KR20030024614A - 전압제어 발진기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 버랙터 다이오드에 인가하는 제어전압에 대한 발진주파수의 변화감도를 높이는 것이다.
발진 트랜지스터(1)와, 버랙터 다이오드(3)를 가짐과 동시에, 발진 트랜지스터(1)에 결합된 공진회로(2)와, 공진회로(2)의 공진주파수를 전환하는 스위치 다이오드를 구비하고, 공진회로(2)는 버랙터 다이오드(3)의 캐소드를 직류적으로 접지하는 제 1 스트립 도체(4)와, 버랙터 다이오드(3)의 캐소드를 발진 트랜지스터(1)에 결합하는 제 2 스트립 도체(5)로 이루어지고, 스위치 다이오드(7)를 제 1 스트립 도체(4)에 고주파적으로 병렬 접속함과 동시에, 캐소드를 접지하고, 버랙터 다이오드(3)의 용량값을 바꾸기 위한 제어전압을, 초크인덕터(11)를 거쳐 버랙터 다이오드(3)의 캐소드와 제 2 스트립 도체(5)와의 접속점에 인가하였다.

Description

전압제어 발진기{VOLTAGE CONTROLLED OSCILLATOR}
본 발명은 전압제어 발진기에 관한 것이다.
종래의 전압제어 발진기의 구성을 도 5에 나타낸다. 발진 트랜지스터(31)에는 도시 생략한 직류회로에 의해 소정의 바이어스전압이 인가되어 있다. 공진회로(32)는 버랙터 다이오드(33)와 스트립 도체(34)와의 직렬회로로 구성된다. 스트립 도체(34)는 2개의 직렬접속의 작은 스트립 도체(34a, 34b)로 이루어진다. 버랙터 다이오드(33)의 애노드는 스트립 도체(34)를 거쳐 접지되고, 캐소드는 크랩 콘덴서(35)에 의해 발진 트랜지스터(31)의 베이스에 결합된다.
작은 스트립 도체(34a, 34b)의 접속점에는 스위치 다이오드(36)의 애노드가 직류 차단 콘덴서(37)를 거쳐 접속된다. 캐소드는 접지된다. 그리고 버랙터 다이오드(33)의 캐소드는 초크인덕터(38)를 거쳐 제어전압단자(39)에 접속된다. 제어전압단자(39)에는 버랙터 다이오드의 용량값을 바꾸기 위한 제어전압이 인가된다. 스위치 다이오드(36)의 애노드는 저항(40)을 거쳐 밴드전환단자(41)에 접속된다. 밴드전환단자(41)에는 스위치 다이오드(36)를 온할 때에 전압이 인가된다.
이상의 구성에 있어서, 스위치 다이오드(36)를 온으로 하면, 작은 스트립 도체(34b)의 양쪽 끝이 스위치 다이오드(36)에 의해 단락되어, 발진주파수는 높은 밴드가 된다. 또 스위치 다이오드(36)를 오프로 하면 발진주파수는 낮은 밴드가 된다. 어느쪽의 밴드에 있어서도 제어전압에 의해 발진주파수가 변하게 된다.
상기의 종래예에 있어서는, 공진회로가 유도성이 된 주파수 범위에서 발진하나, 공진회로에 초크인덕터가 병렬로 접속되어 있으므로, 버랙터 다이오드의 용량변화에 대한 공진회로의 등가적인 인덕턴스값의 변화비율이 작고, 특히 스위치 다이오드가 오프가 되었을 때의 낮은 주파수 밴드에서의 발진주파수의 변화감도가 저하한다는 문제가 있었다. 도 6은 스위치 다이오드를 오프로 하였을 때의 버랙터다이오드에 인가하는 제어전압에 대한 발진주파수의 변화상태를 나타내나, 특히 제어전압이 2.5 볼트 이하의 영역에서 감도가 낮아진다.
또 상기 종래예에 있어서는, 스위치 다이오드는 오프상태에서 용량성분을 가지고, 동시에 이 용량성분에 대하여 단자에 의한 미소저항성분이 직렬로 접속된다. 따라서, 이 직렬회로가 한쪽의 작은 스트립 도체에 병렬로 접속되게 된다. 이 때문에, 특히 저항성분에 의해 한쪽의 작은 스트립 도체의 Q가 저하하여, 발진신호의 C/N이 열화한다고 하는 문제가 있었다.
본 발명에서는, 버랙터 다이오드에 인가하는 제어전압에 대한 발진주파수의 변화감도를 높이는 것을 목적으로 한다.
