(57)【要約】【課題】  ノイズ発生が少なく、かつ低消費電力の発振器を提供する。【解決手段】  交差接続した第１および第２のトランジスタを共振回路に接続した第１の発振回路と、交差接続した第３および第４のトランジスタを共振回路に接続した第２の発振回路とを備え、上記第１のトランジスタのコレクタ端子と第４のトランジスタのベース端子との間に連結用コンデンサおよび連結用抵抗が直列に接続され、上記第２のトランジスタのコレクタ端子と第３のトランジスタのベース端子との間に連結用コンデンサおよび連結用抵抗が直列に接続され、上記第３のトランジスタのコレクタ端子と第１のトランジスタのベース端子との間に連結用コンデンサおよび連結用抵抗が直列に接続され、上記第４のトランジスタのコレクタ端子と第２のトランジスタのベース端子との間に連結用コンデンサおよび連結用抵抗が直列に接続されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが共振回路と複数のトランジスタとを有する第１および第２の発振回路を備えた発振器であって、
上記第１の発振回路に、第１導通端子同士が接続されるとともに各第２導通端子が上記共振回路に接続された第１および第２のトランジスタが設けられ、上記第１のトランジスタの第２導通端子と第２のトランジスタの制御端子とが直接あるいはコンデンサを介して接続されるとともに第１のトランジスタの制御端子と第２のトランジスタの第２導通端子とが直接あるいはコンデンサを介して接続されており、
上記第２の発振回路に、第１導通端子同士が接続されるとともに各第２導通端子が上記共振回路に接続された第３および第４のトランジスタが設けられ、上記第３のトランジスタの第２導通端子と第４のトランジスタの制御端子とが直接あるいはコンデンサを介して接続されるとともに第３のトランジスタの制御端子と第４のトランジスタの第２導通端子とが直接あるいはコンデンサを介して接続されており、
上記第１のトランジスタの第２導通端子と、第４のトランジスタの制御端子との間に、連結用コンデンサおよび連結用抵抗が直列に接続され、
上記第２のトランジスタの第２導通端子と、第３のトランジスタの制御端子との間に、連結用コンデンサおよび連結用抵抗が直列に接続され、
上記第３のトランジスタの第２導通端子と、第１のトランジスタの制御端子との間に、連結用コンデンサおよび連結用抵抗が直列に接続され、
上記第４のトランジスタの第２導通端子と、第２のトランジスタの制御端子との間に、連結用コンデンサおよび連結用抵抗が直列に接続されていることを特徴とする発振器。
【請求項２】
そそれぞれが共振回路と複数のトランジスタとを有する第１および第２の発振回路を備えた発振器であって、
第１の発振回路に、第１導通端子同士が接続されるとともに第２導通端子同士が接続された第１および第２のＭＯＳトランジスタ並びに第１導通端子同士が接続されるとともに第２導通端子同士が接続された第３および第４のＭＯＳトランジスタが設けられ、上記第２および第３のＭＯＳトランジスタの第１導通端子同士が接続されるとともに上記第２および第３のＭＯＳトランジスタの各第２導通端子が共振回路に接続され、かつ、第２のトランジスタの第２導通端子と第３のトランジスタの制御端子とが接続されるとともに第２のトランジスタの制御端子と第３のトランジスタの第２導通端子とが接続されており、
第２の発振回路に、第１導通端子同士が接続されるとともに第２導通端子同士が接続された第５および第６のＭＯＳトランジスタ並びに第１導通端子同士が接続されるとともに第２導通端子同士が接続された第７および第８のＭＯＳトランジスタが設けられ、上記第６および第７のＭＯＳトランジスタの第１導通端子同士が接続されるとともに上記第６および第７のＭＯＳトランジスタの各第２導通端子が共振回路に接続され、かつ、第６のトランジスタの第２導通端子と第７のトランジスタの制御端子とが接続されるとともに第６のトランジスタの制御端子と第７のトランジスタの第２導通端子とが接続されており、
上記第５および第６のＭＯＳトランジスタの第２導通端子と、第１のＭＯＳトランジスタの制御端子との間に、連結用コンデンサおよび連結用抵抗が直列に接続され、
上記第７および第８のＭＯＳトランジスタの第２導通端子と、第４のＭＯＳトランジスタの制御端子との間に、連結用コンデンサおよび連結用抵抗が直列に接続され、
上記第３および４のＭＯＳトランジスタの第２導通端子と、第５のＭＯＳトランジスタの制御端子との間に、連結用コンデンサおよび連結用抵抗が直列に接続され、
上記第１および第２のＭＯＳトランジスタの第２導通端子と、第８のＭＯＳトランジスタの制御端子との間に、連結用コンデンサおよび連結用抵抗が直列に接続されていることを特徴とする発振器。
【請求項３】
上記連結用抵抗に可変抵抗が含まれていることを特徴とする請求項１または２記載の発振器。
【請求項４】
上記連結用コンデンサに可変コンデンサが含まれていることを特徴とする請求項１または２記載の発振器。
【請求項５】
上記共振回路は、可変コンデンサを含むＬＣ共振回路であることを特徴とする請求項１または２記載の発振器。
【請求項６】
上記第１および第２のトランジスタ並びに第３および第４のトランジスタの各トランジスタ対においては、第１導通端子同士が定電流源に接続されていることを特徴とする請求項１記載の発振器。
【請求項７】
上記各トランジスタがＮＰＮ型トランジスタであり、上記第１および第２導通端子はそれぞれ、エミッタ端子およびコレクタ端子であり、上記制御端子はベース端子であることを特徴とする請求項１記載の発振器。
【請求項８】
上記各トランジスタがＮチャネルＭＯＳトランジスタであり、上記第１および第２導通端子はそれぞれ、ソース端子およびドレイン端子であり、上記制御端子はゲート端子であることを特徴とする請求項１記載の発振器。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の発振器を備えたことを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振器、特に、４相信号を生成する電圧制御発振器（Voltage Controlled oscillator）に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等の通信装置には、ローカルオシュレータとして、電圧制御発振器が設けられる。この電圧制御発振器には、信号（例えば、位相が９０°ずれた４相信号）の生成精度とともに、システムのモバイル化に伴う回路の簡易化や省電力化が望まれている。
【０００３】
図９〜図１５に、直角位相信号を生成する発振器の従来の構成を示す。
【０００４】
図９（ａ）（ｂ）に示される発振器（以下、第１の従来技術）は、所望の直角位相信号の２倍の周波数で発振する電圧制御発振器（ＶＣＯ）と、図９（ａ）に示すような２分割の分周回路とを用いる。この分周回路には、ディジタルマスタースレーブフリップフロップ回路を用いるのが一般的である。このディジタルマスタースレーブフリップフロップ回路では、マスタースレーブフリップの出力ＱおよびＱＢがそれぞれスレーブフリップフロップ回路の入力ＤおよびＤＢとされ、スレーブフリップフロップの出力ＱおよびＱＢが、それぞれマスターフリップフロップの入力ＤＢおよびＤにフィードバックされている。なお、ＣＬＫ信号には上記ＶＣＯからの発振信号（所望信号の２倍の周波数を有する信号、図９（ｂ）参照）が用いられる。これにより、各フリップフロップの出力（ＱおよびＱＢ）は１８０°位相を異にし、マスターフリップフロップの出力Ｑ（ＱＢ）と、スレーブフリップフロップの出力Ｑ（ＱＢ）とは９０°位相を異にすることになる（図９（ｂ）参照）。すなわち、マスターフリップフロップの出力Ｑ（ＱＢ）をＩ信号用に用い、スレーブフリップフロップの出力Ｑ（ＱＢ）をＱ信号用に用いることができる。
【０００５】
また、特許文献１や非特許文献１に開示された発振器（以下、第２の従来技術）は、以下の構成をとる。
【０００６】
図１０に示されるように、対となる発振回路ＡおよびＢはそれぞれ、２つのコイルと、２つのコンデンサと、交差接続された２つのＮチャネルＭＯＳトランジスタと、定電流源とを備える。
【０００７】
例えば、発振回路Ａでは、高電位側電源とＮチャネルＭＯＳトランジスタ８１８のドレイン端子との間に、コイル８２６およびコンデンサ８２７が並列に接続されている。また、高電位側電源とＮチャネルＭＯＳトランジスタ８２０のドレイン端子との間に、コイル８２８およびコンデンサ８２９が並列に接続されている。また、ＭＯＳトランジスタ８１８のゲート端子とＭＯＳトランジスタ８２０のドレイン端子とが接続され、ＭＯＳトランジスタ８２０のゲート端子とＭＯＳトランジスタ８１８のドレイン端子とが接続されている。また、ＭＯＳトランジスタ８１８のソース端子およびＭＯＳトランジスタ８２０のソース端子が定電流源８１０に接続されている。
