JP2004312104A - Voltage controlled oscillator - Google Patents

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JP2004312104A
JP2004312104A JP2003099409A JP2003099409A JP2004312104A JP 2004312104 A JP2004312104 A JP 2004312104A JP 2003099409 A JP2003099409 A JP 2003099409A JP 2003099409 A JP2003099409 A JP 2003099409A JP 2004312104 A JP2004312104 A JP 2004312104A
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JP
Japan
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microstrip line
divided
variable capacitance
capacitance element
voltage
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JP2003099409A
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Naoki Yakuwa
直樹 八鍬
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NEC Corp
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NEC Corp
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  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To widen an oscillation frequency range by suppressing the deterioration of the phase noise characteristics. <P>SOLUTION: A microstrip line forming a resonance circuit is divided into two microstrip lines 11, 12, and a variable-capacitance element 22 and a coupling capacitor 33 are connected in parallel to the division point of the divided microstrip lines 11, 12 to feed the variable capacitance element 22 with a frequency adjusting bias voltage through a bias feed circuit 52. The coupling capacitor 33 is so set to a capacitance value that its reactance is smaller enough than the characteristic impedance of the microstrip line, and that a specified variation quantity of the total capacitance value is obtained with the change of the capacitance value of the element 22. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電圧制御発振器に関し、特に基板上に形成される伝送線路および可変容量素子を共振回路に含む電圧制御発振器の発振周波数広域化に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の電圧制御発振器は、例えば図5に示すように、1/2波長マイクロストリップ線路10と、マイクロストリップ線路10の一方端に結合コンデンサー31を介して接続される可変容量素子21と、可変容量素子21に制御電圧を供給するためのバイアス供給回路51と、マイクロストリップ線路10の他方端に結合コンデンサー32を介して接続される負性抵抗回路61とを有している。
【0003】
ここで、バイアス供給回路51は、共振回路に影響を与えることなく可変容量素子21へ制御電圧を供給できるようにするために、発振周波数に対して高インピーダンスを呈する回路素子、例えば1/4波長ストリップ線路および高周波側路用コンデンサーから成る。(例えば、特許文献1参照。)
【特許文献1】
特開2001−244742号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来例では、結合コンデンサーや可変容量素子の特性のばらつき、およびマイクロストリップ線路を形成する誘電体基板の誘電率のばらつき等に起因して、発振周波数範囲にばらつきが生じるので、マイクロストリップ線路のトリミング調整等を行う必要がある。
【0005】
このような構成部品のばらつきによる発振周波数の調整を無くすためには、結合コンデンサーの容量を大きくして可変容量素子とマイクロストリップ線路の結合を強くし、可変容量素子に印加する制御電圧に対する周波数変化、すなわち変調感度を増大させて発振周波数範囲を広帯域化すればよい。
【0006】
しかし、一般に変調感度を増大させると位相雑音特性が悪化する。また、可変容量素子の容量変化だけで発振周波数範囲を広げようとすると、制御電圧が高くなるにつれて変調感度が低下する傾向が強くなり、制御電圧に対して発振周波数が直線的に変化しないという問題点を有している。
