JPH02241189A - 電圧制御発振回路及びこれを用いた色相制御回路 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） この発明は、波形歪み及び周波数可変範囲のばらつきを
抑えるようにした電圧制御発振回路及びこれを用いた色
相制御回路に関づる。

（従来の技術） 従来の電圧制御発振回路を第４図に示づ。

第４図において、１′は水晶振動子１１によって発振す
る差動増幅器、４は発振出力を９０’移相する移相器、
３は９０°移相器４からの信号を利得制御して、差動増
幅器１′の出力信号に加算器る利得制御増幅器である。

利得制御増幅器３がらの移相信号３ａは、差動増幅器１
′の出力端子ど帰還抵抗Ｒ１との間に接続した加算器９
にて加亦する。

尚、差動増幅器１′は、非反転入力端子（斗−）と反転
入力端子（＝）に、ぞれぞれ抵抗Ｒ１Ｒ２の各一端を接
続し、反転入力端子（−）と接地点間に、水晶振動子１
１を接続づる。抵抗Ｒ１゜Ｒ２の各他端は、共通に接続
し、前記加算器９の出力端子に接続する。また、利得制
御増幅器３は、端子８からの制御信号ＶＣによって利得
を可変する。さらに、発振出力ＶＯｕｔは、ローパスフ
ィルタ２１を介して出力端子１０より取出す。

この様な構成の電圧制御発振回路は、水晶振動子１１の
直列共振によって発振する。直列共振点では、水晶振動
子１１のインピーダンスが極小になり、差動増幅器１′
の反転及び非反転入力端子間の差動交流入力レベルのバ
ランスが最も崩れて、帰還路のループ利１９が等価的に
最も大きくなって発振する。

発振出力ｖｏｕｔの周波数及び位相は、制御信号Ｖｃを
可変することによって制御することができる。即ち、加
算器９において、差動増幅器１′の出力と利得制御増幅
器３からの移相信号３ａとを合成した信号を、差動増幅
器１′に帰還することで、帰還路ど差動増幅器１′の成
す回路のループ位相が変わり、差動増幅器１′にり出力
する発振出力Ｖｏｌｔの周波数及び位相が変化する。制
御信号ＶＣが、発振中心周波数に対応しに規準電圧にあ
るときは、例えば利得制御増幅器３より出力−づる移相
信号３８は振幅ゼロになる。これより、制御信号Ｖｃが
前記規準電圧をとるときは、加算器９の出力は差動増幅
器１′からの出力成分だりとなり、ループ利得が最大、
ループ位相がゼロになって発振中心周波数で発振する。

制御信号ＶＣが規準電圧より一ト又は−に変わると、加
算器９の出ノ〕は移相信号３ａの成分が増える。これに
よって、ループ位相がげ口でなくなり、その変化分に応
じて発振周波数らずれる。従って、制御信号ＶＣにより
、発振出力ｙｏｕｔの周波数及び位相をコントロールす
ることができる訳である。

ところで、第４図のような電圧制御発振回路は発振件止
現象を避（プるために、通常、ループ回路の利得を大き
くとる。このため差動増幅器１′の利得を１より十分大
ぎくとると、発振出力は一般に矩形波となる。どころが
、矩形波は高調波が多く含まれており、第４図のような
電圧制御発振回路を、同期検波方式等による変復調回路
に必要な変復調用基準信号の生成に用いると、基準信号
中の高調波リークによって誤動作してしまう。そこで、
発振出力をローパスフィルタ２１に通し、次段回路への
高調波リークを抑えている。

また、第４図の回路は、９０’移相器４の定数ばらつき
及び利得制御増幅器３の利得ばらつきによって、加算器
９の出力における移相信号成分がばらつく。このような
ばらつきは、発振周波数の制御範囲がばらつくことであ
り、これを一定の範囲内に収めるようにするため、従来
は、利得制御増幅器３の利得可変範囲を必要範囲より広
げて対処している。しかし、制御範囲を広げることは、
回路の安定性が低下し、高次オーバー１〜−ン発振や低
域での異状発振モードに移行する虞れがある。

