JP2001223529A - Voltage controlled oscillator - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は電圧制御発振器に関
する。[0001] The present invention relates to a voltage controlled oscillator.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の電圧制御発振器を図４に従って説
明すると、発振トランジスタ３１のコレクタは直流カッ
トコンデンサ３２によって高周波的に接地され、ベース
及びエミッタにはそれぞれバイアス電圧が与えらる。ま
た、ベースとエミッタとの間、及びエミッタとグランド
との間にはそれぞれ帰還コンデンサ３３、３４が接続さ
れる。2. Description of the Related Art A conventional voltage controlled oscillator will be described with reference to FIG. 4. The collector of an oscillation transistor 31 is grounded at a high frequency by a DC cut capacitor 32, and a bias voltage is applied to a base and an emitter. Feedback capacitors 33 and 34 are connected between the base and the emitter and between the emitter and the ground, respectively.
【０００３】そして、発振トランジスタ３１のベースと
グランドとの間には共振回路３５が接続される。共振回
路３５は、クラップコンデンサ３５ａと、一端が接地さ
れたマイクロストリップライン３５ｂと、アノードが接
地れたバラクタダイオード３５ｃとを有し、マイクロス
トリップライン３５ｂの他端がクラップコンデンサ３５
ａを介して発振トランジスタ３１のベースに接続され
る。また、バラクタダイオード３５ｃのカソードがコン
デンサ３５ｄを介してマイクロストリップライン３５ｂ
の他端に接続される。この結果、マイクロストリップラ
イン３５ｂとバラクタダイオード３５ｃとが並列に接続
される。[0003] A resonance circuit 35 is connected between the base of the oscillation transistor 31 and the ground. The resonance circuit 35 includes a clap capacitor 35a, a microstrip line 35b having one end grounded, and a varactor diode 35c having an anode grounded.
a is connected to the base of the oscillation transistor 31 via a. The cathode of the varactor diode 35c is connected to the microstrip line 35b via the capacitor 35d.
Is connected to the other end. As a result, the microstrip line 35b and the varactor diode 35c are connected in parallel.
【０００４】バラクタダイオード３５ｃのカソードはチ
ョークインダクタ３６を介して制御電圧印加端子３７に
接続され。制御電圧印加端子３７とチョークインダクタ
３６との接続点は直流カットコンデンサ３８によって高
周波的に接地される。従って、バラクタダイオード３５
ｃにはチョークインダクタ３６が並列に接続される。The cathode of the varactor diode 35c is connected to a control voltage application terminal 37 via a choke inductor 36. A connection point between the control voltage application terminal 37 and the choke inductor 36 is grounded at high frequency by a DC cut capacitor 38. Therefore, the varactor diode 35
A choke inductor 36 is connected to c in parallel.
【０００５】以上の構成においては、チョークインダク
タ３６のインダクタンスを無視すれば、バラクタダイオ
ード３５ｃとマイクロストリップライン３５ｂとによっ
て並列共振回路が構成されるので、その並列共振周波数
は制御電圧印加端子３７に印加された制御電圧を変化す
ることによって変化する。そして、この並列共振周波数
よりも低い周波数では誘導性のインピーダンスとなり、
これが帰還コンデンサ３３、３４と並列共振する周波数
で発振する。In the above configuration, if the inductance of the choke inductor 36 is neglected, a parallel resonance circuit is formed by the varactor diode 35c and the microstrip line 35b, and the parallel resonance frequency is applied to the control voltage application terminal 37. It changes by changing the applied control voltage. And, at a frequency lower than the parallel resonance frequency, the impedance becomes inductive,
This oscillates at a frequency that causes parallel resonance with the feedback capacitors 33 and 34.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の電圧制
御発振器では、バラクタダイオード３５に並列に接続さ
れるチョークインダクタ３６のインダクタンスが無視で
きないので、バラクタダイオード３５ｃとチョークイン
ダクタ３６とによる新たな並列共振回路が構成される。
その結果、チョークインダクタ３６を含めた全体の共振
回路３９で考慮すると、二つの並列共振周波数Ｆｒ１、
Ｆｒ２が現れ、そのインピーダンス特性は、図５に示す
ようになる。そして、それぞれの並列共振周波数よりも
低いしゅうはすうに直列共振周波数Ｆｓ１、Ｆｓ２が現
れ、並列共振周波数と直列共振周波数との間の周波数帯
Ａ、Ｂでは誘導性となる。従って、発振トランジスタ３
１のトランジション周波数が不適切な場合や発振トラン
ジスタ３１側の負性抵抗が十分でなかった場合には、本
来の発振周波数（例えば図５のＡの周波数領域内）以外
の周波数（例えば図５のＢの周波数領域内）で異常発振
を起こすという問題があった。However, in the conventional voltage controlled oscillator, since the inductance of the choke inductor 36 connected in parallel with the varactor diode 35 cannot be ignored, a new parallel resonance by the varactor diode 35c and the choke inductor 36 occurs. A circuit is configured.
