JPH08116212A - 電圧制御発振回路 - Google Patents

電圧制御発振回路

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JPH08116212A
JPH08116212A JP25328394A JP25328394A JPH08116212A JP H08116212 A JPH08116212 A JP H08116212A JP 25328394 A JP25328394 A JP 25328394A JP 25328394 A JP25328394 A JP 25328394A JP H08116212 A JPH08116212 A JP H08116212A
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JP
Japan
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capacitance
controlled oscillator
voltage controlled
oscillator circuit
circuit
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Withdrawn
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JP25328394A
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Kenji Ichikawa
健司 市川
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発振周波数範囲の広帯域化を図った電圧制御
発振回路に関し、発振出力のC/N比を良好に保持しつ
つ発振周波数を広範囲に変化できる電圧制御発振回路を
提供することを目的とする。 【構成】 可変容量素子を含むLC同調回路を備え、該
可変容量素子のキャパシタンスを変化させることにより
発振周波数を制御するよう構成された電圧制御発振回路
において、該LC同調回路のインダクタンス部は、複数
のインダクタで構成され、該インダクタの組合せを変え
ることによりインダクタンスの値が多段階に切り換えら
れ、また、該LC同調回路のキャパシタンス部にキャパ
シタンスを追加しうる帯域制御部を備え、該帯域制御部
により該キャパシタンス部のキャパシタンスを増減させ
て発振周波数の帯域が切り換えることを特徴とする電圧
制御発振回路。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は発振周波数範囲の広帯域
化を図った電圧制御発振回路に関する。
【0002】情報通信分野では様々な面で機器の小型軽
量化と共に周波数の広帯域化が要請されているが、通信
機器等で多用される周波数シンセサイザにおける電圧制
御発振回路にも同様の要求があり、発振周波数の広帯域
化が求められている。
【0003】
【従来の技術】図6に従来の電圧制御発振回路の例を示
す。この電圧制御発振回路はトランジスタ20とキャパ
シタ21からなる発振部と並列LC同調回路とで構成さ
れる。一般に、並列LC同調回路は無線周波など高周波
の発振回路における同調回路として用いられ、図6に示
すようにインダクタ22とキャパシタ23と可変容量素
子24(図では可変容量ダイオード)を並列に接続した
基本構成となるのが普通である。この電圧制御発振回路
では、発振周波数制御電圧VC を変化させて並列LC同
調回路の可変容量ダイオード24のキャパシタンスを増
減させることにより発振周波数の制御を行っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】並列LC同調回路で
は、High C Low L(キャパシタンスの値を
高く、インダクタンスの値を低く)の原則がある。これ
は、並列LC同調回路において、プリント板上のパター
ンや部品の実装により生じる浮遊容量の影響をできるだ
け小さくするために、インダクタンスの値に比べてキャ
パシタンスの値を大きくとるという原則である。この原
則を考慮して、並列LC同調回路のキャパシタンスの最
低値は浮遊容量を無視できる程度の値にする必要があ
る。図6の電圧制御発振回路の並列LC同調回路のキャ
パシタ23はこの最低値を確保するためのものである。