次に、上記電圧制御発振回路を用いた回路の一例を説明
する。

ＴＶ受像機等の画像表示装置において、色１３号の復調
部は、搬送色信号ど一定の位相関係を保った基準搬送波
を色同期回路で生成し、得られｌｃ基準搬送波に基づい
て３構成分を復調する。この場合、上記電圧制御発振回
路からの発振信号によって基準搬送波を生成し、この基
準搬送波の位相を制御（調整）づることで色相調整を行
う。

第５図は上記のような色相制御回路の構成を示す。

第５図において、第４図の回路要素と同じ要素には同一
の符号を付す。電圧制御発振回路２２は、第４図でロー
パスフィルタ２１を除く回路である。

移相器２３．差動増幅器１４は、色相制御の中央調整点
を決める規準位相の信号Ｃを作る回路である。

即ち、ローパスフィルタ２１からの発振信号ａを所定位
相ψだけ移相した信号すを作り、これらの信号ａどｂを
差動増幅して規準位相の信号ｃ（ａ−ｂ）を得る。一方
、利得制御増幅器１３に入力された信号すは、端子１５
からの色相制御信号Ｖｔによって振幅が可変され、この
信号すど前記信号Ｃとは信号合成回路１６で合成する。

これにより、色復調用の、位相が可変された基準搬送波
信号ＳＯを得る。

尚、移相器２３は第６図に示すようなＲＣ回路網を用い
る。

上記のような色相制御回路の動作を第７図を参照して説
明する。先ず、移相器２３の移相量ψによって色相制御
範囲を定める。信号ａをベクトルら。

イ言号すをベクトル６及び信号Ｃをベクトルｄで表わす
と、差動増幅器１４は信号すを反転して信号ａに加える
操作を行うので、ベクトルｄは、＾−６で表わされる。

この場合、移相器２３の移相量ψがばらついても、ｄと
６の関係は常に９０’　となる。

しかして、利得制御増幅器１３の利得をゼロにしたとぎ
の基準搬送波信号ＳＯは、ベクトルｄになる。

これにより色相制御の中央調整点を、制御範囲の中心に
することができる。次に、利１９制御増幅器１３の利得
を−１にすると、基準搬送波信号ＳＯは、６とｄの和と
なり、ベクトルｄ′で表わされる。

また、利得制御増幅器１３の利得を１にすると、基準搬
送波信号ＳＯは、６とｄの和となり、これはベクトル６
″　（ａ）で表わされる。従って、基準搬送波信号ＳＯ
のベクトルは、第７図の点線上をベクトルｄ′〜６　″
の範囲で移動することになる。

こうして色相制御信号ｙｔによって色復調信号の位相を
変え、色相を変えることができる。

しかし、第５図のような色相制御回路は、移相器２３の
移相ｍψのばらつぎに起因した中央調整点のばらつきは
無くすことはできるが、ローパスフィルタ２１と移相器
２３という２つのＲＣ回路によって、信号ａ、ｂの振幅
がばらつぎ、信号Ｃもばらついて、色相調整範囲がばら
つく、という不具合がある。

（発明が解決しようどする課題） 上記のごとく、従来の電圧制御発振回路（第４図参照）
は、ループ利得を大きくして発振停止現象を抑える代償
として、次段回路への高調波リークを抑えるためのロー
パスフィルタ２１が必要となり、回路構成を冗長化する
という欠点があった。

また、上記電圧制御発振回路は、９０’移相器４及び利
得制御増幅器３では、利得ばらつぎを生じ、これが発振
周波数制御範囲のばらつきに直結する。

そこで、このような制御範囲のばらつぎを吸収するため
に、利得制御増幅器３の利得可変範囲を広げなければな
らず、利得可変範囲を広げると、回路の安定性が低下し
、異状モードでの発振を招く、という欠点があった。

