KR100450252B1 - 발진회로및발진방법 - Google Patents

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Abstract

고주파의 신호를 고정밀도로 발생할 수 있도록 한다.
NPN트랜지스터(61과 62)를 차동접속한다. NPN트랜지스터(61)의 컬렉터에 에서 출력된 신호를 콘덴서(67)를 거쳐서 NPN트랜지스터(62)의 베이스에 정귀환하고, NPN트랜지스터(62)의 컬렉터에서 출력된 신호를 콘덴서(66)를 거쳐서 NPN트랜지스터(61)의 베이스에 정귀환한다. NPN트랜지스터(61과 62)의 컬렉터에는 직류저지용의 콘덴서(68, 69)를 거쳐서 1포트형 SAW공진자(9)를 접속한다.

Description

발진회로 및 발진방법
본 발명은 발진회로 및 발진방법에 관하여, 특히 무조정으로 높은 주파수의 신호를 발생할 수 있도록 한 발진회로 및 발진방법에 관한 것이다.
도 3은 종래의 발진회로의 구성예를 표시하고 있다. 이 예에 있어서는 NPN트랜지스터(3)의 에미터가 저항(4)을 거쳐서 접지되고 저항(4)에 병렬로 콘덴서(6)가 접속되어 있다. 또 NPN트랜지스터(3)의 베이스와 에미터 사이에 콘덴서(5)가 접속되어 있다. 소정의 전압원에 접속되어 있는 단자(10)와 접지간에는 저항(1)과 저항 (2)이 접속되어 있고, 그 저항(1)과 저항(2)의 접속점이 NPN트랜지스터(3)의 베이스에 접속되어 있다. 이들의 저항(1, 2, 4)은 각각 NPN트랜지스터(3)에 소정의 바이어스전압을 공급하는 것이다.
또 NPN트랜지스터(3)의 베이스에는 직류저지용의 콘덴서(7)를 거쳐서 1포트형 SAW(Surface Acoustic Wave)공진자(9)가 접속되어 있다. 또한 단자(10)는 콘덴서(8)를 거쳐서 접지되어 있다.
1포트형 SAW공진자(9)는 예를들면 도 4에 나타내는 바와같이 구성되어 있고, 그 등가회로는 도 5에 나타내는 바와같이 되어 있다.
즉 단자(T1)와(T2)의 사이에는 저항(21), 코일(22) 및 콘덴서(23)로 이루는 직렬회로와 콘덴서(24)와의 병렬회로가 접속되어 있다. 이 콘덴서(24)는 1포트형 SAW공진자(9)의 단자간 용량이다.
이 1포트형 SAW공진자(9)는 다음의 조건을 충족하였을때 실질적으로 인덕턴스로써 작용한다. 또한 L22, C23, C24, R21은 각각 코일(22)의 인덕턴스, 콘덴서(23)의 용량, 콘덴서(24)의 용량, 또는 저항(21)의 저항치를 표시하고 있다.
ωL22>1/(ωC23)=1/(ωC24)=R21
즉, 1포트형 SAW공진자(9)가, 상기 조건을 만족하여 실질적으로 인덕턴스(코일)로써 기능할때, 도 3의 회로는 소위 콜피츠발진회로를 구성하고 발진동작을 행한다.
또한 이 도 3에 나타내는 발진회로에 있어서는 도 4와 도 5에 나타내는 1포트형 SAW공진자(9)로 바꾸어서 후술하는 도 ７과 도 ８에 나타내는 2포트형 SAW공진자(43)를 이용하는 것도 가능하다.
도 6은 다른 종래의 발진회로의 구성예를 표시하고 있다. 이 예에 있어서는 증폭기(41)의 출력이 콘덴서(42)를 거쳐서 2포트형 SAW공진자(43)에 공급되어 있다.
또 2포트형 SAW공진자(43)의 출력은 콘덴서(44)를 거쳐서 증폭기(41)에 입력되어 있다.
증폭기(41)는 IC에 내장되어 있고 IC의 각 단자와 내장칩의 사이에 존재하는 본딩와이어 등의 인덕턴스성분이 코일(45)을 구성하고 있다.
2포트형 SAW공진자(43)는 예를들면 도 ７에 나타내는 바와같이 입출력을 위한 단자(T11, T12)와 접지용의 단자(T13)를 가지고 있다. 도 ８은 이 2포트형SAW공진자(43)의 등가회로를 표시하고 있다.
