JPH06252639A - 発振器回路 - Google Patents
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- JPH06252639A JPH06252639A JP6010421A JP1042194A JPH06252639A JP H06252639 A JPH06252639 A JP H06252639A JP 6010421 A JP6010421 A JP 6010421A JP 1042194 A JP1042194 A JP 1042194A JP H06252639 A JPH06252639 A JP H06252639A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 放射波を低減する改善された発振器を提供す
る。 【構成】 FET(88)のゲートに結合されてFET
の出力に基本周波数発振信号を生じる出力を含む共振器
タンク(61)と、前記共振器タンクとFETのゲート
との間に結合されてFETのゲートにおける電圧変動を
制限してFETの飽和と遮断状態を低減する双方向性ク
ランプ(74)とを含む発振器回路を提供する。双方向
性クランプは、FETのゲートに入る電流の流れを許容
するように結合された第1のダイオード(76)と、F
ETのゲートから出る電流の流れを許容するように結合
された第2のダイオード(80)とを含む。発振器は、
低レベルの放射高調波を含む出力を生じることができ
る。
る。 【構成】 FET(88)のゲートに結合されてFET
の出力に基本周波数発振信号を生じる出力を含む共振器
タンク(61)と、前記共振器タンクとFETのゲート
との間に結合されてFETのゲートにおける電圧変動を
制限してFETの飽和と遮断状態を低減する双方向性ク
ランプ(74)とを含む発振器回路を提供する。双方向
性クランプは、FETのゲートに入る電流の流れを許容
するように結合された第1のダイオード(76)と、F
ETのゲートから出る電流の流れを許容するように結合
された第2のダイオード(80)とを含む。発振器は、
低レベルの放射高調波を含む出力を生じることができ
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発振回路に関する。
【0002】
【従来の技術】発振回路は、正弦波の如き周期的電気波
形を固有の構成値により決定される周波数で生じる。発
振器は電子的用途、特に無線受信機において無線周波エ
ネルギ・ソースとして広く用いられている。局部発振器
と呼ばれる無線受信機の発振器は内部ミキサ回路におい
て動作し、この回路は入力する無線信号を増幅し検波し
後で可聴信号にするため固定中間周波数に変換する。無
線周波レンジにおける如き高い周波数で動作する典型的
な発振器は、望ましからざる電気的ノイズを生じる傾向
を有する。このノイズは、局部発振器の周波数と調波的
に関連し、受信機の外部に出て他の近くのラジオ、セル
ラー電話、市民バンド・ラジオなどと干渉する。
形を固有の構成値により決定される周波数で生じる。発
振器は電子的用途、特に無線受信機において無線周波エ
ネルギ・ソースとして広く用いられている。局部発振器
と呼ばれる無線受信機の発振器は内部ミキサ回路におい
て動作し、この回路は入力する無線信号を増幅し検波し
後で可聴信号にするため固定中間周波数に変換する。無
線周波レンジにおける如き高い周波数で動作する典型的
な発振器は、望ましからざる電気的ノイズを生じる傾向
を有する。このノイズは、局部発振器の周波数と調波的
に関連し、受信機の外部に出て他の近くのラジオ、セル
ラー電話、市民バンド・ラジオなどと干渉する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような望ましから
ざる放射波を低減することは、付近の他の諸装置との干
渉の機会を最小限に抑えて、米国内および他国の双方に
おける管轄官庁により確立された放射波制限を遵守する
ことが要求される。放射波を低減する公知の方法は、発
振器が用いられる装置に対して金属製遮蔽およびフィル
タ付きコネクタを付加することを含む。一般に、これら
は要求される付加的なハードウエアによる高価な要求と
なる。
ざる放射波を低減することは、付近の他の諸装置との干
渉の機会を最小限に抑えて、米国内および他国の双方に
