JPH06196973A - Voltage control oscillator - Google Patents

Voltage control oscillator

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JPH06196973A
JPH06196973A JP4346461A JP34646192A JPH06196973A JP H06196973 A JPH06196973 A JP H06196973A JP 4346461 A JP4346461 A JP 4346461A JP 34646192 A JP34646192 A JP 34646192A JP H06196973 A JPH06196973 A JP H06196973A
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JP
Japan
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transistor
electrode
emitter
constant voltage
collector
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JP4346461A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Uchimura
哲郎 内村
Shoji Ueno
昭司 上野
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a voltage control oscillator capable of guranteeing stable operation in a high frequency area by executing the high speed switching operation of a transistor(TR) in a constant voltage part for determining logical amplitude and reducing the logical amplitude of the constant voltage part in accordance with the increase of oscillation frequency. CONSTITUTION:The voltage control oscillator is constituted of the 1st and 2nd constant voltage parts 1, 2 respectively consisting of resistors R2, R3, the 1st and 2nd TRs P3, P9 and the 1st and 2nd Schottky diodes D1, D2 connected between the base and collector electrodes of the TRs P3, P9, the 1st and 2nd emitter-follower parts 3, 4 respectively consisting of the 3rd and 4th TRs P11, P20 and constant current sources IU3, IU4, the 1st and 2nd switching TRs P4, P10, a capacitor C1, and a current source part 5 for supplying a current 11 for controlling the oscillation frequency of a voltage control oscillator.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、モノリシックICのP
LL回路等の発振器として一般的に用いられる電圧制御
発振器に関し、特に、論理振幅を決定する定電圧部のト
ランジスタの高速なスイッチング動作を可能とし、発振
周波数の上昇と共に定電圧部の論理振幅を小さくするこ
とにより、高周波領域における安定動作を保証した、ま
た周波数制御の容易な電圧制御発振器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a monolithic IC P
The present invention relates to a voltage-controlled oscillator generally used as an oscillator for an LL circuit or the like, and in particular, enables a high-speed switching operation of a transistor of a constant voltage unit that determines the logical amplitude, and decreases the logical amplitude of the constant voltage unit as the oscillation frequency rises. By doing so, the present invention relates to a voltage-controlled oscillator that guarantees stable operation in a high frequency region and that is easy in frequency control.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5に、第1の従来例として、一般的な
電圧制御発振器の回路構成図を示す。
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a circuit diagram of a general voltage controlled oscillator as a first conventional example.

【0003】本従来例は、電源電圧Vccを5[V]以上
とするエミッタ結合形マルチバイブレータによって実現
された回路であり、以下、その動作原理を図6に示す各
部の電圧波形を参照して説明する。
This conventional example is a circuit realized by an emitter-coupled multivibrator having a power supply voltage Vcc of 5 [V] or higher. Hereinafter, the operation principle will be described with reference to the voltage waveforms of respective parts shown in FIG. explain.

【0004】先ず電圧制御発振器は、初期状態でトラン
ジスタQ1,Q2のどちらか一方がオン状態で、他方が
オフ状態でないと動作しない。ここでは、トランジスタ
Q1がオフ状態、Q2がオン状態であるとする。また、
電流I1 は電位差R・I1 がトランジスタ(ダイオー
ド)Q6をオン(導通)させる程度であるとする。更に
温度一定の条件下では、トランジスタがオン状態の時の
ベース−エミッタ間の電圧降下はコレクタ電流によらず
一定でこれをVF とする。
First, the voltage controlled oscillator does not operate unless either one of the transistors Q1 and Q2 is in the on state and the other is in the off state in the initial state. Here, it is assumed that the transistor Q1 is off and the transistor Q2 is on. Also,
It is assumed that the current I1 is such that the potential difference R · I1 turns on (conducts) the transistor (diode) Q6. Further, under the condition that the temperature is constant, the voltage drop between the base and the emitter when the transistor is in the on state is constant irrespective of the collector current, and this is VF.

【0005】以上の初期状態では、トランジスタQ4及
びQ1のベース電圧はVB (Q4)=Vcc−VF ,VB
(Q1)=Vcc−2VF であり、また、この時トランジ
スタQ5はオフ状態であるのでVB (Q2)=Vccであ
る。ここで、ベース電流IB(Q3)は微少であるため
トランジスタQ5をオンできずに抵抗Rを通じて流れる
が、R・IB (Q3)の電圧降下は無視できる。よっ
て、トランジスタQ2のベース電圧はVB (Q2)=V
cc−VF であり、エミッタ電圧はVE (Q2)=VCC−
2VF となる。
In the above initial state, the base voltages of the transistors Q4 and Q1 are VB (Q4) = Vcc-VF, VB
(Q1) = Vcc-2VF, and at this time the transistor Q5 is in the off state, so VB (Q2) = Vcc. Since the base current IB (Q3) is so small that the transistor Q5 cannot be turned on and flows through the resistor R, the voltage drop of RIB (Q3) can be ignored. Therefore, the base voltage of the transistor Q2 is VB (Q2) = V
cc-VF and the emitter voltage is VE (Q2) = VCC-
It becomes 2VF.

【0006】今、トランジスタQ1はオフ状態でトラン
ジスタQ2はオン状態であるので、トランジスタQ2は
コンデンサCを充電し続け、またトランジスタQ1のエ
ミッタはフローティング状態なので、エミッタ電圧VE
(Q1)は下がり続ける。
Now, since the transistor Q1 is off and the transistor Q2 is on, the transistor Q2 continues to charge the capacitor C, and the emitter of the transistor Q1 is in a floating state, so the emitter voltage VE
(Q1) keeps falling.

【0007】やがて、トランジスタQ1のエミッタ電圧
がVE (Q1)=Vcc−3VF となった瞬間にトランジ
スタQ1はオフ状態からオン状態になる。この時トラン
ジスタQ1のコレクタ電流Ic (Q1)が流れてトラン
ジスタQ5がオン状態になり、トランジスタQ3及びQ
2のベース電圧はVB (Q3)=Vcc−VF 、VB (Q
2)=Vcc−2VF と変わって、トランジスタQ2及び
Q6がオフ状態になる。
Eventually, at the moment when the emitter voltage of the transistor Q1 becomes VE (Q1) = Vcc-3VF, the transistor Q1 changes from the off state to the on state. At this time, the collector current Ic (Q1) of the transistor Q1 flows, the transistor Q5 is turned on, and the transistors Q3 and Q3 are turned on.
The base voltage of 2 is VB (Q3) = Vcc-VF, VB (Q
2) = Vcc-2VF, the transistors Q2 and Q6 are turned off.

【0008】このため、トランジスタQ1のベース電圧
VB (Q1)は瞬間的にVF だけ上昇する。しかしコン
デンサCの両端の電位は瞬間的には変化できない。再び
電流I1 が逆方向からコンデンサCを充電し続け、トラ
ンジスタQ2のベース電圧VB (Q2)=Vcc−3VF
になるまでこの状態が続く(図6(3)参照)。
Therefore, the base voltage VB (Q1) of the transistor Q1 instantaneously rises by VF. However, the potential across the capacitor C cannot change instantaneously. The current I1 continues to charge the capacitor C from the opposite direction again, and the base voltage VB (Q2) of the transistor Q2 = Vcc-3VF
This state continues until (see FIG. 6C).

【0009】このような過程を繰り返し、本従来例の電
圧制御発振器は発振することとなる。以上の動作原理か
ら分かるように、発振周期の半分がコンデンサCの充電
時間に等しい。従って、周期をT、コンデンサCに蓄積
される電荷量の最大値をQとすれば、Q=C・V=C・
2VF であるので、 T/2=Q/I1 から、発振周波数fは f=1/T=I1 /4CVF (1) となる。
By repeating such a process, the conventional voltage controlled oscillator oscillates. As can be seen from the above operation principle, half of the oscillation cycle is equal to the charging time of the capacitor C. Therefore, if the cycle is T and the maximum value of the amount of charge accumulated in the capacitor C is Q, then Q = C · V = C ·
Since it is 2VF, from T / 2 = Q / I1, the oscillation frequency f becomes f = 1 / T = I1 / 4CVF (1).

