JP2006033238A

JP2006033238A - 電圧制御型発振器

Info

Publication number: JP2006033238A
Application number: JP2004207098A
Authority: JP
Inventors: Hisato Takeuchi; 久人竹内; Keigo Shingu; 圭悟新宮; Takashi Otsuka; 崇大塚
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-07-14
Filing date: 2004-07-14
Publication date: 2006-02-02
Also published as: CN1722608A; US20060012445A1; US7268636B2

Abstract

【課題】構成が簡単で小型化に適した電圧制御型発振器を提供する。
【解決手段】増幅器１と帰還回路２と水晶振動子３より構成される電圧制御型発振器において、その周波数調整のための可変容量素子としてＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２を２個接続し、水晶振動子３を接続するＸＴ端子およびＸＴＢ端子にＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のドレインをそれぞれ接続し、ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のソースを共通として容量Ｃ３で接地端子に接続し、ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のゲートを共通とし、ゲート端子に温度補償信号となる電圧と電圧制御信号となる電圧を加算して印加することにより、周波数制御を行う。
【選択図】図４

Description

本発明は、電圧可変容量素子を用いた電圧制御型発振器に関するものである。

従来の電圧制御型発振器としては、バラクタダイオードを使用したものとＭＯＳトランジスタのスイッチングにより切り替わる抵抗値を利用したものがある。

特許文献１，２に記載の従来技術によれば、ＭＯＳトランジスタのＯＮ抵抗の切り替わりを利用して、固定容量に直列に接続されたＭＯＳトランジスタのＯＮ抵抗を切り替えることにより、振動子から見た負荷容量を変化させ周波数の可変を行っている。

ゲートにバイアス電圧を設定し、ドレインを水晶振動子に接続した形にして、ドレインがゲート電圧よりもスレッショルド電圧以下になる時（ＭＯＳトランジスタのＯＮ状態）にソース側の容量が見えてくる。また、ゲートに温度補償電圧など印加することによりＴＣＸＯとして構成することもある。

図１は、従来の電圧制御型発振回路の構成を示す図である。

図１において、水晶振動子３の接続端子ＸＴ，ＸＴＢに増幅器１および帰還回路２を並列接続し、さらに、ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のドレインを、水晶振動子３の接続端子ＸＴ，ＸＴＢに接続し、それぞれのソース端子とＧＮＤ端子間に固定容量Ｃ１，Ｃ２を接続する。また、ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のゲート端子を接続し、制御電圧の印加端子としている。

図２はＭＯＳトランジスタＭ１のスイッチング動作を示した図である。ＭＯＳトランジスタＭ１のドレイン端子の電圧波形は水晶振動子３によりＡＣ振幅となる。そこで、制御信号であるＭＯＳトランジスタＭ１のゲート電圧を例えば３Ｖに設定した場合、ドレインの振幅がゲート電圧よりＭＯＳトランジスタのスレッショルド電圧ＶＴ分下がった場合（図２の場合ＶＴ＝１Ｖ）２Ｖ以下の時間領域がＭＯＳトランジスタＭ１のＯＮ時間になる。このＯＮ時間にＭＯＳトランジスタＭ１のＯＮ抵抗が極めて小さくなりソース−ＧＮＤ間の容量が水晶振動子３の負荷容量として大きく働き周波数を下げる方向の制御を行う。

ここで、ＭＯＳトランジスタＭ１のＯＮ−ＯＦＦ切り替え時間の比により容量値が見かけ上変化し、周波数を制御することが可能になる。ＭＯＳトランジスタＭ２に関してもドレインが大きい振幅があるため、同じ動作をする。

図２は図１の制御電圧を２種類に分けて発振器の周波数制御する場合にＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のサイズを２分の１に分けて、それぞれのゲートを接続する。そうすることにより、同じ制御感度の入力端子を作ることができる。分割は２個以上でも可能である。

その結果、温度補償信号と外部周波数制御信号（ＶＣＯ）の制御電圧を分けて入力し、制御することができる。
特開平０９−１０２７１４号公報米国特許第５７６４１１２号明細書

