JP4346948B2

JP4346948B2 - 周波数切替水晶発振器

Info

Publication number: JP4346948B2
Application number: JP2003122671A
Authority: JP
Inventors: 英雄橋本
Original assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2023-04-25
Also published as: JP2004328533A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周波数切替水晶発振器（以下、周波数切替発振器とする）を産業上の技術分野とし、特に回路設計を容易にして素子数の少ない周波数切替発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（発明の背景）周波数切替発振器は、必要に応じて発振周波数を選択できることから有用となる。例えば光通信用の発振源となる高周波数帯での適用が検討されている。
【０００３】
（従来技術の一例）第４図はこの種の一従来例を説明する周波数切替発振器の回路図である。
周波数切替発振器はインダクタ成分として動作する複数例えば２個の水晶振動子１（ａｂ）と、これと共振回路７を形成する分割コンデンサ２（ａｂ）と、共振回路７の共振周波数を帰還増幅する発振用増幅器（発振用トランジスタ）３とからなる。発振用トランジスタ３は例えば負荷抵抗４を経てエミッタ側を接地する。なお、発振周波数は共振回路の共振周波数に概ね依存するが、厳格には水晶振動子１（ａｂ）から見た回路側の直列等価容量によって決定される。
【０００４】
通常では、水晶振動子１（ａｂ）と分割コンデンサ２（ａｂ）の接続点に発振用トランジスタ３のベースを、分割コンデンサ２（ａｂ）の中点にエミッタを、電源Ｖccにコレクタを接続し、例えばエミッタから出力Ｖoを得る。発振用トランジスタ３のベースには分割バイアス抵抗５（ａｂ）によってバイアス電圧が供給される。そして、電子スイッチ６によって例えば100MHｚ帯用と600MHｚ帯用の水晶振動子１（ａｂ）を切り替え、発振周波数を選択する。電子スイッチ６は半導体からなるスイッチング素子からなり、例えば外部からの１、０信号によってＯＮ、ＯＦが選択される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
（従来技術の問題点）しかしながら、上記構成の周波数切替発振器では、水晶振動子を切り替えて２周波とする。このため、水晶振動子１と共振回路７を形成する分割コンデンサ２（ａｂ）は、いずれもの発振条件が成立する範囲内での容量値が求められるため、発振用増幅器を別個に必要とし、かつ共振回路７もそれぞれに設け素子数が多くなる問題があった。
【０００６】
（発明の目的）本発明は回路設計を容易にして素子数の少ない周波数切替発振器を提供することを目的とする。
【０００７】
【特許文献】
特開２００２−３５９５２１号公報（例えば第３図）
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（着目点）本発明は２入力及び２出力型のＥＣＬに着目し、逆相信号となる一方の入出力端子と他方の入出力端子間を利用すれば、発振用増幅器を１素子として共振回路を個別に構成できる点に着目した。
【０００９】
（解決手段）インダクタ成分としての水晶振動子の両端子間にアース接地された２個の分割コンデンサが接続してなる共振回路と、互いの入力間及び出力間並びに各入出力間にて逆相信号となる２入力及び２出力型のＥＣＬとした発振用増幅器とを有する水晶発振器において、前記共振回路は第１共振回路と第２共振回路とからなり、前記第１共振回路の両端子間に帰還抵抗を接続し、前記ＥＣＬの一方の入力と前記第１共振回路の一方の端子との間に第１電子スイッチを設け、前記ＥＣＬの一方の入力に対して逆相となる出力と前記第１共振回路の他方の端子とを接続し、前記第２共振回路の両端子間に帰還抵抗を接続し、前記ＥＣＬの他方の入力と前記第２共振回路の一方の端子との間に第２電子スイッチを設け、前記ＥＣＬの他方の入力に対して逆相となる出力と前記第２共振回路の他方の端子とを接続し、前記第１と第２の共振回路の共振周波数を異ならせるとともに前記第１と第２電子スイッチを切り替えていずれか一方の共振回路を選択した構成とする。
【００１０】
これにより、第１と第２の共振回路を有するので、各共振回路毎に分割コンデンサの容量値を決定できる。したがって、分割コンデンサの容量値を最適値に設定できる。そして、発振用増幅器として２入力及び２出力としたＥＣＬを採用するので、発振用増幅器を１素子で構成できる。
