JP3097444B2 - 電圧制御形発振器の発振周波数可変範囲調整方法 - Google Patents

電圧制御形発振器の発振周波数可変範囲調整方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電圧制御形発振器の発
振周波数可変範囲調整方法に関し、さらに詳しくは３０
０ＭＨｚ以下の発振周波数を有する電圧制御形発振器に
適用するのに好ましい電圧制御形発振器の発振周波数可
変範囲の調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、電圧制御形発振器の一例を示す
回路図である。
【０００３】同図に示される電圧制御形発振器は、コン
トロール端子Ｃと出力端子Ｐとの間に、コントロール端
子Ｃに印加される制御電圧Ｖｃによって共振周波数が変
化する共振回路１１と、この共振回路１１の共振周波数
で発振周波数が決定される発振段１２と、この発振段１
２から出力される信号を増幅するとともに、負荷変動に
よって発振段１２での発振周波数が変動するのを防止す
るためのバッファ段１３と、出力端子Ｐに接続される次
段回路と整合をとるとともに、高調波を抑制するための
出力整合段１４とを備えている。
【０００４】共振回路１１は、カップリングコンデンサ
Ｃ１、可変容量ダイオードＶＤ、共振用インダクタＬ
１、および共振用コンデンサＣ２で構成されており、コ
ントロール端子Ｃに印加された制御電圧ＶｃがＣ／Ｎ特
性補償用インダクタＬ２を介して可変容量ダイオードＶ
Ｄに与えられるようになっている。なお、Ｃ３は高周波
バイパスコンデンサである。
【０００５】発振段１２は、発振用トランジスタＱ１、
バイアス抵抗Ｒ１〜Ｒ３、コルピッツ容量Ｃ４，Ｃ５、
および高周波バイパスコンデンサＣ６で構成されてい
る。なお、Ｃ７はカップリングコンデンサである。
【０００６】バッファ段１３は、バッファ用トランジス
タＱ２およびバイアス抵抗Ｒ４，Ｒ５で構成されてい
る。なお、Ｃ８はカップリングコンデンサである。
【０００７】出力整合段１４は、チョークコイルＬ３、
カップリングコンデンサＣ１０、および高周波バイパス
コンデンサＣ１１で構成されている。なお、Ｂは発振用
トランジスタＱ１およびバッファ用トランジスタＱ２の
駆動用電源ＶＢが印加される駆動用電源端子、Ｃ１２は
高周波バイパスコンデンサである。
【０００８】上記のような回路構成を有する電圧制御形
発振器は各構成部品がアルミナ等の基板上に実装されて
構成される。そして、制御電圧Ｖｃの値に応じて共振回
路１１を構成している可変容量ダイオードＶＤの容量値
が変化することにより共振回路１１の共振周波数が変化
し、その共振周波数で発振段１２は発振動作をし、出力
端子Ｐからその発振信号が出力される。すなわち、上記
の電圧制御形発振器は、あらかじめ定められた所定の範
囲で発振周波数が可変とされる。
【０００９】ところが、共振回路１１を構成している共
振用インダクタＬ１、共振用コンデンサＣ２等の特性値
が不可避的にばらつくために電圧制御形発振器の発振周
波数可変範囲が変動することになる。すなわち図４に示
すように符号Ａの発振周波数可変範囲を必要とする場合
でも、符号Ｂのように低い側へずれたり、符号Ｃのよう
に高い側にずれたりすることになる。
【００１０】そのため、従来では、次のような種々の方
法で発振周波数可変範囲のずれを修正するようにしてい
た。
【００１１】カップリングコンデンサＣ１や共振用コ
ンデンサＣ２等にトリマーコンデンサを用い、そのキャ
パシタンス値を変化させる。
【００１２】共振用インダクタＬ１を基板上に印刷形
成したインダクタンス微調整用パターンを含むように構
成し、その微調整用パターンを部分的に除去してインダ
クタンス値を変化させる。
【００１３】共振用コンデンサＣ２を基板上に印刷形
成した一対の櫛歯状パターンで形成し、そのパターンを
部分的に除去してキャパシタンス値を変化させる。
【００１４】共振用インダクタＬ１に空心コイルを用
い、そのコイルを変形させてインダクタンス値を変化さ
せる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよ
うにトリマーコンデンサを用いた場合には、回転軸を回
転させてキャパシタンス値を調整する必要があることか
ら、その調整の自動化に支障が生じ、発振周波数可変範
囲の調整作業が煩雑になるという問題がある。
【００１６】また、上記、のようにインダクタンス
微調整用パターンや一対の櫛歯状パターンを用いた場合
には、その一部を除去する作業の自動化が容易なため、
インダクタンス値やキャパシタンス値の調整の自動化が
容易になり、発振周波数可変範囲の調整作業が容易にな