【0010】次に、図7に第2の従来例の電圧制御発振
器の回路構成図を示す。本従来例は、上述した第1の従
来例の電圧制御発振器を、電源電圧Vcc=3[V]で使
用できるように変形したものである。
Next, FIG. 7 shows a circuit configuration diagram of a second conventional voltage controlled oscillator. In this conventional example, the voltage controlled oscillator of the first conventional example described above is modified so that it can be used at a power supply voltage Vcc = 3 [V].

【0011】第1の従来例では出力の論理振幅をVF =
0.8[V](温度27[℃]下)としていたのに対
し、本従来例では抵抗R7及びR9の電圧降下で出力の
論理振幅を決めており、図7の回路例では0.15
[V]であり、式(1)はf=I1/0.06Cとな
る。また、出力の論理振幅を下げる他の理由は、上述の
式(1)において、トランジスタがオン時のベース−エ
ミッタ間電圧VF で表わされる論理振幅を小さくするこ
とにより、同じ電流I1 を流した時に、より高い周波数
が得られることである。
In the first conventional example, the logical amplitude of the output is VF =
While it is set to 0.8 [V] (at a temperature of 27 [° C.]), in the conventional example, the logical amplitude of the output is determined by the voltage drop of the resistors R7 and R9, and in the circuit example of FIG.
[V], the formula (1) is f = I1 / 0.06C. Another reason for lowering the logic amplitude of the output is to reduce the logic amplitude represented by the base-emitter voltage VF when the transistor is on in the above formula (1) so that the same current I1 is applied. , Higher frequencies can be obtained.

【0012】本従来例の各部の時間に対する電位の変化
を図8に示す。同図は良く知られたアナログ電子回路解
析シミュレータSPICEによるシミュレーション結果
である。シミュレーションは図7に示す各回路定数で行
ない、図8には、トランジスタQ7のエミッタ電圧(a
−)、トランジスタQ12のエミッタ電圧(a+)、ト
ランジスタQ7のコレクタ電圧(b−)、トランジスタ
Q12のコレクタ電圧(b+)、トランジスタQ7のベ
ース電圧(c−)、トランジスタQ12のベース電圧
(c+)、トランジスタQ17のコレクタ電圧(d
−)、及びトランジスタQ19のコレクタ電圧(d+)
をそれぞれ示している。尚、括弧内の記号は図7におけ
るノードを示す。
FIG. 8 shows changes in potential of each part in this conventional example with respect to time. This figure shows a simulation result by a well-known analog electronic circuit analysis simulator SPICE. The simulation was performed with each circuit constant shown in FIG. 7. In FIG. 8, the emitter voltage (a
-), The emitter voltage (a +) of the transistor Q12, the collector voltage (b-) of the transistor Q7, the collector voltage (b +) of the transistor Q12, the base voltage (c-) of the transistor Q7, the base voltage (c +) of the transistor Q12, Transistor Q17 collector voltage (d
-), And the collector voltage (d +) of the transistor Q19
Are shown respectively. Symbols in parentheses indicate nodes in FIG.

【0013】本従来例の電圧制御発振器における最大の
問題点は、当該回路の出力であるトランジスタQ7のコ
レクタ電圧(b−)及びトランジスタQ11のコレクタ
電圧(b+)の波形である。この波形の立ち下がり時間
は、抵抗RX及びRX’を通って電流がVccから流れき
るまでの時間によって決まり、立ち上がり時間はトラン
ジスタQ5及びトランジスタ(ダイオード)Q13のオ
ン状態からオフ状態に移る時間によって決まる。
The biggest problem in the voltage controlled oscillator of this conventional example is the waveform of the collector voltage (b-) of the transistor Q7 and the collector voltage (b +) of the transistor Q11 which are the outputs of the circuit. The fall time of this waveform is determined by the time it takes for the current to flow from Vcc through the resistors RX and RX ', and the rise time is determined by the time when the transistor Q5 and the transistor (diode) Q13 move from the on state to the off state. .

【0014】図8に示すように、本来矩形波となるべき
トランジスタQ7のコレクタ電圧(b−)及びトランジ
スタQ11のコレクタ電圧(b+)の波形は、遅い立ち
上がり及び立ち下がり時間のためになだらかな山の形を
描いている。そのため、トランジスタQ17及びQ19
からなる差動増幅器が正しい時間にスイッチングせず、
トランジスタQ7及びQ12のオン−オフのタイミング
がずれてしまう。このことがトランジスタQ7のエミッ
タ電圧(a−)及びトランジスタQ11のエミッタ電圧
(a+)の波形の歪みの原因となっている。
As shown in FIG. 8, the waveforms of the collector voltage (b-) of the transistor Q7 and the collector voltage (b +) of the transistor Q11, which should originally be rectangular waves, have gentle peaks due to the slow rise and fall times. Drawing the shape of. Therefore, transistors Q17 and Q19
The differential amplifier consisting of does not switch at the correct time,
The on / off timings of the transistors Q7 and Q12 are deviated. This causes distortion of the waveforms of the emitter voltage (a-) of the transistor Q7 and the emitter voltage (a +) of the transistor Q11.

【0015】トランジスタQ7のエミッタ電圧(a
−)、トランジスタQ12のエミッタ電圧(a+)の波
形の歪みは、特に高い周波数で発振する場合の正常な動
作の妨げとなり、ひいては周波数特性の悪化の原因とな
っている。
The emitter voltage of the transistor Q7 (a
-), Distortion of the waveform of the emitter voltage (a +) of the transistor Q12 hinders normal operation particularly when oscillating at a high frequency, and eventually causes deterioration of frequency characteristics.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
電圧制御発振器では、論理振幅を決定する定電圧部のト
ランジスタのコレクタ電極電位の立ち上がり及び立ち下
がり時間が遅く、スイッチングトランジスタのオン−オ
フのタイミングがずれ、出力電圧波形の歪みの原因とな
っており、これは特に高い周波数で発振する場合の正常
な動作の妨げとなり、ひいては周波数特性が悪化すると
いう問題があった。
As described above, in the conventional voltage controlled oscillator, the rise and fall times of the collector electrode potential of the transistor of the constant voltage section that determines the logic amplitude are slow, and the on / off switching transistor is turned on and off. Has a problem in that it causes a distortion of the output voltage waveform, which hinders normal operation particularly when oscillating at a high frequency, and thus deteriorates the frequency characteristic.

【0017】本発明は、上記問題点を解決するもので、
その目的は、論理振幅を決定する定電圧部のトランジス
タの高速なスイッチング動作を可能とし、発振周波数の
上昇と共に定電圧部の論理振幅を小さくすることによ
り、高周波領域における安定動作を保証した電圧制御発
振器を提供することである。
The present invention solves the above problems,
The purpose is to enable high-speed switching operation of the transistor of the constant voltage part that determines the logic amplitude, and to reduce the logic amplitude of the constant voltage part as the oscillation frequency rises, thus ensuring stable operation in the high frequency range. It is to provide an oscillator.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の第1の特徴は、図1(2)に示す如く、ベ
ース電極を電源Vccに、コレクタ電極を抵抗R2または
R3を介して前記電源Vccにそれぞれ接続する第1及び
第2のトランジスタP3及びP9と、前記第1及び第2
のトランジスタP3及びP9のベース−コレクタ電極間
に接続されるショットキダイオードD1及びD2とを含
む第1及び第2の定電圧部1及び2と、ベース電極を前
記第1または第2の定電圧部1及び2内の第1及び第2
のトランジスタP3及びP9のコレクタ電極に、コレク
タ電極を前記電源Vccにそれぞれ接続する第3及び第4
のトランジスタP11及びP20と、前記第3及び第4
のトランジスタP11及びP20のエミッタ電極と接地
GND電位間に接続される定電流源IU3及びIU4と
を含む第1及び第2のエミッタフォロア部3及び4と、
ベース電極を第2または第1のエミッタフォロア部4及
び3内の第4及び第3のトランジスタP20及びP11
のエミッタ電極に、コレクタ電極を前記第1または第2
の定電圧部1及び2内の第1及び第2のトランジスタP
3及びP9のエミッタ電極に、それぞれ接続する第1及
び第2のスイッチングトランジスタP4及びP10と、
前記第1及び第2のスイッチングトランジスタP4及び
P10のエミッタ電極間に接続されるコンデンサC1
と、当該電圧制御発振器の発振周波数を制御する電流I
1を供給する電流源部5とを具備することである。
In order to solve the above-mentioned problems, the first feature of the present invention is, as shown in FIG. 1 (2), that the base electrode is a power source Vcc and the collector electrode is a resistor R2 or R3. First and second transistors P3 and P9 respectively connected to the power source Vcc via the first and second transistors
First and second constant voltage sections 1 and 2 including Schottky diodes D1 and D2 connected between the base and collector electrodes of the transistors P3 and P9, and the base electrode having the first or second constant voltage section. 1st and 2nd within 1 and 2
The third and fourth collector electrodes of the transistors P3 and P9 are connected to the power source Vcc, respectively.
Transistors P11 and P20, and the third and fourth transistors
First and second emitter follower sections 3 and 4 including constant current sources IU3 and IU4 connected between the emitter electrodes of the transistors P11 and P20 and the ground GND potential,
The base electrode serves as the fourth and third transistors P20 and P11 in the second or first emitter follower section 4 and 3.
The collector electrode to the emitter electrode of the first or second
First and second transistors P in the constant voltage sections 1 and 2 of
First and second switching transistors P4 and P10 respectively connected to the emitter electrodes of 3 and P9,
A capacitor C1 connected between the emitter electrodes of the first and second switching transistors P4 and P10.
And a current I for controlling the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator.
1 is provided.

