JPH06252644A - 電圧制御型発振回路 - Google Patents
電圧制御型発振回路Info
- Publication number
- JPH06252644A JPH06252644A JP5793393A JP5793393A JPH06252644A JP H06252644 A JPH06252644 A JP H06252644A JP 5793393 A JP5793393 A JP 5793393A JP 5793393 A JP5793393 A JP 5793393A JP H06252644 A JPH06252644 A JP H06252644A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- piezoelectric resonator
- resistor
- capacitor
- amplifier
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】圧電共振子の周波数特性を劣化させない、広い
周波数特性を持つ移相器を構成することにより、可変発
振周波数範囲の広い無調整の電圧制御型発振回路を提供
すること。 【構成】電圧制御型発振回路は位相可変型増幅器と移相
器とを備え、位相可変型増幅器に加える電圧に応じて入
力信号の位相を変化させ、この位相が変化した信号を移
相器に入力するとともに、移相器の出力を位相可変型増
幅器に帰還する。移相器は、第１，第２の抵抗と圧電共
振子とコンデンサとをブリッジ接続し、直列接続された
第１の抵抗と圧電共振子、および第２の抵抗とコンデン
サの夫々の両端間に位相可変型増幅器で位相が変化した
信号を供給し、第１の抵抗と圧電共振子、および第２の
抵抗とコンデンサの夫々の中間接続点を差動増幅器に接
続してある。
周波数特性を持つ移相器を構成することにより、可変発
振周波数範囲の広い無調整の電圧制御型発振回路を提供
すること。 【構成】電圧制御型発振回路は位相可変型増幅器と移相
器とを備え、位相可変型増幅器に加える電圧に応じて入
力信号の位相を変化させ、この位相が変化した信号を移
相器に入力するとともに、移相器の出力を位相可変型増
幅器に帰還する。移相器は、第１，第２の抵抗と圧電共
振子とコンデンサとをブリッジ接続し、直列接続された
第１の抵抗と圧電共振子、および第２の抵抗とコンデン
サの夫々の両端間に位相可変型増幅器で位相が変化した
信号を供給し、第１の抵抗と圧電共振子、および第２の
抵抗とコンデンサの夫々の中間接続点を差動増幅器に接
続してある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は例えばテレビジョン受像
機における映像同期検波回路や色同期回路等に用いられ
る電圧制御型発振回路（以下、ＶＣＯと略す）、特にそ
の移相器に関するものである。
機における映像同期検波回路や色同期回路等に用いられ
る電圧制御型発振回路（以下、ＶＣＯと略す）、特にそ
の移相器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１は従来のＶＣＯの構成を示し、１は
移相器、２は圧電共振子、３は抵抗、４はコンデンサ、
５は位相可変型増幅器、６は電圧制御端子である。移相
器１はコンデンサ４により９０度位相を移動させ、抵抗
３により圧電共振子２の位相を緩衝させることによっ
て、図２のような移相特性を持つ。位相可変型増幅器５
は電圧制御端子６に加える電圧を変化させることにより
入力信号の位相を変化させ、図３に示すような電圧−位
相特性を持たせている。ＶＣＯは移相器１の出力を位相
可変型増幅器５へ、この出力を移相器１の入力へ接続す
ることにより、正帰還型発振回路を構成している。
移相器、２は圧電共振子、３は抵抗、４はコンデンサ、
５は位相可変型増幅器、６は電圧制御端子である。移相
器１はコンデンサ４により９０度位相を移動させ、抵抗
３により圧電共振子２の位相を緩衝させることによっ