즉 단자(T11)는 저항(52), 코일(53) 및 콘덴서(54)를 거쳐서 등가트랜스(55)의 한편의 권선의 한편의 단자에 접속되어 있다. 등가트랜스(55)의 이 권선의 다른편의 단자는 단자(T13)에 접속되어 있다. 또 단자(T11)는 콘덴서(51)를 거쳐서 단자 (T13)에 접속되어 있다.
단자(T12)는 등가트랜스(55)의 다른편의 권선과, 콘덴서(56)의 병렬회로를 거쳐서 단자(T13)에 접속되어 있다.
이 2포트형 SAW공진자(43)는 실질적으로 지연위상회로로써 기능하고 주로 코일(53)과 등가트랜스(55)에 의해 0도와 1８0도의 지연위상의 신호의 선택이 가능하게 되어 있다.
따라서 증폭기(41)의 출력이 콘덴서(42)를 거쳐서 2포트형 SAW공진자(43)에 입력되고 위상이 0도 또는 1８0도 지연된 신호가 2포트형 SAW공진자(43)에서 콘덴서(44)를 거쳐서 증폭기(41)에 입력된다. 그 결과 이 회로가 발진하게 된다.
그렇지만 상기한 도 3에 나타내는 발진회로는 불평형동작을 행한다. 그 결과 발진신호의 누설(스퓨리어스)을 억제하기 위해 전원단자(10)를 콘덴서(８)에 의해 고주파적으로 접지하고 그 임피던스를 작게하여 회로를 안정시키도록 하지않으면 아니된다. 또 발진회로 전체를 엄중히 실드할 필요가 있었다. 또한 평형도가 나쁘기때문에 신호의 회입이 발생하고 온도변화, 경년변화 등에 영향되지 않고 일정한주파수의 신호를 안정하게 발생하는데는 조정조작이 불가결로 되는 과제가 있었다.
한편, 도 6에 나타내는 발진회로는 역시 불평형 동작을 행하기 위해 독립의 전원단자를 설치하고 고주파적 접지를 용이하게 한다든지 접지 인덕턴스에 의한 증폭율의 저하를 억제하기 위해 병렬접지단자를 증설한다든지 하는 등 IC의 소형화 집적화를 방해하는 요인에 대한 대책을 실시할 필요가 있었다. 그결과 예를들면 겨우 100MHz의 주파수의 신호밖에 발생시킬 수 없고, 그 이상의 높은 주파수의 신호를 온도변화, 시간의 흐름 등에 영향없이 안정하게 발생시키는 것이 곤란한 과제가 있었다.
본 발명은 이와같은 상황을 감안해서 이루어진 것이고, 보다 높은 주파수의 신호를 안정하게 발생할 수 있도록 하는 것이다.
도 1은 본 발명의 발진회로의 일실시예의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 발명의 발진회로의 다른 실시예의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 3은 종래의 발진회로의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 4는 1포트형 SAW공진자의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 4의 등가회로를 나타내는 회로도이다.
도 6은 종래의 발진회로의 다른 구성예를 나타내는 회로도이다.
도 7은 2포트형 SAW공진자의 구성을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7의 예의 등가회로를 나타내는 회로도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호설명
9. 1포트형 SAW공진자 41. 증폭기
43. 2포트형 SAW공진자 61,62. NPN트랜지스터
63. 정전류회로 64,65. 부하임피던스
66,67. 콘덴서 81,82. NPN트랜지스터
83,84. 콘덴서 85,86. 정전류회로
청구항 1에 기재의 발진회로는 서로 차동접속되고 차동증폭기를 구성하는 제 1바이폴라 트랜지스터 및 제 2바이폴라 트랜지스터와, 상기 제 1바이폴라 트랜지스터의 콜렉터와 제 2바이폴라 트랜지스터의 콜렉터의 사이에 제 1직류저지용 콘덴서와 제 2직류저지용 콘덴서를 통하여 접속된 2단자형의 공진자와, 상기 제 1바이폴라 트랜지스터의 콜렉터와 상기 제 2바이폴라 트랜지스터의 베이스의 사이에 접속되는 제 1귀환 콘덴서와, 상기 제 2바이폴라 트랜지스터의 콜렉터와 상기 제 1바이폴라 트랜지스터의 베이스의 사이에 접속되는 제 2귀환 콘덴서를 갖춘 것을 특징으로 한다.
