JPH11289220A - Wide band voltage controlling oscillator - Google Patents

Wide band voltage controlling oscillator

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JPH11289220A
JPH11289220A JP9009998A JP9009998A JPH11289220A JP H11289220 A JPH11289220 A JP H11289220A JP 9009998 A JP9009998 A JP 9009998A JP 9009998 A JP9009998 A JP 9009998A JP H11289220 A JPH11289220 A JP H11289220A
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JP
Japan
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voltage
capacitor
frequency
variable inductor
transistor
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Application number
JP9009998A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Terubumi Nagano
光史 長野
Takashi Abe
隆 安部
Hiroshi Hoshigami
浩 星上
Kenzo Urabe
健三 占部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kokusai Electric Corp
Original Assignee
Kokusai Electric Corp
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Filing date
Publication date
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  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wide band voltage controlling oscillator capable of controlling frequency bands in a wide range. SOLUTION: A control circuit 115 reads out a voltage value for determining an inductance value for a variable inductor 104 corresponding to specific frequency from a storage circuit 116 based on a signal indicating the specific frequency and outputs the read value to the inductor 104, which discretely changes the resonance frequency of a resonance part, the capacity of a varactor diode 102 is made variable and its phase is fixed by DC voltage inputted from a PLL IC control terminal 101, and frequency oscillation in a wide range is executed by a transistor 109.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、広帯域電圧制御発
振器に係り、特に、外部電圧の制御により広範囲に存在
する複数の通信方式に対応したそれぞれの周波数帯で安
定した発振を得ることのできる広帯域電圧制御発振器に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wide band voltage controlled oscillator, and more particularly to a wide band capable of obtaining stable oscillation in respective frequency bands corresponding to a plurality of communication systems existing over a wide range by controlling an external voltage. The present invention relates to a voltage controlled oscillator.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の電圧制御発振器は、ある特定周波
数のみ対応していて、単一比帯域が大きい領域で周波数
制御可能な小型発振器の実現は一般に困難である。これ
までのVCO(Voltage Controlled Oscillator )用い
て、例えばPDC(Personal Digital Cellular )とP
HS(Personal Handyphone System)に対応させようと
すると電気的に発振周波数を制御しているバラクタダイ
オードのみでは可変にすることができず、発振器内の共
振器の物理長を変更しなくてはならない。
2. Description of the Related Art A conventional voltage controlled oscillator supports only a specific frequency, and it is generally difficult to realize a small oscillator capable of controlling the frequency in a region where a single fractional band is large. Using a conventional VCO (Voltage Controlled Oscillator), for example, PDC (Personal Digital Cellular) and P
In order to cope with the HS (Personal Handyphone System), it cannot be made variable only by a varactor diode that electrically controls the oscillation frequency, and the physical length of the resonator in the oscillator must be changed.

【0003】これは単一サイズの共振器では不可能であ
るから、従来の広帯域発振器は広帯域の発振を得るため
に、カバーする周波数帯を複数の狭帯域に分割し、各々
の狭帯域に対応する複数の発振器を設備し、スイッチな
どで切り替えることによって目的の周波数を得る手法が
用いられていた。上記手法については、1996電子情
報通信学会通信ソサイエティ大会B−360「Software
Radioのローカル発振周波数精度」に記載されている。
Since this is not possible with a single-sized resonator, a conventional wide-band oscillator divides a covering frequency band into a plurality of narrow bands and obtains a narrow band corresponding to each narrow band in order to obtain wide-band oscillation. A method has been used in which a plurality of oscillators are installed and a desired frequency is obtained by switching with a switch or the like. For the above method, see the 1996 IEICE Communications Society Conference B-360 "Software
Radio local oscillation frequency accuracy ".

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電圧制御発振器では、広帯域に対応させるために
は、各々の狭帯域用の発振器を複数必要とすることか
ら、小型化できないという問題点があった。
However, the above-mentioned conventional voltage controlled oscillator has a problem that it cannot be miniaturized because a plurality of narrow band oscillators are required to support a wide band. Was.

【0005】根本的な問題として、発振器の基本構成
は、共振器と能動デバイスによって構成されるが、従来
の共振器では共振周波数を大きく変化させるに、物理的
な大きさを変化させなくてはならず、広帯域の周波数可
変は実質的に不可能に近かった。
As a fundamental problem, the basic structure of an oscillator is composed of a resonator and an active device, but in a conventional resonator, the physical size must be changed in order to greatly change the resonance frequency. Rather, wideband frequency tunability was virtually impossible.

【0006】本発明は上記実情に鑑みて為されたもの
で、広範囲の周波数を制御できる広帯域電圧制御発振器
を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a wide band voltage controlled oscillator capable of controlling a wide range of frequencies.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するための請求項1記載の発明は、広帯域電圧制御発
振器において、発振用の能動素子と、前記能動素子で発
振される周波数を離散的に切り替える可変インダクタ
と、前記離散的に切り替えられた周波数を連続的に制御
して位相を固定するバラクタダイオードとを備えること
を特徴としており、広範囲の周波数を制御できる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a wide band voltage controlled oscillator comprising: an active element for oscillation; and a frequency oscillated by the active element. It is characterized by comprising a variable inductor that is discretely switched, and a varactor diode that continuously controls the discretely switched frequency to fix the phase, and can control a wide range of frequencies.

