(57)【要約】【課題】  位相雑音特性を改善すると共に周波数可変幅を広くすることができる低雑音電圧制御発振器を提供する。【解決手段】  振動素子とコンデンサ２がトランジスタ１のコレクタＣとエミッタＥとの間に直列に接続され、コレクタＣとエミッタＥとの間にコンデンサ３，４が直列に接続され、コンデンサ３，４の間の電位がトランジスタ１のベースＢに印加され、コレクタＣとコンデンサ４との間に１ポート回路６が設けられ、コンデンサ３，４に並列に補正用コンデンサ５を接続し、１ポート回路６が、容量を小さく設定できる可変キャパシタと、インダクタンスの値を大きく設定できるインダクタとを備えてインピーダンスの値を比較的大きく設定する同調回路である低雑音電圧制御発振器である。【選択図】        図１
2010074727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振周波数を発振させる振動素子と、前記発振周波数を維持し、負性抵抗を得るトランジスタとを有し、周波数可変幅を備える電圧制御発振回路であって、
容量が前記トランジスタのコレクタとエミッタとの間に直列に接続され、
前記コレクタと前記エミッタとの間に第１の容量と第２の容量が直列に接続され、
前記第１の容量と前記第２の容量との間の電位が前記トランジスタのベースに印加され、
前記コレクタと前記第１の容量との間に１ポート回路が設けられ、
前記直列接続の第１の容量と第２の容量とに並列に補正用の容量を接続し、
前記１ポート回路が、容量を小さく設定できる可変キャパシタと、インダクタンスの値を大きく設定できるインダクタとを備え、インピーダンスの値を大きくする同調回路であることを特徴とする低雑音電圧制御発振器。
【請求項２】
１ポート回路が、コレクタ側の端子と第１の容量側の端子との間に、制御電圧によって容量を可変にする可変キャパシタとインダクタとを並列接続した構成の直接結合単同調回路を設けたことを特徴とする請求項１記載の低雑音電圧制御発振器。
【請求項３】
１ポート回路が、コレクタ側の端子と第１の容量側の端子との間に第１のインダクタを接続し、前記第１のインダクタに誘導結合する第２のインダクタと制御電圧によって容量を可変にする可変キャパシタとを並列接続した構成の誘導結合単同調回路を設けたことを特徴とする請求項１記載の低雑音電圧制御発振器。
【請求項４】
１ポート回路が、コレクタ側の端子と第１の容量側の端子との間に第１のインダクタを接続し、前記第１のインダクタに誘導結合する第２のインダクタと制御電圧によって容量を可変にする第１の可変キャパシタとを並列接続した第１の回路と、前記第１のインダクタに誘導結合する第３のインダクタと制御電圧によって容量を可変にする第２の可変キャパシタとを並列接続した第２の回路とを有する誘導結合複同調回路を設けたことを特徴とする請求項１記載の低雑音電圧制御発振器。
【請求項５】
第１の回路と第２の回路とを、直列接続の第１のキャパシタと第２のキャパシタで接続した構成の複合結合複同調回路を設けたことを特徴とする請求項４記載の低雑音電圧制御発振器。
【請求項６】
１ポート回路が、インダクタとしてレッヘル線又はマイクロストリップ線路等を用い、水晶サブストレート、透明石英ガラス又は単結晶サファイアを用いたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の低雑音電圧制御発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広い周波数可変幅を備える低雑音電圧制御発振器に係り、特に、同調帯域上で位相雑音特性を改善できる低雑音電圧制御発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マルチチャネル・マルチアクセス無線通信方式は、周波数安定度の観点からＰＬＬ（Phase Locked Loop：位相ロックド・ループ）周波数シンセサイザが広く適用されている。
出力周波数は、基準発振周波数に同期して比較的容易に高い安定度が得られる帰還発振器等が広く用いられている。
帰還発振器としては、小型で且つ低消費電力の電圧制御発振器（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator）が広く知られている。
【０００３】
［従来の電圧制御発振器：図８］
従来の電圧制御発振器について図８を参照しながら説明する。図８は、従来の電圧制御発振器の構成図である。
