JPS6196820A

JPS6196820A - 電圧制御発振器

Info

Publication number: JPS6196820A
Application number: JP59218009A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Takigiri; 瀧桐　和也; Hiroyuki Funabashi; 船橋　裕之
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1984-10-17
Filing date: 1984-10-17
Publication date: 1986-05-15
Also published as: JPH037290B2

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】産業上の利用分野この発明は、上限基準電圧または下限基準電圧とコンデ
ンサの端子電圧とを比較器にレベルシフトして加えるレ
ベルシフトトランジスタを有する電圧制御発振器の改良
に関する。

従来の技術第２図は、上限基準電圧または下限基準電圧とコンデン
サの端子電圧とを比較器にレベルシフトして加えるレベ
ルシフトトランジスタを有する一般的な電圧制御発振器
を示している。すなわち、エミッタを共通にした一対の
トランジスタ２．４と定電流源６とによっヤ比較器が構
成され、トランジスタ２．４のベース側には比較すべき
電圧をレベルシフトするレベルシフトトランジスタ８．
１０が設置されている。

トランジスタ８のベースには、外部端子１２が形成され
て基準発振周波数を設定する抵抗１４およびコンデンサ
１６からなる時定数回路が接続されているとともに、電
流増幅器１８から制御電流が加えられている。また、ト
ランジスタ１０のベースには、上限基準電圧■□または
下限基準電圧■、が設定される。

すなわち、マルチコレクタトランジスタ２０は、２つの
コレクタＣ＋　、Ｃｚの中、一方のコレクタＣ３をベー
スに接続して電流ミラー回路を構成しており、定電流源
２２の定電流は、トランジスタ２０のベース・コレクタ
Ｃ１に流れ、カレントミラー効果によって同様の電流が
トランジスタ２４のベースに流れる。この結果、トラン
ジスタ２４には定電流が流れ、抵抗２６．２８の中間点
には下限基準電圧ＶＬが設定される。

トランジスタ８．１０のエミッタと電源端子３０が形成
された正側電位ラインとの間には、トランジスタ３２．
３４が設置され、これらトランジスタ３２．３４のベー
スには、共通のバイアス電圧■８が設定されており、ト
ランジスタ３２．３４からトランジスタ２．４のベース
電流およびトランジスタ８．１０のエミッタ電流が与え
られる。

そして、トランジスタ２のコレクタには、正側電位ライ
ンから電源電圧Ｖｃｃが加えられ、トランジスタ４のコ
レクタ側には発振出力を取り出す負荷としてのマルチコ
レクタトランジスタ３６が設置されている。このトラン
ジスタ３６は、共通のベースおよびエミッタに対して３
つのコレクタＣ＋　、Ｃｚ　、Ｃｘが形成されていると
ともに、コレクタＣ０とベースとは共通に接続されて電
流ミラー回路を構成している。すなわち、トランジスタ
３６のコレクタＣ２から取り出される発振出力は、分周
器３８で分周された後、図示していない外部回路に加え
られる。また、トランジスタ３６のコレクタＣ３に流れ
る電流は、マルチェミ・７タトランジスタ４０のベース
に流れ込み、このトランジスタ４０のエミ・７りＥ、か
ら流出する電流は、抵抗４とを介してトランジスタ８の
ベース側に加えられるとともに、エミッタＥ２から流出
する電流は、抵抗４４を介してトランジスタ１０のベー
ス側に加えら°れる。

このように構成された電圧制御発振器において、コンデ
ンサ１６の充電電圧■。は、トランジスタ８でそのベー
ス・エミッタ間電圧だけレベルシフトされてトランジス
タ２のベースに加えられ、トランジスタ１０に設定され
る上限基準電圧ＶＨまたは下限基準電圧Ｖ、は、トラン
ジスタ１０でそのベース・エミッタ間電圧だけレベルシ
フトされてトランジスタ４のベースに加えられる。

