JP3977626B2 - 発振回路 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、特にＶＨＦ帯のハイバンドまたはローバンドのチャンネルを受信するテレビジョンチューナの局部発振器として好適な発振回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
先ず、従来のテレビジョンチューナに使用される発振回路を図６に示す。集積回路３１内には第一及び第二の発振トランジスタ３２、３３と、定電流源３４とが構成される。そして、第一及び第二の発振トランジスタ３２、３３のエミッタ同士は定電流源３４に接続される。また、各コレクタにはそれぞれ給電用の抵抗３５、３６を介して電圧が印加される。此によって第一及び第二の発振トランジスタ３２、３３同士は差動的に動作する。
【０００３】
さらに、集積回路３１内には１乃至２ｐＦ（ピコファラッド）程度の第一乃至第四の結合コンデンサ３７〜４０が形成される。集積回路３１には二つの端子４１、４２が設けられる。
そして、第一の端子４１には第一の結合コンデンサ３７を介して第一の発振トランジスタ３２のベースが結合され、さらに、第二の結合コンデンサ３８を介して第二の発振トランジスタ３３のコレクタが結合される。また、第二の端子４２には第三の結合コンデンサ３９を介して第一の発振トランジスタ３２のコレクタが結合され、さらに、第四のコンデンサ４０を解して第二の発振トランジスタ３３のベースが結合される。
【０００４】
集積回路３１の外部には共振回路４３が設けられる。共振回路４３は直列接続された二つのインダクタンス素子４３ａ、４３ｂと、これらに跨って高周波的に並列に接続されたバラクタダイオード４３ｃと、一方のインダクタンス素子４３ｂに高周波的に並列に接続されたスイッチダイオード４３ｄとを有する。そして、共振回路４３の一端であるバラクタダイオード４３ｃのアノードが接地されると共に第一の端子４１に接続される。他端は第二の端子４２に接続される。この結果、共振回路４３は二つの発振トランジスタ３２、３３のベース間に結合される。バラクタダイオードのカソードには２．５ボルト以上、２５ボルト以下の同調電圧が印加され、同調電圧の変化によって発振周波数が変わる。また、スイッチダイオード４３ｄのアノードは抵抗によって接地され、カソードにはスイッチダイオード４３ｄをオン又はオフにするためのロー又はハイの切り替え電圧が印加される。
【０００５】
以上の構成において、ＶＨＦ帯のハイバンドのチャンネルを受信するときにはスイッチダイオード４３ｄがオンとなる。すると、インダクタンス素子４３ｂの両端がショートされるので、発振周波数バンドは高くなる。そして、例えばハイバンドのチャンネルの中心周波数の範囲が１３５ＭＨｚ〜３６３ＭＨｚであれば１７９ＭＨｚ〜４０７ＭＨｚの周波数範囲で発振し、最低の発振周波数１７９Ｍｈｚが最低の同調電圧２．５ボルトに相当するように設定される。
【０００６】
一方、ＶＨＦ帯のローバンドのチャンネルを受信するときにはスイッチダイオード４３ｄがオフとなる。すると、インダクタンス素子４３ｂの両端はショートされないので、発振周波数バンドは低くなる。そして、例えばローバンドのチャンネルの中心周波数の範囲が５７ＭＨｚ〜１２９ＭＨｚであれば１０１ＭＨｚ〜１７３ＭＨｚの周波数範囲で発振し、最低の発振周波数１０１Ｍｈｚが最低の同調電圧２．５ボルトに相当するように設定される。
【０００７】
なお、各バンドのチャンネルのテレビジョン信号は図示しないバンド切替型の同調回路でハイバンドのチャンネル又はローバンドのチャンネルのテレビジョン信号が選択される。そして共振回路４３のバラクタダイオード４３ｃに印加される同調電圧が同調回路に設けられたバラクタダイオードのカソードに印加され、アノードは接地されている。
【０００８】
