JPH11186844A - 電圧制御発振器 - Google Patents

電圧制御発振器

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JPH11186844A
JPH11186844A JP35310097A JP35310097A JPH11186844A JP H11186844 A JPH11186844 A JP H11186844A JP 35310097 A JP35310097 A JP 35310097A JP 35310097 A JP35310097 A JP 35310097A JP H11186844 A JPH11186844 A JP H11186844A
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JP
Japan
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capacitor
resonance
capacitance
diode
transistor
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JP35310097A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Yamamoto
浩之 山本
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 互いに異なる二つの周波数を切り換えて使用
する際に、インダクタンス発生導体の長さ寸法の調整が
不要な電圧制御発振器を提供する。また、周波数の切換
幅が大きい場合にも、安定した発振が可能な電圧制御発
振器を提供する。 【解決手段】 電圧制御発振器10において、比較的高
い周波数を用いる場合、第1のダイオードD1をオンさ
せ、第2のダイオードD2をオフさせる。これにより、
ストリップラインL12およびコンデンサC3により共
振し、帰還容量は第2のダイオードD2により形成され
る。 【効果】 共振における容量成分、および帰還容量が変
化することにより、負性抵抗値が変化し、比較的高い周
波数においても、共振が安定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種高周波装置に
搭載される電圧制御発振器に関し、特に、互いに異なる
2つの周波数を切り換えて動作する電圧制御発振器に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来の電圧制御発振器の構成を、図2を
用いて説明する。
【0003】図2において、1は電圧制御発振器であ
り、共振回路2、トランジスタTR1を有する発振回路
3、およびバッファ回路4を備えてなる。
【0004】このうち、共振回路2は、互いに異なる2
つの周波数のいずれかを選択し、その選択された周波数
で共振された信号を出力する回路であり、可変容量ダイ
オードVD1、互いに直列に接続されるカップリングコ
ンデンサC1、C2、インダクタンス発生導体としての
ストリップラインL1、および、インダクタンス調整用
ダイオード(以下、第1のダイオード)D1を備える。
ここで、可変容量ダイオードVD1のアノード端子は接
地され、カソード端子は、抵抗R1を介して制御電圧入
力端子Vcnに接続される。また、可変容量ダイオード
VD1および抵抗R1の接続点は、カップリングコンデ
ンサC1、C2を介して、発振回路3を構成するトラン
ジスタTR1のベース端子に接続される。また、ストリ
ップラインL1は、二つのストリップラインL11およ
びL12が直列に接続されてなるものであり、このう
ち、一方のストリップラインL11の一端は、カップリ
ングコンデンサC1、C2の接続点に接続される。ここ
で、ストリップラインL11、L12の接続点は、コン
デンサC3を介して、第1のダイオードD1のアノード
端子に接続され、第1のダイオードD1のカソード端子
は接地される。また、コンデンサC3と第1のダイオー
ドD1の接続点は、抵抗R2を介してスイッチング電圧
入力端子Vswに接続される。また、カップリングコン
デンサC1は、可変容量ダイオードVD1とストリップ
ラインL1とを結合させるためのものであり、カップリ
ングコンデンサC2は、ストリップラインL1とトラン
ジスタTR1とを結合させるためのものである。
【0005】また、発振回路3は、トランジスタTR1
を備えるコレクタ接地のコルピッツ型発振回路であり、
トランジスタTR1のベース−エミッタ端子間には、ト
ランジスタTR1への帰還容量を発生する帰還用コンデ
ンサC4が接続され、エミッタ−コレクタ端子間にはコ
ンデンサC5が接続され、コンデンサC5の一端は接地
される。また、トランジスタTR1のエミッタ端子は、
カップリングコンデンサC6を介してバッファ回路4に
接続される。また、トランジスタTR1のコレクタ端子
は、チョークコイルとしてのストリップラインL2を介
して、電源電圧入力端子Vinに接続される。そして、
トランジスタTR1のコレクタ端子とストリップライン