【0008】上記従来例の問題点を解決するための請求
項2記載の発明は、請求項1記載の広帯域電圧制御発振
器において、周波数に対応して可変インダクタを制御す
る電圧値を記憶する記憶回路と、外部からの特定周波数
を示す信号の入力により前記特定周波数に対応する電圧
値を前記記憶回路から読み取り、当該電圧値の電圧にて
前記可変インダクタを制御する制御回路とを設けたこと
を特徴としており、周波数の離散的切り替えを容易にで
き、広範囲の周波数を制御できる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a storage circuit for storing a voltage value for controlling a variable inductor corresponding to a frequency in the wideband voltage controlled oscillator according to the first aspect. And a control circuit for reading a voltage value corresponding to the specific frequency from the storage circuit by inputting a signal indicating the specific frequency from the outside, and controlling the variable inductor with the voltage of the voltage value. The discrete frequency switching can be facilitated, and a wide range of frequencies can be controlled.

【0009】上記従来例の問題点を解決するための請求
項3記載の発明は、広帯域電圧制御発振器において、入
力信号によってバイアス電圧を発振させるトランジスタ
と、前記トランジスタで発振される周波数を離散的に切
り替える可変インダクタと、前記離散的に切り替えられ
た周波数を連続的に制御して位相を固定するバラクタダ
イオードと、周波数に対応して可変インダクタを制御す
る電圧値を記憶する記憶回路と、外部からの特定周波数
を示す信号の入力により前記特定周波数に対応する電圧
値を前記記憶回路から読み取り、当該電圧値の電圧にて
前記可変インダクタを制御する制御回路とを備え、前記
トランジスタのベースと入力信号が入力される入力端子
との間に、第1のコンデンサと、第2のコンデンサと、
第1の抵抗とが直列に接続され、前記入力端子と前記第
1のコンデンサとの間に前記バラクタダイオードが並列
に接続され、前記第1のコンデンサと前記第1の抵抗と
の間に前記可変インダクタが並列に接続され、前記トラ
ンジスタのコレクタに前記バイアス電圧が印加されるバ
イアス電圧端子が接続され、前記トランジスタのベース
と前記バイアス電圧端子との間に第2の抵抗が直列に接
続されると共に、前記第1の抵抗と前記トランジスタの
ベースとの間に第3の抵抗が並列に接続され、前記トラ
ンジスタのエミッタと出力信号が出力される出力端子と
の間に第3のコンデンサが直列に接続され、前記トラン
ジスタのエミッタと前記第3のコンデンサとの間に第4
の抵抗が並列に接続されていることを特徴としており、
周波数の離散的切り替えを容易にでき、広範囲の周波数
を制御できる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a wide band voltage controlled oscillator comprising: a transistor for oscillating a bias voltage by an input signal; and a frequency oscillated by the transistor. A variable inductor to be switched, a varactor diode that continuously controls the discretely switched frequency to fix the phase, a storage circuit that stores a voltage value that controls the variable inductor corresponding to the frequency, A control circuit that reads a voltage value corresponding to the specific frequency from the storage circuit by inputting a signal indicating a specific frequency from the storage circuit and controls the variable inductor with the voltage of the voltage value, wherein a base of the transistor and an input signal are provided. A first capacitor, a second capacitor,
A first resistor connected in series, the varactor diode connected in parallel between the input terminal and the first capacitor, and a variable resistor connected between the first capacitor and the first resistor. An inductor is connected in parallel, a bias voltage terminal to which the bias voltage is applied is connected to the collector of the transistor, and a second resistor is connected in series between the base of the transistor and the bias voltage terminal. , A third resistor is connected in parallel between the first resistor and the base of the transistor, and a third capacitor is connected in series between the emitter of the transistor and an output terminal from which an output signal is output. Between the emitter of the transistor and the third capacitor.
Are connected in parallel,
Discrete frequency switching can be facilitated, and a wide range of frequencies can be controlled.

【0010】上記従来例の問題点を解決するための請求
項4記載の発明は、請求項2又は請求項3記載の広帯域
電圧制御発振器において、記憶回路における可変インダ
クタのインダクタンス定数を決定する情報は、当該広帯
域電圧制御発振器における発振周波数を高くする程に前
記インダクタンス定数を小さくするよう設定されている
のが好適である。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a wide band voltage controlled oscillator according to the second or third aspect, wherein information for determining an inductance constant of a variable inductor in a storage circuit is provided. It is preferable that the inductance constant is set so as to decrease as the oscillation frequency of the wideband voltage controlled oscillator increases.

