JPH088450B2

JPH088450B2 - 電圧制御発振器

Info

Publication number: JPH088450B2
Application number: JP2255519A
Authority: JP
Inventors: 稔高谷; 克治安田
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1990-09-25
Filing date: 1990-09-25
Publication date: 1996-01-29
Anticipated expiration: 2011-01-29
Also published as: JPH04132405A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、入力電圧により出力信号周波数が制御され
る電圧制御発振器に関する。

＜従来の技術＞電圧制御発振器は自動車電話器等の移動通信用無線機
器や携帯電話器を始めとして、各種無線機器に広く用い
られている。電圧制御発振器の回路構成は周知である。
その一例を第11図に示す。図において、１は入力端子、
２は出力端子、３は電源入力端子、４はシフト信号入力
端子、V_CCは動作電源電圧、C₁〜C₁₂はコンデンサ、R₁〜
R₁₀は抵抗器、Q₁〜Q₃はトランジスタ、C_Vは可変容量ダ
イオード、L₁、L₃はインダクタ、L₂は同軸型誘電体共振
器である。

入力端子１に印加される入力電圧V_Tが変化すると、可
変容量ダイオードC_V（可変リアクタンス）の容量値が変
化する。発振周波数は、主として、入力電圧V_Tに応じて
可変設定された可変容量ダイオードC_Vの容量値と、コン
デンサC₂〜C₅の容量値と、誘電体共振器L₂とによって定
まる。

上述の回路構成を実現する場合、従来は、誘電体共振
器L₂として、円筒状の同軸型誘電体共振器を利用し、こ
れを他の各種回路部品と共に回路基板上に実装してい
た。

また、アルミナ基板等で構成された回路基板上に導体
パターンを引き、その上に上述した各種回路部品を実装
していた。

＜発明が解決しようとする課題＞しかしながら、上述した従来の電圧制御発振器には、
次のような問題点があった。

（Ａ）電圧制御発振器に必須の誘電体共振器L₂として、
円筒状の同軸型誘電体共振器を利用し、これを他の各種
回路部品と共に回路基板上に実装していたため、回路基
板上で占める空間容積が大きくなり、大型になるという
問題点もあった。この種の電圧制御発振器は、携帯用無
線機器に使用するという重要な用途があるので、小型化
はきわめて重要な事項である。

（Ｂ）誘電体共振器L2は電極が誘電体の表面に露出して
おり、外部に対する電気絶縁性が確保できていない。外
部損傷も受け易い。このため、電圧制御発振器等におい
て、誘電体共振器を他の回路部品と共に回路基板上に実
装する場合等を考えると、他の回路部品との間の電気絶
縁を考慮して実装しなければならず、必然的に実装スペ
ースが大きくなり、機器の大型化を招く。自動車電話器
等の移動通信用無線機器や携帯電話器等は、小型化がき
わめて重要な事項であり、従来構造では、この要請に応
えることが困難になりつつある。

（Ｃ）自動車電話器等の移動通信用無線機器や携帯電話
器等は、使用時に振動や衝撃等を受けたり、湿度の多い
状態で使用される等、比較的、厳しい使用環境におかれ
るのが普通である。従来の誘電体共振器は、電極が誘電
体の表面に露出しているため、耐湿性及び耐久性保証が
不充分になり易い。

（Ｄ）アルミナ基板上に導体パターンを引き、その上に
各種回路部品を実装した構造となっていたため、回路基
板の平面積が大きくなり、大型になる。

（Ｅ）回路基板の一面上で回路部品を実装するため、導
体パターンが長くなる。このため、導体パターンによる
抵抗損失が増えると共に、コンデンサ等のＱが低くな
り、C/N比が悪化する。ここにC/N比とは、搬送周波数Ｃ
に対するノイズＮの比である。

（Ｆ）導体パターンが長くなるため、放射ノイズ発生源
が増え、電磁妨害を生じ易くなる。

そこで、本発明の第１の課題は、コイル導体保護、外
部に対する電気絶縁、耐湿性及び耐久性に優れた誘電体
共振器を有する電圧制御発振器を提供することである。

本発明の第２の課題は、全体形状を小型化すると共
に、導体パターンを縮小し、抵抗損失が少なく、C/N比
が良好で、放射ノイズ発生源が少なく、EMIに対策に有
効な電圧制御発振器を提供することである。