同調電圧は発振周波数に応じて変化させるが、必要な同調電圧の最大値は各バンドにおける最高発振周波数と最低発振周波数との比によって決まる。上記の例で言えば、ハイバンドのチャンネルを受信するときの発信周波数比（２．２７＝４０７／１７９）がローバンドのチャンネルを受信するときの周波数比（１．７１＝１７３／１０１）よりも大きいので、同調電圧の最大値はハイバンドのチャンネルを受信する時が大きく、ローバンドのチャンネルを受信するときが低くなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の同調電圧は受信すべきチャンネルを選択する同調回路にも印加され、その同調周波数と発振周波数との差は常に一定であることが望ましい（トラッキングがとれていること）が、同調周波数よりも発振周波数が高いので、発振周波数が高くなるに従って、同調回路は本来必要とする同調周波数よりも低い方にずれて同調する。これがいわゆるトラッキングのズレである。この傾向は発振周波数に対する同調周波数の比が大きくなるローバンドの受信時に顕著となる。つまり、ハイバンドのチャンネルを受信する時のトラッキングズレは少ないが、ローバンドのチャンネルを受信する時のトラッキングズレが大きくなる。
【００１０】
そこで、本発明では、ローバンドのチャンネルを受信するときのトラッキングズレを少なくして、ハイバンドのチャンネルを受信するときのトラッキングズレに出来るだけ近づけることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として、本発明では、互いに差動的に発振動作をする二つの発振トランジスタと、前記発振トランジスタに結合された共振回路であって、オン又はオフに切り替えられて当該共振回路を高低二つの帯域で発振させるスイッチ手段と発振周波数を変えるための同調電圧がカソードに印加されるバラクタダイオードとを有しているとともに前記二つの発振トランジスタに結合された共振回路とを備え、前記スイッチ手段の切替によって共振回路を高低二つの帯域で発振させ、前記バラクタダイオードのアノードには高低二通りのバイアス電圧を切り換えて印加するように構成し、前記共振回路が高域で発振するときには前記バイアス電圧を高くし、前記共振回路が低域で発振するときには前記バイアス電圧を低くした。
【００１２】
また、一方の発振トランジスタのコレクタと他方の発振トランジスタのベースとがそれぞれ結合された二つの前記発振トランジスタを内包する集積回路を有し、前記共振回路を前記集積回路の外部に設けると共に、前記二つの発振トランジスタのベース間に結合し、前記共振回路は互いに直列に接続された二つのインダクタンス素子を有し、前記バラクタダイオードを前記二つのインダクタンス素子に跨って高周波的に並列に接続すると共に、前記スイッチ手段を一方の前記インダクタンス素子に高周波的に並列に接続し、前記集積回路内にはアノードが接地され、カソードが前記バラクタダイオードのアノードに接続されたダイオードを設けた
【００１３】
また、前記集積回路内には前記ダイオードのカソードに一端が接続された給電抵抗と、エミッタが接地されたトランジスタと、前記ダイオードと前記給電抵抗との接続点と前記トランジスタのコレクタとの間に接続された分圧抵抗とを設け、前記給電抵抗の他端に所定の電圧を印加し、スイッチ手段にオン又はオフに切り替える電圧を印加し、前記トランジスタがオンの際に前記スイッチ手段をオフとし、前記トランジスタがオフの際に前記スイッチ手段をオンとするように切り替えた。
【００１４】
また、前記スイッチ手段を前記集積回路内に設けると共に半導体スイッチ素子で構成した。
【００１５】
また、他方の前記インダクタンス素子を前記半導体スイッチ素子に並列に接続するための直流カットコンデンサを前記集積回路内で前記半導体スイッチ素子の両端にそれぞれ接続し、前記直流カットコンデンサを前記集積回路内に構成した。
【００１６】
また、前記半導体スイッチ素子を複数並列に接続した。
【００１７】
また、前記半導体スイッチ素子をダイオード、又はコレクタとベースとが接続されたトランジスタで構成した。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１乃至図４に従って本発明の発振回路を説明する。集積回路１内には第一及び第二の発振トランジスタ２、３と、定電流源４とが構成される。そして、第一及び第二の発振トランジスタ２、３のエミッタ同士は定電流源４に接続される。また、各コレクタにはそれぞれ給電用の抵抗５、６を介して電圧が印加される。此によって第一及び第二の発振トランジスタ２、３同士は互いに差動的に動作する。
【００１９】
さらに、集積回路１内には１乃至２ｐＦ（ピコファラッド）程度の第一乃至第四の結合コンデンサ７〜１０が形成される。集積回路１には３つの端子１１、１２、１３が設けられる。
