ２のコレクタ電極に互い
に結合する阻止回路を構成する。
つき詳細に説明する。図１に示す本発明による発振器回
路は、２つのエミッタ結合トランジスタＴ１及びＴ２を
有する差動増幅器を具えている。電流Ｉを通す直流電源
は、トランジスタＴ１及びＴ２のエミッタ電極を結合す
るノードと大地Ｍとの間に配置されている。差動増幅器
のトランジスタＴ１及びＴ２のコレクタ電極は、分割イ
ンダクタンスＬ／２をそれぞれ経て電圧源の正端子に接
続され、この端子は、大地Ｍに対して正である直流電源
電圧ＶＣＣを有する。分割インダクタンスＬ／２とトラ
ンジスタＴ１及びＴ２のコレクタ電極との間のノード
は、分割インダクタンスＬ／２以外に、可変キャパシタ
ンスＣを有する共振回路の極を構成し、キャパシタンス
Ｃの電極は、共振回路の極の１つに各々接続されてい
る。共振回路では、分割インダクタンスＬ／２が直列に
配置され、これらが相俟って共振回路のインダクタンス
Ｌを形成している。共振回路は、交流に対して、差動増
幅器のトランジスタＴ１及びＴ２のコレクタ電極に互い
に結合する阻止回路を構成する。
【００１３】差動増幅器のトランジスタＴ１及びＴ２の
ベース電極は、トランジスタＴ１及びＴ２のコレクタ電
極、すなわち、共振回路の極と交差結合されている。こ
の結合は、コレクタ電極とベース電極とが相互接続され
たダイオード接続トランジスタを経て行なわれる。これ
らダイオード接続トランジスタのうちの第１トランジス
タＴ３は、差動増幅器のトランジスタＴ１のベース電極
をトランジスタＴ２のコレクタ電極に接続している。同
様に、これらダイオード接続トランジスタのうちの第２
トランジスタＴ４は、差動増幅器のトランジスタＴ２の
ベース電極をトランジスタＴ１のコレクタ電極に接続し
ている。
ベース電極は、トランジスタＴ１及びＴ２のコレクタ電
極、すなわち、共振回路の極と交差結合されている。こ
の結合は、コレクタ電極とベース電極とが相互接続され
たダイオード接続トランジスタを経て行なわれる。これ
らダイオード接続トランジスタのうちの第１トランジス
タＴ３は、差動増幅器のトランジスタＴ１のベース電極
をトランジスタＴ２のコレクタ電極に接続している。同
様に、これらダイオード接続トランジスタのうちの第２
トランジスタＴ４は、差動増幅器のトランジスタＴ２の
ベース電極をトランジスタＴ１のコレクタ電極に接続し
ている。
【００１４】図１に示す本発明の実施例でも、ダイオー
ド接続トランジスタＴ３及びＴ４の代わりに簡単な電気
接続ラインを用いた簡単な発振器回路の場合と同様に、
交差結合により正帰還を生ぜしめ、この正帰還により共
振回路Ｌ／２，Ｃの減衰を、発振が発生する程度まで減
少させる。この簡単な発振器回路の動作を説明するため
に、差動増幅器のトランジスタＴ１は、所定の瞬間に遮
断状態にあると仮定する。この場合、トランジスタＴ１
のベース電極は低電位にある。しかし、これと同時にト
ランジスタＴ１のコレクタ電極の電位は、直流電源電圧
の値ＶＣＣより増大する。共振回路の両端間に生じる波
の振幅、すなわち、トランジスタＴ１のコレクタ電極の
電位は共振回路あるいは一般には発振器回路のＱに依存
して、非常に高い値をとりうる。これと同じ瞬間に、差
動増幅器のトランジスタＴ２は導電状態にある。その理
由は、トランジスタＴ２のコレクタ電極の電位は、直流
電源電圧ＶＣＣより低くて共振回路の極に現れる発振に
相当する値をとるが、これと同時に、トランジスタＴ２
のベース電極の電位は、トランジスタＴ１のコレクタ電
極の電位に相当し、従って、非常に高い値をとるためで
ある。従って、この動作状態では、トランジスタＴ２の
ベース電極の電位はコレクタ電極の電位よりも正であ
る。この結果、トランジスタＴ２のコレクタ−ベースダ
イオードは、常規遮断状態から導電状態へ切り替わる。
従って、トランジスタＴ２は飽和状態に駆動される。こ
の結果、発振器回路によって共振回路の極に発生される
発振の振幅は急激に制限され、正弦波発振の波頭はクリ
ッピングされる。これによって、発生される発振の高調
波成分を大きくする。更に、混合処理がその時に生じる
結果、低周波雑音成分が生じ、これら低周波雑音成分が
発生される発振上に変調され、それによって信号対位相
雑音比を劣化させる。
ド接続トランジスタＴ３及びＴ４の代わりに簡単な電気
接続ラインを用いた簡単な発振器回路の場合と同様に、
交差結合により正帰還を生ぜしめ、この正帰還により共
振回路Ｌ／２，Ｃの減衰を、発振が発生する程度まで減
少させる。この簡単な発振器回路の動作を説明するため
に、差動増幅器のトランジスタＴ１は、所定の瞬間に遮
断状態にあると仮定する。この場合、トランジスタＴ１
のベース電極は低電位にある。しかし、これと同時にト
ランジスタＴ１のコレクタ電極の電位は、直流電源電圧
の値ＶＣＣより増大する。共振回路の両端間に生じる波
の振幅、すなわち、トランジスタＴ１のコレクタ電極の
電位は共振回路あるいは一般には発振器回路のＱに依存
して、非常に高い値をとりうる。これと同じ瞬間に、差
動増幅器のトランジスタＴ２は導電状態にある。その理
由は、トランジスタＴ２のコレクタ電極の電位は、直流