＜課題を解決するための手段＞第１の課題解決のため、本発明に係る電圧制御発振器
は、誘電体共振器と、他の回路部品とを含み、入力電圧
により出力信号周波数が制御される。前記誘電体共振器
は、コイル導体と、絶縁支持体と、少なくとも一つの接
地導体とを含んでいる。前記絶縁支持体は、少なくとも
一部が、誘電体で構成されている。前記コイル導体及び
前記接地導体は、前記絶縁支持体を構成する前記誘電体
内に埋設されている。前記コイル導体は、間隔を隔てて
平行する２つの導体片を有しており、前記導体片のそれ
ぞれは、一端が互いに結ばれ、他端が自由端となり、前
記自由端の一部が前記絶縁支持体の同一面に導出されて
いる。前記接地導体は、前記コイル導体に対向して設け
られ、一部が前記絶縁支持体の表面に導出されている。
前記他の回路部品は、少なくとも１個の可変リアクタン
ス及び能動素子を含んでいる。

また、第２の課題解決のため、誘電体共振器とともに
回路を構成する他の回路部品は、前記絶縁支持体によっ
て支持されている。

＜作用＞誘電体共振器は、絶縁支持体を構成する誘電体の内部
にコイル導体及び接地導体を埋設し、接地導体をコイル
導体に対向させて設けてあるので、ストリップ線路型の
誘電体共振器を構成する。

誘電体共振器は、絶縁支持体を構成する誘電体の内部
にコイル導体及び接地導体を埋設してあるので、コイル
導体及び接地導体を絶縁支持体によって封止したモノシ
リックな構造となり、コイル導体保護、外部に対する電
気絶縁、耐湿性及び耐久性等に優れた高信頼度の誘電体
共振器が得られる。

コイル導体及び接地導体を絶縁支持体を構成する誘電
体に埋設することにより、外部に対する電気絶縁が確保
されるため、絶縁支持体を他の回路部品の実装面として
利用し、部品点数の削減、小型化及び薄型化を図るこが
可能になる。例えば内部電極構造を有するコンデンサネ
ットワーク層や内部導体構造を有するインダクタ層との
積層構造等をとることが可能になり、より一層の小型化
及び薄型化を図ることが可能になる。

コイル導体は、間隔を隔てて平行する２つの導体片を
有しており、導体片のそれぞれは、一端が互いに結ば
れ、他端が自由端となり、自由端の一部が絶縁支持を構
成する誘電体の同一面に導出されているから、自由端側
の絶縁支持体の端面をトリミングることにより、そのト
リミング量に応じて容量値を制御し、誘電体共振器の共
振周波数を調整することができる。そのため、電圧制御
発振器を完成した後であっても、共振周波数を調整する
ことにより、電圧制御発振器の発振周波数を調整するこ
とができる。

接地導体は、一部が絶縁支持体の表面に導出されてい
るから、コイル導体や、他の回路部品との接続が容易に
なる。

また、使用時に振動や衝撃等を受けたり、湿度の多い
状態で使用さる自動車電話器等の移動通信用無線機器や
携帯電話器等においても、充分な耐湿性及び耐久性を保
証できる。

誘電体共振器とともに回路を構成する他の回路部品が絶
縁支持体によって支持されている態様では、全体形状が
小型になると共に、導体パターンが短くなり、抵抗損失
が少なく、C/N比が良好で、放射ノイズ発生源が少な
く、EMI対策に有効な電圧制御発振器が得られる。