そして、第一の端子１１には第一の結合コンデンサ７を介して第一の発振トランジスタ２のベースが結合され、さらに、第二の結合コンデンサ８を介して第二の発振トランジスタ３のコレクタが結合される。また、第三端子１３には第三の結合コンデンサ９を介して第一の発振トランジスタ２のコレクタが結合され、さらに、第四の結合コンデンサ１０を解して第二の発振トランジスタ３のベースが結合される。
【００２０】
また、集積回路１内にはアノードが接地されてカソードが第一の端子１１に接続された第一のダイオード１４と、同様にアノードが接地されてカソードが第三の端子１３に接続された第二のダイオード１５が設けられる。また、第一のダイオードのカソードに一端が接続された抵抗１６と、エミッタが接地されたトランジスタ１７と、第一のダイオード１４のカソードと抵抗１６との接続点とトランジスタ１７のコレクタとの間に接続された分圧抵抗１８とが設けられる。そして、抵抗１６の他端に所定の電圧、例えば１ボルトが印加される。又、この電圧は抵抗１９を解して第二のダイオード１５のカソードにも印加される。トランジスタ１７はベースに入力される電圧によってオン又はオフに切り換えられる。トランジスタ１７がオフであれば１ボルトがそのまま第一のダイオード１４のカソードに印加されるが、オンになると抵抗１６と分圧抵抗１８によって分圧された電圧（例えば０．５ボルト）が第一のダイオード１４のカソードに印加される。
【００２１】
集積回路１の外部には共振回路２０が設けられる。共振回路２０は直列接続された二つのインダクタンス素子２０ａ、２０ｂと、これらに跨って高周波的に並列に接続されたバラクタダイオード２０ｃとからなり、その一端であるバラクタダイオード２０ｃのアノードが第一の端子１１に接続される。一方のインダクタンス素子２０ｂにはスイッチダイオード等からなるスイッチ手段２１と小容量のコンデンサ２２との並列回路が直流カットコンデンサ２３、２４よにって並列に接続される。小容量のコンデンサ２２はトラッキングを補正している。そして、共振回路２０の他端が第三の端子１３に接続される。この結果、共振回路２０は二つの発振トランジスタ２、３のベース間に結合される。また、スイッチ手段２１はこれをオン又はオフに切り換えるための電圧が抵抗２５を介して印加される。
【００２２】
そして、バラクタダイオード２０ｃのカソードには２．５ボルト以上、２５ボルト以下の同調電圧が印加され、同調電圧の変化によって発振周波数が変わる。
【００２３】
以上の構成において、ＶＨＦ帯のハイバンドのチャンネルを受信するときにはスイッチ手段２１がオン、トランジスタ１７がオフとなる。すると、インダクタンス素子２０ｂの両端がショートされる。従って、共振回路２０とその周辺の回路とは図２に示すようになり、第一及び第二のダイオード１４、１５は直列となって共振回路２０に並列に接続され、これらダイオード１４、１５のカソードとバラクタダイオード２０ｃのアノードには１ボルトのバイアス電圧が印加される。この場合、第一及び第二のダイオード１４、１５はカソードの１ボルトのバイアス電圧に対応する小さな容量値を有するので発振周波数帯域を広げる効果がある。そして、発振周波数バンドは高くなり、例えば、ハイバンドのチャンネルの中心周波数の範囲が１３５ＭＨｚ〜３６３ＭＨｚであれば１７９ＭＨｚ〜４０７ＭＨｚで発振し、最低の同調電圧２．５ボルトでは最低の発振周波数１７９Ｍｈｚとなるように設定される。
【００２４】
一方、ＶＨＦ帯のローバンドのチャンネルを受信するときにはスイッチ手段２１がオフ、トランジスタ１７がオンとなる。すると、インダクタンス素子２０ｂの両端はショートされず、第一のダイオード１４のカソードには０．５ボルトが印加されるので、共振回路２０とその周辺の回路とは図３に示すようになり、発振周波数バンドは低くなる。この場合、第一のダイオード１４の容量は大きくなる。そして、例えばローバンドのチャンネルの中心周波数の範囲が５７ＭＨｚ〜１２９ＭＨｚであれば１０１ＭＨｚ〜１７３ＭＨｚで発振し、最低の同調電圧２．５ボルトでは最低の発振周波数１０１Ｍｈｚとなるように設定される。 また、バラクタダイオード２０ｃのアノードには０．５ボルトのバイアス電圧が印加されるので、ハイバンドのチャンネルを受信するときよりもバラクタダイオード２０ｃの容量値は小さい方に移動し、同調電圧の同じ範囲での周波数変化範囲が狭くなり、トラッキングズレが少なくなる。また、ダイオード１４の容量値が大きくなるので発振周波数の高い方を制限出来る。
