JP4938873B2 - 電圧制御発振器 - Google Patents

Description

本発明は、電圧制御発振器（ＶＣＸＯ：Voltage Controlled Crystal Oscillator）に係り、特に、発振周波数の広可変量を実現できる電圧制御発振器に関する。

［従来の技術］
近年、電圧制御発振器において周波数の広可変量が要求されている。
従来の電圧制御発振器において、水晶振動子と直列に可変容量ダイオードを接続し、当該可変容量ダイオードに制御電圧を印加したり、さらに、水晶振動子と当該可変容量ダイオードとの間に伸長コイルを直列に接続したりすることで、発振周波数の可変量を確保している。

また、従来の電圧制御発振器では、発振器の周波数調整方法として、固定コンデンサを交換することによって負荷容量を変化させる方法が主に使用されている。
具体的には、水晶振動子と、当該水晶振動子と直列に接続された可変容量ダイオードとの間に、並列接続のコンデンサを挿入し、並列接続のコンデンサの一方を交換する付け替え作業を行うことで、回路の負荷容量を大きくし、周波数の調整を行っている。
尚、可変容量ダイオードに印加する制御電圧を変化させることで、可変容量ダイオードの容量を変動させて、電圧制御発振器の周波数を変化させることができる。

［関連技術］
尚、関連する先行技術として、特開２００１−１６０３９号公報「可変周波数発振回路」（出願人：キンセキ株式会社／特許文献１）、特開平０７−１５２３８号公報「電圧制御発振器」（出願人：三菱マテリアル株式会社／特許文献２）、特開２０００−１８３６５０号公報「電圧発振器」（出願人：東洋通信機株式会社／特許文献３）がある。

特許文献１には、可変周波数発振回路において、その図１に、発振回路に接続された水晶振動片と可変容量ダイオードと、インダクタンスとコンデンサを並列接続した回路とを直列に接続したことが示されている。
また、特許文献１の図５の従来の回路と比べて、コンデンサとインダクタンスとを並列に配置したため、周波数可変量を拡大できるものとなっている。

特許文献２には、電圧制御発振器において、圧電振動片の両端が、可変容量とコイルとの並列回路を含む回路を介して接続されることが示されている。特許文献２の図４の従来回路と比べて、特許文献２の図１の回路は、周波数可変量を拡大できるものとなっている。

特許文献３には、電圧発振器において、第１の抵抗器とデジタル可変抵抗ＩＣ及び第２の抵抗器からなる直列接続回路の一端をコルピッツ水晶発振器の電源に接続し、他端を接地すると共にデジタル可変抵抗ＩＣの出力電圧を可変容量ダイオードのカソードに接続したことが示されている。
特許文献３は、デジタル可変抵抗ＩＣを調整することで、ダイオードの静電容量を変化させて周波数の調整を行い、トリマコンデンサ等を用いる場合に比べて周波数調整を容易に行うものとなっている。

特開２００１−１６０３９号公報 特開平０７−１５２３８号公報 特開２０００−１８３６５０号公報

しかしながら、従来の電圧制御発振器では、近年における発振周波数の広可変量の要求に対して十分に対応できるものとなっておらず、特に、低電圧化によって電圧制御発振器においても、＋２．５Ｖ、＋１．８Ｖといった電源電圧の要求に対して、周波数可変量の確保が容易ではないという問題点があった。

また、従来の電圧制御発振器で、固定コンデンサを交換することで負荷容量を変化させて発振器の周波数を調整する方法では、周波数測定、半田塗布、チップの半田付け、周波数確認、半田付け確認といった作業が必要になり、大幅な工数が掛かるとい問題点があった。
更に、製品によっては、調整の直行率（一回の検査で合格する比率）が悪く、再調整を行うことが多く、原価低減のネックになっていた。