【0019】また、本発明の第2の特徴は、図2に示す
如く、ベース電極を電源Vccに、コレクタ電極を抵抗R
2及びR3を介して前記電源Vccにそれぞれ接続する第
1及び第2のトランジスタP3及びP9と、前記第1及
び第2のトランジスタP3及びP9のベース−コレクタ
電極間に接続されるショットキダイオードD1及びD2
とを含む第1及び第2の定電圧部と、ベース電極を前記
第1または第2の定電圧部内の第1及び第2のトランジ
スタP3及びP9のコレクタ電極に、コレクタ電極を前
記電源Vccにそれぞれ接続する第3及び第4のトランジ
スタP13及びP15と、前記第3及び第4のトランジ
スタP13及びP15のエミッタ電極と接地電位間に接
続される定電流源P14及びR5並びにP15及びR6
とを含む第1及び第2のエミッタフォロア部と、前記第
1及び第2のエミッタフォロア部内の第3及び第4のト
ランジスタP13及びP15のエミッタ電極電位を入力
とする差動増幅器と、ベース電極を前記差動増幅器出力
の一方または他方に、コレクタ電極を前記電源Vccにそ
れぞれ接続する第5及び第6のトランジスタP11及び
P20と、前記第5及び第6のトランジスタP11及び
P20のエミッタ電極と接地電位間に接続される定電流
源P12及びR4並びにP21及びR10とを含む第3
及び第4のエミッタフォロア部と、ベース電極を第4ま
たは第3のエミッタフォロア部内の第6及び第5のトラ
ンジスタP20及びP11のエミッタ電極に、コレクタ
電極を前記第1または第2の定電圧部内の第1及び第2
のトランジスタP3及びP9のエミッタ電極に、それぞ
れ接続する第1及び第2のスイッチングトランジスタP
4及びP10と、前記第1及び第2のスイッチングトラ
ンジスタP4及びP10のエミッタ電極間に接続される
コンデンサC1と、当該電圧制御発振器の発振周波数を
制御する電流を供給する電流源部とを具備することであ
る。
The second feature of the present invention is, as shown in FIG. 2, that the base electrode is a power source Vcc and the collector electrode is a resistor R.
First and second transistors P3 and P9 respectively connected to the power source Vcc via 2 and R3, and Schottky diode D1 connected between the base and collector electrodes of the first and second transistors P3 and P9. D2
And a first constant voltage portion including a base electrode as a collector electrode of the first and second transistors P3 and P9 in the first or second constant voltage portion, and a collector electrode as the power source Vcc. Third and fourth transistors P13 and P15 connected to each other, and constant current sources P14 and R5 and P15 and R6 connected between the emitter electrodes of the third and fourth transistors P13 and P15 and the ground potential.
A first and a second emitter follower part including a differential amplifier, a differential amplifier having the emitter electrode potentials of the third and fourth transistors P13 and P15 in the first and second emitter follower parts as inputs, and a base electrode To one or the other of the outputs of the differential amplifier, fifth and sixth transistors P11 and P20 having collector electrodes connected to the power supply Vcc, and the emitter electrodes of the fifth and sixth transistors P11 and P20 and the ground. Third including constant current sources P12 and R4 and P21 and R10 connected between potentials
And a fourth emitter follower part, and a base electrode as the emitter electrode of the sixth and fifth transistors P20 and P11 in the fourth or third emitter follower part, and a collector electrode in the first or second constant voltage part. The first and second
First and second switching transistors P connected to the emitter electrodes of the transistors P3 and P9, respectively.
4 and P10, a capacitor C1 connected between the emitter electrodes of the first and second switching transistors P4 and P10, and a current source unit that supplies a current that controls the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator. That is.

【0020】更に、本発明の第3の特徴は、請求項1ま
たは2に記載の電圧制御発振器において、図1(2)ま
たは図2に示す如く、前記電流源部5は、前記第1及び
第2の定電圧部1及び2に所定のオフセット電流を流す
カレントミラー回路を備えることである。
Furthermore, a third feature of the present invention is that in the voltage controlled oscillator according to claim 1 or 2, the current source unit 5 includes the first and second current source units 5 as shown in FIG. The second constant voltage section 1 and 2 is provided with a current mirror circuit for flowing a predetermined offset current.

【0021】[0021]

【作用】本発明の第1の特徴の電圧制御発振器では、図
1(2)に示す如く、第1及び第2のスイッチングトラ
ンジスタP4及びP10のオン/オフ時の論理振幅を作
る第1及び第2の定電圧部1及び2を、ショットキダイ
オードD1及びD2をベース−コレクタ電極間に接続し
た第1及び第2のトランジスタP3及びP9による構成
としたことにより、応答時間の短い、即ち高速なスイッ
チング動作が可能となる。
In the voltage controlled oscillator of the first feature of the present invention, as shown in FIG. 1 (2), the first and second switching transistors P4 and P10 for generating the logical amplitudes at the on / off time are produced. The constant voltage sections 1 and 2 of No. 2 are configured by the first and second transistors P3 and P9 in which the Schottky diodes D1 and D2 are connected between the base and collector electrodes, so that the response time is short, that is, high-speed switching. It becomes possible to operate.

【0022】また、本発明の第2の特徴の電圧制御発振
器では、図2に示す如く、第1の特徴の電圧制御発振器
と同様に、第1及び第2のスイッチングトランジスタP
4及びP10のオン/オフ時の論理振幅を作る第1及び
第2の定電圧部を、ショットキダイオードD1及びD2
をベース−コレクタ電極間に接続した第1及び第2のト
ランジスタP3及びP9による構成としたことにより、
応答時間の短い、即ち高速なスイッチング動作が可能と
し、第1及び第2のトランジスタP3及びP9のコレク
タ電極における論理振幅を、電流I1が大きくなればな
るほど、即ち、発振周波数fが大きくなればなるほど、
小さくなるようにしている。
Further, in the voltage controlled oscillator of the second feature of the present invention, as shown in FIG. 2, the first and second switching transistors P are provided in the same manner as the voltage controlled oscillator of the first feature.
The Schottky diodes D1 and D2 are connected to the first and second constant voltage sections for generating the logic amplitudes when P and P10 are turned on / off.
Is constituted by the first and second transistors P3 and P9 connected between the base and collector electrodes,
A short response time, that is, a high-speed switching operation is possible, and the logical amplitudes at the collector electrodes of the first and second transistors P3 and P9 are increased as the current I1 is increased, that is, the oscillation frequency f is increased. ,
I try to make it smaller.

