JPS63272207A - コルピツツ発振回路 - Google Patents

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） 本発明はコルビッツ型発揚回路、殊に周波数制御素子と
して水晶振動子を用いたコルビッツ発振回路に関する。

（従来技術） 周波数制御素子として水晶振動子を用いた発根回路は周
波数安定度が極めて高くかつ回路構成も比較的簡単なこ
とから通信機器の信号発生源として広く使用されている
。

トランジスタを使用した高周波コルビッツ水晶発振回路
の基本的な回路としては第２図に示すもの、が一般的で
ある。

即ち、第２図は従来の３次のオーバートーン周波数を得
るためのコルビッツ水晶発振回路であってトランジスタ
ＴＲＩのエミッタＥとアース間に周波数選択用の１ンダ
クタンスＬ　ｌを。

ペースＢとエミッタＥ間及び該エミッタとアース量大々
に基本コンデンサＣ１，Ｃ２を、又、ペースＢとアース
間には伸張コイルＬ２を介して水晶振動子Ｘ１とトリマ
コンデンサＣｖとの直列回路を、更に電源ＶＣＣとコレ
クタＣとの間に取シ出すべき周波数を共振周波数とする
並列同調回路１を夫々接続したもので、この他ベースバ
イアス用抵抗Ｒ１と直流阻止用コンデンサＣ３とを具え
て構成したものである。

この構成に於ける発揚動作については既によく知られて
いるので詳細な説明は省略するが。

発振周波数は水晶振動子及び増幅素子のバラツキによっ
て所望の周波数から若干ズレる。水晶振動子Ｘ１と直列
に接続した可変コンデンサＣｖはこれを補うためのもの
であって、該可変コンデンサを調整することによって水
晶振動子Ｘｌに直列に作用する回路側の等価的容量を変
化しもって発根周波数を所望のものとする。

尚、水晶撮動子Ｘ１とペースＢとの間に挿入されたイン
ダクタンスＬ１は一般に伸張コイルと称され、水晶振動
子の直列共振周波数ｊ′ｓと並列共振周波数ｆｒとの間
隔を見かけ上拡大することによって水晶振動子により制
御する発振周波数の可変範囲を大きくするためのもので
ある。

しかしながら、上述した従来のコルビッツ発掘回路の如
く、水晶振勢子Ｘ１と増幅回路との直列回路に発振周波
数ｖね繁用のコンデンサＣｖが接続されると、水晶撮動
子ＸＩからみたロ路側抵抗、所謂負荷抵抗Ｒが大きくな
ってこれを補うため回路側負性抵抗値を大きくしなけれ
ばならない。

このことは同一の増幅度をもった増幅回路では水晶振動
子の並列容量ＣＯが太きくなる程発振が困難になると云
う欠点があった。

このことを更に説明すれば以下の通りである。

即ち、第２図（ａｌの従来のコルビッツ発振回路を等価
的に書き換えれば第２図（ｂｌの如く増幅回路側は負性
抵抗−Ｒと負荷容量ＣＬに直列に水晶振動子Ｘ１の並列
容量ＣＯと直列抵抗ＲＯ及び周波数調整用可変コンデン
サＣｖとが接続されたものとなる。

一方、一般的なコルビッツ発掘回路に於ける回路負荷抵
抗Ｒは周知の如く と表わされるが１発振状態では回路側負性抵抗−Ｒの絶
対値は上式（１）にて示す抵抗Ｒより大きく設定しなけ
ればならない。

然るに、前記第２図（ｂｌに示した様に水晶振動子Ｘｌ
と増幅回路との間に直列に可変コンデンサＣｖが存在す
ると前記式（１）に於ける負荷容量Ｃ′Ｌは増幅回路が
本来有する容ｆｋＣＬと可変コンデンサＣｖとの直列合
成容量 Ｃ′Ｌ−ＣＬｘＣｖ／（■Ｌ＋ｃｖ）　　・・・・・・
・・・（２）となって可変コンデンサＣｖが無い場合よ
シ小さくなる。

