JPH02203606A - 電圧制御発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要］ 本発明は圧電振動子を使用し、発振周波数を大きく変化
させるようにした電圧制御発振器に関し、圧電振動子に
対する負荷容量を決定するための容量の一つを直流制御
信号により制御させ、より大きな周波数変化の得られる
電圧制御発振器を提供することを目的とし、 圧電振動子と２個以上の負荷容量とを帰還回路に有した
増幅器で構成し、負荷容量の一つに印加する電圧を制御
して発振周波数を変化させる電圧制御発振において、他
の負荷容量に対し、前記電圧の印加される負荷容量と同
時に制御用電圧を印加することで構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は圧電振動子を使用し、発振周波数を大きく変化
させるようにした電圧制御発振器に関する。

従来、高い発振周波数を安定に発振させるため、水晶や
リチウムタンタレートを振動子として使用する発振は周
知であるが、発振周波数を安定にした状態で発振周波数
を変化させるとき、コンデンサを接続し、外部から制御
信号を印加する構成の回路としていた。このとき、より
大きく変化する要望がありそれを解決する技術を開発す
ることが要望された。

［従来の技術］ 第６図は、従来の圧電振動子使用の発振器の回路図であ
る。第６図において、■は水晶のような圧電振動子、２
は増幅器、３−１．３−２は容量、４は抵抗素子を示す
。この回路は振動子の共振周波数付近における帯域通過
周波数を利用し、振動子を増幅器の帰還回路に挿入し、
共振周波数付近で正帰還による発振を起こさせたもので
ある。共振周波数は温度特性が比較的安定であり、多方
面に実用化されている。なお、容１３−１．３−２は帯
域通過フィルタを構成する素子の一部となっていて、抵
抗４は直流バイアスを定めるためのものである。

第７図は第６図を応用した発振器であって、発振周波数
を微細に変化させることを意図し、第６図の容量３−１
を電圧制御キャパシタ３−３としている。キャパシタ３
−３はバリキャップと通称される電圧可変容量ダイオー
ドを示し、容量３−４は直流遮断用容量である。第７図
における容１３−２．３−３゜３−４は全て合成されて
振動子ｌに対して負荷容量となり、その値は直流印加端
子５に印加される電圧によって変化する。直流印加がな
いとき各容量の合成値をＣＬ　Ｉ　ｒ成る電圧が印加さ
れたときの合成値をＣＬｔとした場合に、ＣＬＩよりＣ
Ｌｔへの変化と発振周波数ｆの変化との対応図を第８図
に示す。

第８図において、ＣＬＩに対応する発振周波数をｆ。

とすると、ＣＬｆｆｉに対応してｆ２に変化している。

このとき圧電振動子として水晶を使用する場合よりも、
リチウムタンタレート　（ＬｉＴａ０３）の結晶を使用
する方が、同一直流電圧の印加に対して周波数変化を大
きく出来ることが知られている。

（９ｆｔ誌「電子材料」昭和５８年２月号６３頁乃至６
６頁参照）。

一方、インダクタンス・容量による集中定数素子使用の
発振回路により、発振周波数を大きく変化させるように
使用できることは周知である。

［発明が解決しようとする課題］ 第８図に示すように直流電圧の印加により発振周波数を
微細に変化することは出来るが、容量３２が固定値であ
るため、ＣＬＩよりＣＬｔまでの変化量を大きくするこ
とが出来ず、したがって周波数の変化量もあまり太き（
ない、そのため温度変化や電圧変化に対し安定な発振周
波数の得られることが周知の発振器において、発振周波
数を広く可変とすることは困難であった。

集中定数回路を使用するときは、周波数決定素子の所謂
Ｑが低いため、発振周波数の安定化が望めなかった。

本発明の目的は前述の欠点を改善し、圧電振動子に対す
る負荷容量を決定するための容量の一つを直流制御信号
により制御させて、より大きな周波数変化の得られる電
圧制御発振器を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理構成を示す図である。第１図にお
いて、１は圧電振動子、２は増幅器、３３．３−４は直
流制御信号の印加される容量、３−４は直流遮断用容量
、５は電圧印加端子、６−１．６−２は直流電源を示す
。

圧電振動子１と２個以上の負荷容量３−３　、３−５と
を帰還回路に有した増幅器２で構成し、負荷容量の一つ
３−３に印加する電圧を制御して発振周波数を変化させ
る電圧制御発振において、本発明は下記の構成としてい
る。即ち、 他の負荷容量３−５に対し、前記電圧の印加される負荷
容量３−３と同時に制御用電圧を印加することである。

［作用］ 第１図の構成において、振動子２の負荷となる容量の一
つ３−３には、直流電源６−１からの電圧が端子５を介
して印加されて、容量値を変化させる。

他の負荷容量３−５には直流電源６−２からの電圧が同
時に印加されるので、容量値が変化することは同様であ
る。このとき容１３−３．３−５の容量変化が同時であ
るため、振動子２に対する負荷容量は、つの容量３−３
のみが変化する場合と比較し大きく変化させることが出
来る。そのため直流電源６−１゜６−２からの電圧を連
続的に変化させれば発振周波数をより大きく連続的に変
化させることが出来る。

