CN101263651A - 振荡器、pll电路和接收机、发送机 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种既能够缩小电路规模、又适合于集成化的振荡器、PLL电路和接收机、发送机。通过使可变电容电路230、230A的静电电容量可变，而使电压控制型振荡器21的振荡频率发生变动。可变电容电路230具备：多个可变电容元件60～64，其静电电容量可以根据控制信号连续改变；多个电容器50～54，其与可变电容元件的各个相对应，静电电容量固定；多个开关71～74、81～84，将由可变电容元件和与其相对应的电容器构成的组合电路作为一组，以组合电路为单位对多个可变电容元件60～64和多个电容器50～54每一个有无选择性连接进行切换。

Description

振荡器、PLL电路和接收机、发送机
技术领域
本发明涉及振荡频率相应于控制电压而设定的振荡器、PLL电路和接收机、发送机。
背景技术
为了实现接收机的小型化、低价格化，已知有将包含VCO(VoltageControlled Oscillator：电压控制型振荡器)在内的前端模块做成IC芯片的技术(例如，参照专利文献1)。对VCO的振荡频率的控制是通过改变施加到VCO中包含的变容元件上的电压而实现的，由于在IC上能够实现的变容元件的电容量变化小，因此在专利文献1中公开的接收机中具备多个VCO，由此实现大的变频范围。
专利文献1：特开2003-110425号公报(第6-16页，图1-46)。
发明内容
本发明试图解决的课题
然而，上述专利文献1中公开的接收机必须在IC上含有多个具有相同的基本结构的VCO，因此存在着装置规模增大的问题。
本发明是借鉴了这种问题点而创作的，其目的是提供既能够缩小电路规模又适合于集成化的振荡器、PLL电路和接收机、发送机。
课题解决办法
为了解决上述课题，本发明的振荡器通过使可变电容电路的静电电容量可变，使振荡频率可以改变；可变电容电路具备：多个可变电容元件，其静电电容量可以根据控制信号连续改变；多个电容器，其与可变电容元件分别相对应，静电电容量固定；多个开关，将由可变电容元件和与其相对应的电容器组成的组合电路作为一组，以组合电路为单位对多个可变电容元件和多个电容器分别有无选择性连接进行切换。由此就可以使可变电容电路的静电电容量大幅度变化，使用一个振荡器就能够设定大的振荡频率范围，因此，不需要使用多个振荡器，能够缩小电路规模。另外，通过对可变电容元件和电容器进行组合来实现大范围的频率变更，因此适合于集成化。进而，在选择性地使用多个振荡器的情况下，如果考虑刚完成切换时动作的稳定性，也必须在当前时刻被选中的振荡器以外的振荡器中保持待机电流，因此会导致电力消耗增加。与此相对地，使用一个振荡器来代替多个振荡器，能够实现低耗电。
另外，上述组合电路优选是至少有一组不是通过开关而是一直保持连接。这样，既减少了开关数量，又可以简化开关的开通和关断切换动作。另外，通过具备不经开关而直接连接的组合电路，能够防止开关的导通电阻或分布电容引起的Q下降。
另外，优选是通过切换上述多个开关的断续状态对振荡频率进行粗调，并通过利用控制信号改变可变电容元件的静电电容量来对振荡频率进行微调。或者，优选是通过切换上述多个开关的断续状态来选择相互之间部分重合的多个振荡频带的某一个，并通过利用控制信号改变可变电容元件的静电电容量来对所选择的振荡频带内的振荡频率进行调整。由此，通过将粗调(振荡频带的切换)和微调组合起来，就可以针对大范围的振荡频率进行微调。
另外，优选是，上述多个开关的每一个分别针对构成组合电路的可变电容元件和电容器个别设置，对与1组组合电路相对应的多个开关的断续状态同时进行切换。或者，优选是，上述多个开关的每一个分别针对每个组合电路设置。按照这种方式，针对每个可变电容元件和每个电容器设置开关，或者针对由可变电容元件和电容器组成的每个组合电路设置开关，就能够切实地实现以组合电路为单位的连接状态的切换。
