JP2002314412A - Ｐｌｌ回路の電圧制御発振器における漏洩電流を補償する回路構成 - Google Patents

Ｐｌｌ回路の電圧制御発振器における漏洩電流を補償する回路構成

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JP2002314412A JP2002055413A JP2002055413A JP2002314412A JP 2002314412 A JP2002314412 A JP 2002314412A JP 2002055413 A JP2002055413 A JP 2002055413A JP 2002055413 A JP2002055413 A JP 2002055413A JP 2002314412 A JP2002314412 A JP 2002314412A
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ヴァンセロウ フランク
Leonardo Curradi
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＰＬＬ回路の電圧制御発振器内の漏洩電流を
補償する回路構成を得る。 【解決手段】 ループフィルタ（２０）により発振器へ
加えられる制御電圧は、基準信号と電圧制御発振器（１
２）の出力信号との位相差の関数として位相検出器（１
６）により発生される。発振器（１２）は、制御線（３
４）を介して制御電圧が加えられるバリキャップダイオ
ード（２８，３０）を含み、同じ構成のバリキャップダ
イオード（３６，３８）を有する補償回路（Ｋ）が一方
の出力（４４）において制御電圧を再生して補償回路
（Ｋ）内のバリキャップダイオード（３６，３８）へ加
え他方の出力（４６）からはバリキャップダイオード
（３６，３８）の漏洩電流に等しい電流を供給する。電
流分路分岐が制御線（３４）から延びており、それを介
して演算増幅器（４０）により供給される電流に対応す
る電流が制御線（３４）から流れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ループフィルタに
より制御電圧が加えられるＰＬＬ回路の電圧制御発振器
における漏洩電流を補償する回路構成に関し、前記制御
電圧は基準信号の位相と電圧制御発振器により出力され
る信号の位相との間の位相差の関数として位相検出器に
より発生され、この発振器は周波数に影響を及ぼす回路
素子としてバリキャップダイオードを含み、それには制
御線を介して制御電圧が加えられる。
【０００２】
【従来の技術】最新のＰＬＬ回路では、電圧制御発振器
は、該電圧制御発振器に先行するループフィルタ内のキ
ャパシタをチャージポンプの出力電流が充電するように
発生される制御電圧により所要周波数に設定される。チ
ャージポンプの出力電流は、通常ＰＬＬ回路内で得られ
る、位相検出器の出力信号に直接比例する。発振器内で
周波数決定素子として通常使用されるバリキャップダイ
オードは温度依存性漏洩電流を有し、それによりループ
フィルタ内のキャパシタの連続放電が行われる。発振器
に加えられる制御電圧はもはや位相検出器の出力信号に
は比例しないため、それにより発振器出力には一定の位
相誤差が生じるが、それは漏洩電流により修正される。
特に、高温では、この漏洩電流は、ＰＬＬ回路がもはや
ラッチ状態にとどまることができない程の高い値をとる
ことがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記したタ
イプの回路構成を提供する要求に基づくものであるが、
バリキャップダイオードから生じる漏洩電流はもはやＰ
ＬＬ回路の制御挙動に否定的影響を及ぼさないように展
開される。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に従って、この要
求条件は発振器と同じ構成のバリキャップダイオードを
含む補償回路が提供され、前記補償回路内に電圧フォロ
