JPH0955623A - 電圧制御発振器 - Google Patents
電圧制御発振器Info
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- JPH0955623A JPH0955623A JP20794095A JP20794095A JPH0955623A JP H0955623 A JPH0955623 A JP H0955623A JP 20794095 A JP20794095 A JP 20794095A JP 20794095 A JP20794095 A JP 20794095A JP H0955623 A JPH0955623 A JP H0955623A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】広帯域でしかも制御電圧対発振周波数の直線性
がよい発振信号を生成できる電圧制御発振器を提供す
る。 【解決手段】コルピッツ型の電圧制御発振器は誘導性回
路部1のインダクタンス素子である共振器12とバリキ
ャップダイオードX1の並列回路を備えている。誘導性
回路部1は、上記並列回路に付加容量Caを付加するた
めに、スタブ回路11〜14をさらに備えている。制御
端子P1ないしP4からの制御電圧Vvを適切に印加す
ると、スタブ回路11ないし14の容量性スタブS1〜
S4が上記並列回路に順次縦続接続され、付加容量Ca
が順次増加する。従って、この電圧制御発振器は、付加
容量Caを4段階に変化できるので、ダイオードX1に
同一電圧範囲の制御電圧Vvを印加する条件で発振周波
数Fの変化を約4倍に拡大できる。
がよい発振信号を生成できる電圧制御発振器を提供す
る。 【解決手段】コルピッツ型の電圧制御発振器は誘導性回
路部1のインダクタンス素子である共振器12とバリキ
ャップダイオードX1の並列回路を備えている。誘導性
回路部1は、上記並列回路に付加容量Caを付加するた
めに、スタブ回路11〜14をさらに備えている。制御
端子P1ないしP4からの制御電圧Vvを適切に印加す
ると、スタブ回路11ないし14の容量性スタブS1〜
S4が上記並列回路に順次縦続接続され、付加容量Ca
が順次増加する。従って、この電圧制御発振器は、付加
容量Caを4段階に変化できるので、ダイオードX1に
同一電圧範囲の制御電圧Vvを印加する条件で発振周波
数Fの変化を約4倍に拡大できる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は広帯域な発振周波数
帯域を必要とする無線装置用の電圧制御発振器に関し、
特に一端を接地電位とするインダクタンス素子と印加逆
バイアス電圧の変化によって容量値を変化させるバリキ
ャップダイオードとの並列回路を含む誘導性回路部を備
えるコルピッツ型発振器等の電圧制御発振器に関する。
帯域を必要とする無線装置用の電圧制御発振器に関し、
特に一端を接地電位とするインダクタンス素子と印加逆
バイアス電圧の変化によって容量値を変化させるバリキ
ャップダイオードとの並列回路を含む誘導性回路部を備
えるコルピッツ型発振器等の電圧制御発振器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の電圧制御発振器では、発
振周波数の広帯域化を図るためにバリキャップダイオー
ドとして逆バイアス電圧の変化に対する容量値が大きく
変化できる超階段接合型を用いることが多い。しかし、
この方法ではAPC感度(電圧対発振周波数変化比)が
大きくなるため、発振信号のS/NまたはC/Nが悪化
するという欠点がある。また、バリキャップダイオード
に印加する逆バイアス電圧の変化幅を大きくする方法も
ある。しかし、この方法では、バリキャップダイオード
の高逆バイアス電圧領域では電圧対容量変化の非線形領
域に入るため発振周波数の可変幅が極端に小さくなるこ
とから、この電圧制御発振器をシンセサイザ(あるいは
フェーズロックループ)に組み込んだ場合に、シンセサ
イザループ(あるいはフェーズロックループ)のループ
ゲインが低下するという不具合があった。
振周波数の広帯域化を図るためにバリキャップダイオー
ドとして逆バイアス電圧の変化に対する容量値が大きく
変化できる超階段接合型を用いることが多い。しかし、
この方法ではAPC感度(電圧対発振周波数変化比)が
大きくなるため、発振信号のS/NまたはC/Nが悪化
するという欠点がある。また、バリキャップダイオード
に印加する逆バイアス電圧の変化幅を大きくする方法も
ある。しかし、この方法では、バリキャップダイオード
の高逆バイアス電圧領域では電圧対容量変化の非線形領
域に入るため発振周波数の可変幅が極端に小さくなるこ
とから、この電圧制御発振器をシンセサイザ(あるいは
フェーズロックループ)に組み込んだ場合に、シンセサ
イザループ(あるいはフェーズロックループ)のループ
ゲインが低下するという不具合があった。
【0003】上述の問題を解決するため電圧制御発振器
として特開平3−160801号公報に開示された技術
がある。この電圧制御発振器では、バリキャップダイオ
ード(開示例では可変容量ダイオード,以下バリキャッ
プともいう)を複数個交流的に接続し、その各々に対し
個別に逆バイアス電圧を印加している。
として特開平3−160801号公報に開示された技術
がある。この電圧制御発振器では、バリキャップダイオ
ード(開示例では可変容量ダイオード,以下バリキャッ
プともいう)を複数個交流的に接続し、その各々に対し
個別に逆バイアス電圧を印加している。
【0004】また、電圧制御発振器の発振中心周波数を
調整するために、トリマコンデンサを上記バリキャップ
ダイオードに並列に接続したり、特開平4−11780
