(57)【要約】【課題】簡易的な構成で位相を微調整する。【解決手段】インピーダンス調整回路１は、発振信号から分配された第１発振信号を伝送する第１伝送路Ｌ１と、発振信号から分配された第２発振信号を伝送する第２伝送路Ｌ２と、第１伝送路Ｌ１の伝送路の特性インピーダンスを調整する第１調整部１１と、第２伝送路Ｌ２の特性インピーダンスを調整する第２調整部１２とを備える。第１調整部１１は、アノードが第１伝送路Ｌ１に接続され、カソードに印加される第１制御電圧Ｖｃ１に基づいて容量値を変化させる第１バリキャップダイオード１１２と、第１伝送路Ｌ１と並列に接続される第１スタブとを有する。第２調整部１２は、アノードが第２伝送路Ｌ２に接続され、カソードに印加される第２制御電圧Ｖｃ２に基づいて容量値を変化させる第２バリキャップダイオード１２２と、第２伝送路Ｌ２と並列に接続される第２スタブとを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振信号から分配された第１発振信号を伝送する第１伝送路と、
前記発振信号から分配された第２発振信号を伝送する第２伝送路と、
前記第１伝送路及び前記第２伝送路の少なくともいずれかの伝送路の特性インピーダンスを調整する調整部と、
を備えるインピーダンス調整回路。
【請求項２】
前記調整部は、
アノードが前記伝送路に接続され、カソードに印加される制御電圧に基づいて容量値を変化させる可変容量素子と、
前記伝送路と並列に接続される分布定数線路であるスタブと、
を有する請求項１に記載のインピーダンス調整回路。
【請求項３】
前記制御電圧を出力する制御部をさらに備える、
請求項２に記載のインピーダンス調整回路。
【請求項４】
前記調整部は、
前記第１伝送路のインピーダンスを調整する第１調整部と、
前記第２伝送路のインピーダンスを調整する第２調整部と、
を有する請求項１から３のいずれか１項に記載のインピーダンス調整回路。
【請求項５】
前記第１調整部は、
アノードが前記第１伝送路に接続され、カソードに印加される第１制御電圧に基づいて容量値を変化させる第１可変容量素子と、
前記第１伝送路と並列に接続される分布定数線路である第１スタブと、
を有し、
前記第２調整部は、
アノードが前記第２伝送路に接続され、カソードに印加される第２制御電圧に基づいて容量値を変化させる第２可変容量素子と、
前記第１伝送路と並列に接続される分布定数線路である第２スタブと、
を有する請求項４に記載のインピーダンス調整回路。
【請求項６】
前記第１スタブの線路長と、前記第２スタブの線路長とが異なる、
請求項５に記載のインピーダンス調整回路。
【請求項７】
前記発振信号を生成する発振回路と、
請求項１から６のいずれか１項に記載のインピーダンス調整回路と、
を備える周波数シンセサイザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インピーダンス調整回路及び周波数シンセサイザに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、所望の周波数の発振信号を出力するための回路として、周波数シンセサイザが知られている（例えば、特許文献１参照）。この周波数シンセサイザには、複数の発振信号を出力するものがあり、用途によっては、複数の発振信号の位相を合わせて使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−４４２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、複数の出力を行う周波数シンセサイザでは、出力信号の周波数が高くなると波長が短くなることから、複数の出力信号において位相差が発生しやすくなるため、出力信号の位相の微調整が必要となる。
【０００５】
位相の調整には、例えば、遅延線や可変位相器が使用される。遅延線は、安定して位相を調整することができるものの、微調整を行うためには遅延線の長さを調整する必要があることから、位相の微調整が難しいという問題がある。
【０００６】
