WO2004107575A1

WO2004107575A1 - 発振回路

Info

Publication number: WO2004107575A1
Application number: PCT/JP2004/007270
Authority: WO
Inventors: Sho Maruyama; Takeshi Wakii
Original assignee: Rohm Co., Ltd.
Priority date: 2003-05-28
Filing date: 2004-05-27
Publication date: 2004-12-09
Also published as: JP2004356800A; CN100352161C; TWI339014B; US7205855B2; US20050258909A1; CN1754314A; TW200507455A

Abstract

　発振信号のひずみ成分を低減する。発振信号生成回路１０は、発振信号として、互いに差動信号の関係にある第１生成発振信号２０２と第２生成発振信号２０４を生成する。差動増幅器１２は、第１生成発振信号２０２と第２生成発振信号２０４をそれぞれ差動増幅処理し、第１増幅発振信号２０６と第２増幅発振信号２０８を出力する。変換回路１４は、第１増幅発振信号２０６と第２増幅発振信号２０８をシンク電流とソース電流が交互に切替えられた形の出力電流発振信号２１４に変換する。可変電流源３２は、第１増幅発振信号２０６と第２増幅発振信号２０８の電圧を電流に変換するために、変換回路１４を駆動するための変換用駆動電流２１８を流す。また、外部から可変電流源３２に含まれた可変抵抗の値を調節して、変換用駆動電流２１８の大きさを調節できる。

Description

明細書

発振回路

技術分野

[0001] 本発明は発振回路に関する。特に所定の周波数の信号を発振する発振回路に関する。

^景技術

[0002] 電圧制御型の発振回路は、例えば、光ピックアップや PLL (Phase Locked Loo P)に使用され、一般に印加される制御電圧に応じて発振周波数を変化させて設定し、当該発振周波数の信号を発振出力する。従来技術における電圧制御発振器の一例は、反転アンプ、第 1の充放電回路、第 2の充放電回路を一巡するように接続している。この構成において、反転アンプからの反転電圧信号の位相は、第 1の充放電回路と第 2の充放電回路で段階的に遅れ、さらに、第 2の充放電回路の出力が再び反転アンプに入力される。一巡した反転電圧信号の位相は当初の位相と再び同一になるため、電圧制御発振器は以上の処理の繰返しによって継続して発振可能となる。なお、電圧制御発振器の発振周波数は、主に第 1の充放電回路と第 2の充放電回路における充放電電流の大きさに応じて決定され、さらに充放電電流の大きさは、充放電電流よりも大きな電流値レベルであって、かつ制御が容易な制御電流によつて制御される（例えば、特許文献 1参照。）。

特許文献 1：特開平 6 - 37599号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] 従来の技術においては、充放電電流が非常に小さくても、制御は制御電流によつてなされるため、制御のための電流値レベルの安定化によって、低い発振周波数においても安定して発振可能である。一方、一般的に高い発振周波数を発振するためには、さらに以下の課題の検討が必要である。高い発振周波数の発振信号を発振し、さらに当該発振信号を電界効果トランジスタ（FET : Field effect transistor)によって電流信号に変換する (以下、当該 FETを「変換用 FET」という）場合、一般的に変換による発振信号のひずみが生じやすくなる。また、そのひずみによって、高調波成分が高次まで及ぶ場合、電磁妨害（EMI : Electromagnetic Interf erance)特性が悪化する傾向にある。また、最終的に発振回路から出力される発振信号の発振周波数を高ぐかつ当該発振信号の振幅を大きくする場合には、一般に消費電力が高くなる。バッテリー駆動の装置等に発振回路を組み込む場合、消費電力は低いほうが望ましいが、消費電力を低くするためには、電圧信号から電流信号への変換効率を改善する必要がある。

[0004] 一方、発振回路を LSI (Large- Scale Integrated circuit)等に内蔵して提供する LSIベンダにとっては、量産効果を得るために、当該 LSIは汎用的に使用できる方が望ましい。また、 LSIを装置等に組み込むセットメーカは、装置での要求条件に応じて出力信号の振幅の大きさを可変に設定でき、低い消費電力で動作できるような発振回路を望む。そのために発振回路は、出力される信号の振幅、消費電力などに対して適正な特性が要求される。さらに、セットメーカが発振回路を所定の装置内に適用し、出力信号の振幅を大きくするように設定する場合、波形のひずみまたは EM I特性が所定の要件を満たす必要もある。