5号公報に開示されているように,マイクロストリップ
線路をトリミングスタブとして上記バリキャップダイオ
ードに付加している例がある。
調整するために、トリマコンデンサを上記バリキャップ
ダイオードに並列に接続したり、特開平4−11780
5号公報に開示されているように,マイクロストリップ
線路をトリミングスタブとして上記バリキャップダイオ
ードに付加している例がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】開示された電圧制御発
振器の第1の例では、第1のバリキャップに印加してい
る逆バイアス電圧が低く,この第1のバリキャップの容
量値が大きい場合には、第2のバリキャップへの印加逆
バイアス電圧を変化させてこの第2のバリキャップの容
量値を変化させても、可変キャパシタンス部の容量値は
第1のバリキャップの容量値と第2のバリキャップの容
量値との和であるため、この第2のバリキャップへの印
加逆バイアス電圧の変化による発振周波数の変化が少な
いという欠点があった。
振器の第1の例では、第1のバリキャップに印加してい
る逆バイアス電圧が低く,この第1のバリキャップの容
量値が大きい場合には、第2のバリキャップへの印加逆
バイアス電圧を変化させてこの第2のバリキャップの容
量値を変化させても、可変キャパシタンス部の容量値は
第1のバリキャップの容量値と第2のバリキャップの容
量値との和であるため、この第2のバリキャップへの印
加逆バイアス電圧の変化による発振周波数の変化が少な
いという欠点があった。
【0006】また、第1のバリキャップに印加している
逆バイアス電圧が高く,この第1のバリキャップの容量
値が小さい場合には、発振周波数の変化は第2のバリキ
ャップの容量値変化によるものが支配的となるので、発
振周波数を広帯域に変化させるための第1および第2の
バリキャップへの逆バイアス電圧の設定方法が複雑とな
るという欠点があった。
逆バイアス電圧が高く,この第1のバリキャップの容量
値が小さい場合には、発振周波数の変化は第2のバリキ
ャップの容量値変化によるものが支配的となるので、発
振周波数を広帯域に変化させるための第1および第2の
バリキャップへの逆バイアス電圧の設定方法が複雑とな
るという欠点があった。
【0007】また、第2の例では広帯域発振をさせるこ
とができないという欠点がある。
とができないという欠点がある。
【0008】従って、本発明の目的は、上述した従来技
術の欠点を解消することにあり、発振信号の高S/Nあ
るいは高C/Nを確保しつつ,発振周波数を広帯域にし
かも容易に制御できる電圧制御発振器を提供することに
ある。
術の欠点を解消することにあり、発振信号の高S/Nあ
るいは高C/Nを確保しつつ,発振周波数を広帯域にし
かも容易に制御できる電圧制御発振器を提供することに
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の電圧制御発振器
の一つは、一端を接地電位とするインダクタンス素子と
印加逆バイアス電圧の変化によって容量値を変化させる
バリキャップダイオードとの並列回路を含む誘導性回路
部を備える電圧制御発振器において、一端を前記誘導性
回路部の他端に接続した第1の容量性スタブと、少くと
も一つの第n(nは2以上の整数)の容量性スタブと、
他端を開放端とする第(n+1)の容量性スタブと、供
給されるスタブ長制御信号に従って前記第1から第(n
+1)までの容量性スタブをこれら各容量性スタブの先
端同士において順次一つずつ縦続接続できるダイオード
スイッチ回路とをさらに備える。
の一つは、一端を接地電位とするインダクタンス素子と
印加逆バイアス電圧の変化によって容量値を変化させる
バリキャップダイオードとの並列回路を含む誘導性回路
部を備える電圧制御発振器において、一端を前記誘導性
回路部の他端に接続した第1の容量性スタブと、少くと
も一つの第n(nは2以上の整数)の容量性スタブと、
他端を開放端とする第(n+1)の容量性スタブと、供
給されるスタブ長制御信号に従って前記第1から第(n
+1)までの容量性スタブをこれら各容量性スタブの先
端同士において順次一つずつ縦続接続できるダイオード
スイッチ回路とをさらに備える。
【0010】前記電圧制御発振器の一つは、トランジス
タを発振素子とするともにこのトランジスタのベースを
高周波接地したコルピッツ型発振器であり、前記インダ
クタンス素子が、他端を前記トランジスタのコレクタに
高周波的に接続するとともにこの電圧制御発振器の発振
周波数より高い共振周波数を持つ共振器である構成をと
ることができる。
タを発振素子とするともにこのトランジスタのベースを
高周波接地したコルピッツ型発振器であり、前記インダ
クタンス素子が、他端を前記トランジスタのコレクタに
高周波的に接続するとともにこの電圧制御発振器の発振
周波数より高い共振周波数を持つ共振器である構成をと
ることができる。
【0011】また、前記電圧制御発振器の一つは、前記
第1ないし第nの容量性スタブの前記インダクタンス素
子から遠い方の先端部には1/4波長スタブの一端をそ
れぞれ接続し、前記1/4波長スタブの各各の他端には
一端を接地したダイオードの他端をそれぞれ接続してい
る構成をとることができる。
第1ないし第nの容量性スタブの前記インダクタンス素
子から遠い方の先端部には1/4波長スタブの一端をそ
れぞれ接続し、前記1/4波長スタブの各各の他端には
一端を接地したダイオードの他端をそれぞれ接続してい
る構成をとることができる。
【0012】該電圧制御発振器は、前記ダイオードスイ
ッチ回路が、n以上の序数詞を有する前記容量性スタブ
を前記インダクタンス素子に接続する場合には、前記n
より少い序数詞を有する前記容量性スタブ接続の前記1
