JP2007267247A - 電圧制御発振器 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を削減し、回路規模を低減させることが可能な電圧制御発振器を提供すること。
【解決手段】本発明にかかる電圧制御発振器は、発振回路(2)と、複数の共振回路(5,6)と、前記複数の共振回路のいずれか１つを選択的に前記発振回路と接続させる切り替え手段(4)と、を備える。ここで、各共振回路は、例えば、所定の共振周波数に対応するＬＣ共振回路と当該共振周波数を制御する可変容量ダイオードと、を含んで構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば携帯電話機等の無線通信システムやその他の通信機器に用いられる電圧制御発振器に関する。

複数の周波数帯域において発振可能な電圧制御発振器の従来構成例を図３に示す。図３に示す従来例の電圧制御発振器において、回路ブロック１０９、１１０は互いに異なる周波数帯域において発振可能な電圧制御発振器（ＶＣＯ）であり、それぞれ発振回路と共振回路とを有している。各回路ブロック１０９、１１０の出力は切り替え部１１１に入力される。この切り替え部１１１は、回路ブロック１０９、１１０のいずれかの出力信号を選択的に出力端子１１２から出力させる。

しかしながら、上記従来例の電圧制御発振器は、より多くの周波数帯域を切り替えることを可能とするためには、発振回路と共振回路を含む回路ブロックを多く用意する必要が生じる。このため、部品点数が増大し、コストが増加する。また、回路規模が大きくなるため、電圧制御発振器の小型化が難しくなる。

特開平１０−１０７５４５号公報 特開平１０−４３１５号公報 特開平９−２５２２２０号公報

そこで本発明は、部品点数を削減し、回路規模を低減させることが可能な電圧制御発振器を提供することを目的とする。

本発明の電圧制御発振器は、発振回路と、複数の共振回路と、複数の共振回路のいずれか１つを選択的に発振回路と接続させる切り替え手段と、を備える。ここで、各共振回路は、例えば、所定の共振周波数に対応するＬＣ共振回路と当該共振周波数を制御する可変容量ダイオードと、を含んで構成される。

かかる構成によれば、各共振回路に互いに異なる共振周波数を設定しておき、各共振回路のいずれかを選択的に発振回路へ接続させることにより、異なる周波数帯域及び周波数制御電圧感度にて発振出力電圧を取り出すことができる。よって、部品点数を削減し、回路規模を低減させることが可能な電圧制御発振器が得られる。

好ましくは、切り替え手段は、半導体スイッチング素子を含む。

これにより、回路規模の低減が図られる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、一実施形態の電圧制御発振器の構成を説明する回路図である。本実施形態の電圧制御発振器は、電源端子１、発振回路２、出力端子３、切り替え回路（切り替え手段）４、２つの共振回路５、６、２つの制御電圧端子７、８、を含んで構成されている。

発振回路２は、発振用のトランジスタＱ１、バイアス用の抵抗素子Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、正帰還用のコンデンサ（容量素子）Ｃ２、バイパス用のコンデンサＣ３、直流遮断用のコンデンサＣ４、を含んで構成される。より詳細には、トランジスタＱ１は、コレクタが高周波遮断用のインダクタ（誘導素子）Ｌ１を介して電源端子１と接続され、エミッタが抵抗素子Ｒ３の一方端子と接続され、ベースがコンデンサＣ４を介して切り替え回路４の出力端子Ｐ１と接続されている。エミッタは、直流遮断用のコンデンサＣ１を介して出力端子３と接続されている。抵抗素子Ｒ１は、トランジスタＱ１のベース−エミッタ間に接続されている。抵抗素子Ｒ２は、一方端子がトランジスタＱ１のベースに接続され、他方端子が接地されている。抵抗素子Ｒ３の他方端子は接地されている。コンデンサＣ２、Ｃ３は直列接続されている。そして、コンデンサＣ２の一方端子はトランジスタＱ１のベースに接続されており、コンデンサＣ３の一方端子は接地されている。コンデンサＣ３の他方端子及びコンデンサＣ２の他方端子と抵抗素子Ｒ３の一方端子との間も相互に接続されている。

