JP4190503B2 - 電圧制御発振回路、およびその調整方法 - Google Patents
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Description
f=1/(2π×(L×C)1/2)・・・(10)式
電圧制御発振回路11は、発振周波数制御信号VTが入力され、出力信号として発振周波数fVCOを出力する回路である。その発振周波数fVCOは、後述するインダクタ部20のインダクタンスLと、容量部21および補正素子14の合成容量Cとにより、次式で与えられる。
fVCO=1/(2π×(L×C)1/2)・・・(1)式
フィルタ12は、低域通過フィルタ(LPF)15、高域通過フィルタ(HPF)16を備える。検知回路13は、DC変換回路17および18、コンパレータ回路19を備える。低域通過フィルタ15および高域通過フィルタ16の出力信号SL、SHは、各々に備えられているDC変換回路17、18を介して直流電圧信号VL、VHに平滑された後、コンパレータ回路19において直流電圧レベル比較が行われる。コンパレータ回路19からは調整信号VCNTが出力され、補正素子14に入力される。補正素子14は可変容量素子である。補正素子14は、電圧制御発振回路11において発振周波数制御信号VTが入力される主素子と並列に接続される。
fCUTL=1/(2π×(L1×C1)1/2)・・・(2)式
(2)式は、電圧制御発振回路11の発振周波数fVCOを表す(1)式と同じとなる。入力端子(IN)に基準周波数fREFの基準信号FREFが入力されることにより、出力端子(OUT)から出力信号SLが出力されるところ、基準信号FREFの周波数が、遮断周波数fCUTLを越える周波数である場合、所定の傾きに沿って減衰した出力信号SLが出力される。
fCUTH=1/(2π×(L2×C2)1/2)・・・(3)式
(3)式は、電圧制御発振回路11の発振周波数fVCOを表す(1)式、遮断周波数fCUTLを表す式(2)と同じとなる。入力端子(IN)に基準周波数fREFの基準信号FREFが入力されることにより、出力端子(OUT)から出力信号SHが出力されるところ、基準信号FREFの周波数が、遮断周波数fCUTHより低周波数である場合、所定の傾きに沿って減衰した出力信号SHが出力される。
VCNT1=VCC−R×(I/2)・・・式(4)
調整信号VCNT1が補正素子14に入力されると、可変容量素子C5、C6の容量値は、調整信号VCNT1に応じた容量値とされる。電圧制御発振回路11の発振周波数は、容量部21と補正素子14との容量値を合算した共振回路で決まるため、可変容量素子C5、C6の容量値が決まると、電圧制御発振回路11の発振周波数特性FC1(図8中段)が定められる。すなわち発振周波数特性FC1は、素子バラツキがない理想状態での電圧制御発振回路11の発振周波数特性であり、補正の基準となる発振周波数特性である。
VCNT2=VCC−R×(I/2+α)・・・式(5)
すなわち容量値が低くばらつく場合における調整信号VCNT2は、容量値バラツキがない場合の調整信号VCNT1(式(4))よりも低くなる。
VCNT3=VCC−R×(I/2−α)・・・式(6)
すなわち容量値が高くばらつく場合における調整信号VCNT3は、容量値バラツキがない場合の調整信号VCNT1(式(4))よりも高くなる。
(付記1) 基準周波数が入力され、周波数−ゲイン特性における減衰帯域の前記基準周波数でのゲイン値が予め設定される目標ゲイン値となるように設定される低域通過フィルタまたは/および高域通過フィルタを備え、
該低域通過フィルタまたは/および該高域通過フィルタは、発振周波数を特定する素子と所定の相関関係を有する素子を備え、
前記基準周波数における前記低域通過フィルタのゲイン値と前記高域通過フィルタのゲイン値との差分に応じて、または、前記低域通過フィルタまたは前記高域通過フィルタのうちの一方のゲイン値と前記目標ゲイン値との差分に応じて前記電圧制御発振回路の発振周波数が調整されることを特徴とする電圧制御発振回路。
(付記2) 前記発振周波数を特定する素子は可変容量素子であり、