[0005] 本発明者はこうした状況を認識して、本発明をなしたものであり、その目的は発振信号の振幅を可変に出力でき、かつ波形のひずみ特性を改善した発振回路を提供することである。

課題を解決するための手段

[0006] 本発明のある態様は、発振回路である。この発振回路は、発振信号を差動信号として出力する発振信号生成回路と、発振信号生成回路から出力された差動信号を増幅する差動増幅器と、差動増幅器によって増幅された差動信号を電圧信号力も電流信号へ変換する変換回路と、外部から入力した設定信号に応じた大きさで、変換回路を動作せしめる駆動電流を可変に出力する駆動回路とを含む。

[0007] 「差動増幅器」における増幅率は、回路に応じて適宜設定されればよぐ例えば、増幅率が「1」より大きい場合、増幅率が「1」の場合、増幅率が「1」より小さい場合も含むものとする。

駆動回路に入力した設定信号によって、駆動電流を大きくした場合、変換回路は、変換した電流信号の振幅を大きくするよう構成されてもよい。

[0008] 以上の発振回路により、差動信号を処理対象としているため、信号に含まれたひずみ成分が相殺され、信号波形のひずみ成分を低減できる。また最終的に、電圧信号力電流信号に変換するための駆動電流の大きさを可変にして、変換した電流信号の振幅の大きさを調節するため、変換効率が向上し、消費電力を低くできる。

[0009] 本発明の別の態様も、発振回路である。この発振回路は、発振信号を差動信号として出力する発振信号生成回路と、発振信号生成回路から出力された差動信号を増幅する差動増幅器と、差動増幅器によって増幅された差動信号を電圧信号力も電流信号へ変換する変換回路と、外部から入力した設定信号に応じた大きさで、差動増幅器を動作せしめる駆動電流を可変に出力する駆動回路とを含む。

[0010] 駆動回路に入力した設定信号によって、駆動電流を大きくした場合、差動増幅器は、動作速度を高めるよう構成されてもよい。

以上の発振回路により、変換した電流信号の振幅の大きさに対する要求に応じて、差動増幅器に流す駆動電流の大きさを調節することによって、不要に流れる電流を小さくできるため、変換効率を高くできる。また、要求された電流信号の振幅が小さい場合、駆動電流の調節によって、差動増幅器から出力される差動信号の振幅を小さくするため、差動増幅器の電源とグランド間に生じ、かつ差動信号に付加される雑音が小さくなつて、雑音の影響の小さい電流信号を出力できる。

発明の効果

[0011] 本発明によれば、発振信号の振幅を可変に出力でき、かつ波形のひずみ特性を改善できる。

発明を実施するための最良の形態

[0012] (実施の形態 1)

実施の形態 1は、 LSIベンダが汎用性を目的として、発振信号の振幅の大きさを可変に発振できるように製造し、またセットメーカが所定の振幅の大きさを設定して所定の装置に組み込むことを前提にした高周波発振回路に関する。本実施の形態における高周波発振回路は、印加された制御電圧に応じた発振周波数の発振信号を発振する。また、発振信号の電圧の振幅は FETによって、後段の変換用 FETをスイツきる程度まで増幅され（以下、増幅させるための FETを「増幅用 FET」という )、さらに増幅された発振信号は変換用 FETによって電圧信号から電流信号に変換される。特に本実施の形態では、発振信号の発振と増幅が、差動信号にもとづくため、信号のひずみを相殺して、信号波形のひずみ成分を低減できる。さらに、電流に変換した発振信号の振幅の調節に、変換用 FETに流す駆動電流の大きさを直接調節するために、変換効率が改善されて、消費電力を低減できる。

