JPS6150406A - 1端子型発振回路 - Google Patents

1端子型発振回路

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JPS6150406A
JPS6150406A JP59172737A JP17273784A JPS6150406A JP S6150406 A JPS6150406 A JP S6150406A JP 59172737 A JP59172737 A JP 59172737A JP 17273784 A JP17273784 A JP 17273784A JP S6150406 A JPS6150406 A JP S6150406A
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JP
Japan
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transistor
circuit
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collector
terminal
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Masaru Hashimoto
勝 橋本
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/30Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator
    • H03B5/32Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator
    • H03B5/36Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator active element in amplifier being semiconductor device

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、たとえばFMステレオ復調用集積回路におけ
る位相同期ループ( PLL )の電圧制御発振器( 
VCO )に用いられる発振回路に係り、特にセラミッ
ク共振子等の共振子を用いた1端子型の発振回路に関す
る。
〔発明の技術的背景〕
第2図に従来のLC発振回路の一例を示しており、Ql
およびQlは互いのエミクタカ共通接続されて定電流源
Iに接続された差動対をなf NPN 形の第1、第2
のトランジスタであり、第1のトランジスタQsのベー
スおよび第2のr      }ラyJ,<タQ・の゜
′フタはゞ゜゜電源に接続され、第1のトランジスタQ
1のコレクタおよび第2のトランジスタQzのベースは
共通接続されたのちLC並列素子を介してVcc電源に
接続されている。
上記LC発振回路において、発振していない場合の直流
バイアスは、トランジスタQ2のベースには直接にVC
C電圧が加えられておシ、トランジスタQ1のベースに
はインダクタLを通じてVCC電圧が加えられているの
で、上記トランジスタQ+,Q*は常にアクティブ状態
で動作している。そして、トランジスタQ2のコレクタ
出力がトランジスタQ1のベースに正帰還されているの
で、LC共振素子の同調周波数で発振する。
一方、FMステレオ復調用集積回路においては、たとえ
ば日経エレクトロニクス1984年1月30日号P.1
 5 6に示されているように第3図の如きセラミック
共振子Xを利用した1端子型の発振回路30が用いられ
ている。ここで、31は上記発振回路30に動作バイア
スを与えるためのバイアス回路であって、トランジスタ
32〜39からなる。また、40は上記発振回路30の
発振周波数を微調整するためのりアクタンス回路である
。そして、発振回路30は共振子Xの並列共振周波数(
たとえば456kHz)で発振するものであって、差動
対をなすトランジスタ41.42と、定電流源用のトラ
ンジスタ43と、カレントミラー屋負荷をなすトランジ
スタ44.45と、2個のダイオード46。
47と、1個の帰還コンデンサ48とからなる。
ここで、セラミック共振子XはLC並列素子のような直
流バイパス効果はなく、発振のために必要な正帰還は帰
還コンデンサ48により行表われる。
〔背景技術の問題点〕
ところで、セラミック発振子Xを用いた発振回路30で
安定な発振動作を持続させるためには、発振回路30の
増幅用トランジスタ41。
42が発振停止状態でアクティブに動作していなければ
ならない。これを実現するために、(イ)増幅用トラン
