JPH0865045A - Oscillator - Google Patents

Oscillator

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JPH0865045A
JPH0865045A JP12039595A JP12039595A JPH0865045A JP H0865045 A JPH0865045 A JP H0865045A JP 12039595 A JP12039595 A JP 12039595A JP 12039595 A JP12039595 A JP 12039595A JP H0865045 A JPH0865045 A JP H0865045A
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JP
Japan
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phase
phase shift
circuit
signal
inductor
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Application number
JP12039595A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadataka Oe
忠孝 大江
Tsutomu Nakanishi
努 中西
Takeshi Ikeda
毅 池田
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Individual
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Publication date
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Publication of JPH0865045A publication Critical patent/JPH0865045A/en
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Abstract

PURPOSE: To provide a stably operating oscillator for which remarkably the oscillation frequency can be adjusted over a wide range. CONSTITUTION: This oscillator is provided with two phase shift circuits 10C and 30L for performing prescribed phase shift by synthesizing the signals of the same phase and an opposite phase generated in the source and drain of an FET through a capacitor and a resistor or an inductor and the resistor, a non-inversion circuit 50 for performing amplification without changing the phase of the output signals of the phase shift circuit 30L of a poststage and a feedback resistor 70 for feeding back the signals outputted from the non- inversion circuit 50 to the input side of the phase shift circuit 10C of a prestage. By changing the time constant of a serial circuit composed of the capacitor and the resistor or the serial circuit composed of the inductor and the resistor inside the phase shift circuits 10C and 30L, the oscillation frequency is adjusted.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、発振周波数を大幅に
調整することが可能な発振器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an oscillator whose oscillation frequency can be adjusted significantly.

【0002】[0002]

【従来の技術】正弦波発振器として従来より能動素子お
よびリアクタンス素子を使用した各種の発振回路が提案
され実用化されている。
2. Description of the Related Art Various oscillating circuits using an active element and a reactance element have been proposed and put into practical use as a sine wave oscillator.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】正弦波発振器として、
図48に示すウィーン・ブリッジ型発振器、図49に示
すブリッジT型発振器が従来より知られている。
As a sine wave oscillator,
The Wien bridge type oscillator shown in FIG. 48 and the bridge T type oscillator shown in FIG. 49 are conventionally known.

【0004】図48より明らかなように、ウィーン・ブ
リッジ型発振器においては、周波数を変化させるために
キャパシタCと可変抵抗Rsとの直列回路の可変抵抗Rs
の抵抗値と、キャパシタCと可変抵抗Rpとの並列回路
の可変抵抗Rpの抵抗値とを連動して変化させなければ
ならないが、直列回路の可変抵抗Rsの抵抗値と並列回
路の可変抵抗Rpの抵抗値に連動誤差が生じると、増幅
器Aに入力される電圧が増減するので、その結果、発振
出力が変動する。そして、発振出力が小さくなれば発振
が停止し、大きくなれば発振出力に著しい歪みを生じる
ことになる。
As is apparent from FIG. 48, in the Wien bridge type oscillator, the variable resistance Rs of the series circuit of the capacitor C and the variable resistance Rs is changed in order to change the frequency.
The resistance value of the variable resistance Rp of the parallel circuit and the resistance value of the variable resistance Rp of the parallel circuit of the capacitor C and the variable resistance Rp must be changed in conjunction with each other. If an interlocking error occurs in the resistance value of, the voltage input to the amplifier A increases or decreases, and as a result, the oscillation output fluctuates. When the oscillation output becomes small, the oscillation stops, and when it becomes large, the oscillation output is significantly distorted.

【0005】通常、正弦波発振器の出力変動を少なくす
るように安定化することは難しく、その安定化手段は増
幅器の振幅特性に非線形を付加すること、すなわち、出
力の大きさによってその増幅度が変化するような特性を
付加することになる。
Generally, it is difficult to stabilize the output of the sine wave oscillator so as to reduce the fluctuation, and the stabilizing means adds nonlinearity to the amplitude characteristic of the amplifier, that is, the amplification degree depends on the magnitude of the output. A characteristic that changes is added.

【0006】このように特性を付加することは増幅器の
直線性を悪化させることになるから、出力波形の歪率を
悪化させることになり、出力電圧の安定性と歪率とは二
率背反の関係にある。
Since the addition of such characteristics deteriorates the linearity of the amplifier, it deteriorates the distortion factor of the output waveform, and the stability of the output voltage and the distortion coefficient are in the opposite ratio. Have a relationship.

【0007】直列回路の抵抗Rsと並列回路の可変抵抗
Rpの比を一定に保って変化させることは、回路を集積
回路化して、外部から電圧制御の手法で可変抵抗を変化
させる場合には特に困難である。
Changing the ratio of the resistance Rs of the series circuit to the variable resistance Rp of the parallel circuit at a constant value is particularly effective when the circuit is integrated and the variable resistance is changed by a voltage control method from the outside. Have difficulty.

【0008】ウィーン・ブリッジ型発振器に限らず、図
49に示すブリッジT型発振器や移相型発振器でも同様
のことがいえる。
The same applies to not only the Wien bridge oscillator but also the bridge T oscillator and the phase shift oscillator shown in FIG.

【0009】さらに、発振周波数を大幅に調整し得る可
変周波数発振器を集積回路によって形成することも困難
である。
Further, it is also difficult to form a variable frequency oscillator whose oscillation frequency can be adjusted significantly by an integrated circuit.

【0010】そこで、この発明は、このような課題を解
決するために考えられたものである。
Therefore, the present invention was devised to solve such a problem.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、この発明の発振器は、入力された交流信号を同
相および逆相の交流信号に変換して出力する変換手段
と、前記変換手段によって変換された一方の交流信号は
キャパシタを介して他方の交流信号は抵抗を介して合成
する合成手段とを含む第1の移相回路と、入力された交
流信号を同相および逆相の交流信号に変換して出力する
変換手段と、前記変換手段によって変換された一方の交
流信号はインダクタを介して他方の交流信号は抵抗を介
して合成する合成手段とを含む第2の移相回路と、入力
された交流信号の位相を変えずに所定の増幅度で増幅し
て出力する非反転回路と、を備え、前記第1および第2
の移相回路と前記非反転回路のそれぞれを縦続接続し、
これら縦続接続された複数の回路の中の最終段の出力を
初段の入力側に帰還させるとともに、これら複数の回路
のいずれかから正弦波発振出力を取り出すことを特徴と
する。
In order to solve the above-mentioned problems, an oscillator according to the present invention includes a conversion means for converting an input AC signal into an AC signal of an in-phase and an AC signal of an opposite phase, and outputting the AC signal. A first phase shift circuit including a synthesizing means for synthesizing one of the alternating current signals converted via the capacitor and the other alternating current signal via the resistor; and an in-phase and anti-phase alternating current signal of the input alternating current signal. A second phase-shifting circuit including: a converting unit that converts to and outputs the AC signal converted by the converting unit and a combining unit that combines the one AC signal through the inductor and the other AC signal through the resistor; A non-inverting circuit for amplifying and outputting the input AC signal at a predetermined amplification level without changing the phase of the AC signal;
Cascade connection of each of the phase shift circuit and the non-inverting circuit,
The output of the final stage of the plurality of circuits connected in cascade is fed back to the input side of the first stage, and the sine wave oscillation output is taken out from any of the plurality of circuits.

【0012】また、この発明の発振器は、入力された交
流信号を同相および逆相の交流信号に変換して出力する
変換手段と、前記変換手段によって変換された一方の交
流信号をキャパシタを介して他方の交流信号を抵抗を介
して合成する合成手段とを含む第1の移相回路と、入力
された交流信号を同相および逆相の交流信号に変換して
出力する変換手段と、前記変換手段によって変換された
一方の交流信号をインダクタを介して他方の交流信号を
抵抗を介して合成する合成手段とを含む第2の移相回路
と、入力された交流信号の位相を反転するとともに所定
の増幅度で増幅して出力する位相反転回路と、を備え、
前記第1および第2の移相回路と前記位相反転回路のそ
れぞれを縦続接続し、これら縦続接続された複数の回路
の中の最終段の出力を初段の入力側に帰還させるととも
に、これら複数の回路のいずれかから正弦波発振出力を
取り出すことを特徴とする。
Further, the oscillator of the present invention has a conversion means for converting an input AC signal into in-phase and anti-phase AC signals and outputting the AC signal, and one AC signal converted by the conversion means via a capacitor. A first phase shift circuit including a synthesizing unit that synthesizes the other AC signal via a resistor, a converting unit that converts the input AC signal into in-phase and anti-phase AC signals, and outputs the AC signals, and the converting unit. A second phase shift circuit including a synthesizing means for synthesizing one of the alternating current signals converted by means of the inductor and the other alternating current signal via the resistor; And a phase inversion circuit that amplifies and outputs with an amplification degree,
Each of the first and second phase shift circuits and the phase inversion circuit is connected in cascade, and the output of the final stage of the plurality of circuits connected in cascade is fed back to the input side of the first stage, It is characterized in that the sine wave oscillation output is taken out from any of the circuits.

【0013】また、この発明の発振器は、入力された交
流信号を同相および逆相の交流信号に変換して出力する
変換手段と、変換された前記2つの交流信号をキャパシ
タあるいはインダクタのいずれか一方からなる第1のリ
アクタンス素子と第1の抵抗を介して合成して移相する
手段とよりなる第1段目の移相回路と、入力された交流
信号を同相および逆相の交流信号に変換して出力する変
換手段と、変換された前記2つの交流信号をキャパシタ
あるいはインダクタのいずれか他方からなる第2のリア
クタンス素子と第2の抵抗を介して合成して、前記第1
段目の移相回路とは反対方向に移相する手段とよりなる
第2段目の移相回路と、前記第2段目の移相回路の出力
を同相で出力する非反転回路と、前記非反転回路の出力
を前記第1段目の移相回路の入力へ帰還する回路と、を
備えることを特徴とする。
Further, the oscillator of the present invention includes a converting means for converting an input AC signal into an in-phase and anti-phase AC signal and outputting the AC signal, and one of the two AC signals thus converted, which is either a capacitor or an inductor. A first-stage phase-shift circuit including a first reactance element composed of and a means for synthesizing a phase via a first resistor and a phase shifter, and converting an input AC signal into an in-phase and an in-phase AC signal And outputs the converted two AC signals through a second reactance element composed of the other one of a capacitor and an inductor via a second resistor to generate the first AC signal.
A second-stage phase-shift circuit including means for shifting the phase in the opposite direction to the second-stage phase-shift circuit; a non-inverting circuit that outputs the output of the second-stage phase-shift circuit in the same phase; A circuit for returning the output of the non-inverting circuit to the input of the first-stage phase shift circuit.

【0014】また、この発明の発振器は、入力された交
流信号を同相および逆相の交流信号に変換して出力する
変換手段と、変換された前記2つの交流信号をキャパシ
タあるいはインダクタのいずれか一方からなる第1のリ
アクタンス素子と第1の抵抗を介して合成して移相する
手段とよりなる第1段目の移相回路と、入力された交流
信号を同相および逆相の交流信号に変換して出力する変
換手段と、変換された前記2つの交流信号をキャパシタ
あるいはインダクタのいずれか他方からなる第2のリア
クタンス素子と第2の抵抗を介して合成して、前記第1
段目の移相回路と同じ方向に移相する第2段目の移相回
路と、前記第2段目の移相回路の出力の位相を反転する
位相反転回路と、前記位相反転回路の出力を前記第1段
目の移相回路の入力へ帰還する回路と、を備えることを
特徴とする。
In the oscillator of the present invention, a converting means for converting an input AC signal into an AC signal of an in-phase and an AC signal of an opposite phase and outputting the AC signal, and one of the two AC signals thus converted is a capacitor or an inductor. A first-stage phase-shift circuit including a first reactance element composed of and a means for synthesizing a phase via a first resistor and a phase shifter, and converting an input AC signal into an in-phase and an in-phase AC signal And outputs the converted two AC signals through a second reactance element composed of the other one of a capacitor and an inductor via a second resistor to generate the first AC signal.
A second-stage phase-shift circuit that shifts the phase in the same direction as the second-stage phase-shift circuit, a phase-inverting circuit that inverts the phase of the output of the second-stage phase-shift circuit, and an output of the phase-inverting circuit Is fed back to the input of the phase shift circuit of the first stage.

【0015】[0015]

【実施例】以下、この発明を適用した一実施例の発振器
について、図面を参照しながら具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An oscillator according to an embodiment of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

【0016】以下の実施例の発振器の特徴は、交流信号
の位相をシフトさせる前段の移相回路と、前段の移相回
路と入出力電圧間の位相関係が反対となるように交流信
号をシフトさせる後段の移相回路と、後段の移相回路の
出力を位相を変えずに所定の増幅度で増幅して出力する
非反転回路とによって閉回路を形成して、この閉回路の
利得を1より大きく設定し、閉回路の位相差の総和が0
°となる周波数で発振動作をさせることにある。
The oscillators of the following embodiments are characterized in that the AC signal is shifted so that the phase shift circuit at the preceding stage for shifting the phase of the AC signal and the phase relationship between the phase shift circuit at the preceding stage and the input / output voltage are opposite to each other. A closed circuit is formed by a post-stage phase shift circuit and a non-inverting circuit that amplifies and outputs the output of the post-stage phase shift circuit at a predetermined amplification degree without changing the phase, and the gain of the closed circuit is set to 1 Set it to a larger value and the total sum of the phase differences of the closed circuit is 0.
It is to oscillate at a frequency of °.

【0017】あるいは、以下の実施例の発振器の特徴
は、交流信号の位相をシフトさせる前段の移相回路と、
前段の移相回路と入出力電圧間の位相関係が同じになる
ように交流信号をシフトさせる後段の移相回路と、後段
の移相回路の出力を位相を反転するとともに所定の増幅
度で増幅して出力する位相反転回路とによって閉回路を
形成して、この閉回路の利得を1より大きく設定し、閉
回路の位相差の総和が0°となる周波数で発振動作をさ
せることにある。
Alternatively, the oscillator of the following embodiments is characterized in that a phase shift circuit in the preceding stage for shifting the phase of an AC signal,
Inverts the phase of the output of the phase shift circuit of the latter stage and the phase shift circuit of the latter stage that shifts the AC signal so that the phase relationship between the phase shift circuit of the former stage and the input / output voltage is the same and amplifies it with a predetermined amplification Then, a closed circuit is formed by the output phase inversion circuit, and the gain of the closed circuit is set to be larger than 1, and the oscillation operation is performed at a frequency at which the total phase difference of the closed circuit becomes 0 °.

【0018】(第1実施例)図1は、この発明を適用し
た第1実施例の発振器の構成を示す回路図である。同図
に示す発振器1は、それぞれが入力信号の位相を所定量
シフトさせることにより所定の周波数において合計で0
°の位相シフトを行う2つの移相回路10Cおよび30L
と、後段の移相回路30Lの出力信号の位相を変えずに所
定の増幅度で増幅して出力する非反転回路50と、非反転
回路50の出力を前段の移相回路10Cの入力側に帰還させ
る帰還抵抗70とを含んで構成されている。この帰還抵抗
70は0Ωから有限の抵抗値を有している。
(First Embodiment) FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an oscillator according to a first embodiment of the present invention. Each of the oscillators 1 shown in the figure shifts the phase of the input signal by a predetermined amount, so that a total of 0 is obtained at a predetermined frequency.
Two phase shift circuits 10C and 30L for phase shift of °
And a non-inverting circuit 50 that amplifies and outputs the signal at a predetermined amplification level without changing the phase of the output signal of the subsequent phase-shifting circuit 30L, and outputs the output of the non-inverting circuit 50 to the input side of the preceding phase-shifting circuit 10C. The feedback resistor 70 is included for feedback. This feedback resistor
70 has a finite resistance value from 0Ω.

【0019】図2は、図1に示した前段の移相回路10C
の構成を抜き出して示したものである。同図に示す前段
の移相回路10Cは、ゲートが入力端22に接続されたFE
T12と、このFET12のソース・ドレイン間に直列に接
続された可変抵抗14およびキャパシタ16と、FET12の
ドレインと正電源との間に接続された抵抗18と、FET
12のソースと負電源との間に接続された抵抗20とを含ん
で構成されている。
FIG. 2 shows a phase shift circuit 10C in the preceding stage shown in FIG.
The configuration of is extracted and shown. The phase shift circuit 10C at the previous stage shown in the figure is an FE in which the gate is connected to the input end 22.
T12, a variable resistor 14 and a capacitor 16 connected in series between the source and drain of the FET 12, a resistor 18 connected between the drain of the FET 12 and a positive power supply, and a FET
It is configured to include a resistor 20 connected between 12 sources and a negative power source.

【0020】ここで、上述したFET12のソースおよび
ドレインに接続された2つの抵抗20、18の抵抗値はほぼ
等しく設定されており、入力端22に印加される入力電圧
の交流成分に着目すると、位相が一致した信号がFET
12のソースから、位相が反転した信号がFET12のドレ
インからそれぞれ出力されるようになっている。
Here, the resistance values of the two resistors 20 and 18 connected to the source and drain of the FET 12 described above are set to be substantially equal, and focusing on the AC component of the input voltage applied to the input end 22, The signal with the same phase is FET
Signals with inverted phases are output from the 12 sources respectively from the drain of the FET 12.

【0021】なお、図1に示した移相回路10Cの前段に
設けられたキャパシタ72は、直流電流を阻止するための
ものであり、そのインピーダンスは動作周波数において
極めて小さく、すなわち大きな静電容量を有している。
また、直列接続された2つの抵抗25、26は、電源電圧を
分圧してFET12に適切なバイアス電圧を印加するため
のものである。
The capacitor 72 provided before the phase shift circuit 10C shown in FIG. 1 is for blocking a direct current, and its impedance is extremely small at the operating frequency, that is, it has a large electrostatic capacitance. Have
The two resistors 25 and 26 connected in series are for dividing the power supply voltage and applying an appropriate bias voltage to the FET 12.

【0022】また、この実施例では、正電源と負電源に
よって電源電圧を印加しているが、負電源側をアースに
置き換えて単一電源で動作させてもよい。さらに、FE
T12はセルフバイアスとすることができることから、抵
抗25を省略して抵抗26のみによってFET12のバイアス
電圧を印加するようにしてもよい。
Further, in this embodiment, the power source voltage is applied by the positive power source and the negative power source, but the negative power source side may be replaced with ground and the single power source may be used for operation. Furthermore, FE
Since T12 can be self-biased, the resistor 25 may be omitted and the bias voltage of the FET 12 may be applied only by the resistor 26.

【0023】このような構成を有する移相回路10Cにお
いて、所定の交流信号が入力端22に入力されると、すな
わちFET12のゲートに所定の交流電圧(入力電圧)が
印加されると、FET12のソースにはこの入力電圧と同
相の交流電圧が現れ、反対にFET12のドレインにはこ
の入力電圧と逆相であってソースに現れる電圧と振幅が
等しい交流電圧が現れる。このソースおよびドレインに
現れる交流電圧の振幅をともにEiとする。
In the phase shift circuit 10C having such a configuration, when a predetermined AC signal is input to the input terminal 22, that is, when a predetermined AC voltage (input voltage) is applied to the gate of the FET 12, the FET 12 is turned on. An AC voltage having the same phase as this input voltage appears at the source, and conversely, an AC voltage having a reverse phase to the input voltage and having the same amplitude as the voltage appearing at the source appears at the drain of the FET 12. The amplitude of the AC voltage appearing at the source and drain is both Ei.

【0024】このFET12のソース・ドレイン間には可
変抵抗14とキャパシタ16とにより構成される直列回路が
接続されている。したがって、FET12のソースおよび
ドレインに現れる電圧のそれぞれをキャパシタ16あるい
は可変抵抗14を介して合成した信号が出力端24から出力
される。
A series circuit composed of a variable resistor 14 and a capacitor 16 is connected between the source and drain of the FET 12. Therefore, a signal obtained by combining the voltages appearing at the source and the drain of the FET 12 via the capacitor 16 or the variable resistor 14 is output from the output end 24.

【0025】図3は、移相回路10Cの入出力電圧とキャ
パシタ等に現れる電圧との関係を示すベクトル図であ
る。
FIG. 3 is a vector diagram showing the relationship between the input / output voltage of the phase shift circuit 10C and the voltage appearing at the capacitor or the like.

【0026】FET12のソースとドレインにはそれぞれ
入力電圧と同相および逆相であって電圧振幅がEiの交
流電圧が現れるため、ソース・ドレイン間の電位差(交
流成分)は2Eiとなる。また、可変抵抗14の両端に現
れる電圧VR1とキャパシタ16の両端に現れる電圧VC1と
は互いに90°位相がずれており、これらをベクトル的
に合成(加算)したものが、FET12のソース・ドレイ
ン間の電位差2Eiに等しくなる。
Since an AC voltage having the same phase and opposite phase as the input voltage and a voltage amplitude of Ei appears at the source and drain of the FET 12, the potential difference (AC component) between the source and the drain becomes 2Ei. Further, the voltage VR1 appearing across the variable resistor 14 and the voltage VC1 appearing across the capacitor 16 are 90 ° out of phase with each other, and a vector combination (addition) of these results between the source and drain of the FET12. Potential difference of 2Ei.

【0027】したがって、図3に示すように、電圧Ei
の2倍を斜辺とし、可変抵抗14の両端電圧VR1とキャパ
シタ16の両端電圧VC1とが直交する2辺を構成する直角
三角形を形成することになる。このため、入力信号の振
幅が一定で周波数のみが変化した場合には、図3に示す
半円の円周に沿って可変抵抗14の両端電圧VR1とキャパ
シタ16の両端電圧VC1とが変化する。
Therefore, as shown in FIG. 3, the voltage Ei
Of the variable resistor 14 and the voltage VC1 across the capacitor 16 are orthogonal to each other to form a right triangle. Therefore, when the amplitude of the input signal is constant and only the frequency changes, the voltage VR1 across the variable resistor 14 and the voltage VC1 across the capacitor 16 change along the circumference of the semicircle shown in FIG.

【0028】ところで、可変抵抗14とキャパシタ16の接
続点と負電源との電位差を出力電圧Eoとして取り出す
ものとすると、この出力電圧Eoは、図3に示した半円
においてその中心点を始点とし、電圧VR1と電圧VC1と
が交差する円周上の一点を終点とするベクトルで表すこ
とができ、その大きさは半円の半径Eiに等しくなる。
しかも、入力信号の周波数が変化しても、このベクトル
の終点は円周上を移動するだけであるため、周波数に応
じて出力振幅が変化しない安定した出力を得ることがで
きる。
By the way, if the potential difference between the connection point of the variable resistor 14 and the capacitor 16 and the negative power source is taken out as the output voltage Eo, this output voltage Eo starts from the center point of the semicircle shown in FIG. , Can be represented by a vector whose end point is one point on the circumference where the voltage VR1 and the voltage VC1 intersect, and the size thereof is equal to the radius Ei of the semicircle.
Moreover, even if the frequency of the input signal changes, the end point of this vector only moves on the circumference, so a stable output in which the output amplitude does not change according to the frequency can be obtained.

【0029】また、図3から明らかなように、電圧VR1
と電圧VC1とは円周上で直角に交わるため、理論的には
FET12のゲートに印加される入力電圧と電圧VR1との
位相差は、周波数ωが0から∞まで変化するに従って9
0°から0°まで変化する。そして、移相回路10C全体
の位相シフト量φ1はその2倍であり、周波数に応じて
180°から0°まで変化する。
As is clear from FIG. 3, the voltage VR1
And the voltage VC1 intersect at a right angle on the circumference, theoretically, the phase difference between the input voltage applied to the gate of the FET12 and the voltage VR1 is 9 as the frequency ω changes from 0 to ∞.
It varies from 0 ° to 0 °. The phase shift amount φ1 of the entire phase shift circuit 10C is twice that and changes from 180 ° to 0 ° depending on the frequency.

【0030】次に、上述した入出力電圧間の関係を定量
的に検証する。図4は、上述した移相回路10Cを等価的
に表した図である。
Next, the relationship between the input and output voltages described above will be verified quantitatively. FIG. 4 is an equivalent view of the phase shift circuit 10C described above.

【0031】FET12のソースおよびドレインには、F
ET12のゲートに印加される入力電圧と同相あるいは逆
相の電圧がそれぞれ発生するため、これら2つの電圧を
発生する2つの電圧源27、28に置き換えて考えることが
できる。このとき、図4に示す等価回路の閉ループに流
れる電流Iは、可変抵抗14の抵抗値をR、キャパシタ16
の静電容量をCとすると、
The source and drain of the FET 12 are F
Since a voltage in phase with or opposite to the input voltage applied to the gate of ET12 is generated, it can be considered by replacing with two voltage sources 27 and 28 that generate these two voltages. At this time, the current I flowing in the closed loop of the equivalent circuit shown in FIG.
Let C be the capacitance of

【数1】 となる。また、図4に示す出力端24と負電源との電位差
を出力電圧Eoとして取り出すものとすると、電圧Eiと
出力電圧Eoを加算した電圧が可変抵抗14の両端電圧に
等しいことから、
[Equation 1] Becomes If the potential difference between the output terminal 24 and the negative power supply shown in FIG. 4 is taken out as the output voltage Eo, the sum of the voltage Ei and the output voltage Eo is equal to the voltage across the variable resistor 14,

【数2】 の関係が成立する。上述した(2)式に(1)式を代入して計
算すると、
[Equation 2] The relationship is established. By substituting equation (1) into equation (2) above,

【数3】 となる。ここで、CR回路の時定数をT(=CR)とし
た。
(Equation 3) Becomes Here, the time constant of the CR circuit is T (= CR).

【0032】この(3)式においてs=jωを代入して変
形すると、
Substituting s = jω in the equation (3) and transforming it,

【数4】 となる。(4)式から出力電圧Eoの絶対値を求めると、[Equation 4] Becomes When the absolute value of the output voltage Eo is calculated from the equation (4),

【数5】 となる。すなわち、(5)式は、この実施例の移相回路10
Cは入出力間の位相がどのように回転しても、その出力
信号の振幅は一定であることを表している。
(Equation 5) Becomes That is, the equation (5) is the phase shift circuit 10 of this embodiment.
C represents that the amplitude of the output signal is constant no matter how the phase between the input and output rotates.

【0033】また、(4)式から出力電圧Eoの入力電圧に
対する位相シフト量φ1を求めると、
Further, when the phase shift amount φ1 with respect to the input voltage of the output voltage Eo is obtained from the equation (4),

【数6】 となる。この(6)式から、例えば、ωがほぼ1/T(=
1/(CR))となるような周波数における位相シフト
量φ1はほぼ90°となる。しかも、可変抵抗14の抵抗
値Rを可変することにより、位相シフト量φ1がほぼ9
0°となる周波数ωを変化させることができる。
(Equation 6) Becomes From this equation (6), for example, ω is approximately 1 / T (=
The phase shift amount φ1 at a frequency such that 1 / (CR)) is approximately 90 °. Moreover, by varying the resistance value R of the variable resistor 14, the phase shift amount φ1 is approximately 9
The frequency ω that becomes 0 ° can be changed.