該可変容量素子は、前記差分に応じて可変に調整される容量値を備えることを特徴とする付記1に記載の電圧制御発振回路。
(付記3) 前記可変容量素子は、
前記電圧制御発振回路の前記発振周波数を制御する発振周波数制御信号と、
前記容量値を調整する調整信号と
が入力されることを特徴とする付記2に記載の電圧制御発振回路。
(付記4) 前記可変容量素子は、
前記発振周波数制御信号が入力される主素子と、
該主素子と並列に接続され、前記調整信号が入力される補正素子と
を備えることを特徴とする付記3に記載の電圧制御発振回路。
(付記5) 前記低域通過フィルタと前記高域通過フィルタとを備え、
該低域通過フィルタおよび該高域通過フィルタの前記目標ゲイン値が一致するように設定されることを特徴とする付記1に記載の電圧制御発振回路。
(付記6) 前記低域通過フィルタまたは/および前記高域通過フィルタの遮断周波数が前記基準周波数に一致するように設定されることを特徴とする付記1に記載の電圧制御発振回路。
(付記7) 前記目標ゲイン値は、前記周波数−ゲイン特性において、ゲイン値が1/2に減衰したときの値に設定されることを特徴とする付記1に記載の電圧制御発振回路。
(付記8) 前記低域通過フィルタまたは/および前記高域通過フィルタの出力信号を平滑化するDC変換部と、
前記低域通過フィルタの出力信号と前記高域通過フィルタの出力信号との信号レベル差、または前記低域通過フィルタの出力信号と前記目標ゲイン値との信号レベル差、または前記高域通過フィルタの出力信号と前記目標ゲイン値との信号レベル差に応じた前記調整信号を出力する比較部と
を備えることを特徴とする付記3に記載の電圧制御発振回路。
(付記9) 前記比較部は、
前記低域通過フィルタの出力信号の方が前記高域通過フィルタの出力信号よりも高い場合、または前記低域通過フィルタの出力信号の方が前記低域通過フィルタの前記目標ゲイン値よりも高い場合、または前記高域通過フィルタの前記目標ゲイン値の方が前記高域通過フィルタの出力信号よりも高い場合には、前記信号レベル差に応じて前記可変容量素子の容量値を大きくするように前記調整信号を出力し、
前記低域通過フィルタの出力信号の方が前記高域通過フィルタの出力信号よりも低い場合、または前記低域通過フィルタの出力信号の方が前記低域通過フィルタの前記目標ゲイン値よりも低い場合、または前記高域通過フィルタの前記目標ゲイン値の方が前記高域通過フィルタの出力信号よりも低い場合には、前記信号レベル差に応じて前記可変容量素子の容量値を小さくするように前記調整信号を出力することを特徴とする付記8に記載の電圧制御発振回路。
(付記10) 発振周波数を特定する素子と所定の相関関係を有する低域通過フィルタまたは/および該高域通過フィルタの、周波数−ゲイン特性における減衰帯域の基準周波数でのゲイン値が、予め設定される目標ゲイン値となるように設定され、
前記基準周波数における前記低域通過フィルタのゲイン値と前記高域通過フィルタのゲイン値との差分に応じて、または、前記低域通過フィルタまたは前記高域通過フィルタのうちの一方のゲイン値と前記目標ゲイン値との差分に応じて前記電圧制御発振回路の発振周波数が調整されることを特徴とする電圧制御発振回路の調整方法。
(付記11) 前記低域通過フィルタの出力信号の方が前記高域通過フィルタの出力信号よりも高い場合、または前記低域通過フィルタの出力信号の方が前記低域通過フィルタの前記目標ゲイン値よりも高い場合、または前記高域通過フィルタの前記目標ゲイン値の方が前記高域通過フィルタの出力信号よりも高い場合には、前記出力信号と前記目標ゲイン値との信号レベル差、または前記出力信号同士の信号レベル差に応じて前記電圧制御発振回路の容量値を大きくし、
前記低域通過フィルタの出力信号の方が前記高域通過フィルタの出力信号よりも低い場合、または前記低域通過フィルタの出力信号の方が前記低域通過フィルタの前記目標ゲイン値よりも低い場合、または前記高域通過フィルタの前記目標ゲイン値の方が前記高域通過フィルタの出力信号よりも低い場合には、前記信号レベル差に応じて前記電圧制御発振回路の容量値を小さくすることを特徴とする付記10に記載の電圧制御発振回路の調整方法。
11 電圧制御発振回路
12 フィルタ
13 検知回路
14 補正素子