ジスタ41.42に直流負帰還をかけないで上記トラン
ジスタ41 、42用の各バイアス回路を全く対称に構
成する方法と、←)増幅用トランジスタ41 、42の
アクティブ動作を保つように直流負帰還回路を設ける方
法とが考えられる。上記(イ)の方法は第3図のバイア
ス回路31で採用されているが、集積回路内の各素子の
製造ばらつきが存在するので安定な動作条件を得るのは
困難である。即ち、第3図においては、バイアス回路3
ノにおけるバイアス電流供給用のトランジスタ36.9
7の各電流が等しく、かつ発振回路30における増幅用
、定電流用のトランジスタ42,42.43のhrEが
同一であることが安定な発振を持続するための条件であ
るが、製造ばらつきに対して上記条件を維持するためK
は歩留りの低下につながる。また、前記←)の方法は、
直流負帰還を行なう経路の交流会(発振周波数成分)を
接地端へバイパスさせるために通常は大きな容量が必要
となυ、この大容量を集積回路内に形成することは困難
であった。
〔発明の目的〕
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、発振動作
安定化のための直流負帰還経路から発振周波数をパイ・
母スさせるための容量を集積回路内部で容易に形成可能
な程度に小さくすることができ、集積回路内の素子の製
造ばらつきに対しても安定な直流動作電圧が得られる1
端子型発振回路を提供するものである。
〔発明の概要〕
即ち、本発明の1端子型発振回路は、差動増幅用の第1
.第2のトランジスタのうち、共振子が接続される第2
のトランジスタのコレクタからベースに直流負帰還をか
けると共にその負帰還点が高インピーダンスの直流負帰
還回路を設ケ、上記第2のトランジスタのコレクタと第
1のトランジスタのベースとの間に正帰還用の容量を接
続し、この第1のトランジスタのベースに高抵抗の素子
を介して直流バイアスを与えるバイアス回路を設けてな
ることを特徴とするものである。
したがって、回路素子の製造上のばらつきに対しても直
流負帰還回路の作用により発振動作が安定化され、しか
も負帰還点インピーダンスが高いので、交流会バイパス
用の容量を集積回路内部で容易に形成可能な程度に小さ
くすることが可能になる。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
第1図において、1は集積回路であってその端子群のう
ちの1個の端子2と接地端との間に共振子、たとえばセ
ラミック共振子Xが接続されている。上記集積回路1内
には、発振回路3、バイアス回路4、リアクタンス回路
5が設けられている。上記発振回路3において、Qlお
よびQtはエミ、り相互が接続された差動増幅用のNP
N形の第1.第2のトランジスタ、■は上記差動対トラ
ンジスタQ++Qtのエミッタ接1読点と接地端との間
に接続された定電流源でわるO PNP形の第3.第4
のトランジスタQS1Q4は、ベース相互が接続され、
各エミ、りが抵抗Rt  、Rat−介してWee電源
に接続され、各コレクタが前記差動対トランジスタQt
 、Qzの各コレクタに接続されておL !3のトラン
ジスタQ3のベース・コレクタ相互が接続されている。
即ち、上記第3.第4のトランジスタQsrQ*、抵抗
R1+81は前記差動対トランジスタQ+  、Qmの
カレントミラー型負荷回路を形成している。CIは上記
差動対トランジスタQs  、Qxのうちの一方のトラ
ンジスタQ1のコレクタと他方のトランジスタQ2のベ
ースとの間に接続され九正帰還用の容量である。
6は上記トランジスタQ1のコレクタからベースに対し
て直流的な負帰還をかけるための直流負帰還回路であシ
、コレクタがVcc電源に接続されたNPN形の第5の
トランジスタQsのベースが前記トランジスタQ意のコ
レクタに接続され、この第5のトランジスタQsのエミ
、りに抵抗Rs t−介してPNP形の第6のトランジ
スタQ6のエミ、りが接続され、このjI6のトランジ
スタQ6のコレクタが抵抗R4を介して接地され、この
第6のトランジスタQ6のベースが前記トランジスタQ
mのベースに接地されると共にバイパス用の容量Cコを
介して接地されておシ、上記第6のトランジスタQ6の
コレクタから発振出力が取り出される。
iた、前記トランジスタQzのコレクタは、前記共振子
接続用の端子2に接続されると共にリアクタンス回路5
に接続されている。
一方、バイアス回路4は、vcc電源と接地端との間に
2個のダイオードDI+D!、抵抗RsおよびPNP形
の第7のトランジスタQ7のエミ、り・コレクタ間が接
続されてな夛、この第7のトランジスタQ7のベースが
