JPH04137606U - 電圧制御発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】バラクタダイオードを、見掛け上低容量化する
とともに、見掛け上の容量変化比を大きくする。 【構成】λ／４差動増幅器は、バラクタダイオードＤ1
、コイルＬ2 ，Ｌ3 、コンデンサＣ1 ，Ｃ5 から構成
されている。制御電圧Ｖt の入力端子はコンデンサＣ1
を介して基準電位点に接続されるとともに、バラクタダ
イオードＤ1 のカソードに接続されている。バラクタダ
イオードＤ1 のアノードは、コイルＬ1 を介して基準電
位点に接続されるとともに、コイルＬ3 とコンデンサＣ
5 の直列回路を介してバラクタダイオードＤ1 のカソー
ドに接続されている。バラクタダイオードＤ1 のアノー
ドは、一方のトランジスタＱ2 のコレクタにコンデンサ
Ｃ2 で容量結合すると共に、その同調回路で同調した周
波数成分だけ帰還容量（コンデンサＣ3 ）を介して他方
のトランジスタＱ1に同相で正帰還をかけ、発振動作す
るようにしている。これにより、バラクタダイオード
を、見掛け上低容量化するとともに、見掛け上の容量変
化比を大きくする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】 ［考案の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】

本考案は高周波電気機器に用いられる電圧制御発振器に係り、特に特に安価な 回路部品で高周波高変化比を実現できる電圧制御発振器に関する。

【０００３】

【従来の技術】

図３に従来のλ／４差動増幅器を使用した電圧制御発振器を示す。周知のよう にλ／４差動増幅器は、トランジスタＱ1 のコレクタを直流電源Ｖccに接続し、 トランジスタＱ2 のコレクタをコイルＬ1 を介して直流電源Ｖccに接続するとと もに、エミッタを電流源ＩE に接続している。これを発振器として使用する場合 、バラクタダイオードＤ1 、コンデンサＣ1 、コイルＬ2 から成る主同調回路（ 分布定数回路としてはλ／４同調回路を構成しており、主としてコンデンサＣ1 が短縮容量を形成している）を一方のトランジスタＱ2 のコレクタにコンデンサ Ｃ2 で容量結合すると共に、その同調回路で同調した周波数成分だけ帰還容量と 成るコンデンサＣ3 を介して他方のトランジスタＱ1 のベースに同相で正帰還を かけ、発振動作するようにしている。また、トランジスタＱ2 のベースには高周 波的に接地するためのコンデンサＣ4 を接続している。バラクターダイオードＤ 1 の一端には抵抗Ｒ1 を介して制御電圧Ｖt を加え、この電圧によつて発振周波 数を制御できるようにしている。発振出力はトランジスタＱ1 のベースから取り 、これに接続される負荷としてミキサやバッファアンプ等に供給される。

【０００４】 尚、トランジスタＱ1 のベースは、コンデンサＣ3 を介して、実線に示すよう に、バラクタダイオードＤ1 のアノードに接続してもよく、破線に示すように、 バラクタダイオードＤ1 のカソードに接続してもよい。また、図３においてはλ ／４差動増幅器のベースバイアス回路は省略して図示していない。

【０００５】 このような電圧制御発振器では、発振周波数の可変領域はバラクタダイオード Ｄ1 の容量変化比と、コンデンサＣ1 の容量によってほとんど決定される。高周 波高変化比を得るためには、コンデンサＣ1 の容量をバラクタダイオードＤ1 に 比べて十分大きくし、バラクタダイオードＤ1 の容量変化比を大きくしなければ ならない。しかし実際には、コンデンサＣ1 の容量（短絡容量）を大きくすると 、電圧Ｖt が低い時、バラクタダイオードＤ1 の直列等価抵抗値（ｒs ）が増大 することによって振幅条件を満足できなくなり発振停止に至る。また、５００Ｍ Ｈｚ〜２ＧＨｚの発振周波数を得るためには、バラクタダイオードＤ1 の容量値 が小さくなければならないが、低容量バラクタで高変化比を得るのは困難である ため、高周波で高変化比の電圧制御発振器を設計するのは難しい。

【０００６】 このことを具体的な数値で説明すると、図３の従来例では、６００ＭＨｚ〜１ ＧＨｚの周波数帯の電圧制御発振器で、制御電圧Ｖt が２Ｖ〜２５Ｖの可変範囲 で、高周波高変化比が１．８程度が限界であった。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

上記した従来の電圧制御発振器では、高周波高変化比を得るためには、主同調 回路のコンデンサの容量をバラクタダイオードに比べて十分大きくし、バラクタ ダイオードの容量変化比を大きくしなければならないが、コンデンサの容量を大 きくすると、バラクタダイオードの直列等価抵抗値（ｒs ）が増大し、振幅条件 を満足できなくなり発振停止に至る。また、５００ＭＨｚ〜２ＧＨｚの発振周波 数を得ることのできる低容量バラクタダイオードで高変化比を得るのは困難であ るため、高周波で高変化比の電圧制御発振器を設計するのは難しい。

【０００８】 本考案は前記の問題点を除去し、バラクタダイオードを、見掛け上低容量化す るとともに、見掛け上の容量変化比を大きくすることを目的とする。

【０００９】 ［考案の構成］

【００１０】

【課題を解決するための手段】

この考案に係る電圧制御発振器は、エミッタが共通の電流源に接続され、コレ クタが直流電源に接続されて差動増幅器を構成する第１及び第２のトランジスタ と、この第２のトランジスタのベースを、高周波的に基準電位点に短絡するため の短絡回路と、第１のコンデンサとバラクタダイオードの直列回路およびこの直 列回路に並列に接続された第１のコイルとから成り、前記第２のトランジスタの コレクタに結合容量を介して接続された同調回路と、この同調回路で同調した周 波数成分を前記第１のトランジスタのベースへ正帰還をかける帰還回路と、前記 同調回路のバラクタダイオードに同調周波数制御用の制御電圧を供給する手段と 、前記バラクタダイオードに並列に接続した第２のコイルと第２のコンデンサの 直列回路とを具備したことを特徴とする。

