(57)【要約】【課題】部品点数を削減し、かつ、高周波数帯の発振信号を切り替える。【解決手段】発振回路１は、エミッタ接地トランジスタ２と、エミッタ接地トランジスタ２のコレクタに接続された第１ベース接地トランジスタ３１及び第２ベース接地トランジスタ４１と、エミッタ接地トランジスタ２のベースと第１ベース接地トランジスタ３１のコレクタとの間に設けられた第１振動子３２と、エミッタ接地トランジスタ２のベースと第２ベース接地トランジスタ４１のコレクタとの間に設けられた第２振動子４２と、第１ベース接地トランジスタ３１が出力する第１出力信号と第２ベース接地トランジスタ４１が出力する第２出力信号とを切り替える切替器５と、を備える。【選択図】図１
2014171200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エミッタ接地トランジスタと、
前記エミッタ接地トランジスタのコレクタに接続された第１ベース接地トランジスタ及び第２ベース接地トランジスタと、
前記エミッタ接地トランジスタのベースと前記第１ベース接地トランジスタのコレクタとの間に設けられた第１振動子と、
前記エミッタ接地トランジスタのベースと前記第２ベース接地トランジスタのコレクタとの間に設けられた第２振動子と、
前記第１ベース接地トランジスタが出力する第１出力信号と前記第２ベース接地トランジスタが出力する第２出力信号とを切り替える切替部と、
を備える発振回路。
【請求項２】
前記第１ベース接地トランジスタのコレクタとグランドとの間に設けられた第１キャパシタと、
前記第２ベース接地トランジスタのコレクタとグランドとの間に設けられた第２キャパシタと、
前記エミッタ接地トランジスタのベースとグランドとの間に設けられた第３キャパシタと、
をさらに備える請求項１に記載の発振回路。
【請求項３】
前記切替部は、
前記第１出力信号を入力する第１端子と、
前記第２出力信号を入力する第２端子と、
前記第１出力信号と前記第２出力信号のうちのいずれか一方を出力する第３端子と、
を備え、
前記発振回路は、
前記エミッタ接地トランジスタのベースとグランドとの間に設けられた第３キャパシタと、
前記第３端子とグランドとの間に設けられた第４キャパシタと、
をさらに備える請求項１に記載の発振回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振周波数を切り替え可能な発振回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、水晶振動子を含む発振回路を備え、発振周波数を切り替え可能な発振器が知られている。（例えば、特許文献１及び特許文献２を参照）。図３は、従来の発振器２００の構成例を示す図である。発振器２００は、第１周波数信号を出力する第１発振器２０１と、第２周波数信号を出力する第２発振器２０２と、第１発振器２０１及び第２発振器２０２のいずれかに電源供給を行う第１切替器２０３と、第１周波数信号及び第２周波数信号のいずれかの出力を選択する第２切替器２０４と、選択された周波数信号を増幅する増幅器２０５とを備える。発振器２００は、このような構成を備えることにより、発振周波数を切り替えることができる。
【０００３】
図４は、従来の発振器３００の構成例を示す図である。発振器３００は、第１水晶振動子３０１と、第２水晶振動子３０２と、第１ダイオード３０３と、第２ダイオード３０４と、キャパシタ３０５と、キャパシタ３０６と、トランジスタ３０７と、スイッチ３０８とを備える。発振器３００は、第１水晶振動子３０１、第１ダイオード３０３、キャパシタ３０５、キャパシタ３０６、及びトランジスタ３０７により第１共振回路を形成し、第２水晶振動子３０２、第２ダイオード３０４、キャパシタ３０５、キャパシタ３０６、及びトランジスタ３０７により第２共通回路を形成する。そして、発振器３００は、スイッチ３０８により第１共振回路及び第２共振回路のいずれかに電源供給を行うことにより、発振周波数を切り替えることができる。
【０００４】
発振器３００は、第１水晶振動子３０１とトランジスタ３０７との間に第１ダイオード３０３が設けられ、第２水晶振動子３０２とトランジスタ３０７との間に第２ダイオード３０４が設けられている。このため、発振器３００は、第１共振回路によって発振する場合に第２水晶振動子３０２に電力が供給されるのを防止するとともに、第２共振回路によって発振する場合に第１水晶振動子３０１に電力が供給されるのを防止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−６１３０号公報