電源電圧ＶＣＣより低くて共振回路の極に現れる発振に
相当する値をとるが、これと同時に、トランジスタＴ２
のベース電極の電位は、トランジスタＴ１のコレクタ電
極の電位に相当し、従って、非常に高い値をとるためで
ある。従って、この動作状態では、トランジスタＴ２の
ベース電極の電位はコレクタ電極の電位よりも正であ
る。この結果、トランジスタＴ２のコレクタ−ベースダ
イオードは、常規遮断状態から導電状態へ切り替わる。
従って、トランジスタＴ２は飽和状態に駆動される。こ
の結果、発振器回路によって共振回路の極に発生される
発振の振幅は急激に制限され、正弦波発振の波頭はクリ
ッピングされる。これによって、発生される発振の高調
波成分を大きくする。更に、混合処理がその時に生じる
結果、低周波雑音成分が生じ、これら低周波雑音成分が
発生される発振上に変調され、それによって信号対位相
雑音比を劣化させる。
【００１５】本発明によれば、この影響を、ダイオード
接続トランジスタＴ３及びＴ４を介して交差結合するこ
とによって改善できる。これを説明するために、再び、
トランジスタＴ１が遮断され、トランジスタＴ２が導電
する動作状態を考える。この状態でトランジスタＴ１の
コレクタ電極の電位は、トランジスタＴ２のコレクタ電
極の電位よりも高い。しかし、トランジスタＴ２のベー
ス電極の電位は、トランジスタＴ１のコレクタ電極の電
位をそのまま追従せず、トランジスタＴ４のベース−エ
ミッタダイオードの１順方向ダイオード電圧だけ減少す
る。この結果、共振回路Ｌ，Ｃの極で発生する発振の振
幅が不変であれば、差動増幅器のトランジスタＴ１及び
Ｔ２は、トランジスタＴ３及びＴ４がない場合と同じ程
度には駆動されない。従って、遅延を伴って差動増幅器
のトランジスタＴ１及びＴ２の飽和状態が生じる。更
に、１つのダイオード接続トランジスタの構成の代わり
に、複数のこのようなトランジスタの構成を並列に配置
することにより効果を高めることができる。
接続トランジスタＴ３及びＴ４を介して交差結合するこ
とによって改善できる。これを説明するために、再び、
トランジスタＴ１が遮断され、トランジスタＴ２が導電
する動作状態を考える。この状態でトランジスタＴ１の
コレクタ電極の電位は、トランジスタＴ２のコレクタ電
極の電位よりも高い。しかし、トランジスタＴ２のベー
ス電極の電位は、トランジスタＴ１のコレクタ電極の電
位をそのまま追従せず、トランジスタＴ４のベース−エ
ミッタダイオードの１順方向ダイオード電圧だけ減少す
る。この結果、共振回路Ｌ，Ｃの極で発生する発振の振
幅が不変であれば、差動増幅器のトランジスタＴ１及び
Ｔ２は、トランジスタＴ３及びＴ４がない場合と同じ程
度には駆動されない。従って、遅延を伴って差動増幅器
のトランジスタＴ１及びＴ２の飽和状態が生じる。更
に、１つのダイオード接続トランジスタの構成の代わり
に、複数のこのようなトランジスタの構成を並列に配置
することにより効果を高めることができる。
【００１６】従って、この構成では、トランジスタＴ１
及びＴ２の差動駆動を増加させた場合、発振器回路によ
って発生させられる発振の振幅は、利得の減少、従って
差動増幅器の正帰還の減少によってのみ決定される。こ
の結果、発生される発振は、高調波成分が極めて低い、
すなわち非直線ひずみ率が極めて低い対称正弦波信号と
なる。更に、混合処理も減少されるため、発振器回路の
信号対位相雑音比を改善できる。
及びＴ２の差動駆動を増加させた場合、発振器回路によ
って発生させられる発振の振幅は、利得の減少、従って
差動増幅器の正帰還の減少によってのみ決定される。こ
の結果、発生される発振は、高調波成分が極めて低い、
すなわち非直線ひずみ率が極めて低い対称正弦波信号と
なる。更に、混合処理も減少されるため、発振器回路の
信号対位相雑音比を改善できる。
【００１７】更に、ダイオード接続トランジスタＴ３及
びＴ４は飽和しなくなる。その理由は、ダイオード接続
トランジスタのコレクタ電極の電位は、ベース電極の電
位をそのまま追従するためである。この結果、ダイオー
ド接続トランジスタＴ３及びＴ４のベース−コレクタダ
イオードは導電できなくなる。
びＴ４は飽和しなくなる。その理由は、ダイオード接続
トランジスタのコレクタ電極の電位は、ベース電極の電
位をそのまま追従するためである。この結果、ダイオー
ド接続トランジスタＴ３及びＴ４のベース−コレクタダ
イオードは導電できなくなる。
【００１８】図中に記号で示す可変キャパシタンスＣ
は、発振器回路の共振周波数を制御電圧を用いて外部か
ら調整できるバラクタダイオードと固定キャパシタンス
との回路としてそれ自体既知の方法によって構成でき
る。このような回路構成は、例えば、２つの直列のバラ
クタダイオードと１つの固定キャパシタンスとの並列回
路を有し、相互接続ノードを介して両端間に制御電圧を
印加する。
は、発振器回路の共振周波数を制御電圧を用いて外部か
ら調整できるバラクタダイオードと固定キャパシタンス
との回路としてそれ自体既知の方法によって構成でき
る。このような回路構成は、例えば、２つの直列のバラ
クタダイオードと１つの固定キャパシタンスとの並列回
