KR20020002293A

KR20020002293A - Ｆｍ 신호 발진 회로 및 변조 레벨 보정 방법

Info

Publication number: KR20020002293A
Application number: KR1020010037994A
Authority: KR
Inventors: 나가따미노루
Original assignee: 니시무로 타이죠; 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2000-06-30
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2002-01-09
Also published as: KR100412002B1; CN1339872A; US20020027479A1; TW504894B; US6545557B2; EP1175002A3; EP1175002A2; JP2002016442A; CN1168200C

Abstract

본 발명은 경사 접합 혹은 계단 접합의 가변 용량 다이오드를 공진 회로에 이용해도 발신 주파수에 의해 FM 변조 시의 변조도가 변하지 않도록 하여, 통상의 집적 회로 제조 프로세스만으로 회로를 집적화할 수 있도록 하는 것을 개시하였다.

공진 회로의 가변 용량 다이오드에 인가되는 제어 전압에 따라 변화하는 발진 주파수에 상관없이 FM 변조 시의 변조도가 일정해지도록 상기 제어 전압으로 이득이 변화하는 이득 가변 증폭기에 의해 변조 신호를 증폭함으로써 변조 신호의 레벨을 설정한 후, 상기 제어 전압에 중첩하여 상기 가변 용량 다이오드에 인가함으로써 드라이버 회로로부터 상기 제어 전압에 상관없이 일정한 변조도의 FM 변조 신호를 얻을 수 있다. 이에 따라, FM 신호 발진 회로를 통상의 집적 회로 제조 프로세스만으로 집적화할 수 있어, 회로를 염가로 제조할 수 있다.

Description

ＦＭ 신호 발진 회로 및 변조 레벨 보정 방법{FM SIGNAL OSCILLATION CIRCUIT AND MODULATION LEVEL CORRECTING METHOD}

본 발명은 공진 회로에 가변 용량 다이오드를 사용한 전압 제어 발진기로 FM변조를 행하여 FM 변조 신호를 발진하는 FM 신호 발진 회로에 관한 것으로, 특히 FM 변조 레벨을 보정하는 변조 레벨 보정 방법에 관한 것이다.

종래 이 종류의 FM 신호 발진 회로에서는 전압 제어 발진기에 제어 전압을 가해 전압 제어 발진기의 발진 주파수를 설정하고, 그 제어 전압을 변조 신호에 의해 미소하게 변화시킴에 따라 FM 변조를 행하고 있다. 그 때, 제어 전압을 변화시켜 발진 주파수를 변화시킨 경우, 전파 관리 상 등의 규제에 의해 FM 변조 시의 변조도가 발진 주파수에 따라 변하지 않도록 할 필요가 있다.

도 7은 종래의 FM 신호 발진 회로의 구성예를 나타낸 회로도이다. 본 예는, 공진 회로에 가변 용량 다이오드를 사용한 전압 제어 발진기로 FM 변조를 행하는 경우의 일례이다. FM 신호 발진 회로는 드라이버 회로(1), 공진 회로(2) 및 공진 회로(2)에 제어 전압 Vc와 변조 신호 Vm을 입력하는 저항(8, 9)으로 이루어져 있다.

여기서, 공진 회로(2)는 가변 용량 다이오드(21), 캐패시터(capacitor : 22), 인덕터(inductor : 23), 캐패시터(24)와 저항(25)의 병렬 회로를 지니고, LC 공진 회로를 구성하고 있다. 또한, 드라이버 회로(1)와 공진 회로(2)는 전압 제어 발진기를 구성하고 있다.

주파수 제어 입력 단자(4)로부터 입력되는 제어 전압 Vc를 저항(8)을 통해 가변 용량 다이오드(21)의 캐소드에 곱하면, 제어 전압 Vc의 전압값에 대응하여 가변 용량 다이오드(21)의 용량이 설정되고, 공진 회로(2)의 공진 주파수가 결정된다. 이에 따라, 드라이버 회로(1)와 공진 회로(2)로 구성되는 전압 제어 발진기의발진 주파수 fo가 결정되며, 발진 출력 단자(6)로부터 발진 신호가 출력된다.

그 때, 입력 단자(5)로부터 입력되는 변조 신호 Vm을 가변 용량 다이오드(21)의 애노드측에 인가하면, 이 변조 신호 Vm에 따라 가변 용량 다이오드(21)의 용량이 미소하게 변화하여, 공진 회로(2)의 공진 주파수가 미소하게 변화하기 때문에, 발진 신호는 상기 발진 주파수 fo를 중심으로 하여 변화하고, 소위 FM 변조된 신호가 된다.