［実施例］ 第２図は本発明の第１実施例の構成を示す図である。第
２図において、直流電源６−１を電圧可変容量ダイオー
ド３−３．３−５に共用するように接続し、同時に同一
値の直流制御信号を与えている。直流制御電圧が低いと
き容量３−３．３−５は共に大きい値例えば５０ｐＦ、
高い電圧のとき例えば１ＱｐＦに変化する時、圧電振動
子１に対する負荷容量は５ｐＦ〜２５ｐＦの間で変化す
る。第３図は負荷容量に対する発振周波数の変化を示す
図である。５ｐＦの負荷容量をＣＬＩ”　、２５ｐＦを
ＣＬｚｏ、１０ｐＦをＣＬＩ、５０ｐＦをＣＬＺに対応
させたとき、周波数ｆについて［，１〜［、ｆの間を変
化させることが出来る。そのため容量３−５を固定容量
コンデンサとして３−３に可変電圧を印加した場合の変
化ｔ　ｒ　ｌｆ２より大きな値が得られる。

次に第２実施例としては、第２図における直流電源を６
−１．６−２のように別個のものとし、各直流電圧値を
異ならせてダイオードに印加する。異ならせる値は低い
値のときより低い値を印加した側のダイオードに対し、
高い値のときより高い値を印加すれば、周波数変化範囲
をより広（できる。

第４図は第３実施例を示す構成図である。第４図におい
て、７は電圧スイッチとして動作するダイオード、３−
２．３−４は固定の容量素子を示している。固定容量３
−４とダイオード７との直列回路を従来の負荷容量３−
２と並列接続している。直流電源６−２からダイオード
７に負電圧を印加したとき、電圧スイッチとして動作す
るダイオードは７は遮断状態で、容量３−４は３−２に
対しオープンとなっている。このとき電源６−１から所
定の制御信号を容量３−３に印加するとき、発振周波数
は第５図に示すようにｆｌよりｆ２に変化する。一方、
直流電源６−２からダイオード７に正電圧を印加すると
ダイオード７は短絡状態となり、容量３−４は３−２と
並列接続される。そのため発振周波数はｆｌより１２′
に変化する。したがって電源６−２から負電圧を印加し
ている特電５６−１に対応して変化する発振周波数変化
範囲ｆ１〜ｆ２を、電源６−２から正電圧を印加してい
る時電源６−１に対応して変化する発振周波数変化範囲
ｆ、−ｆ２°の範囲に広く変えることが出来る。以上の
場合の周波数変化は単独の可変容量ダイオードを接続使
用した場合より大きい。

［発明の効果］ このようにして本発明によると、複数の電圧可変容量ダ
イオードを接続使用したのみの簡易な構成で、周波数安
定性を損なうこと無く変化率を大きくすることが出来る
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理構成を示す図、 第２図は本発明の第１実施例の構成を示す図、第３図は
第２図について発振周波数の変化を示す図、 第４図は本発明の第３実施例の構成を示す図、第５図は
第４図について発振周波数の変化を示す図、 第６図は従来の発振器回路を示す図、 第７図は第６図の応用回路を示す図、 第８図は第７図について発振周波数の変化を示す図であ
る。 １・−圧電振動子 ２−増幅器 ３−１．３−２．３−３．３−４．３−５−ｍ−容量素
子５−・・直流電圧印加端子 ６−１．６−２・−・直流電源 特許出願人　　　　富士通株式会社 代　理　人　　弁理士　　鈴木栄祐 不廼明の！Ｐ、理講胤凹 第１図 葛１裏４旭碍゛１ 償りＭ 従来の茫褌−落 第６図 従来の可変圓ヌｔＣ匣糎界 第７図 ＬＩ ｔＪ Ｌ 第８図 第３図 手続補正書 （方式） ％式％ 補正をする者 事件との関係

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 I 、圧電振動子（１）と２個以上の負荷容量（３−３
   ）（３−５）……とを帰還回路に有した増幅器（２）で
   構成し、負荷容量の一つ（３−３）に印加する電圧を制
   御して発振周波数を変化させる電圧制御発振において、
   他の負荷容量（３−５）に対し、前記電圧の印加される
   負荷容量（３−３）と同時に制御用電圧を印加すること を特徴とする電圧制御発振器。 II、請求項第 I 項記載の他の負荷容量を、負荷容量の
   一つと同一の構成とし「前記印加される電圧」とは異な
   る値の制御電圧を同時に印加することを特徴とする電圧
   制御発振器。 III、請求項第 I 項記載の他の負荷容量に固定容量と電
   圧スイッチとの直列回路を並列接続し「前記印加される
   電圧」とは異なる値の制御電圧により前記電圧スイッチ
   の開閉を制御することを特徴とする電圧制御発振器。