路を有し、相互接続ノードを介して両端間に制御電圧を
印加する。
【００１９】従って、本発明は、高調波成分を低く、位
相雑音レベルを低くした発振を生ぜしめうる非常に簡単
な発振器回路を提供する。追加のバイアス回路の使用を
避けることができ、その結果、回路素子の追加を避ける
ことができるばかりでなく、不所望な雑音源の追加も避
けることができる。高品質のインダクタンスの集積化も
可能な集積半導体回路を製造する現在の処理によって、
本発明による発振器回路を、インダクタンスと、キャパ
シタンスと、バラクタダイオードとをすべて含んで半導
体本体に完全に収容することができる。更に、変形例で
は、インダクタンスを、ジャイレータ回路を用いる容量
素子回路によって形成することができ、これによれば回
路技術及び製造処理を広く選択することができる。
相雑音レベルを低くした発振を生ぜしめうる非常に簡単
な発振器回路を提供する。追加のバイアス回路の使用を
避けることができ、その結果、回路素子の追加を避ける
ことができるばかりでなく、不所望な雑音源の追加も避
けることができる。高品質のインダクタンスの集積化も
可能な集積半導体回路を製造する現在の処理によって、
本発明による発振器回路を、インダクタンスと、キャパ
シタンスと、バラクタダイオードとをすべて含んで半導
体本体に完全に収容することができる。更に、変形例で
は、インダクタンスを、ジャイレータ回路を用いる容量
素子回路によって形成することができ、これによれば回
路技術及び製造処理を広く選択することができる。
【００２０】上述の代表的な実施例は、ＮＰＮ型のみの
バイポーラトランジスタを含むが、本発明による発振器
回路は、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタあるいは電
界効果トランジスタを用いて同様に構成することででき
る。ダイオード接続トランジスタＴ３及びＴ４の代わり
にショットキーダイオードを用いることも可能であり、
この場合、ショットキーダイオードが前述したダイオー
ド構成を構成し、このダイオード構成を介して交差結合
を行なう。 一例として説明した発振器回路の上述した
実施例は、インダクタンスＬあるいは分割インダクタン
スＬ／２を半導体本体の外部に設けた構成であって、半
導体本体内に発振器回路の他の素子を設けた構成も含む
こと明らかである。更に、これらのインダクタンスを、
マイクロストリップライン又はこれと同様な高周波すな
わちマイクロ波ラインあるいは極めて高い周波数を発生
するための回路として構成することもできる。
バイポーラトランジスタを含むが、本発明による発振器
回路は、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタあるいは電
界効果トランジスタを用いて同様に構成することででき
る。ダイオード接続トランジスタＴ３及びＴ４の代わり
にショットキーダイオードを用いることも可能であり、
この場合、ショットキーダイオードが前述したダイオー
ド構成を構成し、このダイオード構成を介して交差結合
を行なう。 一例として説明した発振器回路の上述した
実施例は、インダクタンスＬあるいは分割インダクタン
スＬ／２を半導体本体の外部に設けた構成であって、半
導体本体内に発振器回路の他の素子を設けた構成も含む
こと明らかである。更に、これらのインダクタンスを、
マイクロストリップライン又はこれと同様な高周波すな
わちマイクロ波ラインあるいは極めて高い周波数を発生
するための回路として構成することもできる。
【図１】 本発明による発振器回路の一実施例を示す線
図。
図。
Ｔ１ トランジスタ Ｔ２ トランジスタ Ｔ３ ダイオード接続トランジスタ Ｔ４ ダイオード接続トランジスタ Ｃ 可変キャパシタンス Ｌ／２ インダクタンス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 590000248 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １, 5621 ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔｈ ｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ
Claims (4)
- 【請求項１】 共振回路と差動増幅器とを有する発振器
回路であって、前記共振回路は２つの極を有し、これら
極を経て、前記発振器回路で発生する発振を取り出すこ
とができるようになっており、前記差動増幅器はエミッ
タ結合された２つのトランジスタを有し、これらのトラ
ンジスタのコレクタ電極が前記共振回路の極の１つにそ
れぞれ接続され、これらトランジスタのベース電極が前
記共振回路の極に交差結合されている当該発振器回路に
おいて、前記ベース電極がダイオード回路を経て前記共
振回路の極にそれぞれ結合されていることを特徴とする
発振器回路。 - 【請求項２】 請求項１に記載の発振器回路において、
前記ダイオード回路の各々が、少なくとも１つのベース
−コレクタ結合トランジスタを有することを特徴とする
