(57)【要約】      （修正有）【課題】異なる発振周波数帯の影響を受けることなく、高精度の共振周波数調整が可能な、小型のデュアルバンド発振器を提供する。【解決手段】一端が負性抵抗回路部Ｂに接続される第１ストリップラインＰ１と、一端が前記第１ストリップラインＰ１の他端に接続され、他端がグランド電位に接続される第２ストリップラインＰ２と、一端が前記第１、第２のストリップラインの接続点に接続され、他端がスイッチングダイオードを介してグランド電位に接続される第３ストリップラインＰ３とを有する共振回路部Ａを備え、スイッチングダイオードに制御電圧の印加することによりローバンドとハイバンドを切り替える。【選択図】図１
2004208092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が負性抵抗回路部に接続される第１ストリップラインと、
一端が前記第１ストリップラインの他端に接続され、他端がグランド電位に接続される第２ストリップラインと、
一端が前記第１ストリップラインの他端に前記第２ストリップラインと並列に接続され、他端がスイッチングダイオードを介してグランド電位に接続される第３ストリップラインとを有する共振回路部を備え、
前記スイッチングダイオードがオン状態のとき、制御電圧の印加に伴なって第１ストリップラインのインダクタンスと第２、第３ストリップラインの並列インダクタンスの和に対応したハイバンドの共振信号を前記負性抵抗回路部に向けて出力し、スイッチングダイオードがオフ状態のとき、制御電圧の印加に伴なって第１ストリップラインと第２ストリップラインのインダクタンスの和に対応したローバンドの共振信号を前記負性抵抗回路部に向けて出力するようにしたデュアルバンド発振器。
【請求項２】
請求項１に記載のデュアルバンド発振器であって、
前記共振回路部より出力される２種類の共振信号の共振周波数が下記工程１及び２を順次経て調整されることを特徴とするデュアルバンド発振器のトリミング方法。
工程１：前記スイッチングダイオードをオフ状態として、第１ストリップライン及び第２ストリップラインを共振させ、その共振周波数が目標値となるように第２ストリップラインをトリミングすることによってローバンドの共振周波数を設定する。
工程２：前記スイッチングダイオードをオン状態として、第１ストリップライン、第２ストリップライン及び第３ストリップラインを同時に共振させ、その共振周波数が目標値となるように第３ストリップラインをトリミングすることによってハイバンドの共振周波数を設定する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機等の通信機器や電子機器に用いられる電圧制御発振器に関するものであり、特に２つの異なる発振周波数帯の発振出力が可能なデュアルバンド発振器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電圧制御発振器としては、共振線路及びバリキャップダイオードを有する共振回路部と、発振用トランジスタを有する負性抵抗回路部と、該負性抵抗回路部からの発振信号を増幅して出力を行う増幅用トランジスタを有するバッファ回路部とを備えたものが知られており、かかる電圧制御発振器は、制御電圧の印加に伴ないバリキャップダイオードの容量値を変化させることによって共振回路部の共振特性を制御するようになっている。
【０００３】
また、２つの異なる発振周波数帯で共振信号を発生するデュアルバンド発振器を構成する場合は、上述の共振回路部を構成する共振線路を更に２つの共振線路に分割して、両共振線路を直列に接続した上、両共振線路の接続部分にカソードをグランド電位に接続したスイッチングダイオードを接続させておく必要がある。かかるデュアルバンド発振器は、スイッチングダイオードのオン／オフを切替えること、具体的には、スイッチングダイオードがオン状態のときは一方の共振線路のみを用い、スイッチングダイオードがオフ状態のときは双方の共振線路を用いることで共振回路部におけるインダクタンス成分を２段階で変化させるようにしている。
尚、段階的に変化させた発振周波数帯域内では、外部からの制御電圧がバリキャップダイオードに供給され、共振回路における容量成分が連続的に制御されることとなる。
【０００４】
次に図４を用いて従来のデュアルバンド発振器の回路構成を説明する。同図に示すデュアルバンド発振器は、大略的に、共振回路部Ａ、負性抵抗回路部Ｂ、バッファ回路部Ｃとで構成されている。
