JPS58209207A - 電圧制御発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は１流制御入力によって発振周波数が制御され
る電圧制御発振器に係り、特に圧電音叉素子を使用して
発振回路を構成したもので、ＦＭステレオ復調回路を構
成するＰ　Ｌ　Ｌ　（Ｐｈａｓｅ　Ｌｏｃｄａｄ　Ｌｏ
ｏｐ　）系回路の電圧制御発振器に好適なものに関する
。

従来、ＰＬＬ１路を用いて構成するステレオ復６５ｉａ
回路では、第１図に示す電圧制御発振器が使用されてい
る。この電圧制御発振器にはトランジスタ２．４から構
成されるコンパレータ６が設置さく１） れ、このコンパレータ６には定電流回路８で定電流が与
えられている。□トランジスタ２のベースには電流増幅
器１０から制御入力が与えられるとともに、発振素子と
しての可変抵抗１２及びコンデンサ１４が接続されてい
る。トランジスタ４のベースにはトランジスタ１６．１
８．２０、抵抗２２．２４．２６及び定電流回路２８か
らなるバイアス回路３０が設置されている。このバイア
ス回路３０はトランジスタ４の作動、不作動状態の切り
換えに対応して上限レベルＶｐ、下限レベルＶｒを形成
してトランジスタ４のベースに付与するように構成され
ている。トランジスタ４のコレクタ側にはこのようなレ
ベルの切り換えとともに、発振出力を外部に取り出し、
分周器等の他の回路に供給するために、トランジスタ３
２．３４が挿入されている。そして、トランジスタの動
作に対応してコンデンサ１４を充電するために、トラン
ジスタ１６のエミッタと、トランジスタ２のベースとの
間には帰還用の抵抗３６が挿入されている。

このような電圧制御発振器の発振出力Ｖｆはト（２） シンシスタ３４のコレクタから取り出され、この場合の
自走発振周波数を所定の値に設定するには１１（抗１２
で調整しなければならない。

この発明の１」的は、自走周波数を無調整で設定ｉｒＪ
能にし、しかもその制御範囲が広く安定した電圧制御発
振器の提供にある。

この発明は、圧電音叉素子を介して正帰還ループが形成
され圧電音叉素子に励振入力を与える差動増幅器と、こ
の差動増幅器の発振周波数を直流側ｆＪ１人カビ、こよ
り１ｌｉｌｌ　ｆａｌｌする周波数制御回路とから構成
したごとを特徴とする。

この発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。第
２図はこの発明の電圧制御発振器の実施例を示している
。図において、この電圧制御発振器には差動増幅器４０
が設置され、この差動増幅器４０には出力を圧電音叉素
子４２を介して入力側にｉｔＥ帰還する正帰還ループ４
４が形成されている。即ち、差動増幅器４０は圧電音叉
素子４２に励振入力を与える帰還増幅器として構成され
、この差動増幅器４０にはその自走発振周波数を外部（
３） から与えられる制御入力に基づき制御する周波数制御回
路４６が付加されている。

差動増幅器４０はトランジスタ４８．５０、抵抗５２及
び定電流回路５４で構成され、トランジスタ４８．５０
のエミッタは共通に接続され、各エミッタを流れる電流
は定電流回路５４で規制されている。トランジスタ４８
のベースには図示していないバイアス回路から一定のバ
イアス入力が与えられ、他方のトランジスタ５０のベー
スには圧電音叉素子４２が接続され、各トランジスタ４
８．５０のベース間には前記正帰還ループ４４の抵抗５
６が挿入されている。即ち、抵抗５６は帰還１を十分に
得るために設置されている。また、抵抗５２は発振出力
を取り出すための負荷抵抗である。

また、周波数制御回路４６はトランジスタ５８．６０、
抵抗６２．６４及びコンデンサ６６で構成されている。

トランジスタ５８．６０はエミッタを共通にして前記ト
ランジスタ４８のコレクタに接続され、トランジスタ５
８のコレクタにはコン（４） デンサ６６を介して圧電音叉素子４２の端子が接続され
、一方、トランジスタ６０のコレクタは圧電音叉素子４
２の前記端子に直結されている。そして、トランジスタ
５８．６０のベースには自走発振周波数を制御するため
の周波数制御入力が外部からりえられるように成ってい
る。

この実施例の電圧制御発振器はステレオ復調回路のＰ　
Ｌ　１．回路に使用されており、その発振周波数Ｆは７
６　Ｋ　Ｈｚに設定されている。この発振周波数Ｆは分
周器６８に加えられて１／４分周された後、ステレオデ
コーダ７０に入力されると同時に、入力」ンボジソト信
号中のパイロント信号周波数ｒと位相比較器７２で位相
が比較される。この位相比較器７２で検出された時間軸
変動成分である位相すればローパスフィルタ７４を介し
て直流レベルに変換され、且つ増幅器７６で増幅されて
所定のレベルに変更される。この増幅器７６の出力は、
周波数制御入力として前記トランジスタ５８．６０のベ
ースにそれぞれ与えられる。

以ｔｘの構成において、その発振周波数の電圧制（５） 御動作について説明すると、圧電音叉素子４２の等価回
路は、第３図に示すように、端子ａ、ｂ間に形成された
共振抵抗Ｒｏ、等価容量Ｇｏ及び等価インダクタンスＬ
ｏの直列回路に制動容量ｃｄを並列に接続したものとし
て与えられる。