るという利点があるが、各パターン単独で発振周波数可
変範囲のずれを修正しようとすると、３００ＭＨｚ以下
というような比較的低い発振周波数を有する電圧制御形
発振器においては、それらのパターンの面積を大きくし
ておかないと広い調整範囲が得られないことから、電圧
制御形発振器が大型化するという問題がある。
【００１７】また、上記のように空心コイルを用いた
場合には、その変形作業の自動化が困難であることか
ら、インダクタンス値の調整の自動化に支障が生じ、発
振周波数可変範囲の調整作業が煩雑になるという問題が
ある。
【００１８】したがって、本発明においては、電圧制御
形発振器の発振周波数可変範囲の調整作業が容易で電圧
制御形発振器も大型化することのない電圧制御形発振器
の発振周波数可変範囲調整方法を提供することを目的と
している。
【００１９】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の請求項１に係る電圧制御形発振器の
発振周波数可変範囲調整方法においては、共振回路の共
振用インダクタをチップインダクタと前記基板上に形成
されたインダクタンス微調整用パターンとで構 成すると
ともに、共振用コンデンサをそれぞれ前記基板上に形成
された接続用パターンを介して互いに並列接続した複数
のチップ積層コンデンサで構成し、かつその複数のチッ
プ積層コンデンサをすべて並列接続したときの共振用コ
ンデンサのキャパシタンス値においては発振周波数可変
範囲があらかじめ定められた所定の範囲よりも低い側に
設定されるようにしておき、最初に前記接続用パターン
を順に切断することによりチップ積層コンデンサを共振
回路から分離して共振用コンデンサのキャパシタンス値
を小さくし、それにより発振周波数可変範囲を前記所定
の範囲よりも一旦高い側に移動させ、その後に前記イン
ダクタンス微調整用パターンを部分的に除去して共振用
インダクタのインダクタンス値を大きくし、それにより
発振周波数可変範囲を前記キャパシタンス値の調整によ
る移動幅より細かな移動幅で低い側に移動させて前記所
定の範囲に調整することを特徴としている。
【００２０】本発明の請求項２に係る電圧制御形発振器
の発振周波数可変範囲調整方法においては、本発明の請
求項１に係る電圧制御形発振器の発振周波数可変範囲調
整方法において、接続用パターンは互いに並列的に配置
されており、その一方側端に配置されている接続用パタ
ーンから他方側端に配置されている接続用パターンに向
かって順に切断するようにしたことを特徴としている。
【００２１】
【作用】請求項１においては、最初に基板上に形成され
た接続用パターンを切断することにより共振用コンデン
サのキャパシタンス値を調整し、次に基板上に形成され
たインダクタンス微調整用パターンを部分的に除去して
共振用インダクタのインダクタンス値を調整するように
２段階で調整を行ってしているので、共振用インダクタ
のインダクタンス値の調整については微調整するだけ、
発振周波数可変範囲を所定の範囲に調整することができ
る。よって、共振用インダクタのインダクタンス値の調
整を行うためのインダクタンス微調整用パターンを小さ
く構成することができ、延いては電圧制御形発振器を小
型化することが可能になる。更に、接続用パターンの切
断作業およびインダクタンス微調整用パターンの除去作
業の 自動化が容易であり、その結果、発振周波数可変範
囲の調整作業が容易となる。
【００２２】請求項２において、基板上に形成された接
続用パターンを互いに並列的に配置しているので、接続
用パターンを順に切断するときの切断作業がより容易と
なり、発振周波数可変範囲の調整作業がより容易とな
る。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳
細に説明する。
【００２４】図１は、本発明の電圧制御形発振器の発振
周波数可変範囲調整方法を説明するための電圧制御形発
振器の回路図である。本発明は共振回路部分に特徴があ
るため、共振回路部分については実際の回路を示し、他
の回路部分についてはブロック図で示している。
【００２５】この図において、電圧制御形発振器は従来
例と同様にコントロール端子Ｃと出力端子Ｐとの間に、
コントロール端子Ｃに印加される制御電圧Ｖｃによって
共振周波数が変化する共振回路１と、この共振回路１の
共振周波数で発振周波数が決定される発振段２と、この
発振段２から出力される信号を増幅するとともに、負荷
変動によって発振段２での発振周波数が変動するのを防
止するためのバッファ段３と、出力端子Ｐに接続される
次段回路と整合をとるとともに、高調波を抑制するため
の出力整合段４とを備えている。ＣＣ１はカップリング
コンデンサである。
【００２６】共振回路１は、カップリングコンデンサＣ
