JPH0335605A - Voltage controlled oscillator - Google Patents

Voltage controlled oscillator

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JPH0335605A
JPH0335605A JP17059089A JP17059089A JPH0335605A JP H0335605 A JPH0335605 A JP H0335605A JP 17059089 A JP17059089 A JP 17059089A JP 17059089 A JP17059089 A JP 17059089A JP H0335605 A JPH0335605 A JP H0335605A
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phase
phase shift
output
shift circuit
signal
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JP17059089A
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Inventor
Isao Nakayama
勲 中山
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  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
  • Circuits Of Receivers In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an oscillation output without being affected by means of the fluctuation of an element and a temperature change by changing the phase difference of two oscillation outputs at about 90 deg. and feeding back the phase error signal of both oscillation outputs to a phase shift circuit. CONSTITUTION:The output of a crystal resonator 110 being a signal source is inputted to the phase shift circuit 135 consisting of a resistor R12 and a capacitor C12, both of which are connected in serial between the resonator and a ground terminal. A differential amplifier 137 consists of transistors 118 and 119 and a constant current source 125 connected between an emitter to which said transistors are commonly connected and ground. A differential amplifier 138 consists of transistors 116 and 117 and a constant current source 123 connected between an emitter to which said transistors are commonly connected and ground. An input signal for the phase shift circuit 135 is inputted to the base of the transistor 119 through an emitter follower circuit consisting of transistors 114 and 126.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は外部制御信号によって発振周波数を変化させる
電圧制御発振器に関し、特に90’の位相差を持った2
つの発振出力を得る電圧制御発振器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a voltage controlled oscillator whose oscillation frequency is changed by an external control signal, and particularly relates to a voltage controlled oscillator with a phase difference of 90'.
This invention relates to a voltage controlled oscillator that obtains two oscillation outputs.

[従来の技術] 従来、例えばBSチューナ用のQPSK復調回路等に使
用され、90°の位相差を持った発振出力を得る電圧制
御増幅器として、第2図に示す回路が知られている。
[Prior Art] Conventionally, a circuit shown in FIG. 2 is known as a voltage controlled amplifier used in, for example, a QPSK demodulation circuit for a BS tuner, and which obtains an oscillation output with a phase difference of 90°.

信号源である水晶振動子228の出力は、この水晶振動
子228と接地端子との間に直列に接続された抵抗R2
□及びコンデンサC2□からなる第1の移相回路235
に入力されている。
The output of the crystal oscillator 228, which is a signal source, is connected to a resistor R2 connected in series between the crystal oscillator 228 and the ground terminal.
A first phase shift circuit 235 consisting of □ and capacitor C2□
has been entered.

一方、トランジスタ218,219及びそれらの共通接
続されたエミッタと接地との間に接続された定電流源2
25にて第1の差動増幅器が構成され、トランジスタ2
18.217及びそれらの共通接続されたエミッタと接
地との間に接続された定電流源223にて第2の差動増
幅器が構成されている。
On the other hand, a constant current source 2 connected between the transistors 218 and 219 and their commonly connected emitters and ground.
25 constitutes a first differential amplifier, and transistor 2
18 and 217 and a constant current source 223 connected between their commonly connected emitters and ground, forming a second differential amplifier.

移相回路235への入力信号は、トランジスタ215及
び定電流源226からなるエミッタフォロワ回路を介し
て前記第1の差動増幅器のトランジスタ219のベース
に入力されている。また、移相回路235からの出力信
号は、定電圧源221により抵抗R220を介してバイ
アスされ、トランジスタ214及び定電流源224から
なるエミッタフォロワ回路を介して前記第1の差動増幅
器のトランジスタ218のベース及び前記第2の差動増
幅器のトランジスタ217のベースに入力されている。
An input signal to the phase shift circuit 235 is input to the base of the transistor 219 of the first differential amplifier via an emitter follower circuit consisting of a transistor 215 and a constant current source 226. Further, the output signal from the phase shift circuit 235 is biased by a constant voltage source 221 via a resistor R220, and is passed to the transistor 218 of the first differential amplifier via an emitter follower circuit consisting of a transistor 214 and a constant current source 224. and the base of the transistor 217 of the second differential amplifier.