【0034】図5は、図1に示した後段の移相回路30L
の構成を抜き出して示したものである。同図に示す後段
の移相回路30Lは、ゲートが入力端42に接続されたFE
T32と、このFET32のソース・ドレイン間に直列に接
続されたインダクタ37および可変抵抗34と、FET32の
ドレインと正電源との間に接続された抵抗38と、FET
32のソースと負電源との間に接続された抵抗40とを含ん
で構成されている。
FIG. 5 shows a phase shift circuit 30L at the latter stage shown in FIG.
The configuration of is extracted and shown. The phase shift circuit 30L at the latter stage shown in the figure is an FE in which the gate is connected to the input end 42.
T32, an inductor 37 and a variable resistor 34 connected in series between the source and drain of the FET 32, a resistor 38 connected between the drain of the FET 32 and the positive power supply, and a FET
The resistor 40 is connected between the source of 32 and the negative power source.

【0035】移相回路10Cと同様に、図5に示したFE
T32のソースおよびドレインに接続された2つの抵抗4
0、38の抵抗値はほぼ等しく設定されており、入力端42
に印加される入力電圧の交流成分に着目すると、位相が
一致した信号がFET32のソースから、位相が反転した
信号がFET32のドレインからそれぞれ出力されるよう
になっている。
Similar to the phase shift circuit 10C, the FE shown in FIG.
Two resistors 4 connected to the source and drain of T32.
The resistance values of 0 and 38 are set to be almost equal, and the input end 42
Focusing on the alternating-current component of the input voltage applied to, the phase-matched signal is output from the source of the FET 32, and the phase-inverted signal is output from the FET 32 drain.

【0036】また、インダクタ37とFET32のソースと
の間に挿入されているキャパシタ39は直流電流阻止用で
あり、そのインピーダンスは動作周波数において極めて
小さく、すなわち大きな静電容量を有している。図1に
示した移相回路30Lの前段に設けられたキャパシタ48も
直流電流阻止用であり、交流成分のみが移相回路30Lに
入力される。また、抵抗46はFET32に適切なバイアス
電圧を印加するためのものである。
Further, the capacitor 39 inserted between the inductor 37 and the source of the FET 32 is for blocking direct current, and its impedance is extremely small at the operating frequency, that is, it has a large capacitance. The capacitor 48 provided in the preceding stage of the phase shift circuit 30L shown in FIG. 1 is also for blocking the DC current, and only the AC component is input to the phase shift circuit 30L. Further, the resistor 46 is for applying an appropriate bias voltage to the FET 32.

【0037】このような構成を有する移相回路30Lにお
いて、所定の交流信号が入力端42に入力されると、すな
わちFET32のゲートに所定の交流電圧(入力電圧)が
印加されると、FET32のソースにはこの入力電圧と同
相の交流電圧が現れ、反対にFET32のドレインにはこ
の入力電圧と逆相であってソースに現れる電圧と振幅が
等しい交流電圧が現れる。このソースおよびドレインに
現れる交流電圧の振幅をともにEiとする。
In the phase shift circuit 30L having such a structure, when a predetermined AC signal is input to the input terminal 42, that is, when a predetermined AC voltage (input voltage) is applied to the gate of the FET 32, the FET 32 is turned on. An AC voltage having the same phase as this input voltage appears at the source, and conversely, an AC voltage having the opposite phase to this input voltage and having the same amplitude as the voltage appearing at the source appears at the drain of the FET 32. The amplitude of the AC voltage appearing at the source and drain is both Ei.

【0038】このFET32のソース・ドレイン間にはイ
ンダクタ37と可変抵抗34とにより構成される直列回路が
接続されている。したがって、FET32のソースおよび
ドレインに現れる電圧のそれぞれをインダクタ37あるい
は可変抵抗34を介して合成した信号が出力端44から出力
される。
A series circuit composed of an inductor 37 and a variable resistor 34 is connected between the source and drain of the FET 32. Therefore, a signal obtained by combining the voltages appearing at the source and the drain of the FET 32 via the inductor 37 or the variable resistor 34 is output from the output end 44.

【0039】FET32のソースとドレインにはそれぞれ
入力電圧と同相および逆相であって電圧振幅がEiの交
流電圧が現れるため、ソース・ドレイン間の電位差は2
Eiとなる。また、可変抵抗34の両端に現れる電圧VR2
とインダクタ37の両端に現れる電圧VL1とは互いに90
°位相がずれており、これらをベクトル的に加算したも
のが、FET32のソース・ドレイン間の電位差2Eiに
等しくなる。
Since an AC voltage having the same phase and opposite phase as the input voltage and the voltage amplitude of Ei appears at the source and drain of the FET 32, the potential difference between the source and drain is 2
It becomes Ei. In addition, the voltage VR2 that appears across the variable resistor 34
And the voltage VL1 appearing across the inductor 37 are 90
The phases are out of phase, and the vector addition of these is equal to the potential difference 2Ei between the source and drain of the FET 32.

【0040】したがって、図6に示すように、電圧Ei
の2倍を斜辺とし、可変抵抗34の両端電圧VR2とインダ
クタ37の両端電圧VL1とが直交する2辺を構成する直角
三角形を形成することになる。このため、入力信号の振
幅が一定で周波数のみが変化した場合には、図6に示す
半円の円周に沿って可変抵抗34の両端電圧VR2とインダ
クタ37の両端電圧VL1とが変化する。
Therefore, as shown in FIG. 6, the voltage Ei
Of the variable resistor 34 and the voltage VL1 across the inductor 37 are orthogonal to each other to form a right triangle. Therefore, when the amplitude of the input signal is constant and only the frequency changes, the voltage VR2 across the variable resistor 34 and the voltage VL1 across the inductor 37 change along the circumference of the semicircle shown in FIG.

【0041】インダクタ37と可変抵抗34の接続点と負電
源との電位差を出力電圧Eoとして取り出すものとする
と、この出力電圧Eoは、図6に示した半円においてそ
の中心点を始点とし、電圧VR2と電圧VL1とが交差する
円周上の一点を終点とするベクトルで表すことができ、
その大きさは半円の半径Eiに等しくなる。しかも、入
力信号の周波数が変化しても、このベクトルの終点は円
周上を移動するだけであるため、周波数に応じて出力振
幅が変化しない安定した出力を得ることができる。
Assuming that the potential difference between the connection point between the inductor 37 and the variable resistor 34 and the negative power source is taken out as the output voltage Eo, this output voltage Eo starts from the center point of the semicircle shown in FIG. It can be represented by a vector whose end point is one point on the circumference where VR2 and voltage VL1 intersect,
Its size is equal to the radius Ei of the semicircle. Moreover, even if the frequency of the input signal changes, the end point of this vector only moves on the circumference, so a stable output in which the output amplitude does not change according to the frequency can be obtained.

【0042】また、図6から明らかなように、電圧VR2
と電圧VL1とは円周上で直角に交わるため、理論的には
FET32のゲートに印加される入力電圧と電圧VR2との
位相差は、周波数ωが0から∞まで変化するに従って0
°から90°まで変化する。そして、移相回路30L全体
の位相シフト量φ2はその2倍であり、周波数に応じて
0°から180°まで変化する。
As is clear from FIG. 6, the voltage VR2
And the voltage VL1 intersect at a right angle on the circumference, theoretically, the phase difference between the input voltage applied to the gate of the FET 32 and the voltage VR2 becomes 0 as the frequency ω changes from 0 to ∞.
Change from ° to 90 °. The phase shift amount φ2 of the entire phase shift circuit 30L is twice that, and changes from 0 ° to 180 ° depending on the frequency.

【0043】次に、上述した入出力電圧間の関係を定量
的に検証する。図7は、上述した移相回路30Lを等価的
に表した図である。
Next, the relationship between the input and output voltages described above will be verified quantitatively. FIG. 7 is a diagram equivalently showing the above-mentioned phase shift circuit 30L.

【0044】FET32のソースおよびドレインには、ゲ
ートに印加される入力電圧と同相あるいは逆相の電圧が
それぞれ発生するため、上述した移相回路10Cの場合と
同様に、これら2つの電圧を発生する2つの電圧源27、
28に置き換えて考えることができる。このとき、図7に
示す等価回路の閉ループに流れる電流I′は、可変抵抗
34の抵抗値をR、インダクタ37のインダクタンスをLと
すると、
At the source and the drain of the FET 32, voltages in phase or in reverse phase with the input voltage applied to the gate are generated, respectively, so that these two voltages are generated as in the case of the phase shift circuit 10C described above. Two voltage sources 27,
It can be replaced by 28. At this time, the current I ′ flowing in the closed loop of the equivalent circuit shown in FIG.
If the resistance value of 34 is R and the inductance of inductor 37 is L,

【数7】 となる。また、図7に示す出力端44と負電源との電位差
を出力電圧Eoとして取り出すものとすると、電圧Eiと
出力電圧Eoを加算した電圧が可変抵抗34の両端電圧に
等しいことから、
(Equation 7) Becomes If the potential difference between the output terminal 44 and the negative power supply shown in FIG. 7 is taken out as the output voltage Eo, the sum of the voltage Ei and the output voltage Eo is equal to the voltage across the variable resistor 34.

【数8】 の関係が成立する。上述した(8)式に(7)式を代入して計
算すると、
[Equation 8] The relationship is established. By substituting equation (7) into equation (8) above,

【数9】 となる。ここで、説明を簡単なものとするために、移相
回路10C内のCR回路の時定数と同様にLR回路の時定
数をTとした。
[Equation 9] Becomes Here, in order to simplify the explanation, the time constant of the LR circuit is set to T, similarly to the time constant of the CR circuit in the phase shift circuit 10C.

【0045】この(9)式においてs=jωを代入して変
形すると、
Substituting s = jω in the equation (9) and transforming it,

【数10】 となる。[Equation 10] Becomes

【0046】上述した(9)式および(10)式は、移相回路1
0Cについて計算した(3)式および(4)式と符号のみ異な
っている。したがって、出力電圧Eoの絶対値は(5)式を
そのまま適用することができ、移相回路30Lは、入出力
間の位相がどのように回転しても、その出力信号の振幅
は一定であることを表している。
The equations (9) and (10) described above are equivalent to the phase shift circuit 1
Only the signs are different from the expressions (3) and (4) calculated for 0C. Therefore, for the absolute value of the output voltage Eo, the equation (5) can be applied as it is, and the phase shift circuit 30L has a constant amplitude of its output signal regardless of how the phase between the input and the output rotates. It means that.

【0047】また、(10)式から出力電圧Eoの入力電圧
に対する位相シフト量φ2を求めると、
Further, when the phase shift amount φ2 of the output voltage Eo with respect to the input voltage is obtained from the equation (10),

【数11】 となる。この(11)式から、例えば、ωがほぼ1/T(=
R/L)となるような周波数における位相シフト量φ2
はほぼ90°となる。しかも、可変抵抗34の抵抗値Rを
可変することにより、位相シフト量φ2がほぼ90°と
なる周波数ωを変化させることができる。
[Equation 11] Becomes From this equation (11), for example, ω is approximately 1 / T (=
R / L) Phase shift amount φ2 at the frequency
Is approximately 90 °. Moreover, by changing the resistance value R of the variable resistor 34, the frequency ω at which the phase shift amount φ2 becomes approximately 90 ° can be changed.

【0048】このようにして、2つの移相回路10C、30
Lのそれぞれにおいて位相が所定量シフトされる。しか
も、図3および図6に示すように、各移相回路10C、30
Lにおける入出力電圧の相対的な位相関係は反対方向で
あって、ある周波数において2つの移相回路10C、30L
の全体により位相シフト量が0°の信号が出力される。
In this way, the two phase shift circuits 10C and 30
The phase is shifted by a predetermined amount in each of L. Moreover, as shown in FIGS. 3 and 6, each of the phase shift circuits 10C and 30
The relative phase relationships of the input and output voltages at L are in opposite directions, and the two phase shift circuits 10C and 30L at a certain frequency
, The signal whose phase shift amount is 0 ° is output.

【0049】また、図1に示した非反転回路50は、ドレ
インと正電源との間に抵抗54が、ソースと負電源との間
に抵抗56がそれぞれ接続されたFET52と、ベースがF
ET52のドレインに接続されているとともにコレクタが
抵抗60を介してソースに接続されたトランジスタ58とを
含んで構成されている。なお、非反転回路50の前段に設
けられた抵抗62はFET52に適切なバイアス電圧を印加
するためのものであり、キャパシタ64は移相回路30Lの
出力から直流成分を取り除く直流電流阻止用であって交
流成分のみが非反転回路50に入力される。
Further, in the non-inverting circuit 50 shown in FIG. 1, a resistor 54 is connected between the drain and the positive power source, a resistor 56 is connected between the source and the negative power source, and a base is F.
The transistor 58 is connected to the drain of the ET52 and has a collector connected to the source via a resistor 60. A resistor 62 provided in the preceding stage of the non-inverting circuit 50 is for applying an appropriate bias voltage to the FET 52, and a capacitor 64 is for blocking a DC current that removes a DC component from the output of the phase shift circuit 30L. Only the AC component is input to the non-inverting circuit 50.

【0050】FET52は、ゲートに交流信号が入力され
ると、逆相の信号をドレインから出力する。また、トラ
ンジスタ58は、ベースにこの逆相の信号が入力される
と、さらに位相を反転した信号、すなわちFET52のゲ
ートに入力された信号の位相を基準に考えると同相の信
号をコレクタから出力し、この同相の信号が非反転回路
50から出力される。この非反転回路50の出力は、出力端
子92から発振器1の出力として取り出されるとともに、
帰還抵抗70を介して前段の移相回路10Cの入力側に帰還
されている。
When the AC signal is input to the gate of the FET 52, the FET 52 outputs a signal of opposite phase from the drain. Further, the transistor 58 outputs a signal of the same phase from the collector when the signal of the opposite phase is input to the base, considering the signal of which the phase is further inverted, that is, the phase of the signal input to the gate of the FET 52 as a reference. , This in-phase signal is a non-inverting circuit
Output from 50. The output of the non-inverting circuit 50 is taken out from the output terminal 92 as the output of the oscillator 1, and
It is fed back to the input side of the preceding phase shift circuit 10C via the feedback resistor 70.

【0051】また、上述した非反転回路50の増幅度は、
上述した抵抗54、56、60の各抵抗値によって決まり、こ
れら各抵抗の抵抗値を調整することにより、図1に構成
を示す発振器1のループゲインが1以上に設定されてい
る。すなわち、実際には信号振幅の減衰が生じてループ
ゲインが1よりかなり小さくなるため、この減衰分を非
反転回路50による増幅で補うことにより、ループゲイン
を1以上に設定することが可能となる。このようにルー
プゲインを1以上に設定することにより、閉ループを一
巡したときに位相シフト量が0°となるような周波数で
正弦波発振が行われる。
The amplification factor of the non-inverting circuit 50 described above is
The loop gain of the oscillator 1 shown in FIG. 1 is set to 1 or more by adjusting the resistance value of each of the resistors 54, 56, 60 described above and adjusting the resistance value of each of these resistors. That is, since the signal amplitude is actually attenuated and the loop gain becomes considerably smaller than 1, it is possible to set the loop gain to 1 or more by supplementing this attenuation by amplification by the non-inverting circuit 50. . By setting the loop gain to 1 or more in this way, sine wave oscillation is performed at a frequency such that the phase shift amount becomes 0 ° when the closed loop makes one round.

【0052】図8は、上述した構成を有する2つの移相
回路10C、30Lと非反転回路50の全体を伝達関数K1を
有する回路に置き換えたシステム図であり、伝達関数K
1を有する回路と抵抗値R0の帰還抵抗70とによって閉ル
ープが形成されている。図9は、図8に示すシステムを
ミラーの定理によって変換したシステム図であり、同図
に示すように抵抗値R0を有する帰還抵抗70を入力シャ
ント抵抗に変換すると、その抵抗値Rsは、
FIG. 8 is a system diagram in which the entire two phase shift circuits 10C and 30L and the non-inverting circuit 50 having the above-mentioned configuration are replaced with a circuit having a transfer function K1.
A closed loop is formed by the circuit having 1 and the feedback resistor 70 having a resistance value R0. FIG. 9 is a system diagram in which the system shown in FIG. 8 is converted by the Miller's theorem. When the feedback resistor 70 having a resistance value R0 is converted into an input shunt resistance as shown in FIG.

【数12】 で表すことができる。[Equation 12] Can be represented by

【0053】この式において、K1が1より大きい場合
を考えると、入力シャント抵抗Rsは負性抵抗となるこ
とがわかる。
Considering the case where K1 is larger than 1 in this equation, it can be seen that the input shunt resistance Rs becomes a negative resistance.

【0054】伝達関数K1を有する理想的な移相回路
(オール・パス・ネットワーク)で任意の有限な周波数
において位相シフト量が0°である条件を満たすものと
すれば、この周波数において、選択的に負性抵抗を実現
することになり、発振が可能となる。実際には入力シャ
ント抵抗は移相回路の入力インピーダンスと並列接続さ
れた形となり、これらを合成したものが負性抵抗となる
必要があるが、帰還抵抗70の抵抗値R0を低く設定した
り、移相回路の入力インピーダンスを高く設定すること
は設計上極めて容易であるため、理論上は移相回路の入
力インピーダンスの影響を無視して考えることができ
る。
Assuming that the ideal phase shift circuit (all-pass network) having the transfer function K1 satisfies the condition that the phase shift amount is 0 ° at an arbitrary finite frequency, it is selective at this frequency. A negative resistance will be realized and oscillation will be possible. Actually, the input shunt resistance is in the form of being connected in parallel with the input impedance of the phase shift circuit, and it is necessary that a composite of these is a negative resistance, but the resistance value R0 of the feedback resistance 70 is set low, Since it is extremely easy to set the input impedance of the phase shift circuit to be high, it is theoretically possible to ignore the influence of the input impedance of the phase shift circuit.

【0055】ところで、(3)式から明らかなように、前
段の移相回路10Cの伝達関数K2は、
By the way, as is apparent from the equation (3), the transfer function K2 of the phase shift circuit 10C in the preceding stage is

【数13】 であり、(9)式から明らかなように、後段の移相回路30
Lの伝達関数K3は、
[Equation 13] As is clear from the equation (9), the phase shift circuit 30
The transfer function K3 of L is

【数14】 である。但し、移相回路10C内のCR回路の時定数と移
相回路30L内のLR回路の時定数は異なる場合を想定
し、それぞれをT1、T2とした。
[Equation 14] Is. However, assuming that the time constant of the CR circuit in the phase shift circuit 10C and the time constant of the LR circuit in the phase shift circuit 30L are different, they are set to T 1 and T 2 , respectively.

【0056】したがって、移相回路10Cと30Lを2段縦
続接続した場合の全体の伝達関数K1は、
Therefore, when the phase shift circuits 10C and 30L are cascade-connected in two stages, the overall transfer function K1 is

【数15】 となる。なお、上述したように実際には2つの移相回路
10C、30Lの後段に非反転回路50を接続してループゲイ
ンを1以上に設定しているが、(13)式および(14)式によ
って表される伝達関数K2、K3は各移相回路において信
号振幅の減衰が生じないものとして求めたものであり、
(15)式により求めた伝達関数K1は、実際に2つの移相
回路10C、30Lに非反転回路50を接続した全体の伝達関
数と同じになる。
(Equation 15) Becomes It should be noted that, as described above, two phase shift circuits are actually used.
The loop gain is set to 1 or more by connecting the non-inverting circuit 50 in the subsequent stage of 10C and 30L, but the transfer functions K2 and K3 represented by the equations (13) and (14) are different in each phase shift circuit. It was calculated as one in which there is no attenuation of the signal amplitude,
The transfer function K1 obtained by the equation (15) is actually the same as the overall transfer function in which the non-inverting circuit 50 is connected to the two phase shift circuits 10C and 30L.

【0057】ここで、計算を簡単にするために、s=j
ω、s2=−ω2、A=1+T1・T2・s2=1−T1・T
2・ω2、B=T1+T2とおくと、
Here, in order to simplify the calculation, s = j
ω, s 2 = −ω 2 , A = 1 + T 1 · T 2 · s 2 = 1−T 1 · T
2 · ω 2 and B = T 1 + T 2

【数16】 となる。この(16)式において、移相回路10C、30Lを2
段接続した全体の入出力間の位相差が0°となるには、
(16)式の右辺の虚数項が0にならなければならないの
で、次の式が成立する。
[Equation 16] Becomes In this equation (16), the phase shift circuits 10C and 30L are
In order for the phase difference between the input and output of all the stages connected to become 0 °,
Since the imaginary term on the right side of equation (16) must be 0, the following equation holds.

【数17】 したがって、1−T1・T2・ω2=0またはω=0とな
る。ここで、ω=0の場合は入力信号が直流の場合であ
って位相差が180°となるので、結局他方の条件(1
−T1・T2・ω2=0)を満たすω=1/√(T1・T2)
のときに位相差が0°となる。この周波数において入力
シャント抵抗Rsは負性抵抗となって、発振電圧条件と
周波数条件を同時に満たすことになる。
[Equation 17] Therefore, 1-T 1 · T 2 · ω 2 = 0 or ω = 0. Here, when ω = 0, the input signal is DC and the phase difference is 180 °, so that the other condition (1
Ω = 1 / √ (T 1 · T 2 ) satisfying −T 1 · T 2 · ω 2 = 0)
At this time, the phase difference becomes 0 °. At this frequency, the input shunt resistance Rs becomes a negative resistance and simultaneously satisfies the oscillation voltage condition and the frequency condition.

【0058】このように、2つの移相回路10C、30Lを
組み合わせることにより、閉ループを一巡する信号の位
相シフト量をある周波数において0°とすることがで
き、このときのループゲインを1以上に設定することに
より正弦波発振が持続される。また、位相シフト量が0
°となる周波数は、各移相回路10C、30L内の可変抵抗
14あるいは34の抵抗値を変えることにより変化させるこ
とができるため、容易に周波数可変型の発振器を実現す
ることができる。
As described above, by combining the two phase shift circuits 10C and 30L, the phase shift amount of the signal that goes through the closed loop can be set to 0 ° at a certain frequency, and the loop gain at this time becomes 1 or more. By setting, sine wave oscillation is maintained. Also, the phase shift amount is 0
The frequency that becomes ° is the variable resistance in each phase shift circuit 10C, 30L.
Since it can be changed by changing the resistance value of 14 or 34, a variable frequency oscillator can be easily realized.

【0059】また、この実施例の発振器1において、イ
ンダクタ37は、写真触刻法等によりスパイラル状の導体
を形成することによって半導体基板上へ形成することが
可能となるが、このようなインダクタ37を用いることに
より、それ以外の構成部品(FETや抵抗あるいはキャ
パシタ)とともに発振器1の全体を半導体基板上に形成
して集積回路とすることも容易である。
In the oscillator 1 of this embodiment, the inductor 37 can be formed on the semiconductor substrate by forming a spiral conductor by photolithography or the like. By using, it is easy to form the entire oscillator 1 on the semiconductor substrate together with other components (FET, resistor or capacitor) to form an integrated circuit.

【0060】また、前段の移相回路10CのCR回路の時
定数Tは1/(CR)であり、後段の移相回路30LのL
R回路の時定数TはR/Lであって、それぞれにおいて
抵抗値Rが分母と分子に分かれるため、例えば半導体基
板上に発振器1の全体を形成するとともに各可変抵抗1
4、34をFETで形成したような場合には、この抵抗値
の温度変化に対する同調周波数の変動を抑制する、いわ
ゆる温度補償が可能となる。この温度補償が可能な点に
ついては、以下に示す各実施例の発振器も同じである。
The time constant T of the CR circuit of the preceding phase shift circuit 10C is 1 / (CR), and L of the latter phase shift circuit 30L is L.
Since the time constant T of the R circuit is R / L, and the resistance value R is divided into the denominator and the numerator in each, the entire oscillator 1 is formed on the semiconductor substrate and each variable resistor 1
When the FETs 4 and 34 are formed, it is possible to perform so-called temperature compensation, which suppresses the variation of the tuning frequency with respect to the temperature variation of the resistance value. The point that this temperature compensation is possible is the same in the oscillators of the respective embodiments described below.

【0061】なお、図1に示した第1実施例の発振器1
は、移相回路10C、30Lおよび非反転回路50のそれぞれ
の間に直流電流阻止用のキャパシタを設けるとともにF
ETのゲートにバイアス印加用の抵抗を接続して最適な
動作点で各回路が動作するようにしたが、図10に示す
ように直流電流阻止用のキャパシタ等を省略した状態で
適切な動作点となるように各素子の素子定数を調整する
ようにしてもよい。
The oscillator 1 of the first embodiment shown in FIG.
Is provided with a DC current blocking capacitor between each of the phase shift circuits 10C and 30L and the non-inverting circuit 50, and F
Although a resistor for bias application is connected to the gate of ET so that each circuit operates at an optimum operating point, as shown in FIG. 10, an appropriate operating point is obtained in the state where a capacitor for blocking direct current is omitted. The element constant of each element may be adjusted so that

【0062】また、第1実施例の発振器1では、前段に
移相回路10Cを、後段に移相回路30Lをそれぞれ配置し
たが、これらの全体によって入出力信号間の位相シフト
量が0°となればよいことから、これらの前後を入れ換
えて前段に移相回路30Lを、後段に移相回路10Cをそれ
ぞれ配置して発振器を構成するようにしてもよい。
Further, in the oscillator 1 of the first embodiment, the phase shift circuit 10C is arranged in the front stage and the phase shift circuit 30L is arranged in the rear stage, but the phase shift amount between the input and output signals is 0 ° due to the whole of them. Therefore, the oscillator may be configured by replacing the front and the rear of these and arranging the phase shift circuit 30L in the front stage and the phase shift circuit 10C in the rear stage.

【0063】また、上述したこの実施例の発振器1に含
まれる非反転回路50は、バイポーラトランジスタ58を含
んで構成したが、これをFETに置き換えて、2段のソ
ース接地回路によって構成するようにしてもよい。この
場合には、発振器1等に使用されるトランジスタの全て
がFETで統一されるため、製造プロセスの簡略化が可
能となる。
Further, although the non-inverting circuit 50 included in the oscillator 1 of this embodiment described above is configured to include the bipolar transistor 58, it may be replaced with an FET and configured by a two-stage source grounded circuit. May be. In this case, all the transistors used for the oscillator 1 and the like are unified by the FETs, so that the manufacturing process can be simplified.

【0064】(第2実施例)図11は、この発明を適用
した第2実施例の発振器の構成を示す回路図である。同
図に示す発振器1aは、第1実施例の発振器1と同様
に、それぞれが入力信号の位相を所定量シフトさせるこ
とにより所定の周波数において合計で0°の位相シフト
を行う2つの移相回路10L、30Cと、移相回路30Cの出
力信号の位相を変えずに所定の増幅度で増幅して出力す
る非反転回路50と、非反転回路50の出力を前段の移相回
路10Lの入力側に帰還させる帰還抵抗70とを含んで構成
されている。
(Second Embodiment) FIG. 11 is a circuit diagram showing a structure of an oscillator according to a second embodiment of the invention. Similar to the oscillator 1 of the first embodiment, the oscillator 1a shown in the figure includes two phase shift circuits each of which shifts the phase of an input signal by a predetermined amount to perform a total phase shift of 0 ° at a predetermined frequency. 10L, 30C, a non-inverting circuit 50 that amplifies and outputs a predetermined amplification degree without changing the phase of the output signal of the phase-shifting circuit 30C, and the output of the non-inverting circuit 50 is the input side of the phase-shifting circuit 10L in the preceding stage. It is configured to include a feedback resistor 70 for returning to.

