JP4432224B2 - 発振器および通信装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、高周波回路に用いられる発振器およびそれを設けた通信装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、マイクロ波帯などにおける発振器は、コルピッツ型発振回路またはその変形型の発振回路で構成されている。
【0003】
図5に従来の発振器の構成例を示す。図5において、Q1は発振用のトランジスタであり、そのベース・エミッタ間にコンデンサC1を接続し、コレクタをコンデンサC7で高周波的に接地し、エミッタと接地との間にコンデンサC6を、また、ベースと接地との間に共振回路をそれぞれ設け、共振回路として示す部分に誘導性の回路を設けて、コルピッツ型発振回路を構成している。
【0004】
また、図5においてQ2はバッファ用トランジスタであり、トランジスタQ1のエミッタから出力される発振信号をコンデンサC2を介してQ2のベースに供給している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の発振器においては、発振用トランジスタQ1のベースバイアス回路として、抵抗R1,R2,R3による分圧回路を設け、抵抗R2とR3との接続点の出力電圧をQ1のベースに印加し、R1とR2との接続点の出力電圧をQ2のベースに印加するようにしている。
【0006】
このような発振回路を携帯電話などの移動体通信装置に用いる場合には、全体の消費電力を如何に抑えるかが設計上の1つのポイントとなる。従来、出力レベルを低下させることなく全体の消費電流を削減するためには、ベースバイアスを供給するための抵抗分圧回路(図5におけるR1,R2,R3)に流れる電流(ブリーダー電流)をなるべく抑えるように設計されていた。すなわち、一般には、図5におけるR1,R2,R3による抵抗分圧比を一定として、R1,R2,R3の直列合成抵抗値を大きくすれば、それだけ抵抗分圧回路による電力消費は抑えられる。
【0007】
ところが、抵抗分圧回路の抵抗値を大きくするにしたがって、発振用トランジスタQ1へのベースバイアス電流が十分に供給されず、発振出力レベルが低下したり、ベースバイアスが不安定となって、発振器のC/N特性が劣化するという問題が生じる。
【0008】
この発明の目的は、トランジスタのベースバイアス回路を構成する抵抗分圧回路による電力消費を極力抑えて、且つ必要なベース電流を供給できるようにして、上述の従来の問題を解消した、発振回路およびそれを備えた通信装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明は、発振用の第1のトランジスタに共振回路を接続し、電源と接地との間に抵抗分圧回路を接続し、該抵抗分圧回路の出力を第2のトランジスタのベースに接続し、第2のトランジスタのエミッタを第1のトランジスタのベースに接続し、第1・第2のトランジスタのコレクタを電源に接続して、第2のトランジスタのエミッタ電流を第1のトランジスタのベースバイアス電流として供給する。
【0010】
このように、発振用の第1のトランジスタのベースバイアス電流を第2のトランジスタのコレクタ側からエミッタ電流として供給するが、第2のトランジスタのコレクタ電流は、そのベース電流の電流増幅率倍であるため、第2のトランジスタに供給するベース電流を十分に小さくても、第1のトランジスタの必要なベースバイアス電流を供給できる。そのため、第2のトランジスタに対するベースバイアス供給用抵抗分圧回路の直列抵抗値を高く設定し、このことにより、抵抗分圧回路による電力消費を極めて小さく抑える。
【0011】
また、この発明は、上記第1のトランジスタのベースと接地との間に少なくとも抵抗を接続し、第1のトランジスタのエミッタをコンデンサを介して第2のトランジスタのベースに接続する。この構成により、発振用のトランジスタである第1のトランジスタのエミッタからの出力信号を第2のトランジスタのベースに帰還して、第1と第2のトランジスタのダーリントン接続による高電流増幅率の下で動作させるようにし、第1と第2のトランジスタによる増幅回路の入力インピーダンスをより高くする。これにより、発振動作の安定性を増す。
【0012】
【発明の実施の形態】
第1の実施形態に係る発振器の構成を図1および図2を参照して説明する。 図1において、Q1は発振用のトランジスタである第1のトランジスタであり、そのコレクタをバイパスコンデンサC5で高周波的に接地し、エミッタと接地との間にコンデンサC6、ベースと接地との間に共振回路をそれぞれ接続し、更にエミッタとベースとの間に、Q2のベース−エミッタを介してコンデンサC2を接続することによって、コルピッツ型発振回路の主要部を構成している。
【0013】
また、図1においてQ2は第2のトランジスタであり、そのエミッタをQ1のベースに接続している。電源Vccと接地との間には、抵抗R1,R2による抵抗分圧回路を接続し、その分圧出力をQ2のベースに供給している。Q1とQ2のコレクタは、それぞれ接続して電源Vccが供給されるようにしている。また、Q1のエミッタと接地との間に抵抗R4を接続し、エミッタとQ2のベースとの間にコンデンサC2を接続し、Q2のベースからコンデンサC4を介して発振出力信号を取り出している。なお、Q2のベースと接地との間のコンデンサC3は高周波成分をカットするため設けている。
【0014】
図1において、発振用のトランジスタQ1のベースバイアス電流はQ2のエミッタから供給されるが、この電流は、(Q2のベース電流×Q2の電流増幅率)に相当する。Q2の電流増幅率は通常、数十〜数百であるので、R1,R2による抵抗分圧回路からQ2のベースに供給される電流を極めて小さく抑えることができる。したがって、出力レベルを低下させたり、C/N特性を劣化させたりすることなく、R1とR2の直列抵抗値を高く設定することができ、R1,R2の抵抗分圧回路によるブリーダー電流を十分小さくして、発振器全体の消費電力を削減することができる。
【0015】
また、図1に示した例では、Q1のエミッタからの発振出力信号をコンデンサC2を介してQ2のベースに帰還させることによって、Q1とQ2による高い合成電流増幅率を利用して、共振回路からみたQ1の入力インピーダンスを高めることができる。そのため、この発振器に接続される回路のインピーダンスの変動に影響を受けずに、発振動作がより安定化し、C/N特性が向上する。
【0016】
