JPH0515519U - 電圧制御発振回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発振周波数の変化率を大きくし、しかも周波
数シフト幅を大きくして送受信周波数を広帯域化するこ
とを目的としたものである。 【構成】 電圧制御発振回路の少なくとも１個のキャパ
シタンス素子を周波数可変用の第１の可変容量ダイオー
ドで構成し、他の少なくとも１個のキャパシタンス素子
に設けた第２の可変容量ダイオードをON/OFF制御するス
イッチング回路で周波数シフトするよう構成し、無線機
などの広帯域局部発振回路を構成したものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は無線機の局部発振回路などに使用される電圧制御発振回路（以下、 VCO 回路という）に係り、特に無線機の広帯域化を実現するのに好適な VCO回路 に関する。

【０００２】

【従来技術】

従来より、増幅器にインダクタンス素子とキャパシタンス素子とを接続し、直 流電圧で制御して発振周波数を変化させることができる VCO回路は、例えば図３ に示すハートレー型発振回路や図４に示すクラップ型発振回路の VCO回路が多く 提供されていた。

【０００３】 図において、１は VCO回路に供給する直流制御電圧の入力端子、２はスイッチ ング回路をON/OFF制御する切換制御信号の入力端子であり、３は固定容量C3をON /OFF制御するスイッチング回路、４は VCO回路の出力端子である。

【０００４】 図３のハートレー型発振器は増幅器FET Q1を用い、このFET Q1にインダクタン スL1,L2 及びキャパシタンス素子として第１の可変容量ダイオードD1と固定容量 C3とで構成したものであり、第１の可変容量ダイオードD1は入力端子１に供給さ れる直流電圧によって容量値が設定され、固定容量C3は切換制御信号入力端子２ に供給される制御信号によってON/OFF制御される。

【０００５】 この様に構成したハートレー型 VCO回路を無線機の局部発振回路として使用す る場合、送受信周波数の広帯域化を実現するため固定容量C3を送受信バンドによ ってON/OFF制御して周波数シフトし、このシフトした周波数域において第１の可 変容量ダイオードD1の容量変化によって送受信周波数を変化させ、無線機の送受 信操作を行なっていた。

【０００６】 図４はコルピッツ型発振回路を変形したクラップ型発振回路の回路図であり、 このクラップ型発振回路においても前記同様、第１の可変容量ダイオードD1と固 定容量C3及びスイッチング回路３で構成し、送受信周波数の周波数シフト及び送 受信周波数の直流電圧による設定を行なうことができる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記した従来の VCO回路は送受信の広帯域化を実現するため、固定容 量C3をON/OFF制御して周波数シフトを可能にしたので、第１の可変容量ダイオー ドD1による送受信周波数の変化率が低下するという欠点があった。

【０００８】 今、固定容量C3が OFFの状態で第１の可変容量ダイオードD1による発振周波数 の変化率は、図３のハートレー型 VCO回路において次式のようになる。

【０００９】

【数１】

【００１０】 また、固定容量C3がON時は、次式のようになる。

【００１１】

【数２】

【００１２】 即ち、送受信周波数のシフト幅を大きくするため固定容量C3を大きくすると発 振周波数の変化率が小さくなり、逆に発振周波数の変化率を大きく維持するよう 固定容量C3を小さくすると周波数シフト幅が小さくなるという欠点があった。

【００１３】 このため、特に無線機の受信モードでは発振周波数の変化率を大きくするため 、直流電圧入力端子２に供給する直流制御電圧の制御電圧範囲を大きくして発振 周波数を制御していた。このため無線機の送信時と受信時との直流制御電圧値が 変わってしまい、 VCO回路のロックアップタイムが長くなるという欠点が発生し ていた。

【００１４】 また、図４のクラップ型発振回路においても、固定容量C3の容量による発振周 波数の変化率と周波数シフト幅との関係は、前記同様の不具合があった（変化率 △ｆの数式は省略する）。

【００１５】 この考案は上記した点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは 従来例の欠点を解消し、 VCO回路の固定容量C3の代わりに第２の可変容量ダイオ ードを使用し、発振周波数の変化率を大きくし、しかも周波数シフト幅を大きく して送受信周波数を広帯域化した VCO回路を提供するところにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

