JPS5961213A - 可変周波数発振回路 - Google Patents

可変周波数発振回路

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JPS5961213A
JPS5961213A JP57170387A JP17038782A JPS5961213A JP S5961213 A JPS5961213 A JP S5961213A JP 57170387 A JP57170387 A JP 57170387A JP 17038782 A JP17038782 A JP 17038782A JP S5961213 A JPS5961213 A JP S5961213A
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Atsushi Ogawa
敦 小川
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/26Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback
    • H03K3/28Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback
    • H03K3/281Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator
    • H03K3/286Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar transistors with internal or external positive feedback using means other than a transformer for feedback using at least two transistors so coupled that the input of one is derived from the output of another, e.g. multivibrator bistable
    • H03K3/2893Bistables with hysteresis, e.g. Schmitt trigger
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/027Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of logic circuits, with internal or external positive feedback
    • H03K3/03Astable circuits

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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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】 〔発明の技術分野〕 この発明は低電源電圧動作を可能とした、電子的に発振
周波数を制御する可変周波数発振回路に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
近時、FMラジオ受信機の分野では、PLL(位相同期
)回路技術の発達によシ、きわめて容易にステレオ信号
の復調をなすマルチプレックス回路を構成し得るように
なっている。このようなPLL回路は、IC(集積回路
)化に好適するものであシ、以ってFMラジオ受信機の
小型化に大いに寄与するものである。
しかしながら、携帯用FMラジオ受信機などの小型化し
た機器において、更に小型化するためには例えば電池な
どの他の部品が占有する容積を少く抑える必要があシ、
このためには例えば種々の機器の回路を低電源電圧で動
作させることがきわめて効果的である。
ところで、FMラジオ受信機などに使用されるPLL回
路は、周知の如く位相比較器、ローパスフィルタ、可変
周波数発振回路でなるVCO(電圧制御発振器)を有し
て構成されるようになっている。このvCOは、制御電
圧に応じてその発撤回波数が定められるものであり、特
に従来その低電源電圧化が課題とされていた。
第1図はこのようなVCOの構成を示す回路図である。
す々わち、トランジスタ(J+、Qzおよび定電流源1
.は差動増幅回路を構成する。コンデンサCI、抵抗R
1は、vCOの発振周波数を定める時定数回路を構成す
る。抵抗R2、R3および定電流源■2は、差動増幅器
の基準電圧(しきい値)を生成する回路を構成する。ダ
イオードD!、トランジスタQ3および定電流源■3は
カレントミラー回路を構成する。トランジスタQ4.Q
5抵抗R4e R5、およびダイオードD2は、コンデ
ンサC1の充電および差動増幅器の基準電圧レベルを制
御する制御回路を構成するものである。なお、電流源I
。は、VCQ制御電圧に対応してコンデンサC1に対す
る充電電流を供給するものである。
弐に、第2図(、)および(b)を用いて第1図のVC
oの動作について、説明する。なお、第2図(、)は第
1図の回路におけるトランジスタQ1のペース(a点)
のレベルを示すものであシ、同図(b)は第1図におけ
るトランジスタQ!のペース(b点)のレベルを示すも