上限基準電圧■イは、トランジスタ４側が導通状態とな
り、トランジスタ３６．４０が動作状態にあるとき、抵
抗２６．４４の並列回路と抵抗２８の分圧によって設定
される。また、下限基準電圧ＶＬは、トランジスタ２側
が導通し、トランジスタ３６．４０が非導通状態にある
とき、抵抗２６．２８の分圧によって設定される。

コンデンサ１６は、トランジスタ２が非導通状態のとき
、トランジスタ３２からトランジスタ８のエミッタ・ベ
ースを介して流れる充電電流と、電流増幅器１８から与
えられる制御電流とによって充電され、その放電は抵抗
１４による放電回路と電流増幅器１８の電流吸い込みに
よって行われる。

ここで、コンデンサ１Ｇの充電電圧ＶＣが上限基準電圧
Ｖ、に到達した時点を想定すると、トランジスタ２が導
通、トランジスタ４が非導通となるので、トランジスタ
３６．４０がカントオフ状態となり、トランジスタ１０
には下限基準電圧■、が設定される。このとき、コンデ
ンサ１６は放電状態となり、抵抗１４あるいは電流増幅
器１８を介して放電される。この放電の結果、コンデン
サ１６の端子電圧が下限基準電圧■、を下回ると、トラ
ンジスタ２は非導通、トランジスタ４は導通し、トラン
ジスタ３６．４０は動作状態となり、トランジスタ１０
には上限基準電圧Ｖ□が設定され、コンデンサ１６はそ
の上限基準電圧ＶＨに到達すべく充電状態に移行する。

このように、コンデンサ１６の充放電に対応して上限ま
たは下限基準電圧Ｖ□、Ｖ、の切換動作によってトラン
ジスタ３６のコレクタＣ２には、三角波の発振出力が得
られる。そして、コンデンサ１６の充放電の時定数が電
流によって制御される結果、発振周波数が電流増幅器１
８からの制御電流によって制御される。

なお、電流増幅器１８は、その入力端子４６に加えられ
る制御電圧に対応した制御電流を発生するので、制御電
圧に応じた発振周波数が得られることになる。

発明が解決しようとする問題点このような電圧制御発振器では、レベルシフトトランジ
スタ８．１０の電流増幅率βが異なっていると、トラン
ジスタ８．１０のベース電流に不平衡が発生し、抵抗１
４．２８に発生する電圧降下が異なるため、トランジス
タ２．４およびレベルシフトトランジスタ８．１０から
なる比較器にオフセットが発生し、発振動作が不安定に
なる。

たとえば、半導体集積回路の製造条件によってトランジ
スタ８．１０の電流増幅率βが極端に低くなった場合、
トランジスタ８．１０のベースから電流が流れ出し、そ
の結果、抵抗２８による電圧降下で下限基準電圧■、が
上昇して発振が不安定になり、極端なレベル増加が生じ
ると、発振停止に至る場合さえある。

そこで、この発明は、このようなオフセットを除いて発
振を安定化させようとするものである。

問題点を解決するための手段すなわち、この発明は、上限基準電圧または下限基準電
圧とコンデンサの端子電圧とを比較器にレベルシフトし
て加えるレベルシフトトランジスタを有する電圧制御発
振器において、前記レベルシフトトランジスタに与えら
れる定電流と等しい電流を前記レベルシフトトランジス
タと等価なトランジスタに流して前記レベルシフトトラ
ンジスタに流れるベース電流に等しい電流を算出し前記
レベルシフトトランジスタのベースに加えまたはそのベ
ースから引き出す電流補償回路を設置したものである。

作用したがって、この発明は、レベルシフトトランジスタと
等価なトランジスタにレベルシフトトランジスタに流れ
る電流と同様の電流を流してレベルシフトトランジスタ
のベースから流出またはレベルシフトトランジスタのベ
ースに流入する電流を算出し、その電流を補償電流とし
てレベルシフトトランジスタのベースに付与し、あるい
は、そのベースから流出させ、オフセットの発生を阻止
する。