【0023】また、差動増幅器(を構成するトランジス
タP17及びP19のベース電極)への入力を、第1及
び第2の定電圧部内の第1及び第2のトランジスタP3
及びP9のコレクタ電極から、第1及び第2のエミッタ
フォロア部(第3及び第4のトランジスタP13及びP
15)を介して取ることにより、トランジスタP17及
びP19のコレクタ−エミッタ電極間電圧をある程度確
保して、高周波領域におけるカットオフ特性の悪化を防
いでいる。
The input to the differential amplifier (the base electrodes of the transistors P17 and P19 forming the differential amplifier) is supplied to the first and second transistors P3 in the first and second constant voltage sections.
From the collector electrodes of P9 and P9 to the first and second emitter follower sections (third and fourth transistors P13 and P13).
15), the collector-emitter electrode voltages of the transistors P17 and P19 are secured to some extent to prevent the cutoff characteristic from deteriorating in the high frequency region.

【0024】更に、本発明の第3の特徴の電圧制御発振
器では、図1(2)または図2に示す如く、電流源部5
にカレントミラー回路を備え、第1及び第2の定電圧部
1及び2の第1及び第2のトランジスタP3及びP9に
対して、第1及び第2のトランジスタP3及びP9がオ
フ状態の時にもカレントミラー回路を通して微量のオフ
セット電流(図2の回路では、I1/10)を流すこと
により、第1及び第2のトランジスタP3及びP9を完
全なオフ状態とせず、オン−オフの切り換わりに要する
時間を短くすることにより、高速なスイッチング動作を
可能としている。
Furthermore, in the voltage controlled oscillator of the third feature of the present invention, as shown in FIG. 1 (2) or FIG.
Is provided with a current mirror circuit, and even when the first and second transistors P3 and P9 are in the off state with respect to the first and second transistors P3 and P9 of the first and second constant voltage units 1 and 2, By passing a small amount of offset current (I1 / 10 in the circuit of FIG. 2) through the current mirror circuit, the first and second transistors P3 and P9 are not completely turned off, but are required for on / off switching. By shortening the time, high-speed switching operation is possible.

【0025】更にこれにより、第1及び第2の定電圧部
1及び2の第1及び第2のトランジスタP3及びP9の
オフ状態時のコレクタ電位が、それぞれVcc−R2・I
1/10及びVcc−R3・I1/10となり、電流I1
が大きくなればなるほど(発振周波数fが大きくなれば
なるほど)、抵抗R2及びR3のオフセット電流による
降下分だけ下がり、論理振幅を小さくすることができ
る。
As a result, the collector potentials of the first and second constant voltage sections 1 and 2 in the off state of the first and second transistors P3 and P9 are respectively Vcc-R2.I.
1/10 and Vcc-R3 · I1 / 10, current I1
Becomes larger (as the oscillation frequency f becomes larger), the value decreases by the amount of the drop due to the offset current of the resistors R2 and R3, and the logic amplitude can be reduced.

【0026】[0026]

【実施例】以下、本発明に係る実施例を図面に基づいて
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】図1に本発明の第1の実施例に係る電圧制
御発振器(VCO:Voltage Controlled Oscillator )
の回路構成図を示す。
FIG. 1 shows a voltage controlled oscillator (VCO) according to a first embodiment of the present invention.
The circuit block diagram of is shown.

【0028】本実施例の電圧制御発振器は、図1(1)
に示すように、大まかに、入力電圧Vi を電流I1に変
換する電圧−電流変換回路10と、電流I1を変化に応
じて発振周波数fを変化させるVCO本体20とから構
成されている。即ち、入力電圧Vi によって発振周波数
fが制御される。
The voltage controlled oscillator of this embodiment is shown in FIG.
As shown in (1), it roughly comprises a voltage-current conversion circuit 10 for converting the input voltage Vi into a current I1, and a VCO main body 20 for changing the oscillation frequency f according to the change of the current I1. That is, the oscillation frequency f is controlled by the input voltage Vi.

【0029】VCO本体20の回路構成を図1(2)に
示す。
The circuit configuration of the VCO main body 20 is shown in FIG.

【0030】VCO本体20の回路は、大まかに、定電
圧部1及び2、エミッタフォロア部3及び4、スイッチ
ングトランジスタペアP4及びP10、コンデンサC
1、並びに電流源部5から構成されている。
The circuit of the VCO body 20 is roughly composed of a constant voltage section 1 and 2, an emitter follower section 3 and 4, a switching transistor pair P4 and P10, and a capacitor C.
1 and a current source unit 5.

【0031】定電圧部1及び2は、ベース電極を電源V
cc(5[V])に、コレクタ電極を抵抗R2またはR3
を介して電源Vccにそれぞれ接続する第1及び第2のト
ランジスタP3及びP9と、第1及び第2のトランジス
タP3及びP9のベース−コレクタ電極間に接続される
ショットキダイオードD1及びD2とから成る。定電圧
部1は、第1のスイッチングトランジスタP4がオン状
態の時VF 、オフ状態の時0[V]の電圧振幅を生成
し、定電圧部2は、第2のスイッチングトランジスタP
10がオン状態の時VF 、オフ状態の時0[V]の電圧
振幅を生成する。
In the constant voltage units 1 and 2, the base electrode is connected to the power source V.
The collector electrode is connected to cc (5 [V]) with a resistor R2 or R3.
It is composed of first and second transistors P3 and P9 connected to the power supply Vcc via the Schottky diodes D1 and D2 connected between the base and collector electrodes of the first and second transistors P3 and P9, respectively. The constant voltage unit 1 generates a voltage amplitude of VF when the first switching transistor P4 is in the ON state and 0 [V] when the first switching transistor P4 is in the OFF state, and the constant voltage unit 2 generates the voltage amplitude of the second switching transistor P4.
A voltage amplitude of VF is generated when 10 is in the on state, and 0 [V] is generated when it is in the off state.

【0032】エミッタフォロア部3及び4は、定電圧部
1及び2で生成された電圧をVF (トランジスタがオン
状態の時のベース−エミッタ間電圧〜0.8[V])だ
け落としてスイッチングトランジスタペアP4及びP1
0のベース電極に伝えるもので、ベース電極を定電圧部
1及び2内の第1及び第2のトランジスタP3及びP9
のコレクタ電極に、コレクタ電極を電源Vccにそれぞれ
接続する第5及び第6のトランジスタP11及びP20
と、第5及び第6のトランジスタP11及びP20のエ
ミッタ電極と接地GND電位間に接続される定電流源I
U3及びIU4とから成る。
The emitter follower units 3 and 4 drop the voltage generated by the constant voltage units 1 and 2 by VF (base-emitter voltage when the transistor is in the ON state-0.8 [V]) and are switching transistors. Pair P4 and P1
0 to the base electrode of the constant voltage section 1 and 2 of the first and second transistors P3 and P9.
To the collector electrode of the fifth and sixth transistors P11 and P20, respectively, which connect the collector electrode to the power supply Vcc.
And a constant current source I connected between the emitter electrodes of the fifth and sixth transistors P11 and P20 and the ground GND potential.
It consists of U3 and IU4.

【0033】また、第1及び第2のスイッチングトラン
ジスタP4及びP10は、ベース電極をエミッタフォロ
ア部4及び3内の第6及び第5のトランジスタP20及
びP11のエミッタ電極に、コレクタ電極を定電圧部1
及び2内の第1及び第2のトランジスタP3及びP9の
エミッタ電極に、それぞれ接続されている。また、コン
デンサC1は第1及び第2のスイッチングトランジスタ
P4及びP10のエミッタ電極間に接続されている。
In the first and second switching transistors P4 and P10, the base electrode is the emitter electrode of the sixth and fifth transistors P20 and P11 in the emitter follower sections 4 and 3, and the collector electrode is the constant voltage section. 1
, And 2 are connected to the emitter electrodes of the first and second transistors P3 and P9, respectively. The capacitor C1 is connected between the emitter electrodes of the first and second switching transistors P4 and P10.

【0034】更に電流源部5は、発振周波数fを制御す
る電流I1を供給する部分で、トランジスタP1、P
2、P5、P6、P7、及びP8から成る。尚、トラン
ジスタP5及びP6、並びにトランジスタP7及びP8
はそれぞれカレントミラー回路を構成している。
Further, the current source section 5 is a section for supplying a current I1 for controlling the oscillation frequency f, and is composed of transistors P1 and P1.
2, P5, P6, P7, and P8. The transistors P5 and P6, and the transistors P7 and P8
Respectively constitute a current mirror circuit.

