JPS597772Y2 - 発振回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は発振回路、特にエミツタ結合マルチバイブレー
夕に関するものである。

集積回路化された位相同期回路（ＰＬＬ）の電圧制御発
振器（ＶＣＯ）としてエミツタ結合マルチバイブレー夕
は広い周波数帯域にわたって使用されている。

しかしＰＬＬの使用目的によっては■ＣＯの中心発振周
波数の正確な設定が必要になることがある。

このため集積回路化したＰＬＬでは外付されるコンデン
サの大きさを調整するか、別に調整用の端子を設けなけ
ればならない欠点がある。

調整用の端子を設けることは集積回路にとって好ましく
ないことはいうまでもない。

外付されるコンデンサの大きさを調整して中心発振周波
数を正確に設定することは集積回路のバラッキやコンテ
゛ンサの規格値、精度を考えるとかなり面倒な作業であ
る。

適当に選んだコンデンサによってきまる中心発振周波数
を所望の値に近づけるにはコンテ゛ンサの容量値を調整
しなければならないが調整用にトリマコンテ゛ンサやバ
リコンを用いて必要な可変範囲となると大きくなり値段
も高くなる。

そこで任意に選んだコンデンサによってきまる中心発振
周波数を調整する別の手段があれば便利である。

本考案の目的は中心発振周波数の調整が容易なエミツタ
結合マルチバイブレー夕を提供することである。

以下面図を用いて詳細に説明する。

第１図に従来のエミツタ結合マルチバイブレークの回路
図を示す。

トランジスタ１および２のエミツタはコンデンサ３を通
して接続され、さらにそれぞれのエミツタは定電流源４
または５に接続されている。

抵抗６およびダイオ乙ド７はトランジスタ１の負荷で電
源端子８とトランジスタ１のコレクタの間に接続されて
いる。

抵抗９およびダイオード１０はトランジスタ２の負荷で
電源端子８とトランジスタ２のコレクタの間に接続され
ている。

トランジスタ１１のコレクタは電源端子８に、ベースは
トランジスタ２のコレクタに、エミツタはトランジスタ
１のベースと定電流源１２にそれぞれ接続されている。

トランジスタ１３のコレクタは電源端子８にベースはト
ランジスタ１のコレクタにエミツタはトランジスタ２の
ベースと定電流源１４にそれぞれ接続されている。

１５はＧＮＤ端子である。トランジスタ１と２は交互に
導通、遮断を繰り返して発振する。

いまトランジスタ１が導通、Ｉ・ランジスタ２を遮断と
すると、トランジスタ１の負荷である抵抗６とダイオー
ド７には定電流源４と５両方から供給される電流が流れ
ここでの電圧降下はダイオード７の順方向電圧ＶＤとな
る。

コンデンサ３には定電流源５による電流がＡからＢの方
向に流れるのでコンデンサ３はトランジスタ２のエミツ
タ電圧がトランジスタ１のエミツタ電圧より低くなる方
向に充電されていく。

この間トランジスタ２の負荷である抵抗９とダイオード
１０に流れる電流はトランジスタ１１への微少なベース
バイアス電流だけであるので、ここでの電圧降下は無視
できトランジスタ２のコレクタ電圧はほぼ電源電圧に等
しい。

したがってトランジスタ１のベース電圧は電源電圧より
トランジスタ１１のベース・エミツタ間電圧ＶＢＥだけ
低くトランジスタ１のエミツタ電圧はさらにトランジス
タ１のベース・エミツタ間電圧ｖＢＥだけ低い。

したがって、トランジスタ２が遮断状態の間はトランジ
スタ１のエミツタ電圧はＶ。

ｃ’ ２ＶＢＥで一定である。ここで■。０は電源電
圧である。

一方トランジスタ２のベース電圧はトランジスタ１のコ
レクタ電圧よりトランジスタ１３のベース・エミツタ間
電圧■Ｂ０だけ低い電圧であるので訃ランジスタ１が導
通状態の間は■。

０ｖ， ＶＢＥで一定である。

いまコンデンサ３の充電が進んでコンデンサ３に充電さ
れている電圧が■。

に達すると、すなわちトランジスタ２のエミツタ電圧が
トランジスタ１のエミツタ電圧よりもＶＤだけ低いＶｃ
ｃ ＶＤ ２ＶＢＥまで下がると、この電圧はトラ
ンジスタ２のベース電圧■ｃｏｖ， ＶＢＥよりも■
ＢＥだけ低い電圧であるのでトランジスタ２に電流が流
れ始める。