実施例以下、この発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。

第１図はこの発明の電圧制御発振器の実施例を示し、第
２図に示す電圧制御発振器と同一部分には同一符号を付
しである。

第１図において、この電圧制御発振器には、トランジス
タ８．１０のベース電流の変動を吸収する電流補償回路
４８が設置されている。

この電流補償回路４８にはトランジスタ８．１０と等価
なトランジスタ５０が設置され、このトランジスタ５０
には、トランジスタ３２．３４と共通のバイアス電圧■
８がベースに与えられるトランジスタ５２から電流を流
し込み、トランジスタ８、ｌＯのベース電流と等しいベ
ース電流をトランジスタ５０のベースから得ている。す
なわち、トランジスタ５０．５２は、トランジスタ８．
１０に流れるベース電流と等しいベース電流を算出する
電流算出回路を構成している。

そして、トランジスタ８．１０のベースには、そのベー
ス電流番個別に吸い込むトランジスタ５４．５６が設置
され、これらトランジスタ５４．５６とトランジスタ５
８とは、電流ミラー回路をＩ成しており、トランジスタ
５８にはトランジスタ５０から流出するベース電流が与
えられている。

以上の構成に基づき、その動作を説明する。

トランジスタ８．１０から流出するベース電流と同様の
ベース電流が、トランジスタ５０によって形成され、こ
のベース電流は、トランジスタ５８からトランジスタ５
４．５６のそれぞれにカレントミラー効果によって流れ
る。このため、トランジスタ８．１０のベース電流は、
トランジスり５４．５６に吸い込まれ、ベース電流の変
動が吸収される。この結果、トランジスタ８．１００ベ
ース電流によって抵抗１４．２８に生じていた電圧降下
が抑制され、オフセットの発生が防止され、安定した発
振動作が得られる。

また、このような電圧制御発振器を１チツプの半導体集
積回路で構成する場合、そのチップ内でトランジスタ８
．１０と、トランジスタ５４．５６を隣接して配置すれ
ば、各電流増幅率βの整合をとることが可能であり、オ
フセットの発生を効果的に抑えることができる。

したがって、このような電流制御発振器を用いたＦＭ復
調回路では、出力歪率を低下させ、ステレオセパレーシ
ョンを向上させ、復調動作を安定化させることができる
。

なお、発振動作については、第２図に示した電圧制御発
振器と同様であるので、その説明を省略する。

実施例では、レベルシフトトランジスタ８．１０がＰＮ
Ｐ型トランジスタで構成され、ベース電流が流出する場
合を例に取ったが、この発明は、トランジスタ２．４が
ＰＮＰ型トランジスタで構成され、レベルシフトトラン
ジスタ８．１０がＮＰＮ型トランジスタで構成されてベ
ース電流を吸収する場合にも適用できる。

発明の詳細な説明したように、この発明によれば、レベルシフトト
ランジスタのベース電流の流出または流入を補償するの
で、オフセットの発生が防止され、安定した発振動作が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１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２図は一般的な電圧制御発振器を示す回路図であ
る。２．４・・・比較器を構成するトランジスタ、８．１０
・・・レベルシフトトランジスタ、４８・・・電流補償
回路、５０．５２・・・電流算出回路を構成するトラン
ジスタ、５４．５６．５８・・・電流ミラー回路を構成
するトランジスタ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）上限基準電圧または下限基準電圧とコンデンサの
端子電圧とを比較器にレベルシフトして加えるレベルシ
フトトランジスタを有する電圧制御発振器において、前
記レベルシフトトランジスタに与えられる定電流と等し
い電流を前記レベルシフトトランジスタと等価なトラン
ジスタに流して前記レベルシフトトランジスタに流れる
ベース電流に等しい電流を算出し前記レベルシフトトラ
ンジスタのベースから引き出す電流補償回路を設置した
ことを特徴とする電圧制御発振器。
（２）前記電流補償回路は、前記レベルシフトトランジ
スタと等価なトランジスタにレベルシフトトランジスタ
に流れる定電流と等しい電流を流してベース電流を検出
するベース電流検出回路と、このベース電流検出回路で
得られたベース電流を前記レベルシフトトランジスタの
ベースから吸い出す電流ミラー回路とから構成したこと
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
振器。