アーとして接続された差動出力を有する演算増幅器が設
けられ、それは制御線に接続された入力を有し、その一
方の出力において制御電圧を再生して補償回路内のバリ
キャップダイオードへ加え、その他方の出力において補
償回路内のバリキャップダイオードの漏洩電流に等しい
電流を供給し、さらに電流分路が制御線に接続されてい
て演算増幅器により供給される電流に対応する電流を制
御バスから流出させることにより満たされる。
【０００５】本発明に従った回路構成では、電圧制御発
振器内を流れるバリキャップダイオードの漏洩電流に厳
密に対応する電流が発生される。この電流は漏洩電流を
補償するのに使用され、発振器に加えられる制御電圧に
もはやいかなる変化も生じないようにされる。したがっ
て、この回路は大きな温度範囲にわたってＰＬＬ回路の
安定動作を保証する。
【０００６】本発明の好ましいさらなる展開により、カ
レントミラー回路の出力分岐となる電流分路が提供さ
れ、その入力分岐には演算増幅器により電流出力が加え
られる。この実施例では、簡単な手段により漏洩電流の
所望の補償が行われる。
【０００７】
【発明の実施の形態】図面を参照しつつ本発明の実施例
を説明する。図１に示すＰＬＬ回路１０は、電圧制御発
振器１２を含んでいる。この発振器１２の出力は周波数
ｆVCOであり、それはＰＬＬ回路１０の作用のために、
基準周波数ｆｒｅｆと位相固定関係にある。この基準周
波数は、例えば、水晶発振器により発生することができ
る。次に、それは、基準周波数を因子Ｍで分割する分周
回路１４へ加えられる。分周回路１４により出力された
信号は、位相検出器１６により、電圧制御発振器１２の
出力周波数ｆVCOを因子Ｎで分割する分周回路１８の出
力信号と比較される。位相検出器１６は、そこに加えら
れる信号間の位相偏移に比例する信号を出力する。この
信号は、ループフィルタ２０を介して電圧制御発振器１
２へ加えられ、その出力周波数を制御する。ループフィ
ルタ２０は、位相検出器１６の出力信号に比例する電流
を発生するチャージポンプを通常含み、それは電圧制御
発振器１２に対する制御電圧として使用することができ
る電圧までキャパシタを充電する。発振器１２の出力周
波数ｆVCOは、ｆVCO＝ｆre f（Ｎ／Ｍ）の関係が得られ
るように制御電圧により設定される。
【０００８】電圧制御発振器１２の実施例が図２により
詳細に示されている。それは発振器回路部Ｓを含んでい
る。この回路部Ｓは、2つのバイポーラトランジスタ２
２，２４を含み、それらの相互接続されたエミッタは、
電流源２６を介して接地されている。いずれの場合も、
両トランジスタ２２，２４のベースは、反対のトランジ
スタのコレクタに接続されている。各トランジスタ２
２，２４のコレクタは、それぞれ、バリキャップダイオ
ード２８，３０のカソードに接続されており、それらの
アノードは相互接続されている。これら二つのバリキャ
ップダイオード２８，３０に平行にコイル３２が接続さ
れており、その中心タップは供給電圧Ｖｃｃに接続され
ている。ループフィルタ２０により供給される制御電圧
は、制御線３４により両バリキャップダイオード２８，
３０の相互接続されたアノードに加えられ、それにより
発振器１２から発生される周波数ｆVCOを決定すること
ができる。
【０００９】電圧制御発振器１２は、さらに、回路部Ｓ
内のバリキャップダイオード２８，３０と同じ構成とさ
れる二つのバリキャップダイオード３６，３８を含む補
償回路Ｋを含んでいる。それはカソードが供給レールＶ
ｃｃに接続され、アノードが互いに接続されることを意
味する。補償回路Ｋは、さらに、差動出力を有する演算
増幅器４０を含み、それはその反転入力４２を非反転出
力４４に接続することにより、電圧フォロアーモードに
接続される。この演算増幅器４０の非反転入力４１は、
制御線３４に接続される。演算増幅器４０の反転出力４
６と接地との間に電界効果トランジスタ４８のドレイン
／ソースパスがあり、それはもう一つの電界効果トラン
