JPH0758549A - 周波数変調回路 - Google Patents

周波数変調回路

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JPH0758549A
JPH0758549A JP21694893A JP21694893A JPH0758549A JP H0758549 A JPH0758549 A JP H0758549A JP 21694893 A JP21694893 A JP 21694893A JP 21694893 A JP21694893 A JP 21694893A JP H0758549 A JPH0758549 A JP H0758549A
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JP
Japan
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frequency
variable capacitance
circuit
frequency modulation
modulation circuit
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Application number
JP21694893A
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English (en)
Inventor
Yoichi Tajima
羊一 田嶋
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 周波数が安定で、大きい周波数偏移の得られ
る周波数変調回路を提供する。 【構成】 増幅素子Q1に水晶振動子X1を接続して発振
回路を構成する。水晶振動子X1の直列負荷容量として
可変容量ダイオードD1を接続する。この可変容量ダイ
オードD1に変調信号を供給して周波数変調回路を構成
する。発振回路に、その移相容量として第2の可変容量
ダイオードD2を接続する。この第2の可変容量ダイオ
ードD2と、可変容量ダイオードD1とに共通に変調信号
を供給して、2つの可変容量ダイオードD1、D2の容量
を連動して同方向に変化させる。この2つの可変容量ダ
イオードD1、D2の容量変化により発振周波数を偏移さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、ワイヤレス
マイクロホンに好適な周波数変調回路に関する。
【0002】
【従来の技術】オーディオ信号などを高品質で無線伝送
する場合、一般に周波数変調方式が使用される。そし
て、このとき、所要の周波数安定度を確保するため、共
振素子として水晶振動子を使用するとともに、その水晶
振動子の負荷容量を変調信号により変化させて周波数変
調を行なうようした回路が知られている。
【0003】図6は、そのような周波数変調回路の一例
を示す。すなわち、発振用トランジスタQ1のベース
と、接地との間に、発振用のコンデンサC1、C2が直列
接続されるとともに、水晶振動子X1と、可変容量ダイ
オードD1と、バイパスコンデンサC3とが直列接続され
る。また、トランジスタQ1のベースと、電源1との間
に、バイアス抵抗器R1が接続され、そのコレクタがバ
イパスコンデンサC4を通じて交流的に接地されるとと
もに、電源1に接続される。さらに、トランジスタQ1
のエミッタが、コンデンサC1、C2の接続中点に接続さ
れるとともに、抵抗器R2を通じて接地される。
【0004】また、可変容量ダイオードD1と水晶振動
子X1との接続点が、直流ライン用の抵抗器R3を通じて
接地されるとともに、可変容量ダイオードD1とコンデ
ンサC3との接続点が、バッファ用の抵抗器R4を通じて
ポテンショメータRVに接続され、可変容量ダイオード
D1には所定のバイアス電圧Vbが供給される。
【0005】なお、一例として、 水晶振動子X1の発振周波数fo=16.940MHz C1=47pF C2=47pF C3=470pF R1=220kΩ R2=1.5kΩ R3=68kΩ R4=10kΩ である。
【0006】また、この周波数回路がワイヤレスマイク
ロホンに使用される場合には、小型化のため、電源1と
して、例えば単4型のマンガン乾電池2個が使用され、
公称電源電圧は3Vとされる。ただし、マンガン乾電池
を電源とする場合は、電池1個当たりの電圧が、例えば
0.9Vになるまで正常に動作することが要望される。
【0007】このような構成によれば、水晶振動子X1
は、直列共振周波数fsと並列共振周波数fpとの間の帯
域では、誘導性を呈するので、図6の周波数変調回路
は、等価的に図7に示すような変形コルピッツ型ないし
クラップ型の発振回路に書き換えることができ、周波数
foの発振信号を得ることができる。
【0008】そして、この発振回路において、バイアス
電圧Vbが変化すれば、可変容量ダイオードD1の容量が
変化するので、発振周波数foは、そのバイアス電圧Vb
に対応して偏移することになる。したがって、バイアス
電圧Vbに、オーディオ信号の信号電圧を重畳すれば、
そのオーディオ信号により周波数変調された信号を得る
ことができる。
【0009】そして、このとき、水晶振動子X1は周波
数安定度が高いので、図6に示す周波数変調回路におい
ては、搬送波の周波数安定度が高くなり、したがって、
良好な歪み特性を得ることができる。また、電波法など
の法規で義務付けられた周波数確度も、十分に保持する
こともできる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところが、水晶振動子
X1を使用した周波数変調回路においては、搬送波の周
波数安定度は良いものの、周波数偏移が極めて小さいと
いう問題がある。例えば、上述の数値例の場合、図3に