したがって、並列LC同調回路のキャパシタンスは固定
容量キャパシタの値以下にすることはできず、可変容量
ダイオードのキャパシタンスの変化だけで対応できる発
振周波数可変範囲には限度があった。
【0005】また、図6のような電圧制御発振回路の発
振周波数可変範囲をできるだけ広くするために、電圧感
度、すなわち制御電圧の1Vの変化に対する発振周波数
の変化率が高くなるような可変容量ダイオードを選定す
るという方法がある。しかし、電圧制御発振回路の電圧
感度を高くすると、発振周波数の可変範囲が広くなる代
わりに発振出力のC/N比(搬送波対雑音比)が劣化
し、逆に、電圧制御発振回路の電圧感度を低くすると、
発振出力のC/N比が良くなる代わりに発振周波数の可
変範囲が狭くなるという相反する条件がある。以上述べ
た問題点により、電圧制御発振回路では発振周波数の広
帯域化の要請に応えるのが難しかった。
【0006】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、発振出力のC/N比を良好に保持しつつ発振
周波数を広範囲に変化できる電圧制御発振回路を提供す
ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段および作用】図1は本発明
に係る原理説明図である。上述の課題を解決するため
に、本発明においては、図1で示されるように、LC同
調回路1のキャパシタンス部3は可変容量素子6を含ん
で構成し、また、LC同調回路のインダクタンス部2は
組合せの変更が可能な複数のインダクタ5で構成した電
圧制御発振回路が提供される。
【0008】このように構成することで、発振周波数制
御電圧で可変容量素子6のキャパシタンスを変化させる
と共に、複数のインダクタ5の組合せを変更して合成イ
ンダクタンスを多段階に切り換えることにより、電圧制
御発振回路の発振周波数を広範囲に変化させることがで
きる。
【0009】また、この電圧制御発振回路は、LC同調
回路1のキャパシタンス部3にキャパシタンスを追加し
うる帯域制御部4を更に備えた構成とすることができ
る。
【0010】このように構成することで、LC同調回路
1のキャパシタンス部3に対してキャパシタを追加また
は分離して全体のキャパシタンスを増減させることによ
り、キャパシタンス部3とインダクタンス部2で調整可
能な発振周波数の帯域を変更することができる。
【0011】また、この電圧制御発振回路は、帯域制御
部4を第2の可変容量素子8を含んた構成とすることが
できる。
【0012】すなわち、帯域制御部4が含む第2の可変
容量素子8のキャパシタンスを帯域制御電圧で制御し
て、LC同調回路1全体のキャパシタンスを連続的に増
減させることにより、キャパシタンス部3およびインダ
クタンス部2で調整可能な発振周波数の帯域を連続的に
変更することができる。
【0013】なお、図1に示したLC同調回路1の構成
は一例である。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図2〜図5に本発明の実施例としての電圧制御発
振回路を示す。図2〜図5の各電圧制御発振回路の間で
対応する部分には同一の記号が付されている。
【0015】以下に説明する各電圧制御発振回路は発振
部と並列LC同調回路とで構成される。発振部はトラン
ジスタT1とキャパシタC1で構成され、並列LC同調
回路はインダクタンス部とキャパシタンス部との並列接
続により構成される。
【0016】図2には本発明の実施例が示される。この
電圧制御発振回路の並列LC同調回路において、インダ
クタンス部は、並列接続された複数個のインダクタLa
〜Lnを主要部とし、その他にトランジスタスイッチT
a〜Tn、キャパシタCa〜Cn、インダクタL1を加
えて構成される。また、キャパシタンス部は、並列接続
された固定容量キャパシタC2と可変容量ダイオードV
1を主要部とし、その他にキャパシタC4とインダクタ
L2を加えて構成される。
【0017】インダクタンス部のインダクタLa〜Ln
は、実際には、例えば、導体を空芯またはボビンにスパ
イラル状に巻いたコイル、プリント基板上に印刷して構
成した線状またはスパイラル状の印刷パターン、多層プ
リント板の各層に渡り形成したコイルなどである。
【0018】インダクタLa〜Lnにはそれぞれトラン
ジスタスイッチTa〜Tnが直列接続され、各トランジ
スタスイッチはCPU等の制御回路からの制御信号