て、図２のような移相特性を持つ。位相可変型増幅器５
は電圧制御端子６に加える電圧を変化させることにより
入力信号の位相を変化させ、図３に示すような電圧−位
相特性を持たせている。ＶＣＯは移相器１の出力を位相
可変型増幅器５へ、この出力を移相器１の入力へ接続す
ることにより、正帰還型発振回路を構成している。
【０００２】制御電圧Ｖ1 時の発振周波数をｆ1 とする
と、移相器１の位相Φ1 ’と位相可変型増幅器５の位相
Φ1 は、 Φ1 ＋Φ1 ’＝３６０×Ｎ度 （Ｎは整数） となる時、発振条件を満たす。ここで、制御電圧をＶ1
からＶ2 へ変化させると、位相可変型増幅器５の位相は
Φ2 となり、この時発振条件を満たす移相器１の位相は
図２に示すようにΦ2’、周波数はｆ2 となる。つま
り、発振周波数はｆ2 へ変化したことになる。同様にし
て、制御電圧を変化させることにより、図４のようなＶ
ＣＯ特性が得られる。
と、移相器１の位相Φ1 ’と位相可変型増幅器５の位相
Φ1 は、 Φ1 ＋Φ1 ’＝３６０×Ｎ度 （Ｎは整数） となる時、発振条件を満たす。ここで、制御電圧をＶ1
からＶ2 へ変化させると、位相可変型増幅器５の位相は
Φ2 となり、この時発振条件を満たす移相器１の位相は
図２に示すようにΦ2’、周波数はｆ2 となる。つま
り、発振周波数はｆ2 へ変化したことになる。同様にし
て、制御電圧を変化させることにより、図４のようなＶ
ＣＯ特性が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来では
移相器１を圧電共振子２とリアクタンス成分であるコン
デンサ４とで構成していたため、図５に示すようにコン
デンサ４により圧電共振子２の周波数特性がＡからＢの
ように帯域幅ΔＦが劣化してしまい、ＶＣＯの可変周波
数範囲も狭くなってしまうという問題があった。そこ
で、本発明の目的は、圧電共振子の周波数特性を劣化さ
せない、広い周波数特性を持つ移相器を構成することに
より、可変発振周波数範囲の広い無調整の電圧制御型発
振回路を提供することにある。
移相器１を圧電共振子２とリアクタンス成分であるコン
デンサ４とで構成していたため、図５に示すようにコン
デンサ４により圧電共振子２の周波数特性がＡからＢの
ように帯域幅ΔＦが劣化してしまい、ＶＣＯの可変周波
数範囲も狭くなってしまうという問題があった。そこ
で、本発明の目的は、圧電共振子の周波数特性を劣化さ
せない、広い周波数特性を持つ移相器を構成することに
より、可変発振周波数範囲の広い無調整の電圧制御型発
振回路を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、位相可変型増幅器と移相器とを備え、位
相可変型増幅器に加える電圧に応じて入力信号の位相を
変化させ、この位相が変化した信号を移相器に入力する
とともに、移相器の出力を位相可変型増幅器に帰還して
なる電圧制御型発振回路において、第１，第２の抵抗と
圧電共振子とコンデンサとをブリッジ接続し、直列接続
された第１の抵抗と圧電共振子、および第２の抵抗とコ
ンデンサの夫々の両端間に位相可変型増幅器で位相が変
化した信号を供給し、第１の抵抗と圧電共振子、および
第２の抵抗とコンデンサの夫々の中間接続点を差動増幅
器に接続することにより、移相器を構成したものであ
る。
め、本発明は、位相可変型増幅器と移相器とを備え、位
相可変型増幅器に加える電圧に応じて入力信号の位相を
変化させ、この位相が変化した信号を移相器に入力する
とともに、移相器の出力を位相可変型増幅器に帰還して
なる電圧制御型発振回路において、第１，第２の抵抗と
圧電共振子とコンデンサとをブリッジ接続し、直列接続
された第１の抵抗と圧電共振子、および第２の抵抗とコ
ンデンサの夫々の両端間に位相可変型増幅器で位相が変
化した信号を供給し、第１の抵抗と圧電共振子、および
第２の抵抗とコンデンサの夫々の中間接続点を差動増幅
器に接続することにより、移相器を構成したものであ
る。
【０００５】
【作用】位相可変型増幅器に加える電圧を変化させる