【０００８】
ここで、２つの発振回路ＡおよびＢは、４つのＭＯＳトランジスタ（８３４・８３６・８３８・８４０）にて接続されている。例えば、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ８３４は、そのドレイン端子が発振回路ＡのＭＯＳトランジスタ８１８のドレイン端子に接続され、そのゲート端子が発振回路ＢのＭＯＳトランジスタ８２４のドレイン端子に接続され、そのソース端子が定電流源に接続されている。また、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ８３８は、そのドレイン端子が発振回路ＢのＭＯＳトランジスタ８２２のドレイン端子に接続され、そのゲート端子が発振回路ＡのＭＯＳトランジスタ８１８のドレイン端子に接続され、そのソース端子が定電流源に接続されている。
【０００９】
また、特許文献２に開示された発振器（以下、第３の従来技術）は、以下の構成をとる。
【００１０】
図１１に示されるように、対となる発振回路ＡおよびＢはそれぞれ、１つのＰチャネルＭＯＳトランジスタと、２つのコイルと、１つの可変コンデンサと、４つのＮチャネルＭＯＳトランジスタと、定電流源とを備える。
【００１１】
例えば、発振回路Ａでは、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ８２のドレイン端子とＮチャネルＭＯＳトランジスタ７６との間にコイル５２が接続され、ＭＯＳトランジスタ８２のドレイン端子とＮチャネルＭＯＳトランジスタ７４との間にコイル５０が接続されている。このＭＯＳトランジスタ８２は、そのソース端子がＶｄｄに接続され、そのゲート端子がバイアスに接続されている。また、ＭＯＳトランジスタ７４のドレイン端子とＭＯＳトランジスタ７６のドレイン端子との間には可変コンデンサ５６が設けられている。また、ＭＯＳトランジスタ７４のソース端子と、ＭＯＳトランジスタ７６のソース端子と、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ７２のソース端子と、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ７８のソース端子とが接続され、電流源につながっている。また、ＭＯＳトランジスタ７２のドレイン端子は、ＭＯＳトランジスタ７６のゲート端子に接続され、ＭＯＳトランジスタ７８のドレイン端子は、ＭＯＳトランジスタ７４のゲート端子に接続されている。
【００１２】
ここで、２つの発振回路ＡおよびＢは、８つのＭＯＳトランジスタ（６０・６２・６４・６６・７２・７４・７６・７８）の電極および２つの可変コンデンサ４６・４８を介して接続されている。例えば、発振回路ＡのＭＯＳトランジスタ７８のゲート端子は、発振回路ＢのＭＯＳトランジスタ６２のドレイン端子に接続されている。発振回路ＡのＭＯＳトランジスタ７２のゲート端子は、発振回路ＢのＭＯＳトランジスタ６４のドレイン端子に接続されている。また、ＭＯＳトランジスタ７４のドレイン端子とＭＯＳトランジスタ６４のドレイン端子との間には２つの可変コンデンサ４６・４８が並列に接続されている。
【００１３】
また、特許文献３に開示された発振器（以下、第４の従来技術）は、以下の構成をとる。
【００１４】
図１２に示されるように、対となる発振回路ＡおよびＢはそれぞれ、交差接続された２つのＰチャネルＭＯＳトランジスタと、６つの可変コンデンサと、交差接続された２つのＮチャネルＭＯＳトランジスタと、可変定電流源とを備える。
【００１５】
例えば、発振回路Ａでは、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ５４のソース端子とＰチャネルＭＯＳトランジスタ５６のソース端子とが接続され、このＭＯＳトランジスタ５４のゲート端子とＭＯＳトランジスタ５６のドレイン端子とが接続され、ＭＯＳトランジスタ５６のゲート端子とＭＯＳトランジスタ５４のドレイン端子とが接続されている。また、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ５８のソース端子とＮチャネルＭＯＳトランジスタ６０のソース端子とが接続されて定電流源６２に繋がっており、このＭＯＳトランジスタ５８のゲート端子とＭＯＳトランジスタ６０のドレイン端子とが接続され、ＭＯＳトランジスタ６０のゲート端子とＭＯＳトランジスタ５８のドレイン端子とが接続されている。また、ＭＯＳトランジスタ５６のドレイン端子とＭＯＳトランジスタ６０のドレイン端子とが接続され、ＭＯＳトランジスタ５４のドレイン端子とＭＯＳトランジスタ５８のドレイン端子とが接続されている。また、ＭＯＳトランジスタ５４のドレイン端子とＭＯＳトランジスタ５６のドレイン端子との間には、２つの可変コンデンサ６４・６６が直列に接続されている。また、ＭＯＳトランジスタ５４のドレイン端子とＭＯＳトランジスタ５６のドレイン端子との間には、４つの可変コンデンサ６８・７０・７２・７４が直列に接続されている。
【００１６】
ここで、２つの発振回路ＡおよびＢは、２つのトランス２５・２７によって接続されている。例えば、トランス２５の２つの巻き線の内、一方の巻き線は、その両端が、発振回路Ａにおける可変コンデンサ６８と７０との間および可変コンデンサ７２および７４の間に接続されており、他方の巻き線は、その両端が、発振回路ＢにおけるＮチャネルＭＯＳトランジスタ１８のドレイン端子およびＮチャネルＭＯＳトランジスタ２０のドレイン端子に接続されている。
【００１７】
なお、図１３・図１４（ａ）〜（ｄ）・図１５に示される、特許文献４並びに非特許文献２および３にも、対となる２つの発振回路をＭＯＳトランジスタによって連結する構成が開示されている。
【特許文献１】米国特許第６，４０４，２９３  Ｂ１
【特許文献２】米国特許第５，９１２，５９６
【特許文献３】米国特許第６，６３９，４８１  Ｂ１
【特許文献４】米国特許第６，４５６，１６７  Ｂ１
【非特許文献１】A. Rofougaran et al., “A 900MHz CMOS LC oscillator with quadrature outputs,” Int. Solid-State Circuits Conference, San Francisco, CA, 1996, pp.316-317.
【非特許文献２】J. van der Tang, et al., “Analysis and design of an optimally coupled 5-GHz quadrature LC oscillator,” IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol.37, No.5, May 2002, pp.657-661.
【非特許文献３】P. Andreani et al., “Analysis and design of a 1.8-GHz CMOS LC quadrature VCO,” IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol.37, No.12, Dec. 2002, pp.1737-1747.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、第１の従来技術は、所望の周波数の２倍で作動するＶＣＯが必要となる。このため、発振器での消費電力が増加し、また、回路（フリップフロップ回路）設計も複雑になる。
【００１９】
また、第２および第３の従来技術、並びに特許文献５〜７に開示された従来技術では、対となる２つの発振回路の連結に、能動素子である多数のＭＯＳトランジスタを用いている。このため、ノイズ（位相雑音等）が発生し易く、また、消費電力も大きくなる。加えて、回路面積も大きくなる。
【００２０】
また、第４の従来技術では、２つの発振回路の連結に、可変コンデンサ（バラクタ）およびトランスを用いている。このため、回路面積が大きくなり、また、消費電力も増大する。
