JP2002026652A - 発振器 - Google Patents

発振器

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JP2002026652A
JP2002026652A JP2000215827A JP2000215827A JP2002026652A JP 2002026652 A JP2002026652 A JP 2002026652A JP 2000215827 A JP2000215827 A JP 2000215827A JP 2000215827 A JP2000215827 A JP 2000215827A JP 2002026652 A JP2002026652 A JP 2002026652A
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Akiyuki Yoshisato
彰之 善里
Kazuhiko Ueda
和彦 植田
Keimei Kukita
啓明 茎田
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Alps Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 発振周波数の全体域においてほぼ一定レベル
の発振信号を得る。 【解決手段】 発振トランジスタ１１と共振回路１２と
を有し、発振トランジスタ１１のコレクタが第一のコン
デンサ１３を介して接地された発振回路部１０と、エミ
ッタが発振トランジスタ１１のコレクタに直結された増
幅トランジスタ２１を有し、増幅トランジスタ２１のベ
ースが第二のコンデンサ２８を介して接地されたベース
接地型の増幅回路部２０とを備え、共振回路１２を発振
トランジスタ１１のベースとグランドとの間に接続し、
発振トランジスタ１１のコレクタから出力した発振信号
を増幅トランジスタ２１のエミッタに入力すると共に、
その一部を第一のコンデンサ１３によってグランドにバ
イパスし、第二のコンデンサ２８によって増幅トランジ
スタ２１に負帰還を掛けた。

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、発振回路部と、
発振回路部から出力された発振信号を増幅するための増
幅回路部とを有する発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の発振器の構成を示し、発振
回路部４０は発振トランジスタ４１と共振回路４２とを
有し、発振トランジスタ４１のコレクタは直流カットコ
ンデンサ４３によって高周波的に接地され、エミッタは
エミッタバイアス抵抗４４を介して接地される。また、
ベースとエミッタとの間、及びエミッタと接地との間に
それぞれ帰還用のコンデンサ４５、４６が接続される。
【０００３】共振回路１２は共振線路（マイクロストリ
ップラインで構成）４２ａ、バラクタダイオード４２ｂ
等を有する二端子回路で構成され、共振線路４２ａの一
端とバラクタダイオード４２ｂのアノードが接地され、
共振線路４２ａの他端は結合コンデンサ４２ｃによって
発振トランジスタ４１のベースに接続されると共に、直
流カットコンデンサ４２ｄを介してバラクタダイオード
４２ｂのカソードに接続される。以上により、発振回路
部４０コレクタ接地型の発振回路を構成する
【０００４】バラクタダイオード４２ｂのカソードはチ
ョークインダクタ４７を介して制御端子４８に接続され
る。制御端子４８は直流カットコンデンサ４９によって
高周波的に接地される。そして端子４８には、バラクタ
ダイオード４２ｂの容量を変化するための電圧が印加さ
れる。
【０００５】増幅回路部５０は増幅トランジスタ５１を
有し、そのエミッタは発振トランジスタ４１のコレクタ
に接続され、コレクタはインダクタ５２を介して電源端
子５３に接続され、電源端子５３に電圧Ｖｂが印加され
る。電源端子５３は直流カットコンデンサ５４によって
高周波的に接地される。また、コレクタはコンデンサ５
５によって接地され、インダクタ５２と結合コンデンサ
５６とからなる出力整合回路を介して出力端子５７に接
続される。
【０００６】そして、電源端子５３とグランド間に直列
に接続されたベースバイアス抵抗５８、５９、６０によ
って発振トランジスタ４１と増幅トランジスタ５１との
各ベースにバイアス電圧が印加される。此によって発振