L2の一端との接続点は、接地用コンデンサC7を介し
て接地される。
【0006】このように構成される電圧制御発振器1に
おいては、共振回路2で共振された信号が、発振回路3
を構成するトランジスタTR1のベース端子に入力さ
れ、帰還用コンデンサC4で増幅されて発振される。こ
の発振信号がバッファ回路4で増幅された後、図示して
いない整合回路で整合され出力信号となって、出力端子
Voutから出力される。
【0007】また、電圧制御発振器1においては、第1
のダイオードD1をオン/オフさせることにより、互い
に異なる二つの周波数を切り換えて、発振に用いること
ができる。すなわち、第1のダイオードD1に駆動電圧
を印加しない場合には、第1のダイオードD1は高周波
的に開放(オフ)状態となり、コンデンサC3および第
1のダイオードD1は、ストリップラインL1から電気
的に切り離され、発振におけるインダクタンス成分は、
ストリップラインL1全体(L11、L12)により規
定されるものとなる。一方、スイッチング電圧入力端子
Vswを介して、第1のダイオードD1に駆動電圧を印
加した場合には、第1のダイオードD1は導通(オン)
状態となり、ストリップラインL11、L12の接続点
は、コンデンサC3および第1のダイオードD1を介し
て、高周波的に接地される。このため、発振におけるイ
ンダクタンス成分は、ストリップラインL11のみによ
り規定されることとなる。したがって、第1のダイオー
ドD1のオフ時に、ストリップラインL1全体によりイ
ンダクタンス成分が規定される場合に比べて、発振の周
波数が高くなる。また、ストリップラインL11、L1
2の長さ寸法は、切り換える2つの周波数の差(切換
幅)に応じて設定されるものである。
【0008】このように、第1のダイオードD1のオン
/オフにより、周波数を切り換えることができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の電圧
制御発振器1においては、次のような問題点があった。
すなわち、インダクタンス成分をストリップラインL1
全体により規定するか、ストリップラインL11のみに
より規定するかで、2つの周波数を切り換えて使用する
ものである。そして、周波数の切換幅に応じて、ストリ
ップラインL11、L12の長さ寸法を変えることが必
要となり、これにより、ストリップラインL1を設ける
基板も、表面積の異なるものを用いなければならず、基
板寸法の標準化に支障を来す恐れがあった。
【0010】また、例えば、800MHz帯の周波数か
ら1.6GHz帯の周波数に切り換える場合のように、
切換幅が比較的大きくとも、帰還容量、すなわちコンデ
ンサC4の容量は一定であるため、トランジスタTR1
のベース端子から出力側を見たときの負性抵抗成分が変
わらないので、高い方の周波数(1.6GHz帯)での
発振を安定させることが不可能となる恐れがあった。
【0011】さらに、振幅条件であるトランジスタTR
1の増幅率hfe=C5/C4は、周波数が低い場合
と、周波数が高い場合とで不変であるため、周波数が高
い場合には、充分な発振出力が得られなくなる恐れがあ
った。
【0012】そこで、本発明においては、互いに異なる
二つの周波数を切り換えて使用する際に、インダクタン
ス発生導体の長さ寸法の調整が不要な電圧制御発振器を
提供することを目的とする。また、周波数の切換幅が大
きい場合にも、安定した発振が可能な電圧制御発振器を
提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明にかかる電圧制御発振器においては、互いに
直列に接続された二つのインダクタンス発生導体の双方
により規定されるインダクタンス成分と、どちらか一方
により規定されるインダクタンス成分とを切り換えて用
い、互いに異なる二つの周波数を切り換えて共振周波数
とする共振回路と、トランジスタ、および該トランジス
タのエミッタ−ベース端子間に接続され、前記トランジ
スタへの帰還容量を発生する帰還用コンデンサを有し、
前記共振回路の出力信号を増幅し、発振する発振回路と
を備えてなる電圧制御発振器において、前記二つのイン
ダクタンス発生導体に直列に可変容量ダイオードを接続
し、該可変容量ダイオードに並列に共振用コンデンサを
接続し、前記可変容量ダイオードおよび共振用コンデン
サにより形成された容量を、前記共振回路の容量成分と
したことを特徴とする。
【0014】また、互いに直列に接続された二つのイン
ダクタンス発生導体の双方により規定されるインダクタ
ンス成分と、どちらか一方により規定されるインダクタ
ンス成分とを切り換えて用い、互いに異なる二つの周波
数を切り換えて共振周波数とする共振回路と、トランジ
スタ、および該トランジスタのエミッタ−ベース端子間
に接続され、前記トランジスタへの帰還容量を発生する
帰還用コンデンサを有し、前記共振回路の出力信号を増
幅し、発振する発振回路とを備えてなる電圧制御発振器
において、前記発振回路の帰還用コンデンサに直列に帰
還容量切換用ダイオードを接続し、該帰還容量切換用ダ
イオードをオンオフすることにより、前記トランジスタ
への帰還容量を変化させたことを特徴とする。