また、上記電圧制御発振回路を用いＩＣ第５図の色相制
御回路では、ローパスフィルタ２１と移相器２３によっ
て、差動差動増幅器１４に（る信号ａ、　ｂの振幅がば
らつき、色相調整範囲が機器セット間で異なるという問
題があった。

この発明は上記問題点を除去し１次段回路との接続のた
めに１１−パスフィルタが不要であり、かつ制御範囲の
ばらつきの少ない電圧制御発振回路の提供を目的とする
。

また、この発明の他の目的は、前者の電圧制御発振回路
を用いることによって、色相調整範囲のばらつきが少な
い色相制御回路を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、帰還路を介して入力端に帰還する信号の位
相によって発振周波数及び位相が可変される第１の利得
制御増幅器と、該増幅器からの出力を所定量移相する移
相器と、該移相器からの信号を増幅する第２の利得制御
増幅器と、外部及び内部情報による利得制御が可能であ
って、前記第２の利得制御増幅器からの信号を前記内部
情報により利得制御して前記帰還路に加え、前記第１の
利得制御増幅器からの発振出力の位相をコントロールす
る第３の利得制御増幅器と、前記第１の利得制御増幅器
からの出ノＪの振幅情報に基づき前記第１及び第３の利
得制御増幅器の利得を制御づ゛る第１の振幅検波器と、
前記第２の利得制御増幅器からの信号の振幅情報に基づ
き前記第２の利１８制御増幅器の利得を制御する第２の
振幅検波器とを具備したことを特徴とする。

また、この発明による色相制御回路は、上記電圧制御発
振回路を用いたものであって、該電圧制御発振回路と、
前記第１及び第２の利得制御増幅器からの信号をそれぞ
れ入力し、出ノＪとしての信号の振幅を色相制御ｎ信号
によって相対的に変化させる第４．第５の増幅器と、こ
れら第４．第５の増幅器からの信号を合成して前記色相
制御信号に従って位相の制御された基準搬送波信号を導
出する信号合成回路とを具備したことを特徴とする。

（作用） このような構成によれば、発振用利得制御増幅器１より
出力する発振用ノコの振幅を一定とする制御をかけ、ル
ープ利得が小ざくても発振が停止しないようにしている
。これにより、発振波形は矩形波にならず、低歪みの発
振信号となり高調波リークが少なくなる。また、９０°
移相器の出力に対し振幅制御をかけ、かつ利得制御増幅
器３を利得制御増幅器１と同じ制御信号によって制御し
ているので、ループ位相に関係する移相信号は、利得制
御増幅器１からの発振出力と一定の割合で加算器９に入
力するようになる。、これにより、利得制御増幅器３の
利得ばらつきを吸収してループ位相のばらつきを抑え、
周波数制御範囲のばらつきを少なくすることができる。

また、この発明による電圧制御発振回路は、もともと振
幅一定で位相差が正確に９０°の２つの信号を供給する
ので移相操作の必要がなく、これを利用した色相制御回
路の色相制御範囲のばらつきを解決する。

（実施例） 以下、この発明を図示の実施例によって詳細に説明する
。

第１図はこの発明に係る電圧制御発振回路の一実施例を
示１回路図である。第１図において、第４図と同一構成
要素には同一の符号を付す。

本実施例の特徴とする構成（よ、発振用の利得ｉ１ｉ＋
制御増幅器１Ｊ：り出力する発振信号の振幅及び加算器
９への９０°移相信舅３ａの振幅を一定に制御する振幅
検波器群（５，６）を設【ノたことにある。

詳述すると、利得制御増幅器１の出力は、９０°移相器
４に入力づると共に、（第１の）振幅検波器５に人力づ
−る。利得制御増幅器１の出力は、出力端子１０に導出
して直接に回路の出力信号ｙｏｕｔｉとして用いる。第
１の振幅検波器５は、利得制御増幅器１と利得制御増幅
器３の利得を、出力信号Ｖｏｕｔ１の振幅変動に１１づ
き制ｉｉ−る。この場合、利得制御増幅器３は、端子８
からの制御信号ＶＣによっても利得が制御できるように
なっている。