【００２１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ノイズの発生が少なく、かつ低消費電力の発振器を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の発振器は、上記課題を解決するために、それぞれが共振回路と複数のトランジスタとを備えた第１および第２の発振回路を有する発振器であって、上記第１の発振回路に、第１導通端子同士が接続されるとともに各第２導通端子が上記共振回路に接続された第１および第２のトランジスタが設けられ、上記第１のトランジスタの第２導通端子と第２のトランジスタの制御端子とが直接あるいはコンデンサを介して接続されるとともに第１のトランジスタの制御端子と第２のトランジスタの第２導通端子とが直接あるいはコンデンサを介して接続されており、上記第２の発振回路に、第１導通端子同士が接続されるとともに各第２導通端子が上記共振回路に接続された第３および第４のトランジスタが設けられ、上記第３のトランジスタの第２導通端子と第４のトランジスタの制御端子とが直接あるいはコンデンサを介して接続されるとともに第３のトランジスタの制御端子と第４のトランジスタの第２導通端子とが直接あるいはコンデンサを介して接続されており、上記第１のトランジスタの第２導通端子と、第４のトランジスタの制御端子との間に、連結用コンデンサおよび連結用抵抗が直列に接続され、上記第２のトランジスタの第２導通端子と、第３のトランジスタの制御端子との間に、連結用コンデンサおよび連結用抵抗が直列に接続され、上記第３のトランジスタの第２導通端子と、第１のトランジスタの制御端子との間に、連結用コンデンサおよび連結用抵抗が直列に接続され、上記第４のトランジスタの第２導通端子と、第２のトランジスタの制御端子との間に、連結用コンデンサおよび連結用抵抗が直列に接続されていることを特徴としている。
【００２３】
上記構成において、共振回路は、周波数が共振周波数である交流信号を発振する。
【００２４】
また、第１および第２のトランジスタは、第１導通端子（エミッタ端子やソース端子）同士が接続されるとともに、第１のトランジスタの第２導通端子と第２のトランジスタの制御端子とが直接あるいはコンデンサを介して接続され、かつ、第１のトランジスタの制御端子と第２のトランジスタの第２導通端子とが直接あるいはコンデンサを介して接続されている。このように交差連結された第１および第２のトランジスタは負性抵抗回路を構成する。そして、この負性抵抗回路は、第１および第２のトランジスタの各第２導通端子を介して共振回路（第１の発振回路に属する共振回路）に接続される。例えば、第１および第２のトランジスタの各第２導通端子間に共振回路が並列に接続される。これにより、共振回路での損失（寄生抵抗等による損失）が負性抵抗回路によって補償され、共振回路による発振が継続する。この結果、第１の発振回路から交流信号が出力される。
【００２５】
第２の発振回路についても同様である。すなわち、交差連結された第３および第４のトランジスタは負性抵抗回路を構成する。そして、この負性抵抗回路は、第３および第４のトランジスタの各第２導通端子を介して共振回路（第２の発振回路に属する共振回路）に接続される。例えば、第３および第４のトランジスタの各第２導通端子間に共振回路が並列に接続される。これにより、共振回路での損失（寄生抵抗等による損失）が負性抵抗回路によって補償され、共振回路による発振が継続する。この結果、第２の発振回路から交流信号が出力される。
【００２６】
さらに、第１の発振回路の各トランジスタと、第２の発振回路に属する各トランジスタとが抵抗および容量からなるＲＣ連結によって接続されているため、第２の発振回路からの信号の位相を、第１の発振回路からの信号の位相に比較して９０°ずらすことができる。この結果、第１および第２の発振回路から、互いに位相が９０°ずれた交流信号が出力される。
【００２７】
ここで、本発明では、上記のように、第１の発振回路に属する各トランジスタと、第２の発振回路に属する各トランジスタとの連結に、直列接続された連結用抵抗および連結用コンデンサ（容量）を用いている。したがって、この連結にトランジスタや変圧器等を用いている従来の構成と比較して、ノイズの発生を抑制することができる。加えて、トランジスタの数が少なくて済むため、省電力化や回路面積の縮小化も実現できる。
【００２８】
なお、上記連結用抵抗は、寄生抵抗のように値の極小さなものであっても構わない。この場合、各発振回路間の連結は容量性の連結に近くなる。
【００２９】
本発明の発振器は、上記課題を解決するために、それぞれが共振回路と複数のトランジスタとを有する第１および第２の発振回路を備えた発振器であって、第１の発振回路に、第１導通端子同士が接続されるとともに第２導通端子同士が接続された第１および第２のＭＯＳトランジスタ並びに第１導通端子同士が接続されるとともに第２導通端子同士が接続された第３および第４のＭＯＳトランジスタが設けられ、上記第２および第３のＭＯＳトランジスタの第１導通端子同士が接続されるとともに上記第２および第３のＭＯＳトランジスタの各第２導通端子が共振回路に接続され、かつ、第２のトランジスタの第２導通端子と第３のトランジスタの制御端子とが接続されるとともに第２のトランジスタの制御端子と第３のトランジスタの第２導通端子とが接続されており、第２の発振回路に、第１導通端子同士が接続されるとともに第２導通端子同士が接続された第５および第６のＭＯＳトランジスタ並びに第１導通端子同士が接続されるとともに第２導通端子同士が接続された第７および第８のＭＯＳトランジスタが設けられ、上記第６および第７のＭＯＳトランジスタの第１導通端子同士が接続されるとともに上記第６および第７のＭＯＳトランジスタの各第２導通端子が共振回路に接続され、かつ、第６のトランジスタの第２導通端子と第７のトランジスタの制御端子とが接続されるとともに第６のトランジスタの制御端子と第７のトランジスタの第２導通端子とが接続されており、上記第５および第６のＭＯＳトランジスタの第２導通端子と、第１のＭＯＳトランジスタの制御端子との間に、連結用コンデンサおよび連結用抵抗が直列に接続され、上記第７および第８のＭＯＳトランジスタの第２導通端子と、第４のＭＯＳトランジスタの制御端子との間に、連結用コンデンサおよび連結用抵抗が直列に接続され、上記第３および４のＭＯＳトランジスタの第２導通端子と、第５のＭＯＳトランジスタの制御端子との間に、連結用コンデンサおよび連結用抵抗が直列に接続され、上記第１および第２のＭＯＳトランジスタの第２導通端子と、第８のＭＯＳトランジスタの制御端子との間に、連結用コンデンサおよび連結用抵抗が直列に接続されていることを特徴としている。
【００３０】
上記各導通端子は、ＭＯＳトランジスタのソース端子あるいはドレイン端子に対応し、制御端子はゲート端子に対応している。
【００３１】
上記構成によれば、第１の発振回路に属する各トランジスタと、第２の発振回路に属する各トランジスタとの連結に、直列接続された抵抗および容量を用いている。したがって、この連結にトランジスタや変圧器等を用いている従来の構成と比較して、ノイズの発生を抑制することができる。加えて、トランジスタの数が少なくて済むため、省電力化や回路面積の縮小化も実現できる。
【００３２】
また、上記構成においては、上記連結用抵抗が可変抵抗であることが好ましい。この構成によれば、連結用抵抗の抵抗値を調整することで各出力信号の位相を制御することができる。これにより、発振信号の位相精度を高めることができる。
【００３３】
また、上記構成においては、上記連結用コンデンサが可変コンデンサであることが好ましい。この構成によれば、連結用コンデンサの容量値を調整することで各出力信号の位相を制御することができる。これにより、発振信号の位相精度を高めることができる。
【００３４】
また、上記構成においては、上記共振回路は、可変コンデンサ（例えば、バラクタ）を含むＬＣ共振回路であることが好ましい。当該構成によれば、可変コンデンサの容量を調整することで共振回路の共振周波数を変えることができ、出力される交流信号の周波数を容易に設定できる。
【００３５】
上記構成においては、上記第１および第２のトランジスタ並びに第３および第４のトランジスタの各トランジスタ対においては、第１導通端子同士が定電流源に接続されていることが好ましい。この構成によれば、定電流源の電流値を調整することで、各トランジスタ対が構成する負性抵抗回路のトランスコンダクタンスの値を設定することができる。これにより、発振信号の位相精度を高めることができる。
【００３６】
上記構成においては、各トランジスタにＮＰＮ型のバイポーラトランジスタを用いても構わない。この場合、上記第１および第２導通端子はそれぞれ、エミッタ端子およびコレクタ端子であり、上記制御端子はベース端子である。
【００３７】
上記構成においては、各トランジスタにＮチャネルＭＯＳトランジスタを用いても構わない。この場合、上記第１および第２導通端子はそれぞれ、ソース端子およびドレイン端子であり、上記制御端子はゲート端子である。
【００３８】
また、本発明の通信装置は、上記の発振器を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３９】
以上のように、本発明の発振器によれば、第１の発振回路に属する各トランジスタと、第２の発振回路に属する各トランジスタとの連結に、直列接続された抵抗および容量が用いられている。したがって、この連結に複数のトランジスタや変圧器等を用いている従来の構成と比較して、ノイズの発生を抑えることができる。加えて、トランジスタの数が少なくて済むため、省電力化や回路面積の縮小化も実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