/4波長スタブに接続した前記ダイオードをONにする
構成をとることができる。
ッチ回路が、n以上の序数詞を有する前記容量性スタブ
を前記インダクタンス素子に接続する場合には、前記n
より少い序数詞を有する前記容量性スタブ接続の前記1
/4波長スタブに接続した前記ダイオードをONにする
構成をとることができる。
【0013】本発明の電圧制御発振器の別の一つは、一
端を接地電位とするインダクタンス素子と印加逆バイア
ス電圧の変化によって容量値を変化させるバリキャップ
ダイオードとの並列回路を含む誘導性回路部を備える電
圧制御発振器において、一端を前記誘導性回路部の他端
に接続した第1の容量性スタブと、前記第1の容量性ス
タブ回路の他端に一端を接続した1/4波長スタブと、
前記1/4波長スタブの他端に一端を接続するとともに
他端を接地した第1のダイオードと、他端を開放端とす
る第2の容量性スタブと、前記第1の容量性スタブの他
端と前記第2の容量性スタブの一端とを接続する第2の
ダイオードと、前記第1のダイオードをONにするとと
もに前記第2のダイオードをOFFにする第1のスタブ
長制御モードと前記第1および第2ダイオードをともに
ONにする第2のスタブ長制御モードを有するスタブ長
制御回路とを備える。
端を接地電位とするインダクタンス素子と印加逆バイア
ス電圧の変化によって容量値を変化させるバリキャップ
ダイオードとの並列回路を含む誘導性回路部を備える電
圧制御発振器において、一端を前記誘導性回路部の他端
に接続した第1の容量性スタブと、前記第1の容量性ス
タブ回路の他端に一端を接続した1/4波長スタブと、
前記1/4波長スタブの他端に一端を接続するとともに
他端を接地した第1のダイオードと、他端を開放端とす
る第2の容量性スタブと、前記第1の容量性スタブの他
端と前記第2の容量性スタブの一端とを接続する第2の
ダイオードと、前記第1のダイオードをONにするとと
もに前記第2のダイオードをOFFにする第1のスタブ
長制御モードと前記第1および第2ダイオードをともに
ONにする第2のスタブ長制御モードを有するスタブ長
制御回路とを備える。
【0014】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。
して説明する。
【0015】図1は本発明による電圧制御発振器の一実
施の形態を示す回路図である。
施の形態を示す回路図である。
【0016】この電圧制御発振器は、トランジスタTR
1を発振素子とし、トランジスタTR1のベースをコン
デンサC6で高周波的に接地したコルピッツ型の発振器
である。トランジスタTR1のコレクタ・エミッタ間に
は容量性インピーダンスを示すコンデンサC5を、エミ
ッタ・ベース間には容量性インピーダンスを示すコンデ
ンサC7を、コレクタ・ベース間には誘導性インピーダ
ンスを示す誘導性回路部1をそれぞれ接続している。ト
ランジスタTR1のコレクタには発振信号リーク防止用
のコイルL2を介して電源端子Ppから電源電圧Vcc
が供給され、ベースには電源電圧Vccを抵抗器R2と
R3とで分圧した電圧が供給され、エミッタはオートバ
イアス用の抵抗器R4を介して接地されている。この電
圧制御発振器の出力信号はトランジスタTR1のエミッ
タからコンデンサC8を通して出力端子Poに出力され
る。
1を発振素子とし、トランジスタTR1のベースをコン
デンサC6で高周波的に接地したコルピッツ型の発振器
である。トランジスタTR1のコレクタ・エミッタ間に
は容量性インピーダンスを示すコンデンサC5を、エミ
ッタ・ベース間には容量性インピーダンスを示すコンデ
ンサC7を、コレクタ・ベース間には誘導性インピーダ
ンスを示す誘導性回路部1をそれぞれ接続している。ト
ランジスタTR1のコレクタには発振信号リーク防止用
のコイルL2を介して電源端子Ppから電源電圧Vcc
が供給され、ベースには電源電圧Vccを抵抗器R2と
R3とで分圧した電圧が供給され、エミッタはオートバ
イアス用の抵抗器R4を介して接地されている。この電
圧制御発振器の出力信号はトランジスタTR1のエミッ
タからコンデンサC8を通して出力端子Poに出力され
る。
【0017】誘導性回路部1は、この電圧制御発振器の
発振周波数において誘導性インピーダンスを示すインダ
クタンス素子である共振器Z1と、この共振器Z1に高
周波的に並列に接続されたアノード接地のバリキャップ
ダイオードX1とを備える。ダイオードX1は制御端子
Pvに印加される逆バイアス電圧である可変の制御電圧
Vvに応答して容量値が変化し、この容量値変化に対応
して電圧制御発振器の発振周波数が変化する。例えばダ
イオードX1の容量値はこの電圧制御発振器の発振周波
数を共振器Z1の共振周波数より低下させるが、このダ
イオードX1の容量値増大は、発振周波数をさらに低下
させることになる。なお、制御端子PvとダイオードX
1のカソードとの間には、ダイオードX1保護用の抵抗
器R1とコイルL1およびコンデンサC1で構成される
フィルタとを直列に接続している。このフィルタは誘導
性回路部1とダイオードX1との間の高周波数信号の通
過を阻止する。また、コンデンサC2およびC3はダイ
オードX1と共振器12との間,コンデンサC4は共振
器Z1とトランジスタTR1のコレクタとの間の直流阻
止を行うとともに発振信号成分を通過させる結合コンデ
ンサであり、発振周波数に対してはほぼ0インピーダン
スを呈する。共振器Z1は、一般に水晶振動子や誘電体
共振器等のQが高い共振器を用いるが、ストリップライ
ン共振器等,Qが比較的低い共振器を用いることもあ
る。この実施の形態による電圧制御発振器は、トランジ
スタTR1に2SC4266型トランジスタ(NEC社
製),共振器Z1に共振周波数約2GHzの誘電体共振
