1339014 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於振盪電路，尤有關於以預設頻率之信 號進行振盪的振盪電路。 【先前技術】 舉例而言，係將電壓控制型的振盪電路使用於光學讀 取笔路（optical pick-up)或鎖相迴路（phase locked loop, PLL)中’而一般係將其設定成可依據所施加之控制電壓而 改變振盪頻率，而以該振盪頻率之信號進行振盪輸出^於 習知技術中之電壓控制型振盪器的一例係為，將反相放大 為、第一充放電電路、第二充放電電路以迴路方式連接在 一起。在此構成中，從反相放大器輸出之反相電壓信號的 相位會在第一充放電電路和第二充放電電路階段式地延 遲’然後’再將第二充放電電路的輸出輸入至反相放大器。 由於環行一周後的反相電壓信號的相位會和當初之相位相 同，因此電壓控制振盪器能夠藉由重複以上之處理而持^ 振盈。此外，主要依據第一充放電電路和第_ 、 % % 1乐—充放電電路 中充放電電流的大小，而決定電壓控制振盪器的振盪步 率，並藉由具有大於充放電電流之電流值位準且控2 的控制電流，對充放電電流的大小進行控制（例如“易 利文獻1)。 ° ’麥照專 [專利文獻1 ] 曰本國特開平6 - 3 7 5 9 9號公報。 發明欲解決的問題 315893 5 寸339014 在習知技術中，由於即使充放電電流非常小，也藉由 才工制电机進行控制，因此藉由用於控制之電流值位準的安 定化，即使疋低振盪頻率也能夠安定地進行振盪。但另一 丫 喊叩。“向振盪頻率進行振盈，還必須進 行以下問題的研究。在以高振盪頻率之振i信號進行振 盪:並藉由場效應電晶體（FET:Fieldeffecttransist〇r) 將忒振盪k唬轉換成電流信號（以下將該ρΕΤ稱為「轉換用 FET二)的情況中’一般而言，會由於該轉換而容易產生振 盧信號的失真。此外，由於該失真而使得諧波成分達到高 階的情況時，電磁干擾（EMI : eiectromagnetic
interf eren⑻特性會有惡化的傾向。另外，在提高最終從 振盪電路輸出之振盈信號的振盈頻率，且加 传 之振幅的情況中，一般而言，電力消一 1〇處 电刀均耗會變兩。在將振盈 電路組入電池驅動之裝置的情況中，電力消耗最好能低一 低電力消耗，必須對電壓信號轉換成電流 k號的轉換效率進行改善。 另一方面’對將振I電路内建於大型積體電路⑽ urge-Scale Integrated Clrcu⑴等中而予以提供的^ ==而έ S 了獲致量產效果，較宜能夠將該⑶做 般生的使用。此外’將LSI組入裝置等中的裝置嫌 随㈣，則希望有能夠依據裝置之要求條件而可變μ 輸出信號之振幅大小’且能夠以低電力消耗運作的振‘ 路。為此目的，《電路需要針對所輪出之信㈣振中s 電力消耗等而有適當的特性。再者，在裳置廠商將二 315893 6 1339014
^小進行㈣而製造者，此外，其並以裝魏商可設定預 ，之振幅大小而組裝至預定裝置内為前提。本實施型態之 高頻振盈電路會以對應於所施加之控制電壓的振盈頻^之 振盧信號進行振盈。此外，藉由FET，將振盈信號之電壓 振幅放大至可切換後段之轉換用m的程度（以下，將用於 放大之FET稱為「放大用FETj )’然後，藉由轉換請τ a:放大後之振盪信號從電壓信號轉換成電流信號。特別 是，^本實施型態中，由於振盤信號之㈣和放大係根據 差動信號進行，因此能夠抵消信號的失真，而能夠降低信 號波形的失真成分。再者，由於轉換成電流後之振盪信號 的振幅：節’係對流入轉換用m中之驅動電流大小直接 進行調節’因此能夠改善轉換效率，降低電力消耗。
