JPH11127031A - 電圧制御発振器及びその周波数調整方法 - Google Patents

電圧制御発振器及びその周波数調整方法

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JPH11127031A
JPH11127031A JP28931697A JP28931697A JPH11127031A JP H11127031 A JPH11127031 A JP H11127031A JP 28931697 A JP28931697 A JP 28931697A JP 28931697 A JP28931697 A JP 28931697A JP H11127031 A JPH11127031 A JP H11127031A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】1素子で発振周波数トリミングを行っても制御
電圧感度が大きく変化しにくい電圧制御発振器を提供す
ること。 【解決手段】インダクタL2の一部をトリミングするこ
とにより発振周波数を調整する電圧制御発振器におい
て、前記インダクタL2のトリミング部aのほぼ中央に
電圧容量変化素子を含む回路3を電気的に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話等の無線
通信分野に用いられる電圧制御発振器(VCO)及びそ
の周波数調整方法に関する。
【0002】
【従来の技術】電圧制御発振器は、制御電圧の変化によ
り、その発振周波数を変化することができる発振器であ
る。この制御電圧Vtの変化に対する発振周波数fの変
化比(df/dVt)を制御電圧感度といい、その特性
は、PLL(phase lock loop )の安定性を決める重要
なファクターである。
【0003】通常電圧制御発振器では、所定の制御電圧
を印加した場合の発振周波数のバラツキは1%以下に抑
えなければならない。このため、個々の部品バラツキを
小さく抑え、更に、組立後に周波数の微調整(トリミン
グ)を行うことが必要である。個々の部品に汎用品を使
用すればコストは低く抑えられるが、組立後のバラツキ
がそれだけ大きくなってしまい、調整の量を大きくとる
必要があった。
【0004】図6は電圧制御発振器の回路例の説明図で
ある。図6(a)において、電圧制御発振器には、入力
端子1、バイパスコンデンサC1、制御電圧感度調整用
のコンデンサC2、C2’、発振周波数調整用のコンデ
ンサC3、パターンインダクタL1、パターンインダク
タL2、コンデンサC4、バラクタダイオードD1が設
けてある。
【0005】入力端子1は、制御電圧Vtが印加される
ものである。バイパスコンデンサC1は、高周波をバイ
パスするものである。コンデンサC2、C2’は、制御
電圧感度の調整用のものである。コンデンサC3は、発
振周波数の調整用となるものである。パターンインダク
タL1は、バラクタダイオードD1接続点のインピーダ
ンスを高く保つためのものである。パターンインダクタ
L2は、共振用のインダクタンスである。コンデンサC
4は、トランジスタ回路との結合用である。バラクタダ
イオードD1は、印加電圧により容量が変化するもので
ある。
【0006】図6(a)の電圧制御発振器は、入力端子
1に印加される電圧によって、バラクタダイオードD1
の容量が変化し、発振周波数fが変化するものである。
発振周波数の調整を行うためには、表面パターンで形成
されたパターンインダクタL2の一部分をトリミングす
るものである。
【0007】制御電圧感度については、コンデンサC2
の容量、バラクタダイオードD1の電圧容量変化比及び
定電圧容量が大きく影響を与えるものである。例えば、
素子のバラツキによってバラクタダイオードD1の定電
圧容量が設計値より小さく、かつ、コンデンサC2の容
量が設計値より大きい場合には制御電圧感度が最大にな
る。
【0008】図7は従来例の周波数調整の説明図であ
る。図7(a)において、実線で囲まれた部分は、電圧
により容量が変化する素子(電圧容量変化素子)を含む
回路3であり通常はパターンインダクタL1、制御電圧
感度調整用のコンデンサC2、バラクタダイオードD1
で形成されている。
【0009】パターンインダクタL2の開放端(グラン