器を用い、ダイオードX1の容量値を10数pFにする
と、発振周波数900MHz程度の発振信号を生じる。
発振周波数において誘導性インピーダンスを示すインダ
クタンス素子である共振器Z1と、この共振器Z1に高
周波的に並列に接続されたアノード接地のバリキャップ
ダイオードX1とを備える。ダイオードX1は制御端子
Pvに印加される逆バイアス電圧である可変の制御電圧
Vvに応答して容量値が変化し、この容量値変化に対応
して電圧制御発振器の発振周波数が変化する。例えばダ
イオードX1の容量値はこの電圧制御発振器の発振周波
数を共振器Z1の共振周波数より低下させるが、このダ
イオードX1の容量値増大は、発振周波数をさらに低下
させることになる。なお、制御端子PvとダイオードX
1のカソードとの間には、ダイオードX1保護用の抵抗
器R1とコイルL1およびコンデンサC1で構成される
フィルタとを直列に接続している。このフィルタは誘導
性回路部1とダイオードX1との間の高周波数信号の通
過を阻止する。また、コンデンサC2およびC3はダイ
オードX1と共振器12との間,コンデンサC4は共振
器Z1とトランジスタTR1のコレクタとの間の直流阻
止を行うとともに発振信号成分を通過させる結合コンデ
ンサであり、発振周波数に対してはほぼ0インピーダン
スを呈する。共振器Z1は、一般に水晶振動子や誘電体
共振器等のQが高い共振器を用いるが、ストリップライ
ン共振器等,Qが比較的低い共振器を用いることもあ
る。この実施の形態による電圧制御発振器は、トランジ
スタTR1に2SC4266型トランジスタ(NEC社
製),共振器Z1に共振周波数約2GHzの誘電体共振
器を用い、ダイオードX1の容量値を10数pFにする
と、発振周波数900MHz程度の発振信号を生じる。
【0018】さて、本実施の形態による電圧制御発振器
は、誘導性回路部1に付加容量Caを付加するスタブ回
路11,12,13および14をさらに備える。スタブ
回路11〜14はマイクロストリップ線路上に構成され
ている。
は、誘導性回路部1に付加容量Caを付加するスタブ回
路11,12,13および14をさらに備える。スタブ
回路11〜14はマイクロストリップ線路上に構成され
ている。
【0019】スタブ回路11は、一端をコンデンサC2
とC3の間に接続した容量性スタブS1と、一端を容量
性スタブS1の他端近傍に接続した1/4波長スタブS
5と、アノードを1/4波長スタブS5の他端に接続し
たカソード接地のPINダイオードX5とを備えてい
る。容量性スタブS1は、ストリップ導体の幅が広く
(特性インピーダンスが高く)長さの短かいストリップ
線路で構成され、この電圧制御発振器の発振周波数付近
で容量性を示す。1/4波長スタブS5は発振周波数付
近で長さ1/4波長程度の比較的特性インピーダンスの
高いストリップ線路で構成される。PINダイオード
は、導通(ON)時の高周波抵抗値が低く,非導通(O
FF)には高周波抵抗値が高くて端子間容量も小さいの
で、高周波スイッチとして用いるダイオードX5として
好適である。上述のON/OFF特性を有する高周波用
バラクタ等もPINダイオードX5の代替に使用でき
る。
とC3の間に接続した容量性スタブS1と、一端を容量
性スタブS1の他端近傍に接続した1/4波長スタブS
5と、アノードを1/4波長スタブS5の他端に接続し
たカソード接地のPINダイオードX5とを備えてい
る。容量性スタブS1は、ストリップ導体の幅が広く
(特性インピーダンスが高く)長さの短かいストリップ
線路で構成され、この電圧制御発振器の発振周波数付近
で容量性を示す。1/4波長スタブS5は発振周波数付
近で長さ1/4波長程度の比較的特性インピーダンスの
高いストリップ線路で構成される。PINダイオード
は、導通(ON)時の高周波抵抗値が低く,非導通(O
FF)には高周波抵抗値が高くて端子間容量も小さいの
で、高周波スイッチとして用いるダイオードX5として
好適である。上述のON/OFF特性を有する高周波用
バラクタ等もPINダイオードX5の代替に使用でき
る。
【0020】ここで、スタブ回路11の容量性スタブS
1には、コイルL11およびコンデンサC11からなる
低域通過フィルタを介して制御端子P1から制御電圧V
1を受けている。いま、制御端子P1に正電圧V1を印
加すると、PINダイオードX5がONとなって1/4
波長スタブS5の他端は短絡点となり、1/4波長スタ
ブS5の一端は開放点となる。従って、このときの1/
4波長スタブS5およびPINダイオードX5は、容量
性スタブS1の呈するサセプタンスに何の影響も与え
ず,ないものとして扱ってよい。
1には、コイルL11およびコンデンサC11からなる
低域通過フィルタを介して制御端子P1から制御電圧V
1を受けている。いま、制御端子P1に正電圧V1を印
加すると、PINダイオードX5がONとなって1/4
波長スタブS5の他端は短絡点となり、1/4波長スタ
ブS5の一端は開放点となる。従って、このときの1/
4波長スタブS5およびPINダイオードX5は、容量
性スタブS1の呈するサセプタンスに何の影響も与え
ず,ないものとして扱ってよい。
【0021】スタブ回路12は、カソードを容量性スタ
ブS1の他端に接続したPINダイオードX2と、一端
をPINダイオードX2のアノードに接続した容量性ス
タブS2と、一端を容量性スタブS2の他端近傍に接続
した1/4波長スタブS6と、アノードを1/4波長ス
タブS6の他端に接続したカソード接地のPINダイオ
ードX6とを備えている。また、スタブ回路12の容量
性スタブS2には、コイルL12およびコンデンサC1
2からなる低域通過フィルタを介して制御端子P2から
制御電圧V2を受けている。
ブS1の他端に接続したPINダイオードX2と、一端