【０００５】
共振回路部Ａは、制御電圧Ｖｃが供給されるバリキャップダイオードＤｖ、共振回路Ａ１、切換電圧Ｖｓが供給されるスイッチ部Ａ２とから成る。
【０００６】
共振線路Ａ１はストリップラインＰ１、Ｐ２により構成され、Ｐ１＋Ｐ２、Ｐ１を切換えるための手段として、両ストリップラインＰ１、Ｐ２の接続部分に、スイッチングダイオードＤｉがコンデンサを介して接続される。また、スイッチングダイオードＤｉのカソード側はグランド電位に接続され、アノード側には抵抗を介して切換電圧が供給されるようなっている。尚、図４において、切換電圧が供給される端子を便宜上Ｖｓと表示している。
【０００７】
また、このデュアルバンド発振器における発振周波数帯域の切換えは、周波数切換電圧端子ＶｓからスイッチングダイオードＤｉに所定の切換電圧を印加することによって行なわれる。例えば、スイッチングダイオードＤｉをオフ状態にする場合、例えば０．０〜０．３Ｖの切換電圧が、またオン状態にする場合、例えば２．５Ｖ〜＋Ｖｃｃの切換電圧がスイッチングダイオードＤｉに印加される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−１３６０３１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のデュアルバンド発振器においては、共振回路部の共振周波数を調整するのに、まず、スイッチングダイオードをオン状態とした上でストリップラインのＰ１を調整することによりハイバンド（高い周波数帯）の共振周波数を調整し、その後、スイッチングダイオードのオフ状態とした上でグランド側のストリップラインＰ２を調整することによりローバンド（低い周波数帯）の共振周波数を調整するようにしている。
【００１０】
しかしながら、ローバンドの共振周波数調整後に、再度、ハイバンドの共振周波数を確認すると、ハイバンドの共振周波数が当初の調整値より大きくズレてしまう不都合があった。この現象について図５を用いて説明する。尚、図５において、縦軸はバッファ回路部から出力される発振出力の発振周波数であり、横軸は共振回路部のバリキャップダイオードＣＶに印加される制御電圧Ｖｃである。また、細線は初期状態（共振周波数の調整前）の特性であり、太線は調整後の特性である。上段のＨｉｇｈは、スイッチ部をオンにした状態でハイバンドを発振動作させた場合であり、下段のＬｏｗは、スイッチ部をオフにした状態でローバンドを発振動作させた場合である。最初に周波数調整されるハイバンドの共振周波数は、ローバンドの調整を行う前、図４の太線▲１▼で示されるレベルにあったものが、ローバンドの共振周波数を調整した後、上述したように低周波側（図４の点線▲１▼´）にシフトしてしまうため、ハイバンドの共振周波数を所望する共振周波数に正確に合わせ込むことが難しく、このことがデュアルバンド発振器の生産性及び信頼性を大きく低下させていた。
【００１１】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、２つの異なる発振周波数帯（ハイバンド、ローバンド）を発振するデュアルバンド発振器の共振周波数調整に際して、異なる発振周波数帯の影響を受けることなく、共振周波数を精度良く調整することが可能な、小型のデュアルバンド発振器及びそのトリミング方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のデュアルバンド発振器は、一端が負性抵抗回路部に接続される第１ストリップラインと、一端が前記第１ストリップラインの他端に接続され、他端がグランド電位に接続される第２ストリップラインと、一端が前記第１ストリップラインの他端に前記第２ストリップラインと並列に接続され、他端がスイッチングダイオードを介してグランド電位に接続される第３ストリップラインとを有する共振回路部を備え、前記スイッチングダイオードがオン状態のとき、制御電圧の印加に伴なって第１ストリップラインのインダクタンスと第２、第３ストリップラインの並列インダクタンスの和に対応したハイバンドの共振信号を前記負性抵抗回路部に向けて出力し、スイッチングダイオードがオフ状態のとき、制御電圧の印加に伴なって第１ストリップラインと第２ストリップラインのインダクタンスの和に対応したローバンドの共振信号を前記負性抵抗回路部に向けて出力するようにしたことを特徴とするものでである。
【００１３】