ドと反対側の先端)にコンデンサC2とコンデンサC4
を接続し、パターンインダクタL2の短絡端(グラン
ド)と開放端の間のパターンをトリミング部aでトリミ
ングする。すると、パターンインダクタL2のインダク
タンスが大きくなり、図7(b)に示している特性のよ
うに発振周波数fを低下させることができる。しかし、
トリミング量が多いほど、図7(c)に示している特性
のように制御電圧感度が大きい方に変化してしまってい
た。
【0010】この問題を解決するために、特願平8−2
23053号等において、周波数調整と制御電圧感度を
調整するものが提案されている。図6(b)は周波数調
整と制御電圧感度を調整する電圧制御発振器例の説明で
ある。この電圧制御発振器例は、制御電圧Vtを印加す
る入力端子1と増幅用トランジスタTとの間のライン2
と、共振器形成用主インダクタL2との間に発振周波数
調整用インダクタL3を挿入し、かつ、前記ライン2上
であって、バラクタダイオードD1と発振周波数調整用
インダクタL3との間に、制御電圧感度調整用インダク
タL4を挿入したものである。
【0011】図6(b)の電圧制御発振器例では、発振
周波数調整用インダクタL3をトリミングすることによ
り線路長を長くしてインダクタンスを増大させ、発振周
波数fを低下させる。また、制御電圧感度調整用インダ
クタL4をトリミングすることによりこのインダクタL
4の線路長を長くしてインダクタンスを増大させ、制御
電圧感度を調整する(上げる)。このとき、同時に発振
周波数fが低下するものであった。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のも
のには次のような課題があった。 :発振周波数のトリミング量を大きくすると制御電圧
感度特性が変化してしまい、制御電圧感度のバラツキが
大きくなっていた。
【0013】:周波数調整と制御電圧感度を調整する
ものは、2つの素子のトリミングを行うためその分トリ
ミングに必要な面積が大きくなり、VCO部品としても
大きなものとなっていた。
【0014】本発明は、1素子で発振周波数トリミング
を行っても制御電圧感度が大きく変化しにくい電圧制御
発振器及びその周波数調整方法と、制御電圧感度の微調
整が可能な周波数調整方法を提供することを目的とす
る。
【0015】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。図1中、3は電圧容量変化素子を含む回路、
C3、C4はコンデンサ、L2はインダクタ、aはトリ
ミング部である。本発明は上記課題を解決するため、次
のように構成したものである。
【0016】(1):インダクタL2の一部をトリミン
グすることにより発振周波数を調整する電圧制御発振器
において、前記インダクタL2のトリミング部aのほぼ
中央に電圧容量変化素子を含む回路3を電気的に接続す
る。
【0017】(2)インダクタL2の一部をトリミング
することにより発振周波数を調整する電圧制御発振器の
周波数調整方法において、前記インダクタL2を構成す
る導体パターンの途中に電圧容量変化素子を含む回路3
を電気的に接続し、前記導体パターンの前記接続部と反
対側の辺より前記接続部(接続点)近傍に向かってトリ
ミングする。
【0018】(3)インダクタL2の一部をトリミング
することにより発振周波数を調整する電圧制御発振器の
周波数調整方法において、前記インダクタL2を構成す
る導体パターンの途中に電圧容量変化素子を含む回路3
を電気的に接続し、前記接続部の両側をトリミングす
る。
【0019】(作用)本構成は上記のように構成したの
で、次のような作用がある。インダクタL2のトリミン
グ部aのほぼ中央に電圧容量変化素子を含む回路3を電
気的に接続し、電圧制御発振器の前記インダクタL2の
一部をトリミングすることにより発振周波数を調整す
る。このため、発振周波数のトリミングを行っても制御
電圧感度が変化しにくいトリミングを行うことができ、
また、1素子で発振周波数と制御電圧感度の両方を調整
でき、より小型にできる。
【0020】また、インダクタL2の一部をトリミング
することにより発振周波数を調整する電圧制御発振器の
周波数調整方法において、前記インダクタL2を構成す
る導体パターンの途中に電圧容量変化素子を含む回路3
を電気的に接続し、前記導体パターンの前記接続部と反
