JPH1127045A - 電圧制御発振器およびそれを用いた通信機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な出力回路部で基本波の減衰を少なく
し、高調波、特に２倍波の減衰を大きくする電圧制御発
振器を提供する。 【解決手段】 コンデンサＣ３とインダクタＬ１を並列
接続した出力回路部１１を、増幅回路部２と出力端子６
の間に直列に接続する。 【効果】 従来例と同じ部品点数の簡単な回路で、基本
波のロスを少なくし、さらに２倍波を抑圧して基本波と
のレベル差を大きくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電圧制御発振器お
よびそれを用いた通信機、特に携帯電話器などのローカ
ル信号源として用いられる電圧制御発振器およびそれを
用いた通信機に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８に、従来の電圧制御発振器の回路図
を示す。図８において、電圧制御発振器１は、発振用と
緩衝増幅用の２つのトランジスタとコンデンサ、インダ
クタおよび抵抗で構成された増幅回路部２、共振子であ
る誘電体共振器３ａとコンデンサで構成される共振回路
部３、バラクタダイオードとコンデンサおよびインダク
タで構成される周波数可変部４、出力回路部５、出力端
子６、電源端子７、および周波数可変用信号を入力する
コントロール端子８で構成される。増幅回路部２は共振
回路部３を介して周波数可変部４に接続され、また、増
幅回路部２は出力回路部５を介して出力端子６に接続さ
れ、電源端子７は増幅回路部２に、コントロール端子８
は周波数可変部４にそれぞれ接続されている。そして、
出力回路部５においては、直流成分カットのためのコン
デンサＣ１を直列に介して増幅回路部２と出力端子６が
接続され、コンデンサＣ１と出力端子６の間は高調波成
分除去のためにコンデンサＣ２を介して接地されてい
る。

【０００３】このように構成された電圧制御発振器１
は、共振回路部３と周波数可変部４で構成される共振系
のうち主として共振回路部３で決定される共振周波数を
基本波として発振し、コントロール端子８に印加される
電圧による周波数可変部４のバラクタダイオードの容量
値の変化によって、共振系の共振周波数、すなわち電圧
制御発振器１の発振周波数を変化させることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、図９に、従来
の電圧制御発振器１の出力回路部５のみを示す。また、
図１０に、出力回路部５を通過する信号の通過特性（挿
入損失）を示す。なお、図１０において、ｆｏは電圧制
御発振器１の発振周波数を、２ｆｏはその２倍波の周波
数を表している。また、ａおよびｂは、それぞれ周波数
ｆｏおよび２ｆｏにおける挿入損失を表している。

【０００５】このように、従来の電圧制御発振器１にお
いては、出力回路部５を増幅回路部２と出力端子６の間
に直列に挿入したコンデンサＣ１と出力端子６とグラン
ドとの間に並列に挿入されたコンデンサＣ２によって構
成しているため、電圧制御発振器１の出力回路部５を通
過する信号の周波数特性は、コンデンサＣ１およびＣ２
によって低い周波数においてもある程度のロスが有り、
周波数が高くなるにしたがってコンデンサＣ２の効果に
よって徐々にロスが大きくなっていくという傾向を持
つ。

【０００６】次に、図１１に電圧制御発振器１から出力
される信号のスペクトルを示す。図１１において、ｘ１
は基本波を、ｘ２は２倍波を示している。なお、ここで
は３倍波以上については省略している。このように、基
本波ｘ１と２倍波ｘ２のレベル差は、もともとのレベル
差に加えて、出力回路部５における挿入損失の差が加わ
って１５ｄＢとなっている。

【０００７】しかしながらこの例においては、基本波ｘ
１自身にもロスを生じ、さらに２倍波ｘ２の抑圧量が電
圧制御発振器の特性としては十分ではないため、実際に
は出力端子６にさらにローパスフィルタを追加して２倍
波の減衰量を増やすなどの工夫が必要となる。そして、
この場合は基本波ｘ１の減衰がさらに大きくなり、また
回路規模も大きくなって電圧制御発振器の小形化の妨げ
となるという問題がある。

【０００８】そこで、本発明は、簡単な出力回路部で基
本波の減衰を少なくし、２倍波を含む高調波の減衰を大
きくする電圧制御発振器およびそれを用いた通信機を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明の電圧制御発振器は、増幅回路部と、共
振回路部と、周波数可変部を接続してなる電圧制御発振
器において、容量素子と誘導素子の並列共振回路からな
る出力回路部を、前記増幅回路部の信号出力端に直列に
接続したことを特徴とする。