をPINダイオードX2のアノードに接続した容量性ス
タブS2と、一端を容量性スタブS2の他端近傍に接続
した1/4波長スタブS6と、アノードを1/4波長ス
タブS6の他端に接続したカソード接地のPINダイオ
ードX6とを備えている。また、スタブ回路12の容量
性スタブS2には、コイルL12およびコンデンサC1
2からなる低域通過フィルタを介して制御端子P2から
制御電圧V2を受けている。
【0022】スタブ回路13は、カソードを容量性スタ
ブS2の他端に接続したPINダイオードX3と、一端
をPINダイオードX3のアノードに接続した容量性ス
タブS3と、一端を容量性スタブS3の他端近傍に接続
した1/4波長スタブS7と、アノードを1/4波長ス
タブS7の他端に接続したカソード接地のPINダイオ
ードX7とを備えている。また、スタブ回路13の容量
性スタブS3には、コイルL13およびコンデンサC1
3からなる低域通過フィルタを介して制御端子P3から
制御電圧V3を受けている。
ブS2の他端に接続したPINダイオードX3と、一端
をPINダイオードX3のアノードに接続した容量性ス
タブS3と、一端を容量性スタブS3の他端近傍に接続
した1/4波長スタブS7と、アノードを1/4波長ス
タブS7の他端に接続したカソード接地のPINダイオ
ードX7とを備えている。また、スタブ回路13の容量
性スタブS3には、コイルL13およびコンデンサC1
3からなる低域通過フィルタを介して制御端子P3から
制御電圧V3を受けている。
【0023】スタブ回路14は、カソードを容量性スタ
ブS3の他端に接続したPINダイオードX4と、一端
をPINダイオードX4のアノードに接続した容量性ス
タブS3とを備えている。また、スタブ回路14の容量
性スタブS4には、コイルL14およびコンデンサC1
4からなる低域通過フィルタを介して制御端子P4から
制御電圧V4を受けている。
ブS3の他端に接続したPINダイオードX4と、一端
をPINダイオードX4のアノードに接続した容量性ス
タブS3とを備えている。また、スタブ回路14の容量
性スタブS4には、コイルL14およびコンデンサC1
4からなる低域通過フィルタを介して制御端子P4から
制御電圧V4を受けている。
【0024】スタブ回路12,13およ14における容
量性スタブS2,S3およびS4は、スタブ回路11の
容量性スタブS1とほぼ同じ機能を有する。同様に、1
/4波長スタブS6およびS7は容量性スタブS1とほ
ぼ同じ機能を有し、PINダイオードX6およびX7は
PINダイオードX5とほぼ同じ機能を有するので、ス
タブ回路12,13および14の各各の機能に関する説
明は省略する。
量性スタブS2,S3およびS4は、スタブ回路11の
容量性スタブS1とほぼ同じ機能を有する。同様に、1
/4波長スタブS6およびS7は容量性スタブS1とほ
ぼ同じ機能を有し、PINダイオードX6およびX7は
PINダイオードX5とほぼ同じ機能を有するので、ス
タブ回路12,13および14の各各の機能に関する説
明は省略する。
【0025】誘導性回路部1は、制御端子P1ないしP
4に供給する制御電圧V1ないしV4の値を適切に選択
することにより、付加容量Caを段階的に変化し、この
電圧制御発振器の発振周波数を広帯域に変化できる。付
加容量Caの段階的変化は、共振器Z1とバリキャップ
ダイオードX1との並列回路に、容量性スタブS1,S
2,S3およびS4をこれら容量性スタブの先端同士に
おいて順次一つずつ縦続接続することによって達成され
る。
4に供給する制御電圧V1ないしV4の値を適切に選択
することにより、付加容量Caを段階的に変化し、この
電圧制御発振器の発振周波数を広帯域に変化できる。付
加容量Caの段階的変化は、共振器Z1とバリキャップ
ダイオードX1との並列回路に、容量性スタブS1,S
2,S3およびS4をこれら容量性スタブの先端同士に
おいて順次一つずつ縦続接続することによって達成され
る。
【0026】図2は本実施の形態における容量性スタブ
長の制御動作を要約して示す図である。
長の制御動作を要約して示す図である。
【0027】図1および図2を併せ参照すると、上記並
列回路に容量性スタブS1のみを接続した状態にするに
は、PINダイオードX5をON,PINダイオードX
2をOFFにする必要がある。ダイオードX2がOFF
であると、ダイオードX2より上記並列回路から遠い回
路素子の影響はなくなるので、PINダイオードX3,
X4,X6およびX7のON/OFFは任意である。こ
のダイオードON/OFF状態を実現するには、制御電
圧V1を正電圧,制御電圧V2を0Vまたは負電圧にす
る。なお、制御電圧V3およびV4は任意であるが、容
量性スタブS2,S3およびS4の影響をさらに少くす
るためには、制御電圧V3およびV4を0Vまたは負電
圧とするのがよい。また、0Vよりは負電圧の方が各P
INダイオードのON/OFF比が良くなる。
列回路に容量性スタブS1のみを接続した状態にするに
は、PINダイオードX5をON,PINダイオードX
2をOFFにする必要がある。ダイオードX2がOFF
であると、ダイオードX2より上記並列回路から遠い回
路素子の影響はなくなるので、PINダイオードX3,
X4,X6およびX7のON/OFFは任意である。こ
のダイオードON/OFF状態を実現するには、制御電
圧V1を正電圧,制御電圧V2を0Vまたは負電圧にす
る。なお、制御電圧V3およびV4は任意であるが、容
量性スタブS2,S3およびS4の影響をさらに少くす
るためには、制御電圧V3およびV4を0Vまたは負電
圧とするのがよい。また、0Vよりは負電圧の方が各P
INダイオードのON/OFF比が良くなる。
【0028】上述と同様の検討を行って、容量性スタブ
S1とS2とを上記並列回路に縦続接続するには、制御