また、第2の増幅回路のトランジスタ216のベースに
は、定電圧源221によるバイアス電圧が抵抗212並
びにトランジスタ213及び定電流源222からなるエ
ミッタフォロワ回路を介して与えられている。
Further, a bias voltage from a constant voltage source 221 is applied to the base of the transistor 216 of the second amplifier circuit via an emitter follower circuit including a resistor 212, a transistor 213, and a constant current source 222.

第1及び第2の差動増幅器の負荷抵抗205゜204に
よる逆相出力は、夫々出力端子231゜230から取り
出される。
The negative phase outputs from the load resistors 205 and 204 of the first and second differential amplifiers are taken out from output terminals 231 and 230, respectively.

第1及び第2の差動増幅器の同相出力は、トランジスタ
208,209,210,211からなる加算器に人力
されている。この加算器は、制御端子201,202に
供給される外部制御電圧に基づいて、2つの差動増幅器
の出力の合成比を変化させる。この加算器の出力は、抵
抗20B並びにトランジスタ207及び定電流源227
からなるエミッタフォロワを介して出力端子229から
取り出される。この出力は、抵抗R21及びコンデンサ
C2□からなる第2の移相回路236に入力されている
。この第2の移相回路236の出力は水晶発振子228
に正帰還されている。なお、図中203はこの回路全体
に電力を供給する直流電源である。
The common mode outputs of the first and second differential amplifiers are fed to an adder consisting of transistors 208, 209, 210, and 211. This adder changes the combination ratio of the outputs of the two differential amplifiers based on external control voltages supplied to control terminals 201 and 202. The output of this adder is connected to the resistor 20B, transistor 207 and constant current source 227.
It is taken out from the output terminal 229 via an emitter follower consisting of. This output is input to a second phase shift circuit 236 consisting of a resistor R21 and a capacitor C2□. The output of this second phase shift circuit 236 is the crystal oscillator 228
has been given positive feedback. Note that 203 in the figure is a DC power supply that supplies power to the entire circuit.

この電圧制御発振器の動作を第3図のベクトル図を用い
て説明する。
The operation of this voltage controlled oscillator will be explained using the vector diagram shown in FIG.

いま、出力端子229から取り出される発振器の出力信
号をvlとすると、第2の移相回路236を介した出力
信号v2は、出力信号Vlに対して45°遅相され、水
晶振動子228に与えられる。水晶振動子228では、
その位相推移特性によって、例えば45°遅相され、こ
の信号が第1の移相回路235の入力信号v3となる。
Now, if the output signal of the oscillator taken out from the output terminal 229 is vl, the output signal v2 via the second phase shift circuit 236 is delayed by 45 degrees with respect to the output signal Vl, and is applied to the crystal resonator 228. It will be done. In the crystal oscillator 228,
Due to its phase shift characteristic, the signal is delayed by 45 degrees, for example, and this signal becomes the input signal v3 of the first phase shift circuit 235.

第1の移相回路235では、上記入力信号v3を更に4
5″遅相させた信号v4が出力される。
In the first phase shift circuit 235, the input signal v3 is further
A signal v4 delayed by 5'' is output.

従って、第1の差動増幅器のトランジスタ219.21
8には、夫々信号v1から90”及び135°遅相した
信号V:l+V4が入力される。また、第2の差動増幅
器のトランジスタ217には、信号v4が入力される。
Therefore, the transistor 219.21 of the first differential amplifier
8, a signal V:l+V4 delayed by 90'' and 135° from the signal v1 is inputted, respectively. Also, the signal v4 is inputted to the transistor 217 of the second differential amplifier.

第1及び第2の差動増幅器の同相出力を、夫々V5+V
8、これら差動増幅器の利得をAとすると、これら第1
及び第2の差動増幅器の同相出力VI5+Vaは、夫々
次のようになる。
The common mode outputs of the first and second differential amplifiers are set to V5+V, respectively.
8. If the gain of these differential amplifiers is A, then these first
and the common mode output VI5+Va of the second differential amplifier are as follows.