(a)〜(n)によりオンオフされる。したがって、イ
ンダクタンス部の合計インダクタンスは、トランジスタ
スイッチがオンになっているインダクタの並列合成イン
ダクタンスである。
【0019】キャパシタCa〜Cnは、トランジスタス
イッチがオンの時に流れる高周波電流をアースへ導くた
めのものである。また、インダクタL1は、各トランジ
スタに直流バイアス電圧Vccを印加する電源に高周波
電流が流れ込まないようにするためのものである。
【0020】なお、トランジスタスイッチの代わりに他
の種類のスイッチを用いても構わない。
【0021】インダクタンス部とキャパシタンス部の間
には、インダクタンス部からキャパシタンス部へ直流が
流れ込むのを防止するためにキャパシタC3が挿入され
ている。
【0022】キャパシタンス部の固定容量キャパシタC
2は回路の浮遊容量の影響を無視できる最低限以上のキ
ャパシタンスを確保するためのものである。可変容量ダ
イオードV1は印加される発振周波数制御電圧Vcによ
りキャパシタンスが変化する。キャパシタC4は、発振
部からキャパシタンス部へ流れ込む直流を遮断するため
のものである。また、インダクタL2は、発振周波数制
御電圧Vcの電源に高周波電流が流れ込まないようにす
るためのものである。キャパシタンス部のキャパシタン
スは、主に、固定容量キャパシタC2と可変容量ダイオ
ードV1の並列合成キャパシタンスにより決定する。
【0023】図3には本発明の他の実施例が示される。
この電圧制御発振回路は、並列LC同調回路におけるイ
ンダクタンス部の構成だけが図2と異なる。インダクタ
Lnは中間に複数のタップを有するタイプである。この
ようなインダクタを使用する代わりに直列接続した複数
のインダクタの各接続点からタップをとるようにしても
構わない。
【0024】各タップとアース間にはトランジスタスイ
ッチTa〜Tnが接続され、各トランジスタスイッチは
CPU等の制御回路からの制御信号(a)〜(n)によ
りオンオフされる。トランジスタスイッチがオンの時、
対応するタップとアース間がキャパシタCnを介して高
周波的にアースされる。この場合、インダクタLnの最
上位タップ(図ではトランジスタTnが接続するタッ
プ)から数えて何個目のトランジスタスイッチをオンす
るかによってインダクタンス部のインダクタンスが決定
する。
【0025】インダクタL1は、各トランジスタに直流
バイアス電圧Vccを印加する電源に高周波電流が流れ
込まないようにするためのものである。
【0026】図4には本発明のまた他の実施例が示され
る。この電圧制御発振回路は、図2の電圧制御発振回路
に帯域制御部を付加した構成になっている。帯域制御部
は、可変容量ダイオードV2とキャパシタC5とインダ
クタ3とで構成され、LC同調回路のキャパシタンス部
に並列に接続される。
【0027】可変容量ダイオードV2は印加される帯域
制御電圧Vbによりキャパシタンスが調節される。キャ
パシタC5は発振部から帯域制御部へ流れ込む直流を遮
断するためのものである。また、インダクタL3は帯域
制御電圧の電源に高周波電流が流れ込まないようにする
ためのものである。
【0028】したがって、キャパシタンス部のキャパシ
タンスは、主に、固定容量キャパシタC2と可変容量ダ
イオードV1と可変容量ダイオードV2の並列合成キャ
パシタンスにより決定する。
【0029】図5には本発明のまた他の実施例が示され
る。この電圧制御発振回路は、図3の電圧制御発振回路
に上記の帯域制御部を付加した構成になっている。
【0030】以上に述べた電圧制御発振回路は、キャパ
シタンス部の可変容量ダイオードV1のキャパシタンス
を発振周波数制御電圧Vcで変化させることにより発振
周波数を変化させているが、可変容量ダイオードV1だ
けでは対応できない周波数の発振を可能にするためにイ
ンダクタンス部のインダクタンスも変化させている。そ
のために、インダクタンス部を設計する際、必要な発振
周波数に対して最適なインダクタの値および組合せを決
定しておき、運用時に、所望の発振周波数が得られるイ
ンダクタの組合せとなるように制御回路からのスイッチ
制御信号(a)〜(n)でトランジスタスイッチのオン
オフを制御している。
【0031】また、図4および図5の電圧制御発振回路
は、帯域制御部の可変容量ダイオードV2のキャパシタ
ンスを帯域制御電圧Vbで変化させることにより、発振
周波数の更に広範囲な変化を可能にしている。この場
合、一つの方法として、帯域制御電圧Vbの値を不連続