本発明の実施の一形態を図１〜図８に基づいて説明すれば以下のとおりである。まず、本発明の発振器が用いられるデータ伝送システム（通信装置）について説明する。
【００４１】
図４に示されるように、携帯電話等のデータ伝送システムのＲＦ送受信部（無線周波信号送受信部）には、アンテナで受信した無線周波信号をより低周波数の信号（ベースバンド信号や中間周波信号）にダウンコンバートし、あるいは、ベースバンドプロセッサから出力された信号をアンテナから送信する無線周波信号にアップコンバートするためのクロック合成器（発振器やミキサ等）が用いられる。
【００４２】
図５に示すダイレクトコンバージョン方式の場合、ＲＦ送信部では、まず、アンテナからの無線周波信号がバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）に送られ、その高低帯域成分が除去される。バンドパスフィルタを通過した信号はローノイズアンプ（ＬＮＡ）に送られ、低ＮＦ（雑音指数）にて増幅される。ローノイズアンプを通った信号は２つに分波される。分波された一方の信号は、ＰＬＬ回路に接続するＶＣＯ（電圧制御発振器）２２で生成された基準位相の信号とミキサ２１ａにて混合され、低周波のＩ信号にダウンコンバートされる。また、分波された他方の信号は、ＶＣＯ２２で生成された上記基準位相から９０°ずれた信号とミキサ２１ｂにて混合され、低周波のＱ信号にダウンコンバートされる。ダウンコンバートされたこれらのＩ信号およびＱ信号は不要な成分を除くためローパスフィルタに送られる。また、ＲＦ送信部では、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）から送られたＩ信号がＶＣＯ２２で生成された基準位相の信号とミキサ３１ａにて混合され、アップコンバートされるとともに、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）から送られたＱ信号がＶＣＯ２２で生成された基準位相から９０°ずれた信号とミキサ３１ａにて混合され、アップコンバートされる。ミキサ３１ａからのＩ信号およびミキサ３１ｂからのＱ信号は重ね合わされてＲＦ（無線周波）信号とされる。このＲＦ信号は、増幅回路（ＰＡ）で増幅された後ＢＰＦを通ってアンテナから送信される。
【００４３】
図６に示すダブルコンバージョン方式の場合、ＲＦ送信部では、アンテナからの無線周波信号がローノイズアンプ（ＬＮＡ）で低ＮＦ増幅された後、ＶＣＯからの信号（１．５ＧＨｚ）と混合され、中間周波信号にダウンコンバートされる。さらに、この中間周波信号は分波され、一方の信号は、分周された基準位相の信号（１．５／２ＧＨｚ）とミキサにて混合され、低周波のＩ信号にダウンコンバートされる。また、他方の信号は、分周された基準位相から９０°ずれた信号（１．５／２ＧＨｚ）とミキサにて混合され、低周波のＱ信号にダウンコンバートされる。なお、低周波にダウンコンバートされたこれらのＩ信号およびＱ信号はそれぞれ、チャンネルセレクトフィルタに送られる。
また、ＲＦ送信部では、ベースバンドプロセッサから送られたＩ信号が分周された基準位相の信号（１．５／２ＧＨｚ）とミキサにて混合され、中間周波信号にアップコンバートされるとともに、ベースバンドプロセッサから送られたＱ信号が分周された基準位相から９０°ずれた信号（１．５／２ＧＨｚ）とミキサにて混合され、中間周波信号にアップコンバートされる。これらのＩＱ信号（中間周波信号）は重ね合わされた後にＶＣＯからの信号（１．５ＧＨｚ）と混合され、ＲＦ（無線周波）信号にアップコンバートされる。このＲＦ（無線周波）信号は、増幅回路（ＰＡ）で増幅された後にアンテナから送信される。
【００４４】
このように、通信装置には、位相が９０°ずつ互いにずれた直角位相信号が利用されており、これを生成する発振器（ＶＣＯ、電圧制御発振器）が設けられている。
【００４５】
〔実施の形態１〕
図１は、本実施の形態に係る発振器の構成を示す回路図である。同図に示されるように、本実施の形態にかかる発振器１０（４相電圧制御発振器）は、対となる発振回路Ａ（第１の発振回路）およびＢ（第２の発振回路）と、４つのＲＣ連結ネットワーク５６２〜５６５とを備え、Ｐ１〜Ｐ４にて位相が９０°ずつ互いにずれた４つの信号（４相信号）を生成する。
【００４６】
発振回路Ａは、ＬＣ共振回路５７０と負性抵抗回路５７１とを備える。ＬＣ共振回路５７０は、コイル５０３（５０３ａ・５０３ｂ）とバラクタ５０４（５０４ａ・５０４ｂ）とを備える。負性抵抗回路５７１は、２つのＮＰＮトランジスタ５０１・５０２と、４つのコンデンサ５０５（フィードバック用コンデンサ）・５０６（フィードバック用コンデンサ）・５０７・５０８と、２つの抵抗Ｒｂと、定電流源Ｉｏとを備える。
【００４７】
コイル５０３ａおよび５０３ｂは直列に接続され、その中点がＶｃｃに接続されている。また、バラクタ５０４ａおよび５０４ｂも直列に接続され、その中点がＶｏに接続されている。そして、コイル５０３とバラクタ５０４とは並列に接続されている。すなわち、コイル５０３ａの一方の端部（Ｖｃｃに接続する端部の反対側の端部）と、バラクタ５０４ａの一方の電極（Ｖｏに接続する電極の反対側の電極）とが接続され、コイル５０３ｂの一方の端部（Ｖｃｃに接続する端部の反対側の端部）と、バラクタ５０４ｂの一方の電極（Ｖｏに接続する電極の反対側の電極）とが接続されている。
【００４８】
そして、このバラクタ５０４ａの一方の電極（Ｖｏに接続する電極の反対側の電極）がトランジスタ５０１のコレクタ端子に接続され、バラクタ５０４ｂの一方の電極（Ｖｏに接続する電極の反対側の電極）がトランジスタ５０２のコレクタ端子に接続されている。
【００４９】
また、トランジスタ５０１のベース端子は、コンデンサ５０６を介してトランジスタ５０２のコレクタ端子に接続され、トランジスタ５０２のベース端子は、コンデンサ５０５を介してトランジスタ５０１のコレクタ端子に接続されている。すなわち、コンデンサ５０５の一方の電極はトランジスタ５０１のコレクタ端子に接続され、他方の電極はトランジスタ５０２のベース端子に接続されている。コンデンサ５０６の一方の電極はトランジスタ５０２のコレクタ端子に接続され、他方の電極はトランジスタ５０１のベース端子に接続されている。
【００５０】
また、トランジスタ５０１のベース端子は抵抗Ｒｂを介して定電位源Ｖｂに接続され、トランジスタ５０２のベース端子も抵抗Ｒｂを介して定電位源Ｖｂに接続されている。また、トランジスタ５０１のベース端子はコンデンサ５０７を介して接地され、トランジスタ５０２のベース端子はコンデンサ５０８を介して接地されている。すなわち、コンデンサ５０７の一方の電極はトランジスタ５０１のベース端子に接続され、他方の電極は接地されている。
【００５１】
さらに、トランジスタ５０１のエミッタ端子とトランジスタ５０２のエミッタ端子とが接続されるとともに、これらトランジスタ５０１・５０２のエミッタ端子が定電流源Ｉｏ（上流側）に接続されている。なお、この定電流源Ｉｏの下流側は接地されている。
【００５２】
発振回路Ｂは、ＬＣ共振回路５６０と負性抵抗回路５６１とを備える。ＬＣ共振回路５６０は、コイル５１３（５１３ａ・５１３ｂ）と、バラクタ５１４（５１４ａ・５１４ｂ）とを備える。負性抵抗回路５６１は、２つのＮＰＮトランジスタ５１１・５１２と、４つのコンデンサ５１５（フィードバック用コンデンサ）・５１６（フィードバック用コンデンサ）・５１７・５１８と、２つの抵抗Ｒｂと、定電流源Ｉｏとを備える。
【００５３】
コイル５１３ａおよび５１３ｂは直列に接続され、その中点がＶｃｃに接続されている。また、バラクタ５１４ａおよび５１４ｂも直列に接続され、その中点がＶｏに接続されている。そして、コイル５１３とバラクタ５１４とが並列に接続されている。すなわち、コイル５１３ａの一方の端部（Ｖｃｃに接続する端部の反対側の端部）と、バラクタ５１４ａの一方の電極（Ｖｏに接続する電極の反対側の電極）とが接続され、コイル５１３ｂの一方の端部（Ｖｃｃに接続する端部の反対側の端部）と、バラクタ５１４ｂの一方の電極（Ｖｏに接続する電極の反対側の電極）とが接続されている。
【００５４】
そして、このバラクタ５１４ａの一方の電極（Ｖｏに接続する電極の反対側の電極）がトランジスタ５１１のコレクタ端子に接続され、バラクタ５０４ｂの一方の電極（Ｖｏに接続する電極の反対側の電極）がトランジスタ５１２のコレクタ端子に接続されている。
【００５５】