상기 종래예에서는 공진 회로(51)에 사용하는 가변 용량 다이오드(21)의 접합면이 초계단 접합으로 되어 있는 것을 사용함으로써, 제어 전압 Vc를 변화시켜도 전압 제어 발진기의 변환 감도가 변하지 않도록 설정한다. 이 때문에, 제어 전압 Vc를 변화시켜 발진 주파수 fo를 변화시켜도 FM 변조 시의 변조도가 변하지 않도록 하고 있다.

도 8은 상기 공진 회로(2)에 사용하는 가변 용량 다이오드(21)의 접합면이 경사 접합, 계단 접합, 초계단 접합으로 되어 있는 경우의 제어 전압 Vc에 대한 발진 주파수 fo의 관계를 모식적으로 나타낸 특성도이다. 이 도면에 도시된 바와 같이 접합면이 초계단 접합으로 되어 있는 가변 용량 다이오드(21)를 사용함으로써, 제어 전압 Vc에 대한 발진 주파수 fo의 관계를 선형이 되도록 할 수 있기 때문에, 제어 전압 Vc를 변화시켜 발진 주파수를 변화시켜도, FM 변조 시의 변조도를 변하지 않도록 설정할 수 있다. 또한, 경사 접합, 계단 접합의 가변 용량 다이오드(21)를 이용하면, 제어 전압 Vc에 대한 발진 주파수 fo의 관계가 비선형으로 되기 때문에, 제어 전압 Vc를 변화시켜 발진 주파수를 변화시키면, FM 변조 시의 변조도가 변한다.

그러나, 상기된 공진 회로(2)에 가변 용량 다이오드(21)를 이용한 FM 신호 발진 회로를 집적 회로로 한 경우에 일반적인 집적 회로의 제조 프로세스에서는 집적 회로 상에 만들어지는 다이오드로는 경사 접합으로부터 계단 접합 범위의 것 밖에 만들지 못한다. 그 때문에, 집적 회로 상에 만드는 가변 용량 다이오드(21)로서 초계단(超階段) 접합의 것을 만들기 위해서는 통상의 집적 회로 제조 프로세스만으로는 불가능하여 여분의 제조 프로세스를 추가하는 것이 필요하며, 그 만큼 집적 회로의 제조 비용이 비교적 높아진다는 결점이 있었다.

본 발명은 상술된 바와 같은 종래의 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로,그 목적은 경사 접합 혹은 계단 접합의 가변 용량 다이오드를 공진 회로에 이용해도 발진 주파수에 의해 FM 변조 시의 변조도가 변하지 않도록 하여, 통상의 집적 회로 제조 프로세스만으로 회로를 집적화할 수 있는 저가격의 FM 신호 발진 회로 및 변조 레벨 보정 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 FM 신호 발진 회로의 제1 실시예에 따른 구성을 나타낸 회로도.

도 2는 도 1에 나타낸 변조 신호 보정 회로의 보정 동작의 원리를 설명하는 특성도.

도 3은 도 1에 나타낸 연산 증폭기의 상세 구성예를 나타낸 회로도.

도 4는 도 1에 나타낸 이득 가변 증폭기의 상세 구성예를 나타낸 회로도.

도 5는 본 발명의 FM 신호 발진 회로의 제2 실시예에 따른 구성을 나타낸 회로도.

도 6은 본 발명의 FM 신호 발진 회로의 제3 실시예에 따른 구성을 나타낸 회로도.

도 7은 종래의 FM 신호 발진 회로의 구성예를 나타낸 회로도.

