JP4764917B2 - 高周波コルピッツ回路 - Google Patents
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Description
従来のコルピッツ回路について図6を参照しながら説明する。図6は、従来のコルピッツ回路の構成図である。
従来のコルピッツ回路は、図6に示すように、水晶振動子が接続される端子(Port P1)と、水晶振動子の発振周波数を増幅するトランジスタQ1とを備え、トランジスタQ1のベースに上記端子が接続され、トランジスタQ1のコレクタには電源電圧(V_DC)が抵抗R3を介して印加され、更に電源電圧が抵抗R1を介してベースに接続し、そしてベースは抵抗R2を介して接地されている。
図7では、負性抵抗が200MHz以上で実現されている。
特許文献1には、コルピッツ発振回路とコレクタ接地増幅回路とを備え、コルピッツ発振回路の出力端子をコレクタ接地増幅回路の入力端子とを接続し、コレクタ接地増幅回路の出力をコルピッツ発振回路に帰還接続するようにしたものである。
特許文献2には、コルピッツ型圧電発振器において、トランジスタのエミッタからの信号をベースに帰還し、更に、エミッタ側に負性抵抗を制御する共振回路が設けられている構成が示されている。
特許文献3には、コルピッツ型圧電発振器において、FETトランジスタTR2のソースからの信号を発振用トランジスタTR1のベースに帰還し、FETトランジスタのドレイン側に発振周波数を制御する並列同調回路を設けた構成が示されている。
尚、上記従来のコルピッツ回路では、安定発振の周波数の限界値は、200MHz〜300MHzと考えられる。
[実施の形態の概要]
本発明の実施の形態に係る高周波コルピッツ回路は、発振用トランジスタQ1のコレクタには電源電圧が第1の抵抗(R3)を介して印加され、発振用トランジスタQ1のベースには水晶振動子が接続されると共に、直列接続の第1のコンデンサ(C1)と第2のコンデンサ(C2)の一端が接続され、他端が接地され、発振用トランジスタQ1のエミッタには、第1のコンデンサ(C1)と第2のコンデンサ(C2)との間の点が接続されると共に、第2の抵抗(R4)を介して接地され、発振用トランジスタQ1のコレクタがベースに接続する帰還用トランジスタQ2を設け、帰還用トランジスタQ2のコレクタには電源電圧が第3の抵抗(R5)を介して印加されると共に出力端子に接続され、当該コレクタが帰還抵抗(Rf)を介して発振用トランジスタQ1のベースに接続されるものであり、高周波においても安定した発振を実現でき、回路規模を小さくできる。
本発明の実施の形態(第1の実施の形態)に係る高周波コルピッツ回路(本回路)について図1を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る高周波コルピッツ回路の構成図である。
本回路は、図1に示すように、発振回路の増幅度を増すために、正帰還回路を内蔵したものとなっている。
尚、抵抗R3は請求項における第1の抵抗に、抵抗R4は請求項における第2の抵抗に、抵抗R5は請求項における第3の抵抗に、コンデンサC1は請求項における第1のコンデンサに、コンデンサC2は請求項における第2のコンデンサに相当する。
本回路では、トランジスタQ2のコレクタから取り出した信号を、帰還抵抗Rfを介してトランジスタQ1のベースに帰還するようになっている。ここで、帰還抵抗Rfは、抵抗値が小さいと回路全体として発振するおそれがあるため、抵抗R3,R5の抵抗値と比べて大きな値の抵抗値となるよう設定されている。また、帰還抵抗Rfの抵抗値を調整することで、帰還量を調整している。
このような、構成とすることで、高周波における負性抵抗を確保できるようになるものである。
本回路において、高周波の負性対抗を確保するために、コンデンサC1,C2の容量を小さくする必要があるが、本回路における安定的な発振周波数の限界は、700MHz程度と考えられる。
本回路によれば、トランジスタQ2のコレクタからの出力信号を、帰還抵抗Rfを介してトランジスタQ1のベースに入力する構成としているので、高周波対応にすることができ、更に高周波対応としては全体的に回路規模を小さくできる効果がある。
次に、別の実施の形態(第2の実施の形態)に係る高周波コルピッツ回路(別の回路)について、図3を参照しながら説明する。図3は、別の実施の形態に係るコルピッツ回路の構成図である。
別の回路は、図3に示すように、基本的には図1の本回路と同様であるが、相違する点として、トランジスタQ1のエミッタには、コイルL1の一端が接続され、その他端にはコンデンサC3と抵抗R4が並列接続され、それら他端は接地されている。
尚、コイルL1は請求項における第1のコイルに、コンデンサC3が請求項における第3のコンデンサに相当している。
次に、別の回路(第2の実施の形態)の負性抵抗特性(1)について図4を参照しながら説明する。図4は、別の回路の負性抵抗特性(1)を示す図である。
図4においては、600MHzで、負性抵抗において安定した発振を実現している。
また、別の回路(第2の実施の形態)の負性抵抗特性(2)について図5を参照しながら説明する。図5は、別の回路の負性抵抗特性(2)を示す図である。
図5では、共振回路において共振周波数を制御することで、1GHzで、負性抵抗において安定した発振を実現している。
別の回路によれば、共振回路において共振周波数を制御することで、周波数700MHz以上での安定した発振も可能とすることができる効果がある。
また、本回路及び別の回路によれば、帰還抵抗Rfを用いて帰還するようにしているので、大きい容量のコンデンサを必要としないことから、回路全体のIC化に適している。
Claims (5)
- 高周波における負性抵抗を確保し、高周波において安定した発振を実現する高周波コルピッツ回路であって、
水晶振動子からの発振周波数信号を増幅する発振用トランジスタと、前記発振用トランジスタのコレクタがベースに接続する帰還用トランジスタとを設け、
前記発振用トランジスタのコレクタには電源電圧が第1の抵抗を介して印加され、
前記発振用トランジスタのベースには直列接続の第1のコンデンサと第2のコンデンサの一端が接続され、他端が接地され、
前記発振用トランジスタのエミッタには、前記第1のコンデンサと前記第2のコンデンサとの間の点が接続されると共に、第2の抵抗を介して接地され、
前記帰還用トランジスタのコレクタには電源電圧が第3の抵抗を介して印加されると共に出力端子に接続され、当該コレクタが帰還抵抗を介して前記発振用トランジスタのベースに接続され、
前記帰還抵抗の抵抗値が前記第1の抵抗及び前記第3の抵抗の抵抗値より大きく設定されていることを特徴とする高周波コルピッツ回路。 - 第2のコンデンサの代わりに、並列接続の第2のコンデンサとコイルの共振回路を設けたことを特徴とする請求項1記載の高周波コルピッツ回路。
- 発振用トランジスタのエミッタには、第1のコンデンサと第2のコンデンサとの間の点が接続されると共に、第2の抵抗が接続される代わりに、コイルと並列接続の第2の抵抗及び第3のコンデンサとが直列に接続し、当該並列接続の他端が接地され、前記コイルと前記第2のコンデンサとで共振回路を構成したことを特徴とする請求項1記載の高周波コルピッツ回路。
- 共振回路で共振周波数を制御することを特徴とする請求項2又は3記載の高周波コルピッツ回路。
- 回路を構成する素子をIC化したことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか記載の高周波コルピッツ回路。
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