JPH01200804A

JPH01200804A - 電圧制御形発振器

Info

Publication number: JPH01200804A
Application number: JP2398788A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Imai; 今井　伸明
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1988-02-05
Filing date: 1988-02-05
Publication date: 1989-08-14

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、低雑音でかつ周波数可変幅が広くとれる電圧
制御発振器に関するものである。

〔従来の技術〕

第６図に従来の電圧制御形発振器の構成の例を示す。

図において、（ａ）は共振器として誘電体共振器を用い
た場合の構成の例を示しており、（ｂ）はストリップ線
路およびその先端に装荷したバラクタによって構成され
るインダクタおよび集中定数素子のキャパシタによる直
列共振回路を用いた場合の構成の例を示している。

図中、５１は能動素子であるＦＥＴ、５２はス）　リッ
プ線路で構成される分布定数線路、５３は可変容量素子
としてのバラクタ、５４は終端抵抗、５５は誘電体共振
器、５６は出力端子、５７はキャパシタを表わしている
。

図中、ａ−ａ′面からＦＥＴｌ１ｔｌｌをみたインピー
ダンスをＺｏ、共振器側をみた負荷側のインピーダンス
をＺＬとすると、発振条件はＺ　Ｌ　＋Ｚ　ｏ　＝　０　　　・・・・・・・・・・
・・　（１）となる。

いま、Ｚ　Ｌ　＝　ＲＬ　＋　Ｊ　Ｘ　Ｌ　ｔ　Ｚ　ｏ
　＝　　Ｒｏ　＋　ｊ　Ｘ　。

とすると、　（１）式はＲＬ＝ＲＤ　　　　　　・・・・・・・・・・・・　（
２）Ｘ　Ｌ　＝　−Ｘ　ｏ　　　　　・・・・・・・・
・・・・　（３）と表わされる。

発振周波数の制御は、バラクタによって構成される可変
容量５３のバイアスを変化させることにより行なう。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述したような、従来の電圧制御形発振器の場合には、
共振器にバラクタを密結合させろと、バラクタのもつ抵
抗成分により共振器系のＱが劣化し、位相雑音特性が悪
くなるという欠点があった。

本発明は、可変容量素子の直列抵抗の影響による共振器
系のＱ値の低下を外部的に補償し、位相２Ｉ音特性の良
好な電圧制御形発振器を提供することを目的としている
。

（０題を解決するための手段〕本発明によれば、上述の目的は前記特許請求の範囲に記
載した手段により達成される。

第１図は本発明の原理的ｖＩ戊を示す図であって、（ａ
）は特許請求の範囲に記載の請求項１に対応する構成を
示しており、１は能動素子、２は共振器、３は入力側結
合線路、４は増幅器、５は出力側結合線路を表わしてい
る。

また、第１図（ｂ）は特許請求の範囲に記載した請求項
２に対応するｖｌ成を示す図であって、１は能動素子、
６は共振周波数可変手段、７は共振器、８は入力側結合
線路、９は入力側分岐回路、１０は増幅器、１１は可変
移相器、１２は出力側分岐回路、１３は出力側結合線路
を表わしている。

〔作　　用〕

本発明は第１図に示したように発振器の共振器系に、そ
の共振周波数成分の信号を取り出す線路を結合させ、該
信号を増幅した後、再び共振器に結合させ、同位相で帰
還（正帰還）をかけることにより等価的に共振器のＱ値
を上げることにより、発振器の低雑音化を図ることを特
徴とするもので、特に請求項２の発明においては、例え
ば共振器に結合させた入出力の結合線路を各々同相およ
び９０度の分岐回路により分岐し、各々の分岐信号を乗
算し、低域通過フィルタを通した後、該信号により帰還
ループに挿入した可変移相器を制御することにより、共
振器系に、例えば、バラクタを用いて周波数を可変（電
圧制御発振器）とした場合においても、常に、同位相で
、帰還がかかるようにしたものである。

〔実施例〕

ｔｊＳ２図は、本発明の発振器に用いるアクティブフィ
ルタで構成される共振器の構成の例を示したもので、２
０はストリップ線路で構成される主線路であって、２１
は主線路すなわち共振器の入力端子、２２は出力端子を
表わしている。

また、２３は誘電体共振′器、２４および２５は共振器
と結合させたストリップ線路、２７増幅器を表わしてお
り、１０．２７．２５によって帰還ループを構成してい
る。この帰還ループにより、共振器の共振周波数成分の
信号が増幅されて帰還される。その時、入出力結合線路
の長さが入出力間で同位相となるように線路長を選んで
おけば、共振器の損失が、この外部帰還回路で補償され
、見かけ上のＱ値が上がる　（文献Ｈ，ＭａＬｓｕｍｕ
ｒａ　　ａｎｄ　Ｙ、Ｋｏｎｉｓｈｉ　、　　”　Ａｎ
ａｃｔｉｖｅ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｆｉｌｔｅｒ　ｗ
ｉｔｈ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｒｅｓｏｎａｔｏｒ　　
″　　ＩＥＥＥ　　ＭＴＴ−８１９７９参照）。

また、第３図も同様の原理によるアクティブフィルタの
構成の例を示したものであるが、この場合は、共振器を
集中定数のインダクタ２８およびキャパシタ２９による
直列共振回路によって構成している　（文献、画用、日
中、服部他、′　　バイボーラトランノスタを用いた４
００　Ｍ　Ｈｚ帯７クテイプ帯域除去フィルタ　”昭和
６２年度電子情報通信学会半導体・材料部門全国大会　
２１９　参照）。