[0013] 図 1は、実施の形態 1に係る高周波発振回路 100を示す。高周波発振回路 100は、発振信号生成回路 10、差動増幅器 12、変換回路 14、駆動回路 16を含む。また、発振信号生成回路 10は、可変電流源 20、第 1インバータ 22、第 2インバータ 24、第 3インバータ 26、第 4インバータ 28、トランジスタ Trlからトランジスタ Trl 3を含み、差動増幅器 12は、定電流源 30、トランジスタ Trl4からトランジスタ Trl 9を含み、変換回路 14は、トランジスタ Tr20からトランジスタ Tr27を含み、駆動回路 16は、可変電流源 32を含む。また信号として、発振器駆動電流 200、第 1生成発振信号 202、第 2 生成発振信号 204、第 1増幅発振信号 206、第 2増幅発振信号 208、第 1電流発振信号 210、第 2電流発振信号 212、出力電流発振信号 214、増幅器駆動電流 216、変換用駆動電流 218を含む。

[0014] 発振信号生成回路 10は、発振信号として、差動信号である第 1生成発振信号 202 と第 2生成発振信号 204を生成する。可変電流源 20は、印加された制御電圧に応じて大きさが変化する電流を流す。トランジスタ Trlとトランジスタ Tr2はカレントミラー回路を構成しているため、可変電流源 20から出力された電流の大きさに比例した発振器駆動電流 200が流される。

[0015] トランジスタ Tr3からトランジスタ Tr8はカレントミラー回路を構成しており、さらにトランジスタ Tr9からトランジスタ Trl3もカレントミラー回路を構成している。これらのカレントミラー回路から、発振器駆動電流 200に比例した電流が、それぞれ第 1インバータ 22、第 2インバータ 24、第 3インバータ 26、第 4インバータ 28で構成された差動出力型のリング発振器に流される。つまり、発振器駆動電流 200が大きくなれば、差動出力型のリング発振器に流される電流が大きくなるため、差動出力型のリング発振器から出力される第 1生成発振信号 202と第 2生成発振信号 204の発振周波数が高くなる。ここで、第 1生成発振信号 202や第 2生成発振信号 204は、例えば、正弦波のように最大値と最小値を一定期間で繰返し出現させるが、これらは互いに差動信号を構成する。なお、差動信号は、「バランス信号」とも呼ばれ、一方、グランド等の定電位を基準にした通常の信号は、「アンバランス信号」と呼ばれる場合もある。

[0016] 差動増幅器 12は、第 1生成発振信号 202と第 2生成発振信号 204をそれぞれ差動増幅し、第 1増幅発振信号 206と第 2増幅発振信号 208を出力する。なお、差動増幅は、後述のトランジスタ Tr20やトランジスタ Tr21におけるドライブ能力の向上を目的として実行される。差動増幅器 12を構成するトランジスタ Trl4からトランジスタ Trl 9は、定電流源 30からの増幅器駆動電流 216によって駆動され、第 1生成発振信号 202と第 2生成発振信号 204がトランジスタ Trl8とトランジスタ Trl9のゲート端子にそれぞれ印加されて、差動増幅され、第 1生成発振信号 202や第 2生成発振信号 20 4と同様の波形を有した差動信号の第 1増幅発振信号 206や第 2増幅発振信号 208 を出力する。なお、トランジスタ Trl4からトランジスタ Trl 9が前述の増幅用 FETに相当する。

[0017] 可変電流源 32は、第 1増幅発振信号 206と第 2増幅発振信号 208の電圧を電流に変換するために、後述のトランジスタ Tr20とトランジスタ Tr21を駆動するための変換用駆動電流 218を流す。また、詳細は後述するが、外部から可変電流源 32に含まれた可変抵抗の値を調節して、変換用駆動電流 218の大きさを調節できる。

[0018] 変換回路 14は、第 1増幅発振信号 206と第 2増幅発振信号 208をシンク電流とソース電流が交互に切替えられた形の出力電流発振信号 214に変換する。以後、出力電流発振信号 214は、「シンク電流」と「ソース電流」を含むものとする。トランジスタ Tr20は、ゲート端子に印加される第 1増幅発振信号 206を第 1電流発振信号 210に変換する。ここで、トランジスタ Tr20は nチャネル型であるため、第 1増幅発振信号 20 6の値が大きくなれば、第 1電流発振信号 210の値は変換用駆動電流 218の値に近くなる。トランジスタ Tr21は、トランジスタ Tr20と同一の動作を行レ、、第 2増幅発振信号 208を第 2電流発振信号 212に変換する。

