JP2004048589A - 電圧制御発振器 - Google Patents
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Abstract
【課題】広範な周波数帯域における一定した制御感度により安定したＣ／Ｎ特性を有する電圧制御発振器を提供すること。
【解決手段】スイッチＳＷａ，ＳＷｂにより選択される複数の容量生成手段１２の各々を、固定容量Ｃ１と、固定容量Ｃ１に直列接続された可変容量Ｃ２と、それらに並列接続された固定容量Ｃ３とで構成し、スイッチＳＷａ，ＳＷｂを切り換えて総容量を総容量のα２倍にし、かつＣ２の容量値をα３倍にすることによって元の周波数の１／α倍の周波数に対しても制御感度を一定に保つ。このように、スイッチＳＷａ，ＳＷｂを切り換えることにより、制御感度が低い場合においても広範な発振周波数帯域にわたって制御感度を一定に保つことが可能となるので、良好なＣ／Ｎ特性を安定して実現することが可能となり、また製造ばらつきを吸収し得るために、ＩＣ内蔵にも適する。
【選択図】 図１
【解決手段】スイッチＳＷａ，ＳＷｂにより選択される複数の容量生成手段１２の各々を、固定容量Ｃ１と、固定容量Ｃ１に直列接続された可変容量Ｃ２と、それらに並列接続された固定容量Ｃ３とで構成し、スイッチＳＷａ，ＳＷｂを切り換えて総容量を総容量のα２倍にし、かつＣ２の容量値をα３倍にすることによって元の周波数の１／α倍の周波数に対しても制御感度を一定に保つ。このように、スイッチＳＷａ，ＳＷｂを切り換えることにより、制御感度が低い場合においても広範な発振周波数帯域にわたって制御感度を一定に保つことが可能となるので、良好なＣ／Ｎ特性を安定して実現することが可能となり、また製造ばらつきを吸収し得るために、ＩＣ内蔵にも適する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広範な周波数帯域にわたって安定したＣ／Ｎ特性（キャリア／ノイズ比）を有する電圧制御発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、差動型の電圧制御発振器としては、米国特許第５，６４８，７４４号公報に記載されたものが知られている。図８は、当該公報に記載の電圧制御発振器を示す回路構成図である。同図に示すように、電圧制御発振器は、能動素子回路９１と、インダクタ９２と、インダクタ９２に並列接続された可変容量ダイオード９３３〜９４０とを備えており、インダクタ９２および可変容量ダイオード９３３〜９４０によって共振器を構成している。なお、可変容量ダイオード９３３，９３７の容量値は１Ｃ、可変容量ダイオード９３４，９３８の容量値は２Ｃ、可変容量ダイオード９３５，９３９の容量値は４Ｃ、可変容量ダイオード９３６，９４０の容量値は８Ｃである。
【０００３】
可変容量ダイオード９４１，９４２は、能動素子回路９１から供給された制御電圧Ｖｔによって容量値が連続的に変化する。また、可変容量ダイオード９３３〜９４０にはそれぞれスイッチが直列接続されており、各スイッチは制御信号ｂ０〜ｂ３によってオンオフ制御される。なお、制御信号ｂ０〜ｂ３は、４ビットの２進カウンタ（図示せず）により生成される。
【０００４】
並列接続された可変容量ダイオード９３３〜９３６あるいは可変容量ダイオード９３７〜９４０の総和容量値は、上記スイッチがオン状態にある可変容量ダイオードの和となる。つまり、制御信号ｂ０〜ｂ３を生成する上記２進カウンタの１ビットの変化に対して、可変容量ダイオードの総和容量値が変化していく。ここで、可変容量ダイオード９４１の容量値をＣｏ、可変容量ダイオード９３３〜９３６の総和容量値をＣｔ、インダクタ９２のインダクタンスをＬとすると、図８に示した電圧制御発振器の発振周波数ｆを式（１）によって表すことができる。
【０００５】
【数１】
【０００６】
可変容量ダイオード９３３〜９３６の総和容量Ｃｔは制御信号ｂ０〜ｂ３の変化に応じて段階的に変化するため、式（１）で示される発振周波数ｆも段階的に変化する。さらに、制御電圧Ｖｔによって可変容量ダイオード９４１の容量値Ｃｏも連続的に変化するため、発振周波数ｆは連続的に変化する。
【０００７】
このため、可変容量ダイオード９４１の容量値の変化率が小さい場合であっても、可変容量ダイオード９３３〜９３６の総和容量値Ｃｔの段階的な変化により、発振周波数ｆがほぼ等間隔で段階的に変化することになる。したがって、当該従来の電圧制御発振器においては、広い範囲の発振周波数帯域が得られることとなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、携帯電話のような移動無線機で使用される周波数シンセサイザには、通信品質の面から高いＣ／Ｎ特性（キャリア／ノイズ比）が要求される。また、移動無線機の小型化および低コスト化を図るために、周波数シンセサイザの構成要素である電圧制御発振器をＩＣチップ上に集積化することが望まれている。
【０００９】
しかしながら、移動無線機の小型化のために電圧制御発振器の集積化を図ると、電圧制御発振器を構成するコンデンサや可変容量、インダクタの製造ばらつきが起因して、発振周波数が大きく変化してしまう。このため、当該電圧制御発振器をＩＣチップに集積化した周波数シンセサイザは、所望の周波数で位相ロックできないという問題を有していた。
【００１０】
この問題を解決するために、制御感度（１Ｖ当たりの発振周波数の変化幅であり、単位は［Ｈｚ／Ｖ］）を高く設定する方法があるが、制御感度を高く設定すると、制御電圧に印加されたノイズによるＣ／Ｎ特性の劣化という別の問題が生じてしまう。
【００１１】
さらに、図９に示した電圧制御発振器のように、複数の容量を選択する構成によって上記製造ばらつきを吸収するといった方法もあるが、一般に、制御感度は全ての周波数帯域にわたって一定ではないという問題がある。すなわち、ある制御電圧における総容量をＣ、制御電圧を１Ｖ変化させたときの総容量の増加分をΔＣとすると、一般に、制御感度ｆｓは、式（２）で示されることとなる。
【００１２】
【数２】
【００１３】
ここで、図９に示した従来の電圧制御発振器のように複数の固定容量を選択する構成の場合、一般的に制御感度ｆｓは周波数帯の数％であり、ΔＣ／Ｃ≪１の関係によって、制御感度ｆｓは式（３）で示される。
【００１４】
【数３】
【００１５】
式（３）に示されているように、総容量Ｃを線形に増加させても制御感度ｆｓを一定に保つことはできず、制御感度ｆｓは高周波側で高く、低周波側で低くなってしまう。
