JPS6348202B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術水準 本発明は増幅器と、制御可能なバラクタダイオ
ードを含む帰還回路とを有する電圧制御発振器に
関する。

冒頭に述べた形式の電圧制御発振器はデイジタ
ル伝送技術において、100Mbit／ｓを上回る伝送
速度を有する伝送区間およびマルチプレクサに頻
繁に用いられる。再生中継器や線路端末装置中の
周波数変換器においては、例えば±５・10^-4の比
較的大きい範囲に亘つて使用可能な高安定発振器
が必要である。その際発振器を位相制御回路に設
ける場合に、利得変化等の非直線特性が生じない
ようにするためには、制御電圧と周波数変化との
間に出来るだけ直線的関係が存在するようにしな
ければならない。遠隔給電される再生中継器中に
用いるため、電流消費を出来るだけ少なくすべき
であり、この種の周波範囲において通常用いられ
る回路技術の点から、ECLにコンパチブルな出
力端子が必要とされる。以上の要求は、公知の水
晶発振器では満たし難い。なぜなら、オーバート
ーン水晶発振器は100MHzより上の周波範囲には
使用困難であり、従つて100MHzを上回る範囲で
は、逓倍器の後置接続された基本波水晶発振器し
か用いることができないからである。逓倍器の使
用により、発振器出力信号を更に変形することや
所望の高調波を選択することとの関連において、
費用が大幅に増える。前記の周波範囲にLC発振
器を用いる場合も、上述の要求との関連において
費用が高くなる。なぜならLC発振器は老化や温
度変動の影響により不安定になるので、付加的安
定化装置が必要だからである。

発明の目的・効果 従つて本発明の目的は、上述の要求を比較的僅
かな費用で満たす、冒頭に述べた形式の電圧制御
発振器を提供することにある。

この目的は本発明によれば次のようにして達成
される。即ち、帰還回路中に、所定の発振周波数
に相応する通過帯域を有する表面波線路と付加制
御部を有する3dB―90゜―結合器とから成る直列
接続を設け、さらに両制御可能なバラクタダイオ
ードを結合コンデンサを介して、前記3dB―90゜
―結合器の、入、出力端子として用いられていな
い両端子に接続する。

本発明の解決法により、付加的変換段および選
択装置を設けなくても、所望の周波範囲で方形の
出力信号を発生させることができるようになる。
別の利点として、発振器における帰還率が振動周
波数に依存しないので、振動周波数が変化しても
回路利得が変化しないことが挙げられる。

実施例の説明 次に本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明
する。

第１図は、本発明の電圧制御発振器のブロツク
回路図であり、この発振器は、発生すべき信号用
の出力側Ａを有する増幅器Ｖを含み、増幅器Ｖの
帰還回路中に表面波線路SAWと、付加的制御回
路を備えた3dB―90゜―結合器との直列接続が設
けられている。表面波線路と3dB―結合器との直
列接続の順序は任意であり、3dB―結合器とは、
文献において3dB―ハイブリツト回路とも、90゜
―結合器、90゜―ハイブリツト回路、3dB―90゜結
合器、４ポート―ハイブリツドトランスとも記載
されているもので、４端子ハイブリツド回路にお
いて１つの端子からの入力信号が供給されるとき
２つのアイソレーシヨンされた端子に、入力に対
して―3dBの結合度を有しアイソレーシヨンされ
た２つの端子間で90゜の位相差を有する信号を取
出せる結合器である。実施例において、発振器は
約167MHzの周波数で振動するように構成されて
おり、表面波線路と3dB―結合器とは、この周波
帯域用に構成されている。電圧制御に関しては、
3dB―結合器は、制御電圧用の端子Usの他にこ
の端子に接続されたバラクタダイオードを有す
る。

第２図に、第１図の電圧制御発振器の詳細な回
路図を示す。増幅器Ｖとして２つのエミツタ結合
された増幅器から成る直列接続が設けられてお
り、２つの差動増幅器はプツシユプル作動し、有
利にはスイツチング動作において所望の方形出力
信号を増幅器内部の振幅制限に基づいて発生す
る。