この考案の VCO回路は増幅器にインダクタンス素子とキャパシタンス素子とを 接続して形成した無線機の局部発振回路の少なくとも１個のキャパシタンス素子 を第１の可変容量ダイオードで構成し、他の少なくとも１個のキャパシタンス素 子にキャパシタンス素子をON/OFF制御するスイッチング回路を接続し、上記第１ の可変容量ダイオードを直流電圧で制御する VCO回路において、上記スイッチン グ回路でON/OFF制御するキャパシタンス素子を第２の可変容量ダイオードで構成 し、この第２の可変容量ダイオードを上記直流電圧で制御して広帯域無線機を構 成したものである。

【００１７】

【作用】

この考案によれば、無線機の局部発振回路を形成する VCO回路を、例えばハー トレー型発振回路のキャパシタンス素子の１個を第１の可変容量ダイオードD1で 構成し、この第１の可変容量ダイオードD1を直流電圧で制御して送受信を行ない 、更に、ハートレー型発振回路の他のキャパシタンス素子に第２の可変容量ダイ オードD2を用い、この第２の可変容量ダイオードD2を送受信バンドに合わせてス イッチング回路によってON/OFF制御して切り換え、送受信周波数を周波数シフト して広帯域送受信することができる。

【００１８】 この様に、スイッチング回路で切換制御するキャパシタンス素子を第２の可変 容量ダイオードD2で構成することにより、直流制御電圧で可変する発振周波数の 変化率を大きくすることができ、更に周波数シフト幅も大きくすることができる ので、より広帯域化した無線機を形成することができる。また、送信時と受信時 の VCO回路の直流制御電圧を同一電圧値で制御することができるので、 VCO回路 のロックアップタイムを短くすることもできる。

【００１９】 また、上記 VCO回路をクラップ型発振回路で構成し、クラップ型発振回路のキ ャパシタンス素子を前記同様、第１及び第２の可変容量ダイオードD1,D2 で形成 し、第２の可変容量ダイオードD2をスイッチング回路でON/OFF制御することによ り同様の効果を出すことができる。

【００２０】

【実施例】

この考案に係る VCO回路の実施例を図１及び図２に基づいて説明する。なお、 従来例と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。図１はハートレー 型発振回路で構成した VCO回路の回路図であり、図２はクラップ型発振回路で構 成した VCO回路の回路図である。

【００２１】 図において、D2は従来例の回路図の固定容量C3の代わり設けた第２の可変容量 ダイオードであり、この第２の可変容量ダイオードD2は入力端子２に供給される 切換制御信号で制御されるスイッチング回路３によってON/OFF制御される。

【００２２】 図１のハートレー型発振回路のキャパシタンス素子を図のように第１及び第２ の可変容量ダイオードD1,D2 とスイッチング回路３で構成し、スイッチング回路 ３が OFFの場合、 VCO回路は入力端子１に加えられる直流制御電圧によって制御 される第１の可変容量ダイオードD1による発振周波数ｆ_off の可変範囲は、第１ の可変容量ダイオードD1がCminからCmaxまで可変すると、次式のようになる。

【００２３】

【数３】

【００２４】 一方、上記スイッチング回路３が切換制御信号の入力端子２によってONとなる と、 VCO回路のキャパシタンス素子は第１及び第２の可変容量ダイオードD1,D2 の並列キャパシタンス回路を形成し、この第１及び第２の可変容量ダイオードD1 ,D2 の可変範囲は、2*Cmaxから2*Cminと大きくなり、発振周波数ｆ_onは次式のよ うになる。

【００２５】

【数４】

【００２６】 となって、周波数変化率△ｆ_onは上記の△ｆ_off と同じ変化率を得ることができ る。更に、スイッチング回路３がON/OFF制御されることにより、発振周波数ｆの 周波数シフトはｆ_off からｆ_onまでのシフト幅を実現することができる。

【００２７】 この様に、無線機の送受信時の VCO回路に第２の可変容量ダイオードD2を接続 して周波数シフト幅を大きく設定した状態でも、 VCO回路の発振周波数可変範囲 の変化率を、従来例の固定容量C3を無くして最大の変化率を得る場合（スイッチ ング回路３が OFF制御した場合）と同様にすることができる。