電圧V1およびV3を0V(または負電圧,以下同様)
とし,制御電圧V2を正電圧として、PINダイオード
X2,X5およびX6をONとし、PINダイオードX
3をOFFとする。また、容量性スタブS1とS2とS
3とを上記並列回路に縦続接続するには、制御電圧V
1,V2およびV4を0Vとし,制御電圧V3を正電圧
として、PINダイオードX2,X3,X5〜X7をO
Nとし、PINダイオードX4をOFFとする。さら
に、全ての容量性スタブS1〜S4を上記並列回路に縦
続接続するには、制御電圧V1〜V3を0Vとし,制御
電圧V4を正電圧として、全てのPINダイオードX2
〜X7をONとする。
S1とS2とを上記並列回路に縦続接続するには、制御
電圧V1およびV3を0V(または負電圧,以下同様)
とし,制御電圧V2を正電圧として、PINダイオード
X2,X5およびX6をONとし、PINダイオードX
3をOFFとする。また、容量性スタブS1とS2とS
3とを上記並列回路に縦続接続するには、制御電圧V
1,V2およびV4を0Vとし,制御電圧V3を正電圧
として、PINダイオードX2,X3,X5〜X7をO
Nとし、PINダイオードX4をOFFとする。さら
に、全ての容量性スタブS1〜S4を上記並列回路に縦
続接続するには、制御電圧V1〜V3を0Vとし,制御
電圧V4を正電圧として、全てのPINダイオードX2
〜X7をONとする。
【0029】なお、本実施の形態におけるPINダイオ
ードX2〜X7の接続方向は、揃って逆方向にすること
ができる。この場合には、制御電圧V1〜V4を図2と
は逆にする必要がある。
ードX2〜X7の接続方向は、揃って逆方向にすること
ができる。この場合には、制御電圧V1〜V4を図2と
は逆にする必要がある。
【0030】図3は本実施の形態の電圧制御発振器にお
ける容量性スタブ長に対する付加容量Caおよび発振周
波数Fの関係を示す図である。ここで、容量性スタブS
1ないしS4の長さは構成要素の符号でそれぞれ表わ
し、上記容量性スタブの各各が生じる容量は全て同じと
している。また、発振周波数Fは付加容量値Caの増加
に対して直線的に低下するものとしている。
ける容量性スタブ長に対する付加容量Caおよび発振周
波数Fの関係を示す図である。ここで、容量性スタブS
1ないしS4の長さは構成要素の符号でそれぞれ表わ
し、上記容量性スタブの各各が生じる容量は全て同じと
している。また、発振周波数Fは付加容量値Caの増加
に対して直線的に低下するものとしている。
【0031】容量性スタブS1ないしS1がバリキャッ
プダイオードX1と共振器Z1の並列回路に順次縦続に
接続されると、これら容量性スタブの合計長さが1/8
波長以下程度の場合には,付加容量Caはこの合計長に
ほぼ比例して増加する。従って、ダイオードX1の逆バ
イアス電圧Vvが固定値であると、発振周波数Fは段階
的に減少する。上記並列回路に接続される容量性スタブ
がS1だけであると、ダイオードX1の逆バイアス電圧
が最大値のとき発振周波数Fは最高の周波数F1aであ
り.ダイオードX1の逆バイアス電圧が最小値のとき発
振周波数Fは最低の周波数F1bとなる。周波数F1a
とF1bとの間の帯域を帯域Aとする。同様に、接続容
量性スタブがS1とS2だと、発振周波数Fは最高の周
波数F2aと最低の周波数F2bの間の帯域Bの範囲と
なる。以下、同様に、容量性スタブS1とS2とS3と
の接続では発振周波数Fは最高の周波数F3aと最低の
周波数F3bの間の帯域Cの範囲となり、容量性スタブ
S1とS2とS3とS4との接続では発振周波数Fは最
高の周波数F4aと最低の周波数F4bの間の帯域Dの
範囲となる。
プダイオードX1と共振器Z1の並列回路に順次縦続に
接続されると、これら容量性スタブの合計長さが1/8
波長以下程度の場合には,付加容量Caはこの合計長に
ほぼ比例して増加する。従って、ダイオードX1の逆バ
イアス電圧Vvが固定値であると、発振周波数Fは段階
的に減少する。上記並列回路に接続される容量性スタブ
がS1だけであると、ダイオードX1の逆バイアス電圧
が最大値のとき発振周波数Fは最高の周波数F1aであ
り.ダイオードX1の逆バイアス電圧が最小値のとき発
振周波数Fは最低の周波数F1bとなる。周波数F1a
とF1bとの間の帯域を帯域Aとする。同様に、接続容
量性スタブがS1とS2だと、発振周波数Fは最高の周
波数F2aと最低の周波数F2bの間の帯域Bの範囲と
なる。以下、同様に、容量性スタブS1とS2とS3と
の接続では発振周波数Fは最高の周波数F3aと最低の
周波数F3bの間の帯域Cの範囲となり、容量性スタブ
S1とS2とS3とS4との接続では発振周波数Fは最
高の周波数F4aと最低の周波数F4bの間の帯域Dの
範囲となる。
【0032】ここで、本実施の形態における容量性スタ
ブS1ないしS4の呈する容量値Caについて詳しく検
討する。スタブS1ないしS4は比誘電率4.8のガラ
スエポキシ樹脂を基板とするマイクロストリップ線路で
ある。このストリップ線路は、基板の厚さが0.2m
m,ストリップ導体の幅が0.4mm,ストリップ導体
の導体厚さが18μmであり、周波数900MHzにお
いて特性インピーダンスZ0が50Ω,波長短縮率αが
0.524,従って1波長(λ)が174mmである。
ブS1ないしS4の呈する容量値Caについて詳しく検
討する。スタブS1ないしS4は比誘電率4.8のガラ
スエポキシ樹脂を基板とするマイクロストリップ線路で
ある。このストリップ線路は、基板の厚さが0.2m
m,ストリップ導体の幅が0.4mm,ストリップ導体
の導体厚さが18μmであり、周波数900MHzにお
いて特性インピーダンスZ0が50Ω,波長短縮率αが
0.524,従って1波長(λ)が174mmである。