対側の辺より前記接続部近傍に向かってトリミングす
る。このため、発振周波数のトリミングを行っても制御
電圧感度が変化しにくいトリミングを行うことができ、
また、発振周波数のトリミングを大きくとっても制御電
圧感度のバラツキを小さく抑えることができ、個々の部
品のバラツキが大きくても安定した電圧制御発振器を製
造することができ、更に、1素子で発振周波数と制御電
圧感度の両方を調整できる。
【0021】さらに、電圧制御発振器の周波数調整方法
において、電圧容量変化素子を含む回路3の接続部の両
側をトリミングする。このため、発振周波数のトリミン
グを大きくとっても制御電圧感度のバラツキを小さく抑
えることができ、個々の部品のバラツキが大きくても安
定した電圧制御発振器を製造することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図2〜図5は本発明の実施の形態
を示したものであり、図1、図6、図7と同じものは同
一符号で示してある。
【0023】(1):トリミング部の中央部にコンデン
サC2を接続する場合の説明 図2はトリミング部の中央部にC2を接続する場合の説
明図である。図2(a)において、電圧制御発振器に
は、インダクタL1、コンデンサC2、バラクタダイオ
ード(電圧容量変化素子)D1、表面パターンで形成さ
れた(パターン)インダクタL2、コンデンサC3、C
4、トリミング部aが設けてある。
【0024】制御電圧が印加されるインダクタL1は、
コンデンサC2とバラクタダイオードD1に接続されて
いる。グランドには、バラクタダイオードD1と表面パ
ターンで形成されたトリミングを行うインダクタL2の
短絡(ショート)端とコンデンサC3が接続されてい
る。インダクタL2の開放(オープン)端には、コンデ
ンサC4と、例えばコルピッツタイプのトランジスタ回
路に接続される結合用のコンデンサC4が接続されてい
る。
【0025】インダクタL1、コンデンサC2、バラク
タダイオードD1で電圧容量変化素子を含む回路3を構
成している。この電圧容量変化素子を含む回路3のコン
デンサC2がインダクタL2のトリミング部aのほぼ中
央に接続されている。
【0026】なお、このコンデンサC2のインダクタL
2との接続部(接続点)を図の右側(開放端側)に移動
させる(トリミング部aも右側に移動)と制御電圧感度
が大きくなり、逆に左側(短絡端側)に移動させる(ト
リミング部も左側に移動)と制御電圧感度が低下する。
【0027】このように、トリミングによりパターンイ
ンダクタL2のインダクタンスが大きくなり、図2
(b)に示している特性のように発振周波数fが低下す
る。しかし、コンデンサC2をパターンインダクタL2
のトリミング部aのほぼ中央に接続しているため、トリ
ミング量が変化しても、図2(c)に示している特性の
ように制御電圧感度は変化しないようになる。これは、
コンデンサC2の接続部から見たパターンインダクタL
2の開放端側と短絡端側のインダクタンスがほぼ同時に
変化するためと考えられる。
【0028】導体パターンであるパターンインダクタL
2の形状は、ストレートな形状も考えられるが、ストレ
ートな形状ではトリミング量によるインダクタンスの変
化量はあまり多くない。このため、導体パターンを図2
(a)のようなU字状又はL字状等の少なくとも一度曲
がった形状とし、コンデンサC2との接続点は導体パタ
ーンの外側の辺とし、トリミング部はこの曲がった内側
から外側へ(接続点に向かって)行うことが望ましい
(導体パターンの変化量を大きくできる)。
【0029】(2):制御電圧感度を微調整する場合の
説明 図3は制御電圧感度を微調整する場合の説明図である。
図3(a)においては、図2(a)のトリミング部分を
広く設定し、複数本のトリミングを行い、制御電圧感度
の微調整ができるようにしている。
【0030】電圧制御発振器のパターンインダクタL2
の短絡端と開放端の間にコンデンサC2を接続し、該接
続部の両側(トリミング部aとトリミング部b)をトリ
ミングする。
【0031】図3(b)に示している特性のようにトリ
ミング部a、トリミング部bともトリミング量が増加す
ると発振周波数fが低下する。図3(c)に示している
特性のように、トリミング部aのトリミング量が増加す
るとパターンインダクタL2の短絡端とコンデンサC2