本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、発振周波数の可変量を大きくできる電圧制御発振器を提供することを目的とする。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、制御電圧に基づいて発振周波数を変化させる電圧制御発振器であって、水晶振動子と制御電圧を印加させる制御電圧供給端子とを備え、水晶振動子と制御電圧供給端子とのライン上に、第１の抵抗と、第１のコンデンサとが直列に接続され、第１の抵抗と第１のコンデンサとの間に第１の可変容量ダイオードのカソードが接続されると共に第１の可変容量ダイオードのアノードが接地され、第１のコンデンサと水晶振動子との間に、直列接続の第２の可変容量ダイオード及び第２のコンデンサと、第１のコイルによって並列接続された並列接続回路が設けられ、第１のコンデンサと並列接続回路の入力側との間の点が第２の抵抗を介して接地され、第１の抵抗と第１のコンデンサとの間の点と、第２の可変容量ダイオードのカソードと第２のコンデンサとの間の点が、第３の抵抗を介して接続され、並列接続回路における第２の可変容量ダイオードのカソードと第２のコンデンサとの間の点に水晶振動子が接続されていることを特徴とする。
尚、上記構成は、図５に基づいている。

本発明は、上記電圧制御発振器において、並列接続回路にＱダンプ抵抗が並列接続されたことを特徴とする。

本発明は、制御電圧に基づいて発振周波数を変化させる電圧制御発振器であって、水晶振動子と制御電圧を印加させる制御電圧供給端子とを備え、水晶振動子と制御電圧供給端子とのライン上に、第１の抵抗と、第１のコンデンサとが直列に接続され、第１の抵抗と第１のコンデンサとの間に第１の可変容量ダイオードのカソードが接続されると共に第１の可変容量ダイオードのアノードが接地され、第１のコンデンサと水晶振動子との間に、直列接続の第２の可変容量ダイオード及び第２のコンデンサと、第１のコイルによって並列接続された並列接続回路が設けられ、第１のコンデンサと並列接続回路の入力側との間の点が第２の抵抗を介して接地され、第１の抵抗と第１のコンデンサとの間の点と、第２の可変容量ダイオードのカソードと第２のコンデンサとの間の点が、第３の抵抗を介して接続され、第１の抵抗と第１のコンデンサの間に第３の可変容量ダイオードが設けられ、第１のコンデンサと第３の可変容量ダイオードのアノードとの間の点が第４の抵抗を介して接地されたことを特徴とする。
また、本発明は、上記電圧制御発振器において、並列接続回路にＱダンプ抵抗が並列接続されたことを特徴とする。
尚、上記構成は、図６に基づいている。

本発明は、制御電圧に基づいて発振周波数を変化させる電圧制御発振器であって、水晶振動子と制御電圧を印加させる制御電圧供給端子とを備え、水晶振動子と制御電圧供給端子とのライン上に、第１の抵抗と、第１のコンデンサとが直列に接続され、第１の抵抗と第１のコンデンサとの間に第１の可変容量ダイオードのカソードが接続されると共に第１の可変容量ダイオードのアノードが接地され、第１のコンデンサと水晶振動子との間に、直列接続の第２の可変容量ダイオード及び第２のコンデンサと、第１のコイルによって並列接続された並列接続回路が設けられ、第１のコンデンサと並列接続回路の入力側との間の点が第２の抵抗を介して接地され、第１の抵抗と第１のコンデンサとの間の点と、第２の可変容量ダイオードのカソードと第２のコンデンサとの間の点が、第３の抵抗を介して接続され、第１のコンデンサと並列接続回路との間に、直列接続の第４の可変容量ダイオード及び第３のコンデンサと、第２のコイルによって並列接続された第２の並列接続回路が設けられ、第１のコンデンサと第２の並列接続回路の入力側との間の点が第５の抵抗を介して接地され、第４の可変容量ダイオードのカソードと第３のコンデンサとの間の点に一定の電圧を印加すると共に、Ｑダンプ抵抗の機能を備えるディジタルポテンショメータが設けられたことを特徴とする。
また、本発明は、上記電圧制御発振器において、並列接続回路にＱダンプ抵抗が並列接続されたことを特徴とする。
尚、上記構成は、図１０に基づいている。

本発明は、制御電圧に基づいて発振周波数を変化させる電圧制御発振器であって、水晶振動子と制御電圧を印加させる制御電圧供給端子とを備え、水晶振動子と制御電圧供給端子とのライン上に、第１の抵抗と、並列接続の第１のコンデンサ及び第２のコンデンサとが直列に接続され、第１の抵抗と第１のコンデンサ及び第２のコンデンサとの間に第１の可変容量ダイオードが設けられ、第１のコンデンサ及び第２のコンデンサと第１の可変容量ダイオードのアノードとの間の点が第２の抵抗を介して接地され、第１の抵抗と第１の可変容量ダイオードのカソードとの間の点に、直列接続の第３のコンデンサ及びコイルと、第２の可変容量ダイオードと、Ｑダンプ抵抗とが並列接続された並列接続回路の入力側が接続されると共に、並列接続回路の出力側が接地されたことを特徴とする。
尚、上記構成は、図７に基づいている。