のである。
すなわち、期間T1においてb点のレベルは例えば−v
Hレベルにあり、a点のレベルをvaとすると、v3は
va≧−vHとなるようになっている。この場合、トラ
ンジスタQlがオン状態にあシ、ダイオードD1、トラ
ンジスタQ3を有してなるカレントミラー回路により、
トランジスタQ4.Q5がそれぞれオン状態を維持する
。この結果、a点のレベルは(コンデンサCIおよび抵
抗R4の各定数をそれらの符号で示Lγ:44  )C
I −R4なる時定数でレベルv8TBに漸近するよう
に指数的に下降する。
但し、この場合抵抗R4の抵抗値は抵抗R。
の抵抗値よシも充分に小さいものと仮定する。
また、レベル−vHはトランジスタQ、オン状態におけ
るb点のレベルでアル、レベルvIITII  /dト
ランジスタ95オン状態における抵抗R3および定電流
源■2の接続中点のレベルである。
次に、a点のレベルがレベル−V□に略等しくなると、
トランジスタQ1がオフとなシ、以ってトランジスタQ
4.Q5がそれぞれオフとなる。この結果、b点のレベ
ルは瞬時に−vHとなり、a点の電位は抵抗R2の抵抗
値をその符号で示すと、CIRIなる時定数で電源VC
C電圧に、漸近するように上昇する。そして、a点のレ
ベルが−VLに略一致するとトランジスタ’Q+ がオ
ンと々シ、トランジスタQ4.QSがオンとなる。以下
、上記の動作を繰シ返すことにより、第1図めVCOは
継続して発振をなすものである◇但シ、レベル−vLは
トランジスタQ!Iオフ状態でのb点のレベルで′鼠る
。また第2図(、)および(b)中’tsvccレベル
をその符号を付して示すものである。
上記の説明では、電流源IOの電流を無視して説明した
が、第1図のVCOは電流源■。の電流に応じてコンデ
ンサC1の充電時間ならびに放電時間が変化するので、
その発振周波数が変化するものである。
しかしながら、このようなVCOはM1図からもわかる
ように、ダイオードD2の順方向電圧、トランジスタQ
4あるいはQ5のペース−エミッタ間電圧、トランジス
タQ3のコレクターエミッタ間電圧によシ、電源電圧が
略2■以上なければ動作せず、例えば乾電池1本で動作
させることができないといった問題があシ、このため携
帯用機器に実装する場合にその小型化を妨げるものであ
った。
〔発明の目的〕
この発明は上記の点に鑑みてなされたもので、可及的に
低電源電圧での動作をi3J能としたきわめて良好な可
変周波数発振回路を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
この発明は、エミッタ接地形増幅器を構成するトランジ
スタと、このトランジスタのバイアス回路を構成する定
電流源および時定数回路と、上記時定数回路に発振周波
数制御用電流を供する電流源と、上記トランジスタのコ
レクタ側に大小異なるいずれかのレベルの定電流を供す
る第1の手段と、上記トランジスタのコレクタ電流と上
記第1の手段が供する定電流との差を検出し、その検出
結果に応じて上記第1の手段の定電流レベルの大小を切
換えると共に上記定電流源のオンオフをなす第2の手段
とを具備してなることを特徴とするものである。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を説明するに先立ち、この発
明の基本構成となるものについて説明する。
すなわち、この発明による可変周波数発振回路の発振用
の例えばNPN形のトランジスタQt+は、ペースが抵
抗ROs コンデンサcoを奎列接続した時定数回路を
介して接地され、コレクタが定電源I11を介して電源
V。Cに接続され、エミッタが接地されている。また上
記トランジスタQllは、ペースがスイッチング回路S
!および定電流源inを直列的に介して電源vccに接
続され、コレクタがスイッチング回路S2および定電流
源113を直列的に介して電源VCoに接続されると共
に、直接的にスイッチング制御回路11の入力端に接続
されている。このスイッチング制御回路11は、入力端
に電流が流れ込めば上記各スイッチング回路sl、s、
を共にオンとし、入力端から電流が流れ出せば上記スイ
ッチング回路S! 、s= を共にオフとするものであ
る。
なお、トランジスタQoのペースおよびコンデンサco
の接続中点には、一端が接地される第1図の電流源IO
の他端が接続されている。
すなわち以上のように構成される可変周波数発振回路に
おいて、電源V、。オンとした直後でトランジスタQ!
+のペースのレベルカ低くスイッチング制御回路11は
、入力端に%流が流れ込みスイッチング回路S、および
S!をオンとする。これによシトランジスタQttは、
定電流源I2電流でコンデンサcoが充電されるにした
がいコレクタ電流が増加する。そして、トランジスタQ
llのコレクタ電流が定電流源I、および■3各電流の
和よりも大きくなると、スイッチング制御回路1ノは、
入力端から電流が流れ出し、スイッチング回路S、、、
S、をそれぞれオフとする。
すると、抵抗R,を介してコンデンサC,の放電が開始
され、トランジスタQ1+は、ペースのレベルが低下し
てコレクタ電流が減少する。
そして、トランジスタQl+のコレクタ電流が定電流源
III電流よシも小さくなると、スイッチング制御回路
1ノは、入力端に電流が流れ込みスイッチング回路S!
 、S、をそれぞれオンとするものである。以下、上記
したような動作を繰シ返すことによシ、継続して発振を