と、入力信号の位相が変化し、この信号を移相器に入力
する。移相器は圧電共振子と２個の抵抗と１個のコンデ
ンサとのブリッジ回路と、このブリッジ回路の第１の抵
抗と圧電共振子、および第２の抵抗とコンデンサの夫々
の接続点から出力を差分的に取り出す差動増幅器とで構
成してあるので、移相器の出力は、第２の抵抗とコンデ
ンサから分圧された信号と、第１の抵抗と圧電共振子か
ら分圧された信号との差分となる。特に、圧電共振子側
は圧電共振子と第１の抵抗との直列回路で構成してある
ので、共振子本来の帯域幅ΔＦが狭められることがな
い。そのため、圧電共振子の広い周波数特性をそのまま
利用した広い移相特性が得られる。
と、入力信号の位相が変化し、この信号を移相器に入力
する。移相器は圧電共振子と２個の抵抗と１個のコンデ
ンサとのブリッジ回路と、このブリッジ回路の第１の抵
抗と圧電共振子、および第２の抵抗とコンデンサの夫々
の接続点から出力を差分的に取り出す差動増幅器とで構
成してあるので、移相器の出力は、第２の抵抗とコンデ
ンサから分圧された信号と、第１の抵抗と圧電共振子か
ら分圧された信号との差分となる。特に、圧電共振子側
は圧電共振子と第１の抵抗との直列回路で構成してある
ので、共振子本来の帯域幅ΔＦが狭められることがな
い。そのため、圧電共振子の広い周波数特性をそのまま
利用した広い移相特性が得られる。
【０００６】
【実施例】図６は本発明にかかるＶＣＯの一例を示し、
１０は移相器、１１は圧電共振子、１２，１３は抵抗、
１４はコンデンサ、１５は差動増幅器、１６は位相可変
型増幅器、１７は電圧制御端子である。位相可変型増幅
器１６および電圧制御端子１７は従来のものと同様であ
る。
１０は移相器、１１は圧電共振子、１２，１３は抵抗、
１４はコンデンサ、１５は差動増幅器、１６は位相可変
型増幅器、１７は電圧制御端子である。位相可変型増幅
器１６および電圧制御端子１７は従来のものと同様であ
る。
【０００７】上記移相器１０において、直列接続された
圧電共振子１１と抵抗１２、および抵抗１３とコンデン
サ１４が互いに並列に入力端子１０ａとグランド端子１
０ｂと間に接続されている。また、圧電共振子１１と抵
抗１２の接続点、および抵抗１３とコンデンサ１４の接
続点は差動増幅器１５の正入力と負入力とに夫々接続さ
れている。差動増幅器１５の出力は位相可変型増幅器１
６に接続され、位相可変型増幅器１６の出力は移相器１
０の入力端子１０ａに接続されている。上記抵抗１２，
１３の抵抗値は、図７に示すように圧電共振子１１の直
列共振周波数（ｆr ）と並列共振周波数（ｆa ）との中
間に当たる周波数（ｆc ）でのインピーダンスＺ0 とほ
ぼ同じ値とし、コンデンサ１４の容量値は圧電共振子１
１の並列容量と同じ値とする。
圧電共振子１１と抵抗１２、および抵抗１３とコンデン
サ１４が互いに並列に入力端子１０ａとグランド端子１
０ｂと間に接続されている。また、圧電共振子１１と抵
抗１２の接続点、および抵抗１３とコンデンサ１４の接
続点は差動増幅器１５の正入力と負入力とに夫々接続さ
れている。差動増幅器１５の出力は位相可変型増幅器１
６に接続され、位相可変型増幅器１６の出力は移相器１
０の入力端子１０ａに接続されている。上記抵抗１２，
１３の抵抗値は、図７に示すように圧電共振子１１の直
列共振周波数（ｆr ）と並列共振周波数（ｆa ）との中
間に当たる周波数（ｆc ）でのインピーダンスＺ0 とほ
ぼ同じ値とし、コンデンサ１４の容量値は圧電共振子１
１の並列容量と同じ値とする。
【０００８】移相器１０の出力は、抵抗１３とコンデン
サ１４とから分圧された信号（ｆc近辺で位相が約４５
度回った信号）と、抵抗１２と圧電共振子１１とから分
圧された信号（ｆc 中心に位相が０±９０度回った信
号）との差分となるため、図８のようにｆc を中心に９
０±約９０度（または−９０±約９０度）変化した移相
特性が得られる。
サ１４とから分圧された信号（ｆc近辺で位相が約４５
度回った信号）と、抵抗１２と圧電共振子１１とから分