第1圖係顯示有關第1實施型態之高頻振盪電路 100°高頻振盈電路100係包括振逢信號產生電路1〇、差 動放大器12、轉換電路14、驅動電路16。此外，振盪信 號產生電路10係包括可變電流源20、帛i反相器22、第 2反相器24、第3反相器26、第4反相器28、電晶體Trl 至電晶體TV13,差動放大器12則包括定電流源3〇、電晶 a Trl4至％日日也Trig，轉換電路14則包括電晶體Tr2〇 至電晶體Tr27 ’驅動電路16則包括可變電流源32。此外 對於信號而言’係包括振盪器驅動電流2〇〇、第i產生振 盪m〇2、第2產生振I信號2〇4、第！放大振盈信號 206、第2放大振盈信號2〇8、第上電流振堡信號21〇、第 2電流振盪信號212、輸出電流振盪信號214、放大器驅動 315893 9 寸339014 電流216、轉換用驅動電流218。 振盪信號產生電路1 〇係產生作為振盪信號的第1產生 .振盪信號202和第2產生振盪信號204，而其係為差動信 號。可變電流源20則依據所施加之控制電壓而產生大小可 -變化的電流。由於電晶體Trl和電晶體Tr2係構成電流鏡 .(current mirror)電路，因此可產生與從可變電流源2〇 輸出之電流大小成比例的振盪器驅動電流2〇〇。 電晶體Tr3至電晶體Tr8係構成電流鏡電路，而電晶 •體Tr9至電晶體Trl 3也構成電流鏡電路。從該等電流鏡電 路產生、而與振盈益驅動電流2 〇 〇成比例之電流，係分別 流到以第1反相器22、第2反相器24、第3反相器26、 第4反相益28構成之差動輸出型環形振盪器。亦即，由於 振盪益驅動電流200變大的話，流入差動輸出型環形振盪 益的電流也變大，因此從差動輸出型環形振盪器輸出的第 1產生振盪信號202和第2產生振盪信號204的振盪頻率 鲁也會變大。於此，第i產生振盪信號2〇2和第2產生振盪 信號204係例如為，如正弦波般最大值和最小值以—定間 隔反覆出現，且其係互相構成差動信號。另外，也有將差 動信號稱為「平衡信號」’而另一方面，將接地等的定電位 作為基準之通常信號稱為「非平衡信號」的情況。 差動放大器12係分別差動放大第丨產生振盪信號2〇2 和第2產生振盪信號204，而輸出第}放大振盪信號 和第2放大振盪信號208。此外，實行差動放大的目的係 為了提升後述之電晶體Tr20或電晶體Tr21的驅動能力^ 315893 1339014 構成差動放大器12的雷晶+ n A — j电日日収丨rl4至電晶體Trl9,係藉由 定電流源產生之放大器驅動電流216而加以驅動，而將第 1產生振遺信！虎202和第2產生振篮信m分別施加至 電晶體Trl8和電晶體Trl9的閘極端子，並予以差動放大， 而輸出具有和S 1產生振盈信號2〇2或第2產生振盪信號 204相同波形的差動信號的第丨放大振盪信號2〇6或第^ 放大振盪信號208。此外，電晶體。14至電晶體“⑺係 相當於前述之放大用FET。 可變電流源32為了將第！放大振盪信號2〇6和第2 •放大振盪信號208的電壓轉換成電流，而產生用以驅動後 述之電晶體Tr20和電晶體TY21的轉換用驅動電流218。 此外，能夠從外部調節包含於可變電流源32中的可變電阻 值，而能夠調節轉換用驅動電流218的大小，其將於後文 中詳述。 轉換電路14,係將第1放大振盪信號206和第2放大振 盪佗唬208轉換成輸出電流振盪信號214，該輸出電流振 盛L號214係為；;及入電流（s丨nk curren t)和供應電流 (source Current)可交互切換之型式。以下，將輸出電流 振盪彳έ號214視為包含「汲入電流」和「供應電流」者。 電晶體Tr20係將施加至閘極端子之第！放大振盪信號2〇6 轉換成第1電流振盪信號21 〇。於此，由於電晶體Tr2〇係 為η通道型’因此第i放大振盪信號206值變大的話，第 1電流振盪信號21 〇的值會變得接近於轉換用驅動電流218 的值°電晶體Tr21係進行與電晶體Tr20相同的動作，而 315893 1339014 將第2放大振盪信號208轉換成第2電流振盪信號212。 ‘ 電晶體T r 2 2和電晶體T r 2 3係構成電流鏡電路’而轉 .換成與第1電流振盪信號21 0具有比例關係的第1輸出電 、士 /->- 〇么 I t /τΤ?» 〇 GtHl?〒·— Ο /4 *t._ ref?