JP2007116473A - 電圧制御発振器、受信モジュール、携帯機器、１セグ放送受信機、モバイル衛星放送受信機器及び地上波デジタル受信機器 - Google Patents

Abstract

【課題】発振を安定させながら、周波数可変範囲を拡大することができる電圧制御発振器を提供する。
【解決手段】発振用トランジスタＱ１のコレクタとエミッタとの間にコンデンサＣ２を設け、発振用トランジスタＱ１のベースに結合されたコイルＬ１を設けた電圧制御発振器１ａであって、発振用トランジスタＱ１のベースとエミッタとの間に、発振用トランジスタＱ１のベースに対してコイルＬ１と並列に配置される可変容量ダイオードＤ２を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、電圧制御により発振周波数を変化させる事ができる電圧制御発振器、及びこれを用いた、受信モジュール、携帯機器、１セグ放送受信機、モバイル衛星放送受信機器及び地上波デジタル受信機器に関するものである。

電圧制御発振器は、電圧制御により発振周波数を変化させる事ができる発振回路であり、Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒの頭文字を取って、ＶＣＯとも呼ばれている。コルピッツ型電圧制御発振器は、従来から広く使われている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

図９は、従来の電圧制御発振器９０の構成を示す回路図である。電圧制御発振器９０は、発振用トランジスタＱ９１を備えている。発振用トランジスタＱ９１のコレクタとエミッタとの間に、コンデンサＣ９２が設けられている。発振用トランジスタＱ９１のベースとエミッタとの間には、コンデンサＣ９３が設けられている。発振用トランジスタＱ９１のベースに、コイルＬ９１がコンデンサＣ９１を介してコンデンサＣ９３と並列に結合されている。コイルＬ９１のコンデンサＣ９１と反対側に同調用可変容量ダイオードＤ９１が接続され、同調用可変容量ダイオードＤ９１のコイルＬ９１と反対側はグランドに接地されている。同調用可変容量ダイオードＤ９１は、その両端にかかる電位差に応じて容量が変化する素子であり、抵抗Ｒ９１を介して印加される電圧ＶＴに応じて容量が変化する。抵抗Ｒ９１は、端子に印加される電圧ＶＴを同調用可変容量ダイオードＤ９１に供給する。抵抗Ｒ９１の抵抗値は、回路のＱが下がらない程度に大きい値である。

発振用トランジスタＱ９１のコレクタとベースとの間には、コイルＬ９２と抵抗Ｒ９２とが直列に設けられている。コイルＬ９２は、端子に印加される電源電圧Ｖｃｃを発振用トランジスタＱ９１に供給する。コイルＬ９２のインダクタンスは、回路のＱが下がらない程度に大きい値である。

発振用トランジスタＱ９１のコレクタには、コンデンサＣ９４の一端が結合されており、コンデンサＣ９４の他端は接地されている。コンデンサＣ９１・Ｃ９４は、直流をカットするコンデンサであり、発振用トランジスタＱ９１のバイアスが変化しないように挿入されている。

発振用トランジスタＱ９１のベースには、抵抗Ｒ９３の一端が抵抗Ｒ９２と並列に結合されており、抵抗Ｒ９３の他端は接地されている。発振用トランジスタＱ９１のエミッタには、抵抗Ｒ９４の一端が結合されており、抵抗Ｒ９４の他端は接地されている。抵抗Ｒ９２・Ｒ９３・Ｒ９４は、発振用トランジスタＱ９１のバイアス抵抗である。

発振用トランジスタＱ９１のコレクタには、コンデンサＣ９５がコイルＬ９２と並列に結合されている。コンデンサＣ９５は、電圧制御発振器９０が後段の回路の影響を受けないように直流をカットするコンデンサである。

発振用トランジスタＱ９１のコレクタとエミッタとの間のコンデンサＣ９２、ベースとエミッタとの間のコンデンサＣ９３、及びコイルＬ９１により、コルピッツ型電圧制御発振器を構成する。電圧ＶＴに応じて同調用可変容量ダイオードＤ９１の容量が変化すると、コイルＬ９１に直列に結合される容量が変化し、これにより、コルピッツ型電圧制御発振器９０の発振周波数を変化させることができる。

通常、可変容量ダイオードは両端にかかる電位差が大きくなると容量が小さくなるため、電圧ＶＴを大きくすると同調用可変容量ダイオードＤ９１の容量は小さくなり、この電圧制御発振器９０の発振周波数は上がる。また逆に、電圧ＶＴを小さくすると同調用可変容量ダイオードＤ９１の容量は大きくなり、この発振回路の発振周波数は下がる。これにより、外部からの電圧ＶＴの変化により、ＶＣＯ９０の発振周波数を任意に可変することが可能となる。
特開２００１−２４４７３６号公報（平成１３年９月７日（２００１．９．７）公開） 特開平２−２８５８０８号公報（平成２年（１９９０）１１月２６日公開）