[0019] トランジスタ Tr22とトランジスタ Tr23はカレントミラー回路を構成しており、第 1電流発振信号 210と比例関係を有する第 1の出力電流信号に変換する。また、タ Tr24とトランジスタ Tr25、およびトランジスタ Tr26とトランジスタ Tr27もそれぞれ力レントミラー回路を構成しており、第 2電流発振信号 212と比例関係を有する第 2の出力電流信号に変換する。さらに、第 1の出力電流信号と第 2の出力電流信号は、トランジスタ Tr20とトランジスタ Tr21の切替によって、前述のシンク電流とソース電流が切替えられた出力電流発振信号 214になる。

[0020] 図 2は、可変電流源 32の構成を示す。可変電流源 32は、参照電圧源 40、ォペアンプ 42、可変抵抗 44、トランジスタ Tr28からトランジスタ Tr30を含む。また、信号として、設定信号 220を含む。

可変抵抗 44は、所定の定電圧を電流に変換するための抵抗であり、その値は、外部から入力された設定信号 220に応じて調節される。

[0021] 参照電圧源 40、オペアンプ 42、トランジスタ Tr28は、可変抵抗 44で変換された電流の値を安定化させる。ここで、オペアンプ 42によってトランジスタ Tr28のゲート電圧が増幅されるために、トランジスタ Tr28は、ドレイン電流特性の飽和領域で使用される。

[0022] トランジスタ Tr29とトランジスタ Tr30は、カレントミラー回路を構成しており、変換用駆動電流 218を出力する。すなわち、可変抵抗 44の値を変更すれば、変換用駆動電流 218の値も変更される。

[0023] 以上の構成による高周波発振回路 100の動作は、以下の通りである。制御電圧を大きくすると、可変電流源 20が流す発振器駆動電流 200も大きくなる。第 1インバータ 22から第 4インバータ 28によって構成される差動出力型のリング発振器は、発振器駆動電流 200が大きくなればより高い発振周波数の第 1生成発振信号 202と第 2生成発振信号 204を出力する。差動増幅器 12は第 1生成発振信号 202と第 2生成発振信号 204を十分大きい振幅の第 1増幅発振信号 206と第 2増幅発振信号 208にそれぞれ増幅する。

[0024] トランジスタ T 20とトランジスタ Tr21は、第 1増幅発振信号 206と第 2増幅発振信号 208を第 1電流発振信号 210と第 2電流発振信号 212にそれぞれ変換する。可変電流源 32は、トランジスタ Tr20とトランジスタ Tr21に、外部から設定された変換用駆動電流 218を流す。トランジスタ Tr22からトランジスタ Tr27は、第 1電流発振信号 21 0と第 2電流発振信号 212の値をそれぞれ変換し、さらにトランジスタ Tr20とトランジスタ Tr21の切替によって出力電流発振信号 214になる。

[0025] 図 3は、図 1の高周波発振回路 100と特性を比較するための高周波発振回路 150 の構成を示す。高周波発振回路 150は、発振信号生成回路 110、バッファ 112、変換回路 114を含み、発振信号生成回路 110は、可変電流源 120、第 1インバータ 12 2、第 2インバータ 124、第 3インノータ 126、トランジスタ Tr50からトランジスタ Tr66 を含み、バッファ 112は、第 4インバータ 128、第 5インバータ 130、第 1抵抗 132、第 2抵抗 134、第 3抵抗 136、第 4抵抗 138、トランジスタ Tr68からトランジスタ Tr74を含み、変換回路 114は、可変電流源 140、可変電流源 142、トランジスタ Tr76、トランジスタ Tr78を含む。