従来の電圧制御発振器は、図８に示すように、３端子トランジスタ１と、当該トランジスタ１のコレクタＣとエミッタＥとの間に設けられたコンデンサ（Ｃ2 ）２と、トランジスタ１のベースＢとエミッタＥとの間に設けられたコンデンサ（Ｃ3 ）３と、トランジスタ１のコレクタＣとベースＢとの間に設けられたコンデンサ（Ｃ4 ）４と、更にトランジスタ１のコレクタＣとコンデンサ（Ｃ4 ）４との間には１ポート回路６′が設けられている。
【０００４】
１ポート回路６′は、可変同調回路であって、インダクタンスＬが比較的に小さく、リアクタンスＣが比較的に大きいものとなっているため、インピーダンスＺ（＝√（Ｌ／Ｃ））が小さいものとなっている。
【０００５】
［帰還発振器の原理：図９］
次ぎに、図８に示した従来の電圧制御発振器をコルピッツ型の帰還発振器の原理図で表したのが図９である。図９は、帰還発振器の原理図である。
帰還発振器の原理は、図９に示すように、トランジスタ１のコレクタＣとエミッタＥとの間にはキャパシタ（Ｃ性）を備え、トランジスタ１のベースＢとエミッタＥとの間にもキャパシタ（Ｃ性）を備え、トランジスタ１のコレクタＣとベースＢとの間にはインダクタ（Ｌ性）を備える構成となっている。
【０００６】
近年、無線伝送方式器材は情報量の増大と高速化が加速度的に進捗したため、無線周波数帯はＳＨＦ（Super High Frequency）帯以上の周波数帯へと拡張され、且つ周波数有効利用の観点から、多相多値化へと進展し、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying：直交位相変移変調）、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation：直交振幅変調）、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭ、１０２４ＱＡＭ等の実用化が定着しつつある。
【０００７】
特に、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）等の各種変復調方式では、変調精度を維持するＥＶＭ（Error Vector Magnitude：変調精度）特性を満たす信号源の高純度化が益々強く要求され、従来にない低位相雑音特性が求められている。
【０００８】
周知のとおり、高純度化ＶＣＯは、発振器を構成する共振器（レゾネータ）の実効負荷ＱＬを上昇させるため、低雑音トランジスタ、若しくは、低いコーナ周波数と低混変調積を有するトランジスタを適用した低位相雑音ＶＣＯが求められている。
【０００９】
これらの特性は、比較的狭い可変周波数幅、例えば、数％以下のＶＣＯでは、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave：弾性表面波）共振子や高誘電体半同軸共振器の適用が一般的であるが、ＳＡＷ共振子の可変周波数は、容量比が大きく一般的に１％以上の可変幅を得るのは困難である。
【００１０】
一方、誘電体共振器は、比較的高いＱを有することが知られ、広く高純度ＶＣＯのレゾネータに適用されているが、高誘電体半同軸共振器（ＣＡＶＩＴＹ）は、比較的高い比誘電率（Ｅｒ）の作用で電気長が短縮され、小型化されるが同時に特性インピーダンスＺｏが１／√Ｅｒと低下するため、一般的な「Ｌ固定Ｃ可変」のＶＣＯでは可変幅が小さく抑えられ、Ｑ劣化が避けられない。
【００１１】
一般に周波数可変幅上昇の観点から、原理的に特性インピーダンスＺｏ＝√（Ｌ/Ｃ）の高い設定が望まれるが、ＶＣＯの周波数可変幅と低位相雑音特性はトレードオフの関係にあることが広く知られている。
【００１２】
尚、関連する先行技術として、特開２００７−１５９１１４号公報［出願人：シナジーマイクロウェーブコーポレーション］（特許文献１）、特開平０５−２１１４０９号公報［出願人：三菱電機株式会社］（特許文献２）、特開２００４−３０４６６７８号公報［出願人：東洋通信機株式会社］（特許文献３）がある。
【００１３】
特許文献１には、同調帯域上で比較的低く均一な位相ノイズを維持しながら、マルチオクターブ帯域周波数選択性を有する圧電制御発振器が示されている。
具体的には、圧電制御発振器は、バイポーラトランジスタのベースとコレクタ間に調整可能な容量性素子を介してマルチモード結合共振器を結合し、当該トランジスタのコレクタに直列に遅波結合共振器及び進行波結合共振器を結合したものである。
