JP2715427B2 - Voltage controlled oscillator - Google Patents
Voltage controlled oscillatorInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電圧制御発振器に関するものであり、特に高
周波用発振器として有効なものに関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voltage-controlled oscillator, and more particularly to an oscillator effective as a high-frequency oscillator.
従来の技術 第３図は、従来の一般的な電圧制御発振器の一構成例
を示す。すなわち、増幅器1,発振周波数決定素子2,移相
器３により、図のように発振ループを形成し増幅器１の
出力から、分枝器４を介して出力端子５から発振出力を
取り出す構成である。６は電圧制御端子である。2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a configuration example of a conventional general voltage controlled oscillator. That is, the amplifier 1, the oscillation frequency determining element 2, and the phase shifter 3 form an oscillation loop as shown in the figure and take out the oscillation output from the output terminal 5 through the branch 4 from the output of the amplifier 1. . 6 is a voltage control terminal.
このループの発振条件は式（１）および（２）に示す
通りである。The oscillation conditions of this loop are as shown in equations (1) and (2).
GA＋LS＋LP＞１ ……（１） θＡ＋θＳ＋θＰ＝2nπ ……（２） ここで、GA,θＡは増幅器１の利得および位相遅れ、L
S,θＳは発振周波数決定素子２の損失および位相遅れ、
LP,θＰは移相器の損失および位相遅れ、ｎは整数を示
す。G A + L S + L P > 1 (1) θ A + θ S + θ P = 2 n π (2) where G A and θ A are the gain and phase delay of the amplifier 1 and L
S and θ S are the loss and phase delay of the oscillation frequency determining element 2,
L P and θ P are loss and phase delay of the phase shifter, and n is an integer.
このような構成の発振器を電圧制御発振器（VCO）と
して使用するには、発振周波数決定素子２の発振可能な
周波数範囲における位相遅れ量の分だけ、移相器３の位
相遅れ量を制御電圧６により可変すればよい。In order to use the oscillator having such a configuration as a voltage controlled oscillator (VCO), the phase delay of the phase shifter 3 is controlled by the control voltage 6 by the amount of the phase delay in the frequency range in which the oscillation frequency determining element 2 can oscillate. May be changed by the following.
発明が解決しようとする課題 上記に示す従来例において、良好な特性のVCOを実現
するには、発振周波数決定素子２のＱが高い事、移相器
３のロスが小さく、位相可変量が大きく、直線性が良い
事、又、特に移相器の構成が簡単でバラツキが少ない事
など、種々の条件が必要となる。Problems to be Solved by the Invention In the conventional example described above, in order to realize a VCO with good characteristics, the Q of the oscillation frequency determining element 2 is high, the loss of the phase shifter 3 is small, and the phase variable amount is large. Various conditions are required, such as good linearity, and particularly simple configuration of the phase shifter and little variation.
従来、一般的には、移相器３の部分を、相互インダク
タンスあるいは容量結合などによる複同調回路で構成し
ていたが、問題点として、第１に広帯域に低ロスの複同
調回路を構成することが困難であること、第２に、特に
相互インダクタンス結合による複同調回路では、相互イ
ンダクタンスＭの値にバラツキがあるため入出力間の位
相遅れにバラツキが生じやすいこと、第３に、回路構成
が、複雑であるため、バラツキが生じやすいことなどが
あげられる。特にこれらの問題は高周波帯になるほど大
きくなってくる。Conventionally, the phase shifter 3 is generally configured by a double-tuned circuit using mutual inductance or capacitive coupling. However, first, a low-loss double-tuned circuit is formed over a wide band. Second, in particular, in a double-tuned circuit based on mutual inductance coupling, the value of the mutual inductance M varies, so that the phase delay between the input and the output tends to vary. Third, the circuit configuration However, because of its complexity, variations are likely to occur. In particular, these problems increase as the frequency band increases.
課題を解決するための手段 本発明は上記課題を解決するため、増幅器と発振周波
数決定素子と移相器により発振ループを形成するととも
に、前記移相器は、第１および第２の中間タップ付イン
ダクタンス素子の各々の一方の端子を接地し、各々の他
方の端子に第１および第２の可変容量ダイオードのアノ
ード端子を接続し、第１および第２の可変容量ダイオー
ドのカソード端子に第３の可変容量ダイオードのカソー
ド端子を接続し、第３の可変容量ダイオードのアノード
端子を接地し、前記第1,第2,第３の可変容量ダイオード
のカソード端子を電圧制御端子に接続し、前記第１およ
び第２のインダクタンス素子の中間タップには結合容量
を介して入出力端子を接続したものである。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention forms an oscillation loop by an amplifier, an oscillation frequency determining element and a phase shifter, and the phase shifter has first and second intermediate taps. One terminal of each of the inductance elements is grounded, the other terminals are connected to the anode terminals of the first and second variable capacitance diodes, and the third terminal is connected to the cathode terminals of the first and second variable capacitance diodes. The cathode terminal of the variable capacitance diode is connected, the anode terminal of the third variable capacitance diode is grounded, the cathode terminals of the first, second and third variable capacitance diodes are connected to the voltage control terminal, The input / output terminal is connected to the intermediate tap of the second inductance element via a coupling capacitance.