As a result, considering the overall resonance circuit 39 including the choke inductor 36, the two parallel resonance frequencies Fr1,
Fr2 appears, and its impedance characteristics are as shown in FIG. Then, the series resonance frequencies Fs1 and Fs2 appear immediately below the respective parallel resonance frequencies, and become inductive in the frequency bands A and B between the parallel resonance frequency and the series resonance frequency. Therefore, the oscillation transistor 3
In the case where the transition frequency of No. 1 is inappropriate or the negative resistance of the oscillation transistor 31 is not sufficient, a frequency other than the original oscillation frequency (for example, in the frequency range of A in FIG. 5) (for example, in FIG. 5). (In the frequency range of B).
【０００７】また、バラクタダイオード３５ｃに制御電
圧を供給するためにだけチョークインダクタ３６と直流
カットコンデンサ３８を使用しているので、部品点数が
増加し、部品コストを高めると共に、小型化を阻害して
いた。Further, since the choke inductor 36 and the DC cut capacitor 38 are used only for supplying the control voltage to the varactor diode 35c, the number of parts is increased, the parts cost is increased, and miniaturization is hindered. Was.
【０００８】そこで、本発明の電圧制御発振器は、異常
発振の現象を起こすおそれをなくし、部品点数を少なく
すると共に、小型化を図ることを目的とする。Accordingly, it is an object of the voltage controlled oscillator of the present invention to eliminate the possibility of causing an abnormal oscillation phenomenon, to reduce the number of components, and to reduce the size.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の電圧制御発振器は、コレクタが高周波的に
接地された発振トランジスタと、前記発振トランジスタ
のベースとグランドとの間に接続された共振回路とを備
え、前記共振回路にクラップコンデンサとバラクタダイ
オードとインダクタンス素子とを設け、前記バラクタダ
イオードのアノードを接地すると共に、カソードを前記
クラップコンデンサを介して前記発振トランジスタのベ
ースに接続し、前記インダクタンス素子の一端を前記バ
ラクタダイオードのカソードに接続すると共に、他端を
高周波的に接地した。In order to solve the above-mentioned problems, a voltage-controlled oscillator according to the present invention comprises an oscillation transistor having a collector grounded at a high frequency, and a collector connected between the base of the oscillation transistor and ground. A resonance circuit, wherein the resonance circuit is provided with a clap capacitor, a varactor diode, and an inductance element, an anode of the varactor diode is grounded, and a cathode is connected to the base of the oscillation transistor via the clap capacitor. One end of the inductance element was connected to the cathode of the varactor diode, and the other end was grounded at a high frequency.
【００１０】また、本発明の電圧制御発振器は、前記イ
ンダクタンス素子の他端を直流カットコンデンサを介し
て接地し、前記バラクタダイオードのカソードに供給す
るための制御電圧を前記チョークインダクタの他端に印
加した。Further, in the voltage controlled oscillator according to the present invention, the other end of the inductance element is grounded via a DC cut capacitor, and a control voltage for supplying to the cathode of the varactor diode is applied to the other end of the choke inductor. did.
