(57)【要約】【課題】複数の周波数帯域で発振できる電圧制御発振装置及び電圧制御発振器を提供することを目的とし、特に３つの周波数帯域で発振できるトリプルバンド電圧制御発振装置を提供することを目的とする。【解決手段】、２つの電圧制御発振器ＶＣＯ１，ＶＣＯ２を有し、２つの電圧制御発振器ＶＣＯ１，ＶＣＯ２の内、使用する方を選択するための第１切替回路ＳＷ１を有する。更に、一方の電圧制御発振器（ＶＣＯ２）の発振周波数を切り換える第２切替回路ＳＷ２を有する。また、第１切替回路ＳＷ１に含まれるスイッチング用のトランジスタをｐｎｐ型のトランジスタを用いて構成する。これにより、３通りの発振周波数帯域の中から何れか１つを選択的に出力することが可能となる。更に、電源電圧の低減されることを防止できる。【選択図】　　　　　図３
2004064567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の周波数帯域のうち何れか１つを選択的に出力する電圧制御発振装置であって、
各々異なる周波数帯域で発振する複数の電圧制御発振器と、
前記複数の電圧制御発振器のうち動作する電圧制御発振器を選択的に切り替える第１の切替回路と、を有し、
前記複数の電圧制御発振器の少なくとも１つは、複数の周波数帯域で発振可能であることを特徴とする電圧制御発振装置。
【請求項２】
前記電圧制御発振器は、各々異なる周波数帯域で発振する発振回路を含んで構成され、
前記第１の切替回路は、前記複数の電圧制御発振器に含まれる前記発振回路のうち動作する発振回路を選択的に切り替えることを特徴とする請求項１記載の電圧制御発振装置。
【請求項３】
前記電圧制御発振器は、前記発振回路から出力された発振信号を増幅する増幅回路を含んで構成され、
前記第１の切替回路は、前記複数の電圧制御発振器に含まれる前記増幅回路のうち動作する増幅回路を選択的に切り替えることを特徴とする請求項２記載の電圧制御発振装置。
【請求項４】
前記電圧制御発振器は、前記発振回路に入力するためのバイアス電圧を生成するバイアス回路を含んで構成され、
前記第１の切替回路は、前記バイアス回路に対して入力側に設けられたことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の電圧制御発振装置。
【請求項５】
前記発振回路は、発振用トランジスタを含んで構成され、
前記第１の切替回路は、前記発振用トランジスタのオン／オフを切り替えることで前記動作する発振回路を選択的に切り替えることを特徴とする請求項２記載の電圧制御発振装置。
【請求項６】
前記増幅回路は、増幅用トランジスタを含んで構成され、
前記第１の切替回路は、前記増幅用トランジスタのオン／オフを切り替えることで前記動作する増幅回路を選択的に切り替えることを特徴とする請求項３記載の電圧制御発振装置。
【請求項７】
前記第１の切替回路は、前記電圧制御発振器と対になる複数のスイッチングトランジスタを含んで構成され、前記スイッチングトランジスタのオン／オフを切り替えることで前記動作する電圧制御発振器を選択的に切り替えることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の電圧制御発振装置。
【請求項８】
前記スイッチングトランジスタは、ｐｎｐ型のバイポーラトランジスタで構成されることを特徴とする請求項７記載の電圧制御発振装置。
【請求項９】
前記スイッチングトランジスタは、ｐチャネル型の電界効果型トランジスタで構成されることを特徴とする請求項７記載の電圧制御発振装置。
【請求項１０】
複数の周波数帯域で発振可能な前記電圧制御発振器は、インダクタンスを切替可能な共振回路と、前記共振回路のインダクタンスを切り替える第２の切替回路と、を有することを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の電圧制御発振装置。