図１に示す従来例では、ＭＯＳトランジスタのソースに固定容量をそれぞれレイアウトする必要があり、チップ面積等を考えると不利になっている。また、ＭＯＳトランジスタのＶＴのバラツキに影響しやすく期待する特性に合わせ込みが非常に難しい。

本発明は、このような問題点を解決し、回路の簡略化を実現した電圧制御型発振器を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、増幅器と、この増幅器の入力側端子と出力側端子に帰還回路および水晶振動子を並列に接続して構成される電圧制御型発振器において、前記水晶振動子の２つの端子とそれぞれ周波数調整のための可変容量素子としてのＭＯＳトランジスタのドレインとを接続し、前記各ＭＯＳトランジスタのソースを共通としかつ容量を介して接地端子に接続し、前記各ＭＯＳトランジスタのゲートを共通とし、ゲート端子に温度補償信号電圧と外部周波数制御信号電圧を加算して印加して周波数制御を行うことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、増幅器と、この増幅器の入力側端子と出力側端子に帰還回路および水晶振動子を並列に接続して構成される電圧制御型発振器において、前記水晶振動子の２つの端子とそれぞれ周波数調整のための可変容量素子としてのＭＯＳトランジスタのドレインとを接続し、前記各ＭＯＳトランジスタのソースを共通とし、前記各ＭＯＳトランジスタのゲートを共通とし、ゲート端子に温度補償信号電圧と外部周波数制御信号電圧を加算して印加して周波数制御を行うことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、増幅器と、この増幅器の入力側端子と出力側端子に帰還回路および水晶振動子を並列に接続して構成される電圧制御型発振器において、前記水晶振動子の２つの端子とそれぞれ周波数調整のための可変容量素子としてのＭＯＳトランジスタのトレインとを容量を介して接続し、前記各ＭＯＳトランジスタのソースを共通としかつ容量を介して接地端子に接続し、前記各ＭＯＳトランジスタのドレインとＭＯＳトランジスタのゲートのいずれか一方に温度補償信号電圧を印加して他方に外部周波数制御信号電圧を印加して周波数制御を行うことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、増幅器と、この増幅器の入力側端子と出力側端子に帰還回路および水晶振動子を並列に接続して構成される電圧制御型発振器において、前記水晶振動子の２つの端子とそれぞれ周波数調整のための可変容量素子としてのＭＯＳトランジスタのドレインとを容量を介して接続し、前記各ＭＯＳトランジスタのソースを共通とし、前記各ＭＯＳトランジスタのドレインとＭＯＳトランジスタのゲートのいずれか一方に温度補償信号電圧を印加して、他方に外部周波数制御信号電圧を印加して周波数制御を行うことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、増幅器と、この増幅器の入力側端子と出力側端子に帰還回路および水晶振動子を並列に接続して構成される電圧制御型発振器において、前記水晶振動子の２つの端子とそれぞれ周波数調整のための可変容量素子としてのＭＯＳトランジスタのドレインとを接続し、前記各ＭＯＳトランジスタのソースを共通としかつ容量を介して接地端子に接続し、前記増幅器の出力側に接続されているＭＯＳトランジスタのゲートと前記増幅器の入力側に接続されているＭＯＳトランジスタのゲートを共通にして複数の制御電圧をＭＯＳトランジスタのゲートから印加できることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、増幅器と、この増幅器の入力側端子と出力側端子に帰還回路および水晶振動子を並列に接続して構成される電圧制御型発振器において、前記水晶振動子の２つの端子とそれぞれ周波数調整のための可変容量素子としてのＭＯＳトランジスタのドレインとを接続し、前記各ＭＯＳトランジスタのソースを共通とし、前記増幅器の出力側に接続されているＭＯＳトランジスタのゲートと前記増幅器の入力側に接続されているＭＯＳトランジスタのゲートを共通とし、複数の制御電圧をＭＯＳトランジスタのゲートから印加できることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、増幅器と、この増幅器の入力側端子と出力側端子に帰還回路および水晶振動子を並列に接続して構成される電圧制御型発振器において、前記水晶振動子の２つの端子とそれぞれ周波数調整のための可変容量素子としてのＭＯＳトランジスタのドレインとを容量を介して接続し、前記各ＭＯＳトランジスタのソースを共通としかつ容量を介して接地端子に接続し、前記増幅器の出力側に接続されているＭＯＳトランジスタのゲートと前記増幅器の入力側に接続されているＭＯＳトランジスタのゲートを共通として、複数の制御電圧をＭＯＳトランジスタのゲートおよび前記ＭＯＳトランジスタのドレインから印加できることを特徴とする。

