JPH0758545A - 周波数可変発振器 - Google Patents

周波数可変発振器

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JPH0758545A
JPH0758545A JP20081593A JP20081593A JPH0758545A JP H0758545 A JPH0758545 A JP H0758545A JP 20081593 A JP20081593 A JP 20081593A JP 20081593 A JP20081593 A JP 20081593A JP H0758545 A JPH0758545 A JP H0758545A
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JP
Japan
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signal
phase
variable
gain
limiter
Prior art date
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Application number
JP20081593A
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English (en)
Inventor
Kouun Kouno
光雲 河野
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明の目的は、位相制御に偏りがある状態
で発振が励起されても寄生発振が生じにくい周波数可変
発振器を提供することにある。 【構成】この発明に係る周波数可変発振器は、共振子1
から出力される信号を増幅器2で増幅した後、移相器3
で位相シフトすることで第1、第2の信号V1 ,V2 を
生成し、位相可変部4において、リミッタ41で第1の
信号V1 の振幅を制限し、前記分圧器45で第2の信号
V2 を分圧し、この分圧された第2の信号の振幅をリミ
ッタ43で制限し、このリミッタ43の出力をゲイン可
変増幅器44で設定ゲインに基づいて増幅し、リミッタ
41の出力とゲイン可変増幅器44の出力を加算器42
で加算して共振子1へ印加する信号を生成するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、発振周波数を可変で
きる周波数可変発振器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、例えば水晶などの共振子を用
いた周波数可変発振器を構成した例として、図5に示す
ような発振器がある。図5において、共振子1は図6に
示すようなインダクタL1 と容量C1 ,C2によるLC
共振回路と等価であり、信号V0 が与えられると共振特
性に応じた信号を出力する。この出力信号はアンプ2で
増幅される。このアンプ2の出力信号V1 は移相器3で
例えば+90°だけ位相シフトされる。アンプ2の出力
V1 と移相器3の出力V2 は共に位相可変部4に供給さ
れる。つまり、位相可変部4の出力が信号V0 として共
振子1に供給され、発振ループが構成される。
【0003】位相可変部4に入力された信号V1 は第1
のリミッタ41で振幅制限されて加算器42の第1の入
力となり、信号V2 は第2のリミッタ43で振幅制限さ
れた後、ゲインKが可変のアンプ44を通して加算器4
2の第2の入力となる。この加算器42の加算出力は共
振子1への励起信号V0 となる。アンプ44のゲインK
を−1から1まで制御することで共振子1の入力信号V
0 の位相が変化し、発振周波数が変わる。
【0004】上記位相可変部4の具体例は、図7に示す
ように、回路的には簡単に一体化して構成することがで
きる。信号V1 をベース入力とする一対のトランジスタ
Q1,Q2 からなる第1の差動増幅器と、信号V2 をベ
ース入力とする一対のトランジスタQ3 ,Q4 からなる
第2の差動増幅器と、同じく信号V2 をベース入力とす
る一対のトランジスタQ5 ,Q6 からなる第3の差動増
幅器とを備える。
【0005】第1の差動増幅器のQ1 ,Q2 の共通エミ
ッタは定電流源I0 に、第2の差動増幅器のQ3 ,Q4
の共通エミッタは可変電流源I1 に接続され、第3の差
動増幅器のQ5 ,Q6 の共通エミッタは可変電流源I2
に接続される。各差動増幅器のQ2 ,Q4 ,Q5 のコレ
クタは共通に接続されてV0 の出力端となり、さらに負
荷抵抗RL を介して電源ラインに接続される。一方、各
差動増幅器のQ1 ,Q3 ,Q6 のコレクタはそれぞれ直
接電源ラインVCCに接続される。
【0006】可変電流源I1 ,I2 は詳細は図示しない
が差動的に制御される。この場合、電流の増分を(I0
/2)K(Kは係数でK=−1〜1)とすれば、I1 =
(I0 /2)(1+K)、I2 =(I0 /2)(1−
K)と表現できる。
【0007】第1の差動増幅器は第1のリミッタ41と
して機能し、そのリミット出力はRL ・I0 (p−p)
で与えられる。第2、第3の平衡型の差動増幅器はそれ
ぞれ第2のリミッタ43及びアンプ44として機能し、
そのリミット出力はK・RL・I0 (p−p)で与えら
れる。
【0008】これらは抵抗RL 端に電流加算されて出力