おける管轄官庁により確立された放射波制限を遵守する
ことが要求される。放射波を低減する公知の方法は、発
振器が用いられる装置に対して金属製遮蔽およびフィル
タ付きコネクタを付加することを含む。一般に、これら
は要求される付加的なハードウエアによる高価な要求と
なる。
【0004】本発明は、改善された発振器回路の提供を
探求するものである。
探求するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、特許請
求の範囲1項に記載される如き発振器回路が提供され
る。
求の範囲1項に記載される如き発振器回路が提供され
る。
【0006】望ましい実施態様は、高調波放射が少ない
FET発振器を提供し、FET発振器にラジオ、市民バ
ンド・ラジオ、セルラー電話などの他の付近の電子装置
との干渉の少ない可能性を提供することにより、局部発
振器の遮蔽の必要およびFET発振器の放射波を低減す
るため特別なフィルタの必要を取除くことができる。
FET発振器を提供し、FET発振器にラジオ、市民バ
ンド・ラジオ、セルラー電話などの他の付近の電子装置
との干渉の少ない可能性を提供することにより、局部発
振器の遮蔽の必要およびFET発振器の放射波を低減す
るため特別なフィルタの必要を取除くことができる。
【0007】放射波が厳しく調節され約50デシベルだ
けセルラー電話レンジにおける放射波レベルを低減し得
る場所において使用可能なFET発振器が提供されるこ
とが望ましい。
けセルラー電話レンジにおける放射波レベルを低減し得
る場所において使用可能なFET発振器が提供されるこ
とが望ましい。
【0008】一実施態様は、発振器のFETのゲート電
圧における双方向性クランプと、発振器のミラー(Mi
ller)・キャパシタンスの変化率を制限するための
回路を含むものである。
圧における双方向性クランプと、発振器のミラー(Mi
ller)・キャパシタンスの変化率を制限するための
回路を含むものである。
【0009】望ましい一実施態様は、1つのゲートとF
ETの1つのドレーンとの間に結合されたタンク回路
と、FETゲート電圧の総変動を制限するためFETの
ゲートに結合された双方向性クランプとを含んでいる。
この双方向性クランプは、ゲートとグラウンド間に結合
された第1および第2のダイオードを含むことが望まし
く、第1のダイオードはゲートへの電流の流れを許容す
るように結合され、第2のダイオードはゲートから出て
行く電流の流れを許容するように結合され、2つのダイ
オードがFETのゲートにおける電圧の変動を略々(±
0.7+A)ボルトに制限する。
ETの1つのドレーンとの間に結合されたタンク回路
と、FETゲート電圧の総変動を制限するためFETの
ゲートに結合された双方向性クランプとを含んでいる。
この双方向性クランプは、ゲートとグラウンド間に結合
された第1および第2のダイオードを含むことが望まし
く、第1のダイオードはゲートへの電流の流れを許容す
るように結合され、第2のダイオードはゲートから出て
行く電流の流れを許容するように結合され、2つのダイ
オードがFETのゲートにおける電圧の変動を略々(±
0.7+A)ボルトに制限する。
【0010】
【実施例】本発明の一実施態様について、添付図面に関
して以下に例示としてのみ記述する。
して以下に例示としてのみ記述する。
【0011】図1は、図2に示された単一スペクトル周
波数14を有する理想的な正弦波信号12を示す。図1
および図2に示された理想的な正弦波の場合、ノイズを
発する望ましからざる高調波は存在しない。
波数14を有する理想的な正弦波信号12を示す。図1
および図2に示された理想的な正弦波の場合、ノイズを
発する望ましからざる高調波は存在しない。
【0012】図3は、典型的な発振器の出力に生じる変
形された正弦波16を示す。図4は、変形された正弦波
16のスペクトル形態18を示す。周波数f0は正弦波
16の所要の周波数であり、周波数f1〜fnは、予防措
置が存在しない場合に望ましからざる放射波として発振
器から放射する望ましからざる高調波である。
形された正弦波16を示す。図4は、変形された正弦波
16のスペクトル形態18を示す。周波数f0は正弦波
16の所要の周波数であり、周波数f1〜fnは、予防措
置が存在しない場合に望ましからざる放射波として発振
器から放射する望ましからざる高調波である。
【0013】図5において、典型的な従来技術の局部発