【0007】
本発明の目的は、位相雑音特性の悪化を抑制して発振周波数範囲を広帯域化でき、構成部品のばらつきによるマイクロストリップ線路のトリミング調整を無くすことのできる電圧制御発振器を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の電圧制御発振器は、基板上に形成されるマイクロストリップ線路および制御電圧を供給される可変容量素子を共振回路に含む電圧制御発振器において、前記マイクロストリップ線路が複数に分割し、分割したマイクロストリップ線路間に結合コンデンサーと周波数調整用バイアス電圧を供給される可変容量素子とが並列に接続する。
【0009】
具体的には、基板上に形成される1/2波長マイクロストリップ線路と、この1/2波長マイクロストリップ線路の一方端に接続されて制御電圧を供給される可変容量素子と、前記1/2波長マイクロストリップ線路の他方端に接続される負性抵抗回路とを有する電圧制御発振器において、前記1/2波長マイクロストリップ線路を中央で2分割し、2分割した一方のマイクロストリップ線路の一方端に結合コンデンサーを介して前記制御電圧を供給される可変容量素子を接続し、2分割した他方のマイクロストリップ線路の一方端に前記負性抵抗回路を接続し、2分割したマイクロストリップ線路間に結合コンデンサーと周波数調整用バイアス電圧を供給される可変容量素子とを並列に接続する。
【0010】
また、基板上に形成される1/2波長マイクロストリップ線路と、この1/2波長マイクロストリップ線路の一方端に接続されて制御電圧を供給される可変容量素子と、前記1/2波長マイクロストリップ線路の他方端に接続される負性抵抗回路とを有する電圧制御発振器において、前記マイクロストリップ線路を3分割し、3分割した外側の第1のマイクロストリップ線路に結合コンデンサーを介して前記可変容量素子を接続し、3分割した外側の第3のマイクロストリップ線路に前記負性抵抗回路を接続し、3分割した中間の第2のマイクロストリップ線路と前記第1および第3のマイクロストリップ線路との間に結合コンデンサーと周波数調整用バイアス電圧を供給される可変容量素子とを並列にそれぞれ接続する。
【0011】
更に、3分割された1/2波長マイクロストリップ線路と、3分割された1/2波長マイクロストリップ線路の内の外側の第1および第3のマイクロストリップ線路にそれぞれ接続される第1および第2の負性抵抗回路と、3分割された1/2波長マイクロストリップ線路の内の中間の第2のマイクロストリップ線路と前記第1および第3のマイクロストリップ線路との間に並列に接続される結合コンデンサーおよび制御電圧を供給される可変容量素子とを有し、前記第1および第2の負性抵抗回路の発振出力信号を合成し出力することことにより、プッシュプッシュ型の電圧制御発振器を構成できる。
【0012】
なお、前記マイクロストリップ線路の分割された箇所に接続される結合コンデンサーは、そのリアクタンスが前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンスよりも十分に小さく、且つ並列に接続される可変容量素子の動作時の容量値の変化に対して総合容量値に所定の変化量が得られるように設定する。
【0013】
また、分割されたマイクロストリップ線路間に接続される可変容量素子に代えてPINダイオード等の高周波用ダイオードを使用してもよいし、前記マイクロストリップ線路に代えてコプレーナ線路を使用してもよい。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に本発明について図面を参照して説明する。
【0015】
図1は本発明の第1の実施形態を示すブロック図であり、図5に示した従来例の構成要素と同じものには同一符号を付してある。
【0016】
図1において、2分割されたマイクロストリップ線路11,12と、2分割された一方のマイクロストリップ線路11の一方端に結合コンデンサー31を介して接続される第1の可変容量素子21と、第1の可変容量素子21へ制御電圧を供給するための第1のバイアス供給回路51と、
2分割された他方のマイクロストリップ線路12の一方端に結合コンデンサー32を介して接続される負性抵抗回路61と、マイクロストリップ線路11,12の分割された箇所に接続される第2の可変容量素子22と、この第2の可変容量素子22に並列に接続される結合コンデンサー33と、第2の可変容量素子22へ周波数調整用バイアス電圧を供給するための第2のバイアス供給回路52と、第2の可変容量素子22へ供給される周波数調整用バイアス電圧を接地するための高インピーダンス回路素子41とを有して構成されている。
【0017】
ここで、第1および第2のバイアス供給回路51、52は同じ回路構成であり、共振回路に影響を与えることなく可変容量素子21,22へ制御電圧または周波数調整用バイアス電圧を供給するために、発振周波数に対して高インピーダンスを呈して直流成分を通過させる回路素子(例えば1/4波長ストリップ線路)および高周波側路用コンデンサーから成る。
【0018】
また、高インピーダンス回路素子41は、発振周波数に対して高インピーダンスを呈して直流成分を通過させる、例えば1/4波長ストリップ線路である。
【0019】
マイクロストリップ線路11,12は、1/2波長マイクロストリップ線路を中央で分割したものであり、1/4波長のマイクロストリップ線路である。
【0020】
また、マイクロストリップ線路11,12の間には第2の可変容量素子22および結合コンデンサー33を並列に接続している。この結合コンデンサー33の容量値は、そのリアクタンスがマイクロストリップ線路の特性インピーダンスよりも十分に小さくなるように設定すると共に、動作時の第2の可変容量素子22の容量値の変化に対して総合容量値に所定の変化量が得られるように設定する。
【0021】
このように結合コンデンサー33の容量値を設定することにより、2分割したマイクロストリップ線路11,12が等価的に1/2波長マイクロストリップ線路として機能でき、また、第2の可変容量素子22の変調感度を低減させて位相雑音特性の悪化を抑制できる。
