JPH0332104A - 水晶制御発振器 - Google Patents
水晶制御発振器Info
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- JPH0332104A JPH0332104A JP2157814A JP15781490A JPH0332104A JP H0332104 A JPH0332104 A JP H0332104A JP 2157814 A JP2157814 A JP 2157814A JP 15781490 A JP15781490 A JP 15781490A JP H0332104 A JPH0332104 A JP H0332104A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B5/00—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
- H03B5/30—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator
- H03B5/32—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator
- H03B5/36—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator active element in amplifier being semiconductor device
- H03B5/366—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator active element in amplifier being semiconductor device and comprising means for varying the frequency by a variable voltage or current
- H03B5/368—Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator active element in amplifier being semiconductor device and comprising means for varying the frequency by a variable voltage or current the means being voltage variable capacitance diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B2200/00—Indexing scheme relating to details of oscillators covered by H03B
- H03B2200/0002—Types of oscillators
- H03B2200/0006—Clapp oscillator
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
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- H03B2200/0002—Types of oscillators
- H03B2200/0012—Pierce oscillator
-
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B2200/00—Indexing scheme relating to details of oscillators covered by H03B
- H03B2200/003—Circuit elements of oscillators
- H03B2200/004—Circuit elements of oscillators including a variable capacitance, e.g. a varicap, a varactor or a variable capacitance of a diode or transistor
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B2201/00—Aspects of oscillators relating to varying the frequency of the oscillations
- H03B2201/02—Varying the frequency of the oscillations by electronic means
- H03B2201/0208—Varying the frequency of the oscillations by electronic means the means being an element with a variable capacitance, e.g. capacitance diode
-
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03B—GENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
