JPS5934720A - 電圧制御発振回路 - Google Patents

電圧制御発振回路

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JPS5934720A
JPS5934720A JP57144248A JP14424882A JPS5934720A JP S5934720 A JPS5934720 A JP S5934720A JP 57144248 A JP57144248 A JP 57144248A JP 14424882 A JP14424882 A JP 14424882A JP S5934720 A JPS5934720 A JP S5934720A
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Japan
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voltage
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capacitor
transistor
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Kaoru Izawa
伊澤 芳
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Rohm Co Ltd
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Rohm Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/023Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of differential amplifiers or comparators, with internal or external positive feedback
    • H03K3/0231Astable circuits

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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

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】 この発明は電圧制御発振回路に係り、入力電圧ニ対応し
てコンデンサの充電電流を制御することにより発振周波
数を制御可能にし、例えばスキュー検波IC等に好適な
電圧制御発振回路に関する。
第1図はスキュー検波ICに組み込まれる電圧制御発振
回路の系統を示している。図において、入力端子2に与
えられる入力電圧は電圧制御のためのエラー電圧で与え
られる。この入力端子は電圧制御発振器4に入力され、
電圧制御発振器4は入力電圧に対応する周波数の鋸歯状
波を発生ずる。
この鋸歯状波は電圧制御発振器4に形成された出力端子
6と基準電位点との間に挿入されたコンデンサ8の充放
電によって形成され、サンプルスイッチ10を経た後、
その外部端子12に接続されたコンデンサ14にサンプ
ルホールドされる。即ち、サンプルスイッチ10及びサ
ンプル用のコンデンサ14でサンプルホールド回路が構
成され、サンプルスイッチ10は号ンプリングパルスP
sでスイッチングされ、これによってコンデンサ1(2
) 4は充放電する。コンデンサ14の充電電圧はフィルタ
回路16を通過し、この結果、エラー電圧が形成され、
このエラー電圧は前記電圧制御発振器4の入力端子2に
印加されている。この場合、フィルタ回路16には並列
に接続されたコンデンサ18と抵抗20と、この並列回
路の出力側と基準電位点との間に抵抗22及びコンデン
サ24を直列に接続したものが用いられている。
第2図はこの電圧制御発振回路の動作波形を示している
。波形A、Cにおいて、aは電圧制御発振器4の出力鋸
歯状波、bはエラー電圧を示し、波形B、Dはサンプル
スイッチIOに与えられるサンプリングパルスPsを示
している。波形A、Bでは位相が一致し、一方、波形C
,Dでは人力サンプリングパルスとの関係で位相にずれ
が生し、エラー電圧すは段階的に変化している。即ち、
出力周波数(周期)をそのエラー電圧に基づいて制御す
る状況を示している。
このような電圧制御発振回路の制御精度を向上させため
τこは、ロック範囲及び中心周波数が高楕(3) 度にでき、しかもその設定が容易にできることが不可欠
である。
この発明は、ロック範囲を極めて容易にしかも高精度に
設定でき、中心周波数の設定が容易で、回路構成が簡単
なIC化に通ずる電圧制御発振回路の提供を目的とする
ものである。
この発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。第
3図はこの発明の電圧制御発振回路の実施例を示してい
る。図において、入力端子2は第1図に示す電圧制御発
振回路の入力端子2に対応し、前記エラー電圧等の入力
電圧Vinが印加される。電圧印加端子26には駆動電
圧としてのVccが印加される。この電圧制御発振回路
には入力端子2に印加される入力電圧Vinを電流に変
換する電圧電流変換回路27が設置され、この電圧電流
変換回路27にはトランジスタ2B、30のエミッタと
抵抗32.34を介して共通に接続して差動増幅器36
が構成され、各トランジスタ28.30のコレクタと電
圧印加端子26との間には個別にトランジスタ38.4
0及び抵抗42.44(4) が接続されている。トランジスタ38.40のベースは
共通に接続されているとともに、ベースとトランジスタ