【００１１】また、本発明の電圧制御発振器は、前記イ
ンダクタンス素子をマイクロストリップラインによって
構成した。In the voltage controlled oscillator according to the present invention, the inductance element is constituted by a microstrip line.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】本発明の電圧制御発振器を図１乃
至図３に従って説明する。図１は本発明の電圧制御発振
器の構成を示す回路図、図２は本発明の電圧制御発振器
における共振回路のインピーダンス特性図、図３は本発
明の電圧制御発振器の他の構成を示す回路図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A voltage controlled oscillator according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a voltage controlled oscillator of the present invention, FIG. 2 is an impedance characteristic diagram of a resonance circuit in the voltage controlled oscillator of the present invention, and FIG. 3 is a circuit diagram showing another configuration of the voltage controlled oscillator of the present invention. It is.
【００１３】先ず、図１において、発振トランジスタ１
のコレクタは直流カットコンデンサ２によって高周波的
に接地される。また、ベースとエミッタとの間、及びエ
ミッタとグランドとの間にはそれぞれ帰還コンデンサ
３、４が接続される。また、コレクタには電源電圧が印
加され、ベース及びエミッタにはバイアス電圧が与えら
る。First, referring to FIG.
Are grounded at a high frequency by a DC cut capacitor 2. Feedback capacitors 3 and 4 are connected between the base and the emitter and between the emitter and the ground, respectively. A power supply voltage is applied to the collector, and a bias voltage is applied to the base and the emitter.
【００１４】そして、発振トランジスタ１のベースとグ
ランドとの間には共振回路５が接続される。共振回路５
は、一端が発振トランジスタ１のベースに接続されたク
ラップコンデンサ５ａと、アノードが接地れ、カソード
がクラップコンデンサ５ａを介して発振トランジスタ１
のベースに接続されたバラクタダイオード５ｂと、バラ
クタダイオード５ｂのカソードと制御電圧印加端子６と
の間に接続されたインダクタンス素子５ｃと、制御電圧
印加端子６とインダクタンス素子５ｃとの接続点を高周
波的に接地する直流カットコンデンサ５ｄとによって構
成される。なお、インダクタンス素子５ｃは、通常はプ
リント基板（図示せず）上に形成したマイクロストリッ
プラインによって構成される。A resonance circuit 5 is connected between the base of the oscillation transistor 1 and the ground. Resonance circuit 5
Is a clap capacitor 5a having one end connected to the base of the oscillation transistor 1, an anode grounded, and a cathode connected to the oscillation transistor 1 via the clap capacitor 5a.
A varactor diode 5b connected to the base of the varactor diode 5; an inductance element 5c connected between the cathode of the varactor diode 5b and the control voltage application terminal 6; and a connection point between the control voltage application terminal 6 and the inductance element 5c. And a DC cut capacitor 5d that is grounded. Note that the inductance element 5c is usually formed by a microstrip line formed on a printed circuit board (not shown).
【００１５】従って、バラクタダイオード５ｃとインダ
クタンス素子５ｃとは並列共振回路を構成し、しかも、
共振回路５はこの一つの並列共振回路を持つことになる
ので、共振回路５のインピーダンス特性は図２に示すよ
うになり、並列共振回路のよる共振周波数Ｆｒを持つ。
そして、制御電圧印加端子６に印加された制御電圧がイ
ンダクタンス素子５ｃを介してバラクタダイオード５ｂ
のカソードに供給され、その電圧を変えることによって
共振周波数Ｆｒが変化する。Therefore, the varactor diode 5c and the inductance element 5c form a parallel resonance circuit, and
Since the resonance circuit 5 has this one parallel resonance circuit, the impedance characteristic of the resonance circuit 5 is as shown in FIG. 2, and has the resonance frequency Fr of the parallel resonance circuit.
The control voltage applied to the control voltage application terminal 6 is applied to the varactor diode 5b via the inductance element 5c.
And the resonance frequency Fr is changed by changing the voltage.