【0015】本発明にかかる電圧制御発振器によれば、
共振回路において、共振用コンデンサの容量を用いて共
振がなされるため、共振用コンデンサの容量を、所望の
周波数に対応する負性抵抗値に合わせて設定すること
で、比較的高い周波数を用いる場合にも、安定した発振
がなされる。したがって、インダクタンス発生導体の長
さ寸法を調整したり、それに合わせて、インダクタンス
発生導体を設ける基板の表面積を拡大したりする必要が
ない。
【0016】また、帰還容量調整用ダイオードをオンオ
フさせ、トランジスタへの帰還容量を変化させること
で、共振回路より発振回路側の負性抵抗値を変化させる
ことができる。これにより、周波数の切換幅が比較的大
きく、比較的高い周波数を用いる場合にも、安定した発
振がなされる。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の第1の実施例にかかる電
圧制御発振器の構成を、図1を用いて説明する。なお、
図1において、図2と同一もしくは相当する部分には同
一の符号を付し、その説明は省略する。
【0018】図1において、10は電圧制御発振器であ
り、共振回路12、発振回路13、およびバッファ回路
4を備えてなる。ここで、共振回路12においては、可
変容量ダイオードVD1とストリップラインL1とが、
互いに直列に接続される。また、ストリップラインL1
を構成するストリップラインL11、L12の接続点が
コンデンサC3および第1のダイオードD1を介して接
地され、コンデンサC3と第1のダイオードD1の接続
点が抵抗R2を介してスイッチング電圧入力端子Vsw
に接続される。
【0019】また、可変容量ダイオードVD1と抵抗R
1との接続点は、カップリングコンデンサC2を介し
て、トランジスタTR1のベース端子に接続される。ま
た、可変容量ダイオードVD1に並列に、共振用コンデ
ンサC8が接続される。共振用コンデンサC8は、可変
容量ダイオードVD1とストリップラインL1とを結合
させるカップリングコンデンサとして機能するととも
に、後述するように、共振回路12の容量成分を形成す
るものである。
【0020】また、トランジスタTR1と帰還用コンデ
ンサC4との接続点に、帰還容量調整用ダイオード(以
下、第2のダイオード)D2が配置される。第2のダイ
オードD2のカソード端子は、帰還用コンデンサC4の
一端に接続され、アノード端子は、トランジスタTR1
のエミッタ端子に接続される。また、帰還用コンデンサ
C4と第2のダイオードD2との接続点は、抵抗R3を
介して、スイッチング電圧入力端子Vswと抵抗R2と
の接続点に接続される。
【0021】ここで、第2のダイオードD2は、電圧を
印加した場合に、高周波的に開放(オフ)状態となるよ
うに、すなわち、オン時には、カソード電圧がトランジ
スタTR1のエミッタ電圧より高くなるように、抵抗値
が設定されている。
【0022】次に、電圧制御発振器10の動作を、80
0MHz帯の周波数から1.6GHz帯の周波数に発振
周波数を切り換える場合を例に取り、説明する。
【0023】まず、電圧制御発振器10を、800MH
z帯の周波数で動作させるときには、ダイオードD1に
駆動電圧を印加せず、第1のダイオードD1を開放状態
とし、第2のダイオードD2を導通状態とする。このと
き、第1のダイオードD1は、高周波的には容量成分と
なり、互いに直列に接続された第1のダイオードD1と
コンデンサC3との合成容量においては、第1のダイオ
ードD1の比較的小さい容量が支配的となり、この合成
容量は微小なものとなる。したがって、この合成容量に
よる容量成分と、この合成容量に対して並列に接続され
ているストリップラインL12によるインダクタンス成
分とで規定される共振周波数は、インダクタンス成分が
L1全体により規定される場合に比べて高いものとな
り、この共振により、共振回路12の共振が影響を受け
ることはない。したがって、共振回路12は、可変容量
ダイオードVD1、ストリップラインL1および共振用
コンデンサC8で共振することとなる。ここで、ストリ
ップラインL1のインダクタンス、共振用コンデンサC
8の容量、および帰還用コンデンサC4の容量を、80
0MHz帯の周波数に対応する負性抵抗値に合わせて設
定しておくことにより、発振が安定する。
【0024】一方、電圧制御発振器10を、1.6GH
z帯の周波数で動作させるときには、第1のダイオード
D1に駆動電圧を印加し、第1のダイオードD1を導通
状態とし、第2のダイオードD2を開放状態とする。こ
れにより、共振回路2において、可変容量ダイオードV
D1、ストリップラインL1および共振用コンデンサC
8で共振する1次共振と、ストリップラインL12およ
びコンデンサC3で共振する2次共振とが発生すること
となる。この2次共振により1.6GHz帯の共振周波
数が実現される。
【0025】ここで、開放状態の第2のダイオードD2
は、高周波的に容量成分となる。ここで、第2のダイオ
ードD2には、帰還用コンデンサC4が直列に接続され
ているため、第2のダイオードD2および帰還用コンデ
ンサC4による合成容量が、トランジスタTR1への帰