【００１４】
特許文献２には、位相雑音が低く、同調範囲を広くする電圧制御発振器が示されている。
具体的には、バイポーラトランジスタなどの発振器に２つの同調回路を装荷した圧電制御発振器であり、同調回路は、並列共振回路に発振周波数近傍で概略９０度の電気長を有する線路を介し、バラクタダイオードとインダクタとからなる直列回路とを接続したものである。
【００１５】
特許文献３には、発振用トランジスタのベース入力を安定化して電源変動の影響を小さくして発振周波数を安定化した圧電発振器が示されている。
具体気には、圧電発振器は、発振用増幅トランジスタのエミッタと接地間に挿入された抵抗と容量の並列回路と、圧電発振器の出力信号を増幅するＦＥＴを備え、発振用増幅トランジスタのコレクタより容量を介してＦＥＴのゲートに接続し、ＦＥＴのソースを、抵抗を介して接地し、ＦＥＴのソース電位を発振用増幅トランジスタのベースに印加する構成である。
【００１６】
【特許文献１】特開２００７−１５９１１４号公報
【特許文献２】特開平０５−２１１４０９号公報
【特許文献３】特開２００４−３０４６６７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上記従来の圧電制御発振器では、１ポート回路は設けられているものの、単なる可変同調回路に過ぎず、その可変同調器を構成する誘電体共振器における誘電率は、例えば、適用周波数帯により異なるが、比較的高く、１０〜９０程度であることから、特性インピーダンスＺｏは０．１〜０．３倍に低下し、Ｚｏ及び等価インダクタは大幅に縮小され、容量Ｃの可変によるＱＬの低下は著しいものがあり、比較的広い周波数可変幅の電圧制御発振器において高純度化を達成することは困難であるという問題点があった。
【００１８】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、位相雑音特性を改善すると共に周波数可変幅を広くすることができる低雑音電圧制御発振器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、発振周波数を発振させる振動素子と、発振周波数を維持し、負性抵抗を得るトランジスタとを有し、周波数可変幅を備える低雑音電圧制御発振回路であって、容量がトランジスタのコレクタとエミッタとの間に直列に接続され、コレクタとエミッタとの間に第１の容量と第２の容量が直列に接続され、第１の容量と第２の容量との間の電位がトランジスタのベースに印加され、コレクタと第１の容量との間に１ポート回路が設けられ、直列接続の第１の容量と第２の容量とに並列に補正用の容量を接続し、１ポート回路が、容量を小さく設定できる可変キャパシタと、インダクタンスの値を大きく設定できるインダクタとを備え、インピーダンスの値を大きくする同調回路であることを特徴とする。
【００２０】
本発明は、上記低雑音電圧制御発振器において、１ポート回路が、コレクタ側の端子と第１の容量側の端子との間に、制御電圧によって容量を可変にする可変キャパシタとインダクタとを並列接続した構成の直接結合単同調回路を設けたことを特徴とする。
【００２１】
本発明は、上記低雑音電圧制御発振器において、１ポート回路が、コレクタ側の端子と第１の容量側の端子との間に第１のインダクタを接続し、第１のインダクタに誘導結合する第２のインダクタと制御電圧によって容量を可変にする可変キャパシタとを並列接続した構成の誘導結合単同調回路を設けたことを特徴とする。
【００２２】
本発明は、上記低雑音電圧制御発振器において、１ポート回路が、コレクタ側の端子と第１の容量側の端子との間に第１のインダクタを接続し、第１のインダクタに誘導結合する第２のインダクタと制御電圧によって容量を可変にする第１の可変キャパシタとを並列接続した第１の回路と、第１のインダクタに誘導結合する第３のインダクタと制御電圧によって容量を可変にする第２の可変キャパシタとを並列接続した第２の回路とを有する誘導結合複同調回路を設けたことを特徴とする。
【００２３】
本発明は、上記低雑音電圧制御発振器において、第１の回路と第２の回路とを、直列接続の第１のキャパシタと第２のキャパシタで接続した構成の複合結合複同調回路を設けたことを特徴とする。
【００２４】
