JP2003110359A - 電圧制御発振回路及びこれを用いた受信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワイドレンジで安定性の良い電圧制御発振回
路を提供する。 【解決手段】 第１の共振周波数を決定する共振回路部
２００と、制御電圧ＶＴにより第２の共振周波数を決定
するタンク回路部３００とを有し、第１の共振周波数及
び第２の共振周波数に基いて発振周波数が決定される電
圧制御発振回路１００において、共振回路部２００は、
制御電圧ＶＴにより容量を変化させる可変容量ダイオー
ド１５を備え、制御電圧ＶＴに応じて第1の共振周波数
を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電圧制御発振回路
（ＶＣＯ回路）に関し、特に、ワイドレンジにて安定性
の良い電圧制御発振回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＶＣＯは、受信系の局部発振源として、
あるいは送信係の中間周波数信号源として使用される。
図４は、ＰＬＬ（位相同期ループ）の一般的な構成を示
すもので、基準発振器４０、位相比較器４１、低域フィ
ルタ（ＬＰＦ）４２、ＶＣＯ４３及び分周器４４から構
成される。

【０００３】上記構成のＰＬＬにおいて、基準発振器４
０から出力された基準信号ｆＲと、分周器４４を通して
得られるＶＣＯ４３からの出力信号ｆ０との位相を位相
比較器４１で比較し、差があれば、その差に応じた電圧
を出力する。この電圧は低域フィルタ４２により平滑化
されてＶＣＯ４３の入力に加えられ、その出力信号の周
波数ｆ０を変化させ、低域フィルタ４２の出力がゼロに
なるまで、このループ制御を繰り返し、ＶＣＯ４３の制
御電圧ＶＴが固定になった時点のロック状態で安定す
る。

【０００４】図５は、従来の電圧制御発振器の回路図で
ある。図５において、従来のＶＣＯ４３は、発振トラン
ジスタ１と、共振回路部５１と、制御電圧ＶＴにより発
振周波数が決定されるタンク回路５２とを有している。
共振回路部５１は、発振トランジスタ１のベースとグラ
ンドとの間に設けられ、この共振回路部５１は、ベース
とグランドとの間に接続されたインダクタンス素子であ
るコイル７、コンデンサ８とを有しており、コイル７と
コンデンサ８との接続点にはバイアス回路６が接続され
ている。この接続点とベースとの間には、コイル７が接
続され、接続点とグランドとの間には、コンデンサ８が
接続されている。

【０００５】また、タンク回路５２は、発振トランジス
タ１のエミッタとグランドとの間に設けられ、このタン
ク回路５２は、コイル９、可変容量ダイオード１０、可
変容量ダイオード１１、抵抗１４、抵抗Ｒ１及びコンデ
ンサＣ１を有しており、コイル９の一端はグランドに接
続され、可変容量ダイオード１０のカソードが、可変容
量ダイオード１１のカソードに接続され、可変容量ダイ
オード１１のアノードがグランドに接続されている。

【０００６】また、上述したバイアス回路６は、発振ト
ランジスタ１のベースとグランドとの間に接続されて、
発振トランジスタ１に電源電圧ＶＣＣが供給されるよう
になっている。このバイアス回路６は、抵抗１２、１
３、Ｒ２、コンデンサＣ２、Ｃ３から構成されている。
この抵抗１２、１３は、発振トランジスタ１のベースに
バイアス電圧を与えるためのベースバイアス抵抗となっ
ている。また、発振トランジスタ１のコレクタは、コイ
ルＬ１を介してバイアス回路６に接続され、コンデンサ
Ｃ４、抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５を介して図示しない発振回
路ブロック（ＯＳＣ）に接続されている。

【０００７】また、タンク回路５２は、タンク回路５２
の共振周波数を変化できるように、可変容量ダイオード
１０のカソードと可変容量ダイオード１１のカソードと
の接続点に、抵抗１４を介して制御電圧ＶＴが外部から
供給され、この制御電圧ＶＴの大きさを変えることによ
って可変容量ダイオード１０と可変容量ダイオード１１
との容量を変えてタンク回路５２の共振周波数を変化さ
せて、ワイドレンジに対応できるようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のＶＣＯにおいて、ＶＣＯをワイドレンジ化するにあ
たって、可変容量ダイオードの容量を変化させて、タン
ク回路の共振周波数を変化させるようにしているが、共
振回路部の共振周波数は固定式であるため、タンク回路
に供給される制御電圧ＶＴの大きさが最大、最小の時
に、共振回路の共振点がずれてしまい、ＶＣＯにおける
異常発振や、停止などの異常が生じてしまうという問題
があった。