【００１０】また、本発明の電圧制御発振器は、前記並
列共振回路の共振周波数を、前記共振回路部の共振周波
数の２倍とすることを特徴とする。

【００１１】また、本発明の通信機は、上記の電圧制御
発振器を用いたことを特徴とする。

【００１２】このように構成することにより、本発明の
電圧制御発振器は、２倍波の抑圧量を大きくすることが
できる。

【００１３】また、本発明の通信機は、性能向上とコス
トダウンを図ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１に、本発明の電圧制御発振器
の一実施例の回路図を示す。図１で、図８に示した従来
例と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その
説明は省略する。

【００１５】図１において、電圧制御発振器１０の出力
回路部１１は、容量素子であるコンデンサＣ３と誘導素
子であるインダクタＬ１の並列回路で構成されている。
出力回路部１１以外の部分は図８に示した従来例と同じ
である。

【００１６】ここで、電圧制御発振器１０の出力回路部
１１のみを図２に示す。また、図３に、出力回路部１１
を通過する信号の通過特性（挿入損失）を示す。図３に
おいて、ｃおよびｄは、それぞれ周波数ｆｏおよび２ｆ
ｏにおける挿入損失を表している。このように、出力回
路部１１をコンデンサＣ３とインダクタＬ１の並列回路
によって構成することにより、出力回路部１１を通過す
る信号の周波数特性は、コンデンサＣ３とインダクタＬ
１による共振周波数においてロスが大きくなり、その前
後の周波数においてはロスが少ないという帯域除去フィ
ルタの特性を示す。そこで、図３のように出力回路部１
１の共振周波数を電圧制御発振器１０の２倍波の周波数
に合わせることにより、基本波の周波数においてロスが
少なく、２倍波の周波数においてロスが多い特性とな
る。

【００１７】次に、図４に電圧制御発振器１０から出力
される信号のスペクトルを示す。図４において、ｙ１は
基本波を、ｙ２は２倍波を示している。なお、ここでは
３倍波以上については省略している。このように、出力
回路部１１を構成することにより、基本波ｙ１のレベル
は＋５ｄＢｍとなり、図１１に示した従来例の基本波ｘ
１の＋３ｄＢｍより大きくなり、また、基本波ｙ１と２
倍波ｙ２の差も３０ｄＢとなり、従来例よりも大きくな
っている。

【００１８】このように、出力回路部１１をコンデンサ
Ｃ３とインダクタＬ１の並列回路によって構成すること
により、同じ部品点数の簡単な回路で、基本波のロスを
少なくし、さらに２倍波を抑圧して基本波と２倍波のレ
ベル差を大きくすることができる。

【００１９】図５に、本発明の電圧制御発振器の出力回
路部の別の例を示す。図５で、図２と同一の部分には同
じ記号を付し、その説明は省略する。図５の出力回路部
１２において、コンデンサＣ３とインダクタＬ１の並列
回路は、直流成分カットのためのコンデンサＣ４を直列
に介して増幅回路部（図示せず）に接続されている。

【００２０】通常、電圧制御発振器の出力はセット側に
おいて容量結合によって次の回路に接続されるため、直
流成分をカットしていない図２の構成の出力回路部１１
でも問題はないが、場合によっては電圧制御発振器側に
おいて直流成分をカットする必要がある。その場合に、
このように出力回路部１２を構成することにより、基本
波に対して十分に２倍波を抑圧した上で、直流成分をも
カットできる。

【００２１】図６に、本発明の電圧制御発振器の出力回
路部のさらに別の例を示す。図６で、図２と同一の部分
には同じ記号を付し、その説明は省略する。図６におい
て、出力回路部１３はコンデンサＣ３とインダクタＬ１
の並列回路と出力端子（図示せず）の接続部が高調波成
分除去のためのコンデンサＣ５を介して接地されてい
る。

【００２２】このように出力回路部１３を構成すること
により、コンデンサＣ３とインダクタＬ１による２倍波
の抑圧とともに、コンデンサＣ５による３倍波以上の高
調波の抑圧も可能になり、２倍波以上の高調波の抑圧量
をさらに大きくすることができる。

【００２３】なお、図５および図６の各実施例において
は、出力回路部のコンデンサＣ３とインダクタＬ１の並
列回路にコンデンサＣ４もしくはコンデンサＣ５を接続
しているが、その両者を同時に接続し、直流成分のカッ
トと３倍波以上の高調波の抑圧を大きくする効果を共に
備える構成としても構わない。