本発明は、上記低雑音電圧制御発振器において、１ポート回路が、インダクタとしてレッヘル線又はマイクロストリップ線路等を用い、水晶サブストレート、透明石英ガラス又は単結晶サファイアを用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、周波数可変幅を備える低雑音電圧制御発振回路であって、振動素子と、容量がトランジスタのコレクタとエミッタとの間に直列に接続され、コレクタとエミッタとの間に第１の容量と第２の容量が直列に接続され、第１の容量と第２の容量との間の電位がトランジスタのベースに印加され、コレクタと第１の容量との間に１ポート回路が設けられ、直列接続の第１の容量と第２の容量とに並列に補正用の容量を接続し、１ポート回路が、容量を小さく設定できる可変キャパシタと、インダクタンスの値を大きく設定できるインダクタとを備え、インピーダンスの値を大きくする同調回路としているので、位相雑音特性を改善すると共に周波数可変幅を広くすることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る低雑音電圧制御発振器は、振動素子と、容量がトランジスタのコレクタとエミッタとの間に直列に接続され、コレクタとエミッタとの間に第１の容量と第２の容量が直列に接続され、第１の容量と第２の容量との間の電位がトランジスタ１のベースに印加され、コレクタと第１の容量との間に１ポート回路が設けられ、直列接続の第１の容量と第２の容量とに並列に補正用の容量を接続し、そして、１ポート回路が、容量を小さく設定できる可変キャパシタと、インダクタンスの値を大きく設定できるインダクタとを備え、インピーダンスの値を大きくする同調回路としているので、位相雑音特性を改善すると共に周波数可変幅を広くし、低消費電力で小型化できるものである。
【００２７】
［電圧制御発振器：図１］
本発明の実施の形態に係る低雑音電圧制御発振器について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る低雑音電圧制御発振器の構成図である。
本発明の実施の形態において、図では受動素子であるコンデンサ若しくは可変容量ダイオードのキャパシタ、コイルのインダクタを示している。
【００２８】
尚、請求項における振動素子と、容量は、実施の形態ではコンデンサ２に、第１の容量はコンデンサ４に、第２の容量はコンデンサ３に、補正用の容量は補正用コンデンサ５に、第１のインダクタはインダクタ６１３に、第２のインダクタはインダクタ６１２に、第３のインダクタはインダクタ６１４に、第１の可変キャパシタは可変キャパシタ６１１に、第２の可変キャパシタは可変キャパシタ６１５に、第１のキャパシタはキャパシタ６１６に、第２のキャパシタはキャパシタ６１７に相当している。
【００２９】
本発明の実施の形態に係る低雑音電圧制御発振器（本発振器）は、図１に示すように、３端子トランジスタ１と、当該トランジスタ１のコレクタＣとエミッタＥとの間に設けられたコンデンサ（Ｃ2 ）２と、トランジスタ１のベースＢとエミッタＥとの間に設けられたコンデンサ（Ｃ3 ）３と、トランジスタ１のコレクタＣとベースＢとの間に設けられたコンデンサ（Ｃ4 ）４と、更にトランジスタ１のコレクタＣとコンデンサ（Ｃ4 ）４との間には１ポート回路６が設けられ、直列接続のコンデンサ３とコンデンサ４に補正用コンデンサ（Ｃ5 ）５が並列接続されている。
【００３０】
ここで、図８に示した従来の電圧制御発振器の構成に比べて、本回路では、１ポート回路６がインダクタンスＬを大きくしてキャパシタンスＣを小さくする構成としてインピーダンスＺoを大きくし、周波数可変としても位相雑音を低減できるものとなっている。
１ポート回路６の具体的構成については後述する。
【００３１】
また、本回路では、帰還量を補正するために補正用コンデンサ５が設けられている。この補正用コンデンサ５は、以下に説明する１ポート回路６の同調器を設置した場合に、帰還量を補正するために、１ポート回路６の特性に応じて設定されるものである。補正用コンデンサ５の設置により、本発振回路全体を安定化させている。
【００３２】
次に、１ポート回路６の同調器について図２〜５を参照しながら説明する。同調器としては、図２に示す直接結合単同調回路、図３に示す誘導結合単同調回路、図４に示す誘導結合複同調回路、図５に示す複合結合複同調回路がある。
【００３３】
［直接結合単同調回路：図２］
直接結合単同調回路について具体的に図２を参照しながら説明する。図２は、直接結合単同調回路の一例を示す回路図である。