トランジスタ４１と増幅トランジスタ５１とには共通の
バイアス電流が流れる。以上により、増幅回路部５０は
エミッタ接地型の増幅回路を構成する。
【０００７】そして、発振トランジスタ４１のエミッタ
と増幅トランジスタ５１との間に注入用の結合コンデン
サ６１が接続され、発振信号が増幅トランジスタ５１の
ベースに入力される。発振周波数は制御端子４８に印加
する電圧を変えることによって変化する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の発振器に
おいては、発振トランジスタ４１のエミッタから結合コ
ンデンサ６１を介して増幅トランジスタ５１のベースに
入力しているが、結合コンデンサ６１のリアクタンスは
周波数に依存するので、増幅トランジスタ５１のベース
に入力される発振信号のレベルは、発振周波数が高いと
きは大きくなり、逆に、発振周波数が低いときは小さく
なる。このため、増幅回路部５０から出力される発振信
号のレベルも発振周波数に対応して変化することにな
る。
【０００９】そこで、本発明の発振器は、発振周波数の
全体域においてほぼ一定レベルの発振信号を得ることを
目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決のため、
本発明の発振器は、発振トランジスタと共振回路とを有
し、前記発振トランジスタのコレクタが第一のコンデン
サを介して接地された発振回路部と、エミッタが前記発
振トランジスタのコレクタに直結された増幅トランジス
タを有し、前記増幅トランジスタのベースが第二のコン
デンサを介して接地されたベース接地型の増幅回路部と
を備え、前記共振回路を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し、前記発振トランジスタのコ
レクタから出力した発振信号を前記増幅トランジスタの
エミッタに入力すると共に、その一部を第一のコンデン
サによってグランドにバイパスし、前記第二のコンデン
サによって前記増幅トランジスタに負帰還を掛けた。
【００１１】また、前記第一のコンデンサ及び第二のコ
ンデンサのリアクタンスを発振周波数において数オーム
乃至数１０オームとした。
【００１２】また、前記第一のコンデンサ又は前記第二
のコンデンサの一方のリアクタンスを他方のリアクタン
スの３倍以内とした。
【００１３】また、前記第一のコンデンサのリアクタン
スを前記第二のリアクタンスよりも大きくした。
【００１４】また、前記発振回路部をおよそ３．５ＧＨ
ｚ乃至３．９ＧＨｚの範囲で発振させ、前記第一のコン
デンサの容量値をおよそ２ピコファラッドとし、前記第
二のコンデンサの容量値をおよそ４ピコファラッドとし
た。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の発振器の構成を示
し、発振回路部１０は発振トランジスタ１１と共振回路
１２とを有し、共振回路１２は発振トランジスタ１１の
ベースとグランドとの間に接続される。発振トランジス
タ１１のコレクタは第一のコンデンサ１３によって接地
され、エミッタはエミッタバイアス抵抗１４を介して接
地される。また、ベースとエミッタとの間、及びエミッ
タと接地との間にそれぞれ帰還用のコンデンサ１５、１
６が接続される。第一のコンデンサ１３は発振回路部１
０がコレクタ接地型で発振可能とし、しかも、コレクタ
から発振信号を出力できる程度のリアクタンスとなる容
量値を有する。従って、コレクタを高周波的にほぼ完全
に接地するものではなく、グランドから或る程度浮かす
ようにしている。
【００１６】共振回路１２は共振線路（マイクロストリ
ップラインで構成）１２ａ、バラクタダイオード１２ｂ
等を有する二端子回路で構成され、共振線路１２ａの一
端とバラクタダイオード１２ｂのアノードが接地され、
共振線路１２ａの他端は結合コンデンサ１２ｃによって
発振トランジスタ１１のベースに接続されると共に、直
流カットコンデンサ１２ｄを介してバラクタダイオード
１２ｂのカソードに接続される。
【００１７】バラクタダイオード１２ｂのカソードはチ
ョークインダクタ１７を介して制御端子１８に接続され
る。制御端子１８は直流カットコンデンサ１９によって
高周波的に接地される。そして端子１８には、バラクタ
ダイオード１２ｂの容量を変化するための電圧が印加さ
れる。
【００１８】増幅回路部２０は増幅トランジスタ２１を