発振器回路。 - 【請求項３】 請求項１に記載の発振器回路において、
前記ダイオード回路の各々が、複数個のベース−コレク
タ結合トランジスタの直列回路を有することを特徴とす
る発振器回路。 - 【請求項４】 請求項１に記載の発振器回路において、
前記ダイオード回路の各々が、複数個のベース−コレク
タ結合トランジスタの並列回路を有することを特徴とす
る発振器回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19833072A DE19833072A1 (de) | 1998-07-23 | 1998-07-23 | Oszillatorschaltung |
| DE19833072:3 | 1998-07-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000059143A true JP2000059143A (ja) | 2000-02-25 |
Family
ID=7874985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11208512A Pending JP2000059143A (ja) | 1998-07-23 | 1999-07-23 | 発振器回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6198359B1 (ja) |
| EP (1) | EP0975087A1 (ja) |
| JP (1) | JP2000059143A (ja) |
| DE (1) | DE19833072A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6954111B2 (en) | 2002-02-01 | 2005-10-11 | Nec Electronics Corporation | Voltage controlled oscillator having switches to adjust effective inductor lengths |
| JP2009056048A (ja) * | 2007-08-30 | 2009-03-19 | Olympus Medical Systems Corp | カプセル型医療装置 |
| JP2009056047A (ja) * | 2007-08-30 | 2009-03-19 | Olympus Medical Systems Corp | カプセル型医療装置 |
Families Citing this family (11)
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|---|---|---|---|---|
| EP1148683A3 (en) * | 2000-03-01 | 2004-05-06 | Virata Corporation | Adaptive hybrid for multi-carrier communication |
| US6545555B1 (en) * | 2000-10-12 | 2003-04-08 | Telefonaktiebolaget, Lm Ericsson | Voltage controlled oscillator having a phase noise reduction device |
| ATE403264T1 (de) * | 2001-06-26 | 2008-08-15 | Nxp Bv | Schaltung zur erzeugung einer negativen, relativ frequenzunabhängigen konduktanz- |
| JP2003110380A (ja) * | 2001-06-26 | 2003-04-11 | Koninkl Philips Electronics Nv | 大出力電流増幅器 |
| JP3833530B2 (ja) * | 2001-12-13 | 2006-10-11 | 株式会社東芝 | 差動増幅器 |
| CN101006654B (zh) * | 2005-02-07 | 2012-01-18 | 松下电器产业株式会社 | 压控振荡器装置及调谐器、广播接收机、移动电话 |
| KR100756331B1 (ko) | 2005-12-08 | 2007-09-07 | 한국전자통신연구원 | 저위상잡음 차동형 전류부궤환 ｌｃ 탱크 브시오 |
| US20090069630A1 (en) * | 2007-08-30 | 2009-03-12 | Olympus Medical Systems Corp. | Capsule type medical device |
| CN101499800B (zh) * | 2008-01-28 | 2012-11-07 | 财团法人工业技术研究院 | 振荡电路及振荡器 |
| JP5912598B2 (ja) * | 2011-03-24 | 2016-04-27 | 日本電波工業株式会社 | 電圧制御発振回路及び水晶発振器 |