図２に示す１ポート回路としての直接結合単同調回路は、直接結合された単同調回路であり、可変容量ダイオードの可変キャパシタ（Ｃ６１）６１と、コイルのインダクタ（Ｌ６２）６２とから構成され、可変キャパシタ６１は、制御電圧端子Ｍ６１に加えられる制御電圧に従って変化する。制御電圧は、外部から印加される。
【００３４】
図２におけるポート回路６の端子Ｂ′と端子Ｃは、それぞれ図１の端子Ｂ′と端子Ｃに接続されている。
図２の構成で、インダクタンスＬを大きくし、キャパシタンスＣを小さくできので、Ｑを高くできるものとなっている。
【００３５】
［誘導結合単同調回路：図３］
誘導結合単同調回路について具体的に図３を参照しながら説明する。図３は、誘導結合単同調回路の一例を示す回路図である。
図３に示す１ポート回路としての誘導結合単同調回路は、誘導結合された単同調回路であり、可変容量ダイオードの可変キャパシタ（Ｃ６１１）６１１と、その可変キャパシタ６１１に並列接続のコイルのインダクタ（Ｌ６１２）６１２と、インダクタ６１２と誘導結合（Ｍ）されたコイルのインダクタ（Ｌ６１３）６１３とから構成されている。尚、可変容量ダイオードのアノード側が接地されている。
【００３６】
可変キャパシタ６１１は、制御電圧端子Ｍ６１１に加えられる制御電圧に従って変化する。制御電圧は、外部から印加される。
インダクタ６１３は、誘導結合（Ｍ）によってインダクタ６１２へエネルギーを伝達する。
図３における１ポート回路６の端子Ｂ′と端子Ｃは、それぞれ図１の端子Ｂ′と端子Ｃに接続されている。
【００３７】
図３の構成で、キャパシタＣ６１１を小さくすると共に、誘導結合によりインダクタＬ６１３から伝達されるエネルギーによってインダクタＬ６１２を大きくできるので、１ポート回路６におけるインピーダンスＺoを大きくでき、Ｑを高くすることができる。
【００３８】
［誘導結合複同調回路：図４］
誘導結合複同調回路について具体的に図４を参照しながら説明する。図４は、誘導結合複同調回路の一例を示す回路図である。
図４に示す１ポート回路としての誘導結合複同調回路は、誘導結合された複同調回路であり、可変容量ダイオードの可変キャパシタ（Ｃ６１１）６１１と、その可変キャパシタ６１１に並列接続のコイルのインダクタ（Ｌ６１２）６１２とを有する第１の同調回路と、可変容量ダイオードの可変キャパシタ（Ｃ６１５）６１５と、その可変キャパシタ６１５に並列接続のコイルのインダクタ（Ｌ６１４）６１４とを有する第２の同調回路と、インダクタ６１２及びインダクタ６１４の双方に誘導結合（Ｍ）されるコイルのインダクタ（Ｌ６１３）６１３とから構成されている。尚、各同調回路における可変容量ダイオードのアノード側が接地されている。
【００３９】
可変キャパシタ６１１は、制御電圧端子Ｍ６１１に加えられる制御電圧に従って変化し、可変キャパシタ６１５は、制御電圧端子Ｍ６１５に加えられる制御電圧に従って変化する。制御電圧は、外部から印加される。
インダクタ６１３は、誘導結合（Ｍ）によってインダクタ６１２及びインダクタ６１４へエネルギーを伝達する。
図４における１ポート回路６の端子Ｂ′と端子Ｃは、それぞれ図１の端子Ｂ′と端子Ｃに接続されている。
【００４０】
図４の構成で、キャパシタＣ６１１を小さくすると共に、誘導結合によりインダクタＬ６１３から伝達されるエネルギーによってインダクタＬ６１２，Ｌ６１４を大きくできるので、１ポート回路６におけるインピーダンスＺoを大きくでき、Ｑを高くすることができる。
【００４１】
［複合結合複同調回路：図５］
複合結合複同調回路について具体的に図５を参照しながら説明する。図５は、複合結合複同調回路の一例を示す回路図である。
図５に示す１ポート回路としての複合結合複同調回路は、誘導結合された複合結合の複同調回路であり、可変容量ダイオードの可変キャパシタ（Ｃ６１１）６１１と、その可変キャパシタ６１１に並列接続のコイルのインダクタ（Ｌ６１２）６１２とを有する第１の同調回路と、可変容量ダイオードの可変キャパシタ（Ｃ６１５）６１５と、その可変キャパシタ６１５に並列接続のコイルのインダクタ（Ｌ６１４）６１４とを有する第２の同調回路と、インダクタ６１２及びインダクタ６１４の双方に誘導結合（Ｍ）されるコイルのインダクタ（Ｌ６１３）６１３と、各同調回路における可変容量ダイオードのカソード側同士を接続する線上に設けられた２つのコンデンサのキャパシタ（Ｃ６１６，Ｃ６１７）６１６，６１７とから構成されている。尚、各同調回路における可変容量ダイオードのアノード側が接地されている。
【００４２】
