JPH1084222A

JPH1084222A - 発振回路

Info

Publication number: JPH1084222A
Application number: JP23879996A
Authority: JP
Inventors: Masato Inotsuka; 真人猪塚; Hiroshi Yamaguchi; 博史山口; Takayuki Shimazu; 高行島津; Toshihiro Masagaki; 年啓正垣
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-09-10
Filing date: 1996-09-10
Publication date: 1998-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】発振出力信号の高調波を抑えた発振回路を提
供する。【解決手段】第１の増幅回路７の入力と出力の間に共
振子８を接続して発振出力を取り出し第２の増幅回路１
３に入力し、この第２の増幅回路１３の出力を利得制御
回路２３に入力して基準電圧と比較し、この比較した結
果に応じて第１の増幅回路７及び第２の増幅回路１３の
利得を制御して第２の増幅回路１３の出力を一定とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、発振回路に関
し、例えばテレビジョン受像機用の変調器（ＲＦモジュ
レータ）に用いられる発振回路としての利用に有効な技
術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の発振回路は、図４に示すように、
発振器を構成する増幅回路の出力端子３１の電圧Ｖ_oが
弾性表面波発振子８の挿入損失による発振停止を防ぐた
めに、増幅回路の動作電流Ｉ_oまたは負荷抵抗３，４の
抵抗値を大きくして、その利得を高く設定している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の発振回路では、
弾性表面波発振子８の損失のばらつくことによる発振停
止を防ぐために、増幅回路７の利得を大きくする必要が
ある。増幅回路７の利得を大きく設定すると、それだけ
発振出力信号レベルが大きくなり、それに伴い波形が歪
んで矩形波状になる。このような波形歪が生じると、高
調波成分も増大してしまうという問題がある。この対策
として、増幅回路７の利得を下げることが考えられる。
しかし、このように利得を下げると、上記のように発振
動作が不安定になり、発振動作そのものが停止してしま
うという問題が生じる。

【０００４】この発明の目的は、発振回路の出力信号レ
ベルの安定化を図りつつ、出力信号の高調波成分を抑え
た発振回路を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のうち代表的なも
のの概要を説明すると、下記の通りである。すなわち、
利得可変機能を持つ第１の増幅回路７の入力と出力との
間に設けられた発振動作を行わせる共振子８を設けて発
振動作を行わせるとともに、上記第１の増幅回路７の出
力信号を受けてこれを増幅する利得可変機能を持つ第２
の増幅回路１３の出力信号を受けて、上記第２の増幅回
路１３の発振出力信号が一定となるように制御する利得
制御回路２３を設ける。

【０００６】上記した手段によれば、利得制御回路２３
によって、共振子８の損失バラツキや変動に対応して、
発振出力信号レベルすなわち、第２の増幅回路１３の出
力端子３１の出力信号のレベルが一定になるよう、第
１，第２の増幅回路の利得が制御されるから、出力レベ
ルの安定化を図りつつ、高調波成分を抑えることができ
る。なお、同様の作用は、第２の増幅回路を除いた、第
１の増幅回路のみに利得可変機能を持たすことによって
も実現できるが、この場合、利得が高くなった時、高調
波成分が、本発明の場合と比べ劣っている。この理由に
ついて後述の実施例の中で述べることとする。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１には、この発明に係る発振回
路の一実施の形態の基本的回路図が示されている。

【０００８】第１の増幅回路７は、利得可変機能を持た
せるために以下のような回路から構成される。差動トラ
ンジスタ１，２のエミッタには可変抵抗素子として作用
する順方向ダイオード９，１０が設けられる。ダイオー
ド９，１０の共通接続されたカソード側には、トランジ
スタ１１とエミッタ抵抗１２からなる可変電流源回路２
５が設けられる。上記差動トランジスタ１，２のコレク
タには、負荷抵抗３，４が設けられる。上記差動増幅回
路は、電流源トランジスタ１１により形成される電流の
変化に応じて、差動トランジスタ１，２及びダイオード
９，１０の相互コンダクタンスが変化することにより利
得が変化する。すなわち、上記トランジスタ１１により
形成される電流を小さくするとそれに応じて利得が増大
し、上記トランジスタ１１により形成される電流を小さ
くするとそれに応じて利得が低下する。