還容量となる。したがって、帰還用コンデンサC4の容
量を、第2のダイオードD2の容量より大きく設定して
おけば、第2のダイオードD2および帰還用コンデンサ
C4による合成容量、すなわち帰還容量において、比較
的小さい第2のダイオードD2の容量が支配的となり、
帰還容量は微小なものとなる。このように、帰還容量を
変化させ、さらに、ストリップラインL12のインダク
タンスおよび共振用コンデンサC8の容量を、1.6G
Hz帯の周波数に対応する負性抵抗値に合わせて設定し
ておくことにより、発振が安定する。
【0026】上記のように、電圧制御発振器10におい
ては、共振回路12において、共振用コンデンサC8の
容量を用いて共振がなされるため、共振用コンデンサC
8の容量を、所望の周波数に対応する負性抵抗値に合わ
せて設定することで、比較的高い周波数を用いる場合に
も、安定した発振がなされる。したがって、ストリップ
ラインL11、L12の長さ寸法を調整したり、それに
合わせて、ストリップラインL11、L12を設ける基
板の表面積を拡大したりする必要がない。
【0027】また、第2のダイオードD2をオンオフさ
せ、トランジスタTR1への帰還容量を変化させること
で、共振回路12より発振回路13側の負性抵抗値を変
化させることができる。これにより、周波数の切換幅が
比較的大きく、比較的高い周波数を用いる場合にも、安
定した発振がなされる。
【0028】なお、本実施例においては、インダクタ発
生導体として、ストリップラインを用いる場合について
説明したが、マイクロストリップラインを用いてもよ
い。
【0029】
【発明の効果】本発明にかかる電圧制御発振器によれ
ば、共振回路において、共振用コンデンサの容量を用い
て共振がなされるため、共振用コンデンサの容量を、所
望の周波数に対応する負性抵抗値に合わせて設定するこ
とで、比較的高い周波数を用いる場合にも、安定した発
振がなされる。したがって、インダクタンス発生導体の
長さ寸法を調整したり、それに合わせて、インダクタン
ス発生導体を設ける基板の表面積を拡大したりする必要
がない。
【0030】また、帰還容量調整用ダイオードをオンオ
フさせ、トランジスタへの帰還容量を変化させること
で、共振回路より発振回路側の負性抵抗値を変化させる
ことができる。これにより、周波数の切換幅が比較的大
きく、比較的高い周波数を用いる場合にも、安定した発
振がなされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例にかかる電圧制御発振器を示
す回路図である。
【図2】従来の電圧制御発振器を示す回路図である。
【符号の説明】
10 電圧制御発振器 12 共振回路 13 発振回路 4 バッファ回路 L1(L11、L12) インダクタンス発生導体
(ストリップライン) VD1 可変容量ダイオード C4 帰還用コンデンサ C8 共振用コンデンサ D2 帰還容量切換用ダイオード TR1 トランジスタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに直列に接続された二つのインダク
    タンス発生導体の双方により規定されるインダクタンス
    成分と、どちらか一方により規定されるインダクタンス
    成分とを切り換えて用い、互いに異なる二つの周波数を
    切り換えて共振周波数とする共振回路と、 トランジスタ、および該トランジスタのエミッタ−ベー
    ス端子間に接続され、前記トランジスタへの帰還容量を
    発生する帰還用コンデンサを有し、前記共振回路の出力
    信号を増幅し、発振する発振回路とを備えてなる電圧制
    御発振器において、 前記二つのインダクタンス発生導体に直列に可変容量ダ
    イオードを接続し、該可変容量ダイオードに並列に共振
    用コンデンサを接続し、前記可変容量ダイオードおよび
    共振用コンデンサにより形成された容量を、前記共振回
    路の容量成分としたことを特徴とする電圧制御発振器。
  2. 【請求項2】 互いに直列に接続された二つのインダク
    タンス発生導体の双方により規定されるインダクタンス
    成分と、どちらか一方により規定されるインダクタンス
    成分とを切り換えて用い、互いに異なる二つの周波数を
    切り換えて共振周波数とする共振回路と、 トランジスタ、および該トランジスタのエミッタ−ベー
    ス端子間に接続され、前記トランジスタへの帰還容量を
    発生する帰還用コンデンサを有し、前記共振回路の出力
    信号を増幅し、発振する発振回路とを備えてなる電圧制
    御発振器において、 前記発振回路の帰還用コンデンサに直列に帰還容量切換
    用ダイオードを接続し、該帰還容量切換用ダイオードを
    オンオフすることにより、前記トランジスタへの帰還容
    量を変化させたことを特徴とする電圧制御発振器。
JP35310097A 1997-12-22 1997-12-22 電圧制御発振器 Pending JPH11186844A (ja)

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