可変キャパシタ６１１は、制御電圧端子Ｍ６１１に加えられる制御電圧に従って変化し、可変キャパシタ６１５は、制御電圧端子Ｍ６１５に加えられる制御電圧に従って変化する。制御電圧は、外部から印加される。
インダクタ６１３は、誘導結合（Ｍ）によってインダクタ６１２及びインダクタ６１４へエネルギーを伝達する。
図５における１ポート回路６の端子Ｂ′と端子Ｃは、それぞれ図１の端子Ｂ′と端子Ｃに接続されている。
【００４３】
図５の構成で、キャパシタＣ６１１を小さくすると共に、誘導結合によりインダクタＬ６１３から伝達されるエネルギーによってインダクタＬ６１２，Ｌ６１４を大きくできるので、１ポート回路６におけるインピーダンスＺoを大きくでき、Ｑを高くすることができる。
【００４４】
また、第１の同調回路と第２の同調回路とをキャパシタ６１６，６１７で容量結合させ、誘導結合と併せて複合結合を可能としている。
【００４５】
［制御電圧−可変周波数特性：図６］
次に、従来の同調回路（同調器）、図２の直接結合単同調回路（直接結合単同調器）、図３の誘導結合単同調回路（誘導結合単同調器）、図４の誘導結合複同調回路（誘導結合複同調器）の制御電圧−可変周波数特性について図６を参照しながら説明する。図６は、制御電圧−可変周波数特性を示す図である。
【００４６】
図６に示すように、直接結合単同調器、誘導結合単同調器及び誘導結合複同調器の制御電圧−可変周波数特性は、ほぼ同様となるよう調整可能であるが、従来の同調器ではインピーダンスが高く取れないことから、可変幅が小さい。
【００４７】
［位相雑音特性：図７］
次に、従来の同調回路（同調器）、図２の直接結合単同調回路（直接結合単同調器）、図３の誘導結合単同調回路（誘導結合単同調器）、図４の誘導結合複同調回路（誘導結合複同調器）の位相雑音特性について図７を参照しながら説明する。図７は、位相雑音特性を示す図である。
【００４８】
図７に示すように、離調周波数［Ｈｚ］に対する位相雑音［ｄＢｃ／Ｈｚ］は、従来の同調器、直接結合単同調器、誘導結合単同調器、誘導結合複同調器の順に良好な値を示している。特に、従来の同調器に対して誘導結合単同調器、誘導結合複同調器は良好な位相雑音特性を実現している。
【００４９】
上述した同調回路は、インピーダンスＺｏ＝√（Ｌ／Ｃ）を高く維持するため、インダクタとして、誘電率の比較的小さいレッヘル線やマイクロストリップ線路等で構成され、周波数可変幅を極力拡大している。
更に、インダクタとして、誘電率が比較的に小さい、水晶サブストレート、透明石英ガラス又は単結晶サファイア等を適用し、共振回路全体のインピーダンスを高め、高いＱ値を実現している。
【００５０】
［実施の形態の効果］
以上詳細に説明したように本発振器によれば、シミュレーション特性例に示すとおり比較的高い実効ＱＬを得る共振器を構成でき、可変幅を比較的広くすることが可能であり、位相雑音特性を改善することができる効果がある。
【００５１】
また、本発振器によれば、図２〜５の同調回路の構成とすることで、可変キャパシタを制御電圧で可変にすると共にインダクタンスＬを大きくすることが可能となり、低消費電力で、回路を小型化できる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、位相雑音特性を改善すると共に周波数可変幅を広くすることができる低雑音電圧制御発振器に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態に係る低雑音電圧制御発振器の構成図である。
【図２】直接結合単同調回路の一例を示す回路図である。
【図３】誘導結合単同調回路の一例を示す回路図である。
【図４】誘導結合複同調回路の一例を示す回路図である。
【図５】複合結合複同調回路の一例を示す回路図である。
【図６】制御電圧−可変周波数特性を示す図である。
【図７】位相雑音特性を示す図である。
【図８】従来の電圧制御発振器の構成図である。
【図９】帰還発振器の原理図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…３端子トランジスタ、  ２…コンデンサ（Ｃ2 ）、  ３…コンデンサ（Ｃ3 ）、  ４…コンデンサ（Ｃ4 ）、  ５…補正用コンデンサ（Ｃ5 ）、  ６…１ポート回路、  ６１…可変キャパシタ（Ｃ６１）、  ６２…インダクタ（Ｌ６２）、  ６１１…可変キャパシタ（Ｃ６１１）、  ６１２…インダクタ（Ｌ６１２）、  ６１３…インダクタ（Ｌ６１３）、  ６１４…インダクタ（Ｌ６１４）、  ６１５…可変キャパシタ（Ｃ６１５）、  ６１６…キャパシタ（Ｃ６１６）、  ６１７…キャパシタ（Ｃ６１７）
