JPS6326562B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は帰還型の発振器、更に詳しくは増幅器
と周波数選択性帰還回路を含めてなる正帰還ルー
プ内に制御回路を挿入して発振制御を行なわすよ
うにした発振器に関するものである。

従来の帰還型発振器において、発振器を発振持
続状態と発振停止状態に切換える場合、発振器に
供給する電源をオン、オフすることにより行なう
のが一般的である。また、発振持続状態において
発振周波数を変える方法としては、前記周波数選
択性帰還回路に可変インダクタンス素子や可変容
量素子を用い、それを調節することにより行なう
のが一般的である。

一方、ビデオテープレコーダなどに用いられる
RFコンバータ（映像、音声信号により高周波、
テレビジヨン信号をつくる）などではテレビジヨ
ンにおける所定のチヤンネルの映像搬送波周波数
に対応して周波数確度が要求されるため、正確な
発振周波数が必要であり、また、少なくとも２つ
の異なるチヤンネルに対応する搬送波を生成する
ことが要求されている。このため、RFコンバー
タでは共振周波数の異なる２つの水晶振動子を用
いて、そのどちらか一方を動作状態とし、他方を
非動作状態とする様な帰還路の切換スイツチを設
けている。第１図にその構成の一例を示す。これ
は、増幅器１の機械的開閉器Ｓと周波数還択性帰
還回路Ｆを閉ループに構成した発振器である。開
閉器Ｓが閉じている時は発振持続状態にあり、開
いている時は発振停止状態にある。

第２図は周波数選択性帰還回路Fiと開閉器Si
（ただし、ｉ＝１〜ｎ）を縦続接続して、それら
ｎ組を並列にし、増幅器１と閉ループを形成する
様に接続したもので、開閉器Siの中から１つ（第
２図の場合はS₁）のみを閉とし、他の開閉器を全
て開とすることによつて、周波数選択性帰還回路
F₁により決まる発振周波数により発振するもの
で、いずれかの開閉器を１つだけ閉とすることに
より、その開閉器Ｓと縦続接続された周波数選択
性帰還回路Ｆによつて決まる発振周波数を発振
し、開閉器により周波数切換が可能なものであ
る。いずれの場合も機械的な開閉器を帰還閉ルー
プ内に設けるだけで実現出来るので構成が簡単で
あるという利点があるが、その反面、高周波発振
回路に用いるためには開閉器の高周波特性（例え
ば、開放時の容量、接触時のインダクタンス分の
少ないものなど）の優れたものが要求され、コス
ト高になる他、開閉器の配置は前記増幅器１と周
波数選択性帰還回路Ｆとに近接させる必要がある
ため、製品設計上の自由度が制限されるという欠
点を有している。

本発明は上記のような欠点をもたない発振器を
提供するものである。

第３図は本発明の基本的な構成を示す。同図に
おいて、増幅器１、周波数選択性帰還回路Ｆは制
御回路Ｃの一部を含めて帰還閉ループを構成して
いる。上記制御回路Ｃは信号路用としてトランジ
スタ４を用い、ベース電極を信号入力端子とし、
エミツタ電極を信号出力端子として、エミツタホ
ロワー型で用い、エミツタ電極には電流源を構成
するところの制御用のトランジスタ５のコレクタ
電極が接続されている。制御信号はトランジスタ
５のベース電極に保護用抵抗器７を介して与えら
れ、エミツタ電極は電流制限用抵抗器８を介して
接地されている。６は直流阻止用結合コンデンサ
である。制御信号はスイツチＴにより選択され、
直流電源３の電圧を与える時は、トランジスタ４
の電流源となるトランジスタ５は動作状態とな
り、トランジスタ４のベース電極からエミツタ電
極へ信号が伝達されて発振状態となる。

一方、スイツチＴにより制御端子が接地線２に
接続されると、トランジスタ５は遮断状態とな
り、トランジスタ４も遮断状態となつて、ベース
電極からエミツタ電極への信号伝達は行なわれ
ず、発振は停止する。

この方式では、制御端子は信号路と全く別個に
設けることができ、且つ直流制御が可能であるた
め、制御用スイツチＴの位置的な制約はない他、
スイツチに対する高周波的考慮も必要でない。ま
た、制御信号もほとんど電流を必要としないた
め、制御のための電力を要しない。