도 8은 가변 용량 다이오드의 접합면의 구조에 의한 제어 전압에 대한 발진 주파수의 변화 특성의 차이를 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 드라이버 회로

2 : 공진 회로

3 : 변조 신호 보정 회로

4 : 주파수 제어 입력 단자

5 : 입력 단자

6 : 발진 출력 단자

7 : 전류 공급 회로

11, 12 : 발진 트랜지스터

21 : 가변 용량 다이오드

22 : 캐패시터

23 : 인덕터

31 : 연산 증폭기

32 : 이득 가변 증폭기

33 : 가산기

34, 35, 36, 37, 38 : 저항

39 : 비교기

T1∼T14 : 트랜지스터

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은 인가되는 제어 전압에 의해 용량이 설정되는 가변 용량 다이오드를 구성 요소를 갖는 것으로 공진 주파수 가변의 공진 회로와, 상기 공진 회로를 구동하는 드라이버 회로와, 변조 신호의 레벨을 상기 공진 회로의 공진 주파수 변화 특성에 따라 변화시키는 변조 신호 보정 회로를 포함하고, 상기 변조 신호 보정 회로에 의해 레벨을 보정된 변조 신호에 상당하는신호와 상기 제어 전압에 상당하는 신호를 모두 상기 가변 용량 다이오드에 인가함으로써, 상기 드라이버 회로에 의해 FM 변조 신호를 발진시키는 것에 있다.

본 발명의 상기 변조 신호 보정 회로는 상기 가변 용량 다이오드의 양단 전압에 대응하여 상기 변조 신호의 레벨을 변화시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 변조 신호 보정 회로는 상기 제어 전압에 대응하여 상기 변조 신호의 레벨을 변화시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 변조 신호 보정 회로는 상기 제어 전압에 의해 증폭 이득을 변화시키는 이득 가변 증폭기를 지니고, 상기 이득 가변 증폭기에 의해 상기 변조 신호의 레벨을 설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징은 상기 드라이버 회로와 상기 공진 회로에 의해 차동의 전압 제어 발진기를 구성하는 경우, 상기 변조 신호 보정 회로는 상기 공진 회로 내의 2개의 가변 용량 다이오드의 공통 캐소드에 인가하는 상기 제어 전압에 상당하는 신호와 각 가변 용량 다이오드의 애노드 전압에 상당하는 신호를 비교하여 양 전압의 차분 전압을 얻는 비교기와, 상기 비교기로부터 얻어지는 차분 전압에 따라 증폭 이득을 변화시키는 이득 가변 증폭기를 지니고, 상기 이득 가변 증폭기에 의해 상기 변조 신호의 레벨을 설정하는 것에 있다.

본 발명의 상기 가변 용량 다이오드는 그 접합면으로서 경사 접합 혹은 계단 접합을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 FM 신호 발진 회로는 반도체 집적 회로인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징은 제어 신호로 설정되는 주파수를 중심 주파수로 하여, 별도로 입력되는 변조 신호에 대응한 FM 변조 신호를 가변 용량을 갖는 발진 회로로부터 발진하는 FM 신호 발진 방법에 있어서, 상기 제어 신호를 증폭시키는 스텝과, 상기 증폭된 제어 신호에 따라 설정되는 이득으로 상기 변조 신호를 증폭시키는 스텝과, 상기 제어 신호에 상기 증폭된 변조 신호를 중첩하는 스텝과, 상기 변조 신호에 대한 상기 발진 회로에서의 발진 주파수의 변조 이득을 대략 일정해지도록 상기 제어 신호에 상기 증폭된 변조 신호를 중첩하는 전압을 상기 가변 용량에 인가하여 상기 발진 회로의 공진 주파수를 변화시키는 스텝을 포함하는 것에 있다.

본 발명의 특징은, 제어 신호로 설정되는 주파수를 중심 주파수로 하여, 별도로 입력되는 변조 신호에 대응한 FM 변조 신호를 가변 용량을 갖는 발진 회로로부터 발진하는 FM 신호 발진 방법에 있어서, 상기 제어 신호를 증폭시키는 스텝과, 상기 증폭된 제어 신호에 따라 설정되는 이득으로 상기 변조 신호를 증폭시키는 스텝과, 상기 변조 신호에 대한 상기 발진 회로에서의 발진 주파수의 변조 이득을 대략 일정해지도록 상기 제어 신호에 상기 증폭된 변조 신호를 중첩한 전압을 상기 가변 용량에 인가하여 상기 발진 회로의 공진 주파수를 변화시키는 스텝을 포함하는 것에 있다.