【0065】図12は、図11に示した前段の移相回路
10Lの構成を抜き出して示したものである。同図に示す
前段の移相回路10Lは、ゲートが入力端22に接続された
FET12と、このFET12のソース・ドレイン間に直列
に接続された可変抵抗14およびインダクタ17と、FET
12のドレインと正電源との間に接続された抵抗18と、F
ET12のソースと負電源との間に接続された抵抗20とを
含んで構成されている。第1実施例で説明したように、
2つの抵抗18、20の抵抗値はほぼ等しく設定されてい
る。なお、インダクタ17とFET12のドレインとの間に
挿入されているキャパシタ19は直流電流阻止用であり、
そのインピーダンスは動作周波数において極めて小さ
く、すなわち大きな静電容量を有している。
FIG. 12 shows the phase shift circuit of the preceding stage shown in FIG.
The structure of 10 L is extracted and shown. The preceding stage phase shift circuit 10L shown in the figure includes a FET 12 having a gate connected to an input end 22, a variable resistor 14 and an inductor 17 connected in series between a source and a drain of the FET 12, and an FET.
A resistor 18 connected between the drain of 12 and the positive power supply, and
It is configured to include a resistor 20 connected between the source of ET12 and the negative power supply. As described in the first embodiment,
The resistance values of the two resistors 18 and 20 are set to be substantially equal. The capacitor 19 inserted between the inductor 17 and the drain of the FET 12 is for blocking DC current,
Its impedance is very small at the operating frequency, ie it has a large capacitance.

【0066】このような構成を有する移相回路10Lにお
いて、所定の交流信号が入力端22に入力されると、すな
わちFET12のゲートに所定の交流電圧(入力電圧)が
印加されると、FET12のソースにはこの入力電圧と同
相の交流電圧が現れ、反対にFET12のドレインにはこ
の入力電圧と逆相であってソースに現れる電圧と振幅が
等しい交流電圧が現れる。このソースおよびドレインに
現れる交流電圧の振幅をともにEiとする。
In the phase shift circuit 10L having such a configuration, when a predetermined AC signal is input to the input end 22, that is, when a predetermined AC voltage (input voltage) is applied to the gate of the FET 12, the FET 12 is turned on. An AC voltage having the same phase as this input voltage appears at the source, and conversely, an AC voltage having a reverse phase to the input voltage and having the same amplitude as the voltage appearing at the source appears at the drain of the FET 12. The amplitude of the AC voltage appearing at the source and drain is both Ei.

【0067】このFET12のソース・ドレイン間には可
変抵抗14とインダクタ17とにより構成される直列回路が
接続されている。したがって、FET12のソースおよび
ドレインに現れる電圧のそれぞれを可変抵抗14あるいは
インダクタ17を介して合成した信号が出力端24から出力
される。
A series circuit including a variable resistor 14 and an inductor 17 is connected between the source and drain of the FET 12. Therefore, a signal obtained by combining the voltages appearing at the source and the drain of the FET 12 via the variable resistor 14 or the inductor 17 is output from the output end 24.

【0068】図13は、移相回路10Lの入出力電圧とイ
ンダクタ等に現れる電圧との関係を示すベクトル図であ
る。
FIG. 13 is a vector diagram showing the relationship between the input / output voltage of the phase shift circuit 10L and the voltage appearing in the inductor or the like.

【0069】FET12のソースとドレインにはそれぞれ
入力電圧と同相および逆相であって電圧振幅がEiの交
流電圧が現れるため、ソース・ドレイン間の電位差(交
流成分)は2Eiとなる。また、インダクタ17の両端に
現れるVL2と可変抵抗14の両端に現れる電圧VR3とは互
いに90°位相がずれており、これらをベクトル的に合
成(加算)したものが、FET12のソース・ドレイン間
の電位差2Eiに等しくなる。
Since an AC voltage having the same phase and opposite phase as the input voltage and a voltage amplitude of Ei appears at the source and drain of the FET 12, the potential difference (AC component) between the source and the drain becomes 2Ei. Further, VL2 appearing across the inductor 17 and the voltage VR3 appearing across the variable resistor 14 are 90 ° out of phase with each other, and a vector combination (addition) of these results between the source and drain of the FET 12. It becomes equal to the potential difference 2Ei.

【0070】したがって、図13に示すように、電圧E
iの2倍を斜辺とし、インダクタ17の両端電圧VL2と可
変抵抗14の両端電圧VR3とが直交する2辺を構成する直
角三角形を形成することになる。このため、入力信号の
振幅が一定で周波数のみが変化した場合には、図13に
示す半円の円周に沿ってインダクタ17の両端電圧VL2と
可変抵抗14の両端電圧VR3とが変化する。
Therefore, as shown in FIG.
The double side of i is a hypotenuse, and a right triangle forming two sides where the voltage VL2 across the inductor 17 and the voltage VR3 across the variable resistor 14 are orthogonal to each other is formed. Therefore, when the amplitude of the input signal is constant and only the frequency changes, the voltage VL2 across the inductor 17 and the voltage VR3 across the variable resistor 14 change along the circumference of the semicircle shown in FIG.

【0071】ところで、インダクタ17と可変抵抗14の接
続点と負電源との電位差を出力電圧Eoとして取り出す
ものとすると、この出力電圧Eoは、図13に示した半
円においてその中心点を始点とし、電圧VL2と電圧VR3
とが交差する円周上の一点を終点とするベクトルで表す
ことができ、その大きさは半円の半径Eiに等しくな
る。しかも、入力信号の周波数が変化しても、このベク
トルの終点は円周上を移動するだけであるため、周波数
に応じて出力振幅が変化しない安定した出力を得ること
ができる。
By the way, assuming that the potential difference between the connection point of the inductor 17 and the variable resistor 14 and the negative power source is taken out as the output voltage Eo, this output voltage Eo starts from the center point of the semicircle shown in FIG. , Voltage VL2 and voltage VR3
It can be represented by a vector whose end point is one point on the circumference where and intersect, and its size is equal to the radius Ei of the semicircle. Moreover, even if the frequency of the input signal changes, the end point of this vector only moves on the circumference, so a stable output in which the output amplitude does not change according to the frequency can be obtained.

【0072】また、図13から明らかなように、電圧V
L2と電圧VR3とは円周上で直角に交わるため、理論的に
はFET12のゲートに印加される入力電圧と電圧VL2と
の位相差は、周波数ωが0から∞まで変化するに従って
90°から0°まで変化する。そして、移相回路10L全
体の位相シフト量φ3はその2倍であり、周波数に応じ
て180°から0°まで変化する。
As is clear from FIG. 13, the voltage V
Since L2 and voltage VR3 intersect at a right angle on the circumference, theoretically, the phase difference between the input voltage applied to the gate of the FET12 and the voltage VL2 is 90 ° as the frequency ω changes from 0 to ∞. It changes to 0 °. The phase shift amount φ3 of the entire phase shift circuit 10L is twice that, and changes from 180 ° to 0 ° depending on the frequency.

【0073】次に、上述した入出力電圧間の関係を定量
的に検証する。図14は、上述した移相回路10Lを等価
的に表した図である。
Next, the relationship between the input and output voltages described above will be quantitatively verified. FIG. 14 is an equivalent view of the phase shift circuit 10L described above.

【0074】FET12のソースおよびドレインには、F
ET12のゲートに印加される入力電圧と同相あるいは逆
相の電圧がそれぞれ発生するため、これら2つの電圧を
発生する2つの電圧源27、28に置き換えて考えることが
できる。このとき、図14に示す等価回路の閉ループに
流れる電流I′は、インダクタ17のインダクタンスを
L、可変抵抗14の抵抗値をRとすると、第1実施例で示
した(7)式で表すことができる。したがって、図14に
示す出力端24と負電源との電位差を出力電圧Eoとして
取り出すものとすると、電圧Eiと出力電圧Eoを加算し
た電圧がインダクタ17の両端電圧に等しいことから、
The source and drain of the FET 12 are F
Since a voltage in phase with or opposite to the input voltage applied to the gate of ET12 is generated, it can be considered by replacing with two voltage sources 27 and 28 that generate these two voltages. At this time, the current I ′ flowing in the closed loop of the equivalent circuit shown in FIG. 14 is represented by the equation (7) shown in the first embodiment, where L is the inductance of the inductor 17 and R is the resistance value of the variable resistor 14. You can Therefore, if the potential difference between the output terminal 24 and the negative power source shown in FIG. 14 is taken out as the output voltage Eo, the sum of the voltage Ei and the output voltage Eo is equal to the voltage across the inductor 17,

【数18】 の関係が成立する。上述した(18)式に(7)式を代入して
計算すると、
(Equation 18) The relationship is established. By substituting equation (7) into equation (18) above,

【数19】 となる。ここで、移相回路10L内のLR回路の時定数
を、第1実施例で示した2つの移相回路10C、30L内の
CR回路あるいはLR回路の各時定数と同じT(=L/
R)とした。
[Formula 19] Becomes Here, the time constant of the LR circuit in the phase shift circuit 10L is the same as the time constant of the CR circuit or the LR circuit in the two phase shift circuits 10C and 30L shown in the first embodiment, T (= L /
R).

【0075】この(19)式は第1実施例で示した(3)式と
同じであり、この実施例の移相回路10Lは、第1実施例
の移相回路10Cと同じ入出力電圧間の関係を有している
ことがわかる。したがって、移相回路10Lは、入出力間
の位相がどのように回転しても、その出力信号の振幅は
一定であることを表している。
This equation (19) is the same as the equation (3) shown in the first embodiment, and the phase shift circuit 10L of this embodiment has the same input / output voltage as the phase shift circuit 10C of the first embodiment. It is understood that they have a relationship of. Therefore, the phase shift circuit 10L indicates that the amplitude of its output signal is constant no matter how the phase between the input and output rotates.

【0076】また、出力電圧Eoの入力電圧に対する位
相シフト量φ3は上述した(6)式で表されたφ1がそのま
ま適用され、例えばωがほぼ1/T(=R/L)となる
ような周波数における位相シフト量はほぼ90°とな
る。しかも、可変抵抗14の抵抗値Rを可変することによ
り、位相シフト量がほぼ90°となる周波数ωを変化さ
せることができる。
Further, as the phase shift amount φ3 of the output voltage Eo with respect to the input voltage, φ1 represented by the above equation (6) is applied as it is, and for example, ω becomes approximately 1 / T (= R / L). The amount of phase shift at the frequency is approximately 90 °. Moreover, by changing the resistance value R of the variable resistor 14, the frequency ω at which the phase shift amount becomes approximately 90 ° can be changed.

【0077】図15は、図11に示した後段の移相回路
30Cの構成を抜き出して示したものである。同図に示す
後段の移相回路30Cは、ゲートが入力端42に接続された
FET32と、このFET32のソース・ドレイン間に直列
に接続されたキャパシタ36および可変抵抗34と、FET
32のドレインと正電源との間に接続された抵抗38と、F
ET32のソースと負電源との間に接続された抵抗40とを
含んで構成されている。第1実施例で説明したように、
2つの抵抗38、40の抵抗値はほぼ等しく設定されてい
る。
FIG. 15 shows a phase shift circuit of the latter stage shown in FIG.
The structure of 30C is extracted and shown. The subsequent phase shift circuit 30C shown in the figure includes a FET 32 having a gate connected to an input end 42, a capacitor 36 and a variable resistor 34 connected in series between the source and drain of the FET 32, and an FET.
A resistor 38 connected between the drain of 32 and the positive power supply, and
It comprises a resistor 40 connected between the source of the ET32 and the negative power supply. As described in the first embodiment,
The resistance values of the two resistors 38 and 40 are set to be substantially equal.

【0078】このような構成を有する移相回路30Cにお
いて、所定の交流信号が入力端42に入力されると、すな
わちFET32のゲートに所定の交流電圧(入力電圧)が
印加されると、FET32のソースにはこの入力電圧と同
相の交流電圧が現れ、反対にFET32のドレインにはこ
の入力電圧と逆相であってソースに現れる電圧と振幅が
等しい交流電圧が現れる。このソースおよびドレインに
現れる交流電圧の振幅をともにEiとする。
In the phase shift circuit 30C having such a structure, when a predetermined AC signal is input to the input terminal 42, that is, when a predetermined AC voltage (input voltage) is applied to the gate of the FET 32, the FET 32 is turned on. An AC voltage having the same phase as this input voltage appears at the source, and conversely, an AC voltage having the opposite phase to this input voltage and having the same amplitude as the voltage appearing at the source appears at the drain of the FET 32. The amplitude of the AC voltage appearing at the source and drain is both Ei.

【0079】このFET32のソース・ドレイン間にはキ
ャパシタ36と可変抵抗34とにより構成される直列回路が
接続されている。したがって、FET32のソースおよび
ドレインに現れる電圧のそれぞれを可変抵抗34あるいは
キャパシタ36を介して合成した信号が出力端44から出力
される。
A series circuit composed of a capacitor 36 and a variable resistor 34 is connected between the source and drain of the FET 32. Therefore, a signal obtained by combining the voltages appearing at the source and the drain of the FET 32 via the variable resistor 34 or the capacitor 36 is output from the output end 44.

【0080】図16は、移相回路30Cの入出力電圧とキ
ャパシタ等に現れる電圧との関係を示すベクトル図であ
る。
FIG. 16 is a vector diagram showing the relationship between the input / output voltage of the phase shift circuit 30C and the voltage appearing at the capacitor or the like.

【0081】FET32のソースとドレインにはそれぞれ
入力電圧と同相および逆相であって電圧振幅がEiの交
流電圧が現れるため、ソース・ドレイン間の電位差は2
Eiとなる。また、キャパシタ36の両端に現れる電圧VC
2と可変抵抗34の両端に現れる電圧VR4とは互いに90
°位相がずれており、これらをベクトル的に加算したも
のが、FET32のソース・ドレイン間の電位差2Eiに
等しくなる。
Since an AC voltage having the same phase and opposite phase as the input voltage and the voltage amplitude of Ei appears at the source and drain of the FET 32, the potential difference between the source and drain is 2
It becomes Ei. In addition, the voltage VC appearing across the capacitor 36
2 and the voltage VR4 appearing across the variable resistor 34 are 90
The phases are out of phase, and the vector addition of these is equal to the potential difference 2Ei between the source and drain of the FET 32.

【0082】したがって、図16に示すように、電圧E
iの2倍を斜辺とし、キャパシタ36の両端電圧VC2と可
変抵抗34の両端電圧VR4とが直交する2辺を構成する直
角三角形を形成することになる。このため、入力信号の
振幅が一定で周波数のみが変化した場合には、図16に
示す半円の円周に沿ってキャパシタ36の両端電圧VC2と
可変抵抗34の両端電圧VR4とが変化する。
Therefore, as shown in FIG.
A double side of i is a hypotenuse, and a right-angled triangle forming two sides where the voltage VC2 across the capacitor 36 and the voltage VR4 across the variable resistor 34 are orthogonal to each other is formed. Therefore, when the amplitude of the input signal is constant and only the frequency changes, the voltage VC2 across the capacitor 36 and the voltage VR4 across the variable resistor 34 change along the circumference of the semicircle shown in FIG.

【0083】ところで、可変抵抗34とキャパシタ36の接
続点と負電源との電位差を出力電圧Eoとして取り出す
ものとすると、この出力電圧Eoは、図16に示した半
円においてその中心点を始点とし、電圧VC2と電圧VR4
とが交差する円周上の一点を終点とするベクトルで表す
ことができ、その大きさは半円の半径Eiに等しくな
る。しかも、入力信号の周波数が変化しても、このベク
トルの終点は円周上を移動するだけであるため、周波数
に応じて出力振幅が変化しない安定した出力を得ること
ができる。
If the potential difference between the connection point of the variable resistor 34 and the capacitor 36 and the negative power source is taken out as the output voltage Eo, this output voltage Eo starts from the center point of the semicircle shown in FIG. , Voltage VC2 and voltage VR4
It can be represented by a vector whose end point is one point on the circumference where and intersect, and its size is equal to the radius Ei of the semicircle. Moreover, even if the frequency of the input signal changes, the end point of this vector only moves on the circumference, so a stable output in which the output amplitude does not change according to the frequency can be obtained.

【0084】また、図16から明らかなように、電圧V
C2と電圧VR4とは円周上で直角に交わるため、理論的に
はFET32のゲートに印加される入力電圧と電圧VC2と
の位相差は、周波数ωが0から∞まで変化するに従って
0°から90°まで変化する。そして、移相回路30C全
体の位相シフト量φ4はその2倍であり、周波数に応じ
て0°から180°まで変化する。
Further, as is clear from FIG. 16, the voltage V
Since C2 and voltage VR4 intersect at a right angle on the circumference, theoretically, the phase difference between the input voltage applied to the gate of the FET 32 and the voltage VC2 is 0 ° as the frequency ω changes from 0 to ∞. Change up to 90 °. The phase shift amount φ4 of the entire phase shift circuit 30C is twice that, and changes from 0 ° to 180 ° depending on the frequency.

【0085】次に、上述した入出力電圧間の関係を定量
的に検証する。図17は、上述した移相回路30Cを等価
的に表した図である。
Next, the relationship between the input and output voltages described above will be verified quantitatively. FIG. 17 is an equivalent view of the phase shift circuit 30C described above.

【0086】FET32のソースおよびドレインには、ゲ
ートに印加される入力電圧と同相あるいは逆相の電圧が
それぞれ発生するため、これら2つの電圧を発生する2
つの電圧源27、28に置き換えて考えることができる。こ
のとき、図17に示す等価回路の閉ループに流れる電流
Iは、キャパシタ36の静電容量をC、可変抵抗34の抵抗
値をRとすると、第1実施例で示した(1)式で表すこと
ができる。したがって、図17に示す出力端44と負電源
との電位差を出力電圧Eoとして取り出すものとする
と、電圧Eiと出力電圧Eoを加算した電圧がキャパシタ
36の両端電圧に等しいことから、
At the source and the drain of the FET 32, a voltage having the same phase or an opposite phase as the input voltage applied to the gate is generated, respectively. Therefore, these two voltages are generated.
It can be considered by replacing the two voltage sources 27 and 28. At this time, the current I flowing in the closed loop of the equivalent circuit shown in FIG. 17 is expressed by the equation (1) shown in the first embodiment, where C is the capacitance of the capacitor 36 and R is the resistance value of the variable resistor 34. be able to. Therefore, if the potential difference between the output terminal 44 and the negative power supply shown in FIG. 17 is taken out as the output voltage Eo, the voltage obtained by adding the voltage Ei and the output voltage Eo is the capacitor.
Since it is equal to the voltage across 36,

【数20】 の関係が成立する。上述した(20)式に(1)式を代入して
計算すると、
[Equation 20] The relationship is established. By substituting equation (1) into equation (20),

【数21】 となる。ここで、移相回路10LのLR回路の場合と同様
に移相回路30CのCR回路の時定数をTとした。
[Equation 21] Becomes Here, the time constant of the CR circuit of the phase shift circuit 30C is set to T as in the case of the LR circuit of the phase shift circuit 10L.

【0087】この(21)式は第1実施例で示した(9)式と
同じであり、この実施例の移相回路30Cは、第1実施例
の移相回路30Lと同じ入出力電圧間の関係を有している
ことがわかる。したがって、移相回路30は、入出力間
の位相がどのように回転しても、その出力信号の振幅は
一定であることを表している。
This equation (21) is the same as the equation (9) shown in the first embodiment, and the phase shift circuit 30C of this embodiment has the same input / output voltage as the phase shift circuit 30L of the first embodiment. It is understood that they have a relationship of. Therefore, the phase shift circuit 30 represents that the amplitude of its output signal is constant no matter how the phase between the input and the output rotates.

【0088】また、出力電圧Eoの入力電圧に対する位
相シフト量φ4は上述した(11)式で表されたφ2がそのま
ま適用され、例えばωがほぼ1/T(=1/(CR))
となるような周波数における位相シフト量はほぼ90°
となる。しかも、可変抵抗14の抵抗値Rを可変すること
により、位相シフト量がほぼ90°となる周波数ωを変
化させることができる。
Further, as the phase shift amount φ4 of the output voltage Eo with respect to the input voltage, φ2 expressed by the above equation (11) is applied as it is, and for example, ω is approximately 1 / T (= 1 / (CR)).
The amount of phase shift at the frequency
Becomes Moreover, by changing the resistance value R of the variable resistor 14, the frequency ω at which the phase shift amount becomes approximately 90 ° can be changed.

【0089】このようにして、2つの移相回路10L、30
Cのそれぞれにおいて位相が所定量シフトされる。しか
も、図13および図16に示すように、各移相回路10
L、30Cにおける入出力電圧の相対的な位相関係は反対
方向であって、ある周波数において2つの移相回路10
L、30Cの全体により位相シフト量が0°の信号が出力
される。
In this way, the two phase shift circuits 10L and 30
The phase is shifted by a predetermined amount in each of C. Moreover, as shown in FIGS. 13 and 16, each phase shift circuit 10
The relative phase relationships of the input and output voltages at L and 30C are in opposite directions, and two phase shift circuits 10
A signal whose phase shift amount is 0 ° is output by the entire L and 30C.

【0090】図11に示す非反転回路50は、第1実施例
において図1に示したものであり、FET52のゲートに
交流信号が入力されると、トランジスタ58のコレクタか
らはこの入力された交流信号と同相の交流信号が出力さ
れる。この、非反転回路50の出力は、帰還抵抗70を介し
て前段の移相回路10Lの入力側に帰還されている。
The non-inverting circuit 50 shown in FIG. 11 is the same as that shown in FIG. 1 in the first embodiment. When an AC signal is input to the gate of the FET 52, the input AC is input from the collector of the transistor 58. An AC signal in phase with the signal is output. The output of the non-inverting circuit 50 is fed back to the input side of the preceding phase shift circuit 10L via the feedback resistor 70.

【0091】また、この非反転回路50の増幅度は、抵抗
54、56、60の各抵抗値によって決まり、これら各抵抗の
抵抗値を調整することにより、図11に構成を示す発振
器1aのループゲインが1以上に設定されており、閉ル
ープを一巡したときに位相シフト量が0°となるような
周波数で正弦波発振が行われる。
The amplification factor of the non-inverting circuit 50 is
It is determined by the resistance values of 54, 56, and 60, and by adjusting the resistance values of these resistances, the loop gain of the oscillator 1a whose configuration is shown in FIG. 11 is set to 1 or more. Sine wave oscillation is performed at a frequency such that the amount of phase shift is 0 °.

【0092】ところで、上述した2つの移相回路10L、
30Cおよび非反転回路50を含む第2実施例の発振器1a
は、その全体を伝達関数K1を有する回路に置き換える
と、第1実施例の場合と同様に、図8に示すシステム図
で表すことができる。したがって、ミラーの定理によっ
て変換することにより図9に示すシステム図で表すこと
ができ、変換後のシステムの入力シャント抵抗Rsは(1
2)式で表すことができる。
By the way, the above-mentioned two phase shift circuits 10L,
Oscillator 1a of the second embodiment including 30C and non-inverting circuit 50
Can be represented by the system diagram shown in FIG. 8 as in the case of the first embodiment by replacing the whole with a circuit having a transfer function K1. Therefore, it can be expressed by the system diagram shown in FIG. 9 by converting by the Miller's theorem, and the input shunt resistance Rs of the converted system is (1
It can be expressed by equation (2).

【0093】また、(19)式および(21)式から明らかなよ
うに、この実施例の2つの移相回路10L、30Cの各伝達
関数は、第1実施例の2つの移相回路10C、30Lの各伝
達関数と同じであり、2つの移相回路10L、30Cの後段
に非反転回路50を接続した場合の全体の伝達関数K1は
(16)式に示したものをそのまま適用することができる。
したがって、2つの移相回路10L、30Cを接続した全体
の入出力間では、ω=1/√(T1・T2)のときに位相
差が0°となって、発振電圧条件と周波数条件を同時に
満たすことになる。
As is clear from the equations (19) and (21), the transfer functions of the two phase shift circuits 10L and 30C of this embodiment are the same as those of the two phase shift circuits 10C and 10C of the first embodiment. It is the same as each transfer function of 30L, and the overall transfer function K1 when the non-inverting circuit 50 is connected to the latter stage of the two phase shift circuits 10L and 30C is
The one shown in the equation (16) can be applied as it is.
Therefore, the phase difference becomes 0 ° when ω = 1 / √ (T 1 · T 2 ), between the entire input / output in which the two phase shift circuits 10L and 30C are connected, and the oscillation voltage condition and the frequency condition are satisfied. Will be satisfied at the same time.

【0094】このように、2つの移相回路10L、30Cを
組み合わせることにより、閉ループを一巡する信号の位
相シフト量をある周波数において0°とすることがで
き、このときのループゲインを1以上に設定することに
より正弦波発振が持続される。また、位相シフト量が0
°となる周波数は、各移相回路10L、30C内の可変抵抗
14あるいは34の抵抗値を変えることにより変化させるこ
とができるため、容易に周波数可変型の発振器を実現す
ることができる。
As described above, by combining the two phase shift circuits 10L and 30C, the phase shift amount of the signal that goes through the closed loop can be set to 0 ° at a certain frequency, and the loop gain at this time becomes 1 or more. By setting, sine wave oscillation is maintained. Also, the phase shift amount is 0
The frequency that becomes ° is the variable resistance in each phase shift circuit 10L, 30C.
Since it can be changed by changing the resistance value of 14 or 34, a variable frequency oscillator can be easily realized.

【0095】また、第1実施例と同様に、インダクタ17
は写真触刻法等によりスパイラル状の導体を形成するこ
とによって半導体基板上へ形成することが可能となる
が、このようなインダクタ17を用いることにより、それ
以外の構成部品(FETや抵抗あるいはキャパシタ)と
ともに発振器1aの全体を半導体基板上に形成して集積
回路とすることも容易である。
Further, as in the first embodiment, the inductor 17
Can be formed on a semiconductor substrate by forming a spiral conductor by a photolithography method or the like. By using such an inductor 17, other components (FET, resistor or capacitor) can be formed. It is also easy to form the entire oscillator 1a on a semiconductor substrate to form an integrated circuit.

【0096】なお、図11に示した第2実施例の発振器
1aは、移相回路10L、30Cおよび非反転回路50のそれ
ぞれの間に直流電流阻止用のキャパシタを設けるととも
にFETのゲートにバイアス印加用の抵抗を接続して最
適な動作点で各回路が動作するようにしたが、図18に
示すように直流電流阻止用のキャパシタ等を省略した状
態で適切な動作点となるように各素子の素子定数を調整
するようにしてもよい。
In the oscillator 1a of the second embodiment shown in FIG. 11, a DC current blocking capacitor is provided between each of the phase shift circuits 10L and 30C and the non-inverting circuit 50, and a bias is applied to the gate of the FET. Each circuit operates at an optimum operating point by connecting a resistor for each element. However, as shown in FIG. 18, each element is operated at an appropriate operating point in the state where a capacitor for blocking direct current is omitted. The element constant of may be adjusted.