另外，优选是具备与上述可变电容元件一起构成谐振电路的电感器和与谐振电路相连接的放大器元件。在具备LC谐振电路的振荡器中，电感器的电感无法在大范围内变动，因此，代之以使可变电容电路的静电电容量在大范围内变动，由此能够实现振荡频率的范围大的LC振荡器。
另外，优选是使用CMOS工艺或MOS工艺，使包含电感器在内的全部结构部件在半导体基板上形成为一体。或者，优选是使用CMOS工艺或MOS工艺，使除了电感器之外的全部结构部件在半导体基板上形成为一体。使用这些工艺制造振荡器，可以实现振荡器的小型化，降低制造成本。当在半导体基板上形成包含电感器在内的全部结构部件的情况下，由于取消了外置部件，可以减少衬垫数量、易于布线等。另一方面，在外置电感器并在半导体基板上形成除此之外的结构部件的情况下，能够容易地实现低振荡频率和高Q值。
另外，本发明的PLL电路在相位同步环(phase locked loop)内包含上述振荡器。具体地，本发明的PLL电路具备：上述振荡器；可变分频器，用于将振荡器的输出信号以可以从外部进行设定的分频比n进行分频后输出；相位比较器，用于对可变分频器的输出信号和预定的基准频率信号进行相位比较；低通滤波器，用于对相位比较器的输出进行平滑处理后生成用作控制信号的控制电压。通过使用上述振荡器，能够容易地实现振荡频率的范围大的PLL电路。另外，上述振荡器以可变电容元件和电容器的组合为单位切换选择状态，因此，无论何种选择状态，都能够使可变电容电路整体的静电电容量相对于输入到可变电容元件中的控制信号(控制电压)的变化量ΔV的变化倾向一致。因此，无论振荡频率多大，都能够使PLL电路的引入时间大致固定。
另外，本发明的接收机具备：将从上述PLL电路输出的振荡信号和通过天线接收到的接收信号混合起来的混频器；将混频器的输出信号中包含的预定频率成分提取出来的滤波器；对通过滤波器后的信号进行预定的解调处理的解调电路；通过设定PLL电路中包含的可变分频器的分频比n进行接收频率的设定、变更的控制部。通过使用具备上述振荡器的PLL电路，能够容易地实现接收频率的范围即接收带宽大的接收机。另外，通过使用引入时间大致固定的PLL电路，能够防止因作为切换目标的接收频率不同而导致的频率切换时间发生变动。
另外，本发明的发送机具备：发送电路，用于将从上述PLL电路输出的振荡信号用作载波生成发送信号，并从天线发送出去；控制部，用于通过设定PLL电路中包含的可变分频器的分频比n进行发送频率的设定、变更。通过使用具备上述振荡器的PLL电路，能够容易地实现发送频率的范围即发送带宽大的发送机。另外，通过使用引入时间大致固定的PLL电路，能够防止因作为切换目标的发送频率而导致的频率切换时间发生变动。
附图说明
图1是表示一个实施方式的接收机的基本结构的图。
图2是表示电压控制型振荡器的详细结构的图。
图3是开关的等效电路。
图4是开关的另一等效电路。
图5是表示由可变电容电路的静电电容量和电感器的电感的组合所决定的电压控制型振荡器的振荡频率与控制电压VT的关系的图。
图6是表示非平衡型的电压控制型振荡器的结构的图。
图7是表示电压控制型振荡器的另一个变形例的图。
图8是表示电压控制型振荡器的另一个变形例的图。
图9是表示作为另一个实施方式的发送机的FM发射机的基本结构的图。
符号说明
10 输入电路
14 低噪放大器(LNA)
16 混频器
20 本地振荡器(LO)
21 电压控制型振荡器(VCO)
26 中频滤波器(IF滤波器)
28 中频放大器(IFA)
32 信号处理部
36 扬声器
40 控制部
42 操作部
44 显示部
50～54 电容器
60～64 可变电容元件
71～74、81～84 开关
220 电感器
230、230A 可变电容电路
具体实施方式