V5 =−A (V4  V3 )      ・” 
(1)Ve =  AV4           = 
(2)出力信号v5は信号vlに対して一45°の位相
関係を持ち、出力信号V6は信号Vlに対して+45’
の位相関係を持っている。
V5 = -A (V4 V3) ・”
(1) Ve = AV4 =
(2) The output signal v5 has a phase relationship of -45° with respect to the signal vl, and the output signal V6 has a phase relationship of +45' with respect to the signal Vl.
It has a phase relationship of

これらの信号は加算器に入力され、ここで制御端子20
1,202に供給される外部制御電圧に基づく合成比で
合成される。合成された信号が信号Vl と一致してい
れば、水晶振動子228の共振周波数で正帰還となり、
発振が生じ、位相差をもっていれば、水晶振動子228
の位相推移特性によって決まる周波数に変更されて発振
する。
These signals are input to an adder, where the control terminal 20
1, 202 at a synthesis ratio based on the external control voltage supplied to the terminals 1 and 202. If the combined signal matches the signal Vl, positive feedback will occur at the resonant frequency of the crystal oscillator 228,
If oscillation occurs and there is a phase difference, the crystal resonator 228
oscillates at a frequency determined by the phase shift characteristics of

従って、第1及び第2の差動増幅器の出力端子231.
230には、  V15+   veという90’の位
相差を持った2つの発振出力を得ることができる。
Therefore, the output terminals 231 . of the first and second differential amplifiers.
230, two oscillation outputs having a phase difference of 90', V15+ve, can be obtained.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上述した従来の電圧制御発振器では、2
つの発振出カーva *−vaの波形が歪んだり、その
位相差が正確に90°にならないという問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-mentioned conventional voltage controlled oscillator, 2
There are problems in that the waveforms of the two oscillation output signals va*-va are distorted and the phase difference between them is not exactly 90°.

以下、その理由について述べる。The reason for this will be explained below.

即ち、第1の移相回路235の入力信号v3と出力信号
V4との関係を式で表すと、次のようになる。
That is, the relationship between the input signal v3 and the output signal V4 of the first phase shift circuit 235 is expressed as follows.

R2゜。R2゜.

1 + j ωC22R220 220 3 R22+ R220+ J (t)C22R22R22
0・・・ (3) 従って、次の(4)式が成立する。
1 + j ωC22R220 220 3 R22+ R220+ J (t)C22R22R22
0... (3) Therefore, the following equation (4) holds true.

V!3  R22+ R220+JωC22R22R2
20V4         R220 ・・・ (4) また、前述した(1)式及び(2)式より、次の(5)
式が成立する。
V! 3 R22+ R220+JωC22R22R2
20V4 R220... (4) Also, from the above-mentioned formulas (1) and (2), the following (5)
The formula holds true.

■5 4 V3 6 4 R2□+jωC2□R2□R2□。■5 4 V3 6 4 R2□+jωC2□R2□R2□.

220 220 従って、RQ。)R2゜0の条件を満たす場合に限り、
V5 / V8 ’F  j (IJC22R22とな
り、v6゜v6の位相差は90’ に近い値となる。
220 220 Therefore, RQ. ) Only if the condition of R2゜0 is satisfied,
V5/V8'F j (IJC22R22, and the phase difference of v6° and v6 becomes a value close to 90'.

しかしながら、R2゜0はバイアス抵抗のため、この値
を極端に大きくすると、差動増幅器の入力においてDC
オフセットが生じてしまい、発振器の出力が歪んでしま
う。
However, since R2゜0 is a bias resistance, if this value is made extremely large, DC
An offset will occur and the oscillator output will be distorted.

また、(5)式からも明らかなように、抵抗及びコンデ
ンサの値のバラツキ及び温度変化などによって、位相差
が変動し、電圧制御発振器の2つの出力の位相差が正確
に90’にならないという問題がある。
Furthermore, as is clear from equation (5), the phase difference fluctuates due to variations in resistor and capacitor values, temperature changes, etc., and the phase difference between the two outputs of the voltage controlled oscillator is not exactly 90'. There's a problem.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
出力波形の歪みがなく、抵抗及びコンデンサ等の素子の
バラツキ並びに温度変化等に左右されない精度の高い発
振出力を得ることができる電圧制御発振器を提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been made in view of such problems, and includes:
It is an object of the present invention to provide a voltage controlled oscillator which can obtain highly accurate oscillation output without distortion of the output waveform and which is unaffected by variations in elements such as resistors and capacitors, temperature changes, etc.