【0011】上記従来例の問題点を解決するための請求
項5記載の発明は、請求項2又は請求項3又は請求項4
記載の広帯域電圧制御発振器の可変インダクタにおい
て、複数のコイル又は複数のストリップ線路又は複数の
チップインダクタで構成されるインダクタンス素子と、
電流の直流成分を取り除いて交流成分を通過させる第1
のコンデンサと、直流電流を流すチョークコイルと、高
周波信号を通過させる複数の第2のコンデンサと、電流
の直流成分を取り除いて交流成分を通過させる第3のコ
ンデンサと、電圧印加によってオンとなって電流を流す
複数のPINダイオードと、選択的に印加電圧を出力す
る制御回路とを備え、入力端子と出力端子との間に、前
記インダクタンス素子と前記第3のコンデンサと前記第
1のコンデンサとが直列に接続され、前記インダクタン
ス素子と前記第1のコンデンサとの間に、前記チョーク
コイルが並列に接続され、前記インダクタンス素子に設
けられた複数のタップに前記複数の第2のコンデンサの
一端が接続され、当該第2のコンデンサの他端が前記制
御回路に接続され、前記複数のPINダイオードのアノ
ード側が前記制御回路と前記複数の第2のコンデンサと
を結ぶ線に各々接続され、前記複数のPINダイオード
のカソード側が前記インダクタンス素子と前記第1のコ
ンデンサとの間に接続され、前記制御回路が、目的のイ
ンダクタンスの値とするための電圧が入力されると、当
該電圧に対応して前記第2のコンデンサ及び前記PIN
ダイオードに選択的に電圧を印加する制御回路であるこ
とを特徴としており、目的のインダクタンスを容易に調
整できる。
The invention according to claim 5 for solving the problem of the above-mentioned conventional example is according to claim 2 or 3 or 4.
In the variable inductor of the broadband voltage controlled oscillator according to the description, an inductance element configured by a plurality of coils or a plurality of strip lines or a plurality of chip inductors,
The first to remove the DC component of the current and pass the AC component
, A choke coil for passing a DC current, a plurality of second capacitors for passing a high-frequency signal, a third capacitor for removing a DC component of the current and passing an AC component, and being turned on by voltage application. A plurality of PIN diodes that allow current to flow, and a control circuit that selectively outputs an applied voltage, wherein the inductance element, the third capacitor, and the first capacitor are provided between an input terminal and an output terminal. The choke coil is connected in parallel between the inductance element and the first capacitor, and one end of the plurality of second capacitors is connected to a plurality of taps provided on the inductance element. The other end of the second capacitor is connected to the control circuit, and the anodes of the plurality of PIN diodes are connected to the control circuit. The plurality of PIN diodes are respectively connected to lines connecting the path and the plurality of second capacitors, and the cathode sides of the plurality of PIN diodes are connected between the inductance element and the first capacitor; Is input, the second capacitor and the PIN correspond to the voltage.
It is characterized by a control circuit for selectively applying a voltage to the diode, and the target inductance can be easily adjusted.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照しながら説明する。本発明の実施の形態に係る広
帯域電圧制御発振器は、外部から入力される特定周波数
を示す信号によって制御回路が記憶回路から特定周波数
に対応する可変インダクタにおけるインダクタンス値を
決定する電圧値を読み込んで可変インダクタにその電圧
を出力し、可変インダクタでは入力端子から入力される
発振周波数を離散的に変化させ、バラクタダイオードの
可変容量で位相を固定してトランジスタによって広帯域
の周波数発振を可能にしたものである。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The wideband voltage controlled oscillator according to the embodiment of the present invention is configured such that the control circuit reads a voltage value that determines an inductance value of the variable inductor corresponding to the specific frequency from the storage circuit by using a signal indicating the specific frequency input from the outside, and is variable. The voltage is output to the inductor, the variable inductor discretely changes the oscillation frequency input from the input terminal, and the phase is fixed by the variable capacitance of the varactor diode to enable wide-band frequency oscillation by the transistor. .

【0013】本発明の実施の形態に係る広帯域電圧制御
発振器(本発振器)を図1を用いて説明する。図1は、
本発明の実施の形態に係る広帯域電圧制御発振器(本発
振器)の回路図である。本発振器は、図1に示すよう
に、共振部としての可変インダクタ104とバラクタダ
イオード102と、能動回路部としてトランジスタ10
9と、可変インダクタ104を制御する制御回路115
及び記憶回路116とから基本的に構成されている。
A broadband voltage controlled oscillator (this oscillator) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG.
1 is a circuit diagram of a wideband voltage controlled oscillator (present oscillator) according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the oscillator includes a variable inductor 104 and a varactor diode 102 as a resonance unit, and a transistor 10 as an active circuit unit.
9 and a control circuit 115 for controlling the variable inductor 104.
And a storage circuit 116.

【0014】具体的には、本発振器のトランジスタ10
9のベースBに接続するPLL IC制御端子101が設けら
れ、当該端子101とトランジスタ109との間にコン
デンサ103,105と抵抗106が直列に接続されて
いる。
Specifically, the transistor 10 of the present oscillator
9 is provided with a PLL IC control terminal 101 connected to the base B, and capacitors 103 and 105 and a resistor 106 are connected in series between the terminal 101 and the transistor 109.