的に多段階に切り換えることにより発振周波数の帯域選
択を行い、キャパシタンス部とインダクタンス部により
選択帯域内で発振周波数を変化させるようにすることが
できる。勿論、帯域制御電圧Vbを連続的に変化させて
も構わない。また、帯域制御電圧Vbを不連続的に多段
階に変化させるのであれば、帯域制御部は複数の固定容
量キャパシタの組合せをスイッチで切り換える構成にし
てもよい。
【0032】本発明の実施にあたっては上述の実施例の
他にも種々の変形形態が可能である。実施例に示した回
路構成は一例にすぎず、請求項で規定した構成に当ては
まる限り、いかなる構成であっても構わない。
【0033】
【発明の効果】以上、本発明によれば、従来の電圧制御
発振回路に比べて広い周波数範囲にわたり安定な発振を
得ることが可能となり、電圧制御発振回路の広帯域化を
図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る原理説明図である。
【図2】本発明に係る実施例である。
【図3】本発明に係る他の実施例である。
【図4】本発明に係るまた他の実施例である。
【図5】本発明に係るまた他の実施例である。
【図6】従来例を説明するための図である。
【符号の説明】
1 並列LC同調回路 2 インダクタンス部 3 キャパシタンス部 4 帯域制御部 5 インダクタ 6、8 可変容量ダイオード 7 固定容量キャパシタ 9 発振部 T1 発振部のトランジスタ C1 発振部のキャパシタ C2 固定容量キャパシタ V1、V2 可変容量ダイオード La〜Ln インダクタ Ta〜Tn トランジスタスイッチ Ca〜Cn 高周波アース用キャパシタ C3〜C5 直流遮断用キャパシタ L1〜L3 高周波遮断用インダクタ Vc 発振周波数制御電圧 Vb 帯域制御電圧 Vcc トランジスタスイッチの直流バイアス電源 (a)〜(n) トランジスタスイッチ制御信号

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 可変容量素子を含むLC同調回路を備
    え、該可変容量素子のキャパシタンスを変化させること
    により発振周波数を制御するよう構成された電圧制御発
    振回路において、 該LC同調回路のインダクタンス部は、複数のインダク
    タで構成され、該インダクタの組合せを変えることによ
    りインダクタンスの値が多段階に切り換えられることを
    特徴とする電圧制御発振回路。
  2. 【請求項2】 可変容量素子を含むLC同調回路を備
    え、該可変容量素子のキャパシタンスを変化させること
    により発振周波数を制御するよう構成された電圧制御発
    振回路において、 該LC同調回路のキャパシタンス部にキャパシタンスを
    追加しうる帯域制御部を備え、 該帯域制御部により該キャパシタンス部のキャパシタン
    スを増減させて発振周波数の帯域を切り換えることを特
    徴とする電圧制御発振回路。
  3. 【請求項3】 該帯域制御部は第2の可変容量素子を含
    んで構成し、該第2の可変容量素子のキャパシタンスを
    変化させることにより、発振周波数の帯域を変化させる
    請求項2記載の電圧制御発振回路。
JP25328394A 1994-10-19 1994-10-19 電圧制御発振回路 Withdrawn JPH08116212A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1391989A1 (en) * 2001-07-31 2004-02-25 Nokia Corporation Tuning circuit and IGFET
US6784754B1 (en) * 2002-06-24 2004-08-31 Skyworks,Solutions, Inc. VCO resonance tuning
JP2011101322A (ja) * 2009-11-09 2011-05-19 Renesas Electronics Corp 発振回路及び半導体装置
JP2014112885A (ja) * 2014-01-07 2014-06-19 Renesas Electronics Corp 発振回路及び半導体装置

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Effective date: 20020115