JPH07202638A - Voltage controlled oscillator - Google Patents

Voltage controlled oscillator

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JPH07202638A
JPH07202638A JP5335051A JP33505193A JPH07202638A JP H07202638 A JPH07202638 A JP H07202638A JP 5335051 A JP5335051 A JP 5335051A JP 33505193 A JP33505193 A JP 33505193A JP H07202638 A JPH07202638 A JP H07202638A
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JP
Japan
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frequency
controlled oscillator
voltage controlled
coils
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP5335051A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsunehiro Hanada
恒弘 花田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To shorten the lock up time of a PLL circuit by providing plural coils for determining a resonance frequency, switching these coils according to a frequency band to be used and reducing the changing range of control voltage to be imparted to a VCO. CONSTITUTION:Coils L1,2 and a varactor diode 11 compose the resonance circuit of the VCO of a PLL circuit. The coils L1,2 are set to oscillate the frequency bands of 160 to 161 and 130 to 131MHz frequency bands, for instance, respectively. The control part of the PLL circuit transmits a signal S to a changeover switch 10 and selects a desired coil according to a frequency band to be used. The varactor diode 11 changes capacitance and resonates to a desired frequency by DC controlled voltage V where the signal from the phase comparator of the PLL circuit is integrated. When the frequencies of a transmission and a reception is largely apart, for instance, an only necessary frequency range is oscillated at the changing range of narrow DC controlled voltage V by switching to the resonance coil according to each frequency band.

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、周波数を大きくシフト
させる必要のある無線機などに用いる電圧制御発振器に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voltage controlled oscillator used in a radio device or the like which requires a large frequency shift.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は無線機等の局部発振回路として用
いられている従来の電圧制御発振器を用いたPLL(Pha
se Locked Loop)周波数シンセサイザの構成を示すブロ
ック図である。
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a PLL (Pha) using a conventional voltage controlled oscillator used as a local oscillator circuit of a radio device or the like.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a se Locked Loop) frequency synthesizer.

【0003】次に、上記図5のPLL周波数シンセサイ
ザと電圧制御発振器の動作を説明する。
The operation of the PLL frequency synthesizer and the voltage controlled oscillator shown in FIG. 5 will be described below.

【0004】まず、PLLとは、基準信号の周波数と位
相に一致するように位相差を検出し、その検出信号によ
って発振周波数を制御する回路構成のことをいい、PL
L周波数シンセサイザは図5に示すように、基準周波数
発振器1,位相比較器2,ローパスフィルター3,電圧
制御発振器4,分周器5,制御部6から構成されてい
る。
First, the PLL means a circuit structure in which a phase difference is detected so as to match the frequency and phase of a reference signal, and the oscillation frequency is controlled by the detected signal.
As shown in FIG. 5, the L frequency synthesizer comprises a reference frequency oscillator 1, a phase comparator 2, a low pass filter 3, a voltage controlled oscillator 4, a frequency divider 5, and a control unit 6.

【0005】制御部6は、電圧制御発振器4の出力周波
数が基準周波数発振器1の基準信号と等しくなるような
分周値を分周器5に設定する。位相比較器2には基準周
波数発振器1からの基準信号と、この基準信号と等しい
周波数になるように分周器5によって分周された信号が
入力され、2つの信号の位相差を検出し、その位相差に
比例したパルス状の信号を出力する。ローパスフィルタ
ー3は、位相比較器2の出力を積分して高調波成分を取
り除き、直流制御電圧信号を電圧制御発振器4に加え
る。電圧制御発振器4は加えられた直流制御電圧によっ
て、図6のように発振周波数が変化する。
The control unit 6 sets a frequency division value in the frequency divider 5 such that the output frequency of the voltage controlled oscillator 4 becomes equal to the reference signal of the reference frequency oscillator 1. The reference signal from the reference frequency oscillator 1 and the signal divided by the frequency divider 5 so as to have a frequency equal to this reference signal are input to the phase comparator 2, and the phase difference between the two signals is detected, A pulse-shaped signal proportional to the phase difference is output. The low-pass filter 3 integrates the output of the phase comparator 2 to remove harmonic components, and adds a DC control voltage signal to the voltage controlled oscillator 4. The oscillating frequency of the voltage controlled oscillator 4 changes according to the applied DC control voltage as shown in FIG.