* QiU» — O C »、》 T7. /rp* 碎 ΙΗϊΛ /;Tl Ί a Wu u lfL, 7Γ ， 电日一日肢 i JL乙4： >ru电a日旭 1 I Δ ϋ 7 从汉电B曰旭 、T r 2 6和電晶體T r 2 7也分別構成電流鏡電路’而轉換成與 •第2電流振盪信號212具有比例關係的第2輸出電流信 號。再者，第1輸出電流信號和第2輸出電流信號藉由電 晶體Tr20和電晶體Tr21的切換，而形成前述之汲入電流 籲和供應電流可切換的輸出電流振盪信號214。 第2圖係顯示可變電流源32的構成。可變電流源32 係包括參考電壓源40、運算放大器42、可變電阻44、電 晶體Tr28至電晶體Tr30。此外，也包括作為信號的設定 信號220。 可變電阻44係為用以將預設定電壓轉換成電流的電 阻，並依據從外部輸入之設定信號220而調節其值。 ^ 參考電壓源40、運算放大器42、電晶體Tr28係使藉 由可變電阻44轉換之電流的值安定化。於此，為了藉由運 算放大器42而放大電晶體Tr28之閘極電壓，係將電晶體 Tr28使用於汲極電流特性的飽和區域中。 電晶體Tr29和電晶體Tr30係構成電流鏡電路，而輸 出轉換用驅動電流21 8。亦即，變更可變電阻44的值的話， 轉換用驅動電流218的值也會改變。 由上述構成之高頻振烫電路10 0的動作係如下述。提 高控制電壓的話，可變電流源20產生的振盪器驅動電流 12 315893 1339014 轉換電路54雖然將第1放大振盈信號206和第2放大· ^信號。208轉換成沒入電流與供應電流可切換的輸出電_ 1—叫入包日日體Tr20和電晶體Tr2l之轉 換用驅動電· 218的大小，由於係根據定電流源58，因此. 為固义’其中’該電晶體Tr20和電晶體Tr21係使用於將. 電壓仏號轉換成電流信號的轉換處理。 在第5圖中’為了調節輸出電流振遭信號214的振幅 大小，並非對將會流入電晶體忏20和電晶體Tr21之轉換# 用驅動電》218的大小直接進行㈣，而是根據從外部輸 7設定信號，對將會流人差動放大器5G之放大器驅動電 /爪21 6的大小進仃調節，而調節輸出電流振邊信m 4的 =巾田大小。精由以上之構成，由於能夠降低放大器驅動電 216之大小至必要程度’因此能夠將產生於差動放大器 5〇與驅動電路52的電源與接地間、且附加於第i放大振 羞信號206與第2放大振盈信號2〇8的雜音予以減低，而 能夠輸出雜音影響小的輸出電流振盪信號2 i 4。 鲁 一由以上構成的高頻振盪電路1〇〇的運作係如下述。提 高控制電壓的話’可變電流源2〇產生的振盪器驅動電流 2〇〇也會變大。由第丄反相器22至第4反相器以構成的 差動輸出型環形振盪杰，在振盪器驅動電流變大時，會輪 出更南頻率的第i產生振遺信號2〇2和第2產生振還信號 差動放大益50則會將第1產生振盪信號2〇2和第2 產生振盪信號204分別放大成具有足夠大振幅的第i放大 315893 $339014 振盪信號2 0 6和第2放大振盪信號2 0 8。 可變電流源56係使對應於外部設定之放大器驅動電 流216流入電晶體Trl8和電晶體Trl9，以滿足所需要之 差動放大器50的運作速度。電晶體Tr20和電晶體Tr21 係將第1放大振盪信號2 0 6和第2放大振盪信號2 0 8分別 轉換成第1電流振盪信號210和第2電流振盪信號212。 定電流源58係使轉換用驅動電流218流入電晶體Tr20和 電晶體Tr2卜電晶體Tr22至電晶體Tr27則將第i電流振 盪信號210和第2電流振盪信號212值分別予以轉換，然 後再藉由電晶體Tr20和電晶體Tr21的切替，而形成輸出 電流振盪信號214。 〇藉由本實施型態的話，由於係根據差動信號進行振 L唬：產生以及放大’因此能夠減低信號的失真成分。 外方机入差動放大器的驅動電流變小的話 雜音影響較小㈣流信號。 差^實施刮雜 實施型態係對採用第i或第2實施 振h路m是LSI的構成進行說明。 之同