請求項８に係る発明は、増幅器と、この増幅器の入力側端子と出力側端子に帰還回路および水晶振動子を並列に接続して構成される電圧制御型発振器において、前記水晶振動子の２つの端子とそれぞれ周波数調整のための可変容量素子としてのＭＯＳトランジスタのドレインとを容量を介して接続し、前記各ＭＯＳトランジスタのソースを共通とし、前記増幅器の出力側に接続されているＭＯＳトランジスタのゲートと前記増幅器の入力側に接続されているＭＯＳトランジスタのゲートを共通とし、複数の制御電圧をＭＯＳトランジスタのゲートおよび前記ＭＯＳトランジスタのドレインから印加できることを特徴とする。

請求項９に係る発明は、増幅器と、この増幅器の入力側端子と出力側端子に帰還回路および水晶振動子を並列に接続して構成される電圧制御型発振器において、前記水晶振動子の２つの端子とそれぞれ周波数調整のための可変容量素子としてのＭＯＳトランジスタのドレインとを接続し、前記各ＭＯＳトランジスタのソースを共通としかつ容量を介して接地端子に接続し、前記ＭＯＳトランジスタのゲート端子に対してそれぞれ温度補償信号電圧と外部周波数制御信号電圧を別々に印加して周波数制御を行うことを特徴とする。

請求項１０に係る発明は、増幅器と、この増幅器の入力側端子と出力側端子に帰還回路および水晶振動子を並列に接続して構成される電圧制御型発振器において、前記水晶振動子の２つの端子とそれぞれ周波数調整のための可変容量素子としてのＭＯＳトランジスタのドレインとを接続し、前記各ＭＯＳトランジスタのソースを共通とし、前記ＭＯＳトランジスタのゲート端子に対してそれぞれ温度補償信号電圧と外部周波数制御信号電圧を別々に印加して周波数制御を行うことを特徴とする。

請求項１１に係る発明は、複数のＭＯＳトランジスタのＶＴバラツキや温度特性をキャンセルする信号電圧を発生して、前記周波数制御のための制御電圧に重畳することを特徴とする。

このように構成したことにより、ＭＯＳトランジスタのサイズを最適化することおよびソースを接続することにより、従来、２個必要であった固定容量を１個、あるいは０個にすることが可能になる。すなわち、ＭＯＳトランジスタのゲート容量を最適化することにより、従来例と同等の特性を出すことが可能となり、しかも、従来のソースに接続していた容量を削除することが可能になり、回路の簡略化に繋がり小型化にすることができる。また、ＭＯＳトランジスタのバラツキに対してもバラツキ検出回路、補正回路を用いてキャンセルすることが可能になる。

本発明によれば、従来のソースに接続していた容量を削除することが可能になり、回路の簡略化に繋がり小型化にすることができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図１に示す従来例における部材と同一の部材、または同一機能の部材については同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。

（第１の実施形態）
図４は第１の実施形態における電圧制御型発振回路の構成を示す図である。図４に示すように、増幅器１と帰還回路２と水晶振動子３より構成される電圧制御型発振器において、その周波数調整のための可変容量素子としてＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２が２個接続されている。水晶振動子３が接続されるＸＴ端子およびＸＴＢ端子にはＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のドレインがそれぞれ接続される。また、ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のソースは共通とし、容量Ｃ３で接地端子に接続する。そして、ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のゲートは共通としてその端子に温度補償信号となる電圧と外部周波数制御信号となる電圧を加算して印加することにより、周波数制御を行う。

ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のドレイン電圧の波形は従来例と同じくＡＣ振幅が大きい。ドレイン電圧がゲート電圧を下回るとチャネルが形成され、チャネル形成前はドレイン容量のみであったものがドレイン容量＋ゲート容量に急激に切り替わるＭＯＳの特性を利用している（図５参照）。

従来技術は、ＭＯＳトランジスタをＳＷとして利用し、ソース下の容量を負荷容量として切り替える動作であるのに対し、本実施形態はＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２自身の容量を切り替えることによって同じ特性を実現している。これにより、従来技術におけるソース下の容量を削除している。

またドレイン電圧の発振振幅が小さい場合、Ｄレンジが狭いという課題も有するが、ＭＯＳトランジスタのＬ値を大きめに設定すると完全にチャネルが形成されるまでの時間がかかり、切り替わり特性が急峻ではなくなり、所望のＤレンジを確保することができる。

（第２の実施形態）
図６は第２の実施形態における電圧制御型発振回路の構成を示す図である。図６に示すように、増幅器１と帰還回路２と水晶振動子３より構成される電圧制御型発振器において、その周波数調整のための可変容量素子としてＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２が２個接続され、水晶振動子３が接続される２つの端子には２個のＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のドレインがそれぞれ接続される。ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のソースは共通とし、さらにＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のゲートも共通とする。そして、ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のゲート端子に温度補償信号の電圧と外部周波数制御信号の電圧を加算して印加して周波数制御を行う。

第２の実施形態によれば、第１の実施形態におけるソース下の容量をなくしている。すなわち、第１の実施形態において、ソース下の容量は周波数可変に余り寄与していないことから、第２の実施形態のように、ＭＯＳトランジスタを最適にすることにより、ソース下の容量が削除できるようになる。

（第３の実施形態）
図７は第３の実施形態における電圧制御型発振回路の構成を示す図である。図７に示すように、増幅器１と帰還回路２と水晶振動子３より構成される電圧制御型発振器において、その周波数調整のための可変容量素子としてＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２が２個接続される。そのＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２は、それぞれ水晶振動子３が接続される２つの端子と、２個のＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のドレインとの間に、それぞれ容量Ｃ４，Ｃ５が接続されている。ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のソースは共通とし、容量Ｃ３を介して接地端子に接続される。

ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のドレインの電圧を調整することにより周波数制御を行うことが可能であり、また、その周波数の制御をするＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のドレインには抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して温度補償信号の電圧が印加され、ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のゲートには電圧制御信号が印加される。このように、第３の実施形態によれば、温度補償信号と外部周波数制御信号とを別々に印加することができる。

（第４の実施形態）
図８は第４の実施形態における電圧制御型発振回路の構成を示す図である。図８に示すように、増幅器１と帰還回路２と水晶振動子３より構成される電圧制御型発振器において、その周波数調整のための可変容量素子としてＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２が２個接続される。そのＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２は、それぞれ水晶振動子３が接続される２つの端子と、２個のＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のドレインとの間に、それぞれ容量Ｃ４，Ｃ５が接続されている。ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のソースは共通とする。

また、ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のドレインの電圧を調整することにより周波数制御を行うことが可能であり、また、その周波数の制御をするＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のドレインには抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して温度補償信号の電圧が印加され、ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のゲートには電圧制御信号が印加される。このように第４の実施形態は、温度補償信号と外部周波数制御信号を別々に印加することができ、しかも、第３の実施形態におけるソース下の容量をなくした構成となっている。

（第５の実施形態）
図９は第５の実施形態における電圧制御型発振回路の構成を示す図である。図９に示すように、増幅器１と帰還回路２と水晶振動子３より構成される電圧制御型発振器において、その周波数調整のための可変容量素子としてＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４を接続する。すなわち、水晶振動子３が接続される２つの端子にＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４のドレインがそれぞれ接続される。また、複数個のＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４のソースは共通とし、容量Ｃ３で接地端子に接続する。