また、本実施例は、９０°移相器４からの信号を第２の
出ノｊ信号Ｖｏｕｔ２として出力端子７に導出する第２
の利得制御増幅器２を設ける。この増幅器２からの信号
は第３の利得制御増幅器３に入力する。利得制御増幅器
２も出力を（第２の）振幅検波器６の入力にフィードバ
ックして、その検波情報によって振幅制御を受けるよう
になっている。

尚、第１の利得制御増幅器１は、従来と同ように、出力
端子と非反転入力端子（＋）間の帰還路中に加算器９と
抵抗Ｒ１を接続し、出力端子と反転入力端子（−）間に
抵抗Ｒ２を接続する。また、反転入力端子と接地点間に
水晶振動子１１を接続する。

次に上記構成による電圧制御発振回路の動作を説明する
。

先ず、利得制御増幅器２より出力する信号の振幅は、振
幅検波器６の動作によって一定になる。

また、利Ｆｌ　ｆｌｉｌ　ＩＩＩ増幅器１の出力は、振
幅検波器５の動作によって一定になる。このとぎ、利得
可変増幅器３も振幅検波器５からの利得制御信号によっ
て制御されるので、その出力信号である移相信号３ａの
振幅は一定になる。従って、加算器９に入力する移相信
号３ａど発振信号Ｖ　ｏｕｔｌの振幅割合は、制御信号
Ｖｃを固定した場合、常に一定になり、利１４制御増幅
器３の利得ばらつきゃ９０’移相器４のＲＣ定数ばらつ
きによる、周波数制御範囲のばらつきを無＜ツ゛ことが
できる。

また、振幅検波器５によって発振信号■ｏｕｔｌの振幅
を一定にづ゛ることで、ループ利得が飽和するのを抑え
、出力信号Ｖ　ｏｕｔｌ、　Ｖ　ｏｕｔ２は正弦波にな
る。このため、次段回路に例えば色相制御を行う回路を
接続する場合でも、従来のように、１］−パスフィルタ
２１を介さず直接の接続が可能になる。

尚、この場合、利得制御増幅器１の入力ダイナミックレ
ンジを広くする必要がある。

次に、上記構成の電圧制御発振回路を用いた色相制御回
路の実施例を第２図によって説明する。

第２図において、第４図ど同じ構成要素には同じ符号を
付す。１２は第１図の回路と同じ電圧制御発振回路であ
る。この電圧制御発振回路１２は、２つの出力端子１０
．７より導出する信号Ｖ　ｏｕｔｌ。

Ｖ　ｏｕｔ２のうち、従来の信号Ｃに相当する信号Ｖ　
ｏｕｔｌを増幅器１４に、信号すに相当づる信号Ｖ　ｏ
ｕｔ２を利得可変増幅器１３に入力する。ここで、増幅
器１４は差動増幅器でなく不平衡型の増幅器で良い。利
得制御増幅器１３は、仝ｉ（子１５からの色相制御信号
Ｖｔによって利得を制御できるようになっている。そし
て、増幅器１４と利得制御増幅器１３の出力は、信号合
成回路１６で合成されて基準搬送波信８ＳＯどなる。

このように、第１図の電圧制御発振回路１２を用いた色
相制御回路は、９０°位相差のある信号Ｖ　ｏｕｔｌ、
　Ｖ　ｏｕｔ２が予め用意されているので、従来のよう
に、ローパスフィルタ２１及び移相器２３を必要としな
い。

第３図は信号合成回路１６にお（〕る信信号酸の様子を
ベクトルで示した動作説明図である。基準搬送波信号Ｓ
Ｏは、ベクトルｄを中心に、ｄ′〜６　”の範囲で可変
であることが分かる。また、このときの利得制御増幅器
１３の利１ワと、位相の関係も第７図と同じになる。