【0035】本実施例の第1の従来例との相異点は、次
の2点である。
The difference between this embodiment and the first conventional example is the following two points.

【0036】(1) 定電圧部として、ダイオードの代わり
にショットキダイオードをベース−コレクタ電極間に接
続したトランジスタを使用したこと。
(1) As the constant voltage section, a transistor in which a Schottky diode is connected between the base and collector electrodes instead of the diode is used.

【0037】(2) 定電圧部のトランジスタに対して、カ
レントミラー回路を通してオフセット電流を流したこ
と。
(2) An offset current is applied to the transistor of the constant voltage section through the current mirror circuit.

【0038】相違点(1) による効果としては、定電圧部
1及び2として、ショットキダイオードD1及びD2を
ベース−コレクタ電極間に接続したトランジスタP3及
びP9を使用することにより、応答時間の短い、即ち高
速なスイッチング動作が可能となる。
The effect of the difference (1) is that by using the transistors P3 and P9 in which the Schottky diodes D1 and D2 are connected between the base and collector electrodes as the constant voltage units 1 and 2, the response time is short. That is, high-speed switching operation becomes possible.

【0039】また相違点(2) による効果としては、定電
圧部1及び2のトランジスタP3及びP9に対して、第
1及び第2のトランジスタP3及びP9がオフ状態の時
にもカレントミラー回路を通して微量のオフセット電流
を流すことにより、第1及び第2のトランジスタP3及
びP9を完全なオフ状態とせず、オン−オフの切り換わ
りに要する時間を短くすることにより、高速なスイッチ
ング動作を可能としている。
The effect of the difference (2) is that a small amount of current is passed through the current mirror circuit with respect to the transistors P3 and P9 of the constant voltage sections 1 and 2 even when the first and second transistors P3 and P9 are off. By causing the offset current to flow, the first and second transistors P3 and P9 are not completely turned off, and the time required for on / off switching is shortened, thereby enabling high-speed switching operation.

【0040】次に、図2に本発明の第2の実施例に係る
電圧制御発振器の回路構成図を示す。同図において、第
1の実施例と重複する回路要素については同一の記号を
付している。
Next, FIG. 2 shows a circuit configuration diagram of a voltage controlled oscillator according to a second embodiment of the present invention. In the figure, the same symbols are attached to the circuit elements that overlap with those of the first embodiment.

【0041】本実施例の電圧制御発振器も第1の実施例
と同様に、図1(1)に示すような、入力電圧Vi を電
流I1に変換する電圧−電流変換回路10と、電流I1
を変化に応じて発振周波数fを変化させるVCO本体2
0とから構成されている。
Similarly to the first embodiment, the voltage-controlled oscillator of this embodiment also has a voltage-current conversion circuit 10 for converting the input voltage Vi into a current I1 and a current I1 as shown in FIG. 1 (1).
VCO body 2 for changing the oscillation frequency f according to the change
It is composed of 0 and 0.

【0042】第2の実施例のVCO本体20の回路構成
を図2に示す。
The circuit configuration of the VCO main body 20 of the second embodiment is shown in FIG.

【0043】VCO本体20の回路は、大まかに、第1
及び第2の定電圧部、第1、第2、第3、及び第4のエ
ミッタフォロア部、差動増幅器、スイッチングトランジ
スタペアP4及びP10、コンデンサC1、並びに電流
源部から構成されている。
The circuit of the VCO main body 20 roughly includes the first circuit.
And a second constant voltage section, first, second, third, and fourth emitter follower sections, a differential amplifier, switching transistor pairs P4 and P10, a capacitor C1, and a current source section.

【0044】第1及び第2の定電圧部は、ベース電極を
電源Vccに、コレクタ電極を抵抗R2またはR3を介し
て電源Vccにそれぞれ接続する第1及び第2のトランジ
スタP3及びP9と、第1及び第2のトランジスタP3
及びP9のベース−コレクタ電極間に接続されるショッ
トキダイオードD1及びD2とから成る。
The first and second constant voltage sections have first and second transistors P3 and P9, respectively, whose base electrode is connected to the power source Vcc and whose collector electrode is connected to the power source Vcc via the resistor R2 or R3. 1st and 2nd transistor P3
And Schottky diodes D1 and D2 connected between the base and collector electrodes of P9.

【0045】第1及び第2のエミッタフォロア部は、ベ
ース電極を第1または第2の定電圧部内の第1及び第2
のトランジスタP3及びP9のコレクタ電極に、コレク
タ電極を電源Vccにそれぞれ接続する第3及び第4のト
ランジスタP13及びP15と、第3及び第4のトラン
ジスタP13及びP15のエミッタ電極と接地電位間に
接続される定電流源から成る。各定電流源は、それぞれ
トランジスタP14及び抵抗R5、並びにトランジスタ
P15及び抵抗R6とから成っている。
The first and second emitter follower sections have the base electrode as the first or second constant voltage section in the first or second constant voltage section.
The collector electrodes of the transistors P3 and P9 are connected between the third and fourth transistors P13 and P15, whose collector electrodes are connected to the power supply Vcc, and the emitter electrodes of the third and fourth transistors P13 and P15, and the ground potential. It consists of a constant current source. Each constant current source comprises a transistor P14 and a resistor R5, and a transistor P15 and a resistor R6.

【0046】差動増幅器は、第1及び第2のエミッタフ
ォロア部内の第3及び第4のトランジスタP13及びP
15のエミッタ電極電位を入力とし、出力を第3及び第
4のエミッタフォロア部内の第5及び第6のトランジス
タP11及びP20のベース電極に供給するもので、ト
ランジスタP17及びP19、抵抗R7及びR9、並び
に定電流源としてのトランジスタP18及び抵抗R8か
ら成る。
The differential amplifier includes third and fourth transistors P13 and P in the first and second emitter follower sections.
The potential of the emitter electrode of 15 is input, and the output is supplied to the base electrodes of the fifth and sixth transistors P11 and P20 in the third and fourth emitter follower sections. The transistors P17 and P19, the resistors R7 and R9, And a transistor P18 as a constant current source and a resistor R8.

【0047】第3及び第4のエミッタフォロア部は、ベ
ース電極を差動増幅器出力の一方または他方に、コレク
タ電極を電源Vcc(3[V])にそれぞれ接続する第5
及び第6のトランジスタP11及びP20と、第5及び
第6のトランジスタP11及びP20のエミッタ電極と
接地電位間に接続される定電流源から成る。各定電流源
は、それぞれトランジスタP12及び抵抗R4、並びに
トランジスタP21及び抵抗R10とから成っている。
In the third and fourth emitter follower parts, the base electrode is connected to one or the other of the outputs of the differential amplifier, and the collector electrode is connected to the power source Vcc (3 [V]).
And a sixth transistor P11 and P20, and a constant current source connected between the emitter electrodes of the fifth and sixth transistors P11 and P20 and the ground potential. Each constant current source includes a transistor P12 and a resistor R4, and a transistor P21 and a resistor R10.

【0048】また、スイッチングトランジスタペアP4
及びP10は、ベース電極を第4または第3のエミッタ
フォロア部内の第5及び第6のトランジスタP11及び
P20のエミッタ電極に、コレクタ電極を前記第1また
は第2の定電圧部内の第1及び第2のトランジスタP3
及びP9のエミッタ電極に、それぞれ接続されている。
また、コンデンサC1はスイッチングトランジスタペア
P4及びP10のエミッタ電極間に接続されている。
Further, the switching transistor pair P4
And P10, the base electrode is the emitter electrode of the fifth and sixth transistors P11 and P20 in the fourth or third emitter follower section, and the collector electrode is the first and the first constant voltage section in the first or second constant voltage section. 2 transistor P3
, And P9 emitter electrodes, respectively.
The capacitor C1 is connected between the emitter electrodes of the switching transistor pair P4 and P10.

【0049】更に電流源部は、発振周波数fを制御する
電流I1を供給する部分で、トランジスタP1、P2、
P5、P6、P7、及びP8から成る。尚、トランジス
タP5及びP6、並びにトランジスタP7及びP8はそ
れぞれカレントミラー回路を構成している。
Further, the current source section is a section for supplying a current I1 for controlling the oscillation frequency f, and is composed of the transistors P1, P2,
It consists of P5, P6, P7, and P8. The transistors P5 and P6 and the transistors P7 and P8 form a current mirror circuit, respectively.