なすようになる。
なお、第2図の回路は、電流源I。の電?Iuに応じて
コンデンサcoの充電期間ならびに放電期間が変化する
ので、発振周波数が変化することになる。
また、スイッチング制御回路1ノによシ、スイッチング
回路S! 、S=がオフとされるときのトランジスタQ
llのコレクタレベルvH1スイッチング回路51eS
2がオンされるときのトランジスタQ+tのコレクタレ
ベルvLそれぞれは、定電流源Ill および113の
各電流をその符号で示すと共にトランジスタQ11の逆
方同包和電流をIBとすれば、 となる。但し、VTは熱電圧であシ、kをがルツマン定
数、Tを絶対温度、qを電子の電荷としより、第2図の
回路の発振振幅レベルV。scは、となり、電流(■1
1+113 )とIllの比で定められることがわかる
サラに、コンデンサC8、抵抗R,の各定数をそれらの
符号で示し、電流源I。および定電流源112の各電流
をその符号で示す七、コンデンサC6の放電期間Taお
よび充電期間T2はそれぞれ で示されるものである。
以下、上記した基本構成に基づき構成されるこの発明の
実施例について詳細に説明する。
第4図は、この発明による可変周波数発振回路を示すも
のである。但し第4図中第3図と同一部分には同一符号
を付してその説明を省略するものとする。
す々わら、前記トランジスタQoのペースは、PNP形
のトランジスタQ12のコレクタに接続されている。上
記トランジスタQ12のエミッタは、前記電源vccに
接続されている。前記トランジスタQoのコレクタは、
PNP形のトランジスタQ13およびQ14それぞれの
コレクタに接続されると共にPNP形のトランジスタQ
tsのペースに接続されている。
上記トランジスタQ13は、エミッタが前記電源vcc
に接続され、ペースがダイオードDllのカソードと定
電流源l5L一端との接続中点に接続されている。上記
ダイオードDllのアノードは前記電源vccに接続さ
れている。上記定電流源IJ&の他端は接地されている
。つまり、上記トランジスタQ13、ダイオードDll
s定電流源■8ハ、第3図の前記定電流源■■に対応す
る部分を構成するものである。
上記トランジスタQ14のコレクタは前記電源vccに
接続されている。
上記トランジスタQ+sは、エミッタが前記電源vcc
に接続され、コレクタがNPN形のトランジスタQ16
のペースに接続されると共に抵抗Rttを介して接地さ
れている。上記トランジスタQ1gは、エミッタが接地
され、コレクタがNPN 形のトランジスタQ17のペ
ース、定電流源■bの一端、ダイオードD12のアノー
ドに共通に接続されている。上記定電流源Ibの他端は
接地されている。上記ダイオードD12のカソードは接
地されている。
上記トランジスタQ17は、エミッタが接地され、コレ
クタが前記トランジスタQ1z e Q14各ペースに
接続されると共にダイオードDI3のカソードに接続さ
れている。上記ダイオードDI11のアノードは前記電
源vccに接続されている。
つまシ、上記トランジスタQxz * Q14 t Q
17定電流源Ib1ダイオードD12 e D13は、
第3図の前記定電流源”12 * ’13 、スイッチ
ング回路Sl 、S2に対応する部分を構成する。上記
トランジスタQls * Qtg 、抵抗R11は、第
3図の前記スイッチング制御回路1ノに対応する部分を
構成するものである。
次に、以上のように構成される可変周波数発振回路の動
作を第5図(−)および(b)を用いて説明する。但し
、第5図(a)は第4図のトランジスタQll (7)
ペースとコンデンサcoとの接続中点(A点)のレベル
変化を示し、第5図(b)は第4図のトランジスタQu
のコレクタ電流を示すものである。
すなわち、A点のレベルが低く大きさが■。
なる定電流源■1電流に略等しいトランジスタQ13の
コレクタ電流よシもトランジスタQ+tのコレクタ電流
I、が少い場合、トランジスタQ+s * Qtgは共
にオフとなる。これと共に、ダイオードD12、トラン
ジスタQ1?でなるカレントミラー回路、およびダイオ
ードDI!、)ランジースタQ+2 * Q14でなる
カレントミラー回路によシ、トランジスタQxz r 
Q14・それぞれには、定電流源Ib電流に略等しい電
流■8が流れることになる。これによシ、第5図(a)
 、 (b)の期間Tbに示1如く、コンデンサC6は
大きさが■□なるトランジスタQ+zのコレクタ電流に
よシ充電される。
そして、A点のレベルが上昇し、トランジスタQttの
コレクタ電流I。の大きさがIえ+■8  よりも大き
くなると、トランジスタQlsおよびQlsがオンとな
り、トランジスタQ17をオフとする◎これにより、ト
ランジスタQ12 m Q14それぞれのコレクタ電流
が共に零となシ、A点のレベルが第5図(、)および(
b)の期間Taに示す如くR6c。
なる時定数で下降し、再びトランジスタQl+のコレク
タ電流ICが大きさIAなるトランジスタQ1mのコレ
クタ電流よシも小さくなると、トランジスタQtsおよ
びQlgが共にオンとなる。
以上のような動作を繰シ返すことによシ、第4図の町変
周波数発振回路は、継続して発振をなし、電流源I、電
流の変化に応じてその発振周波数を変化させるものであ
る。
そして、第4図の回路においてトランジスタQoのコレ
クタレベルの最大値をvH,最小値をvLとすると、 となるので、発振レベル■。8cハ、 となる。つまシ、第4図の回路の発振振幅V。8cは、