本発明によれば、水晶振動子と制御電圧を印加させる制御電圧供給端子とを備え、水晶振動子と制御電圧供給端子とのライン上に、第１の抵抗と、第１のコンデンサとを直列に接続し、第１の抵抗と第１のコンデンサとの間に第１の可変容量ダイオードのカソードを接続すると共に第１の可変容量ダイオードのアノードを接地し、第１のコンデンサと水晶振動子との間に、直列接続の第２の可変容量ダイオード及び第２のコンデンサと、第１のコイルによって並列接続された並列接続回路を設け、第１のコンデンサと並列接続回路の入力側との間の点を第２の抵抗を介して接地し、第１の抵抗と第１のコンデンサとの間の点と、第２の可変容量ダイオードのカソードと第２のコンデンサとの間の点を、第３の抵抗を介して接続し、並列接続回路における第２の可変容量ダイオードのカソードと第２のコンデンサとの間の点に水晶振動子を接続した電圧制御発振器としている。よって、制御電圧を変化させることで、第１の可変容量ダイオードの容量が変化する。このとき、第２の可変容量ダイオードの容量も変化するため、並列接続回路のインダクタンスも変化する。従って、第１の可変容量ダイオードの容量の変化と並列接続回路のインダクタンスの変化とによって広範囲の発振周波数の変化量を確保できる効果がある。

本発明によれば、水晶振動子と制御電圧を印加させる制御電圧供給端子とを備え、水晶振動子と制御電圧供給端子とのライン上に、第１の抵抗と、並列接続の第１のコンデンサ及び第２のコンデンサとを直列に接続し、第１の抵抗と第１のコンデンサ及び第２のコンデンサとの間に第１の可変容量ダイオードを設け、第１のコンデンサ及び第２のコンデンサと第１の可変容量ダイオードのアノードとの間の点を第２の抵抗を介して接地し、第１の抵抗と第１の可変容量ダイオードのカソードとの間の点に、直列接続の第３のコンデンサ及びコイルと、第２の可変容量ダイオードと、Ｑダンプ抵抗とが並列接続された並列接続回路の入力側を接続すると共に、並列接続回路の出力側を接地した電圧制御発振器としている。よって、制御電圧を変化させることで、第１の可変容量ダイオードの容量が変化する。このとき、第２の可変容量ダイオードの容量も変化するため、並列接続回路のインダクタンスも変化する。従って、第１の可変容量ダイオードの容量の変化と並列接続回路のインダクタンスの変化とによって発振周波数の可変量を大きくできる効果がある。

基本原理を説明する回路図である。 基本原理に基づく容量とインダクタンスの関係を示す図である。 第１の電圧制御発振器の回路図である。 第１の発振器における制御電圧に対する周波数の変化率を示す図である。 第２の電圧制御発振器の回路図である。 第３の電圧制御発振器の回路図である。 第４の電圧制御発振器の回路図である。 第５の電圧制御発振器の回路図である。 第５の発振器における可変容量ダイオードＶＤ４に印加される電圧に対する周波数の変化率を示す図である。 第６の電圧制御発振器の回路図である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る電圧制御発振器は、制御電圧を変化させることで、第１の可変容量ダイオードの容量が変化させ、そのときに、第２の可変容量ダイオードの容量も変化することで、並列接続回路のインダクタンスも変化することにより、第１の可変容量ダイオードの容量の変化と並列接続回路のインダクタンスの変化とによって発振周波数の可変量を大きくできるものである。

［本発明の基本原理：図１］
本発明の実施の形態に係る基本原理について図１を参照しながら説明する。図１は、基本原理を説明する回路図である。
基本原理としては、伸長コイルと可変容量ダイオードを並列接続することで、インダクタンスを制御して周波数の広可変量を確保している。
例えば、図１に示すように、インダクタＸ１１と並列にコンデンサＣ９，Ｃ１０を接続し、容量を変化させることにより、インダクタンスを変化させるものである。