【0006】上記図5に示す電圧制御発振器4の回路例
として変形クラップ発振回路を図7に示す。抵抗R1
2,R3はトランジスタTr23を動作させるためのバイ
アス電圧を与えている。21はダイオードの逆バイアス電
圧によって容量の変わるバラクタダイオード、22はコイ
ル、C1,C2,C3,C4はコンデンサーである。この回
路の発振周波数fは、コイルとコンデンサーの並列共振
周波数によって決まるが、バラクタダイオード21に加え
られる直流制御電圧Vによって、バラクタダイオード21
の容量値をCD、コイル22のインダクタンスをLとする
と(数1)で与えられる。
FIG. 7 shows a modified Clapp oscillator circuit as a circuit example of the voltage controlled oscillator 4 shown in FIG. Resistance R 1 ,
R 2 and R 3 give a bias voltage for operating the transistor Tr23. Reference numeral 21 is a varactor diode whose capacity changes depending on the reverse bias voltage of the diode, 22 is a coil, and C 1 , C 2 , C 3 , C 4 are capacitors. The oscillating frequency f of this circuit is determined by the parallel resonance frequency of the coil and the capacitor, but by the DC control voltage V applied to the varactor diode 21,
Let C D be the capacitance value of L and the inductance of the coil 22 be L, which is given by (Equation 1).

【0007】[0007]

【数1】 [Equation 1]

【0008】したがって、バラクタダイオード21の容量
値CDを変化させることによって発振周波数を変えるこ
とができ、直流制御電圧Vに対する発振周波数fの出力
特性は図6のようになる。
Therefore, the oscillation frequency can be changed by changing the capacitance value C D of the varactor diode 21, and the output characteristic of the oscillation frequency f with respect to the DC control voltage V is as shown in FIG.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】このように従来の電圧
制御発振器を用いたPLL周波数シンセサイザで、送信
周波数帯域が160MHz〜161MHz、受信周波数帯域が130MHz
〜131MHzと大きく離れ、利用周波数帯域幅が狭い通信機
器の局部発振回路を実現するためには、電圧制御発振器
への直流制御電圧Vの範囲を大きくして、広い範囲を発
振させる必要があった。また、直流制御電圧Vを大きく
変化させるために、発振周波数fが安定するまでのロッ
クアップタイムが長くなるという問題があった。
As described above, in the PLL frequency synthesizer using the conventional voltage controlled oscillator, the transmission frequency band is 160 MHz to 161 MHz and the reception frequency band is 130 MHz.
In order to realize a local oscillating circuit for communication equipment having a wide frequency band of ~ 131 MHz and a narrow frequency band, it is necessary to increase the range of the DC control voltage V to the voltage controlled oscillator and oscillate a wide range. . Further, since the DC control voltage V is largely changed, there is a problem that the lockup time until the oscillation frequency f becomes stable becomes long.

【0010】本発明は上記課題を解決するもので、狭い
直流制御電圧で必要とする周波数範囲だけを発振できる
ようにしてロックアップタイムを短くすることを目的と
する。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to shorten the lock-up time by making it possible to oscillate only the required frequency range with a narrow DC control voltage.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、発振周波数を変化させる複数のコイル
と、切換信号によってコイルを切り換えるスイッチ、ま
たは複数のコンデンサーと切換信号によって容量値を変
化させるスイッチを具備したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of coils for changing the oscillation frequency, a switch for switching the coils by a switching signal, or a plurality of capacitors and a switching signal for changing the capacitance value. It is characterized by having a switch for changing.

【0012】[0012]

【作用】本発明は、上記した構成により、スイッチによ
り並列共振周波数を決めるコイルまたはコンデンサーを
切り換え、インダクタンスまたは容量値を大きく変化さ
せることによって発振周波数をシフトさせることができ
るものである。
According to the present invention, with the above structure, the oscillation frequency can be shifted by switching the coil or the capacitor that determines the parallel resonance frequency with the switch and greatly changing the inductance or the capacitance value.