図８は、従来の可変位相器１００の一例を示す図である。図８に示されるように従来の可変位相器１００は、第１伝送路１０１及び第２伝送路１０２と、２個のバリキャップダイオード１０３及び１０４と、９０°ハイブリッドカプラ１０５とを備えており、２個のバリキャップダイオード１０３及び１０４の容量を変化させることで位相を微調整することができる。しかしながら、従来の可変位相器１００は部品点数が多く、サイズが大きくなるという問題がある。
【０００７】
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、簡易的な構成で位相を微調整することができるインピーダンス調整回路及び周波数シンセサイザ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】
【０００８】
本発明の第１の態様に係るインピーダンス調整回路は、発振信号から分配された第１発振信号を伝送する第１伝送路と、前記発振信号から分配された第２発振信号を伝送する第２伝送路と、前記第１伝送路及び前記第２伝送路の少なくともいずれかの伝送路の特性インピーダンスを調整する調整部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、前記調整部は、アノードが前記伝送路に接続され、カソードに印加される制御電圧に基づいて容量値を変化させる可変容量素子と、前記伝送路と並列に接続される分布定数線路であるスタブと、を有してもよい。
また、前記インピーダンス調整回路は、前記制御電圧を出力する制御部をさらに備えていてもよい。
【００１０】
また、前記調整部は、前記第１伝送路のインピーダンスを調整する第１調整部と、前記第２伝送路のインピーダンスを調整する第２調整部と、を有してもよい。
また、前記第１調整部は、アノードが前記第１伝送路に接続され、カソードに印加される第１制御電圧に基づいて容量値を変化させる第１可変容量素子と、前記第１伝送路と並列に接続される分布定数線路である第１スタブと、を有し、前記第２調整部は、アノードが前記第２伝送路に接続され、カソードに印加される第２制御電圧に基づいて容量値を変化させる第２可変容量素子と、前記第１伝送路と並列に接続される分布定数線路である第２スタブと、を有していてもよい。
また、前記インピーダンス調整回路では、前記第１スタブの線路長と、前記第２スタブの線路長とが異なっていてもよい。
【００１１】
本発明の第２の態様に係る周波数シンセサイザは、前記発振信号を生成する発振回路と、第１の態様に係るインピーダンス調整回路と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、簡易的な構成で位相を微調整す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】本実施形態に係るインピーダンス調整回路の概要図である。
【図２】本実施形態に係る第１調整部及び第２調整部の回路図である。
【図３Ａ】本実施形態に係る第１制御電圧のみを制御した場合の位相変化量を示す図である。
【図３Ｂ】本実施形態に係る第１制御電圧のみを制御した場合の位相差を示す図である。
【図３Ｃ】本実施形態に係る第１制御電圧のみを制御した場合の利得を示す図である。
【図４Ａ】本実施形態に係る第２制御電圧のみを制御した場合の位相変化量を示す図である。
【図４Ｂ】本実施形態に係る第２制御電圧のみを制御した場合の位相差を示す図である。
【図４Ｃ】本実施形態に係る第２制御電圧のみを制御した場合の利得を示す図である。
【図５Ａ】本実施形態に係る第１制御電圧及び第２制御電圧を制御した場合の位相変化量を示す図である。
【図５Ｂ】本実施形態に係る第１制御電圧及び第２制御電圧を制御した場合の位相差を示す図である。
【図５Ｃ】本実施形態に係る第１制御電圧及び第２制御電圧を制御した場合の利得を示す図である。
【図６】図５Ｂに示す位相調整を行った際の制御情報を示す図である。
【図７】本実施形態に係るインピーダンス調整回路を備える周波数シンセサイザを示す図である。
【図８】従来の可変位相器の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［インピーダンス調整回路１の構成］
図１は、本実施形態に係るインピーダンス調整回路１の概要図である。
