JP2000236217A - 電圧制御発振器およびそれを用いた通信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 共振系における副共振を小さくすることので
きる電圧制御発振器を提供する。 【解決手段】 チョーク回路１１を、直列に接続された
インダクタＬ１および抵抗Ｒ１に並列に第１のコンデン
サＣ１を接続し、第１のコンデンサＣ１と制御電圧端子
６の間を第２のコンデンサＣ２を介して接地して構成す
る。 【効果】 抵抗Ｒ１がチョーク回路１１を含んで形成さ
れる副共振の共振系のＱを劣化させるため、副共振を小
さくし、異常発振を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電圧制御発振器およ
びそれを用いた通信機、特に携帯電話などの移動体通信
機器に用いられる電圧制御発振器およびそれを用いた通
信機に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に、従来の電圧制御発振器の回路図
を示す。図４において、電圧制御発振器１は、増幅回路
２、共振回路３、チョーク回路４、出力端子５、制御電
圧端子６、結合コンデンサＣｃ、バラクタダイオードＶ
Ｄで構成されている。ここで、増幅回路２は一端が出力
端子５に、他端が共振回路３に接続されている。共振回
路３には結合コンデンサＣｃを介してバラクタダイオー
ドＶＤのカソードが接続されている。バラクタダイオー
ドＶＤのアノードは接地されている。バラクタダイオー
ドＶＤのカソードと制御電圧端子６の間にはチョーク回
路４が接続されている。ここで、チョーク回路４はイン
ダクタンス素子であるインダクタＬ１と第１のコンデン
サＣ１を並列に接続し、第１のコンデンサＣ１と制御電
圧端子６の接続点を第２のコンデンサＣ２を介して接地
して構成されている。このように構成された電圧制御発
振器１においては、共振回路３とバラクタダイオードＶ
Ｄで決定される共振周波数で発振し、その出力は出力端
子５から出力される。

【０００３】ここで、制御電圧端子６は、バラクタダイ
オードＶＤに直流電圧を印加することによって、バラク
タダイオードＶＤの内部容量を変化させ、共振回路３や
バラクタダイオードＶＤなどからなる共振系の共振周波
数を変化させ、それによって電圧制御発振器１の発振周
波数を変化させるための端子である。また、インダクタ
Ｌ１は制御電圧端子６に接続されるループフィルタなど
の負荷が共振回路３に影響しないように設けられたイン
ダクタンス素子で、例えば幅が狭く、一定の長さを持つ
マイクロストリップ線路などで構成されている。また、
第１のコンデンサＣ１はインダクタＬ１が必ずしも理想
的なチョークとして働かないのを補うために、インダク
タＬ１とともに発振周波数付近において共振させて、発
振周波数においてバラクタダイオードＶＤのカソードと
制御電圧端子６との間のインピーダンスをできるだけ高
くするために設けられている。そして、第２のコンデン
サＣ２は同じく制御電圧端子６に接続される負荷が共振
回路に影響しないように、制御電圧端子６を高周波的に
接地するために設けられたバイパスコンデンサである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電圧制
御発振器１の共振系においては、共振回路３とバラクタ
ダイオードＶＤの容量成分で構成される主共振に加え
て、チョーク回路４のインダクタＬ１とバラクタダイオ
ードＶＤなどの容量成分による副共振を持つことがあ
る。

【０００５】図５に、電圧制御発振器１の共振回路３と
結合コンデンサＣｃの接続部から結合コンデンサＣｃ側
を見たインピーダンスの周波数特性をスミスチャートで
示す。図５において、マーカーＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４
はそれぞれ、始点（２００ＭＨｚ）、副共振点（約６０
０ＭＨｚ）、共振点（約９５０ＭＨｚ）、終点（２ＧＨ
ｚ）の位置を示している。副共振点Ａ２においては位相
が比較的大きく回転している。このように副共振点が存
在すると、電圧制御発振器１の異常発振などの原因にな
るという問題がある。