【0022】
図2は、第2の可変容量素子22の容量値を変化させたとき、負性抵抗回路61から見た共振回路のインピーダンス変化を示す図である。
【0023】
ここで、第1の可変容量素子21の容量値は固定とし、共振中心周波数は5GHzとしている。
【0024】
図2に示したように、第2の可変容量素子22へ供給する周波数調整用バイアス電圧を変化させて容量値を大きくすると、マイクロストリップ線路の電気長が等価的に短くなるので共振周波数は高くなる。
【0025】
すなわち、第2の可変容量素子の容量値を調整することにより、マイクロストリップ線路の電気長を等価的に調整できる。そして、第1の可変容量素子へ供給する制御電圧により発振周波数を制御すれば、位相雑音特性の悪化を抑制して発振周波数範囲を広帯域化でき、構成部品のばらつきによるマイクロストリップ線路のトリミング調整を無くすことができる。
【0026】
図3は本発明の第2の実施形態を示すブロック図である。
【0027】
ここで、図1に示した実施形態との相違点は、マイクロストリップ線路を3分割し、それぞれの分割個所に可変容量素子および結合コンデンサーを並列接続している点である。なお、図1に示した構成要素と同じものには同一符号を付してある。
【0028】
図3において、3分割されたマイクロストリップ線路13,14,15と、3分割されたマイクロストリップ線路13の一方端に結合コンデンサー31を介して接続される第1の可変容量素子21と、第1の可変容量素子21へ制御電圧を供給するための第1のバイアス供給回路51と、3分割されたマイクロストリップ線路15の一方端に結合コンデンサー32を介して接続される負性抵抗回路61と、
マイクロストリップ線路13,14の分割箇所に接続される第2の可変容量素子22と、この第2の可変容量素子22に並列に接続される結合コンデンサー33と、マイクロストリップ線路14,15の分割箇所に接続される第3の可変容量素子23と、この第3の可変容量素子23に並列に接続される結合コンデンサー34と、マイクロストリップ線路14を介して第2および第3のの可変容量素子22,23へ周波数調整用バイアス電圧を供給するための第2のバイアス供給回路52と、第2の可変容量素子22へ供給されるバイアス電圧を接地するための高インピーダンス回路素子41と、第3の可変容量素子23へ供給されるバイアス電圧を接地するための高インピーダンス回路素子42とを有している。
【0029】
ここで、マイクロストリップ線路13,14,15は、1/2波長マイクロストリップ線路を3分割したものである。
【0030】
また、分割されたマイクロストリップ線路の間に可変容量素子22,23と並列にそれぞれ接続される結合コンデンサー33,34は、そのリアクタンスがマイクロストリップ線路の特性インピーダンスよりも十分に小さくなるように設定すると共に、動作時の可変容量素子22,23の容量値の変化に対して総合容量値に所定の変化量が得られるように設定する。
【0031】
このようにマイクロストリップ線路を3分割し、分割箇所に可変容量素子および結合コンデンサーを並列にそれぞれ接続して周波数調整用バイアス電圧を供給することにより、マイクロストリップ線路を2分割した場合よりも周波数可変範囲を広げることができる。
【0032】
図4は本発明の第3の実施形態を示すブロック図である。
【0033】
ここで、図3に示した実施形態との相違点は、プッシュプッシュ型電圧制御発振器としている点である。なお、図3に示した構成要素と同じものには同一符号を付してある。
【0034】
なお、プッシュプッシュ型発振器とは、共振回路の両端に同一の負性抵抗回路を配置し、各負性抵抗回路から出力される基本波を逆位相で合成し第2高調波を同位相で合成することにより、第2高調波を効率よく取り出すことのできる発振器である。
【0035】
図4において、3分割されたマイクロストリップ線路13,14,15と、3分割されたマイクロストリップ線路15の一方端に結合コンデンサー32を介して接続される第1の負性抵抗回路61と、3分割されたマイクロストリップ線路13の一方端に結合コンデンサー33を介して接続される第2の負性抵抗回路62と、
3分割されたマイクロストリップ線路13,14,15の分割箇所にそれぞれ接続される第1および第2の可変容量素子22,23と、この第1および第2の可変容量素子22,23に並列にそれぞれ接続される結合コンデンサー33,34と、マイクロストリップ線路14を介して第1および第2のの可変容量素子22,23へ制御電圧を供給するためのバイアス供給回路52と、第1および第2の可変容量素子22,23へそれぞれ供給される制御電圧を接地するための高インピーダンス回路素子41,42とを有している。
【0036】
ここで、マイクロストリップ線路13,14,15は、1/2波長マイクロストリップ線路を3分割したものである。
【0037】
また、分割されたマイクロストリップ線路間に可変容量素子22,23と並列にそれぞれ接続される結合コンデンサー33,34は、そのリアクタンスがマイクロストリップ線路の特性インピーダンスよりも十分に小さくなるように設定すると共に、動作時の可変容量素子22,23の容量値の変化に対して総合容量値に所定の変化量が得られるように設定する。
【0038】
このようにマイクロストリップ線路を3分割し、分割箇所に可変容量素子および結合コンデンサーを並列にそれぞれ接続してプッシュプッシュ型電圧制御発振器を構成することにより、位相雑音特性の悪化を抑制して周波数可変範囲を広げることができる。
【0039】
なお、ここではマイクロストリップ線路を3分割してプッシュプッシュ型電圧制御発振器を構成しているが、3分割以上であってもよい。
【0040】
また、第1および第2の実施形態において、マイクロストリップ線路を3分割以上にしても同様な効果が得られることは明らかである。
【0041】
更に、第1および第2の実施形態において、マイクロストリップ線路の分割箇所に接続される可変容量素子に代えてPINダイオード等の高周波用ダイオードを使用しても、またマイクロストリップ線路に代えてコプレーナ線路で構成しても、同様な効果が得られることは明らかである。