インピーダンス調整回路１は、入力端子ＩＴ１に入力された発振信号から分配された第１発振信号と第２発振信号の位相を調整し、それぞれ出力端子ＯＴ１、出力端子ＯＴ２に出力する。
【００１５】
インピーダンス調整回路１は、第１調整部１１と、第２調整部１２と、記憶部１３と、制御部１４とを備える。
第１調整部１１は、発振信号から分配された第１発振信号を伝送する第１伝送路Ｌ１に設けられている。第１調整部１１は、制御部１４から出力される第１制御電圧Ｖｃ１に応じて第１伝送路Ｌ１の特性インピーダンスを調整し、第１発振信号の位相の微調整を行う。
【００１６】
第２調整部１２は、発振信号から分配された第２発振信号を伝送する第２伝送路Ｌ２に設けられている。第２調整部１２の回路構成は、第１調整部１１の回路構成と同じであり、制御部１４から出力される第２制御電圧Ｖｃ２に応じて第２伝送路Ｌ２の特性インピーダンスを調整し、第２発振信号の位相の微調整を行う。
【００１７】
図２は、本実施形態に係る第１調整部１１及び第２調整部１２の回路図である。
第１調整部１１は、バイアス抵抗１１１と、第１可変容量素子としての第１バリキャップダイオード１１２と、コンデンサ１１３と、コンデンサ１１４と、第１スタブ１１５とを有する。
【００１８】
第１バリキャップダイオード１１２は、アノードが第１伝送路Ｌ１に接続されるとともに、カソードがバイアス抵抗１１１を介して、例えば制御電圧端子に接続されている。第１バリキャップダイオード１１２は、当該カソードに印加される第１制御電圧Ｖｃ１に基づいて容量値を変化させる。
第１スタブ１１５は、分布定数線路であり、第１伝送路Ｌ１に並列に接続されている。
【００１９】
第１調整部１１は、第１スタブ１１５の線路長を調整することで、第１伝送路Ｌ１の特性インピーダンスを調整し、発振信号に対する第１発振信号の位相を調整することができる。また、第１調整部１１は、第１バリキャップダイオード１１２の容量値を変化させることで、第１伝送路Ｌ１の特性インピーダンスを微調整し、発振信号に対する第１発振信号の位相を微調整することができる。
【００２０】
第２調整部１２は、バイアス抵抗１２１と、第２可変容量素子としての第２バリキャップダイオード１２２と、コンデンサ１２３と、コンデンサ１２４と、第２スタブ１２５とを有する。
【００２１】
第２バリキャップダイオード１２２は、アノードが第２伝送路Ｌ２に接続されるとともに、カソードがバイアス抵抗１２１を介して、例えば制御電圧端子に接続されている。第２バリキャップダイオード１２２は、当該カソードに印加される第２制御電圧Ｖｃ２に基づいて容量値を変化させる。第２調整部１２は、第２バリキャップダイオード１２２の容量値を変化させることで、第２伝送路Ｌ２の特性インピーダンスを微調整することができる。
第２スタブ１２５は、分布定数線路であり、第２伝送路Ｌ２に並列に接続されている。
【００２２】
第２調整部１２は、第２スタブ１２５の線路長を調整することで、第２伝送路Ｌ２の特性インピーダンスを調整し、発振信号に対する第２発振信号の位相を調整することができる。また、第２調整部１２は、第２バリキャップダイオード１２２の容量値が変化することで、第２伝送路Ｌ２の特性インピーダンスを微調整し、発振信号に対する第２発振信号の位相を微調整することができる。ここで、第１スタブ１１５の線路長と、第２スタブ１２５の線路長とは異なっていてもよい。このようにすることで、第１伝送路Ｌ１と、第２伝送路Ｌ２とが異なる長さであっても、第１スタブ１１５及び第２スタブ１２５の線路長を調整することで位相をほぼ同一に調整することができる。
【００２３】
記憶部１３は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ又はＲＯＭによって構成されている。記憶部１３は、第１調整部１１に印加される第１制御電圧Ｖｃ１の値と、第２調整部１２に印加される第２制御電圧Ｖｃ２の値と、第１発振信号と第２発振信号との位相差とを関連付けた制御情報を記憶する。
【００２４】