【特許文献２】特開２００２−３５９５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のとおり、従来の発振器２００又は発振器３００によって、発振信号の周波数を切り替えることはできる。しかし、発振器２００においては、同一の回路構成を有する第１発振器２０１と第２発振器２０２とが必要なので、部品点数が多い。このため、発振器２００は、小型化が困難であるという問題がある。
【０００７】
他方、発振器３００は、第１水晶振動子３０１と第２水晶振動子３０２とがトランジスタ３０７を共用することで、発振器２００に比べて部品点数が少ない。しかし、発振器３００においては、発振ループ内に第１ダイオード３０３又は第２ダイオード３０４が設けられている。したがって、これらのダイオードにおける抵抗成分と浮遊容量とにより低域通過フィルタが構成されるので、高周波帯において発振余裕度が低下するという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、部品点数を削減し、かつ、高周波数帯の発振信号を切り替えることができる発振回路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】
【０００９】
本発明の第１の態様においては、エミッタ接地トランジスタと、前記エミッタ接地トランジスタのコレクタに接続された第１ベース接地トランジスタ及び第２ベース接地トランジスタと、前記エミッタ接地トランジスタのベースと前記第１ベース接地トランジスタのコレクタとの間に設けられた第１振動子と、前記エミッタ接地トランジスタのベースと前記第２ベース接地トランジスタのコレクタとの間に設けられた第２振動子と、前記第１ベース接地トランジスタが出力する第１出力信号と前記第２ベース接地トランジスタが出力する第２出力信号とを切り替える切替部と、を備える発振回路を提供する。
【００１０】
上記の発振回路は、前記第１ベース接地トランジスタのコレクタとグランドとの間に設けられた第１キャパシタと、前記第２ベース接地トランジスタのコレクタとグランドとの間に設けられた第２キャパシタと、前記エミッタ接地トランジスタのベースとグランドとの間に設けられた第３キャパシタと、をさらに備えてもよい。
【００１１】
上記の発振回路では、前記切替部は、前記第１出力信号を入力する第１端子と、前記第２出力信号を入力する第２端子と、前記第１出力信号と前記第２出力信号のうちのいずれか一方を出力する第３端子と、を備え、前記発振回路は、前記エミッタ接地トランジスタのベースとグランドとの間に設けられた第３キャパシタと、前記第３端子とグランドとの間に設けられた第４キャパシタとをさらに備えてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る水晶発振器によれば、部品点数を削減し、かつ、高周波数帯の発振信号を切り替えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態の発振回路の構成例を示す図である。
【図２】第２の実施形態の発振回路の構成例を示す図である。
【図３】従来の発振器の構成例を示す図である。
【図４】従来の発振器の他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１の実施形態＞
［発振回路１の回路構成］
図１は、第１の実施形態の発振回路１の構成例を示す図である。
発振回路１は、エミッタ接地トランジスタ２と、第１回路３と、第２回路４と、切替部としての切替器５と、第３キャパシタ６と、抵抗７と、キャパシタ８と、キャパシタ９とを備える。
【００１５】
エミッタ接地トランジスタ２のベース及びコレクタには、第１回路３及び第２回路４が接続されている。エミッタ接地トランジスタ２と第１回路３とは、第１の共振回路を形成する。エミッタ接地トランジスタ２と第２回路４とは、第２の共振回路を形成する。エミッタ接地トランジスタ２のベースとグランドとの間には、第１の共振回路と第２の共振回路とで共用される第３キャパシタ６が設けられている。
【００１６】
第１回路３は、第１ベース接地トランジスタ３１と、第１振動子３２と、第１キャパシタ３３とを備える。第１ベース接地トランジスタ３１のエミッタは、エミッタ接地トランジスタ２のコレクタに接続されている。第１ベース接地トランジスタ３１のコレクタは、切替器５と、第１振動子３２と、第１キャパシタ３３とに接続されている。
【００１７】
第１振動子３２は、例えば、水晶振動子である。第１振動子３２は、エミッタ接地トランジスタ２のベースと、第１ベース接地トランジスタ３１のコレクタとの間に設けられている。第１キャパシタ３３は、第１ベース接地トランジスタ３１のコレクタとグランドとの間に設けられている。
【００１８】