振器回路が示される。この回路の周波数は、集まってタ
ンク21を形成する誘導子20、コンデンサ22、およ
びバラクタ24により制御される。発振器の周波数は、
図示されたように抵抗48とコンデンサ50とによりバ
ラクタ24の同調入力に接続される線49に設定された
電圧レベルによって同調される。
振器回路が示される。この回路の周波数は、集まってタ
ンク21を形成する誘導子20、コンデンサ22、およ
びバラクタ24により制御される。発振器の周波数は、
図示されたように抵抗48とコンデンサ50とによりバ
ラクタ24の同調入力に接続される線49に設定された
電圧レベルによって同調される。
【0014】タンク21は、コンデンサ26、28を介
してトランジスタ34に接続されている。トランジスタ
34は、そのベースが抵抗30、32により活性領域に
なるようにバイアスされており、そのコレクタは電源に
接続された抵抗36によりハイにバイアスされている。
コンデンサ42は、電源からの電流スパイクを濾波す
る。トランジスタ34の出力は、図示の如く、誘導子3
8と抵抗40を介してタンク回路21にフィードバック
される。トランジスタ34のコレクタにおける出力信号
は、誘導子44およびコンデンサ46により濾波され、
線45において要求される使用のため出力される。
してトランジスタ34に接続されている。トランジスタ
34は、そのベースが抵抗30、32により活性領域に
なるようにバイアスされており、そのコレクタは電源に
接続された抵抗36によりハイにバイアスされている。
コンデンサ42は、電源からの電流スパイクを濾波す
る。トランジスタ34の出力は、図示の如く、誘導子3
8と抵抗40を介してタンク回路21にフィードバック
される。トランジスタ34のコレクタにおける出力信号
は、誘導子44およびコンデンサ46により濾波され、
線45において要求される使用のため出力される。
【0015】図6は、図5に示された従来技術の局部発
振器のスペクトル応答54を示し、このスペクトル応答
54を所要の最大の高調波ノイズ・レベル52に比較さ
れる。明らかなように、従来技術の発振器は、特にセル
ラー電話周波数レンジに該当する高い周波数において、
一貫してレベル52を越える。FET発振器の高調波放
射を低減する1つの公知の方法は、ゲートをクランプす
るため発振器のゲートに跨ってダイオードを設けること
である。
振器のスペクトル応答54を示し、このスペクトル応答
54を所要の最大の高調波ノイズ・レベル52に比較さ
れる。明らかなように、従来技術の発振器は、特にセル
ラー電話周波数レンジに該当する高い周波数において、
一貫してレベル52を越える。FET発振器の高調波放
射を低減する1つの公知の方法は、ゲートをクランプす
るため発振器のゲートに跨ってダイオードを設けること
である。
【0016】図7において、軌跡6は、レベル60によ
り示されるその遮断とレベル58により示されるその飽
和点との間でアクティブ状態となる典型的なFETの動
作領域にわたって重なる理想的な正弦波を示す。軌跡5
6の如きレベル58、60を越える正弦波は、図3に示
された方法で変形される。
り示されるその遮断とレベル58により示されるその飽
和点との間でアクティブ状態となる典型的なFETの動
作領域にわたって重なる理想的な正弦波を示す。軌跡5
6の如きレベル58、60を越える正弦波は、図3に示
された方法で変形される。
【0017】FETの入力における正弦波57を減じる
と、FETをそのアクティブな線形領域に保持し、これ
により正弦波の歪みを減少しかつ放射しようとする高調
波の生成を減じる。
と、FETをそのアクティブな線形領域に保持し、これ
により正弦波の歪みを減少しかつ放射しようとする高調
波の生成を減じる。
【0018】図8において、図示されたFET発振器の
実施例は、誘導子62、90と、コンデンサ64、6
8、70、84、92および96と、バラクタ66と、
抵抗72、78、82、86および94と、ダイオード
76、80と、FET88とを含んでいる。誘導子6
2、コンデンサ64およびバラクタ66は、図示された
方法でコンデンサ70と抵抗72を介してバラクタ66
の同調入力に結合された線71上の電圧入力により同調
される共振器タンク61を形成する。FET88のドレ
ーンは、図示の如く抵抗94とコンデンサ96から形成
されたフィルタ95を介して誘導子62のタップに結合