しかしながら、上記従来の構成では、発振を安定させながら、周波数可変範囲を拡大することが困難であるという問題を生じる。以下、詳細に説明する。

ＶＣＯ回路の性能の一つとして周波数可変範囲というものがある。図９に示すＶＣＯ９０を例にして説明すると、周波数可変範囲とは、電圧ＶＴの一定の変化に対して、発振周波数をどの程度変化させることができるかという性能である。ノイズや発振の安定性などの他の性能の兼ね合いもあり、一概には言えないが、周波数可変範囲は大きい方が好まれることが多い。

周波数可変範囲を大きくするためには、同調用可変容量ダイオードＤ９１に容量変化比の高い可変容量ダイオードを用いればよい。しかしながら、容量変化比の高い可変容量ダイオードは、通常、直列等価抵抗値が高いので、安定した発振をさせにくくなる。このため、容量変化比の高い可変容量ダイオードに単純に置き換えることは出来ないし、技術的にも容量変化比を増大させることには限度がある。また、容量変化比の高い可変容量ダイオードは、価格も高価でありその点でも不利となる。

コイルＬ９１、同調用可変容量ダイオードＤ９１と直列に接続されているコンデンサＣ９１、コンデンサＣ９４の容量を大きくしても、周波数可変範囲に多少の効果を得ることは出来るが限度があり、それほど効果的ではない。

周波数可変範囲を広く取れない阻害要因として、発振用トランジスタのベース‐エミッタ間の容量（図９ではコンデンサＣ９３）がある。このコンデンサＣ９３はコルピッツ型の発振回路に必要不可欠な素子であるが、このコンデンサＣ９３が等価的には同調用可変容量ダイオードＤ９１に並列に接続される形となるので、同調用可変容量ダイオードＤ９１の容量変化を少なくしてしまう。図９のような従来の構成であると、周波数可変範囲を大きくするためにコンデンサＣ９１・Ｃ９４の容量を大きくすると、逆にコンデンサＣ９３の可変容量ダイオードＤ９１に対する影響が大きくなってしまい、可変容量ダイオードＤ９１の変化範囲が狭まり、結果としてほとんど効果の無い対策となってしまう。即ち、可変容量ダイオードＤ９１と等価的に並列に接続される容量が大きくなり、周波数変化範囲が狭まってしまう。

発振用トランジスタＱ９１のベース‐エミッタ間の容量（図９ではコンデンサＣ９３）を小さくすると、この影響は少なくなるが、こんどはコルピッツ型の発振回路を構成できなくなり発振が安定せず、最終的には発振停止に陥るという問題が生じる。

上記対策を組み合わせれば周波数可変範囲はある程度までは広く取ることは出来るが、より周波数可変範囲を広く取れるＶＣＯ回路を作ることは困難であった。

現在、環境を考えた製品が主流になっていく上で、より小さい電圧・より小さい電圧変化で充分な周波数可変範囲のとれるＶＣＯ回路を作ること急務である。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、発振を安定させながら、周波数可変範囲を拡大することができる電圧制御発振器、及びこれを用いた受信モジュール、携帯機器、１セグ放送受信機、モバイル衛星放送受信機器及び地上波デジタル受信機器を提供することにある。

本発明に係る電圧制御発振器は、上記課題を解決するために、発振用トランジスタのコレクタとエミッタとの間に第１コンデンサを設け、前記発振用トランジスタのベースに結合された第１コイルを設けた電圧制御発振器であって、前記発振用トランジスタの前記ベースと前記エミッタとの間に、前記発振用トランジスタの前記ベースに対して前記第１コイルと並列に配置される第１可変容量ダイオードを１個以上設けたことを特徴とする。

この特徴によれば、発振用トランジスタのベースとエミッタとの間に、発振用トランジスタのベースに対して第１コイルと並列に配置される第１可変容量ダイオードを１個以上設けたので、発振用トランジスタのベースとエミッタとの間の容量を、発振周波数が低い領域では大きくし、発振周波数が高い領域では小さくすることができる。このため、発振周波数が低い領域では、ベース−エミッタ間の容量を大きくして発振を安定させることができ、発振周波数が高い領域では、ベース−エミッタ間の容量を小さくして周波数可変範囲を広くとることができる。その結果、発振周波数が低い領域において容量を小さくすることに起因して生じる発振停止の弊害を防止して発振を安定させながら、発振周波数が高い領域において周波数可変範囲を拡大することができる。