また、トランジスタ５０１のベース端子は、コンデンサ５１６を介してトランジスタ５１２のコレクタ端子に接続され、トランジスタ５１２のベース端子は、コンデンサ５１５を介してトランジスタ５１１のコレクタ端子に接続されている。すなわち、コンデンサ５１５の一方の電極はトランジスタ５１１のコレクタ端子に接続され、他方の電極はトランジスタ５１２のベース端子に接続されている。コンデンサ５１６の一方の電極はトランジスタ５１２のコレクタ端子に接続され、他方の電極はトランジスタ５１１のベース端子に接続されている。
【００５６】
また、トランジスタ５１１のベース端子は抵抗Ｒｂを介して定電位源Ｖｂに接続され、トランジスタ５１２のベース端子も抵抗Ｒｂを介して定電位源Ｖｂに接続されている。また、トランジスタ５１１のベース端子はコンデンサ５１７を介して接地され、トランジスタ５１２のベース端子はコンデンサ５１８を介して接地されている。すなわち、コンデンサ５１７の一方の電極はトランジスタ５１１のベース端子に接続され、他方の電極は接地されている。
【００５７】
さらに、トランジスタ５１１のエミッタ端子とトランジスタ５１２のエミッタ端子とが接続されるとともに、これらトランジスタ５１１・５１２の共通エミッタ端子が定電流源Ｉｏ（上流側）に接続されている。なお、この定電流源Ｉｏの下流側は接地されている。
【００５８】
ここで、本発振器１０では、これら発振回路Ａと発振回路Ｂとが４つのＲＣ連結ネットワーク５６２〜５６５によって接続されている。
【００５９】
ＲＣ連結ネットワーク５６２においては、トランジスタ５０１のベース端子とトランジスタ５１１のコレクタ端子との間に、連結用コンデンサＣｃ５２０と連結用抵抗Ｒｃ５４１とが直列に接続されている。すなわち、連結用コンデンサＣｃ５２０の一方の電極がトランジスタ５０１のベース端子に接続され、連結用コンデンサＣｃ５２０の他方の電極とトランジスタ５１１のコレクタ端子との間に連結用抵抗Ｒｃ５４１が接続されている。ＲＣ連結ネットワーク５６３においては、トランジスタ５０２のベース端子とトランジスタ５１２のコレクタ端子との間に、連結用コンデンサＣｃ５２１と連結用抵抗Ｒｃ５４２とが直列に接続されている。すなわち、連結用コンデンサＣｃ５２１の一方の電極がトランジスタ５０２のベース端子に接続され、連結用コンデンサＣｃ５２１の他方の電極とトランジスタ５１２のコレクタ端子との間に連結用抵抗Ｒｃ５４２が接続されている。ＲＣ連結ネットワーク５６４においては、トランジスタ５１１のベース端子とトランジスタ５０２のコレクタ端子との間に、連結用コンデンサＣｃ５２２と連結用抵抗Ｒｃ５４３とが直列に接続されている。すなわち、連結用コンデンサＣｃ５２２の一方の電極がトランジスタ５１１のベース端子に接続され、連結用コンデンサＣｃ５２２の他方の電極とトランジスタ５０２のコレクタ端子との間に連結用抵抗Ｒｃ５４３が接続されている。ＲＣ連結ネットワーク５６５においては、トランジスタ５１２のベース端子とトランジスタ５０１のコレクタ端子との間に、連結用コンデンサＣｃ５２３と連結用抵抗Ｒｃ５４４とが直列に接続されている。すなわち、連結用コンデンサＣｃ５２３の一方の電極がトランジスタ５１２のベース端子に接続され、連結用コンデンサＣｃ５２３の他方の電極とトランジスタ５０１のコレクタ端子との間に連結用抵抗Ｒｃ５４４が接続されている。
【００６０】
発振回路Ａでは、ＬＣ共振回路５７０に何らかの電気的な刺激が印加されると、ＬＣ共振回路５７０の共振現象によって交流信号が発振され、出力端Ｐ１（トランジスタ５０１のコレクタ端子）およびＰ２（トランジスタ５０２のコレクタ端子）から出力される。このとき、出力端Ｐ１およびＰ２から出力される信号は逆相（相補）信号である。交流信号の周波数はＬＣ共振回路５７０の共振周波数であり、電圧制御のバラクタ５０４ａ・５０４ｂによって調節可能である。
【００６１】
発振回路Ｂでも同様であり、ＬＣ共振回路５６０に何らかの電気的な刺激が印加されると、ＬＣ共振回路５６０の共振現象によって出力端Ｐ３（トランジスタ５１１のコレクタ端子）およびＰ４（トランジスタ５１２のコレクタ端子）に交流信号が発生する（発振）。出力端Ｐ３およびＰ４の交流信号は互いに逆相であり、その周波数はＬＣ共振回路５６０の共振周波数である。なお、この共振周波数は電圧制御のバラクタ５１４ａ・５１４ｂによって調節可能である。
【００６２】
もっとも、発振回路Ａにおいて、ＬＣ共振回路５７０のみでは、寄生抵抗等によるエネルギー損失が生じ、各回路での発振はいずれ止まってしまう。そこで、電源電位配線Ｖｃｃに正の電源電位を印加するとともに、交差連結トランジスタ５０１・５０２およびフィードバック用のコンデンサ５０５・５０６を含む負性抵抗回路５７１をＬＣ共振回路５７０に接続することで、ＬＣ共振回路５７０の損失を補償し、該ＬＣ共振回路５７０の発振を継続させることができる。この結果、出力端Ｐ１・Ｐ２から継続的に交流信号を取り出すことができる。
【００６３】
発振回路Ｂでも同様であり、電源電位配線Ｖｃｃに正の電源電位を印加するとともに、交差連結トランジスタ５１１・５１２およびフィードバック用のコンデンサ５１５・５１６を含む負性抵抗回路５６１を設けることで、ＬＣ共振回路５６０の損失を補償し、ＬＣ共振回路５６０の発振を継続させることができる。この結果、出力端Ｐ３・Ｐ４から継続的に交流信号を取り出すことができる。
【００６４】
発振回路Ａの負性抵抗回路５７１では、交差連結トランジスタ５０１・５０２のエミッタ端子が定電流源Ｉｏによってバイアスされる。この定電流源Ｉｏによって負性抵抗回路５７１のトランスコンダクタンスを任意に設定することができる。また、交差連結トランジスタ５０１・５０２のベース端子は、抵抗器Ｒｂを介して定電位源Ｖｂからバイアス供給を受け、所定の直流電圧分だけをかさあげされている。これにより、トランジスタ５０１・５０２のバイアス点を正常な状態に維持することができる。
【００６５】
発振回路Ｂも同様であり、その負性抵抗回路５６１では、交差連結トランジスタ５１１・５１２のエミッタ端子が定電流源Ｉｏによってバイアスされる。この定電流源Ｉｏによって負性抵抗回路５６１のトランスコンダクタンスを任意に設定することができる。また、交差連結トランジスタ５１１・５１２のベース端子は、抵抗器Ｒｂを介して定電位源Ｖｂからバイアス供給を受け、所定の直流電圧分だけをかさあげされている。これにより、トランジスタ５１１・５１２のバイアス点を正常な状態に維持することができる。
【００６６】
発振回路Ａ・Ｂは、同じ条件および同じ発振周波数で作動するように設計されている。例えば、発振回路Ａが相互作用せずに作動しているときの自由作動周波数ｆ０は、以下のとおりである。
【００６７】
【数１】
2006121435.tif 000003
【００６８】
ただし、Ｃは、バラクタ５０４のキャパシタンスであり、Ｃ１は、コンデンサ５０５あるいは５０６の容量であり、Ｃ２は、コンデンサ５０７あるいは５０８の容量である。発振回路Ｂについても同様である。
【００６９】
各発振回路の出力は、上記のとおり位相が１８０度ずれており、例えば、Ｐ１（トランジスタ５０１のコレクタ端子）の出力をＸとすると、Ｐ２（トランジスタ５０２のコレクタ端子）の出力は−Ｘとなる。同様に、Ｐ３（トランジスタ５１１のコレクタ端子）の出力をＹとすると、Ｐ４（トランジスタ５１２のコレクタ端子）の出力は−Ｙとなる。なお、Ｐ１〜Ｐ３における各発振回路の出力電圧は、それぞれ所定電位との差分電圧信号とする。
【００７０】
ここで、本発振器１０では、これら発振回路Ａと発振回路Ｂとが４つのＲＣ連結ネットワーク５６２〜５６５によって接続されている。このように、４つのＲＣ連結ネットワーク（Ｒｃ５４１・Ｃｃ５２０、Ｒｃ５４２・Ｃｃ５２１、Ｒｃ５４３・Ｃｃ５２２およびＲｃ５４４・Ｃｃ５２３）によって発振回路Ａ・Ｂを連結することで、各発振回路の出力信号ＸおよびＹの位相を互いに±９０°ずらす（Ｘ＝±ｊＹの関係にする）ことができる（図７（ａ）（ｂ）参照）。これにより、Ｐ１〜Ｐ４から互いに位相が９０°ずれた４相信号が出力される。図７（ａ）は、発振回路ＡのＰ１での出力信号波形（Ｖｘ＋）およびＰ２での出力信号波形（Ｖｘ−）を示し、図７（ｂ）は、発振回路ＢのＰ３での出力信号波形（Ｖｙ＋）およびＰ４での出力信号波形（Ｖｙ−）を示しており、ＶｘおよびＶｙは、±９０°だけ位相シフトされていることがわかる。なお、この出力信号の周波数（発振器１０の発振周波数）は約３．５ＧＨｚである。
【００７１】
このとき、例えば、トランジスタ５０１のベース端子の電圧Ｖ１は、比例定数をαとして、Ｖ１＝αＸ×＋ｋ×Ｙｅ−ｊψと表すことができ、そのコレクタ電流Ｉ１（Ｐ１を流れる電流）は、負性抵抗回路５７１におけるトランスコンダクタンスをｇｍとして、Ｉ１＝ｇｍ×Ｖ１と表すことができる。同様に、トランジスタ５１１のベース端子の電圧Ｖ２は、比例定数をαとして、Ｖ２＝α×Ｙ−ｋ×Ｘｅ−ｊψと表すことができ、そのコレクタ電流Ｉ２（Ｐ３を流れる電流）は、負性抵抗回路５６１のトランスコンダクタンスをｇｍとして、Ｉ２＝ｇｍ×Ｖ２と表すことができる。なお、比例定数αは、ＲＣ連結ネットワークにおけるＲｃおよび／またはＣｃの設定条件によって決定される。