15 低域通過フィルタ(LPF)
16 高域通過フィルタ(HPF)
17、18 DC変換回路
19 コンパレータ回路
20 インダクタ部
21 容量部
C1、C2、C5、C6 可変容量素子
FREF 基準信号
H 補正回路
TG 目標ゲイン値
VCNT 調整信号
VT 発振周波数制御信号
fCUTH、fCUTL 遮断周波数
fVCO 発振周波数
Claims (24)
- 基準周波数が入力され、周波数−ゲイン特性における減衰帯域の前記基準周波数でのゲイン値が予め設定される目標ゲイン値となるように設定される低域通過フィルタおよび高域通過フィルタを備え、
該低域通過フィルタおよび該高域通過フィルタは、発振周波数を特定する素子と所定の相関関係を有する素子を備え、
前記基準周波数における前記低域通過フィルタの出力信号と前記高域通過フィルタの出力信号との差分に応じて、電圧制御発振回路の発振周波数が調整されることを特徴とする電圧制御発振回路。 - 前記発振周波数を特定する素子は可変容量素子であり、
該可変容量素子は、前記差分に応じて可変に調整される容量値を備えることを特徴とする請求項1に記載の電圧制御発振回路。 - 前記可変容量素子は、
前記電圧制御発振回路の前記発振周波数を制御する発振周波数制御信号と、
前記容量値を調整する調整信号と
が入力されることを特徴とする請求項2に記載の電圧制御発振回路。 - 前記可変容量素子は、
前記発振周波数制御信号が入力される主素子と、
該主素子と並列に接続され、前記調整信号が入力される補正素子と
を備えることを特徴とする請求項3に記載の電圧制御発振回路。 - 前記低域通過フィルタと前記高域通過フィルタとを備え、
該低域通過フィルタおよび該高域通過フィルタの前記目標ゲイン値が一致するように設定されることを特徴とする請求項1に記載の電圧制御発振回路。 - 前記低域通過フィルタおよび前記高域通過フィルタの遮断周波数が前記基準周波数に一致するように設定されることを特徴とする請求項1に記載の電圧制御発振回路。
- 前記低域通過フィルタおよび前記高域通過フィルタの出力信号を平滑化するDC変換部と、
前記低域通過フィルタの出力信号と前記高域通過フィルタの出力信号との信号レベル差に応じた前記調整信号を出力する比較部と
を備えることを特徴とする請求項3に記載の電圧制御発振回路。 - 前記比較部は、
前記低域通過フィルタの出力信号の方が前記高域通過フィルタの出力信号よりも高い場合には、前記信号レベル差に応じて前記可変容量素子の容量値を大きくするように前記調整信号を出力し、
前記低域通過フィルタの出力信号の方が前記高域通過フィルタの出力信号よりも低い場合には、前記信号レベル差に応じて前記可変容量素子の容量値を小さくするように前記調整信号を出力することを特徴とする請求項7に記載の電圧制御発振回路。 - 発振周波数を特定する素子と所定の相関関係を有する低域通過フィルタおよび該高域通過フィルタの、周波数−ゲイン特性における減衰帯域の基準周波数でのゲイン値が、予め設定される目標ゲイン値となるように設定され、
前記基準周波数における前記低域通過フィルタの出力信号と前記高域通過フィルタの出力信号との差分に応じて、電圧制御発振回路の発振周波数が調整されることを特徴とする電圧制御発振回路の調整方法。 - 前記低域通過フィルタの出力信号の方が前記高域通過フィルタの出力信号よりも高い場合には、前記出力信号同士の信号レベル差に応じて前記電圧制御発振回路の容量値を大きくし、
前記低域通過フィルタの出力信号の方が前記高域通過フィルタの出力信号よりも低い場合には、前記信号レベル差に応じて前記電圧制御発振回路の容量値を小さくすることを特徴とする請求項9に記載の電圧制御発振回路の調整方法。 - 前記比較部は、
前記低域通過フィルタの出力信号の方が前記低域通過フィルタの前記目標ゲイン値よりも高い場合には、前記出力信号と前記目標ゲイン値との信号レベル差に応じて前記可変容量素子の容量値を大きくするように前記調整信号を出力し、
前記低域通過フィルタの出力信号の方が前記低域通過フィルタの前記目標ゲイン値よりも低い場合には、前記信号レベル差に応じて前記可変容量素子の容量値を小さくするように前記調整信号を出力することを特徴とする請求項7に記載の電圧制御発振回路。 - 前記比較部は、