トランジスタ２に電流が流れ始めるとトランジスタ１と
２に流れる電流の合計は定電流源４と５で決まっている
のでトランジスタ１の電流がへる。

又トランジスタ２に電流が流れたためトランジスタ２の
負荷抵抗９とダイオード１０で電圧降下がおこりトラン
ジスタ２のコレクタ電圧が下がる。

この変化がトランジスタ１１を通してトランジスタ１の
ベースに伝わりトランジスタ１のベース電圧を下げる。

一方トランジスタ１の電流がへるためトランジスタ１の
負荷の抵抗６とダイオード７での電圧降下がへりトラン
ジスタ１のコレクタ電圧が上がる。

この変化はトランジスタ１３を通してトランジスタ２の
ベースに伝わりトランジスタ２のベース電圧を上げるの
でトランジスタ１は導通から遮断へトランジスタ２は遮
断から導通へと反転する。

このように反転時の動作は正帰還としてあるので動作の
反転は急激に完了する。

その後はトランジスタ１と２及び１１と１３がいままで
と逆の動作を行ない、コンテ゛ンサ３にはＢからＡの方
向に電流が流れる。

そしてコンテ゛ンサ３が逆向きにＶＤまで充電されると
、また同様にしてトランジスタ１と２の導通・遮断が反
転する。

このような動作をくり返して発振をつ・゛ける。

このときの発振周波数は次式で与えられる。

ｆ：発振周波数、Ｃ：コンデンサ３の容量、■：定電流
源４と５からの電流の大きさ、■Ｄ：ダイオード７と１
０の順方向電圧。

（１）式で示されるようにエミツタ結合マルチバイブレ
ー夕の発振周波数は電流源４と５の大きさによって可変
できるのでｖＣＯとして利用でき、さらに動作が非胞和
で小振巾なため高い周波数を発振させることが容易であ
る。

第２図に各点の動作波形を示す。

第３図は本考案のエミツタ結合マルチバイブレータの一
実施例の回路図である。

第１図の回路とはコンデンサ３の直列に抵抗１６がさら
に並列に抵抗１７が接続された点が異なる。

この場合も前と同じくトランジスタ１，２は互いに導通
・遮断をくり返す動作を行なって発振する。

トランジスタ１と２のうち遮断状態のトランジスタのエ
ミツタ電圧が導通状態のトランジスタのエミツタ電圧よ
りも■。

だけ下がったときに反転することは同じであるが抵抗１
６と１７が接続されたため周波数は変化している。

このときの発振周波数は次式に与えられる。

ｆ：発振周波数、Ｃ：コンデンサ３の容量、ｒ：抵抗１
６の抵抗値、Ｒ：抵抗１７の抵抗値、■：定電流源４ま
たは５からの電流の大きさ、 ただし、抵抗１６と１７は（３）式で与えられる範囲に
選ぶ必要がある。

■ Ｒ■〉■Ｄｒ（■一』）〈ｖＤ・・・・・・・・・・・
・・・・（３）Ｒ （２）式においてＲ−＋ｏＯｒ→０とすると発振周波数
は となって（１）式と同じになる。

（２）式においてＲ−＋（１）とすると （２）式においてｒ→０とすると となる。

以上の式からわかるように抵抗１６を用いると発振周波
数を高くすることができ抵抗１７を用いると低くするこ
とができる。

以上説明したようにコンデンサ３に直列抵抗１６あるい
は並列抵抗１７をもしくは両方を接続して抵抗値を調整
することにより発振周波数が調整できるので集積回路化
する場合周波数調整用端子を設ける必要がなく容量を調
整しなくてすむ利点がある。

第４，５および６図に動作波形を示す。第７図は本考案
の実施例であるエミツタ結合マルチバイブレータをｖＣ
Ｏとして応用した例を示す回路図であって、１８は制御
入力端子、１９および２０は発振出力端子、８は電源端
子、１５はＧＮＤ端子である。

トランジスタ１のエミツタとトランジスタ２のエミツタ
はコンデンサ３と可変抵抗１６を通して接続されさらに
可変抵抗１７で接続される。

又それぞれのエミツタはトランジスタ２１又は２２のコ
レクタに接続されている。

トランジスタ２１と２２のベースは制御人力端子１８に
接続されそれぞれのエミツタは等しい抵抗値をもつ抵抗
２３又は２４を通してＧＮＤ端子１５に接続される。

抵抗６とダイオード７はトランジスタ１の負荷であって
トランジスタ１のコレクタと電源端子８の間に接続され
る。

抵抗９とダイオード１０はトランジスタ２の負荷でトラ
ンジスタ２のコレクタと電源端子８の間に接続される。

トランジスタ１１と２５はダーリントン接続されていて
両方のコレクタは電源端子８にトランジスタ１１のベー
スはトランジスタ２のコレクタヘトランジスタ２５のエ
ミツタはトランジスタ１のペースに接続されており、さ
らにトランジスタ１１のエミツタとトランジスタ２５の
ベースの接続点からトランジスタ２５のエミツタに抵抗
２６が接続されており、トランジスタ２５のエミツタは
抵抗２７を通してＧＮＤ端子１５に接続される。