ジスタ５０と共にカレントミラーを形成する。電界効果
トランジスタ５０のドレイン／ソースパスは、制御線３
４と接地との間にある。両方の電界効果トランジスタ４
８，５０のゲートは、互いに接続されかつ演算増幅器４
０の反転出力４６に接続されている。
【００１０】図２に示す回路構成の機能はつぎのようで
ある。ループフィルタ２０が制御線３４を介して制御電
圧を供給し、それにより発振器回路部Ｓが特定の出力周
波数ｆVCOを発生するものとする。すると、温度関連漏
洩電流がバリキャップダイオード２８，３０中を流れ、
それにより補償回路の作用なしに、制御バス３４内に存
在する制御電圧に変化が生じ、したがって、回路部Ｓ内
に発生される周波数ｆVCOの変化を生じる。
【００１１】電圧フォロアモードに接続された演算増幅
器によりバリキャップダイオード２８，３０における電
圧と厳密に同じ電圧がバリキャップダイオード３６，３
８に存在することが確保される。これは演算増幅器４０
を電圧フォロアとして接続させることにより達成され、
それはその非反転入力４１にも加えられるのと同じ電圧
がその出力４４に存在することを意味する。バリキャッ
プダイオード２８，３０だけでなくバリキャップダイオ
ード３６，３８にも同じ電圧が存在するため、同じ温度
において流れる漏洩電流は同じとなる。この漏洩電流
は、演算増幅器４０の反転出力４６を介して、電界効果
トランジスタ４８中をも流れる。カレントミラー効果に
より、この漏洩電流は電界効果トランジスタ５０中をも
流れる。したがって、回路点５２において、電界効果ト
ランジスタ５０中を流れる漏洩電流は、バリキャップダ
イオード２８，３０中を流れる電流から減じられて、ル
ープフィルタ２０内に含まれるキャパシタの放電を生じ
ないようにされ、その充電電圧は電圧制御発振器１２の
制御電圧を構成する。したがって、バリキャップダイオ
ード２８，３０中を流れる漏洩電流は、所望する出力周
波数ｆVCOの発生に役立つ制御電圧に影響を及ぼすこと
がない。したがって、前記した回路構成は、電圧制御発
振器１２内のバリキャップダイオード２８，３０中を流
れる温度依存漏洩電流を補償して、発振器１２はたとえ
温度状態が変化する時でもループフィルタ２０により供
給される制御電圧だけで決まる周波数ｆVCOを発生する
ことが保証される。以上の説明に関して更に以下の項を
開示する。
【００１２】（１）ループフィルタにより制御電圧が加
えられるＰＬＬ回路の電圧制御発振器における漏洩電流
を補償する回路構成であって、前記制御電圧は基準信号
の位相と電圧制御発振器により出力される信号の位相と
の間の位相差の関数として位相検出器により発生され、
この発振器は周波数に影響を及ぼす回路素子としてバリ
キャップダイオードを含み、それには制御線を介して制
御電圧が加えられ、発振器（１２）におけるものと同じ
構成のバリキャップダイオード（３６，３８）を含む補
償回路（Ｋ）が設けられ、電圧フォロアモードで接続さ
れた差動出力を有する演算増幅器（４０）が前記補償回
路（Ｋ）内に設けられ、それは制御線（３４）に接続さ
れる入力（４１）を有しかつその一方の出力（４４）に
おいて制御電圧を再生して前記補償回路（Ｋ）内の前記
バリキャップダイオード（３６，３８）へ加え、その他
方の出力（４６）において前記補償回路（Ｋ）内の前記
バリキャップダイオード（３６，３８）の漏洩電流に等
しい電流を供給し、電流分路分岐が制御線（３４）から
延びており、それを介して演算増幅器（４０）により供
給される電流に対応する電流が前記制御線（３４）から
漏洩する回路構成。
【００１３】（２）第１項記載の回路構成であって、前
記電流分路分岐は、その入力分岐（４８）に前記演算増
幅器から出力される電流が加えられるカレントミラー回
路（４８，５０）の出力分岐である回路構成。
【００１４】（３）ＰＬＬ回路の電圧制御発振器内の漏
洩電流を補償する回路構成。ＰＬＬ回路（１０）の電圧
制御発振器（１２）内の漏洩電流を補償する回路構成に
おいて、制御電圧がループフィルタ（２０）により発振