【０００６】また、副共振点は、チョーク回路４のイン
ダクタＬ１や第１のコンデンサＣ１の値を大きくするこ
とによって抑える（周波数をずらす）こともできるが、
その場合には周波数感度（制御電圧端子５に印加する電
圧の変化に対する発振周波数の変化量）の低下や周波数
直線性（制御電圧端子５に印加する電圧の変化と発振周
波数の変化との間の関係）の劣化が生じるという問題が
ある。

【０００７】本発明は上記の問題点を解決することを目
的とするもので、共振系における副共振を小さくするこ
とのできる電圧制御発振器、およびそれを用いた通信機
を提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電圧制御発振器は、増幅回路と、該増幅回
路に接続された共振回路と、該共振回路に接続されたバ
ラクタダイオードと、制御電圧端子と、前記バラクタダ
イオードのカソードと前記制御電圧端子の間に接続され
たチョーク回路とを有し、該チョーク回路は、インダク
タンス素子と抵抗を直列に接続し、該直列に接続された
インダクタンス素子および抵抗に並列に第１のコンデン
サを接続し、該第１のコンデンサと前記制御電圧端子の
接続点を第２のコンデンサを介して接地してなることを
特徴とする。

【０００９】また、本発明の通信機は、上記の電圧制御
発振器を用いたことを特徴とする。

【００１０】このように構成することにより、本発明の
電圧制御発振器においては、共振系の副共振を小さくす
ることができる。

【００１１】また、本発明の通信機によれば、高い安定
性を得ることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１に、本発明の電圧制御発振器
の一実施例を示す。図１において、図４と同一もしくは
同等の部分には同じ記号を付し、その説明を省略する。

【００１３】図１において、電圧制御発振器１０のチョ
ーク回路１１には、インダクタＬ１に直列に抵抗Ｒ１が
設けられている。そして、第１のコンデンサＣ１は、直
列に接続されたインダクタＬ１と抵抗Ｒ１に並列に接続
されている。

【００１４】このように構成された電圧制御発振器１０
において、チョーク回路１１に設けられた抵抗Ｒ１は、
チョーク回路１１を含んで形成される共振系において、
信号を減衰させる、すなわち共振系のＱを劣化させる要
因となる。そのため、抵抗Ｒ１はチョーク回路１１のイ
ンダクタＬ１とバラクタダイオードＶＤの容量成分によ
る副共振に対してもＱを劣化させる要因として働き、結
果的に電圧制御発振器１０における副共振を小さくする
ことができる。

【００１５】図２に、電圧制御発振器１０の共振回路３
と結合コンデンサＣｃの接続部から結合コンデンサＣｃ
側を見たインピーダンスの周波数特性をスミスチャート
で示す。図２において、図５と同一もしくは同等の部分
には同じ記号を付し、その説明を省略する。

【００１６】図２に示した周波数特性を図５に示した周
波数特性と比較すると分かるように、図２の周波数特性
においてはマーカーＡ２で示される副共振点においては
位相の回転はほとんどなく、副共振が小さくなっている
ことが分かる。このように副共振が小さくなると、この
副共振を原因として電圧制御発振器１０が異常発振する
可能性が小さくなる。

【００１７】また、チョーク回路１１においては、イン
ダクタＬ１や第１のコンデンサＣ１、第２のコンデンサ
Ｃ２の値を変更する必要はないので、周波数感度の低下
や周波数直線性の劣化の問題も発生しない。

【００１８】そして、共振回路３とバラクタダイオード
ＶＤの容量成分で構成される主共振に対しては、チョー
ク回路１１は共振周波数が抵抗Ｒ１によって変化せず、
従来通りチョークとして機能するため、抵抗Ｒ１を共振
電流が流れて信号を減衰させる、すなわち主共振のＱを
劣化させる要因になることはない。

【００１９】なお、電圧制御発振器１０のチョーク回路
１１においては、インダクタＬ１の制御電圧端子６側に
抵抗Ｒ１を接続しているが、インダクタＬ１の結合コン
デンサＣｃ側に抵抗Ｒ１を接続しても構わないものであ
る。また、インダクタＬ１と抵抗Ｒ１を一体化して、イ
ンダクタＬ１に抵抗Ｒ１と同じ値の比較的大きな抵抗成
分を持たせたものであっても構わないものである。

