JPS6374301A

JPS6374301A - 周波数制御回路

Info

Publication number: JPS6374301A
Application number: JP61220703A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Ishiguro; 和久石黒
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1986-09-18
Filing date: 1986-09-18
Publication date: 1988-04-04
Anticipated expiration: 2009-09-07
Also published as: JPH0671189B2

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】（イ）産業上の利用分野本発明は、振動素子を用いた周波数制御回路に関するも
ので、特に、振動素子の並列容量を等価リアクタンス回
路により可変し、周波数の制御を行う周波数制御回路に
関するものである。

（口〉従来の技術入力基準信号に同期した信号を得るために、近年ＰＬＬ
回路が多用されている。前記ＰＬＬ回路は、通常、位相
比較器と、ローパスフィルタと、直流増幅器と、電圧（
電流）制御発振器等とによって構成されており、前記位
相比較器で入力信号の位相と前記電圧制御発振器の出力
信号の位相とを比較し、位相差に応じた信号により該電
圧制御発振器の周波数を変化させる様に成されている。

特開昭５９−５７５１５号公報には、第２図に示す如き
発振回路の周波数制御回路について開示されている。第
２図において、周波数制御回路は、エミッタが共通接続
され差動増幅器を成す第１及び第２トランジスタ（１）
及び（２）と、該第１及び第２トランジスタ（１）及び
（２）の共通エミッタに接続された第１電流源トランジ
スタ（３）と、エミッタが共通接続され差動増幅器を成
す第３及び第４トランジスタ（４）及び（５）と、該第
３及び第４トランジスタ（４）及び（５）の共通エミッ
タに接続された第２電流源トランジスタ（６）と、前記
第２トランジスタ（２）のコレクタ・ベース間に接続さ
れたコンデンサ（７）と、前記第１及び第４トランジス
タ（１）及び（５）の共通ベースと第２及び第３トラン
ジスタ（２）及び（４）の共通ベース間とに接続きれた
抵抗（８）と、前記第１乃至第４トランジスタ（１〉乃
至（５）のフレフタに接続された電流ミラー回路（２）
と、水晶振動子等の振動素子（１ｏ）と、発振回路（１
１）とによって構成され、第１及び第２電流源トランジ
スタ（３）及び（６）のベースに印加される位相比較器
からの制御信号に応じて、等価リアクタンスを発生させ
、振動素子（１０）の並列等価容量を変化許せて発振周
波数を制御するものである。前記回路の等価リアクタン
スは、±ｇｍＲｃで与えられる。

ただし、ｇｍは差動増幅器の相互フンダクタンス、Ｒは
抵抗（８）の抵抗値、Ｃはコンデンサ（７）の容量であ
る。

（ハ）発明が解決しようとする問題点しかしながら、第２図の如き周波数制御回路では、相互
フンダクタンスｇｍを大きくすれば等価容量の絶対値は
大きくなるが、ｇｍが大きくなるに従って、等価リアク
タンスの実数部が太きくなり、リアクタンス特性が失わ
れ、周波数制御の拡大が困難であった。すなわち、リア
クタンス回路を見た等価アドミッタンスをＹとして、正
リアクタンスが働いた場合には、となり、第（１）式２項の実数部は、ｇｍの増大ととも
に大きくなり、電流の電圧に対しての進みが少なくなり
（電流が電圧に比べ９０度の相差角を持たなくなる）、
リアクタンス特性が失われる。このため、ｇｍを増大し
ても等価容量は増大しない領域があり、制御量に限界が
ある。また、負リアクタンスが働いた場合も同様である
。従って、ＰＬＬ回路等で重要特性となるキャプチャレ
ンジが狭くなるとともに、振動素子に高精度の素子が要
求された。また、パイロット信号レベルが小さくなると
、ロック外れという問題点も発生するおそれがあった。

（ニ）問題点を解決するための手段本発明は、上述の点に鑑み成されたもので、振動素子を
用いた周波数制御回路の位相比較器等の制御信号に応じ
て正または負の等価リアクタンスとして動作する可変リ
アクタンス回路と、固定バイアスされ負の等価リアクタ
ンスとして動作する負リアクタンス回路とを設け、該負
リアクタンス回路を動作させた状態で、前記可変リアク
タンス回路に制御信号を印加することにより周波数を制
御するようにした点を特徴とする。