【請求項１１】
前記共振回路は、直列に接続された複数の共振路線を含んで構成され、
前記第２の切替回路は、前記複数の共振路線のうち動作する共振路線を選択的に切り替えることで前記共振回路のインダクタンスを切り替えることを特徴とする請求項１０記載の電圧制御発振装置。
【請求項１２】
前記第２の切替回路は、バイパスとして機能する第１のコンデンサと周波数シフト幅の調整用として機能する第２のコンデンサとを含んで構成されることを特徴とする請求項１０又は１１記載の電圧制御発振装置。
【請求項１３】
前記第２の切替回路は、ダイオードと、前記ダイオードのアノードと接続された抵抗と、を含んで構成され、
前記第２のコンデンサは、前記アノードを接地する配線上に設けられ、
前記第１のコンデンサは、前記抵抗を挟んで前記第２のコンデンサと並列に接続されることを特徴とする請求項１２記載の電圧制御発振装置。
【請求項１４】
請求項１から１３の何れか１項に記載の前記電圧制御発振装置において、
ワンパッケージ化されていることを特徴とする前記電圧制御発振装置。
【請求項１５】
複数の周波数帯域を出力可能な電圧制御発振装置であって、
前記複数の周波数帯域のうち出力する周波数帯域を選択的に切り替える切替回路を有し、
前記切替回路は、ｐｎｐ型のバイポーラトランジスタを含んで構成されることを特徴とする電圧制御発振装置。
【請求項１６】
複数の周波数帯域のうち何れか１つを選択的に出力する電圧制御発振器であって、
インダクタンスを切替可能な共振回路と、
前記共振回路のインダクタンスを切り替える切替回路と、
を有することを特徴とする電圧制御発振器。
【請求項１７】
前記共振回路は、直列に接続された複数の共振路線を含んで構成され、
前記切替回路は、前記複数の共振路線のうち動作する共振路線を選択的に切り替えることで前記共振回路のインダクタンスを切り替えることを特徴とする請求項１６記載の電圧制御発振器。
【請求項１８】
前記切替回路は、バイパスとして機能する第１のコンデンサと周波数シフト幅の調整用として機能する第２のコンデンサとを含んで構成されることを特徴とする請求項１６又は１７記載の電圧制御発振器。
【請求項１９】
前記切替回路は、ダイオードと、前記ダイオードのアノードと接続された抵抗と、を含んで構成され、
前記第２のコンデンサは、前記アノードを接地する配線上に設けられ、
前記第１のコンデンサは、前記抵抗を挟んで前記第２のコンデンサと並列に接続されることを特徴とする請求項１８記載の電圧制御発振器。
【請求項２０】
３つの周波数帯域のうち何れか１つを選択的に出力するトリプルバンド電圧制御発振装置であって、
第１の周波数帯域で発振する第１の電圧制御発振器と、
第２又は第３の周波数帯域で発振する第２の電圧制御発振器と、
前記第１又は第２の電圧制御発振器のうち動作する電圧制御発振器を選択的に切り替える第１の切替回路と、
を有することを特徴とするトリプルバンド電圧制御発振装置。
【請求項２１】
前記第１の電圧制御発振器は、前記第１の周波数帯域で発振する第１の発振回路を含んで構成され、
前記第２の電圧制御発振器は、前記第２又は前記第３の周波数帯域で発振する第２の発振回路を含んで構成され、
前記第１の切替回路は、前記第１の発振回路又は前記第２の発振回路を選択的に動作させることを特徴とする請求項２０記載のトリプルバンド電圧制御発振装置。
【請求項２２】
前記第２の電圧制御発振器は、第１のインダクタンスと第２のインダクタンスとを切替可能な共振回路と、前記第１又は第２のインダクタンスに切り替える第２の切替回路と、を有し、前記第２の切替回路で前記第１又は第２のインダクタンスに切り替えることで、前記第２又は第３の周波数帯域で発振することを特徴とする請求項２０又は２１記載のトリプルバンド電圧制御発振装置。
【請求項２３】