【図１】
2010074727.tif 000003
【図２】
2010074727.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年7月3日(2009.7.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
発振周波数を発振させる振動素子と、前記発振周波数を維持し、負性抵抗を得るトランジスタとを有し、周波数可変幅を備える電圧制御発振回路であって、
前記トランジスタのコレクタとエミッタとの間に第１の容量と第２の容量が直列に接続され、
前記直列接続の第１の容量と第２の容量とに並列に、前記コレクタと前記エミッタとの間に第３の容量が直列に接続され、
前記第１の容量と前記第２の容量との間の電位が前記トランジスタのベースに印加され、
前記コレクタと前記第１の容量との間に１ポート回路が設けられ、
前記直列接続の第１の容量と第２の容量とに並列に補正用の容量を接続し、
前記１ポート回路が、容量を小さく設定できる可変キャパシタと、インダクタンスの値を大きく設定できるインダクタとを備え、インピーダンスの値を大きくする同調回路であることを特徴とする低雑音電圧制御発振器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
尚、関連する先行技術として、特開２００７−１５９１１４号公報［出願人：シナジーマイクロウェーブコーポレーション］（特許文献１）、特開平０５−２１１４０９号公報［出願人：三菱電機株式会社］（特許文献２）、特開２００４−３０４６６７号公報［出願人：東洋通信機株式会社］（特許文献３）がある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
【特許文献１】特開２００７−１５９１１４号公報
【特許文献２】特開平０５−２１１４０９号公報
【特許文献３】特開２００４−３０４６６７号公報
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、発振周波数を発振させる振動素子と、発振周波数を維持し、負性抵抗を得るトランジスタとを有し、周波数可変幅を備える電圧制御発振回路であって、トランジスタのコレクタとエミッタとの間に第１の容量と第２の容量が直列に接続され、直列接続の第１の容量と第２の容量とに並列に、コレクタとエミッタとの間に第３の容量が直列に接続され、第１の容量と第２の容量との間の電位がトランジスタのベースに印加され、コレクタと第１の容量との間に１ポート回路が設けられ、直列接続の第１の容量と第２の容量とに並列に補正用の容量を接続し、１ポート回路が、容量を小さく設定できる可変キャパシタと、インダクタンスの値を大きく設定できるインダクタとを備え、インピーダンスの値を大きくする同調回路であることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本発明によれば、周波数可変幅を備える低雑音電圧制御発振回路であって、振動素子と、トランジスタのコレクタとエミッタとの間に第１の容量と第２の容量が直列に接続され、直列接続の第１の容量と第２の容量とに並列に、コレクタとエミッタとの間に第３の容量が直列に接続され、第１の容量と第２の容量との間の電位がトランジスタのベースに印加され、コレクタと第１の容量との間に１ポート回路が設けられ、直列接続の第１の容量と第２の容量とに並列に補正用の容量を接続し、１ポート回路が、容量を小さく設定できる可変キャパシタと、インダクタンスの値を大きく設定できるインダクタとを備え、インピーダンスの値を大きくする同調回路としているので、位相雑音特性を改善すると共に周波数可変幅を広くすることができる効果がある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
尚、請求項における振動素子と、第３の容量は、実施の形態ではコンデンサ２に、第１の容量はコンデンサ４に、第２の容量はコンデンサ３に、補正用の容量は補正用コンデンサ５に、第１のインダクタはインダクタ６１３に、第２のインダクタはインダクタ６１２に、第３のインダクタはインダクタ６１４に、第１の可変キャパシタは可変キャパシタ６１１に、第２の可変キャパシタは可変キャパシタ６１５に、第１のキャパシタはキャパシタ６１６に、第２のキャパシタはキャパシタ６１７に相当している。