- H03B7/00—Generation of oscillations using active element having a negative resistance between two of its electrodes
- H03B7/02—Generation of oscillations using active element having a negative resistance between two of its electrodes with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance
- H03B7/06—Generation of oscillations using active element having a negative resistance between two of its electrodes with frequency-determining element comprising lumped inductance and capacitance active element being semiconductor device
Landscapes
- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
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。
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、バルク波と弾性表面波双方の水晶制御発振器
に関する。
に関する。
［従来技術］
ＨＦからＵＨＦまでの周波数帯域の水晶制御発振器の製
造において、しばしば起こる１つの問題は、発振器のな
かに規定動作条件のすべてのもとでは起動しないものが
あることである。これは、コルピッツ、クラップ、ピア
スの３つの普通の発振器のすべてで起こっていた。確実
な起動を保証するため、発振器製作者は、起動しないも
のを排除するため、過酷な温度で発振器を試験したり、
或いは水晶振動子やトランジスタを特別に選別する手段
を講じてきた。出来ればこのような費用を無くしたいの
は明らかである。
造において、しばしば起こる１つの問題は、発振器のな
かに規定動作条件のすべてのもとでは起動しないものが
あることである。これは、コルピッツ、クラップ、ピア
スの３つの普通の発振器のすべてで起こっていた。確実
な起動を保証するため、発振器製作者は、起動しないも
のを排除するため、過酷な温度で発振器を試験したり、
或いは水晶振動子やトランジスタを特別に選別する手段
を講じてきた。出来ればこのような費用を無くしたいの
は明らかである。
起動しない明らかな理由は、小さい信号では個々のトラ
ンジスタ増幅器で作られる負性抵抗が、水晶振動子の振
動抵抗に打ち勝つだけの大きさがないことである。２つ
の抵抗の合計は、起動すべき発振器に対してゼロより大
きくてはならない。
ンジスタ増幅器で作られる負性抵抗が、水晶振動子の振
動抵抗に打ち勝つだけの大きさがないことである。２つ
の抵抗の合計は、起動すべき発振器に対してゼロより大
きくてはならない。
振動子の振動抵抗は、音波を出すために使われる電極構
造の関数であることは良く知られている。
造の関数であることは良く知られている。
しかし具合の悪いことに、振動抵抗を小さくする構造変
更は、同時に電極間キャパシタンスを増加させる。この
キャパシタンスは振動子の直列共振回路をシャントし、
振動子が“引込まれる”ことのできる周波数範囲を制限
する。事実、直列共振キャパシタンスのシャント・キャ
パシタンスに対する比は、振動子の同調能力に有利とな
ると考えられている。この比は弾性表面波（ＳＡＷ）振
動子の場合に特に小さい。
更は、同時に電極間キャパシタンスを増加させる。この
キャパシタンスは振動子の直列共振回路をシャントし、
振動子が“引込まれる”ことのできる周波数範囲を制限
する。事実、直列共振キャパシタンスのシャント・キャ
パシタンスに対する比は、振動子の同調能力に有利とな
ると考えられている。この比は弾性表面波（ＳＡＷ）振
動子の場合に特に小さい。
振動抵抗とシャント・キャパシタンスの不利な交換の結
果として、起動問題に加えて、これらの周波数帯域の水
晶制御発振器は非常に狭い引込み範囲となる。フェーズ
・ロックド・ループのような可変周波数が必要とされる
ところでは、既知の回路では、共振状態で水晶振動子が
動作する場合の高いＱを得ることは不可能である。それ
らは、振動子をリアクティブ要素又は遅延線のいずれか
として用いる。これらは、低いＱとなり、実質的な発振
器ノイズとなる。
果として、起動問題に加えて、これらの周波数帯域の水
晶制御発振器は非常に狭い引込み範囲となる。フェーズ
・ロックド・ループのような可変周波数が必要とされる
ところでは、既知の回路では、共振状態で水晶振動子が
動作する場合の高いＱを得ることは不可能である。それ
らは、振動子をリアクティブ要素又は遅延線のいずれか
として用いる。これらは、低いＱとなり、実質的な発振
器ノイズとなる。
本発明の目的は、特別な部品や要素の選別をしなくても