共振回路５は、高周波遮断用のインダクタＬ３、直流遮断用のコンデンサＣ７、可変容量ダイオードＤ１、インダクタＬ２、コンデンサＣ６を含んで構成されている。インダクタＬ３は、一方端子が制御電圧端子７と接続され、他方端子が可変容量ダイオードＤ１及びコンデンサＣ７と接続されている。可変容量ダイオードＤ１は、一方端子（カソード）がインダクタＬ３及びコンデンサＣ７と接続され、他方端子（アノード）が接地されている。コンデンサＣ７は、コンデンサＣ５と直列接続されている。コンデンサＣ５の他方端子は切り替え回路４の入力端子Ｐ２と接続され、コンデンサＣ７の他方端子はインダクタＬ３と接続されている。コンデンサＣ６は、一方端子がコンデンサＣ５とコンデンサＣ７との間に接続され、他方端子が接地されている。インダクタＬ２も、一方端子がコンデンサＣ５とコンデンサＣ７との間に接続され、他方端子が接地されている。すなわち、この共振回路５を全体としてみると、高周波遮断用のインダクタＬ３を介して制御電圧端子７と接続され、直流遮断用のコンデンサＣ５を介して切り替え回路４の入力端子Ｐ２と接続されている。

上記の共振回路５は、可変容量ダイオードＤ１と直流遮断用のコンデンサＣ７との直列合成容量とこれに並列なコンデンサＣ６との並列合成容量と、インダクタＬ２とのＬＣ並列共振回路によって共振周波数が確定されるものである。そして、制御電圧端子７を介して可変容量ダイオードＤ１に印加される電圧値の増減によって可変容量ダイオードＤ１の容量値を変化させることにより、共振周波数の調整が可能である。

共振回路６は、上記の共振回路５と同様の構成を有する。具体的には、共振回路６は、高周波遮断用のインダクタＬ５、直流遮断用のコンデンサＣ１０、可変容量ダイオードＤ２、インダクタＬ４、コンデンサＣ９を含んで構成されている。インダクタＬ５は、一方端子が制御電圧端子８と接続され、他方端子が可変容量ダイオードＤ２及びコンデンサＣ１０と接続されている。可変容量ダイオードＤ２は、一方端子（カソード）がインダクタＬ５及びコンデンサＣ１０と接続され、他方端子（アノード）が接地されている。コンデンサＣ１０は、コンデンサＣ８と直列接続されている。コンデンサＣ８の他方端子は切り替え回路４の入力端子Ｐ３と接続され、コンデンサＣ１０の他方端子はインダクタＬ５と接続されている。コンデンサＣ９は、一方端子がコンデンサＣ８とコンデンサＣ１０との間に接続され、他方端子が接地されている。インダクタＬ４も、一方端子がコンデンサＣ８とコンデンサＣ１０との間に接続され、他方端子が接地されている。すなわち、この共振回路６を全体としてみると、高周波遮断用のインダクタＬ５を介して制御電圧端子８と接続され、直流遮断用のコンデンサＣ８を介して切り替え回路４の入力端子Ｐ３と接続されている。

上記の共振回路６は、可変容量ダイオードＤ２と直流遮断用のコンデンサＣ１０との直列合成容量とこれに並列なコンデンサＣ９との並列合成容量と、インダクタＬ４とのＬＣ並列共振回路によって共振周波数が確定されるものである。そして、制御電圧端子８を介して可変容量ダイオードＤ２に印加される電圧値の増減によって可変容量ダイオードＤ２の容量値を変化させることにより、共振周波数の調整が可能である。