間のインダクタンスが増加し、制御電圧感度はやや大き
くなり、トリミング部bのトリミング量が増加するとパ
ターンインダクタL2の開放端とコンデンサC2間のイ
ンダクタンスが増加し、制御電圧感度はやや小さくな
る。
【0032】このパターンインダクタL2のトリミング
方法は、トリミング部a又はトリミング部bのどちらか
をトリミングする、または、トリミング部aのトリミン
グをして次にトリミング部bのトリミングを行う(又は
この逆)。更に、トリミング部aとトリミング部bのト
リミングを少しずつ交互に行い、所望の発振周波数fと
制御電圧感度とすることができる。
【0033】(3):トリミング量による制御電圧感度
の変化を大きくする場合の説明 図4はトリミング量による制御電圧感度の変化を大きく
する場合の説明図である。図4(a)においては、図3
(a)のパターンインダクタL2をコンデンサC2の接
続部により、短絡端側と開放端側とに明確に分離したも
のである。
【0034】図4(b)に示している特性のように、ト
リミング部aのトリミング量が増加するとパターンイン
ダクタL2の短絡端とコンデンサC2間のインダクタン
スが図3のものより大きく増加し、制御電圧感度は図3
のものより大きく増加する、また、トリミング部bのト
リミング量が増加するとパターンインダクタL2の開放
端とコンデンサC2間のインダクタンスが図3のものよ
り大きく増加し、制御電圧感度は図3のものより小さく
なる。
【0035】図4(c)に示しているように、このパタ
ーンインダクタL2のトリミング方法は、例えば、トリ
ミング部aのトリミングをして、次に、トリミング部b
のトリミングを行い、更に、トリミング部aのトリミン
グをして、所望の発振周波数fと制御電圧感度とするこ
とができる。
【0036】(4):多層基板を使用する場合の説明 図5は多層基板を使用する場合の説明図である。図5に
おいて、(a)は多層基板の内部構造を示しており、
(b)は多層基板の完成図を示している。
【0037】図5の(a)の多層基板の内部構造におい
て、第1層2aには、表面トリミング導体部(マイクロ
ストリップ型インダクタ)であるパターンインダクタL
2の一部が設けてある。第2層2bには、グランド層が
設けてある。第3層2cには、ストリップライン型イン
ダクタであるパターンインダクタL2の一部が設けてあ
る。第4層2dには、グランド層が設けてある。各層間
は、ガラスエポキシ等の絶縁体層(図示省略)により分
離されている。
【0038】第1層2aのパターンインダクタL2の一
部は、一端(開放端)に結合用のコンデンサC4とコン
デンサC3が接続され、トリミング部aにコンデンサC
2が接続され、他端はスルーホールにより第3層2cの
パターンインダクタL2の一部の一端と接続されてい
る。第3層2cのパターンインダクタL2の一部の他端
は、側面導体により各グランド層と接続されている。
【0039】図5の(b)の多層基板の完成図におい
て、第1層2aの表面トリミング導体部であるパターン
インダクタL2の一部が示されている。実際には、表面
トリミング導体部(パターンインダクタL2)が設けら
れている第1層2a上に、更に電圧制御発振器を構成す
るその他の部品が表面実装等により設けられるものであ
る。コンデンサC2、C3、C4等は多層基板内に設け
ることもできる。
【0040】なお、図5の表面トリミング導体部とし
て、図2のもので説明したが、図3、図4のものを用い
ることもできる。以上実施の形態で説明したように、電
圧制御発振器において、発振周波数のトリミングを行っ
ても制御電圧感度が変化しにくいトリミングを行うこと
ができる。また、発振周波数のトリミングを大きくとっ
ても制御電圧感度のバラツキを小さく抑えることがで
き、個々の部品のバラツキが大きくても安定した電圧制
御発振器を製造することができる。更に、1素子で発振
周波数と制御電圧感度の両方を調整できるため、より小
型にできる。また、制御電圧感度の微調整をすることが
できる。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果がある。 (1):電圧制御発振器のインダクタの一部をトリミン
グすることにより発振周波数を調整し、前記インダクタ
のトリミング部のほぼ中央に電圧容量変化素子を含む回
路を電気的に接続するため、発振周波数のトリミングを