【００１６】また、並列共振周波数Ｆｒよりも低い周波
数には直列共振周波数Ｆｓが現れ、並列共振周波数Ｆｒ
と直列共振周波数Ｆｓとの間の周波数帯では誘導性のイ
ンピーダンスとなり、この誘導性インピーダンスが帰還
コンデンサ３、４と並列共振する周波数で発振する。A series resonance frequency Fs appears at a frequency lower than the parallel resonance frequency Fr, and the parallel resonance frequency Fr
And a series resonance frequency Fs, the impedance becomes an inductive impedance, and this inductive impedance oscillates at a frequency at which the feedback capacitors 3 and 4 resonate in parallel.
【００１７】従って、本発明の電圧制御発振器において
は共振回路５が誘導性となる周波数帯が一つだけである
ので、異常発振を起こすことはない。また、インダクタ
ンス素子５ｃは、バラクタダイオード５ｂのカソードに
制御電圧を供給するチョークインダクタの役割を有する
ので、共振回路５を構成する部品点数が少なくて済む。Accordingly, in the voltage controlled oscillator of the present invention, since the resonance circuit 5 has only one frequency band in which the inductive characteristic is obtained, abnormal oscillation does not occur. Further, since the inductance element 5c has a role of a choke inductor for supplying a control voltage to the cathode of the varactor diode 5b, the number of components constituting the resonance circuit 5 can be reduced.
【００１８】図３はその他の構成を示す。共振回路５に
はチョークインダクタ７と直流カットコンデンサ８とが
接続される。そして、バラクタダイオード５ｂのカソー
ドにはチョークインダクタを介して制御電圧が供給され
る。その他の構成は図１に示した構成と同じである。FIG. 3 shows another configuration. A choke inductor 7 and a DC cut capacitor 8 are connected to the resonance circuit 5. Then, a control voltage is supplied to the cathode of the varactor diode 5b via a choke inductor. The other configuration is the same as the configuration shown in FIG.
【００１９】この場合においても、バラクタダイオード
５ｂにはインダクタンス素子５ｃとチョークインダクタ
７とが並列に接続されるので、一つの並列共振回路が構
成される。従って、図１と同様に、異常発振を起こすこ
とはない。但し、チョークインダクタ７も並列共振周波
数に関与するので、インダクタンス素子５ｃとチョーク
インダクタ７とのインダクタンス値を設定し直す必要が
ある。Also in this case, since the inductance element 5c and the choke inductor 7 are connected in parallel to the varactor diode 5b, one parallel resonance circuit is formed. Therefore, as in FIG. 1, abnormal oscillation does not occur. However, since the choke inductor 7 is also involved in the parallel resonance frequency, it is necessary to reset the inductance value between the inductance element 5c and the choke inductor 7.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上のように、本発明の電圧制御発振器
は、コレクタが高周波的に接地された発振トランジスタ
と、発振トランジスタのベースとグランドとの間に接続
された共振回路とを備え、共振回路にクラップコンデン
サとバラクタダイオードとインダクタンス素子とを設
け、バラクタダイオードのアノードを接地すると共に、
カソードをクラップコンデンサを介して発振トランジス
タのベースに接続し、インダクタンス素子の一端をバラ
クタダイオードのカソードに接続すると共に、他端を高
周波的に接地したので、共振回路内に生ずる並列共振周
波数は一つだけとなり、異常発振をおこすことはない。As described above, the voltage-controlled oscillator according to the present invention includes the oscillation transistor whose collector is grounded at a high frequency, and the resonance circuit connected between the base of the oscillation transistor and the ground. Provide the circuit with a clap capacitor, a varactor diode, and an inductance element, and ground the anode of the varactor diode.
Since the cathode is connected to the base of the oscillation transistor via a clap capacitor, one end of the inductance element is connected to the cathode of the varactor diode, and the other end is grounded at high frequency, there is only one parallel resonance frequency generated in the resonance circuit. And no abnormal oscillation occurs.