【００２４】図７に、本発明の通信機の一実施例のブロ
ック図を示す。図７において、通信機２０は、信号処理
回路２１、帯域通過フィルタ２２、２６、３０、３４、
増幅器２３、２７、３１、３５、ミキサ２５、３３、デ
ュプレクサ２８、アンテナ２９、および本発明の電圧制
御発振器２４、３２で構成されている。ここで、信号処
理回路２１の出力は、帯域通過フィルタ２２と増幅器２
３を直列に介してミキサ２５に接続されている。また、
電圧制御発振器２４の出力もミキサ２５に接続されてい
る。そして、ミキサ２５の出力は帯域通過フィルタ２６
と増幅器２７を直列に介して、デュプレクサ２８に接続
されている。デュプレクサ２８はアンテナ２９に接続さ
れている。デュプレクサ２８はまた、帯域通過フィルタ
３０と増幅器３１を直列に介してミキサ３３に接続され
ている。また、電圧制御発振器３２の出力もミキサ３３
に接続されている。そして、ミキサ３３の出力は帯域通
過フィルタ３４と増幅器３５を直列に介して、信号処理
回路２１に接続されている。

【００２５】このように構成された通信機２０におい
て、まず送信時には、信号処理回路２１で作られた出力
信号は、帯域通過フィルタ２２で不要な信号が取り除か
れ、アンプ２３で増幅され、ミキサ２５で電圧制御発振
器２４からの信号と掛け合わされてＲＦ信号に周波数変
換され、帯域通過フィルタ２６で不要な信号が取り除か
れ、アンプ２７で増幅され、デュプレクサ２８を経由し
てアンテナ２９から放射される。また、受信時には、ア
ンテナ２９で受信したＲＦ信号は、デュプレクサ２８を
介して帯域通過フィルタ３０に入力され、帯域通過フィ
ルタ３０で不要な信号が取り除かれ、アンプ３１で増幅
され、ミキサ３３で電圧制御発振器３２からの信号と掛
け合わされてＩＦ信号に周波数変換され、帯域通過フィ
ルタ３４で不要な信号が取り除かれ、アンプ３５で増幅
され、信号処理回路２１に入力される。このようにして
信号の送信および受信が行われる。

【００２６】このように、送信および受信時の周波数変
換用の局部発振器として本発明の電圧制御発振器を用い
ることにより、電圧制御発振器の高調波が原因となる周
波数変換後の信号に含まれる不要な信号のレベルが低く
なり、通信機２０の性能向上を図ることができる。ま
た、不要な信号のレベルが下がることにより、帯域通過
フィルタなどの周波数変換後の不要信号を取り除く回路
を簡略化することができ、通信機２０のコストダウンを
図ることができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明の電圧制御発振器によれば、容量
素子と誘導素子の並列共振回路からなる出力回路部を、
増幅回路部の信号出力端に直列に接続することにより、
簡単な出力回路部で基本波の減衰を少なくし、基本波に
対して２倍波以上の高調波のレベルを選択的に減衰させ
ることができる。また、その共振周波数を電圧制御発振
器の共振周波数の２倍とすることにより、特に２倍波の
レベルの減衰を大きくすることができる。

【００２８】また、本発明の通信機によれば、性能向上
とコストダウンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電圧制御発振器の一実施例の回路図で
ある。

【図２】図１の電圧制御発振器の出力回路部の回路図で
ある。

【図３】図１の電圧制御発振器の出力回路部の通過特性
を示す図である。

【図４】図１の電圧制御発振器の、出力信号のスペクト
ルを示す図である。

【図５】本発明の電圧制御発振器の出力回路部の別の例
の回路図である。

【図６】本発明の電圧制御発振器の出力回路部のさらに
別の例の回路図である。

【図７】本発明の通信機の一実施例を示すブロック図で
ある。

【図８】従来の電圧制御発振器の回路図である。

【図９】図８の電圧制御発振器の出力回路部の回路図で
ある。

【図１０】図８の電圧制御発振器の出力回路部の通過特
性を示す図である。

【図１１】図８の電圧制御発振器の出力信号のスペクト
ルを示す図である。

【符号の説明】

２…増幅回路部 ３…共振回路部 ３ａ…誘電体共振器 ４…周波数可変部 ６…出力端子 ７…電源端子 ８…コントロール端子 １０…電圧制御発振器 １１…出力回路部 Ｌ１…インダクタ Ｃ３…コンデンサ ２０…通信機

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 増幅回路部と、共振回路部と、周波数可
   変部を接続してなる電圧制御発振器において、 容量素子と誘導素子の並列共振回路からなる出力回路部
   を、前記増幅回路部の信号出力端に直列に接続したこと
   を特徴とする電圧制御発振器。
2. 【請求項２】 前記並列共振回路の共振周波数を、前記
   共振回路部の共振周波数の２倍とすることを特徴とす
   る、請求項１に記載の電圧制御発振器。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の電圧制御発振器
   を用いたことを特徴とする通信機。