[課題を解決するための手段] 本発明に係る電圧制御発振器は、信号源と、この信号源
からの発振出力信号を移相させる第1の移相回路と、こ
の第1の移相回路の入力信号と出力信号とを差動入力と
する第1の差動増幅器と、前記第1の移相回路の出力を
一方の入力とし他方の入力がバイアスされた第2の差動
増幅器と、これら第1及び第2の差動増幅器の出力を加
算すると共にその合成比を外部制御信号に基づいて変化
させる加算器と、この加算器の出力を移相させて前記信
号源に帰還させる第2の移相回路とを具備し、前記外部
制御信号によって前記信号源への帰還信号を制御して周
波数を変化させる電圧制御発振器において、前記第1又
は第2の差動増幅器の出力を移相制御入力電圧に応じた
移相量で移相して前記第1及び第2の差動増幅器の出力
の位相差を90’を含む範囲で変化させる第3の移相回
路と、この第3の移相回路で制御された位相差が90″
からずれた量を位相誤差として検出する位相検波器と、
この位相検波器から出力される位相誤差を平滑化するロ
ーパスフィルタと、このローパスフィルタの出力を増幅
し前記第3の移相回路に前記移相制御入力電圧として出
力する位相誤差増幅器とを有することを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] A voltage controlled oscillator according to the present invention includes a signal source, a first phase shift circuit that shifts the phase of an oscillation output signal from the signal source, and a first phase shift circuit that shifts the phase of an oscillation output signal from the signal source. a first differential amplifier having an input signal and an output signal as differential inputs; a second differential amplifier having one input having the output of the first phase shift circuit and having the other input biased; an adder that adds the outputs of the first and second differential amplifiers and changes the combination ratio based on an external control signal; and a second adder that shifts the phase of the output of the adder and feeds it back to the signal source. and a voltage controlled oscillator that changes the frequency by controlling a feedback signal to the signal source using the external control signal, the output of the first or second differential amplifier being a phase shift control input. a third phase shift circuit that changes the phase difference between the outputs of the first and second differential amplifiers in a range including 90' by shifting the phase by a phase shift amount according to the voltage; The phase difference controlled by the circuit is 90″
a phase detector that detects the amount of deviation from the phase error as a phase error;
A low-pass filter that smoothes the phase error output from this phase detector, and a phase error amplifier that amplifies the output of this low-pass filter and outputs it as the phase shift control input voltage to the third phase shift circuit. It is characterized by

[作用] 本発明においては、第1又は第2の差動増幅器の出力を
第3の移相回路によって移相させることにより、再出力
の位相差を90°前後で変化させるようにしている。そ
して、上記第3の移相回路を介した上記2つの出力の位
相差を位相検波器で検出し、90’からずれた分を位相
誤差として出力する。この出力は、ローパスフィルタで
平滑化され、位相誤差増幅器で増幅されたのち、前記第
3の移相回路の移相制御入力電圧として与えられる。こ
れにより、第3の移相回路は上記位相誤差を0、即ち位
相差を90’にするように第1又は第2の差動増幅器の
出力の移相量を変更する。
[Operation] In the present invention, the output of the first or second differential amplifier is phase-shifted by the third phase shift circuit, so that the phase difference of the re-output is changed around 90 degrees. Then, the phase difference between the two outputs via the third phase shift circuit is detected by a phase detector, and the deviation from 90' is output as a phase error. This output is smoothed by a low-pass filter, amplified by a phase error amplifier, and then given as a phase shift control input voltage to the third phase shift circuit. Thereby, the third phase shift circuit changes the phase shift amount of the output of the first or second differential amplifier so that the phase error is 0, that is, the phase difference is 90'.

これにより、位相検波器に入力される2つの信号の位相
差を正確に90’にすることができる。
This allows the phase difference between the two signals input to the phase detector to be exactly 90'.

[実施例コ 以下、添付の図面に基づいて本発明の実施例について説
明する。
[Embodiments] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the accompanying drawings.

第1図は本発明の実施例に係る電圧制御発振器の回路図
である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a voltage controlled oscillator according to an embodiment of the present invention.