＜実施例＞第１図は本発明に係る電圧制御発振器の平面図、第２
図は同じくその正面図である。電圧制御発振器としての
回路構成は任意でよいが、この実施例では、第13図に示
した回路構成を前提にして説明する。図において、L₂は
誘電体共振器である。５はコンデンサネットワーク層、
６はインダクタ層である。71〜73はトランジスタで、第
11図のトランジスタQ1〜Q3に対応している。８は可変容
量ダイオードで、第11図の可変容量ダイオードC_Vに対応
している。91〜93は抵抗、101〜126は端子である。抵抗
91〜93は図示の簡単化のため３個だけ示してあるが、第
11図の回路構成に従った個数だけ備えることができる。
コンデンサネットワーク層５、インダクタ層６、トラン
ジスタ71〜73、可変容量ダイオード８及び抵抗91〜93
は、誘電体共振器L₂と共に回路を構成する受動回路部品
または能動回路部品である。

コンデンサネットワーク層５は、第３図に示すよう
に、誘電体磁器51の内部に電極521〜525を埋設して構成
されている。電極521〜525は所定のコンデンサネットワ
ークが得られるようなパターン及び個数とし、端子101
〜126の何れかに接続する。コンデンサネットワーク層
５には第11図のコンデンサC₁〜C₁₂が含まれている。

インダクタ層６は、絶縁層61の内部にコイル621、622
を埋設して構成されている。絶縁層61は通常はフェライ
トによって構成し、その内部にコイル621、622を埋設す
る。コイル621、622は端子101〜126の何れかに導通させ
る。これらは第11図のインダクタL₁、L₃を構成してい
る。コイル621、622は例えば特公昭57−39521号公報に
開示された技術によって形成できる。

誘電体共振器L₂は絶縁支持体を構成する誘電体の内部
にコイル導体及び接地導体を埋設したものでなり、層状
に形成されている。その具体的な構造については、後述
する。

コンデンサネットワーク層５、インダクタ層６及び誘
電体共振器L₂は、一体焼結または接着等によって一体化
し、一つの基板を構成する。これらの各層の積層順序は
任意でよい。そして、この基板の上に、トランジスタ71
〜73、可変容量ダイオード８、抵抗91〜93を実装する。
実装に当っては、コンデンサネットワーク層５を構成す
る誘電体磁器51の１面上に、導体パターン11〜21を形成
しておき、この導体パターン11〜21の上に半田付けす
る。導体パターン11〜21の所定の回路構成となるよう
に、端子101〜126の何れかに導通させる。

上述のように、コンデンサネットワーク層５、インダ
クタ層６及び誘電体共振器L₂を積層して基板を構成し、
抵抗91〜93及びトランジスタ71〜73を基板の面上に配置
したので、小型になる。また、誘電体共振器L₂も層状に
なっているので、薄型になる。

基板上の導体パターン11〜21は、抵抗91〜93及びトラ
ンジスタ71〜73や可変容量ダイオード８等の能動回路部
品に必要な導体パターンだけでよい。このため、導体パ
ターン11〜21が短くなり、抵抗損失が少なく、C/N比が
良好で、しかも放射ノイズ発生源が少なく、EMI対策に
有効な電圧制御発振器が得られる。

第４図〜第９図は誘電体共振器L₂の別々の実施例にお
ける各透視図、第10図は同じくその等価回路図である。
第４図において、30は誘電体磁器等で構成された絶縁支
持体、31、33は接地導体、32はコイル導体である。接地
導体31、33及びコイル導体32は絶縁支持体30の内部に埋
設されている。接地導体31、33は、コイル導体32を間に
挟んで、平面部311、331が互いに対向するように配置さ
れており、平面部311、331の端縁に引出部312、332が設
けられている。これらの引出部312、322は第１図〜第３
図に示した端子電極101〜126において、接地用として選
択された端子電極に導通接続される。

上述のように、誘電体共振器L₂は、誘電体磁器等で構
成された絶縁支持体30の内部にコイル導体32及び接地導
体31、33を埋設し、接地導体31、33をコイル導体32に対
向させて設けてあるので、ストリップ線路型の誘電体共
振器を構成する。

誘電体共振器L₂は、誘電体磁器等で構成された絶縁支
持体30の内部にコイル導体32及び接地導体31、33を埋設
してあるので、コイル導体32及び接地導体31、33を絶縁
支持体30によって封止したモノシリックな構造となり、
コイル導体保護、外部に対する電気絶縁、耐湿性及び耐
久性等に優れた高信頼度の誘電体共振器が得られる。