本発明に係る電圧制御発振器では、前記第１コイルに対して直列に第２可変容量ダイオードを複数個設けることが好ましい。

上記構成によれば、第１コイルに直列に連結された容量を変化させることができ、これらの第１コイルと容量とによって構成されるコルピッツ型発振回路の周波数を変化させることができる。

本発明に係る電圧制御発振器では、前記発振用トランジスタと前記第１コンデンサとの間にバッファ用トランジスタを設けることが好ましい。

上記構成によれば、後段の回路からの影響をバッファ用トランジスタによって吸収できるので、発振用トランジスタが後段の回路からの影響を受けない。このため、電圧制御発振器が、外部からの影響を受け難くなり発振停止し難く、電圧制御発振器の発振安定性を向上させることができる。

本発明に係る電圧制御発振器では、前記第１可変容量ダイオードを複数個設けることが好ましい。

上記構成によれば、第１可変容量ダイオードを互いに並列に設けることにより、可変容量ダイオードの等価直列抵抗値を低減することができ、電圧制御発振器の発振安定性がより一層向上する。

本発明に係る電圧制御発振器では、前記第１コイルに対して直列に複数個の第２可変容量ダイオードを互いに並列に設けることが好ましい。

上記構成によれば、複数個の第２可変容量ダイオードを互いに並列に設けることにより、可変容量ダイオードの等価直列抵抗値を低減することができ、このため、回路のＱを高めることができ、電圧制御発振器の発振安定性が向上する。

本発明に係る電圧制御発振器では、前記第１コイルと直列に同調用可変容量ダイオードを設け、前記同調用可変容量ダイオードと並列に第２コンデンサを設けることが好ましい。

上記構成によれば、コンデンサ素子単体は可変容量ダイオードと比較して等価直列抵抗値が大幅によいため、同調用可変容量ダイオードに対して第２コンデンサを並列に設けることにより、等価直列抵抗値を低減することができ、このため、回路のＱを高めることができ、その結果、電圧制御発振器の発振安定性が向上する。

本発明に係る電圧制御発振器では、前記第１可変容量ダイオードと並列に第２コンデンサを設けることが好ましい。

上記構成によれば、コンデンサ素子単体は可変容量ダイオードと比較して等価直列抵抗値が大幅によいため、第１可変容量ダイオードに対して第２コンデンサを並列に設けることにより、等価直列抵抗値を低減することができ、その結果、電圧制御発振器の発振安定性が向上する。

本発明に係る電圧制御発振器では、前記第１コイルと直列に第２可変容量ダイオードを設け、前記第２可変容量ダイオードと並列に第２コンデンサを設けることが好ましい。

上記構成によれば、コンデンサ素子単体は可変容量ダイオードと比較して等価直列抵抗値が大幅によいため、第２可変容量ダイオードに対して第２コンデンサを並列に設けることにより、等価直列抵抗値を低減することができ、このため、回路のＱを高めることができ、その結果、電圧制御発振器の発振安定性が向上する。

本発明に係る電圧制御発振器では、前記発振用トランジスタと前記第１コンデンサと前記第１コイルと前記第１可変容量ダイオードとは、集積回路によって構成されていることが好ましい。

上記構成によれば、集積回路化により小型化することができ、また、各回路の経路を最短距離にすることができ、不要な寄生容量が減少するため、周波数可変範囲をより拡大することができる。

本発明に係る電圧制御発振器では、前記発振用トランジスタのベースとコレクタとの間に第２コイルを設けることが好ましい。

上記構成によれば、第２コイルにより電源電圧を発振用トランジスタへ供給することができる。

本願発明の受信モジュールは、上記課題を解決するために、本願発明の電圧制御発振器を搭載することを特徴とする。

この特徴によれば、電圧制御発振器に設けられた発振用トランジスタのベースとエミッタとの間に、発振用トランジスタのベースに対してコイルと並列に配置される第１可変容量ダイオードを１個以上設けたので、発振用トランジスタのベースとエミッタとの間の容量を、発振周波数が低い領域では大きくし、発振周波数が高い領域では小さくすることができる。このため、発振周波数が低い領域では、ベース−エミッタ間の容量を大きくして発振を安定させることができ、発振周波数が高い領域では、ベース−エミッタ間の容量を小さくして周波数可変範囲を広くとることができる。その結果、発振周波数が低い領域において容量を小さくすることに起因して生じる発振停止の弊害を防止して発振を安定させながら、周波数可変範囲を拡大することができる。