圧された信号（ｆc 中心に位相が０±９０度回った信
号）との差分となるため、図８のようにｆc を中心に９
０±約９０度（または−９０±約９０度）変化した移相
特性が得られる。
【０００９】位相可変型増幅器１６は従来と同様に、図
３のように制御電圧によって位相が−９０±９０度（９
０±約９０度）変化するようにしてある。位相可変型増
幅器１６と移相器１０との位相の合計が３６０×Ｎ度
（Ｎは整数）とし、全体として正帰還回路とすることに
より、ＶＣＯを構成している。上記のように、本発明で
は圧電共振子側の回路が圧電共振子１１と抵抗１２との
直列回路で構成されるので、共振子本来の帯域幅ΔＦを
劣化させない。その結果、共振子１１の広い周波数特性
をそのまま利用した広い移相特性を得ることができる。
以下、その理由を数式を用いて説明する。
３のように制御電圧によって位相が−９０±９０度（９
０±約９０度）変化するようにしてある。位相可変型増
幅器１６と移相器１０との位相の合計が３６０×Ｎ度
（Ｎは整数）とし、全体として正帰還回路とすることに
より、ＶＣＯを構成している。上記のように、本発明で
は圧電共振子側の回路が圧電共振子１１と抵抗１２との
直列回路で構成されるので、共振子本来の帯域幅ΔＦを
劣化させない。その結果、共振子１１の広い周波数特性
をそのまま利用した広い移相特性を得ることができる。
以下、その理由を数式を用いて説明する。
【００１０】まず、移相器１０の利得Ｇを式で表すと、
次の通りである。
次の通りである。
【数１】 なお、式において、Ｚは圧電共振子１１のインピーダ
ンス、Ｒは抵抗１２，１３の抵抗値、Ｃはコンデンサ１
４の容量値である。
ンス、Ｒは抵抗１２，１３の抵抗値、Ｃはコンデンサ１
４の容量値である。
【００１１】移相特性の中心周波数ｆc は位相が９０度
あるいは−９０度となる周波数であるから、その時の条
件式は次のようになる。 ωc ・Ｃ・Ｚ＝１ … この場合、利得Ｇは次のようになる
あるいは−９０度となる周波数であるから、その時の条
件式は次のようになる。 ωc ・Ｃ・Ｚ＝１ … この場合、利得Ｇは次のようになる
【数２】 ここで、Ｒ＝Ｚとすれば、利得Ｇの最大値は１となる。
【００１２】この時、圧電共振子１１のインピーダンス
Ｚは次式で表される。
Ｚは次式で表される。
【数３】 式を式に代入すると、次のようになる。
【数４】 ここで、Ｃ＝Ｃ1 ＋Ｃ0 とすると、式は次のようにな
る。
る。
【数５】
【００１３】式とωc ＝２πｆc ，ωa ＝２πｆa ，
ωr ＝２πｆr の関係から、ｆc を求めると、次のよう
になる。
ωr ＝２πｆr の関係から、ｆc を求めると、次のよう
になる。
【数６】
【００１４】式から明らかなように、ｆc は抵抗１
２，１３やコンデンサ１４によって影響されないことが
分かる。また、ｆc は圧電共振子１１のｆa ，ｆr のほ
ぼ中心点となるので、共振子１１の特性を有効に利用で
きる。また、コンデンサ１４（＝Ｃ）の温度特性を圧電
共振子１１の並列容量（＝Ｃ1 ＋Ｃ0 ）と同じにするこ
とにより、ｆc の温度特性は圧電共振子１１のｆa ，ｆ
r の温度特性に支配され、温度特性の優れた共振子を使
用すれば、周波数の温度特性を安定にすることができ
る。さらに、移相器１０の利得Ｇは、図８のようにｆc
で最大となる単峰特性となるので、他の周波数で誤った
発振が起こりにくいという効果がある。
２，１３やコンデンサ１４によって影響されないことが
分かる。また、ｆc は圧電共振子１１のｆa ，ｆr のほ
ぼ中心点となるので、共振子１１の特性を有効に利用で
きる。また、コンデンサ１４（＝Ｃ）の温度特性を圧電
共振子１１の並列容量（＝Ｃ1 ＋Ｃ0 ）と同じにするこ
とにより、ｆc の温度特性は圧電共振子１１のｆa ，ｆ
r の温度特性に支配され、温度特性の優れた共振子を使
用すれば、周波数の温度特性を安定にすることができ
る。さらに、移相器１０の利得Ｇは、図８のようにｆc
で最大となる単峰特性となるので、他の周波数で誤った
発振が起こりにくいという効果がある。