１、可変容量ダイオードＶＤ、共振用インダクタＬ１お
よび共振用コンデンサＣ２で構成されており、コントロ
ール端子Ｃに印加された制御電圧ＶｃがＣ／Ｎ特性補償
用インダクタＬ２を介して可変容量ダイオードＶＤに与
えられるようになっている。共振用インダクタＬ１は主
インダクタＬ１ａと、それに直列接続された微調整用イ
ンダクタＬ１ｂとで構成されており、共振用コンデンサ
Ｃ２は複数のコンデンサＣａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄ，Ｃｅ
が並列接続されて構成されている。なお、Ｃ３は高周波
バイパスコンデンサである。
【００２７】発振段２、バッファ段３および出力整合段
４は、図３に示す従来例と同様に構成されている。しか
しながら、これらの各段の回路構成は同一の機能を有し
ておれば他の回路からなるものであってもよいし、バッ
ファ段３および出力整合段４については必ずしも必要と
しない場合もある。上記のような回路構成を有する電圧
制御形発振器は、各構成部品が基板上に実装されて構成
されている。
【００２８】図２は図１の共振回路１周辺部分の基板上
における部品実装配置図である。
【００２９】この図において、共振回路１を構成してい
るカップリングコンデンサＣ１は第１の配線パターンＷ
Ｐ１と第２の配線パターンＷＰ２とに接続され、可変容
量ダイオードＶＤは第１の配線パターンＷＰ１とグラン
ドパターンＧＰとに接続されている。共振用インダクタ
Ｌ１を構成する主インダクタＬ１ａはチップインダクタ
Ｌ１ａ′を用いて第２の配線パターンＷＰ２とグランド
パターンＧＰとに接続され、共振用コンデンサＣ２を構
成している互いに並列接続された複数のコンデンサＣ
ａ，Ｃｂ，Ｃｃ，Ｃｄ，Ｃｅはチップ積層コンデンサＣ
ａ′，Ｃｂ′，Ｃｃ′，Ｃｄ′，Ｃｅ′を用いて接続用
パターンＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３，ＣＰ４，ＣＰ５を介
して第２の配線パターンＷＰ２とグランドパターンＧＰ
とに接続されている。これらの接続用パターンＣＰ１〜
ＣＰ５は互いに並列的に配置されて第２の配線パターン
ＷＰ２側に設けられているが、グランドパターンＧＰ側
に設けるようにしてもよいし、第２の配線パターンＷＰ
２側とグランドパターンＧＰ側の両方に設けるようにし
てもよい。
【００３０】共振用インダクタＬ１を構成する微調整用
インダクタＬ１ｂはインダクタンス微調整用パターンＬ
ＰとしてチップインダクタＬ１ａ′とチップ積層コンデ
ンサＣａ′〜Ｃｅ′との間の第２の配線パターンＷＰ２
に形成されている。Ｃ／Ｎ特性補償用インダクタＬ２は
第１の配線パターンＷＰ１と第３の配線パターンＷＰ３
とに接続され、高周波バイパスコンデンサＣ３は第３の
配線パターンＷＰ３と第４の配線パターンＷＰ４とに接
続されている。
【００３１】共振回路１と発振段２との間に設けられた
カップリングコンデンサＣＣ１は、第２の配線パターン
ＷＰ２と第５の配線パターンＷＰ５とに接続されてい
る。第３の配線パターンＷＰ３は図１に示すコントロー
ル電圧端子Ｃに接続されるようになっており、第４の配
線パターンＷＰ４は基板に形成されたスルーホールＴＨ
を介して基板裏面側の略全域に形成されているグランド
パターンに接続されるようになっている。第５の配線パ
ターンＷＰ５は図１に示す発振段２に接続されるように
なっている。なお、カップリングコンデンサＣ１，ＣＣ
１および高周波バイパスコンデンサＣ３はいずれもチッ
プ積層コンデンサが用いられ、Ｃ／Ｎ特性補償用インダ
クタＬ２はチップインダクタが用いられ、可変容量ダイ
オードＶＤは表面実装型のものが用いられる。
【００３２】このように各構成部品が実装された共振回
路１において、電圧制御形発振器の発振周波数可変範囲
を調整するには、まず最初に接続用パターンＣＰ５をレ
ーザ光線を照射する等して切断し、チップ積層コンデン
サＣｅ′を共振回路１から分離する。これにより共振用
コンデンサＣ２のキャパシタンス値が小さくなるため、
共振回路１の共振周波数は高い側に移動し、可変容量ダ
イオードＶＤにより調整できる発振周波数可変範囲が周
波数の高い側に移動することになる。したがって、チッ
プ積層コンデンサＣａ′〜Ｃｅ′のすべてが接続されて
いる状態のときには、共振回路１の共振周波数が所定値
よりも低くなるようにして可変容量ダイオードＶＤによ
り調整できる発振周波数可変範囲があらかじめ定められ
た所定の範囲よりも低い側に設定されるようにしておく
必要がある。
【００３３】上記のように接続用パターンＣＰ５を切断
したとき、可変容量ダイオードＶＤにより調整できる発
振周波数可変範囲があらかじめ定められた所定の範囲よ