（本）作用本発明に依れば、固定バイアスされ負の等価リアクタン
スとして動作する負リアクタンス回路を動作させること
により、振動素子の等価並列容量を小さくすることがで
きる。この状態において、正または負の等価リアクタン
スとして動作する可変リアクタンス回路を制御すれば、
小さな容量で大きな制御が可能となる。

（へ）実施例第１図は、本発明の一実施例を示す回路図で、（婬）は
正または負の等価リアクタンスとして動作する可変リア
クタンス回路、（す）は負の等価リアクタンスとして動
作する負リアクタンス回路、（１りは前記可変及び負リ
アクタンス回路（具）及び（１塁〉の出力端Ａが共通に
接続される発振回路、（１５）は該発振回路（１４）の
出力端Ａとアースとの間に接続される水晶振動子等の振
動素子である。

しかして、前記可変リアクタンス回路（尺）は、エミッ
タが共通接続された第１及び第２トランジスタ（１６）
及び（１７）と、該第１及び第２トランジスタ（１６）
及び（１７）の共通エミッタに接続された可変電流源と
なる第１電流源トランジスタ（１８）と、エミッタが共
通接続された第３及び第４トランジスタ（１９）及び（
２０）と、該第３及び第４トランジスタ（１９）及び（
２０）の共通エミッタに接続された可変電流源となる第
２電流源トランジスタ（２１）と、前記出力端Ａと前記
第２及び第３トランジスタ（１７）及び（１９）の共通
ベースとの間に接続された第１コンデンサ（２２）と、
前記第１及び第４トランジスタ（１６）及び（２０）の
共通ベースと第２及び第３トランジスタ（１７）及び（
１９）の共通ベースとの間に接続された第１抵抗（２３
）と、前記第１及び第３トランジスタ（１６）及び（１
９）の共通コレクタと第２及び第４トランジスタ（１７
）及び（２０）の共通コレクタとに接続されたダイオー
ド接続型トランジスタ（２４）とトランジスタ（２５）
とから成る第１′ｗｔ、流ミラー回路（競）とによって
構成され、前記第１及び第２電流源トランジスタ（１８
）及び（２１）のベースに位相比較器等からの制御電圧
が印加される。また、前記第２リアクタンス回路（す）
は、エミッタが共通接続きれた第５及び第６トランジス
タ（２７）及び（２８）と、該第５及び第６トランジス
タ（２７）及び（２８）（７）共通エミッタに接続され
た定電流回路（２９）と、前記第５及び第６トランジス
タ（２７）及び（２８）のコレクタに接続されたダイオ
ード接続型トランジスタ（３０）とトランジスタ（３１
）とから成る第２電流ミラー回路（井）と、前記出力端
Ａと前記第５トランジスタ（２７）のベースとの間に接
続された第２コンデンサ（３３）と、前記第５及び第６
トランジスタ（２７）及び（２８）のベース間に接続さ
れた第２抵抗（３４）とによって構成されている。

いま、可変リアクタンス回路（婬）において、第１を流
源トランジスタ（１８）のベースに所定の制御電圧を印
加し、第２電流源トランジスタ（２１）のベースに制御
電圧を印加しない場合には、出力端Ａから見たときに正
の等価リアクタンスが得られる。そして、前記第１電流
源トランジスタ（１８）のベースに印加される制御重圧
の大きさに応じて、そのコレクタ電流が変化するので、
零から正の所定値迄の等価容量リアクタンスを発生する
。また、第１電流源トランジスタ（１８）のベースに制
御電圧を印加せず、第２電流源トランジスタ（２１）の
ベースに所定の制御電圧を印加した場合には、出力端Ａ
から見たときに負の等価容量リアクタンスが得られる。

そして、前記第２電流源トランジスタ（２１）のベース
に印加される制御電圧の大きさに応じて、そのコレクタ
電流が変化するので、零から負の所定値迄の等価容量リ
アクタンスを発生する。すなわち、第１コンデンサ（２
２）の容量をＣ１、第１抵抗（２３）の抵抗値をＲｏ、
第１及び第２トランジスタ（１６）及び（１７）と第３
及び第４トランジスタ（１９〉及び（２０）とのそれぞ
れの相互フンダクタンスをｇｍとすれば、出力端Ａから
見た第１リアクタンス回路（貝〉の等価容量リアクタン
スは、±ｇｍＲｔ　Ｃｔとなる。前記相互コンダクタン
スｇｍは、第１及び第２電流源トランジスタ（１８）及
び（２１）のコレクタ電流に応じて変化する為、等価容
量リアクタンスは可変となる。　　・また、負リアクタンス回路（す）において、定電流回路
（２９）に一定の電流が流れるので、負の等価容量リア
クタンスを発生する。すなわち、第２コンデンサ（３３
）の容量をＣ１、第２抵抗（３４）の抵抗値をＲ１、第
５及び第６トランジスタ（２７）及び（２８）の相互フ
ンダクタンスをｇｍとすれば、出力端Ａから見た負リア
クタンス回路（す）の等価容量リアクタンスは、−ｇｍ
Ｒｘｃ＊となる。