有し、そのエミッタは発振トランジスタ１１のコレクタ
に直結され、コレクタはインダクタ２２を介して電源端
子２３に接続される。電源端子２３は直流カットコンデ
ンサ２４によって高周波的に接地される。また、電源端
子２３には電圧Ｖｂが印加される。コレクタはインピー
ダンスマッチング用のコンデンサ２５によって接地さ
れ、インダクタ２２と結合コンデンサ２６とからなる出
力整合回路を介して出力端子２７に接続される。
【００１９】さらに、ベースは第二のコンデンサ２８を
介して接地される。第二のコンデンサ２８は増幅回路部
２０をベース接地型の増幅回路とするためのものである
が、増幅トランジスタ２１のベースを高周波的にほぼ完
全に接地するのではなく、グランドから或る程度浮かす
ようにしている。
【００２０】そして、電源端子２３とグランド間に直列
に接続されたベースバイアス抵抗３１、３２、３３によ
って発振トランジスタ１１と増幅トランジスタ２１との
各ベースにバイアス電圧が印加される。此によって発振
トランジスタ１１と増幅トランジスタ２１とには共通の
バイアス電流が流れる。発振周波数は制御端子１８に印
加する電圧によってほぼ３．５ＧＨｚから３．９ＧＨｚ
まで変化する。
【００２１】以上の構成において、第一のコンデンサ１
３は発振トランジスタ１１のコレクタを高周波的に接地
せず、発振信号を増幅トランジスタ２１のベースにも入
力可能な程度のリアクタンスとなる容量値に選ばれる
が、発振回路部１０はコレクタ接地型の発振回路に近い
状態で動作する。従ってコレクタから出力される発振信
号は増幅トランジスタ２１のエミッタに入力されると共
に、その一部は第一のコンデンサ１３によってグランド
にバイパスされる。このため、増幅トランジスタ２１の
エミッタに入力される発振信号のレベルは第一のコンデ
ンサ１３の容量値によって決まり、また、発振周波数が
高くなると低下し、発振周波数が低くなると高くなる。
【００２２】一方、第二のコンデンサ２８は、増幅トラ
ンジスタ２１に実質的な負帰還がかかる程度のリアクタ
ンスとなる容量値に選ばれる。従って、増幅回路部２０
の利得は発振周波数が高くなれば負帰還量が小さくなる
ので大きくなり、発振周波数が低くなれば利得は小さく
なる。また、帰還量は容量値によって決まる。従って、
増幅回路部２０から出力される発振信号レベルは発振周
波数の全体域でほぼ平坦になる。
【００２３】第一のコンデンサ１３と第二のコンデンサ
２８との容量値は増幅トランジスタ２１のエミッタの入
力インピーダンスあるいはベースの入力インピーダンス
を考慮してほぼ数オームから数１０オームの範囲のリア
クタンスとなるように設定される。数オーム以下では増
幅トランジスタ２１に入力される発振信号のレベルその
ものが低下しすぎてしまい、数１０オーム以上では増幅
回路部２０の帰還量が大きくなって十分な利得が得られ
ない。
【００２４】また、第一のコンデンサ１３又は第二のコ
ンデンサ２８の一方のリアクタンスを他方のリアクタン
スの３倍以内とすれば、発振信号レベル自体が発振周波
数によって変化することも含めて平坦にすることが出来
る。さらに、第一のコンデンサ１３のリアクタンスを第
二のコンデンサ２８のよりも大きく（例えば第一のコン
デンサの容量値をほぼ２ｐＦ（ピコファラッド）、第二
のコンデンサの容量値をほぼ４ｐＦ）すれば、増幅回路
部２０に入力される高調波のレベルが下がり、さらに、
増幅回路部２０から出力される発振信号レベルを発振周
波数が３．５ＧＨから３．９ＧＨｚまでの範囲でほぼフ
ラットにすることが出来る。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の発振器は、
発振トランジスタと共振回路とを有し、発振トランジス
タのコレクタが第一のコンデンサを介して接地された発
振回路部と、エミッタが発振トランジスタのコレクタに
直結された増幅トランジスタを有し、増幅トランジスタ
のベースが第二のコンデンサを介して接地されたベース
接地型の増幅回路部とを備え、共振回路を発振トランジ
スタのベースとグランドとの間に接続し、発振トランジ
スタのコレクタから出力した発振信号を増幅トランジス
タのエミッタに入力すると共に、その一部を第一のコン
デンサによってグランドにバイパスし、第二のコンデン
サによって増幅トランジスタに負帰還を掛けたので、発
振周波数を変化させても増幅回路部から出力される発振
信号レベルをほぼ平坦にすることができる。