入力側のエミツタ結合差動増幅器は第１および
第２のトランジスタＴ１，Ｔ２を有し、これらの
エミツタが相互に且つ第３のトランジスタＴ３の
コレクタに接続されている。第１および第２のト
ランジスタのベースは表面波線路SAWの出力端
子と接続されており、第１のトランジスタのベー
スは更に第１の抵抗Ｒ１と、第１のインダクタン
スＬ１および第１のコンデンサＣ１とから成るフ
イルタ段とを介して動作電圧源―Ubに接続され
ている。第２のトランジスタＴ２のベースは第５
の抵抗Ｒ５を介して基準電位に接続されており、
表面波線路SAWへのオーミツク接続により、第
１および第２のトランジスタＴ１，Ｔ２のベース
の直流的な接続が形成され、第１および第５の抵
抗Ｒ１，Ｒ５から成るベース電圧分圧器が構成さ
れている。第３のトランジスタＴ３はエミツタが
第２の抵抗Ｒ２を介し、ベースが第３の抵抗Ｒ３
を介して動作電圧用のフイルタ段に接続されてい
る。一方で第３のトランジスタＴ３のベースに、
他方で基準電位に接続されている第４の抵抗Ｒ４
と第３の抵抗Ｒ３とから、更に１つのベース電圧
分圧器が構成されている。第１のトランジスタＴ
１のコレクタは第６の抵抗Ｒ６を介して基準電位
に接続されており且つ直接第４のトランジスタＴ
４のベースに接続されている。第２のトランジス
タＴ２のコレクタは同様に第７の抵抗Ｒ７を介し
て基準電位に接続されており且つ直接第５のトラ
ンジスタＴ５のベースに接続されている。

第４および第５のトランジスタＴ４，Ｔ５のエ
ミツタ端子は、第２のエミツタ接地差動増幅器を
構成するために一緒に、エミツタ電流源としての
第６のトランジスタＴ６のコレクタに接続されて
おり、第６のトランジスタＴ６のエミツタは第８
の抵抗Ｒ８を介して、且つベースは第９の抵抗Ｒ
９を介して動作電圧―Ub用のフイルタに接続さ
れており、第６のトランジスタＴ６のベースはそ
の他に第10の抵抗Ｒ１０を介して基準電位に接続
されている。第４のトランジスタＴ４のコレクタ
は第11の抵抗Ｒ１１を介して基準電位に接続され
ており、且つ増幅器Ｖの出力側RAを成してい
る。第５のトランジスタＴ５のコレクタは第12の
抵抗Ｒ１２を介して基準電位に接続されれており
且つ第７のトランジスタＴ７のベースと接続され
ている。第７のトランジスタＴ７のコレクタは基
準電位に接続されており、エミツタは増幅器の別
の出力側を形成しており且つ同時に電圧制御発振
器の出力側Asを形成している。

増幅器の出力側RAには3dB―結合器の入力端
子ａが接続されており、入力端子ａは第２のコン
デンサＣ２を介して基準電位に接続され、第２の
インダクタンスＬ２を介して3dB―結合器の第２
の端子ｂと接続されている。第２の端子ｂは第３
のコンデンサＣ３を介して基準電位に接続されて
いる。3dB―結合器の入力端子ａは第６のコンデ
ンサＣ６を介して出力端子ｄに接続されており、
第２の端子ｂは第７のコンデンサＣ７を介して
3dB―結合器の第３の端子ｃと接続されている。
第３の端子ｃは第４のコンデンサＣ４を介して基
準電位と接続され且つ第３のインダクタンスＬ３
を介して第４の即ち出力端子ｄに接続されてい
る。出力端子ｄは第５のコンデンサＣ５を介して
基準電位と接続されており、さらに表面波線路
SAWの入力側と接続されている。3dB―結合器
の第２の端子ｂは第１の結合コンデンサＣ８を介
して超階段特性曲線を有する第１のバラクタダイ
オードＤ１のアノードに、接続されており且つ第
１の抵抗Ｒ１３を介して制御電圧源Usと接続さ
れている。3dB―結合器の第３の端子ｃも同様に
第２の結合コンデンサＣ９を介して超階段特性曲
線を有する第２のバラクタダイオードＴ２のアノ
ードに接続され且つ第14の抵抗Ｒ１４を介して制
御電圧源Usと接続されている。両バラクタダイ
オードのカソードは基準電位に接続されている。

第２〜第５のコンデンサＣ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ
５のキヤパシタンスは互いに同じ容量値である。
第６および第７のコンデンサのキヤパシタンスも
同じ容量値であり、第２および第３のインダクタ
ンスＬ２，Ｌ３の値も同じインダクタンス値であ
る。従つて先ず3dB―結合器は完全に左右対称で
あり、且つ結合コンデンサＣ８，Ｃ９を介して付
加制御部が結合されている。3dB―結合器の入力
端子および第２、第３の端子ｂ，ｃを特性インピ
ーダンスに相応して成端した場合、入力端子ａと
出力端子ｄとの間の位相差は3dBの減衰量のとき
0゜であり、入力端子ａと出力端子ｄとの間には大
きな減衰量（20dBの減結合減衰度）が調節さ
れる。結合コンデンサＣ８およびＣ９により、
3dB―結合器の第２および第３の端子が付加回路
に結合されており、この回路のインピーダンスは
外部から加えられる制御電圧を介して調節できる
ので、第２および第３の端子ｂ，ｃは特性インピ
ーダンスに相応して成端する必要がなく、従つて
入力信号は種々異なる反射で現われ、入力信号の
振幅は制御電圧に依存しない。このとき入力端子
ａと出力端子ｄとの間のそう入減衰量はリアクタ
ンスの損失により決定され、実際の回路では約
1dBであつた。