また、本発明のデュアルバンド発振器のトリミング方法は、前記共振回路部より出力される２種類の共振信号の共振周波数が、前記スイッチングダイオードをオフ状態として、第１ストリップライン及び第２ストリップラインを共振させ、その共振周波数が目標値となるように第２ストリップラインをトリミングすることによってローバンドの共振周波数を設定する工程１と、前記スイッチングダイオードをオン状態として、第１ストリップライン、第２ストリップライン及び第３ストリップラインを同時に共振させ、その共振周波数が目標値となるように第３ストリップラインをトリミングすることによってハイバンドの共振周波数を設定する工程２とを順次経て調整されることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明によれば、第1ストリップラインの他端に、第２ストリップラインと第３ストリップラインとを並列に接続するとともに、該第３ストリップラインの他端をスイッチングダイオードを介してグランド電位に接続するようになしたことから、スイッチングダイオードをオフ状態として第２ストリップラインをトリミングすることにより最初にローバンドの共振周波数を調整し、その後、スイッチングダイオードのオン状態で第３ストリップラインをトリミングすることによりハイバンド共振周波数を調整することができる。この場合、ハイバンドの共振周波数に影響するローバンドの共振周波数調整後に、第２ストリップラインによる影響を含んだ形で第３ストリップラインのハイバンド共振周波数が調整されることとなるため、双方の周波数帯の共振周波数を精度良く調整することが可能となる。
【００１５】
また、本発明によれば、最初に第１ストリップラインをトリミングするようにすれば、共振周波数の調整前にハイバンド・ロウバンドの双方の共振周波数について粗調を行うことができる。これによりローバンド及びハイバンドを全体的に所望する共振周波数付近にシフトさせて、ローバンド・ハイバンドの共振周波数調整幅を大きく確保することができ、部材の定数バラツキによる初期共振周波数のバラツキをカバーすることが可能となる。また、上述の理由により共振周波数調整幅が広がるため、使用する部材の部品公差を緩く設計することができるようになり、部材コストの削減にも供することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るデュアルバンド発振器の構成を示す回路図であり、同図に示すデュアルバンド発振器は、制御電圧Ｖｃ、切換電圧Ｖｓが供給され、さらに、スイッチ部Ａ２を有する共振回路部Ａと、負性抵抗回路部Ｂと、バッファ回路部Ｃとから構成されている。
【００１７】
共振回路部Ａは、同軸共振素子やストリップライン等の共振線路、制御電圧Ｖｃが印加されるバリキャップダイオードＤｖ、共振周波数を規定する共振回路Ａ１と、切換電圧Ｖｓが供給されるスイッチ部Ａ２ とから構成されている。
【００１８】
この共振回路部Ａは、上述の共振線路で得られるインダクタ成分と共振容量成分とによってＬ−Ｃ共振回路を構成し、所定共振振周波数で動作する。
【００１９】
そして、外部からの制御電圧ＶｃがバリキャップダイオードＤｖに印加されると、共振回路部Ａの容量成分が連続的に変化して、これにより共振回路部Ａの共振周波数が微小または連続的に変化する。
【００２０】
また、スイッチ部Ａ２は第１ストリップラインＰ１と第２ストリップラインＰ２間に接続されたグランド電位に短絡させるバイパス線路を構成するものであり、切換端子からの切換電圧Ｖｓによって、第１ストリップラインＰ１と第２ストリップラインＰ２との間をグランド電位に短絡させるものである。例えば、第１ストリップラインＰ１と第２ストリップラインＰ２との間には、切換電圧Ｖｓの供給により、オン／オフ動作するスイッチングダイオードＤｉが配置されている。
【００２１】
従って、スイッチ部Ａ２ がオフ状態のときは、第１ストリップラインＰ１と第２ストリップラインＰ２との間に接続したスイッチ部Ａ２が機能せず、第２ストリップラインＰ２のグランド側の端部がグランド電位となり、通常の共振線路として動作する。また、スイッチ部Ａ２がオン状態のときは、第１ストリップラインＰ１が第３ストリップラインＰ３、スイッチ部Ａ２を介して、グランド電位に強制的に短絡されることになり、ストリップライン長が動作上短く（実質的には第１ストリップラインのインダクタンスと第２、第３ストリップラインの並列インダクタンスの和となる。）なり、共振周波数が高周波側にシフトすることになる。
【００２２】