또 본 발명에서는, 스위치 다이오드의 미소저항성분에 의해 발진신호의 C/N이 열화하는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 전압제어 발진기의 제 1 구성을 나타내는 회로도,
도 2는 본 발명의 전압제어 발진기의 제 1 구성에 있어서의 발진주파수 감도를 나타내는 그래프,
도 3은 본 발명의 전압제어 발진기의 제 2 구성을 나타내는 회로도,
도 4는 본 발명의 전압제어 발진기의 제 3 구성을 나타내는 회로도,
도 5는 종래의 전압제어 발진기의 구성을 나타내는 회로도,
도 6은 종래의 전압제어 발진기에 있어서의 발진주파수의 감도를 나타내는 그래프이다.
※ 도면의 주요 부분에 있어서의 부호의 설명
1 : 발진 트랜지스터 2 : 공진회로
3 : 버랙터 다이오드 4 : 스트립 도체
4a, 4b : 작은 스트립 도체 5 : 크랩 콘덴서
6 : 스위치 다이오드 7 : 직류 차단 콘덴서
8 : 인덕턴스소자 9 : 직류 차단 콘덴서
10 : 초크 인덕터 11 : 제어전압단자
12 : 저항 13 : 밴드 전환회로
14 : 제 1 스트립 도체 15 : 제 2 스트립 도체
16 : 접지용 콘덴서
이상 설명한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 있어서는, 발진 트랜지스터와, 버랙터 다이오드를 가짐과 동시에, 상기 발진 트랜지스터에 결합된 공진회로와, 상기 공진회로의 공진 주파수를 전환하는 스위치 다이오드를 구비하고, 상기 공진회로는 상기 버랙터 다이오드의 캐소드를 직류적으로 접지하는 제 1 스트립 도체와, 상기 버랙터 다이오드의 캐소드를 상기 발진 트랜지스터에 결합하는 제 2 스트립 도체로 이루어지고, 상기 스위칭 다이오드를 상기 제 1 스트립 도체에 고주파적으로 병렬 접속함과 동시에 캐소드를 접지하고, 상기 버랙터 다이오드의 용량값을 바꾸기 위한 제어전압을, 초크 인덕터를 거쳐 상기 버랙터 다이오드의 캐소드와 상기 제 2 스트립 도체와의 접속점에 인가하였다.
또 본 발명에 있어서는, 발진 트랜지스터에 결합되어, 버랙터 다이오드와 스트립 도체와의 직렬회로로 이루어지는 공진회로와, 상기 스트립 도체의 길이방향의 일부에 대하여 고주파적으로 병렬로 접속되어, 온 또는 오프에 의해 발진주파수 밴드를 전환하는 스위치 다이오드를 구비하여, 상기 스위치 다이오드에 고주파적으로 병렬로 인덕턴스소자를 접속하고, 상기 인덕턴스소자와 오프시의 상기 스위치 다이오드의 등가용량값에 의해 상기 스위치 다이오드의 오프시의 발진주파수에 대략 병렬공진시켰다.
또 상기 스트립 도체의 한쪽 끝과 상기 스위치 다이오드의 캐소드를 접지하였다.
또 상기 스트립 도체를 2개의 작은 스트립 도체로 분할하여, 한쪽을 상기 버랙터 다이오드와 상기 발진 트랜지스터와의 사이에 접속하고, 다른쪽을 상기 버랙터 다이오드와 그라운드와의 사이에 접속하고, 상기 스위치 다이오드를 상기 다른쪽의 작은 스트립 도체에 병렬로 접속하였다.
도 1은 본 발명의 전압제어 발진기의 구성을 나타낸다. 발진 트랜지스터(1)에는 도시 생략한 직류회로에 의해 소정의 바이어스전압이 인가되어 있다. 공진회로(2)는 버랙터 다이오드(3)와 2개의 스트립 도체(14, 15)와의 직렬회로로 구성된다. 버랙터 다이오드(3)의 애노드는 제 1 스트립 도체(14)를 거쳐 접지되고, 캐소드는 제 2 스트립 도체(15)를 거쳐 크랩콘덴서(5)에 접속되어, 크랩콘덴서(5)를 거쳐 발진 트랜지스터(1)의 베이스에 결합된다.
제 1 스트립 도체(4)와 버랙터 다이오드(3)와의 접속점에는 스위치 다이오드(6)의 애노드가 직류 차단 콘덴서(7)를 거쳐 접속된다. 캐소드는 접지된다. 또 스위치 다이오드(6)에는 저항(12)을 거쳐 밴드전환단자(13)에 접속된다. 밴드전환단자(13)에는 스위치 다이오드(6)를 온 하였을 때에 전압이 인가된다.