【0097】また、この実施例の発振器1aでは、前段
に移相回路10Lを、後段に移相回路30Cをそれぞれ配置
したが、これらの全体によって入出力信号間の位相シフ
ト量が0°となればよいことから、これらの前後を入れ
換えて前段に移相回路30Cを、後段に移相回路10Lをそ
れぞれ配置して発振器を構成するようにしてもよい。
Further, in the oscillator 1a of this embodiment, the phase shift circuit 10L and the phase shift circuit 30C are arranged in the front and rear stages, respectively, but the phase shift amount between the input and output signals cannot be 0 ° due to the whole of them. Therefore, the oscillator may be configured by arranging the front and rear of these and arranging the phase shift circuit 30C in the front stage and the phase shift circuit 10L in the rear stage.

【0098】(第3実施例)上述した第1実施例の発振
器1は、入出力間の相対的な位相関係が反対となる2つ
の移相回路を組み合わせて構成したが、この相対的な位
相関係が同じとなる2つの移相回路を組み合わせて発振
器を構成するようにしてもよい。
(Third Embodiment) The oscillator 1 of the first embodiment described above is constructed by combining two phase shift circuits in which the relative phase relationship between the input and the output is opposite. The oscillator may be configured by combining two phase shift circuits having the same relationship.

【0099】図1に示す発振器1に含まれる一方の移相
回路10Cや図11に示す発振器1aに含まれる移相回路
10Lのそれぞれの入出力電圧間には(3)式あるいは(19)
式で表される関係が成立する。以下では、図2あるいは
図12に示す構成を有する移相回路10Cあるいは10Lを
(3)式中の分数の符号を用いて便宜上「−型の移相回
路」と称して説明を行う。
One phase shift circuit 10C included in the oscillator 1 shown in FIG. 1 and the phase shift circuit included in the oscillator 1a shown in FIG.
Equation (3) or (19) between each input and output voltage of 10L
The relationship expressed by the formula is established. In the following, the phase shift circuit 10C or 10L having the configuration shown in FIG.
For convenience, description will be given by using the fractional sign in the equation (3) as a “− type phase shift circuit”.

【0100】また、図1に示す発振器1に含まれる移相
回路30Lや図11に示す発振器1aに含まれる移相回路
30Cのそれぞれの入出力電圧間には(9)式あるいは(21)
式で表される関係が成立する。以下では、図5あるいは
図15に示す構成を有する移相回路30Cあるいは30Lを
(9)式中の分数の符号を用いて便宜上「+型の移相回
路」と称して説明を行う。
The phase shift circuit 30L included in the oscillator 1 shown in FIG. 1 and the phase shift circuit included in the oscillator 1a shown in FIG.
Equation (9) or (21) between each input and output voltage of 30C
The relationship expressed by the formula is established. In the following, the phase shift circuit 30C or 30L having the configuration shown in FIG.
For the sake of convenience, the sign of the fraction in the expression (9) will be referred to as a "+ type phase shift circuit" for explanation.

【0101】このように各移相回路を便宜上2つのタイ
プに分類した場合には、第1実施例の発振器1および第
2実施例の発振器1aは、タイプが異なる2つの移相回
路を組み合わせることにより、全体としての位相シフト
量が0°となる周波数において発振動作を行うようにな
っている。
When the phase shift circuits are classified into two types for convenience, the oscillator 1 of the first embodiment and the oscillator 1a of the second embodiment are composed of two phase shift circuits of different types. Thus, the oscillation operation is performed at the frequency at which the phase shift amount as a whole becomes 0 °.

【0102】ところで、1つの−型の移相回路10C(あ
るいは10L)の後段に信号の位相を反転させる位相反転
回路を接続した場合のその全体の入出力間の関係に着目
すると、(3)式において分数の符号「−」を反転して
「+」にすればよく、1つの−型の移相回路10Cの後段
に位相反転回路を接続した構成が1つの+型の移相回路
に等価であるといえる。同様に、1つの+型の移相回路
30L(あるいは30C)の後段に信号の位相を反転させる
位相反転回路を接続した場合のその全体の入出力間の関
係に着目すると、(9)式において分数の符号「+」を反
転して「−」にすればよく、1つの+型の移相回路の後
段に位相反転回路を接続した構成が1つの−型の移相回
路に等価であるといえる。
By the way, when attention is paid to the relationship between the entire input and output when a phase inverting circuit for inverting the phase of a signal is connected to the subsequent stage of one − type phase shift circuit 10C (or 10L), (3) In the equation, the sign "-" of the fraction may be inverted to "+", and the configuration in which the phase inversion circuit is connected to the subsequent stage of one-type phase shift circuit 10C is equivalent to one + type phase shift circuit. You can say that. Similarly, one + type phase shift circuit
Focusing on the relationship between the entire input and output when a phase inversion circuit that inverts the phase of the signal is connected in the subsequent stage of 30 L (or 30 C), the sign "+" of the fraction is inverted in Eq. It may be set to "-", and it can be said that the configuration in which the phase inversion circuit is connected to the subsequent stage of one + type phase shift circuit is equivalent to one-type phase shift circuit.

【0103】したがって、第1実施例においてタイプが
異なる2つの移相回路を組み合わせて発振器を構成する
代わりに、同タイプの2つの移相回路と位相反転回路を
組み合わせて発振器を構成することができる。
Therefore, instead of combining two phase shift circuits of different types in the first embodiment to form an oscillator, two phase shift circuits of the same type and a phase inversion circuit can be combined to form an oscillator. .

【0104】図19は、第3実施例の発振器の構成を示
す図である。同図に示す発振器1bは、図2あるいは図
12に示す−型の2つの移相回路10Cおよび10Lと、後
段の移相回路10Lの出力信号の位相をさらに反転する位
相反転回路80と、位相反転回路80の出力を前段の移相回
路10Cの入力側に帰還させる帰還抵抗70とを含んで構成
されている。
FIG. 19 is a diagram showing the structure of the oscillator of the third embodiment. The oscillator 1b shown in the figure includes two − type phase shift circuits 10C and 10L shown in FIG. 2 or FIG. 12, a phase inverting circuit 80 for further inverting the phase of the output signal of the subsequent phase shift circuit 10L, and a phase A feedback resistor 70 for feeding back the output of the inverting circuit 80 to the input side of the preceding phase shift circuit 10C is included.

【0105】位相反転回路80は、ドレインと正電源との
間に抵抗84が、ソースと負電源との間に抵抗86がそれぞ
れ接続されたFET82を含んで構成されている。FET
82のゲートに交流信号が入力されると、FET82のドレ
インからは位相が反転した逆相の信号が出力される。ま
た、この位相反転回路80は、2つの抵抗84、86の抵抗比
によって定まる所定の増幅度を有する。
The phase inversion circuit 80 includes a FET 82 in which a resistor 84 is connected between the drain and the positive power source and a resistor 86 is connected between the source and the negative power source. FET
When an AC signal is input to the gate of 82, the drain of the FET 82 outputs a reverse phase signal with the phase reversed. Further, the phase inverting circuit 80 has a predetermined amplification degree determined by the resistance ratio of the two resistors 84 and 86.

【0106】このような構成を有する位相反転回路80を
用いることにより、入力信号の位相を反転するととも
に、増幅度を調整して発振器1bのループゲインを1以
上に設定することが容易となる。
By using the phase inverting circuit 80 having such a configuration, it becomes easy to invert the phase of the input signal and adjust the amplification degree to set the loop gain of the oscillator 1b to 1 or more.

【0107】ところで、上述した第1実施例および第2
実施例で説明したように、−型の2つの移相回路10C、
10Lのそれぞれは、入力信号の周波数ωが0から∞まで
変化するにしたがって位相シフト量が180°から0°
まで変化する。例えば、移相回路10C内のCR回路の時
定数と移相回路10L内のLR回路の時定数が同じである
と仮定し、これをTとおくと、ω=1/Tの周波数では
2つの移相回路10C、10Lのそれぞれにおける位相シフ
ト量が90°となる。したがって、2つの移相回路10
C、10Lの全体によって位相が180°シフトされ、さ
らに後段に接続された位相反転回路80によって位相が反
転され、全体として、位相が一巡して位相シフト量が0
°となる信号が位相反転回路80から出力される。この位
相反転回路80の出力を帰還抵抗70を介して前段の移相回
路10の入力側に帰還させることにより、周波数ωを有す
る正弦波発振が行われる。
By the way, the above-mentioned first embodiment and second embodiment
As described in the embodiment, the two-type phase shift circuits 10C,
Each of the 10L has a phase shift amount of 180 ° to 0 ° as the frequency ω of the input signal changes from 0 to ∞.
Change. For example, assuming that the time constant of the CR circuit in the phase shift circuit 10C is the same as the time constant of the LR circuit in the phase shift circuit 10L, and letting this be T, there are two The amount of phase shift in each of the phase shift circuits 10C and 10L becomes 90 °. Therefore, the two phase shift circuits 10
The phase is shifted by 180 ° by the whole of C and 10L, and the phase is inverted by the phase inversion circuit 80 connected to the latter stage, and the phase is completely looped and the phase shift amount is 0.
A signal of 0 is output from the phase inversion circuit 80. By feeding back the output of the phase inversion circuit 80 to the input side of the phase shift circuit 10 at the previous stage via the feedback resistor 70, sine wave oscillation having the frequency ω is performed.

【0108】2つの移相回路10C、10Lのそれぞれの伝
達関数K21は、移相回路10C内のCR回路の時定数およ
び移相回路10L内のLR回路の時定数をともにTする
と、(13)式においてT1をTに置き換えて、
The transfer function K21 of each of the two phase shift circuits 10C and 10L is (13) when both the time constant of the CR circuit in the phase shift circuit 10C and the time constant of the LR circuit in the phase shift circuit 10L are set to (13). Replace T 1 with T in the formula,

【数22】 となる。したがって、これら2つの移相回路10C、10L
を縦続接続し、さらにその後段に位相反転回路80を接続
した場合の全体の伝達関数K11は、
[Equation 22] Becomes Therefore, these two phase shift circuits 10C and 10L
Is connected in series and the phase inversion circuit 80 is connected in the subsequent stage, the overall transfer function K11 is

【数23】 となる。この(23)式の右辺は、第1実施例において(15)
式に示した伝達関数K1のT1とT2をTに置き換えたも
のに等しい。すなわち、(23)式は第1実施例において示
した2つの移相回路10C、30Lと非反転回路50とを接続
した場合の全体の伝達関数に等しいものであり、この実
施例において同タイプの2つの移相回路10Cおよび10L
と位相反転回路80とを接続した構成が、第1実施例にお
いて図1に示した構成に等価であることがわかる。
[Equation 23] Becomes The right side of the equation (23) is (15) in the first embodiment.
It is equal to the transfer function K1 shown in the equation with T 1 and T 2 replaced by T. That is, the equation (23) is equal to the entire transfer function when the two phase shift circuits 10C and 30L and the non-inverting circuit 50 shown in the first embodiment are connected, and in this embodiment, the same type of transfer function is used. Two phase shift circuits 10C and 10L
It can be seen that the configuration in which the phase inversion circuit 80 is connected to the phase inversion circuit 80 is equivalent to the configuration shown in FIG. 1 in the first embodiment.

【0109】したがって、第3実施例の発振器1bにお
いて、位相反転回路80の増幅度を適切な値にしてループ
ゲインを1以上に設定することにより、一巡したときに
位相シフト量が0°となるような周波数で正弦波発振が
持続される。
Therefore, in the oscillator 1b of the third embodiment, by setting the amplification factor of the phase inverting circuit 80 to an appropriate value and setting the loop gain to 1 or more, the phase shift amount becomes 0 ° when the circuit makes one cycle. The sine wave oscillation is sustained at such a frequency.

【0110】また、各移相回路10C、10L内の可変抵抗
14の抵抗値Rを可変することにより、各移相回路におけ
る位相シフト量を変えることができるため、2つの移相
回路10C、10Lの全体により合計で位相シフト量が18
0°となる周波数を変えることができ、容易に周波数可
変型の発振器1bを実現することができる。
In addition, the variable resistance in each phase shift circuit 10C, 10L
Since the phase shift amount in each phase shift circuit can be changed by changing the resistance value R of 14, the total phase shift amount of the two phase shift circuits 10C and 10L is 18
The frequency of 0 ° can be changed, and the variable frequency oscillator 1b can be easily realized.

【0111】また、第1実施例等と同様に、インダクタ
17は写真触刻法等によりスパイラル状の導体を形成する
ことによって半導体基板上へ形成することが可能となる
が、このようなインダクタ17を用いることにより、それ
以外の構成部品(FETや抵抗あるいはキャパシタ)と
ともに半導体基板上に形成することができることから、
発振器1bの全体を半導体基板上に形成して集積回路と
することも容易である。
In addition, as in the first embodiment, etc.,
17 can be formed on a semiconductor substrate by forming a spiral conductor by a photolithography method or the like. By using such an inductor 17, other components (FET, resistor, or Since it can be formed on a semiconductor substrate together with a capacitor),
It is easy to form the entire oscillator 1b on a semiconductor substrate to form an integrated circuit.

【0112】なお、図19に示した第3実施例の発振器
1bは、2つの移相回路10C、10Lおよび位相反転回路
80のそれぞれの間に直流電流阻止用のキャパシタを設け
るとともにFETのゲートにバイアス印加用の抵抗を接
続して最適な動作点で各回路が動作するようにしたが、
図20に示すように直流電流阻止用のキャパシタ等を省
略した状態で適切な動作点となるように各素子の素子定
数を調整するようにしてもよい。
The oscillator 1b of the third embodiment shown in FIG. 19 has two phase shift circuits 10C and 10L and a phase inversion circuit.
A capacitor for blocking a direct current is provided between each of 80, and a resistor for bias application is connected to the gate of the FET so that each circuit operates at an optimum operating point.
As shown in FIG. 20, the element constants of the respective elements may be adjusted so as to obtain an appropriate operating point in the state where the DC current blocking capacitor and the like are omitted.

【0113】また、この実施例の発振器1bでは、前段
に移相回路10Cを、後段に移相回路10Lをそれぞれ配置
したが、これらの全体によって入出力信号間の位相シフ
ト量が0°となればよいことから、これらの前後を入れ
換えて前段に移相回路10Lを、後段に移相回路10Cをそ
れぞれ配置して発振器を構成するようにしてもよい。
Further, in the oscillator 1b of this embodiment, the phase shift circuit 10C is arranged in the front stage and the phase shift circuit 10L is arranged in the rear stage. Therefore, the oscillator may be configured by arranging the front and the rear of these and arranging the phase shift circuit 10L in the front stage and the phase shift circuit 10C in the rear stage, respectively.

【0114】(第4実施例)上述した第3実施例の発振
器1bでは−型の2つの移相回路を接続した場合を説明
したが、+型の移相回路を2段接続することにより発振
器を構成するようにしてもよい。
(Fourth Embodiment) In the oscillator 1b of the third embodiment described above, the case where two − type phase shift circuits are connected has been described. However, by connecting two + type phase shift circuits, May be configured.

【0115】図21は、第4実施例の発振器の構成を示
す図である。同図に示す発振器1cは、図5あるいは図
15に示す+型の2つの移相回路30L、30Cと、後段の
移相回路30Cの出力信号の位相をさらに反転する位相反
転回路80と、位相反転回路80の出力を前段の移相回路30
Lの入力側に帰還させる帰還抵抗70とを含んで構成され
ている。
FIG. 21 is a diagram showing the structure of the oscillator of the fourth embodiment. The oscillator 1c shown in the figure is composed of two + type phase shift circuits 30L and 30C shown in FIG. 5 or FIG. 15, a phase inversion circuit 80 which further inverts the phase of the output signal of the subsequent phase shift circuit 30C, and a phase The output of the inverting circuit 80 is applied to the phase shift circuit 30
A feedback resistor 70 for feeding back to the input side of L is included.

【0116】位相反転回路80は、第3実施例において図
19に示したものであり、FET82のゲートに交流信号
が入力されると、このFET82のドレインからは位相が
反転した逆相の信号が出力される。
The phase inversion circuit 80 is the same as that shown in FIG. 19 in the third embodiment. When an AC signal is input to the gate of the FET 82, a reverse phase signal of which the phase is inverted is output from the drain of the FET 82. Is output.

【0117】上述した第1実施例や第2実施例で説明し
たように、+型の2つの移相回路30L、30Cのそれぞれ
は、入力信号の周波数ωが0から∞まで変化するにした
がって位相シフト量が0°から180°まで変化する。
例えば、移相回路30L内のLR回路の時定数と移相回路
30C内のCR回路の時定数が同じであると仮定し、その
値をTとおくと、ω=1/Tの周波数では2つの移相回
路30L、30Cのそれぞれにおける位相シフト量が90°
となる。したがって、2つの移相回路30L、30Cの全体
によって位相が180°シフトされ、さらに後段に接続
された位相反転回路80によって位相が反転され、全体と
して、位相が一巡して位相シフト量が0°となる信号が
位相反転回路80から出力される。この位相反転回路80の
出力を帰還抵抗70を介して前段の移相回路30Lの入力側
に帰還させることにより、周波数ωを有する正弦波発振
が行われる。
As described in the first and second embodiments described above, each of the two + type phase shift circuits 30L and 30C has a phase as the frequency ω of the input signal changes from 0 to ∞. The shift amount changes from 0 ° to 180 °.
For example, the time constant of the LR circuit in the phase shift circuit 30L and the phase shift circuit
Assuming that the time constants of the CR circuits in 30C are the same, and letting that value be T, the phase shift amount in each of the two phase shift circuits 30L and 30C is 90 ° at the frequency of ω = 1 / T.
Becomes Therefore, the phase is shifted by 180 ° by the whole of the two phase shift circuits 30L and 30C, and the phase is inverted by the phase inverting circuit 80 connected in the subsequent stage. As a whole, the phase makes one round and the phase shift amount is 0 °. The signal that becomes is output from the phase inversion circuit 80. The output of the phase inversion circuit 80 is fed back to the input side of the phase shift circuit 30L at the previous stage via the feedback resistor 70, so that sine wave oscillation having the frequency ω is performed.

【0118】2つの移相回路30L、30Cの伝達関数K31
は、移相回路30L内のLR回路の時定数と移相回路30C
内のCR回路の時定数をともにTとすると、(14)式にお
いてT2をTに置き換えて、
Transfer function K31 of the two phase shift circuits 30L and 30C
Is the time constant of the LR circuit in the phase shift circuit 30L and the phase shift circuit 30C.
Assuming that the time constant of the CR circuit inside is T, replace T 2 with T in equation (14),

【数24】 となる。この伝達関数K31は(22)式に示した移相回路10
C、10Lの伝達関数K21の符号「−」を「+」に置き換
えたものであり、2つの移相回路30L、30Cを縦続接続
し、さらにその後段に位相反転回路80を接続した場合の
全体の伝達関数K12は、
[Equation 24] Becomes This transfer function K31 is the phase shift circuit 10 shown in the equation (22).
The sign "-" of the transfer function K21 of C and 10L is replaced with "+", and the whole of the case where two phase shift circuits 30L and 30C are connected in cascade and further the phase inversion circuit 80 is connected to the subsequent stage. The transfer function K12 of

【数25】 となって、第3実施例において(23)式に示した伝達関数
K11と同じとなる。
(Equation 25) Therefore, it becomes the same as the transfer function K11 shown in the equation (23) in the third embodiment.

【0119】すなわち、この実施例において同タイプの
2つの移相回路30L、30Cと位相反転回路80とを接続し
た構成が、第1実施例および第2実施例においてタイプ
が異なる2つの移相回路と非反転回路50とを接続した構
成や、第3実施例において−型の2つの移相回路10C、
10Lと位相反転回路80とを接続した構成に等価であると
いえる。
That is, the configuration in which two phase shift circuits 30L and 30C of the same type and the phase inversion circuit 80 are connected in this embodiment is two phase shift circuits of different types in the first and second embodiments. And a non-inverting circuit 50 are connected to each other, or two negative-type phase shift circuits 10C in the third embodiment,
It can be said that it is equivalent to the configuration in which 10 L and the phase inversion circuit 80 are connected.

【0120】したがって、第4実施例の発振器1cにお
いて、位相反転回路80の増幅度を適切な値にしてループ
ゲインを1以上に設定することにより、一巡したときに
位相シフト量が0°となるような周波数で正弦波発振が
持続される。
Therefore, in the oscillator 1c of the fourth embodiment, by setting the amplification factor of the phase inverting circuit 80 to an appropriate value and setting the loop gain to 1 or more, the phase shift amount becomes 0 ° when the circuit makes one cycle. The sine wave oscillation is sustained at such a frequency.

【0121】また、移相回路30L、30C内の可変抵抗34
の抵抗値Rを可変することにより、各移相回路における
位相シフト量を変えることができるため、2つの移相回
路30L、30Cの全体により合計で位相シフト量が180
°となる周波数を変えることができ、容易に周波数可変
型の発振器1cを実現することができる。
The variable resistor 34 in the phase shift circuits 30L and 30C is also used.
Since the phase shift amount in each phase shift circuit can be changed by changing the resistance value R of, the total phase shift amount is 180 by the total of the two phase shift circuits 30L and 30C.
It is possible to change the frequency at which the angle becomes 0, and it is possible to easily realize the variable frequency oscillator 1c.

【0122】また、第1実施例等と同様に、インダクタ
37は写真触刻法等によりスパイラル状の導体を形成する
ことによって半導体基板上へ形成することが可能となる
が、このようなインダクタ37を用いることにより、それ
以外の構成部品(FETや抵抗あるいはキャパシタ)と
ともに半導体基板上に形成することができることから、
発振器1cの全体を半導体基板上に形成して集積回路と
することも容易である。
Further, as in the first embodiment, etc.,
The 37 can be formed on the semiconductor substrate by forming a spiral conductor by a photolithography method or the like. By using such an inductor 37, other components (FET, resistor, or Since it can be formed on a semiconductor substrate together with a capacitor),
It is easy to form the entire oscillator 1c on a semiconductor substrate to form an integrated circuit.

【0123】なお、図21に示した第4実施例の発振器
1cは、2つの移相回路30L、30Cおよび位相反転回路
80のそれぞれの間に直流電流阻止用のキャパシタを設け
るとともにFETのゲートにバイアス印加用の抵抗を接
続して最適な動作点で各回路が動作するようにしたが、
図22に示すように直流電流阻止用のキャパシタ等を省
略した状態で適切な動作点となるように各素子の素子定
数を調整するようにしてもよい。
The oscillator 1c of the fourth embodiment shown in FIG. 21 has two phase shift circuits 30L and 30C and a phase inversion circuit.
A capacitor for blocking a direct current is provided between each of 80, and a resistor for bias application is connected to the gate of the FET so that each circuit operates at an optimum operating point.
As shown in FIG. 22, the element constants of the respective elements may be adjusted so that an appropriate operating point is obtained in the state where the DC current blocking capacitors and the like are omitted.

【0124】また、この実施例の発振器1cでは、前段
に移相回路30Lを、後段に移相回路30Cをそれぞれ配置
したが、これらの全体によって入出力信号間の位相シフ
ト量が0°となればよいことから、これらの前後を入れ
換えて前段に移相回路30Cを、後段に移相回路30Lをそ
れぞれ配置して発振器を構成するようにしてもよい。
Further, in the oscillator 1c of this embodiment, the phase shift circuit 30L is arranged in the front stage and the phase shift circuit 30C is arranged in the rear stage. Therefore, the oscillator may be configured by arranging the front and the rear of these and arranging the phase shift circuit 30C in the front stage and the phase shift circuit 30L in the rear stage.

【0125】(その他の実施例)ところで、上述した各
実施例の発振器は、2つの移相回路と非反転回路あるい
は2つの移相回路と位相反転回路によって構成されてお
り、接続された3つの回路の全体によって所定の周波数
において合計の位相シフト量を0°にすることにより所
定の発振動作を行うようになっている。したがって、位
相シフト量だけに着目すると、3つの回路をどのような
順番で接続するかはある程度の自由度があり、必要に応
じて接続順番を決めることができる。
(Other Embodiments) By the way, the oscillator of each of the above-mentioned embodiments is composed of two phase shift circuits and a non-inversion circuit or two phase shift circuits and a phase inversion circuit, and three connected circuits. A predetermined oscillation operation is performed by setting the total amount of phase shift to 0 ° at a predetermined frequency by the whole circuit. Therefore, focusing only on the amount of phase shift, there is some degree of freedom in the order in which the three circuits are connected, and the connection order can be determined as necessary.

【0126】図23は、2つの移相回路と非反転回路を
組み合わせて発振器を構成した場合において、その接続
状態を示す図である。なお、これらの図において、帰還
側インピーダンス素子70aは、最も一般的には図1等に
示すように帰還抵抗70を使用する。但し、帰還側インピ
ーダンス素子70aをキャパシタあるいはインダクタによ
り形成したり、抵抗やキャパシタあるいはインダクタを
組み合わせて形成してもよい。
FIG. 23 is a diagram showing a connection state when an oscillator is formed by combining two phase shift circuits and a non-inverting circuit. In these figures, the feedback impedance element 70a most commonly uses a feedback resistor 70 as shown in FIG. However, the feedback impedance element 70a may be formed by a capacitor or an inductor, or may be formed by combining a resistor, a capacitor or an inductor.

【0127】図23(A)には2つの移相回路の後段に非
反転回路50を配置した構成が示されており、図1に示し
た発振器1あるいは図11に示した発振器1aに対応し
ている。このように、後段に非反転回路50を配置した場
合には、この非反転回路50に出力バッファの機能を持た
せることにより、大きな出力電流を取り出すこともでき
る。
FIG. 23A shows a configuration in which a non-inverting circuit 50 is arranged in the latter stage of two phase shift circuits, and corresponds to the oscillator 1 shown in FIG. 1 or the oscillator 1a shown in FIG. ing. As described above, when the non-inverting circuit 50 is arranged in the subsequent stage, a large output current can be taken out by giving the non-inverting circuit 50 a function of an output buffer.

【0128】図23(B)には2つの移相回路10Cと30L
の間、あるいは2つの移相回路10Lと30Cの間に非反転
回路50を配置した構成が示されている。このように、中
間に非反転回路50を配置した場合には、前段の移相回路
と後段の移相回路の相互干渉を完全に防止することがで
きる。
FIG. 23B shows two phase shift circuits 10C and 30L.
The configuration in which the non-inverting circuit 50 is arranged between the two phase shift circuits 10L and 30C is shown. In this way, when the non-inverting circuit 50 is arranged in the middle, mutual interference between the phase shift circuit at the front stage and the phase shift circuit at the rear stage can be completely prevented.

【0129】図23(C)には2つの移相回路10Cと30L
の前段、あるいは2つの移相回路10Lと30Cの前段に非
反転回路50を配置した構成が示されている。このよう
に、前段に非反転回路50を配置した場合には、前段の移
相回路に対する帰還側インピーダンス素子70aの影響を
最小限に抑えることができる。
FIG. 23C shows two phase shift circuits 10C and 30L.
The configuration is shown in which the non-inverting circuit 50 is arranged in the preceding stage or in the preceding stage of the two phase shift circuits 10L and 30C. As described above, when the non-inverting circuit 50 is arranged in the preceding stage, the influence of the feedback impedance element 70a on the preceding phase shift circuit can be minimized.