負性抵抗回路部Ｂは、トランジスタ、抵抗等を備え、共振回路部Ａとの発振条件を満たした周波数を安定して出力するための回路である。
【００２３】
バッファ回路部Ｃは、主にトランジスタ、抵抗などを備え、負性抵抗回路部Ｂのトランジスタと共動して、負性抵抗回路部Ｂからの信号を増幅する回路である。
【００２４】
このバッファ回路部Ｃには、バイアス電源電圧端子Ｖｃｃ、発振出力を出力する出力端子ＯＵＴが具備されている。
【００２５】
以上のような構成により、共振回路部Ａは所定の共振周波数で動作し、負性抵抗回路部Ｂとバッファ回路部Ｃとによって、制御電圧Ｖｃ及び切換電圧Ｖｓの印加に伴ない発振周波数の発振信号を出力する。より具体的には、切換電圧Ｖｓが印加されると、スイッチ回路部Ａ２のオン／オフ動作に基づいて、ハイバンド又はローバンドの２種類の共振周波数のうち一方が得られることになる。そして、バリキャップダイオードＤｖに印加される制御電圧Ｖｃによって共振周波数の連続的変化または微小変化が制御される。
【００２６】
次に、本発明の特徴的な構成要素である共振回路部Ａの共振線路Ａ１における共振周波数の調整方法について説明する。
【００２７】
共振線路Ａ１のストリップラインは、所定誘電率の誘電体基板上に、例えばＣｕを主成分とする導電性ペーストの塗布及び焼成によって所定幅、所定長さに形成された厚膜導体膜から成っている。このようなストリップラインは、スイッチ部との接続部と制御電圧側に形成された第１ストリップラインＰ１と、スイッチ部との接続部とグランド側に形成された第２ストリップラインＰ２と、スイッチ部との接続部からスイッチ部側に形成された第３ストリップラインＰ３とで構成されている。
【００２８】
そして、上述の第２、第３ストリップラインＰ２、Ｐ３の一部、例えば、ストリップラインＰ２、Ｐ３の膜幅を除去することにより、ストリップラインの実質的な長さを延長するように切り込みを形成して、第２、第３ストリップラインＰ２、Ｐ３のインピーダンスを変化させる。これにより、第２、第３ストリップラインＰ２、Ｐ３の全体の共振線路のインダクタンス成分が変化して共振周波数を所定値に調整できる。具体的には、第２、第３ストリップラインＰ２、Ｐ３のストリップライン幅を狭めるように、ＹＡＧレーザーなどを照射して、ストリップラインの一部を焼失させる。 ここで、第２、第３ストリップラインＰ２、Ｐ３は初期状態（調整前）として所望する共振周波数より高めに設定してあり、焼失によりストリップラインの実質的な長さを長くすることで、共振周波数を低めに調整している。
【００２９】
次に、より具体的な共振周波数の調整方法について説明する。
まず、スイッチングダイオードＤｉをオフ状態として、第２ストリップラインＰ２をトリミングすることによりローバンドの共振周波数を調整し、次に、スイッチングダイオードＤｉをオン状態として、第３ストリップラインＰ３をトリミングすることによりハイバンドの共振周波数を調整する。この場合、ハイバンドの共振周波数調整時には、ハイバンドの共振周波数に影響を及ぼすローバンドの共振周波数調整は済ませているため、その影響を含んだ状態でのハイバンド共振周波数調整が可能となる。これを図２を用いて説明する。
【００３０】
図２はハイバンドとローバンドの共振周波数調整の調整前後の発振周波数と制御電圧Ｖｃとの関係を示したものである。図２において細線は周波数調整前の発振周波数であり、太線は周波数調整後の発振周波数である。
【００３１】
上述した如く、まず最初に、第２ストリップラインＰ２を調整するとローバンドの周波数が低周波側にシフト（図２の▲１▼）し、次に第３ストリップラインＰ３を調整するとハイバンドの周波数が低周波側にシフト（図２の▲２▼）する。
例えば、ローバンドの初期発振周波数が約３６００ＭＨｚ（第１ストリップラインＰ１の長さ：０．５ｍｍ、第２ストリップラインＰ２の長さ：１．０ｍｍ）、目標周波数が３４６７ＭＨｚの場合、第２ストリップラインＰ２をトリミングしてその実質的長さを１．０ｍｍから１．２ｍｍに変更することにより発振周波数を目標値３４６７ＭＨｚに合わせ込むことができる。
【００３２】
また例えば、ハイバンドの初期発振周波数が約４０００ＭＨｚ（第１ストリップラインＰ１の長さ：０．５ｍｍ、第２ストリップラインＰ２の調整後の長さ：１．２ｍｍ、第３ストリップラインＰ３の長さ：０．８ｍｍ）、目標周波数が３８０９ＭＨｚの場合、第３ストリップラインＰ３をトリミングしてその実質的長さを０．８ｍｍから１．０ｍｍに変更することにより発振周波数を目標値３８０９ＭＨｚに合わせ込むことができる。