【０００９】そこで、本発明は上記従来技術の問題点を
解決し、ワイドレンジで安定性の良い電圧制御発振回路
を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の電圧制御発振回路は、第１の共振周
波数を決定する共振回路部と、制御電圧により第２の共
振周波数を決定するタンク回路部とを有し、第１の共振
周波数及び第２の共振周波数に応じて発振周波数が決定
される電圧制御発振回路において、制御電圧に応じて第
１の共振周波数を変化させることを特徴とするものであ
る。

【００１１】また、請求項２記載の電圧制御発振回路
は、請求項１記載の電圧制御発振回路において、共振回
路部は、制御電圧により容量を変化させる可変容量ダイ
オードを備えることを特徴とするものである。

【００１２】上記請求項１又は請求項２の発明によれ
ば、発振周波数の変化に対応して共振回路部の第１の共
振周波数を変化させ、共振回路部における共振点をシフ
トするようにしたので、制御電圧ＶＴの大きさが最大、
最小の場合でも、電圧制御発振回路の発振、停止などの
異常を回避できる。

【００１３】また、請求項３記載の受信機は、請求項１
又は２記載の電圧制御発振回路を用いたものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて具体的に説明する。図１は、本発明に係
る電圧制御発振器の一実施例の回路図を示す。従来例と
同一の箇所については説明を省略する。図１に示すよう
に、電圧制御発振器１００は、発振トランジスタ１と、
共振回路部２００と、制御電圧ＶＴにより発振周波数が
決定されるタンク回路３００とを有している。

【００１５】共振回路部２００は、発振トランジスタ１
のベースとグランドとの間に設けられ、この共振回路部
２００は、ベースとグランドとの間に接続されたインダ
クタンス素子であるコイル７、コンデンサ８、可変容量
ダイオード１５を有しており、コイル７とコンデンサ８
との接続点にはバイアス回路６が接続されている。この
接続点とベースとの間には、コイル７が接続され、接続
点とグランドとの間には、コンデンサ８と可変容量ダイ
オード１５が直列接続されている。

【００１６】本発明のＶＣＯ１００では、この共振回路
部２００に、この可変容量ダイオード１５を設けて、共
振回路部２００における共振周波数をタンク回路３００
に供給されている制御電圧ＶＴにより変化させて、共振
回路部における共振点をシフトできるようにしている。

【００１７】また、タンク回路３００は、発振トランジ
スタ１のエミッタとグランドとの間に設けられ、タンク
回路３００はコイル９と、可変容量ダイオード１０と、
可変容量ダイオード１１とを有しており、コイル９の一
端はグランドに接続され、また、可変容量ダイオード１
０のカソードが、可変容量ダイオード１１のカソードに
接続され、可変容量ダイオード１１のアノードがグラン
ドに接続されている。また、上述したバイアス回路６
は、発振トランジスタ１のベースとグランドとの間に接
続されて、発振トランジスタ１に電源電圧ＶＣＣが供給
されるようになっている。このバイアス回路６におい
て、抵抗１２、１３は、ベースにバイアス電圧を与える
ためのベースバイアス抵抗となっている。

【００１８】また、本発明に係るＶＣＯ１００において
も、従来のＶＣＯと同様に、タンク回路３００は、タン
ク回路３００の共振周波数が変化できるように、可変容
量ダイオード１０のカソードと可変容量ダイオード１１
のカソードとの接続点Ｎ１に、抵抗１４を介して制御電
圧ＶＴが供給され、この制御電圧ＶＴの大きさを変える
ことによって、可変容量ダイオード１０と可変容量ダイ
オード１１との容量を変えて、タンク回路における共振
周波数を変化させることにより、発振周波数を変化させ
て、ワイドレンジに対応できるようにしている。

【００１９】また、本発明に係るＶＣ０１００において
は、タンク回路３００の共振周波数の変化に対応させ
て、共振回路部１００の共振周波数を変化させるため
に、接続点Ｎ１から抵抗１６を介して可変容量ダイオー
ド１５のカソードに制御電圧ＶＴが印加されるようにし
ている。

【００２０】図３は共振回路部２００に設けた可変容量
ダイオード１５の端子間容量と逆電圧との特性を示した
図であり、同図に示すように、この可変容量ダイオード
１５において、逆方向電圧が大きくなるとコンデンサの
容量は小さくなるようになっている。なお、共振回路部
２００と、発振回路部３００の構成は、図１に示したも
のに限らず、種々変形した回路を用いることができる。

【００２１】以上の構成により、タンク回路３００に供
給される制御電圧ＶＴを変えることによって可変容量ダ
イオード１０と可変容量ダイオード１１の容量を変え
て、発振周波数を変化できるようにするとともに、タン
ク回路３００に供給される制御電圧ＶＴにより、可変容
量ダイオード１５の容量を制御するようにしたので、発
振周波数の変化に対応して、共振回路部２００の共振周
波数を変化させることができる。従って、共振回路部の
共振周波数を変化させて、共振回路部における共振点を
シフトできるようにしたので、タンク回路３００に供給
される制御電圧ＶＴの大きさが最大、最小の時でも、電
圧制御発振回路の異常発振や停止などの異常を回避する
ことができる。