前記発振回路3のトランジスタQ1のベースに接続され
ている。
次に、上記構成における動作を説明する。発振回路3に
おいて、トランジスタQl r Qz  +Qs  +
 Q< 、抵抗R1+R1、定電流源Iは差 ′動増幅
器を形成しておシ、トランジスタQ1のベースが入力端
子、トランジスタQ!のコレクタが出力端子、トランジ
スタQ!のベースが負帰還端子になっている。上記トラ
ンジスタQ1のベースには、高インピーダンスであるバ
イアス回路4のトランジスタQγのベース端子から直流
バイアスが与えられているので、容量CIによる正帰還
量が多くなシ、発振し易く表っている。前記トランジス
タQtのコレクタ端子からベース端子への負帰還は、負
帰還回路6のエミッタ7オロワ(トランジスタQsおよ
び抵抗Rs  )を通して行なわれている。これによっ
て、トランジスタQzのコレクタ端子の出力インピーダ
ンスが高く保たれておシ、ここに接続されているセラミ
ック共振子XのQが低下しないように遜っている。また
、発振出力はトランジスタQs1抵抗Rjs)ランジス
タQ6、抵抗R4の経路に加わシ、トランジスタQ6の
コレクタから取シ出される。そして、上記ト2ンジ1 
    スタQ6のベースと前記トランジスタQ3のベ
ースとの間に社バイパス用容量C,が設けられているの
で、交流会(発振周波数成分)が殆んどバイパスされて
直流成分のみが負帰還されることになる。この場合、負
帰還回路6において交流利得を得るには負帰還点のイン
ピーダンス(トランジスタQεのベース側を見たインピ
ーダンス)とこの点におけるバイパス容量の値を一定値
以上にしなければならないが、上記インピーダンスが高
いのでバイパス用容量C:の値として集積回路内部で容
易に形成できる程度に不さく設定することが可能である
そして、リアクタンス回路5に流れる電流が零の場合、
差動対トランジスタQ1−Qzはバランス状態で安定に
動作し、それぞれのベースに直流バイアスを供給してい
るトランジスタQy*Qsに流れる電流は等しくなる。
この場合、上記トランジスタQt、Qaのベース・エミ
ッタ間電圧VIE。7 + VlllQ6は等しく、そ
れぞれのエミッタに接続されている抵抗R,,R,の電
圧降下V!15 + VB2は等しく、さらにダイオー
ドDIの順方向電圧降下VFD2とトランジスタQsの
ベース・エミッタ間電圧VBIQ5と紘等しいので、ト
ランジスタQ鵞のコレクタ端子の出力直流電圧はVCC
電位からダイオードD里の順方向電圧降下VFDI分だ
け低下した安定な電位に固定されることになる。
なお、リアクタンス回路5にオフセット電流がある場合
、たとえばオフセット電流かりアクタンス回路5に流れ
込む場合を考えると、オフセット電流によシトランジス
タQsのコレクタ端子の出力直流電圧が下がシ、これに
よりて負帰還回路6のトランジスタQIN抵抗R3、ト
ランジスタQ6の電流が低下する。したがって、上記ト
ランジスタ9・のベース電流が少なくなり、トランジス
タQ!の電流も減少する。それに伴ない、トランジスタ
Qsの電流が増加し、カレントミラー負荷回路のトラン
ジスタQs  +Q4の電流が増加する。その結果、差
動対トランジスタQl −Qsの各電流I(N I I
O2の差が前記オフセット電流に等しい状態で安定にな
る。
換言すれば、オフセット電流が定電流源Iの電流よシ大
きくならない限シ、差動対トランジスタQl tQzは
アクティブに動作し、安定な発振を持続することができ
る。
なお、前記バイアス回路4においては、トランジスタQ
γのベース電流が第1のトランジスタQtのベース電流
となるので、上記トランジスタQ7の電流増幅率hFI
Q7を第1のトランジスタQsの電流増幅率hFI41
よシ充分小さな値に設定しておくことによりて、抵抗R
11の電圧降下を小さくシ、第1のトランジスタQ!の
ベース電位を十分な大きさに確保することができる。た
とえばトランジスタQ7 (PNP形)を2チラル形と
すればそのhFIQ7は30〜80、第1のトランジ、
XりQs(NPN形)のhyzalは70〜350でア
シ、上記hFIQ 1によりノ櫂イアス回路4の出力イ
ンピーダンスは十分に高くなる。
なお、前記バイアス回路4は、上記実施例に限ることな
く、要は高抵抗の素子を介して差動対トランジスタの一
方Qlのベースに直流/4イアス電圧を与え得るもので
あればよく、シたがって高抵抗によりvcc電圧を分圧
してバイアス出力とする分圧回路を用いてもよい。
〔発明の効果〕
上述したように本発明の1端子型発振回路によれば、直
流負帰還回路を設けることによって回路素子のばらつき
に対しても安定な直流動作電圧が得られるので安定な発
振動作が可能になシ、しかも直流負帰還点を高インピー