【００２５】
なお、各バンドのチャンネルのテレビジョン信号は図示しないバンド切替型の同調回路でハイバンドのチャンネル又はローバンドのチャンネルのテレビジョン信号が選択され、共振回路２０のバラクタダイオード２０ｃに印加される同調電圧が同調回路に設けられたバラクタダイオードのカソードに印加され、アノードは接地されている。
【００２６】
図４はスイッチ手段２１を半導体スイッチ素子であるスイッチダイオードで構成し、且つスイッチダイオードを複数個並列に接続すると共に集積回路１内の構成したものである。その他の構成は図１と同じである。半導体スイッチ素子はオフ時に容量成分を有するので、複数個用いることで補正用のコンデンサ２２を省くことが可能である。また、スイッチダイオードの代わりに図５のように、スイッチトランジスタで構成しても良い。この場合コレクタとベースとを接続する。また、図５はスイッチ手段２１をインダクタンス素子に接続するための直流カットコンデンサ２３、２４を集積回路１内に構成したものである。半導体スイッチ素子や直流カットコンデンサを集積回路１内に構成することで集積回路１外の配線が簡素化出来る。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、互いに差動的に発振動作をする二つの発振トランジスタと、発振トランジスタに結合された共振回路であって、オン又はオフに切り替えられて当該共振回路を高低二つの帯域で発振させるスイッチ手段と発振周波数を変えるための同調電圧がカソードに印加されるバラクタダイオードとを有しているとともに二つの発振トランジスタに結合された共振回路とを備え、前記スイッチ手段の切替によって共振回路を高低二つの帯域で発振させ、バラクタダイオードのアノードには高低二通りのバイアス電圧を切り換えて印加するように構成し、共振回路が高域で発振するときにはバイアス電圧を高くし、共振回路が低域で発振するときにはバイアス電圧を低くしたので、ローバンドのチャンネルを受信するときは、ハイバンドのチャンネルを受信するときよりもバラクタダイオードの容量値は小さい方に移動するので、同調電圧の同じ範囲での周波数変化範囲が狭くなり、トラッキングズレが少なくなる。
【００２８】
また、一方の発振トランジスタのコレクタと他方の発振トランジスタのベースとがそれぞれ結合された二つの発振トランジスタを内包する集積回路を有し、共振回路を集積回路の外部に設けると共に、二つの発振トランジスタのベース間に結合し、共振回路は互いに直列に接続された二つのインダクタンス素子を有し、バラクタダイオードを二つのインダクタンス素子に跨って高周波的に並列に接続すると共に、スイッチ手段を一方の前記インダクタンス素子に高周波的に並列に接続し、集積回路内にはアノードが接地され、カソードがバラクタダイオードのアノードに接続されたダイオードを設けたので、高域で発振する場合は発振周波数の範囲を広げ、低域で発振する場合は発振周波数の高い方を制限出来る。
【００２９】
また、集積回路内にはダイオードのカソードに一端が接続された給電抵抗と、エミッタが接地されたトランジスタと、ダイオードと給電抵抗との接続点とトランジスタのコレクタとの間に接続された分圧抵抗とを設け、給電抵抗の他端に所定の電圧を印加し、スイッチ手段にオン又はオフに切り替える電圧を印加し、前記トランジスタがオンの際に前記スイッチ手段をオフとし、前記トランジスタがオフの際に前記スイッチ手段をオンとするように切り替えたので、ダイオードのカソードとバラクタダイオードのカソードのバイアス電圧を発振周波数バンドの切り換えに応じて変えられる。
【００３０】
また、スイッチ手段を集積回路内に設けると共に半導体スイッチ素子で構成したので、集積回路内の他の半導体部品と一緒に構成出来る。また、半導体スイッチ素子がオフの時に有する容量成分がトラッキングの補正に寄与する。更に、集積回路外の配線が簡素になる。
【００３１】
また、インダクタンス素子を半導体スイッチ素子に並列に接続するための直流カットコンデンサを集積回路内で半導体スイッチ素子の両端にそれぞれ接続し、直流カットコンデンサを集積回路内に構成したので、集積回路外の配線が簡素になる。
【００３２】
また、半導体スイッチ素子を複数並列に接続したので、オフ時の容量成分を適宜に設定できる。
