JP2001237643A - 電圧制御発振器および通信装置 - Google Patents

電圧制御発振器および通信装置

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JP2001237643A
JP2001237643A JP2000048227A JP2000048227A JP2001237643A JP 2001237643 A JP2001237643 A JP 2001237643A JP 2000048227 A JP2000048227 A JP 2000048227A JP 2000048227 A JP2000048227 A JP 2000048227A JP 2001237643 A JP2001237643 A JP 2001237643A
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controlled oscillator
emitter
variable capacitance
collector
transistor
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Fumitoshi Sato
文俊 佐藤
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 広帯域化および小型化を図るとともに、高C
/N特性の得られる電圧制御発振器およびそれを用いた
通信装置を提供する。 【解決手段】 トランジスタQ1のコレクタをバイパス
コンデンサCpで高周波的に接地し、Q1のエミッタと
コレクタとの間およびエミッタとベースとの間に可変容
量ダイオードVD2,VD1をそれぞれ設け、コンデン
サC3,C4およびストリップラインL1による共振回
路をQ1のベース−コレクタ間に等価的に接続する。こ
の構成により、共振回路のQを高めて、C/N特性に優
れた電圧制御発振器を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、高周波回路に用
いられる電圧制御発振器およびそれを備えた通信装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、マイクロ波帯における電圧制御発
振器には、コルピッツ型発振回路またはそれを変形した
発振回路が用いられている。図5に従来の電圧制御発振
器の構成例を示す。図5において、ストリップラインL
1および可変容量ダイオードVDなどによる共振回路、
トランジスタQ1、それに接続されている抵抗、コンデ
ンサ等によって発振段が構成されている。その発振信号
はトランジスタQ2によるバッファ段で増幅されて、コ
ンデンサC7を介して出力される。この発振回路の発振
周波数は、コントロール端子に与えられる制御電圧に応
じて可変容量ダイオードVDの静電容量が変化すること
により変化する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このようなマイクロ波
帯における電圧制御発振器を通信装置に用いる場合に、
良好な通信特性を得るためには、電圧制御発振器のC/
N特性を高める必要がある。電圧制御発振器のC/N特
性は、その共振回路部分のQが支配的であり、高C/N
化を実現するためには、等価直列抵抗の低い可変容量素
子や低損失のストリップラインが必要とされる。このこ
とが電圧制御発振器の広帯域化および小型化の妨げとな
っていた。
【0004】すなわち、制御電圧変化に対する静電容量
変化(制御電圧感度)の大きな可変容量ダイオードを用
いれば広帯域化が図れるが、可変容量ダイオードの特性
上、制御電圧感度が大きくなる程、等価直列抵抗が大き
くなる。その結果、共振回路のQが低下し、位相雑音が
増大する。また、低損失のストリップラインを得るため
には、ライン幅を広くすることになり、その分全体に大
型化する。
【0005】この発明の目的は、広帯域化および小型化
を図るとともに、高C/N特性の得られる電圧制御発振
器およびそれを用いた通信装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の電圧制御発振
器は、発振用トランジスタのベースと接地との間に、コ
ンデンサおよびストリップラインを含む共振回路を接続
し、前記トランジスタのコレクタを高周波的に接地し、
エミッタとコレクタとの間、エミッタと接地との間、ま
たはエミッタとベースとの間に可変容量素子を設けると
ともに、該可変容量素子に対してバイアス電圧を供給す
るバイアス電圧供給回路を設けて構成する。
【0007】また、この発明の電圧制御発振器は、発振
用トランジスタのベースと接地との間に、水晶振動子を
含む共振回路を接続し、前記トランジスタのコレクタを