従って、第１及び第２リアクタンス回路（罠）及び（壕
）は、振動素子（１５）に並列に接続される結果、等価
容量リアクタンスは、Ｃ＠　　ｇｆｌｌＲ＊ｃ＊±ｇｍＲ＋ｃｔ　　　　　　
　　＝　・・・・・・（２）（ただし、Ｃ０は振動素子
（１５）の等価並列容量）となり、第１及び第２’を流
源トランジスタ（１８）及び（１９）のベースに制御電
圧を印加することにより、（２）式の第３項を可変にし
て、発振回路（ロ）の発振周波数の可変が達成される。

ここで、負リアクタンス回路（す）は負の容量リアクタ
ンスとして作用するため、振動素子（す）の等価並列容
量（Ｃ０ＲｘＣ＊ｇｆｌｌ）を小さくした状態で、可変
リアクタンス回路（婬）を制御すれば、可変幅を大きく
することなく小さなリアクタンス容量で、広範囲な制御
が可能になる。

次に、等価容量の変化幅の比較を行う。

従来の回路では、となり、振動素子の等価容量変化は、（３）式の第２項
となる。

一方、実施例の場合は、となり、振動素子の等価容量変化は、（４〉式の第２項
となる。（３）式と（４）式の変化量の比をとると、ｇｍＲＩＣ＋となり、（５）式の分母の第２項が変化量の増加分とな
る。

いま、Ｃｍ−３００ＰＦ、　ｇｍ−１１５０、Ｒ，−１
０００Ω、Ｃ，−１０ＰＦとしたとき、（４）式の分母
の第２項は、であるから、第（５）式は１／（１−０，
６６）キ３となり、従来に比べて３倍の可変量が得られ
ることになる。

第３図は従来回路と本発明の実施例回路とのキャプチャ
レンジ特性を比較した図であり、同図において、横軸は
周波数変移、縦軸はパイロット電圧であり、本発明の周
波数レンジ（実線）は、従来の周波数レンジく点線）よ
りも広く、かつパイロット電圧が低いところまでに及ぶ
。

尚、負リアクタンス回路（す）の定’ＵＫ回路（２９）
に流れる電流は、振動素子（１５）の等価並列容量を小
さく出来るように選定すればよい。

（ト）発明の効果以上述べた如く、本発明に依れば、振動素子の等価容量
リアクタンスを負リアクタンス回路で小さくした状態で
周波数制御を行うため、その制御範囲が拡大出来、ＰＬ
Ｌ回路のキャプチャレンジを拡大出来るとともに、振動
素子も初期周波数公差の大きいものを用いることが出来
る。また、ロックレンジも拡大出来、パイロットレベル
が小さくなっても、ロック外れを起こさない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す回路図、第２図は従
来の周波数制御回路を示す回路図、第３図は従来回路と
本発明の実施例回路とのキャプチャレンジ特性を比較し
た図である。（婬）・・・可変リアクタンス回路、　（長）・・・負
リアクタンス回路、　（ロ）・・・発振回路、　（４）
・・・振動素子。第２図一１ｏ　　　−２，０−１，ｏ　　　　Ｑ　　　　ＩＯ
２，Ｏｙ、ＯＡ　二ｌ！ｆＬ１騎；オ乞３し

Claims

【特許請求の範囲】

（１）発振回路と、振動素子と、正または負の等価リア
クタンスとして動作する可変リアクタンス回路とを備え
、該可変リアクタンス回路に印加される制御信号に応じ
た発振周波数を得る周波数制御回路において、前記振動
素子に接続されるとともに、固定バイアスされた負の等
価リアクタンスとして動作する負リアクタンス回路を設
けたことを特徴とする周波数制御回路。