【００２０】図３に、本発明の通信機の一実施例とし
て、図１に示した本発明の電圧制御発振器１０を用いた
通信機の受信回路部のブロック図を示す。図３におい
て、通信機２０はアンテナ２１、フィルタ２２、アンプ
２３、電圧制御発振器１０、ミキサ２４、フィルタ２
５、アンプ２６、信号処理回路２７で構成されている。
ここで、アンテナ２１はフィルタ２２とアンプ２３を介
してミキサ２４に接続されている。電圧制御発振器１０
もミキサ２４に接続されている。ミキサ２４の出力はフ
ィルタ２５とアンプ２６を介して信号処理回路２７に接
続されている。

【００２１】このように構成された通信機２０におい
て、アンテナ２１で受信した高周波のＲＦ信号は、フィ
ルタ２２で不要な信号が除去されて、アンプ２３で増幅
されてミキサ２４に入力される。一方、電圧制御発振器
１０で発生したローカル信号もミキサ２４に入力され
る。ミキサ２４においては、入力された２つの信号をミ
キシングしてその差の周波数のＩＦ信号を出力する。こ
の時、電圧制御発振器１０が異常発振もなく安定して動
作するため、ミキサから出力されるＩＦ信号も安定なも
のになる。

【００２２】ミキサ２４から出力されたＩＦ信号はフィ
ルタ２５で不要な信号が除去され、アンプ２６で増幅さ
れて信号処理回路２７に入力される。信号処理回路２７
においては、入力された信号に含まれている情報を復調
して取り出して、たとえば音声信号に変換したりする。

【００２３】このように、本発明の電圧制御発振器１０
を用いることにより、高安定な通信機を構成することが
できる。

【００２４】

【発明の効果】本発明の電圧制御発振器によれば、増幅
回路と、それに接続された共振回路と、それに接続され
たバラクタダイオードと、制御電圧端子と、バラクタダ
イオードのカソードと制御電圧端子の間に接続されたチ
ョーク回路とを有し、そのチョーク回路が、インダクタ
ンス素子と抵抗を直列に接続し、それに並列に第１のコ
ンデンサを接続し、第１のコンデンサと制御電圧端子の
間を第２のコンデンサを介して接地して構成することに
より、共振系における副共振を小さくし、異常発振を防
止することができる。

【００２５】また、本発明の通信機においては、本発明
の電圧制御発振器を用いることによって、高安定に機能
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電圧制御発振器の一実施例を示す回路
図である。

【図２】図１の電圧制御発振器の、共振回路と結合コン
デンサの接続点から結合コンデンサ側を見たインピーダ
ンスを示す図である。

【図３】本発明の通信機の一実施例を示すブロック図で
ある。

【図４】従来の電圧制御発振器を示す回路図である。

【図５】図４の電圧制御発振器の、共振回路と結合コン
デンサの接続点から結合コンデンサ側を見たインピーダ
ンスを示す図である。

【符号の説明】

２…増幅回路 ３…共振回路 ５…出力端子 ６…制御電圧端子 １０…電圧制御発振器 １１…チョーク回路 ２０…通信機 Ｃｃ…結合コンデンサ Ｃ１…第１のコンデンサ Ｃ２…第２のコンデンサ Ｌ１…インダクタ Ｒ１…抵抗

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 増幅回路と、該増幅回路に接続された共
   振回路と、該共振回路に接続されたバラクタダイオード
   と、制御電圧端子と、前記バラクタダイオードのカソー
   ドと前記制御電圧端子の間に接続されたチョーク回路と
   を有し、 該チョーク回路は、インダクタンス素子と抵抗を直列に
   接続し、該直列に接続されたインダクタンス素子および
   抵抗に並列に第１のコンデンサを接続し、該第１のコン
   デンサと前記制御電圧端子の接続点を第２のコンデンサ
   を介して接地してなることを特徴とする電圧制御発振
   器。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電圧制御発振器を用い
   たことを特徴とする通信機。