本発明に係る電圧制御発振器は、以上のように、発振用トランジスタのベースとエミッタとの間に、発振用トランジスタのベースに対してコイルと並列に配置される第１可変容量ダイオードを１個以上設けたので、発振用トランジスタのベースとエミッタとの間の容量を、発振周波数が低い領域では大きくし、発振周波数が高い領域では小さくすることができる。このため、発振周波数が低い領域では、ベース−エミッタ間の容量を大きくして発振を安定させることができ、発振周波数が高い領域では、ベース−エミッタ間の容量を小さくして周波数可変範囲を広くとることができる。その結果、発振周波数が低い領域において容量を小さくすることに起因して生じる発振停止の弊害を防止して発振を安定させながら、周波数可変範囲を拡大することができるという効果を奏する。

本発明に係る受信モジュールは、以上のように、電圧制御発振器に設けられた発振用トランジスタのベースとエミッタとの間に、発振用トランジスタのベースに対してコイルと並列に配置される第１可変容量ダイオードを１個以上設けたので、発振用トランジスタのベースとエミッタとの間の容量を、発振周波数が低い領域では大きくし、発振周波数が高い領域では小さくすることができる。このため、発振周波数が低い領域では、ベース−エミッタ間の容量を大きくして発振を安定させることができ、発振周波数が高い領域では、ベース−エミッタ間の容量を小さくして周波数可変範囲を広くとることができる。その結果、発振周波数が低い領域において容量を小さくすることに起因して生じる発振停止の弊害を防止して発振を安定させながら、周波数可変範囲を拡大することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態について図１ないし図８に基づいて説明すると以下の通りである。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１の電圧制御発振器１ａの構成を示す回路図である。電圧制御発振器１ａは、発振用トランジスタＱ１を備えている。発振用トランジスタＱ１のコレクタとエミッタとの間に、コンデンサＣ２が設けられている。発振用トランジスタＱ１のベースとエミッタとの間には、コンデンサＣ３が設けられている。発振用トランジスタＱ１のベースに、コイルＬ１がコンデンサＣ１を介してコンデンサＣ３と並列に結合されている。コイルＬ１のコンデンサＣ１と反対側に同調用可変容量ダイオードＤ１が接続され、同調用可変容量ダイオードＤ１のコイルＬ１と反対側はグランドに接地されている。同調用可変容量ダイオードＤ１は、その両端にかかる電位差に応じて容量が変化する素子であり、抵抗Ｒ１を介して印加される電圧ＶＴに応じて容量が変化する。抵抗Ｒ１は、端子に印加される電圧ＶＴを同調用可変容量ダイオードＤ１に供給する。抵抗Ｒ１の抵抗値は、回路のＱが下がらない程度に大きい値である。

発振用トランジスタＱ１のコレクタとベースとの間には、コイルＬ２と抵抗Ｒ２とが直列に設けられている。コイルＬ２は、電源電圧Ｖｃｃを発振用トランジスタＱ１に供給する。コイルＬ２のインダクタンスは、回路のＱが下がらない程度に大きい値である。

発振用トランジスタＱ１のコレクタには、コンデンサＣ４の一端が結合されており、コンデンサＣ４の他端は接地されている。コンデンサＣ１・Ｃ４は、直流をカットするコンデンサであり、発振用トランジスタＱ１のバイアスが変化しないように挿入されている。

発振用トランジスタＱ１のベースには、抵抗Ｒ３の一端が抵抗Ｒ２と並列に結合されており、抵抗Ｒ３の他端は接地されている。発振用トランジスタＱ１のエミッタには、抵抗Ｒ４の一端が結合されており、抵抗Ｒ４の他端は接地されている。抵抗Ｒ２・Ｒ３・Ｒ４は、発振用トランジスタＱ１のバイアス抵抗である。

発振用トランジスタＱ１のコレクタには、コンデンサＣ５がコイルＬ２と並列に結合されている。コンデンサＣ５は、電圧制御発振器１ａが後段の回路の影響を受けないように直流をカットするコンデンサである。

発振用トランジスタＱ１のコレクタとエミッタとの間のコンデンサＣ２、ベースとエミッタとの間のコンデンサＣ３、及びコイルＬ１により、コルピッツ型電圧制御発振器を構成する。

コンデンサＣ３の発振用トランジスタＱ１と反対側には、可変容量ダイオードＤ２が結合されている。可変容量ダイオードＤ２とコンデンサＣ３との間には、抵抗Ｒ５の一端が結合され、抵抗Ｒ５の他端は電圧ＶＴが印加される端子に結合されている。