【００１１】

【作用】

このような構成によれば、バラクタダイオードに並列に接続したコイルとコン デンサの直列回路により、バラクタダイオードを見掛け上低容量化するとともに 、見掛け上の容量変化比を大きくすることができる。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面を参照して説明する。

【００１３】 図１は本考案に係る電圧制御発振器の一実施例を示す回路図であり、図２と同 様の構成要素には同じ符号を付している。

【００１４】 図１において、本実施例で異なるのは、バラクタダイオードＤ1 のアノードを コイルＬ3 とコンデンサＣ5 の直列回路を介してバラクタダイオードＤ1 のカソ ードに接続したことである。これ以外の構成は図３の従来例と同様になっている 。

【００１５】 さらに詳細に説明すると、本実施例のλ／４差動増幅器は、バラクタダイオー ドＤ1 、コイルＬ2 ，Ｌ3 、コンデンサＣ1 ，Ｃ5 から構成されている。

【００１６】 制御電圧Ｖt の入力端子はコンデンサＣ1 を介して基準電位点に接続されると ともに、バラクタダイオードＤ1 のカソードに接続されている。バラクタダイオ ードＤ1 のアノードは、コイルＬ1 を介して基準電位点に接続されるとともに、 コイルＬ3 と直流防止用コンデンサＣ5 の直列回路を介してバラクタダイオード Ｄ1 のカソードに接続されている。バラクタダイオードＤ1 のアノードは、一方 のトランジスタＱ2 のコレクタにコンデンサＣ2 で容量結合すると共に、その同 調回路で同調した周波数成分だけ帰還容量（コンデンサＣ3 ）を介して他方のト ランジスタＱ1 に同相で正帰還をかけ、発振動作するようにしている。

【００１７】 コイルＬ3 のインダクタンスは、以下の数式を満足するように設定されている 。

【００１８】

【数１】

【００１９】 但し、Ｌ3 はコイルＬ3 のインダクタンス、ｆ0 発振周波数、Ｄ1 はバラクタ ダイオードＤ1 の容量値を示している。また、コンデンサＣ5 は、容量値がバラ クタダイオードＤ1 に対して十分大きな値になっており、パスコンデンサとして の働きを持っている。

【００２０】 尚、λ／４差動増幅器のベースバイアス回路は省略して図示していない。

【００２１】 このような電圧制御発振器によれば、バラクタダイオードＤ1 の見掛け上の容 量は、コンデンサＣ5 により、バラクタダイオードＤ1 の単独の容量より小さく くなり、バラクタダイオードＤ1 の直列等価抵抗値（ｒs ）が増大を押さえるこ とが出来る。また、コイルＬ3 を式（ア）が成り立つように設けたことにより、 コイルＬ3 の発振によって、バラクタダイオードＤ1 の見掛け上の容量変化比を 大きくするができ、高周波で高変化比の電圧制御発振器を設計することができる 。

【００２２】 このことを具体的な数値で説明すると、６００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの周波数帯の 電圧制御発振器で、制御電圧Ｖt が２Ｖ〜２５Ｖの可変範囲で、高周波高変化比 が２．２が得られる。

【００２３】 図２は図１の実施例の変形例を示す回路図であり、図２と同様の構成要素には 同じ符号を付している。

【００２４】 本変形例で異なるのは、トランジスタＱ1 のベースを、コンデンサＣ3 を介し て、バラクタダイオードＤ1 のアノードに接続する代わりに、破線に示すように 、バラクタダイオードＤ1 のカソードに接続している。

【００２５】 このような構成によっても、図１の実施例と同様の効果が得られる。

【００２６】

【考案の効果】

本考案によれば、バラクタダイオードを見掛け上低容量化するとともに、見掛 け上の容量変化比を大きくするができ、高周波で高変化比の電圧制御発振器を設 計することができる。

【００２７】

【図面の簡単な説明】

【００２８】

【図１】本考案に係る電圧制御発振器の一実施例を示す
回路図。

【００２９】

【図２】図１の電圧制御発振器の実施例の変形例を示す
回路図。

【００３０】

【図３】従来の電圧制御発振器を示す回路図。

【００３１】

【符号の説明】

Ｃ1 ，Ｃ2 ，Ｃ3 ，Ｃ4 ，Ｃ5 コンデンサ Ｄ1 バラクタダイオード ＩE 直流電源 Ｌ2 ，Ｌ3 コイル Ｑ1 ，Ｑ2 トランジスタ Ｒ1 抵抗 Ｖcc 直流電源 Ｖt 制御電圧

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エミッタが共通の電流源に接続され、コ
   レクタが直流電源に接続されて差動増幅器を構成する第
   １及び第２のトランジスタと、この第２のトランジスタ
   のベースを、高周波的に基準電位点に短絡するための短
   絡回路と、第１のコンデンサとバラクタダイオードの直
   列回路およびこの直列回路に並列に接続された第１のコ
   イルとから成り、前記第２のトランジスタのコレクタに
   結合容量を介して接続された同調回路と、この同調回路
   で同調した周波数成分を前記第１のトランジスタのベー
   スへ正帰還をかける帰還回路と、前記同調回路のバラク
   タダイオードに同調周波数制御用の制御電圧を供給する
   手段と、前記バラクタダイオードに並列に接続した第２
   のコイルと第２のコンデンサの直列回路とを具備したこ
   とを特徴とする電圧制御発振器。