38のコレクタとの間にはトランジスタ46のエミッタ
・ベース間が接続されており、トランジスタ38.40
.46でカレントミラー回路が構成されている。トラン
ジスタ30のベースには後述のバイアス回路から前記電
圧Vccのl/2の電圧(Vcc / 2 )のバイア
ス電圧が印加され、トランジスタ28のベースに印加さ
れる入力電圧と比較されるように成っている。
電流入力端子48には入力電流finが与えられ、この
入力電流finに基づき各回路の動作電流を設定する定
電流源52が設置されている。この定電流源52はトラ
ンジスタ54.56.58及び抵抗60.62.64で
構成され、各トランジスタ54.56及び58のベース
は共通に接続されているとともに、エミッタと基準電位
点との間には抵抗60.62.64が個別に接続され、
トランジスタ540ベース・コレクタは共通に接続され
ている。即ち、トランジスタ54.56及び58(5) はカレントミラー回路を構成している。前記電圧電流変
換回路27の抵抗32.34の共通接続点と基準電位点
との間には、定電流源52を構成するトランジスタ56
及び抵抗62が接続されている。トランジスタ58及び
抵抗64で設定される電流を基準電流とし、この電流を
Ioとすると、電圧電流変換回路27に対する全動差電
流は1−ランジスタ56および抵抗62によってI o
 / nに設定されている。この実施例では、電流比1
/nは抵抗62.64の抵抗比によって設定されている
そして、トランジスタ58及び抵抗64によって設定さ
れる基準電流IOは、電圧電流変換回路27の出力電流
とともに、定電流回路66に与えられる。この定電流回
路66は前記基準電流1゜に対して電圧電流変換回路2
7の出力電流を加算又は減算して合成するために設置さ
れ、この実施例ではトランジスタ68.70.72及び
抵抗74.76からなるカレントミラー回路で構成され
ている。
(6) この定電流回路66を経て形成された周波数制御電流は
鋸歯状波発振回路78に入力されている。
即ち、トランジスタ70のコレクタと基準電位点の間に
は鋸歯状波を形成するためのスイッチング素子としての
トランジスタ80が接続されているとともに、トランジ
スタ80には鋸歯状波を発生する出力端子82が形成さ
れ、この出力端子82と基準電位点との間にはコンデン
サ84が接続されている。また、前記電圧印加端子26
と基準電位点との間に直列に接続した抵抗86.88.
90.92の抵抗ラダーからなる電圧設定回路94が設
置され、抵抗86.88の接続点の電圧vhが3 Vc
c / 4、抵抗88.90の接続点の電圧VnがVc
c / 2、抵抗90.92の接続点の電圧VlがVc
c / 4と成るような抵抗比に設定されている。
抵抗86.88の接続点には電圧比較器としてのコンパ
レータ96の反転入力端子(−)が接続され、また、抵
抗90.92の接続点には電圧比較器としてのコンパレ
ータ98の非反転入力端子(+)が接続され、コンパレ
ータ96の非反転大端(7) 子(+)及びコンパレータ98の反転入力端子(−)は
前記トランジスタ80のコレクタに共通に接続されてい
る。コンパレータ96.98の出力はRSフリップフロ
ップ回路100の七ノド入力、リセット入力と成ってお
り、このRSフリップフロップ回路100の出力端子1
02にはフリップフロップ発振出力が発生ずる。このR
Sフリップフロップ回路100の一方の出力端子には前
記!・ランジスタ80のベースが接続されている。なお
、この実施例では、電圧設定回路94は電圧電流変換回
路27のバイアス回路を兼ねており、抵抗88.90の
接続点にはトランジスタ30のベースが接続され、トラ
ンジスタ30のベースには比較電圧としてVcc / 
2の電圧が印加されている。
以上の構成に基づきその動作を説明する。入力端子48
に外部から動作電流1inが与えられると、トランジス
タ58には定電流1oが流れ、l−ランジスク56には
I o / nが流れる。ここで、入力端子2に電圧設
定回路94で設定されるVcc / 2と同値の電圧が
印加された場合、電圧電流変換口(8) 路27の出力電流は零となり、定電流回路66のトラン
ジスクロ8には前記トランジスタ58から基準電流1o
のみが流れる。この電流1oは定電流回路66のカレン
1−ミラー効果によってトランジスタ70からコンデン
サ84の充電電流1cとなり、コンデンサ84が充電さ
れる。このコンデンサ84の充電電圧はコンパレーク9
6の非反転入力端子(+)に印加されるとともにコンパ
レータ98の反転入力端子(−)に印加され、電圧設定
回路94で設定される電圧vh又はVlと比較−される
。IIJち、コンデンサ84の端子電圧が電圧vhを超
えた場合、コンパレータ96の出力をセント入力として
RSフリップフロップ回路100の七ソ1へ端子に人力
され、RSフリップフロップ回路100の出力Qば高レ
ベルとなり、トランジスタ80は導通状態となる。この
結果、コンデンサ84はトランジスタ80を介して放電
状態に置かれる。この放電動作は瞬時に行われ、コンデ
ンサ84の充電電圧が前記電圧Vlを下回ると、コンパ
レータ98が瞬時に出力を発生し、この出力(9) はRSフリップフロップ回路100のリセット入力とな
り、RSフリップフロップ回路100の出力Qは低レベ
ルとなる。この結果、トランジスタ80は不導通状態と
なり、コンデンサ84は前記充電状態になり、トランジ
スタ70を介して前記の定電流が供給されることになる
このような充放電は瞬時に行われ、コンデンサ84が充
放電を繰り返す結果、出力端子82には第4図に示すよ
うな鋸歯状波が発生ずる。この鋸歯状波出力は出力端子
82から取り出され、第1図のサンプルスイノヂ100
入力となることは、前述した通りである。
この鋸歯状波の発生周波数(周期)Tは、コンデンサ8