【0033】このストリップ線路のスタブ長lと容量値
Caとの関係を(1)式に示す。但し、ωは角周波数
(=2πF)である。なお、PINダイオードX2ない
しX4の長さは無視している。
Caとの関係を(1)式に示す。但し、ωは角周波数
(=2πF)である。なお、PINダイオードX2ない
しX4の長さは無視している。
【0034】 Ca={1/(ωZ0)}tan(2πl/λ) …(1) (1)式によると、容量性スタブS1ないしS4の合計
長が21.8mm(λ/8)のとき容量Caは3.5p
Fとなり、38.1mm(7λ/32)のとき容量Ca
は17.8pFとなる。図1の電圧制御発振器は、付加
容量Caの1pFから15pFの変化で50MHz程度
の発振帯域を得ることができる。なお、スタブS1ない
しS4の特性インピーダンスZ0が上述のとおり50Ω
であると、スタブ長λ/4付近で容量値Caが急激に変
化するので、スタブS1ないしS4の線路幅を広くして
特性インピーダンスZ0を50Ωより低くし、線路長l
に対する容量値Caの直線性を良くするのがさらに適切
な設計となる。
長が21.8mm(λ/8)のとき容量Caは3.5p
Fとなり、38.1mm(7λ/32)のとき容量Ca
は17.8pFとなる。図1の電圧制御発振器は、付加
容量Caの1pFから15pFの変化で50MHz程度
の発振帯域を得ることができる。なお、スタブS1ない
しS4の特性インピーダンスZ0が上述のとおり50Ω
であると、スタブ長λ/4付近で容量値Caが急激に変
化するので、スタブS1ないしS4の線路幅を広くして
特性インピーダンスZ0を50Ωより低くし、線路長l
に対する容量値Caの直線性を良くするのがさらに適切
な設計となる。
【0035】上述のとおり、本実施の形態による電圧制
御発振器は、制御端子P1ないしP4に供給する制御電
圧V1ないしV4の値を適切に選択することにより、発
振周波数を4段階に分けて広帯域に変化できる。従っ
て、バリキャップダイオードX1に印加する制御電圧V
vの範囲を発振周波数Fが直線的に変化するとともに電
圧対容量変化比の大きい範囲に限定することが容易とな
るので、高いS/N比を維持することができる。
御発振器は、制御端子P1ないしP4に供給する制御電
圧V1ないしV4の値を適切に選択することにより、発
振周波数を4段階に分けて広帯域に変化できる。従っ
て、バリキャップダイオードX1に印加する制御電圧V
vの範囲を発振周波数Fが直線的に変化するとともに電
圧対容量変化比の大きい範囲に限定することが容易とな
るので、高いS/N比を維持することができる。
【0036】なお、図1に示した電圧制御発振器は、ス
タブ回路11〜14という4つのスタブ回路を備えてい
るが、スタブ回路12と13とを省き、スタブ回路11
と14とを直結することもできる。この場合には、制御
電圧V1を正電圧,制御電圧V4を0VにしてPINダ
イオードX5をON,PINダイオードX4をOFFに
すると、容量性スタブS1のみがバリキャップダイオー
ドX1と共振器Z1との並列回路に接続される。また、
容量性スタブS1とS4とを上記並列回路に縦続接続す
るには、制御電圧V1を0Vとし,制御電圧V4を正電
圧とする。
タブ回路11〜14という4つのスタブ回路を備えてい
るが、スタブ回路12と13とを省き、スタブ回路11
と14とを直結することもできる。この場合には、制御
電圧V1を正電圧,制御電圧V4を0VにしてPINダ
イオードX5をON,PINダイオードX4をOFFに
すると、容量性スタブS1のみがバリキャップダイオー
ドX1と共振器Z1との並列回路に接続される。また、
容量性スタブS1とS4とを上記並列回路に縦続接続す
るには、制御電圧V1を0Vとし,制御電圧V4を正電
圧とする。
【0037】また、スタブ回路11および12と等価な
回路をスタブ回路11と14との間に任意の数だけ縦続
に接続してよいことは勿論である。
回路をスタブ回路11と14との間に任意の数だけ縦続
に接続してよいことは勿論である。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、一端を誘
導性回路部の他端に接続した第1の容量性スタブと、第
n(nは2以上の整数)の容量性スタブと、他端を開放
端とする第(n+1)の容量性スタブと、供給されるス
タブ長制御信号に従って前記第1から第(n+1)まで
の容量性スタブをこれら各容量性スタブの先端同士にお
いて順次一つずつ縦続接続できるダイオードスイッチ回
路とを備えるので、広帯域でしかも制御電圧対発振周波
数の直線性がよい発振信号を高いS/N比を維持した状
態で容易に生成できるという効果がある。
導性回路部の他端に接続した第1の容量性スタブと、第
n(nは2以上の整数)の容量性スタブと、他端を開放
端とする第(n+1)の容量性スタブと、供給されるス
タブ長制御信号に従って前記第1から第(n+1)まで
の容量性スタブをこれら各容量性スタブの先端同士にお
いて順次一つずつ縦続接続できるダイオードスイッチ回
路とを備えるので、広帯域でしかも制御電圧対発振周波
数の直線性がよい発振信号を高いS/N比を維持した状
態で容易に生成できるという効果がある。
【0039】また、本発明は低い制御電圧で発振周波数
を広帯域に変化できるという効果がある。
を広帯域に変化できるという効果がある。
【図1】本発明による電圧制御発振器の一実施の形態を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図2】本実施の形態における容量性スタブ長の制御動
作を要約して示す図である。
作を要約して示す図である。
【図3】本実施の形態の電圧制御発振器における容量性
スタブ長に対する付加容量Caおよび発振周波数Fの関