【００１６】
以上の理由から、図９に示した従来の電圧制御発振器にあっては、周波数帯域によって制御感度が異なるため、当該電圧制御発振器を周波数シンセサイザに用いても周波数帯域によってＰＬＬのループゲインが異なってしまうことになる。このため、Ｃ／Ｎ特性の面やロックアップタイムなどにおいて安定的な特性を提供することが困難であるという問題点を有していた。
【００１７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、広範な周波数帯域における一定した制御感度により安定したＣ／Ｎ特性を有する電圧制御発振器を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る電圧制御発振器は、インダクタ成分と容量成分とによって決定された周波数の信号を発振する電圧制御発振器であって、インダクタ成分を有するインダクタと、前記インダクタに並列接続され、それぞれが異なる容量成分を有する複数の容量生成手段と、前記複数の容量生成手段のそれぞれに対してオンオフ制御するスイッチング手段と、前記スイッチのオンオフを切り換えることによって、前記複数の容量生成手段の中から少なくとも１つの容量生成手段を選択する制御手段と、を備え、前記複数の容量生成手段の各容量は、所定の比率の関係を有する。
【００１９】
したがって、制御感度が低くても広範な発振周波数帯域にわたって制御感度を一定に保つことが可能となるため、安定的なＣ／Ｎ特性を有する電圧制御発振器を提供することができる。また、製造ばらつきを吸収してＩＣチップへの内蔵にも適した小型の電圧制御発振器を実現することができる。
【００２０】
また、本発明に係る電圧制御発振器は、前記複数の容量生成手段がそれぞれ有する容量成分は可変であり、各容量生成手段の容量成分は制御信号によって制御される。したがって、容量成分を変更することで発振周波数を変更することができる。
【００２１】
また、本発明に係る電圧制御発振器は、前記容量生成手段は、第１の固定容量と、前記第１の固定容量に直列接続された第１の可変容量と、前記第１の固定容量および前記第１の可変容量に並列接続された第２の固定容量と、を有し、第１の容量生成手段のみを選択したときの第１の発振周波数を第２の容量生成手段のみを選択したときの第２の発振周波数のα倍（αは正の実数）にするときは、前記第１の容量生成手段の総容量を前記第２の容量生成手段の総容量の１／α２に設定し、前記第１の容量生成手段が有する第１の可変容量を前記第２の容量生成手段が有する第１の可変容量の１／α３に設定する。したがって、周波数帯域を広くしても制御感度を理論的に一定に保つことができる。
【００２２】
また、本発明に係る電圧制御発振器は、前記第１の容量生成手段の総容量を前記第２の容量生成手段の総容量の１／２ｎα２に設定し、前記第１の容量生成手段が有する第１の可変容量を前記第２の容量生成手段が有する第１の可変容量の１／２ｎα３に設定する。したがって、周波数帯域に対応した容量生成手段の数を削減することによる回路規模の縮小を実現することができる。また、回路規模縮小の効果として寄生容量も減少し、またＱを向上させて良好なＣ／Ｎ特性を得ることができる。
【００２３】
また、本発明に係る電圧制御発振器は、前記インダクタおよび前記複数の容量生成手段に対して並列に接続された第３の固定容量を備えている。したがって、ＩＣチップに内蔵しても寄生容量の影響を補正できるため製造ばらつきが吸収され、精度の高い電圧制御発振器を提供することができる。
【００２４】
また、本発明に係る電圧制御発振器は、前記複数の容量生成手段の各々は、前記第１の固定容量に代えて第２の可変容量を有する。したがって、外付け部品無く制御感度の制御が可能となり、集積化を容易にすることができる。
【００２５】
また、本発明に係る電圧制御発振器は、前記複数の容量生成手段の各々を能動素子を有する回路から電気的に遮断する配線切断手段を有する。したがって、寄生容量の影響を低減することができるため、良好なＣ／Ｎ特性を得ることができる。
【００２６】
また、本発明に係る周波数シンセサイザは、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電圧制御発振器を備えている。したがって、周波数可変幅が広く、全周波数帯域においてＰＬＬのループゲインが一定となるため、安定したＣ／Ｎ特性およびロックアップタイムの周波数シンセサイザを提供することができる。
【００２７】
さらに、本発明に係る移動無線機は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電圧制御発振器を備えている。したがって、移動無線機を小型化できると共に、通信品質の良好な移動無線機を提供することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電圧制御発振器の実施の形態について、〔第１の実施形態〕、〔第２の実施形態〕、〔第３の実施形態〕、〔第４の実施形態〕、〔第５の実施形態〕の順に図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電圧制御発振器を示す回路構成図である。同図に示すように、第１の実施形態の電圧制御発振器は、能動素子回路１と、インダクタＬと、容量生成手段１２ａ，１２ｂと、容量生成手段１２ａ，１２ｂから１つまたは２つを選択するスイッチＳＷａ，ＳＷｂと、スイッチＳＷａ，ＳＷｂを制御する制御回路１１とを備えて構成されている。なお、容量生成部１２は特許請求の範囲の容量生成手段に該当し、スイッチＳＷはスイッチング手段に該当し、制御回路１１は制御手段に該当する。
【００３０】
容量生成手段１２ａ（１２ｂ）は、固定容量Ｃ１ａ（Ｃ１ｂ）と、固定容量Ｃ１ａ（Ｃ１ｂ）に直列接続された可変容量ダイオードＣ２ａ（Ｃ２ｂ）と、これらに並列接続された固定容量Ｃ３ａ（Ｃ３ｂ）とを有している。固定容量Ｃ１ａ（Ｃ１ｂ）は特許請求の範囲の第１の固定容量に該当し、可変容量ダイオードＣ２ａ（Ｃ２ｂ）は第１の可変容量に該当し、固定容量Ｃ３ａ（Ｃ３ｂ）は第２の固定容量に該当する。
【００３１】
なお、固定容量Ｃ１ａ（Ｃ１ｂ）と可変容量ダイオードＣ２ａ（Ｃ２ｂ）との間には制御電圧Ｖｔが印加される。また、本実施形態では、制御信号Ｖｔによって２つの周波数帯域を選択可能としたため容量生成手段１２を２つ（１２ａ，１２ｂ）としたが、３つ以上としても良い。
【００３２】
