JPS5811763B2 - デンアツセイギヨハツシンキ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、制御入力電圧によって発振周波数を可変出来
る電圧制御発振器に関し、特に集積回路化に適した電圧
制御発振器に関する。

スイッチング方式のＦＭステレオの復調回路に使用され
る発振器は、その発振周波数の安定性が悪いと左右ステ
レオ信号の分離度が低下したり歪みが生じたりして復調
能力が低下するので、安定性が良く集積回路化に適した
ものが要求される。

本発明に係る電圧制御発振器は、上述の要求を満すもの
で、以下実施例に基き図面を参照しながら説明する。

第１図において、１及び２は一対の同導電型トランジス
タで、そのエミッタ同志は共通接続される。

前記一対の同導電型トランジスタ１及び２のエミッタは
エミッタが抵抗３を介して接地された定電流トランジス
タ４のコレクタに接続され、該定電流トランジスタ４０
ベースは抵抗５を介して制御入力電圧端子６に接続され
る。

前記一対の同導電型トランジスタの一方のトランジスタ
１のベースは抵抗７，８及び９から成るベースバイアス
回路の前記抵抗８，９との接続中点に接続され、他方の
トランジスタ２のベースは充放電コンデンサ１０と放電
抵抗１１との並列回路を介して接地される。

１２は前記充放電コンデンサ１０を充電すると共に前記
一対の同導電型トランジスタの他方のトランジスタ２の
ベース電流を供給する充電トランジスタである。

又前記一対の同導電型トランジスタの一方のトランジス
タ１のコレクタはダイオード１３を介して、また他方の
トランジスタ２のコレクタは直接電源ライン１４にそれ
ぞれ接続され、前記一方のトランジスタ１のコレクタは
更に前記充電トランジスタ１２を制御する制御トランジ
スタ１５のベースに接続される。

前記制御トランジスタ１５のエミッタは電源ライン１４
に、コレクタは前記充電トランジスタ１２のベース及び
分流トランジスタ１６のコレクタに接続される。

その為、前記ダイオード１３と前記制御トランジスタ１
５とは電流ミラー関係に接続されることになり、電流ミ
ラー比を１とすれば、前記ダイオード１３に流れる電流
と前記制御トランジスタ１５のコレクタ電流とは等しく
なる。

前記分流トランジスタ１６はベースを定電流トランジス
タ４のベースと共通接続され、エミッタを抵抗１７を介
して接地されており、前記定電流トランジスタ４のエミ
ッタ抵抗３と、前記抵抗１７の抵抗値の比に基づき制御
トランジスタ１５のコレクタ電流を分流する為のもので
ある。

又トランジスタ１８はベースバイアス回路を構成する抵
抗７と並列にコレクタ・エミッタ母線が接続され、且つ
制御トランジスタ１５のコレクタにベースが接続されて
おり、前記抵抗７を短絡する為の短絡トランジスタスで
ある。

次に第１図の回路の動作を第２図の波形図を参照しなが
ら説明する。

今、時刻ｔ１に電源ライン１４と制御入力電圧端子６に
同時に所定の電圧を印加すると、一対の同導電型トラン
ジスタの一方のトランジスタ１のベースは、抵抗７，８
及び９によりバイアスされ、そのベース電位は第２図イ
に示す如くＶ１となる。

前記ベース電位Ｖ１は、抵抗７，８及び９の抵抗値をＲ
１、Ｒ２及びＲ３、電源電圧をＶｃｃとすれば、 となる。

一方、他方のトランジスタ２のベースは、充放電コンデ
ンサ１０が充電されていない為に零電位である。

その為、一方のトランジスタ１が導通し、他方のトラン
ジスタ２が非導通となり、定電流トランジスタ４のコレ
クタ電流を■０とすれば、一方のトランジスタ１のコレ
クタ電流が１゜となり、ダイオード１３に流れる電流も
■０となる。

そして、ダイオード１３と制御トランジスタ１５との電
流ミラー比を１に設定すれば、前記制御トランジスタ１
５のコレクタ電流も■０となる。

ところで、定電流トランジスタ４と分流トランジスタ１
６とのベースは共通接続されており、それぞれのエミッ
タとアース間にはエミッタ抵抗３及び１７が接続されて
いるので、定電流トランジスタ４のコレクタ電流と分流
トランジスタ１６のコレクタ電流との関係は、前記エミ
ッタ抵抗３及び１７の比によって定まる。

すなわち、分流トランジスタ１６のコレクタ電流は、Ｒ
４／Ｒ５・Ｉ。

となる。

ここでＲ４は抵抗３の抵抗値、Ｒ５は抵抗１７の抵抗値
でありＲ４＜Ｒ５である。

その為、一方のトランジスタ１が導通、他方のトランジ
スタ２が非導通の場合には、制御トランジスタ１５のコ
レクタ電流は、分流トランジスタ１６のコレクタ電流よ
りも大となり、前記分流トランジスタ１６は、前記制御
トランジスタ１５のコレクタ電流をすべて流すことが出
来ず、前記制御トランジスタ１５のコレクタ電位が上昇
し、前記分流トランジスタ１６に流れ込む以外の前記制
御トランジスタ１５のコレクタ電流は、充電トランジス
タ１２と短絡 前記制御トランジスタ１５のコレクタ電流と前記分流ト
ランジスタ１６のコレクタ電流との差電流Ｉｓは、時刻
ｔ１に となり、これを第２図口に示す。