【００１５】図９は本発明の他の実施例を示し、圧電共
振子１１とコンデンサ１４とを１つのパッケージ１８に
入れ、しかもコンデンサ１４を圧電共振子１１と同一材
料で形成したものである。具体的には、共通の圧電セラ
ミック基板上に共振子とコンデンサとを形成すればよ
い。このように構成すれば、ｆc の初期ばらつき、及び
温度特性のばらつきを最小限にすることができる。その
他、第１実施例と同様の効果を奏する。
振子１１とコンデンサ１４とを１つのパッケージ１８に
入れ、しかもコンデンサ１４を圧電共振子１１と同一材
料で形成したものである。具体的には、共通の圧電セラ
ミック基板上に共振子とコンデンサとを形成すればよ
い。このように構成すれば、ｆc の初期ばらつき、及び
温度特性のばらつきを最小限にすることができる。その
他、第１実施例と同様の効果を奏する。
【００１６】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、移相器を圧電共振子と２個の抵抗と１個のコン
デンサとのブリッジ回路と、このブリッジ回路の圧電共
振子と抵抗、およびコンデンサと抵抗の接続点から出力
を差分的に取り出す差動増幅器とで構成したので、圧電
共振子の周波数特性を劣化させることなく、可変発振周
波数範囲の広い電圧制御型発振回路を得ることができ
る。また、コンデンサの容量値を圧電共振子の並列容量
と同じ値に設定することにより、発振周波数が圧電共振
子の特性で決定され、高安定、高精度の無調整な電圧制
御型発振回路を得ることができる。
よれば、移相器を圧電共振子と２個の抵抗と１個のコン
デンサとのブリッジ回路と、このブリッジ回路の圧電共
振子と抵抗、およびコンデンサと抵抗の接続点から出力
を差分的に取り出す差動増幅器とで構成したので、圧電
共振子の周波数特性を劣化させることなく、可変発振周
波数範囲の広い電圧制御型発振回路を得ることができ
る。また、コンデンサの容量値を圧電共振子の並列容量
と同じ値に設定することにより、発振周波数が圧電共振
子の特性で決定され、高安定、高精度の無調整な電圧制
御型発振回路を得ることができる。
【図１】従来の電圧制御型発振回路の回路図である。
【図２】従来の移相器の移相特性図である。
【図３】位相可変型増幅器の電圧−位相特性図である。
【図４】従来の電圧制御型発振回路の電圧−周波数特性
図である。
図である。
【図５】圧電共振子の周波数−インピーダンス特性図で
ある。
ある。
【図６】本発明にかかる電圧制御型発振回路の回路図で
ある。
ある。
【図７】中間周波数とインピーダンスとの関係を示す図
である。
である。
【図８】本発明にかかる周波数−利得，位相特性図であ
る。
る。
【図９】本発明にかかる電圧制御型発振回路の他の実施
例の回路図である。
例の回路図である。
１０ 移相器 １１ 圧電共振子 １２，１３ 抵抗 １４ コンデンサ １５ 差動増幅器 １６ 位相可変型増幅器
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年８月１６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】上記移相器１０において、圧電共振子１１
と抵抗１２，１３とコンデンサ１４とがブリッジ接続さ
れており、直列接続された圧電共振子１１と抵抗１２、
および抵抗１３とコンデンサ１４が互いに並列に入力端
子１０ａとグランド端子１０ｂと間に接続されている。
また、圧電共振子１１と抵抗１２の接続点、および抵抗
１３とコンデンサ１４の接続点は差動増幅器１５の正入
力と負入力とに夫々接続されている。差動増幅器１５の
出力は位相可変型増幅器１６に接続され、位相可変型増
幅器１６の出力は移相器１０の入力端子１０ａに接続さ
れている。上記抵抗１２，１３の抵抗値は、図７に示す
ように圧電共振子１１の直列共振周波数（ｆr ）と並列
共振周波数（ｆa ）との中間に当たる周波数（ｆc ）で
のインピーダンスＺ0 とほぼ同じ値とし、コンデンサ１
４の容量値は圧電共振子１１の並列容量と同じ値とす