4の容1c、電圧Vh−Vl及び電流IC(=Io)に
関係し、この場合の周期Tが中心周期となり、これをT
O,とすると、 To=C(Vh−Vl)/Io  −(Itで与えられ
る。即ち、この値が鋸歯状波の中心周期となり、周期の
変化は電流1cの変化で与えられることが分る。
(10) また、入力端子2に与えられる電圧がトランジスタ30
のベースに与えられる電圧Vcc / 2より高く、又
は低く変化した場合には、電圧比較に基づき電圧電流変
換回路のトランジスタ30には出力電流±ΔIが流れる
。即ち、この場合、電流上ΔIは前記入力変化の方向に
対応して矢印a又は矢印すの方向に流れ、トランジスタ
70に流れる電流Icは一定値の前記基準電流1oに変
動電流±ΔIを加えた(Io±ΔI)の値となる。この
電流に基づいてコンデンサ14が充電され、前記のよう
な充放電動作が行われ、鋸歯状波が形成されることにな
る。
また、この電圧制御発振回路では、差動増幅器36の負
荷にカレントミラー回路から成る能動負荷が用いられて
いるため、電流Δ1ばトランジスタ56を流れる電流±
I o / nの範囲となり、この範囲内で直線的な変
化を呈する。即ち、電流Δ■は、 −I o / n≦ΔI≦lo/n   −(21の範
囲を取ることになる。
(11) また、電流IOとトランジスタ70からコンデンサ84
に流れる電流1cはlc#lo+Al。
であるので、 (n−1)Io/n≦rc−1o+Δ■≦(n→−1)
io、/n         ・・・(3)となる。従
って、周期Tの可変範囲は前記中心周期Tcに対して、 nTc/(n+1)≦Tc≦nTc/(n−1)・ ・
 ・ (4) となる。
各式(1)、(2)及び(3)から最小周期Tm1n及
び最大周期Trnaxを求めると、 Tm1n #C(Vh−V I) / I o  ((
n + 1)/nl          ・・・(5)
Tmax ”−C(Vh−V I) / I o  (
(n  1)/nl          ・・・(6)
となる。
このような周期の設定において、ロックレンジは電流1
o及びΔlcの比は抵抗62.64の抵抗比によって容
易に設定できる。特に、中心周期(12) Tcは、差動増幅器36の1ヘランジスク38のベース
に形成した調整用端子104と入力端子2とを短絡状態
にし、入力端子2をVcc / 2を印加して電流Δ■
0を零にすることで、入力電流1inを調整することに
より容易に設定することができる。
このような電圧制御発振回路によれば、ロックレンジ、
中心周波数(周期)を任意の値に選定し、しかもその値
は高精度に設定することができる。
特に、その中心周波数の調整は容易で、回路構成は極め
て簡単であり、IC化に適するものである。
また、電圧電流変換回路27のトランジスタ28.30
はロック範囲を決める電流分を流すのみであるため、そ
のベース電流は少な(、入力インピーダンスを高くとる
ことができる等の利点もある。
このような電圧制御発振回路は0.58スキユー検波I
CのPLL位相制御において、ロックレンジが広く、低
周波特性が良好であること等の必要な特性を満足するこ
とができる。
以上説明したようにこの発明によれば、ロック廂聞及び
中心周波数の設定が容易で、回路構成の(13) 簡略化を図ることができ、IC化に適する回路として構
成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は電圧制御発振回路の制御系統を示すブロック図
、第2図はその動作波形を示す説明図、第3図はこの発
明の電圧制御発振回路の実施例を示す説明図、第4図は
その動作波形を示ず説明図である。 27・・・電圧電流変換回路、66・・・定電流回路、
78・・・鋸歯状波発振回路。 (14)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 +11  入力端子を電流に変換する電圧電流変換回路
    と、この電圧電流変換回路の出力電流と発振周波数の中
    心周波数を設定する基準定電流とを合成して出力する定
    電流回路と、この定電流回路の出力電流で充電されるコ
    ンデンサを含みこのコンデンサの端子電圧と上限基準電
    圧又は下限基準電圧とを比較しその端子電圧が上限基準
    電圧以上になったときコンデンサを放電状態に、下限基
    準電圧以下になったとき充電状態に制御して鋸歯状波を
    発振する鋸歯状波発振回路とを具備したことを特徴とす
    る電圧制御発振回路。 (2)前記電圧電流変換回路の動作電流と前記基準定電
    流とを共通の定電流回路で設定し、各電流値の設定を抵
    抗比で設定可能にしたことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項に記載の電圧制御発振回路。 (1)
JP57144248A 1982-08-20 1982-08-20 電圧制御発振回路 Expired - Lifetime JPH0821835B2 (ja)

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EP0180105A2 (en) * 1984-10-31 1986-05-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Voltage controlled oscillator

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5250040U (ja) * 1975-10-03 1977-04-09
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