【0015】また、PLL IC制御端子101とコンデンサ
103との間にバラクタダイオード102が並列に接続
され、コンデンサ103とコンデンサ105との間に可
変インダクタ104が並列に接続され、抵抗106とト
ランジスタ109のベースBとの間にバイアス電圧端子
112からバイアス電圧が抵抗107を介して印加され
るよう接続されると共に、他端が接地する抵抗108の
一端が接続している。
A varactor diode 102 is connected in parallel between the PLL IC control terminal 101 and the capacitor 103, a variable inductor 104 is connected in parallel between the capacitor 103 and the capacitor 105, and a resistor 106 and a transistor 109 are connected. A bias voltage is applied from the bias voltage terminal 112 to the base B via the resistor 107, and one end of the resistor 108 whose other end is grounded is connected.

【0016】トランジスタ109のコレクタCにはバイ
アス電圧端子112を介してバイアス電圧が印加され、
トランジスタ109のエミッタEは出力端子113にコ
ンデンサ111を介して接続し、トランジスタ109の
エミッタEとコンデンサ111との間に他端が接地する
抵抗110の一端が接続している。
A bias voltage is applied to the collector C of the transistor 109 via a bias voltage terminal 112.
The emitter E of the transistor 109 is connected to the output terminal 113 via a capacitor 111, and one end of a resistor 110 whose other end is grounded is connected between the emitter E of the transistor 109 and the capacitor 111.

【0017】また、可変インダクタ104を制御するた
めに、制御回路115が可変インダクタ104に接続さ
れ、更に可変インダクタ104を制御するための値が記
憶回路116に記憶され、また、可変インダクタ104
を調整するために外部から信号を入力できるよう、外部
制御入力端子114が制御回路115に接続されてい
る。
In order to control the variable inductor 104, a control circuit 115 is connected to the variable inductor 104, and a value for controlling the variable inductor 104 is stored in a storage circuit 116.
An external control input terminal 114 is connected to a control circuit 115 so that a signal can be input from outside to adjust the signal.

【0018】次に、本発振器の各部について説明する。
バラクタダイオード102は、可変容量ダイオードであ
り、原理的には、pn接合の障壁容量に加える逆方向電
圧の大きさによって空乏層の厚さを変化させ、静電容量
の値を加減するものであり、本実施の形態においては特
定範囲において連続的に周波数を制御して位相を固定し
て安定化させるものである。具体的には、バラクタダイ
オード102での変化する容量は、例えば、2〜6pF
である。
Next, each part of the oscillator will be described.
The varactor diode 102 is a variable capacitance diode. In principle, the varactor diode 102 changes the thickness of the depletion layer according to the magnitude of the reverse voltage applied to the barrier capacitance of the pn junction, and adjusts the capacitance value. In the present embodiment, the frequency is continuously controlled in a specific range to fix and stabilize the phase. Specifically, the changing capacitance of the varactor diode 102 is, for example, 2 to 6 pF.
It is.

【0019】可変インダクタ104は、制御回路115
から入力される直流電圧によって発振周波数を離散的に
切り替えるものである。つまり、制御回路115からの
電圧により可変インダクタ104におけるインダクタン
ス値を特定の値とすることで、発振周波数を特定の周波
数に切り替えるものである。可変インダクタ104の具
体的構成及び動作は後述する。
The variable inductor 104 includes a control circuit 115
The oscillation frequency is discretely switched according to the DC voltage input from the CPU. That is, the oscillation frequency is switched to a specific frequency by setting the inductance value of the variable inductor 104 to a specific value by the voltage from the control circuit 115. The specific configuration and operation of the variable inductor 104 will be described later.

【0020】トランジスタ109は、発振用能動素子で
あり、ベースBから入力される共振周波数によってコレ
クタCに供給されるバイアス電圧をエミッタEに出力す
るものである。つまり、トランジスタ104は、ベース
Bに入力される共振周波数によりコレクタCに印加され
たバイアス電圧を発振させてエミッタEに発振周波数と
して出力するものである。
The transistor 109 is an active element for oscillation, and outputs a bias voltage supplied to the collector C to the emitter E according to the resonance frequency inputted from the base B. That is, the transistor 104 oscillates the bias voltage applied to the collector C by the resonance frequency input to the base B and outputs the oscillated frequency to the emitter E.

【0021】記憶回路116は、各通信方式に対応する
最適な発振周波数の制御電圧情報を記憶するものであ
る。具体的には、この制御電圧情報は、発振周波数を高
くする程に、可変インダクタ104のインダクタンス値
を小さくするような値が設定されている。制御回路11
5は、可変インダクタ104が各通信方式に応じて所要
のインダクタンス値が得られるように、記憶回路116
に予め設定されている最適な直流電圧を出力するもので
ある。
The storage circuit 116 stores control voltage information of an optimum oscillation frequency corresponding to each communication system. Specifically, the control voltage information is set to a value that decreases the inductance value of the variable inductor 104 as the oscillation frequency increases. Control circuit 11
5 is a memory circuit 116 that allows the variable inductor 104 to obtain a required inductance value according to each communication method.
To output an optimal DC voltage preset in advance.