【００２６】また、第一のコンデンサ及び第二のコンデ
ンサのリアクタンスを発振周波数において数オーム乃至
数１０オームとしたので、増幅トランジスタのベースに
入力される発振信号のレベルを或る程度大きくなるよう
にキープしてしかも増幅回路部の利得も得られる。
【００２７】また、第一のコンデンサ又は第二のコンデ
ンサの一方のリアクタンスを他方のリアクタンスの３倍
以内としたので、発振信号レベル自体が発振周波数によ
って変化することも含めて平坦にすることが出来る。
【００２８】また、第一のコンデンサのリアクタンスを
第二のリアクタンスよりも大きくしたので、増幅回路部
に入力される高調波のレベルが下がる。
【００２９】また、発振回路部をおよそ３．５ＧＨｚ乃
至３．９ＧＨｚの範囲で発振させ、第一のコンデンサの
容量値をおよそ２ピコファラッドとし、第二のコンデン
サの容量値をおよそ４ピコファラッドとしたので、増幅
回路部から出力される発振信号レベルを発振周波数が
３．５ＧＨから３．９ＧＨｚまでの範囲でほぼフラット
にすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発振器の構成を示す回路図である。
【図２】従来の発振器の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１０ 発振回路部 １１ 発振トランジスタ １２ 共振回路 １２ａ 共振線路 １２ｂ バラクタダイオード １２ｃ 結合コンデンサ １２ｄ 直流カットコンデンサ １３ 第一のコンデンサ １４ エミッタバイアス抵抗 １５、１６ 帰還コンデンサ １７ チョークインダクタ １８ 制御端子 １９ 直流カットコンデンサ ２０ 増幅回路部 ２１ 増幅トランジスタ ２２ チョークインダクタ ２３ 電源端子 ２４ 直流カットコンデンサ ２５ インピーダンス整合コンデンサ ２６ 結合コンデンサ ２７ 出力端子 ２８ 第二のコンデンサ ３０、３１、３２ ベースバイアス抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5J081 AA03 AA11 CC05 CC10 DD02 DD26 EE02 EE03 EE09 EE18 FF17 FF21 GG05 KK02 KK09 KK22 LL02 MM01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 発振トランジスタと共振回路とを有し、
    前記発振トランジスタのコレクタが第一のコンデンサを
    介して接地された発振回路部と、エミッタが前記発振ト
    ランジスタのコレクタに直結された増幅トランジスタを
    有し、前記増幅トランジスタのベースが第二のコンデン
    サを介して接地されたベース接地型の増幅回路部とを備
    え、前記共振回路を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し、前記発振トランジスタのコレク
    タから出力した発振信号を前記増幅トランジスタのエミ
    ッタに入力すると共に、その一部を第一のコンデンサに
    よってグランドにバイパスし、前記第二のコンデンサに
    よって前記増幅トランジスタに負帰還を掛けたことを特
    徴とする発振器。
  2. 【請求項２】 前記第一のコンデンサ及び第二のコンデ
    ンサのリアクタンスを発振周波数において数オーム乃至
    数１０オームとしたことを特徴とする請求項１に記載の
    発振器。
  3. 【請求項３】 前記第一のコンデンサ又は前記第二のコ
    ンデンサの一方のリアクタンスを他方のリアクタンスの
    ３倍以内としたことを特徴とする請求項１又は２に記載
    の発振器。
  4. 【請求項４】 前記第一のコンデンサのリアクタンスを
    前記第二のリアクタンスよりも大きくしたことを特徴と
    する請求項２又は３に記載の発振器。
  5. 【請求項５】 前記発振回路部をおよそ３．５ＧＨｚ乃
    至３．９ＧＨｚの範囲で発振させ、前記第一のコンデン
    サの容量値をおよそ２ピコファラッドとし、前記第二の
    コンデンサの容量値をおよそ４ピコファラッドとしたこ
    とを特徴とする請求項４に記載の発振器。
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