また、制御回路１１は、スイッチＳＷａ（ＳＷｂ）をオンオフ制御するものである。以下、スイッチＳＷａのみを閉じたときの発振周波数ｆａを式（４）に示し、スイッチＳＷｂのみを閉じたときの発振周波数ｆｂを式（５）に示す。
【００３３】
【数４】
【００３４】
【数５】
【００３５】
ここで、αを正の実数（所定の正の実数）とし、発振周波数ｆｂを発振周波数ｆａの１／αに設定した場合について説明する。発振周波数ｆａ（ｆｂ）のときの総容量をＣａ（Ｃｂ）、可変容量ダイオードＣ２ａ（Ｃ２ｂ）の単位電圧変化における容量変化をΔＣａ（ΔＣｂ）とすると、式（４）および式（５）から式（６）を求めることができる。
【００３６】
【数６】
【００３７】
また、制御感度が一定になるよう容量値を設定すると、式（７）に示す関係が成立する。
【００３８】
【数７】
【００３９】
したがって、式（８）が求められる。
【００４０】
【数８】
【００４１】
式（８）に、ΔＣａ／Ｃａ≪１の関係をあてはめると、式（９）が求められる。
【００４２】
【数９】
【００４３】
また、式（９）に、αΔＣａ／２Ｃａ≪１の関係をあてはめると、式（１０）が求められる。
【００４４】
【数１０】
【００４５】
このように、周波数を１／α倍する場合、可変容量ダイオードＣ２ａ（Ｃ２ｂ）の容量をα３倍することによって、制御感度をほぼ一定に保つことができる。
【００４６】
一方、式（４）〜式（６）および式（１０）に示す関係から、式（１１）を求めることができる。
【００４７】
【数１１】
【００４８】
したがって、式（１２）に示す関係を実現する構成とすることにより、所望の周波数が得られ、かつ制御感度をほぼ一定に保つことができる。
【００４９】
【数１２】
【００５０】
以下、具体例を説明する。発振周波数ｆａ＝２．５ＧＨｚ、制御感度５０ＭＨｚ／Ｖ、インダクタＬが２ｎＨの場合、発振周波数ｆａおよびインダクタ値より計算された総容量Ｃａ＝２．１１２ｐＦであり、制御感度より計算された容量変化ΔＣａ＝−０．０８６ｐＦである。スイッチＳＷａ，ＳＷｂの切り換えによって発振周波数ｆｂ＝２ＧＨｚを得る場合、発振周波数ｆｂを発振周波数ｆａの１／αに設定するといった定義からα＝１．２５である。すると、式（６）および式（１０）の関係から、総容量Ｃｂ＝３．１６６ｐＦ、容量変化ΔＣｂ＝−０．１６７ｐＦとなるように容量値を構成すると、当該周波数帯域における制御感度は５０．９ＭＨｚ／Ｖとなるため、各々の周波数帯域においてほぼ同一の制御感度を得ることができる結果となる。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態の電圧制御発振器によれば、複数の発振周波数帯域を選択でき、かつ各周波数帯域において制御感度がほぼ一定となるため、周波数可変幅を広くとることができる。また、全ての周波数帯域において制御感度を低くし、かつ一定に保つことが可能であるため、安定的なＣ／Ｎ特性を有する電圧制御発振器を提供することができる。
【００５２】
また、本実施形態の電圧制御発振器を周波数シンセサイザで使用する場合、周波数可変幅が広く、全周波数帯域においてＰＬＬのループゲインが一定となるため、安定したＣ／Ｎ特性およびロックアップタイムの周波数シンセサイザを提供することができる。さらに、当該周波数シンセサイザを移動無線機に搭載することによって、移動無線機を小型化できると共に、安価で通信品質の良好な移動無線機を提供することができる。
【００５３】
〔第２の実施形態〕
図２は、本発明の第２の実施形態に係る電圧制御発振器を示す回路構成図である。同図に示すように、第２の実施形態の電圧制御発振器は、第１の実施形態の電圧制御発振器（図１）と比較して、インダクタＬと並列に特許請求の範囲の第３の固定容量に該当する固定容量Ｃ０を設けた点が異なっている。なお、固定容量Ｃ０に対しては、寄生容量、すなわちあたかも並列接続された固定容量として振る舞う寄生容量が陰に存在している。
【００５４】
本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、発振周波数ｆｂを発振周波数ｆａの１／α（α＞１）に設定する場合について説明する。発振周波数ｆａ（ｆｂ）のときの総容量をＣａ（Ｃｂ）、可変容量ダイオードＣ２ａ（Ｃ２ｂ）の単位電圧変化における容量変化をΔＣａ（ΔＣｂ）とすると、式（６）および式（９）と同様に、式（１３）に示す関係が成立する。
【００５５】
【数１３】
【００５６】
また、式（１１）と同様に、式（１４）に示す関係が成立する。
【００５７】
【数１４】
【００５８】
したがって、式（１５）に示す関係を実現する構成とすることにより、所望の周波数が得られ、かつ制御感度をほぼ一定に保つことができる。
【００５９】
【数１５】
【００６０】
以上説明したように、本実施形態の電圧制御発振器によれば、固定容量Ｃ３ｂを示す計算式中に固定容量Ｃ０のパラメータが含まれているため、寄生容量による影響を補正することができる。したがって、精度の良い電圧制御発振器を提供することができ、設計精度が向上する。
【００６１】
〔第３の実施形態〕
図３は、本発明の第３の実施形態に係る電圧制御発振器を示す回路構成図である。同図に示すように、第３の実施形態の電圧制御発振器は、第２の実施形態の電圧制御発振器（図２）と比較して、スイッチによってオンオフ制御されない容量生成手段１２ｄを設けた点が異なっている。
【００６２】
図３に示したスイッチＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃは、３ビットの２進カウンタを構成し（スイッチＳＷａがＭＳＢ）、真理値として０００、００１、０１０、０１１、１１１と動作する（後述の図４におけるｏｆｆ＝０、ｏｎ＝１に対応している）。また、スイッチＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃによって選択される合成容量と可変容量は、式（６）および式（１０）に基づいて、約１：２：１の構成とする（２ｎα３において、ｎ＝１，２，１をとる）。
【００６３】
以下、具体例を説明する。インダクタＬが２ｎＨとし、１．９ＧＨｚ〜２．２ＧＨｚの発振周波数を５つの周波数帯域で切り換えて実現するものとする。
【００６４】
図４は、スイッチＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃのオンオフの組み合わせによって接続される合成容量と可変容量を示すテーブルである。なお、図４に示す合成容量と可変容量の単位は［ｐＦ］である。