また、各ＭＯＳトランジスタのゲート接続において、増幅器１の出力側に接続されているＭＯＳトランジスタＭ４と増幅器１の入力側に接続されているＭＯＳトランジスタＭ１のゲート、および増幅器１の出力側に接続されているＭＯＳトランジスタＭ２のゲートと増幅器１の入力側に接続されているＭＯＳトランジスタＭ３のゲートを共通とし、複数の制御電圧をＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ３，Ｍ２，Ｍ４のゲートより印加できることができるように構成したものである。

このように第５の実施形態は、図４に示す第１の実施形態におけるＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２を２個にそれぞれ分割し、図９に示すようにＭＯＳトランジスタＭ３，Ｍ４を作る。そして、増幅器１の入力側と出力側のＭＯＳトランジスタをそれぞれ接続し、制御電圧印加端子を複数個にしたものである。これにより、例えばＴＣＸＯで必要な温度補償制御電圧と外部周波数制御電圧を個別に電圧印加することができる。

（第６の実施形態）
図１０は第６の実施形態における電圧制御型発振回路の構成を示す図である。図１０に示すように、増幅器１と帰還回路２と水晶振動子３より構成される電圧制御型発振器において、その周波数調整のための可変容量素子としてＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４を接続する。すなわち、水晶振動子３が接続される２つの端子にＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４のドレインがそれぞれ接続される。また、複数個のＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４のソースは共通とする。

また、各ＭＯＳトランジスタのゲート接続において、増幅器１の出力側に接続されているＭＯＳトランジスタＭ４と増幅器１の入力側に接続されているＭＯＳトランジスタＭ１のゲート、および増幅器１の出力側に接続されているＭＯＳトランジスタＭ２のゲートと増幅器１の入力側に接続されているＭＯＳトランジスタＭ３のゲートを共通とし、複数の制御電圧をＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ４，Ｍ２，Ｍ３のゲートより印加できることができるように構成したものである。

このように第６の実施形態は、図９に示す第５の実施形態と比較して、ソース下の容量をなくしたものであり、複数の制御電圧をＭＯＳトランジスタのゲートより印加することができる。

（第７の実施形態）
図１１は第７の実施形態における電圧制御型発振回路の構成を示す図である。図１１に示すように、増幅器１と帰還回路２と水晶振動子３より構成される電圧制御型発振器において、その周波数調整のための可変容量素子としてＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４を接続する。すなわち、水晶振動子３が接続される２つの端子にＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４のドレインがそれぞれ接続される。また、２個のＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ３のドレインとの間に容量Ｃ４が接続され、他の２個のＭＯＳトランジスタＭ２，Ｍ４のドレインとの間に容量Ｃ５が接続されている。さらに、複数個のＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４のソースは共通とし、容量Ｃ３で接地端子に接続する。

このように構成した第７の実施形態によれば、複数の制御電圧を、ＭＯＳトランジスタのゲートより印加することが可能であり、さらにＭＯＳトランジスタのドレインからも制御電圧が印加可能である。すなわち、水晶発振器３とＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のドレイン間に固定容量Ｃ４，Ｃ５を挿入し、ドレインをバイアスすることにより、発振器の周波数の制御端子を３個にすることができる。これにより、例えばＴＣＸＯで必要な温度補償電圧をＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ４のゲートに、ＶＣＯとしての外部周波数制御電圧をＭＯＳトランジスタＭ２，Ｍ３のゲートに、ＭＯＳバラツキ補正電圧を抵抗Ｒ１，Ｒ２を介してＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のドレインと固定容量Ｃ４，Ｃ５との間に、個別に電圧印加することができる。