【0022】ここで、バラクタダイオード102と可変
インダクタ104とを備える共振器部の共振周波数は、
外部電圧制御により電気的に広範囲の周波数ポイントに
可変可能であるのが特徴である。発振器の発振周波数
は、共振器部の共振周波数を可変すれば相対的に変化と
なることから、共振器部の共振周波数を広帯域に制御で
きれば発振周波数も同様に広帯域に制御できるものであ
る。
Here, the resonance frequency of the resonator having the varactor diode 102 and the variable inductor 104 is
The characteristic is that the frequency can be electrically varied over a wide range by external voltage control. Since the oscillation frequency of the oscillator changes relatively when the resonance frequency of the resonator unit is varied, the oscillation frequency can be similarly controlled over a wide band if the resonance frequency of the resonator unit can be controlled over a wide band.

【0023】発振周波数の決定には、以下の2つの可変
素子を用いて行う。1つは離散的に広い範囲で周波数を
切り替えるのに可変インダクタ104を用いるものであ
る。この制御は、外部制御入力端子114を通して外部
から目的周波数帯の情報が制御回路115に入力され
る。制御回路115はこの信号を基に記憶回路116よ
り制御電圧情報を読み出し、可変インダクタ104が所
要のインダクタンス値を得られるように直流電圧を出力
する。
The oscillation frequency is determined using the following two variable elements. One is to use the variable inductor 104 to switch the frequency discretely over a wide range. In this control, information on the target frequency band is externally input to the control circuit 115 through the external control input terminal 114. The control circuit 115 reads the control voltage information from the storage circuit 116 based on this signal, and outputs a DC voltage so that the variable inductor 104 can obtain a required inductance value.

【0024】もう一つは比較的狭い範囲の周波数帯で連
続的に周波数制御を行うのにバラクタダイオード102
を用いるものである。これにはPLL IC制御端子101に
外部のPLL ICより共振周波数を得るための制御電圧が与
えられ、発振周波数の微調整や周波数チャンネルの切り
替えを行う。発振出力は出力端子113を通して出力さ
れる。以上の構成によって電気的に広帯域な周波数を制
御できる電圧制御発振器を実現する。
The other is that the varactor diode 102 controls the frequency continuously in a relatively narrow frequency band.
Is used. To this, a control voltage for obtaining a resonance frequency from an external PLL IC is applied to the PLL IC control terminal 101, and fine adjustment of the oscillation frequency and switching of the frequency channel are performed. The oscillation output is output through the output terminal 113. With the above configuration, a voltage controlled oscillator capable of controlling an electrically wide frequency band is realized.

【0025】本発振器の共振器部の共振周波数のインダ
クタンス値及びキャパシタンス値の関係を図2を用いて
説明する。図2は、共振周波数とキャパシタンス値及び
インダクタンス値の変化の様子を示す図である。横軸は
共振周波数[MHz]、縦軸はキャパシタンスの容量
[pF]で、インダクタンス値がそれぞれ2、4、6、
8、10nHの値のときのグラフである。容量可変に用
いるバラクタダイオードの一例で2〜6pFで変化する
と仮定すると、例えば共振器のインダクタが6nH以上
の固定値では1450MHz以上の周波数を制御できな
い。同様に6nH未満では850MHz以下の周波数を
変えることは不可能であり、更に発振周波数の外部制御
電圧に対する直線性を求めるなら周波数範囲は狭まる。
The relationship between the inductance value and the capacitance value of the resonance frequency of the resonator section of the oscillator will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing how the resonance frequency and the capacitance value and the inductance value change. The horizontal axis is the resonance frequency [MHz], the vertical axis is the capacitance of the capacitance [pF], and the inductance values are 2, 4, 6, respectively.
It is a graph at the time of a value of 8, 10 nH. Assuming that the varactor diode used for variable capacitance changes at 2 to 6 pF, for example, when the inductor of the resonator is a fixed value of 6 nH or more, the frequency of 1450 MHz or more cannot be controlled. Similarly, if it is less than 6 nH, it is impossible to change the frequency below 850 MHz, and if the linearity of the oscillation frequency with respect to the external control voltage is required, the frequency range is narrowed.

【0026】以上のことから明らかの様に発振器を広帯
域化するにはこのインダクタを可変にしなくては対応で
きない。例えば、バラクタダイオードが4pF付近でバ
イアス電圧に対して最も直線的に容量が変化するとした
ときの各周波数帯でのインダクタンスの値を[表1]に
表す。尚、備考には、各周波数帯で用いられる通信方式
を示している。
As is apparent from the above, it is not possible to make the oscillator wider in bandwidth without changing the inductor. For example, Table 1 shows the inductance value in each frequency band when the capacitance of the varactor diode changes most linearly with respect to the bias voltage near 4 pF. The remarks indicate the communication method used in each frequency band.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】以上に示すインダクタンス値に必要に応じ
て電気的に切り替えられる可変インダクタを用いれば広
範囲の周波数帯に対応した発振器が構成することができ
る。
By using a variable inductor which can be electrically switched as needed to the above-described inductance value, an oscillator corresponding to a wide frequency band can be constructed.