[0026] 発振信号生成回路 110は、高周波発振回路 100の発振信号生成回路 10に対応し、可変電流源 120は、印加された制御電圧に応じて変化する電流を流す。トランジスタ Tr50からトランジスタ Tr58はカレントミラー回路を構成しており、さらにトランジスタ Tr60からトランジスタ Tr66もカレントミラー回路を構成している。これらのカレントミラ一回路によって可変電流源 120の出力電流に比例した電流力それぞれ第 1インバータ 122、第 2インバータ 124、第 3インバータ 126によって構成されたリング発振器に流され、流された電流の大きさに応じた発振周波数の発振信号が出力される。なお、発振信号生成回路 10の第 1生成発振信号 202や第 2生成発振信号 204と異なつて、発振信号は差動信号でない。

[0027] バッファ 112は、高周波発振回路 100の差動増幅器 12に対応し、発振信号生成回路 110から出力された発振信号が第 4インバータ 128および第 1抵抗 132、トランジスタ Tr68、トランジスタ Tr70、第 2抵抗 134によって、少なくとも後述のトランジスタ Tr7 6に対するドライブ能力を高める程度まで増幅される。また、第 5インバータ 130および第 3抵抗 136、トランジスタ Tr72、トランジスタ Tr74、第 4抵抗 138も同一の動作を行う。

[0028] 変換回路 114は、高周波発振回路 100の変換回路 14に対応し、バッファ 112で増幅された発振信号を電圧信号から電流信号に変換する。ここで、トランジスタ Tr76は pチャネル型であり、トランジスタ Tr78は nチャネル型であるため、それらはゲートに入力される発振信号によって交互にオンし、その結果、シンク電流とソース電流が切替えられる発振信号が最終的に出力される。

[0029] 図 4 (a)— (b)は、実験結果にもとづいた図 1の高周波発振回路 100および図 3の高周波発振回路 150の出力波形をそれぞれ示す図である。図 4 (a)は、図 1の高周波発振回路 100の出力電流発振信号 214であり、発振周波数 344. 98MHz、振幅 42 . 2mAであり、信号のひずみ成分の少ない波形となっている。一方、図 4 (b)は、図 2 の高周波発振回路 150の出力であり、発振周波数 283. 02MHz,振幅 40. 0mAの図 4 (a)と同等の値になっているが、図 4 (a)と比較して、ひずみ成分を多く含んだ波形となっている。この波形のひずみは、トランジスタ Tr76、トランジスタ Tr78の切替タイミングの誤差が影響を及ぼしているためや、高周波発振回路 150に含まれたリング発振器の発振信号が矩形波に近くなつて、発振信号に多くの高周波成分が含まれているために生じる。同程度の発振周波数の図 4 (a)と（b)を比較すると、図 4 (b)の信号波形にはひずみ成分が多く含まれ、信号の高調波成分が多く含まれる傾向にある。そのため、高周波発振回路 150の EMI特性は、高周波発振回路 100よりも低下する。一方、図 1の高周波発振回路 100で伝送している差動信号間においては、信号のひずみ成分が相殺されてるため、信号に含まれたひずみ成分も低下する。

[0030] 本実施の形態によれば、発振信号の生成および増幅が差動信号にもとづくため、出力される電流信号に含まれたひずみ成分を小さくできる。また、信号のひずみが小さくなると高周波発振回路を組み込んだ装置を安定に動作できる。また、最終的に電圧信号から電流信号に変換される段階で流される駆動電流の大きさを調節して、出力される電流信号の振幅を調節するため、回路の動作効率が高くなり、消費電力が小さくなる。

[0031] (実施の形態 2)

実施の形態 2は、実施の形態 1と同様の構成を有した高周波発振回路に関し、実施の形態 1では、変換用 FETに流す駆動電流の大きさが外部からの設定信号によつて可変に調節されていたが、実施の形態 2では、増幅用 FETに流す駆動電流の大きさが外部からの設定信号によって可変に調節される。本実施の形態に係る高周波発振回路は、差動増幅器に含まれた増幅用 FETに流す駆動電流の大きさの調節によつて、交換用 FETをスイッチングするための電圧信号の振幅を変化させて、最終的に出力する電流信号の振幅を変化させる。また、駆動電流を小さくすれば、差動増幅器から出力される差動信号の振幅が小さくなるため、差動増幅器の電源とグランド間に生じ、かつ差動信号に付加される雑音が小さくなる。