作用 本発明は上記した構成により、２つの可変容量ダイオ
ードのカソード端子と接地産地の間に可変容量ダイオー
ドを接続することにより、より簡単な構成で、広帯域な
複同調回路を構成した移相器を用いて、良好な特性のVC
Oを実現している。Operation The present invention provides a phase shifter having a simpler configuration and a broadband double-tuned circuit by connecting a variable capacitance diode between the cathode terminals of two variable capacitance diodes and a ground production center. Use, good characteristics VC
O has been realized.
実施例 第１図は本発明による電圧制御発振器の一実施例を示
す。第３図と同じ作用のものには同じ符号をつけてい
る。Embodiment FIG. 1 shows an embodiment of a voltage controlled oscillator according to the present invention. Those having the same functions as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals.
第１の同調回路は中間タップ付インダクタンス素子
L1,可変容量ダイオードD1およびD3で形成され、第２の
同調回路は中間タップ付インダクタンス素子L2,可変容
量ダイオードD2,D3で形成されている。２つの同調回路
は共通の可変容量ダイオードD3で容量結合され、広帯域
な複同調回路を形成している。入力端子７とL1の中間タ
ップ間に結合容量C1が、出力端子８とL2の中間タップ間
に結合容量C2が接続されている。また可変容量ダイオー
ドD1,D2の各々のカソード端子には高抵抗R1を介して制
御電圧端子６より制御電圧が印加され、これにより各々
の可変容量ダイオードD1〜D5の容量が可変され、広帯域
な複同調回路の同調周波数が変化し、ある周波数の点で
の位相が広範囲に可変される。ここで、結合容量は可変
容量ダイオードで構成する事により、比帯域がほぼ一定
な可変同調回路を形成できるので、広範囲に位相の直線
性が良好になる。The first tuning circuit is an inductance element with an intermediate tap.
L 1 is formed by variable capacitance diodes D 1 and D 3 , and the second tuning circuit is formed by an inductance element L 2 with an intermediate tap and variable capacitance diodes D 2 and D 3 . Two tuning circuits are capacitively coupled by a common variable capacitance diode D 3, to form a wideband double-tuned circuit. Coupling capacitance C 1 between the center tap of the input terminals 7 and L 1 is, coupling capacitance C 2 is connected between the center tap of the output terminal 8 and L 2. A control voltage is applied to each cathode terminal of the variable capacitance diodes D 1 and D 2 from the control voltage terminal 6 via the high resistance R 1 , whereby the capacitance of each of the variable capacitance diodes D 1 to D 5 is variable. As a result, the tuning frequency of the broadband double-tuned circuit changes, and the phase at a certain frequency point is widely varied. Here, by forming the coupling capacitance with a variable capacitance diode, a variable tuning circuit having a substantially constant fractional band can be formed, so that the phase linearity is improved over a wide range.
一実施例として、D1,D2,D3にMA334を用いて、L,Cを適
当な値に選べば、500MHz帯における移相器として、位相
可変量約180゜/1.5〜11.5V,挿入損1.5〜3.0dB/1.5〜11.
5Vと、広範囲に直線性良好で、低挿入損の特性が得られ
ている。この移相器３と、発振周波数決定素子２として
表面弾性波共振器を用いて実現した500MHz帯電圧制御発
振器の特性例を第２図に示す。発振周波数可変範囲が、
約200KHz/3〜12Vと、弾性表面波共振器の直線性をそこ
なうことなく、良好な電圧制御発振器を実現しているこ
とが判かる。As an example, using MA334 for D 1 , D 2 , D 3 , if L and C are selected to an appropriate value, as a phase shifter in the 500 MHz band, the phase variable amount is about 180 ° / 1.5 to 11.5 V, Insertion loss 1.5 ~ 3.0dB / 1.5 ~ 11.
Good linearity and low insertion loss over a wide range of 5V. FIG. 2 shows an example of characteristics of the phase shifter 3 and a 500 MHz band voltage controlled oscillator realized by using a surface acoustic wave resonator as the oscillation frequency determining element 2. The oscillation frequency variable range is
It can be seen that a good voltage controlled oscillator has been realized at about 200 KHz / 3 to 12 V without deteriorating the linearity of the surface acoustic wave resonator.
発明の効果 以上の実施例から明らかなように、本発明によると次
のような効果がある。Effects of the Invention As is clear from the above embodiments, the present invention has the following effects.