トランジスタ１３と２９はダーリントン接続されていて
両方のコレクタは電源端子８に、トランジスタ１３のベ
ースはトランジスタ１のコレクタヘトランジスタ２９の
エミツタはトランジスタ２のベースへ接続されており、
さらにトランジスタ１３のエミツタとトランジスタ２９
のベースの接続点からトランジスタ２９のエミツタに抵
抗２８が接続されており、トランジスタ２９のエミツタ
は抵抗３０を通してＧＮＤ端子１５に接続される。

この回路は制御入力電圧によってトランジスタ２１およ
び２２に流れる電流を制御して発振周波数を制御してい
る。

この回路の発振周波数は次式で与えられる ｆ：発振周波数、Ｃ：コンデンサ３の容量、ｒ：可変抵
抗１６の抵抗値、Ｒ：可変抵抗１７の抵抗値、ＲＥ：抵
抗２３および２４の抵抗値、■１Ｎ：制御入力、■８Ｅ
：トランジスタのベース・エミツタ間電圧ただし発振す
るためには次式が或立しなければならない。

（５）式からわかるようにＶ１Ｎによって発振周波数を
制御することができるのでＰＬＬのＶＣＯとして利用で
きる。

ここで可変抵抗１６． １７を調整することによって発
振周波数を調整できる利点があるので集積回路化した場
合に周波数調整用の端子を設けなくてすみ、又、外付と
なるコンデンサを調整しなくてすむ利点がある。

又、第８図は本発明の他の実施例を示す回路図で第７図
の回路にさらに抵抗３１をコンテ゛ンサ３に並列に接続
したものである。

この場合次の関係があると第７図の回路と第８図の回路
の動作は等しい。

ただし ｒ：第７図における抵抗１６の抵抗値、Ｒ：第７図にお
ける抵抗１７の抵抗値、ｒ′：第８図における抵抗１６
の抵抗値、Ｒ′：第８図における抵抗１７の抵抗値、Ｒ
″：第８図における抵抗３１の抵抗値。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のエミツタ結合マルチバイブレー夕の回路
図、第２図は従来のエミツタ結合マルチバイブレー夕の
各点の動作波形を示す。 図２−１はトランジスタ１のエミツタ電圧波形、図２−
２はトランジスタ２のエミツタ電圧波形、図２−３はト
ランジスタ２のエミツタからみたトランジスタ１のエミ
ツタの電圧波形、図２−４は、トランジスタ１のコレク
タ電圧波形、図２−５はトランジスタ２のコレクタ電圧
波形を示す。 第３図は本考案の一実施例の回路図、第４図は第３図の
回路の各点の動作波形を示し図４−１〜４−５はそれぞ
れ図２−１〜２−５に対応する。 第５図はＲ→（１）のときの本発明による回路の各点の
動作波形を示し、図５−１〜５−５はそれぞれ図２−１
〜２−５に対応する。 第６図はｒ→０のときの本発明による回路の各点の動作
波形を示し、図６−１〜６−５はそれぞれ図２−１〜２
−５に対応する。 第７図は本考案をｖＣＯに応用した例を示す回路図、第
８図は本考案の他の実施例の回路図である。 １， ２， １１， １３， ２１， ２２， ２５
， ２９・・・トランジスタ、３・・・コンデンサ、４
， ５， １２， １４・・・定電流源、６， ９
， １６， １７， ２３， ２４， ２６， ２７，
２８， ３０， ３１・・・抵抗、７，１０・・・ダ
イオード、８・・・電源端子、１５・・・ＧＮＤ端子、
１８・・・制御入力端子、１９・・・発振出力端子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 第１のトランジスタのコレクタより第２のトランジスタ
   のベースへ第２のトランジスタのコレクタより第１のト
   ランジスタのベースへそれぞれ帰還回路が設けられ、か
   つ第１と第２のトランジスタのエミツタ間にコンデンサ
   を備え、第１および第２のトランジスタのそれぞれのエ
   ミツタに定電流源を接続して電流を供給しその電流の大
   きさを制御することによって発振周波数を制御するエミ
   ツタ結合マルチバイブレー夕において、前記コンデンサ
   に直列又は並列に、あるいは直列および並列に抵抗を接
   続してなる電位源との電流通路をもたない発振周波数調
   整手段を備えている事を特徴とする発振回路。