第４図は、この形式のアクティブフィルタの特性を示し
たもので、前述の帰還ループを付けた場合には、帯域除
去フィルタとしてのフィルタ特性が急峻になり、共振器
の等価的なＱ値が上がることが分かる。

第５図は本発明の一実施例の構成を示す図であって、上
記各形式のアクティブフィルタを共振器として用いた場
合の電圧制御形発振器の構成の例を示したものである。

同図において、（ａ）は共振器（帰還ループを付けない
状態での共振器）として誘電体共振器を用いた場合を示
しており、（ｂ）はストリップ線路およびその先端に装
荷したバラクタ３８によって構成される直列共振回路を
用いた場合を、（ｃ）は集中定数素子のインダクタおよ
びバラクタ３８による直列共振回路を用いた場合の構成
を示したものである。

各例とも、各々の能動素子であるＦＥＴ３７に接ａされ
た共振器に結合させたストリップ線路３０．３１および
増幅器２７、可変移相器３６によって構成される帰還ル
ープによって、共振器に正帰還をかけ、共振器のＱ値を
上げている。

そして、共振器と結合させたストリップ線路３０．３１
に各々９０度の分岐回路３２および同相の分岐回路３３
を設け、その各々の分岐出力を乗算器３４によって乗算
し、その出力を低域通過フィルタ３５を通した後の信号
によって、可変移相器３６を制御する構成としている。

本構成により、共振器とストリップ線路３０．３１の結
合点と分岐回路３２あるいは３３＊での長さを等しくし
、可変移相器３６と増幅器２７を含む分岐回路３２の出
力から分岐回路３３の入力までの経路の入出力量の位相
差θが動作周波数帯で一９０°〈θ〈９０°になるよう
に、経路長を選んでおけば、共振器の共振周波数を可変
とした場合においても、すべての周波数において、共振
器に正帰還がかがりＱ値を上げることができる。

従って、周波数が可変な低雑音化電圧制御形発振器を構
成することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明による発振器は、すべての
周波数範囲において、共振器系の等価的なＱ値を高（す
ることができるから、位相雑音特性の良好な電圧制御形
発振器を容易に実現し得る利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原理的構成を示す図、第２図は７ク
テイプフイルタで構成される共振器の構成の例を示す図
、第３図はアクティブフィルタで構成される共振器の構
成の他の例を示す図、第４図はアクティブフィルタの特
性の例を示す図、第５図は本発明の一実施例の構成を示
す図、第６図は従来の電圧制御形発振器の構成の例を示
す図である。１　・・・・・・能動素子、　　２．７　・・・・・・
共振器、３．８　・・・・・・入力側結合線路、　　　
　　４　。１０．２７　　・・・・・・増幅器、　　　　５．１３
・・・・・・出力側結合線路、　　　　６　・・・・・
・共振周波数可変手段、　　　　９　・・・・・・入力
側分岐回路、１１．２７．３６　　・・・・・・可変移
相器、１２　・・・・・・出力側分岐回路、　　１４　
・・・・・・可変移相器制御信号生成手段、　　　２０
　　、２４　　。２５．３０　．３１　　・・・・・・　ストリップ線路
、２１　・・・・・・入力端子、　　２２　・・・・・
・出力端子、２３　・・・・・・誘電体共振器、　　　
　２８　・・・・・・　インダクタ、　　　　　２９　
・・・・・・　キャパシタ、３２　・・・・・・　９０
度分岐回路、　　　　　３３　・・・・・・同相分岐回
路、　　　　３４　・・・・・・乗算器、３５　・・・
・・・低域通過フィルタ、　　　　３７　・・・−ＦＥ
Ｔ、　　　　３８　・・・・・・バラクタ代理人　弁理
士　　本　　間　　　　　崇（ａ）＜ｂ）木登絡め原理的構成を示す図俸　／　図アクティブフＡルグで構成される共檄巷の構成の例剖示
す図等　２　図ｎアクテ４ブフわレフで構成されろ共振恩博横戒め穂め秒
１な示す目量　３　図アクティブフイλレタのＭ性の例座元寸図卒　４　目 σσ 水亮朗の炙施枦）の構成１赤寸図悴５図（ゼのＩ）（Ｃ）水洗萌の実施例の才痺戒填示す図第５図はの２）

Claims

【特許請求の範囲】１、能動素子（１）と、該能動素子（１）に結合する共
振器（２）で構成される発振器であって、該共振器（２
）に結合していて共振周波数成分を取り出す入力側結合
線路（３）と、該共振周波数成分を増幅する増幅器（４
）と、出力側結合線路（５）とからなる帰還ループを具
備することを特徴とする電圧制御形発振器。２、能動素子（１）と、該能動素子（１）に結合してお
り共振周波数可変手段（６）を擁する共振器（７）とか
らなる発振器であって、該共振器（７）に結合していて
共振周波数成分を取り出す入力側結合線路（８）と、入
力側分岐回路（９）と、増幅器（１０）と、可変移相器
（１１）と、出力側分岐回路（１２）と、前記共振器（
７）に結合している出力側結合線路（１３）とからなる
帰還ループを具備するとともに、前記入力側分岐回路（
９）の分岐出力と出力側分岐回路（１２）の分岐出力と
の位相差を検出して、前記可変移相器（１１）を制御す
る信号を生成する手段（１４）を備え、該信号を可変移
相器（１１）に印加することにより前記帰還ループの入
出力間の位相が同相となるごとく制御することを特徴と
する電圧制御形発振器。