可変容量ダイオードＤ２のコンデンサ３と反対側には、抵抗Ｒ６の一端が結合され、抵抗Ｒ６の他端は接地されている。可変容量ダイオードＤ２と抵抗Ｒ６との間と、発振用トランジスタＱ１と抵抗Ｒ４との間とにコンデンサＣ６が結合されている。可変容量ダイオードＤ２には、電圧ＶＴが抵抗Ｒ５を介して印加される。

周波数可変範囲拡大の阻害要因であるベース‐エミッタ間の容量（コンデンサＣ３）を考えた場合、コンデンサＣ３の容量を小さくすれば、同調用可変容量ダイオードＤ１の容量変化を少なくするという影響が小さくなるので、周波数可変範囲を拡大することができることは判っているが、発振停止の弊害もあり、ベース‐エミッタ間の容量は、簡単には小さく出来ない。

しかしながら、ベース‐エミッタ間の容量が大きくて周波数可変範囲拡大の阻害要因になる場合は発振周波数の高い領域であることが確認できた。従って、発振周波数の低い領域であれば、ベース‐エミッタ間の容量が大きくても、それは、周波数可変範囲拡大の阻害要因にならないと言える。それは、ベース‐エミッタ間の容量が大きくても、発振周波数の低い領域であれば、電圧ＶＴが小さくなり、同調用可変容量ダイオードＤ１の容量が充分に大きくなるため、ベース‐エミッタ間の容量が等価的に付加されたとしても影響を受けにくいためである。

また、ベース‐エミッタ間の容量が小さくて発振停止の弊害が発生するのは発振周波数の低い領域であることも確認できた。従って、ベース‐エミッタ間の容量が小さくても、発振周波数の高い領域では発振停止をしないと言える。

発振停止の主要因はコレクタ‐ベース間に接続されている回路のＱである。特に可変容量ダイオードは両端にかかる電位差が小さい（つまり容量が大きく発振周波数の低い領域）時は直列等価抵抗値が大きくなり、回路のＱは大幅に減少する。その為、周波数の低い領域では発振停止を起こしやすく、周波数の高い領域では発振停止を起こしにくい。

本実施の形態では、発振用トランジスタＱ１のベース‐エミッタ間に可変容量ダイオードＤ２を設けることにより、発振周波数の低い領域では発振を安定させるために、ベース‐エミッタ間の容量を大きくし、発振周波数の高い領域では周波数変化範囲を広くとるために、ベース‐エミッタ間の容量を小さくしている。このため、今まで困難であった周波数可変範囲が十分にとれるＶＣＯ回路を比較的安価に構成することが出来る。

具体的には、ＶＣＯ１ａの発振周波数が高いときは、可変容量ダイオードＤ２に印加される電圧ＶＴが高くなり、可変容量ダイオードＤ２の容量は小さくなる。従って、発振用トランジスタＱ１のベース‐エミッタ間の容量が小さくなり、周波数可変範囲を広く取ることが出来る。

また、ＶＣＯ１ａの発振周波数が低いときは、可変容量ダイオードＤ２に印加される電圧ＶＴ電圧が低くなり、可変容量ダイオードＤ２の容量は大きくなる。従って、発振停止を起こしにくくなり、発振が安定する。

抵抗Ｒ６は、可変容量ダイオードＤ２のアノード側の電位を常に零電位にするために付けている抵抗である。また、コンデンサＣ３・Ｃ６は、発振用トランジスタＱ１のバイアスに影響を与えないようにするために直流をカットするコンデンサである。コンデンサＣ３・Ｃ６は、可変容量ダイオードＤ２の効果を量的に変化させる役割もあり、コンデンサＣ３・Ｃ６の容量値が大きいと本実施の形態の効果は高くなり、小さいと効果は小さくなるため、用途に応じ適切な値にすることが必要となる。

（実施の形態２）
図２は、実施の形態２の電圧制御発振器１ｂの構成を示す回路図である。前述した構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は省略する。実施の形態３以降も同様である。

コイルＬ１とコンデンサＣ１との間には、可変容量ダイオードＤ３が設けられている。可変容量ダイオードＤ３とコンデンサＣ１との間には、抵抗Ｒ７の一端が接続され、抵抗Ｒ７の他端は接地されている。抵抗Ｒ７は可変容量ダイオードＤ３のアノード側の電位を常に零電位にするために付けている抵抗である。

可変容量ダイオードＤ３は、抵抗Ｒ１及びコイルＬ１を介して印加される電圧ＶＴに応じて容量が変化する。その為、コイルＬ１に直列に結合された容量が変化し、それらで構成されるコルピッツ型発振回路の発振周波数を変化させることが可能となる。