[0032] 図 5は、実施の形態 2に係る高周波発振回路 100の構成を示す。図 5の高周波発振回路 100に含まれた差動増幅器 50、駆動回路 52、変換回路 54が、図 1の高周波発振回路 100に含まれた差動増幅器 12、変換回路 14、駆動回路 16と異なる。差動増幅器 50は、差動増幅器 12から定電流源 30が除かれており、変換回路 54は、変換回路 14に定電流源 58が加えれらており、新たに追加された駆動回路 52は、可変電流源 56を含む。

[0033] 可変電流源 56は、図 1の定電流源 30と同様に差動増幅器 50に増幅器駆動電流 2 16を流す。ここで可変電流源 56は、図 2の可変電流源 32と同様の構成を有し、内部に含まれた図示しない可変抵抗 44の値を外部からの図示しない設定信号 220によつて調節して、増幅器駆動電流 216の大きさを調節できる。

[0034] 変換回路 54は、第 1増幅発振信号 206と第 2増幅発振信号 208をシンク電流とソース電流が切替えられた出力電流発振信号 214に変換するが、電圧信号から電流信号への変換に使用のトランジスタ Tr20とトランジスタ Tr21に流される変換用駆動電流 218の大きさは、定電流源 58にもとづくため、固定される。

[0035] 図 5では、出力電流発振信号 214の振幅の大きさを調節するために、トランジスタ T r20とトランジスタ Tr21に流すべき変換用駆動電流 218の大きさを直接調整するのではなぐ差動増幅器 50に流すべき増幅器駆動電流 216の大きさを外部からの設定信号にもとづいて調節し、出力電流発振信号 214の振幅の大きさを調節する。以上の構成によって、増幅器駆動電流 216の大きさを必要な程度まで小さくできるため、差動増幅器 50と駆動回路 52の電源とグランド間で生じ、かつ第 1増幅発振信号 20 6と第 2増幅発振信号 208に付加され雑音を低減でき、雑音の影響の小さい出力電流発振信号 214を出力できる。

[0036] 以上の構成による高周波発振回路 100の動作は、以下の通りである。制御電圧を大きくすると、可変電流源 20が流す発振器駆動電流 200も大きくなる。第 1インバータ 22から第 4インバータ 28によって構成される差動出力型のリング発振器は、発振器駆動電流 200が大きくなればより高い発振周波数の第 1生成発振信号 202と第 2生成発振信号 204を出力する。差動増幅器 50は第 1生成発振信号 202と第 2生成発振信号 204を十分大きい振幅の第 1増幅発振信号 206と第 2増幅発振信号 208にそれぞれ増幅する。

[0037] 可変電流源 56は、トランジスタ Trl8とトランジスタ Trl9に、要求される差動増幅器 50の動作速度を満足するように、外部設定に応じた増幅器駆動電流 216を流す。トランジスタ Tr20とトランジスタ Tr21は、第 1増幅発振信号 206と第 2増幅発振信号 2 08をそれぞれ第 1電流発振信号 210と第 2電流発振信号 212に変換する。定電流源 58は、トランジスタ Tr20とトランジスタ Tr21に変換用駆動電流 218を流す。トランジスタ Tr22からトランジスタ Tr27は、第 1電流発振信号 210と第 2電流発振信号 21 2の値をそれぞれ変換し、さらにトランジスタ Tr20とトランジスタ Tr21の切替によって出力電流発振信号 214になる。

[0038] 本実施の形態によれば、発振信号の生成および増幅が差動信号にもとづくため、信号のひずみ成分を低減できる。また、差動増幅器に流す駆動電流を小さくすれば、雑音の影響の小さい電流信号を出力できる。

[0039] (実施の形態 3)

実施の形態 3は、実施の形態 1や 2における高周波発振回路を適用した装置あるいは LSIの構成について説明する。

[0040] 図 6 (a)は、実施の形態 3に係る高周波発振回路 100の適用例のうち、光ピックアツプ 300の構成を示す。光ピックアップ 300は、高周波発振回路 100、半導体レーザチップ 302、モニタ用フォトダイオード 304、受光用フォトダイオード 308を含む。光ピックァップ 300は、光ディスク装置あるいは光磁気ディスク装置などの情報記録再生装置において、記録媒体であるディスクに対して信号の読み出しあるいは書き込みを行う。