制御部１４は、例えば、ＣＰＵ等によって構成されており、第１制御電圧Ｖｃ１を第１調整部１１に出力するとともに、第２制御電圧Ｖｃ２を第２調整部１２に出力する。具体的には、制御部１４は、例えば予め設定された位相差に基づいて、記憶部１３に記憶されている制御情報から第１制御電圧Ｖｃ１の値及び第２制御電圧Ｖｃ２の値を特定する。そして、制御部１４は、第１調整部１１に第１制御電圧Ｖｃ１を印加するとともに、第２調整部１２に第２制御電圧Ｖｃ２を印加する。これにより、第１発振信号の位相及び第２発振信号の位相を所望の位相差に調整することができる。
【００２５】
［シミュレーション例］
続いて、インピーダンス調整回路１のシミュレーション例を示す。
図３Ａは、本実施形態に係る第１制御電圧Ｖｃ１のみを制御した場合の位相変化量を示す図である。図３Ａに示す実線は、発振信号を基準とした第１発振信号の位相を示しており、破線は、発振信号を基準とした第２発振信号の位相を示している。
【００２６】
図３Ａに示されているように、第１制御電圧Ｖｃ１が高くなるのに伴い、第１発振信号の位相が遅れることが確認できる。ここでは、第１発振信号の位相が、約−１０３．５°から−１０６．５°まで調整されていることが確認できる。また、第２発振信号の位相は、第２制御電圧Ｖｃ２を印加していないことから、常に約１０５°遅れていることが確認できる。
【００２７】
図３Ｂは、本実施形態に係る第１制御電圧Ｖｃ１のみを制御した場合の第１発振信号と、第２発振信号との位相差を示す図である。図３Ｂに示されているように、第１制御電圧Ｖｃ１を０Ｖから１０Ｖまで変化させることにより、位相差が約１．５°から−１．５°まで微調整されていることが確認できる。
【００２８】
図３Ｃは、本実施形態に係る第１制御電圧Ｖｃ１のみを制御した場合の第１発振信号と、第２発振信号との利得を示す図である。ここで、図３Ｃに示す実線は、第１発振信号の利得を示しており、破線は、第２発振信号の利得を示している。図３Ｃに示されるように、第１制御電圧Ｖｃ１を変化させても、第１発振信号の利得は約−１０．５ｄＢから約−１０．５２ｄＢまでの範囲に収まり、利得がほぼ一定であることが確認できる。
【００２９】
図４Ａは、本実施形態に係る第２制御電圧Ｖｃ２のみを制御した場合の位相変化量を示す図である。図４Ｂは、本実施形態に係る第２制御電圧Ｖｃ２のみを制御した場合の第１発振信号と、第２発振信号との位相差を示す図である。図４Ｃは、本実施形態に係る第２制御電圧Ｖｃ２のみを制御した場合の第１発振信号と、第２発振信号との利得を示す図である。
【００３０】
図４Ａに示されるように、第２制御電圧Ｖｃ２のみを制御した場合、第２発振信号の位相が約−１０３．５°から−１０６．５°まで微調整され、その結果、図４Ｂに示されるように、第１発振信号と第２発振信号との位相差が−１．５°から１．５°まで微調整されていることが確認できる。また、図４Ｃに示されるように、第２発振信号の利得は約−１０．５ｄＢから約−１０．５２ｄＢまでの範囲に収まり、ほぼ一定であることが確認できる。
【００３１】
図５Ａは、本実施形態に係る第１制御電圧Ｖｃ１及び第２制御電圧Ｖｃ２を制御した場合の位相変化量を示す図である。図５Ａに示される例では、第２制御電圧Ｖｃ２を０Ｖから１０Ｖまで変化させるとともに、第１制御電圧Ｖｃ１を１０Ｖから０Ｖまで変化させた。図５Ａに示す実線は、発振信号を基準とした第１発振信号の位相を示しており、破線は、発振信号を基準とした第２発振信号の位相を示している。
【００３２】
図５Ａに示されているように、第１発振信号の位相が進むにつれて、第２発振信号の位相が遅れることが確認できる。図５Ｂは、本実施形態に係る第１制御電圧Ｖｃ１と第２制御電圧Ｖｃ２とを制御した場合の第１発振信号と、第２発振信号との位相差を示す図である。図５Ｂに示されるように、第１制御電圧Ｖｃ１と第２制御電圧Ｖｃ２とを制御することにより、第１発振信号と第２発振信号との位相差が−３°から３°まで変化していることが確認できる。
【００３３】
図５Ｃは、本実施形態に係る第１制御電圧Ｖｃ１と第２制御電圧Ｖｃ２とを制御した場合の第１発振信号と、第２発振信号との利得を示す図である。図５Ｃに示されるように、第１発振信号の利得と第２発振信号の利得は、約−１０．５ｄＢから約−１０．５２ｄＢまでの範囲に収まり、ほぼ一定であることが確認できる。
【００３４】