【0130】同様に、図24は、2つの移相回路と位相
反転回路を組み合わせて発振器を構成した場合におい
て、その接続状態を示す図である。なお、図23につい
て説明したように、帰還側インピーダンス素子70aは、
最も一般的には帰還抵抗70を使用する。但し、帰還側イ
ンピーダンス素子70aをキャパシタあるいはインダクタ
により形成したり、抵抗やキャパシタあるいはインダク
タを組み合わせて形成してもよい。
Similarly, FIG. 24 is a diagram showing a connection state when an oscillator is formed by combining two phase shift circuits and a phase inversion circuit. As described with reference to FIG. 23, the feedback impedance element 70a is
Most commonly, a feedback resistor 70 is used. However, the feedback impedance element 70a may be formed by a capacitor or an inductor, or may be formed by combining a resistor, a capacitor or an inductor.

【0131】図24(A)には2つの移相回路の後段に位
相反転回路80を配置した構成が示されており、図19に
示した発振器1bあるいは図21に示した発振器1cに
対応している。このように、後段に位相反転回路80を配
置した場合には、この位相反転回路80に出力バッファの
機能を持たせることにより、大きな出力電流を取り出す
こともできる。
FIG. 24 (A) shows a configuration in which a phase inverting circuit 80 is arranged after two phase shift circuits, and corresponds to the oscillator 1b shown in FIG. 19 or the oscillator 1c shown in FIG. ing. As described above, when the phase inverting circuit 80 is arranged in the subsequent stage, a large output current can be taken out by giving the phase inverting circuit 80 a function as an output buffer.

【0132】図24(B)には2つの移相回路10Cと10L
の間、あるいは2つの移相回路30Lと30Cの間に位相反
転回路80を配置した構成が示されている。このように、
中間に位相反転回路80を配置した場合には、2つの移相
回路間の相互干渉を完全に防止することができる。
FIG. 24B shows two phase shift circuits 10C and 10L.
A configuration in which the phase inversion circuit 80 is arranged between the two phase shift circuits 30L and 30C is shown. in this way,
When the phase inversion circuit 80 is arranged in the middle, mutual interference between the two phase shift circuits can be completely prevented.

【0133】図24(C)には2つの移相回路10Cと10L
の前段、あるいは2つの移相回路30Lと30Cの前段に位
相反転回路80を配置した構成が示されている。このよう
に、前段に位相反転回路80を配置した場合には、前段の
移相回路に対する帰還側インピーダンス素子70aの影響
を最小限に抑えることができる。
FIG. 24C shows two phase shift circuits 10C and 10L.
The configuration is shown in which the phase inversion circuit 80 is arranged in the preceding stage or in the preceding stage of the two phase shift circuits 30L and 30C. As described above, when the phase inversion circuit 80 is arranged in the preceding stage, the influence of the feedback impedance element 70a on the preceding phase shift circuit can be minimized.

【0134】また、上述した各実施例において示した移
相回路には可変抵抗14あるいは34が含まれている。これ
らの可変抵抗14、34は、具体的には接合型あるいはMO
S型のFETを用いて実現することができる。
The phase shift circuit shown in each of the above-described embodiments includes the variable resistor 14 or 34. These variable resistors 14 and 34 are specifically junction type or MO type.
It can be realized by using an S-type FET.

【0135】図25は、CR回路を有する2種類の移相
回路10Cあるいは30C内の可変抵抗14あるいは34をFE
Tに置き換えた場合の移相回路の構成を示す図である。
同図(A)には、移相回路10Cにおいて可変抵抗14をFE
Tに置き換えた構成が示されている。同図(B)には、移
相回路30Cにおいて可変抵抗34をFETに置き換えた構
成が示されている。
In FIG. 25, the variable resistance 14 or 34 in the two types of phase shift circuits 10C or 30C having a CR circuit is FE.
It is a figure which shows the structure of the phase shift circuit when it replaces with T.
In the same figure (A), the variable resistor 14 is FE in the phase shift circuit 10C.
The configuration replaced with T is shown. FIG. 2B shows a configuration in which the variable resistor 34 is replaced with an FET in the phase shift circuit 30C.

【0136】同様に、図26はLR回路を有する2種類
の移相回路10Lあるいは30L内の可変抵抗14あるいは34
をFETに置き換えた場合の移相回路の構成を示す図で
ある。同図(A)には、移相回路10Lにおいて可変抵抗14
をFETに置き換えた構成が示されている。同図(B)に
は、移相回路30Lにおいて可変抵抗34をFETに置き換
えた構成が示されている。
Similarly, FIG. 26 shows a variable resistor 14 or 34 in two types of phase shift circuits 10L or 30L having an LR circuit.
It is a figure which shows the structure of the phase shift circuit when replacing with FET. In the same figure (A), in the phase shift circuit 10L, the variable resistor 14
A configuration in which is replaced with an FET is shown. FIG. 1B shows a configuration in which the variable resistor 34 is replaced with an FET in the phase shift circuit 30L.

【0137】このように、FETのソース・ドレイン間
に形成されるチャネルを抵抗体として利用して可変抵抗
14あるいは34の代わりに使用すると、ゲート電圧を可変
に制御してこのチャネル抵抗をある範囲で任意に変化さ
せて各移相回路における位相シフト量を変えることがで
きる。したがって、各発振器において一巡する信号の位
相シフト量が0°となる周波数を変えることができるた
め、発振器の発振周波数を任意に変更することができ
る。
As described above, the channel formed between the source and drain of the FET is used as a resistor to make the variable resistance variable.
When used in place of 14 or 34, the gate voltage can be variably controlled to arbitrarily change the channel resistance within a certain range to change the amount of phase shift in each phase shift circuit. Therefore, in each oscillator, the frequency at which the amount of phase shift of the signal that goes around once becomes 0 ° can be changed, so that the oscillation frequency of the oscillator can be arbitrarily changed.

【0138】なお、図25あるいは図26に示した各移
相回路は、可変抵抗を1つのFET、すなわちpチャネ
ルあるいはnチャネルのFETによって構成したが、p
チャネルのFETとnチャネルのFETとを並列接続し
て1つの可変抵抗を構成し、各FETのゲートとサブス
トレート間に大きさが等しく極性が異なるゲート電圧を
印加するようにしてもよい。抵抗値を可変する場合には
このゲート電圧の大きさを変えればよい。このように、
2つのFETを組み合わせて可変抵抗を構成することに
より、FETの非線形領域の改善を行うことができるた
め、発振出力の歪みを少なくすることができる。
In each of the phase shift circuits shown in FIG. 25 or 26, the variable resistor is composed of one FET, that is, a p-channel or n-channel FET.
The channel FET and the n-channel FET may be connected in parallel to form one variable resistor, and gate voltages of equal magnitude but different polarities may be applied between the gate of each FET and the substrate. When changing the resistance value, the magnitude of the gate voltage may be changed. in this way,
By constructing a variable resistance by combining two FETs, it is possible to improve the non-linear region of the FETs, so that the distortion of the oscillation output can be reduced.

【0139】また、上述した各実施例において示した移
相回路10Cあるいは30Cは、キャパシタ16あるいは36と
直列に接続された可変抵抗14あるいは34の抵抗値を変化
させて位相シフト量を変化させることにより全体の発振
周波数を変えるようにしたが、キャパシタ16、36を可変
容量素子によって形成し、その静電容量を変化させるこ
とにより全体の発振周波数を変えるようにしてもよい。
In the phase shift circuit 10C or 30C shown in each of the above-mentioned embodiments, the resistance value of the variable resistor 14 or 34 connected in series with the capacitor 16 or 36 is changed to change the phase shift amount. Although the overall oscillation frequency is changed by means of, the capacitors 16, 36 may be formed of variable capacitance elements, and the overall oscillation frequency may be changed by changing the capacitance thereof.

【0140】図27は、各実施例において示した移相回
路10Cあるいは30C内のキャパシタ16あるいは36を可変
容量ダイオードに置き換えた場合の移相回路の構成を示
す図である。同図(A)には、図1等に示した移相回路10
Cにおいて、可変抵抗14を固定抵抗に置き換えるととも
にキャパシタ16を可変容量ダイオードに置き換えた構成
が示されている。同図(B)には、図11等に示した移相
回路30Cにおいて、可変抵抗34を固定抵抗に置き換える
とともにキャパシタ36を可変容量ダイオードに置き換え
た構成が示されている。
FIG. 27 is a diagram showing the structure of the phase shift circuit in the case where the capacitor 16 or 36 in the phase shift circuit 10C or 30C shown in each embodiment is replaced with a variable capacitance diode. FIG. 1A shows the phase shift circuit 10 shown in FIG.
In C, a configuration is shown in which the variable resistor 14 is replaced with a fixed resistor and the capacitor 16 is replaced with a variable capacitance diode. FIG. 11B shows a configuration in which the variable resistor 34 is replaced with a fixed resistor and the capacitor 36 is replaced with a variable capacitance diode in the phase shift circuit 30C shown in FIG.

【0141】なお、図27(A)、(B)において、可変容
量ダイオードに直列に接続されたキャパシタは、可変容
量ダイオードのアノード・カソード間に逆バイアス電圧
を印加する際にその直流電流を阻止するためのものであ
り、そのインピーダンスは動作周波数において極めて小
さく、すなわち大きな静電容量を有している。また、図
27(A)、(B)に示したキャパシタの両端の電位は直流
成分をみると一定であるため、交流成分の振幅より大き
な逆バイアス電圧をアノード・カソード間に印加するこ
とにより、各可変容量ダイオードを容量可変のキャパシ
タとして機能させることができる。
27 (A) and 27 (B), the capacitor connected in series to the variable capacitance diode blocks its direct current when a reverse bias voltage is applied between the anode and the cathode of the variable capacitance diode. The impedance is extremely small at the operating frequency, that is, it has a large capacitance. In addition, since the potentials at both ends of the capacitor shown in FIGS. 27A and 27B are constant when the DC component is seen, by applying a reverse bias voltage larger than the amplitude of the AC component between the anode and the cathode, Each variable capacitance diode can function as a variable capacitance capacitor.

【0142】このように、キャパシタ16あるいは36を可
変容量ダイオードで構成し、そのアノード・カソード間
に印加する逆バイアス電圧の大きさを可変に制御してこ
の可変容量ダイオードの静電容量をある範囲で任意に変
化させて各移相回路における位相シフト量を変えること
ができる。したがって、各発振器において一巡する信号
の位相シフト量が0°となる周波数を変えることがで
き、発振器の発振周波数を任意に変更することができ
る。
As described above, the capacitor 16 or 36 is composed of a variable capacitance diode, and the magnitude of the reverse bias voltage applied between its anode and cathode is variably controlled to make the capacitance of this variable capacitance diode within a certain range. The amount of phase shift in each phase shift circuit can be changed by changing the value arbitrarily. Therefore, it is possible to change the frequency at which the amount of phase shift of the signal that goes round in each oscillator becomes 0 °, and it is possible to arbitrarily change the oscillation frequency of the oscillator.

【0143】ところで、上述した図27(A)、(B)では
可変容量素子として可変容量ダイオードを用いたが、ソ
ースおよびドレインを直流的に固定電位に接続するとと
もにゲートに可変電圧を印加したFETを用いるように
してもよい。上述したように、図27(A)、(B)に示し
た可変容量ダイオードの両端電位は直流的に固定されて
いるため、これらの可変容量ダイオードを上述したFE
Tに置き換えるだけでよく、ゲートに印加する電圧を可
変することによりゲート容量、すなわちFETが有する
静電容量を変えることができる。
By the way, although the variable capacitance diode is used as the variable capacitance element in FIGS. 27A and 27B described above, the FET in which the source and the drain are connected to a fixed potential in the direct current and the variable voltage is applied to the gate May be used. As described above, the potentials at both ends of the variable capacitance diodes shown in FIGS. 27A and 27B are fixed in terms of direct current.
It is only necessary to replace it with T, and the gate capacitance, that is, the electrostatic capacitance of the FET can be changed by changing the voltage applied to the gate.

【0144】また、上述した図27(A)、(B)では可変
容量ダイオードの静電容量のみを可変したが、同時に可
変抵抗14あるいは34の抵抗値を可変するようにしてもよ
い。図27(C)には、図1等に示した移相回路10Cにお
いて、可変抵抗14を用いるとともにキャパシタ16を可変
容量ダイオードに置き換えた構成が示されている。同図
(D)には、図11等に示した移相回路30Cにおいて、可
変抵抗34を用いるとともにキャパシタ36を可変容量ダイ
オードに置き換えた構成が示されている。これらにおい
て可変容量ダイオードをゲート容量可変のFETに置き
換えてもよいことは当然である。
Further, in FIGS. 27A and 27B described above, only the capacitance of the variable capacitance diode is changed, but the resistance value of the variable resistor 14 or 34 may be changed at the same time. 27C shows a configuration in which the variable resistor 14 is used and the capacitor 16 is replaced with a variable capacitance diode in the phase shift circuit 10C shown in FIG. 1 and the like. Same figure
11D shows a configuration in which the variable resistor 34 is used and the capacitor 36 is replaced with a variable capacitance diode in the phase shift circuit 30C shown in FIG. 11 and the like. It goes without saying that the variable capacitance diode may be replaced with an FET having a variable gate capacitance.

【0145】また、図27(C)、(D)に示した可変抵抗
を図25に示したようにFETのチャネル抵抗を利用し
て形成することができることはいうまでもない。特に、
pチャネルのFETとnチャネルのFETとを並列接続
して1つの可変抵抗を構成し、各FETのベースとサブ
ストレート間に大きさが等しく極性が異なるゲート電圧
を印加した場合には、FETの非線形領域の改善を行う
ことができるため、発振信号の歪みを少なくすることが
できる。
It goes without saying that the variable resistance shown in FIGS. 27C and 27D can be formed by utilizing the channel resistance of the FET as shown in FIG. In particular,
When a p-channel FET and an n-channel FET are connected in parallel to form one variable resistor and gate voltages of equal magnitude and different polarities are applied between the base and substrate of each FET, Since the nonlinear region can be improved, distortion of the oscillation signal can be reduced.

【0146】このように、可変抵抗と可変容量素子を組
み合わせて移相回路を構成した場合であっても、可変抵
抗の抵抗値および可変容量素子の静電容量をある範囲で
任意に変化させて各移相回路における位相シフト量を変
えることができる。したがって、各発振器において一巡
する信号の位相シフト量が0°となる周波数を変えるこ
とができ、発振器の発振周波数を任意に変更することが
できる。
As described above, even when the variable resistance and the variable capacitance element are combined to form the phase shift circuit, the resistance value of the variable resistance and the capacitance of the variable capacitance element can be arbitrarily changed within a certain range. The amount of phase shift in each phase shift circuit can be changed. Therefore, it is possible to change the frequency at which the amount of phase shift of the signal that goes round in each oscillator becomes 0 °, and it is possible to arbitrarily change the oscillation frequency of the oscillator.

【0147】同様に、上述した各実施例において示した
移相回路10Lあるいは30Lは、インダクタ17あるいは37
と直列に接続された可変抵抗14あるいは34の抵抗値を変
化させて位相シフト量を変化させることにより全体の発
振周波数を変えるようにしたが、インダクタ17、37を可
変インダクタによって形成し、そのインダクタンスを変
化させることにより全体の発振周波数を変えるようにし
てもよい。
Similarly, the phase shift circuit 10L or 30L shown in each of the above-described embodiments is the inductor 17 or 37.
The overall oscillation frequency was changed by changing the resistance value of the variable resistors 14 or 34 connected in series with the variable resistor 14 and 34, but the inductors 17 and 37 were formed by variable inductors and their inductance It is also possible to change the whole oscillation frequency by changing.

【0148】図28は、各実施例において示した移相回
路10Lあるいは30L内のインダクタ17あるいは37を可変
インダクタに置き換えた場合の移相回路の構成を示す図
である。
FIG. 28 is a diagram showing the structure of the phase shift circuit when the inductor 17 or 37 in the phase shift circuit 10L or 30L shown in each embodiment is replaced with a variable inductor.

【0149】同図(A)には、図11等に示した移相回路
10Lにおいて、可変抵抗14を固定抵抗に置き換えるとと
もにインダクタ17を可変インダクタ17aに置き換えた構
成が示されている。同図(B)には、図1等に示した移相
回路30Lにおいて、可変抵抗34を固定抵抗に置き換える
とともにインダクタ37を可変インダクタ37aに置き換え
た構成が示されている。
FIG. 11A shows the phase shift circuit shown in FIG.
In 10L, a configuration is shown in which the variable resistor 14 is replaced with a fixed resistor and the inductor 17 is replaced with a variable inductor 17a. FIG. 1B shows a configuration in which the variable resistor 34 is replaced with a fixed resistor and the inductor 37 is replaced with a variable inductor 37a in the phase shift circuit 30L shown in FIG.

【0150】このように、インダクタ17あるいは37を可
変インダクタ17aあるいは37aに置き換えて、それらが
有するインダクタンスをある範囲で任意に変化させて各
移相回路における位相シフト量を変えることができる。
したがって、各発振器において一巡する信号の位相シフ
ト量が0°となる周波数を変えることができ、発振周波
数を任意に変更することができる。
As described above, the inductor 17 or 37 can be replaced by the variable inductor 17a or 37a, and the inductance of the variable inductor 17a or 37a can be arbitrarily changed within a certain range to change the amount of phase shift in each phase shift circuit.
Therefore, it is possible to change the frequency at which the amount of phase shift of the signal that goes round in each oscillator becomes 0 °, and it is possible to arbitrarily change the oscillation frequency.

【0151】ところで、上述した図28(A)、(B)では
可変インダクタ17aあるいは37aのインダクタンスのみ
を可変したが、同時に可変抵抗14あるいは34の抵抗値を
可変するようにしてもよい。図28(C)には、図11等
に示した移相回路10Lにおいて、可変抵抗14を用いると
ともにインダクタ17を可変インダクタ17aに置き換えた
構成が示されている。同図(D)には、図1等に示した移
相回路30Lにおいて、可変抵抗34を用いるとともにイン
ダクタ37を可変インダクタ37aに置き換えた構成が示さ
れている。
By the way, in FIGS. 28A and 28B described above, only the inductance of the variable inductor 17a or 37a is changed, but the resistance value of the variable resistor 14 or 34 may be changed at the same time. FIG. 28C shows a configuration in which the variable resistor 14 is used and the inductor 17 is replaced with a variable inductor 17a in the phase shift circuit 10L shown in FIG. 11 and the like. FIG. 2D shows a configuration in which the variable resistor 34 is used and the inductor 37 is replaced with a variable inductor 37a in the phase shift circuit 30L shown in FIG.

【0152】また、図28(C)、(D)に示した可変抵抗
を図26に示したようにFETのチャネル抵抗を利用し
て形成することができることはいうまでもない。特に、
pチャネルのFETとnチャネルのFETとを並列接続
して1つの可変抵抗を構成し、各FETのベースとサブ
ストレート間に大きさが等しく極性が異なるゲート電圧
を印加した場合には、FETの非線形領域の改善を行う
ことができるため、発振信号の歪みを少なくすることが
できる。
It goes without saying that the variable resistance shown in FIGS. 28C and 28D can be formed by utilizing the channel resistance of the FET as shown in FIG. In particular,
When a p-channel FET and an n-channel FET are connected in parallel to form one variable resistor and gate voltages of equal magnitude and different polarities are applied between the base and substrate of each FET, Since the nonlinear region can be improved, distortion of the oscillation signal can be reduced.

【0153】このように、可変抵抗と可変インダクタを
組み合わせて移相回路を構成した場合であっても、可変
抵抗の抵抗値および可変インダクタのインダクタンスを
ある範囲で任意に変化させて各移相回路における位相シ
フト量を変えることができる。したがって、各発振器に
おいて一巡する信号の位相シフト量が0°となる周波数
を変えることができ、発振周波数を任意に変更すること
ができる。
As described above, even when the variable resistance and the variable inductor are combined to form the phase shift circuit, the resistance value of the variable resistor and the inductance of the variable inductor are arbitrarily changed within a certain range. The amount of phase shift at can be changed. Therefore, it is possible to change the frequency at which the amount of phase shift of the signal that goes round in each oscillator becomes 0 °, and it is possible to arbitrarily change the oscillation frequency.

【0154】また、上述したように可変抵抗や可変容量
素子あるいは可変インダクタを用いる場合の他、素子定
数が異なる複数の抵抗やキャパシタあるいはインダクタ
を用意しておいて、スイッチを切り換えることにより、
これら複数の素子の中から1つあるいは複数を選ぶよう
にしてもよい。この場合にはスイッチ切り換えにより接
続する素子の個数および接続方法(直列接続、並列接続
あるいはこれらの組み合わせ)によって、素子定数を不
連続に切り換えることができる。
In addition to the case where the variable resistance, the variable capacitance element or the variable inductor is used as described above, a plurality of resistors, capacitors or inductors having different element constants are prepared and the switch is switched.
One or a plurality of these elements may be selected. In this case, the element constants can be discontinuously switched by the number of elements to be connected and the connection method (serial connection, parallel connection, or a combination thereof) by switching the switches.

【0155】例えば、可変抵抗の代わりに抵抗値がR、
2R、4R、…といった2のn乗の系列の複数の抵抗を
用意しておいて、1つあるいは任意の複数を選択して直
列接続することにより、等間隔の抵抗値の切り換えをよ
り少ない素子で容易に実現することができる。同様に、
キャパシタの代わりに静電容量がC、2C、4C、…と
いった2のn乗の系列の複数のキャパシタを用意してお
いて、1つあるいは任意の複数を選択して並列接続する
ことにより、等間隔の静電容量の切り換えをより少ない
素子で容易に実現することができる。
For example, instead of the variable resistor, the resistance value is R,
By preparing a plurality of 2n-th power series resistors such as 2R, 4R, ... And selecting one or an arbitrary plurality of resistors and connecting them in series, it is possible to reduce the switching of resistance values at even intervals. Can be easily realized with. Similarly,
In place of the capacitors, a plurality of n-th power series capacitors having capacitances of C, 2C, 4C, ... Are prepared, and one or arbitrary plural capacitors are selected and connected in parallel. Switching of the electrostatic capacitance of the interval can be easily realized with a smaller number of elements.

【0156】図29は、図28に示した可変インダクタ
17aの具体例を示す図であり、半導体基板上に形成され
た平面構造の概略が示されている。なお、同図に示す可
変インダクタ17aの構造は、そのまま可変インダクタ37
aにも適用することができる。
FIG. 29 shows the variable inductor shown in FIG.
It is a figure which shows the specific example of 17a, and the outline of the planar structure formed on the semiconductor substrate is shown. The structure of the variable inductor 17a shown in FIG.
It can also be applied to a.

【0157】同図に示す可変インダクタ17aは、半導体
基板110上に形成された渦巻き形状のインダクタ導体112
と、その外周を周回するように形成された制御用導体11
4と、これらインダクタ導体112および制御用導体114の
両方を覆うように形成された絶縁性磁性体118とを含ん
で構成されている。
The variable inductor 17a shown in the figure is a spiral inductor conductor 112 formed on a semiconductor substrate 110.
And a control conductor 11 formed so as to circulate the outer periphery thereof.
4 and an insulating magnetic body 118 formed so as to cover both the inductor conductor 112 and the control conductor 114.

【0158】上述した制御用導体114は、制御用導体114
の両端に可変のバイアス電圧を印加するために可変電圧
電源116が接続され、この可変電圧電源116によって印加
する直流バイアス電圧を可変に制御することにより、制
御用導体114に流れるバイアス電流を変化させることが
できる。
The control conductor 114 described above is the control conductor 114.
A variable voltage power supply 116 is connected to both ends of the variable voltage power supply 116 to change the bias current flowing through the control conductor 114 by variably controlling the DC bias voltage applied by the variable voltage power supply 116. be able to.

【0159】また、半導体基板110は、例えばn型シリ
コン基板(n−Si基板)やその他の半導体材料(例え
ばゲルマニウムやアモルファスシリコン等の非晶質材
料)が用いられる。また、インダクタ導体112は、アル
ミニウムや金等の金属薄膜あるいはポリシリコン等の半
導体材料を渦巻き形状に形成されている。
As the semiconductor substrate 110, for example, an n-type silicon substrate (n-Si substrate) or another semiconductor material (for example, an amorphous material such as germanium or amorphous silicon) is used. The inductor conductor 112 is formed by spirally forming a metal thin film such as aluminum or gold or a semiconductor material such as polysilicon.

【0160】なお、図29に示した半導体基板110に
は、可変インダクタ17aの他に図11等に示した発振器
の他の構成部品が形成されている。
The semiconductor substrate 110 shown in FIG. 29 is provided with other components of the oscillator shown in FIG. 11 and the like in addition to the variable inductor 17a.

【0161】図30は、図29に示した可変インダクタ
17aのインダクタ導体112および制御用導体114の形状を
さらに詳細に示す図である。
FIG. 30 shows the variable inductor shown in FIG.
It is a figure which shows the shape of the inductor conductor 112 and the control conductor 114 of 17a in more detail.

【0162】同図に示すように、内周側に位置するイン
ダクタ導体112は、所定ターン数(例えば約4ターン)
の渦巻き形状に形成されており、その両端には2つの端
子電極122、124が接続されている。同様に、外周側に位
置する制御用導体114は、所定ターン数(例えば約2タ
ーン)の渦巻き形状に形成されており、その両端には2
つの制御電極126、128が接続されている。
As shown in the figure, the inductor conductor 112 located on the inner peripheral side has a predetermined number of turns (for example, about 4 turns).
Is formed in a spiral shape, and two terminal electrodes 122 and 124 are connected to both ends thereof. Similarly, the control conductor 114 located on the outer peripheral side is formed in a spiral shape with a predetermined number of turns (for example, about 2 turns), and the control conductor 114 has two ends at both ends.
Two control electrodes 126 and 128 are connected.

【0163】図31は、図30のA−A線拡大断面図で
あり、インダクタ導体112と制御用導体114を含む絶縁性
磁性体118の横断面が示されている。
FIG. 31 is an enlarged sectional view taken along the line AA of FIG. 30, showing a cross section of the insulating magnetic body 118 including the inductor conductor 112 and the control conductor 114.

【0164】同図に示すように、半導体基板110表面に
絶縁性の磁性体膜118aを介してインダクタ導体112およ
び制御用導体114が形成されており、さらにその表面に
絶縁性の磁性体膜118bが被覆形成されている。これら
2つの磁性体膜118a、118bによって図29に示した絶
縁性磁性体118が形成されている。
As shown in the figure, the inductor conductor 112 and the control conductor 114 are formed on the surface of the semiconductor substrate 110 via the insulating magnetic film 118a, and the insulating magnetic film 118b is further formed on the surface thereof. Is coated. The insulating magnetic material 118 shown in FIG. 29 is formed by these two magnetic material films 118a and 118b.