高周波的に接地し、エミッタとコレクタとの間、エミッ
タと接地との間、またはエミッタとベースとの間に可変
容量素子を設けるとともに、該可変容量素子に対してバ
イアス電圧を供給するバイアス電圧供給回路を設けて構
成する。
【0008】このように共振回路部分に可変容量素子を
設けずに、コルピッツ型発振器の帰還容量の変化によっ
て発振周波数を変化させることにより、共振回路のQを
低下させずに、高いC/N特性を維持する。
【0009】この発明の通信装置は、上記の構成を備え
た電圧制御発振器を用いて、例えば局部発振回路のPL
L回路を設けることなどにより構成する。
【0010】
【発明の実施の形態】第1の実施形態である電圧制御発
振器の構成を図1を参照して説明する。図1において、
コンデンサC3,C4、可変容量ダイオードVD1,V
D2、ストリップラインL1およびトランジスタQ1に
より、変形コルピッツ型発振回路の主要部を構成してい
る。すなわち、トランジスタQ1のコレクタをバイパス
コンデンサCpで高周波的に接地し、Q1のエミッタと
コレクタとの間およびエミッタとベースとの間に可変容
量ダイオードVD2,VD1をそれぞれ設け、コンデン
サC3,C4およびストリップラインL1による共振器
をQ1のベース−コレクタ間に等価的に接続することに
よって、変形コルピッツ型発振回路を構成している。
【0011】Q1のエミッタには抵抗R4およびインダ
クタL4を接続して、エミッタから発振信号を出力する
ようにしている。トランジスタQ2はバッファ段として
用い、トランジスタQ2のコレクタにストリップライン
L3を介して電源電圧を印加して、トランジスタQ1の
エミッタからの出力信号をコンデンサC6を介してトラ
ンジスタQ2のベースに入力している。
【0012】また、Q1のエミッタからコンデンサC5
を介して、発振信号をPLL−ICのfin端子に帰還
信号として与えている。このPLL−ICは、DATA
端子、STB端子およびCLOCK端子を用いて入力さ
れた分周比に応じて、TCXO−IN端子から入力され
る基準周波数信号またはfin端子から入力される周波
数信号を分周し、両者の位相差を検出し、その位相誤差
に相当する信号をDo端子から出力する。ループフィル
タはそれを平滑化して、可変容量ダイオードに対する制
御電圧を生成する。
【0013】抵抗R1,R2,R3はトランジスタQ
1,Q2のベースバイアス回路を構成している。可変容
量ダイオードVD1,VD2のアノード側とカソード側
にはそれぞれ直流カット用のコンデンサを直列に接続し
ている。可変容量ダイオードVD1には、抵抗R5,R
6を介して制御電圧が印加されるようにし、可変容量ダ
イオードVD2には、抵抗R7,R8を介して制御電圧
が印加されるようにしている。これにより、可変容量ダ
イオードVD1,VD2にはインダクタL2を介してル
ープフィルタからの制御電圧が印加され、その制御電圧
に応じて静電容量が変化する。
【0014】このように、コンデンサC3,C4および
ストリップラインL1による共振器に可変容量ダイオー
ドを設けずに、共振器の等価直列抵抗を小さくして共振
器のQを高める。その結果、電圧制御発振器のC/N特
性を向上させる。
【0015】次に、第2の実施形態に係る電圧制御発振
器の構成を図2に示す。図1に示した回路と異なり、こ
の例ではトランジスタQ1のエミッタ側と接地との間に
可変容量ダイオードVD2およびそれに対する制御電圧
印加用の回路を構成している。すなわち、VD2の両端
に、直流カット用のコンデンサを直列に接続するととも
に、抵抗R7,R8を介して可変容量ダイオードVD2
に制御電圧が印加されるようにしている。
【0016】このような回路であっても、トランジスタ
Q1のコレクタはバイパスコンデンサCpにより高周波
的に接地されているので、可変容量ダイオードVD2が
Q1のエミッタとコレクタ間に接続されたものと等価と
なり、コルピッツ型発振回路を構成する。
【0017】次に、第3の実施形態に係る電圧制御発振
器の構成を図3に示す。この例では、トランジスタQ1
のコレクタとエミッタとの間にコンデンサC2を接続
し、Q1のエミッタとベース間にのみ可変容量ダイオー
ドVD1を設けている。
【0018】このように、可変容量素子は発振用トラン
ジスタQ1のエミッタとベース間にのみ設けてもよい。
逆に、可変容量素子をQ1のエミッタとコレクタ間にの
み等価的に設けてもよい。
【0019】また、図3に示す例では、コンデンサC
3,C8および水晶振動子Xとによって共振回路を構成
している。このように共振回路に水晶振動子を用いる場
合にも、共振回路部分に可変容量ダイオードを設けない
ことにより、共振器のQを高め、高C/N特性の電圧制
御発振器を得る。
【0020】次に、第4の実施形態に係る通信装置の構