信号源である水晶振動子110の出力は、この水晶振動
子110と接地端子との間に直列に接続された抵抗R,
□及びコンデンサC12からなる第1の移相回路135
に入力されている。
The output of the crystal oscillator 110, which is a signal source, is transmitted through a resistor R, which is connected in series between the crystal oscillator 110 and the ground terminal.
□ and a first phase shift circuit 135 consisting of a capacitor C12
has been entered.

一方、トランジスタ118,119及びそれらの共通接
捺されたエミッタと接地との間に接続された定電流源1
25にて第1の差動増幅器137が構成され、トランジ
スタ116.117及びそれらの共通接続されたエミッ
タと接地との間に接続された定電流源123にて第2の
差動増幅器138が構成されている。
On the other hand, a constant current source 1 connected between the transistors 118 and 119 and their common grounded emitters and the ground.
25 constitutes a first differential amplifier 137, and transistors 116 and 117 and a constant current source 123 connected between their commonly connected emitters and ground constitute a second differential amplifier 138. has been done.

移相回路135への入力信号は、トランジスタ114及
び定電流源126からなるエミッタフォロワ回路を介し
て前記第1の差動増幅器137のトランジスタ119の
ベースに入力されている。
An input signal to the phase shift circuit 135 is input to the base of the transistor 119 of the first differential amplifier 137 via an emitter follower circuit consisting of a transistor 114 and a constant current source 126.

また、移相回路135からの出力信号は、定電圧源13
4により抵抗R14を介してバイアスされ、トランジス
タ113及び定電流源124からなるエミッタフォロワ
回路を介して前記第1の差動増幅器137のトランジス
タ118のベース及び前記第2の差動増幅器138のト
ランジスタ117のベースに入力されている。また、第
2の差動増幅器138のトランジスタ118のベースに
は、定電圧1li7134によるバイアス電圧が、抵抗
RIG並びにトランジスタ112及び定電流源122か
らなるエミッタフォロワ回路を介して供給されている。
Further, the output signal from the phase shift circuit 135 is output from the constant voltage source 13.
4 via the resistor R14, and the base of the transistor 118 of the first differential amplifier 137 and the transistor 117 of the second differential amplifier 138 via an emitter follower circuit consisting of the transistor 113 and the constant current source 124. is entered on the basis of Further, a bias voltage based on a constant voltage 1li7134 is supplied to the base of the transistor 118 of the second differential amplifier 138 via an emitter follower circuit including a resistor RIG, the transistor 112, and a constant current source 122.

第1及び第2の差動土管幅n137.138の同相出力
は、トランジスタ105.108,107゜108から
なる加算器に入力されている。この加算器は、制御端子
101.102に夫々供給される外部制御電圧に基づい
て、2つの差動増幅器137.138の出力の合成比を
変化させる。この加算器の出力は、抵抗103並びにト
ランジスタ109及び定電流源127からなるエミッタ
フォロワを介して取り出される。この出力は、抵抗RI
I及びコンデンサC0からなる第2の移相回路136に
入力されている。この第2の移相回路136の出力は水
晶発振子110に正帰還されている。
The in-phase outputs of the first and second differential clay pipe widths n137 and 138 are input to an adder consisting of transistors 105, 108 and 107°108. This adder changes the combination ratio of the outputs of the two differential amplifiers 137, 138 based on external control voltages supplied to control terminals 101, 102, respectively. The output of this adder is taken out via an emitter follower consisting of a resistor 103, a transistor 109, and a constant current source 127. This output is connected to the resistor RI
I and a second phase shift circuit 136 consisting of a capacitor C0. The output of this second phase shift circuit 136 is positively fed back to the crystal oscillator 110.

一方、第1の差動増幅器137の負荷抵抗104によっ
て取り出される逆相出力は、出力端子129を介して外
部に取り出されている。また、第2の差動増幅器138
の負荷抵抗140によって取り出される逆相出力は、ト
ランジスタ111及び定電流源121からなるエミッタ
フォロワ回路を介して第3の移相回路139に入力され
ている。
On the other hand, the negative phase output taken out by the load resistor 104 of the first differential amplifier 137 is taken out to the outside via the output terminal 129. Additionally, the second differential amplifier 138
The negative phase output taken out by the load resistor 140 is input to the third phase shift circuit 139 via an emitter follower circuit consisting of a transistor 111 and a constant current source 121.