製造し得る、信頼性を持って起動する水晶制御発振器を
提供することである。
製造し得る、信頼性を持って起動する水晶制御発振器を
提供することである。
本発明の他の目的は、水晶振動子は共振点で動作するた
め、広い引込み範囲をもち、非常に低いノイズの可変周
波数水晶制御発振器を提供することである。
め、広い引込み範囲をもち、非常に低いノイズの可変周
波数水晶制御発振器を提供することである。
［発明の概要］
起動問題を解決するために、第１トランジスタは、水晶
振動子に接続されるベース電極に比較的高いインピーダ
ンス入力を与え、エミッタ電極に比較的低いインピーダ
ンス出力を与えるための接地コレクタ・エミッタ・ホロ
ワの形で接続される。
振動子に接続されるベース電極に比較的高いインピーダ
ンス入力を与え、エミッタ電極に比較的低いインピーダ
ンス出力を与えるための接地コレクタ・エミッタ・ホロ
ワの形で接続される。
接地ベースの形でバッファとして接続された第２トラン
ジスタは、第１トランジスタ出力へ接続された比較的低
いインピーダンスの入力、及び負荷へ接続するための比
較的高いインピーダンス出力を有する。
ジスタは、第１トランジスタ出力へ接続された比較的低
いインピーダンスの入力、及び負荷へ接続するための比
較的高いインピーダンス出力を有する。
振動子と高インピーダンス・トランジスタ入力との間に
接続されたインダクタ及び高インピーダンス入力に接続
された可変キャパシタンス（そのキャパシタンスの値は
水晶振動子のシャント・キャパシタに近い値である）を
含むインピーダンス・インバータは、水晶振動子のシャ
ント・キャパシタを吸収して、振動子の影響を、直列共
振回路から、広い同調が可能な並列共振回路へコンバー
トする。
接続されたインダクタ及び高インピーダンス入力に接続
された可変キャパシタンス（そのキャパシタンスの値は
水晶振動子のシャント・キャパシタに近い値である）を
含むインピーダンス・インバータは、水晶振動子のシャ
ント・キャパシタを吸収して、振動子の影響を、直列共
振回路から、広い同調が可能な並列共振回路へコンバー
トする。
［実施例の説明］
動作理論は下記の通りである。
第１図の水晶振動子の等価回路で、水晶振動子は、電極
間キヤパシタンスＣ８でシャントされたＬＲＣＲＲＲの
直列組み合わせによる共振として表すことができる。
間キヤパシタンスＣ８でシャントされたＬＲＣＲＲＲの
直列組み合わせによる共振として表すことができる。
バルク波、又は弾性表面波（ＳＡＷ）のいずれかのＨＦ
からＵＨＦの周波数で動作する代表的水晶振動子に対し
て、振動抵抗ＲＲは２ｏから６゜オームの比較的高い値
である。一方、ピアス、コルピッツ、又はクラップ振動
回路では、低い信号振幅における水晶振動子に対する負
性抵抗は、２０から５０オームの低い範囲にある。振動
子の動作抵抗と負性抵抗の範囲の基本的不凋和が、起動
を困難にする原因である。
からＵＨＦの周波数で動作する代表的水晶振動子に対し
て、振動抵抗ＲＲは２ｏから６゜オームの比較的高い値
である。一方、ピアス、コルピッツ、又はクラップ振動
回路では、低い信号振幅における水晶振動子に対する負
性抵抗は、２０から５０オームの低い範囲にある。振動
子の動作抵抗と負性抵抗の範囲の基本的不凋和が、起動
を困難にする原因である。
本発明に従えば、小信号でできる負性抵抗は、もし発振
器のトランジスタが、接地コレクタ、エミッタ・ホロワ
の形で接続されれば、実質的に増加させることができる
。しかしこれは、そのような低い出力インピーダンスで
は、回路は５０オームの負荷で振動しない結果となる。
器のトランジスタが、接地コレクタ、エミッタ・ホロワ
の形で接続されれば、実質的に増加させることができる
。しかしこれは、そのような低い出力インピーダンスで
は、回路は５０オームの負荷で振動しない結果となる。
そのため、本発明では、第２トランジスタが、負荷に適
合した出力インピーダンスを与えるバッファーとして用
いられる。１００オーム程度の負性抵抗は、起動問題を
なくすことができる。
合した出力インピーダンスを与えるバッファーとして用
いられる。１００オーム程度の負性抵抗は、起動問題を
なくすことができる。
そのような高い負性抵抗を使えば、引込み範囲の制限を
大幅に改善できる。第１図の水晶振動子のシャントキャ
パシタｃｏについて考えると、もしそれがｃｏのためで
ないとすれば、振動子に直列に入れられた追加キャパシ
タンスは、ＣＲを減らし、共振周波数を変化させる効果
をもつ。回路の品質係数Ｑの低下は、追加された可変キ
ャパシタの抵抗によるものである。しかし、ｃｏの存在
は、そのような簡単な追加を防止する。
大幅に改善できる。第１図の水晶振動子のシャントキャ
パシタｃｏについて考えると、もしそれがｃｏのためで
ないとすれば、振動子に直列に入れられた追加キャパシ
タンスは、ＣＲを減らし、共振周波数を変化させる効果
をもつ。回路の品質係数Ｑの低下は、追加された可変キ
ャパシタの抵抗によるものである。しかし、ｃｏの存在
は、そのような簡単な追加を防止する。
しかし、Ｚ−に／Ｚ、、で定義される第２ｕｔ
図のインピーダンス・インバータを考えると、もし水晶
振動子がインピーダンス・インバータの入力端子に接続
されているとすれば、それは、第１図の直列ＲＬＣ回路
の代わりに、出力側から見た並列ＲＬＣ回路となる。