行っても制御電圧感度が変化しにくいトリミングを行う
ことができ、また、1素子で発振周波数と制御電圧感度
の両方を調整でき、より小型にできる。
【0042】(2):インダクタを構成する導体パター
ンの途中に電圧容量変化素子を含む回路を電気的に接続
し、前記導体パターンの前記接続部と反対側の辺より前
記接続部近傍に向かってトリミングするため、発振周波
数のトリミングを行っても制御電圧感度が変化しにくい
トリミングを行うことができ、また、発振周波数のトリ
ミングを大きくとっても制御電圧感度のバラツキを小さ
く抑えることができ、個々の部品のバラツキが大きくて
も安定した電圧制御発振器を製造することができ、更
に、1素子で発振周波数と制御電圧感度の両方を調整で
きる。
【0043】(3):電圧制御発振器の周波数調整方法
において、電圧容量変化素子を含む回路の接続部の両側
をトリミングするため、発振周波数のトリミングを大き
くとっても制御電圧感度のバラツキを小さく抑えること
ができ、個々の部品のバラツキが大きくても安定した電
圧制御発振器を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】実施の形態におけるトリミング部の中央部にC
2を接続する場合の説明図である。
【図3】実施の形態における制御電圧感度を微調整する
場合の説明図である。
【図4】実施の形態におけるトリミング量による制御電
圧感度の変化を大きくする場合の説明図である。
【図5】実施の形態における多層基板を使用する場合の
説明図である。
【図6】電圧制御発振器の回路例の説明図である。
【図7】従来例の周波数調整の説明図である。
【符号の説明】
3 電圧容量変化素子を含む回路 C3、C4 コンデンサ L2 インダクタ a トリミング部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インダクタの一部をトリミングすることに
    より発振周波数を調整する電圧制御発振器において、 前記インダクタのトリミング部のほぼ中央に電圧容量変
    化素子を含む回路を電気的に接続することを特徴とする
    電圧制御発振器。
  2. 【請求項2】インダクタの一部をトリミングすることに
    より発振周波数を調整する電圧制御発振器の周波数調整
    方法において、 前記インダクタを構成する導体パターンの途中に電圧容
    量変化素子を含む回路を電気的に接続し、前記導体パタ
    ーンの前記接続部と反対側の辺より前記接続部近傍に向
    かってトリミングすることを特徴とする電圧制御発振器
    の周波数調整方法。
  3. 【請求項3】インダクタの一部をトリミングすることに
    より発振周波数を調整する電圧制御発振器の周波数調整
    方法において、 前記インダクタを構成する導体パターンの途中に電圧容
    量変化素子を含む回路を電気的に接続し、該接続部の両
    側をトリミングすることを特徴とする電圧制御発振器の
    周波数調整方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1757216A1 (en) * 2004-05-27 2007-02-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Transmitter, receiver, and transmission/reception system

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EP1757216A1 (en) * 2004-05-27 2007-02-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Transmitter, receiver, and transmission/reception system
EP1757216A4 (en) * 2004-05-27 2009-08-05 Panasonic Corp TRANSMITTER; RECEIVER AND TRANSMIT RECEIVER SYSTEM

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