【００３３】
また、半導体スイッチ素子をダイオード、又はコレクタとベースとが接続されたトランジスタで構成したので、簡単にオン又はオフさせることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発振回路の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の発振回路におけるハイバンド時の等価回路図である。
【図３】本発明の発振回路におけるローバンド時の等価回路図である。
【図４】本発明の発振回路の他の構成を示す回路図である。
【図５】本発明の発振回路の更に他の構成を示す回路図である。
【図６】従来の発振回路の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１ 集積回路
２、３ 発振トランジスタ
４ 定電流源
５、６ 給電抵抗
７ 第一の結合コンデンサ
８ 第二の結合コンデンサ
９ 第三の結合コンデンサ
１０ 第四の結合コンデンサ
１１ 第一の端子
１２ 第二の端子
１３ 第三の端子
１４ 第一のダイオード
１５ 第二のダイオード
１６、１９ 抵抗
１７ トランジスタ
１８ 分圧抵抗
２０ 共振回路
２０ａ、２０ｂ インダクタンス素子
２０ｃ バラクタダイオード
２１ スイッチ手段
２２ コンデンサ
２３、２４ 直流カットコンデンサ
２５ 抵抗

Claims (7)

1. 互いに差動的に発振動作をする二つの発振トランジスタと、前記発振トランジスタに結合された共振回路であって、オン又はオフに切り替えられて当該共振回路を高低二つの帯域で発振させるスイッチ手段と発振周波数を変えるための同調電圧がカソードに印加されるバラクタダイオードとを有しているとともに前記二つの発振トランジスタに結合された共振回路とを備え、前記スイッチ手段の切替によって共振回路を高低二つの帯域で発振させ、前記バラクタダイオードのアノードには高低二通りのバイアス電圧を切り換えて印加するように構成し、前記共振回路が高域で発振するときには前記バイアス電圧を高くし、前記共振回路が低域で発振するときには前記バイアス電圧を低くしたことを特徴とする発振回路。
2. 一方の発振トランジスタのコレクタと他方の発振トランジスタのベースとがそれぞれ結合された二つの前記発振トランジスタを内包する集積回路を有し、前記共振回路を前記集積回路の外部に設けると共に、前記二つの発振トランジスタのベース間に結合し、前記共振回路は互いに直列に接続された二つのインダクタンス素子を有し、前記バラクタダイオードを前記二つのインダクタンス素子に跨って高周波的に並列に接続すると共に、前記スイッチ手段を一方の前記インダクタンス素子に高周波的に並列に接続し、前記集積回路内にはアノードが接地され、カソードが前記バラクタダイオードのアノードに接続されたダイオードを設けたことを特徴とする請求項１に記載の発振回路。
3. 前記集積回路内には前記ダイオードのカソードに一端が接続された給電抵抗と、エミッタが接地されたトランジスタと、前記ダイオードと前記給電抵抗との接続点と前記トランジスタのコレクタとの間に接続された分圧抵抗とを設け、前記給電抵抗の他端に所定の電圧を印加し、スイッチ手段にオン又はオフに切り替える電圧を印加し、前記トランジスタがオンの際に前記スイッチ手段をオフとし、前記トランジスタがオフの際に前記スイッチ手段をオンとするように切り替えたことを特徴とする請求項２に記載の発振回路。
4. 前記スイッチ手段を前記集積回路内に設けると共に半導体スイッチ素子で構成したことを特徴とする請求項２又は３に記載の発振回路。
5. 他方の前記インダクタンス素子を前記半導体スイッチ素子に並列に接続するための直流カットコンデンサを前記集積回路内で前記半導体スイッチ素子の両端にそれぞれ接続し、前記直流カットコンデンサを前記集積回路内に構成したことを特徴とする請求項４に記載の発振回路。
6. 前記半導体スイッチ素子を複数並列に接続したことを特徴とする請求項４又は５に記載の発振回路。
7. 前記半導体スイッチ素子をダイオード、又はコレクタとベースとが接続されたトランジスタで構成したことを特徴とする請求項４又は５又は６に記載の発振回路。

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