（第８の実施形態）
図１２は第８の実施形態における電圧制御型発振回路の構成を示す図である。図１２に示すように、増幅器１と帰還回路２と水晶振動子３より構成される電圧制御型発振器において、その周波数調整のための可変容量素子としてＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４を接続する。すなわち、水晶振動子３が接続される２つの端子にＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４のドレインがそれぞれ接続される。また、２個のＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ３のドレインとの間に容量Ｃ４が接続され、他の２個のＭＯＳトランジスタＭ２，Ｍ４のドレインとの間に容量Ｃ５が接続されている。さらに、複数個のＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４のソースは共通としている。

また、各ＭＯＳトランジスタのゲート接続において、増幅器１の出力側に接続されているＭＯＳトランジスタＭ４と増幅器１の入力側に接続されているＭＯＳトランジスタＭ１のゲート、および増幅器１の出力側に接続されているＭＯＳトランジスタＭ２のゲートと増幅器１の入力側に接続されているＭＯＳトランジスタＭ３のゲートを共通とし、複数の制御電圧をＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のゲートより印加できることができるように構成したものである。

このように構成した第８の実施形態によれば、図１１に示す第７の実施形態と比較して、ソース下の容量をなくしたものであり、複数の制御電圧を、ＭＯＳトランジスタのゲートより印加することが可能であり、さらにＭＯＳトランジスタのドレインからも制御電圧が印加可能である。

（第９の実施形態）
図１３は第９の実施形態における電圧制御型発振回路の構成を示す図である。図１３に示すように、増幅器１と帰還回路２と水晶振動子３より構成される電圧制御型発振器において、その周波数調整のための可変容量素子としてＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２が２個接続されている。水晶振動子３が接続されるＸＴ端子およびＸＴＢ端子にはＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のドレインがそれぞれ接続される。また、ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のソースは共通とし、容量Ｃ１で接地端子に接続する。そして、そのＭＯＳトランジスタＭ１のゲート端子には温度補償信号の電圧を、ＭＯＳトランジスタＭ２のゲート端子は外部周波数制御電圧を別々に印加して、周波数制御を行う。

このように、ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のゲートにそれぞれ制御電圧を印加できるように端子を分けたことにより、温度補償電圧、ＶＣＯとしての外部周波数制御電圧を個別に印加できるようになる。

（第１０の実施形態）
図１４は第１０の実施形態における電圧制御型発振回路の構成を示す図である。図１４に示すように、増幅器１と帰還回路２と水晶振動子３より構成される電圧制御型発振器において、その周波数調整のための可変容量素子としてＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２が２個接続されている。水晶振動子３が接続されるＸＴ端子およびＸＴＢ端子にはＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のドレインがそれぞれ接続される。また、ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のソースは共通とする。そして、そのＭＯＳトランジスタＭ１のゲート端子には温度補償信号の電圧を、ＭＯＳトランジスタＭ２のゲート端子は外部周波数制御電圧を別々に印加して、周波数制御を行う。

このように第１０の実施形態は第９の実施形態においてソース下の容量をなくしたものであり、ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のゲートにそれぞれ制御電圧を印加できるように端子を分けたことにより、温度補償電圧、外部周波数制御電圧を個別に印加できるようになる。

（第１１の実施形態）
図１５は第１１の実施形態における電圧制御型発振回路の構成を示す図である。図１１に示すように、増幅器１と帰還回路２と水晶振動子３より構成される電圧制御型発振器において、その周波数調整のための可変容量素子としてＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２が２個接続されている。水晶振動子３が接続されるＸＴ端子およびＸＴＢ端子にはＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のドレインがそれぞれ接続される。また、ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のソースは共通とし、容量Ｃ３で接地端子に接続する。そして、ＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のゲートは共通としてその端子に温度補償信号となる電圧と外部周波数制御電圧を加算して印加するとともに、ＶＴ補正回路からの信号電圧を重畳して印加することにより、周波数制御を行うものである。

このように第１１の実施形態は、増幅器１と帰還回路２と水晶振動子３より構成される電圧制御型発振器においてＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のＶＴバラツキや温度特性に対してキャンセル信号を発生し制御電圧に重畳するものであり、第１の実施形態の発振回路に比較して、可変容量素子のＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２のＶＴバラツキを抑えることが可能になる。