【００７２】
また、発振器１０の発振周波数ｆｏｓｃは、以下のように表すことができる。
【００７３】
【数２】
2006121435.tif 000004
【００７４】
ただし、ｆａ（各発振回路における負荷時の自由作動周波数）およびｋは、以下のように表すことができる。
【００７５】
【数３】
2006121435.tif 000005
【００７６】
発振器１０の設計時には、上記各方程式を指針として利用することができる。
【００７７】
各連結抵抗器Ｒｃ（５４１・５４２・５４３・５４４）は、信号Ｘ・Ｙの位相およびその振幅を制御する。よって、連結抵抗Ｒｃは、信号Ｘ・Ｙの位相を調整できるよう、可変電圧制御抵抗であることが好ましい。ここで、Ｒｃが非常に大きくなると、双方の発振回路が独立した状態に近くなる。反面、Ｒｃが０に近くなると（例えば、Ｒｃが寄生抵抗のみのような場合）、各発振回路のＲＣ連結ネットワークはほぼ容量性の連結となる。
【００７８】
図８は、連結抵抗Ｒｃが、発振器１０の振動振幅Ｖｏｐｐおよび発振器１０の発振周波数ｆに及ぼす影響を示す。同図から、連結抵抗Ｒｃの有効範囲を、振幅−連結抵抗値のグラフが最小となる値（およそ３００Ω）まで（０＜Ｒｃ＜３００〔Ω〕）とすることが好ましい。
【００７９】
以上のように、本実施の形態によれば、発振器Ａに属する各トランジスタと、発振器Ｂに属する各トランジスタとの連結に、直列接続された抵抗および容量を用いている。したがって、この連結にトランジスタや変圧器等を用いている従来の構成と比較して、位相雑音等のノイズの発生を抑えることができる。加えて、トランジスタの数が少なくて済むため、省電力化や回路面積の縮小化も実現できる。
【００８０】
また、任意の連結用抵抗Ｒｃに可変抵抗を用いることで、連結用抵抗の抵抗値を調整すし、各出力信号の位相を制御することができる。これにより、発振信号の位相精度を高めることができる。
【００８１】
また、任意の連結用コンデンサＣｃに可変コンデンサ（バラクタ）を用いることで、連結用コンデンサの容量値を調整し、各出力信号の位相を制御することができる。これにより、発振信号の位相精度を高めることができる。
【００８２】
また、ＬＣ共振回路５６０・５７０の可変コンデンサ（バラクタ）の容量を調整することでＬＣ共振回路５６０・５７０の共振周波数を変えることができ、出力される交流信号の周波数を容易に設定できる。
【００８３】
また、交差接続されたトランジスタ５０１・５０２およびトランジスタ５１１・５１２の各トランジスタ対においては、エミッタ端子同士が定電流源Ｉｏに接続されている。したがって、この定電流源Ｉｏの電流値を調整することで、各トランジスタ対が構成する負性抵抗回路５６１・５７１のトランスコンダクタンスの値を容易に設定することができる。これにより、発振信号の位相精度を高めることができる。
【００８４】
なお、本発振器１０では、各発振回路を、バイポーラトランジスタを用いて構成しているがこれに限定されない。例えば、ＭＯＳトランジスタ、ＧａＡｓ‐ベースのヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）、あるいはＧａＡｓベースの電解効果トランジスタ（ＦＥＴ）を用いて構成することもできる。
【００８５】
上記連結用抵抗Ｒｃ（５４１〜５４４）は、寄生抵抗のように値の極小さなものであっても構わない。この場合、各発振回路間の連結は容量性の連結に近くなる。また、任意の連結用抵抗Ｒｃを可変抵抗で構成することも可能であるし、また、任意の連結用コンデンサＣｃ（５２０〜５２３）を可変容量コンデンサで構成することも可能である。
【００８６】
〔実施の形態２〕
図２に、ＭＯＳトランジスタを用いた本発振器の構成を示す。
【００８７】
同図に示されるように、本実施の形態にかかる発振器１００は、対となる発振回路Ａ（第１の発振回路）と、発振回路Ｂ（第２の発振回路）と、４つのＲＣ連結ネットワーク１６２〜１６５とを備え、Ｐ１〜Ｐ４にて、位相が９０°ずつ互いにずれた４つの信号（４相信号）を生成する。
【００８８】
発振回路Ａは、ＬＣ共振回路１６０と負性抵抗回路１６１とを備える。ＬＣ共振回路１６０は、コイル１０３ａ・１０３ｂと可変容量ダイオード１０４ａ・１０４ｂとを備える。負性抵抗回路１６１は、交差接続用の２つのＮチャネルＭＯＳトランジスタ１０１・１０２と、４つのコンデンサ１０５・１０６・１０７・１０８（フィードバック用コンデンサ）と、２つの抵抗Ｒｂと、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１８０とを備える。
【００８９】
コイル１０３ａおよび１０３ｂは直列に接続され、その中点がＶｃｃに接続されている。可変容量ダイオード１０４ａおよび１０４ｂは反対向きに直列接続され、アノード端子同士が接続されるとともに、これらがＶｃｏｎｔｒｏｌ（以下Ｖｃｏ）に接続されている。さらに、コイル１０３ａ・１０３ｂと、可変容量ダイオード１０４ａ・１０４ｂとは並列に接続されている。
【００９０】
そして、この可変容量ダイオード１０４ａのカソードがトランジスタ１０１のドレイン端子に接続され、可変容量ダイオード１０４ｂのカソードがトランジスタ１０２のドレイン端子に接続されている。これにより、トランジスタ１０１のドレイン端子およびトランジスタ１０２のドレイン端子間にＬＣ共振回路１６０が並列に接続される。
【００９１】
また、トランジスタ１０１のゲート端子は、コンデンサ１０６を介してトランジスタ１０２のドレイン端子に接続され、トランジスタ１０２のゲート端子は、コンデンサ１０５を介してトランジスタ１０１のドレイン端子に接続されている。
【００９２】
また、トランジスタ１０１のゲート端子は抵抗Ｒｂを介して定電位源Ｖｂｉａｓ１（以下、Ｖｂ１）に接続され、トランジスタ１０２のゲート端子も抵抗Ｒｂを介して定電位源Ｖｂ１に接続されている。また、トランジスタ１０１のゲート端子はコンデンサ１０７を介して接地され、トランジスタ１０２のゲート端子はコンデンサ１０８を介して接地されている。
【００９３】
さらに、トランジスタ１０１のソース端子とトランジスタ１０２のソース端子とが接続されるとともに、これらトランジスタ１０１・１０２のソース端子がトランジスタ１８０のソース端子に接続されている。なお、このトランジスタ１８０のドレイン端子は接地され、ゲート端子は定電位源Ｖｂｉａｓ２（以下、Ｖｂ２）に接続されている。
【００９４】
発振回路Ｂは、ＬＣ共振回路１７０と負性抵抗回路１７１とを備える。ＬＣ共振回路１７０は、コイル１１３ａ・１１３ｂと可変容量ダイオード１１４ａ・１１４ｂとを備える。負性抵抗回路１７１は、交差接続用の２つのＮチャネルＭＯＳトランジスタ１２２・１１２と、４つのコンデンサ１１５・１１６・１１７・１１８（フィードバック用コンデンサ）と、２つの抵抗Ｒｂと、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ１８１とを備える。
【００９５】
コイル１１３ａおよび１１３ｂは直列に接続され、その中点がＶｃｃに接続されている。可変容量ダイオード１１４ａおよび１１４ｂは反対向きに直列接続され、アノード端子同士が接続されるとともに、これらがＶｃｏｎｔｒｏｌ（以下Ｖｃｏ）に接続されている。さらに、コイル１１３ａ・１１３ｂと、可変容量ダイオード１１４ａ・１１４ｂとは並列に接続されている。
【００９６】
そして、この可変容量ダイオード１１４ａのカソードがトランジスタ１２２のドレイン端子に接続され、可変容量ダイオード１１４ｂのカソードがトランジスタ１１２のドレイン端子に接続されている。これにより、トランジスタ１２２のドレイン端子およびトランジスタ１１２のドレイン端子間にＬＣ共振回路１７０が並列に接続される。
【００９７】
また、トランジスタ１２２のゲート端子は、コンデンサ１１６を介してトランジスタ１１２のドレイン端子に接続され、トランジスタ１１２のゲート端子は、コンデンサ１１５を介してトランジスタ１２２のドレイン端子に接続されている。
【００９８】
また、トランジスタ１２２のゲート端子は抵抗Ｒｂを介して定電位源Ｖｂｉａｓ１（以下、Ｖｂ１）に接続され、トランジスタ１１２のゲート端子も抵抗Ｒｂを介して定電位源Ｖｂ１に接続されている。また、トランジスタ１２２のゲート端子はコンデンサ１１７を介して接地され、トランジスタ１１２のゲート端子はコンデンサ１１８を介して接地されている。
【００９９】
さらに、トランジスタ１２２のソース端子とトランジスタ１１２のソース端子とが接続されるとともに、これらトランジスタ１２２・１１２のソース端子がトランジスタ１８１のソース端子に接続されている。なお、このトランジスタ１８１のドレイン端子は接地され、ゲート端子は定電位源Ｖｂｉａｓ２（以下、Ｖｂ２）に接続されている。
【０１００】
