(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストリップラインまたはマイクロストリップラインから構成され一端が接地された共振器と、該共振器に接続され、制御電圧によって容量値が変化する可変容量ダイオードとを有する共振回路と、発振用の能動素子を有する発振回路と、を含む電圧制御発振器であって、
前記能動素子はトランジスタから構成され、前記トランジスタのエミッタには、前記トランジスタの電流出力端子の直流バイアスを規定するバイアス抵抗の一端が接続され、前記バイアス抵抗の他端にはコンデンサの一端が接続され、前記コンデンサの他端が接地されることにより、前記トランジスタのエミッタが前記バイアス抵抗および前記コンデンサを介して接地されるとともに、前記バイアス抵抗と前記コンデンサとの接続部が前記共振器を構成するストリップラインまたはマイクロストリップラインの途中と接続されることにより、前記トランジスタのエミッタが前記バイアス抵抗および前記共振器を介して接地されてなることを特徴とする電圧制御発振器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力電圧値により出力信号の周波数を制御する電圧制御発振器に関し、特に、Ｃ／Ｎ特性を向上させた電圧制御発振器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｃ／Ｎ特性を向上することを目的とした従来の電圧制御発振器として、特開平８−１４８９３３号公報に開示されたものがあり、それを、図３を用いて説明する。
【０００３】
電圧制御発振器は、たとえば、９００ＭＨｚ帯の移動体通信装置に用いられ、大略的には、コントロール端子Ｃと、出力端子Ｐと、コントロール端子Ｃに印加される制御電圧Ｖｃによって共振周波数が変化する共振回路１と、この共振回路１の共振周波数で発振周波数が決定される発振回路２と、この発振回路２から出力される信号を増幅するとともに、負荷変動によって発振回路２での発振周波数が変動するのを防止するためのバッファ回路３と、出力端子Ｐに接続される外部の回路（図示せず）との整合をとるとともに、高調波を抑制するための出力整合回路４とを備えて構成される。このような電圧制御発振器の各回路は、たとえば、回路パターンが印刷されているセラミックシートを複数枚積層して同時焼成して得られる多層回路基板上およびその内部に、後述する複数の電子部品機能を搭載することにより形成されている。
【０００４】
共振回路１は、カップリングコンデンサＣ１と、可変容量ダイオードＶＤと、共振用インダクタＬ１と、共振用コンデンサＣ２とを備える。コントロール端子Ｃに印加された制御電圧Ｖｃは、チョークコイルＬ２を介して可変容量ダイオードＶＤに与えられる。なお。コントロール端子Ｃは、高周波バイパスコンデンサＣ３によって高周波的に接地されている。
【０００５】
発振回路２は、能動素子としての発振用トランジスタＱ１と、バイアス抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３と、コルピッツ容量Ｃ４，Ｃ５と、高周波バイパスコンデンサＣ６と、バイアス抵抗Ｒ３に直列に接続されるストリップラインＳＬと、ストリップラインＳＬに並列に接続されるチップコンデンサＣｃとを備え、ストリップラインＳＬとチップコンデンサＣｃとにより並列共振回路を構成する。発振回路２は、カップリングコンデンサＣ７を介して共振回路１と接続されている。また、バイアス抵抗Ｒ３は、発振用トランジスタＱ１の電流出力端子としてのエミッタの直流バイアスを規定する。
【０００６】
バッファ回路３は、バッファ用トランジスタＱ２と、バイアス抵抗Ｒ４，Ｒ５を備える。バッファ回路３は、カップリングコンデンサＣ８を介して発振回路２と接続されている。
【０００７】
出力整合回路４は、チョークコイルＬ３と、カップリングコンデンサＣ１０と、高周波バイパスコンデンサＣ１１と、出力端子Ｐとを備える。
【０００８】
なお、発振用トランジスタＱ１およびバッファ用トランジスタＱ２に対し駆動用電源ＶＢを印加する駆動用電源端子Ｂは、高周波バイパスコンデンサＣ１２によって高周波的に接地されている。
【０００９】
そして、制御電圧Ｖｃの値に応じて共振回路１を構成している可変容量ダイオードＶＤの容量値を変化させることにより、共振回路１の共振周波数が変化し、その共振周波数で発振回路２が発振動作し、出力端子Ｐからその出力信号が出力される。
【００１０】