前記第１の切替回路は、前記電圧制御発振器と対になるｐｎｐ型のスイッチングトランジスタを含んで構成され、前記スイッチングトランジスタのオン／オフを切り替えることで前記第１の電圧制御発振器又は前記第２の電圧制御発振器を選択的に切り替えて動作させることを特徴とする請求項２０から２２の何れか１項に記載のトリプルバンド電圧制御発振装置。
【請求項２４】
請求項２０から２３の何れか１項に記載の前記トリプルバンド電圧制御発振装置において、
ワンパッケージ化されていることを特徴とするトリプルバンド電圧制御発振装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電圧制御発振装置及び電圧制御発振器に関し、特に、及び３つの異なる周波数帯域で発振できるトリプルバンド電圧制御発振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の携帯電話機等で代表される通信機器では、複数の通信システムで使用できる携帯電話機の普及による異なった周波数帯域の使用や、携帯電話の普及増加による周波数の拡大により、使用する周波数を決定付ける局部発振器である電圧制御発振装置に求められる周波数帯域が拡大している。
【０００３】
周波数帯域とは、例えば米国ではＡＭＰＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ　ＭｏｂｉｌｅＰｈｏｎｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）方式とＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）方式とＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）方式に代表される周波数帯域であり、欧州ではＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）方式とＤＣＳ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｓｙｓｔｅｍ）方式とＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）方式に代表される周波数帯域である。
【０００４】
図１に、従来のシングルバンドの電圧制御発振装置１００の一例を示す。この電圧制御発振装置１００は、共振回路１０１と発振用トランジスタ（以下、トランジスタをＴｒと略す）Ｑ１０１を含んで構成された発振回路１０２と増幅用ＴｒＱ１０２を含んで構成された増幅回路１０３とを接続して構成される。
【０００５】
また図２に、従来のデュアルバンドの電圧制御発振装置２００の一例を示す。但し、図２では理解の容易のため構成を簡略化する。この電圧制御発振装置２００は、２つの共振回路１１１，１２１と、図示しない発振用Ｔｒ（Ｑ１１１，Ｑ１２１）を１つずつ含んで構成された２つの発振回路１１２，１２２と、増幅用Ｔｒ１１３を含んで構成された１つの増幅回路１１３と、を接続して構成される。また、発振回路１１２には切替端子Ｔｍ１１４からスイッチング信号Ｖｓｗ１１１が入力され、発振回路１２２には切替端子Ｔｍ１２４からスイッチング信号Ｖｓｗ１２１が入力される。発振回路１１２，１２２は入力されたスイッチング信号Ｖｓｗ１１１，１２１に基づいて発振信号を出力する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような中、３つの周波数帯域を用いて通信を行うトリプルモードの携帯電話機の開発が行われている。このトリプルモードの携帯電話機では、３つの周波数帯域で発振できる電圧制御発振装置と、この周波数帯域の中から使用する周波数帯域を選択するための構成とが必要とされる。
【０００７】