こうして第２図の色相制御回路は、ローパスフィルタ２
１や移相器２３を用いないため、これらによる色相調整
範囲のばらつきは考慮する必要がない。

また、出力信号ＶＯＩｕｔｌ　、　Ｖｏｕｔ２の振幅は
一定に保たれているので、ベクトル合成によるばらつき
も発生しない。

尚、電圧制御発振回路は、水晶振動子を用いたもので説
明したが、第１図のＪ、うに、帰還路を有して発振する
方式の回路であれば、この発明を適用することは容易で
ある。また、電圧制御発振口路の利用回路は、色相制御
回路に限定りるものでない。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば２周波数可変範囲
のばらつきが少なくなり、また、色相制御回路に利用す
ることで、色相制御幅のばらっぎが少なくなるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る電圧制御発振回路の一実施例を
示す回路図、第２図は第１図に示す電圧制御発振回路を
用いた色相制御回路の一実施例を示す回路図、第３図は
第２図の回路の動作を説明するベクトル図、第４図は従
来の電圧制御発振回路を示す回路図、第５図は従来の色
相制御回路を示す回路図、第６図はローパスフィルタや
移相器として用いるＲＣｌ路網を示す回路図、第７図は
第５図の回路の動作を説明づるベク１゛・ル図である。 １・・・第１の利得制御増幅器、２・・・第２の利得制
御増幅器、３・・・第３の利得制御増幅器、４・・・９
０’移相器、５・・・第１の振幅検波器、６・・・第２
の振幅検出器、７．１０・・・出力端子、９・・・加紳
器、１１・・・水晶振動子、１２・・・電圧制御発振回
路、１３・・・利得制御増幅器、１４・・・増幅器、１
６・・・信号合成回路。 Ｎ Ｒ ＵＴ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）帰還路を介して入力側に帰還する信号の位相によ
   って発振周波数及び位相が可変される発振用の第１の利
   得制御増幅器と、 この第１の利得制御増幅器からの出力を所定量移相する
   移相器と、 この移相器からの信号を増幅通過する第２の利得制御増
   幅器と、 外部及び内部情報による利得制御が可能であって、前記
   第２の利得制御増幅器からの信号を前記内部情報により
   利得制御して前記帰還路に加え、前記第１の利得制御増
   幅器からの発振出力の位相をコントロールする第３の利
   得制御増幅器と、前記第１の利得制御増幅器からの出力
   の振幅情報に基づき前記第１及び第３の利得制御増幅器
   の利得を制御する第１の振幅検波器と、 前記第２の利得制御増幅器からの信号の振幅情報に基づ
   き前記第２の利得制御増幅器の利得を制御する第２の振
   幅検波器とを具備したことを特徴とする電圧制御発振回
   路。
2. （２）帰還路より帰還する信号の位相により発振周波数
   及び位相が可変される第１の利得制御増幅器、この第１
   の利得制御増幅器からの出力を所定量移相する移相器、
   この移相器からの信号を増幅通過する第２の利得制御増
   幅器、及びこの第２の利得制御増幅器からの信号を増幅
   通過し前記帰還路にフィードバックして前記第１の利得
   制御増幅器からの発振出力の位相をコントロールする第
   ３の利得制御増幅器を有し、前記第１、第３及び第２の
   利得制御増幅器の出力をそれぞれ出力の振幅情報に基づ
   き振幅制御する第１及び第２の振幅検波器を設け、前記
   第１、第２の利得制御増幅器より前記移相器の移相量に
   相当する位相差を保った２つの発振信号を出力する電圧
   制御発振回路と、前記第１及び第２の利得制御増幅器か
   らの信号をそれぞれ入力し、出力としての信号の振幅を
   色相制御信号によって相対的に変化させる第４、第５の
   増幅器と、 これら第４、第５の増幅器からの信号を合成して前記色
   相制御信号に従って位相の制御された基準搬送波信号を
   導出する信号合成回路とを具備したことを特徴とする色
   相制御回路。