図2は図1に示した共振回路部分の構成を示す図である。ここでL1はストリップラインやチップインダクタなどの誘導素子、VDは印加電圧によって静電容量が変化する可変容量ダイオードである。L2はストリップラインやチップインダクタなどの誘導素子であり、この誘導素子L2を介して可変容量ダイオードVDに制御電圧を印加するように構成している。その際、コンデンサC12は高周波成分を接地して、発振周波数に影響を与えないようにしている。この共振回路のリアクタンスは、L1のインダクタンス、可変容量ダイオードVDのキャパシタンスおよびその他のコンデンサC10,C11,C13のキャパシタンスによって定まり、これらの値と、図1に示したコンデンサC2,C6のキャパシタンスとによって共振周波数が定まり、その共振周波数で発振動作する。したがって、印加する制御電圧によって制御された周波数の発振信号がQ2のベースからコンデンサC4を介して外部へ出力される。
【0017】
次に、第2の実施形態に係る発振器の構成を図3に示す。図1に示した発振回路と異なり、この例では、第1のトランジスタQ1のエミッタからコンデンサC4を介して発振出力信号を取り出している。このような回路構成でも、同様にして全体の電力消費を削減しつつ、第1のトランジスタQ1に所定のベースバイアス電流が供給でき、C/N特性に優れ、安定した発振信号を取り出すことができる。
【0018】
次に、第3の実施形態に係る通信装置の構成例をブロック図として図4に示す。図4において、VCOは電圧制御発振器である。PLL−ICはPLL制御用回路であり、VCOの出力信号を入力し、温度補償水晶発振回路TCXOの発振信号と位相比較し、所定の周波数および位相となるように制御信号を出力する。VCOはローパスフィルタLPFを介して制御電圧をコントロール端子で受けて、その制御電圧に応じた周波数で発振する。この発振出力信号はミキサ回路MIXaおよびMIXbにそれぞれ局部発振信号として与えられる。ミキサ回路MIXaは送信回路Txから出力される中間周波信号と局部発振信号とを混合して送信周波数信号に周波数変換する。この信号は増幅回路AMPaで電力増幅されてデュプレクサDPXを介しアンテナANTから放射される。アンテナANTからの受信信号はデュプレクサDPXを介して増幅回路AMPbで増幅される。ミキサ回路MIXbは、増幅回路AMPbの出力信号と上記局部発振信号とを混合して中間周波信号に変換する。受信回路Rxはこれを信号処理することにより受信信号を得る。
【0019】
上記通信装置におけるVCOとして、第1・第2の実施形態で示した発振器を用いる。
このようにして、電力消費の低いVCOを用いることによって、全体に低消費電力の通信装置を構成する。
【0020】
【発明の効果】
この発明によれば、発振用の第1のトランジスタのベースバイアス電流を第2のトランジスタから供給するので、第2のトランジスタに対するベースバイアス供給用抵抗分圧回路の直列抵抗値を高く設定でき、このことにより、低消費電力化が図れる。
【0021】
また、この発明は、第1のトランジスタのベースと接地との間に少なくとも抵抗を接続し、第1のトランジスタのエミッタをコンデンサを介して第2のトランジスタのベースに接続したことにより、第1と第2のトランジスタのダーリントン接続による高電流増幅率の下で動作させることができ、第1と第2のトランジスタによる増幅回路の入力インピーダンスがより高くなり、これにより、発振動作の安定性が増す。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態に係る発振器の回路図
【図2】同発振器における共振回路部分の回路図
【図3】第2の実施形態に係る発振器の回路図
【図4】第3の実施形態に係る通信装置の構成を示すブロック図
【図5】従来の発振器の構成を示す回路図
【符号の説明】
Q1−第1のトランジスタ(発振用トランジスタ)
Q2−第2のトランジスタ
(R1,R2)−抵抗分圧回路
Claims (2)
- 発振用の第1のトランジスタに共振回路を接続し、電源と接地との間に抵抗分圧回路を接続し、該抵抗分圧回路の出力を第2のトランジスタのベースに接続し、第2のトランジスタのエミッタを第1のトランジスタのベースに接続し、第1・第2のトランジスタのコレクタを電源に接続して、第2のトランジスタのエミッタ電流を第1のトランジスタのベースバイアス電流として供給するようにし、前記第1のトランジスタのエミッタと接地との間に少なくとも抵抗を接続し、第1のトランジスタのエミッタをコンデンサを介して第2のトランジスタのベースに接続した発振器。
- 請求項1に記載の発振器を設けた通信装置。
Priority Applications (1)
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JP2000209644A JP4432224B2 (ja) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | 発振器および通信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2000209644A JP4432224B2 (ja) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | 発振器および通信装置 |
Publications (2)
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JP2002026651A JP2002026651A (ja) | 2002-01-25 |
JP4432224B2 true JP4432224B2 (ja) | 2010-03-17 |
Family
ID=18706019
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000209644A Expired - Lifetime JP4432224B2 (ja) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | 発振器および通信装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP4432224B2 (ja) |
-
2000
- 2000-07-11 JP JP2000209644A patent/JP4432224B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JP2002026651A (ja) | 2002-01-25 |
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