されて、FET88のドレーンとグラウンド間にオフセ
ットを生じる。
実施例は、誘導子62、90と、コンデンサ64、6
8、70、84、92および96と、バラクタ66と、
抵抗72、78、82、86および94と、ダイオード
76、80と、FET88とを含んでいる。誘導子6
2、コンデンサ64およびバラクタ66は、図示された
方法でコンデンサ70と抵抗72を介してバラクタ66
の同調入力に結合された線71上の電圧入力により同調
される共振器タンク61を形成する。FET88のドレ
ーンは、図示の如く抵抗94とコンデンサ96から形成
されたフィルタ95を介して誘導子62のタップに結合
されて、FET88のドレーンとグラウンド間にオフセ
ットを生じる。
【0019】共振器回路61の出力は、コンデンサ68
を介して双方向性クランプ回路74に結合される。双方
向性クランプ回路74は、図示の如く、抵抗82と抵抗
78との間に並列に接続されたダイオード76と80を
含む。ダイオード76は、正の電流がFET88のゲー
トに向かって流れることを許容し、一方ダイオード80
は正の電流がFET88の減じるから出て行くように流
れることを許容するよう接続される。図示の如く、FE
T88のゲートに接続されたこの2つのダイオード7
6、80は、((±0.7)+A)ボルトの総電圧変動
を許容する双方向性クランプを形成し、ここで定数Aは
抵抗78の電圧により決定され、±0.7はダイオード
76、80に跨る順方向の電圧降下VFを表わす。抵抗
78が省略される、即ち、R78=0オームならば、最大
変動は(±0.7)ボルトとなる。通常は、抵抗78は
75乃至2Kオームの範囲内にある。
を介して双方向性クランプ回路74に結合される。双方
向性クランプ回路74は、図示の如く、抵抗82と抵抗
78との間に並列に接続されたダイオード76と80を
含む。ダイオード76は、正の電流がFET88のゲー
トに向かって流れることを許容し、一方ダイオード80
は正の電流がFET88の減じるから出て行くように流
れることを許容するよう接続される。図示の如く、FE
T88のゲートに接続されたこの2つのダイオード7
6、80は、((±0.7)+A)ボルトの総電圧変動
を許容する双方向性クランプを形成し、ここで定数Aは
抵抗78の電圧により決定され、±0.7はダイオード
76、80に跨る順方向の電圧降下VFを表わす。抵抗
78が省略される、即ち、R78=0オームならば、最大
変動は(±0.7)ボルトとなる。通常は、抵抗78は
75乃至2Kオームの範囲内にある。
【0020】動作において、ダイオード76、80は、
これらがその電圧カーブに対する電流の「屈曲点(kn
ee)」に達するまでは導通せず、この屈曲点において
これらダイオードはオンとなり、抵抗78に流れるタン
ク61の出力を分路する。この状態は、ロードされた品
質因子Qおよびタンク回路61の利得を有効に引下げ
る。抵抗78を調整することにより、抵抗78と直列を
なすダイオード76、80により生じるクランプ作用
は、FET88を図7に軌跡57で示されるそのアクテ
ィブ領域に維持して、FET88をその飽和および遮断
レベルを繰返し越えさせることにより利得される高調波
を除去する。
これらがその電圧カーブに対する電流の「屈曲点(kn
ee)」に達するまでは導通せず、この屈曲点において
これらダイオードはオンとなり、抵抗78に流れるタン
ク61の出力を分路する。この状態は、ロードされた品
質因子Qおよびタンク回路61の利得を有効に引下げ
る。抵抗78を調整することにより、抵抗78と直列を
なすダイオード76、80により生じるクランプ作用
は、FET88を図7に軌跡57で示されるそのアクテ
ィブ領域に維持して、FET88をその飽和および遮断
レベルを繰返し越えさせることにより利得される高調波
を除去する。
【0021】抵抗82が、タンク61をFET88のゲ
ート入力に結合するように付加されて、特徴的に非線形
接合キャパシタンスを持つバラクタの品質因子Qを制限
することにより回路の線形性を改善するように働く。抵
抗82の値は、バラクタ66の充電速度および放電速度
を制御して、さもなければバラクタ66の急激な充電お
よび放電により生じるおそれがある高調波を除去する。
ート入力に結合するように付加されて、特徴的に非線形
接合キャパシタンスを持つバラクタの品質因子Qを制限
することにより回路の線形性を改善するように働く。抵
抗82の値は、バラクタ66の充電速度および放電速度