定電流源IaおよびIbの各電流により設定されるので
、きわめて安定であり、小さくすることもできるもので
ある。
一方、期間TaおよびTbは次式のように、定電流源I
&およびIbの各電流により決定されるものであシ、発
振周波数は電源電圧の変動などの影響によらずきわめて
安定するようになる。
なお、周知のように、トランジスタQx意e Q14の
各コレクタ電流は、それぞれのトランジスタQ12およ
びQ14のエミッタ面積を変えることによシ変更するこ
とができるものである。
そして、肝要なことは、第4図からもわかるように、ト
ランジスタQtt乃至Q17のベース−エミッタ間電圧
、ダイオードDll乃至D13の順方向電圧がそれぞれ
直列的に印加される部分がないので第4図の町変周波数
発振回路は、最小路0.8〜0.9v程度の電源V。C
電圧で動作し得るものであシ、きわめて良好である。
′また、この発明による可変周波数発振回路は、第4図
の回路に限定されるものではなく第6図のようにトラン
ジスタQ11〜Q26 、ダイオードD21 # D2
2 、定電流源■2.1 z ”22、コンデンサCO
s抵抗RO%電流巣■oで構成することができる。つま
946図の回路は、第4図の回路のトランジスタQo〜
Qtyの導電形を逆にして構成したものと略対応するも
のである。なお第6図中、第4図と同一部分には同一符
号を伺ずものとする。
さらに、この発明による可変周波数発振回路は、第7図
に示すように構成することもできるものである。
すなわち、第3図の定電流源’II # ’12 * 
113スイッチング回路5lash、スイッチング制御
回路1ノに対応する部分がトランジスタQs+〜Q35
、抵抗R31〜R34、ダイオードI)at、定電流源
isxで構成されるものである。この回路では、トラン
ジスタQ34 e Qssが共にオンとなると、トラン
ジスタQ31 v Qssは、エミッタレベルが低下し
てカットオフとなシ、第3図のスイッチング回路sl、
s、がオフとなった状態に対応するようになっている。
但し、第7図中、第3図と同一部分には同一符号を何し
その説明を省略するものとする。
その他、種々の変形や適用はこの発明の要旨を逸脱しな
い範囲で可能であることは言う迄もない。
〔発明の効果〕
以上詳述したようにこの発明によれば、可及的に低電源
電圧での動作を可能としたきわめて良好な町変周波数発
振回路を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の可変周波数発振回路を示す回路図、第2
図(a)および(b)は第1図の回路の動作を説明する
ために用いた図、第3図はこの発明によるoJ変周波数
発振回路の動作原理を説明するだめに用いた図、第41
s/lはこの発明に係る町変周波級発振回路の一実施例
を示す回路図、第5図(8) 、 ’(b)は第4図の
回路の動作を説明するために用いた図、第6図および第
7図はそれぞれ他の実施例を示す回路図である。 Qn=Q+7・・・トランジスタ、ROe R11−抵
抗、Co  コ・ンデンザ、Ill〜l+a + Ia
 e Ib ”’定電流源、IO・・・ち、流源、51
es2・・・スイッチング回路、11・・・スイッチン
グ制御t’11回路、DII〜I)is・・・ダイオー
ド。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第4図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. エミッタ接地形増幅器を構成するトランジスタと、この
    トランジスタのバイアス回路を構成する定電流源および
    時定数回路と、上記時定数回路に発振周波数制御用電流
    を供する電流源と、上記トランジスタのコレクタ側に大
    小異なるいずれかのレベルの定電流を供する第1の手段
    と、上記トランジスタのコレクタ電流と上記第1の手段
    が供する定電流との差を検出し、その検出結果に応じて
    上記第1の手段の定電流レベルの大小を切換えると共に
    上記定電流源のオンオフをなす第2の手段とを具備して
    なることを特徴とする可変周波数発振回路。
JP57170387A 1982-09-29 1982-09-29 可変周波数発振回路 Granted JPS5961213A (ja)

Priority Applications (2)

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JP57170387A JPS5961213A (ja) 1982-09-29 1982-09-29 可変周波数発振回路
US06/537,064 US4551691A (en) 1982-09-29 1983-09-29 Hysteresis circuit with small hysteresis amplitude and oscillator using the hysteresis circuit

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JPS5961213A true JPS5961213A (ja) 1984-04-07
JPH0320088B2 JPH0320088B2 (ja) 1991-03-18

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