【００２２】次に、本発明のＶＣＯ回路を用いた受信ユ
ニットについて説明する。図２は、本発明のＶＣＯ回路
をＣＡＴＶ電話受信ユニットに適用した具体例を示すブ
ロック図である。図２において、４００は受信機、４０
１はＲＦ信号入力部、４０２はＩＦ出力部、４０３は第
１段目の中間周波数生成部、４０４は第２段目の中間周
波数生成部、４２１は局部発信部を示す。受信機４００
は、ＲＦ信号入力部４０１側の前段と、ＩＦ出力部４０
４側の後段とにそれぞれレベル設定のための増幅器４１
１、４１９を設け、中段に第１段から第３段の中間周波
数生成部４０３、４０４、４３１を設けてトリプルコン
バージョンタイプの受信機を構成している。

【００２３】ＯＳＣ１は第１の発振回路ブロック、ＯＳ
Ｃ２は第２の発振回路ブロック、ＯＳＣ３は第３の発振
回路ブロックを示しており、本発明に係るＶＣＯは第１
の発振回路ブロックＯＳＣ１内に設けられている。

【００２４】そして、ＰＬＬ制御回路４０５として、Ｖ
ＣＯ１とＶＣＯ２との２系統の基準信号を出力するもの
を採用し、ＰＬＬ制御回路４０５の一方の出力部４０７
を第１段目の中間周波数生成部４０３に接続し、他方の
出力部４０８を第２段目の中間周波数生成部４０４に接
続している。ＰＬＬ制御回路４０５には、局部発振部４
２１からの信号がＰＬＬ制御回路４０６を介して供給さ
れている。

【００２５】第１段目の中間周波数生成部４０３は、第
１段目のミクサ４１０によって、ＲＦ信号入力部１側の
増幅器４１１によりレベル設定されたＲＦ信号と、ＰＬ
Ｌ制御回路４０５の一方の出力部４０７の基準周波数と
を混合して第１段目の中間周波数信号Ｆ１を生成し、ま
た、第２段目の中間周波数生成部４０４は、第２段目の
ミクサ４１３により、ＰＬＬ制御回路４０５の他方の出
力部４０８の基準周波数と第１段目の中間周波数Ｆ１と
を混合して第２段目の中間周波数Ｆ２を生成するように
構成され、更に、第３段目の中間周波数生成部４３１
は、第３段目のミクサ４３２により、ＰＬＬ制御回路４
０６の基準周波数と第２段目の中間周波数Ｆ２とを混合
して第３段目の中間周波数Ｆ３を生成するように構成さ
れる。

【００２６】そして、第１段目のミクサ４０３と第２段
目のミクサ４０４の間にバンドパスフィルタ４３３、４
３４を介設し、バンドパスフィルタ４３３、４３４の間
にアンプ４３５を介設している。第２段目のミクサ４１
３と第３段目のミクサ４３２との間にバンドパスフィル
タ４３６を介設し、バンドパスフィルタ４３６の後にア
ンプ４３７を介設している。これにより、ワイドレンジ
にて安定性の良い電圧制御発振回路を備えた受信機を提
供できる。

【００２７】以上本発明の好ましい実施例について詳述
したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるもの
ではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の
範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述したところから明らかなよう
に、本発明によれば、ワイドレンジにて安定性の良い電
圧制御発振回路を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＶＣＯ回路を示した図である。

【図２】ＣＡＴＶ電話受信ユニットを示した図である。

【図３】可変容量ダイオードの端子間容量と逆電圧との
特性を示した図である。

【図４】ＰＬＬの一般的な構成を示す図である。

【図５】従来のＶＯＣ回路を示した図である。

【符号の説明】

１ 発振トランジスタ １００ 電圧制御発振回路（ＶＣＯ回路） ２００ 共振回路部 ３００ タンク回路 ４００ 受信機 １０、１１、１５ 可変容量ダイオード

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の共振周波数を決定する共振回路部
   と、制御電圧により第２の共振周波数を決定するタンク
   回路部とを有し、 前記第１の共振周波数及び前記第２の共振周波数に基い
   て発振周波数が決定される電圧制御発振回路において、 前記制御電圧に応じて前記第１の共振周波数を変化させ
   ることを特徴とする電圧制御発振回路。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電圧制御発振回路におい
   て、 前記共振回路部は、前記制御電圧により容量を変化させ
   る可変容量ダイオードを備えることを特徴とする電圧制
   御発振回路。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の電圧制御発振回路
   を用いた受信機。