下面详细说明应用了本发明的一个实施方式的接收机。图1是表示一个实施方式的接收机的基本结构的图。如图1所示，本实施方式的接收机具备输入电路10、低噪放大器(LNA)14、混频器16、本地振荡器(LO)20、中频滤波器(IF滤波器)26、中频放大器(IFA)28、模-数转换器(ADC)30、信号处理部32、数-模转换器(DAC)34、扬声器36、控制部40、操作部42、显示部44。该接收机是用于接收例如FM广播的接收机，在接收AM广播或电视广播的情况下，其基本结构相同。另外，该接收机除了天线12和扬声器36或其他很少的部件(例如生成信号处理部32的动作时钟时所必需的水晶振荡器或本地振荡器20中包含的电感器等)之外，绝大部分的部件都使用CMOS工艺或MOS工艺在半导体基板上形成为一体。
输入电路10对天线12和低噪放大器14的阻抗进行整合，其结构中包含用于选择希望接收的广播的调谐电路或带通滤波器等。低噪放大器14对经由输入电路10输入的接收信号进行放大。混频器16将由低噪放大器14放大后的接收信号和从本地振荡器20输出的本地振荡信号混合后的信号进行输出。本地振荡器20具有PLL电路的结构，针对希望接收的广播的频率，生成并输出偏移中频大小的频率的本地振荡信号。例如，输出频率范围约为60MHz～115MHz的本地振荡信号。
中频滤波器26从混频器16的输出信号中提取并输出中频成分(中频信号)。中频放大器28将中频滤波器26提取出来的中频信号进行放大。模-数转换器30将从中频放大器28输出的放大后的中频信号以预定频率进行采样，转换为数字数据。
信号处理部32针对已被转换为数字数据的中频信号实施包含FM检波、立体声解调等解调处理在内的各种信号处理，生成声音数据。数-模转换器34将从信号处理部32输出的音频数据转换为模拟音频信号后，由扬声器36输出。控制部40控制接收机整体的动作。具体地，控制部40根据使用者利用操作部42作出的频道选择操作，相应地切换本地振荡器20的振荡频率，同时将当时的接收状态(接收频率(或广播电台名称)或电波强度、输出音量等)显示到显示部44。
另外，如图1所示，本实施方式的本地振荡器20具备电压控制型振荡器(VCO)21、分频比为n的可变分频器22、相位比较器(PD)23、低通滤波器(LPF)24。电压控制型振荡器21的输出信号在作为从本地振荡器20输出的本地振荡信号输入到混频器16中的同时，也输入到可变分频器22。可变分频器22的分频比n可以由控制部40改变，可变分频器22将电压控制型振荡器21的输出信号以分频比n分频，并将分频后的信号输入到相位比较器23的一个输入端子中。相位比较器23对由这一个输入端子输入的信号和由另一个输入端子输入的基准频率信号fr进行相位比较，输出与相位差相应的信号。低通滤波器24将相位比较器23的输出信号进行平滑处理后生成控制电压VT，施加到电压控制型振荡器21上。电压控制型振荡器21的振荡频率相应于所施加的控制电压而设定。
图2是表示电压控制型振荡器21的详细结构的图。如图2所示，电压控制型振荡器21的结构中包含2个p沟道MOSFET(pMOSFET)200、202、2个n沟道MOSFET(nMOSFET)204、206、2个电阻210、212、电感器220、2个具有相同结构的可变电容电路230、230A。2个pMOSFET200、202的各个漏极连接在一起，该连接点经由电阻210连接到正极侧电源线(VDD)上。2个nMOSFET204、206的各个源极连接在一起，该连接点经由电阻212接地。另外，一个pMOSFET200的源极和一个nMOSFET204的漏极相连(其连接点表示为a)，该连接点a上分别连接另一个pMOSFET202和nMOSFET206的栅极。同样地，另一个pMOSFET202的源极和另一个nMOSFET206的漏极相连(其连接点表示为b)，该连接点b上分别连接一个pMOSFET200、nMOSFET204的栅极。