［基本原理に基づく容量とインダクタンスの関係：図２］
上記図１の回路における容量とインダクタンスの関係について図２を参照しながら説明する。図２は、基本原理に基づく容量とインダクタンスの関係を示す図である。
図１の回路における容量とインダクタンスとの関係は、図２に示すように、可変容量（Ｃｖ）の増加に伴い、インダクタンス（Ｌ）が増加するものとなっている。
尚、可変容量（Ｃｖ）とは、図１において容量Ｃ１０のことであり、インダクタンス（Ｌ）とは、図１のインダクタＸ１１と、コンデンサＣ９，Ｃ１０からなる回路のインダクタンスのことである。

［第１の電圧制御発振器：図３］
次に、本発明の実施の形態に係る第１の電圧制御発振器について図３を参照しながら説明する。図３は、第１の電圧制御発振器の回路図である。尚、第１の電圧制御発振器は、図１の基本原理を取り込み、図２の特性を実現させる構成となっている。
第１の電圧制御発振器（第１の発振器）は、図１に示すように、制御電圧Ｖ＿ＤＣの電源Ｖが印加される制御電圧供給端子１３が、抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ１に接続し、コンデンサＣ１が、可変容量ダイオードＶＤ２及びコンデンサＣ３と、伸長コイルＬ１と、Ｑダンプ抵抗Ｒ６との並列接続回路の一端に接続し、他端がポート（Ｐｏｒｔ）に接続している。
つまり、制御電圧をポートに供給するライン上に抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１、並列接続回路が設けられている。

当該ポートは、水晶振動子を備える発振回路に接続している。
可変容量ダイオードＶＤ２は、アノード側がコンデンサＣ１に接続し、カソード側がコンデンサＣ３に接続している。
Ｑダンプ抵抗Ｒ６は、並列接続回路のＬＣ発振を回避するために設けられている。
並列接続回路の一端は、抵抗Ｒ４を介して接地している。
また、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１との間には、可変容量ダイオードＶＤ１のカソードが接続し、アノード側が接地されている。

また、抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１との間の点と、可変容量ダイオードＶＤ２とコンデンサＣ３との間の点が、抵抗Ｒ５を介して接続されている。
尚、コンデンサＣ１には、周波数調整のためのコンデンサを並列接続として追加設定する構成となっている。
つまり、コンデンサＣ１は、並列に接続されたコンデンサであり、その一方のコンデンサを交換する付け替え作業を行うことで、回路の負荷容量を変化させ、周波数の調整を行うものである。

第１の発振器では、制御電圧を変化させることで可変容量ダイオードＶＤ１の容量を変化させると共に、制御電圧を、抵抗Ｒ５を介して可変容量ダイオードＶＤ２とコンデンサＣ３との間に印加し、当該抵抗Ｒ５からの電圧によって可変容量ダイオードＶＤ２の容量を変化させ、並列接続回路のインダクタンスを変化させることで、発振周波数の可変量を大きくできるものとなっている。

［周波数の変化率：図４］
第１の発振器における制御電圧に対する周波数の変化率について図４を参照しながら説明する。図４は、第１の発振器における制御電圧に対する周波数の変化率を示す図である。
図４は、横軸が制御電圧の０〜３．３Ｖを示し、縦軸が周波数の変化率（ΔＦ／Ｆ）を示す。ここで、Ｆは制御電圧が１．６５Ｖのときの周波数であり、ΔＦはＦからの周波数の変化量である。図４に示すように、従来の回路の特性（実線）に比べて、第１の発振器（新回路）の特性（破線）の方が、傾斜が急になっている。
つまり、第１の発振器では、従来に比べて発振周波数の可変量を大きくできるものとなっている。
尚、従来の回路とは、図３の発振器の回路において、抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６と、可変容量ダイオードＶＤ２と、コンデンサＣ３と、伸長コイルＬ１とを備えていない回路のことである。

［低電圧の制御電圧に対する周波数の変化率］
次に、第１の発振器における低電圧の制御電圧に対する周波数の変化率について説明する。
図４に示すように、制御電圧０．０〜２．５Ｖの低電圧においても、周波数変化率を参照すると、周波数の広可変量が得られるものとなっている。
尚、シミュレーションでは、＋１．２５±１．２５Ｖの制御電圧の範囲で、±４００ｐｐｍの周波数の可変量が得られる。