본 발명의 특징은 제어 신호로 설정되는 주파수를 중심 주파수로 하여, 별도로 입력되는 변조 신호에 대응한 FM 변조 신호를 가변 용량을 갖는 발진 회로로부터 발진하는 FM 신호 발진 방법에 있어서, 상기 제어 신호를 비교 대상으로 하여 상기 가변 용량의 단자간 전압에 상당하는 전압을 추출하는 스텝과, 상기 추출된상기 가변 용량의 단자간 이 전압에 따라 설정되는 이득으로 상기 변조 신호를 증폭시키는 스텝과, 상기 변조 신호에 대한 상기 발진 회로에서의 발진 주파수의 변조 이득을 대략 일정해지도록 상기 제어 신호에 상기 증폭된 변조 신호를 중첩한 전압을 상기 가변 용량에 인가하여 상기 발진 회로의 공진 주파수를 변화시키는 스텝을 포함하는 것에 있다.

본 발명은, 드라이버 회로와 공진 회로로 이루어지는 FM 신호 발진 회로의 가변 용량 다이오드의 양단 전압(대략 제어 전압)을 검출하고, 이 전압값에 따라 변조 신호 레벨을 공진 회로의 공진 주파수 변화 특성에 따라 소정의 레벨로 설정함으로써, 경사 접합이나 계단 접합의 가변 용량 다이오드를 이용해도 발진 주파수에 따라 FM 변조 시의 변조도가 변하지 않도록 하는 것이다.

<발명의 실시예>

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 기초하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 FM 신호 발진 회로의 제1 실시예에 따른 구성을 나타낸 회로도이다. 단, 종래예와 동일한 부분은 동일 부호를 붙여 설명한다.

FM 신호 발진 회로는 드라이버 회로(1)와 공진 회로(2)와 변조 신호 보정 회로(3), 발진 주파수 fo를 설정하는 제어 전압 Vc를 입력하는 주파수 제어 입력 단자(4), 변조 신호 Vm을 입력하는 입력 단자(5), 중심 주파수가 fo의 FM 변조 신호의 발진 출력 단자(6)를 포함하고 있다.

여기서, 공진 회로(2)는 가변 용량 다이오드(21), 캐패시터(22) 및 인덕터(23)로 이루어져 있다. 변조 신호 보정 회로(3)는 연산 증폭기(31), 이득가변 증폭기(32) 및 가산기(33) 및 저항(34)으로 이루어져 있다. 또한, 본예의 가변 용량 다이오드(21)는 그 접합면이 예를 들면 경사 접합으로 되어 있는 것으로, 일반적인 집적 회로의 제조 프로세스(process)에서 반도체 집적 회로 상에 용이하게 만들 수 있는 구조를 말한다.

이어서 본 실시예의 동작에 대해 도 2를 참조하여 설명한다. 주파수 제어 입력 단자(4)로부터 입력되는 제어 전압 Vc는 연산 증폭기(31)에 의해 증폭되어 이득 가변 증폭기(32)의 제어 단자에 입력되며, 이득 가변 증폭기(32)의 증폭 이득을 설정한다. 입력 단자(5)로부터 입력된 변조 신호 Vm은 이득 가변 증폭기(32)에 의해 상기 설정된 이득으로 증폭되어 Vmc가 되며, 이 Vmc가 가산기(33)에 입력된다.

가산기(33)는 이득 가변 증폭기(32)로부터 출력되는 변조 신호 Vmc와 주파수 제어 입력 단자(4)로부터 입력되는 제어 전압 Vc를 가산하여 제어 전압 Vc에 변조 신호 Vmc를 중첩하고, 이것을 저항(34)을 통해 공진 회로(2)의 가변 용량 다이오드(21)의 캐소드측에 인가한다.

이에 따라, 가변 용량 다이오드(21)는 제어 전압 Vc로 결정되는 용량을 중심으로 하여 상기 변조 신호 Vmc에 따라 미소 용량 변화한다. 이에 따라, 드라이버 회로(1)와 공진 회로(2)에 의해 얻어지는 발진 신호는 상기 제어 전압 Vc로 결정되는 주파수 fo를 중심으로 하여 상기 변조 신호 Vmc에 따라 변화하는 FM 변조 신호가 되어, 발진 출력 단자(6)로부터 출력된다. 이 때, FM 변조 신호의 변조도는 상기 변조 신호 Vmc의 레벨에 따라 결정되기 때문에, 이득 가변 증폭기(32)의 이득, 즉 제어 전압 Vc에 의해 제어되게 된다.