另外，连接点a上连接电感器220的一端和可变电容电路230的一端。连接点b上连接电感器220的另一端和可变电容电路230A的一端。各个可变电容电路230、230A的另一端都接地。
上述电感器220和2个可变电容电路230、230A构成了LC谐振电路，电压控制型振荡器21以包含着寄生电容等各种寄生成分而决定的谐振频率振荡。此外，电感器220既可以以在半导体基板上形成漩涡状布线图案的方式实现，也可以如图2所示那样实现为经由2个衬垫222、224相连接的外置部件。
可变电容元件230具备5个电容器50～54和5个可变电容元件60～64及8个开关71～74、81～84。5个电容器50～54的每一个的一端共同连接到上述连接点a。电容器50的另一端接地。电容器51的另一端经由开关71接地。同样地，电容器52的另一端经由开关72接地。电容器53的另一端经由开关73接地。电容器54的另一端经由开关74接地。另外，在5个可变电容元件60～64的一端上共同施加控制电压VT，用作对其每一个的电容值进行可变设定的控制信号。可变电容元件60的另一端连接到上述连接点a。可变电容元件61的另一端经由开关81连接到连接点a。同样地，可变电容元件62的另一端经由开关82连接到连接点a。可变电容元件63的另一端经由开关83连接到连接点a。可变电容元件64的另一端经由开关84连接到连接点a。可变电容元件60～64的每一个都可以使用可以形成在半导体基板上的各种元件。例如，静电电容量相应于反偏电压而变化的变容二极管或栅极电容相应于栅电压而变化的MOS变抗器等。
上述开关71、81根据从控制部40输入的切换信号S1开通和关断(断续控制)。同样地，开关72、82根据从控制部40输入的切换信号S2开通和关断。开关73、83根据从控制部40输入的切换信号S3开通和关断。开关74、84根据从控制部40输入的切换信号S4开通和关断。此外，可变电容电路230A也具有与上述可变电容电路230相同的结构，省略其详细说明。
图3是开关71～74、81～84的等效电路。如图3所示，使用nMOSFET将从控制部40输出的控制信号S1等输入到栅极，由此将源极·漏极之间开通和关断，从而实现开关71等。
图4是开关71～74、81～84的另一个等效电路。如图4所示，也可以将pMOSFET和nMOSFET的每一个的源极·漏极之间并联连接，将从控制部40输出的控制信号S1等直接输入到pMOSFET的栅极，将控制信号S1等通过逆变电路反转后的信号输入到nMOSFET的栅极，由此实现开关71等。通过使用这种结构，能够减小源极电位或漏极电位对源极·漏极之间的导通电阻的影响。
图5是表示由可变电容电路230、230A的静电电容量和电感器220的电感的组合所决定的电压控制型振荡器21的振荡频率与控制电压VT的关系的图。在图5中，纵轴对应于电压控制型振荡器21的振荡频率fVCO，横轴对应于控制电压VT。
如果将可变电容电路230中包含的全部开关71～74、81～84切断，就形成了在连接点a上仅连接着由可变电容电路230内的电容器50和可变电容元件60构成的组合电路的状态。在这种连接状态下，可变电容电路230的静电电容量变为最小。此外，对于可变电容电路230A来说也是这样，下面仅着眼于单方面的可变电容电路230进行说明。如果将可变电容电路230的静电电容量表示为C、电感器220的电感表示为L，则电压控制型振荡器21的振荡频率fVCO就成为与
Figure A20068003359300121
成比例的值。因此，在将可变电容电路230中包含的全部开关71～74、81～84切断的情况下，如图5中的特性A所示，电压控制型振荡器21的振荡频率fVCO变为最高。