［第２の電圧制御発振器：図５］
次に、本発明の実施の形態に係る第２の電圧制御発振器について図５を参照しながら説明する。図５は、第２の電圧制御発振器の回路図である。
第２の電圧制御発振器（第２の発振器）は、図１に示した第１の発振器とほぼ同様であるが、第１の発振器と相違する構成は、ポートが、可変容量ダイオードＶＤ２及びコンデンサＣ３と、伸長コイルＬ１と、Ｑダンプ抵抗Ｒ６との並列接続回路の出力側に接続されるのではなく、ポートが、可変容量ダイオードＶＤ２のカソード側とコンデンサＣ３の間の点に接続されている。
第２の発振器であっても、第１の発振器と同様に、発振周波数の可変量を大きくできるものである。

［第３の電圧制御発振器：図６］
次に、本発明の実施の形態に係る第３の電圧制御発振器について図６を参照しながら説明する。図６は、第３の電圧制御発振器の回路図である。
第３の電圧制御発振器（第３の発振器）は、図３に示した第１の発振器とほぼ同様であるが、第１の発振器と相違する構成は、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１との間に可変容量ダイオードＶＤ３を直列に挿入し、可変容量ダイオードＶＤ３とコンデンサＣ１との間の点が、抵抗Ｒ７を介して接地されている。

尚、可変容量ダイオードＶＤ３のカソード側が抵抗Ｒ１に接続し、アノード側がコンデンサＣ１に接続している。
第３の発振器であっても、第１の発振器と同様に、発振周波数の可変量を大きくすることができるものである。
また、図５の第２の発振器においても可変容量ダイオードＶＤ３と抵抗Ｒ７を設けるようにしても、発振周波数の可変量を大きくすることができるものである。

［第４の電圧制御発振器：図７］
次に、本発明の実施の形態に係る第４の電圧制御発振器について図７を参照しながら説明する。図７は、第４の電圧制御発振器の回路図である。
第４の電圧制御発振器（第４の発振器）は、制御電圧Ｖ＿ＤＣが印加される制御電圧供給端子１３が、抵抗Ｒ１を介して可変容量ダイオードＶＤ３のカソード側に接続され、可変容量ダイオードＶＤ３のアノード側がコンデンサＣ１，Ｃ２の並列接続の並列回路を介して水晶振動子Ｘの一端に接続され、水晶振動子Ｘの他端がトランジスタＴｒのベースに接続されている。

トランジスタＴｒのコレクタには電源電圧Ｖccが印加され、電源電圧はコンデンサＣ１３を介して接地されている。
また、電源電圧Ｖccは抵抗Ｒ１１を介してトランジスタＴｒのベースに接続され、当該ベースには抵抗Ｒ１２の一端が接続され、他端が接地され、また、当該ベースにはコンデンサＣ１１，Ｃ１２が直列に接続されて他端が接地される。

トランジスタＴｒのエミッタは、抵抗Ｒ１３を介して接地されている。
コンデンサＣ１とコンデンサＣ２の間の点が、トランジスタＴｒのエミッタに接続し、更に発振周波数の出力ポート（Ｐｏｒｔ）に接続している。

また、抵抗Ｒ１と可変容量ダイオードＶＤ３との間の点が、コンデンサＣ３及び伸長コイルＬ１、可変容量ダイオードＶＤ２、Ｑダンプ抵抗Ｒ６の並列接続回路の一端に接続して、更に当該並列接続回路の他端が接地されている。

上記並列接続回路は、コンデンサＣ３の一端が抵抗Ｒ１側に接続し、コンデンサＣ３の他端が伸長コイルＬ１に接続して接地され、可変容量ダイオードＶＤ２のカソード側が抵抗Ｒ１側に接続し、アノード側が接地されている。

また、可変容量ダイオードＶＤ３のアノード側とコンデンサＣ１，Ｃ２の並列回路との間の点が、抵抗Ｒ７を介して接地されている。

［第４の発振器の動作］
第４の発振器では、制御電圧Ｖ＿ＤＣを変化させることで、可変容量ダイオードＶＤ３の容量が変化する。このとき、可変容量ダイオードＶＤ２の容量も変化するため、並列接続回路のインダクタンスも変化する。従って、可変容量ダイオードＶＤ３の容量の変化と並列接続回路のインダクタンスの変化とによって発振周波数の可変量を大きくできる。