図６は、図５Ｂに示す位相調整を行った際の第１制御電圧Ｖｃ１の値と、第２制御電圧Ｖｃ２の値と、位相差とを関連付けた制御情報を示す図である。図６に示される制御情報を記憶部１３に記憶させ、制御部１４が当該制御情報に基づいて各制御電圧の制御を行うことにより、インピーダンス調整回路１は、第１発振信号と第２発振信号との位相差を−３°から３°の範囲において０．５°刻みで調整することができる。
【００３５】
図７は、本実施形態に係るインピーダンス調整回路１を備える周波数シンセサイザ５０を示す図である。
周波数シンセサイザ５０は、位相比較器２と、ループフィルタ３と、ＶＣＯ（電圧制御発振回路）４と、インピーダンス調整回路１と、分周器５とを備える。
位相比較器２は、入力信号の位相と、分周器５から出力された発振信号の位相とを比較し、位相差に応じた電圧を出力する。ループフィルタ３は、位相比較器２から出力された電圧を、ＶＣＯ４を制御する制御電圧に変換し、ＶＣＯ４に出力する。ＶＣＯ４は、ループフィルタ３から出力された制御電圧に基づいて発振信号を生成し、インピーダンス調整回路１及び分周器５に出力する。分周器５は、ＶＣＯ４から出力された発振信号の周波数を分周し、位相比較器２に出力する。
【００３６】
インピーダンス調整回路１は、ＶＣＯ４から出力された発振信号から分配された第１発振信号と第２発振信号の位相を調整する。これにより、周波数シンセサイザ５０から出力された複数の発振信号の位相を好適に調整することができる。
【００３７】
［本実施形態の効果］
以上のとおり、本実施形態に係るインピーダンス調整回路１は、発振信号から分配された第１発振信号を伝送する第１伝送路Ｌ１と、発振信号から分配された第２発振信号を伝送する第２伝送路Ｌ２と、第１伝送路Ｌ１の伝送路の特性インピーダンスを調整する第１調整部１１と、第２伝送路Ｌ２の特性インピーダンスを調整する第２調整部１２とを備える。このように、インピーダンス調整回路１は、第１調整部１１及び第２調整部１２により、第１伝送路Ｌ１と、第２伝送路Ｌ２とのそれぞれの特性インピーダンスを調整することができるので、簡易的な構成で位相を微調整することができる。
【００３８】
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。
【００３９】
また、上記の実施形態においては、第１伝送路Ｌ１及び第２伝送路Ｌ２のそれぞれに、第１調整部１１と、第２調整部１２とを備え、それぞれの伝送路の特性インピーダンスを調整することとしたが、これに限らない。例えば、第１伝送路Ｌ１及び第２伝送路Ｌ２の少なくともいずれかに、第１調整部１１及び第２調整部１２と同一の調整部を設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・インピーダンス調整回路、２・・・位相比較器、３・・・ループフィルタ、４・・・ＶＣＯ、５・・・分周器、１１・・・第１調整部、１１１・・・バイアス抵抗、１１２・・・第１バリキャップダイオード、１１３・・・コンデンサ、１１４・・・コンデンサ、１１５・・・第１スタブ、１２・・・第２調整部、１２１・・・バイアス抵抗、１２２・・・第２バリキャップダイオード、１２３・・・コンデンサ、１２４・・・コンデンサ、１２５・・・第２スタブ、１３・・・記憶部、１４・・・制御部、５０・・・周波数シンセサイザ、１００・・・従来の可変位相器、Ｌ１・・・第１伝送路、Ｌ２・・・第２伝送路
【図１】
2015119218.tif 000003
【図２】
2015119218.tif 000004
【図３Ａ】
2015119218.tif 000005
【図３Ｂ】
2015119218.tif 000006
【図３Ｃ】
2015119218.tif 000007
【図４Ａ】
2015119218.tif 000008
【図４Ｂ】
2015119218.tif 000009
【図４Ｃ】
2015119218.tif 000010
【図５Ａ】
2015119218.tif 000011
【図５Ｂ】
2015119218.tif 000012
【図５Ｃ】
2015119218.tif 000013
【図６】
2015119218.tif 000014
【図７】
2015119218.tif 000015
【図８】
2015119218.tif 000016