接着，如果仅将可变电容电路230中包含的开关71、81导通(除此以外的开关72～74、82～84保持切断状态)，就会成为在连接点a上除了由电容器50和可变电容元件60构成的组合电路之外又增加了由电容器51和可变电容元件61构成的组合电路的连接状态。在这种情况下，如图5中特性B所示，电压控制型振荡器21的振荡频率fVCO低于特性A时的值。
同样地，通过依次增加由电容器52和可变电容元件62构成的组合电路、由电容器53和可变电容元件63构成的组合电路、由电容器54和可变电容元件64构成的组合电路，如图5中的特性C、D、E所示，能够使电压控制型振荡器21的振荡频率fVCO逐渐下降。
然而，在本实施方式中，图5所示的5个特性A～E是以相邻特性的振荡频率相互重合的方式来设定各电容器和可变电容元件的特性值(静电电容值)。重合程度要考虑使用CMOS工艺或MOS工艺在半导体基板上形成这些元件的情况下的特性值的偏差，以即使在特性值偏差最大的情况下也能够实现连续的振荡频率的方式设定即可。另外，5个特性A～E优选是以大致等间隔ΔF的方式设定。
按照这种方式，以由可变电容元件和与其相对应的电容器构成的组合电路作为一组，以组合电路为电位对多个可变电容元件60～64和多个电容器50～54各自有无连接进行切换，由此可以使可变电容电路230、230A的静电电容量大幅度变化。由此，使用一个振荡器(电压控制型振荡器21)就能够设定大的振荡频率范围，因此，不需要使用多个振荡器，能够缩小电路规模。另外，通过对可变电容元件和电容器进行组合来实现大范围的频率变更，因此适合于集成化。进而，在选择性地使用多个振荡器的情况下，如果考虑刚完成切换时动作的稳定性，也必须在当前时刻被选中的振荡器以外的振荡器中保持待机电流，因此会导致电力消耗增加。与此相对地，使用一个振荡器来代替多个振荡器，能够实现低耗电。
另外，上述组合电路中至少有一组(由可变电容元件60和电容器50构成的组合电路)不通过开关而是一直保持连接，因此，既减少了开关71等的数目，又可以简化开关的开通和关断切换动作。另外，通过具备不经开关71等而直接连接的组合电路，能够防止开关的导通电阻或分布电容引起的Q值下降。
另外，在本实施方式的电压控制振荡器21中，通过切换多个开关71～74、81～84的断续状态对振荡频率进行粗调，通过利用控制信号改变可变电容元件60～64的静电电容量对振荡频率进行微调。即，通过切换多个开关71～74、81～84的断续状态来选择相互之间部分重合的多个振荡频带的某一个，并通过利用控制信号改变可变电容元件60～64的静电电容量来对所选择的振荡频带内的振荡频率进行调整。由此，通过将粗调(振荡频带的切换)和微调组合起来，就可以针对大范围的振荡频率进行微调。
另外，多个开关71～74、81～84的每一个针对构成组合电路的每个可变电容元件61～64和电容器51～54个别设置，对与1组组合电路相对应的2个开关的断续状态同时进行切换。由此能够切实地实现以组合电路为单位的连接状态的切换。
另外，在具备LC谐振电路的电压控制型振荡器21中，电感器的电感无法在大范围内变动，因此，代之以使可变电容电路230、230A的静电电容量在大范围内变动，由此能够实现振荡频率的范围大的LC振荡器。
另外，通过使用CMOS工艺或MOS工艺在半导体基板上一体形成除了电感器220之外的电压控制型振荡器21和本地振荡器20的全部结构部件，可以实现电压控制型振荡器21和本地振荡器20的小型化，降低制造成本。在外置电感器220并在半导体基板上形成除此之外的结构部件的情况下，能够容易地实现低振荡频率和高Q值。
另外，在本实施方式的接收机中，通过使用上述电压控制型振荡器21，能够容易地实现作为振荡频率的范围大的PLL电路的本地振荡器20。特别地，电压控制型振荡器21以可变电容元件和电容器的组为单位切换选择状态，因此，无论何种选择状态，都能够使可变电容电路整体的静电电容量相对于输入到可变电容元件中的控制信号(控制电压)的变化量ΔV的变化倾向一致。因此，与振荡频率无关地，都能够使PLL电路的引入时间大致固定。