| US8830007B1 (en) | 2012-03-19 | 2014-09-09 | Scientific Components Corporation | Ultra-low noise VCO |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3729675A (en) * | 1970-02-13 | 1973-04-24 | R Vosteen | High level non-contacting dynamic voltage follower for voltage measurement of electrostatically charged surfaces |
| NL170208C (nl) * | 1971-09-25 | 1982-10-01 | Philips Nv | Aandrijfinrichting voor bandvormige registratiedragers. |
| US4063193A (en) * | 1976-10-12 | 1977-12-13 | National Semiconductor Corporation | Differential transistor pair integrated circuit oscillator with L-C tank circuit |
| FR2373927A1 (fr) * | 1976-12-10 | 1978-07-07 | Trt Telecom Radio Electr | Reseau electrique destine a etre insere par une paire de bornes dans une boucle d'abonne telephonique |
| US5561398A (en) * | 1995-05-16 | 1996-10-01 | National Semiconductor Corporation | LC-tuned voltage controlled ring oscillator |
| DE19520244A1 (de) * | 1995-06-02 | 1996-12-05 | Philips Patentverwaltung | Oszillator |
| US5629652A (en) * | 1996-05-09 | 1997-05-13 | Analog Devices | Band-switchable, low-noise voltage controlled oscillator (VCO) for use with low-q resonator elements |
| US5914621A (en) * | 1998-02-05 | 1999-06-22 | Applied Micro Circuits Corporation | Charge balanced ramp with improved signal linearity |
-
1998
- 1998-07-23 DE DE19833072A patent/DE19833072A1/de not_active Withdrawn
-
1999
- 1999-07-13 EP EP99202302A patent/EP0975087A1/de not_active Withdrawn
- 1999-07-22 US US09/359,267 patent/US6198359B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-07-23 JP JP11208512A patent/JP2000059143A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6954111B2 (en) | 2002-02-01 | 2005-10-11 | Nec Electronics Corporation | Voltage controlled oscillator having switches to adjust effective inductor lengths |
| JP2009056048A (ja) * | 2007-08-30 | 2009-03-19 | Olympus Medical Systems Corp | カプセル型医療装置 |
| JP2009056047A (ja) * | 2007-08-30 | 2009-03-19 | Olympus Medical Systems Corp | カプセル型医療装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19833072A1 (de) | 2000-02-03 |
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| US6198359B1 (en) | 2001-03-06 |
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