여기서, 가변 용량 다이오드(21)가 경사 접합을 갖는 경우, 종래대로 아무것도 하지 않으면, 주파수 제어 입력 단자(4)로부터 입력되는 제어 전압 Vc와, 드라이버 회로(1) 및 공진 회로(2)로 이루어지는 전압 제어 발진기의 발진 주파수 fo와의 관계는, 예를 들면 도 2의 (a)에서 도시된 바와 같은 특성을 대강 가지고 있는 것을 알 수 있다. 그 때문에, 제어 전압 Vc의 변화에 대한 발진 주파수 fo의 변화량(dfo/dVc)은 제어 전압 Vc에 대해 도 2의 (b)와 같다.

그래서, 입력 단자(5)로부터 입력되는 변조 신호 Vm을, 도 2의 (c)와 같은 이득 특성을 갖는 이득 가변 증폭기(32)를 통과시킨 후, 가산기(33)로 제어 전압 Vc와 가산하여 가변 용량 다이오드(21)에 인가한다. 이에 따라, 도 2의 (d)에 도시된 바와 같이 제어 전압 Vc의 변화에 따라 변조 신호 Vm에 대한 변환 이득(dfo/dVm), 즉 FM 변조도가 대략 일정해진다. 바꿔 말하면, 제어 전압 Vc의 변화에 상관없이(발진 주파수 fo에 상관없이) FM 변조도가 대략 일정해지도록 이득 가변 증폭기(32)의 이득을 제어 전압 Vc에 따라 설정함으로써, 변조 신호 Vmc의 레벨을 설정하는 제어를 행하는 것이다.

물론, 사용하는 가변 용량 다이오드(21)의 경사 계수의 값이나 드라이버 회로(1)의 특성 등에 따라 도 2의 (a)에서 도시된 바와 같은 제어 전압 Vc와 전압 제어 발진기(드라이버 회로(1)와 공진 회로(2)로 구성)의 발진 주파수 fo의 관계는 어느 정도 변화한다고 생각되어지지만, 그것은 그 관계의 변화에 맞추어 변조 신호 Vm에 대한 변환 이득이 대략 일정해지도록 이득 가변 증폭기(32)의 이득 제어 특성을 조정하면 좋다.

도 3은 도 1에 도시된 연산 증폭기(31)의 상세 구성예를 나타낸 회로도이다. 트랜지스터(transistor) T1, T2는 차동 증폭단을 형성한다. 입력 단자(61)(이 경우, 입력 단자(62)는 접지되어 있음.)로부터 입력되는 제어 전압 Vc는 차동 증폭단에서 증폭된다. 이 때, 트랜지스터 T1, T3을 흐르는 전류는 트랜지스터 T3, T4가 전류 미러(current mirror) 회로를 형성하기 위해 트랜지스터 T4를 흐르는 전류가 된다. 또한, 트랜지스터 T2, T5를 흐르는 전류는 트랜지스터 T5, T6이 전류 미러 회로를 형성하기 때문에 트랜지스터 T6, T7을 흐르는 전류가 되며, 또한 트랜지스터 T7, T8이 전류 미러 회로를 형성하기 때문에 트랜지스터 T8을 흐르는 전류가 된다. 이에 따라, 트랜지스터 T4와 T8을 흐르는 전류의 차분에 대응하는 전압이 출력 단자(63)로부터 출력된다.

또한 연산 증폭기(31)의 구성은 후술(도 6의 제3 실시예 참조)하는 비교기(39)의 구성과 동일하지만, 비교기(39)에서는 입력 단자(61)에 제어 전압이 입력 단자(62)에 저항(37, 38)으로부터의 전압이 입력되게 되며, 양 전압의 차분이 취해지게 된다.

도 4는 도 1에 도시된 이득 가변 증폭기(32)의 상세 구성예를 나타낸 회로도이다. 트랜지스터 T9, T10이 증폭단을 형성하며, 트랜지스터 T13, T14는 전류원을 형성함과 함께 전류 미러 회로를 형성하고 있다. 입력 단자(5)로부터 입력된 변조 신호 Vm은 트랜지스터 T13, T14에 의해 증폭되며, 그 증폭 전류가 트랜지스터 T11을 흐른다. 트랜지스터 T11과 트랜지스터 T12는 전류 미러 회로를 형성하기 위해, 상기 증폭 전류는 트랜지스터 T12를 흐르고, 트랜지스터(12)의 에미터측으로부터Vmc가 되어 출력된다.