第１振動子３２、エミッタ接地トランジスタ２、第１ベース接地トランジスタ３１、第１キャパシタ３３及び第３キャパシタ６は、第１の共振回路を形成し、第１周波数の第１出力信号を切替器５に出力する。なお、第１振動子３２と、エミッタ接地トランジスタ２のベースとの間に、バイアス抵抗や、第１振動子３２を高次周波数で発振させるための同調回路を設けてもよい。
【００１９】
第２回路４は、第２ベース接地トランジスタ４１と、第２振動子４２と、第２キャパシタ４３とを備える。第２ベース接地トランジスタ４１のエミッタは、エミッタ接地トランジスタ２のコレクタに接続されている。第２ベース接地トランジスタ４１のコレクタは、切替器５と、第２振動子４２と、第２キャパシタ４３とに接続されている。
【００２０】
第２振動子４２は、例えば、水晶振動子である。第２振動子４２の発振周波数と、第１振動子３２の発振周波数との差は、例えば約１０ＭＨｚである。第２振動子４２は、エミッタ接地トランジスタ２のベースと、第２ベース接地トランジスタ４１のコレクタとの間に設けられている。
第２キャパシタ４３は、第２ベース接地トランジスタ４１のコレクタとグランドとの間に設けられている。
【００２１】
第２振動子４２、エミッタ接地トランジスタ２、第２ベース接地トランジスタ４１、第２キャパシタ４３及び第３キャパシタ６は、第２の共振回路を形成し、第１周波数と異なる第２周波数の第１出力信号を切替器５に出力する。なお、第２振動子４２と、エミッタ接地トランジスタ２のベースとの間に、バイアス抵抗、第２振動子４２を高次周波数で発振させるための同調回路を設けてもよい。
【００２２】
切替器５は、例えば、アナログスイッチにより構成されている。切替器５は、第１出力信号を入力する第１端子５１と、第２出力信号を入力する第２端子５２と、第１出力信号と第２出力信号のうちいずれか一方を出力する第３端子５３とを備える。
【００２３】
第１端子５１は、第１ベース接地トランジスタ３１のコレクタ、第１振動子３２、及び第１キャパシタ３３と接続されている。第２端子５２は、第２ベース接地トランジスタ４１のコレクタ、第２振動子４２、及び第２キャパシタ４３と接続されている。第３端子５３は、抵抗７及びキャパシタ９に接続されている。切替器５は、第１ベース接地トランジスタ３１が出力する第１出力信号と、第２ベース接地トランジスタ４１が出力する第２出力信号とを切り替えて、第３端子５３から出力する。
【００２４】
抵抗７は、電源電圧Ｖｃｃの入力端子と、信号Ｖｏを出力する出力端子との間に設けられており、バイアス抵抗として機能する。キャパシタ８は、電源電圧Ｖｃｃとグランドとの間に設けられており、直流電源Ｖｃｃの電圧変動を抑制する。キャパシタ９は、切替器５の第３端子５３と、出力端子との間に設けられており、直流電圧をカットする。
【００２５】
［発振回路１の動作］
続いて、発振回路１の動作について説明する。
発振回路１は、切替器５において第１端子５１と第３端子５３とが電気的に接続することにより、第１の共振回路を形成する。第１振動子３２、エミッタ接地トランジスタ２及び第１ベース接地トランジスタ３１に電力が供給されると、第１の共振回路は、第１周波数で発振して第１出力信号を第３端子５３に出力する。この場合、第２振動子４２及び第２ベース接地トランジスタ４１には電流が流れない。
【００２６】
また、発振回路１は、切替器５において第２端子５２と第３端子５３とが電気的に接続することにより、第２の共振回路を形成する。エミッタ接地トランジスタ２及び第２ベース接地トランジスタ４１に電力が供給されると、第２の共振回路は、第２周波数で発振した第２出力信号を第３端子５３に出力する。この場合、第１振動子３２及び第１ベース接地トランジスタ３１には電流が流れない。
【００２７】
［第１の実施形態の効果］
以上、第１の実施形態によれば、発振回路１は、エミッタ接地トランジスタ２と、エミッタ接地トランジスタ２のコレクタに接続された第１ベース接地トランジスタ３１及び第２ベース接地トランジスタ４１と、エミッタ接地トランジスタ２のベースと第１ベース接地トランジスタ３１のコレクタとの間に設けられた第１振動子３２と、エミッタ接地トランジスタ２のベースと第２ベース接地トランジスタ４１のコレクタとの間に設けられた第２振動子４２と、第１ベース接地トランジスタ３１が出力する第１出力信号と第２ベース接地トランジスタ４１が出力する第２出力信号とを切り替える切替器５と、を備える。
【００２８】
これにより、発振回路１は、部品点数を削減し、かつ、高周波数帯の発振信号を切り替えることができる。また、発振回路１では、エミッタ接地トランジスタ２と第１ベース接地トランジスタ３１とがカスコード接続されているとともに、エミッタ接地トランジスタ２と第２ベース接地トランジスタ４１とがカスコード接続されている。このため、発振回路１は、エミッタ接地トランジスタ２のベース−コレクタ間の寄生容量によるミラー効果を抑制して、高周波帯における発振余裕度を十分に確保することができる。
