JP2513767B2 - 電圧制御型発振装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、温度変化があったときにも安定して目的
とする発振周波数が設定されるようにする温度補償機能
が付加された電圧制御型発振装置に関する。

（従来の技術） 従来、制御入力によって発振周波数が制御される電圧
制御型発振回路としては、例えば特開昭61−5604号公報
に示されたものが知られている。第２図はこの電圧制御
型発振回路を示すもので、発振回路はエミッタを共通に
接続するようにした発振トランジスタ11、12を備え、こ
れらトランジスタ11および12のそれぞれベースは他方の
トランジスタ12および11のそれぞれコレクタに接続し
て、正帰還が行われるように構成されている。そして、
上記共通接続されたエミッタは固定電流源13を介して基
準電位源となる接地点に接続され、トランジスタ11およ
び12のコレクタ相互間には、共振負荷を構成するコイル
14およびコンデンサ15が接続されているもので、上記ト
ランジスタ11、12それぞれのコレクタには、抵抗16、17
をそれぞれ介して直流電源18が接続されるようにしてい
る。

このような発振回路の基本構成に対して、上記発振ト
ランジスタ11および12のそれぞれコレクタに、コンデン
サ19および20をそれぞれ介して、ダイオード接続された
トランジスタ21および22のエミッタを接続する。そし
て、このトランジスタ21および22のエミッタはそれぞれ
可変電流源23および24に接続され、ベースには上記電源
18に接続して直流バイアスが与えられるようにしてい
る。上記コンデンサ19および20は、可変電流源23、24の
供給する直流電源が、上記共振負荷部に流れ込むことを
阻止するために設けられている。

このように構成される発振回路にあっては、可変電流
源23および24を制御入力によって変化させ、上記トラン
ジスタ21、22をコレクタ電流を変化させて可変インピー
ダンス素子として動作させ、発振周波数が可変制御され
るようになっている。このような発振回路の構成では、
価格の高いバラクタダイオード等を使用していないた
め、低いコストで且つ広い可変範囲にわたり良好な直線
性を有する発振周波数を得ることができる。

このような電圧制御型発振回路に対して温度補償を行
なう手段としては、例えば実公昭57−1463号公報に示さ
れているように、発振トランジスタのコレクタ電流を、
温度の上昇に伴って減少する方向に制御する手段が考え
られている。すなわち、上記第２図で示した発振回路に
おいては、発振トランジスタ11および12の電流源13を温
度に対応して制御される可変電流源とするものである。

このようにすれば、発振回路自体の温度特性が、温度
上昇と共に発振周波数が低下し、温度低下と共に発振周
波数が上昇するようになる特性を有する。そして、温度
が一定の状態では、発振器トランジスタのコレクタ電流
I_Cを可変とすると、このコレクタ電流I_Cの増加と共に発
振周波数は低下し、コレクタ電流I_Cの減少と共に発振周
波数が上昇する特性を有する。

したがって、温度上昇と共に発振トランジスタ11およ
び12のコレクタ電流I_Cを減少させ、温度低下と共にコレ
クタ電流I_Cを増加させるように、温度に対応した制御を
行なうようにすると、発振回路の発振周波数が温度変化
に対して安定されるようになる。

しかし、このように温度補償機能を設定した場合、発
振周波数の温度ドリフトを押えることができるが、電圧
制御型の発振回路の重要な特性の１つである、制御入力
に対して発振周波数が制御される割合いを示す周波数変
換感度に変化が生ずる。

第２図で示した電圧制御型発振回路の発振周波数は、
おおよそ発振トランジスタ11および12の相互コンダクタ
ンスｇm1と、制御電流が流れるダイオード接続のトラン
ジスタ21および22の相互コンダクタンスｇm2との比によ
って決定される。このため、発振周波数の温度ドリフト
を押えるために、発振トランジスタ11および12のコレク
タ電流を変化させるようになると、上記相互コンダクタ
ンスｇm1が変化し、制御入力が同じ、すなわち上記相互
コンダクタンスｇm2の変化量が同じであっても、“ｇm2
/gm1”の変化量は変化するようになる。したがって、結
果としてこの電圧制御型発振回路の変換感度が、温度に
よって変化する。

（発明が解決しようとする課題） この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、発
振トランジスタのコレクタ電流を温度に対応して変化さ
せるようにする温度補償制御を実行した場合にあって
も、電圧制御型の発振回路において重要な特性である変
換感度が温度によって変化するような問題点が効果的に
解決され、変換感度が温度に影響されることなく、且つ
温度補償機能が確実に発揮されるようにする電圧制御型
発振装置を提供しようとするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち、この発明に係る電圧制御型発振装置にあっ
ては、発振トランジスタに接続される共振負荷に、コン
デンサを介して可変インピーダン素子となるダイオード
接続されたトランジスタを接続し、このトランジスタの
コレクタ電流によって発振周波数が制御されるようにし
た回路で、上記発振トランジスタのコレクタ電流を温度
に対応して変化されるようにした電圧制御型発振回路に
おいて、上記ダイオード接続されるトランジスタのコレ
クタ電流が、上記発振トランジスタのコレクタ電流を設
定するために温度に対応して制御された電流源の電流と
制御入力との積にほぼ比例されるように構成するもので
ある。

（作用） このように構成される温度補償機能を有する電圧制御
型発振装置においては、発振トランジスタのコレクタ電
流が温度に対応して変化されるようになるとき、同時に
ダイオード接続されたトランジスタの流れる制御電流
も、上記発振トランジスタのコレクタ電流の温度に対応
する変化と同じように温度によって変化され、発振トラ
ンジスタの相互コンダクタンスと、ダイオード接続され
たトランジスタの相互コンダクタンスとの比の関係が、
温度変化に対応して発振トランジスタのコレクタ電流を
変化させても変化されないようになり、発振周波数の変
換感度が温度によって影響されないようになるものであ
る。