この移相回路139は、抵抗R15、コンデンサC13
及び電圧可変容量ダイオードC14から構成されている
。そして、この移相回路139の出力は、トランジスタ
115及び定電流源120からなるエミッタフォロワ回
路を介して出力端子128から外部に取り出されている
This phase shift circuit 139 includes a resistor R15 and a capacitor C13.
and a voltage variable capacitance diode C14. The output of this phase shift circuit 139 is taken out from an output terminal 128 via an emitter follower circuit consisting of a transistor 115 and a constant current source 120.

更に、上記出力端子128.129からの出力は、位相
検波器130に入力され、位相検波される。この位相検
波器130からの位相誤差出力は、ローパスフィルタ1
31によって平滑化されたのち、位相誤差増幅器132
で増幅され、移相制御電圧として電圧可変容量ダイオー
ドC14のアノード側に帰還されている。
Further, the outputs from the output terminals 128 and 129 are inputted to a phase detector 130 and subjected to phase detection. The phase error output from this phase detector 130 is transmitted to the low-pass filter 1
After smoothing by 31, phase error amplifier 132
and is fed back to the anode side of the voltage variable capacitance diode C14 as a phase shift control voltage.

なお、図中133はこの回路全体に電力を供給する直流
電源である。
Note that 133 in the figure is a DC power supply that supplies power to the entire circuit.

次に、このように構成された電圧制御発振器の動作につ
いて説明する。
Next, the operation of the voltage controlled oscillator configured in this way will be explained.

第2の移相回路136に入力される信号をVlとすると
、第2の移相回路136の出力信号v2は、出力信号V
、に対して45″遅相され、水晶振動子110に与えら
れる。水晶振動子110では、位相推移特性によって更
に45°遅相され、この信号が第1の移相回路135の
入力信号v3となる。第1の移相回路135では、上記
入力信号v3を更に45″遅相させた信号v4が出力さ
れる。
If the signal input to the second phase shift circuit 136 is Vl, the output signal v2 of the second phase shift circuit 136 is the output signal V
, and is applied to the crystal resonator 110. In the crystal resonator 110, the phase is further delayed by 45° due to the phase shift characteristic, and this signal is input to the first phase shift circuit 135 as the input signal v3. The first phase shift circuit 135 outputs a signal v4 which is obtained by further delaying the input signal v3 by 45''.

ここで、第1の移相回路135の入力信号v3と出力信
号V4との関係を式で表すと、次のようになる。
Here, the relationship between the input signal v3 and the output signal V4 of the first phase shift circuit 135 is expressed as follows.

14 1+jωC12R+4 RI4°v3 R+2+ R14+ j ωC12R1゜R14・・・
 (6) 従って、 3 次の(7)式が成立する。
14 1+jωC12R+4 RI4°v3 R+2+ R14+ j ωC12R1°R14...
(6) Therefore, the cubic equation (7) holds true.

R1□+R+4+jωC1゜R12R144 R+4 ・・・ (7) また、差動増幅器137.138の利得をAとすると、
出カーV51   Veは、次のように表される。
R1□+R+4+jωC1゜R12R144 R+4... (7) Also, if the gain of the differential amplifier 137.138 is A, then
The output car V51 Ve is expressed as follows.

−V5 =A (V4−V3 )       ・・・
(8)−Ve =AV4            ・”
 (9)従って、次の(10)式が成立する。
-V5=A (V4-V3)...
(8)-Ve=AV4・”
(9) Therefore, the following equation (10) holds true.

5 4 Va 6 4 R1□十jωC1□R12R14 14 14 よって、信号−V5と信号−Veの位相角0は、次のよ
うに表すことができる。
5 4 Va 6 4 R1□jωC1□R12R14 14 14 Therefore, the phase angle 0 between the signal -V5 and the signal -Ve can be expressed as follows.

θ= −tan−’ωct2R+□+++ (11)こ
こで、ωCl2RI。〉Oであるから、位相用θは、0
@くθ<90”になる。
θ= −tan−′ωct2R+□+++ (11) Here, ωCl2RI. 〉O, so θ for phase is 0
@ θ<90”.