3dB―結合器の出力端子ｄには、167MHzの発
振器振動周波数用に設定された表面波線路SAW
の入力端子に接続されており、表面波線路の他方
の入力端子は基準電位に接続されており、これら
の第１および第２の入力端子は、約75Ωの特性イ
ンピーダンスに相応する抵抗値を有する抵抗Ｚを
介して、且つ第１の可変インダクタンスを介して
互いに接続されている。表面波線路の両出力端子
もやはり第２の可変インダクタンスＬ５を介して
相互に接続されている。これらの可変インダクタ
ンスは表面波線路の入出力インピーダンスが強く
容量性であることから必要である。表面波線路
の、出力信号がプツシユプルで現われる両出力端
子は増幅器Ｖの第１および第２のトランジスタＴ
１，Ｔ２のベースに接続されている。選定された
構成により、増幅器も3dB―結合器も特性インピ
ーダンスで成端されている。選定された構成に基
づいて、増幅器を容易に集積化することができ、
エミツタホロアとしてのトランジスタＴ７との関
連においてECLにコンパチブルな出力信号が発
生される。ただし出力端子Asはエミツタホロア
を省いて第５のトランジスタＴ５のコレクタに直
接接続してもよい。3dB―結合器は、集中回路素
子を用いて構成されており、殊に比較的高周波で
用いる場合は、ストリツプライン技術で構成する
ことが容易にできる。3dB―結合器の制御部に用
いられているバラクタダイオードは、所謂超階段
のつまり初期領域容量特性曲線を有し、BB609
という名称で市販されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の電圧制御発振器のブロツク
回路図、第２図は第１図の発振器の詳細な回路図
である。 SAW……表面波線路、Ｖ……増幅器、Ｃ８，
Ｃ９……結合コンデンサ、Ｒ１３，Ｒ１４……減
結合ダイオード、Us……制御電圧源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 増幅器Ｖと、制御可能なバラクタダイオード
   を含む帰還回路とを有する電圧制御発振器におい
   て、帰還回路中に、所定の発振周波数に相応する
   通過帯域を有する表面波線路SAWと、付加制御
   部を備えた3dB―90゜―結合器とから成る直列接
   続を設け、前記増幅器Ｖ中に、プツシユプル作動
   の２つのエミツタ結合差動増幅器の直列接続を設
   け、第１のエミツタ結合差動増幅器Ｔ１，Ｔ２の
   増幅段入力側を各々別々に前記表面波線路SAW
   の出力側と接続し、第２のエミツタ結合差動増幅
   器Ｔ４，Ｔ５の入力側を各々別々に第１のエミツ
   タ結合差動増幅器の出力側と接続し、前記3dB―
   90゜―結合器の入力端子ａを増幅器Ｖの出力側RA
   に接続し、前記3dB―90゜―結合器の出力端子ｄ
   を前記表面波線路SAWの入力側に接続し、前記
   表面波線路の出力側を前記増幅器Ｖの入力側に接
   続し、２つのバラクタダイオードＤ１，Ｄ２を結
   合コンデンサＣ８，Ｃ９を介して、3dB―90゜―
   結合器の、入・出力端子として用いられていない
   両端子ｂ，ｃに接続したことを特徴とする電圧制
   御発振器。 ２ 3dB―90゜―結合器の制御部中のバラクタダ
   イオードＤ１，Ｄ２のアノードを各々別々に結合
   コンデンサＣ８，Ｃ９を介して3dB―90゜―結合
   器の自由端子に接続し且つ減結合抵抗Ｒ１３，Ｒ
   １４を介して制御電圧源Usに接続し、さらに前
   記バラクタダイオードのカソードを基準電位に接
   続した特許請求の範囲第１項記載の電圧制御発振
   器。 ３ 超階段特性曲線を有するバラクタダイオード
   を設けた特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の電圧制御発振器。 ４ 表面波線路SAWが２つの入力側を有してお
   り、該入力側のうちの１つを3dB―90゜―結合器
   の出力端子ｄに接続し、他方の入力側を基準電位
   に接続し、さらにこれらの両入力側を、特性イン
   ピーダンスにほぼ相当する値の抵抗Ｚと第１の可
   変インダクタンスＬ４とから成る並列回路を介し
   て相互に接続し、また表面波線路SAWが２つの
   出力端子を有しており、該出力端子を別の可変イ
   ンダクタンスＬ５を介して相互に接続した特許請
   求の範囲第１項記載の電圧制御発振器。 ５ 第２の差動増幅器Ｔ４，Ｔ５の１つの出力側
   に、エミツタホロアＴ７を接続し、該エミツタホ
   ロアのエミツタを電圧制御発振器の出力端子As
   として用いる特許請求の範囲第１項記載の電圧制
   御発振器。