尚、上述の調整例において、第１ストリップラインＰ１、第２ストリップラインＰ２及び第３ストリップラインＰ３のライン幅は全て約０．４ｍｍに設定される。
【００３３】
次に、本発明の他の実施形態に係る共振周波数の調整方法について説明する。まず最初に、粗調として第１ストリップラインＰ１をトリミングすることによりハイバンド共振周波数とローバンド共振周波数を全体的に周波数シフトさせ、その後、先に述べた調整方法と同様に、ローバンド共振周波数、ハイバンド共振周波数の順で周波数調整を行う。この場合、粗調によって、ローバンド及びハイバンドが全体的に所望する共振周波数付近にシフトするため、ローバンド・ハイバンドの周波数可変幅を大きくとることができる。従って、製造バラツキ等に起因して共振周波数のズレが極めて大きい場合であっても、上述の粗調を行うことによりハイバイド・ローバンドの共振周波数を全体的に所望する共振周波数帯側へシフトできるので、製造バラツキが大き過ぎて従来であれば不良品となっていたものであっても、本発明に係る周波数調整を適用し、共振周波数を所定値に設定することで良品として取り扱うことが可能となる。また、上述の理由により使用する部材の部品公差を緩く設計することができるため、部材コストの削減にも供することができる。
【００３４】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【００３５】
例えば、図３に示す如く、第１ストリップラインＰ１と第２ストリップラインＰ２を同一のストリップラインで形成するようにしても構わない。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、第1ストリップラインの他端に、第２ストリップラインと第３ストリップラインとを並列に接続するとともに、該第３ストリップラインの他端をスイッチングダイオードを介してグランド電位に接続するようになしたことから、スイッチングダイオードをオフ状態として第２ストリップラインをトリミングすることにより最初にローバンドの共振周波数を調整し、その後、スイッチングダイオードのオン状態で第３ストリップラインをトリミングすることによりハイバンド共振周波数を調整することができる。この場合、ハイバンドの共振周波数に影響するローバンドの共振周波数調整後に、第２ストリップラインによる影響を含んだ形で第３ストリップラインのハイバンド共振周波数が調整されることとなるため、双方の周波数帯の共振周波数を精度良く調整することが可能となる。
【００３７】
また、本発明によれば、最初に第１ストリップラインをトリミングするようにすれば、共振周波数の調整前にハイバンド・ロウバンドの双方の共振周波数について粗調を行うことができる。これによりローバンド及びハイバンドを全体的に所望する共振周波数付近にシフトさせて、ローバンド・ハイバンドの共振周波数調整幅を大きく確保することができ、部材の定数バラツキによる初期共振周波数のバラツキをカバーすることが可能となる。また、上述の理由により共振周波数調整幅が広がるため、使用する部材の部品公差を緩く設計することができるようになり、部材コストの削減にも供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るデュアルバンド発振器の等価回路図である。
【図２】図１のデュアルバンド発振器の共振周波数調整前後における２つの異なる周波数帯の発振周波数の特性を示す特性図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係るデュアルバンド発振器の等価回路図である。
【図４】従来のデュアルバンド発振器の等価回路図である。
【図５】従来のデュアルバンド発振器の共振周波数調整前後における２つの異なる周波数帯の発振周波数の特性を示す特性図である。
【符号の説明】
Ａ・・・共振回路部
Ａ１・・・共振線路
Ａ２・・・スイッチ部
Ｂ・・・負性抵抗回路部
Ｃ・・・バッファ回路部
Ｐ１・・・第１ストリップライン
Ｐ２・・・第２ストリップライン
Ｐ３・・・第３ストリップライン
Ｖｃ・・・制御電圧端子
Ｖｓ・・・切換電圧端子
Ｖｃｃ・・・電源電圧端子
【図１】
2004208092.tif 000003
【図２】
2004208092.tif 000004
【図３】
2004208092.tif 000005
【図４】
2004208092.tif 000006
【図５】
2004208092.tif 000007