ダンスとしているので交流会バイパス用の容量の値を集
積回路内で容易に形成可能な程度に小さくすることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1端子型発振回路の一実施例を示す回
路図、第2図は従来のLC発振回路の基本構成を示す回
路図、第3図は従来の1端子型発振回路を示す回路図で
ある。 1・・・集積回路、2・・・端子、3・・・発振回路、
4・・・バイアス回路、5・・・リアクタンス回路、6
・・・直流負帰還回路、Q1〜Q7・・・トランジスタ
、DlpDl・・・ダイオード、R1〜Rs・・・抵抗
、CI+c1・・・容量、■・・・定電流源、X・・・
共振子。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第2図 第3図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)互いのエミッタが相互に接続されて定電流源に接
    続される差動対をなす第1極性型の第1のトランジスタ
    Q_1および第2のトランジスタQ_2と、これらのト
    ランジスタQ_1、Q_2の負荷回路と、上記第2のト
    ランジスタQ_2のコレクタと第1のトランジスタQ_
    1のベースとの間に接続される正帰還用の容量C_1と
    、上記第1のトランジスタQ_1のベースに高抵抗の素
    子を介して直流バイアス電圧を与えるバイアス回路4と
    、前記第2のトランジスタQ_2のコレクタからベース
    に直流負帰還をかけるために設けられ負帰還点が高イン
    ピーダンスを有する直流負帰還回路6と、上記第2のト
    ランジスタQ_2のコレクタと接地端との間に接続され
    る共振子Xとを具備してなることを特徴とする1端子型
    発振回路。
  2. (2)前記直流負帰還回路6は、前記第2のトランジス
    タQ_2のコレクタ出力が前記第1極性型のトランジス
    タQ_5のベースに導かれ、このトランジスタQ_5の
    エミッタに抵抗R_3を介して第1極性型とは逆の第2
    極性型のトランジスタQ_6のエミッタを接続し、この
    トランジスタQ_6のコレクタを接地し、このトランジ
    スタQ_6のベースを前記第1のトランジスタQ_1の
    ベースに接続すると共に交流成分バイパス用の容量C_
    2を介して接地してなることを特徴とする前記特許請求
    の範囲第1項記載の1端子塑発振回路。
  3. (3)前記バイアス回路4は、電源と接地端との間に複
    数個のダイオード、抵抗、第2極性型のトランジスタが
    直列に接続され、このトランジスタのベースが前記第1
    のトランジスタQ_1のベースに接続されてなることを
    特徴とする前記特許請求の範囲第1項または第2項に記
    載の1端子型発振回路。
  4. (4)前記負荷回路は、第2極性型のトランジスタを用
    いたカレントミラー型負荷回路であり、前記第2のトラ
    ンジスタQ_2のコレクタにリアクタンス回路が接続さ
    れてなることを特徴とする前記特許請求の範囲第1項記
    載の1振子型発振回路。
JP59172737A 1984-08-20 1984-08-20 1端子型発振回路 Expired - Lifetime JPH0611088B2 (ja)

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JPH0611088B2 JPH0611088B2 (ja) 1994-02-09

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02202104A (ja) * 1989-01-30 1990-08-10 Nec Ic Microcomput Syst Ltd 発振回路
JPH02294103A (ja) * 1989-05-08 1990-12-05 Nec Ic Microcomput Syst Ltd 発振回路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02202104A (ja) * 1989-01-30 1990-08-10 Nec Ic Microcomput Syst Ltd 発振回路
JPH02294103A (ja) * 1989-05-08 1990-12-05 Nec Ic Microcomput Syst Ltd 発振回路

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