それとは別の効果として、可変容量ダイオードＤ３は、発振用トランジスタＱ１のベース‐エミッタ間のコンデンサＣ３、可変容量ダイオードＤ２及びコンデンサＣ６の容量が、同調用可変容量ダイオードＤ１に影響する度合いを変化させる効果もあり、より効果的に本実施の形態の効果を得ることが可能となる。即ち、同調用可変容量ダイオードＤ１と等価的に並列に接続されている発振用トランジスタＱ１のベース‐エミッタ間の容量が、同調用可変容量ダイオードＤ１の周波数変化範囲を狭める影響が、発振周波数が高い領域で容量が小さくなる可変容量ダイオードＤ３によって弱められ、より効果的に本実施の形態の効果を得ることが可能となる。

電圧ＶＴが高いとき、つまりＶＣＯ回路の発振周波数が高いときは、可変容量ダイオードＤ３の容量は、印加されている電圧ＶＴが高いため、容量は小さくなる。つまり、同調用可変容量ダイオードＤ１と発振用トランジスタＱ１のベースとの間にある可変容量ダイオードＤ３の容量が小さくなる。このため、発振用トランジスタＱ１のベース‐エミッタ間の容量であるコンデンサＣ３、可変容量ダイオードＤ２及びコンデンサＣ６は、容量が小さくなった可変容量ダイオードＤ３を介し同調用可変容量ダイオードＤ１と接続されることとなるため、発振用トランジスタＱ１のベース‐エミッタ間の容量が、同調用可変容量ダイオードＤ１の周波数変化範囲を狭める影響を最小限とすることが出来る。

発振周波数が低いときは、可変容量ダイオードＤ３の容量も大きくなるため、発振の安定性自体を悪化させる弊害も起こりにくく、問題となることはない。

このように、コイルＬ１に対して直列に可変容量ダイオードＤ１・Ｄ３を２個設けたことにより、効果的に本実施の形態を使用することが可能となる。

（実施の形態３）
図３は、実施の形態３の電圧制御発振器１ｃの構成を示す回路図である。図２と比較すると、発振用トランジスタＱ１とコイルＬ２との間には、バッファ用トランジスタＱ２が設けられている。バッファ用トランジスタＱ２のベースは、コンデンサＣ２、抵抗Ｒ２・Ｒ８と接続されている。バッファ用トランジスタＱ２のコレクタは、コンデンサＣ５とコイルＬ２とに接続されている。バッファ用トランジスタＱ２のエミッタは、発振用トランジスタＱ１のコレクタとコンデンサＣ４とに接続されている。バッファ用トランジスタＱ２のベースと発振用トランジスタＱ１のベースとの間に、バッファ用トランジスタＱ２のバイアス抵抗となる抵抗Ｒ８・Ｒ９が設けられている。

バッファ用トランジスタＱ２は、コンデンサＣ５以降の後段の回路からの影響を発振用トランジスタＱ１に及ぼさないために挿入されている。これにより、外部回路からの影響を受けにくいＶＣＯ回路となり、本実施の形態のＶＣＯ回路の発振安定性が向上し、より発振停止し難くなる。

また、発振用トランジスタＱ１のコレクタ‐エミッタ間の容量であるコンデンサＣ２が、発振用トランジスタＱ１のエミッタからバッファ用トランジスタＱ２のベース−エミッタを介して、発振用トランジスタＱ１のコレクタに接続されているため、コンデンサＣ２は、結果として、発振用トランジスタＱ１のベース−エミッタ間の容量ほどではないが、多少はコイルＬ１に直列に結合された容量の影響を下げるように働いている。その為、よりいっそう効果的に本実施の形態を使用することが可能となる。

（実施の形態４）
図４は、実施の形態４の電圧制御発振器１ｄの構成を示す回路図である。図３のＶＣＯ１ｃと比較すると、コンデンサＣ３に対して可変容量ダイオードＤ２と並列に可変容量ダイオードＤ４が追加して設けられている。

これにより、発振用トランジスタＱ１のベース−エミッタ間にある可変容量ダイオードが、互いに並列な２個の可変容量ダイオードＤ２・Ｄ４を合わせたものとなる。このため、ベース−エミッタ間の可変容量ダイオードの等価直列抵抗値を約１／２とすることが出来る。従って、発振をより安定させることができ、本実施の形態を、より効果的に使用することが可能となる。

（実施の形態５）
図５は、実施の形態５の電圧制御発振器１ｅの構成を示す回路図である。図３のＶＣＯ１ｃと比較すると、コイルＬ１に対して可変容量ダイオードＤ３と並列に可変容量ダイオードＤ５が追加して設けられている。