りも高い側に移動しておれば接続用パターンＣＰ１〜Ｃ
Ｐ５の切断作業は終了する。接続用パターンＣＰ５を切
断しただけでは発振周波数可変範囲があらかじめ定めら
れた所定の範囲よりも高い側に移動していない場合は、
残る接続用パターンＣＰ４〜ＣＰ１を順に切断して発振
周波数可変範囲があらかじめ定められた所定の範囲より
も高い側に移動するようにする。
【００３４】次にインダクタンス微調整用パターンＬＰ
にレーザ光線を照射する等して図示のような切溝ＫＭを
形成してパターンを部分的に除去することによりインダ
クタンス微調整用パターンＬＰ部分のインダクタンス値
が大きくなるようにする。これにより共振用インダクタ
Ｌ１のインダクタンス値が大きくなるため、共振回路１
の共振周波数は低い側に移動し、可変容量ダイオードＶ
Ｄによりカバーされている発振周波数可変範囲が周波数
の低い側に移動することになる。このインダクタンス微
調整用パターンＬＰ部分のインダクタンス値は切溝ＫＭ
の幅や長さを変えることにより連続的に調整できるた
め、共振用コンデンサＣ２のキャパシタンス値を調整し
てあらかじめ定められた所定の範囲よりも一旦高い側に
移動させた発振周波数可変範囲が所定の範囲にくるよう
に微調整することができる。
【００３５】本発明の電圧制御形発振器の発振周波数可
変範囲調整方法によれば、基板上に形成された接続用パ
ターンＣＰ１〜ＣＰ５を切断することにより共振用コン
デンサＣ２のキャパシタンス値を調整するとともに、基
板上に形成されたインダクタンス微調整用パターンＬＰ
を部分的に除去して共振用インダクタＬ１のインダクタ
ンス値を調整するようにしているので、その切断作業お
よび除去作業はレーザ光線を照射する等の手段でできる
ことから自動化が容易となり、その結果、発振周波数可
変範囲の調整作業が容易となる。しかも、共振用インダ
クタＬ１のインダクタンス値は微調整が可能であるの
で、発振周波数可変範囲の微調整ができる。また、共振
用コンデンサをチップ積層コンデンサで構成するととも
に、共振用インダクタをチップインダクタとインダクタ
ンス微調整用パターンとで構成しているので、電圧制御
形発振器が大形化することもない。
【００３６】なお、インダクタンス微調整用パターンＬ
Ｐ部分のインダクタンス値は上記実施例の図２に示す位
置とは異なる位置に切溝を形成することによっても調整
することができる。
【００３７】また、チップ積層コンデンサＣａ′〜Ｃ
ｅ′に接続されている接続用パターンＣＰ１〜ＣＰ５は
図２に示す実施例のように互いに並列的に配置されてい
ると、その一方側端に配置されている接続用パターン、
すなわち接続用パターンＣＰ５から他方側端に配置され
ている接続用パターン、すなわち接続用パターンＣＰ１
に向かって順に切断することができるので切断作業がよ
り容易となるが、接続用パターンＣＰ１〜Ｃｐ５は必ず
しも上記実施例のように並列的に配置されている必要は
ない。
【００３８】さらには、チップ積層コンデンサＣａ′〜
Ｃｅ′の少なくともいくつかのキャパシタンス値を異な
らせておき、キャパシタンス値の大きなチップ積層コン
デンサの接続用パターンを先に切断し、キャパシタンス
値の小さなチップ積層コンデンサの接続用パターンを後
で切断するようにすると、微調整が可能となり、その調
整がより容易となる。この場合、キャパシタンス値の大
きなチップ積層コンデンサの接続用パターンを一方側端
側に配置し、キャパシタンス値の小さなチップ積層コン
デンサの接続用パターンを他方側端側に配置しておく
と、一方側端に配置されている接続用パターンから他方
側端に配置されている接続用パターンに向かって順に切
断するだけでキャパシタンス値の大きさの順に切断でき
る。
【００３９】
【発明の効果】以上のように本発明の請求項１および２
の電圧制御形発振器の発振周波数可変範囲調整方法によ
れば、共振回路の共振用インダクタをチップインダクタ
と前記基板上に形成されたインダクタンス微調整用パタ
ーンとで構成するとともに、共振用コンデンサをそれぞ
れ前記基板上に形成された接続用パターンを介して互い
に並列接続した複数のチップ積層コンデンサで構成し、
最初に前記接続用パターンを切断することにより共振用
コンデンサのキャパシタンス値を調整し、次に前記イン
ダクタンス微調整用パターンを部分的に除去して共振用
インダクタのインダクタンス値を調整するように２段階
で調整を行っているので、共振用インダク タのインダク
タンス値の調整については微調整するだけ、発振周波数
可変範囲を所定の範囲に調整することができる。よっ
て、共振用インダクタのインダクタンス値の調整を行う
ためのインダクタンス微調整用パターンを小さく構成す
ることができ、延いては電圧制御形発振器を小型化する