한편, 제어 단자(63)로부터 상기된 연산 증폭기(31)로부터 출력되는 제어 전압이 입력되면, 이 제어 전압에 의해 트랜지스터 T14를 흐르는 전류가 변화하기 때문에 트랜지스터 T13을 흐르는 전류가 변화한다. 즉, 트랜지스터 T1, T2에 의해 형성되는 증폭단에 접속된 전류원의 전류가 변화되기 때문에, 증폭단의 증폭 이득이 변화되며, 가변 이득 증폭이 실현된다.

본 실시예에 따르면, 공진 회로(2)에 경사 접합의 가변 용량 다이오드(21)를 이용한 경우의 제어 전압 Vc에 대한 발진 주파수 fo의 비선형인 관계에 대해서도 제어 전압 Vc에 의해 이득 가변 증폭기(32)에 의한 변조 신호 Vm의 증폭 이득을 변화시킴에 따라 제어 전압 Vc의 변화, 즉 발진 주파수 fo의 변화에 대한 FM 변조도를 항상 일정하게 하는 보정을 행할 수 있다.

이에 따라, 경사 접합의 가변 용량 다이오드를 이용한 경우라도 제어 전압 Vc를 변화시켜 발진 주파수 fo를 변화시킨 경우, 어떤 주파수에서도 FM 변조도를 동일하게 할 수 있다. 그 때문에, 공진 회로(2)에 가변 용량 다이오드(21)를 이용한 FM 신호 발진 회로를 집적 회로로 한 경우라도 일반적인 집적 회로의 제조 프로세스로 집적 회로 상에 만들어지는 다이오드를 가변 용량 다이오드(21)로서 사용할 수 있기 때문에, 여분의 제조 프로세스를 추가하지 않고, 제어 전압 Vc를 변화시켜 발진 주파수 fo를 변화시켜도 FM 변조 시의 변조도가 변하지 않은 FM 신호 발진 회로를 집적 회로에서 저가격으로 실현할 수 있다.

도 5는 본 발명의 FM 신호 발진 회로의 제2 실시예에 따른 구성을 나타낸 회로도이다. 본예의 FM 신호 발진 회로도, 드라이버 회로(1), 공진 회로(2) 및 변조 신호 보정 회로(3)로 이루어지며, 그 구성은 거의 도 1에 도시된 제1 실시예와 마찬가지이다.

다른 점은 이득 가변 증폭기(32)를 통한 변조 신호 Vmc가 공진 회로(2)의 경사 접합의 가변 용량 다이오드(21)의 애노드측에 저항(35)을 통해 입력되며, 한편 제어 전압 Vc는 저항(36)을 통해 가변 용량 다이오드(21)의 캐소드측에 인가되며, 가산기가 생략되는 점에 있다.

이러한 구성에 의해 제어 전압 Vc에 변조 신호 Vmc가 중첩된 전압이 가변 용량 다이오드(21)에 인가되기 때문에, 가산기를 이용하지 않아도 제1 실시예와 동일한 작용, 효과가 있다.

또한, 본예의 공진 회로(2)의 가변 용량 다이오드(21)의 애노드측과 접지 전위사이에 저항(24)과 캐패시터(25)의 병렬 회로를 삽입하여, 상기된 변조 신호 Vmc가 가변 용량 다이오드(21)에 인가되도록 되어 있다.

도 6은 본 발명의 FM 신호 발진 회로의 제3 실시예에 따른 구성을 나타낸 회로도이다. 본예의 FM 신호 발진 회로는 드라이버 회로(1), 공진 회로(2), 변조 신호 보정 회로(3) 및 전류 공급 회로(7)로 이루어지며, 드라이버 회로(1)와 공진 회로(2)는 차동의 전압 제어 발진기를 구성하고 있다.

여기서, 드라이버 회로(1)는 발진용 트랜지스터(11,12)와 저항(13)으로 구성되어 있다. 공진 회로(2)는 캐소드가 공통으로 접속된 2개의 경사 접합의 가변 용량 다이오드(21)와 인덕터(23)로 구성되어 있다. 변조 신호 보정 회로(3)는 비교기(39), 이득 가변 증폭기(32) 및 2개의 경사 접합의 가변 용량 다이오드(21)의 중점 전압 추출용의 저항(37, 38)으로 이루어져 있다.