振動子がインピーダンス・インバータの入力端子に接続
されているとすれば、それは、第１図の直列ＲＬＣ回路
の代わりに、出力側から見た並列ＲＬＣ回路となる。
理論では、インダクタンス直列アームを持つパイ回路の
形のインピーダンス・インバータは、負性インダクタン
スのシャントアームを持たなければならない。しかし幸
いに、たとえこれらが“広い同月可能″と見られていて
も、水晶振動子は非常に狭帯域のデバイスである。狭帯
域動作の理論的インピーダンス・インバータの非常に適
した近似は、実際の受動部品を用いて作ることができる
。
形のインピーダンス・インバータは、負性インダクタン
スのシャントアームを持たなければならない。しかし幸
いに、たとえこれらが“広い同月可能″と見られていて
も、水晶振動子は非常に狭帯域のデバイスである。狭帯
域動作の理論的インピーダンス・インバータの非常に適
した近似は、実際の受動部品を用いて作ることができる
。
Ｌｌは直列インダクタンスの値、ＣＩはシャント・キャ
パシタンスの値である第３図のパイ◆セクションは、次
式が満足されるとき、周波数ｆ。１；おいてインピーダ
ンス変換を行う。
パシタンスの値である第３図のパイ◆セクションは、次
式が満足されるとき、周波数ｆ。１；おいてインピーダ
ンス変換を行う。
２πｆ ｏ Ｌ ｉ−１／ （２πｆｏＣ，）これはち
なみに、−に さらに、本発明によれば、問題のキャパシタンスＣ８は
、それを事実上消滅させるインバータ入力シャント・キ
ャパシタンスＣＩになることができる。水晶振動子を表
す直列共振回路は、インピーダンス・インバータの出力
における並列共振回路となる。出力インバータ・キャパ
シタンスＣＩの僅かな変化は、共振周波数を直接変える
水晶振動子による並列キャパシタンスに直接側わる。そ
の結果は、その周波数を、安定性に対して追加ノイズや
損失が非常に少なく、比較的広範囲に変えることのでき
る大きく改善された水晶振動子回路となる。
なみに、−に さらに、本発明によれば、問題のキャパシタンスＣ８は
、それを事実上消滅させるインバータ入力シャント・キ
ャパシタンスＣＩになることができる。水晶振動子を表
す直列共振回路は、インピーダンス・インバータの出力
における並列共振回路となる。出力インバータ・キャパ
シタンスＣＩの僅かな変化は、共振周波数を直接変える
水晶振動子による並列キャパシタンスに直接側わる。そ
の結果は、その周波数を、安定性に対して追加ノイズや
損失が非常に少なく、比較的広範囲に変えることのでき
る大きく改善された水晶振動子回路となる。
本発明の特に有用な実施例は、第４図の回路図に示され
、それは例えば６００ＭＨｚ近くで動作するＳＡＷ発振
器である。ＳＡＷ振動子１０の一端は大地へ接続され、
他端はインダクタ１２とカップリング・キャパシタ１４
を介して、トランジスタ１６のベースに接続される。Ｓ
ＡＷ振動子１０の固有シャント並列寄生キャパシタンス
はキャパシタ１１として示されている。トランジスタ１
６のコレクタは動作電圧源Ｂ＋に接続され、エミッタは
抵抗１８を介して大地へ接続される。バイアス抵抗１９
と２０はトランジスタ１６のベースをＢ＋と大地へ夫々
接続する。インダクタ１２とキャパシタ１４の間の接合
点は数経路を経て大地ヘシャントされる。１つの経路は
インダクタンス２２である。第２の経路は、２つのバラ
クタ・ダイオード２４．２５とキャパシタンス２６の直
列組合せである。第３の経路は、インダクタンス２９と
キャパシタ３０の並列組み合わせと直列の抵抗２８を含
んでいる。バラクタ・ダイオード２４と２５の間の接合
点は、抵抗３２を介して温度補償電圧３３へ接続され、
バラクタ・ダイオード２５とキャパシタ２６間の接合点
は、抵抗３５と３６からなる分圧器を介して周波数調整
電圧源３７へ接続される。
、それは例えば６００ＭＨｚ近くで動作するＳＡＷ発振
器である。ＳＡＷ振動子１０の一端は大地へ接続され、
他端はインダクタ１２とカップリング・キャパシタ１４
を介して、トランジスタ１６のベースに接続される。Ｓ
ＡＷ振動子１０の固有シャント並列寄生キャパシタンス
はキャパシタ１１として示されている。トランジスタ１
６のコレクタは動作電圧源Ｂ＋に接続され、エミッタは
抵抗１８を介して大地へ接続される。バイアス抵抗１９
と２０はトランジスタ１６のベースをＢ＋と大地へ夫々
接続する。インダクタ１２とキャパシタ１４の間の接合
点は数経路を経て大地ヘシャントされる。１つの経路は
インダクタンス２２である。第２の経路は、２つのバラ
クタ・ダイオード２４．２５とキャパシタンス２６の直
列組合せである。第３の経路は、インダクタンス２９と
キャパシタ３０の並列組み合わせと直列の抵抗２８を含
んでいる。バラクタ・ダイオード２４と２５の間の接合
点は、抵抗３２を介して温度補償電圧３３へ接続され、
バラクタ・ダイオード２５とキャパシタ２６間の接合点
は、抵抗３５と３６からなる分圧器を介して周波数調整
電圧源３７へ接続される。
トランジスタ１６のエミッタはキャパシタ４０とインダ
クタ４１の直列組合わせを介して第２トランジスタ４３
のエミッタに接続される。トランジスタ４３のコレクタ
は、抵抗４５を介して動作電圧Ｂ＋へ接続され、エミッ
タは抵抗４６を介して大地へ接続される。キャパシタ４
８はトランジスタ４３のベースを大地へ接続し、バイア