［第５の電圧制御発振器：図８］
次に、本発明の実施の形態に係る第５の電圧制御発振器について図８を参照しながら説明する。図８は、第５の電圧制御発振器の回路図である。
第５の電圧制御発振器（第５の発振器）は、制御電圧Ｖ＿ＤＣが印加される制御電圧供給端子１３が、抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ１の一端に接続され、コンデンサＣ１の他端が可変容量ダイオードＶＤ４及びコンデンサＣ４と伸長コイルＬ２の並列接続回路を介して水晶振動子Ｘの一端に接続され、水晶振動子Ｘの他端が発振回路１１に接続されている。
つまり、制御電圧を水晶振動子Ｘに供給するライン上に抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１、並列接続回路が設けられている。

抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１との間の点が、可変容量ダイオードＶＤ１のカソード側に接続され、アノード側が接地されている。
また、コンデンサＣ１と並列接続回路との間の点が、抵抗Ｒ７を介して接地されている。

更に、ディジタルポテンショメータ１０を、コンデンサＣ１と並列接続回路との間の点と、可変容量ダイオードＶＤ４とコンデンサＣ４との間の点と、並列接続回路と水晶振動子Ｘとの間の点に接続している。
ディジタルポテンショメータ１０及び発振回路１１には、供給電源（Supply Voltage）１２の電圧が供給されている。

［周波数調整方法］
次に、第５の発振器における周波数調整の方法を説明する。
一般に電圧制御発振器は、製造工程で周波数調整を行う必要がある。第５の発振器は、この周波数調整時にディジタルポテンショメータ１０を用いる。
ディジタルポテンショメータ１０は、内部に抵抗を有しており、外部からの信号によって端子Ａ−Ｂ間の抵抗値及び端子Ｂ−Ｃ間の抵抗値を変化させられる。
そして、端子Ａ−Ｂ間の抵抗値及び端子Ｂ−Ｃ間の抵抗値によって、供給電源からの電圧を分圧する。分圧された端子Ａ−Ｂ間の電圧は可変容量ダイオードＶＤ４に印加され、端子Ｂ−Ｃの電圧はコンデンサＣ４に印加される。

よって、ディジタルポテンショメータ１０に入力する外部からの信号を変化させることで、可変容量ダイオードＶＤ４にかける電圧を変化させて容量を変動させられる。ここで、可変容量ダイオードＶＤ４の容量が変動すると、並列接続回路のインダクタンスが変化して、発振周波数が変化する。
従って、外部からの信号を変化させることで、発振周波数の調整が可能となる。尚、発振周波数の調整が終了した後は、ディジタルポテンショメータ１０に信号を入力する必要はない。

具体的な周波数調整工程として、例えば、発振周波数を監視しながらディジタルポテンショメータ１０に入力する信号を変化させて発振周波数を調整する、という方法がある。これにより、水晶振動子に直列接続されたコンデンサを半田付けにより交換して発振周波数を調整する、といった従来の工程と比較して、発振周波数の調整工程が著しく簡素化されて、電圧制御発振器の生産性が向上する。

また、他の周波数調整工程として、ディジタルポテンショメータ１０に入力する信号を発振周波数に応じて調整するシステムを用いる、という方法がある。これにより、発振周波数の調整を自動化できる。したがって、発振周波数調整工程がさらに簡素化されて、電圧制御発振器の生産性が向上する。

また、ディジタルポテンショメータ１０の抵抗成分をＱダンプ抵抗として使用することで、ＬＣ発振の防止も図ることができる。

［可変容量ダイオードＶＤ４に印加される電圧に対する周波数の変化率：図９］
第５の発振器における、可変容量ダイオードＶＤ４に印加される電圧に対する周波数の変化率について図９を参照しながら説明する。図９は、第５の発振器における可変容量ダイオードＶＤ４に印加される電圧に対する周波数の変化率を示す図である。
図９に示すように、横軸が可変容量ダイオードＶＤ４に印加される電圧の０〜３．３Ｖを示し、縦軸が周波数の変化率を示し、０〜３．３Ｖの電圧で、９０ｐｐｍの周波数を変化させることができる。