【００２９】
また、発振回路１は、第１ベース接地トランジスタ３１のコレクタとグランドとの間に設けられた第１キャパシタ３３と、第２ベース接地トランジスタ４１のコレクタとグランドとの間に設けられた第２キャパシタ４３と、エミッタ接地トランジスタ２のベースとグランドとの間に設けられた第３キャパシタ６とを備えることにより、第１回路３とエミッタ接地トランジスタ２とを含む第１の共振回路、及び第２回路４とエミッタ接地トランジスタ２とを含む第２の共振回路のそれぞれの発振周波数を調整することができる。
【００３０】
＜第２の実施形態＞
続いて、第２の実施形態について説明する。
図２は、第２の実施形態の発振回路１の構成例を示す図である。
第２の実施形態の発振回路１は、第１の実施形態の第１キャパシタ３３と第２キャパシタ４３との代わりに、第４キャパシタ１０を備える点で第１の実施形態と異なる。
【００３１】
第２の実施形態において、第４キャパシタ１０は、切替器５とグランドとの間に設けられている。切替器５の第３端子５３が第１端子５１と接続された状態において、第４キャパシタ１０は、第１回路３及びエミッタ接地トランジスタ２を含む第１の共振回路の周波数を決定するキャパシタとして機能する。切替器５の第３端子５３が第２端子５２と接続された状態において、第４キャパシタ１０は、第２回路４及びエミッタ接地トランジスタ２を含む第２の共振回路の周波数を調整するキャパシタとして機能する。第２の実施形態の発振回路１によれば、第１の実施形態と同様に２つの発振周波数を切り替えることができるとともに、部品点数をさらに削減することができる。
【００３２】
第４キャパシタ１０は、電圧に応じて容量が変化する可変容量素子であってもよい。第４キャパシタ１０が可変容量素子である場合、可変容量素子に印加する電圧を変化させることで、第１振動子３２の共振周波数と第２振動子４２の共振周波数との差が大きい場合であっても、発振回路１を、それぞれの共振周波数で発振させることができる。例えば、発振回路１は、切替器５を切り替える切替制御信号を取得するとともに、第４キャパシタ１０の容量を制御する容量制御信号を切替制御信号に同期して取得することで、共振周波数を切り替えることができる。
【００３３】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。例えば、上記の実施形態においては、第１回路３及び第２回路４を設けて２つの異なる周波数を発振できるようにしたが、これに限らない。
【００３４】
また、発振回路１に、第１回路３及び第２回路４と同様の構成を有する回路をさらに設けるとともに、これらの回路の出力のいずれかに切り替え可能な切替部を設けて、３つ以上の異なる発振周波数を切り替えるようにしてもよい。
【００３５】
また、上記の説明において、エミッタ接地トランジスタ２、第１ベース接地トランジスタ３１及び第２ベース接地トランジスタ４１がバイポーラトランジスタであるものとして説明したが、これらのトランジスタは電界効果トランジスタであってもよい。すなわち、本発明におけるベース、エミッタ及びコレクタとの記載は、それぞれ電界効果トランジスタのゲート、ソース及びドレインを含む。例えば、本発明におけるエミッタ接地トランジスタとの記載はソース接地トランジスタを含み、ベース接地トランジスタとの記載はゲート接地トランジスタを含む。
【符号の説明】
【００３６】
１・・・発振回路、２・・・エミッタ接地トランジスタ、３・・・第１回路、４・・・第２回路、５・・・切替器、６・・・第３キャパシタ、７・・・抵抗、８・・・第４キャパシタ、９・・・第５キャパシタ、１０・・・第４キャパシタ、３１・・・第１ベース接地トランジスタ、３２・・・第１振動子、３３・・・第１キャパシタ、４１・・・第２ベース接地トランジスタ、４２・・・第２振動子、４３・・・第２キャパシタ、２００、３００・・・従来の発振器、２０１・・・第１発振器、２０２・・・第２発振器、２０３・・・第１切替器、２０４・・・第２切替器、２０５・・・増幅器、３０１・・・第１水晶振動子、３０２・・・第２水晶振動子、３０３・・・第１ダイオード、３０４・・・第２ダイオード、３０５・・・キャパシタ、３０６・・・キャパシタ、３０７・・・トランジスタ、３０８・・・スイッチ
【図１】
2014171200.tif 000003
【図２】
2014171200.tif 000004
【図３】
2014171200.tif 000005
【図４】
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