（１） 増幅器と発振周波数決定素子と移相器により発
振ループを形成する発振器で、移相器については、２つ
の中間タップ付インダクタンス素子の各々の一方の端子
を接地し、各々の開放端子側に、可変容量ダイオードの
アノード端子を接続し、カソード端子同志と、接地端子
間に、可変容量ダイオードによる結合容量を接続し、各
各の可変容量ダイオードのカソード端子を電圧制御端
子，インダクタンス素子の中間タップより結合容量を入
出力端子を接続して構成することにより、簡単な回路構
成で、低ロスで、直線性良好な位相の広範囲可変が可能
な移相器を発振ループ内にもつ電圧制御発振器を提供で
きる。(1) An oscillator that forms an oscillation loop by an amplifier, an oscillation frequency determining element, and a phase shifter. For the phase shifter, one terminal of each of two inductance elements with an intermediate tap is grounded, and each open terminal side , The anode terminal of the variable capacitance diode is connected, the coupling capacitance of the variable capacitance diode is connected between the cathode terminal and the ground terminal, and the cathode terminal of each variable capacitance diode is connected between the voltage control terminal and the inductance element. A voltage-controlled oscillator with a simple circuit configuration, low loss, good linearity, and a phase shifter capable of widely varying the phase in the oscillation loop by connecting the input and output terminals with taps to configure the coupling capacitance. Can be provided.
（２） 上記第１項の構成に加えて、発振周波数決定素
子に表面弾性波共振器を用いることにより、共振器のＱ
が高いため、低雑音で、直線性良好な電圧制御発振器と
なる。(2) In addition to the configuration of the above item 1, by using a surface acoustic wave resonator as the oscillation frequency determining element, the Q
Therefore, a voltage controlled oscillator with low noise and good linearity can be obtained.
第１図は本発明の一実施例の電圧制御発振器のブロック
図、第２図は同電圧制御発振器の特性図、第３図は従来
の電圧制御発振器のブロック図である。 １……増幅器、２……発振周波数決定素子、３……移相
器、４……分枝器、５……発振出力端子、６……電圧制
御端子、D1〜D3……可変容量ダイオード、L1,L2……中
間タップ付インダクタンス素子、C1,C2……結合容量、R
1……抵抗。FIG. 1 is a block diagram of a voltage controlled oscillator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a characteristic diagram of the voltage controlled oscillator, and FIG. 3 is a block diagram of a conventional voltage controlled oscillator. 1 ...... amplifier, 2 ...... oscillation frequency determining element, 3 ...... shifter, 4 ...... branch unit, 5 ...... oscillation output terminal, 6 ...... voltage control terminal, D 1 to D 3 ...... variable capacitance Diode, L 1 , L 2 …… Inductance element with middle tap, C 1 , C 2 …… Coupling capacitance, R
1 ...... Resistance.
Claims (2)
り発振ループを形成するとともに、前記移相器は第１お
よび第２の中間タップ付インダクタンス素子の各々の一
方の端子を接地し、各々の他方の端子に第１および第２
の可変容量ダイオードのアノード端子を接続し、第１お
よび第２の可変容量ダイオードのカソード端子に第３の
可変容量ダイオードのカソード端子を接続し、第３の可
変容量ダイオードのアノード端子を接地し、前記第1,第
2,第３の可変容量ダイオードのカソード端子を電圧制御
端子に接続し、前記第１および第２のインダクタンス素
子の中間タップには結合容量を介して入，出力端子を接
続した電圧制御発振器。An oscillation loop is formed by an amplifier, an oscillation frequency determining element, and a phase shifter. The phase shifter grounds one terminal of each of first and second intermediate tap inductance elements, Of the first and second terminals
, The anode terminal of the third variable capacitance diode is connected to the cathode terminal of the first and second variable capacitance diodes, the anode terminal of the third variable capacitance diode is grounded, The first, first
2. A voltage controlled oscillator in which a cathode terminal of a third variable capacitance diode is connected to a voltage control terminal, and an input / output terminal is connected to an intermediate tap of the first and second inductance elements via a coupling capacitor.
を用いる特許請求の範囲第１項記載の電圧制御発振器。2. The voltage controlled oscillator according to claim 1, wherein a surface acoustic wave resonator is used as the oscillation frequency determining element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3313288A JP2715427B2 (en) | 1988-02-16 | 1988-02-16 | Voltage controlled oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3313288A JP2715427B2 (en) | 1988-02-16 | 1988-02-16 | Voltage controlled oscillator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01208902A JPH01208902A (en) | 1989-08-22 |
| JP2715427B2 true JP2715427B2 (en) | 1998-02-18 |
Family
ID=12378075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3313288A Expired - Fee Related JP2715427B2 (en) | 1988-02-16 | 1988-02-16 | Voltage controlled oscillator |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2715427B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6778022B1 (en) * | 2001-05-17 | 2004-08-17 | Rf Micro Devices, Inc. | VCO with high-Q switching capacitor bank |
-
1988
- 1988-02-16 JP JP3313288A patent/JP2715427B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01208902A (en) | 1989-08-22 |
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