ここで、発振回路を構成するトランジスタや抵抗等特性のばらつきから、発振器の周波数が９０ｐｐｍの範囲に分布することが多い。従って、本実施形態によって十分周波数調整が可能である。また、コンデンサ、可変容量ダイオードの選択によって周波数調整幅を制御可能である。

［第６の電圧制御発振器：図１０］
次に、本発明の実施の形態に係る第６の電圧制御発振器について図１０を参照しながら説明する。図１０は、第６の電圧制御発振器の回路図である。
第６の電圧制御発振器（第６の発振器）は、図１０に示すように、図３の第１の発振器におけるコンデンサＣ１の部分に、図８のコンデンサＣ１と並列接続回路（可変容量ダイオードＶＤ４及びコンデンサＣ４と伸長コイルＬ２の並列接続回路：第２の並列接続回路）を設け、更にディジタルポテンショメータ１０を第２の並列接続回路の入力側と出力側の両端に接続して、可変容量ダイオードＶＤ４とコンデンサＣ４との間に電圧を印加するようにし、コンデンサＣ１と第２の並列接続回路との間の点が抵抗Ｒ７を介して接地されるようにしたものである。

尚、第６の発振器は、図３の第１の発振器を基に、第２の並列接続回路とディジタルポテンショメータ１０等を設けるようにしているが、図５の第２の発振器を基に、第２の並列接続回路とディジタルポテンショメータ１０等を設けるようにしてもよい。

第６の発振器によれば、制御電圧Ｖ＿ＤＣを変化させることで、可変容量ダイオードＶＤ１の容量を変化させる。このとき、可変容量ダイオードＶＤ２の容量も変化するため、並列接続回路のインダクタンスも変化する。従って、可変容量ダイオードＶＤ１の容量の変化と並列接続回路のインダクタンスの変化とによって発振周波数の可変量を大きくできる。

また、第６の発振器によれば、ディジタルポテンショメータ１０を用いて第２の可変容量ダイオードＶＤ２へ印加する電圧を調整することで、並列接続回路のインダクタンスを変化させて電圧制御発振器の周波数を調整できるものであり、従って、電圧制御発振器の周波数調整を簡素化できる効果がある。
第６の発振器は、第５の発振器の構成を備えているため、第５の発振器で説明した効果も奏するものである。

第１〜４，６の発振器において、制御電圧の低電圧化に対応でき、周波数の広可変を実現すると共に、更に１１．４×９．６ｍｍのパッケージサイズに収めるようにして、顧客の要求を満足させるようにしたものである。
また、第５、６の発振器によれば、周波数調整の工程を簡素化して、電圧制御発振器の生産性を向上させる効果がある。

［実施の形態の効果］
第１〜６の発振器によれば、インダクタと並列にコンデンサを接続し、当該コンデンサの容量を変化させてインダクタンスを変化させ、発振周波数の可変量を大きくできる効果がある。

本発明は、発振周波数の可変量を大きくできる電圧制御発振器に好適である。

１０…ディジタルポテンショメータ、 １１…発振回路、 １２…供給電源、 １３…制御電圧供給端子、 Ｃ…コンデンサ、 Ｌ…伸長コイル、 Ｒ…抵抗、 ＶＤ…可変容量ダイオード、 Ｘ…水晶発振器

Claims (7)