【0042】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電圧制御発振器の共振回路を形成するマイクロストリップ線路を複数に分割し、分割箇所に可変容量素子および結合コンデンサーを並列にそれぞれ接続することにより、位相雑音特性の悪化を抑制して発振周波数範囲を広帯域化でき、構成部品のばらつきによるマイクロストリップ線路のトリミング調整を無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示すブロック図である。
【図2】図1に示した第2の可変容量素子22の容量値を変化させたとき、負性抵抗回路61から見た共振回路のインピーダンス変化を示す図である。
【図3】本発明の第2の実施形態を示すブロック図である。
【図4】本発明の第3の実施形態を示すブロック図である。
【図5】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
11,12,13,14,15 マイクロストリップ線路
31,32,33,34 結合コンデンサー
61,62 負性抵抗回路
21,22,23 可変容量素子
51,52 バイアス供給回路
41,42 高インピーダンス回路素子
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a voltage controlled oscillator, and more particularly, to a wider oscillation frequency of a voltage controlled oscillator including a transmission line and a variable capacitance element formed on a substrate in a resonance circuit.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 5, for example, a conventional voltage controlled oscillator includes a half-wavelength microstrip line 10, a variable capacitance element 21 connected to one end of the microstrip line 10 through a coupling capacitor 31, and a variable capacitance element. A bias supply circuit 51 for supplying a control voltage to the element 21 and a negative resistance circuit 61 connected to the other end of the microstrip line 10 via a coupling capacitor 32 are provided.
[0003]
Here, the bias supply circuit 51 is a circuit element exhibiting a high impedance with respect to the oscillation frequency, for example, a 波長 wavelength, in order to supply a control voltage to the variable capacitance element 21 without affecting the resonance circuit. Consists of a strip line and a high-frequency bypass capacitor. (For example, refer to Patent Document 1.)
[Patent Document 1]
JP 2001-244742 A
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional example, the oscillation frequency range varies due to the variation in the characteristics of the coupling capacitor and the variable capacitance element and the variation in the dielectric constant of the dielectric substrate forming the microstrip line. It is necessary to perform trimming adjustment and the like.
[0005]
In order to eliminate the adjustment of the oscillation frequency due to such a variation in the components, the coupling capacitor is increased in capacity to strengthen the coupling between the variable capacitance element and the microstrip line, and the frequency change with respect to the control voltage applied to the variable capacitance element. That is, the oscillation frequency range may be widened by increasing the modulation sensitivity.