また、コイル導体32及び接地導体31、33を絶縁支持体
30に埋設することにより、外部に対する電気絶縁が確保
されるため、絶縁支持体30を他の回路部品の実装面とし
て利用し、部品点数の削減、小型化及び薄型化を図るこ
とが可能になる。例えば、前述したように、内部電極構
造を有するコンデンサネットワーク層５や内部導体構造
を有するインダクタ層６との積層構造等をとることが可
能になり、より一層の小型化及び薄型化を図ることが可
能になる。

更にまた、使用時に振動や衝撃等を受けたり、湿度の
多い状態で使用される自動車電話器等の移動通信用無線
機器や携帯電話器等においても、充分な耐湿性及び耐久
性を保証できる。

接地導体31、33は、端縁に設けられた引出部312、332
が絶縁支持体30の表面に導出されているから、コイル導
体32や、他の回路部品との接続が容易になる。

コイル導体32は接地導体31−33間に配置されている。
このコイル導体32は、本体部321が、間隔を隔てて平行
する２つの導体片を含み、導体片のそれぞれの一端が互
いに結ばれ、他端が自由端となる、例えばＵ状パターン
となるように形成されており、本体部321により、第10
図のインダクタンス成分Ｌが得られる。本体部321の両
端部は、同一方向に引出される引出部322、323となって
いる。引出部322は接地導体31、33の引出部312、332と
共に、接地用として選択された端子電極に接続され、引
出部323は、回路のホット側端子となるべく選択された
端子電極に接続される。本体部321の外部引き出し構造
としては、スルーホール構造等も用いることができる。
引出部322、323よりも少し内側に入った位置に、容量調
整用の突片部324、325が間隔を隔てて形成されている。
この突片部324−325間にある絶縁支持体30の体積を、矢
印ａに示す方向にトリミングすることにより、そのトリ
ミング量に応じて第10図に示す容量値Ｃを制御し、共振
周波数を調整する。

第５図では、コイル導体32は容量調整部となる突片部
を持たないＵ状となっている。このような構造であって
も、引出部322−323間の絶縁支持体30の体積を矢印ａ方
向に削減することにより、その削減量に応じて第10図の
容量値Ｃを制御し、共振周波数を調整できる。

第６図では、引出部322、323よりも少し内側に入った
位置に、図において、上下方向に重なる容量調整用の突
片部324、325を間隔を隔てて形成してある。この突片部
324−325間にある絶縁支持体を構成する誘電体30の体積
を、矢印ａに示す方向にトリミングすることにより、そ
のトリミング量に応じて第10図に示す容量値Ｃを制御
し、共振周波数を調整する。

第７図〜第９図は絶縁支持体30を誘電体以外材料によ
って構成した場合に有効な構造を示している。絶縁支持
体30とは別に、その内側に誘電体磁器等でなる誘電体層
34を設けてある。接地導体31、33及びコイル導体32の構
造に関しては、第７図は第４図に、第８図は第５図に、
第９図は第６図にそれぞれ対応している。

＜発明の効果＞以上述べたように、本発明によれば、次のような効果
が得られる。

（ａ）誘電体共振器は、絶縁支持体を構成する誘電体の
内部にコイル導体及び接地導体を埋設してあるので、コ
イル導体を絶縁支持体を構成する誘電体によって封止し
たモノリシックな構造となり、コイル導体保護、外部に
対する電気絶縁、耐湿性及び耐久性等に優れた高信頼度
の誘電体共振器を有する電圧制御発振器を提供できる。

（ｂ）誘電体共振器は、コイル導体及び接地導体を絶縁
支持体に埋設することによって外部に対する電気絶縁が
確保されるため、絶縁支持体を他の回路部品の実装面と
して利用し、部品点数の削減、小型化及び薄型化を図
り、自動車電話器等の移動通信用無線機器や携帯電話器
等に好適な電圧制御発振器を提供できる。