【０００９】上記差動増幅回路の入力である差動トラン
ジスタ１，２のベースには、ベース抵抗５，６を介して
バイアス電圧源３４の電圧Ｖ_Bが供給される。そして、
上記差動増幅回路の入力と出力であるトランジスタ１の
ベースとコレクタの間には、弾性表面波発振子８が設け
られ、発振回路が構成される。すなわち、差動トランジ
スタ１のコレクタから得られる出力信号が、上記弾性表
面波発振子８を通すことにより位相が回り、ベース側に
正帰還されることにより、発振動作が行われる。

【００１０】また、上記差動増幅回路の入力である差動
トランジスタ１，２のベースには、利得可変機能を持つ
第２の増幅回路の差動トランジスタ１４，１５のベース
が接続されている。

【００１１】第２の増幅回路１３は、利得可変機能を持
たせるために以下のような回路から構成される。差動ト
ランジスタ１４，１５のエミッタには可変抵抗素子とし
て作用する順方向ダイオード１６，１７が設けられる。
ダイオード１６，１７の共通接続されたカソード側に
は、トランジスタ１８とエミッタ抵抗１９からなる可変
電流源回路２０が設けられる。上記差動トランジスタ１
４，１５のコレクタには、負荷抵抗２１，２２が設けら
れる。上記差動増幅回路１３は、電流源トランジスタ１
８により形成される電流の変化に応じて、差動トランジ
スタ１４，１５及びダイオード１６，１７の相互コンダ
クタンスが変化することにより利得が変化する。すなわ
ち、上記トランジスタ１８により形成される電流を小さ
くするとそれに応じて利得が増大し、上記トランジスタ
１８により形成される電流を小さくするとそれに応じて
利得が低下する。

【００１２】上記差動増幅回路の入力である差動トラン
ジスタ１４，１５のベースには、第１の増幅回路と同様
に、ベース抵抗５，６を介してバイアス電圧源３４の電
圧Ｖ _Bが供給される。

【００１３】この実施例では、発振動作の安定化と出力
信号の高調波成分の発生を抑えるために、利得制御回路
２３が設けられる。すなわち、利得制御回路２３は、上
記トランジスタ１５のコレクタ出力信号を増幅回路３２
で増幅してカップリング用のキャパシタ２４を介して交
流成分のみを取り込み、基準電圧源３３のレベルとして
比較し、それと一致するような制御電圧を発生させて上
記トランジスタ１１及び１８のベース電圧を制御する。

【００１４】第２の増幅回路の出力信号は、図示してい
ないがテレビジョン受像機用の映像信号を変調する変調
回路に供給される。

【００１５】図２において、利得制御回路２３を構成す
る以下の回路に、上記第２の増幅回路の出力信号が増幅
回路３２を通した後、キャパシタ２４を介して取り込ま
れる。上記キャパシタ２４を通した発振出力信号は、そ
のベースにバイアス電圧源３３の電圧Ｖ_B1が供給された
トランジスタ４１のエミッタに供給される。このトラン
ジスタ４１は、発振出力信号のボトムクランプ動作を行
う。トランジスタ４１によりボトムクランプされた信号
は、トランジスタ４２とキャパシタ４３からなるピーク
検波回路によりピーク検波される。定電流源４４の電流
Ｉ₃は、ピーク検波時の放電時定数を決定している。

【００１６】上記ピーク検波回路により形成された出力
電圧は差動トランジスタ４５のベースに供給される。こ
の差動トランジスタ４５のベースに供給されるピーク検
波回路の出力電圧は、上記弾性表面波発振子８の損失バ
ラツキに対応して変動する。この差動トランジスタ４５
のエミッタにはもう一方の差動トランジスタ４６のエミ
ッタが接続され、差動トランジスタ４６のベースには、
基準となるバイアス電圧源６３の電圧Ｖ_B2がトランジス
タ４７と４８のベース、エミッタを介して供給される。
トランジスタ４８のエミッタには、電流Ｉ₅を供給する
定電流源４９が設けられる。また上記差動トランジスタ
４５，４６の共通エミッタには、電流Ｉ ₄を供給する定
電流源５０が設けられている。