청구항 2에 기재의 발진회로는 서로 차동접속되고 차동증폭기를 구성하는 제1바이폴라 트랜지스터 및 제 2바이폴라 트랜지스터와, 상기 제 1바이폴라 트랜지스터의 베이스와 제 2바이폴라 트랜지스터의 베이스의 사이에 제 1직류저지용 콘덴서와 제 2직류저지용 콘덴서를 통하여 접속된 2단자형의 공진자와, 상기 제 1바이폴라 트랜지스터의 에미터와 베이스의 사이에 접속되는 제 1귀환 콘덴서와, 상기 제 2바이폴라 트랜지스터의 에미터와 베이스의 사이에 접속되는 제 2귀환 콘덴서를 갖춘 것을 특징으로 한다.
청구항 3에 기재의 발진방법은 차동접속되고 차동증폭기를 구성하는 제 1바이폴라 트랜지스터의 콜렉터 및 제 2바이폴라 트랜지스터의 콜렉터의 사이에 2단자형의 공진자를 접속하여 발진동작을 시키고, 상기 제 1바이폴라 트랜지스터의 콜렉터에서의 출력을 상기 제 2바이폴라 트랜지스터의 베이스에 대하여 제 1콘덴서를 통하여 정귀환시키는 동시에, 상기 제 2바이폴라 트랜지스터의 콜렉터에서의 출력을 상기 제 1바이폴라 트랜지스터의 베이스에 대하여 제 2콘덴서를 통하여 정귀환시키는 것을 특징으로 한다.
청구항 4에 기재의 발진방법은 서로 차동접속되고 차동증폭기를 구성하는 제 1바이폴라 트랜지스터의 베이스 및 제 2바이폴라 트랜지스터의 베이스 사이에 2단자형의 공진자를 접속하여 발진동작을 시키고, 상기 제 1바이폴라 트랜지스터의 에미터에서의 출력을 상기 제 1바이폴라 트랜지스터의 베이스에 대하여 제 1콘덴서를 통하여 정귀환시키는 동시에, 상기 제 2바이폴라 트랜지스터의 에미터에서의 출력을 상기 제 2바이폴라 트랜지스터의 베이스에 대하여 제 2콘덴서를 통하여 정귀환시키는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 발진회로의 1실시예의 구성을 나타내는 회로도이다 이 실시예에 있어서는 바이폴러트랜지스터로서의 NPN트랜지스터(61와 62)가 그 에미터가 공통으로 접속되고 그 공통접속점이 정전류회로(63)를 거쳐서 접지되어 있다. NPN트랜지스터(61)의 컬렉터는 부하임피던스(64)를 거쳐서 전원단자(70)에 접속되고 또 NPN트랜지스터(62)의 컬렉터는 부하임피던스(65)를 거쳐서 전원단자(70)에 접속되어 있다. 즉, NPN트랜지스터(61)와 NPN트랜지스터(62)는 차동접속되고 차동증폭기를 구성하고 있다.
또, NPN트랜지스터(61)의 컬렉터는 콘덴서(67)을 거쳐서 NPN트랜지스터(62)의 베이스에 접속되고 NPN트랜지스터(62)의 컬렉터는 콘덴서(66)을 거쳐서 NPN트랜지스터(61)의 베이스에 접속되어 있다. 즉, 차동접속되어 있는 NPN트랜지스터(61)와 (62)의 한편의 출력은 다른편의 입력에 정귀환되도록 되어 있다. 콘덴서(66와 67)는 이를 위한 정귀환회로를 구성하고 있다.
또한 NPN트랜지스터(61와 62)의 컬렉터는 각각 직류저지용의 콘덴서(68와 69)를 거쳐서 1포트형 SAW공진자(9)의 단자(T1과 T2)에 접속되어 있다. 이 1포트형 SAW공진자(9)는 상술한 바와같이 도 4에 나타내는 바와같은 형상으로 되고 그 등가회로는 도 5에 나타내는 바와같이 되어 있다.
NPN트랜지스터(61)의 컬렉터의 출력은 콘덴서(67)를 거쳐서 NPN트랜지스터 (62)의 베이스에 정귀환 된다. 또, NPN트랜지스터(62)의 컬렉터 출력이 콘덴서(66)를 거쳐서 NPN트랜지스터(61)의 베이스에 정귀환 된다. 그 결과 이 발진회로는 실질적으로 1포트형 SAW공진자(9)의 콘덴서(24)와 코일(22)의 값(C24,와 L22)에 의해 규정되는 병렬공진모드로 발진한다.