【００６５】
全てのスイッチＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃがオフの場合、制御電圧が１Ｖのときに容量生成手段１２が有する容量Ｃ０，Ｃ１〜Ｃ３で形成される合成容量は２．６１７ｐＦであるため、２．２ＧＨｚの発振周波数が得られる。また、この状態より制御電圧を１Ｖ上げた場合、容量変化０．２５５ｐＦにより２．１ＧＨｚの発振周波数が得られる。したがって、制御電圧の連続的変化によって２．１〜２．２ＧＨｚの周波数が連続的に得られる。
【００６６】
次に、スイッチＳＷｃのみを閉じた場合（スイッチＳＷｃのみをオンした場合）、制御電圧が１Ｖのときの合成容量が０．１２９ｐＦであり、可変幅０．０２ｐＦの可変容量が並列に接続されるため、総容量２．７４６ｐＦ、容量変化０．２７５ｐＦとなり、制御電圧１Ｖ時は２１４８ＭＨｚ、２Ｖ時は２０４８ＭＨｚが得られる。図５に、スイッチＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃのオンオフ組み合わせ毎の制御電圧と発信周波数の関係を示す。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態の電圧制御発振器にあっては、スイッチＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃを制御することによって、図５に示すように、広域は周波数帯域にわたって制御感度１００ＭＨｚ／Ｖの制御電圧対発振周波数特性を実現することができる。したがって、本実施形態の電圧制御発振器をＩＣチップに内蔵しても寄生容量の影響を補正できるため製造ばらつきが吸収され、全周波数帯域において一定の制御感度を提供できる。したがって、安定的かつ良好なＣ／Ｎ特性を有する小型の電圧制御発振器を提供することができる。
【００６８】
〔第４の実施形態〕
図６は、本発明の第４の実施形態に係る電圧制御発振器を示す回路構成図である。同図に示すように、第４の実施形態の電圧制御発振器は、第１の実施形態の電圧制御発振器（図１）と比較して、第１の実施形態における固定容量Ｃ１ａ，Ｃ１ｂの代わりに、制御電圧Ｃｔによって容量が可変に制御される可変容量２９ａ，２９ｂを備えて構成された点が異なる。なお、可変容量２９ａ，２９ｂは、特許請求の範囲の第２の可変容量に該当する。
【００６９】
このような構成にすることにより、容量値が式（１２）を満たすことで制御感度は各周波数帯域で一定となり、さらに本実施形態の電圧制御発振器をＩＣチップに内蔵しても外付け部品の必要無く周波数帯域を切り換えることができるだけでなく、ユーザ側で制御感度を調整することができる。
【００７０】
〔第５の実施形態〕
図７は、本発明の第５の実施形態に係る電圧制御発振器を示す回路構成図である。同図に示すように、第５の実施形態の電圧制御発振器は、第１の実施形態の電圧制御発振器（図１）と比較して、レーザトリミング等の方法により能動素子回路１から各容量生成手段１２に至る回路配線を切断することができる切断ポイント３２を有する点が異なる。なお、切断ポイント３２は特許請求の範囲の配線切断手段に該当する。
【００７１】
本実施形態では、第１の実施形態と同様に、スイッチＳＷａ，ＳＷｂを制御することにより発振周波数を得ると共に、この得られた発振周波数を測定して所望の周波数帯を得るため、切断ポイント３２によって不要な容量生成手段１２を切断している。したがって、不要な寄生容量による影響を低減できるため、さらに良好なＣ／Ｎ特性を有する電圧制御発振器を提供することができる。
【００７２】
以上説明した第１〜第５の実施形態の電圧制御発振器では、選択される周波数帯域の数を２つまたは５つの場合に限定して説明したが、任意の数の周波数帯域から選択する構成としても良い。また、スイッチＳＷの位置は、各容量を切り換え可能でありさえすれば接地側に限らなくても良い。また、周波数帯域も２ＧＨｚ帯に限らない。また、第３の実施形態ではｎ＝１，２，１と説明したが、任意のｎに対して実現可能である。同様に、制御感度も任意に設定してもよい。さらに、各実施形態は片相で説明したが両相でも同様に実現可能である。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電圧制御発振器によれば、制御感度が低くても広範な発振周波数帯域にわたって制御感度を一定に保つことが可能となるため、安定的なＣ／Ｎ特性を得ることができる。また、製造ばらつきを吸収してＩＣチップへの内蔵にも適した小型の電圧制御発振器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電圧制御発振器を示す回路構成図
【図２】本発明の第２の実施形態に係る電圧制御発振器を示す回路構成図
【図３】本発明の第３の実施形態に係る電圧制御発振器を示す回路構成図
【図４】スイッチＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃのオンオフ組み合わせによって接続される合成容量と可変容量を示すテーブル
【図５】スイッチＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃのオンオフ組み合わせ毎の制御電圧と発信周波数の関係を示すグラフ
【図６】本発明の第４の実施形態に係る電圧制御発振器を示す回路構成図。
【図７】本発明の第５の実施形態に係る電圧制御発振器を示す回路構成図
【図８】米国特許第５，６４８，７４４号公報に記載の電圧制御発振器を示す回路構成図
【符号の説明】
１ 能動素子回路
１１ 制御回路
１２ 容量生成手段
２９，３０ 可変容量
３２ 切断ポイント
Ｃ０，Ｃ１ａ，Ｃ１ｂ，Ｃ１ｃ，Ｃ３ａ 固定容量
Ｃ１ａ，Ｃ１ｂ，Ｃ１ｃ 可変容量ダイオード
Ｌ インダクタ
ＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃ スイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、広範な周波数帯域にわたって安定したＣ／Ｎ特性（キャリア／ノイズ比）を有する電圧制御発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、差動型の電圧制御発振器としては、米国特許第５，６４８，７４４号公報に記載されたものが知られている。図８は、当該公報に記載の電圧制御発振器を示す回路構成図である。同図に示すように、電圧制御発振器は、能動素子回路９１と、インダクタ９２と、インダクタ９２に並列接続された可変容量ダイオード９３３〜９４０とを備えており、インダクタ９２および可変容量ダイオード９３３〜９４０によって共振器を構成している。なお、可変容量ダイオード９３３，９３７の容量値は１Ｃ、可変容量ダイオード９３４，９３８の容量値は２Ｃ、可変容量ダイオード９３５，９３９の容量値は４Ｃ、可変容量ダイオード９３６，９４０の容量値は８Ｃである。