【0050】尚、図2の回路構成は、良く知られたアナ
ログ電子回路解析シミュレータSPICEでシミュレー
ションを行なうための回路構成であり、電圧−電流変換
回路10から供給される電流I1の代わりに定電流源I
U1を、またシミュレーションのために定電流源IU2
及び周辺回路、並びにコンデンサC2を、それぞれ付加
した構成となっている。
The circuit configuration of FIG. 2 is a circuit configuration for performing a simulation with a well-known analog electronic circuit analysis simulator SPICE, and is a constant current instead of the current I1 supplied from the voltage-current conversion circuit 10. Source I
U1 and constant current source IU2 for simulation
And a peripheral circuit and a capacitor C2 are added respectively.

【0051】本実施例の各部電位の時間に対する変化を
図3に示す。同図は上述のシミュレーション結果であ
る。シミュレーションは図2に示す各回路定数で行な
い、図3には、第1のスイッチングトランジスタP4の
エミッタ電圧(A−)、第2のスイッチングトランジス
タP10のエミッタ電圧(A+)、第1のトランジスタ
P3のコレクタ電圧(B−)、第2のトランジスタP9
のコレクタ電圧(B+)、第1のスイッチングトランジ
スタP4のベース電圧(C−)、第2のスイッチングト
ランジスタP10のベース電圧(C+)、トランジスタ
P19のコレクタ電圧(D−)、及びトランジスタP1
7のコレクタ電圧(D+)をそれぞれ示している。尚、
括弧内の記号は図2におけるノードを示す。
FIG. 3 shows the changes with time in the potential of each part in this embodiment. The same figure shows the above-mentioned simulation result. The simulation is performed with the circuit constants shown in FIG. 2. In FIG. 3, the emitter voltage (A−) of the first switching transistor P4, the emitter voltage (A +) of the second switching transistor P10, and the first transistor P3 are shown. Collector voltage (B-), second transistor P9
Collector voltage (B +), the base voltage (C−) of the first switching transistor P4, the base voltage (C +) of the second switching transistor P10, the collector voltage (D−) of the transistor P19, and the transistor P1.
No. 7 collector voltage (D +) is shown. still,
Symbols in parentheses indicate nodes in FIG.

【0052】以下、図3を参照しながら本実施例の特徴
的な動作を説明する。
The characteristic operation of this embodiment will be described below with reference to FIG.

【0053】本実施例の第2の従来例との相異点は、次
の3点である。
The difference between this embodiment and the second conventional example is the following three points.

【0054】(1) 定電圧部として、ダイオードの代わり
にショットキダイオードをベース−コレクタ電極間に接
続したトランジスタを使用したこと。
(1) A transistor in which a Schottky diode is connected between the base and collector electrodes instead of the diode is used as the constant voltage section.

【0055】(2) 定電圧部のトランジスタに対して、カ
レントミラー回路を通してオフセット電流を流したこ
と。
(2) An offset current is applied to the transistor of the constant voltage section through the current mirror circuit.

【0056】(3) 差動増幅器への入力を、第1及び第2
のエミッタフォロア部を介して定電圧部内のトランジス
タのコレクタ電極から取ったこと。
(3) First and second inputs to the differential amplifier
Taken from the collector electrode of the transistor in the constant voltage part via the emitter follower part of.

【0057】相違点(1) による効果としては、定電圧部
として、ショットキダイオードD1及びD2をベース−
コレクタ電極間に接続した第1及び第2のトランジスタ
P3及びP9を使用することにより、応答時間の短い、
即ち高速なスイッチング動作が可能となる。
As an effect of the difference (1), the Schottky diodes D1 and D2 are used as bases as the constant voltage section.
By using the first and second transistors P3 and P9 connected between the collector electrodes, the response time is short,
That is, high-speed switching operation becomes possible.

【0058】このことは、図8(第2の従来例のシミュ
レーション結果)におけるノードb+及びb−と、図3
におけるノードB+及びB−の電圧波形の立ち上がりを
比較すれば明かである。また両図から、定電圧部の第1
及び第2のトランジスタP3及びP9がオン状態時のノ
ードB+及びB−の電位の降下が緩和されているのが分
かる。しかも、電流が増えるほど両者の差は大きくな
る。これは、本実施例のノードB+及びB−における論
理振幅が、第2の従来例のノードb+及びb−における
論理振幅に比べて、電流I1が大きくなればなるほど、
即ち、発振周波数fが大きくなればなるほど、小さくな
るということを示している。
This is because the nodes b + and b- in FIG. 8 (the simulation result of the second conventional example) and FIG.
It is obvious by comparing the rising edges of the voltage waveforms at the nodes B + and B- at. From both figures, the first part of the constant voltage section
Also, it can be seen that the potential drop of the nodes B + and B- when the second transistors P3 and P9 are in the ON state is alleviated. Moreover, the difference between the two increases as the current increases. This means that the larger the current I1 is, the larger the logical amplitude at the nodes B + and B- of the present embodiment is than the logical amplitude at the nodes b + and b- of the second conventional example.
That is, it is shown that the higher the oscillation frequency f is, the smaller it is.

【0059】また相違点(2) による効果としては、定電
圧部のトランジスタP3及びP9に対して、第1及び第
2のトランジスタP3及びP9がオフ状態の時にもカレ
ントミラー回路を通して微量のオフセット電流(図2の
回路では、I1/10)を流すことにより、第1及び第
2のトランジスタP3及びP9を完全なオフ状態とせ
ず、オン−オフの切り換わりに要する時間を短くするこ
とにより、高速なスイッチング動作を可能としている。
更にこれにより、定電圧部の第1及び第2のトランジス
タP3及びP9のオフ状態時のコレクタ電位(ノードB
+及びB−の電位)が、それぞれVcc−R2・I1/1
0及びVcc−R3・I1/10となる。つまり、トラン
ジスタP3及びP9のオフ状態時のコレクタ電位(ノー
ドB+及びB−の電位)は、電流I1が大きくなればな
るほど抵抗R2及びR3のオフセット電流による降下分
だけ下がり、論理振幅が小さくなる。
The difference (2) has the effect that a small amount of offset current is applied to the transistors P3 and P9 in the constant voltage section through the current mirror circuit even when the first and second transistors P3 and P9 are in the off state. By flowing (1/10 in the circuit of FIG. 2), the first and second transistors P3 and P9 are not completely turned off, and the time required for on / off switching is shortened. It enables various switching operations.
Further, by this, the collector potential (node B when the first and second transistors P3 and P9 of the constant voltage section are in the off state).
+ And B- potentials) are respectively Vcc-R2 · I1 / 1
0 and Vcc-R3 · I1 / 10. That is, the collector potential (potentials of the nodes B + and B−) when the transistors P3 and P9 are in the OFF state decreases by the amount of the drop due to the offset current of the resistors R2 and R3 as the current I1 increases, and the logic amplitude decreases.

【0060】更に相違点(3) による効果としては、差動
増幅器を構成するトランジスタP17及びP19のベー
ス電極への入力を、定電圧部内の第1及び第2のトラン
ジスタP3及びP9のコレクタ電極から、第1及び第2
のエミッタフォロア部(トランジスタP11及びP1
3)を介して取ることにより、トランジスタP17及び
P19のコレクタ−エミッタ電極間電圧をある程度確保
して、高周波領域におけるカットオフ特性の悪化を防い
でいる。
Further, as an effect of the difference (3), the inputs to the base electrodes of the transistors P17 and P19 which form the differential amplifier are input from the collector electrodes of the first and second transistors P3 and P9 in the constant voltage section. , First and second
Emitter follower section (transistors P11 and P1
By taking it through 3), the collector-emitter electrode voltage of the transistors P17 and P19 is secured to some extent, and the deterioration of the cutoff characteristic in the high frequency region is prevented.

【0061】図4は、本実施例の発振周波数特性、並び
に第1及び第2の定電圧部のトランジスタのコレクタ電
極の論理振幅の特性を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining the oscillation frequency characteristic of this embodiment and the characteristic of the logical amplitude of the collector electrodes of the transistors of the first and second constant voltage sections.