（発明の実施例） 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明す
る。第１図はその構成を示しているもので、第２図で示
した回路と同様に発振トランジスタ11および12を備え、
この発振トランジスタ11および12の共通接続されたエミ
ッタは、可変電流源31を介して基準電位源とされる接地
点に接続される。発振トランジスタ11および12のコレク
タ相互間には、共振負荷とされるコイル14およびコンデ
ンサ15が接続されるものであり、さらにこれらコレクタ
は抵抗16および17を介して電源18に接続する。そして、
上記トランジスタ11および12のそれぞれのベースは、ト
ランジスタ12および11のコレクタに接続されるようにす
る。

また、上記発振トランジスタ11および12のそれぞれコ
レクタには、直流阻止用のコンデンサ19および20を介し
て、ダイオード接続されるトランジスタ21および22のエ
ミッタが接続されるもので、このトランジスタ21および
22のエミッタは、それぞれトランジスタ32および33のコ
レクタに接続する。また電源18がトランジスタ34のコレ
クタに接続されているもので、これらトランジスタ32〜
34のエミッタは共通接続して、可変電流源35に接続する
ようにしている。

上記可変電流源31および35は、共に制御回路36によっ
て制御されるようにしているもので、制御回路66からの
制御指令は温度変化によって変化され、この温度変化に
対応して電流量が可変制御されるようにしている。

入力端子37および38からの発振周波数を可変制御させ
るための制御入力は、トランジスタ39および40のベース
にそれぞれ供給される。このトランジスタ39および40そ
れぞれのエミッタは、それぞれ抵抗41および42を介して
共通に接続され、固定電流源43に接続される。また上記
トランジスタ39および40のコレクタは、それぞれトラン
ジスタ44および45のエミッタに接続し、このトランジス
タ44および45のコレクタは電源46に接続する。そして、
このトランジスタ45のエミッタが前記トランジスタ32お
よび33のベースに接続され、トランジスタ44のエミッタ
がトランジスタ34のベースに接続されるようになる。

すなわち、このように構成される装置にあっては、ダ
イオード接続されるトランジスタ21および22は発振周波
数を制御するようになり、トランジスタ32〜34および4
4、45は、入力端子37および38から入力される制御信号
の変化量と、発振トランジスタ11および12のコレクタ電
流の積に比例する電流、すなわちダイオード接続のトラ
ンジスタ21および22に供給する電流を作成するゲインセ
ルを構成するようになる。ここで、乗算機能を有する上
記ゲインセルの１つの電流入力部に可変電流源35が接続
され、この電流源35は発振トランジスタ11、12のコレク
タ電流を制御する可変電流源31と同じに制御回路36から
の制御指令により温度に対応して制御されるようになっ
ている。

ここで、発振トランジスタ11、12のコレクタ電流を設
定する電流源31の電流をＩe1、電流源35の電流をaIe
（ａは定数）、電流源43の電流をＩe2し、さらに抵抗4
1、42の値をRe、入力端子37および38に入力される制御
信号電圧をＶinとすると、発振周波数を制御するように
なるダイオード接続したトランジスタ21および22に流れ
る電流Ｉは、共に次の式で表現されるようになる。

Ｉ＝（a/4＋Ｖin/4ReIe2）Ｉe1 したがって、この電流Ｉと発振トランジスタ11、12に
流れるコレクタ電流との比は、温度変化に応じて電流源
31の電流が変化されても、この電流変化に関係なく常に
制御信号電圧Ｖinに対応した一定値に保たれるようにな
る。すなわち、発振トランジスタ11および12の相互コン
ダクタンスと、ダイオード接続されたトランジスタ21お
よび22の相互コンダクタンスとの比は、温度変化にかか
わらず一定に保たれるようになり、したがって周波数の
変換感度は温度によって変化されないようになるもの
で、安定した発振周波数の制御が実行される温度補償機
能を備えた電圧制御型発振装置とされるようになる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明に係る電圧制御型発振装置によ
れば、温度変化に伴う発振周波数の補償が効果的に行わ
れると共に、この温度変化に伴った周波数の変換感度が
変化するような悪影響は存在しなくなるものであり、効
果的な温度補償機能の備えられた電圧制御型発振装置と
することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る電圧制御型発振装置
を示す回路図、第２図は従来の電圧制御型発振回路を示
す図である。 11、12……発振トランジスタ、14……コイル、15……コ
ンデンサ（この14、15は共振負荷を構成）、19、20……
コンデンサ（直流阻止用）、21、22……ダイオード接続
のトランジスタ、31、35……可変電流源、32〜34、44、
45……トランジスタ（ゲインセル）、36……制御回路
（温度による）。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】共振負荷を有し、この共振負荷に可変イン
   ピーダンス素子としてダイオード接続のトランジスタを
   直流阻止用コンデンサを介して接続し、このトランジス
   タのコレクタ電流を制御することによって発振周波数を
   可変するようにした発振回路に構成した発振トランジス
   タのコレクタ電流を、温度変化に対応して変化させて温
   度補償を行うようにした電圧制御型発振回路において、 その発振周波数を制御する上記ダイオード接続したトラ
   ンジスタのコレクタ電流は、上記発振トランジスタのコ
   レクタ電流を設定するために温度に対応して制御された
   電流源の電流と、上記発振周波数を制御する制御入力と
   の積にほぼ比例する電流とする乗酸機能を有する回路に
   よって設定したことを特徴とする電圧制御型発振装置。