ス抵抗４つと５０は夫々Ｂ＋と大地へ接続する。最後に
、カップリング・キャパシタ５２は、トランジスタ４３
のコレクタを発振器出力端子５４へ接続する。
クタ４１の直列組合わせを介して第２トランジスタ４３
のエミッタに接続される。トランジスタ４３のコレクタ
は、抵抗４５を介して動作電圧Ｂ＋へ接続され、エミッ
タは抵抗４６を介して大地へ接続される。キャパシタ４
８はトランジスタ４３のベースを大地へ接続し、バイア
ス抵抗４つと５０は夫々Ｂ＋と大地へ接続する。最後に
、カップリング・キャパシタ５２は、トランジスタ４３
のコレクタを発振器出力端子５４へ接続する。
第４図の可変周波数発振器の動作と設計思想は、次の通
りである。
りである。
バイポーラ◆トランジスタ１６のエミッタ・ホロワ形は
高入力インピーダンスを有する。エミッタへ接続された
低インピーダンス容量性負荷によりトランジスタ１６は
水晶振動子１０に対して約１５０オームの負性抵抗を作
り、これは、特別な振動子やトランジスタを選択しなく
ても、十分優れた起動特性を保証するものである。バイ
アス抵抗１つと２０は、少なくとも、それへの悪影響を
実質的に防ぐレベル以上の大きさである。
高入力インピーダンスを有する。エミッタへ接続された
低インピーダンス容量性負荷によりトランジスタ１６は
水晶振動子１０に対して約１５０オームの負性抵抗を作
り、これは、特別な振動子やトランジスタを選択しなく
ても、十分優れた起動特性を保証するものである。バイ
アス抵抗１つと２０は、少なくとも、それへの悪影響を
実質的に防ぐレベル以上の大きさである。
トランジスタ４３は、インピーダンス変成のバッファと
して働く。エミッタ側を見たその低インピーダンスは、
トランジスタ１６に、低インピーダンス負荷を供給する
。
して働く。エミッタ側を見たその低インピーダンスは、
トランジスタ１６に、低インピーダンス負荷を供給する
。
コレクタ抵抗４５の抵抗値は十分高いので、発振器回路
を、通常約５０オーム（必要ではないカリの出力５４に
接続される負荷の駆動を可能にする。
を、通常約５０オーム（必要ではないカリの出力５４に
接続される負荷の駆動を可能にする。
キャパシタ４８はベース電極をＡＣ接地する。実施例で
は、エミッタ抵抗１８は、低周波ノイズを減らすための
ｄｃで負のフィードバックを与えるために、意図的にバ
イパスされていない。
は、エミッタ抵抗１８は、低周波ノイズを減らすための
ｄｃで負のフィードバックを与えるために、意図的にバ
イパスされていない。
２つの発振器トランジスタ１６．４３に結ばれているキ
ャパシタ４０とインダクタ４１は、動作周波数の少し上
の直列同調回路を形成する。この同調回路は動作周波数
における妨害を排除し、スプーリアス周波数を防ぐ。
ャパシタ４０とインダクタ４１は、動作周波数の少し上
の直列同調回路を形成する。この同調回路は動作周波数
における妨害を排除し、スプーリアス周波数を防ぐ。
振動子のシャント・キャパシタンス１１、直列インダク
タ１２、インダクタ２２のシャント回路、バラクタ・ダ
イオード２４．２５とキャパシタ２６の直列組合わせは
、本発明のインピーダンス・インバータ６０を構成する
。要素２２．２４．２５．２６からなるシャントの脚は
、動作周波数において、振動子寄生シャント・キャパシ
タンス１１と等しいキャパシタンスになる。従って、イ
ンダクタ１２のインダクタンスは、２π’０Ｌ１２”−
１／（２πｆｏＣｉ□）の関係を満たすように選ばれる
。ここでＬ１２はインダクタ１２のインダクタンス、Ｃ
１ｌは１１のキャパシタンスである。キャパシタンス２
６は、バラクタ特性の傾斜を緩やかにし、同調をより直
線的にするため、普通のプラクティスに従って、可変キ
ャパシタンス２５に直列に加えられる。抵抗３５．３６
は、バラクタ・ダイオード２５の最適動作点をセットす
るために選ばれる。適合バラクタ・ダイオード２４は、
ダイオード２５と直列に接続され、温度補償電圧が入力
３３、抵抗３２を介して接合点に印加される。
タ１２、インダクタ２２のシャント回路、バラクタ・ダ
イオード２４．２５とキャパシタ２６の直列組合わせは
、本発明のインピーダンス・インバータ６０を構成する
。要素２２．２４．２５．２６からなるシャントの脚は
、動作周波数において、振動子寄生シャント・キャパシ
タンス１１と等しいキャパシタンスになる。従って、イ
ンダクタ１２のインダクタンスは、２π’０Ｌ１２”−
１／（２πｆｏＣｉ□）の関係を満たすように選ばれる
。ここでＬ１２はインダクタ１２のインダクタンス、Ｃ
１ｌは１１のキャパシタンスである。キャパシタンス２
６は、バラクタ特性の傾斜を緩やかにし、同調をより直
線的にするため、普通のプラクティスに従って、可変キ
ャパシタンス２５に直列に加えられる。抵抗３５．３６
は、バラクタ・ダイオード２５の最適動作点をセットす
るために選ばれる。適合バラクタ・ダイオード２４は、
ダイオード２５と直列に接続され、温度補償電圧が入力
３３、抵抗３２を介して接合点に印加される。
パイ形インピーダンス・インバータ６０の２つのシャン
ト・アームは同インピーダンスでなければならないので
、インダクタ２２が、振動子寄生シャント・キャパシタ
ンスＣ１１に適合するように、２つのダイオード及びキ
ャパシタ２６と並列に入れられる。
ト・アームは同インピーダンスでなければならないので