【0062】先ず発振周波数fの周波数特性について
は、第2の従来例に比べてより理論値に近い特性が得ら
れており、また定電圧部の第1及び第2のトランジスタ
P3及びP9のコレクタ電位(ノードB+及びB−の電
位)の論理振幅Δvについては、発振周波数が高くなれ
ばなるほど小さくなる特性を示しており、駆動電流I1
に応じた論理振幅の制御が可能となると共に、高周波領
域での高速なスイッチングを実現できる。
First, with respect to the frequency characteristic of the oscillation frequency f, a characteristic closer to the theoretical value is obtained as compared with the second conventional example, and the collectors of the first and second transistors P3 and P9 of the constant voltage section are obtained. The logical amplitude Δv of the potential (potentials of the nodes B + and B−) has a characteristic that the higher the oscillation frequency, the smaller the characteristic amplitude Δv.
It is possible to control the logical amplitude according to the above, and it is possible to realize high-speed switching in a high frequency region.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上のように本発明の第1の特徴の電圧
制御発振器によれば、第1及び第2のスイッチングトラ
ンジスタのオン/オフ時の論理振幅を作る第1及び第2
の定電圧部を、ショットキクランプダイオードをベース
−コレクタ電極間に接続した第1及び第2のトランジス
タによる構成としたので、応答時間の短い、即ち高速ス
イッチング動作の可能な電圧制御発振器を提供すること
ができる。
As described above, according to the voltage controlled oscillator of the first feature of the present invention, the first and second logical amplitudes for turning on / off the first and second switching transistors are produced.
Since the constant voltage section of the above is constituted by the first and second transistors in which a Schottky clamp diode is connected between the base and collector electrodes, a voltage controlled oscillator having a short response time, that is, capable of high-speed switching operation is provided. You can

【0064】また、本発明の第2の特徴の電圧制御発振
器によれば、第1の特徴の電圧制御発振器と同様に、応
答時間の短い、即ち高速なスイッチング動作が可能であ
ると共に、トランジスタのコレクタ電極における論理振
幅を、電流が大きくなればなるほど、即ち、発振周波数
が大きくなればなるほど小さくなるようにして高周波領
域でのスイッチング速度を高速にし、更に、差動増幅器
への入力を、第1及び第2の定電圧部内のトランジスタ
のコレクタ電極から、第1及び第2のエミッタフォロア
部を介して取ることとしたので、差動増幅器を構成する
トランジスタのコレクタ−エミッタ電極間電圧をある程
度確保して、高周波領域におけるカットオフ特性の悪化
を防ぎうる電圧制御発振器を提供することができる。
Further, according to the voltage controlled oscillator of the second aspect of the present invention, similarly to the voltage controlled oscillator of the first aspect, a switching operation with a short response time, that is, a high speed is possible, and the transistor The logical amplitude in the collector electrode becomes smaller as the current becomes larger, that is, as the oscillation frequency becomes larger, to increase the switching speed in the high frequency region, and further, the input to the differential amplifier is Since it is taken from the collector electrodes of the transistors in the second constant voltage section and the first and second emitter follower sections, the collector-emitter electrode voltage of the transistors constituting the differential amplifier is secured to some extent. As a result, it is possible to provide a voltage controlled oscillator that can prevent deterioration of the cutoff characteristic in the high frequency region.

【0065】更に、本発明の第3の特徴の電圧制御発振
器によれば、電流源部にカレントミラー回路を備え、第
1及び第2の定電圧部の第1及び第2のトランジスタに
対して、トランジスタがオフ状態の時にもカレントミラ
ー回路を通して微量のオフセット電流を流すこととした
ので、トランジスタを完全なオフ状態とせず、オン−オ
フの切り換わりに要する時間を短くして高速なスイッチ
ング動作を可能とすると共に、電流が大きくなればなる
ほど(発振周波数が大きくなればなるほど)、第1及び
第2の定電圧部の第1及び第2のトランジスタのコレク
タ電極電位を抵抗のオフセット電流による降下分だけ下
げて論理振幅を小さくし、駆動電流に応じた論理振幅の
制御が可能であると共に、高周波領域においても高速な
スイッチングが可能な電圧制御発振器を提供することが
できる。
Further, according to the voltage controlled oscillator of the third feature of the present invention, the current source section is provided with the current mirror circuit, and the first and second constant voltage sections are provided with respect to the first and second transistors. Since a small amount of offset current is made to flow through the current mirror circuit even when the transistor is in the off state, the transistor is not completely turned off and the time required for on / off switching is shortened to achieve high-speed switching operation. As the current is increased (the oscillation frequency is increased), the collector electrode potentials of the first and second transistors of the first and second constant voltage sections are decreased by the resistance offset current. It is possible to control the logic amplitude according to the drive current by lowering the logic amplitude to reduce the logic amplitude, and high-speed switching is possible even in the high frequency range. It may provide a voltage controlled oscillator.

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

【図1】本発明の第1の実施例に係る電圧制御発振器の
回路構成図であり、図1(1)は概略構成図、図1
(2)はVCO本体の回路構成図である。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a voltage controlled oscillator according to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 (1) is a schematic configuration diagram, and FIG.
(2) is a circuit configuration diagram of the VCO main body.

【図2】本発明の第2の実施例に係る電圧制御発振器の
VCO本体の回路構成図である。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a VCO main body of a voltage controlled oscillator according to a second embodiment of the present invention.

【図3】第2の実施例の各部における時間に対する電位
変化を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a potential change with time in each unit of the second embodiment.

【図4】第2の実施例の発振周波数特性、並びに第1及
び第2の定電圧部のトランジスタのコレクタ電極の論理
振幅の特性を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating the oscillation frequency characteristic of the second embodiment and the characteristic of the logical amplitude of the collector electrodes of the transistors of the first and second constant voltage sections.

【図5】第1の従来例の電圧制御発振器の回路構成図で
ある。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a voltage controlled oscillator of a first conventional example.

【図6】第1の従来例の各部の電圧波形図である。FIG. 6 is a voltage waveform diagram of each part of the first conventional example.

【図7】第2の従来例の電圧制御発振器の回路構成図で
ある。
FIG. 7 is a circuit configuration diagram of a voltage controlled oscillator of a second conventional example.

【図8】第2の従来例の各部における時間に対する電位
変化を説明する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a potential change with time in each part of the second conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1の定電圧部 2 第2の定電圧部 3 第1のエミッタフォロア部 4 第2のエミッタフォロア部 5 電流源部 10 電圧−電流変換回路 20 VCO本体 R1〜R12,RX,RX’ 抵抗 Q1〜Q23 トランジスタ P1〜P23 トランジスタ P4 第1のスイッチングトランジスタ P10 第2のスイッチングトランジスタ D1,D2 ショットキークランプダイオード IU1〜IU4 定電流源 C1,C2 コンデンサ Vcc 電源 GND 接地 I1 発振周波数を制御する電流(駆動電流) f 発振周波数 A+,A−,B+,B−,C+,C−,D+,D− ノ
ード a+,a−,b+,b−,c+,c−,d+,d− ノ
ード Vi 入力電圧 Vo 発振出力
1 1st constant voltage part 2 2nd constant voltage part 3 1st emitter follower part 4 2nd emitter follower part 5 Current source part 10 Voltage-current conversion circuit 20 VCO main body R1-R12, RX, RX 'resistance Q1 to Q23 transistors P1 to P23 transistors P4 first switching transistor P10 second switching transistor D1 and D2 Schottky clamp diode IU1 to IU4 constant current sources C1 and C2 capacitors Vcc power supply GND ground I1 current for controlling oscillation frequency (drive) Current) f oscillation frequency A +, A-, B +, B-, C +, C-, D +, D- node a +, a-, b +, b-, c +, c-, d +, d- node Vi input voltage Vo oscillation output