（ｃ）誘電体共振器のコイル導体は、間隔を隔てて平行
する２つの導体片を有しており、導体片のそれぞれは、
一端が互いに結ばれ、他端が自由端となり、自由端の一
部が絶縁支持体を構成する誘電体の同一面に導出されて
いるから、自由端側の絶縁支持体を構成する誘電性の端
面をトリミングすることにより、そのトリミング量に応
じて容量値を制御し、誘電体共振器の共振周波数を調整
することができる。このため、電圧制御発振器を完成し
た後であっても、共振周波数を調整することにより、電
圧制御発振器の発振周波数を調整することができる。

（ｄ）誘電体共振器の接地導体は、一部が絶縁支持体の
表面に導出されているから、コイル導体や、他の回路部
品との接続が容易になる。

（ｅ）使用時に振動や衝撃等を受けたり、湿度の多い状
態で使用される自動車電話器等の移動通信用無線機器や
携帯電話器等においても、充分な耐湿性及び耐久性を保
証し得る電圧制御発振器を提供できる。

（ｆ）誘電体共振器とともに回路を構成する他の回路部
品が絶縁支持体によって支持されている態様では、全体
形状が小型になると共に、導体パターンが短くなり、抵
抗損失が少なく、C/N比が良好で、放射ノイズ発生源が
少なく、EMI対策に有効な電圧制御発振器が得られる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明に係る電圧制御発振器の平面図、第２図
は同じくその正面図、第３図は同じく正面部分断面図、
第４図〜第９図は誘電体共振器L₂の別々の実施例におけ
る各透視図、第10図は同じくその等価回路図、第11図は
電圧制御発振器の電気回路図である。５……コンデンサネットワーク層６……インダクタ層 L₂……誘電体共振器 32……コイル導体 31、33……接地導体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電体共振器と、他の回路部品とを含み、
入力電圧により出力信号周波数が制御される電圧制御発
振器であって、前記誘電体共振器は、コイル導体と、絶縁支持体と、少
なくとも一つの接地導体とを含んでおり、前記絶縁支持体は、少なくとも一部が誘電体で構成され
ており、前記コイル導体及び前記接地導体は、前記絶縁支持体を
構成する前記誘電体内に埋設されており、前記コイル導体は、間隔を隔てて平行する２つの導体片
を有しており、前記導体片のそれぞれは、一端が互いに
結ばれ、他端が自由端となり、前記自由端の一部が前記
絶縁支持体の同一面に導出されており、前記接地導体は、前記コイル導体に対向して設けられ、
一部が前記絶縁支持体の表面に導出されており、前記他の回路部品は、少なくとも１個の可変リアクタン
ス及び能動素子を含む電圧制御発振器。
【請求項２】前記他の回路部品は、前記絶縁支持体によ
って支持されている請求項１に記載の電圧制御発振器。
【請求項３】前記他の回路部品は、受動回路部品を含む
請求項１または２に記載の電圧制御発振器。
【請求項４】前記受動回路部品は、コンデンサネットワ
ーク層及びインダクタ層の少なくとも一方を含む請求項
３に記載の電圧制御発振器。
【請求項５】前記コンデンサネットワーク層または前記
インダクタ層は、前記絶縁支持体と共に積層されている
請求項４に記載の電圧制御発振器。
【請求項６】前記コンデンサネットワーク層は、誘電体
磁器の内部に電極を埋設して構成されている請求項４ま
たは５に記載の電圧制御発振器。
【請求項７】前記インダクタ層は、絶縁層の内部にコイ
ルを埋設して構成されている請求項４、５または６に記
載の電圧制御発振器。
【請求項８】前記受動回路部品は、抵抗、コンデンサ及
びインダクタの少なくとも一つを含み、抵抗、コンデン
サ及びインダクタが前記絶縁支持体、前記コンデンサネ
ットワーク層またはインダクタ層の何れかによって支持
されている請求項２、３、４、５、６または７に記載の
電圧制御発振器。
【請求項９】前記他の回路部品は、能動回路部品を含
み、前記能動回路部品が前記絶縁支持体、前記コンデン
サネットワーク層及び前記インダクタ層の何れかによっ
て支持されている請求項１、２、３、４、５、６、７ま
たは８に記載の電圧制御発振器。