【０００３】
可変容量ダイオード９４１，９４２は、能動素子回路９１から供給された制御電圧Ｖｔによって容量値が連続的に変化する。また、可変容量ダイオード９３３〜９４０にはそれぞれスイッチが直列接続されており、各スイッチは制御信号ｂ０〜ｂ３によってオンオフ制御される。なお、制御信号ｂ０〜ｂ３は、４ビットの２進カウンタ（図示せず）により生成される。
【０００４】
並列接続された可変容量ダイオード９３３〜９３６あるいは可変容量ダイオード９３７〜９４０の総和容量値は、上記スイッチがオン状態にある可変容量ダイオードの和となる。つまり、制御信号ｂ０〜ｂ３を生成する上記２進カウンタの１ビットの変化に対して、可変容量ダイオードの総和容量値が変化していく。ここで、可変容量ダイオード９４１の容量値をＣｏ、可変容量ダイオード９３３〜９３６の総和容量値をＣｔ、インダクタ９２のインダクタンスをＬとすると、図８に示した電圧制御発振器の発振周波数ｆを式（１）によって表すことができる。
【０００５】
【数１】
可変容量ダイオード９３３〜９３６の総和容量Ｃｔは制御信号ｂ０〜ｂ３の変化に応じて段階的に変化するため、式（１）で示される発振周波数ｆも段階的に変化する。さらに、制御電圧Ｖｔによって可変容量ダイオード９４１の容量値Ｃｏも連続的に変化するため、発振周波数ｆは連続的に変化する。
【０００７】
このため、可変容量ダイオード９４１の容量値の変化率が小さい場合であっても、可変容量ダイオード９３３〜９３６の総和容量値Ｃｔの段階的な変化により、発振周波数ｆがほぼ等間隔で段階的に変化することになる。したがって、当該従来の電圧制御発振器においては、広い範囲の発振周波数帯域が得られることとなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、携帯電話のような移動無線機で使用される周波数シンセサイザには、通信品質の面から高いＣ／Ｎ特性（キャリア／ノイズ比）が要求される。また、移動無線機の小型化および低コスト化を図るために、周波数シンセサイザの構成要素である電圧制御発振器をＩＣチップ上に集積化することが望まれている。
【０００９】
しかしながら、移動無線機の小型化のために電圧制御発振器の集積化を図ると、電圧制御発振器を構成するコンデンサや可変容量、インダクタの製造ばらつきが起因して、発振周波数が大きく変化してしまう。このため、当該電圧制御発振器をＩＣチップに集積化した周波数シンセサイザは、所望の周波数で位相ロックできないという問題を有していた。
【００１０】
この問題を解決するために、制御感度（１Ｖ当たりの発振周波数の変化幅であり、単位は［Ｈｚ／Ｖ］）を高く設定する方法があるが、制御感度を高く設定すると、制御電圧に印加されたノイズによるＣ／Ｎ特性の劣化という別の問題が生じてしまう。
【００１１】
さらに、図９に示した電圧制御発振器のように、複数の容量を選択する構成によって上記製造ばらつきを吸収するといった方法もあるが、一般に、制御感度は全ての周波数帯域にわたって一定ではないという問題がある。すなわち、ある制御電圧における総容量をＣ、制御電圧を１Ｖ変化させたときの総容量の増加分をΔＣとすると、一般に、制御感度ｆｓは、式（２）で示されることとなる。
【００１２】
【数２】
ここで、図９に示した従来の電圧制御発振器のように複数の固定容量を選択する構成の場合、一般的に制御感度ｆｓは周波数帯の数％であり、ΔＣ／Ｃ≪１の関係によって、制御感度ｆｓは式（３）で示される。
【００１４】
【数３】
式（３）に示されているように、総容量Ｃを線形に増加させても制御感度ｆｓを一定に保つことはできず、制御感度ｆｓは高周波側で高く、低周波側で低くなってしまう。
【００１６】
以上の理由から、図９に示した従来の電圧制御発振器にあっては、周波数帯域によって制御感度が異なるため、当該電圧制御発振器を周波数シンセサイザに用いても周波数帯域によってＰＬＬのループゲインが異なってしまうことになる。このため、Ｃ／Ｎ特性の面やロックアップタイムなどにおいて安定的な特性を提供することが困難であるという問題点を有していた。
【００１７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、広範な周波数帯域における一定した制御感度により安定したＣ／Ｎ特性を有する電圧制御発振器を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る電圧制御発振器は、インダクタ成分と容量成分とによって決定された周波数の信号を発振する電圧制御発振器であって、インダクタ成分を有するインダクタと、前記インダクタに並列接続され、それぞれが異なる容量成分を有する複数の容量生成手段と、前記複数の容量生成手段のそれぞれに対してオンオフ制御するスイッチング手段と、前記スイッチのオンオフを切り換えることによって、前記複数の容量生成手段の中から少なくとも１つの容量生成手段を選択する制御手段と、を備え、前記複数の容量生成手段の各容量は、所定の比率の関係を有する。
【００１９】
したがって、制御感度が低くても広範な発振周波数帯域にわたって制御感度を一定に保つことが可能となるため、安定的なＣ／Ｎ特性を有する電圧制御発振器を提供することができる。また、製造ばらつきを吸収してＩＣチップへの内蔵にも適した小型の電圧制御発振器を実現することができる。
【００２０】
また、本発明に係る電圧制御発振器は、前記複数の容量生成手段がそれぞれ有する容量成分は可変であり、各容量生成手段の容量成分は制御信号によって制御される。したがって、容量成分を変更することで発振周波数を変更することができる。
【００２１】