【0013】[0013]

【実施例】図1は本発明の一実施例における電圧制御発
振器を用いた周波数シンセサイザの構成を示すブロック
図であり、制御部6により電圧制御発振器4を制御する
構成が従来例の図5と異なる。図2および図3は電圧制
御発振器4の各例の回路図を示す。
1 is a block diagram showing the structure of a frequency synthesizer using a voltage controlled oscillator according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 shows a conventional example in which the control unit 6 controls the voltage controlled oscillator 4. different. 2 and 3 show circuit diagrams of respective examples of the voltage controlled oscillator 4.

【0014】図2において、11はバラクタダイオード、
12は送信周波数160MHz〜161MHzを発振させるときに用い
るコイルL1、13は受信周波数130MHz〜131MHzを発振さ
せるときに用いるコイルL2、10はコイルL1とコイルL
2を切換信号Sによって切り換える切換スイッチであ
る。
In FIG. 2, 11 is a varactor diode,
12 is a coil L 1 used when oscillating a transmission frequency of 160 MHz to 161 MHz, 13 is a coil L 2 used when oscillating a reception frequency of 130 MHz to 131 MHz, and 10 is a coil L 1 and a coil L.
This is a changeover switch for changing over 2 according to the changeover signal S.

【0015】次に動作を図1および図2を用いて説明す
ると、まず、送信周波数160MHzを出力するとき、制御部
6は電圧制御発振器4の出力周波数が基準周波数発振器
1の基準信号と等しくなるような分周値を分周器5に設
定するとともに、切換信号SをONし、切換スイッチ10
によってコイルL112と接続する。位相比較器2には基
準周波数発振器1からの基準信号と、この基準信号と等
しい周波数になるように分周器5によって分周された信
号が入力され、従来例と同様に直流制御電圧Vが電圧制
御発振器4に加えられ、希望する発振周波数fを出力す
る。このときの電圧制御発振器4の直流制御電圧Vに対
する出力特性を図4の特性Aに示す。
The operation will now be described with reference to FIGS. 1 and 2. First, when the transmission frequency of 160 MHz is output, the control unit 6 makes the output frequency of the voltage controlled oscillator 4 equal to the reference signal of the reference frequency oscillator 1. Such a frequency division value is set in the frequency divider 5, the changeover signal S is turned ON, and the changeover switch 10
Is connected to the coil L 1 12. The phase comparator 2 receives the reference signal from the reference frequency oscillator 1 and the signal divided by the frequency divider 5 so as to have a frequency equal to this reference signal, and the DC control voltage V is supplied as in the conventional example. It is applied to the voltage controlled oscillator 4 and outputs a desired oscillation frequency f. The output characteristic of the voltage controlled oscillator 4 with respect to the DC control voltage V at this time is shown by the characteristic A in FIG.

【0016】次に受信周波数130MHzを出力するとき、制
御部6は電圧制御発振器4の出力周波数が基準周波数発
振器1の基準信号と等しくなるような分周値を分周器5
に設定するとともに、切換信号SをOFFし、切換スイ
ッチ10によってコイルL213と接続する。位相比較器2
には基準周波数発振器1からの基準信号と、この基準信
号と等しい周波数になるように分周器5によって分周さ
れた信号が入力され、従来例と同様に直流制御電圧Vが
電圧制御発振器4に加えられ、希望する発振周波数fを
出力する。このときの電圧制御発振器4の直流制御電圧
Vに対する出力特性を図4の特性Bに示す。
Next, when the reception frequency of 130 MHz is output, the control section 6 divides the frequency division value so that the output frequency of the voltage controlled oscillator 4 becomes equal to the reference signal of the reference frequency oscillator 1.
And the switching signal S is turned off, and the changeover switch 10 connects to the coil L 2 13. Phase comparator 2
The reference signal from the reference frequency oscillator 1 and the signal divided by the frequency divider 5 so as to have the same frequency as this reference signal are input to the voltage control oscillator 4 as in the conventional example. And outputs the desired oscillation frequency f. The output characteristic of the voltage controlled oscillator 4 with respect to the DC control voltage V at this time is shown in the characteristic B of FIG.

