JP4607176B2 - 電圧制御発振器 - Google Patents
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Description
また、複数のダイオードと複数の抵抗との組合せでなり、入出力特性の傾きを複数段階に変化させて入力電圧に対し非線形でかつ連続した出力を変換電圧として出力する電圧変換回路と、前記電圧変換回路から出力される変換電圧の低周波成分のみを通過させる発振周波数成分を遮断する高周波遮断回路と、前記高周波遮断回路を介して入力される変換電圧に基づいて発振周波数を設定するための容量可変のバラクタダイオードをもつ同調回路と、発振用の能動素子を有し、前記同調回路の出力に基づいて前記入力電圧に対し線形な発振周波数を出力する能動回路とを備え、前記電圧変換回路は、入力端子と出力端子との間にアノード端子を前記入力端子側に向けて順次直列接続された複数のダイオードと、各ダイオードのアノード端子と出力端子との間にそれぞれ接続された複数の並列抵抗と、前記出力端子とグランドとの間に設けられた抵抗とから構成されたものである。
さらに、複数のダイオードと複数の抵抗との組合せでなり、入出力特性の傾きを複数段階に変化させて入力電圧に対し非線形でかつ連続した出力を変換電圧として出力する電圧変換回路と、前記電圧変換回路から出力される変換電圧の低周波成分のみを通過させる発振周波数成分を遮断する高周波遮断回路と、前記高周波遮断回路を介して入力される変換電圧に基づいて発振周波数を設定するための容量可変のバラクタダイオードをもつ同調回路と、発振用の能動素子を有し、前記同調回路の出力に基づいて前記入力電圧に対し線形な発振周波数を出力する能動回路とを備え、前記電圧変換回路は、入力端子と出力端子との間にアノード端子を前記入力端子側に向けて順次直列接続された複数のダイオードと、前記複数のダイオードを、1または複数直列接続されたダイオードの組に分割し、分割された各組の両端のうちアノード端子と出力端子との間にそれぞれ接続された複数の並列抵抗と、前記出力端子とグランドとの間に設けられた抵抗とから構成されたものである。
図1は、この発明の実施の形態1に係る電圧制御発振器の構成を示す回路図である。図1に示す電圧制御発振器は、複数のダイオードと複数の抵抗との組合せでなり、入出力特性の傾きを複数段階に変化させて入力電圧Vinに対し非線形でかつ連続した出力を変換電圧として出力する電圧変換回路30と、電圧変換回路30から出力される変換電圧の低周波成分のみを通過させ発振周波数成分を遮断する高周波遮断回路60と、高周波遮断回路60を介した入力される変換電圧Vtに基づいて発振周波数を設定するための容量可変のバラクタダイオード21をもつ同調回路20と、発振用の能動素子を有し、同調回路20の出力に基づいて入力電圧に対し線形な発振周波数Fを出力する能動回路10とを備えている。
図2に、ダイオード41a〜41cを総称してダイオード41の順方向の電流−電圧特性を示す。図2中のV1で示される電圧をダイオード41の立ち上がり電圧と呼ぶ。図1の電圧変換回路30において、入力電圧Vinを0から徐々に大きくしていき、ダイオード41aの立ち上がり電圧V1の3倍に近い電圧Vaに達するまでは、ダイオード41aのインピーダンスが十分高いと仮定できるため、端子51、52間の等価回路は抵抗32のみであると近似できる。ここで、抵抗31の大きさをR1、抵抗32の大きさをR2とすると、入力電圧Vinと変換電圧Vtの間には、Vt=R1/(R1+R2)・Vinの関係が成り立つ。
選択することで、電圧Vaの前後で電圧変換回路30の入出力特性の傾きを2段階に変化させることが可能となる。また、接続するダイオードの数Nを変化させることにより電圧Vaの値を変化させることができ、様々な特性への近似が可能になる。
図4は、この発明の実施の形態2に係る電圧制御発振器の構成を示す回路図である。図4に示す実施の形態2に係る電圧制御発振器において、図1に示す実施の形態1の構成と同一部分は同一符号を付し、その説明は省略する。図4に示す実施の形態2に係る電圧制御発振器は、図1に示す実施の形態1の構成と電圧変換回路30の構成が異なる。
図5に、図4中の電圧変換回路30の入出力特性を示す。入力電圧Vinが0<Vin<Vaの場合、ダイオード41d以降はインピーダンスが十分高いとみなせるため、端子51、52間の等価回路は抵抗35のみとなる。従って、入力電圧Vinと変換電圧Vtの関係は、抵抗31と抵抗35の大きさで決まる一定の傾きβ1を持つ。
図6は、この発明の実施の形態3に係る電圧制御発振器の構成を示す回路図である。図6に示す実施の形態3に係る電圧制御発振器において、図1に示す実施の形態1の構成と同一部分は同一符号を付し、その説明は省略する。図6に示す実施の形態3に係る電圧制御発振器は、図1に示す実施の形態1の構成と電圧変換回路30の構成が異なる。