[0006]
However, generally, increasing the modulation sensitivity deteriorates the phase noise characteristic. Also, if the oscillation frequency range is widened only by changing the capacitance of the variable capacitance element, the modulation sensitivity tends to decrease as the control voltage increases, and the oscillation frequency does not change linearly with the control voltage. Have a point.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a voltage-controlled oscillator that can suppress the deterioration of phase noise characteristics and widen the oscillation frequency range, and can eliminate trimming adjustment of a microstrip line due to variation in components.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A voltage controlled oscillator according to the present invention is a voltage controlled oscillator including a microstrip line formed on a substrate and a variable capacitance element supplied with a control voltage in a resonance circuit, wherein the microstrip line is divided into a plurality of divided microstrip lines. A coupling capacitor and a variable capacitance element to which a bias voltage for frequency adjustment is supplied are connected in parallel between the strip lines.
[0009]
Specifically, a 1 / wavelength microstrip line formed on a substrate, a variable capacitance element connected to one end of the 波長 wavelength microstrip line and supplied with a control voltage, In a voltage controlled oscillator having a negative resistance circuit connected to the other end of the wavelength microstrip line, the half-wavelength microstrip line is divided into two at the center, and one end of one of the two divided microstrip lines is provided at one end. A variable capacitance element to which the control voltage is supplied is connected via a coupling capacitor, the negative resistance circuit is connected to one end of the other divided microstrip line, and a coupling capacitor is provided between the divided microstrip lines. And a variable capacitance element to which a bias voltage for frequency adjustment is supplied is connected in parallel.
[0010]
A half-wavelength microstrip line formed on a substrate; a variable capacitance element connected to one end of the half-wavelength microstrip line and supplied with a control voltage; A voltage-controlled oscillator having a negative resistance circuit connected to the other end of the line, dividing the microstrip line into three, and connecting the variable capacitance element to a first divided outer microstrip line via a coupling capacitor. And the negative resistance circuit is connected to an outer third microstrip line divided into three parts, between the intermediate second microstrip line divided into three parts and the first and third microstrip lines. Are connected in parallel with a coupling capacitor and a variable capacitance element to which a bias voltage for frequency adjustment is supplied.
[0011]
Furthermore, the first and second microstrip lines divided into three and the first and third microstrip lines outside of the three divided half wavelength microstrip lines are respectively connected. Connected in parallel between the negative resistance circuit of the first embodiment and the intermediate second microstrip line of the three-divided half-wavelength microstrip lines and the first and third microstrip lines. A push-push type voltage controlled oscillator can be configured by having a capacitor and a variable capacitance element to which a control voltage is supplied, and combining and outputting the oscillation output signals of the first and second negative resistance circuits. .
[0012]
The coupling capacitor connected to the divided part of the microstrip line has a reactance sufficiently smaller than the characteristic impedance of the microstrip line, and a capacitance value during operation of the variable capacitance element connected in parallel. Is set so that a predetermined amount of change is obtained in the total capacitance value with respect to the change in
[0013]
Further, a high-frequency diode such as a PIN diode may be used instead of the variable capacitance element connected between the divided microstrip lines, or a coplanar line may be used instead of the microstrip line.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, in which the same components as those of the conventional example shown in FIG.
[0016]
In FIG. 1, the microstrip lines 11 and 12 divided into two, a first variable capacitance element 21 connected to one end of one of the microstrip lines 11 via a coupling capacitor 31, A first bias supply circuit 51 for supplying a control voltage to the variable capacitance element 21 of
A negative resistance circuit 61 connected to one end of the other divided microstrip line 12 via a coupling capacitor 32; and a second variable capacitance connected to the divided portions of the microstrip lines 11 and 12. An element 22, a coupling capacitor 33 connected in parallel to the second variable capacitance element 22, a second bias supply circuit 52 for supplying a frequency adjustment bias voltage to the second variable capacitance element 22, And a high impedance circuit element 41 for grounding the frequency adjustment bias voltage supplied to the second variable capacitance element 22.
[0017]
Here, the first and second bias supply circuits 51 and 52 have the same circuit configuration. In order to supply a control voltage or a frequency adjustment bias voltage to the variable capacitance elements 21 and 22 without affecting the resonance circuit. A high-frequency bypass capacitor and a circuit element (for example, a quarter-wave strip line) that exhibits a high impedance with respect to the oscillation frequency and allows a DC component to pass therethrough.
[0018]
The high-impedance circuit element 41 is, for example, a quarter-wave strip line that presents a high impedance with respect to the oscillation frequency and passes a DC component.