另外，在本实施方式的接收机中，由于使用了上述电压控制型振荡器21和作为PLL电路的本地振荡器20，能够容易地实现接收频率的范围即接收频带宽的接收机。另外，通过使用引入时间大致固定的PLL电路，能够防止因作为切换目标的接收频率而导致的频率切换时间发生变动。
此外，本发明并不限于上述实施方式，在本发明的要旨的范围内可以作出各种变形实施。图2所示的电压控制型振荡器21具有在连接点a和连接点b两者上连接着具有相同静电电容值的可变电容电路230、230A的平衡型结构，而如图6所示，也可以采用将连接到连接点b上的可变电容电路230A置换为具有相对于可变电容电路230而言足够大的静电电容量的固定的电容器230B而形成的非平衡型结构。此外，在这种情况下，必须增加一端连接到控制电压VT的供电点、另一端接地的电容器230C。该电容器230C具有相对于可变电容电路230而言足够大的静电电容量。
另外，在上述实施方式中针对在具有图2所示的结构的电压控制型振荡器21中使用了可变电容电路230的情形进行了说明，但也可以在具有其他结构的LC振荡器、CR振荡器中包含可变电容电路230来应用本发明。
另外，图2所示的电压控制型振荡器21内的可变电容电路230中，电容器和可变电容元件一一对应着构成组合电路，但也可以省略一部分可变电容元件，也可以由2个或更多的电容器共用一个可变电容元件。例如，如图7所示，也可以省略可变电容元件63和开关83(相对于图2所示的结构)，使一个可变电容元件62与2个电容器52、53相对应。在这种情况下，由控制信号S2控制开关72的开通和关断、由控制信号S3控制开关73的开通和关断即可，这一点与图2所示的情形相同，而与共用的可变电容元件62相连接的开关82可以利用OR电路90生成2个控制信号S2、S3的逻辑和信号S5进行开通和关断控制。
另外，在上述实施方式中，构成成组的组合电路的可变电容元件和电容器双方分别连接着开关，但也可以将这些开关合并为一个。例如，如图8所示，可以废除开关71～74，共用开关81～84。
另外，在上述实施方式中针对接收机进行了说明，但也可以将本发明的振荡器用于发送机。图9是表示作为另一个实施方式的发送机的FM发射机的基本结构的图。图9所示的FM发射机具备模拟前端(模拟FE)110、DSP(数字信号处理装置)120、数-模转换器(D/A)130、132、混频器140、142、加法运算器144、放大器146、天线148、时钟发生电路150、本地振荡器(LO)160、水晶振子170、振荡器(OSC)172、分频器174、180、182、184、控制部190、操作部192、显示部194。
模拟前端110将输入其中的由L信号和R信号构成的模拟立体声信号转换为数字立体声数据的L数据和R数据。DSP120基于从模拟前端110输出的L数据和R数据，通过数字处理，执行立体声调制处理、FM调制处理、IQ调制处理。另外，该DSP120中输入音频数据或RDS数据，其能够以这些数据为对象执行上述各种处理。从DSP 120输出IQ调制后的I数据和Q数据。
数-模转换器130将从DSP120输出的I数据转换为模拟的I信号。另外，数-模转换器132将从DSP 120输出的Q数据转换为模拟的Q信号。混频器140将从一个数-模转换器130输出的I信号与预定的本地振荡信号(称为第1本地振荡信号)混合后输出。混频器142将从另一个数-模转换器132输出的Q信号与相对于第1本地振荡信号相位相差90°的本地振荡信号(称为第2本地振荡信号)混合后输出。加法运算器144将从2个混频器140、142输出的信号合成后输出。加法运算器144的输出通过放大器146进行功率放大后，从天线148发送出去。混频器140、142、加法运算器144、放大器146相当于发送电路。