これにより、コイルＬ１に直列に接続されている可変容量ダイオードＤ３の等価直列抵抗値を約１／２とすることが出来る。そのため、回路のＱは高くなり、結果として発振を安定させることができるため、本実施の形態をより効果的に使用することが可能となる。

（実施の形態６）
図６は、実施の形態６の電圧制御発振器１ｆの構成を示す回路図である。図３のＶＣＯ１ｃと比較すると、同調用可変容量ダイオードＤ１と並列にコンデンサＣ７が追加されている。

コンデンサ素子単体は可変容量ダイオードと比較して、等価直列抵抗値は、通常、大幅に良い。発振用トランジスタＱ１のベースにコイルＬ１を介して直列に接続されている同調用可変容量ダイオードＤ１に、並列にコンデンサＣ７を付けることにより、等価直列抵抗値を減少させることが出来る。そのため、回路のＱは高くなり、結果として発振を安定させることが出来きるため、本実施の形態をより効果的に使用することが可能となる。

ただし、コンデンサＣ７の容量が大きいと周波数可変範囲は狭くなるため、コンデンサＣ７の容量は数ｐＦ以下の小容量である必要がある。

（実施の形態７）
図７は、実施の形態７の電圧制御発振器１ｇの構成を示す回路図である。図３のＶＣＯ１ｃと比較すると、可変容量ダイオードＤ２と並列にコンデンサＣ８が追加されている。

コンデンサ素子単体は可変容量ダイオードと比較して、等価直列抵抗値は、通常、大幅に良い。発振用トランジスタＱ１のベース‐エミッタ間の可変容量ダイオードＤ２に、並列にコンデンサを付けることにより、等価直列抵抗値を減少させることが出来る。そのため、発振を安定させることができ、本実施の形態をより効果的に使用することが可能となる。この場合も、コンデンサＣ８の容量が大きいと周波数可変範囲は狭くなるため、コンデンサＣ８の容量は数ｐＦ以下の小容量である必要がある。

（実施の形態８）
図８は、実施の形態８の電圧制御発振器１ｈの構成を示す回路図である。図３のＶＣＯ１ｃと比較すると、可変容量ダイオードＤ３と並列にコンデンサＣ９が追加されている。

コンデンサ素子単体は可変容量ダイオードと比較し、等価直列抵抗値は、通常、大幅に良い。発振用トランジスタＱ１のベースとコイルＬ１との間に設けた可変ダイオードＤ３と並列にコンデンサＣ９を付けることにより、等価直列抵抗値を減少させることが出来る。そのため、回路のＱは高くなり、結果として発振を安定させることができるため、本実施の形態をより効果的に使用することが可能となる。この場合も、コンデンサＣ９の容量が大きいと周波数可変範囲は狭くなるため、コンデンサＣ９の容量は数ｐＦ以下の小容量である必要がある。

電圧制御発振器は、携帯機器などに使用されることも多く、回路の小型化は必要不可欠である。上述した各実施形態のＶＣＯ回路の一部（例えば、発振用トランジスタＱ１とコンデンサＣ２とコイルＬ１と可変容量ダイオードＤ２）、またはＶＣＯ回路の全部を集積回路によって構成（ＩＣ化）することにより、回路の小型化に貢献するとともに、各回路の経路を最短にすることが可能となり、不要な寄生容量が少なくなるため、より周波数可変範囲を大きくすることが可能となる。このため、より効果的に各実施の形態のＶＣＯを使用することが可能となる。

また、上述した各実施形態のＶＣＯ回路は、今まで実現出来なかった周波数可変範囲をカバーできるため、それを搭載した受信モジュールもより良い性能を得ることが可能となる。

また、携帯機器にとって小型化・低電圧化は最重要性能の一つである。上述した各実施形態のＶＣＯ回路は、より低い電圧・より小さい電圧変化により、充分広い周波数可変範囲のとれるＶＣＯ回路となっているため、小型化・低電圧化を目標とした携帯機器に使用すれば、より良い性能を得ることが可能となる。

また、１セグ放送受信機は、地上波デジタル放送を視聴できるモバイル機器である。その為、１セグ放送受信機にとって小型化・低電圧化は最重要性能の一つである。上述した各実施形態のＶＣＯ回路は、より低い電圧・より小さい電圧変化により、充分広い周波数可変範囲のとれるＶＣＯ回路となっているため、小型化・低電圧化を目標とした携帯機器に使用すれば、より良い性能を得ることが可能となる。

また、モバイル衛星放送受信機器は、衛星デジタル放送を視聴できるモバイル機器である。その為、モバイル衛星放送受信機器にとって小型化・低電圧化は最重要性能の一つである。上述した各実施形態のＶＣＯ回路は、より低い電圧・より小さい電圧変化により、充分広い周波数可変範囲のとれるＶＣＯ回路となっているため、小型化・低電圧化を目標とした携帯機器に使用すれば、より良い性能を得ることが可能となる。