[0019]
The microstrip lines 11 and 12 are obtained by dividing a 波長 wavelength microstrip line at the center, and are 波長 wavelength microstrip lines.
[0020]
A second variable capacitance element 22 and a coupling capacitor 33 are connected in parallel between the microstrip lines 11 and 12. The capacitance of the coupling capacitor 33 is set so that its reactance is sufficiently smaller than the characteristic impedance of the microstrip line, and the total capacitance of the second variable capacitance element 22 during operation is changed. The value is set so as to obtain a predetermined change amount.
[0021]
By setting the capacitance value of the coupling capacitor 33 in this way, the divided microstrip lines 11 and 12 can function equivalently as a half-wavelength microstrip line, and the modulation of the second variable capacitance element 22 can be performed. It is possible to suppress the deterioration of the phase noise characteristic by reducing the sensitivity.
[0022]
FIG. 2 is a diagram illustrating a change in impedance of the resonance circuit viewed from the negative resistance circuit 61 when the capacitance value of the second variable capacitance element 22 is changed.
[0023]
Here, the capacitance value of the first variable capacitance element 21 is fixed, and the resonance center frequency is 5 GHz.
[0024]
As shown in FIG. 2, when the capacitance value is increased by changing the frequency adjustment bias voltage supplied to the second variable capacitance element 22, the electrical length of the microstrip line becomes equivalently shorter, so that the resonance frequency becomes higher. Become.
[0025]
That is, by adjusting the capacitance value of the second variable capacitance element, the electrical length of the microstrip line can be equivalently adjusted. If the oscillation frequency is controlled by the control voltage supplied to the first variable capacitance element, the deterioration of the phase noise characteristic can be suppressed and the oscillation frequency range can be widened, and the trimming adjustment of the microstrip line due to the variation of the components can be performed. Can be eliminated.
[0026]
FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
[0027]
Here, the difference from the embodiment shown in FIG. 1 is that the microstrip line is divided into three parts, and a variable capacitance element and a coupling capacitor are connected in parallel at each division. The same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0028]
In FIG. 3, the microstrip lines 13, 14, 15 divided into three, a first variable capacitance element 21 connected to one end of the microstrip line 13 through a coupling capacitor 31, and a first variable capacitance element 21, A first bias supply circuit 51 for supplying a control voltage to the variable capacitance element 21, a negative resistance circuit 61 connected to one end of the divided microstrip line 15 via the coupling capacitor 32,
A second variable capacitance element 22 connected to the division point of the microstrip lines 13 and 14, a coupling capacitor 33 connected in parallel to the second variable capacitance element 22, and a division point of the microstrip lines 14 and 15; , A coupling capacitor 34 connected in parallel with the third variable capacitance element 23, and the second and third variable capacitance elements 22 via the microstrip line 14. , 23, a high bias circuit element 41 for grounding the bias voltage supplied to the second variable capacitance element 22, and a third bias supply circuit 52 for supplying a frequency adjustment bias voltage to the second variable capacitance element 22. And a high impedance circuit element 42 for grounding a bias voltage supplied to the variable capacitance element 23.
[0029]
Here, the microstrip lines 13, 14, 15 are obtained by dividing a half-wavelength microstrip line into three.
[0030]
The coupling capacitors 33 and 34 connected in parallel with the variable capacitance elements 22 and 23 between the divided microstrip lines are set so that the reactance is sufficiently smaller than the characteristic impedance of the microstrip line. At the same time, the total capacitance value is set so as to obtain a predetermined amount of change with respect to a change in the capacitance value of the variable capacitance elements 22 and 23 during operation.
[0031]
As described above, the microstrip line is divided into three parts, the variable capacitance element and the coupling capacitor are connected in parallel to the divided parts, and the bias voltage for frequency adjustment is supplied, so that the frequency is more variable than when the microstrip line is divided into two parts. The range can be expanded.
[0032]
FIG. 4 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.
[0033]
Here, the difference from the embodiment shown in FIG. 3 is that a push-push type voltage controlled oscillator is used. The same components as those shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals.
[0034]
Note that a push-push type oscillator has the same negative resistance circuit placed at both ends of a resonance circuit, synthesizes fundamental waves output from each negative resistance circuit in opposite phases, and synthesizes the second harmonic in phase. By doing so, the oscillator can efficiently extract the second harmonic.