【0017】以上のように、電圧制御発振器4は加えら
れた直流制御電圧Vと切換信号Sによって図4のように
発振周波数が変化する。
As described above, the oscillating frequency of the voltage controlled oscillator 4 is changed by the applied DC control voltage V and the switching signal S as shown in FIG.

【0018】図3は図2の複数のコイルL1,L2に代
え、複数のコンデンサーを制御部6からの切換信号Sに
より切り換える場合である。この場合は、図2のインダ
クタンスに代わり、容量値の変化により発振周波数をシ
フトさせる。
FIG. 3 shows a case where a plurality of capacitors are switched by the switching signal S from the control section 6 in place of the plurality of coils L 1 and L 2 of FIG. In this case, instead of the inductance shown in FIG. 2, the oscillation frequency is shifted by changing the capacitance value.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上のように、本発明は、発振周波数を
変化させる複数のコイルまたはコンデンサーと、これら
のコイルまたはコンデンサーを切り換えるスイッチを具
備した電圧制御発振器とした構成により、切換信号によ
って発振周波数を大きくシフトさせることによって制御
電圧を大きく変化させることなく、必要な周波数を出力
することができる。
As described above, according to the present invention, the voltage controlled oscillator is provided with a plurality of coils or capacitors for changing the oscillation frequency and a switch for switching these coils or capacitors. Can be output at a required frequency without significantly changing the control voltage.

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

【図1】本発明の一実施例における電圧制御発振器を用
いた周波数シンセサイザの構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a frequency synthesizer using a voltage controlled oscillator according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1における電圧制御発振器の回路図の一例で
ある。
FIG. 2 is an example of a circuit diagram of the voltage controlled oscillator in FIG.

【図3】図1における電圧制御発振器の回路図の他の一
例である。
3 is another example of a circuit diagram of the voltage controlled oscillator in FIG. 1. FIG.

【図4】本発明における電圧制御発振器の制御電圧に対
する出力特性図である。
FIG. 4 is an output characteristic diagram with respect to a control voltage of the voltage controlled oscillator according to the present invention.

【図5】従来例における電圧制御発振器を用いた周波数
シンセサイザの構成を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a frequency synthesizer using a voltage controlled oscillator in a conventional example.

【図6】従来例の電圧制御発振器の制御電圧に対する出
力特性図である。
FIG. 6 is an output characteristic diagram with respect to a control voltage of a conventional voltage controlled oscillator.

【図7】図5における電圧制御発振器の回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram of the voltage controlled oscillator shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…基準周波数発振器、 2…位相比較器、 3…ロー
パスフィルター、 4…電圧制御発振器、 5…分周
器、 6…制御部、 10…切換スイッチ、 11,21…バ
ラクタダイオード、 12,13,22…コイル、 23…トラ
ンジスタ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reference frequency oscillator, 2 ... Phase comparator, 3 ... Low pass filter, 4 ... Voltage controlled oscillator, 5 ... Frequency divider, 6 ... Control part, 10 ... Changeover switch, 11, 21 ... Varactor diode, 12, 13, 22 ... coil, 23 ... transistor.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発振周波数を変化させる複数のインダク
タンスと、前記インダクタンスを切り換えるスイッチ
と、制御電圧によって発振周波数を変化させる可変容量
ダイオードを備えたことを特徴とする電圧制御発振器。
1. A voltage controlled oscillator, comprising: a plurality of inductances for changing an oscillation frequency; a switch for switching the inductances; and a variable capacitance diode for changing an oscillation frequency according to a control voltage.
【請求項2】 発振周波数を変化させる複数のコンデン
サーと、前記コンデンサーを切り換えるスイッチと、制
御電圧によって発振周波数を変化させる可変容量ダイオ
ードを備えたことを特徴とする電圧制御発振器。
2. A voltage controlled oscillator, comprising: a plurality of capacitors for changing the oscillation frequency; a switch for switching the capacitors; and a variable capacitance diode for changing the oscillation frequency according to a control voltage.
JP5335051A 1993-12-28 1993-12-28 Voltage controlled oscillator Pending JPH07202638A (en)

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