図１６はＶＴ補正回路の構成例を示す回路図であり、例えば図１６のようなＶＴに比例した電流ＩＣＯを設計し、その電流を制御電圧に合成してＭ１，Ｍ２に印加する。

以上説明したように、本発明は電圧制御型発振器をより小さく簡単に構成できるため有用である。

従来の電圧制御型発振器の構成図１従来の回路の動作説明図従来の電圧制御型発振器の構成図２本発明の第１の実施形態の電圧制御型発振器を示す構成図第１の実施形態におけるＭＯＳトランジスタの特性図本発明の第２の実施形態の電圧制御型発振器を示す構成図本発明の第３の実施形態の電圧制御型発振器を示す構成図本発明の第４の実施形態の電圧制御型発振器を示す構成図本発明の第５の実施形態の電圧制御型発振器を示す構成図本発明の第６の実施形態の電圧制御型発振器を示す構成図本発明の第７の実施形態の電圧制御型発振器を示す構成図本発明の第８の実施形態の電圧制御型発振器を示す構成図本発明の第９の実施形態の電圧制御型発振器を示す構成図本発明の第１０の実施形態の電圧制御型発振器を示す構成図本発明の第１１の実施形態の電圧制御型発振器を示す構成図第１１の実施形態のＶＴ補正回路の一例を示す回路図