【0029】次に、本発振器に用いられる可変インダク
タを図3を用いて説明する。図3は、本発明の実施の形
態に係る広帯域電圧制御発振器における可変インダクタ
の等価回路図である。可変インダクタは、図1の制御回
路115から制御電圧を入力端子213を介して入力さ
れると、制御回路212が目的のインダクタンス値が得
られるようにコンデンサ205,206,207及びP
INダイオード209,210,211に対して選択的
に電圧を印加する。この選択によってインダクタンス値
が決定されることになる。
Next, a variable inductor used in the present oscillator will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the variable inductor in the wideband voltage controlled oscillator according to the embodiment of the present invention. When a control voltage is input from the control circuit 115 of FIG. 1 via the input terminal 213, the variable inductor is controlled by the capacitors 205, 206, 207 and P so that the control circuit 212 can obtain a desired inductance value.
A voltage is selectively applied to the IN diodes 209, 210, 211. This selection will determine the inductance value.

【0030】すると、入力端子201から入力される信
号は、印加されたコンデンサを介して直流成分が除去さ
れて交流成分(高周波成分)がPINダイオードに出力
される。PINダイオードは制御回路212の電圧印加
によりオンとなっているので、PINダイオードのカソ
ードからは高周波成分及び制御回路212からの直流成
分が出力される。
Then, the signal input from the input terminal 201 has its DC component removed via the applied capacitor, and the AC component (high frequency component) is output to the PIN diode. Since the PIN diode is turned on by application of a voltage from the control circuit 212, a high-frequency component and a DC component from the control circuit 212 are output from the cathode of the PIN diode.

【0031】そして、チョークコイル204によって、
制御回路212からの直流成分を流し、バイアス電流カ
ット用コンデンサ208で高周波成分のみが通過して、
出力端子202から出力されるようになっている。
Then, by the choke coil 204,
The DC component from the control circuit 212 flows, and only the high frequency component passes through the bias current cut capacitor 208,
The signal is output from the output terminal 202.

【0032】尚、可変インダクタ回路については、特開
平6−276003号に記載があるが、これは周波数に
応じて中間引出線をタップ選択回路にて選択させて特性
インピーダンス部分の長さを変化させ、更に可変コンデ
ンサの容量を変化させてインダクタンスを変化させるも
のである。
The variable inductor circuit is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-276003, which changes the length of the characteristic impedance portion by selecting an intermediate lead wire by a tap selection circuit according to the frequency. Further, the inductance of the variable capacitor is changed by changing the capacitance of the variable capacitor.

【0033】これに対して、本発明の実施の形態に係る
可変インダクタは、インダクタンス素子203の途中に
接続したコンデンサ205,206,207に電圧を印
加して当該コンデンサ205,206,207を介して
高周波成分を取り込んで出力するものであるから、目的
の周波数帯に対応するよう制御回路212がコンデンサ
に対して電圧を印加するだけで、インダクタンスを調整
できる点で、特開平6−276003号の可変インダク
タ回路とは相違するものである。
On the other hand, in the variable inductor according to the embodiment of the present invention, a voltage is applied to the capacitors 205, 206, and 207 connected in the middle of the inductance element 203, and the voltage is applied through the capacitors 205, 206, and 207. Since the high frequency component is taken in and output, the control circuit 212 can adjust the inductance only by applying a voltage to the capacitor so as to correspond to the target frequency band. This is different from the inductor circuit.

【0034】本発明の実施の形態に係る広帯域電圧制御
発振器によれば、外部から入力される特定周波数を示す
信号によって制御回路115が記憶回路116から特定
周波数に対応する可変インダクタにおけるインダクタン
ス値を決定する電圧値を読み込んで可変インダクタ10
4にその電圧を出力し、可変インダクタ104では共振
周波数を離散的に変化させ、バラクタダイオード102
ではPLL IC制御端子101から入力される直流電圧によ
って容量を可変にし、位相を固定してトランジスタ10
9によって広帯域の周波数発振を行うようにしているの
で、従来の電圧制御発振器では対応できなかった広帯域
の周波数帯で安定した発振器を得ることができる効果が
ある。
According to the wide-band voltage controlled oscillator according to the embodiment of the present invention, control circuit 115 determines the inductance value of the variable inductor corresponding to the specific frequency from storage circuit 116 by the signal indicating the specific frequency input from the outside. The variable inductor 10 reads the voltage value
4 and the variable inductor 104 discretely changes the resonance frequency.
Then, the capacity is made variable by the DC voltage input from the PLL IC control terminal 101, the phase is fixed, and the transistor 10
9, frequency oscillation in a wide band is performed, so that there is an effect that a stable oscillator can be obtained in a wide frequency band, which cannot be handled by a conventional voltage controlled oscillator.