ところで共振回路１のＱは、共振回路１の負荷となる発振用トランジスタＱ１のエミッタのインピーダンスに最も大きな影響を受け、エミッタのインピーダンスが高いほど共振回路１のＱの劣化が少なくなり、電圧制御発振器のＣ／Ｎ特性が向上する。
【００１１】
そして、このように構成された電圧制御発振器では、ストリップラインＳＬとチップコンデンサＣｃとからなる並列共振回路において、ストリップラインＳＬのインダクタンス値やチップコンデンサＣｃの容量値をそれぞれ個別に変化させることにより、ストリップラインＳＬとチップコンデンサＣｃとの共振周波数を所定の周波数に合致させて、所定の周波数における発振用トランジスタＱ１のエミッタのインピーダンスを高くすることにより、電圧制御発振器のＣ／Ｎ特性を向上させるものである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の電圧制御発振器では、一般的に、共振回路１の共振用インダクタＬ１はストリップライン共振器から構成されている。よって、電圧制御発振器内に、共振用インダクタＬ１としてのストリップライン共振器と、発振回路２のストリップラインＳＬの、２つのストリップラインが存在することになる。
【００１３】
これらのストリップラインは、多層回路基板の回路パターンとして形成されるものであり、どちらのストリップラインも十分な特性を得るためには、ストリップラインとしてある程度の長さが必要となる。しかし、ストリップラインの長さを十分確保しようとすると、多層回路基板を大きくする必要があり、それに伴い、電圧制御発振器自体も大型化するため、市場の電圧制御発振器に対する小型化のニーズに対応することが困難であった。
【００１４】
また、電圧制御発振器を構成する１枚の多層回路基板内に、ストリップライン共振器とストリップラインＬ１が存在するため、ストリップライン同士の電気的結合が生じ、結果として共振系のＱを低下させてしまい、Ｃ／Ｎ特性が劣化していた。
【００１５】
したがって、本発明の目的は、上述の問題点を解消するためになされたもので、Ｃ／Ｎ特性を向上でき、かつ、小型化が可能な電圧制御発振器を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の電圧制御発振器においては、ストリップラインまたはマイクロストリップラインから構成され一端が接地された共振器と、該共振器に接続され、制御電圧によって容量値が変化する可変容量ダイオードとを有する共振回路と、発振用の能動素子を有する発振回路とを含む電圧制御発振器であって、能動素子は共振器を介して接地されている。
【００１７】
また、能動素子はトランジスタから構成され、トランジスタのエミッタには、トランジスタの電流出力端子の直流バイアスを規定するバイアス抵抗の一端が接続され、バイアス抵抗の他端にはコンデンサの一端が接続され、コンデンサの他端が接地されることにより、トランジスタのエミッタがバイアス抵抗およびコンデンサを介して接地されるとともに、バイアス抵抗とコンデンサとの接続部が共振器を構成するストリップラインまたはマイクロストリップラインの途中と接続されることにより、トランジスタのエミッタがバイアス抵抗および共振器を介して接地されてなることを特徴としている。
【００１９】
これにより、共振器としてのストリップラインが、従来の電圧制御発振器におけるトランジスタのエミッタ部に設けられていたストリップラインを兼ねて作用するため、ストリップラインの数が減少する。
【００２０】
また、共振器とコンデンサとで並列共振回路を構成するもので、ストリップラインのインダクタンス値やコンデンサの容量値を変化させることにより、Ｃ／Ｎ特性を向上することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
本発明の第１の実施の形態に係る電圧制御発振器を図１に示す。なお、図３に示した従来の電圧制御発振器と同様の構成箇所については同一番号を付し、その説明を省略する。
【００２３】
この電圧制御発振器では、従来の電圧制御発振器とは共振回路と発振回路の構成が異なるため、これらの回路について説明する。
【００２４】
共振回路１１は、カップリングコンデンサＣ１と、可変容量ダイオードＶＤと、ストリップラインからなる共振器Ｓとを備える。ここで、共振器Ｓの一端は接地されている。コントロール端子Ｃに印加された制御電圧Ｖｃは、チョークコイルＬ２を介して可変容量ダイオードＶＤに与えられる。なお。コントロール端子Ｃは、高周波バイパスコンデンサＣ３によって高周波的に接地されている。
【００２５】