される。この電流加算は図8に示すようにベクトル表示
できる。すなわち、位相可変部4の制御特性は、図9に
示すようにベクトル加算で考えることができる。図9に
おいて、(a)は制御係数対位相特性、(b)は制御係
数対ゲイン特性を示しており、この例では、最大制御時
に位相で±45°、ゲインで+3dBとなっている。
【0009】ここで問題になるのが寄生発振である。図
5の周波数可変発振器の例で、K=0のセンター状態で
は、共振子1が入出力位相差0°での直列共振によって
発振している。この安定状態では、共振子1の等価イン
ピーダンスが低く、共振子1の持つ寄生の並列容量C2
の影響が小さいため問題はない。
【0010】しかし、電源オン時などで位相可変部4が
+45°側あるいは−45°側に偏っている状態で発振
が励起されると、共振子1の共振周波数と異なった周波
数で並列の浮遊容量C2 によるループによって発振しや
すい。これを寄生発振と称している。この寄生発振の周
波数はばらつきが大きく、他の回路の周波数特性によっ
て大きく変わってしまうため、対策が困難となってい
る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の周波数可変発振器では、位相可変部の位相制御に偏
りがある状態で発振が励起された場合に寄生発振を生じ
やすいという問題を有しており、これを排除する有効な
対策方法がなかった。
【0012】この発明は上記の課題を解決するためにな
されたもので、位相制御に偏りがある状態で発振が励起
されても寄生発振が生じにくい周波数可変発振器を提供
することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明に係る周波数可変発振器は、周波数周波数を
有する共振子と、この共振子の出力信号を所定の利得で
増幅する増幅器と、この増幅器から出力される第1の信
号を位相シフトして第2の信号を生成する移相器と、前
記第1の信号の振幅を制限する第1のリミッタ手段、前
記第2の信号を分圧する分圧手段、この分圧手段で分圧
された信号の振幅を制限する第2のリミッタ手段、この
第2のリミッタ手段から出力される信号を設定ゲインで
増幅するゲイン可変増幅手段、及び前記第1のリミッタ
手段から出力される信号と前記ゲイン可変増幅手段から
出力される信号を加算して前記共振子に印加する加算手
段を備え、前記ゲイン可変増幅手段のゲインを可変する
ことで前記周波数信号の位相を調整する位相可変部とを
具備して構成される。
【0014】
【作用】上記構成による周波数可変発振器では、位相可
変部において、第1の信号を振幅制限して加算器の第1
の入力とし、第1の信号を位相シフトした第2の信号を
分圧しつつ振幅制限した後に、ゲイン可変器を介して加
算器の第2の入力とし、小信号時に加算手段の第1の入
力信号に対して第2の入力信号がかなり小さくなるよう
にしているので、最大位相制御状態でも励起直後の小信
号に対して位相可変量及びゲインアップが抑えられ、こ
れによって寄生発振も生じにくくなる。
【0015】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
詳細に説明する。但し、図1において、図4と同一部分
には同一符号を付して示し、図2において図5と同一部
分には同一符号を付して示し、それぞれここでは異なる
部分を中心に説明する。
【0016】図1はこの発明に係る周波数可変発振器の
構成を示すもので、前述の位相可変部4において、位相
シフトされた第2の信号V2 を分圧器45を介して第2
のリミッタ43に入力するようにしたことを特徴とす
る。
【0017】すなわち、上記構成の発振器は、通常の発
振状態では第1、第2のリミッタ1,2の出力が従来の
発振器とほぼ同じである。これに対して、発振励起時の
小信号レベルについては、第1のリミッタ41の出力に
比して第2のリミッタ43の出力は小さいため、位相加
算量が小さくなる。
【0018】この位相可変部4の回路例を図2に示す。
従来例としてあげた図5の回路と比較して、信号V2 を
入力とする2つの差動増幅器にエミッタ抵抗を挿入した
ことを特徴とする。すなわち、トランジスタQ3 ,Q4
のエミッタにそれぞれ抵抗R1 ,R2 を介して共通に電
流源I1 に接続し、トランジスタQ5 ,Q6 のエミッタ
もそれぞれ抵抗R3 ,R4 を介して共通の電流源I2 に
接続して構成される。これらのエミッタ抵抗R1 〜R4
が図1の分圧器45の役割をしている。
【0019】図2に示す3つの差動増幅器のリミット出
力は従来回路と同じである。ここで、小信号に対するゲ
イン比を考えると、第1の差動増幅器について、Q1 ,
Q2に同じI0 /2の電流が流れているとすれば、これ
らの等価エミッタ抵抗はVT/(I0 /2)(VT は温
度定数)である。よって、第1の差動増幅器のエミッタ
抵抗分は4VT /I0 となる。
【0020】一方、抵抗R1 〜R4 が互いに等しいもの
とし、第2の差動増幅器について、電流源I1 が最大値
I0 のときのQ3 ,Q4 も同じI0 /2の電流が流れて
いるとすれば、結局第2の差動増幅器のエミッタ抵抗分
は2(R1 +2VT /I0 )となる。すなわち、最大位
相加算時の信号V2 に対するゲイン比は分圧比Bに相当
することになり、
【0021】
【数1】 で表される。例えば、B=1/4に設定したとすると、
小信号に対する最大位相及びゲインアップは、それぞれ