[0041] 半導体レーザチップ 302は、後述の高周波発振回路 100から供給される電流に応じてレーザビームを出射する。高周波発振回路 100は、後述の APC (Automatic Power Control)回路 306からの電圧で示された制御信号にもとづいて半導体レ一ザチップ 302に電流信号を供給する。

[0042] 光学系 310は、半導体レーザチップ 302から出射されるレーザビームを図示しない記録媒体のディスクに光スポットとして照射し、また、ディスクからの反射光を後述の受光用フォトダイオード 308へ導く。

[0043] 受光用フォトダイオード 308は、反射光を電流信号に変換する。さらに当該電流信号は電圧信号に変換される。モニタ用フォトダイオード 304は、半導体レーザチップ 3 02から出射されるレーザビームの一部を電流信号に変換する。なお、ここでレーザビームの一部とは、半導体レーザチップ 302の光学系 310が存在しない側から出射されるレーザビームをいう。

[0044] APC回路 306は、モニタ用フォトダイオード 304が出力する電流信号にもとづいて、半導体レーザチップ 302からレーザビームが常に一定のパワーで出力されるように、高周波発振回路 100へ制御信号を出力する、すなわち、半導体レーザチップ 302 のフィードバック制御を行う。ここで、 APC回路 306は、以下の理由のために備えられる。光ピックアップ 300が出力する電圧信号レベルを所定のレベルに保つ必要があるが、半導体レーザチップ 302が出力するレーザビームのパワーは個体差があるとともに温度変化に対して敏感に反応するので、半導体レーザチップ 302に対して同一の制御を行うだけではレーザビームのパワーが一定にならず、したがって、電圧信号の出力レベルを一定に保つことができない。

[0045] 一方、高周波発振回路 100は、実施の形態 1や 2で記載したとおり、出力電流発振信号 214の振幅を大きくできるため、半導体レーザチップ 302は、安定してレーザビ一ムを出射可能である。

[0046] 図 6 (b)は、実施の形態 3に係る高周波発振回路 100の適用例のうち、周波数変換回路 330の構成を示す。周波数変換回路 330は、高周波発振回路 100、乗算回路 322、 BPF (Bandpass Filter) 324、増幅器 326を含む。周波数変換回路 330は、通信装置において、送信すべき信号を伝送するための信号に変換する。より具体的には、無線送信装置において、送信すべきベースバンド信号または当該ベースバンド信号を周波数変換した中間周波数信号を無線周波数信号に周波数変換する。

[0047] 信号生成部 320は、送信すべき信号をベースバンド信号として生成し、当該ベースバンド信号を中間周波数に周波数変換する。

高周波発振回路 100は、送信に使用する無線周波数に応じた電圧を入力し、無線周波数の信号を出力する。

[0048] 乗算回路 322は、中間周波数の信号を無線周波数の信号によって周波数変換する。さらに、 BPF324は周波数変換によって発生した高調波の影響を低減する。増幅器 326は、 BPF324の出力信号を無線伝搬路において送信するために、所定の電力まで増幅する。

[0049] ここで、高周波発振回路 100は、実施の形態 1や 2で記載したとおり、高い発振周波数に対しても、設定に応じて大きい値の電流信号を出力可能なため、周波数変換回路 330は、無線周波数の信号を安定して出力可能である。

[0050] 図 6 (c)は、実施の形態 3に係る高周波発振回路 100の適用例のうち、 PLL340の構成を示す。 PLL340は、高周波発振回路 100、位相比較器 350、ループフィルタ 3 52、分周器 354を含む。

[0051] 位相比較器 350は、外部から入力される基準クロック信号と分周器 354から入力される参照クロック信号との位相および周波数を比較して、その差に比例した直流信号を出力する。ループフィルタ 352は、入力される信号の高周波成分を除去し、制御電圧を出力する。高周波発振回路 100は、入力される制御電圧に応じた周波数のクロック信号を出力する。ここでは、基準クロック信号の周波数の N倍の周波数を有するクロック信号を出力する。出力されたクロック信号は、分周器 354において 1/Nに分周され、参照クロック信号として、位相比較器 350に入力される。