【００１１】
【実施例】
第１図は本発明の一実施例を説明する周波数切替発振器の図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
【００１２】
周波数切替発振器は、水晶振動子１（ａｂ）と分割コンデンサ２（ａｂ）及び２（ｃｄ）からなる第１と第２の共振回路７（ａｂ）を有し、発振用増幅器をＥＣＬ（発振用ＥＣＬ）８とする。発振用ＥＣＬ８は差動増幅器を集積化し、互いに逆相の２入力端（ＡＢ）及び２出力端（ＣＤ）を有する。
【００１３】
例えば第２図に示したように、第１と第２トランジスタＴr1、Ｔr2のエミッタを共通接続し、定電流源Ｉを経て接地する。そして、各コレクタを電源Ｖccとして、各ベースに逆相信号が印加される入力端（ＡＢ）を有する。また、第１と第２トランジスタＴr1、Ｔr2に第３と第４トランジスタＴr3、Ｔr4を接続してエミッタから逆相信号を得る出力端（ＣＤ）を有する。なお、Ｒ1〜Ｒ6はバイアス抵抗である。
【００１４】
そして、各出力端（ＣＤ）には外付けとした負荷としてのプルダウン抵抗９（ａｂ）を接続する。また、入力端（ＡＢ）にはバイアス抵抗１０が接続して電源Ｖbbが接続する。なお、バイアス抵抗１０（ａｂ）は発振用ＥＣＬ内の抵抗Ｒ1、Ｒ2との分割抵抗比によって、Ｔr1及びＴr2のベースバイアス電圧を設定する。
【００１５】
第１共振回路７ａはＥＣＬの互いに逆相となる一方の入出力端ＡＤに第１電子スイッチ１１ａを経て接続し、例えば150MHz帯の発振回路を形成する。第２共振回路７ｂはＥＣＬの互いに逆相となる他方の入出力端ＢＣに第２電子スイッチ１１ｂを経て接続し、600MHz帯の発振回路を形成する。第１と第２電子スイッチは外部からの信号によって一方がＯＮのとき他方がＯＦＦとなる。なお、符号１２（ａｂ）は帰還抵抗、同１３は緩衝増幅器としてのＥＣＬである。
【００１６】
このような構成であれば、各発振回路毎に第１と第２共振回路７（ａｂ）を設けるので、各分割コンデンサ２（ａｂ）及び２（ｃｄ）の容量値を最適値に設定できる。したがって、回路設計を容易にする。また、発振用増幅器として２入力及び２出力型のＥＣＬを適用する。したがって、発振用増幅器を１素子として２個の水晶発振回路を構成できる。
【００１７】
【他の事項】
上記実施例では通常の水晶発振回路として説明したが、例えば第３図に示したように電圧制御発振器としてもよい。すなわち、分割コンデンサ２ｂ、２ｄを電圧可変容量素子として、制御電圧Ｖcを印加して各発振周波数を可変するようにしてもよい。なお、符号１４（ａｂ）は直流素子のコンデンサ、１５（ａｂ）は高周波阻止の抵抗である。また、いずれも水晶振動子を適用したが、いずれか一方をあるいは両方を他の圧電素子からなる例えばセラミック振動子としてもよい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は、解決手段（段落０００９）にて示した構成とするので、回路設計を容易にして素子数の少ない周波数切替発振器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を説明する周波数切替発振器の回路図である。
【図２】本発明の一実施例に適用する発振用ＥＣＬの回路図である。
【図３】本発明の他の実施例を説明する周波数切替発振器の回路図である。
【図４】従来例を説明する周波数切替発振器の回路図である。
【符号の説明】
１水晶振動子、２分割コンデンサ、３発振用トランジスタ、４負荷抵抗、５分割抵抗、６、１１電子スイッチ、７共振回路、８発振用ＥＣＬ、９プルダウン抵抗、１０バイアス抵抗、１２帰還抵抗、１３緩衝用ＥＣＬ、１４直流阻止のコンデンサ、１５高周波阻止の抵抗．

Claims

インダクタ成分としての水晶振動子の両端子間にアース接地された２個の分割コンデンサが接続してなる共振回路と、互いの入力間及び出力間並びに各入出力間にて逆相信号となる２入力及び２出力型のＥＣＬとした発振用増幅器とを有する水晶発振器において、
前記共振回路は第１共振回路と第２共振回路とからなり、
前記第１共振回路の両端子間に帰還抵抗を接続し、前記ＥＣＬの一方の入力と前記第１共振回路の一方の端子との間に第１電子スイッチを設け、前記ＥＣＬの一方の入力に対して逆相となる出力と前記第１共振回路の他方の端子とを接続し、
前記第２共振回路の両端子間に帰還抵抗を接続し、前記ＥＣＬの他方の入力と前記第２共振回路の一方の端子との間に第２電子スイッチを設け、前記ＥＣＬの他方の入力に対して逆相となる出力と前記第２共振回路の他方の端子とを接続し、
前記第１と第２の共振回路の共振周波数を異ならせるとともに前記第１と第２電子スイッチを切り替えていずれか一方の共振回路を選択したことを特徴とする周波数切替水晶発振器。