1. 制御電圧に基づいて発振周波数を変化させる電圧制御発振器であって、
   水晶振動子と制御電圧を印加させる制御電圧供給端子とを備え、
   前記水晶振動子と前記制御電圧供給端子とのライン上に、第１の抵抗と、第１のコンデンサとが直列に接続され、
   前記第１の抵抗と前記第１のコンデンサとの間に第１の可変容量ダイオードのカソードが接続されると共に前記第１の可変容量ダイオードのアノードが接地され、
   前記第１のコンデンサと前記水晶振動子との間に、直列接続の第２の可変容量ダイオード及び第２のコンデンサと、第１のコイルによって並列接続された並列接続回路が設けられ、
   前記第１のコンデンサと前記並列接続回路の入力側との間の点が第２の抵抗を介して接地され、
   前記第１の抵抗と前記第１のコンデンサとの間の点と、前記第２の可変容量ダイオードのカソードと前記第２のコンデンサとの間の点が、第３の抵抗を介して接続され、
   前記並列接続回路における前記第２の可変容量ダイオードのカソードと前記第２のコンデンサとの間の点に水晶振動子が接続されていることを特徴とする電圧制御発振器。
2. 並列接続回路にＱダンプ抵抗が並列接続されたことを特徴とする請求項１記載の電圧制御発振器。
3. 制御電圧に基づいて発振周波数を変化させる電圧制御発振器であって、
   水晶振動子と制御電圧を印加させる制御電圧供給端子とを備え、
   前記水晶振動子と前記制御電圧供給端子とのライン上に、第１の抵抗と、第１のコンデンサとが直列に接続され、
   前記第１の抵抗と前記第１のコンデンサとの間に第１の可変容量ダイオードのカソードが接続されると共に前記第１の可変容量ダイオードのアノードが接地され、
   前記第１のコンデンサと前記水晶振動子との間に、直列接続の第２の可変容量ダイオード及び第２のコンデンサと、第１のコイルによって並列接続された並列接続回路が設けられ、
   前記第１のコンデンサと前記並列接続回路の入力側との間の点が第２の抵抗を介して接地され、
   前記第１の抵抗と前記第１のコンデンサとの間の点と、前記第２の可変容量ダイオードのカソードと前記第２のコンデンサとの間の点が、第３の抵抗を介して接続され、
   前記第１の抵抗と前記第１のコンデンサの間に第３の可変容量ダイオードが設けられ、
   前記第１のコンデンサと前記第３の可変容量ダイオードのアノードとの間の点が第４の抵抗を介して接地されたことを特徴とする電圧制御発振器。
4. 並列接続回路にＱダンプ抵抗が並列接続されたことを特徴とする請求項３記載の電圧制御発振器。
5. 制御電圧に基づいて発振周波数を変化させる電圧制御発振器であって、
   水晶振動子と制御電圧を印加させる制御電圧供給端子とを備え、
   前記水晶振動子と前記制御電圧供給端子とのライン上に、第１の抵抗と、第１のコンデンサとが直列に接続され、
   前記第１の抵抗と前記第１のコンデンサとの間に第１の可変容量ダイオードのカソードが接続されると共に前記第１の可変容量ダイオードのアノードが接地され、
   前記第１のコンデンサと前記水晶振動子との間に、直列接続の第２の可変容量ダイオード及び第２のコンデンサと、第１のコイルによって並列接続された並列接続回路が設けられ、
   前記第１のコンデンサと前記並列接続回路の入力側との間の点が第２の抵抗を介して接地され、
   前記第１の抵抗と前記第１のコンデンサとの間の点と、前記第２の可変容量ダイオードのカソードと前記第２のコンデンサとの間の点が、第３の抵抗を介して接続され、
   前記第１のコンデンサと前記並列接続回路との間に、直列接続の第４の可変容量ダイオード及び第３のコンデンサと、第２のコイルによって並列接続された第２の並列接続回路が設けられ、
   前記第１のコンデンサと前記第２の並列接続回路の入力側との間の点が第５の抵抗を介して接地され、
   前記第４の可変容量ダイオードのカソードと前記第３のコンデンサとの間の点に一定の電圧を印加すると共に、Ｑダンプ抵抗の機能を備えるディジタルポテンショメータが設けられたことを特徴とする電圧制御発振器。
6. 並列接続回路にＱダンプ抵抗が並列接続されたことを特徴とする請求項５記載の電圧制御発振器。
7. 制御電圧に基づいて発振周波数を可変させる電圧制御発振器であって、
   水晶振動子と制御電圧を印加させる制御電圧供給端子とを備え、
   前記水晶振動子と前記制御電圧供給端子とのライン上に、第１の抵抗と、並列接続の第１のコンデンサ及び第２のコンデンサとが直列に接続され、
   前記第１の抵抗と前記第１のコンデンサ及び前記第２のコンデンサとの間に第１の可変容量ダイオードが設けられ、
   前記第１のコンデンサ及び前記第２のコンデンサと前記第１の可変容量ダイオードのアノードとの間の点が第２の抵抗を介して接地され、
   前記第１の抵抗と前記第１の可変容量ダイオードのカソードとの間の点に、直列接続の第３のコンデンサ及びコイルと、第２の可変容量ダイオードと、Ｑダンプ抵抗とが並列接続された並列接続回路の入力側が接続されると共に、前記並列接続回路の出力側が接地されたことを特徴とする電圧制御発振器。

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