[0052] 本実施の形態によれば、出力する電流信号の振幅を調節でき、信号のひずみ成分を低減できる高周波発振回路をさまざまな装置や LSIにおいて適用可能である。以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

[0053] 実施の形態 1および 2において、差動増幅器 12と差動増幅器 50はひとつの差動増幅器によってそれぞれ構成されている。し力、しこれに限らず例えば、複数の差動増幅器によって構成されてもよい。この変形例によれば、第 1増幅発振信号 206と第 2増幅発振信号 208の振幅をさらに大きくできる。つまり、差動増幅器 12または差動増幅器 50から出力される第 1増幅発振信号 206と第 2増幅発振信号 208に要求される値に応じた数の差動増幅器が設けられればよい。

[0054] 実施の形態 1では、駆動回路 16が、外部からの設定信号 220に応じて変換回路 1 4に流すべき変換用駆動電流 218の大きさを可変に出力し、実施の形態 2では、駆動回路 52が、外部からの設定信号 220に応じて差動増幅器 50に流すべき増幅器駆動電流 216の大きさを可変に出力している。し力、しこれに限らず例えば、両者を組み合わせた形であってもよい。その場合、駆動回路 16が、外部からの設定信号 220 に応じて変換回路 14に流すべき変換用駆動電流 218の大きさを可変に出力しつつ、駆動回路 52が、外部からの設定信号 220に応じて差動増幅器 50に流すべき増幅器駆動電流 216の大きさを可変に出力している。本変形例によれば、さらに詳細な設定が可能になる。つまり、高周波発振回路 100が要求される出力電流発振信号 2 14の振幅の大きさ、ひずみ成分、消費電力を満足するように設定されればよい。産業上の利用可能性

[0055] 本発明によれば、発振信号の振幅を可変に出力でき、かつ波形のひずみ特性を改善できる。

図面の簡単な説明

[0056] [図 1]実施の形態 1に係る高周波発振回路を示す図である。

[図 2]図 1の可変電流源の構成を示す図である。

[図 3]図 1の高周波発振回路に対する比較対象の高周波発振回路の構成を示す図である。

[図 4]図 4 (a)— (b)は、図 1および図 3の高周波発振回路の出力波形を示す図である [図 5]実施の形態 2に係る高周波発振回路を示す図である。

[図 6]図 6 (a) - (c)は、実施の形態 3に係る高周波発振回路の適用例を示す図である符号の説明

[0057] 10 発振信号生成回路、 12 差動増幅器、 14 変換回路、 16 駆動回路、 20 可変電流源、 22 第 1インバータ、 24 第 2インバータ、 26 第 3インバータ、 28 第 4インバータ、 30 定電流源、 32 可変電流源、 40 参照電圧源、 4 2 オペアンプ、 44 可変抵抗、 50 差動増幅器、 52 駆動回路、 54 変換回路、 56 可変電流源、 58 定電流源、 100 高周波発振回路、 Trl一 Tr30、 Tr50 Tr78 トランジスタ。

Claims

請求の範囲

[1] 発振信号を差動信号として出力する発振信号生成回路と、

前記発振信号生成回路から出力された差動信号を増幅する差動増幅器と、前記差動増幅器によって増幅された差動信号を電圧信号力電流信号へ変換する変換回路と、

外部から入力した設定信号に応じた大きさで、前記変換回路を動作せしめる駆動電流を可変に出力する駆動回路と、

を含むことを特徴とする発振回路。

[2] 前記駆動回路に入力した設定信号によって、前記駆動電流を大きくした場合、前記変換回路は、前記変換した電流信号の振幅を大きくするよう構成されていることを特徴とする請求項 1に記載の発振回路。

[3] 発振信号を差動信号として出力する発振信号生成回路と、

外部から入力した設定信号に応じた大きさで、前記差動増幅器を動作せしめる駆動電流を可変に出力する駆動回路と、

を含むことを特徴とする発振回路。

[4] 前記駆動回路に入力した設定信号によって、前記駆動電流を大きくした場合、前記差動増幅器は、動作速度を高めるよう構成されていることを特徴とする請求項 3に記載の発振回路。