第6(a)圖係顯示，有關第3實施型能之 1〇0的適用例中’光學讀取電路300的構成。盧電' 路300係、包括高頻振盪電路⑽、半導體；^讀取； 視為用光電二極體(ph〇t〇di : J 302、J 則。光學讀取電路係在光碟裝置先電二極體 寅訊記錄播放裝置_， ’、 5疋光磁碟裝置等< 置t #其為記錄媒體之碟片進行信
IS 315893 1339014 讀出或寫入。 半導體雷射晶片302係依據後述之從高頻振虚電路 100供給的電流，而射出雷射光束。高頻振蘯電路1〇〇則 減以後述之來自自動功率控制⑽，Aut⑽atlc P〇wer =::=表達的控制信號，流信號供 為光點而照射至未::::二3 0 2射出之雷射光束做 • 文光用光電二極體308係將及射伞姑 然後再將該電流信號轉換成電壓信號。監視哭m。 卿Q ΓΜ # 視》。用光電—極 月丑304知、將半導體雷射晶 轉換成f-" L 之雷射光束的-部份 轉換成電^虎。此外，於此，雷射光束 雷射半導體晶片302從不存 口IM刀仏拓， 光。 子在先予件310側所射出的雷射 APC電路306係根據監視器用 _ 的電流信號，而輸出控制信 :；電：04所：出 ，體雷射晶片3〇2射出的雷射光束== 率輸出’亦即，進行半導體雷射晶片 _ =力 控制。於此，係因為以下 ）口才又（ieedbacl〇 雖然必須使從光4¾ e + ，、有APC電路306。 π 1定攸尤學頊取電路3〇〇 於預設位準，但是因為 =電U號位準保持 光束的功率會有個體差田，二射θ曰片302所輸出之雷射 曰乃丨u収產丹，同時，合田 反應，因此，如果僅對半曰“度變化敏感地 牛冷胆田射日曰片302進行相同的控 I9 315893 1339014 制，則雷射光束之功率益、、木& & + 力丰無法保持固疋’亦即，無法將電壓 “號的輸出位準保持固定。 -—另一方面，高頻振盪電路100如第1實施型態或第2 .實施型態之記載，由於能夠增加輸出電流振i信號2U沾 .·振幅’因此半導體雷射晶片302能夠安定地射出雷射光〜 -束。 第6⑻圖係顯示’有關第3實施型態之高頻振盡電路 100的適用例中’頻率轉換電路33Q的構成。頻率轉換帝 •路33(M系包括高頻振i電路1〇〇、乘算電路322、帶通淚弘 态（BPF，Bandpass Filter)324、放大器 326。頻率轉換電 路330係於通信裝置中’將應當送信的信號轉換成用於傳 运的信號。更具體而言，在無線送信裝置中，將應當送庐 的基頻#唬或者業已對該基頻信號進行頻率轉換的中間頻 率k號予以轉換頻率成無線頻率信號。 信號產生部320係將應當送信之信號以基頻信號產 _生’而將該基頻信號轉換頻率成中間頻率。 咼頻振盪電路100則輸入對應於使用於送信之無線頻 率的電壓，而輸出無線頻率信號。 ’' 乘异電路322係藉由無線頻率信號，進行中間頻率俨 號的頻率轉換。再者，BPF324藉由頻率轉換而減少業已^ 生之諧波的影響。 * 放大為326為了將BPF324的輸出信號送信至無線傳攝 路徑中’而將其放大至預設電力。 、 於此’高頻振盪電路1 〇〇如第1實施型態或第 ^ 315893 20 1339014 型悲的§己載，由於即使斜料古 於設定的高值電流信號：因: = = :也能夠輸出對應 地輸出無線頻率信號。㈣㈣電路挪能夠安定 1 〇〇的、乂 )圖：』不’有關第3實施型態之高頻振盪電路 =相例中，鎖相迴路（PLL)34G的構成。似3 二 =盈電路100、相位比較器350、迴路遽波 filter)352、分頻器 354。 八=比較器350會對從外部輸入之基準計時信號與從 二，員為354輸入之參考計時信號的相位以及頻率進行比 較，而輸出比例於其差值的直流信號。迴路遽波器脱則 移除輸入信號之高頻成分’而輸出控制電壓。高頻振盪電 路100則會輸出對應於輸入控制電壓之頻率的計時作號。 :此，係輸出具有基準計時信號之頻率之N倍頻率；二夺 #唬。所輸出之計時信號會在分頻器354中被分頻成卫/ N，然後當作參考計時信號輸入相位比較器35〇。 