を制御して、さもなければバラクタ66の急激な充電お
よび放電により生じるおそれがある高調波を除去する。
【0022】FET88のソースにおける出力は、誘導
子90およびコンデンサ92により濾波され、図示され
た発振器の遮蔽を必要とすることなく、また特別なフィ
ルタ接続を必要とせずに、電子システムにおいて使用す
ることができる。更に、図8に示される装置により生じ
る如き高調波の発生を減じることにより、両面回路板設
計を構成することにより導体長さを減じる必要がない。
子90およびコンデンサ92により濾波され、図示され
た発振器の遮蔽を必要とすることなく、また特別なフィ
ルタ接続を必要とせずに、電子システムにおいて使用す
ることができる。更に、図8に示される装置により生じ
る如き高調波の発生を減じることにより、両面回路板設
計を構成することにより導体長さを減じる必要がない。
【0023】図9は、図8に示された発振器により生じ
る高調波周波数のスペクトル形態および目標出力52と
の関係を示す。図9と図6との比較により、図8の回路
が放送周波数レンジにおける発振器により生じる望まし
からざる高調波を実質的に低減し得ることを明瞭に示
す。
る高調波周波数のスペクトル形態および目標出力52と
の関係を示す。図9と図6との比較により、図8の回路
が放送周波数レンジにおける発振器により生じる望まし
からざる高調波を実質的に低減し得ることを明瞭に示
す。
【0024】図10において、双方向性クランプ回路7
4の変更例が示される。図8における抵抗78がFET
102により置換され、このFETが線105上に生じ
抵抗104を介してゲートに結合されるゲート電圧を変
化させることにより、ダイオード76と80間で接地さ
れる有効抵抗値を変化させるように働く。この回路は、
高調波の放射を最小限度に維持しながら最大許容変動を
生じるように、線105における信号をしてクランプ回
路74′の設定を制御させるのである。
4の変更例が示される。図8における抵抗78がFET
102により置換され、このFETが線105上に生じ
抵抗104を介してゲートに結合されるゲート電圧を変
化させることにより、ダイオード76と80間で接地さ
れる有効抵抗値を変化させるように働く。この回路は、
高調波の放射を最小限度に維持しながら最大許容変動を
生じるように、線105における信号をしてクランプ回
路74′の設定を制御させるのである。
【図1】理想的な正弦波のグラフである。
【図2】図1の正弦波のスペクトル図である。
【図3】発振器回路の典型的な正弦波出力のグラフであ
る。
る。
【図4】図3に示された正弦波出力のスペクトル図であ
る。
る。
【図5】従来技術の発振器回路の回路図である。
【図6】図5の従来技術の発振器回路のスペクトル図で
ある。
ある。
【図7】発振器回路における正弦波の変形グラフであ
る。
る。
【図8】発振器回路の一実施例の回路図である。
【図9】図8の発振器回路のスペクトル図である。
【図10】発振器回路の第2の実施例の回路図である。
20 誘導子 21 タンク回路 24 バラクタ 34 トランジスタ 61 共振器タンク回路 62 誘導子 66 バラクタ 74 双方向性クランプ回路 88 FET 90 誘導子
Claims (7)
- 【請求項1】 出力が電界効果トランジスタ(FET)
(88)の入力に結合され、該トランジスタの出力に基
本周波数発振信号を生じるよう動作する発振器タンク
(61)と、前記発振器タンクの出力と前記トランジス
タの入力との間に結合され、トランジスタの飽和領域お
よび遮断領域を越える電圧変動を減じるようにトランジ
スタの入力における電圧の変動を制限する双方向性クラ
ンプ(74)とを設け、該双方向性クランプが、前記ト
ランジスタの入力に入る電流の流れを許容するように結
合された第1のダイオード(76)と該トランジスタの
入力から出て行くように電流の流れを許容するように結
合された第2のダイオードとを含む発振器回路。 - 【請求項2】 前記発振器タンクの出力と前記トランジ
スタの入力との間に直列に接続されて、該トランジスタ
の入力に関する電流の出入りを低減する抵抗(82)を
設ける請求項1記載の発振器回路。 - 【請求項3】 前記双方向性クランプが、前記第1およ
び第2のダイオードとグラウンドとの間に直列に結合さ
れた抵抗(78)を含み、該双方向性クランプに跨る電
圧変動が実質的に(±VF+A)ボルトであり、Aは抵