【００１７】上記差動トランジスタ４５，４６のコレク
タにはＰＮＰトランジスタ５１，５２からなる電流ミラ
ー回路が設けられる。

【００１８】上記の差動回路は、電圧比較回路としての
動作を行う。すなわち、差動トランジスタ４５と４６
は、上記基準電圧Ｖ_B2をトランジスタ４７，４８により
レベルシフトした電圧とピーク検波回路の出力電圧とを
比較し、その差電圧を電流変換してキャパシタ５３の充
放電を行う。これにより、キャパシタ５３には、上記差
電圧に対応した電圧が形成される。

【００１９】上記キャパシタ５３の平滑電圧は、抵抗５
４を介してＰＮＰトランジスタ５５のベースに供給され
る。ＰＮＰトランジスタ５５のエミッタと電源の間には
抵抗５６が接続され、トランジスタ５５のベース電圧に
応じた制御電流Ｉ_Cが発生する。ＰＮＰトランジスタ５
５のコレクタには、ＮＰＮトランジスタ５７及び、上記
第１の増幅回路の電流源回路を構成するトランジスタ１
１、上記第２の増幅回路の電流源回路を構成するトラン
ジスタ１８からなる電流ミラー回路が設けられる。この
電流ミラー回路には、ベース電流によるオフセットを低
減するために、ＮＰＮトランジスタ５８が設けられ、そ
のエミッタとベースが、入力側のＮＰＮトランジスタ５
７のベースとコレクタに接続される。すなわち、上記ト
ランジスタ５７，１１，１８のベース電流は、トランジ
スタ５８を介して電源より供給される。

【００２０】上記制御電流Ｉ_Cは上記トランジスタ５
７，１１，１８及び５８からなる電流ミラー回路と、各
トランジスタのエミッタに接続された抵抗１２，１９及
び５９によって、上記第１の増幅回路７及び、第２の増
幅回路１３に供給される。すなわち、発振回路を構成す
る第１の増幅回路７の差動トランジスタ１，２及びダイ
オード９，１０、第２の増幅回路の差動トランジスタ１
４，１５及びダイオード１６，１７は上記電流源回路を
構成するトランジスタ１１及び抵抗１２、同じくトラン
ジスタ１８及び抵抗１９によって形成された制御電流に
応じて相互コンダクタンスが変化して利得が決定され
る。この利得制御動作は、上記電圧比較動作を行う差動
トランジスタ１４，１５の入力電圧が同じになるまで継
続され、上記第２の増幅回路１３の出力信号振幅つま
り、発振出力信号が一定に制御される。つまり、差動ト
ランジスタ１５のベースバイアス電圧で形成される上記
第２の増幅回路１３の出力信号振幅が一定になったとき
に、制御電流値が第１および第２の増幅回路の出力直線
性が良好な領域に収まるように基準バイアス電圧Ｖ_B2を
選定すれば、高調歪の少ない正弦発振動作を行うものと
なる。

【００２１】また、この実施例は半導体集積回路として
容易に実現でき、その場合平滑用のキャパシタ５３や、
弾性表面波発振子８は外部端子を介して接続される外付
部品で構成される。そして弾性表面波発振子８の損失が
温度や経時的に変化した場合にも、上記で述べた利得制
御動作によって発振出力振幅を一定にするように作用す
るものである。

【００２２】このように高調波成分の少ない正弦波信号
を映像信号により変調した場合には、高調波の妨害によ
るテレビジョン画面のチャンネル間ビートを低減するこ
とができる。

【００２３】上記の実施の形態から得られる作用効果
は、下記の通りである。すなわち、（１）利得可変機能を持つ第１の増幅回路７と、この増
幅回路の入力と出力との間に設けられ発振動作を行わせ
る共振子８と、上記第１の増幅回路７の出力信号を増幅
する利得可変機能を持つ第２の増幅回路１３と、上記第
２の増幅回路１３の出力信号を受けて、上記第２の増幅
回路１３の出力信号が一定となるように、第１，第２の
増幅回路を制御する利得制御回路２３を設けることによ
り、共振子８の損失バラツキや変動に対応して発振出力
信号が一定になるよう、第１，第２の増幅回路の利得が
制御されるから、発振動作の安定化を図りつつ高調波成
分を抑えることができるという効果が得られる。

【００２４】（２）上記（１）により、比較的安価な弾
性表面波発振子を用いて、安定した高調波発振信号を得
ることができるという効果が得られる。

【００２５】（３）上記（１）により、テレビジョン受
像機用のＲＦモジュレータに利用した場合、高調波の妨
害によるチャンネル間ビートを低減することができると
いう効果が得られる。