器へ加えられ、それは基準信号（ｆref）の位相と電圧
制御発振器（１２）により出力される信号の位相との間
の位相差の関数として位相検出器（１６）により発生さ
れる。この発振器（１２）は、周波数に影響を及ぼす回
路素子としてバリキャップダイオード（２８，３０）を
含み、それには制御線（３４）を介して制御電圧が加え
られる。発振器（１２）におけるものと同じ構成のバリ
キャップダイオード（３６，３８）を有する補償回路
（Ｋ）が設けられ、かつ差動出力を有する電圧フォロア
モードで接続された演算増幅器（４０）が設けられ、そ
れは制御線（３４）に接続される入力（４１）を有して
いる。それはその一方の出力（４４）において制御電圧
を再生して補償回路（Ｋ）内のバリキャップダイオード
（３６，３８）へ加える。その他方の出力（４６）から
は、補償回路（Ｋ）内のバリキャップダイオード（３
６，３８）の漏洩電流に等しい電流を供給する。電流分
路分岐が制御線（３４）から延びており、それを介して
演算増幅器（４０）により供給される電流に対応する電
流が制御線（３４）から流れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に従った回路構成を応用すること
ができる基本的回路図である。
【図２】所望する漏洩電流補償を達成するのに欠かせな
い、本発明に従った回路構成の部品の回路図である。
【符号の説明】
１０ ＰＬＬ回路 １２ 電圧制御発振器 １４，１８ 分周器 １６ 位相検出器 ２０ ループフィルタ ２２，２４ バイポーラトランジスタ ２６ 電流源 ２８，３０，３６，３８ バリキャップダイオード ３２ コイル ３４ 制御線 ４０ 演算増幅器 ４１ 非反転入力 ４２ 反転入力 ４４ 非反転出力 ４６ 反転出力 ４８，５０ 電界効果トランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レオナルド カラディ ドイツ連邦共和国 フライジンク、 モー ス シュトラーセ 77／アー Ｆターム(参考） 5J081 AA01 BB10 CC12 CC16 DD03 DD11 DD24 EE02 EE18 FF07 FF08 FF09 FF10 FF18 GG01 HH04 KK03 KK22 LL05 MM01 5J106 AA04 CC01 CC21 CC41 CC52 GG01 HH03 JJ01 KK00 KK05

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ループフィルタにより制御電圧が加えら
    れるＰＬＬ回路の電圧制御発振器における漏洩電流を補
    償する回路構成であって、前記制御電圧は基準信号の位
    相と電圧制御発振器により出力される信号の位相との間
    の位相差の関数として位相検出器により発生され、この
    発振器は周波数に影響を及ぼす回路素子としてバリキャ
    ップダイオードを含み、それには制御線を介して制御電
    圧が加えられ、発振器（１２）におけるものと同じ構成
    のバリキャップダイオード（３６，３８）を含む補償回
    路（Ｋ）が設けられ、電圧フォロアモードで接続された
    差動出力を有する演算増幅器（４０）が前記補償回路
    （Ｋ）内に設けられ、それは制御線（３４）に接続され
    る入力（４１）を有しかつその一方の出力（４４）にお
    いて制御電圧を再生して前記補償回路（Ｋ）内の前記バ
    リキャップダイオード（３６，３８）へ加え、その他方
    の出力（４６）において前記補償回路（Ｋ）内の前記バ
    リキャップダイオード（３６，３８）の漏洩電流に等し
    い電流を供給し、電流分路分岐が制御線（３４）から延
    びており、それを介して演算増幅器（４０）により供給
    される電流に対応する電流が前記制御線（３４）から漏
    洩する回路構成。
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