そこで本発明は、複数の周波数帯域で発振できる電圧制御発振装置及び電圧制御発振器を提供することを目的とし、特に３つの周波数帯域で発振できるトリプルバンド電圧制御発振装置を提供することを目的とする。また、この他に本発明は、上記の電圧制御発振装置、電圧制御発振器、及びトリプルバンド電圧制御発振装置を簡素な構成で且つ低コストに提供することを目的とする。更に、この他に本発明は、切替端子数を削減でき、また、切替端子に印加される電圧の変動に発振の特性が左右されない電圧制御発振装置、電圧制御発振器、及びトリプルバンド電圧制御発振装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、複数の周波数帯域のうち何れか１つを選択的に出力する電圧制御発振装置であって、各々異なる周波数帯域で発振する複数の電圧制御発振器と、前記複数の電圧制御発振器のうち動作する電圧制御発振器を選択的に切り替える第１の切替回路と、を有し、前記複数の電圧制御発振器の少なくとも１つが、複数の周波数帯域で発振可能であることを特徴とする。これにより、本発明では、複数の周波数帯域で発振できる電圧制御発振装置を提供できる。
【０００９】
また、上記の構成において、例えば、前記電圧制御発振器が、各々異なる周波数帯域で発振する発振回路を含んで構成され、前記第１の切替回路が、前記複数の電圧制御発振器に含まれる前記発振回路のうち動作する発振回路を選択的に切り替える。
【００１０】
また、別の例として、前記電圧制御発振器が、前記発振回路から出力された発振信号を増幅する増幅回路を含んで構成され、前記第１の切替回路が、前記複数の電圧制御発振器に含まれる前記増幅回路のうち動作する増幅回路を選択的に切り替える。
【００１１】
また、別の例として、前記電圧制御発振器が、前記発振回路に入力するためのバイアス電圧を生成するバイアス回路を含んで構成され、前記第１の切替回路が、前記バイアス回路に対して入力側に設けられた。
【００１２】
また、別の例として、前記発振回路が、発振用トランジスタを含んで構成され、前記第１の切替回路が、前記発振用トランジスタのオン／オフを切り替えることで前記動作する発振回路を選択的に切り替える。
【００１３】
また、別の例として、前記増幅回路が、増幅用トランジスタを含んで構成され、前記第１の切替回路が、前記増幅用トランジスタのオン／オフを切り替えることで前記動作する増幅回路を選択的に切り替える。
【００１４】
また、別の例として、前記第１の切替回路が、前記電圧制御発振器と対になる複数のスイッチングトランジスタを含んで構成され、前記スイッチングトランジスタのオン／オフを切り替えることで前記動作する電圧制御発振器を選択的に切り替える。
【００１５】
また、別の例として、前記スイッチングトランジスタが、ｐｎｐ型のバイポーラトランジスタで構成される。これにより、電源電圧が降下することを防止できる。
【００１６】
また、別の例として、前記スイッチングトランジスタが、ｐチャネル型の電界効果型トランジスタで構成される。これにより、電源電圧が降下することを防止できる。
【００１７】
また、別の例として、複数の周波数帯域で発振可能な前記電圧制御発振器が、インダクタンスを切替可能な共振回路と、前記共振回路のインダクタンスを切り替える第２の切替回路と、を有する。これにより、本発明では、複数の周波数帯域で発振できる電圧制御発振装置をより簡素な構成で且つ低コストで提供できる。
【００１８】
また、別の例として、前記共振回路が、直列に接続された複数の共振路線を含んで構成され、前記第２の切替回路が、前記複数の共振路線のうち動作する共振路線を選択的に切り替えることで前記共振回路のインダクタンスを切り替える。
【００１９】
また、別の例として、前記第２の切替回路が、バイパスとして機能する第１のコンデンサと周波数シフト幅の調整用として機能する第２のコンデンサとを含んで構成される。これにより、より詳細且つ正確に周波数のシフト幅を設定し、調整することが可能となる。
【００２０】