図8は、この発明の実施の形態4に係る電圧制御発振器の構成を示す回路図である。図8に示す実施の形態4に係る電圧制御発振器において、図6に示す実施の形態3の構成と同一部分は同一符号を付し、その説明は省略する。図8に示す実施の形態4に係る電圧制御発振器は、図6に示す実施の形態3の構成と電圧変換回路30の構成が異なる。
図12は、この発明の実施の形態5に係る電圧制御発振器の構成を示す回路図である。図12に示す実施の形態5に係る電圧制御発振器において、図6に示す実施の形態3の構成と同一部分は同一符号を付し、その説明は省略する。図12に示す実施の形態5に係る電圧制御発振器は、図6に示す実施の形態3の構成と電圧変換回路30の構成が異なる。
図13は、この発明の実施の形態6に係る電圧制御発振器の構成を示す回路図である。図13に示す実施の形態6に係る電圧制御発振器において、図6に示す実施の形態3の構成と同一部分は同一符号を付し、その説明は省略する。図13に示す実施の形態6に係る電圧制御発振器は、図6に示す実施の形態3の構成に対し、高周波遮断回路60としてスパイラルインダクタ61を装荷している点が異なる。なお、この実施の形態6は、図6に示す実施の形態3の構成に対し、高周波遮断回路60として、スパイラルインダクタ61を用いた例を示しているが、図1及び図4に示す実施の形態1及び2の構成に対しても同様に実施できる。
図14は、この発明の実施の形態7に係る電圧制御発振器の構成を示す回路図である。図14に示す実施の形態7に係る電圧制御発振器において、図6に示す実施の形態3の構成と同一部分は同一符号を付し、その説明は省略する。図14に示す実施の形態7に係る電圧制御発振器は、図6に示す実施の形態3の構成に対し、高周波遮断回路60として抵抗62を装荷している点が異なる。なお、この実施の形態7は、図6に示す実施の形態3の構成に対し、高周波遮断回路60として、抵抗62を用いた例を示しているが、図1及び図4に示す実施の形態1及び2の構成に対しても同様に実施できる。
図15は、この発明の実施の形態8に係る電圧制御発振器の構成を示す回路図である。図15に示す実施の形態8に係る電圧制御発振器において、図6に示す実施の形態3の構成と同一部分は同一符号を付し、その説明は省略する。図15に示す実施の形態8に係る電圧制御発振器は、図6に示す実施の形態3の構成に対し、高周波遮断回路60として低域通過フィルタ(LPF:Low Pass Filter)63を装荷している点が異なる。なお、この実施の形態8は、図6に示す実施の形態3の構成に対し、高周波遮断回路60として、低域通過フィルタ63を用いた例を示しているが、図1及び図4に示す実施の形態1及び2の構成に対しても同様に実施できる。
図16は、この発明の実施の形態9に係る電圧制御発振器の構成を示す回路図である。図16に示す実施の形態9に係る電圧制御発振器は、図6に示す実施の形態3に係る電圧制御発振器を構成するすべての要素、つまり電圧変換回路30、高周波遮断回路60、同調回路20および能動回路10を同一の半導体プロセスにより同一の基板70上に作成したものである。なお、この実施の形態9は、図6に示す実施の形態3の構成に対し適用したものであるが、他の実施の形態1と2、4〜8の構成に対しても同様に実施できる。
図17は、この発明の実施の形態10に係る電圧制御発振器の構成を示す回路図である。図17に示す実施の形態10に係る電圧制御発振器は、図6に示す実施の形態3に係る電圧制御発振器を構成する電圧変換回路30の複数のダイオードと、高周波遮断回路60と、同調回路20と、能動回路10とを同一の半導体プロセスにより同一の第1の基板70上に作成すると共に、電圧変換回路30の複数の抵抗のみを別の第2の基板80上に作成し、第1と第2の基板70と80をワイヤーで接続したものである。なお、この実施の形態10は、図6に示す実施の形態3の構成に対し適用したものであるが、他の実施の形態1と2、4〜8の構成に対しても同様に実施できる。
図18は、この発明の実施の形態11に係る電圧制御発振器の構成を示す回路図である。図18に示す実施の形態11に係る電圧制御発振器は、図6に示す実施の形態3に係る電圧制御発振器を構成する高周波遮断回路60と、同調回路20と、能動回路10とを同一の半導体プロセスにより同一の第1の基板70上に作成すると共に、電圧変換回路30のみを別の第2の基板80上に作成し、第1と第2の基板70と80をワイヤーで接続したものである。なお、この実施の形態11は、図6に示す実施の形態3の構成に対し適用したものであるが、他の実施の形態1と2、4〜8の構成に対しても同様に実施できる。
Claims (11)
- 複数のダイオードと複数の抵抗との組合せでなり、入出力特性の傾きを複数段階に変化させて入力電圧に対し非線形でかつ連続した出力を変換電圧として出力する電圧変換回路と、
前記電圧変換回路から出力される変換電圧の低周波成分のみを通過させる発振周波数成分を遮断する高周波遮断回路と、
前記高周波遮断回路を介して入力される変換電圧に基づいて発振周波数を設定するための容量可変のバラクタダイオードをもつ同調回路と、
発振用の能動素子を有し、前記同調回路の出力に基づいて前記入力電圧に対し線形な発振周波数を出力する能動回路と