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ベース電極を電源に、コレクタ電極を抵
抗を介して前記電源にそれぞれ接続する第1のトランジ
スタと、前記第1のトランジスタのベース−コレクタ電
極間に接続される第1のショットキダイオードとを含む
第1の定電圧部と、 ベース電極を前記電源に、コレクタ電極を抵抗を介して
前記電源にそれぞれ接続する第2のトランジスタと、前
記第2のトランジスタのベース−コレクタ電極間に接続
される第2のショットキダイオードとを含む第2の定電
圧部と、 ベース電極を前記第1の定電圧部内の第1のトランジス
タのコレクタ電極に、コレクタ電極を前記電源にそれぞ
れ接続する第3のトランジスタと、前記第3のトランジ
スタのエミッタ電極と接地電位間に接続される第1の定
電流源とを含む第1のエミッタフォロア部と、 ベース電極を前記第2の定電圧部内の第2のトランジス
タのコレクタ電極に、コレクタ電極を前記電源にそれぞ
れ接続する第4のトランジスタと、前記第4のトランジ
スタのエミッタ電極と接地電位間に接続される第2の定
電流源とを含む第2のエミッタフォロア部と、 ベース電極を第2のエミッタフォロア部内の第4のトラ
ンジスタのエミッタ電極に、コレクタ電極を前記第1の
定電圧部内の第1のトランジスタのエミッタ電極に、そ
れぞれ接続する第1のスイッチングトランジスタと、 ベース電極を第1のエミッタフォロア部内の第3のトラ
ンジスタのエミッタ電極に、コレクタ電極を前記第2の
定電圧部内の第2のトランジスタのエミッタ電極に、そ
れぞれ接続する第2のスイッチングトランジスタと、 前記第1及び第2のスイッチングトランジスタのエミッ
タ電極間に接続されるコンデンサと、 当該電圧制御発振器の発振周波数を制御する電流を供給
する電流源部とを有することを特徴とする電圧制御発振
器。
1. A first transistor having a base electrode connected to a power source and a collector electrode connected to the power source via a resistor, and a first Schottky diode connected between a base electrode and a collector electrode of the first transistor. A first constant voltage section including a second transistor having a base electrode connected to the power supply and a collector electrode connected to the power supply via a resistor, and a second transistor connected between the base and collector electrodes of the second transistor. A second constant voltage section including a second Schottky diode, and a third constant voltage section connected to the collector electrode of the first transistor in the first constant voltage section and the collector electrode to the power source. A first emitter follower portion including a transistor and a first constant current source connected between an emitter electrode of the third transistor and a ground potential; The base electrode is connected to the collector electrode of the second transistor in the second constant voltage section, the collector electrode is connected to the fourth power supply, and the collector electrode is connected between the emitter electrode of the fourth transistor and the ground potential. A second emitter follower portion including a second constant current source, a base electrode for the emitter electrode of the fourth transistor in the second emitter follower portion, and a collector electrode for the first constant voltage portion in the first constant voltage portion. A first switching transistor connected to the emitter electrode of the second transistor, a base electrode to the emitter electrode of a third transistor in the first emitter follower section, and a collector electrode to the second electrode in the second constant voltage section. A second switching transistor connected to the emitter electrode of the transistor and the first and second switches, respectively. Capacitor and a voltage controlled oscillator and having a current source unit supplies a current for controlling the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator is connected between the emitter electrodes of the ring transistor.
【請求項2】 ベース電極を電源に、コレクタ電極を抵
抗を介して前記電源にそれぞれ接続する第1のトランジ
スタと、前記第1のトランジスタのベース−コレクタ電
極間に接続される第1のショットキダイオードとを含む
第1の定電圧部と、 ベース電極を前記電源に、コレクタ電極を抵抗を介して
前記電源にそれぞれ接続する第2のトランジスタと、前
記第2のトランジスタのベース−コレクタ電極間に接続
される第2のショットキダイオードとを含む第2の定電
圧部と、 ベース電極を前記第1の定電圧部内の第1のトランジス
タのコレクタ電極に、コレクタ電極を前記電源にそれぞ
れ接続する第3のトランジスタと、前記第3のトランジ
スタのエミッタ電極と接地電位間に接続される第1の定
電流源とを含む第1のエミッタフォロア部と、 ベース電極を前記第2の定電圧部内の第2のトランジス
タのコレクタ電極に、コレクタ電極を前記電源にそれぞ
れ接続する第4のトランジスタと、前記第4のトランジ
スタのエミッタ電極と接地電位間に接続される第2の定
電流源とを含む第2のエミッタフォロア部と、 前記第1のエミッタフォロア部内の第3のトランジスタ
のエミッタ電極電位と、前記第2のエミッタフォロア部
内の第4のトランジスタのエミッタ電極電位とを入力と
する差動増幅器と、 ベース電極を前記差動増幅器出力の一方または他方に、
コレクタ電極を前記電源にそれぞれ接続する第5のトラ
ンジスタと、前記第5のトランジスタのエミッタ電極と
接地電位間に接続される第3の定電流源とを含む第3の
エミッタフォロア部と、 ベース電極を前記差動増幅器出力の一方または他方に、
コレクタ電極を前記電源にそれぞれ接続する第6のトラ
ンジスタと、前記第6のトランジスタのエミッタ電極と
接地電位間に接続される第4の定電流源とを含む第4の
エミッタフォロア部と、 ベース電極を第4のエミッタフォロア部内の第6のトラ
ンジスタのエミッタ電極に、コレクタ電極を前記第1の
定電圧部内の第1のトランジスタのエミッタ電極に、そ
れぞれ接続する第1のスイッチングトランジスタと、 ベース電極を第3のエミッタフォロア部内の第5のトラ
ンジスタのエミッタ電極に、コレクタ電極を前記第2の
定電圧部内の第2のトランジスタのエミッタ電極に、そ
れぞれ接続する第2のスイッチングトランジスタと、 前記第1及び第2のスイッチングトランジスタのエミッ
タ電極間に接続されるコンデンサと、 当該電圧制御発振器の発振周波数を制御する電流を供給
する電流源部とを有することを特徴とする電圧制御発振
器。
2. A first transistor having a base electrode connected to a power supply and a collector electrode connected to the power supply via a resistor, and a first Schottky diode connected between the base and collector electrodes of the first transistor. A first constant voltage section including a second transistor having a base electrode connected to the power supply and a collector electrode connected to the power supply via a resistor, and a second transistor connected between the base and collector electrodes of the second transistor. A second constant voltage section including a second Schottky diode, and a third constant voltage section connected to the collector electrode of the first transistor in the first constant voltage section and the collector electrode to the power source. A first emitter follower portion including a transistor and a first constant current source connected between an emitter electrode of the third transistor and a ground potential; The base electrode is connected to the collector electrode of the second transistor in the second constant voltage section, the collector electrode is connected to the fourth power supply, and the collector electrode is connected between the emitter electrode of the fourth transistor and the ground potential. A second emitter follower section including a second constant current source, an emitter electrode potential of a third transistor in the first emitter follower section, and an emitter of a fourth transistor in the second emitter follower section. A differential amplifier that receives the electrode potential and a base electrode as one or the other of the differential amplifier outputs,
A third emitter follower portion including a fifth transistor having a collector electrode connected to the power supply, and a third constant current source connected between the emitter electrode of the fifth transistor and the ground potential; and a base electrode To one or the other of the differential amplifier outputs,
A fourth emitter follower portion including a sixth transistor having a collector electrode connected to the power source, and a fourth constant current source connected between the emitter electrode of the sixth transistor and the ground potential; and a base electrode Is connected to the emitter electrode of the sixth transistor in the fourth emitter follower section, and the collector electrode is connected to the emitter electrode of the first transistor in the first constant voltage section. A second switching transistor connecting the emitter electrode of the fifth transistor in the third emitter follower portion and the collector electrode to the emitter electrode of the second transistor in the second constant voltage portion, respectively; A capacitor connected between the emitter electrodes of the second switching transistor and the voltage control A voltage-controlled oscillator, comprising: a current source unit that supplies a current that controls the oscillation frequency of the oscillator.
【請求項3】 前記電流源部は、前記第1及び第2の定
電圧部に所定のオフセット電流を流すカレントミラー回
路を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の
電圧制御発振器。
3. The voltage controlled oscillator according to claim 1, wherein the current source unit includes a current mirror circuit that causes a predetermined offset current to flow through the first and second constant voltage units.
JP4346461A 1992-12-25 1992-12-25 Voltage control oscillator Pending JPH06196973A (en)

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