また、別の例として、前記第２の切替回路が、ダイオードと、前記ダイオードのアノードと接続された抵抗と、を含んで構成され、前記第２のコンデンサが、前記アノードを接地する配線上に設けられ、前記第１のコンデンサが、前記抵抗を挟んで前記第２のコンデンサと並列に接続される。
【００２１】
また、別の例として、上記電圧制御発振装置がワンパッケージ化されている。これにより、容易に機器に実装できる電圧制御発振装置を提供できる。
【００２２】
また、本発明は、複数の周波数帯域を出力可能な電圧制御発振装置であって、前記複数の周波数帯域のうち出力する周波数帯域を選択的に切り替える切替回路を有し、前記切替回路が、ｐｎｐ型のバイポーラトランジスタを含んで構成されることを特徴とする。これにより、ｎｐｎ型のスイッチングトランジスタを使用する場合で生じる電圧効果を防止することが可能となるため、常にバイアス回路に安定した電圧を供給することが可能となる。
【００２３】
また、本発明は、複数の周波数帯域のうち何れか１つを選択的に出力する電圧制御発振器であって、インダクタンスを切替可能な共振回路と、前記共振回路のインダクタンスを切り替える切替回路と、を有することを特徴とする。これにより、本発明では、複数の周波数帯域で発振できる電圧制御発振器を提供できる。
【００２４】
また、上記構成において、例えば、前記共振回路が、直列に接続された複数の共振路線を含んで構成され、前記切替回路が、前記複数の共振路線のうち動作する共振路線を選択的に切り替えることで前記共振回路のインダクタンスを切り替える。
【００２５】
また、別の例として、前記切替回路が、バイパスとして機能する第１のコンデンサと周波数シフト幅の調整用として機能する第２のコンデンサとを含んで構成される。これにより、より詳細且つ正確に周波数のシフト幅を設定し、調整することが可能となる。
【００２６】
また、別の例として、前記切替回路が、ダイオードと、前記ダイオードのアノードと接続された抵抗と、を含んで構成され、前記第２のコンデンサが、前記アノードを接地する配線上に設けられ、前記第１のコンデンサが、前記抵抗を挟んで前記第２のコンデンサと並列に接続される。
【００２７】
また、本発明は、３つの周波数帯域のうち何れか１つを選択的に出力するトリプルバンド電圧制御発振装置であって、第１の周波数帯域で発振する第１の電圧制御発振器と、第２又は第３の周波数帯域で発振する第２の電圧制御発振器と、前記第１又は第２の電圧制御発振器のうち動作する電圧制御発振器を選択的に切り替える第１の切替回路と、を有することを特徴とする。これにより、本発明では、３つの周波数帯域で発振できるトリプルバンド電圧制御発振装置を簡素な構成で且つ低コストに提供できる。
【００２８】
また、上記構成において、前記第１の電圧制御発振器が、前記第１の周波数帯域で発振する第１の発振回路を含んで構成され、前記第２の電圧制御発振器が、前記第２又は前記第３の周波数帯域で発振する第２の発振回路を含んで構成され、前記第１の切替回路は、前記第１の発振回路又は前記第２の発振回路を選択的に動作させる。
【００２９】
また、別の例として、前記第２の電圧制御発振器が、第１のインダクタンスと第２のインダクタンスとを切替可能な共振回路と、前記第１又は第２のインダクタンスに切り替える第２の切替回路と、を有し、前記第２の切替回路で前記第１又は第２のインダクタンスに切り替えることで、前記第２又は第３の周波数帯域で発振する。
【００３０】
また、別の例として、前記第１の切替回路が、前記電圧制御発振器と対になるｐｎｐ型のスイッチングトランジスタを含んで構成され、前記スイッチングトランジスタのオン／オフを切り替えることで前記第１の電圧制御発振器又は前記第２の電圧制御発振器を選択的に切り替えて動作させる。
【００３１】
また、別の例として、上記トリプルバンド電圧制御発振装置がワンパッケージ化されている。これにより、容易に機器に実装できるトリプルバンド電圧制御発振装置を提供できる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００３３】