이어서 본 실시예의 동작에 대해 설명한다. 주파수 제어 입력 단자(4)로부터 입력되는 제어 전압 Vc는 비교기(39)의 한쪽 입력 단자(+)에 입력된다. 동시에, 이 입력 제어 전압 Vc는 공진 회로(2)의 가변 용량 다이오드(21)의 공통 캐소드에 인가된다. 비교기(39)의 다른 입력 단자(-)에는 각 가변 용량 다이오드(21)의 애노드의 전압이 저항 R3, R4를 통해 입력되어 상기 제어 전압 Vc와 비교되며, 그 차분 전압(가변 용량 다이오드(21)의 단자간 전압에 대략 상당)이 이득 가변 증폭기(32)의 제어 단자에 입력되어, 이 이득 가변 증폭기(32)의 증폭 이득을 설정한다.

한편, 입력 단자(5)로부터 입력된 변조 신호 Vm은 이득 가변 증폭기(32)에 의해 상기 설정된 이득으로 증폭되어 변조 신호 Vmc가 되고, 이 변조 신호 Vmc가 드라이버 회로(1)의 발진 트랜지스터(11,12)의 공통 에미터에 입력된다.

이에 따라, 각 가변 용량 다이오드(21)에는 상기 제어 전압 Vc에 변조 신호 Vmc가 중첩된 전압이 인가되며, 상기 제어 전압 Vc에 대응하여 그 용량이 설정됨과 함께, 상기 변조 신호 Vmc에 의해 상기 용량이 미소하게 변화한다. 그 때문에, 드라이버 회로(1)의 발진 트랜지스터(11,12)는 중심 주파수 fo의 FM 변조 신호를 발진하고, 그 발진 출력(차동 출력)은 트랜지스터(11, 12)의 콜렉터에 접속된 출력 단자(41, 42)로부터 외부로 추출된다. 그 때, 전류 공급 회로(7)의 기준 전압이 인가되는 전류원(71, 72)으로부터는 공진 회로(2)를 통해 드라이버 회로(1)에 동작전류가 공급된다. 이 경우도, FM 변조 신호의 변조도는 상기 변조 신호 Vmc의 레벨에 따라 결정되기 때문에, 이득 가변 증폭기(32)의 이득, 즉 제어 전압 Vc에 의해 제어되게 된다.

본 실시예에 따르면, 제어 전압 Vc와 이득 가변 증폭기이득 가변 증폭기 신호 Vmc를 가산하여 가변 용량 다이오드(21)에 인가한다고 하는 점에서 도 1에 도시된 제1 실시예와 마찬가지이며, 일반적인 집적 회로의 제조 프로세스로 만들 수 있는 경사 접합의 가변 용량 다이오드(21)를 공진 회로(3)에 이용하여, 제어 전압 Vc를 변화시켜 발진 주파수 fo를 변화시켜도 변조 신호 Vmc에 의한 FM 변조 시의 변조도를 거의 일정하게 할 수 있어, 상기 제1 실시예와 동일한 효과가 있다.

또한, 상기된 실시예에서는 가변 용량 다이오드(21)로서 경사 접합을 갖는 것에 대해 설명했지만, 계단 접합을 갖는 것을 이용해도 동일한 구성의 변조 신호 보정 회로를 이용함으로써 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 그 요지를 일탈하지 않은 범위에서 구체적인 구성, 기능, 작용, 효과에 있어서 다른 여러 형태에 따라서도 실시할 수 있다.

이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 경사 접합 혹은 계단 접합의 가변 용량 다이오드를 공진 회로에 이용해도 발진 주파수에 의해 FM 변조시의 변조도가 변하지 않도록 하여, 통상의 집적 회로 제조 프로세스만으로 회로를 집적화할 수 있어, 집적화된 FM 신호 발진 회로를 용이하면서 저가격으로 제조할 수 있다.

Claims

FM 신호 발진 회로에 있어서,

인가되는 제어 전압에 의해 용량이 설정되는 가변 용량 다이오드를 구성 요소로 구비하여 공진 주파수를 가변으로 하는 공진 회로와,

상기 공진 회로를 구동하는 드라이버 회로와,

변조 신호의 레벨을 상기 공진 회로의 공진 주파수 변화 특성에 따라 변화시키는 변조 신호 보정 회로를 포함하고,

상기 변조 신호 보정 회로에 의해 레벨이 보정된 변조 신호에 상당하는 신호와 상기 제어 전압에 상당하는 신호를 모두 상기 가변 용량 다이오드에 인가함으로써, 상기 드라이버 회로에 의해 FM 변조 신호를 발진시키는 것을 특징으로 하는 FM 신호 발진 회로.
제1항에 있어서,