従って、Ｃｖが有るときの負荷抵抗なＲｌ。

無いときのそれをＲとすればＲ’＞ＲとなってＣｖが挿
入された従来のコルビッツ発振回路では負荷抵抗Ｒが大
きくなることが理解できよう。

又、一般的に可変抵抗Ｃｖの値は周波数可変感度を大き
くするために回路側負荷容量とｔミＹ等しい値とすべき
であるから、可変コンデンサＣｖの有無によって両者の
負荷抵抗ははソ２倍となる。

例えば１００ＭＨｚ　３次オーバートーン発振回路では
一般的に前記第（１）式のＲｏ　（水晶撮動子の直列抵
抗）は約２０〔ΩＪ、Ｃｏ（水晶振動子の並列容りは３
ｒｐＦ、ｌであるからＣｔ、”ｌ：Ｃｖ＝＝４．５９Ｆ
とすればＲ’＝１０８．９（ΩＪ　、　Ｒ＝５５．６　
（Ω〕とはソ２倍の差異が生じ、Ｃｖの存在によって負
荷抵抗が大きくなった分発援が困難となる欠点があった
こと上述した通シである。

（発明の目的） 本発明は上述したような従来のコルビッツ発揚回路の欠
点を除去するためになされたものであって、水晶振動子
側から見た回路側負荷抵抗を大きくすること力く発根周
波数を可変すると共に見かけ上の水晶撮動子の周波数可
変感度を向上せしめ従来の伸長コイルを不要としたコル
ビッツ発振回路を提供することを目的とする。

（発明の柵要） この目的を達成するために本発明では、コルビッツ発掘
回路に於ける基本コンデンサＣＩ又はＣ２少なくともい
づれか一方を可変コンデンサとし、該可変コンデンサに
よって発根周波数を調整することによって従来、水晶振
動子に直列に挿入した可変コンデンサを不要ならしめる
よう構成する。

更に、この手法によれば水晶振動子の見かけ上の周波数
可変感度が向上することから、従来必要とした伸長コイ
ルをも不要ならしめることによって回路構成を極めて簡
単なものとする。

（実施例） 以下図示した実施例に基づいて本発明の詳細な説明する
。

第１図ｔａ＋は本発明の一実施例を示す回路図であって
、前記第２図に示したものと同様に３次のオーパート二
ンにて約２８０ＭＨｚの発振出力を得る場合を示したも
のである。

同図が前記第２図（ａｌと異なるところはトランジスタ
ＴＲＩのペースＢとエミッタ間の基本コンデンサを可変
コンデンサＣ’ｌに置換すると共に水晶振動子Ｘに直列
に接続していた可変コンデンサとインダクタンスを除去
したものである。

このように構成すればインダクタンス１ケ不要としたＫ
もかかわらず第２図（ａ）の従来回路とほぼ同等の機能
をもった回路となる。

このことについて以下具体的に数値を示して説明する。

同第１図（ａ）に於いて例えば水晶振動子Ｘ１をＡＴカ
ット３次オーバートーンにて約９３．３ＭＨｚの発振出
力を得るものとし、電源ラインＶＣＣとコレクタＣ間の
タンク回路１を３倍の２８０ＭＨ１に同調させるととも
に、基本容量としての可変コンデンサＣＩ　１の中央値
を約８ｐＦ、Ｃ２を２０ｐＦ、又とえと並列に接続した
インダクタンスＬ１を０．０２７（μＨＪ（中−１２９
，Ｆ）とする。

この構成に於いて水晶振動子Ｘ１側から増幅回路を見た
等両回路は第１図（ｂ）の如く表わされ、水晶振動子Ｘ
１から見た回路側の負荷容量Ｃ′Ｌが前記基本コンデン
サＣ’１の変化に応じて僅か変化すれば水晶振動子Ｘ！
の発振動作点が変化するからその発振出力周波数を所望
の値に設定することができる。