しかして、時刻ｔ１に生じるＩｓｌの差電流により、短
絡トランジスタ１８が導通し、抵抗７が短絡されるため
に、一方のトランジスタ１のベースミ位はｖ２に上昇す
る。

前記ｖ２の値は、ただし、 ｖＢＥは短絡 タ間電圧 ＶＳＡＴは制御トランジスタ１５の飽和電圧である。

同時に前記差電流Ｉｓ１により充電トランジスタ１２が
導通し、充放電コンデンサ１０の充電が開始される。

そして、充放電コンデンサ１０の充電が進み、その両端
電圧が上昇するに従って、他方のトランジスタ２のベー
ス電位が上昇していく第２図ハに、他方のトランジスタ
２のベース電位を示す。

前記充放電コンデンサ１０の充電が更に進み、時刻ｔ２
で他方のトランジスタ２のベース電位が第（３）式で示
される一方のトランジスタ１のベース電位Ｖ２よりも所
定の値だけ小さな値になると、他方のトランジスタ２が
導通を開始し、該他方のトランジスタ２のコレクタ電流
が流れ始める。

更に充放電コンデンサ１０の充電が進み他方のトランジ
スタ２のベース電位が上昇すると、それに応じて前記他
方のトランジスタ２のコレクタ電流が増大し、その分だ
け一方のトランジスタ１のコレクタ電流が減少する。

その為、ダイオード１３を流れる電流も減少し、該ダイ
オード１３と電流ミラー関係にある制御トランジスタ１
５のコレクタ電流も減少する。

そして、前記制御トランジスタ１５のコレクタ電流が減
少すると、差電流Ｉｓが前記第（２）式で示されるＩｓ
ｌから第２図口に示す如く減少していき、制御トランジ
スタ１５のコレクタ電流と分流トランジスタ１６のコレ
クタ電流とが等しくなった時、すなわち前記差電流Ｉｓ
が零となった時刻ｔ３で、充電トランジスタ１２及び短
絡トランジスタ１８のベース電流が零となり、充放電コ
ンデンサ１０の充電が停止するとともに、一方のトラン
ジスタ１のベース電位が再び第（１）式で示されるｖｌ
に低下する。

上述の如く、制御トランジスタ１５のコレクタ電流と分
流トランジスタ１６のコレクタ電流とが略等しくなった
ときに充電が停止されるので、前記分流トランジスタ１
６のコレクタ電流を調整することにより、充電時間の調
整を行うことが出来る。

例えば、分流トランジスタ１６のコレクタ許容電流■１
はエミッタ抵抗３及び１７の比をＲ４／Ｒ５＝１／２と
することにより、１／２・■０となるが、そうすること
により、一方及び他方のトランジスタ１及び２のコレク
タ電流が等しく１／２・■０どなった時、すなわちトラ
ンジスタ１及び２のベース電位が等しくＶ２となったと
きに、充電を停止することが出来る。

また、例えば、分流トランジスタ１６のコレクタ電流■
１を、■１＝１／３Ｉ０とすれば、一方のトランジスタ
１のコレクタ電流が１／３・■０、他方のトランジスタ
２のコレクタ電流が２／３・Ｉｏになった時、すなわち
、他方のトランジスタ２のベース電位が一方のトランジ
スタ１のベース電位を所定値だけ越えたときに、充電を
停止させることが出来る。

上述の如く、充放電コンデンサ１０の充電時間は、差電
流ＩｓがＩｓｌから零になる迄の時間によって設定され
るが、Ｉｓｌの値は、第（２）式に示される如く、定電
流トランジスタ４のコレクタ電流■０に依存しているの
で、制御入力電圧端子６に印加される電圧の値を可変す
れば、前記コレクタ電流■０が変化し、充放電コンデン
サ１０の充電時間が変化するので、出力発振周波数も変
化することになり、第１図の回路は、電圧制御発振器と
して動作する。

充電トランジスタ１２及び短絡トランジスタ１８が非導
通となり、充放電コンデンサ１０の充電が停止し、一方
のトランジスタ１のベース電位がＶｌになると、前記一
方のトランジスタ１の非導通、他方のトランジスタ２が
導通となり、その状態から前記充放電コンデンサ１０の
放電が開始される。

次に充放電コンデンサ１２の放電について説明する。

充電トランジスタ１２が非導通となった為に、他方のト
ランジスタ２のベースには充放電コンデンサ１０から電
荷が供給される様になるとともに、前記充放電コンデン
サ１０の電荷は放電抵抗１１を通して放電される。

放電が進み、他方のトランジスタのベース電圧が所定値
迄低下すると、一方のトランジスタ１が再び導通を開始
し、該一方のトランジスタ１のコレクタ電流が流れ始め
、制御トランジスタ１５にも同じ値のコレクタ電流が流
れ始める。