そこで、本回路においては、信号を−VBを第3の移相
回路139で位相させて、この移相回路139での移相
量をOoからαまで変化させるようにしている。これに
より、信号−■8の移相後の信号−v7と信号−■5と
の間の位相差βは、θくβくθ+αとなるから、βは9
0″の前後の値をとることができる。
Therefore, in this circuit, the phase of the signal -VB is shifted by the third phase shift circuit 139, and the amount of phase shift in this phase shift circuit 139 is changed from Oo to α. As a result, the phase difference β between the signal -v7 and the signal -■5 after the phase shift of the signal -■8 becomes θ × β × θ + α, so β is 9
It can take values around 0''.

従って、位相差βが90°よりも大きいときには、位相
検波器130において正の位相誤差出力が出力され、こ
れがローパスフィルタ131で平滑化され、位相誤差増
幅器132で増幅されて、電圧可変容量ダイオードC1
4のアノード側の電位を引き上げる。これにより、ダイ
オードCI4の容量が低下し、移相回路139の出力の
位相が進んで位相差βが90°に近づく。
Therefore, when the phase difference β is larger than 90°, the phase detector 130 outputs a positive phase error output, which is smoothed by the low-pass filter 131, amplified by the phase error amplifier 132, and then output from the voltage variable capacitance diode C1.
4. Raise the potential on the anode side of No.4. As a result, the capacitance of the diode CI4 decreases, the phase of the output of the phase shift circuit 139 advances, and the phase difference β approaches 90°.

また、位相差βが90’ よりも小さいときには、位相
検波器130において負の位相誤差出力が出力サレ、こ
れがローパスフィルタ131で平滑化され、位相誤差増
幅器132で増幅されて、電圧可変容量ダイオードCI
4のアノード側の電位を引き下げる。これにより、ダイ
オードCI4の容量が増し、移相回路139の出力の位
相が遅れて位相差βが90’に近づく。つまり、移相制
御電圧と移相量とは反比例の関係となっている。
When the phase difference β is smaller than 90', a negative phase error output is output from the phase detector 130, smoothed by the low-pass filter 131, amplified by the phase error amplifier 132, and then output from the voltage variable capacitance diode CI.
Lower the potential on the anode side of 4. As a result, the capacitance of the diode CI4 increases, the phase of the output of the phase shift circuit 139 is delayed, and the phase difference β approaches 90'. In other words, the phase shift control voltage and the amount of phase shift have an inversely proportional relationship.

この結果、出力端子128,129からは正確に90″
の位相差をもった2つの発振出カーV5+−V7を得る
ことができる。
As a result, output terminals 128 and 129 output exactly 90"
It is possible to obtain two oscillation output signals V5+-V7 with a phase difference of .

なお、上記実施例では第2の差動増幅器138の出カー
V。を第3の移相回路139で移相させるようにしたが
、第1の差動増幅器137の出カーV5を第3の移相回
路139で移相させるようにしてもよい。
Note that in the above embodiment, the output voltage V of the second differential amplifier 138. Although the phase of the output signal V5 of the first differential amplifier 137 is shifted by the third phase shift circuit 139, the phase of the output signal V5 of the first differential amplifier 137 may be shifted by the third phase shift circuit 139.

[発明の効果コ 以上、説明したように、本発明によれば、第3の移相回
路によって、2つの発振出力の位相差を90°前後で変
化させるようにし、両光振出力の位相誤差信号を上記第
3の移相回路に帰還させるようにしたので、抵抗及びコ
ンデンサ等の素子のバラツキ並びに温度変化等に左右さ
れない精度の高い発振出力を得ることができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the phase difference between the two oscillation outputs is changed by around 90° by the third phase shift circuit, and the phase error between the two optical oscillation outputs is reduced. Since the signal is fed back to the third phase shift circuit, it is possible to obtain a highly accurate oscillation output that is unaffected by variations in elements such as resistors and capacitors, temperature changes, and the like.