実験によれば、前記基本コンデンサとしての可変コンデ
ンサＣ’ｌの可変範囲は極めて微少で従来のものと同程
度の可変範囲が得られ、他方の基本コンデンサＣ２との
差はほんの微少であシ回路設計上従来のものと同様に扱
ってもさしつかえない。

更に、上述した構成によれば水晶振動子Ｘ１の等価リア
クタンスと回路側等価リアクタンスとが極性を逆にして
はぼ同一値となるから水晶振動子のみかけ上の周波数可
変感度が上昇したものとなシ、従来オーバートーン発振
回路に於いて否定欠であった伸張コイルをも不要とする
ことができるから、更に回路構成が簡単となるのみなら
ずＩＣ化するうえで都合がよい。

以上説明した如くコルビッツ発振回路の基本容量の一方
を可変コンデンサとしこれを調整すれば発振周波数を所
望のものにすることができるのみならず、水晶振動子側
の直列可変容量が不要となってその負荷抵抗が小さくな
シ発撮を容易にすることができ更に見かけ上水晶蚕動子
Ｘの周波数可変感度が大きくなるから伸張コイルトシて
のインダクタンスをも除去することができる。

伺、このように基本容量値の一方を変化させると他方の
基本容量値とのバランスがとれなくなって水晶振動子の
ドライブレベルが変化し発振周波数に影響を及ぼすが、
上述した如く内容量の差は微少であり、その結果書られ
る発振出力周波数が所望のものであえば何等さしつかえ
ない。

従来何故にかかる手段を用いなかったかを考察するに２
発振器を解析するＫあたって基本コンデンサＣ１と０２
は全く同一値をとるべきものとし１周波数可変は水晶撮
動子に直列又は並列に作用するインダクタンス又はキャ
パシタによって行うとの概念が固定されていたためであ
ろうと考えられる。

本発明は従来の概念にとられれることなく。

いかにして回路側の負担を軽減し発振を容易ならしめか
つＩＣ化或は小型化をはかるうえで障害となるインダク
タンスの除去及び部品点数の削減を実現するか種々検討
を行った結果上述した手法を見い出したものである。

本発明は上述の実施例に限らず広く応用可能であって、
オーバートーン発振器のみならず基本波発振回路に於い
ても有効である。

又、コルビッツ発掘回路には電圧制御発振回路（ｖｃｘ
ｏ）或は温度補償型水晶発振回路（ＴＣＸＯ）等従来か
ら種々変形及び応用が考えられているからこれらに対し
ても同様に応用可能である。

（発明の効果） 本発明は以上説明した如くコルビッツ発振回路の周波数
回置を、従来水晶撮動子に直列に挿入した可変コンデン
サによって行う代シに基本コンデンサの一方を可変コン
デンサに置換して核部の容量値を変化することによって
実現したものであるから部品点数を削減することができ
るうえ１回路側負荷容量に対する水晶振動子のりアクタ
ンスの占める割合が大きくなシその分水晶撮動子の周波
数可変感度を上昇することができる。

又更に大きな効果は発振状態に於ける負荷抵抗Ｒが小さ
くなるからその分発振回路に快求される負性抵抗値が小
さくなり極めて容易に篩い周波数にて発振出力を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌ　、　（ｂｌは本発明の一実施例を示す回
路図及びその等価回路図、第２　因（ａｔ（ｂｌは従来
のコルビッツ発振回路とその等価回路図である。 Ｃ’ｌ、Ｃ’２　　・・・・−・・・・基本コンデンサ
。 Ｘｌ　・・・・・・・・・水晶撮動子、　　　　ＴＲＩ
・・・・・・・・・トランジスタ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）コルビッツ発振回路の基本コンデンサの少なくと
   もいづれか一方を可変コンデンサにし該可変コンデンサ
   を調整することによって得られる発振出力の周波数を調
   整するよう構成したことを特徴とするコルビッツ発振回
   路。
2. （２）前記コルビッツ発振回路が水晶制御オーバートー
   ン発振回路である場合に於いて、水晶振動子と増幅素子
   との間に挿入する伸張コイルを除去したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のコルビッツ発振回路。