상기 변조 신호 보정 회로는 상기 가변 용량 다이오드의 양단 전압에 대응하여 상기 변조 신호의 레벨을 변화시키는 것을 특징으로 하는 FM 신호 발진 회로.
제1항에 있어서,

상기 변조 신호 보정 회로는 상기 제어 전압에 대응하여 상기 변조 신호의 레벨을 변화시키는 것을 특징으로 하는 FM 신호 발진 회로.
제3항에 있어서,

상기 변조 신호 보정 회로는 상기 제어 전압에 의해 증폭 이득을 변화시키는 이득 가변 증폭기를 지니고,

상기 이득 가변 증폭기에 의해 상기 변조 신호의 레벨을 설정하는 것을 특징으로 하는 FM 신호 발진 회로.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 드라이버 회로와 상기 공진 회로에 의해 차동의 전압 제어 발진기를 구성하는 경우에 있어서,

상기 변조 신호 보정 회로는,

상기 공진 회로 내의 2개의 가변 용량 다이오드의 공통 캐소드(cachode)에 인가하는 상기 제어 전압에 상당하는 신호와 각 가변 용량 다이오드의 애노드(anode) 전압에 상당하는 신호를 비교하여 양 전압의 차분 전압을 얻는 비교기와,

상기 비교기로부터 얻어지는 차분 전압에 따라 증폭 이득을 변화시키는 이득 가변 증폭기를 구비하고,

상기 이득 가변 증폭기에 의해 상기 변조 신호의 레벨을 설정하는 것을 특징으로 하는 FM 신호 발진 회로.
제1항에 있어서,

상기 가변 용량 다이오드는 그 접합면으로서 경사 접합 혹은 계단 접합을 포함하는 것을 특징으로 하는 FM 신호 발진 회로.
제1항에 있어서,

상기 FM 신호 발진 회로는 반도체 집적 회로인 것을 특징으로 하는 FM 신호 발진 회로.
제어 신호로 설정되는 주파수를 중심 주파수로 하여, 별도로 입력되는 변조 신호에 대응한 FM 변조 신호를 가변 용량을 갖는 발진 회로로부터 발진하는 FM 신호 발진 방법에 있어서,

증폭된 상기 제어 신호에 따라 설정되는 이득으로 상기 변조 신호를 증폭시키는 단계와,

상기 제어 신호에 상기 증폭된 변조 신호를 중첩하는 단계와,

상기 변조 신호에 대한 상기 발진 회로에서의 발진 주파수의 변조 이득을 대략 일정해지도록 상기 제어 신호에 상기 증폭된 변조 신호를 중첩한 전압을 상기 가변 용량에 인가하여 상기 발진 회로의 공진 주파수를 변화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 FM 신호 발진 방법.
제어 신호로 설정되는 주파수를 중심 주파수로 하여, 별도로 입력되는 변조신호에 대응한 FM 변조 신호를 가변 용량을 갖는 발진 회로로부터 발진하는 FM 신호 발진 방법에 있어서,

상기 증폭된 상기 제어 신호에 따라 설정되는 이득으로 상기 변조 신호를 증폭시키는 단계와,

상기 변조 신호에 대한 상기 발진 회로에서의 발진 주파수의 변조 이득을 대략 일정해지도록 상기 제어 신호에 상기 증폭된 변조 신호를 중첩한 전압을 상기 가변 용량에 인가하여 상기 발진 회로의 공진 주파수를 변화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 FM 신호 발진 방법.
제어 신호로 설정되는 주파수를 중심 주파수로 하여, 별도로 입력되는 변조 신호에 대응한 FM 변조 신호를 가변 용량을 갖는 발진 회로로부터 발진하는 FM 신호 발진 방법에 있어서,

상기 제어 신호를 비교 대상으로 하여 상기 가변 용량의 단자간 전압에 상당하는 전압을 추출하는 단계와,

상기 추출된 상기 가변 용량의 단자간 전압에 따라 설정되는 이득으로 상기 변조 신호를 증폭시키는 단계와,

상기 변조 신호에 대한 상기 발진 회로에서의 발진 주파수의 변조 이득을 대략 일정해지도록 상기 증폭된 변조 신호를 상기 발진 회로로 공급하여 상기 발진 회로의 공진 주파수를 변화시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 FM 신호 발진 방법.