また、本発明に係る電圧制御発振器は、前記容量生成手段は、第１の固定容量と、前記第１の固定容量に直列接続された第１の可変容量と、前記第１の固定容量および前記第１の可変容量に並列接続された第２の固定容量と、を有し、第１の容量生成手段のみを選択したときの第１の発振周波数を第２の容量生成手段のみを選択したときの第２の発振周波数のα倍（αは正の実数）にするときは、前記第１の容量生成手段の総容量を前記第２の容量生成手段の総容量の１／α２に設定し、前記第１の容量生成手段が有する第１の可変容量を前記第２の容量生成手段が有する第１の可変容量の１／α３に設定する。したがって、周波数帯域を広くしても制御感度を理論的に一定に保つことができる。
【００２２】
また、本発明に係る電圧制御発振器は、前記第１の容量生成手段の総容量を前記第２の容量生成手段の総容量の１／２ｎα２に設定し、前記第１の容量生成手段が有する第１の可変容量を前記第２の容量生成手段が有する第１の可変容量の１／２ｎα３に設定する。したがって、周波数帯域に対応した容量生成手段の数を削減することによる回路規模の縮小を実現することができる。また、回路規模縮小の効果として寄生容量も減少し、またＱを向上させて良好なＣ／Ｎ特性を得ることができる。
【００２３】
また、本発明に係る電圧制御発振器は、前記インダクタおよび前記複数の容量生成手段に対して並列に接続された第３の固定容量を備えている。したがって、ＩＣチップに内蔵しても寄生容量の影響を補正できるため製造ばらつきが吸収され、精度の高い電圧制御発振器を提供することができる。
【００２４】
また、本発明に係る電圧制御発振器は、前記複数の容量生成手段の各々は、前記第１の固定容量に代えて第２の可変容量を有する。したがって、外付け部品無く制御感度の制御が可能となり、集積化を容易にすることができる。
【００２５】
また、本発明に係る電圧制御発振器は、前記複数の容量生成手段の各々を能動素子を有する回路から電気的に遮断する配線切断手段を有する。したがって、寄生容量の影響を低減することができるため、良好なＣ／Ｎ特性を得ることができる。
【００２６】
また、本発明に係る周波数シンセサイザは、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電圧制御発振器を備えている。したがって、周波数可変幅が広く、全周波数帯域においてＰＬＬのループゲインが一定となるため、安定したＣ／Ｎ特性およびロックアップタイムの周波数シンセサイザを提供することができる。
【００２７】
さらに、本発明に係る移動無線機は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電圧制御発振器を備えている。したがって、移動無線機を小型化できると共に、通信品質の良好な移動無線機を提供することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電圧制御発振器の実施の形態について、〔第１の実施形態〕、〔第２の実施形態〕、〔第３の実施形態〕、〔第４の実施形態〕、〔第５の実施形態〕の順に図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電圧制御発振器を示す回路構成図である。同図に示すように、第１の実施形態の電圧制御発振器は、能動素子回路１と、インダクタＬと、容量生成手段１２ａ，１２ｂと、容量生成手段１２ａ，１２ｂから１つまたは２つを選択するスイッチＳＷａ，ＳＷｂと、スイッチＳＷａ，ＳＷｂを制御する制御回路１１とを備えて構成されている。なお、容量生成部１２は特許請求の範囲の容量生成手段に該当し、スイッチＳＷはスイッチング手段に該当し、制御回路１１は制御手段に該当する。
【００３０】
容量生成手段１２ａ（１２ｂ）は、固定容量Ｃ１ａ（Ｃ１ｂ）と、固定容量Ｃ１ａ（Ｃ１ｂ）に直列接続された可変容量ダイオードＣ２ａ（Ｃ２ｂ）と、これらに並列接続された固定容量Ｃ３ａ（Ｃ３ｂ）とを有している。固定容量Ｃ１ａ（Ｃ１ｂ）は特許請求の範囲の第１の固定容量に該当し、可変容量ダイオードＣ２ａ（Ｃ２ｂ）は第１の可変容量に該当し、固定容量Ｃ３ａ（Ｃ３ｂ）は第２の固定容量に該当する。
【００３１】
なお、固定容量Ｃ１ａ（Ｃ１ｂ）と可変容量ダイオードＣ２ａ（Ｃ２ｂ）との間には制御電圧Ｖｔが印加される。また、本実施形態では、制御信号Ｖｔによって２つの周波数帯域を選択可能としたため容量生成手段１２を２つ（１２ａ，１２ｂ）としたが、３つ以上としても良い。
【００３２】
また、制御回路１１は、スイッチＳＷａ（ＳＷｂ）をオンオフ制御するものである。以下、スイッチＳＷａのみを閉じたときの発振周波数ｆａを式（４）に示し、スイッチＳＷｂのみを閉じたときの発振周波数ｆｂを式（５）に示す。
【００３３】
【数４】
【数５】
ここで、αを正の実数（所定の正の実数）とし、発振周波数ｆｂを発振周波数ｆａの１／αに設定した場合について説明する。発振周波数ｆａ（ｆｂ）のときの総容量をＣａ（Ｃｂ）、可変容量ダイオードＣ２ａ（Ｃ２ｂ）の単位電圧変化における容量変化をΔＣａ（ΔＣｂ）とすると、式（４）および式（５）から式（６）を求めることができる。
【００３６】
【数６】
また、制御感度が一定になるよう容量値を設定すると、式（７）に示す関係が成立する。
【００３８】
【数７】
したがって、式（８）が求められる。
【００４０】
【数８】
式（８）に、ΔＣａ／Ｃａ≪１の関係をあてはめると、式（９）が求められる。
【００４２】
【数９】
また、式（９）に、αΔＣａ／２Ｃａ≪１の関係をあてはめると、式（１０）が求められる。
【００４４】
【数１０】
このように、周波数を１／α倍する場合、可変容量ダイオードＣ２ａ（Ｃ２ｂ）の容量をα３倍することによって、制御感度をほぼ一定に保つことができる。
【００４６】
一方、式（４）〜式（６）および式（１０）に示す関係から、式（１１）を求めることができる。
【００４７】
【数１１】
したがって、式（１２）に示す関係を実現する構成とすることにより、所望の周波数が得られ、かつ制御感度をほぼ一定に保つことができる。
【００４９】
【数１２】
以下、具体例を説明する。発振周波数ｆａ＝２．５ＧＨｚ、制御感度５０ＭＨｚ／Ｖ、インダクタＬが２ｎＨの場合、発振周波数ｆａおよびインダクタ値より計算された総容量Ｃａ＝２．１１２ｐＦであり、制御感度より計算された容量変化ΔＣａ＝−０．０８６ｐＦである。スイッチＳＷａ，ＳＷｂの切り換えによって発振周波数ｆｂ＝２ＧＨｚを得る場合、発振周波数ｆｂを発振周波数ｆａの１／αに設定するといった定義からα＝１．２５である。すると、式（６）および式（１０）の関係から、総容量Ｃｂ＝３．１６６ｐＦ、容量変化ΔＣｂ＝−０．１６７ｐＦとなるように容量値を構成すると、当該周波数帯域における制御感度は５０．９ＭＨｚ／Ｖとなるため、各々の周波数帯域においてほぼ同一の制御感度を得ることができる結果となる。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態の電圧制御発振器によれば、複数の発振周波数帯域を選択でき、かつ各周波数帯域において制御感度がほぼ一定となるため、周波数可変幅を広くとることができる。また、全ての周波数帯域において制御感度を低くし、かつ一定に保つことが可能であるため、安定的なＣ／Ｎ特性を有する電圧制御発振器を提供することができる。