【0035】また、本発明の実施の形態に係る可変イン
ダクタによれば、インダクタンス素子203の途中のタ
ップに並列に接続するコンデンサ205,206,20
7の他端に制御回路212から電圧を選択的に印加し、
入力端子201から入力される信号の交流成分を当該コ
ンデンサから入力し、PINダイオード209,21
0,211を介して出力するようにしているので、目的
のインダクタンスに容易に調整できる効果がある。
Further, according to the variable inductor according to the embodiment of the present invention, the capacitors 205, 206, and 20 connected in parallel to the tap in the middle of the inductance element 203.
7, a voltage is selectively applied from the control circuit 212 to the other end of
The AC component of the signal input from the input terminal 201 is input from the capacitor, and the PIN diodes 209 and 21
Since the output is made via 0 and 211, there is an effect that the target inductance can be easily adjusted.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明によれば、能動素子を用いて発振
される周波数を可変インダクタで離散的に切り替え、離
散的に切り替えられた周波数をバラクタダイオードで連
続的に制御して位相を固定する広帯域電圧制御発振器と
しているので、広範囲の周波数を制御できる効果があ
る。
According to the present invention, the frequency oscillated by using the active element is discretely switched by the variable inductor, and the discretely switched frequency is continuously controlled by the varactor diode to fix the phase. The wideband voltage controlled oscillator has the effect of controlling a wide range of frequencies.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係る広帯域電圧制御発振
器の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a wideband voltage controlled oscillator according to an embodiment of the present invention.

【図2】共振周波数とキャパシタンス値及びインダクタ
ンス値の変化の様子を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a state of changes in a resonance frequency, a capacitance value, and an inductance value.

【図3】本発明の実施の形態に係る広帯域電圧制御発振
器における可変インダクタの等価回路図である。
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of a variable inductor in the wideband voltage controlled oscillator according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】 101…PLL IC制御端子、 102…バラクタダイオー
ド、 103,105,111…コンデンサ、 104
…可変インダクタ、 106,107,108,110
…抵抗、 109…トランジスタ、 112…バイアス
電圧端子、 113…出力端子、 114…外部制御入
力端子、 115…制御回路、 116…記憶回路、
201…入力端子、 202…出力端子、 203…イ
ンダクタ成分、 204…チョークコイル、 205,
206,207,208,214…バイアス電流カット
用コンデンサ、 209,210,211…PINダイ
オード、 212…制御回路、 213…制御入力端子
[Description of Signs] 101: PLL IC control terminal, 102: Varactor diode, 103, 105, 111: Capacitor, 104
... variable inductors, 106,107,108,110
... Resistance, 109 ... Transistor, 112 ... Bias voltage terminal, 113 ... Output terminal, 114 ... External control input terminal, 115 ... Control circuit, 116 ... Storage circuit,
201: input terminal, 202: output terminal, 203: inductor component, 204: choke coil, 205,
206, 207, 208, 214: bias current cutting capacitor; 209, 210, 211: PIN diode; 212: control circuit; 213: control input terminal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 占部 健三 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kenzo Urabe 3-14-20 Higashinakano Nakano-ku Tokyo