破線L6により示すように、バイアス電圧Vbを、1.5V
を中心にして±1.0Vの範囲で変化させたとき、最大周
波数偏移Δfは±450Hz程度にしかならない。
【0011】そして、周波数変調方式においては、復調
時、周波数偏移と、復調出力電圧とは比例するので、周
波数偏移が小さければ、復調信号のレベルも小さくな
り、結果として復調信号のS/Nが低下する。
【0012】したがって、十分なS/Nを得るためには
大きな周波数偏移が必要であるが、数kHz〜数十kHzの
周波数偏移を必要とする場合には、原発振信号(もとの
被周波数変調信号)を周波数逓倍するとともに、その逓
倍数を大きく設定することが必要となってしまう。
【0013】しかし、逓倍数を大きくすると、回路規模
が大きくなってしまう。また、必要な周波数偏移が得ら
れるまで、周波数逓倍を行うと、最終的な搬送周波数が
必要以上に高くなることがあり、その場合には、周波数
変換が必要になるので、さらに回路規模が大きくなって
しまう。
【0014】このため、周波数が安定で、しかも十分に
変調のかけることのできる小型の周波数変調回路が求め
られている。例えば、ビデオカメラで撮影するときに、
被写体の見えない部位に付けて音声を収録する場合のワ
イヤレスマイクロホンのように、小型のワイヤレスマイ
クロホンが要求されている。
【0015】この発明は、このような問題点を解決しよ
うとするものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】このため、この発明にお
いては、各部の参照符号を後述の実施例に対応させる
と、増幅素子Q1に水晶振動子X1を接続して発振回路を
構成するとともに、水晶振動子X1の直列負荷容量とし
て可変容量ダイオードD1を接続し、この可変容量ダイ
オードD1に変調信号を供給するようにした周波数変調
回路において、発振回路に、その移相容量として第2の
可変容量ダイオードD2を接続し、この第2の可変容量
ダイオードD2と、可変容量ダイオードD1とに共通に変
調信号を供給して、2つの可変容量ダイオードD1、D2
の容量を連動して同方向に変化させ、この2つの可変容
量ダイオードD1、D2の容量変化により発振周波数を偏
移させるようにしたものである。
【0017】
【作用】水晶振動子X1により安定な周波数foで発振が
行われるとともに、可変容量ダイオードD1、D2の容量
が同方向に連動して変化することにより、大きな周波数
偏移が行われる。
【0018】
【実施例】図1の周波数変調回路においては、トランジ
スタQ1に対して、水晶振動子X1及び可変容量ダイオー
ドD1などが、図6の回路と同様に接続されるととも
に、コンデンサC2と接地との間に、抵抗器R5が直列接
続される。そして、このコンデンサC2と抵抗器R5との
接続点と、ダイオードD1と抵抗器R4との接続点との間
に、別の可変容量ダイオードD2が接続される。
【0019】なお、一例として、 水晶振動子X1の発振周波数fo=16.940MHz C1=47pF C2=470pF C3=470pF R1=220kΩ R2=1.5kΩ R3=68kΩ R4=10kΩ R5=68kΩ とされる。
【0020】このような構成によれば、その等価回路は
図2に示すようになるので、周波数foの発振信号を得
ることができる。そして、この場合、バイアス電圧Vb
が、可変容量ダイオードD1、D2に並列に供給されるの
で、これら可変容量ダイオードD1、D2の容量が連動し
て同じ方向に変化する。したがって、発振周波数fo
は、そのバイアス電圧Vbに対応して偏移するととも
に、可変容量ダイオードD2により、図6の場合よりも
大きく偏移することになる。
【0021】例えば、上述の数値例の場合、図3に実線
L1で示すように、バイアス電圧Vbを、1.5Vを中心に
して±1.0Vの範囲で変化させたとき、最大周波数偏移
Δfは±1kHz程度になり、その周波数偏移の大きさ
は、図6の回路の2倍以上となった。
【0022】図4は、この発明をワイヤレスマイクロホ
ンに適用した場合の一例を示す。すなわち、ポテンショ
メータRVからのバイアス電圧Vbが、抵抗器R4を通じ
て取り出され、さらに、抵抗器R6を通じて可変容量ダ
イオードD1に供給されるとともに、抵抗器R7を通じて
可変容量ダイオードD2に供給される。
【0023】また、マイクロホンユニット11からのオ
ーディオ信号が、プリアンプ12及びプリエンファシス
回路13を通じて取り出され、この信号電圧が抵抗器R
4からのバイアス電圧Vbに加算ないし重畳される。
【0024】そして、トランジスタQ1のコレクタに、
水晶振動子X1の発振周波数foの3倍の周波数に同調し
た並列共振回路31が接続されて搬送周波数が周波数3
foの周波数変調信号が取り出され、この信号が、2逓
倍回路32→3逓倍回路33→3逓倍回路34に順に供
給されて54逓倍され、この54逓倍された信号がアンテナ
35から送信される。
【0025】したがって、図1の回路と同様の数値であ
るとすれば、送信周波数fTX及び最大周波数偏移ΔfTX
は、 fTX=fo×54倍 =16.940MHz×54倍 =914.76MHz ΔfTX=±1kHz×54倍 =±54kHz となる。
【0026】したがって、アンテナ35からの送信信号
の周波数偏移が十分に大きいので、これを受信してもと
のオーディオ信号を復調するとき、十分なS/Nを得る
ことができる。しかも、送信周波数fTXは900MHz帯
で、携帯電話などと類似した周波数帯なので、技術的に
も信号処理が容易である。また、900MHz帯まで逓倍す
るだけなので、小型化が容易である。
【0027】さらに、ポテンショメータRVからのバイ
アス電圧Vbと、プリエンファシス回路13からの信号
電圧との加算電圧を、抵抗器R6、R7により可変容量ダ
イオードD1、D2にそれぞれ独立に供給しているので、