第４図は本発明の他の基本的構成を示すもの
で、これは制御回路の構成を若干変更して開閉器
Ｓにより発振のオン、オフ動作を切換えることが
できるようにしたものである。トランジスタ５は
開閉器Ｓが開状態にある時、抵抗器９，１０によ
る分圧電圧がベース電極に与えられて動作状態に
あり、発振持続状態にある。開閉器Ｓが閉状態に
なるとベース電極は接地され、発振停止するもの
であつて、制御信号を与える回路を簡単にするこ
とができる他、第５図に示すような回路構成にす
ることで周波数微調整が可能になる。第５図にお
いては、可変抵抗器１１の摺動子がトランジスタ
５のベース電極に接続されており、開閉器Ｓが開
状態にあるとき、すなわち発振状態にあるとき、
摺動子の移動により、トランジスタ５の動作状態
が変わりトランジスタ４に流れる電流が変化して
ベース電極からエミツタ電極への信号入出力の位
相特性が第６図のように変わる。この位相変化に
対して、発振閉ループの同相帰還条件を満足する
様に発振周波数が変わる。第６図ではトランジス
タ５のベース電圧すなわち制御電圧Vtに対応す
る位相変化Δθと、周波数変化Δを示している。
このように同一の制御端子より、発振の断続と同
時に発振周波数の微調整も可能となる。

この場合、トランジスタ５のベース電極に与え
る電圧を変化させればよく、可変抵抗器１１の端
部は一端が接地され、他端が開放されていても、
電圧が印加されていてもよい。また、可変抵抗器
１１を分圧器として用いる場合は抵抗器９，１０
は特に必要ではないが、接続しておけば可変抵抗
器の摺動子との接続を外した時、ただちに制御回
路が基準動作状態に復帰するという実利的な利点
がある。

第７図は本発明の具体的実施例を示す回路構成
図である。これは制御回路部と増幅器部を含めて
集積回路化が可能な回路構成になつており、制御
回路部は２つが並列的に設けられ、周波数選択性
帰還回路素子としての２つの水晶発振子とともに
用いて２つの発振周波数を切換えて使用すること
ができ、あわせて各周波数独立的に周波数微調整
が可能になつている。

すなわち第７図において、増幅器１に相当する
回路として、トランジスタ１６，１７を含む差動
構成の増幅回路を設けている。主増幅はトランジ
スタ１６で行ない、差動的に接続されたトランジ
スタ１７のコレクタ電極より発振出力を得てい
る。２５は共通エミツタ抵抗器、２１，２４はコ
レクタ負荷抵抗器、２６，２７，２８，２９はベ
ースバイアス設定用抵抗器である。発振ループ
は、トランジスタ１６と制御回路部トランジスタ
４と周波数選択性帰還回路素子としての水晶発振
子F₁によるものと、トランジスタ１６と制御回
路部トランジスタ１４と水晶発振子F₂によるも
のとが設けられており、制御用トランジスタ５，
１５の動作を切換スイツチＴにより切換えて、動
作する発振ループを選択し、発振周波数を切換え
ている。その動作は第６図で説明したのと同じで
あり、２つの発振ループの中、一方を断とする
時、他方が接となる様な切換モードのスイツチを
設けていることだけが異る。８，１８はエミツタ
抵抗器、９，１０，１９，２０はベース電圧設定
用の抵抗器、１１，１２は周波数微調整用可変抵
抗器、Ｔは周波数切換用スイツチであり、図面で
はトランジスタ１５が遮断状態にあつて、トラン
ジスタ５は動作状態にある。従つて発振ループは
トランジスタ１６、トランジスタ４、水晶発振子
F₁とで形成され、周波数微調は可変抵抗器１１
で行なう。切換スイツチＴを切換えた場合はトラ
ンジスタ１５が動作状態になつて、発振ループは
トランジスタ１６、トランジスタ１４、水晶発振
子F₂により形成される。周波数微調は可変抵抗
器１２で行なう。増幅器１からの発振出力はトラ
ンジスタ１７のコレクタよりエミツタホロワ段の
トランジスタ３０によりインピーダンス変成して
発振器出力としている。トランジスタ３１はトラ
ンジスタ３０の電流源として用いるもので、３
２，３３，３４は動作点設定用抵抗である。この
様な出力回路は発振ループの制御回路部とほぼ同
等であり、信号位相は逆位相になるところから、
回路電流はほぼ対称となり、それらを合せた電源
電流、接地電流は信号電流を打消すようにするこ
とができ、集積回路化した場合などには特に回路
の安定化に効果的なものとなる。なお、第７図中
の２２は電源端子、２３は集積回路部の接地端子
である。

このように増幅回路と、周波数選択性帰還回路
と、帰還信号経路とは別の制御端子からの直流に
よつて信号伝達特性を制御可能な制御回路とを含
めて発振装置を構成することにより、特に高周波
発振器において周波数の微調整や断続の制御を、
帰還信号経路に損失を与えることなく行なわせる
ことができ、また、回路配置も全く自由にし得
る。更に、周波数選択性帰還回路と制御回路とを
縦続接続したものを複数組並列に設けることによ
り、制御回路の制御端子により周波数選択性帰還
回路を選択し、発振周波数を切換える機能を、帰
還信号路に機械的接点系を用いることなく実現で
きる。