【0165】例えば、磁性体膜118a、118bとしては、
ガンマ・フェライトやバリウム・フェライト等の各種磁
性体膜を用いることができる。また、これらの磁性体膜
の材質や形成方法については各種のものが考えられ、例
えばFeO等を真空蒸着して磁性体膜を形成する方法
や、その他分子線エピタキシー法(MBE法)、化学気
相成長法(CVD法)、スパッタ法等を用いて磁性体膜
を形成する方法等がある。
For example, as the magnetic films 118a and 118b,
Various magnetic films such as gamma-ferrite and barium-ferrite can be used. Various kinds of materials and forming methods of these magnetic films can be considered. For example, a method of forming a magnetic film by vacuum vapor deposition of FeO or the like, other molecular beam epitaxy method (MBE method), chemical vapor deposition, etc. There is a method of forming a magnetic film by using a phase growth method (CVD method), a sputtering method or the like.

【0166】なお、絶縁膜130は、非磁性体材料によっ
て形成されており、インダクタ導体112および制御用導
体114の各周回部分の間を覆っている。このようにして
各周回部分間の磁性体膜118a、118bを排除することに
より、各周回部分間に生じる漏れ磁束を最小限に抑える
ことができるため、インダクタ導体112が発生する磁束
を有効に利用して大きなインダクタンスを有する可変イ
ンダクタ17aを実現することができる。
The insulating film 130 is made of a non-magnetic material, and covers the winding portions of the inductor conductor 112 and the control conductor 114. By eliminating the magnetic films 118a and 118b between the winding portions in this way, the leakage magnetic flux generated between the winding portions can be minimized, so that the magnetic flux generated by the inductor conductor 112 can be effectively used. As a result, the variable inductor 17a having a large inductance can be realized.

【0167】このように、図29等に示した可変インダ
クタ17aは、インダクタ導体112と制御用導体114とを覆
うように絶縁性磁性体118(磁性体膜118a、118b)が
形成されており、制御用導体114に流す直流バイアス電
流を可変に制御することにより、上述した絶縁性磁性体
118を磁路とするインダクタ導体112の飽和磁化特性が変
化し、インダクタ導体112が有するインダクタンスが変
化する。
As described above, in the variable inductor 17a shown in FIG. 29 and the like, the insulating magnetic material 118 (magnetic material films 118a and 118b) is formed so as to cover the inductor conductor 112 and the control conductor 114, By controlling the DC bias current flowing through the control conductor 114 variably, the above-mentioned insulating magnetic material is used.
The saturation magnetization characteristic of the inductor conductor 112 having the magnetic path 118 changes, and the inductance of the inductor conductor 112 changes.

【0168】したがって、インダクタ導体112のインダ
クタンスそのものを直接変化させることができ、しか
も、半導体基板110上に薄膜形成技術や半導体製造技術
を用いて形成することができるため製造が容易となる。
さらに、半導体基板110上には発振器1等の他の構成部
品を形成することも可能であるため、各実施例の発振器
の全体を集積化によって一体形成する場合に適してい
る。
Therefore, the inductance itself of the inductor conductor 112 can be directly changed, and the inductor conductor 112 can be formed on the semiconductor substrate 110 by using a thin film forming technique or a semiconductor manufacturing technique, which facilitates the production.
Further, since it is possible to form other components such as the oscillator 1 on the semiconductor substrate 110, it is suitable when the whole oscillator of each embodiment is integrally formed by integration.

【0169】なお、図29等に示した可変インダクタ17
aは、図32あるいは図33に示すように、インダクタ
導体112と制御用導体114とを交互に周回させたり、イン
ダクタ導体112と制御用導体114とを重ねて形成するよう
にしてもよい。いずれの場合であっても、制御用導体11
4に流す直流バイアス電流を変化させることにより絶縁
性磁性体118の飽和磁化特性を変えることができ、イン
ダクタ導体112が有するインダクタンスをある範囲で変
化させることができる。
The variable inductor 17 shown in FIG.
As shown in FIG. 32 or FIG. 33, a may be formed by alternately winding the inductor conductor 112 and the control conductor 114, or may be formed by stacking the inductor conductor 112 and the control conductor 114. In either case, the control conductor 11
The saturation magnetization characteristic of the insulating magnetic body 118 can be changed by changing the DC bias current flowing through the inductor 4, and the inductance of the inductor conductor 112 can be changed within a certain range.

【0170】また、図29等に示した可変インダクタ17
aは、半導体基板110上にインダクタ導体112等を形成す
る場合を例にとり説明したが、セラミックス等の絶縁性
あるいは導電性の各種基板上に形成するようにしてもよ
い。
Further, the variable inductor 17 shown in FIG.
Although a has been described by taking the case where the inductor conductor 112 and the like are formed on the semiconductor substrate 110 as an example, it may be formed on various insulating or conductive substrates such as ceramics.

【0171】また、磁性体膜118a、118bとして絶縁性
材料を用いたが、メタル粉(MP)のような導電性材料
を用いるようにしてもよい。但し、このような導電性の
磁性体膜を上述した絶縁性の磁性体膜118a等に置き換
えて使用すると、インダクタ導体112等の各周回部分が
短絡されてインダクタ導体として機能しなくなるため、
各インダクタ導体と導電性の磁性体膜との間を電気的に
絶縁する必要がある。この絶縁方法としては、インダク
タ導体112等を酸化して絶縁酸化膜を形成する方法や、
化学気相法等によりシリコン酸化膜あるいは窒化膜を形
成する方法等がある。
Further, although the insulating material is used for the magnetic films 118a and 118b, a conductive material such as metal powder (MP) may be used. However, if such a conductive magnetic film is used by replacing it with the above-mentioned insulating magnetic film 118a or the like, each winding portion of the inductor conductor 112 or the like is short-circuited and does not function as an inductor conductor.
It is necessary to electrically insulate each inductor conductor from the conductive magnetic film. As this insulating method, a method of forming an insulating oxide film by oxidizing the inductor conductor 112 or the like,
There is a method of forming a silicon oxide film or a nitride film by a chemical vapor deposition method or the like.

【0172】特に、メタル粉等の導電性材料は、ガンマ
・フェライト等の絶縁性材料に比べると透磁率が大きい
ため、大きなインダクタンスを確保することができる利
点がある。
In particular, a conductive material such as metal powder has a large magnetic permeability as compared with an insulating material such as gamma-ferrite, and therefore has an advantage that a large inductance can be secured.

【0173】また、図29等に示した可変インダクタ17
aは、インダクタ導体112と制御用導体114の両方の全体
を絶縁性磁性体118で覆うようにしたが、一部のみを覆
って磁路を形成するようにしてもよい。
Further, the variable inductor 17 shown in FIG.
In the case of a, the whole of both the inductor conductor 112 and the control conductor 114 is covered with the insulating magnetic material 118, but only part of them may be covered to form the magnetic path.

【0174】図34は、絶縁性磁性体118を部分的に形
成した可変インダクタを示す図である。同図に示すよう
に、絶縁性磁性体118がインダクタ導体112と制御用導体
114の一部を覆うように形成されており、この部分的に
形成された絶縁性磁性体118によって磁路が形成され
る。このように、磁路となる絶縁性磁性体(あるいは導
電性磁性体でもよい)118を部分的に形成した場合に
は、磁路が狭まることによりインダクタ導体112および
制御用導体114によって生じる磁束が飽和しやすくな
る。したがって、制御用導体114に少ないバイアス電流
を流した場合であっても磁束が飽和し、少ないバイアス
電流を可変に制御することによりインダクタ導体112の
インダクタンスを変えることができる。このため、制御
系の構造を簡略化することができる。
FIG. 34 is a diagram showing a variable inductor in which the insulating magnetic material 118 is partially formed. As shown in the figure, the insulating magnetic material 118 is used as the inductor conductor 112 and the control conductor.
It is formed so as to cover a part of 114, and a magnetic path is formed by this partially formed insulating magnetic body 118. In this way, when the insulating magnetic body (or the conductive magnetic body may be used) 118 that serves as a magnetic path is partially formed, the magnetic flux is generated by the inductor conductor 112 and the control conductor 114 due to the narrowed magnetic path. It becomes easy to saturate. Therefore, even when a small bias current is passed through the control conductor 114, the magnetic flux is saturated, and the inductance of the inductor conductor 112 can be changed by variably controlling the small bias current. Therefore, the structure of the control system can be simplified.

【0175】また、図29等に示した可変インダクタ17
aは、インダクタ導体112と制御用導体114とを同心状に
巻回して形成したが、これら各導体を半導体基板110表
面の隣接した位置に形成してそれらの間を絶縁性あるい
は導電性の磁性体によって形成した磁路によって磁気結
合させてもよい。
The variable inductor 17 shown in FIG.
The conductor a is formed by concentrically winding the inductor conductor 112 and the control conductor 114. These conductors are formed at adjacent positions on the surface of the semiconductor substrate 110, and an insulating or conductive magnetic material is formed between them. You may magnetically couple by the magnetic path formed of the body.

【0176】図35は、インダクタ導体と制御用導体と
を隣接した位置に並べて形成した場合の可変インダクタ
17bの概略を示す平面図である。
FIG. 35 shows a variable inductor in which an inductor conductor and a control conductor are formed adjacent to each other.
It is a top view which shows the outline of 17b.

【0177】同図に示す可変インダクタ17bは、半導体
基板110上に形成された渦巻き形状のインダクタ導体112
aと、このインダクタ導体112aと隣接した位置に形成
された渦巻き形状の制御用導体114aと、インダクタ導
体112aと制御用導体114aの各渦巻き中心を覆うように
形成された絶縁性磁性体(あるいは導電性磁性体)119
とを含んで構成されている。
The variable inductor 17b shown in the figure is a spiral inductor conductor 112 formed on a semiconductor substrate 110.
a, a spiral-shaped control conductor 114a formed at a position adjacent to the inductor conductor 112a, and an insulating magnetic body (or conductive material) formed so as to cover each spiral center of the inductor conductor 112a and the control conductor 114a. Magnetic material) 119
It is configured to include and.

【0178】図29等に示した可変インダクタ17aと同
様に、制御用導体114aにはその両端に可変のバイアス
電圧を印加するために可変電圧電源116が接続されてお
り、この可変電圧電源116によって印加するバイアス電
圧を可変に制御することにより、制御用導体114aに流
れる所定のバイアス電流を変化させることができる。
Similar to the variable inductor 17a shown in FIG. 29, a variable voltage power supply 116 is connected to the control conductor 114a for applying a variable bias voltage across the control conductor 114a. By variably controlling the applied bias voltage, it is possible to change a predetermined bias current flowing through the control conductor 114a.

【0179】図36は、図35に示した可変インダクタ
17bのインダクタ導体112aおよび制御用導体114aの形
状をさらに詳細に示した図である。
FIG. 36 shows the variable inductor shown in FIG.
It is the figure which showed in more detail the shape of the inductor conductor 112a and the control conductor 114a of 17b.

【0180】同図に示すように、インダクタ導体112a
は、所定ターン数(例えば約4ターン)の渦巻き形状に
形成されており、その両端には2つの端子電極122、124
が接続されている。同様に、インダクタ導体112aに隣
接して配置された制御用導体114aは、所定ターン数
(例えば約2ターン)の渦巻き形状に形成されており、
その両端には2つの制御電極126、128が接続されてい
る。
As shown in the figure, the inductor conductor 112a
Is formed in a spiral shape with a predetermined number of turns (for example, about 4 turns), and two terminal electrodes 122 and 124 are provided at both ends thereof.
Is connected. Similarly, the control conductor 114a arranged adjacent to the inductor conductor 112a is formed in a spiral shape with a predetermined number of turns (for example, about 2 turns),
Two control electrodes 126 and 128 are connected to both ends thereof.

【0181】図37は、図36のB−B線拡大断面図で
あり、インダクタ導体112aと制御用導体114aを含む絶
縁性磁性体119の横断面が示されている。
FIG. 37 is an enlarged sectional view taken along line BB of FIG. 36, and shows a cross section of the insulating magnetic body 119 including the inductor conductor 112a and the control conductor 114a.

【0182】同図に示すように、半導体基板110表面に
絶縁性の磁性体膜119aおよび絶縁性の非磁性体膜132が
形成されており、その表面にインダクタ導体112aおよ
び制御用導体114aがそれぞれ形成されている。そし
て、これらインダクタ導体112aと制御用導体114aの各
中心部を貫くようにさらに表面に絶縁性の磁性体膜119
bが被覆形成されている。これら2つの磁性体膜119
a、119bによってインダクタ導体112aと制御用導体11
4aの共通の磁路となる環状の磁性体119が形成されてい
る。
As shown in the figure, an insulating magnetic film 119a and an insulating non-magnetic film 132 are formed on the surface of the semiconductor substrate 110, and the inductor conductor 112a and the control conductor 114a are respectively formed on the surface. Has been formed. Then, an insulating magnetic film 119 is further formed on the surface of the inductor conductor 112a and the control conductor 114a so as to penetrate the central portions thereof.
b is formed by coating. These two magnetic films 119
inductor conductor 112a and control conductor 11 by a and 119b.
An annular magnetic body 119 is formed which serves as a common magnetic path for 4a.

【0183】なお、図37に示した絶縁性の非磁性体膜
132は、磁性体膜119aとほぼ同じ膜厚を有しており、さ
らにそれらの表面においてインダクタ導体112aと制御
用導体114aのそれぞれをほぼ同じ高さに形成するため
のものである。したがって、インダクタ導体112aおよ
び制御用導体114aに多少の段差が生じてもよい場合に
は、非磁性体膜132を形成せずに、半導体基板110上に直
接インダクタ導体112aおよび制御用導体114aの一部を
形成するようにしてもよい。
The insulating nonmagnetic film shown in FIG.
Reference numeral 132 has a thickness substantially the same as that of the magnetic film 119a, and is for forming the inductor conductor 112a and the control conductor 114a at substantially the same height on their surfaces. Therefore, if a slight step may occur in the inductor conductor 112a and the control conductor 114a, one of the inductor conductor 112a and the control conductor 114a may be directly formed on the semiconductor substrate 110 without forming the nonmagnetic film 132. You may make it form a part.

【0184】また、磁性体膜119a表面のインダクタ導
体112aおよび制御用導体114aの各周回部分の間には、
図29等に示した可変インダクタ17aと同様に絶縁膜13
0が形成されている。このように部分的に絶縁膜130を充
填して各周回部分間の磁性体膜119a、119bを排除する
ことにより、各周回部分間に生じる漏れ磁束を最小限に
抑えることができるため、インダクタ導体112aによっ
て発生した磁束は、そのほとんどが磁性体膜119a、119
bを通って制御用導体114aと交差するようになる。し
たがって、漏れ磁束を少なくすることにより、インダク
タ導体112aが発生する磁束を有効に利用して大きなイ
ンダクタンスを得ることができる。
In addition, between the inductor conductor 112a and the control conductor 114a on the surface of the magnetic film 119a,
Similar to the variable inductor 17a shown in FIG.
0 is formed. By partially filling the insulating film 130 and excluding the magnetic films 119a and 119b between the winding portions in this manner, the leakage flux generated between the winding portions can be minimized. Most of the magnetic flux generated by 112a is magnetic film 119a, 119a.
It comes to intersect with the control conductor 114a through b. Therefore, by reducing the leakage magnetic flux, a large inductance can be obtained by effectively utilizing the magnetic flux generated by the inductor conductor 112a.

【0185】このように、上述した可変インダクタ17b
は、インダクタ導体112aと制御用導体114aの各渦巻き
中心を通るように環状の絶縁性磁性体119(磁性体膜119
a、119b)が形成されている。したがって、制御用導
体114aに流す直流バイアス電流を可変に制御すること
により、上述した磁性体119を磁路とするインダクタ導
体112aの飽和磁化特性が変化し、インダクタ導体112a
が有するインダクタンスも変化する。
As described above, the variable inductor 17b described above is used.
Is an annular insulating magnetic material 119 (magnetic material film 119) so as to pass through the spiral centers of the inductor conductor 112a and the control conductor 114a.
a, 119b) are formed. Therefore, by variably controlling the DC bias current flowing through the control conductor 114a, the saturation magnetization characteristic of the inductor conductor 112a having the magnetic body 119 as a magnetic path changes, and the inductor conductor 112a
The inductance of the element also changes.

【0186】また、上述した各実施例の発振器1等を半
導体基板上に形成した場合には、移相回路10C、30C内
のキャパシタ16あるいは36としてあまり大きな静電容量
を設定することができない。したがって、半導体基板上
に実際に形成したキャパシタの小さな静電容量の回路を
工夫することにより、見かけ上大きくすることができれ
ば時定数Tを大きな値に設定して発振周波数の低周波数
化を図る際に都合がよい。
Further, when the oscillator 1 of each of the above-described embodiments is formed on a semiconductor substrate, it is not possible to set a very large capacitance as the capacitor 16 or 36 in the phase shift circuit 10C, 30C. Therefore, if the capacitance can be increased apparently by devising a circuit of small capacitance of the capacitor actually formed on the semiconductor substrate, the time constant T can be set to a large value to reduce the oscillation frequency. It is convenient for.

【0187】図38は、図1等に示した移相回路10C、
30Cに用いたキャパシタ16あるいは36を素子単体ではな
く回路によって構成した変形例を示す図であり、実際に
半導体基板上に形成されるキャパシタの静電容量を見か
け上大きくみせる静電容量変換回路として機能する。な
お、図38に示した回路全体が移相回路10Cあるいは30
Cに含まれるキャパシタ16あるいは36に対応している。
FIG. 38 shows the phase shift circuit 10C shown in FIG.
It is a figure which shows the modification which comprised the capacitor 16 or 36 used for 30C not by a single element but by a circuit, and as an electrostatic capacity conversion circuit which makes the electrostatic capacity of the capacitor actually formed on a semiconductor substrate look large. Function. The entire circuit shown in FIG. 38 is the phase shift circuit 10C or 30.
It corresponds to the capacitor 16 or 36 included in C.

【0188】図38に示す静電容量変換回路16aは、所
定の静電容量C0を有するキャパシタ210と、2つのオペ
アンプ212、214と、4つの抵抗216、218、220、222とを
含んで構成されている。
The capacitance conversion circuit 16a shown in FIG. 38 includes a capacitor 210 having a predetermined capacitance C0, two operational amplifiers 212 and 214, and four resistors 216, 218, 220 and 222. Has been done.

【0189】1段目のオペアンプ212は、出力端子と反
転入力端子との間に抵抗218(この抵抗値をR18とす
る)が接続されており、さらにこの反転入力端子が抵抗
216(この抵抗値をR16とする)を介して接地されてい
る。
In the operational amplifier 212 in the first stage, a resistor 218 (whose resistance value is R18) is connected between the output terminal and the inverting input terminal, and the inverting input terminal is a resistor.
It is grounded through 216 (this resistance is R16).

【0190】1段目のオペアンプ212の非反転入力端子
に印加される電圧E1と出力端子に現れる電圧E2との間
には、
Between the voltage E1 applied to the non-inverting input terminal of the first stage operational amplifier 212 and the voltage E2 appearing at the output terminal,

【数26】 の関係がある。この1段目のオペアンプ212は、主にイ
ンピーダンス変換を行うバッファとして機能するもので
あり、利得は1であってもよい。利得1の場合とはR18
/R16=0のとき、すなわちR16を無限大(抵抗216を
除去すればよい)、あるいはR18を0Ω(直結すればよ
い)に設定する。
(Equation 26) There is a relationship. The first-stage operational amplifier 212 mainly functions as a buffer that performs impedance conversion, and the gain may be 1. R18 when the gain is 1
When / R16 = 0, that is, R16 is set to infinity (removing the resistor 216), or R18 is set to 0Ω (direct connection).

【0191】また、2段目のオペアンプ214は、出力端
子と反転入力端子との間に抵抗222(この抵抗値をR22
とする)が接続されているとともに反転入力端子と上述
したオペアンプ212の出力端子との間に抵抗220(この抵
抗値をR20とする)が接続されており、さらに非反転入
力端子が接地されている。
Further, the operational amplifier 214 of the second stage has a resistor 222 (this resistance value is set to R22 between the output terminal and the inverting input terminal).
And a resistor 220 (whose resistance value is R20) is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the operational amplifier 212 described above, and the non-inverting input terminal is grounded. There is.

【0192】2段目のオペアンプ214の出力端子に現れ
る電圧をE3とすると、この電圧E3と1段目のオペアン
プ212の出力端子に現れる電圧E2との間には、
When the voltage appearing at the output terminal of the second stage operational amplifier 214 is E3, the voltage E3 between this voltage E3 and the voltage E2 appearing at the output terminal of the first stage operational amplifier 212 is:

【数27】 の関係がある。このように2段目のオペアンプ214は反
転増幅器として機能するものであり、その入力側を高イ
ンピーダンスに設定するために1段目のオペアンプ212
が使用されている。
[Equation 27] There is a relationship. In this way, the second-stage operational amplifier 214 functions as an inverting amplifier, and the first-stage operational amplifier 212 is set in order to set its input side to high impedance.
Is used.

【0193】また、このような接続がなされた1段目の
オペアンプ212の非反転入力端子と2段目のオペアンプ2
14の出力端子との間には、上述したように所定の静電容
量を有するキャパシタ210が接続されている。
Further, the non-inverting input terminal of the first-stage operational amplifier 212 and the second-stage operational amplifier 2 which are connected as described above.
As described above, the capacitor 210 having a predetermined electrostatic capacity is connected between the 14 output terminals.

【0194】図38に示した静電容量変換回路16aにお
いて、キャパシタ210を除く回路全体の伝達関数をK4と
すると、静電容量変換回路16aは図39に示すシステム
図で表すことができる。図40は、これをミラーの定理
によって変換したシステム図である。
In the capacitance conversion circuit 16a shown in FIG. 38, assuming that the transfer function of the entire circuit except the capacitor 210 is K4, the capacitance conversion circuit 16a can be represented by the system diagram shown in FIG. FIG. 40 is a system diagram in which this is converted by the Miller's theorem.

【0195】図39に示したインピーダンスZ0を用い
て図40に示したインピーダンスZ1を表すと、
When the impedance Z1 shown in FIG. 40 is expressed using the impedance Z0 shown in FIG. 39,

【数28】 となる。ここで、図38に示した静電容量変換回路16a
の場合には、インピーダンスZ0=1/(jωC0)であ
り、これを(28)式に代入して、
[Equation 28] Becomes Here, the capacitance conversion circuit 16a shown in FIG.
In the case of, the impedance Z0 = 1 / (jωC0), and by substituting this into the equation (28),

【数29】 [Equation 29]

【数30】 となる。この(30)式は、静電容量変換回路16aにおいて
キャパシタ210が有する静電容量C0が見掛け上は(1−
K4)倍になったことを示している。
[Equation 30] Becomes In this equation (30), the capacitance C0 of the capacitor 210 in the capacitance conversion circuit 16a is apparently (1-
K4) shows that it has doubled.

【0196】したがって、利得K4が負の場合には常に
(1−K4)は1より大きくなるため、静電容量C0を大
きいほうに変化させることができる。
Therefore, when the gain K4 is negative, (1-K4) is always larger than 1, so that the electrostatic capacitance C0 can be changed to the larger one.

【0197】ところで、図38に示した静電容量変換回
路16aにおける増幅器の利得、すなわちオペアンプ212
と214の全体により構成される増幅器の利得K4は、(26)
式および(27)式から、
By the way, the gain of the amplifier in the capacitance conversion circuit 16a shown in FIG. 38, that is, the operational amplifier 212.
The gain K4 of the amplifier formed by the whole of
From equation and (27),

【数31】 となる。この(31)式を(30)式に代入すると、[Equation 31] Becomes Substituting equation (31) into equation (30),

【数32】 となる。したがって、4つの抵抗216、218、220、222の
抵抗値を所定の値に設定することにより、2つの端子22
4、226間の見掛け上の静電容量Cを大きくすることがで
きる。
[Equation 32] Becomes Therefore, by setting the resistance value of the four resistors 216, 218, 220, 222 to a predetermined value, the two terminals 22
The apparent capacitance C between 4 and 226 can be increased.

【0198】また、1段目のオペアンプ212による増幅
器の利得が1の場合、すなわち上述したようにR16を無
限大(抵抗216を除去)、あるいはR18を0Ωに設定し
たときであってR18/R16=0の場合には、上述した(3
2)式は簡略化されて、
When the gain of the amplifier by the first stage operational amplifier 212 is 1, that is, when R16 is infinite (resistor 216 is removed) or R18 is set to 0Ω as described above, R18 / R16 When = 0, the above (3
Equation 2 is simplified to

【数33】 となる。[Expression 33] Becomes

【0199】図41は、図38に示した第1のオペアン
プ212の反転入力端子に接続されている抵抗216を除去し
た静電容量変換回路16bの構成を示す図である。この場
合には、端子224、226間に現れる静電容量Cは(33)式に
より表されるため、R22とR20の比を変化させるだけで
C0を大きいほうに変化させることができる。
FIG. 41 is a diagram showing the structure of the capacitance conversion circuit 16b from which the resistor 216 connected to the inverting input terminal of the first operational amplifier 212 shown in FIG. 38 is removed. In this case, since the electrostatic capacitance C appearing between the terminals 224 and 226 is expressed by the equation (33), C0 can be changed to the larger one by changing the ratio of R22 and R20.

【0200】このように、上述した静電容量変換回路16
aあるいは16bは、抵抗220と抵抗222との抵抗比R22/
R20あるいは抵抗216と抵抗218との抵抗比R18/R16を
変えることにより、実際に半導体基板上に形成するキャ
パシタ210の静電容量C0を見掛け上大きい方に変換する
ことができる。そのため、半導体基板上に図1等に示し
た発振器1等の全体を形成するような場合には、半導体
基板上に小さな静電容量C0を有するキャパシタ210を形
成しておいて、図38あるいは図41に示した回路によ
って大きな静電容量Cに変換することができ、集積化に
際して好都合となる。
As described above, the capacitance conversion circuit 16 described above
a or 16b is a resistance ratio of the resistance 220 and the resistance 222 R22 /
By changing R20 or the resistance ratio R18 / R16 of the resistor 216 and the resistor 218, the electrostatic capacitance C0 of the capacitor 210 actually formed on the semiconductor substrate can be converted to an apparently larger one. Therefore, in the case where the entire oscillator 1 shown in FIG. 1 and the like is formed on a semiconductor substrate, a capacitor 210 having a small capacitance C0 is formed on the semiconductor substrate, and the capacitor 210 shown in FIG. The circuit shown at 41 allows conversion into a large capacitance C, which is convenient for integration.

【0201】また、抵抗216、218、220、222の中の少な
くとも1つ(図41に示した静電容量変換回路16bの場
合は抵抗220、222の少なくとも1つ)を可変抵抗により
形成することにより、具体的には接合型やMOS型のF
ETあるいはpチャネルFETとnチャネルFETとを
並列に接続して可変抵抗を形成することにより、容易に
静電容量が可変のキャパシタを形成することができる。
したがって、このキャパシタを図27に示した可変容量
ダイオードの代わりに使用することにより、位相シフト
量をある範囲で任意に変化させることができる。このた
め、発振器において一巡する信号の位相シフト量が0°
となる周波数を変えることができ、各実施例の発振器の
発振周波数を任意に変更することができる。
Further, at least one of the resistors 216, 218, 220, 222 (at least one of the resistors 220, 222 in the case of the capacitance conversion circuit 16b shown in FIG. 41) is formed by a variable resistor. Therefore, specifically, the junction type or MOS type F
By connecting the ET or p-channel FET and the n-channel FET in parallel to form a variable resistance, it is possible to easily form a capacitor having a variable capacitance.
Therefore, by using this capacitor instead of the variable capacitance diode shown in FIG. 27, the phase shift amount can be arbitrarily changed within a certain range. Therefore, the phase shift amount of the signal that makes one round in the oscillator is 0 °.
Can be changed, and the oscillation frequency of the oscillator of each embodiment can be arbitrarily changed.