【0022】
【数2】 に抑えられる。これは大信号のときの最大位相+45
°、ゲインアップ1.4倍と比較して、寄生発振防止に
非常に有利になっている。この様子を図3にベクトル表
示して示す。図中点線が小信号時を示している。
【0023】上記位相可変部4の制御特性は図4に示す
ようになる。図4において、(a)は制御係数対位相特
性、(b)は制御係数対ゲイン特性を示しており、この
例では、最大制御時に位相で±45°、ゲインで+3d
Bとなっており、小信号時では図中点線で示すように制
御幅が小さくなっている。
【0024】したがって、上記構成による周波数可変発
振器は、位相制御に偏りがある状態で発振が励起されて
も、励起時の信号V2 が小信号となって制御幅が小さく
なるため、寄生発振が生じにくくなり、わずかな素子の
追加で寄生発振防止に有効な効果をあげることができ
る。
【0025】尚、図2の実施例では、第1の差動増幅器
にエミッタ抵抗がない場合を示したが、ここにエミッタ
抵抗がある場合でも、第2、第3のエミッタ抵抗R1 〜
R4の方を十分に大きくしておけば同じ効果が得られ
る。その他、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変
形しても同様に実施可能であることはいうまでもない。
【0026】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、位相制
御に偏りがある状態で発振が励起されても寄生発振が生
じにくい周波数可変発振器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る周波数可変発振器の一実施例を
示すブロック回路構成図。
【図2】図1の位相可変部の具体的な構成を示す回路
図。
【図3】図2の位相可変部の最大位相及びゲインアップ
の様子を小信号時と合わせて示すベクトル線図。
【図4】図2の位相可変部の制御特性の例を示す特性
図。
【図5】従来の周波数可変発振器の構成を示すブロック
回路図。
【図6】図5の共振子の等価回路を示す回路図。
【図7】図6の位相可変部の具体的な構成を示す回路
図。
【図8】図7の位相可変部の最大位相及びゲインアップ
の様子を小信号時と合わせて示すベクトル線図。
【図9】図7の位相可変部の制御特性の例を示す特性
図。
【符号の説明】
1…共振子、2…アンプ、3…移相器、4…位相可変
部、41,43…リミッタ、42…加算器、44…アン
プ、45…分圧器。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】周波数周波数を有する共振子と、 この共振子の出力信号を所定の利得で増幅する増幅器
    と、 この増幅器から出力される第1の信号を位相シフトして
    第2の信号を生成する移相器と、 前記第1の信号の振幅を制限する第1のリミッタ手段、
    前記第2の信号を分圧する分圧手段、この分圧手段で分
    圧された信号の振幅を制限する第2のリミッタ手段、こ
    の第2のリミッタ手段から出力される信号を設定ゲイン
    で増幅するゲイン可変増幅手段、及び前記第1のリミッ
    タ手段から出力される信号と前記ゲイン可変増幅手段か
    ら出力される信号を加算して前記共振子に印加する加算
    手段を備え、前記ゲイン可変増幅手段のゲインを可変す
    ることで前記周波数信号の位相を調整する位相可変部と
    を具備することを特徴とする周波数可変発振器。
  2. 【請求項2】位相可変部は、前記第1の信号を入力とす
    る第1の差動増幅器と、前記第2の信号を入力とし、エ
    ミッタ抵抗を有し、互いに逆極性の出力を導出する第
    2、第3の差動増幅器と、これら第1、第2、第3の差
    動増幅器の出力を電圧加算する負荷抵抗とを備え、前記
    第1の差動増幅器を前記第1のリミッタ手段として機能
    させ、前記第2及び第3の差動増幅器を第2のリミッタ
    手段及びゲイン可変増幅手段として機能させ、前記エミ
    ッタ抵抗を前記分圧手段として機能させ、前記負荷抵抗
    を前記加算手段として機能させるようにしたことを特徴
    とする請求項1記載の周波数可変発振器。
JP20081593A 1993-08-12 1993-08-12 周波数可変発振器 Pending JPH0758545A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003501922A (ja) * 1999-06-07 2003-01-14 アストラゼネカ・アクチエボラーグ 電子デバイス
US7297362B2 (en) 2003-04-23 2007-11-20 Fuji Electric Device Technology Co., Ltd. Magnetic recording medium and the method of manufacturing the same

Cited By (2)

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JP2003501922A (ja) * 1999-06-07 2003-01-14 アストラゼネカ・アクチエボラーグ 電子デバイス
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