NPN트랜지스터(61와 62)의 파라미터가 동등하고 부하임피던스(64와 65), 콘덴서(68과 69), 콘덴서(66과 67)의 값이 각각 동일하다고 하면(Z64=Z65, C68=C69, C66=C67), 이 발진회로는 완전평형상태가 된다. 완전 평형회로가 되기 위해 전원단자 (70), NPN트랜지스터(61, 62)의 에미터에 있어서는 역상진폭성분이 상쇄되고 그것들은 가상접지상태가 된다. 따라서 스퓨리어스 억제를 위한 고주파접지단자를 필요로 하지 않고 누설이 적은 발진회로를 실현할 수 있다.
또, 완전평형회로를 구성하고 있기 때문에 조정이 불필요하게 되고 온도변화 시간의 흐름에 불구하고 고정밀도로 안정한 발진동작을 행하게 할 수 있다.
예를 들면 디지털텔레비전 방송에 있어서의 제2중간주파신호는 480MHz의 높은 주파수인 것이 요구되고 또한 그 정밀도는 ±100KHz의 범위인 것이 요구되나 도 1의 실시예에 의하면 이 고주파의 신호를 요구되는 정도로 무조정으로 발생시키는 것이 가능하다.
1포트형 SAW공진자(9)에 대신하여 도 5에 나타내는 회로를 개개의 저항코일 및 콘덴서의 부품으로 구성하면 온도변화, 시간의 흐름 등에 의한 영향을 받고 고주파의 신호를 고정밀도로 발생시키는 것이 곤란하게 된다. 따라서 1포트형 SAW공진자를 이용하는 것이 필요하게 된다.
도 2는 본 발명의 발진회로의 제 2실시예의 구성을 나타내고 있다. 이 실시예에 있어서는 NPN트랜지스터(81)의 컬렉터가, 전원단자(91)에 접속되고 그 에미터는 정전류원(85)에 접속되어 있다. 또 NPN트랜지스터(82)의 컬렉터도 전원단자(91)에 접속되고 그 에미터는 정전류원(86)에 접속되어 있다. 또한 NPN트랜지스터(81과 82)의 에미터를 콘덴서(87)를 거쳐서 접속하는 것으로 이들의 트랜지스터에 의해 차동증폭기를 구성하고 있다.
또 이 실시예에 있어서는 NPN트랜지스터(81)의 에미터에서 출력된 신호를 콘덴서(83)를 거쳐서 NPN트랜지스터(81)의 베이스에 정귀환하고 NPN트랜지스터 (82)의 에미터에서 출력된 신호를 콘덴서(84)를 거쳐서 NPN트랜지스터(82)의 베이스에 정귀환하도록 되어 있다. 그리고 또 NPN트린지스터(81과 82)의 베이스사이에는 직류저지용의 콘덴서(88과 89)를 거쳐서 1포트형 SAW공진자(9)의 단자(T1과 T2)가 각각 접속되어 있다.
이 실시예에 있어서도 콘덴서(88과 89), 콘덴서(83과 84)의 용량이 각각 동일하고(C88=C89, C83=C84), 또 정전류원(85과 86) 및 NPN트랜지스터(81과 82)의 파라미터가 동일하게 되도록하면 완전 평형상태로 되고 NPN트랜지스터(81과 82)의 컬렉터에 발진진폭을 발생하지 않는다. 따라서 이 경우 도 2에 나타내는 바와같은 전원단자(91)를 접지하는 콘덴서(90)(도 3에 있어서의 콘덴서(8)와 동일하게 기능한다)는 불필요하게 된다.
이 실시예에 있어서도 차동증폭기와 1포트형 SAW공진자를 이용하므로써 또 각 소자를 대응하는 것으로 함으로써 완전평형조건이 설정되기 때문에 무조정으로높은 주파수의 신호를 고정밀도로 발생시키는 것이 가능하게 된다.
이들의 발진회로는 고주파IC에 내장하는 경우에 적합하고 있고 특히 전원이나 접지선에의 임피던스를 충분히 저하시킬 수 없는 경우에 있어서 고주파의 발진신호를 고정밀도로 또한 무조정으로 발생시키는 경우에 이용할 수 있다.