藉由本貫施型態的話，可調節輸出電流信號的振幅， 而能夠將可減少信號失真成分之高頻振盪電路應用於夂 裝置和LSI中。 以上業已根據貫施型悲說明本發明。熟知本項技藝者 應當能理解，該等實施型態僅係為例示者’其各構成素或 各處理程序之组合係可能具有各種變型例，且該等變型例 仍應屬於本發明的範缚中。 在第1實施型態以及第2實施型態中，係藉由單—之 差動放大器分別構成差動放大器丨2和差動放大器5〇。但 315893 21 «39014 是’本發明非僅限於此，例如，也可由複數之差動放大器 ， 構成該等差動放大器。藉由此變型例的話，則能夠再增加 -第1放大振盪信號206和第2放大振盪信號208的振幅。 亦即 > 只要所設置之差動放大器數目能夠對應從差動放大 •器12還有差動放大器50輸出之第1放大振盪信號206和 '-第2放大振盪信號208的需求值即可。 - 在第1實施型態中’驅動電路16係依據從外部輸入之 設定信號220 ’而可改變大小地將應流入轉換電路丨4中之 •轉換用驅動電流218予以輸出。在第2實施型態中，驅動 電路52係依據從外部輸入之設定信號22〇,而可改變大小 地將應流入差動放大器50中的放大器驅動電流216予以輸 出。但是，本發明非僅限於此，例如，也可以是組合兩者 的形式。在該情況中，驅動電路16會依據從外部輸入之設 定信號220，而可改變大小地將應流入轉換電路丨$中之轉 換用驅動電& 218 ^以輸出，並且，驅動電路52會依據從 _外部輸人之設定㈣22G，而可改變大小地將應流入差動 ，大器50中的放大器驅動電流216予以輸出。亦即，只要 是能夠設定成滿足所需求之高頻振遺電路1〇〇依據本=形 例可做更詳細的設定。輸出電流振盪信號214的振幅大/ 小、失真成分、電力消耗即可。 1明效果 藉由本發明’能夠將振盪信號之振幅予以可變 且能夠改善波形的失真特性。 月』 【圖式簡單說明】 315893 22 U39014 第1圖係為顯示有關第 圖式； 實施型態之高頻振盪電路的 f 2圖如為顯不第1圖之可變電流源之構成的圖式； 馬頻 盡電 第3圖ίτ、為顯不第丨圖之高頻振盪電路之比較對象的 振盪電路之構成的圖式； 第4(a)及(b)圖係為顯示第（圖以及第3圖之高頻振 路之輸出波形的圖式； 第 圖式； 圖係為顯 示有關第2實施型態之高頻振盪電路的 顯示有關第3實施型態之高頻振 12 差動放大器 16 驅動電路 22 第1反相器 26 第3反相器 30 定電流源 40 參考電壓源 44 可變電阻 52 驅動電路 56 可變電流源 100 南頻振盈電路 112 緩衝器 120 可變電流源 第6(a)至（c)圖係為 盪電路之適用例的圖式。 【主要元件符號說明】 10 振盪信號產生電路 14 轉換電路 20 可變電流源 24 第2反相器 28 第4反相器 32 可變電流源 42 運算放大器 50 差動放大器 54 轉換電路 58 定電流源 110 振盪信號產生電路 114 轉換電路 315893 »39014 122 第1反相器 124 第2反相器 126 第3反相器 128 第4反相器 130 第5反相器 132 第1電阻 134 第2電阻 136 第3電阻 • 138 第4電阻 140、 142可變電流源 -150 高頻振盪電路 200 振盪器驅動電流 202 第1產生振盪信號 204 第2產生振盪信號 206 第1放大振盪信號 208 第2放大振盪信號 i 210 第1電流振盪信號 212 第2電流振盪信號 214 輸出電流振盪信號 216 放大器驅動電流 218 轉換用驅動電流 300 光學讀取電路 302 半導體雷射晶片 304 監視器用光電二極體 306 自動功率控制電路 308 受光用光電二極體 310 光學件 320 信號產生部 322 乘算器 324 帶通濾波器 _ 326 放大器 330 頻率轉換電路 340 鎖相迴路 350 相位比較器 352 迴路濾波器 354 分頻器 Trl 至 Tr30 、 Tr50 至 Tr78 電晶體 24 315893