时钟发生电路150生成DSP120的数字处理所必需的动作时钟信号CLK。例如，输入16.384kHz的基准频率信号fr1，与该基准频率信号同步，生成该频率的2461倍的频率(40.321MHz)的时钟信号CLK。为此，时钟发生电路150具备电压控制型振荡器(VCO)152、分频器(1/m)154、相位比较器(PD)156、低通滤波器(LPF)158。电压控制型振荡器152执行与控制电压Vc对应的频率的振荡动作。分频器154将电压控制型振荡器152的输出信号以固定的分频比m(＝2461)分频后输出。相位比较器156对从分频器154输出的分频信号和基准频率信号fr1进行相位比较，输出与相位差相应的负载(duty)的脉冲信号。低通滤波器158对从相位比较器156输出的脉冲信号进行平滑处理，生成供给到电压控制型振荡器152的控制电压Vc。按照这种方式，时钟发生电路150具有PLL结构，其生成具有基准频率信号fr1的频率的2461倍的频率(40.321MHz)的时钟信号CLK，输入到DSP120中。
本地振荡器160为了生成输入到混频器140、142中的第1和第2本地振荡信号而生成必需的振荡信号。例如，其中输入32.768kHz的基准频率信号fr2，与该基准频率信号同步，生成该频率的n倍的频率的信号。为此，本地振荡器160具备电压控制型振荡器(VCO)162、可变分频器(1/n)164、相位比较器(PD)166、低通滤波器(LPF)168。电压控制型振荡器162执行与控制电压VT相应的频率的振荡动作。可变分频器164将电压控制型振荡器162的输出信号以可变的分频比n分频后输出。相位比较器166对从可变分频器164输出的分频信号和基准频率信号fr2进行相位比较，输出与相位差相应的负载的脉冲信号。低通滤波器168对从相位比较器166输出的脉冲信号进行平滑处理，生成供给到电压控制型振荡器162的控制电压VT。按照这种方式，本地振荡器160是具有PLL结构的PLL电路，其生成具有基准频率信号fr2的频率的n倍的频率的信号。可变分频器164的分频比n由控制部190设定。
振荡器172与水晶振子170相连，以该水晶振子170的固有振动频率振荡。在本实施方式中使用容易买到、价格低廉、具有32.768kHz固有振动频率的水晶振子170。从振荡器172输出的32.768kHz的振荡信号被作为基准频率信号fr2输入到本地振荡器160，与此同时，通过分频比为2的分频器174之后的16.384kHz的信号被作为基准频率信号fr1输入到时钟发生电路150。
3个分频器180、182、184的分频比分别设定为2，在相对于本地振荡器160内的电压控制型振荡器162的输出信号生成具有1/4的频率的信号作为第1本地振荡信号的同时，生成具有与该第1本地振荡信号相同的频率、只有相位相差90°的信号作为第2本地振荡信号。
控制部190控制FM发射机的整体。例如，控制部190设定本地振荡器160内的可变分频器164的分频比，决定FM信号的发送频率。操作部192具备供使用者操作的各种开关类。例如，其具备电源开关或用于指示发送频率切换的上键(up key)、下键(down key)、用于选择指示作为发送对象的资源(指示将模拟音频信号和数字音频数据的哪一个作为发送对象)的选择键等。显示部194显示出发送频率或操作部192的操作内容、剩余电池容量等。
具有上述结构的FM发射机使用CMOS工艺或MOS工艺在半导体基板上将除了水晶振子170、天线148、操作部192、显示部194之外的全部部件形成为一体。另外，通过将上述本地振荡器160内的电压控制型振荡器162做成图2、图6、图7、图8的任一个所示的结构，与接收机的情形同样地，可以容易地扩大发送频率的范围、即发送频带。另外，能够防止在切换发送频率时因作为切换目标的发送频率而导致的频率切换时间的变动。
工业上可适用性