ことが可能になる。更に、接続用パターンの切断作業お
よびインダクタンス微調整用パターンの除去作業の自動
化が容易であり、その結果、発振周波数可変範囲の調整
作業が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る電圧制御形発振器の回
路図である。
【図２】図１の共振回路周辺部分の基板上における部品
実装配置図である。
【図３】従来の電圧制御形発振器の回路図である。
【図４】電圧制御形発振器の発振周波数可変範囲の変動
を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 共振回路 ２ 発振段 ３ バッファ段 ４ 出力整合段 Ｌ１ 共振用インダクタ Ｌ１ａ′ チップインダクタ ＬＰ インダクタンス微調整用パターン Ｃ２ 共振用コンデンサ Ｃａ′〜Ｃｅ′ チップ積層コンデンサ ＣＰ１〜ＣＰ５ 接続用パターン ＶＤ 可変容量ダイオード Ｃ１ カップリングコンデンサ Ｌ２ Ｃ／Ｎ特性補償用インダクタ ＷＰ１〜ＷＰ５ 配線パターン ＧＰ グランドパターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−134904（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−335835（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−38062（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−29124（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−335834（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−329705（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−243846（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−128415（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−127239（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03B 5/00 - 5/28 H01P 7/08 ＷＰＩ／Ｌ（ＱＵＥＳＴＥＬ)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板上に実装された共振用インダクタと
    共振用コンデンサと可変容量ダイオードとを含む共振回
    路を備え、その可変容量ダイオードに発振周波数を制御
    するための制御電圧が与えられる電圧制御形発振器の発
    振周波数可変範囲調整方法であって、前記共振回路の共振用インダクタをチップインダクタと
    前記基板上に形成されたインダクタンス微調整用パター
    ンとで構成するとともに、共振用コンデンサをそれぞれ
    前記基板上に形成された接続用パターンを介して互いに
    並列接続した複数のチップ積層コンデンサで構成し、か
    つその複数のチップ積層コンデンサをすべて並列接続し
    たときの共振用コンデンサのキャパシタンス値において
    は発振周波数可変範囲があらかじめ定められた所定の範
    囲よりも低い側に設定されるようにしておき、最初に前
    記接続用パターンを順に切断することによりチップ積層
    コンデンサを共振回路から分離して共振用コンデンサの
    キャパシタンス値を小さくし、それにより発振周波数可
    変範囲を前記所定の範囲よりも一旦高い側に移動させ、
    その後に前記インダクタンス微調整用パターンを部分的
    に除去して共振用インダクタのインダクタンス値を大き
    くし、それにより発振周波数可変範囲を前記キャパシタ
    ンス値の調整による移動幅より細かな移動幅で低い側に
    移動させて前記所定の範囲に調整すること を特徴とする
    電圧制御形発振器の発振周波数可変範囲調整方法。
  2. 【請求項２】 前記接続用パターンは互いに並列的に配
    置されており、その一方側端に配置されている接続用パ
    ターンから他方側端に配置されている接続用パターンに
    向かって順に切断することを特徴とする請求項１に記載
    の電圧制御形発振器の発振周波数可変範囲調整方法。
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