また、地上波デジタル受信機器にとって小型化・低電圧化は最重要性能の一つである。上述した各実施形態のＶＣＯ回路は、より低い電圧・より小さい電圧変化により、充分広い周波数可変範囲のとれるＶＣＯ回路となっているため、小型化・低電圧化を目標とした携帯機器に使用すれば、より良い性能を得ることが可能となる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、電圧制御により発振周波数を変化させる事ができる電圧制御発振器、及びこれを用いた、受信モジュール、携帯機器、１セグ放送受信機、モバイル衛星放送受信機器及び地上波デジタル受信機器に適用することができ、特に、ＴＶ放送受信機器や携帯機器などに使用する電圧制御発振器の用途に好適である。

実施の形態１の電圧制御発振器の構成を示す回路図である。 実施の形態２の電圧制御発振器の構成を示す回路図である。 実施の形態３の電圧制御発振器の構成を示す回路図である。 実施の形態４の電圧制御発振器の構成を示す回路図である。 実施の形態５の電圧制御発振器の構成を示す回路図である。 実施の形態６の電圧制御発振器の構成を示す回路図である。 実施の形態７の電圧制御発振器の構成を示す回路図である。 実施の形態８の電圧制御発振器の構成を示す回路図である。 従来の電圧制御発振器の構成を示す回路図である。

符号の説明

１ 電圧制御発振器
Ｑ１ 発振用トランジスタ
Ｑ２ バッファ用トランジスタ
Ｃ２ コンデンサ（第１コンデンサ）
Ｃ７ コンデンサ（第２コンデンサ）
Ｃ８ コンデンサ（第２コンデンサ）
Ｃ９ コンデンサ（第２コンデンサ）
Ｌ１ コイル（第１コイル）
Ｌ２ コイル（第２コイル）
Ｄ１ 可変容量ダイオード（第２可変容量ダイオード、同調用可変容量ダイオード）
Ｄ２ 可変容量ダイオード（第１可変容量ダイオード）
Ｄ３ 可変容量ダイオード（第２可変容量ダイオード）
Ｄ４ 可変容量ダイオード（第１可変容量ダイオード）
Ｄ５ 可変容量ダイオード（第２可変容量ダイオード）

Claims (15)

1. 発振用トランジスタのコレクタとエミッタとの間に第１コンデンサを設け、前記発振用トランジスタのベースに結合された第１コイルを設けた電圧制御発振器であって、
   前記発振用トランジスタの前記ベースと前記エミッタとの間に、前記発振用トランジスタの前記ベースに対して前記第１コイルと並列に配置される第１可変容量ダイオードを１個以上設けたことを特徴とする電圧制御発振器。
2. 前記第１コイルに対して直列に第２可変容量ダイオードを複数個設けた請求項１記載の電圧制御発振器。
3. 前記発振用トランジスタと前記第１コンデンサとの間にバッファ用トランジスタを設けた請求項１記載の電圧制御発振器。
4. 前記第１可変容量ダイオードを複数個設けた請求項１記載の電圧制御発振器。
5. 前記第１コイルに対して直列に複数個の第２可変容量ダイオードを互いに並列に設けた請求項１記載の電圧制御発振器。
6. 前記第１コイルと直列に同調用可変容量ダイオードを設け、前記同調用可変容量ダイオードと並列に第２コンデンサを設けた請求項１記載の電圧制御発振器。
7. 前記第１可変容量ダイオードと並列に第２コンデンサを設けた請求項１記載の電圧制御発振器。
8. 前記第１コイルと直列に第２可変容量ダイオードを設け、前記第２可変容量ダイオードと並列に第２コンデンサを設けた請求項１記載の電圧制御発振器。
9. 前記発振用トランジスタと前記第１コンデンサと前記第１コイルと前記第１可変容量ダイオードとは、集積回路によって構成されている請求項１記載の電圧制御発振器。
10. 前記発振用トランジスタのベースとコレクタとの間に第２コイルを設けた請求項１記載の電圧制御発振器。
11. 請求項１記載の電圧制御発振器を搭載した受信モジュール。
12. 請求項１１記載の受信モジュールを搭載した携帯機器。
13. 請求項１１記載の受信モジュールを搭載した１セグ放送受信機。
14. 請求項１１記載の受信モジュールを搭載したモバイル衛星放送受信機器。
15. 請求項１１記載の受信モジュールを搭載した地上波デジタル受信機器。

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