、インダクタ２２が、振動子寄生シャント・キャパシタ
ンスＣ１１に適合するように、２つのダイオード及びキ
ャパシタ２６と並列に入れられる。
並列同調回路のように見える振動子を作るインピーダン
ス珍インバータ６０の使用は、それをスプーリアス周波
数で振動し易くする。インダクタ２９とキャパシタンス
３０は、発振器動作周波数において並列共振を与えるよ
うに選ばれる。従ってそれらは、所望範囲外での振動を
減衰、防止するために、抵抗２８の値によって制限され
た、動作範囲に亘るオープン回路と低インピーダンスを
与える。
ス珍インバータ６０の使用は、それをスプーリアス周波
数で振動し易くする。インダクタ２９とキャパシタンス
３０は、発振器動作周波数において並列共振を与えるよ
うに選ばれる。従ってそれらは、所望範囲外での振動を
減衰、防止するために、抵抗２８の値によって制限され
た、動作範囲に亘るオープン回路と低インピーダンスを
与える。
６２２ＭＨｚで動作するＳＡＷ振動子を用いた第４図の
実施例では、５００ＫＨｚを超える引込み範囲と、搬送
波から離れたＩＫＨｚにおいて一９８ｄＢより良い位相
ノイズ・レベルを示した。
実施例では、５００ＫＨｚを超える引込み範囲と、搬送
波から離れたＩＫＨｚにおいて一９８ｄＢより良い位相
ノイズ・レベルを示した。
固定周波数温度補償発振器が望まれる所では、第５図の
回路が非常に有用である。この図では、第４図と同じ部
品は、頭に１を付した同番号がつけである。従って、ト
ランジスタ１１６は、接地コレクタ、エミッタ・ホロワ
として、またトランジスタ１４３は、信頼性の高い起動
を与えるためのインピーダンス変成バッファとして接続
されている。この場合には、広い同調範囲は望まれてい
ないので、インピーダンス・インバータを含ませる必要
はない。インダクタ１１３は、トランジスタ回路で作ら
れる容量性インピーダンスをチューンアウトする小さい
インダクタンスである。温度補償のための２つのバラク
タ・ダイオード１２４．１２５はトランジスタのエミッ
タ間に接続され、それらの間に入力１３３から補償電圧
が印加される。
回路が非常に有用である。この図では、第４図と同じ部
品は、頭に１を付した同番号がつけである。従って、ト
ランジスタ１１６は、接地コレクタ、エミッタ・ホロワ
として、またトランジスタ１４３は、信頼性の高い起動
を与えるためのインピーダンス変成バッファとして接続
されている。この場合には、広い同調範囲は望まれてい
ないので、インピーダンス・インバータを含ませる必要
はない。インダクタ１１３は、トランジスタ回路で作ら
れる容量性インピーダンスをチューンアウトする小さい
インダクタンスである。温度補償のための２つのバラク
タ・ダイオード１２４．１２５はトランジスタのエミッ
タ間に接続され、それらの間に入力１３３から補償電圧
が印加される。
以上、共通の起動問題を除去した固定及び可変周波数の
両タイプの水晶発振器の新しい構造にについて述べられ
た。更に、各種可変周波数は、水晶を共振点外で動作さ
せるのではなく、共振点をシフトさせることによって広
い同調範囲で動作することも述べた。
両タイプの水晶発振器の新しい構造にについて述べられ
た。更に、各種可変周波数は、水晶を共振点外で動作さ
せるのではなく、共振点をシフトさせることによって広
い同調範囲で動作することも述べた。
第１図は、水晶発振器の通常の等価回路、第２図は、本
発明に用いられたインピーダンス・インバータのブロッ
ク図、 第３図は、本発明の部分動作を説明するのに便利な、簡
単なパイ・セクションのダイヤグラム、第４図は、本発
明の可変周波数の実施例を示す図、 第５図は、本発明の固定周波数の実施例を示す図である
。 出 願 人：アメリカン テレフォン アンドＦＩＧ、
／ ＦＩＧ、２
発明に用いられたインピーダンス・インバータのブロッ
ク図、 第３図は、本発明の部分動作を説明するのに便利な、簡
単なパイ・セクションのダイヤグラム、第４図は、本発
明の可変周波数の実施例を示す図、 第５図は、本発明の固定周波数の実施例を示す図である
。 出 願 人：アメリカン テレフォン アンドＦＩＧ、
／ ＦＩＧ、２
Claims (10)
- （１）ベース電極に比較的高いインピーダンス入力を、
エミッタ電極に比較的低いインピーダンス出力を与える
ための接地コレクタ・エミッタ・ホロアの形で接続され
る第１トランジスタ、前記高インピーダンス入力へ接続
される水晶振動子、 前記第１トランジスタの低インピーダンス出力へ接続さ
れた比較的低いインピーダンスと、負荷へ接続するため
の比較的高いインピーダンス出力とを持つ接地ベース形
のバッファ増幅器として接続される第２トランジスタ、 を含むことを特徴とする水晶制御発振器。 - （２）前記水晶振動子と前記高インピーダンス入力間の
接続は、インダクタンス手段を含むことを特徴とする請
求項１記載の水晶制御発振器。 - （３）前記第１、第２トランジスタ間の接続は、直列に
接続された２つのバラクタ・ダイオードを含み、更に動
作温度の変化による前記発振器の周波数変化を減らすた
めの電圧を受ける前記ダイオード間接合点に接続される
温度補償電圧入力手段を含むことを特徴とする請求項２
記載の水晶制御発振器。 - （４）前記第１トランジスタの低インピーダンス出力は