根据本发明，可以使可变电容电路的静电电容量大幅度变化，使用一个振荡器就能够设定大的振荡频率范围，因此，不需要使用多个振荡器，能够缩小电路规模。另外，通过对可变电容元件和电容器进行组合来实现大范围的频率变更，因此适合于集成化。进而，在选择性地使用多个振荡器的情况下，如果考虑刚完成切换时动作的稳定性，也必须在其时刻被选中的振荡器以外的振荡器中保持待机电流，因此会导致电力消耗增加。与此相对地，使用一个振荡器来代替多个振荡器，从而能够实现低耗电。

Claims (13)

1.一种振荡器，其通过使可变电容电路的静电电容量可变，而使振荡频率可以改变；
上述可变电容电路具备：
多个可变电容元件，其静电电容量可以根据控制信号连续改变；
多个电容器，其与上述可变电容元件的各个对应，静电电容量固定；
多个开关，将由上述可变电容元件和与其相对应的上述电容器构成的组合电路作为一组，以上述组合电路为单位对上述多个可变电容元件和上述多个电容器的每一个有无选择性连接进行切换。
2.如权利要求1所述的振荡器，
上述组合电路中至少有一组不通过上述开关而是一直保持连接。
3.如权利要求1所述的振荡器，
通过切换上述多个开关的断续状态对振荡频率进行粗调，并通过利用上述控制信号改变上述可变电容元件的静电电容量来对振荡频率进行微调。
4.如权利要求1所述的振荡器，
通过切换上述多个开关的断续状态来选择相互之间一部分重合的多个振荡频带的某一个，
并通过利用上述控制信号改变上述可变电容元件的静电电容量来对所选择的振荡频带内的振荡频率进行调整。
5.如权利要求1所述的振荡器，
上述多个开关的各个分别针对构成上述组合电路的上述可变电容元件和上述电容器个别设置，对与1组上述组合电路相对应的多个上述开关的断续状态同时进行切换。
6.如权利要求1所述的振荡器，
上述多个开关的各个针对上述组合电路的每一个而设置。
7.如权利要求1所述的振荡器，
其具备与上述可变电容电路一起构成谐振电路的电感器、和连接到上述谐振电路的放大元件。
8.如权利要求7所述的振荡器，
其使用CMOS工艺或MOS工艺，使包含上述电感器在内的全部结构部件在半导体基板上形成为一体。
9.如权利要求7所述的振荡器，
其使用CMOS工艺或MOS工艺，使除上述电感器之外的全部结构部件在半导体基板上形成为一体。
10.一种PLL电路，其在相位同步环内包含通过使可变电容电路的静电电容量可变而使振荡频率可以改变的振荡器；
上述可变电容电路具备：
多个可变电容元件，其静电电容量可以根据控制信号连续改变；
多个电容器，其与上述可变电容元件的各个对应，静电电容量固定；
多个开关，将由上述可变电容元件和与其相对应的上述电容器构成的组合电路作为一组，以上述组合电路为单位对上述多个可变电容元件和上述多个电容器的每一个有无选择性连接进行切换。
11.如权利要求10所述的PLL电路，其具备：
上述振荡器；
可变分频器，用于将上述振荡器的输出信号以可以从外部进行设定的分频比n进行分频后输出；
相位比较器，用于对上述可变分频器的输出信号和预定的基准频率信号进行相位比较；
低通滤波器，用于对上述相位比较器的输出进行平滑处理后生成用作上述控制信号的控制电压。
12.一种接收机，其具备：
如权利要求11所述的PLL电路；
将从上述PLL电路输出的振荡信号和通过天线接收到的接收信号混合起来的混频器；
将上述混频器的输出信号中包含的预定频率成分提取出来的滤波器；
对通过上述滤波器后的信号进行预定的解调处理的解调电路；
通过设定上述PLL电路中包含的上述可变分频器的分频比n进行接收频率的设定、变更的控制部。
13.一种发送机，其具备：
如权利要求11所述的PLL电路；
发送电路，其将从上述PLL电路输出的振荡信号用作载波生成发送信号，并从天线发送出去；
通过设定上述PLL电路中包含的上述可变分频器的分频比n进行发送频率的设定、变更的控制部。
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