切り替え回路４は、図示しない外部装置等から供給される制御信号に応じて、２つの共振回路のいずれか１つを選択的に発振回路２と接続させる。より詳細には、共振回路５の出力は切り替え回路４の入力端子Ｐ２に接続され、共振回路６の出力は切り替え回路４の入力端子Ｐ３に接続されており、これらの入力端子Ｐ２、Ｐ３のいずれかが選択的に出力端子Ｐ１と接続される。この切り替え回路４は、例えば図２に構成例を示すように、半導体スイッチング素子を含んで構成される。具体的には、図２に示す構成例の切り替え回路４は、４つのトランジスタ（電界効果型トランジスタ）２１、２２、２３、２４を含んで構成されている。トランジスタ２１は、ゲートが端子２５と接続され、一方のソースドレインが入力端子Ｐ２と接続され、他方のソースドレインが接地されている。トランジスタ２２は、ゲートが端子２６と接続され、一方のソースドレインが入力端子Ｐ３と接続され、他方のソースドレインが接地されている。トランジスタ２３は、ゲートが端子２５と接続され、一方のソースドレインが入力端子Ｐ３と接続され、他方のソースドレインが出力端子Ｐ１と接続されている。トランジスタ２４は、ゲートが端子２６と接続され、一方のソースドレインが入力端子Ｐ２と接続され、他方のソースドレインが出力端子Ｐ１と接続されている。端子２５に所定電位が与えられると、トランジスタ２１がオン状態となり、入力端子Ｐ２が接地される。またこのとき、トランジスタ２３もオン状態となり、入力端子Ｐ３と出力端子Ｐ１との間が導通する。それにより、入力端子Ｐ３と接続されている共振回路６の出力が発振回路２へ供給される。一方、端子２６に所定電位が与えられると、トランジスタ２２がオン状態となり、入力端子Ｐ３が接地される。またこのとき、トランジスタ２４もオン状態となり、入力端子Ｐ２と出力端子Ｐ１との間が導通する。それにより、入力端子Ｐ２と接続されている共振回路５の出力が発振回路２へ供給される。

このような本実施形態の電圧制御発振器によれば、共振回路５、６のそれぞれにおいて使用されている各コンデンサ、可変容量ダイオード、インダクタの値を調整することにより、互いに異なる共振周波数を設定することができる。そして、各共振回路５、６のいずれかを選択的に発振回路２へ接続させることにより、出力端子３から、異なる周波数帯域及び周波数制御電圧感度にて発振出力電圧を取り出すことができる。よって、部品点数を削減し、回路規模を低減させることが可能な電圧制御発振器が得られる。

なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施することができる。例えば、上述した実施形態では２つの発振回路を選択的に用いていたが、３つ以上の発振回路を予め用意しておき、これらの何れかを選択的に用いるようにしてもよい。また、各電圧制御端子７、８は独立していたが、これらは共通端子とされていてもよい。

一実施形態の電圧制御発振器の構成を示す回路図である。 切り替え回路の構成例を示す回路図である。 電圧制御発振器の従来構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１…電源端子、２…発振回路、３…出力端子、４…切り替え回路（切り替え手段）、５、６…共振回路、７、８…電圧制御端子、２１、２２、２３、２４…トランジスタ、２５、２６…端子、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０…コンデンサ、Ｄ１、Ｄ２…可変容量ダイオード、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５…インダクタ、Ｐ１…出力端子、Ｐ２、Ｐ３…入力端子、Ｑ１…トランジスタ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３…抵抗素子

Claims (3)

1. 発振回路と、
   複数の共振回路と、
   前記複数の共振回路のいずれか１つを選択的に前記発振回路と接続させる切り替え手段と、
   を備える、電圧制御発振器。
2. 前記複数の共振回路は、それぞれ、所定の共振周波数に対応するＬＣ共振回路と当該共振周波数を制御する可変容量ダイオードと、を含んで構成される、請求項１に記載の電圧制御発振器。
3. 前記切り替え手段は、半導体スイッチング素子を含む、請求項１に記載の電圧制御発振器。
   
   

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