【0202】なお、上述したように第1段目のオペアン
プ212は入力インピーダンスを高くするためのバッファ
として用いているため、このオペアンプ212をエミッタ
ホロワ回路あるいはソースホロワ回路に置き換えるよう
にしてもよい。
Since the first stage operational amplifier 212 is used as a buffer for increasing the input impedance as described above, the operational amplifier 212 may be replaced with an emitter follower circuit or a source follower circuit.

【0203】図42は、1段目にエミッタホロワ回路を
用いた静電容量変換回路16cの構成を示す図である。同
図に示す静電容量変換回路16cは、図38に示した1段
目のオペアンプ212および2つの抵抗216、218をバイポ
ーラトランジスタと抵抗からなるエミッタホロワ回路22
8に置き換えた構成を有している。
FIG. 42 is a diagram showing the configuration of the electrostatic capacitance conversion circuit 16c using the emitter follower circuit in the first stage. The capacitance conversion circuit 16c shown in the figure has an emitter follower circuit 22 including a first-stage operational amplifier 212 and two resistors 216 and 218 shown in FIG.
It has a configuration replaced with 8.

【0204】図43は、1段目にソースホロワ回路を用
いた静電容量変換回路16dの構成を示す図である。同図
に示す静電容量変換回路16dは、図38に示した1段目
のオペアンプ212および2つの抵抗216、218をFETと
抵抗からなるソースホロワ回路230に置き換えた構成を
有している。
FIG. 43 is a diagram showing the configuration of the capacitance conversion circuit 16d using the source follower circuit in the first stage. The electrostatic capacitance conversion circuit 16d shown in the figure has a configuration in which the first-stage operational amplifier 212 and the two resistors 216 and 218 shown in FIG. 38 are replaced with a source follower circuit 230 including an FET and a resistor.

【0205】また、上述した静電容量変換回路16c、16
dのそれぞれは、オペアンプ214に接続されている抵抗2
20、222の抵抗比を変えることにより端子224、226間の
見掛け上の静電容量Cを任意に変化させることができる
点は図38等に示した静電容量変換回路16a等と同じで
ある。したがって、抵抗220、222の少なくとも一方を、
接合型やMOS型のFETあるいはpチャネルFETと
nチャネルFETとを並列に接続した可変抵抗に置き換
えることにより、静電容量可変のキャパシタを構成する
ことができ、このキャパシタを図27に示した可変容量
ダイオードの代わりに使用することにより、位相シフト
量をある範囲で任意に変化させることができる。このた
め、各発振器において一巡する信号の位相シフト量が0
°となる周波数を変えることができ、各実施例の発振器
の発振周波数を任意に変更することができる。
The capacitance conversion circuits 16c and 16 described above are also provided.
Each of d is a resistor 2 connected to the operational amplifier 214.
The point that the apparent capacitance C between the terminals 224 and 226 can be arbitrarily changed by changing the resistance ratio of the resistors 20 and 222 is the same as the capacitance conversion circuit 16a shown in FIG. 38 and the like. . Therefore, at least one of the resistors 220 and 222 is
By replacing the junction-type or MOS-type FET or the variable resistance in which the p-channel FET and the n-channel FET are connected in parallel, a capacitance variable capacitor can be constructed. By using it instead of the capacitance diode, the phase shift amount can be arbitrarily changed within a certain range. Therefore, in each oscillator, the phase shift amount of the signal that makes one round is 0
It is possible to change the frequency at which the angle becomes 0, and it is possible to arbitrarily change the oscillation frequency of the oscillator of each embodiment.

【0206】ところで、上述した図38〜図43では、
所定の利得を有する増幅器とキャパシタとを組み合わせ
ることにより、見かけ上の静電容量を実際にキャパシタ
素子が有する静電容量より大きくする場合を説明した
が、キャパシタの代わりにインダクタを用い、このイン
ダクタが有するインダクタンスを見かけ上大きくするこ
ともできる。
By the way, in FIGS. 38 to 43 described above,
The case where the apparent capacitance is made larger than the capacitance actually possessed by the capacitor element by combining the amplifier having the predetermined gain and the capacitor has been described, but an inductor is used instead of the capacitor, and this inductor is It is also possible to increase the apparent inductance.

【0207】すなわち、上述したように図39に示した
インピーダンスZ0を用いて図40に示したインピーダ
ンスZ1を表すと(28)式のようになる。ここで、インダ
クタンスL0を有するインダクタの場合には、インピー
ダンスZ0=jωL0であり、これを(28)式に代入して、
That is, when the impedance Z0 shown in FIG. 39 is used to express the impedance Z1 shown in FIG. 40 as described above, the expression (28) is obtained. Here, in the case of the inductor having the inductance L0, the impedance Z0 = jωL0, which is substituted into the equation (28) to obtain

【数34】 [Equation 34]

【数35】 となる。この(35)式は、実際にインダクタ素子が有する
インダクタンスが見かけ上1/(1−K4)倍になった
ことを示しており、利得K4が0から1の間に設定され
ているときには見かけ上のインダクタンスが大きくなる
ことがわかる。
[Equation 35] Becomes This equation (35) shows that the inductance actually possessed by the inductor element has become 1 / (1-K4) times, and apparently when the gain K4 is set between 0 and 1. It can be seen that the inductance of is increased.

【0208】図44は、図11等に示した移相回路10
L、30Lに用いたインダクタ17あるいは37を素子単体で
はなく回路によって構成した変形例を示す図であり、実
際に半導体基板上に形成されるインダクタ素子(インダ
クタ導体)のインダクタンスを見かけ上大きくみせるイ
ンダクタンス変換回路として機能する。なお、図44に
示した回路全体が移相回路10L、30Lに含まれるインダ
クタ17あるいは37に対応している。
FIG. 44 shows the phase shift circuit 10 shown in FIG.
It is a figure which shows the modification which comprised the inductor 17 or 37 used for L and 30L not by a single element but by a circuit, and the inductance of an inductor element (inductor conductor) actually formed on a semiconductor substrate which makes an inductance look large. Functions as a conversion circuit. The entire circuit shown in FIG. 44 corresponds to the inductor 17 or 37 included in the phase shift circuit 10L, 30L.

【0209】図44に示すインダクタンス変換回路17c
は、所定のインダクタンスL0を有するインダクタ260
と、2つのオペアンプ262、264と、2つの抵抗266、268
とを含んで構成されている。
Inductance conversion circuit 17c shown in FIG.
Is an inductor 260 having a predetermined inductance L0
And two operational amplifiers 262 and 264 and two resistors 266 and 268
It is configured to include and.

【0210】1段目のオペアンプ262は、出力端子が反
転入力端子に接続された利得1の非反転増幅器であっ
て、主にインピーダンス変換を行うバッファとして機能
する。同様に、2段目のオペアンプ264も出力端子が反
転入力端子に接続されており、利得1の非反転増幅器と
して機能する。また、これら2つの非反転増幅器の間に
は抵抗266と268による分圧回路が挿入されている。
The operational amplifier 262 in the first stage is a non-inverting amplifier with a gain of 1 whose output terminal is connected to the inverting input terminal, and mainly functions as a buffer for impedance conversion. Similarly, the output terminal of the second-stage operational amplifier 264 is connected to the inverting input terminal, and functions as a non-inverting amplifier having a gain of 1. Further, a voltage dividing circuit by resistors 266 and 268 is inserted between these two non-inverting amplifiers.

【0211】このように、間に分圧回路を挿入すること
により、2つの非反転増幅器を含む増幅器全体の利得を
0から1の間で自由に設定することができる。
By thus inserting the voltage dividing circuit between them, the gain of the entire amplifier including the two non-inverting amplifiers can be freely set between 0 and 1.

【0212】図44に示したインダクタンス変換回路17
cにおいて、インダクタ260を除く回路(増幅器)全体
の伝達関数をK4とすると、この利得K4は抵抗266と268
によって構成される分圧回路の分圧比によって決まり、
それぞれの抵抗値をR66、R68とすると、
The inductance conversion circuit 17 shown in FIG.
In c, when the transfer function of the entire circuit (amplifier) excluding the inductor 260 is K4, this gain K4 is expressed by resistors 266 and 268.
Determined by the voltage division ratio of the voltage dividing circuit
If the respective resistance values are R66 and R68,

【数36】 となる。この利得K4を(35)式に代入して見かけ上のイ
ンダクタンスLを計算すると、
[Equation 36] Becomes Substituting this gain K4 into equation (35) and calculating the apparent inductance L,

【数37】 となる。したがって、抵抗266と268の抵抗比R68/R66
を大きくすることにより、2つの端子254、256間の見か
け上のインダクタンスLを大きくすることができる。例
えば、R68=R66の場合には、(37)式からインダクタン
スLをL0の2倍にすることができる。
(37) Becomes Therefore, the resistance ratio of resistors 266 and 268 is R68 / R66.
By increasing, the apparent inductance L between the two terminals 254 and 256 can be increased. For example, when R68 = R66, the inductance L can be doubled from L0 from the equation (37).

【0213】このように、上述したインダクタンス変換
回路17cは、2つの非反転増幅器の間に挿入された分圧
回路の分圧比を変えることにより、実際に接続されてい
るインダクタ260のインダクタンスL0を見かけ上大きく
することができる。そのため、半導体基板上に図1等に
示した発振器1等の全体を形成するような場合には、半
導体基板上に小さなインダクタンスL0を有するインダ
クタ260をスパイラル状の導体等によって形成しておい
て、図44に示したインダクタンス変換回路によって大
きなインダクタンスLに変換することができ、集積化に
際して好都合となる。特に、このようにして大きなイン
ダクタンスを確保することができれば、図1に示した発
振器1等の発振周波数を比較的低い周波数領域まで下げ
ることが容易となる。また、集積化を行うことにより、
発振器全体の実装面積を小型化して、材料コスト等の低
減も可能となる。
As described above, the above-described inductance conversion circuit 17c changes the voltage division ratio of the voltage dividing circuit inserted between the two non-inverting amplifiers to make the inductance L0 of the inductor 260 actually connected to appear. Can be made bigger. Therefore, when the entire oscillator 1 shown in FIG. 1 and the like is formed on a semiconductor substrate, an inductor 260 having a small inductance L0 is formed on the semiconductor substrate by a spiral conductor or the like. The inductance conversion circuit shown in FIG. 44 can convert to a large inductance L, which is convenient for integration. In particular, if a large inductance can be secured in this way, it becomes easy to reduce the oscillation frequency of the oscillator 1 shown in FIG. 1 to a relatively low frequency range. In addition, by integrating,
It is possible to reduce the mounting area of the entire oscillator and reduce the material cost.

【0214】なお、抵抗266、268による分圧回路の分圧
比を固定した場合の他、これら2つの抵抗266、268の少
なくとも一方を可変抵抗により形成することにより、具
体的には接合型やMOS型のFETあるいはpチャネル
FETとnチャネルFETとを並列に接続して可変抵抗
を形成することにより、この分圧比を連続的に変化させ
てもよい。この場合には、図44に示したオペアンプ26
2、264を含んで構成される増幅器全体の利得が変わり、
端子254、256間のインダクタンスLも連続的に変化す
る。したがって、このインダクタンス変換回路17cを図
28に示した可変インダクタ17a等の代わりに使用する
ことにより、各移相回路における位相シフト量をある範
囲で任意に変化させることができる。このため、発振器
において一巡する信号の位相シフト量が0°となる周波
数を変えることができ、上述した発振器の発振周波数を
任意に変更することができる。
Incidentally, in addition to the case where the voltage dividing ratio of the voltage dividing circuit by the resistors 266 and 268 is fixed, at least one of these two resistors 266 and 268 is formed by a variable resistor. Type FET or p-channel FET and n-channel FET are connected in parallel to form a variable resistance, and this voltage division ratio may be continuously changed. In this case, the operational amplifier 26 shown in FIG.
The gain of the entire amplifier including 2,264 changes,
The inductance L between the terminals 254 and 256 also changes continuously. Therefore, by using this inductance conversion circuit 17c instead of the variable inductor 17a shown in FIG. 28, the phase shift amount in each phase shift circuit can be arbitrarily changed within a certain range. Therefore, it is possible to change the frequency at which the phase shift amount of the signal that makes one round in the oscillator becomes 0 °, and it is possible to arbitrarily change the oscillation frequency of the oscillator described above.

【0215】また、図44に示したインダクタンス変換
回路17cは、2つのオペアンプ262、264を含む増幅器全
体の利得が1以下に設定されているため、全体をエミッ
タホロワ回路あるいはソースホロワ回路に置き換えるよ
うにしてもよい。
Since the gain of the entire amplifier including the two operational amplifiers 262 and 264 is set to 1 or less in the inductance conversion circuit 17c shown in FIG. 44, the whole is replaced with the emitter follower circuit or the source follower circuit. Good.

【0216】図45は、オペアンプ262、264を含む増幅
器全体をエミッタホロワ回路に置き換えたインダクタン
ス変換回路の構成を示す図である。同図(A)に示すイン
ダクタンス変換回路17dは、エミッタに2つの抵抗27
4、276が接続されたバイポーラトランジスタ278と、こ
の2つの抵抗274、276による分圧点とトランジスタ278
のベースとの間に接続されたインダクタ260と、直流電
流阻止用のキャパシタ280とを含んで構成されている。
インダクタ260の一方端側に挿入されたキャパシタ280
は、周波数特性に影響を与えないようにそのインピーダ
ンスは動作周波数において極めて小さく、すなわち大き
な静電容量に設定されている。
FIG. 45 is a diagram showing the structure of an inductance conversion circuit in which the entire amplifier including the operational amplifiers 262 and 264 is replaced with an emitter follower circuit. The inductance conversion circuit 17d shown in FIG.
A bipolar transistor 278 to which 4 and 276 are connected, a voltage dividing point by these two resistors 274 and 276, and a transistor 278.
It is configured to include an inductor 260 connected to the base of the capacitor and a capacitor 280 for blocking a direct current.
Inductor 260 Capacitor 280 inserted on one end side
Has an extremely small impedance at the operating frequency, that is, a large capacitance so as not to affect the frequency characteristics.

【0217】上述したエミッタホロワ回路の利得は、主
に2つの抵抗274、276の抵抗比に応じて決まり、しかも
その利得は常に1未満であるため、(35)式からわかるよ
うに、実際にインダクタ260が有するインダクタンスL0
を見掛け上大きくすることができる。しかも、1つのエ
ミッタホロワ回路を用いているだけであり、回路構成が
簡略化でき、最高動作周波数も高く設定することができ
る。
The gain of the emitter follower circuit described above is determined mainly by the resistance ratio of the two resistors 274 and 276, and since the gain is always less than 1, as shown in the equation (35), the inductor is actually used. Inductance L0 of 260
It can be made larger in appearance. Moreover, since only one emitter follower circuit is used, the circuit configuration can be simplified and the maximum operating frequency can be set high.

【0218】図45(B)はその変形例を示す図であり、
同図(A)の2つの抵抗274、276を可変抵抗282に置き換
えた点が異なっている。このように可変抵抗282を用い
ることにより、利得を任意にしかも連続的に変化させる
ことができるため、見掛け上のインダクタンスLも任意
にしかも連続的に変化させることができ、このインダク
タンス変換回路17eを図28に示した可変インダクタ17
aの代わりに使用することにより、各移相回路における
位相シフト量をある範囲で任意に変化させることができ
る。このため、発振器において一巡する信号の位相シフ
ト量が0°となる周波数を変えることができ、上述した
発振器の発振周波数を任意に変更することができる。
FIG. 45B is a diagram showing a modification thereof,
The difference is that the two resistors 274 and 276 in FIG. 9A are replaced with a variable resistor 282. By using the variable resistor 282 in this way, the gain can be changed arbitrarily and continuously, so that the apparent inductance L can be changed arbitrarily and continuously, and the inductance conversion circuit 17e can be changed. The variable inductor 17 shown in FIG.
By using it instead of a, the phase shift amount in each phase shift circuit can be arbitrarily changed within a certain range. Therefore, it is possible to change the frequency at which the phase shift amount of the signal that makes one round in the oscillator becomes 0 °, and it is possible to arbitrarily change the oscillation frequency of the oscillator described above.

【0219】なお、図45(B)に示したインダクタンス
変換回路17eは、同図(A)の2つの抵抗274、276を1つ
の可変抵抗282に置き換えているが、これら2つの抵抗2
74、276の少なくとも一方を可変抵抗によって構成する
ようにしてもよい。
In the inductance conversion circuit 17e shown in FIG. 45B, the two resistors 274 and 276 in FIG. 45A are replaced by one variable resistor 282.
At least one of 74 and 276 may be configured by a variable resistor.

【0220】図46は、図45(A)および(B)に示した
インダクタンス変換回路17d、17eのそれぞれをソース
ホロワ回路によって実現したものであり、バイポーラト
ランジスタ278をFET284に置き換えたものである。図
46(A)が図45(A)に、図46(B)が図45(B)にそ
れぞれ対応している。
FIG. 46 is a circuit in which each of the inductance conversion circuits 17d and 17e shown in FIGS. 45A and 45B is realized by a source follower circuit, and the bipolar transistor 278 is replaced with an FET 284. FIG. 46 (A) corresponds to FIG. 45 (A), and FIG. 46 (B) corresponds to FIG. 45 (B).

【0221】図47は、図44に示したインダクタンス
変換回路17cの変形例を示す図であり、直流電流阻止用
のキャパシタを使用しないインダクタンス変換回路17f
の構成が示されている。図47に示すインダクタンス変
換回路17fは、npn型のバイポーラトランジスタ286
およびそのエミッタに接続された抵抗290と、pnp型
のバイポーラトランジスタ288とそのエミッタに接続さ
れた抵抗292と、インダクタンスL0を有するインダクタ
260とを含んで構成されている。
FIG. 47 is a diagram showing a modification of the inductance conversion circuit 17c shown in FIG. 44, in which the inductance conversion circuit 17f does not use a DC current blocking capacitor.
The configuration of is shown. The inductance conversion circuit 17f shown in FIG. 47 is an npn-type bipolar transistor 286.
And a resistor 290 connected to its emitter, a pnp bipolar transistor 288 and a resistor 292 connected to its emitter, and an inductor having an inductance L0.
It consists of 260 and.

【0222】上述した一方のトランジスタ286と抵抗290
により第1のエミッタホロワ回路が、他方のトランジス
タ288と抵抗292により第2のエミッタホロワ回路がそれ
ぞれ形成され、それらが縦続接続されている。しかも、
npn型のトランジスタ286とpnp型のトランジスタ2
88を用いているため、インダクタ260の一方端であるト
ランジスタ286のベース電位とトランジスタ288のエミッ
タ電位とをほぼ同じに設定することができ、直流電流阻
止用のキャパシタ280が不要となる。
The one transistor 286 and the resistor 290 described above
Form a first emitter follower circuit, and the other transistor 288 and the resistor 292 form a second emitter follower circuit, which are connected in cascade. Moreover,
npn-type transistor 286 and pnp-type transistor 2
Since the 88 is used, the base potential of the transistor 286 at one end of the inductor 260 and the emitter potential of the transistor 288 can be set to be substantially the same, and the DC current blocking capacitor 280 is not required.

【0223】なお、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、この発明の要旨の範囲内で種々の変形実
施が可能である。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention.

【0224】例えば、上述した実施例の発振器1等には
2つの移相回路が含まれているが、発振周波数を可変す
る場合には、両方の移相回路に含まれるCR回路あるい
はLR回路を構成する抵抗とキャパシタあるいはインダ
クタの少なくとも1つの素子定数を変える場合の他、一
方の移相回路に含まれるCR回路あるいはLR回路を構
成する抵抗とキャパシタあるいはインダクタの少なくと
も1つの素子定数を変える場合が考えられる。あるい
は、図1等に示した各移相回路内の可変抵抗14、34等を
抵抗値が固定の抵抗に置き換えて、発振周波数が固定の
発振器を構成するようにしてもよい。
For example, the oscillator 1 or the like of the above-described embodiment includes two phase shift circuits, but when the oscillation frequency is variable, the CR circuit or the LR circuit included in both phase shift circuits is used. In addition to the case of changing at least one element constant of the resistance and the capacitor or the inductor which configures, the case of changing at least one element constant of the resistor, the capacitor and the inductor which configure the CR circuit or the LR circuit included in one phase shift circuit, Conceivable. Alternatively, the variable resistors 14, 34, etc. in each phase shift circuit shown in FIG. 1 and the like may be replaced with resistors having a fixed resistance value to form an oscillator having a fixed oscillation frequency.

【0225】また、上述した図1等においては、接合型
のFET12あるいはFET32を用いて移相回路10等を構
成する場合を図示したが、MOS型のFETにより、あ
るいはバイポーラトランジスタによって移相回路を構成
するようにしてもよい。
Further, in the above-mentioned FIG. 1 and the like, the case where the junction type FET 12 or FET 32 is used to form the phase shift circuit 10 or the like is shown, but the phase shift circuit is formed by a MOS type FET or a bipolar transistor. It may be configured.

【0226】FETをバイポーラトランジスタに置き換
えた移相回路においては、入力信号がベースに入力され
たときにベース・エミッタ間で電流が流れるため、エミ
ッタに現れる電圧(交流電圧)とコレクタに現れる電圧
(交流電圧)とは正確には同じにはならない。但し、電
流増幅度が数十倍から百倍程度である場合には、その差
は1%から数%であり、事実上無視することができる。
あるいは、エミッタ抵抗よりコレクタ抵抗を若干大きく
設定することにより、この差を補正するようにしてもよ
い。
In a phase shift circuit in which the FET is replaced with a bipolar transistor, a current flows between the base and the emitter when an input signal is input to the base, so that the voltage appearing at the emitter (AC voltage) and the voltage appearing at the collector (AC voltage) ( AC voltage) is not exactly the same. However, when the current amplification factor is several tens to one hundred times, the difference is 1% to several%, which can be practically ignored.
Alternatively, this difference may be corrected by setting the collector resistance slightly larger than the emitter resistance.

【0227】特に、バイポーラトランジスタを用いて移
相回路を構成した場合には、動作周波数の上限を高くす
ることができ、また、ベース・エミッタ間の電位差がF
ETのゲート・ソース間の電位差よりも小さいため移相
回路に入出力される信号振幅の減衰を少なくすることが
できる。したがって、少なくとも1段目の移相回路をバ
イポーラトランジスタを用いて構成することが好まし
い。但し、2段目の移相回路は高入力インピーダンスに
する必要があるため、FETを用いて構成することが好
ましい。
In particular, when the phase shift circuit is composed of bipolar transistors, the upper limit of the operating frequency can be increased and the potential difference between the base and the emitter is F.
Since it is smaller than the potential difference between the gate and source of ET, it is possible to reduce the attenuation of the signal amplitude input to and output from the phase shift circuit. Therefore, it is preferable to configure at least the first-stage phase shift circuit using bipolar transistors. However, since the second-stage phase shift circuit needs to have a high input impedance, it is preferable to use FETs.

【0228】また、上述した実施例の発振器は、発振器
を構成する2つの移相回路と非反転回路50の中の1つの
回路から、または2つの移相回路と位相反転回路80の中
の1つの回路から正弦波信号を取り出すようにしたが、
3つの回路の中の2つあるいは全部から正弦波信号を取
り出すようにしてもよい。特に、発振器を構成する2つ
の移相回路の各時定数を同じに設定した場合には、各移
相回路における位相シフト量が90°となるため、互い
に位相が90°ずれた2相出力を取り出すことができ
る。また、位相反転回路80とその前段の移相回路から
は、互いに位相が反転した2相出力を取り出すことがで
きる。
In addition, the oscillator of the above-described embodiment is constructed from one of the two phase shift circuits and the non-inverting circuit 50 constituting the oscillator, or one of the two phase shift circuits and the phase inverting circuit 80. I tried to extract the sine wave signal from the two circuits,
The sine wave signal may be taken out from two or all of the three circuits. In particular, when the time constants of the two phase shift circuits forming the oscillator are set to be the same, the phase shift amount in each phase shift circuit becomes 90 °, so two-phase outputs whose phases are shifted by 90 ° are generated. You can take it out. Also, two-phase outputs whose phases are mutually inverted can be taken out from the phase inversion circuit 80 and the phase shift circuit in the preceding stage.

【0229】[0229]

【発明の効果】以上の各実施例に基づく説明から明らか
なように、発振周波数が高い場合にはこの発明の発振器
を構成する各素子は集積回路の製法によって形成するこ
とが可能であるから、発振器を半導体ウエハ上に集積回
路として小型に形成でき、大量生産によって安価に作る
ことができる。また、各移相回路内のインダクタのイン
ダクタンスをインダクタンス変換回路を用いて、あるい
はキャパシタの静電容量を静電容量変換回路を用いて大
きいほうに変換することができ、発振周波数を下げるこ
ともできる。
As is clear from the description based on each of the above embodiments, when the oscillation frequency is high, each element constituting the oscillator of the present invention can be formed by the integrated circuit manufacturing method. The oscillator can be miniaturized as an integrated circuit on a semiconductor wafer, and can be manufactured inexpensively by mass production. Further, the inductance of the inductor in each phase shift circuit can be converted to a larger one by using the inductance conversion circuit or the capacitance of the capacitor by using the capacitance conversion circuit, and the oscillation frequency can be lowered. .

【0230】特に、各移相回路におけるCR回路あるい
はLR回路の可変抵抗としてFETのソース・ドレイン
間のチャネルを使用し、このFETのゲートに印加する
制御電圧を変化させてチャネルの抵抗を変化させるよう
に構成すると、制御電圧を印加する配線のインダクタン
スや静電容量の影響を回避することができ、ほぼ設計ど
おりの理想的な特性を備えた発振器を得ることができ
る。
In particular, the channel between the source and drain of the FET is used as the variable resistance of the CR circuit or the LR circuit in each phase shift circuit, and the control voltage applied to the gate of this FET is changed to change the resistance of the channel. With this configuration, it is possible to avoid the influence of the inductance and the capacitance of the wiring that applies the control voltage, and it is possible to obtain an oscillator having ideal characteristics almost as designed.

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

【図1】この発明を適用した第1実施例の発振器の構成
を示す回路図、
FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of an oscillator according to a first embodiment of the invention,

【図2】図1に示した前段の移相回路の構成を抜き出し
て示した図、
FIG. 2 is a diagram showing an extracted configuration of a phase shift circuit in the preceding stage shown in FIG.

【図3】前段の移相回路の入出力電圧とキャパシタ等に
現れる電圧との関係を示すベクトル図、
FIG. 3 is a vector diagram showing the relationship between the input / output voltage of the preceding phase shift circuit and the voltage appearing at a capacitor or the like;

【図4】図2に示した移相回路を等価的に表した図、FIG. 4 is an equivalent view of the phase shift circuit shown in FIG.

【図5】図1に示した後段の移相回路の構成を抜き出し
て示した図、
FIG. 5 is a diagram showing an extracted configuration of a phase shift circuit at a subsequent stage shown in FIG.