また、本発明では、第3の移相回路による位相差の調整
を前提としているので、2つの差動増幅器の出力の位相
差を正確に90″に近付ける必要はない。従って、バイ
アス抵抗の抵抗値を極端に大きくする必要がなくなるた
め、差動増幅器の人力においてDCオフセットが生じる
のを防止することができ、歪みの無い出力波形を得るこ
とができる。
Furthermore, since the present invention assumes that the third phase shift circuit adjusts the phase difference, it is not necessary to accurately bring the phase difference between the outputs of the two differential amplifiers close to 90". Therefore, the resistance of the bias resistor Since it is not necessary to make the value extremely large, it is possible to prevent DC offset from occurring in the manual operation of the differential amplifier, and it is possible to obtain an output waveform without distortion.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施例に係る電圧制御発振器の回路図
、第2図は従来の電圧制御発振器の回路図、第3図は同
電圧制御発振器の動作を説明するためのベクトル図であ
る。 101.102,201,202;制御端子、128.
129,229乃至231;出力Z1a子、130:位
相検波器、131;ローパスフィルタ、132;位相誤
差増幅器、135,138,139.235.236;
移相回路、137,138;差動増幅器
FIG. 1 is a circuit diagram of a voltage controlled oscillator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional voltage controlled oscillator, and FIG. 3 is a vector diagram for explaining the operation of the voltage controlled oscillator. . 101.102, 201, 202; control terminal, 128.
129, 229 to 231; Output Z1a, 130: Phase detector, 131; Low pass filter, 132; Phase error amplifier, 135, 138, 139.235.236;
Phase shift circuit, 137, 138; differential amplifier

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)信号源と、この信号源からの発振出力信号を移相
させる第1の移相回路と、この第1の移相回路の入力信
号と出力信号とを差動入力とする第1の差動増幅器と、
前記第1の移相回路の出力を一方の入力とし他方の入力
がバイアスされた第2の差動増幅器と、これら第1及び
第2の差動増幅器の出力を加算すると共にその合成比を
外部制御信号に基づいて変化させる加算器と、この加算
器の出力を移相させて前記信号源に帰還させる第2の移
相回路とを具備し、前記外部制御信号によって前記信号
源への帰還信号を制御して周波数を変化させる電圧制御
発振器において、前記第1又は第2の差動増幅器の出力
を移相制御入力電圧に応じた移相量で移相して前記第1
及び第2の差動増幅器の出力の位相差を90°を含む範
囲で変化させる第3の移相回路と、この第3の移相回路
で制御された位相差が90°からずれた量を位相誤差と
して検出する位相検波器と、この位相検波器から出力さ
れる位相誤差を平滑化するローパスフィルタと、このロ
ーパスフィルタの出力を増幅し前記第3の移相回路に前
記移相制御入力電圧として出力する位相誤差増幅器とを
有することを特徴とする電圧制御発振器。
(1) A signal source, a first phase shift circuit that shifts the phase of the oscillation output signal from the signal source, and a first phase shift circuit that uses the input signal and output signal of the first phase shift circuit as differential inputs. a differential amplifier;
A second differential amplifier whose one input is the output of the first phase shift circuit and whose other input is biased, and the outputs of the first and second differential amplifiers are added together and the combined ratio is externally It includes an adder that changes the phase based on a control signal, and a second phase shift circuit that shifts the phase of the output of the adder and returns it to the signal source, and the feedback signal to the signal source is adjusted by the external control signal. In the voltage controlled oscillator that changes the frequency by controlling the phase shift control input voltage, the output of the first or second differential amplifier is shifted by a phase shift amount according to a phase shift control input voltage.
and a third phase shift circuit that changes the phase difference between the outputs of the second differential amplifier in a range including 90 degrees, and a third phase shift circuit that changes the amount by which the phase difference controlled by the third phase shift circuit deviates from 90 degrees. a phase detector that detects a phase error; a low-pass filter that smoothes the phase error output from the phase detector; and a low-pass filter that amplifies the output of the low-pass filter and supplies the phase shift control input voltage to the third phase shift circuit. 1. A voltage controlled oscillator comprising: a phase error amplifier that outputs a phase error amplifier;
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6046639A (en) * 1997-09-05 2000-04-04 Nec Corporation Amplifier/oscillator circuit with common-emitter amplifier and differential amplifier

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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