〔第１の実施形態〕
まず、本発明の第１の実施形態によるトリプルバンド電圧制御発振回路１０の構成を図面を用いて詳細に説明する。図３は、電圧制御発振回路１０の構成を示すブロック図である。但し、図３では理解の容易のため簡略化されたブロック図を用いる。また、トリプルバンド電圧制御発振装置１０は、第１周波数帯域と第２周波数帯域と第３周波数帯域とを切り換えて出力するものとする。
【００３４】
図３を参照すると、トリプルバンド電圧制御発振装置１０は、２つの共振回路１１，２１と２つの発振回路１２，２２と２つの増幅回路１３，２３とを有して構成される。また、他の構成として、発振回路１２，２２に各々含まれる発振用トランジスタ（Ｑ２１，Ｑ２２：図６参照）及び増幅回路１３，２３に含まれる増幅用トランジスタ（Ｑ３１，Ｑ３２：図６参照）のＯＮ／ＯＦＦを切り換える第１切替回路ＳＷ１と、共振回路２１のインダクタンス（共振路線）を切り換える第２切替回路ＳＷ２とを有して構成される。
【００３５】
即ち、本実施形態は、２つの電圧制御発振器ＶＣＯ１，ＶＣＯ２を有して構成され、更に、この２つの電圧制御発振器ＶＣＯ１，ＶＣＯ２の内、使用する方を選択するための第１切替回路ＳＷ１を有して構成される。更にまた、本実施形態は、一方の電圧制御発振器（ＶＣＯ２）の発振周波数を切り換える第２切替回路ＳＷ２を有して構成される。これにより、本実施形態では、３通りの発振周波数帯域の中から何れか１つを選択的に出力することが可能となる。尚、上記構成において、第１切替回路ＳＷ１の切替端子Ｔｍ１には第１スイッチング信号Ｖｓｗ１が印加され、第２切替回路ＳＷ２の切替端子Ｔｍ２には第２スイッチング信号Ｖｓｗ２が印加される。
【００３６】
次に、図３における第２切替回路ＳＷ２の構成を図４を用いて詳細に説明する。
【００３７】
図４を参照すると、第２切替回路ＳＷ２は、共振線路Ｌ１と共振線路Ｌ２とＰｉｎダイオードＤ３と抵抗Ｒ５と周波数シフト幅調整用コンデンサＣ３とバイパスコンデンサＣ２とを有して構成される。
【００３８】
この構成において２つの共振線路Ｌ１，Ｌ２は、共振回路２１のインダクタンスを決定するものであり、長さの和が第２周波数帯域の波長の１／４の長さとなるように構成される。また、共振線路Ｌ１の長さは第３周波数帯域の波長の１／４の長さとなるように構成される。但し、第２周波数帯域は第３周波数帯域より低い共振周波数とする。
【００３９】
第２切替回路ＳＷ２において、共振線路Ｌ２の一端は接地され、他端はＰｉｎダイオードＤ３のカソードと共振線路Ｌ１の一端に接続される。共振線路Ｌ１の他端はコンデンサＣ２３を介して発振回路２２に接続される。ＰｉｎダイオードＤ３のアノードは周波数シフト幅調整用コンデンサＣ３を介して接地されると共に、抵抗Ｒ５を介して第２切替端子Ｔｍ２に接続される。また、抵抗Ｒ５と第２切替端子Ｔｍ２とを接続する配線は分岐し、バイパスコンデンサＣ２を介して接地される。即ち、バイパスコンデンサＣ２は、抵抗Ｒ５を挟んで周波数シフト幅調整用コンデンサＣ３と並列に接続される。
【００４０】
尚、本実施形態による第２切替回路ＳＷ２の構成では、バイパスコンデンサＣ２が第２切替端子Ｔｍ２の直後に設けられた分岐する配線上に設けられ、これと抵抗Ｒ５を挟んむ位置に、周波数シフト幅調整用コンデンサＣ３を分岐する形で設ける。これにより、本来のバイパス容量として機能するコンデンサがＣ２となり、Ｃ３は第２周波数帯域のバンド幅を微調整するためのコンデンサとして機能する。即ち、周波数シフト幅調整用コンデンサＣ３は、共振周波数に関与するものであり、第２周波数帯域のバンド幅を微調整するためのものである。従ってその容量は、所望するバンド幅に依存して任意に決定される。
【００４１】