【図6】後段の移相回路の入出力電圧とインダクタ等に
現れる電圧との関係を示すベクトル図、
FIG. 6 is a vector diagram showing the relationship between the input / output voltage of a subsequent phase shift circuit and the voltage appearing in an inductor or the like;

【図7】図5に示した移相回路を等価的に表した図、7 is an equivalent view of the phase shift circuit shown in FIG.

【図8】2つの移相回路および非反転回路の全体を伝達
関数K1 を有する回路に置き換えたシステム図、
FIG. 8 is a system diagram in which the entire two phase shift circuits and the non-inverting circuit are replaced with a circuit having a transfer function K1;

【図9】図8に示すシステムをミラーの定理によって変
換したシステム図、
FIG. 9 is a system diagram obtained by converting the system shown in FIG. 8 according to Miller's theorem,

【図10】第1実施例の発振器の変形例を示す図、FIG. 10 is a diagram showing a modification of the oscillator of the first embodiment,

【図11】この発明を適用した第2実施例の発振器の構
成を示す回路図、
FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration of an oscillator according to a second embodiment of the invention.

【図12】図11に示した前段の移相回路の構成を抜き
出して示した図、
FIG. 12 is a diagram showing an extracted configuration of the phase shift circuit at the preceding stage shown in FIG.

【図13】前段の移相回路の入出力電圧とインダクタ等
に現れる電圧との関係を示すベクトル図、
FIG. 13 is a vector diagram showing the relationship between the input / output voltage of the preceding phase shift circuit and the voltage appearing in the inductor or the like;

【図14】図12に示した移相回路を等価的に表した
図、
14 is a diagram equivalently showing the phase shift circuit shown in FIG. 12,

【図15】図11に示した後段の移相回路の構成を抜き
出して示した図、
FIG. 15 is a diagram showing an extracted configuration of a phase shift circuit at a subsequent stage shown in FIG.

【図16】後段の移相回路の入出力電圧とキャパシタ等
に現れる電圧との関係を示すベクトル図、
FIG. 16 is a vector diagram showing the relationship between the input / output voltage of the subsequent phase shift circuit and the voltage appearing at a capacitor or the like;

【図17】図15に示した移相回路を等価的に表した
図、
FIG. 17 is an equivalent view of the phase shift circuit shown in FIG.

【図18】第2実施例の発振器の変形例を示す図、FIG. 18 is a diagram showing a modification of the oscillator of the second embodiment,

【図19】第3実施例の発振器の構成を示す回路図、FIG. 19 is a circuit diagram showing a configuration of an oscillator according to a third embodiment,

【図20】第3実施例の発振器の変形例を示す図、FIG. 20 is a diagram showing a modification of the oscillator of the third embodiment,

【図21】第4実施例の発振器の構成を示す回路図、FIG. 21 is a circuit diagram showing a configuration of an oscillator according to a fourth embodiment,

【図22】第4実施例の発振器の変形例を示す図、FIG. 22 is a diagram showing a modification of the oscillator of the fourth embodiment;

【図23】移相回路と非反転回路との接続形態を示す
図、
FIG. 23 is a diagram showing a connection form of a phase shift circuit and a non-inverting circuit;

【図24】移相回路と位相反転回路との接続形態を示す
図、
FIG. 24 is a diagram showing a connection form of a phase shift circuit and a phase inversion circuit;

【図25】移相回路の可変抵抗をFETに置き換えた移
相回路の構成を示す図、
FIG. 25 is a diagram showing a configuration of a phase shift circuit in which a variable resistance of the phase shift circuit is replaced with an FET,

【図26】移相回路の可変抵抗をFETに置き換えた移
相回路の構成を示す図、
FIG. 26 is a diagram showing a configuration of a phase shift circuit in which a variable resistance of the phase shift circuit is replaced with an FET,

【図27】移相回路のキャパシタを可変容量ダイオード
に置き換えた移相回路の構成を示す図、
FIG. 27 is a diagram showing a configuration of a phase shift circuit in which a capacitor of the phase shift circuit is replaced with a variable capacitance diode;

【図28】移相回路のインダクタを可変インダクタに置
き換えた移相回路の構成を示す図、
FIG. 28 is a diagram showing a configuration of a phase shift circuit in which the inductor of the phase shift circuit is replaced with a variable inductor;

【図29】可変インダクタの一例を示す図、FIG. 29 is a diagram showing an example of a variable inductor,

【図30】図29に示した可変インダクタのインダクタ
導体および制御用導体の形状をさらに詳細に示す図、
30 is a diagram showing in more detail the shapes of the inductor conductor and the control conductor of the variable inductor shown in FIG. 29;

【図31】図30のA−A線拡大断面図、31 is an enlarged cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 30,

【図32】図29に示した可変インダクタの変形例を示
す図、
32 is a diagram showing a modification of the variable inductor shown in FIG. 29,

【図33】図29に示した可変インダクタの変形例を示
す図、
33 is a diagram showing a modification of the variable inductor shown in FIG. 29,

【図34】図29に示した可変インダクタの変形例を示
す図、
34 is a diagram showing a modification of the variable inductor shown in FIG. 29,

【図35】可変インダクタの他の例を示す図、FIG. 35 is a view showing another example of the variable inductor,

【図36】図35に示した可変インダクタのインダクタ
導体および制御用導体の形状をさらに詳細に示す図、
36 is a diagram showing in more detail the shapes of the inductor conductor and the control conductor of the variable inductor shown in FIG. 35;

【図37】図36のB−B線拡大断面図、37 is an enlarged sectional view taken along line BB of FIG. 36,

【図38】キャパシタが実際に有する静電容量を見かけ
上大きくする静電容量変換回路の構成を示す図、
FIG. 38 is a diagram showing a configuration of a capacitance conversion circuit that apparently increases the capacitance actually possessed by a capacitor;

【図39】図38に示した回路を伝達関数を用いて表し
た図、
39 is a diagram showing the circuit shown in FIG. 38 using a transfer function,

【図40】図39に示す構成をミラーの定理によって変
換した図、
FIG. 40 is a diagram obtained by converting the configuration shown in FIG. 39 according to Miller's theorem,

【図41】図38の回路を簡略化した静電容量変換回路
の構成を示す図、
41 is a diagram showing a configuration of a capacitance conversion circuit obtained by simplifying the circuit of FIG. 38;

【図42】1段目にエミッタホロワ回路を用いた静電容
量変換回路の構成を示す図、
FIG. 42 is a diagram showing a configuration of a capacitance conversion circuit using an emitter follower circuit in the first stage,

【図43】1段目にソースホロワ回路を用いた静電容量
変換回路の構成を示す図、
FIG. 43 is a diagram showing a configuration of a capacitance conversion circuit using a source follower circuit in the first stage,

【図44】インダクタが実際に有するインダクタンスを
見かけ上大きくするインダクタンス変換回路の構成を示
す図、
FIG. 44 is a diagram showing the configuration of an inductance conversion circuit that apparently increases the inductance that the inductor actually has;

【図45】図44に含まれる2つのオペアンプを含む増
幅器全体をエミッタホロワ回路に置き換えたインダクタ
ンス変換回路の構成を示す図、
45 is a diagram showing the configuration of an inductance conversion circuit in which the entire amplifier including the two operational amplifiers included in FIG. 44 is replaced with an emitter follower circuit;

【図46】図45の回路をソースホロワ回路によって実
現した構成を示す図、
46 is a diagram showing a configuration in which the circuit of FIG. 45 is realized by a source follower circuit,

【図47】インダクタンス変換回路の変形例を示す図、FIG. 47 is a view showing a modified example of the inductance conversion circuit,

【図48】従来の正弦波発振器の一例を示す回路図、FIG. 48 is a circuit diagram showing an example of a conventional sine wave oscillator,

【図49】従来の正弦波発振器の一例を示す回路図であ
る。
FIG. 49 is a circuit diagram showing an example of a conventional sine wave oscillator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発振器 10C、30L 移相回路 12、32 電界効果トランジスタ(FET) 14、34 可変抵抗 16、39 キャパシタ 37 インダクタ 18、20、38、40 抵抗 50 非反転回路 70 帰還抵抗 92 出力端子 1 Oscillator 10C, 30L Phase shift circuit 12, 32 Field effect transistor (FET) 14, 34 Variable resistor 16, 39 Capacitor 37 Inductor 18, 20, 38, 40 Resistor 50 Non-inverting circuit 70 Feedback resistor 92 Output terminal

Claims (26)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力された交流信号を同相および逆相の
交流信号に変換して出力する変換手段と、前記変換手段
によって変換された一方の交流信号はキャパシタを介し
て他方の交流信号は抵抗を介して合成する合成手段とを
含む第1の移相回路と、 入力された交流信号を同相および逆相の交流信号に変換
して出力する変換手段と、前記変換手段によって変換さ
れた一方の交流信号はインダクタを介して他方の交流信
号は抵抗を介して合成する合成手段とを含む第2の移相
回路と、 入力された交流信号の位相を変えずに所定の増幅度で増
幅して出力する非反転回路と、 を備え、前記第1および第2の移相回路と前記非反転回
路のそれぞれを縦続接続し、これら縦続接続された複数
の回路の中の最終段の出力を初段の入力側に帰還させる
とともに、これら複数の回路のいずれかから正弦波発振
出力を取り出すことを特徴とする発振器。
1. A conversion means for converting an input AC signal into an AC signal of the same phase and an opposite phase and outputting the AC signal, and one AC signal converted by the conversion means passes through a capacitor and the other AC signal is a resistance. A first phase-shifting circuit including a synthesizing means for synthesizing via an input means, a converting means for converting an input AC signal into an in-phase and an anti-phase alternating-current signal and outputting the AC signal, and one of the conversion means converted by the converting means. A second phase shift circuit including a synthesizing means for synthesizing the alternating current signal via the inductor and the other alternating current signal via the resistor, and amplifying the alternating current signal with a predetermined amplification degree without changing the phase of the input alternating current signal. A non-inverting circuit for outputting, and each of the first and second phase shift circuits and the non-inverting circuit are cascaded, and the output of the final stage of the plurality of cascaded circuits is While returning to the input side , An oscillator characterized by taking out a sine wave oscillation output from any one of these plurality of circuits.
【請求項2】 請求項1において、 前記移相回路に含まれる前記変換手段は、ソースおよび
ドレインのそれぞれにあるいはエミッタおよびコレクタ
のそれぞれに抵抗値がほぼ等しい抵抗が接続されている
とともに、ゲートあるいはベースに入力信号が入力され
るトランジスタによって構成されており、前記トランジ
スタのソース・ドレイン間あるいはエミッタ・コレクタ
間に、前記キャパシタあるいは前記インダクタからなる
リアクタンス素子と前記抵抗によって構成される直列回
路を接続し、これらの前記リアクタンス素子および前記
抵抗の接続の仕方を前記第1および第2の移相回路にお
いて反対にしたことを特徴とする発振器。
2. The conversion means included in the phase shift circuit according to claim 1, wherein the source and the drain, or the emitter and the collector are respectively connected to resistors having substantially equal resistance values, and a gate or It is composed of a transistor to which an input signal is input to the base, and a series circuit composed of the reactance element composed of the capacitor or the inductor and the resistance is connected between the source / drain or the emitter / collector of the transistor. An oscillator characterized in that the reactance element and the resistor are connected in opposite manners in the first and second phase shift circuits.
【請求項3】 請求項1または2において、 前記第1および第2の移相回路と前記非反転回路から2
相出力を取り出すことを特徴とする発振器。
3. The method according to claim 1 or 2, wherein the first and second phase shift circuits and the non-inverting circuit are 2
An oscillator characterized by taking out phase output.
【請求項4】 入力された交流信号を同相および逆相の
交流信号に変換して出力する変換手段と、前記変換手段
によって変換された一方の交流信号をキャパシタを介し
て他方の交流信号を抵抗を介して合成する合成手段とを
含む第1の移相回路と、 入力された交流信号を同相および逆相の交流信号に変換
して出力する変換手段と、前記変換手段によって変換さ
れた一方の交流信号をインダクタを介して他方の交流信
号を抵抗を介して合成する合成手段とを含む第2の移相
回路と、 入力された交流信号の位相を反転するとともに所定の増
幅度で増幅して出力する位相反転回路と、 を備え、前記第1および第2の移相回路と前記位相反転
回路のそれぞれを縦続接続し、これら縦続接続された複
数の回路の中の最終段の出力を初段の入力側に帰還させ
るとともに、これら複数の回路のいずれかから正弦波発
振出力を取り出すことを特徴とする発振器。
4. A conversion means for converting an input AC signal into an in-phase and an opposite-phase AC signal and outputting the AC signal, and one AC signal converted by the conversion means and a resistance of the other AC signal via a capacitor. A first phase-shifting circuit including a synthesizing means for synthesizing via an input means, a converting means for converting an input AC signal into an in-phase and an anti-phase alternating-current signal and outputting the AC signal, and one of the conversion means converted by the converting means. A second phase shift circuit including a synthesizing means for synthesizing the alternating current signal via the inductor and the other alternating current signal via the resistor, and inverting the phase of the input alternating current signal and amplifying it with a predetermined amplification degree. And a phase inversion circuit for outputting, wherein each of the first and second phase shift circuits and the phase inversion circuit is connected in cascade, and the output of the final stage in the plurality of circuits connected in cascade is Returned to the input side An oscillator characterized by taking out a sine wave oscillation output from any one of these circuits.
【請求項5】 請求項4において、 前記移相回路に含まれる前記変換手段は、ソースおよび
ドレインのそれぞれにあるいはエミッタおよびコレクタ
のそれぞれに抵抗値がほぼ等しい抵抗が接続されている
とともに、ゲートあるいはベースに入力信号が入力され
るトランジスタによって構成されており、前記トランジ
スタのソース・ドレイン間あるいはエミッタ・コレクタ
間に、前記キャパシタあるいは前記インダクタからなる
リアクタンス素子と前記抵抗によって構成される直列回
路を接続し、これらの前記リアクタンス素子および前記
抵抗の接続の仕方を前記第1および第2の移相回路にお
いて同じにしたことを特徴とする発振器。
5. The conversion means included in the phase shift circuit according to claim 4, wherein the source and the drain are respectively connected to the source and the drain and the emitter and the collector are respectively connected with resistors having substantially the same resistance value, and the gate or the It is composed of a transistor to which an input signal is input to the base, and a series circuit composed of the reactance element composed of the capacitor or the inductor and the resistance is connected between the source / drain or the emitter / collector of the transistor. An oscillator characterized in that the reactance element and the resistor are connected in the same manner in the first and second phase shift circuits.
【請求項6】 請求項4または5において、 前記第1および第2の移相回路と前記位相反転回路から
2相出力を取り出すことを特徴とする発振器。
6. The oscillator according to claim 4, wherein two-phase outputs are taken out from the first and second phase shift circuits and the phase inversion circuit.
【請求項7】 請求項1〜6のいずれかにおいて、 前記2つの移相回路の少なくとも一方に含まれる前記合
成手段の抵抗を可変抵抗により形成し、この抵抗値を変
えることにより、発振周波数を変化させることを特徴と
する発振器。
7. The oscillation frequency according to claim 1, wherein the resistance of the combining means included in at least one of the two phase shift circuits is formed by a variable resistance, and the resistance value is changed. Oscillator characterized by changing.
【請求項8】 請求項7において、 前記可変抵抗をFETのチャネルによって形成し、ゲー
ト電圧を変えてチャネル抵抗を変えることを特徴とする
発振器。
8. The oscillator according to claim 7, wherein the variable resistance is formed by a channel of an FET, and a channel voltage is changed by changing a gate voltage.
【請求項9】 請求項7において、 前記可変抵抗をpチャネル型のFETとnチャネル型の
FETとを並列接続することにより形成し、極性が異な
る各FETのゲート電圧の大きさを変えてチャネル抵抗
を変えることを特徴とする発振器。
9. The channel according to claim 7, wherein the variable resistor is formed by connecting a p-channel type FET and an n-channel type FET in parallel, and changing the magnitude of the gate voltage of each FET having a different polarity. An oscillator characterized by changing resistance.
【請求項10】 請求項1〜6のいずれかにおいて、 前記2つの移相回路の一方の前記合成手段に含まれる前
記キャパシタを可変容量素子により形成し、この静電容
量を変えることにより、発振周波数を変化させることを
特徴とする発振器。
10. The oscillation according to claim 1, wherein the capacitor included in the synthesizing means of one of the two phase shift circuits is formed of a variable capacitance element, and the capacitance is changed. An oscillator characterized by changing the frequency.
【請求項11】 請求項10において、 前記可変容量素子を逆バイアス電圧が変更可能な可変容
量ダイオード、あるいはゲート電圧可変によってゲート
容量が変更可能なFETによって形成することを特徴と
する発振器。
11. The oscillator according to claim 10, wherein the variable capacitance element is formed of a variable capacitance diode whose reverse bias voltage can be changed or an FET whose gate capacitance can be changed by changing the gate voltage.
【請求項12】 請求項1〜6のいずれかにおいて、 前記2つの移相回路の一方の前記合成手段に含まれる前
記インダクタが有するインダクタンスを変えることによ
り、発振周波数を変化させることを特徴とする発振器。
12. The oscillating frequency according to claim 1, wherein the oscillation frequency is changed by changing an inductance of the inductor included in the combining means of one of the two phase shift circuits. Oscillator.
【請求項13】 請求項12において、 前記合成手段のインダクタは、 基板上にほぼ平面状に渦巻き形状に形成されたインダク
タ導体と、 前記基板上であって前記インダクタ導体とほぼ同心状に
形成されており、所定の直流バイアス電流が流される制
御用導体と、 前記インダクタ導体と前記制御用導体とを覆うように形
成された磁性体と、 を備え、前記制御用導体に流す直流バイアス電流を変え
て前記インダクタ導体の両端に現れるインダクタンスを
変化させることを特徴とする発振器。
13. The inductor of the synthesizing means according to claim 12, wherein the inductor conductor is formed on the substrate in a substantially planar spiral shape, and is formed on the substrate in a substantially concentric shape with the inductor conductor. And a control conductor through which a predetermined DC bias current flows, and a magnetic body formed so as to cover the inductor conductor and the control conductor, and change the DC bias current flowing through the control conductor. An oscillator characterized by changing the inductance appearing at both ends of the inductor conductor.
【請求項14】 請求項12において、 前記合成手段のインダクタは、 基板上にほぼ平面状に渦巻き形状に形成されたインダク
タ導体と、 前記基板上であって前記インダクタ導体に隣接する位置
にほぼ平面状で渦巻き形状に形成されており、所定の直
流バイアス電流が流される制御用導体と、 前記インダクタ導体と前記制御用導体の各渦巻き中心を
貫通するように環状に形成された磁性体と、 を備え、前記制御用導体に流す直流バイアス電流を変え
て前記インダクタ導体の両端に現れるインダクタンスを
変化させることを特徴とする発振器。
14. The inductor of the synthesizing means according to claim 12, wherein the inductor conductor is formed in a spiral shape in a substantially planar shape on a substrate, and is substantially planar at a position on the substrate adjacent to the inductor conductor. A control conductor, which is formed in a spiral shape and in which a predetermined DC bias current flows, and a magnetic body formed in an annular shape so as to penetrate through the spiral centers of the inductor conductor and the control conductor, An oscillator comprising: a DC bias current flowing through the control conductor to change an inductance appearing at both ends of the inductor conductor.
【請求項15】 請求項1〜6のいずれかにおいて、 前記2つの移相回路の少なくとも一方に含まれる前記合
成手段の抵抗として抵抗値が固定の複数の抵抗を有して
おり、スイッチ切り換えにより選択的に接続することに
より、発振周波数を変化させることを特徴とする発振
器。
15. The resistor according to claim 1, wherein the synthesizing means included in at least one of the two phase shift circuits has a plurality of resistors having a fixed resistance value. An oscillator characterized in that the oscillation frequency is changed by selectively connecting.
【請求項16】 請求項1〜6のいずれかにおいて、 前記2つの移相回路の一方の前記合成手段に含まれる前
記キャパシタとして制限容量が固定の複数のキャパシタ
を有しており、スイッチ切り換えにより選択的に接続す
ることにより、発振周波数を変化させることを特徴とす
る発振器。
16. The capacitor according to claim 1, wherein the capacitors included in the synthesizing means of one of the two phase shift circuits have a plurality of capacitors having a fixed limiting capacity, and are switched by a switch. An oscillator characterized in that the oscillation frequency is changed by selectively connecting.
【請求項17】 請求項1〜6のいずれかにおいて、 前記2つの移相回路の一方の前記合成手段に含まれる前
記インダクタとしてインダクタンスが固定の複数のイン
ダクタを有しており、スイッチ切り換えにより選択的に
接続することにより、発振周波数を変化させることを特
徴とする発振器。
17. The inductor according to claim 1, wherein the inductor included in the synthesizing means of one of the two phase shift circuits has a plurality of inductors of fixed inductance, and is selected by switching a switch. An oscillator characterized in that the oscillation frequency is changed by electrically connecting the oscillators.
【請求項18】 請求項1〜6のいずれかにおいて、 前記2つの移相回路の一方の前記合成手段に含まれるキ
ャパシタを、利得が負の値を有する増幅器と、前記増幅
器の入出力間に並列接続されたキャパシタ素子に置き換
えることにより、前記増幅器の入力側からみた静電容量
を実際に前記キャパシタ素子が有する静電容量よりも大
きくすることを特徴とする発振器。
18. The capacitor according to claim 1, wherein a capacitor included in the combining means of one of the two phase shift circuits is provided between an amplifier having a negative gain and an input / output of the amplifier. An oscillator characterized in that the capacitance viewed from the input side of the amplifier is made larger than the capacitance actually possessed by the capacitor element by replacing with a capacitor element connected in parallel.
【請求項19】 請求項18において、 前記増幅器の利得を可変して前記増幅器の入力側からみ
た静電容量を変えることにより、発振周波数を変化させ
ることを特徴とする発振器。
19. The oscillator according to claim 18, wherein the oscillation frequency is changed by changing the gain of the amplifier to change the electrostatic capacitance viewed from the input side of the amplifier.
【請求項20】 請求項1〜6のいずれかにおいて、 前記2つの移相回路の一方の前記合成手段に含まれるイ
ンダクタを、利得を0から1の間に設定した増幅器と、
前記増幅器の入出力間に並列接続されたインダクタ素子
に置き換えることにより、前記増幅器の入力側からみた
インダクタンスを実際に前記インダクタ素子が有するイ
ンダクタンスよりも大きくすることを特徴とする発振
器。
20. The amplifier according to claim 1, wherein an inductor included in the combining means of one of the two phase shift circuits has a gain set between 0 and 1.
An oscillator characterized in that by replacing with an inductor element connected in parallel between the input and output of the amplifier, the inductance seen from the input side of the amplifier is made larger than the actual inductance of the inductor element.
【請求項21】 請求項20において、 前記増幅器の利得を可変して前記増幅器の入力側からみ
たインダクタンスを変えることにより、発振周波数を変
化させることを特徴とする発振器。
21. The oscillator according to claim 20, wherein the oscillation frequency is changed by changing the gain of the amplifier to change the inductance viewed from the input side of the amplifier.
【請求項22】 入力された交流信号を同相および逆相
の交流信号に変換して出力する変換手段と、変換された
前記2つの交流信号をキャパシタあるいはインダクタの
いずれか一方からなる第1のリアクタンス素子と第1の
抵抗を介して合成して移相する手段とよりなる第1段目
の移相回路と、 入力された交流信号を同相および逆相の交流信号に変換
して出力する変換手段と、変換された前記2つの交流信
号をキャパシタあるいはインダクタのいずれか他方から
なる第2のリアクタンス素子と第2の抵抗を介して合成
して、前記第1段目の移相回路とは反対方向に移相する
手段とよりなる第2段目の移相回路と、 前記第2段目の移相回路の出力を同相で出力する非反転
回路と、 前記非反転回路の出力を前記第1段目の移相回路の入力
へ帰還する回路と、 を備えることを特徴とする発振器。
22. A first reactance comprising a conversion means for converting an input AC signal into an AC signal of the same phase and an opposite phase and outputting the AC signal, and the converted two AC signals of either a capacitor or an inductor. A first-stage phase shift circuit including an element and a means for synthesizing and shifting a phase via a first resistor, and a conversion means for converting an input AC signal into an in-phase and an anti-phase AC signal and outputting the AC signal. And the converted two AC signals are combined with a second reactance element composed of the other one of a capacitor and an inductor via a second resistor, and a direction opposite to that of the phase shift circuit of the first stage is obtained. And a non-inverting circuit that outputs the output of the phase shifting circuit of the second stage in the same phase, and the output of the non-inverting circuit of the first stage. Return to the input of the eye phase shift circuit An oscillator, comprising:
【請求項23】 入力された交流信号を同相および逆相
の交流信号に変換して出力する変換手段と、変換された
前記2つの交流信号をキャパシタあるいはインダクタの
いずれか一方からなる第1のリアクタンス素子と第1の
抵抗を介して合成して移相する手段とよりなる第1段目
の移相回路と、 入力された交流信号を同相および逆相の交流信号に変換
して出力する変換手段と、変換された前記2つの交流信
号をキャパシタあるいはインダクタのいずれか他方から
なる第2のリアクタンス素子と第2の抵抗を介して合成
して、前記第1段目の移相回路と同じ方向に移相する第
2段目の移相回路と、 前記第2段目の移相回路の出力の位相を反転する位相反
転回路と、 前記位相反転回路の出力を前記第1段目の移相回路の入
力へ帰還する回路と、 を備えることを特徴とする発振器。
23. A first reactance comprising a conversion means for converting an input AC signal into an AC signal of the same phase and an opposite phase and outputting the AC signal; A first-stage phase shift circuit including an element and a means for synthesizing and shifting a phase via a first resistor, and a conversion means for converting an input AC signal into an in-phase and an anti-phase AC signal and outputting the AC signal. And the converted two AC signals are combined with the second reactance element composed of the other one of the capacitor and the inductor via the second resistor, and are combined in the same direction as the phase shift circuit of the first stage. A second-stage phase-shift circuit that shifts the phase; a phase-inverting circuit that inverts the phase of the output of the second-stage phase-shift circuit; and an output of the phase-inverting circuit that shifts the output of the first-stage phase-shift circuit. A circuit that returns to the input of Oscillator, characterized in that it comprises.
【請求項24】 請求項22または23において、 前記第1段目の移相回路の第1の抵抗および/または第
2段目の移相回路の第2の抵抗を変化させて発振周波数
を変化させることを特徴とする発振器。
24. The oscillation frequency is changed by changing the first resistance of the phase shift circuit of the first stage and / or the second resistance of the phase shift circuit of the second stage according to claim 22 or 23. An oscillator characterized by:
【請求項25】 請求項22または23において、 前記第1段目および第2段目の移相回路の各抵抗をFE
Tのチャネルで形成することを特徴とする発振器。
25. The resistance of each of the first and second stage phase shift circuits according to claim 22 or 23,
An oscillator formed by T channels.
【請求項26】 請求項1〜25において、 半導体集積回路として形成することを特徴とする発振
器。
26. The oscillator according to claim 1, which is formed as a semiconductor integrated circuit.
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