可変容量ダイオードD1により生じる周波数偏移分と、
可変容量ダイオードD2により生じる周波数偏移分との
組み合わせを調整することができ、したがって、信号電
圧に対する周波数偏移の直線性を改善することができ、
良好な歪み特性を得ることができる。
【0028】また、2つの可変容量ダイオードD1、D2
を使用しているが、これらに供給される信号電圧は同極
性でよく、一方の信号電圧の極性を反転する必要もない
ので、この点からも回路が簡単になる。そして、電源1
は3Vあるいはそれ以下の電圧で十分に動作する。
【0029】図5に示す例においては、インバータアン
プ40の入力端子と出力端子との間に、水晶振動子X1
が接続されて発振回路が構成されるとともに、その入力
端子側と、出力端子側とに可変容量ダイオードD1、D2
がそれぞれ接続された場合である。なお、10はオーデ
ィオ信号の信号源である。
【0030】したがって、この例においても、可変容量
ダイオードD1、D2の容量が、信号電圧に対して同方向
に変化するので、大きな周波数偏移を得ることができ
る。
【0031】
【発明の効果】この発明によれば、水晶振動子X1を用
いた発振回路において、その水晶振動子X1に対して2
つの可変容量ダイオードD1、D2を接続するとともに、
これら2つの可変容量ダイオードD1、D2に変調信号を
供給して周波数変調を行うようにしたので、周波数偏移
を大きくとれるとともに、その信号電圧に対する周波数
偏移の直線性を良好にすることができる。
【0032】しかも、水晶発振なので、周波数が安定で
ある。また、回路規模が大きくなることもなく、小型の
周波数変調回路、例えば小型のワイヤレスマイクロホン
などに適用して好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一例を示す接続図である。
【図2】図1の回路の等価回路図である。
【図3】この発明の一例の周波数偏移の測定結果を示す
特性図である。
【図4】この発明の一例を示す接続図である。
【図5】この発明の他の例を示す接続図である。
【図6】従来例を示す接続図である。
【図7】図6の回路の等価回路図である。
【符号の説明】
Q1 発振用トランジスタ C1 帰還用コンデンサ X1 水晶振動子 D1、D2 可変容量ダイオード 11 マイクロホンユニット 31 並列共振回路 32〜34 逓倍回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 増幅素子に水晶振動子を接続して発振回
    路を構成するとともに、 上記水晶振動子の直列負荷容量として可変容量ダイオー
    ドを接続し、 この可変容量ダイオードに変調信号を供給するようにし
    た周波数変調回路において、 上記発振回路に、その移相容量として第2の可変容量ダ
    イオードを接続し、 この第2の可変容量ダイオードと、上記可変容量ダイオ
    ードとに共通に上記変調信号を供給して、上記2つの可
    変容量ダイオードの容量を連動して同方向に変化させ、 この2つの可変容量ダイオードの容量変化により発振周
    波数を偏移させるようにした周波数変調回路。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の周波数変調回路におい
    て、 上記発振回路において、 上記増幅素子はトランジスタであり、 このトランジスタのコレクタを交流的に接地に接続し、 上記トランジスタのベース・エミッタ間に帰還用コンデ
    ンサを接続し、 上記トランジスタのエミッタと上記接地との間にコンデ
    ンサを接続し、 上記トランジスタのベースと上記接地との間に上記水晶
    振動子を接続している周波数変調回路。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の周波数変調回路におい
    て、 上記可変容量ダイオードを、上記水晶振動子と上記接地
    との間に直列接続し、 上記第2の可変容量ダイオードを、上記エミッタに接続
    されたコンデンサと上記接地との間に直列接続し、 上記可変容量ダイオード及び上記第2の可変容量ダイオ
    ードに、共通に上記変調信号を供給して、上記2つの可
    変容量ダイオードの容量を連動して同方向に変化させ、 この2つの可変容量ダイオードの容量変化により、上記
    発振周波数を偏移させるようにした周波数変調回路。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の周波数変調回路におい
    て、 上記増幅素子をインバータアンプとした周波数変調回
    路。
  5. 【請求項5】 請求項1、請求項2、請求項3あるいは
    請求項4に記載の周波数変調回路において、 上記増幅素子の出力端子に接続され、上記水晶振動子の
    発振周波数の整数倍の周波数の並列共振回路と、 この並列共振回路の出力信号を周波数逓倍する逓倍回路
    とを有し、 この逓倍回路の出力信号を送信するようにした周波数変
    調回路。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1133213A2 (en) * 1996-06-03 2001-09-12 Ericsson Inc. An audio A/D converter using frequency modulation
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JP2012095179A (ja) * 2010-10-28 2012-05-17 Seiko Epson Corp 圧電発振回路、恒温型圧電発振器

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