発振回路１２は、能動素子としての発振用トランジスタＱ１と、バイアス抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３と、コルピッツ容量Ｃ４，Ｃ５と、高周波バイパスコンデンサＣ６と、一端がバイアス抵抗Ｒ３に直列に接続され他端が接地されるチップコンデンサＣｃとを備える。発振回路１２は、カップリングコンデンサＣ７を介して共振回路１１と接続されている。また、バイアス抵抗Ｒ３は、発振用トランジスタＱ１の電流出力端子としてのエミッタの直流バイアスを規定する。発振用トランジスタＱ１のエミッタは、バイアス抵抗Ｒ３とチップコンデンサＣｃとからなる直列回路を介して接地されている。
【００２６】
そして、発振回路１２のバイアス抵抗Ｒ３とチップコンデンサＣｃとの接続部が、共振回路１１内のストリップラインからなる共振器Ｓと接続線Ｌを介して接続されることにより、発振回路１２の発振用トランジスタＱ１のエミッタは、バイアス抵抗Ｒ３と共振器Ｓを介して接地されるもので、共振器ＳとチップコンデンサＣｃとにより並列共振回路が構成される。
【００２７】
このように構成された電圧制御発振器では、ストリップラインからなる共振器Ｓが、発振用トランジスタＱ１のエミッタに接合されたストリップラインとしても機能している。この共振器ＳとチップコンデンサＣｃとからなる並列共振回路は、電圧制御発振器が使用される周波数帯、たとえば、本発明の実施の形態では９００ＭＨｚ帯で交流的に開放になるように、ストリップラインの長さとチップコンデンサＣｃの容量値とが予め決定されて構成されるものである。
つまり、発振回路１２のストリップラインからなる共振器ＳのインダクタンスやチップコンデンサＣｃの容量をそれぞれ個別に変化させることにより、ストリップラインとチップコンデンサＣｃとからなる並列共振回路の共振周波数を９００ＭＨｚ帯に合致させて、９００ＭＨｚ帯における発振用トランジスタＱ１のエミッタのインピーダンスを高くすることにより、電圧制御発振器のＣ／Ｎ特性を向上させるものである。
【００２８】
このように構成された電圧制御発振器は、従来の電圧制御発振器と比較して、ストリップラインの数が減少するため、回路の簡略化が達成され、電圧制御発振器の小型化が達成される。
つまり、電圧制御発振器を構成する多層回路基板（図示せず）において、ストリップライン１本分、多層回路基板中の配線パターンを簡略化できるため、従来と比較して基板面積を縮小することが可能となる。
【００２９】
並列共振回路として機能するストリップラインの長さは、バイアス抵抗Ｒ３とチップコンデンサＣｃとの接続部から引き出される接続線Ｌの、ストリップラインからなる共振器Ｓに接続する位置で定められるものであり、その接続される位置は、電圧制御発振器が使用される周波数帯域やチップコンデンサＣｃの容量値によって決定される。
【００３０】
なお、上述の実施の形態では、共振器Ｓがストリップラインからなる場合について説明したが、共振器Ｓがマイクロストリップラインから構成されてもよく、その場合についても同様の作用を奏することはいうまでもない。
【００３１】
また、上述の実施の形態では能動素子として発振用トランジスタＱ１を用いたが、特にトランジスタに限定されるものではなく、たとえば、ＦＥＴを用いるようにしてもよく、用途に応じて適宜選択できるものである。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明による電圧制御発振器では、共振器としてのストリップラインが、従来の電圧制御発振器に設けられていた発振用のトランジスタのエミッタに接続されたストリップラインを兼ねて作用するため、ストリップラインの数が減少し、基板面積が縮小され、電圧制御発振器の小型化が達成される。
【００３３】
また、共振器とコンデンサとで並列共振回路を構成するもので、ストリップラインのインダクタンスやコンデンサの容量値を変化させることにより、Ｃ／Ｎ特性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る電圧制御発振器の構成を示す回路図である。
【図２】従来の電圧制御発振器の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１１  共振回路
１２  発振回路
Ｑ１  発振用トランジスタ
Ｒ３  バイアス抵抗
Ｓ  共振器
Ｃｃ  チップコンデンサ
【図１】
0003565245.tif 000002
【図２】
0003565245.tif 000003