また、そのような制御回路を、エミツタホロワ
段と電流源を構成する２つのトランジスタを含め
て構成し、上記エミツタホロワ段のベース・エミ
ツタ電極間を通過する帰還信号成分を、電流源と
してのトランジスタのベース電極を制御端子とし
て制御することにより、帰還信号路と制御信号路
とを完全に分離することができる他、制御信号は
直流でよく、且つ、ベース電極で制御することか
ら、制御電流はわずかであり、制御電力を極少と
し得る。

また、そのような制御回路の制御信号を変化さ
せることによつて、エミツタホロワ段の動作電流
が変わり、帰還信号路の位相特性を連続的に変え
ることができるので、周波数の微調整を行なわす
ことが可能となる。

また、電流源として用いているトランジスタを
遮断状態とするように制御信号を与えると、エミ
ツタホロワ段の信号路も遮断され、発振動作を停
止させることができる他、２周波切換方式の発振
装置を構成する場合は、直流制御信号を切換える
ための２回路切換スイツチを１個設けて、２つの
制御回路の制御端子となるベース電極に加える直
流制御信号を制御出来る様に、各回路接点を接続
し、共通接点を接地することにより、１つの制御
回路は必ず遮断状態にあり、他の１つの制御回路
は必ず動作状態にある様に切換えられると共に、
各回路接点には別にベース電極に与える電圧を制
御できる可変抵抗器を接続することによつて、動
作状態にある場合にのみベース電圧を制御でき、
周波数微調整ができるようになり、１つの切換ス
イツチを用いるだけで、発振周波数の切換えと各
周波数の微調整を簡単な回路構成で可能にし得る
ものである。

以上のように本発明は、発振ループ内に機械的
スイツチなどを用い難い高周波の発振器として最
適なものであり、かつ単なる周波数の切換のみで
なく周波数微調整をも必要に応じて能にするもの
である。また第７図に従つて前述した如く特に集
積回路を実現するために最適な回路構成を提供す
るものである。

なお、前述の本発明の実施例では周波数選択性
帰還回路として水晶発振子を使用したが、それに
代えて類似のセラミツク共振子やLC回路構成に
よるものを使用しても良いことはいうまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の発振器の例を示す
構成図、第３図、第４図および第５図はそれぞれ
本発明の実施例を示す回路構成図、第６図は本発
明の実施例における制御回路の制御電圧と信号位
相特性および周波数微調量の関係を示す図、第７
図は本発明の具体的実施例の回路構成図である。 １……増幅器、Ｆ……周波数選択性帰還回路、
F₁，F₂……水晶発振器、Ｃ……制御回路、３…
…直流電源、４，５，１４，１５……トランジス
タ、Ｓ……開閉器、Ｔ……切換スイツチ、９，１
０，１９，２０……抵抗器、１１，１２……周波
数微調整用可変抵抗器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 周波数選択性帰還回路を正帰還ループ内に含
   む増幅回路と、エミツタホロワ段を構成する第１
   のトランジスタおよび、そのエミツタ路にコレク
   タ・エミツタ電流路が接続された第２のトランジ
   スタを有し、前記第１のトランジスタのベース電
   極を信号入力端子とし、エミツタ電極を信号出力
   端子とし、前記第２のトランジスタのベース電極
   を制御端子とし、かつ前記信号入力端子から信号
   出力端子に至る信号路が前記正帰還ループ内に含
   められるごとく前記増幅回路に接続された制御回
   路と、前記制御回路の制御端子に接続された発振
   動作オン・オフ用の操作スイツチ手段と、前記第
   ２のトランジスタのベース電極に与えられる直流
   電圧を変化させて前記信号入力端子と信号出力端
   子間の位相特性を変え、発振周波数の微調整を可
   能とした電圧可変手段とを具備してなることを特
   徴とする発振装置。 ２ 特許請求の範囲第１項の記載において、前記
   制御回路は前記第２のトランジスタのベース電極
   に該第２のトランジスタを動作状態にするに充分
   なバイアス電圧を与える抵抗器を含めて成り、か
   つ前記操作スイツチ手段は前記制御回路の制御端
   子を接地路に対して接続・非接続状態にし得る開
   閉器をもつて構成されていることを特徴とする発
   振装置。 ３ 特許請求の範囲第１項の記載において発振周
   波数の微調整を可能とした電圧可変手段として、
   一端が接地された可変抵抗器を、制御端子に接続
   する構成にしたことを特徴とする発振装置。 ４ 特許請求の範囲第１項から第３項のうちのい
   ずれか一つの項の記載において、前記制御回路と
   周波数選択性帰還回路とは、それらの縦続接続さ
   れたものを１組として複数組が並列的に接続さ
   れ、かつ操作スイツチ手段によつて任意の周波数
   選択性帰還回路を選択して発振周波数を切換え可
   能に構成したことを特徴とする発振装置。