【００５２】
また、本実施形態の電圧制御発振器を周波数シンセサイザで使用する場合、周波数可変幅が広く、全周波数帯域においてＰＬＬのループゲインが一定となるため、安定したＣ／Ｎ特性およびロックアップタイムの周波数シンセサイザを提供することができる。さらに、当該周波数シンセサイザを移動無線機に搭載することによって、移動無線機を小型化できると共に、安価で通信品質の良好な移動無線機を提供することができる。
【００５３】
〔第２の実施形態〕
図２は、本発明の第２の実施形態に係る電圧制御発振器を示す回路構成図である。同図に示すように、第２の実施形態の電圧制御発振器は、第１の実施形態の電圧制御発振器（図１）と比較して、インダクタＬと並列に特許請求の範囲の第３の固定容量に該当する固定容量Ｃ０を設けた点が異なっている。なお、固定容量Ｃ０に対しては、寄生容量、すなわちあたかも並列接続された固定容量として振る舞う寄生容量が陰に存在している。
【００５４】
本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、発振周波数ｆｂを発振周波数ｆａの１／α（α＞１）に設定する場合について説明する。発振周波数ｆａ（ｆｂ）のときの総容量をＣａ（Ｃｂ）、可変容量ダイオードＣ２ａ（Ｃ２ｂ）の単位電圧変化における容量変化をΔＣａ（ΔＣｂ）とすると、式（６）および式（９）と同様に、式（１３）に示す関係が成立する。
【００５５】
【数１３】
また、式（１１）と同様に、式（１４）に示す関係が成立する。
【００５７】
【数１４】
したがって、式（１５）に示す関係を実現する構成とすることにより、所望の周波数が得られ、かつ制御感度をほぼ一定に保つことができる。
【００５９】
【数１５】
以上説明したように、本実施形態の電圧制御発振器によれば、固定容量Ｃ３ｂを示す計算式中に固定容量Ｃ０のパラメータが含まれているため、寄生容量による影響を補正することができる。したがって、精度の良い電圧制御発振器を提供することができ、設計精度が向上する。
【００６１】
〔第３の実施形態〕
図３は、本発明の第３の実施形態に係る電圧制御発振器を示す回路構成図である。同図に示すように、第３の実施形態の電圧制御発振器は、第２の実施形態の電圧制御発振器（図２）と比較して、スイッチによってオンオフ制御されない容量生成手段１２ｄを設けた点が異なっている。
【００６２】
図３に示したスイッチＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃは、３ビットの２進カウンタを構成し（スイッチＳＷａがＭＳＢ）、真理値として０００、００１、０１０、０１１、１１１と動作する（後述の図４におけるｏｆｆ＝０、ｏｎ＝１に対応している）。また、スイッチＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃによって選択される合成容量と可変容量は、式（６）および式（１０）に基づいて、約１：２：１の構成とする（２ｎα３において、ｎ＝１，２，１をとる）。
【００６３】
以下、具体例を説明する。インダクタＬが２ｎＨとし、１．９ＧＨｚ〜２．２ＧＨｚの発振周波数を５つの周波数帯域で切り換えて実現するものとする。
【００６４】
図４は、スイッチＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃのオンオフの組み合わせによって接続される合成容量と可変容量を示すテーブルである。なお、図４に示す合成容量と可変容量の単位は［ｐＦ］である。
【００６５】
全てのスイッチＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃがオフの場合、制御電圧が１Ｖのときに容量生成手段１２が有する容量Ｃ０，Ｃ１〜Ｃ３で形成される合成容量は２．６１７ｐＦであるため、２．２ＧＨｚの発振周波数が得られる。また、この状態より制御電圧を１Ｖ上げた場合、容量変化０．２５５ｐＦにより２．１ＧＨｚの発振周波数が得られる。したがって、制御電圧の連続的変化によって２．１〜２．２ＧＨｚの周波数が連続的に得られる。
【００６６】
次に、スイッチＳＷｃのみを閉じた場合（スイッチＳＷｃのみをオンした場合）、制御電圧が１Ｖのときの合成容量が０．１２９ｐＦであり、可変幅０．０２ｐＦの可変容量が並列に接続されるため、総容量２．７４６ｐＦ、容量変化０．２７５ｐＦとなり、制御電圧１Ｖ時は２１４８ＭＨｚ、２Ｖ時は２０４８ＭＨｚが得られる。図５に、スイッチＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃのオンオフ組み合わせ毎の制御電圧と発信周波数の関係を示す。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態の電圧制御発振器にあっては、スイッチＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃを制御することによって、図５に示すように、広域は周波数帯域にわたって制御感度１００ＭＨｚ／Ｖの制御電圧対発振周波数特性を実現することができる。したがって、本実施形態の電圧制御発振器をＩＣチップに内蔵しても寄生容量の影響を補正できるため製造ばらつきが吸収され、全周波数帯域において一定の制御感度を提供できる。したがって、安定的かつ良好なＣ／Ｎ特性を有する小型の電圧制御発振器を提供することができる。
【００６８】
〔第４の実施形態〕
図６は、本発明の第４の実施形態に係る電圧制御発振器を示す回路構成図である。同図に示すように、第４の実施形態の電圧制御発振器は、第１の実施形態の電圧制御発振器（図１）と比較して、第１の実施形態における固定容量Ｃ１ａ，Ｃ１ｂの代わりに、制御電圧Ｃｔによって容量が可変に制御される可変容量２９ａ，２９ｂを備えて構成された点が異なる。なお、可変容量２９ａ，２９ｂは、特許請求の範囲の第２の可変容量に該当する。
【００６９】