그리고 버랙터 다이오드(3)의 캐소드는 초크인덕터(10)를 거쳐 제어전압단다(11)에 접속된다. 제어전압단자(11)에는 버랙터 다이오드(3)의 용량값을 바꾸기 위한 제어전압이 인가된다. 제어전압단자(11)는 접지용 콘덴서(16)에 의해 고주파적으로 접지된다.
이상의 구성에 있어서, 스위치 다이오드(6)를 온으로 하면, 제 1 스트립 도체(14)의 양쪽 끝이 스위치 다이오드(6)에 의해 단락되어, 발진주파수는 높은 밴드가 된다. 또 스위치 다이오드(6)를 오프로 하면, 발진주파수는 낮은 밴드가 된다. 어느쪽의 밴드에 있어서도 제어전압에 의해 발진주파수가 바뀌게 된다.
여기서 공진회로(2)가 유도성이 된 주파수범위에서 발진하나, 초크 인덕터(10)는 공진회로(2)의 일부인 버랙터 다이오드(3)와 제 1 스트립 도체(14)로 이루어지는 직렬회로에 대하여 병렬로 접속된다. 이 직렬회로의 등가적인 인덕턴스는 공진회로(2) 전체의 등가적인 인덕턴스보다도 작으므로, 이것과 병렬 접속된 초크 인덕터(10)를 포함하는 인덕턴스의 버랙터 다이오드(3)의 용량변화에 대한 변화비율은 커진다. 따라서 버랙터 다이오드(3)의 변화에 대한 발진주파수의 변화감도는 도 2에 나타내는 바와 같이 높아진다.
도 3은 본 발명의 전압제어 발진기의 제 2 구성을 나타낸다. 발진 트랜지스터(1)에는 도시 생략한 직류회로에 의해 소정의 바이어스전압이 인가되어 있다. 공진회로(2)는 버랙터 다이오드(3)와 스트립 도체(4)와의 직렬회로로 구성된다. 스트립 도체(4)는 직렬접속된 2개의 작은 스트립 도체(4a, 4b)로 이루어진다. 버랙터 다이오드(3)의 애노드는 스트립 도체(4)를 거쳐 접지되고, 캐소드는 크랩콘덴서(5)에 의해 발진 트랜지스터(1)의 베이스에 결합된다.
작은 스트립 도체(4a, 4b)의 접속점에는 스위치 다이오드(6)의 애노드가 직류 컷 콘덴서(7)를 거쳐 접속된다. 캐소드는 접지된다. 또 스위치 다이오드(6)에는 인덕턴스소자(8)가 직류 차단 콘덴서(9)를 거쳐 병렬로 접속된다.
인덕턴스소자(8)는 스위치 다이오드(6)가 오프가 되었을 때의 등가적인 용량값과 병렬공진하나, 그 공진 주파수가 스위치 다이오드(6)가 오프시의 발진주파수와 대략 동일하게 되도록 설정된다.
그리고 버랙터 다이오드(3)의 캐소드는 초크인덕터(10)를 거쳐제어전압단자(11)에 접속된다. 제어전압단자(11)에는 버랙터 다이오드(3)의 용량값을 바꾸기 위한 제어전압이 인가된다. 스위치 다이오드(6)의 애노드는 저항(12)을 거쳐 밴드전환단자(13)에 접속된다. 밴드전환단자(13)에는 스위치 다이오드(6)를 온할때에 전압이 인가된다.
이상의 구성에 있어서, 스위치 다이오드(6)를 온으로 하면, 작은 스트립 도체(4b)의 양쪽 끝이 스위치 다이오드(6)에 의해 단락되어, 발진주파수는 높은 밴드가 된다. 또 스위치 다이오드(6)를 오프로 하면, 발진주파수는 낮은 밴드가 된다. 어느쪽의 밴드에 있어서도, 제어전압에 의해 발진주파수가 바뀌게 된다.
그리고 발진주파수가 낮은 밴드에서는 스위치 다이오드(6)의 용량값과 인덕턴스소자(8)가 병렬공진하므로, 스위치 다이오드(6)의 미소저항분에 의한 공진회로의 Q의 저하가 경감되어, 발진신호의 C/N의 열화가 방지된다.