[0035]
In FIG. 4, the microstrip lines 13, 14, 15 divided into three, a first negative resistance circuit 61 connected to one end of the microstrip line 15 via the coupling capacitor 32, A second negative resistance circuit 62 connected to one end of the divided microstrip line 13 via a coupling capacitor 33,
First and second variable capacitance elements 22 and 23 connected to the divided portions of microstrip lines 13, 14 and 15, respectively, in parallel with the first and second variable capacitance elements 22 and 23. Coupling capacitors 33 and 34 connected to each other; a bias supply circuit 52 for supplying a control voltage to the first and second variable capacitance elements 22 and 23 via the microstrip line 14; And high-impedance circuit elements 41 and 42 for grounding the control voltages supplied to the variable capacitance elements 22 and 23, respectively.
[0036]
Here, the microstrip lines 13, 14, 15 are obtained by dividing a half-wavelength microstrip line into three.
[0037]
The coupling capacitors 33 and 34 connected in parallel with the variable capacitance elements 22 and 23 between the divided microstrip lines are set so that the reactance is sufficiently smaller than the characteristic impedance of the microstrip line. Are set so that a predetermined amount of change is obtained in the total capacitance value with respect to a change in the capacitance value of the variable capacitance elements 22 and 23 during operation.
[0038]
In this way, the microstrip line is divided into three parts, and the variable capacitance element and the coupling capacitor are connected in parallel to the divided parts to constitute a push-push type voltage controlled oscillator, thereby suppressing the deterioration of the phase noise characteristic and changing the frequency. The range can be expanded.
[0039]
Here, the microstrip line is divided into three to constitute the push-push type voltage controlled oscillator, but may be divided into three or more.
[0040]
Also, in the first and second embodiments, it is apparent that the same effect can be obtained even if the microstrip line is divided into three or more.
[0041]
Furthermore, in the first and second embodiments, a high-frequency diode such as a PIN diode may be used instead of the variable capacitance element connected to the divided portion of the microstrip line, and a coplanar line may be used instead of the microstrip line. It is apparent that the same effect can be obtained even if the above configuration is adopted.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the microstrip line forming the resonance circuit of the voltage controlled oscillator is divided into a plurality of parts, and the variable capacitance element and the coupling capacitor are connected in parallel to the divided parts, respectively, so that the phase noise characteristic is improved. And the oscillation frequency range can be widened by suppressing the deterioration of the microstrip line due to the variation of the components.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a change in impedance of a resonance circuit viewed from a negative resistance circuit 61 when a capacitance value of a second variable capacitance element 22 shown in FIG. 1 is changed.
FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
11, 12, 13, 14, 15 Microstrip lines 31, 32, 33, 34 Coupling capacitors 61, 62 Negative resistance circuits 21, 22, 23 Variable capacitance elements 51, 52 Bias supply circuits 41, 42 High impedance circuit elements

Claims (7)

基板上に形成されるマイクロストリップ線路および制御電圧を供給される可変容量素子を共振回路に含む電圧制御発振器において、前記マイクロストリップ線路が複数に分割され、分割されたマイクロストリップ線路間に結合コンデンサーと周波数調整用バイアス電圧を供給される可変容量素子とが並列に接続されていることを特徴とする電圧制御発振器。In a voltage controlled oscillator including a microstrip line formed on a substrate and a variable capacitance element supplied with a control voltage in a resonance circuit, the microstrip line is divided into a plurality, and a coupling capacitor is provided between the divided microstrip lines. A voltage-controlled oscillator, wherein a variable capacitance element to which a bias voltage for frequency adjustment is supplied is connected in parallel. 基板上に形成される1/2波長マイクロストリップ線路と、この1/2波長マイクロストリップ線路の一方端に接続されて制御電圧を供給される可変容量素子と、前記1/2波長マイクロストリップ線路の他方端に接続される負性抵抗回路とを有する電圧制御発振器において、
前記1/2波長マイクロストリップ線路が中央で2分割され、2分割された一方のマイクロストリップ線路の一方端に結合コンデンサーを介して前記制御電圧を供給される可変容量素子が接続され、2分割された他方のマイクロストリップ線路の一方端に前記負性抵抗回路が接続され、2分割されたマイクロストリップ線路間に結合コンデンサーと周波数調整用バイアス電圧を供給される可変容量素子とが並列に接続されていることを特徴とする電圧制御発振器。
A half-wavelength microstrip line formed on a substrate, a variable capacitance element connected to one end of the half-wavelength microstrip line and supplied with a control voltage; A voltage-controlled oscillator having a negative resistance circuit connected to the other end,
The half-wavelength microstrip line is divided into two at the center, and a variable capacitance element to which the control voltage is supplied via a coupling capacitor is connected to one end of one of the two divided microstrip lines, and is divided into two. The negative resistance circuit is connected to one end of the other microstrip line, and a coupling capacitor and a variable capacitance element supplied with a bias voltage for frequency adjustment are connected in parallel between the two divided microstrip lines. A voltage controlled oscillator.