ここで、本発振器１００では、これら発振回路Ａと発振回路Ｂとが４つのＲＣ連結ネットワーク１６２〜１６５によって接続されている。
【０１０１】
ＲＣ連結ネットワーク１６２においては、トランジスタ１０１のゲート端子とトランジスタ１１２のドレイン端子との間に、連結用コンデンサＣｃ１２０と連結用抵抗Ｒｃ１４１とが直列に接続されている。すなわち、連結用コンデンサＣｃ１２０の一方の電極がトランジスタ１０１のゲート端子に接続され、連結用コンデンサＣｃ１２０の他方の電極とトランジスタ１１２のドレイン端子との間に連結用抵抗Ｒｃ１４１が接続されている。
【０１０２】
ＲＣ連結ネットワーク１６３においては、トランジスタ１０２のゲート端子とトランジスタ１２２のドレイン端子との間に、連結用コンデンサＣｃ１２１と連結用抵抗Ｒｃ１４２とが直列に接続されている。すなわち、連結用コンデンサＣｃ１２１の一方の電極がトランジスタ１０２のゲート端子に接続され、連結用コンデンサＣｃ１２１の他方の電極とトランジスタ１２２のドレイン端子との間に連結用抵抗Ｒｃ１４２が接続されている。
【０１０３】
ＲＣ連結ネットワーク１６４においては、トランジスタ１２２のゲート端子とトランジスタ１０１のドレイン端子との間に、連結用コンデンサＣｃ１２２と連結用抵抗Ｒｃ１４３とが直列に接続されている。すなわち、連結用コンデンサＣｃ１２２の一方の電極がトランジスタ１２２のゲート端子に接続され、連結用コンデンサＣｃ１２２の他方の電極とトランジスタ１０１のドレイン端子との間に連結用抵抗Ｒｃ１４３が接続されている。
【０１０４】
ＲＣ連結ネットワーク１６５においては、トランジスタ１１２のゲート端子とトランジスタ１０２のドレイン端子との間に、連結用コンデンサＣｃ１２３と連結用抵抗Ｒｃ１４４とが直列に接続されている。すなわち、連結用コンデンサＣｃ１２３の一方の電極がトランジスタ１１２のゲート端子に接続され、連結用コンデンサＣｃ１２３の他方の電極とトランジスタ１０２のドレイン端子との間に連結用抵抗Ｒｃ１４４が接続されている。
【０１０５】
発振回路Ａでは、ＬＣ共振回路１６０に何らかの電気的な刺激が印加されると、ＬＣ共振回路１６０の共振現象によって交流信号が発振され、出力端Ｐ１・Ｐ２から出力される。このとき、出力端Ｐ１およびＰ２から出力される信号は逆相（相補）信号である。交流信号の周波数はＬＣ共振回路１６０の共振周波数であり、電圧制御の可変容量ダイオード１０４ａ・１０４ｂによって調節可能である。この原理は発振回路Ｂについても同様である。
【０１０６】
そして、交差連結トランジスタ１０１・１０２およびフィードバック用のコンデンサ１０５・１０６を含む負性抵抗回路１６１がＬＣ共振回路１６０に接続されているため、ＬＣ共振回路１６０での損失が補償され、該ＬＣ共振回路１６０の発振が継続する。この結果、出力端Ｐ１（トランジスタ１０１のドレイン端子）・Ｐ２（トランジスタ１０２のドレイン端子）から互いに逆相の交流信号を継続的に取り出すことができる。発振回路Ｂについても同様であり、出力端Ｐ３（トランジスタ１２２のドレイン端子）・Ｐ４（トランジスタ１１２のドレイン端子）から互いに逆相の交流信号を継続的に取り出すことができる。
【０１０７】
ここで、本発振器１００では、これら発振回路Ａと発振回路Ｂとが４つのＲＣ連結ネットワーク１６２〜１６５によって接続されている。このように、４つのＲＣ連結ネットワーク（Ｒｃ１４１・Ｃｃ１２０、Ｒｃ１４２・Ｃｃ１２１、Ｒｃ１４３・Ｃｃ１２２およびＲｃ１４４・Ｃｃ１２３）によって発振回路Ａ・Ｂを連結することで、各発振回路の出力信号ＸおよびＹの位相を互いに±９０°ずらす（Ｘ＝±ｊＹの関係にする）ことができる。これにより、Ｐ１〜Ｐ４から互いに位相が９０°ずれた４相信号が出力される。
【０１０８】
〔実施の形態３〕
図３に、ＭＯＳトランジスタを用いた本発振器のさらなる変形例を示す。
【０１０９】
同図に示されるように、本実施の形態にかかる発振器２００は、対となる発振回路Ａ（第１の発信回路）と、発振回路Ｂ（第２の発信回路）と、４つのＲＣ連結ネットワーク２６２〜２６５とを備え、Ｐ１〜Ｐ４にて、位相が９０°ずつ互いにずれた４つの信号（４相信号）を生成する。
【０１１０】
発振回路Ａは、ＬＣ共振回路２６０と負性抵抗回路２６１とを備える。ＬＣ共振回路２６０は、コイル２０３ａ・２０３ｂと可変容量ダイオード２０４ａ・２０４ｂとを備える。負性抵抗回路２６１は、交差接続用の２つのＮチャネルＭＯＳトランジスタ２０１（第６のＭＯＳトランジスタ）・２０２（第７のＭＯＳトランジスタ）と、カップリング用の２つのＮチャネルＭＯＳトランジスタ２５１（第５のＭＯＳトランジスタ）・２５２（第８のＭＯＳトランジスタ）と、２つの抵抗Ｒｂと、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ２８０とを備える。
【０１１１】
コイル２０３ａおよび２０３ｂは直列に接続され、その中点がＶｃｃに接続されている。可変容量ダイオード２０４ａおよび２０４ｂは反対向きに直列接続され、アノード端子同士が接続されるとともに、これらがＶｃｏｎｔｒｏｌ（以下Ｖｃｏ）に接続されている。そして、コイル２０３ａ・２０３ｂと、可変容量ダイオード２０４ａ・２０４ｂとは並列に接続されている。
【０１１２】
また、トランジスタ２５１のドレイン端子とトランジスタ２０１のドレイン端子とが接続され、トランジスタ２５１のソース端子とトランジスタ２０１のソース端子とが接続されている。また、トランジスタ２５２のドレイン端子とトランジスタ２０２のドレイン端子とが接続され、トランジスタ２５２のソース端子とトランジスタ２０２のソース端子とが接続されている。
【０１１３】
そして、このトランジスタ２０１・２５１の共通ドレイン端子が可変容量ダイオード２０４ａのカソードに接続され、トランジスタ２０２・２５２の共通ドレイン端子が可変容量ダイオード２０４ｂのカノードに接続されている。これにより、トランジスタ２０１・２５１の共通ドレイン端子およびトランジスタ２０２・２５２の共通ドレイン端子間にＬＣ共振回路２６０が並列に接続される。
【０１１４】
また、トランジスタ２０１のゲート端子はトランジスタ２０２・２５２の共通ドレイン端子に接続され、トランジスタ２０２のゲート端子は、トランジスタ２０１・２５１の共通ドレイン端子に接続されている。
【０１１５】
さらに、トランジスタ２５１のゲート端子は抵抗Ｒｂを介して定電位源Ｖｂｉａｓ１（以下、Ｖｂ１）に接続され、トランジスタ２５２のゲート端子も抵抗Ｒｂを介して定電位源Ｖｂ１に接続されている。
【０１１６】
さらに、トランジスタ２０１・２５１の共通ソース端子とトランジスタ２０２・２５２の共通ソース端子とが接続されるとともに、この接続点とトランジスタ２８０のソース端子とが接続されている。なお、このトランジスタ２８０のドレイン端子は接地され、ゲート端子は定電位源Ｖｂｉａｓ２（以下、Ｖｂ２）に接続されている。
【０１１７】
発振回路Ｂは、ＬＣ共振回路２７０と負性抵抗回路２７１とを備える。ＬＣ共振回路２７０は、コイル２１３ａ・２１３ｂと可変容量ダイオード２１４ａ・２１４ｂとを備える。負性抵抗回路２７１は、交差接続用の２つのＮチャネルＭＯＳトランジスタ２１１（第２のＭＯＳトランジスタ）・２１２（第３のＭＯＳトランジスタ）と、カップリング用の２つのＮチャネルＭＯＳトランジスタ２９１（第１のＭＯＳトランジスタ）・２９２（第４のＭＯＳトランジスタ）と、２つの抵抗Ｒｂと、ＮチャネルＭＯＳトランジスタ２８１とを備える。
【０１１８】
コイル２１４ａおよび２１４ｂは直列に接続され、その中点がＶｃｃに接続されている。可変容量ダイオード２１４ａおよび２１４ｂは反対向きに直列接続され、アノード端子同士が接続されるとともに、これらがＶｃｏｎｔｒｏｌ（以下Ｖｃｏ）に接続されている。そして、コイル２１３ａ・２１３ｂと、可変容量ダイオード２１４ａ・２１４ｂとは並列に接続されている。
【０１１９】
また、トランジスタ２９１のドレイン端子とトランジスタ２１１のドレイン端子とが接続され、トランジスタ２９１のソース端子とトランジスタ２１１のソース端子とが接続されている。また、トランジスタ２９２のドレイン端子とトランジスタ２１２のドレイン端子とが接続され、トランジスタ２９２のソース端子とトランジスタ２１２のソース端子とが接続されている。
【０１２０】
そして、このトランジスタ２９１・２１１の共通ドレイン端子が可変容量ダイオード２１４ａのカソードに接続され、トランジスタ２９２・２１２の共通ドレイン端子が可変容量ダイオード２１４ｂのカノードに接続されている。これにより、トランジスタ２９１・２１１の共通ドレイン端子およびトランジスタ２９２・２１２の共通ドレイン端子間にＬＣ共振回路２７０が並列に接続される。
【０１２１】
また、トランジスタ２１１のゲート端子は、トランジスタ２１２・２９２の共通ドレイン端子に接続され、トランジスタ２１２のゲート端子は、トランジスタ２１１・２９１の共通ドレイン端子に接続されている。