成例をブロック図として図4に示す。図4においてVC
Oは電圧制御発振器である。PLL−ICはPLL制御
用回路であり、VCOの出力信号を入力し、温度補償水
晶発振回路TCXOの発振信号と位相比較し、所定の周
波数および位相となるように制御信号を出力する。VC
OはローパスフィルタLPFを介して制御電圧をコント
ロール端子で受けて、その制御電圧に応じた周波数で発
振する。この発振出力信号はミキサ回路MIXaおよび
MIXbにそれぞれ局部発振信号として与えられる。ミ
キサ回路MIXaは送信回路Txから出力される中間周
波信号と局部発振信号とを混合して送信周波数信号に周
波数変換する。この信号は増幅回路AMPaで電力増幅
されてデュプレクサDPXを介しアンテナANTから放
射される。アンテナANTからの受信信号はデュプレク
サDPXを介して増幅回路AMPbで増幅される。ミキ
サ回路MIXbは、増幅回路AMPbの出力信号と上記
局部発振信号とを混合して中間周波信号に変換する。受
信回路Rxはこれを信号処理することにより受信信号を
得る。
【0021】上記通信装置における電圧制御発振器VC
OのC/N比は高いため、隣接チャンネル選択度特性、
相互変調歪特性および不要輻射特性といった通信装置の
重要性能項目の特性が優れた通信装置が得られる。
【0022】
【発明の効果】請求項1,2に記載の発明によれば、共
振回路部分に可変容量素子を設けずに、コルピッツ型発
振器の帰還容量の変化によって発振周波数を変化させる
ようにしたため、共振回路のQが低下せず、C/N特性
の高い電圧制御発振器が得られる。
【0023】請求項3に記載の発明によれば、上記C/
N特性の高い電圧制御発振器を用い、例えば局部発振回
路のPLL回路を設けることなどにより、隣接チャンネ
ル選択度、相互変調歪特性といった通信装置の重要性能
項目の特性が優れた通信装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態に係る電圧制御発振器の回路図
【図2】第2の実施形態に係る電圧制御発振器の回路図
【図3】第3の実施形態に係る電圧制御発振器の回路図
【図4】第4の実施形態に係る通信装置の構成を示すブ
ロック図
【図5】従来の電圧制御発振器の回路図
【符号の説明】
VD1,VD2−可変容量ダイオード ANT−アンテナ DPX−デュプレクサ VCO−電圧制御発振器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J079 AA04 BA12 BA44 DA13 FA02 FA13 FA14 FA21 FA28 FB25 GA02 KA05 KA08 5J081 AA03 AA11 BB01 BB06 BB10 CC30 CC42 DD03 DD20 DD26 EE02 EE03 EE09 EE18 FF02 FF11 FF12 GG05 KK02 KK09 KK22 LL01 LL05 MM01

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発振用トランジスタのベースと接地との
    間に、コンデンサおよびストリップラインを含む共振回
    路を接続し、前記トランジスタのコレクタを高周波的に
    接地し、エミッタとコレクタとの間、エミッタと接地と
    の間、またはエミッタとベースとの間に可変容量素子を
    設けるとともに、該可変容量素子に対してバイアス電圧
    を供給するバイアス電圧供給回路を設けた電圧制御発振
    器。
  2. 【請求項2】 発振用トランジスタのベースと接地との
    間に、水晶振動子を含む共振回路を接続し、前記トラン
    ジスタのコレクタを高周波的に接地し、エミッタとコレ
    クタとの間、エミッタと接地との間、またはエミッタと
    ベースとの間に可変容量素子を設けるとともに、該可変
    容量素子に対してバイアス電圧を供給するバイアス電圧
    供給回路を設けた電圧制御発振器。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の電圧制御発振
    器を設けた通信装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006352423A (ja) * 2005-06-15 2006-12-28 Murata Mfg Co Ltd 電圧制御発振器
JP2007116473A (ja) * 2005-10-20 2007-05-10 Sharp Corp 電圧制御発振器、受信モジュール、携帯機器、1セグ放送受信機、モバイル衛星放送受信機器及び地上波デジタル受信機器

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