【００２１】また、本発明の電圧制御発振器は、インダ
クタンス素子のを直流カットコンデンサを介して接地
し、バラクタダイオードのカソードに供給するための制
御電圧をチョークインダクタの他端に印加したので、イ
ンダクタンス素子がチョークインダクタの代わりとして
機能する。従って、部品点数が削減でき部品コストの低
減と小型化が図れる。In the voltage controlled oscillator of the present invention, the inductance element is grounded via a DC cut capacitor, and a control voltage for supplying to the cathode of the varactor diode is applied to the other end of the choke inductor. Functions as a substitute for the choke inductor. Therefore, the number of parts can be reduced, and the cost and the size of the parts can be reduced.
【００２２】また、本発明の電圧制御発振器は、インダ
クタンス素子をマイクロストリップラインによって構成
したので、一層、部品コストの低減と小型化が図れる。Further, in the voltage controlled oscillator of the present invention, since the inductance element is constituted by the microstrip line, the cost of parts and the size can be further reduced.
【図１】本発明の電圧制御発振器の構成を示す回路図で
ある。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a voltage controlled oscillator according to the present invention.
【図２】本発明の電圧制御発振器における共振回路のイ
ンピーダンス特性図である。FIG. 2 is an impedance characteristic diagram of a resonance circuit in the voltage controlled oscillator of the present invention.
【図３】本発明の電圧制御発振器の他の構成を示す回路
図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing another configuration of the voltage controlled oscillator of the present invention.
【図４】従来の電圧制御発振器の構成を示す回路図であ
る。FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional voltage controlled oscillator.
【図５】従来の電圧制御発振器における共振回路のイン
ピーダンス特性図である。FIG. 5 is an impedance characteristic diagram of a resonance circuit in a conventional voltage controlled oscillator.
１ 発振トランジスタ、 ２ 直流カットコンデンサ ３、４ 帰還コンデンサ ５ 共振回路 ５ａ クラップコンデンサ ５ｂ バラクタダイオード ５ｃ インダクタンス素子（マイクロストリップライ
ン） ５ｄ 直流カットコンデンサ ６ 制御電圧印加端子 ７ チョークインダクタ ８ 直流カットコンデンサDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Oscillation transistor, 2 DC cut capacitor 3, 4 Feedback capacitor 5 Resonant circuit 5a Clap capacitor 5b Varactor diode 5c Inductance element (microstrip line) 5d DC cut capacitor 6 Control voltage application terminal 7 Choke inductor 8 DC cut capacitor
Claims (3)
ランジスタと、前記発振トランジスタのベースとグラン
ドとの間に接続された共振回路とを備え、前記共振回路
にクラップコンデンサとバラクタダイオードとインダク
タンス素子とを設け、前記バラクタダイオードのアノー
ドを接地すると共に、カソードを前記クラップコンデン
サを介して前記発振トランジスタのベースに接続し、前
記インダクタンス素子の一端を前記バラクタダイオード
のカソードに接続すると共に、他端を高周波的に接地し
たことを特徴とする電圧制御発振器。1. An oscillation transistor having a collector grounded at a high frequency, and a resonance circuit connected between a base of the oscillation transistor and ground, wherein the resonance circuit includes a clap capacitor, a varactor diode, and an inductance element. , The anode of the varactor diode is grounded, the cathode is connected to the base of the oscillating transistor via the clap capacitor, one end of the inductance element is connected to the cathode of the varactor diode, and the other end is high-frequency. A voltage controlled oscillator characterized by being electrically grounded.
ットコンデンサを介して接地し、前記バラクタダイオー
ドのカソードに供給するための制御電圧を前記チョーク
インダクタの他端に印加したことを特徴とする請求項１
記載の電圧制御発振器。2. The control circuit according to claim 1, wherein the other end of the inductance element is grounded via a DC cut capacitor, and a control voltage for supplying to a cathode of the varactor diode is applied to the other end of the choke inductor. 1
A voltage controlled oscillator as described.
リップラインによって構成したことを特徴とする請求項
１又は２記載の電圧制御発振器。3. The voltage controlled oscillator according to claim 1, wherein said inductance element is constituted by a microstrip line.
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