基板上に形成される1/2波長マイクロストリップ線路と、この1/2波長マイクロストリップ線路の一方端に接続されて制御電圧を供給される可変容量素子と、前記1/2波長マイクロストリップ線路の他方端に接続される負性抵抗回路とを有する電圧制御発振器において、
前記マイクロストリップ線路が3分割され、3分割された外側の第1のマイクロストリップ線路に結合コンデンサーを介して前記可変容量素子が接続され、3分割された外側の第3のマイクロストリップ線路に前記負性抵抗回路が接続され、3分割された中間の第2のマイクロストリップ線路と前記第1および第3のマイクロストリップ線路との間に結合コンデンサーと周波数調整用バイアス電圧を供給される可変容量素子とが並列にそれぞれ接続されていることを特徴とする電圧制御発振器。
A half-wavelength microstrip line formed on a substrate, a variable capacitance element connected to one end of the half-wavelength microstrip line and supplied with a control voltage; A voltage-controlled oscillator having a negative resistance circuit connected to the other end,
The microstrip line is divided into three, the variable capacitance element is connected to a third divided outer microstrip line via a coupling capacitor, and the negative third divided microstrip line is connected to the outer third microstrip line. A variable resistance element to which a coupling resistor and a frequency adjustment bias voltage are supplied between the intermediate second microstrip line divided into three and the first and third microstrip lines, and Are connected in parallel, respectively.
3分割された1/2波長マイクロストリップ線路と、3分割された1/2波長マイクロストリップ線路の内の外側の第1および第3のマイクロストリップ線路にそれぞれ接続される第1および第2の負性抵抗回路と、3分割された1/2波長マイクロストリップ線路の内の中間の第2のマイクロストリップ線路と前記第1および第3のマイクロストリップ線路との間に並列に接続される結合コンデンサーおよび制御電圧を供給される可変容量素子とを有し、前記第1および第2の負性抵抗回路の発振出力信号を合成して出力することを特徴とする電圧制御発振器。A half-wave microstrip line divided into three, and first and second negative electrodes connected to first and third microstrip lines outside of the half-wave microstrip line divided into three, respectively. A resistive circuit, a coupling capacitor connected in parallel between an intermediate second microstrip line among the three-divided half-wavelength microstrip lines and the first and third microstrip lines, and A voltage-controlled oscillator having a variable capacitance element supplied with a control voltage, and combining and outputting the oscillation output signals of the first and second negative resistance circuits. 前記マイクロストリップ線路の分割された箇所に接続される結合コンデンサーは、そのリアクタンスが前記マイクロストリップ線路の特性インピーダンスよりも十分に小さく、且つ並列に接続される可変容量素子の動作時の容量値の変化に対して総合容量値に所定の変化量が得られるように設定されることを特徴とする請求項1,2,3および4記載の電圧制御発振器。The reactance of the coupling capacitor connected to the divided portion of the microstrip line is sufficiently smaller than the characteristic impedance of the microstrip line, and the change of the capacitance value during operation of the variable capacitance element connected in parallel. 5. The voltage controlled oscillator according to claim 1, wherein the total capacitance value is set so that a predetermined change amount is obtained. 分割されたマイクロストリップ線路間に接続される可変容量素子に代えてPINダイオード等の高周波用ダイオードを使用することを特徴とする請求項1,2,3,4および5記載の電圧制御発振器。6. The voltage controlled oscillator according to claim 1, wherein a high frequency diode such as a PIN diode is used instead of the variable capacitance element connected between the divided microstrip lines. 前記マイクロストリップ線路に代えてコプレーナ線路を使用することを特徴とする請求項1,2,3,4,5および6記載の電圧制御発振器。7. The voltage controlled oscillator according to claim 1, wherein a coplanar line is used instead of the microstrip line.
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