前記高域通過フィルタの前記目標ゲイン値の方が前記高域通過フィルタの出力信号よりも高い場合には、前記出力信号と前記目標ゲイン値との信号レベル差に応じて前記可変容量素子の容量値を大きくするように前記調整信号を出力し、
前記高域通過フィルタの前記目標ゲイン値の方が前記高域通過フィルタの出力信号よりも低い場合には、前記信号レベル差に応じて前記可変容量素子の容量値を小さくするように前記調整信号を出力することを特徴とする請求項7に記載の電圧制御発振回路。 - 前記低域通過フィルタの出力信号の方が前記低域通過フィルタの前記目標ゲイン値よりも高い場合には、前記出力信号と前記目標ゲイン値との信号レベル差に応じて前記電圧制御発振回路の容量値を大きくし、
前記低域通過フィルタの出力信号の方が前記低域通過フィルタの前記目標ゲイン値よりも低い場合には、前記信号レベル差に応じて前記電圧制御発振回路の容量値を小さくすることを特徴とする請求項9に記載の電圧制御発振回路の調整方法。 - 前記高域通過フィルタの前記目標ゲイン値の方が前記高域通過フィルタの出力信号よりも高い場合には、前記出力信号と前記目標ゲイン値との信号レベル差に応じて前記電圧制御発振回路の容量値を大きくし、
前記高域通過フィルタの前記目標ゲイン値の方が前記高域通過フィルタの出力信号よりも低い場合には、前記信号レベル差に応じて前記電圧制御発振回路の容量値を小さくすることを特徴とする請求項9に記載の電圧制御発振回路の調整方法。 - 基準周波数が入力され、周波数−ゲイン特性における減衰帯域の前記基準周波数でのゲイン値が予め設定される目標ゲイン値となるように設定される低域通過フィルタを備え、
該低域通過フィルタは、発振周波数を特定する素子と所定の相関関係を有する素子を備え、
前記低域通過フィルタの出力信号と前記目標ゲイン値との差分に応じて電圧制御発振回路の発振周波数が調整されることを特徴とする電圧制御発振回路。 - 基準周波数が入力され、周波数−ゲイン特性における減衰帯域の前記基準周波数でのゲイン値が予め設定される目標ゲイン値となるように設定される高域通過フィルタを備え、
該高域通過フィルタは、発振周波数を特定する素子と所定の相関関係を有する素子を備え、
前記高域通過フィルタの出力信号と前記目標ゲイン値との差分に応じて電圧制御発振回路の発振周波数が調整されることを特徴とする電圧制御発振回路。 - 前記発振周波数を特定する素子は可変容量素子であり、
該可変容量素子は、前記差分に応じて可変に調整される容量値を備えることを特徴とする請求項15に記載の電圧制御発振回路。 - 前記可変容量素子は、
前記電圧制御発振回路の前記発振周波数を制御する発振周波数制御信号と、
前記容量値を調整する調整信号と
が入力されることを特徴とする請求項17に記載の電圧制御発振回路。 - 前記低域通過フィルタの遮断周波数が前記基準周波数に一致するように設定されることを特徴とする請求項15に記載の電圧制御発振回路。
- 前記低域通過フィルタの出力信号を平滑化するDC変換部と、
前記低域通過フィルタの出力信号と前記目標ゲイン値との信号レベル差に応じた前記調整信号を出力する比較部と
を備えることを特徴とする請求項18に記載の電圧制御発振回路。 - 前記高域通過フィルタの遮断周波数が前記基準周波数に一致するように設定されることを特徴とする請求項16に記載の電圧制御発振回路。
- 前記発振周波数を特定する素子は可変容量素子であり、
該可変容量素子は、前記差分に応じて可変に調整される容量値を備えることを特徴とする請求項16に記載の電圧制御発振回路。 - 前記可変容量素子は、
前記電圧制御発振回路の前記発振周波数を制御する発振周波数制御信号と、
前記容量値を調整する調整信号と
が入力されることを特徴とする請求項22に記載の電圧制御発振回路。 - 前記高域通過フィルタの出力信号を平滑化するDC変換部と、
前記高域通過フィルタの出力信号と前記目標ゲイン値との信号レベル差に応じた前記調整信号を出力する比較部と
を備えることを特徴とする請求項23に記載の電圧制御発振回路。
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