ここで、図５に周波数シフト幅調整用コンデンサＣ３の容量［ｐＦ］と周波数のシフト幅［ＭＨｚ］との関係のグラフを示す。図５に示すように、本実施形態では、周波数シフト幅調整用コンデンサＣ３の容量を１０［ｐＦ］〜１００［ｐＦ］の範囲で選択することで、最大７０［ＭＨｚ］のシフト量を実現することができる。但し、Ｃ３の容量を１２０［ｐＦ］以上とした場合、周波数のシフト量が無視できる程度に微小となる。
【００４２】
この構成において、第２周波数帯域と第３周波数帯域との切替は、第２切替端子Ｔｍ２に印加される電圧の有無、即ち、スイッチング信号Ｖｓｗ２を入力するか否かにより行われる。第２切替端子Ｔｍ２にスイッチング信号Ｖｓｗ２を入力した場合、ＰｉｎダイオードＤ３が順方向バイアスされることでＯＮ状態となり導通する。これにより、第２切替回路ＳＷ２と共振回路２１とで共用される共振線路Ｌ２は交流的に短絡状態となる。従って、共振線路Ｌ１のみの動作する。このため、共振周波数は共振線路Ｌ１の長さで決定されたインダクタンスにより決定される。
【００４３】
また、第２切替端子Ｔｍ２にスイッチング信号Ｖｓｗ２を入力しない場合、ＰｉｎダイオードＤ３がＯＦＦ状態となり遮断する。これにより、共振線路Ｌ１と共振線路Ｌ２とが動作する。従って、このときの共振周波数は２つの共振線路Ｌ１，Ｌ２の線路長の和によって決定されたインダクタンスにより決定される。
【００４４】
以上のように、第２切替端子Ｔｍ２の印加電圧の有無（＝スイッチング信号Ｖｓｗ２の‘Ｈｉｇｈ’，‘Ｌｏｗ’）を用いて共振回路２１のインダクタンスを可変とすることができるため、離れた２つの周波数帯域の何れかで選択的に共振させることが可能となる。
【００４５】
次に、第１切替回路ＳＷ１による第１電圧制御発振器ＶＣＯ１と第２電圧制御発振器ＶＣＯ２との動作切替えについて、図６を用いて詳細に説明する。
【００４６】
図６を参照すると、第１切替回路ＳＷ１は、ｐｎｐのバイポーラ型で構成された第１スイッチングトランジスタＱ１１と同じくｐｎｐのバイポーラ型で構成された第２スイッチングトランジスタＱ１２とバイパスコンデンサＣ１と第１切替端子Ｔｍ１とを有して構成される。
【００４７】
この構成において、第１スイッチングトランジスタＱ１１のエミッタ部は、電源端子Ｖｃｃ１とバイアス抵抗Ｒ２の一端とに接続される。また、バイアス抵抗Ｒ２の他端は第１スイッチングトランジスタＱ１１のベース部に接続されると共に、バイアス抵抗Ｒ１を介して第１切替端子Ｔｍ１に接続される。第１切替端子Ｔｍ１とバイアス抵抗Ｒ１とを接続する配線は分岐し、バイパスコンデンサＣ１を介して接地される。
【００４８】
第１スイッチングトランジスタＱ１１のコレクタ部は、発振用トランジスタＱ２１及び増幅用トランジスタＱ３１を動作させるバイアス回路１４を介して接地される。尚、バイアス回路１４は、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３を有して構成される。
【００４９】
第２スイッチングトランジスタＱ１２のエミッタ部は、電源端子Ｖｃｃ２とバイアス抵抗Ｒ４の一端とに接続される。また、バイアス抵抗Ｒ４の他端は第２スイッチングトランジスタＱ１２のベース部に接続されると共に、バイアス抵抗Ｒ３を介して第１スイッチングトランジスタＱ１１のコレクタ部に接続される。
【００５０】
第２スイッチングトランジスタＱ１２のコレクタ部は、発振用トランジスタＱ２２及び増幅用トランジスタＱ３２を動作させるバイアス回路２４を介して接地される。尚、バイアス回路２４は、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３を有して構成される。
【００５１】
このように、第１スイッチングトランジスタＱ１１と第２スイッチングトランジスタＱ１２とにｐｎｐ型のトランジスタを使用することで、ｎｐｎ型のトランジスタを使用した際に生じる電源電圧の降下を防止することが可能となり、より安定した動作を実現することが可能となる。尚、電源端子Ｖｃｃ１とＶｃｃ２とには、それぞれ同等の電源電圧が印加されても、異なる電源電圧が印加されてもよい。