このような構成にすることにより、容量値が式（１２）を満たすことで制御感度は各周波数帯域で一定となり、さらに本実施形態の電圧制御発振器をＩＣチップに内蔵しても外付け部品の必要無く周波数帯域を切り換えることができるだけでなく、ユーザ側で制御感度を調整することができる。
【００７０】
〔第５の実施形態〕
図７は、本発明の第５の実施形態に係る電圧制御発振器を示す回路構成図である。同図に示すように、第５の実施形態の電圧制御発振器は、第１の実施形態の電圧制御発振器（図１）と比較して、レーザトリミング等の方法により能動素子回路１から各容量生成手段１２に至る回路配線を切断することができる切断ポイント３２を有する点が異なる。なお、切断ポイント３２は特許請求の範囲の配線切断手段に該当する。
【００７１】
本実施形態では、第１の実施形態と同様に、スイッチＳＷａ，ＳＷｂを制御することにより発振周波数を得ると共に、この得られた発振周波数を測定して所望の周波数帯を得るため、切断ポイント３２によって不要な容量生成手段１２を切断している。したがって、不要な寄生容量による影響を低減できるため、さらに良好なＣ／Ｎ特性を有する電圧制御発振器を提供することができる。
【００７２】
以上説明した第１〜第５の実施形態の電圧制御発振器では、選択される周波数帯域の数を２つまたは５つの場合に限定して説明したが、任意の数の周波数帯域から選択する構成としても良い。また、スイッチＳＷの位置は、各容量を切り換え可能でありさえすれば接地側に限らなくても良い。また、周波数帯域も２ＧＨｚ帯に限らない。また、第３の実施形態ではｎ＝１，２，１と説明したが、任意のｎに対して実現可能である。同様に、制御感度も任意に設定してもよい。さらに、各実施形態は片相で説明したが両相でも同様に実現可能である。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電圧制御発振器によれば、制御感度が低くても広範な発振周波数帯域にわたって制御感度を一定に保つことが可能となるため、安定的なＣ／Ｎ特性を得ることができる。また、製造ばらつきを吸収してＩＣチップへの内蔵にも適した小型の電圧制御発振器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電圧制御発振器を示す回路構成図
【図２】本発明の第２の実施形態に係る電圧制御発振器を示す回路構成図
【図３】本発明の第３の実施形態に係る電圧制御発振器を示す回路構成図
【図４】スイッチＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃのオンオフ組み合わせによって接続される合成容量と可変容量を示すテーブル
【図５】スイッチＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃのオンオフ組み合わせ毎の制御電圧と発信周波数の関係を示すグラフ
【図６】本発明の第４の実施形態に係る電圧制御発振器を示す回路構成図。
【図７】本発明の第５の実施形態に係る電圧制御発振器を示す回路構成図
【図８】米国特許第５，６４８，７４４号公報に記載の電圧制御発振器を示す回路構成図
【符号の説明】
１ 能動素子回路
１１ 制御回路
１２ 容量生成手段
２９，３０ 可変容量
３２ 切断ポイント
Ｃ０，Ｃ１ａ，Ｃ１ｂ，Ｃ１ｃ，Ｃ３ａ 固定容量
Ｃ１ａ，Ｃ１ｂ，Ｃ１ｃ 可変容量ダイオード
Ｌ インダクタ
ＳＷａ，ＳＷｂ，ＳＷｃ スイッチ
Claims (9)
- インダクタ成分と容量成分とによって決定された周波数の信号を発振する電圧制御発振器であって、
インダクタ成分を有するインダクタと、
前記インダクタに並列接続され、それぞれが異なる容量成分を有する複数の容量生成手段と、
前記複数の容量生成手段のそれぞれに対してオンオフ制御するスイッチング手段と、
前記スイッチのオンオフを切り換えることによって、前記複数の容量生成手段の中から少なくとも１つの容量生成手段を選択する制御手段と、を備え、
前記複数の容量生成手段の各容量は、所定の比率の関係を有することを特徴とする電圧制御発振器。 - 前記複数の容量生成手段がそれぞれ有する容量成分は可変であり、
各容量生成手段の容量成分は制御信号によって制御されることを特徴とする請求項１記載の電圧制御発振器。 - 前記容量生成手段は、第１の固定容量と、前記第１の固定容量に直列接続された第１の可変容量と、前記第１の固定容量および前記第１の可変容量に並列接続された第２の固定容量と、を有し、
第１の容量生成手段のみを選択したときの第１の発振周波数を第２の容量生成手段のみを選択したときの第２の発振周波数のα倍（αは正の実数）にするときは、
前記第１の容量生成手段の総容量を前記第２の容量生成手段の総容量の１／α２に設定し、
前記第１の容量生成手段が有する第１の可変容量を前記第２の容量生成手段が有する第１の可変容量の１／α３に設定することを特徴とする請求項１または２記載の電圧制御発振器。 - 前記第１の容量生成手段の総容量を前記第２の容量生成手段の総容量の１／２ｎα２に設定し、
前記第１の容量生成手段が有する第１の可変容量を前記第２の容量生成手段が有する第１の可変容量の１／２ｎα３に設定することを特徴とする請求項３記載の電圧制御発振器。 - 前記インダクタおよび前記複数の容量生成手段に対して並列に接続された第３の固定容量を備えたことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の電圧制御発振器。
- 前記複数の容量生成手段の各々は、前記第１の固定容量に代えて第２の可変容量を有することを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の電圧制御発振器。
- 前記複数の容量生成手段の各々を能動素子を有する回路から電気的に遮断する配線切断手段を有することを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の電圧制御発振器。
- 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電圧制御発振器を備えたことを特徴とする周波数シンセサイザ。
- 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電圧制御発振器を備えたことを特徴とする移動無線機。
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