【０１２２】
さらに、トランジスタ２９１のゲート端子は抵抗Ｒｂを介して定電位源Ｖｂｉａｓ１（以下、Ｖｂ１）に接続され、トランジスタ２９２のゲート端子も抵抗Ｒｂを介して定電位源Ｖｂ１に接続されている。
【０１２３】
さらに、トランジスタ２１１・２９１の共通ソース端子とトランジスタ２１２・２９２の共通ソース端子とが接続されるとともに、その接続点とトランジスタ２８１のソース端子とが接続されている。なお、このトランジスタ２８１のドレイン端子は接地され、ゲート端子は定電位源Ｖｂｉａｓ２（以下、Ｖｂ２）に接続されている。
【０１２４】
ここで、本発振器２００では、これら発振回路Ａと発振回路Ｂとが４つのＲＣ連結ネットワーク２６２〜２６５によって接続されている。
【０１２５】
ＲＣ連結ネットワーク２６２においては、トランジスタ２５１のゲート端子とトランジスタ２１２（２９２）のドレイン端子との間に、連結用コンデンサＣｃ２２０と連結用抵抗Ｒｃ２４１とが直列に接続されている。すなわち、連結用コンデンサＣｃ２２０の一方の電極がトランジスタ２０１のゲート端子に接続され、連結用コンデンサＣｃ２２０の他方の電極とトランジスタ２１２（２９２）のドレイン端子との間に連結用抵抗Ｒｃ２４１が接続されている。ＲＣ連結ネットワーク２６３においては、トランジスタ２５２のゲート端子とトランジスタ２１１（２９１）のドレイン端子との間に、連結用コンデンサＣｃ２２１と連結用抵抗Ｒｃ２４２とが直列に接続されている。すなわち、連結用コンデンサＣｃ２２１の一方の電極がトランジスタ２５１のゲート端子に接続され、連結用コンデンサＣｃ２２１の他方の電極とトランジスタ２１１（２９１）のドレイン端子との間に連結用抵抗Ｒｃ２４２が接続されている。ＲＣ連結ネットワーク２６４においては、トランジスタ２９１のゲート端子とトランジスタ２０１（２５１）のドレイン端子との間に、連結用コンデンサＣｃ２２２と連結用抵抗Ｒｃ２４３とが直列に接続されている。すなわち、連結用コンデンサＣｃ２２２の一方の電極がトランジスタ２９１のゲート端子に接続され、連結用コンデンサＣｃ２２２の他方の電極とトランジスタ２０１（２５１）のドレイン端子との間に連結用抵抗Ｒｃ２４３が接続されている。ＲＣ連結ネットワーク２６５においては、トランジスタ２９２のゲート端子とトランジスタ２０２（２５２）のドレイン端子との間に、連結用コンデンサＣｃ２２３と連結用抵抗Ｒｃ２４４とが直列に接続されている。すなわち、連結用コンデンサＣｃ２２３の一方の電極がトランジスタ２９２のゲート端子に接続され、連結用コンデンサＣｃ２２３の他方の電極とトランジスタ２０２の（２５２）ドレイン端子との間に連結用抵抗Ｒｃ２４４が接続されている。
【０１２６】
発振回路Ａでは、ＬＣ共振回路２６０に何らかの電気的な刺激が印加されると、ＬＣ共振回路２６０の共振現象によって交流信号が発振され、出力端Ｐ１およびＰ２から出力される。このとき、出力端Ｐ１およびＰ２から出力される信号は逆相（相補）信号である。交流信号の周波数はＬＣ共振回路２６０の共振周波数であり、電圧制御の可変容量ダイオード２０４ａ・２０４ｂによって調節可能である。この原理は発振回路Ｂについても同様である。
【０１２７】
そして、交差連結されたカップリングトランジスタ２０１・２５１および２０２・２５２を含む負性抵抗回路２６１がＬＣ共振回路２６０に接続されているため、ＬＣ共振回路２６０での損失が補償され、該ＬＣ共振回路２６０の発振が継続する。この結果、出力端出力端Ｐ１（トランジスタ２０１・２５１の共通ドレイン端子）・Ｐ２（トランジスタ２０２・２５２の共通ドレイン端子）から互いに逆相の交流信号を継続的に取り出すことができる。発振回路Ｂについても同様であり、出力端Ｐ３（トランジスタ２１１・２９１の共通ドレイン端子）・Ｐ４（トランジスタ２１２・２９２の共通ドレイン端子）から互いに逆相の交流信号を継続的に取り出すことができる。
【０１２８】
ここで、本発振器２００では、これら発振回路Ａと発振回路Ｂとが４つのＲＣ連結ネットワーク２６２〜２６５によって接続されている。このように、４つのＲＣ連結ネットワーク（Ｒｃ２４１・Ｃｃ２２０、Ｒｃ２４２・Ｃｃ２２１、Ｒｃ２４３・Ｃｃ２２２およびＲｃ２４４・Ｃｃ２２３）によって発振回路Ａ・Ｂを連結することで、各発振回路の出力信号ＸおよびＹの位相を互いに±９０°ずらす（Ｘ＝±ｊＹの関係にする）ことができる。これにより、Ｐ１〜Ｐ４から互いに位相が９０°ずれた４相信号が出力される。
【０１２９】
本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施の形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明に係る電圧制御発振器の周波数調整システムは、データ通信装置、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１Ｘ規格の無線データ通信を行う携帯電話器用のトランシーバに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の実施の一形態に係る発振器の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の実施の他形態に係る発振器の構成を示す回路図である。
【図３】本発明の実施の他形態に係る発振器の構成を示す回路図である。
【図４】本発振器を用いた通信装置の一般的構成を示す回路図である。
【図５】本発振器を用いた通信装置（ダイレクトコンバージョン方式）の構成を示す回路図である。
【図６】本発振器を用いた通信装置（デュアルコンバージョン方式）の構成を示す回路図である。
【図７】（ａ）（ｂ）は、本発振器が発振する４相信号を示すグラフである。
【図８】本発振器の発振周波数および信号振幅の連結抵抗依存性を示すグラフである。
【図９】（ａ）（ｂ）は、従来の発振器の構成を示す説明図である。
【図１０】従来の発振器の構成を示す回路図である。
【図１１】従来の発振器の構成を示す回路図である。
【図１２】従来の発振器の構成を示す回路図である。
【図１３】従来の発振器の構成を示す回路図である。
【図１４】（ａ）〜（ｄ）は、従来の発振器の構成を示す回路図である。
【図１５】従来の発振器の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【０１３２】
５０１  ＮＰＮトランジスタ（第１のトランジスタ）
５０２  ＮＰＮトランジスタ（第２のトランジスタ）
５０３  コイル
５０４  バラクタ
５０５・５０６  コンデンサ
５１１  ＮＰＮトランジスタ（第１のトランジスタ）
５１２  ＮＰＮトランジスタ（第２のトランジスタ）
５１３  コイル
５１４  バラクタ
５１５・５１６  コンデンサ
５６０・５７０  ＬＣ共振回路（共振回路）
５６１・５７１  負性抵抗回路
Ｒｃ５４１〜５４４  連結用抵抗
Ｃｃ５２０〜５２３  連結用コンデンサ
５６２〜５６５  ＲＣ連結ネットワーク
２０１  ＮチャネルＭＯＳトランジスタ（第６のＭＯＳトランジスタ）
２０２  ＮチャネルＭＯＳトランジスタ（第７のＭＯＳトランジスタ）
２１１  ＮチャネルＭＯＳトランジスタ（第２のＭＯＳトランジスタ）
２１２  ＮチャネルＭＯＳトランジスタ（第３のＭＯＳトランジスタ）
２５１  ＮチャネルＭＯＳトランジスタ（第５のＭＯＳトランジスタ）
２５２  ＮチャネルＭＯＳトランジスタ（第８のＭＯＳトランジスタ）
２６０・２７０  ＬＣ共振回路（共振回路）
２６１・２７１  負性抵抗回路
２９１  ＮチャネルＭＯＳトランジスタ（第１のＭＯＳトランジスタ）
２９２  ＮチャネルＭＯＳトランジスタ（第４のＭＯＳトランジスタ）
Ｒｃ２４１〜２４４  連結用抵抗
Ｃｃ２２０〜２２３  連結用コンデンサ
２６２〜２６５  ＲＣ連結ネットワーク
【図１】
2006121435.tif 000006
【図２】
2006121435.tif 000007
【図３】
2006121435.tif 000008
【図４】
2006121435.tif 000009
【図５】
2006121435.tif 000010
【図６】
2006121435.tif 000011
【図７】
2006121435.tif 000012
【図８】
2006121435.tif 000013
【図９】
2006121435.tif 000014
【図１０】
2006121435.tif 000015
【図１１】
2006121435.tif 000016
【図１２】
2006121435.tif 000017
【図１３】
2006121435.tif 000018
【図１４】
2006121435.tif 000019
【図１５】
2006121435.tif 000020