【００２６】以上本発明を実施の形態に基づき説明した
が、本発明はその要旨の範囲内で変更可能である。例え
ば、発振回路に用いられる可変利得増幅回路や利得制御
回路の具体的構成は種々の実施形態を採ることができ
る。また、発振回路を構成する共振子８は、前記弾性表
面波発振子の他、水晶振動子、コイル、キャパシタから
なる共振子等何であってもよい。

【００２７】本実施の形態では、第１，第２の増幅回路
に利得可能機能を設けているが、第２の増幅回路１３を
除いた、第１の増幅回路７のみに利得可変機能を持たせ
ることでも同様の効果を得られると考えられる。しか
し、この場合、第１の増幅回路に流れる電流値の変化量
は本実施の形態に比べて大きくなる。電流が増えるとト
ランジスタの周波数特性は伸びるので、制御電流が増え
た場合、高調波レベルは大きくなる方向である。したが
って、本実施の形態のように利得制御機能を２つの増幅
回路に持たせ、１つの増幅回路の電流の最大値を小さく
した方が、高調波レベルを抑えることができる。

【００２８】本発明は、前記テレビジョン受像機用のＲ
Ｆモジュレータの他、高調波成分の少ない正弦波を形成
する発振回路に利用できる。

【００２９】図３に本発明の一実施の形態による発振回
路の出力端子３１の出力特性と、従来の発振回路の出力
特性を示す。

【００３０】Ａは図１の出力端子３１の特性を示し、Ｂ
は図４の出力端子３１の特性を示す。ここで、図３及び
図４の基本波の出力電力を０ｄＢとして、各々の２次、
３次高調波の電力の比較をした。基本波の周波数は６
７．２５ＭＨｚとした。以上の設定において、Ａの２次
高調波はＢの２次高調波に比べて５ｄＢ低くなり、Ａの
３次高調波はＢの３次高調波に比べて３ｄＢ低くなっ
た。

【００３１】

【発明の効果】利得可変機能を持つ第１の増幅回路の入
力と出力との間に設けられた発振動作を行わせる共振子
を設けて発振動作を行わせるとともに、上記第１の増幅
回路の出力信号を受けてこれを増幅する利得可変機能を
持つ第２の増幅回路の出力信号を受けて、上記第２の増
幅回路の発振出力信号が一定となるように制御する利得
制御回路を設けることにより、共振子の損失バラツキや
変動に対応して発振出力信号が一定になるよう第１，第
２の増幅回路の利得が制御されるから、発振動作の安定
化を図りつつ高調波成分を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による発振回路図

【図２】本発明の一実施の形態による発振回路に用いら
れる利得制御回路図

【図３】特性図

【図４】従来の発振回路図

【符号の説明】

１，２トランジスタ３〜６抵抗７第１の増幅回路８共振子９，１０ダイオード１１トランジスタ１２抵抗１３第２の増幅回路１４，１５トランジスタ１６，１７ダイオード１８トランジスタ１９抵抗２０可変電流源回路２１，２２抵抗２３利得制御回路２４キャパシタ２５可変電流源回路３１出力端子３２増幅回路３３バイアス電圧源３４バイアス電圧源４１，４２トランジスタ４３キャパシタ４４定電流源４５〜４８トランジスタ４９，５０定電流源５１，５２トランジスタ５３キャパシタ５４抵抗５５トランジスタ５６抵抗５７，５８トランジスタ５９抵抗６３バイアス電圧源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者正垣年啓大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】利得可変機能を持つ第１の増幅回路と、
この増幅回路の入力と出力との間に接続された共振子
と、前記第１の増幅回路の出力信号を増幅する利得可変
機能を持つ第２の増幅回路と、前記第２の増幅回路の出
力信号を受けて、前記第２の増幅回路の出力信号が一定
となるように、前記第１，第２の増幅回路の利得を制御
する利得制御回路とを備えた発振回路。
【請求項２】前記共振子が、弾性表面波発振子である
ことを特徴とする請求項１記載の発振回路。
【請求項３】前記発振回路の第２の増幅回路の出力信
号が、テレビジョン受像機のアンテナ端子から入力され
ることを特徴とする請求項１又は２記載の発振回路。