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発振用の能動素子と、前記能動素子で発
振される周波数を離散的に切り替える可変インダクタ
と、前記離散的に切り替えられた周波数を連続的に制御
して位相を固定するバラクタダイオードとを備えること
を特徴とする広帯域電圧制御発振器。
1. An active element for oscillation, a variable inductor for discretely switching a frequency oscillated by the active element, and a varactor diode for continuously controlling the discretely switched frequency to fix a phase. And a broadband voltage controlled oscillator.
【請求項2】 周波数に対応して可変インダクタを制御
する電圧値を記憶する記憶回路と、外部からの特定周波
数を示す信号の入力により前記特定周波数に対応する電
圧値を前記記憶回路から読み取り、当該電圧値の電圧に
て前記可変インダクタを制御する制御回路とを設けたこ
とを特徴とする請求項1記載の広帯域電圧制御発振器。
2. A storage circuit for storing a voltage value for controlling a variable inductor corresponding to a frequency, and a voltage value corresponding to the specific frequency is read from the storage circuit by input of a signal indicating the specific frequency from outside, The wideband voltage controlled oscillator according to claim 1, further comprising a control circuit for controlling the variable inductor with the voltage having the voltage value.
【請求項3】 入力信号によってバイアス電圧を発振さ
せるトランジスタと、前記トランジスタで発振される周
波数を離散的に切り替える可変インダクタと、前記離散
的に切り替えられた周波数を連続的に制御して位相を固
定するバラクタダイオードと、周波数に対応して可変イ
ンダクタを制御する電圧値を記憶する記憶回路と、外部
からの特定周波数を示す信号の入力により前記特定周波
数に対応する電圧値を前記記憶回路から読み取り、当該
電圧値の電圧にて前記可変インダクタを制御する制御回
路とを備え、 前記トランジスタのベースと入力信号が入力される入力
端子との間に、第1のコンデンサと、第2のコンデンサ
と、第1の抵抗とが直列に接続され、 前記入力端子と前記第1のコンデンサとの間に前記バラ
クタダイオードが並列に接続され、前記第1のコンデン
サと前記第1の抵抗との間に前記可変インダクタが並列
に接続され、 前記トランジスタのコレクタに前記バイアス電圧が印加
されるバイアス電圧端子が接続され、前記トランジスタ
のベースと前記バイアス電圧端子との間に第2の抵抗が
直列に接続されると共に、前記第1の抵抗と前記トラン
ジスタのベースとの間に第3の抵抗が並列に接続され、 前記トランジスタのエミッタと出力信号が出力される出
力端子との間に第3のコンデンサが直列に接続され、前
記トランジスタのエミッタと前記第3のコンデンサとの
間に第4の抵抗が並列に接続されていることを特徴とす
る広帯域電圧制御発振器。
3. A transistor for oscillating a bias voltage according to an input signal, a variable inductor for discretely switching a frequency oscillated by the transistor, and a phase fixed by continuously controlling the discretely switched frequency. A varactor diode, a storage circuit for storing a voltage value for controlling the variable inductor corresponding to the frequency, and reading a voltage value corresponding to the specific frequency from the storage circuit by inputting a signal indicating a specific frequency from the outside, A control circuit for controlling the variable inductor with the voltage having the voltage value, wherein a first capacitor, a second capacitor, and a second capacitor are provided between a base of the transistor and an input terminal to which an input signal is input. And the varactor diode is connected in parallel between the input terminal and the first capacitor. Connected, the variable inductor is connected in parallel between the first capacitor and the first resistor, a bias voltage terminal to which the bias voltage is applied is connected to a collector of the transistor, and a base of the transistor is connected. A second resistor is connected in series between the first resistor and the bias voltage terminal; a third resistor is connected in parallel between the first resistor and the base of the transistor; A third capacitor is connected in series between an output terminal from which an output signal is output, and a fourth resistor is connected in parallel between the emitter of the transistor and the third capacitor. Wideband voltage controlled oscillator.
【請求項4】 記憶回路における可変インダクタのイン
ダクタンス定数を決定する情報は、当該広帯域電圧制御
発振器における発振周波数を高くする程に前記インダク
タンス定数を小さくするよう設定されていることを特徴
とする請求項2又は請求項3記載の広帯域電圧制御発振
器。
4. The information determining the inductance constant of the variable inductor in the storage circuit is set so that the higher the oscillation frequency of the wideband voltage controlled oscillator, the smaller the inductance constant. The wideband voltage controlled oscillator according to claim 2 or claim 3.
【請求項5】 請求項2又は請求項3又は請求項4記載
の可変インダクタは、 複数のコイル又は複数のストリップ線路又は複数のチッ
プインダクタで構成されるインダクタンス素子と、電流
の直流成分を取り除いて交流成分を通過させる第1のコ
ンデンサと、直流電流を流すチョークコイルと、高周波
信号を通過させる複数の第2のコンデンサと、電流の直
流成分を取り除いて交流成分を通過させる第3のコンデ
ンサと、電圧印加によってオンとなって電流を流す複数
のPINダイオードと、選択的に印加電圧を出力する制
御回路とを備え、 入力端子と出力端子との間に、前記インダクタンス素子
と前記第3のコンデンサと前記第1のコンデンサとが直
列に接続され、 前記インダクタンス素子と前記第1のコンデンサとの間
に、前記チョークコイルが並列に接続され、 前記インダクタンス素子に設けられた複数のタップに前
記複数の第2のコンデンサの一端が接続され、当該第2
のコンデンサの他端が前記制御回路に接続され、 前記複数のPINダイオードのアノード側が前記制御回
路と前記複数の第2のコンデンサとを結ぶ線に各々接続
され、前記複数のPINダイオードのカソード側が前記
インダクタンス素子と前記第1のコンデンサとの間に接
続され、 前記制御回路が、目的のインダクタンスの値とするため
の電圧が入力されると、当該電圧に対応して前記第2の
コンデンサ及び前記PINダイオードに選択的に電圧を
印加する制御回路であることを特徴とする可変インダク
タ。
5. The variable inductor according to claim 2, wherein the inductance element includes a plurality of coils, a plurality of strip lines, or a plurality of chip inductors, and a DC component of a current is removed. A first capacitor that passes an AC component, a choke coil that passes a DC current, a plurality of second capacitors that pass a high-frequency signal, a third capacitor that removes a DC component of the current and passes an AC component, A plurality of PIN diodes that are turned on by applying a voltage to flow a current, and a control circuit that selectively outputs an applied voltage, wherein the inductance element and the third capacitor are provided between an input terminal and an output terminal; The first capacitor is connected in series, and the choke is provided between the inductance element and the first capacitor. One end of each of the plurality of second capacitors is connected to a plurality of taps provided on the inductance element.
The other end of the capacitor is connected to the control circuit, the anode side of the plurality of PIN diodes is connected to a line connecting the control circuit and the plurality of second capacitors, respectively, and the cathode side of the plurality of PIN diodes is When the control circuit is connected between an inductance element and the first capacitor and receives a voltage for obtaining a target inductance value, the second capacitor and the PIN correspond to the voltage. A variable inductor, which is a control circuit for selectively applying a voltage to a diode.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6597248B2 (en) 2000-06-19 2003-07-22 Nec Electronics Corporation Voltage-controlled oscillator

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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