、低周波数ノイズ低減のための非バイパス・エミッタ抵
抗を含むことを特徴とする請求項２記載の水晶制御発振
器。 - （５）前記第１トランジスタへの前記振動子の影響を直
列共振回路から並列共振回路へコンバートするために、
前記水晶振動子と前記高インピーダンス入力間に接続さ
れるインピーダンスのインバート手段を更に含むことを
特徴とする請求項１記載の水晶制御発振器。 - （６）前記インピーダンスのインバート手段は、前記水
晶振動子と前記高インピーダンス入力間に接続されるイ
ンダクタンス手段と 前記水晶振動子の共振周波数を変えるために、前記高イ
ンピーダンス入力に接続される可変キャパシタンス手段
とを有し、前記可変キャパシタンスは前記水晶振動子の
シャント・キャパシタに近似するキャパシタンス値を有
することを特徴とする請求項５記載の水晶制御発振器。 - （７）前記可変キャパシタンスの手段は、直列に接続さ
れた第１バラクタ・ダイオードと固定キャパシタ、及び
共振周波数制御電圧を受けるために前記第１バラクタ・
ダイオードと固定キャパシタ間の接合点に接続される周
波数制御電圧入力手段を含むことを特徴とする請求項６
に記載の水晶制御発振器。 - （８）前記可変キャパシタンスの手段は、更に、前記第
１バラクタ・ダイオードに接続される第２バラクタ・ダ
イオード、及び温度補償電圧を受けるために前記第１、
第２バラクタ・ダイオード間の接合点に接続された温度
補償電圧入力手段を含むことを特徴とする請求項７記載
の水晶制御発振器。 - （９）スプーリアス周波数動作を抑制するために、前記
インピーダンス入力を横切って接続される前記発振器の
動作周波数範囲で共振する並列共振回路を更に含むこと
を特徴とする請求項６記載の水晶制御発振器。 - （１０）前記第１トランジスタの低インピーダンス出力
と前記第２トランジスタの低インピーダンス入力間の前
記接続は、スプーリアス周波数動作を抑制するための直
列共振回路を含むことを特徴とする請求項６記載の水晶
制御発振器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/368,691 US4924195A (en) | 1989-06-19 | 1989-06-19 | Crystal oscillator with broad tuning capability |
| US368691 | 1989-06-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0332104A true JPH0332104A (ja) | 1991-02-12 |
| JPH0682982B2 JPH0682982B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=23452339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2157814A Expired - Fee Related JPH0682982B2 (ja) | 1989-06-19 | 1990-06-18 | 水晶制御発振器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4924195A (ja) |
| EP (1) | EP0404404B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0682982B2 (ja) |
| CA (1) | CA2015484C (ja) |
| DE (1) | DE69018321T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010536211A (ja) * | 2007-08-06 | 2010-11-25 | ステ エッセ・ア・エッセ ディ ジ・モイラーギ アンド チ． | 表面波共振回路用作動回路及びそれを用いた発振回路 |
| CN111917377A (zh) * | 2019-05-07 | 2020-11-10 | 联华电子股份有限公司 | 晶体振荡器 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0369203A (ja) * | 1989-08-08 | 1991-03-25 | Alps Electric Co Ltd | 電圧制御発振器 |
| US5107228A (en) * | 1991-09-30 | 1992-04-21 | Motorola, Inc. | Voltage controlled oscillator employing negative resistance |
| US6504443B1 (en) | 2000-05-17 | 2003-01-07 | Nec America, Inc., | Common anode varactor tuned LC circuit |
| US7221243B2 (en) * | 2001-04-11 | 2007-05-22 | Kyocera Wireless Corp. | Apparatus and method for combining electrical signals |