또한 상기 실시예에 있어서는 차동증폭기를 구성하는 능동소자로서 NPN트랜지스터를 이용하도록 하였으나 PNP트랜지스터 혹은 FET등을 이용하는 것도 가능하다.
이상 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나 본 발명은 상기한 주지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지의 개변이 가능하다.
이상과 같이 청구항 1에 기재의 발진회로 및 청구항 3에 기재의 발진방법에 의하면 차동증폭기의 출력을 입력으로 정귀환하고 한쌍의 능동소자 사이에 1포트형 SAW공진자를 접속하여 발진동작을 행하도록 하였으므로 온도변화, 시간의 흐름에 영향되지 않고 무조정으로 고정밀도의 높은 주파수의 신호를 발생시키는 것이 가능하게 된다. 따라서 디지털방송 위성의 제 2중간주파신호를 발생시키는 경우 등에 적용하는 것이 가능하게 된다.

Claims (4)

  1. 서로 차동접속된 차동중폭기를 구성하는 제 1의 바이폴라 트랜지스터 및 제 2의 바이폴라 트랜지스터와,
    상기 제 1의 바이폴라 트랜지스터의 컬렉터 및 제 2의 바이폴라 트랜지스터의 컬렉터의 사이에 제 1의 직류저지용 콘덴서와 제 2의 직류저지용 콘덴서를 통해 접속된 평형형의 2단자 SAW공진자와,
    상기 제 1의 바이폴라 트랜지스터의 컬렉터와 상기 제 2의 바이폴라 트랜지스터의 베이스 사이에 접속된 제 1의 귀환콘텐서와,
    상기 제 2의 바이폴라 트랜지스터의 컬렉터와 상기 제 1의 바이폴라 트랜지스터의 베이스 사이에 접속된 제 2의 귀환콘덴서를 구비한 평형형의 발진회로
  2. 서로 차동접속된 차동증폭기를 구성하는 제 1의 바이폴라 트랜지스터 및 제 2의 바이폴라 트랜지스터와,
    상기 제 1의 바이폴라 트랜지스터의 베이스 및 제 2의 바이폴라 트랜지스터의 베이스의 사이에 제 1의 직류저지용 콘덴서와 제 2의 직류저지용 콘덴서를 통해 접속된 평형형의 2단자 SAW공진자와,
    상기 제 1의 바이폴라 트랜지스터의 에미터와 베이스의 사이에 접속된 제 1의 귀환콘덴서와,
    상기 제 2의 바이폴라 트랜지스터의 에미터와 베이스 사이에 접속된 제 2의귀환콘덴서를 구비한 평형형의 발진회로.
  3. 서로 차동접속된 차동증폭기를 구성하는 제 1의 바이폴라 트랜지스터의 컬렉터 및 제 2의 바이폴라 트랜지스터의 컬렉터의 사이에 평형형의 2단자 SAW공진자를 접속하여 발진동작을 시키고, 상기 제 1의 바이폴라 트랜지스터의 컬렉터의 출력을, 상기 제 2의 바이폴라 트랜지스터의 베이스에 대해 제 1의 콘덴서를 통해 정귀환시키며, 상기 제 2의 바이폴라 트랜지스터의 컬렉터의 출력을, 상기 제 1의 바이폴라 트랜지스터의 베이스에 대해 제 2의 콘덴서를 통해 정귀환시키며, 평형상태에서 발진시키는 것을 특징으로 하는 발진방법.
  4. 서로 차동접속된 차동증폭기를 구성하는 제 1의 바이폴라 트랜지스터의 베이스 및 제 2의 바이폴라 트랜지스터의 베이스의 사이에 평형형의 2단자 SAW공진자를 접속하여 발진동작을 시키고, 상기 제 1의 바이폴라 트랜지스터의 에미터의 출력을, 상기 제 1의 바이폴라 트랜지스터의 베이스에 대해 제 1의 콘덴서를 통해 정귀환시키며, 상기 제 2의 바이폴라 트랜지스터의 에미터의 출력을, 상기 제 2의 바이폴라 트랜지스터의 베이스에 대해 제 2의 콘덴서를 통해 정귀환시키며, 평형상태에서 발진시키는 것을 특징으로 하는 발진방법.
KR1019960043585A 1995-10-06 1996-10-01 발진회로및발진방법 KR100450252B1 (ko)

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US (1) US5717363A (ko)
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