今、圧電音叉素子４２の端子すが高電位になったとする
と、このレベル信号は差動増幅器４ｏのトランジスタ５
００ベース電位を高電位にする。

この結果、トランジスタ４８のコレクタ電位が高くなり
、トランジスタ５８又は６０のエミッタ電位は高くなる
。ここで、トランジスタ５Ｂ又は６０のベース電位を一
定のバイアス入力として考えると、このトランジスタ５
８又は６０のコレクタ電位も高くなる。従って、圧電音
叉素子４２の端子ａは高電位となり、これは正帰還ルー
プ４４による正帰還であり、圧電音叉素子４２は発振す
ることになる。

このような圧電音叉素子４２の自走発振動作において、
トランジスタ５８．６０がそのベースに与えられる制御
入力により、トランジスタ５８が（６） 導通、トランジスタ６０が非導通になったとすると、圧
電音叉素子４２にはコンデンサ６６が直列に加わること
になり、その発振周波数は変更される。また、この場合
とは逆にトランジス夕５８が非導通、トランジスタ６ｏ
が導通した場合には、前記コンデンサ６６は加わらない
。即ち、コンデンサ６０は周波数の制御範囲を設定する
容量素子であり、この容ｉＪに応じて上限及び下限の周
波数が設定される。実際の発ｔｋＲ制御動作では、制御
入力が位相すれに応して変化し、トランジスタ５８．０
０の一＼−ス電流の値が連続して制御されるため、発振
周波数は位相変位に応じて連続して制御される。

第４図はその周波数制御を示し、位相θじ）に対応し、
て発振周波数が制御されている。この実施例ではＰ　１
．、　Ｌ糸を構成しているため、周波数ロックが重要な
要素であるが、圧電音叉素子４２によゲＣ位相ずれに対
する広い周波数変化範囲が得られている。矢印Ａ、Ｂは
周波数範囲を示し、この範囲を脱すると、ロック外れが
生じるものであ（７） る。

このように圧電音叉素子４２を振動子として用いた電圧
制御発振器では、周波数の調整範囲が広く、しかも安定
した発振動作を得ることができ、周波数の設定は圧電音
叉素子の固有周波数とコンデンサによる周波数の可変範
囲の設定で、無調整化を達成することができる。即ち、
従来の水晶発振子では得ることができない優れた特性が
得られるものである。

次に第５図ないし第７図に示すこの発明の他の実施例に
ついて説明する。

第５図に示す実施例は、前記電圧制御発振器に発振停止
回路８ｏを付′茄したものである。即ら、ステレオ復調
回路では、モノラル信号を処理している場合、その発振
は不要であり、ビートによるノイズを抑制する意味から
もその発振を停止させることが必要である。このため、
圧電音叉素子４２が接続されたトランジスタ５ｏのベー
スの電位を制御してその発振を停止させる発振停止回路
８０が設置されている。この実施例の場合、発振停（８
） 出回路８０はトランジスタ８２Ｊ抵抗８４．８６から成
るスイッチ回路で構成されている。このスイッチ回路に
おいて、トランジスタ８２０ベースに抵抗８６を介しで
形成された制御入力端子８８には、ステＬ・オ又はモノ
ラル再生を検出してスイッチング人力が与えられる。抵
抗８４は外来ノイス等の作用でトランジスタ８２が導通
するのを防止したリーク吸収抵抗であり、また、抵抗８
６はベース保護抵抗である。

このように構成すれば、モノラル再生時、高レベル入力
を制御入力端子８８に与えるものとすると、この人力に
よってトランジスタ８２は導通し、トランジスタ５０の
ベースは基準電位点（Ｃ；ＮＤ）に接続され、電圧ｉ！
Ｉ＋御発振暴発振器動作が停止される。また、ステレオ
再生時、トランジスタ８２のベースを低電位に保持すれ
ば、トランジスタ８２は非導通となり、正常な発振動作
が確保される。ごのような回路によれば、簡単な回路構
成で、しかも無りＪ電流を少なくすることができ、確実
且−ノ安定した状態で発振動作を制御することができ（
９） 第６図に示す実施例は、前記発振停止回路８０に代えて
定電流回路５４に直列にスイッチ回路９０を挿入し、こ
のスイッチ回路９０をモノラル再生時に開くように構成
したものである。このように構成すれば、前記と同様の
効果が得られる。

また、第７図に示す実施例は、第２図に示した実施例の
差動増幅器４０をダーリントン接続したトランジスタ９
２．９４及び９６．９８で構成し、抵抗５６を高抵抗で
構成したものである。このようにすれば、差動増幅器４
０の入力インピーダンスを高めることができ、圧電音叉
素子４２への帰還のためのゲインを十分に大きくするこ
とができ、安定した発振動作を確保することができる。

なお、第５図に示す実施例において、発振停止回路８０
を構成するスイッチ回路はトランジスタ５０のベース電
位を制御できるものであれば、どのようなものでもよく
、実施例の回路に限定されるものではない。

以上説明したようにこの発明によれば、自走周（１０） 波数を無調整で設定することかで′き、しかもそのｉｉ
Ｊ変範囲が広く、安定した発振を得ることができるとと
もに、発振周波数の制御を高精度に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電圧制御発振器を示す回路図、第２図は
この発明の電圧制御発振器の実施例を示す回路図、第３
凹は圧電音叉素子の等価回路を示す回路図、鮨）４図は
この発明の電圧制御発振器の動作特性を示３′説明図、
第５図ないし第７図はこの発明の他の実ｈＬ例を示す回
路図である。 ４０・・・差動増幅器、４２・・・圧電音叉素子ト、４
６・・・周波数制御回路。 （１１） 第３図 局Ｘ仄（ＫＨｚ） 第５図 第６Ｖ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧電音叉素子を介して正帰還ループが形成され前記圧電
   音叉素子に励振入力を与える差動増幅器と、この差動増
   幅器の発振周波数を直流制御入力によりｉｌ＋ｌ＋御す
   る周波数制御回路とから構成したことを特徴とする電圧
   制御発振器。