を備え、
前記電圧変換回路は、入力端子と出力端子との間にアノード端子を前記入力端子側に向けて順次直列接続された複数のダイオードと、直列接続された複数のダイオードの接続体に並列接続された第1の抵抗と、前記出力端子とグランドとの間に設けられた第2の抵抗とから構成された
ことを特徴とする電圧制御発振器。 - 複数のダイオードと複数の抵抗との組合せでなり、入出力特性の傾きを複数段階に変化させて入力電圧に対し非線形でかつ連続した出力を変換電圧として出力する電圧変換回路と、
前記電圧変換回路から出力される変換電圧の低周波成分のみを通過させる発振周波数成分を遮断する高周波遮断回路と、
前記高周波遮断回路を介して入力される変換電圧に基づいて発振周波数を設定するための容量可変のバラクタダイオードをもつ同調回路と、
発振用の能動素子を有し、前記同調回路の出力に基づいて前記入力電圧に対し線形な発振周波数を出力する能動回路と
を備え、
前記電圧変換回路は、入力端子と出力端子との間にアノード端子を前記入力端子側に向けて順次直列接続された複数のダイオードと、各ダイオードのアノード端子と出力端子との間にそれぞれ接続された複数の並列抵抗と、前記出力端子とグランドとの間に設けられた抵抗とから構成された
ことを特徴とする電圧制御発振器。 - 複数のダイオードと複数の抵抗との組合せでなり、入出力特性の傾きを複数段階に変化させて入力電圧に対し非線形でかつ連続した出力を変換電圧として出力する電圧変換回路と、
前記電圧変換回路から出力される変換電圧の低周波成分のみを通過させる発振周波数成分を遮断する高周波遮断回路と、
前記高周波遮断回路を介して入力される変換電圧に基づいて発振周波数を設定するための容量可変のバラクタダイオードをもつ同調回路と、
発振用の能動素子を有し、前記同調回路の出力に基づいて前記入力電圧に対し線形な発振周波数を出力する能動回路と
を備え、
前記電圧変換回路は、入力端子と出力端子との間にアノード端子を前記入力端子側に向けて順次直列接続された複数のダイオードと、前記複数のダイオードを、1または複数直列接続されたダイオードの組に分割し、分割された各組の両端のうちアノード端子と出力端子との間にそれぞれ接続された複数の並列抵抗と、前記出力端子とグランドとの間に設けられた抵抗とから構成された
ことを特徴とする電圧制御発振器。 - 請求項3に記載の電圧制御発振器において、
前記電圧変換回路は、前記出力端子とグランドとの間に設けられた抵抗の代わりに、前記出力端子とグランドとの間に設けられ、前記出力端子側に設けられた抵抗と前記グランド側に設けられたサーミスタとの直列接続体と、前記抵抗と前記サーミスタとの接続端と一定電圧を印加する電圧印加端との間に設けられた他の抵抗とを備えた
ことを特徴とする電圧制御発振器。 - 請求項3に記載の電圧制御発振器において、
前記電圧変換回路は、前記出力端子とグランドとの間に設けられた抵抗の代わりに、前記出力端子とグランドとの間に設けられた2つの抵抗の直列接続体と、前記2つの抵抗の接続端と一定電圧を印加する電圧印加端との間に設けられ、カソード端子を前記2つの抵抗の接続端に接続しアノード端子を前記電圧印加端に接続したダイオードとを備えた
ことを特徴とする電圧制御発振器。 - 請求項1に記載の電圧制御発振器において、
前記高周波遮断回路として、インダクタを装荷した
ことを特徴とする電圧制御発振器。 - 請求項1に記載の電圧制御発振器において、
前記高周波遮断回路として、抵抗を装荷した
ことを特徴とする電圧制御発振器。 - 請求項1に記載の電圧制御発振器において、
前記高周波遮断回路として、低域通過フィルタを装荷した
ことを特徴とする電圧制御発振器。 - 請求項1から8までのいずれか1項に記載の電圧制御発振器において、
電圧制御発振器を構成するすべての要素を同一の半導体プロセスにより同一の基板上に作成した
ことを特徴とする電圧制御発振器。 - 請求項1から8までのいずれか1項に記載の電圧制御発振器において、
前記電圧変換回路の複数のダイオードと、前記高周波遮断回路と、前記同調回路と、前記能動回路とを同一の半導体プロセスにより同一の第1の基板上に作成すると共に、前記電圧変換回路の複数の抵抗のみを別の第2の基板上に作成し、前記第1と第2の基板をワイヤーで接続した
ことを特徴とする電圧制御発振器。 - 請求項1から8までのいずれか1項に記載の電圧制御発振器において、
前記高周波遮断回路と、前記同調回路と、前記能動回路とを同一の半導体プロセスにより同一の第1の基板上に作成すると共に、前記電圧変換回路のみを別の第2の基板上に作成し、前記第1と第2の基板をワイヤーで接続した
ことを特徴とする電圧制御発振器。
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WO2006092890A1 (ja) | 2006-09-08 |
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