抗の抵抗値に比例し、VFは前記第1および第2のダイ
オードの順方向の電圧降下である請求項1または2に記
載の発振器回路。 - 【請求項4】 前記双方向性クランプが、前記第1およ
び第2のダイオードとグラウンドとの間に直列に結合さ
れた制御トランジスタ(102)を含み、該トランジス
タの入力は、前記双方向性クランプに跨る電圧の変動を
制御するように動作する請求項1または2に記載の発振
器回路。 - 【請求項5】 前記発振器タンクが、相互に並列に結合
された誘導子(62)と、コンデンサ(64)と、同調
可能なバラクタ(66)とを含む請求項1乃至4のいず
れかに記載の発振器回路。 - 【請求項6】 前記誘導子のタップ間に結合されたフィ
ルタ(95)を設け、該フィルタ回路が、相互に並列に
結合された抵抗(94)とコンデンサ(96)とを含む
請求項5記載の発振器回路。 - 【請求項7】 前記トランジスタ(88)が電界効果ト
ランジスタであり、前記トランジスタの入力が前記電界
効果トランジスタのゲート入力である請求項1乃至6の
いずれかに記載の発振器回路。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/011,925 US5327106A (en) | 1993-02-01 | 1993-02-01 | Local oscillator with reduced harmonic |
US011925 | 1993-02-01 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06252639A true JPH06252639A (ja) | 1994-09-09 |
Family
ID=21752554
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6010421A Pending JPH06252639A (ja) | 1993-02-01 | 1994-02-01 | 発振器回路 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5327106A (ja) |
JP (1) | JPH06252639A (ja) |
DE (1) | DE4403020A1 (ja) |
Cited By (2)
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JP2010093322A (ja) * | 2008-10-03 | 2010-04-22 | Fujitsu Ten Ltd | 回路装置、及びレーダ装置 |
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US3624555A (en) * | 1970-03-02 | 1971-11-30 | Johnson Service Co | Microwave cavity oscillator |
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-
1993
- 1993-02-01 US US08/011,925 patent/US5327106A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-02-01 DE DE4403020A patent/DE4403020A1/de not_active Ceased
- 1994-02-01 JP JP6010421A patent/JPH06252639A/ja active Pending
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JP2009124290A (ja) * | 2007-11-13 | 2009-06-04 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 水晶発振器 |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5327106A (en) | 1994-07-05 |
DE4403020A1 (de) | 1994-08-04 |
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