る。
と抵抗１２，１３とコンデンサ１４とがブリッジ接続さ
れており、直列接続された圧電共振子１１と抵抗１２、
および抵抗１３とコンデンサ１４が互いに並列に入力端
子１０ａとグランド端子１０ｂと間に接続されている。
また、圧電共振子１１と抵抗１２の接続点、および抵抗
１３とコンデンサ１４の接続点は差動増幅器１５の正入
力と負入力とに夫々接続されている。差動増幅器１５の
出力は位相可変型増幅器１６に接続され、位相可変型増
幅器１６の出力は移相器１０の入力端子１０ａに接続さ
れている。上記抵抗１２，１３の抵抗値は、図７に示す
ように圧電共振子１１の直列共振周波数（ｆr ）と並列
共振周波数（ｆa ）との中間に当たる周波数（ｆc ）で
のインピーダンスＺ0 とほぼ同じ値とし、コンデンサ１
４の容量値は圧電共振子１１の並列容量と同じ値とす
る。
Claims (2)
- 【請求項１】位相可変型増幅器と移相器とを備え、位相
可変型増幅器に加える電圧に応じて入力信号の位相を変
化させ、この位相が変化した信号を移相器に入力すると
ともに、移相器の出力を位相可変型増幅器に帰還してな
る電圧制御型発振回路において、 第１，第２の抵抗と圧電共振子とコンデンサとをブリッ
ジ接続し、直列接続された第１の抵抗と圧電共振子、お
よび第２の抵抗とコンデンサの夫々の両端間に位相可変
型増幅器で位相が変化した信号を供給し、第１の抵抗と
圧電共振子、および第２の抵抗とコンデンサの夫々の中
間接続点を差動増幅器に接続することにより、移相器を
構成したことを特徴とする電圧制御型発振回路。 - 【請求項２】請求項１に記載の電圧制御型発振回路にお
いて、 上記圧電共振子とコンデンサとが共通のセラミック基板
に形成されていることを特徴とする電圧制御型発振回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5793393A JPH06252644A (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | 電圧制御型発振回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5793393A JPH06252644A (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | 電圧制御型発振回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06252644A true JPH06252644A (ja) | 1994-09-09 |
Family
ID=13069824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5793393A Pending JPH06252644A (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | 電圧制御型発振回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06252644A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ301881B6 (cs) * | 2010-01-11 | 2010-07-21 | Ceské vysoké ucení technické v Praze | Mustkový krystalový symetrický oscilátor |
| JPWO2015125636A1 (ja) * | 2014-02-19 | 2017-03-30 | 株式会社村田製作所 | 高周波フロントエンド回路 |
-
1993
- 1993-02-22 JP JP5793393A patent/JPH06252644A/ja active Pending
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