도 4는 작은 스트립 도체(4a, 4b)를 버랙터 다이오드의 양측에 분할하여 설치한 구성으로 되어 있으나, 동작은 도 3과 동일하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는, 공진회로는 버랙터 다이오드의 캐소드를 직류적으로 접지하는 제 1 스트립 도체와, 버랙터 다이오드의 캐소드를 발진 트랜지스터에 결합하는 제 2 스트립 도체로 이루어지고, 스위치 다이오드를 제 1 스트립 도체에 고주파적으로 병렬 접속함과 동시에 캐소드를 접지하고, 버랙터 다이오드의 용량값을 바꾸기 위한 제어전압을, 초크인덕터를 거쳐 버랙터 다이오드의 캐소드와 제 2 스트립 도체와의 접속점에 인가하였으므로, 버랙터 다이오드의용량변화, 따라서 버랙터 다이오드에 인가하는 제어전압에 대한 발진주파수 감도가 높아진다.
또 본 발명에서는, 발진 트랜지스터에 결합하여, 버랙터 다이오드와 스트립 도체와의 직렬회로로 이루어지는 공진회로와, 스트립 도체의 길이방향의 일부에 대하여 고주파적으로 병렬로 접속되어, 온 또는 오프에 의해 발진주파수 밴드를 전환하는 스위치 다이오드를 구비하고, 스위치 다이오드에 고주파적으로 병렬로 인덕턴스소자를 접속하고, 인덕턴스소자와 오프시의 스위치 다이오드의 등가용량값에 의해 스위치 다이오드의 오프시의 발진주파수에 대략 병렬공진시켰으므로, 스위치 다이오드 미소저항성분에 의한 발진신호의 C/N의 열화가 방지된다
또 스트립 도체의 한쪽 끝과 스위치 다이오드의 캐소드를 접지한 것으로, 애노드에 전환전압을 인가할 뿐으로 스위치 다이오드의 온/오프를 간단하게 전환할 수 있다.
또 스트립 도체를 2개의 작은 스트립 도체로 분할하고, 한쪽을 버랙터 다이오드와 발진 트랜지스터와의 사이에 접속하고, 다른쪽을 버랙터 다이오드와 그라운드와의 사이에 접속하고, 스위치 다이오드를 다른쪽의 작은 스트립 도체에 병렬로 접속하였기 때문에, 버랙터 다이오드의 캐소드에는 한쪽의 작은 스트립 도체를 거쳐 제어전압이 인가된다. 따라서, 제어전압에 포함되는 잡음성분에 의한 C/N의 열화도 방지할 수 있다.

Claims (4)

  1. 발진 트랜지스터와, 버랙터 다이오드를 가짐과 동시에, 그 발진 트랜지스터에 결합된 공진회로와, 그 공진회로의 공진주파수를 전환하는 스위치 다이오드를 구비하고, 상기 공진회로는 상기 버랙터 다이오드의 캐소드를 직류적으로 접지하는 제 1 스트립 도체와, 상기 버랙터 다이오드의 캐소드를 상기 발진 트랜지스터에 결합하는 제 2 스트립 도체로 이루어지고, 상기 스위치 다이오드를 상기 제 1 스트립 도체에 고주파적으로 병렬 접속함과 동시에, 캐소드를 접지하고, 상기 버랙터 다이오드의 용량값을 바꾸기 위한 제어전압을, 초크인덕터를 거쳐 상기 버랙터 다이오드의 캐소드와 상기 제 2 스트립 도체와의 접속점에 인가한 것을 특징으로 하는 전압제어 발진기.
  2. 발진 트랜지스터에 결합되어, 버랙터 다이오드와 스트립 도체와의 직렬회로로 이루어지는 공진회로와, 상기 스트립 도체의 길이방향의 일부에 대하여 고주파적으로 병렬로 접속되어, 온 또는 오프에 의해 발진주파수 밴드를 전환하는 스위치 다이오드를 구비하고, 상기 스위치 다이오드에 고주파적으로 병렬로 인덕턴스소자를 접속하고, 상기 인덕턴스소자와 오프시의 상기 스위치 다이오드의 등가용량값에 의해 상기 스위치 다이오드의 오프시의 발진주파수에 대략 병렬공진시킨 것을 특징으로 하는 전압제어 발진기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 스트립 도체의 한쪽 끝과 상기 스위치 다이오드의 캐소드를 접지한 것을 특징으로 하는 전압제어 발진기.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 스트립 도체를 2개의 작은 스트립 도체로 분할하고, 한쪽을 상기 버랙터 다이오드와 상기 발진 트랜지스터와의 사이에 접속하고, 다른쪽을 상기 버랙터 다이오드와 그라운드와의 사이에 접속하고, 상기 스위치 다이오드를 상기 다른쪽의 작은 스트립 도체에 병렬로 접속한 것을 특징으로 하는 전압제어 발진기.
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