【００２８】 図２はクラップ型発振回路で形成した VCO回路であり、前記同様、クラップ型 発振回路のキャパシタンス素子を第１及び第２の可変容量ダイオードD1,D2 と並 列接続し、第２の可変容量ダイオードD2を入力端子２に供給される切換制御信号 によってON/OFF制御するスイッチング回路３で構成したものであり、第２の可変 容量ダイオードD2がスイッチング回路３によってON/OFF制御された時の VCO回路 の発振周波数ｆ_off,ｆ_onの可変範囲と、この可変範囲の変化率△f_off, △ｆ_on及 び周波数シフト幅（ｆ_off-ｆ_on）は、次式のようになる。

【００２９】

【数５】

【００３０】 となる。即ち、△ｆ_off ＝△ｆ_onとなり、変化率△f_off, △ｆ_onはスイッチング 回路３が第２の可変容量ダイオードD2をON/OFF制御した場合でも同じ変化率を維 持することができ、周波数シフト幅はｆ_off-ｆ_on＝２倍と大きく設定することが できる。

【００３１】 この様に、第１及び第２の可変容量ダイオードD1,D2 を並列接続して VCO回路 を構成し、第２の可変容量ダイオードD2をON/OFF制御して周波数シフト幅を設定 することにより、発振周波数の変化率及び周波数シフト幅共に大きくすることが でき、入力端子１に印加する直流制御電圧を同電圧値で制御することもできるの で、 VCO回路のロックアップタイムを短くすることも可能である。

【００３２】 以上、 VCO回路のキャパシタンス素子の１個のキャパシタンスをスイッチング 回路３でON/OFF制御する第２の可変容量ダイオードD2にしたが、複数の第２の可 変容量ダイオードD2を並列接続して任意に切り換えて発振回路を構成することに より、更に広帯域送受信周波数を設定することができる広帯域無線機を実現する ことが可能である。

【００３３】

【考案の効果】

この考案に係る VCO回路は前述のように、スイッチング信号の入力端子に供給 される切換制御信号で動作するスイッチング回路でON/OFF制御する第２の可変容 量ダイオードD2を、第１の可変容量ダイオードD1と並列接続して VCO回路を構成 したので、発振周波数の周波数シフト幅を大きく任意に設定することができ、し かも発振周波数の可変範囲の変化率を大きくすることができるので、送受信周波 数の広帯域化が可能になるという効果がある。

【００３４】 特に、無線機の送信及び受信モードの切り換え時の VCO回路のロックアップタ イムを短くすることができ、広帯域送受信周波数の無線機の操作性を向上させる ことができるという効果もある。

【００３５】 しかも、構造が簡単であって、また、安価に構成することができるため実施も 容易であるなどの優れた特長を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の電圧制御発振回路の実施例を示した
ハートレー型電圧制御発振回路の回路図である。

【図２】他の実施例を示したクラップ型電圧制御発振回
路の回路図である。

【図３】従来例を示したハートレー型電圧制御発振回路
の回路図である。

【図４】他の従来例を示したクラップ型電圧制御発振回
路の回路図である。

【符号の説明】

１ 直流制御電圧の入力端子 ２ 切換制御信号の入力端子 ３ スイッチング回路 ４ VCO回路の出力端子 D1 第１の可変容量ダイオード D2 第２の可変容量ダイオード

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 増幅器にインダクタンス素子とキャパシ
   タンス素子とを接続して形成した無線機の局部発振回路
   の少なくとも１個のキャパシタンス素子を第１の可変容
   量ダイオードで構成し、他の少なくとも１個のキャパシ
   タンス素子にキャパシタンス素子をON/OFF制御するスイ
   ッチング回路を接続し、上記第１の可変容量ダイオード
   を直流電圧で制御する電圧制御発振回路において、 上記スイッチング回路でON/OFF制御するキャパシタンス
   素子を第２の可変容量ダイオードで構成し、この第２の
   可変容量ダイオードを上記直流電圧で制御して広帯域無
   線機を構成したことを特徴とする電圧制御発振回路。