そして、更に放電が進み、時刻ｔ４で制御トランジスタ
１５のコレクタ電流が分流トランジスタ１６のコレクタ
許容電流■１よりも大となると差電流Ｉｓが発生し、該
差電流Ｉｓによって短絡トランジスタ１８が導通して一
方のトランジスタ１のベース電圧を再ｖ２迄土昇せしめ
るとともに、充電トランジスタ１２が導通して充放電コ
ンデンサ１０を再び充電状態にする。

先に仮定した如く、分流トランジスタ１６のコレクタ電
流■１を１１＝１／２・■０とすれば、充放電コンデン
サ１０の両端電圧、すなわち他方のトランジスタ２のベ
ータ電圧が一方のトランジスタ１のベース電圧Ｖ１と略
等しくなる迄低下したとき放電が停止し、また、分流ト
ランジスタ１６のコレクタ電流■１を１１＝１／３・Ｉ
ｏとすれば、他のトランジスタ２のベース電圧が一方の
トランジスタ１のベース電圧よりも所定値高いところ迄
低下したとき放電が停止する。

上述の如く、充放電コンデンサ１０の放電時間は充放電
コンデンサ１０の放電開始から、差電流Ｉｓが発生する
迄の時間によって設定されるが、放電抵抗１１の値を調
整したり、充分大きな内部抵抗を有する電圧源からの可
変制御電圧を前記放電抵抗１１に印加して、前記放電抵
抗１１に流れる電流を調整することにより、任意に調整
することが出来、第１図の回路を電圧制御発振器として
動作させることが出来る。

放電が停止した後は、再び充電が開始され、以後同様の
動作を繰り返す。

従って、充放電コンデンサ１０の両端から出力電圧を得
るとすれば、発振周期の安定な発振波を得ることが出来
る。

以上述べた如く、本発明に係る電圧制御発振器は、発振
周波数を一定に出来る安定なもので、しかも任意の発振
周波数を単に制御入力電圧の値を変えるだけで得ること
が出来、その上集積回路化に適したものであるという大
きな利点を有する。

特に、本発明においては、差動接続された一対のトラン
ジスタの共通エミッタに接続された定電流トランジスタ
のコレクタ電流と比例関係にあるコレクタ電流を流すこ
とが出来る格別の分流トランジスタを有しており、該分
流トランジスタのコレクタを制御トランジスタのコレク
タに接続しているので、充電状態と放電状態との切換え
が前記分流トランジスタのコレクタ電流によって制御さ
れ、一対の同導電型トランジスタの能動領域で行なわれ
るから、温度変化等に対して極めて安定になるとともに
、充電トランジスタの残存電荷を急速放電出来、立上り
特性の改善も行い得るという二次的な効果も派生し得る
電圧制御発振器を提供出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る電圧制御発振器の一実施例を示
す回路図、第２図は、その説明に供する為の特性図であ
る。 主な図番の説明、１，２・・・・・・一対の同導電型ト
ランジスタ、４・・・・・定電流トランジスタ、１０・
・・・・・充放電コンデンサ、１２・・・・・・充電ト
ランジスタ、１５・・・・・制御トランジスタ、１６・
・・・・・分流トランジスタ、１８・・・・・・短絡ト
ランジスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エミッタが共通接続された一対の同導電型トランジ
   スタ、該一対の同導電型トランジスタの共通エミッタに
   コレクタが接続された定電流トランジスタ、前記一対の
   同導電型トランジスタの一方のトランジスタのベースに
   第１の電圧を供給する複数個の直列接続された抵抗から
   成るバイアス回路、前記一対の同導電型トランジスタの
   他方のトランジスタのベースに接続されその充放電に応
   じた発振信号を得ることの出来るコンデンサ、該コンデ
   ンサと並列接続された放電抵抗、前記コンデンサを充電
   する為の充電トランジスタ、及び前記一対の同導電型ト
   ランジスタの動作状態に応じて前記充電トランジスタを
   制御する制御トランジスタを備え、制御信号に応じて、
   前記コンデンサの充放電に対応する周波数の発振信号を
   得ることの出来る電圧制御発振器において、前記バイア
   ス回路の少くとも１つの抵抗と並列に接続されたコレク
   タ・エミッタ線路と前記制御トランジスタによって制御
   されるベースとを有する短絡トランジスタ及び前記制御
   トランジスタのコレクタ電流の一部を分流する分流トラ
   ンジスタとを備え、前記制御トランジスタのコレクタ電
   流が前記分流トランジスタのコレクタ電流よりも犬であ
   る間に、充電トランジスタを導通させて前記コンデンサ
   の充電を行うとともに、短絡トランジスタを導通させて
   前記一対の同導電型トランジスタの一方のトランジスタ
   のベース電圧を前記第１の電圧よりも高い第２の電圧に
   維持するとともに、前記制御トランジスタのコレクタ電
   流が前記分流トランジスタのコレクタ電流よりも小であ
   る間に、充電トランジスタを非導通として前記コンデン
   サの放電を行うとともに、短絡トランジスタを非導通と
   して前記一方のトランジスタのベース電圧を第１の電圧
   に維持することを特徴とする電圧制御発振器。