係を示す図である。
スタブ長に対する付加容量Caおよび発振周波数Fの関
係を示す図である。
【符号の説明】 1 誘導性回路部 11〜14 スタブ回路 C1〜C8,C11〜C14 コンデンサ L1,L2,L11〜L14 コイル P1〜P4 スタブ長制御端子 Pv キャパシタンス制御端子 Pp 電源端子 Po 出力端子 R1〜R4 抵抗器 S1〜S4 容量性スタブ S5〜S7 1/4波長スタブ TR1 トランジスタ X1 バリキャップダイオード X2〜X7 PINダイオード Z1 共振器
Claims (5)
- 【請求項1】 一端を接地電位とするインダクタンス素
子と印加逆バイアス電圧の変化によって容量値を変化さ
せるバリキャップダイオードとの並列回路を含む誘導性
回路部を備える電圧制御発振器において、 一端を前記誘導性回路部の他端に接続した第1の容量性
スタブと、少くとも一つの第n(nは2以上の整数)の
容量性スタブと、他端を開放端とする第(n+1)の容
量性スタブと、供給されるスタブ長制御信号に従って前
記第1から第(n+1)までの容量性スタブをこれら各
容量性スタブの先端同士において順次一つずつ縦続接続
できるダイオードスイッチ回路とをさらに備えることを
特徴とする電圧制御発振器。 - 【請求項2】 この電圧制御発振器が、トランジスタを
発振素子とするともにこのトランジスタのベースを高周
波接地したコルピッツ型発振器であり、 前記インダクタンス素子が、他端を前記トランジスタの
コレクタに高周波的に接続するとともにこの電圧制御発
振器の発振周波数より高い共振周波数を持つ共振器であ
ることを特徴とする請求項1記載の電圧制御発振器。 - 【請求項3】 前記第1ないし第nの容量性スタブの前
記インダクタンス素子から遠い方の先端部には1/4波
長スタブの一端をそれぞれ接続し、前記1/4波長スタ
ブの各各の他端には一端を接地したダイオードの他端を
それぞれ接続していることを特徴とする請求項1記載の
電圧制御発振器。 - 【請求項4】 前記ダイオードスイッチ回路が、n以上
の序数詞を有する前記容量性スタブを前記インダクタン
ス素子に接続する場合には、前記nより少い序数詞を有
する前記容量性スタブ接続の前記1/4波長スタブに接
続した前記ダイオードをONにすることを特徴とする請
求項3記載の電圧制御発振器。 - 【請求項5】 一端を接地電位とするインダクタンス素
子と印加逆バイアス電圧の変化によって容量値を変化さ
せるバリキャップダイオードとの並列回路を含む誘導性
回路部を備える電圧制御発振器において、 一端を前記誘導性回路部の他端に接続した第1の容量性
スタブと、前記第1の容量性スタブ回路の他端に一端を
接続した1/4波長スタブと、前記1/4波長スタブの
他端に一端を接続するとともに他端を接地した第1のダ
イオードと、他端を開放端とする第2の容量性スタブ
と、前記第1の容量性スタブの他端と前記第2の容量性
スタブの一端とを接続する第2のダイオードと、前記第
1のダイオードをONにするとともに前記第2のダイオ
ードをOFFにする第1のスタブ長制御モードと前記第
1および第2ダイオードをともにONにする第2のスタ
ブ長制御モードを有するスタブ長制御回路とを備えるこ
とを特徴とする電圧制御発振器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20794095A JP2912203B2 (ja) | 1995-08-15 | 1995-08-15 | 電圧制御発振器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20794095A JP2912203B2 (ja) | 1995-08-15 | 1995-08-15 | 電圧制御発振器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0955623A true JPH0955623A (ja) | 1997-02-25 |
JP2912203B2 JP2912203B2 (ja) | 1999-06-28 |
Family
ID=16548063
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20794095A Expired - Lifetime JP2912203B2 (ja) | 1995-08-15 | 1995-08-15 | 電圧制御発振器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2912203B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014072543A (ja) * | 2012-09-27 | 2014-04-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 増幅装置、及び基本波処理回路 |
-
1995
- 1995-08-15 JP JP20794095A patent/JP2912203B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014072543A (ja) * | 2012-09-27 | 2014-04-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 増幅装置、及び基本波処理回路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2912203B2 (ja) | 1999-06-28 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990309 |