| US6603352B2 (en) | 2001-12-03 | 2003-08-05 | Icefyre Semiconductor Corporation | Switched-mode power amplifier integrally performing power combining |
| US7342300B2 (en) * | 2003-06-30 | 2008-03-11 | Zarbana Digital Fund Llc | Integrated circuit incorporating wire bond inductance |
| US6991367B2 (en) * | 2003-11-04 | 2006-01-31 | Raytheon Company | Integrated thermal sensor for microwave transistors |
| US9444400B2 (en) * | 2015-01-09 | 2016-09-13 | Qualcomm Incorporated | System and method for dynamically biasing oscillators for optimum phase noise |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3641463A (en) * | 1970-05-27 | 1972-02-08 | Bell Telephone Labor Inc | Linearity compensation for a voltage-controlled oscillator |
| JPS5087559A (ja) * | 1973-12-05 | 1975-07-14 | ||
| US3958190A (en) * | 1975-03-31 | 1976-05-18 | Motorola, Inc. | Low harmonic crystal oscillator |
| US4134085A (en) * | 1977-05-31 | 1979-01-09 | Driscoll Michael M | Narrow deviation voltage controlled crystal oscillator for mobile radio |
| DE2818374C2 (de) * | 1978-04-26 | 1984-06-07 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Frequenzsteuerbarer Quarzoszillator mit großem Ziehbereich |
-
1989
- 1989-06-19 US US07/368,691 patent/US4924195A/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-04-26 CA CA002015484A patent/CA2015484C/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-06-08 EP EP90306265A patent/EP0404404B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-06-08 DE DE69018321T patent/DE69018321T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-06-18 JP JP2157814A patent/JPH0682982B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010536211A (ja) * | 2007-08-06 | 2010-11-25 | ステ エッセ・ア・エッセ ディ ジ・モイラーギ アンド チ． | 表面波共振回路用作動回路及びそれを用いた発振回路 |
| CN111917377A (zh) * | 2019-05-07 | 2020-11-10 | 联华电子股份有限公司 | 晶体振荡器 |
| CN111917377B (zh) * | 2019-05-07 | 2024-05-14 | 联华电子股份有限公司 | 晶体振荡器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0404404A3 (en) | 1991-07-31 |
| CA2015484A1 (en) | 1990-12-19 |
| EP0404404B1 (en) | 1995-04-05 |
| US4924195A (en) | 1990-05-08 |
| DE69018321D1 (de) | 1995-05-11 |
| EP0404404A2 (en) | 1990-12-27 |
| DE69018321T2 (de) | 1995-08-31 |
| JPH0682982B2 (ja) | 1994-10-19 |
| CA2015484C (en) | 1995-10-17 |
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