符号の説明

１増幅回路
２帰還回路
３水晶振動子

Claims

増幅器と、この増幅器の入力側端子と出力側端子に帰還回路および水晶振動子を並列に接続して構成される電圧制御型発振器において、
前記水晶振動子の２つの端子とそれぞれ周波数調整のための可変容量素子としてのＭＯＳトランジスタのドレインとを接続し、前記各ＭＯＳトランジスタのソースを共通としかつ容量を介して接地端子に接続し、前記各ＭＯＳトランジスタのゲートを共通とし、ゲート端子に温度補償信号電圧と外部周波数制御信号電圧を加算して印加して周波数制御を行うことを特徴とする電圧制御型発振器。
増幅器と、この増幅器の入力側端子と出力側端子に帰還回路および水晶振動子を並列に接続して構成される電圧制御型発振器において、
前記水晶振動子の２つの端子とそれぞれ周波数調整のための可変容量素子としてのＭＯＳトランジスタのドレインとを接続し、前記各ＭＯＳトランジスタのソースを共通とし、前記各ＭＯＳトランジスタのゲートを共通とし、ゲート端子に温度補償信号電圧と外部周波数制御信号電圧を加算して印加して周波数制御を行うことを特徴とする電圧制御型発振器。
増幅器と、この増幅器の入力側端子と出力側端子に帰還回路および水晶振動子を並列に接続して構成される電圧制御型発振器において、
前記水晶振動子の２つの端子とそれぞれ周波数調整のための可変容量素子としてのＭＯＳトランジスタのドレインとを容量を介して接続し、前記各ＭＯＳトランジスタのソースを共通としかつ容量を介して接地端子に接続し、前記各ＭＯＳトランジスタのドレインとＭＯＳトランジスタのゲートのいずれか一方に温度補償信号電圧を印加して、他方に外部周波数制御信号電圧を印加して周波数制御を行うことを特徴とする電圧制御型発振器。
増幅器と、この増幅器の入力側端子と出力側端子に帰還回路および水晶振動子を並列に接続して構成される電圧制御型発振器において、
前記水晶振動子の２つの端子とそれぞれ周波数調整のための可変容量素子としてのＭＯＳトランジスタのドレインとを容量を介して接続し、前記各ＭＯＳトランジスタのソースを共通とし、前記各ＭＯＳトランジスタのドレインとＭＯＳトランジスタのゲートのいずれか一方に温度補償信号電圧を印加して、他方に外部周波数制御信号電圧を印加して周波数制御を行うことを特徴とする電圧制御型発振器。
増幅器と、この増幅器の入力側端子と出力側端子に帰還回路および水晶振動子を並列に接続して構成される電圧制御型発振器において、
前記水晶振動子の２つの端子とそれぞれ周波数調整のための可変容量素子としてのＭＯＳトランジスタのドレインとを接続し、前記各ＭＯＳトランジスタのソースを共通としかつ容量を介して接地端子に接続し、前記増幅器の出力側に接続されているＭＯＳトランジスタのゲートと前記増幅器の入力側に接続されているＭＯＳトランジスタのゲートを共通とし、複数の制御電圧をＭＯＳトランジスタのゲートから印加できることを特徴とする電圧制御型発振器。
増幅器と、この増幅器の入力側端子と出力側端子に帰還回路および水晶振動子を並列に接続して構成される電圧制御型発振器において、
前記水晶振動子の２つの端子とそれぞれ周波数調整のための可変容量素子としてのＭＯＳトランジスタのドレインとを接続し、前記各ＭＯＳトランジスタのソースを共通とし、前記増幅器の出力側に接続されているＭＯＳトランジスタのゲートと前記増幅器の入力側に接続されているＭＯＳトランジスタのゲートを共通とし、複数の制御電圧をＭＯＳトランジスタのゲートから印加できることを特徴とする電圧制御型発振器。
増幅器と、この増幅器の入力側端子と出力側端子に帰還回路および水晶振動子を並列に接続して構成される電圧制御型発振器において、
前記水晶振動子の２つの端子とそれぞれ周波数調整のための可変容量素子としてのＭＯＳトランジスタのドレインとを容量を介して接続し、前記各ＭＯＳトランジスタのソースを共通としかつ容量を介して接地端子に接続し、前記増幅器の出力側に接続されているＭＯＳトランジスタのゲートと前記増幅器の入力側に接続されているＭＯＳトランジスタのゲートを共通とし、複数の制御電圧をＭＯＳトランジスタのゲートおよび前記ＭＯＳトランジスタのドレインから印加できることを特徴とする電圧制御型発振器。
増幅器と、この増幅器の入力側端子と出力側端子に帰還回路および水晶振動子を並列に接続して構成される電圧制御型発振器において、
前記水晶振動子の２つの端子とそれぞれ周波数調整のための可変容量素子としてのＭＯＳトランジスタのドレインとを容量を介して接続し、前記各ＭＯＳトランジスタのソースを共通とし、前記増幅器の出力側に接続されているＭＯＳトランジスタのゲートと前記増幅器の入力側に接続されているＭＯＳトランジスタのゲートを共通とし、複数の制御電圧をＭＯＳトランジスタのゲートおよび前記ＭＯＳトランジスタのドレインから印加できることを特徴とする電圧制御型発振器。
増幅器と、この増幅器の入力側端子と出力側端子に帰還回路および水晶振動子を並列に接続して構成される電圧制御型発振器において、
前記水晶振動子の２つの端子とそれぞれ周波数調整のための可変容量素子としてのＭＯＳトランジスタのドレインとを接続し、前記各ＭＯＳトランジスタのソースを共通としかつ容量を介して接地端子に接続し、前記ＭＯＳトランジスタのゲート端子に対してそれぞれ温度補償信号電圧と外部周波数制御信号電圧を別々に印加して周波数制御を行うことを特徴とする電圧制御型発振器。
増幅器と、この増幅器の入力側端子と出力側端子に帰還回路および水晶振動子を並列に接続して構成される電圧制御型発振器において、
前記水晶振動子の２つの端子とそれぞれ周波数調整のための可変容量素子としてのＭＯＳトランジスタのドレインとを接続し、前記各ＭＯＳトランジスタのソースを共通とし、前記ＭＯＳトランジスタのゲート端子に対してそれぞれ温度補償信号電圧と外部周波数制御信号電圧を別々に印加して周波数制御を行うことを特徴とする電圧制御型発振器。
複数のＭＯＳトランジスタのＶＴバラツキや温度特性をキャンセルする信号電圧を発生して、前記周波数制御のための制御電圧に重畳することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項記載の電圧制御型発振器。