【００５２】
第１切替回路ＳＷ１による切替えは、第１切替端子Ｔｍ１の印加電圧の有無（スイッチング信号Ｖｓｗ１の‘Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗ’）で動作される。第１切替端子Ｔｍ１にスイッチング信号を入力した場合、第１スイッチングトランジスタＱ１１はＯＮ状態となり、第１スイッチングトランジスタＱ１１のコレクタと接続されているバイアス回路１４に電圧が印加される。これにより、所定のバイアス電圧が生成され、これが発振用トランジスタＱ２１及び増幅用トランジスタＱ３１に印加される。すると、発振用トランジスタＱ２１及び増幅用トランジスタＱ３１が共にＯＮ状態となり、第１電圧制御発振器ＶＣＯ１が動作状態となる。
【００５３】
即ち、発振用トランジスタＱ２１のエミッタから出力された発振信号（第１周波数帯域の発振信号）は増幅用トランジスタＱ３１のベースに入力される。増幅用トランジスタＱ３１は入力された発振信号を所定の増幅率で増幅し、これをコレクタから出力する。従って、増幅用トランジスタＱ３１のコレクタにバッファ（Ｃ２０）を介して接続された端子（Ｏｕｔｐｕｔ１）からは第１周波数帯域を得ることができる。尚、端子（Ｏｕｔｐｕｔ１）に設けられたコンデンサＣ２０とバイパスコンデンサＣ１９とは、出力インピーダンス整合用コンデンサ２０を形成するものである。
【００５４】
尚、第１スイッチングトランジスタＱ１１のコレクタと第２スイッチングトランジスタＱ１２のベースとが接続されているが、このとき第２スイッチングトランジスタＱ１２のべースに電圧が印加されているため、第２スイッチングトランジスタＱ１２はオフ状態となる。従って、第２スイッチングトランジスタＱ１２のコレクタと接続されている発振用トランジスタＱ２２及び増幅用トランジスタＱ３２を動作させるバイアス回路２４に電圧が印加されないので、発振用トランジスタＱ２２及び増幅用トランジスタＱ３２は動作しない。即ち、第２電圧制御発振器ＶＣＯ２は不動作状態となる。
【００５５】
また、第１切替端子Ｔｍ１にスイッチング信号Ｖｓｗ１を入力しない場合、第１スイッチングトランジスタＱ１１はＯＦＦ状態となり、第１スイッチングトランジスタＱ１１のコレクタと接続されている発振用トランジスタＱ２１及び増幅用トランジスタＱ３１を動作させるバイアス回路１４に電圧が加わらないので、発振用トランジスタＱ２１及び増幅用トランジスタＱ３１は動作しない。このため、第１電圧制御発振器ＶＣＯ１は不動作状態となる。
【００５６】
これに対して、第２スイッチングトランジスタＱ１２はＯＮ状態となり、第２スイッチングトランジスタＱ１２のコレクタと接続されている発振用トランジスタＱ２２及び増幅用トランジスタＱ３２を動作させるバイアス回路２４に電圧が加えられる。これにより、所定のバイアス電圧が生成され、これが発振用トランジスタＱ２２及び増幅用トランジスタＱ３２に印加される。すると、発振用トランジスタＱ２２及び増幅用トランジスタＱ３２がＯＮ状態となり、第２電圧制御発振器ＶＣＯ２が動作状態となる。
【００５７】
即ち、発振用トランジスタＱ２２のエミッタから出力された発振信号（第２周波数帯域又は第３周波数帯域の発振信号）は増幅用トランジスタＱ３２のベースに入力される。増幅用トランジスタＱ３２は入力された発振信号を所定の増幅率で増幅し、これをコレクタから出力する。従って、増幅用トランジスタＱ３２のコレクタにバッファ（Ｃ３０）を介して接続された端子（Ｏｕｔｐｕｔ２）からは第２切替回路ＳＷ２により選択された発振信号（第２周波数帯域／第３周波数帯域）を得ることができる。尚、端子（Ｏｕｔｐｕｔ２）に設けられたコンデンサＣ３０とバイパスコンデンサＣ２９とは、出力インピーダンス整合用コンデンサ３０を形成するものである。
【００５８】
以上のように、本実施形態によれば、簡単な電源切替回路を用いて第１電圧制御発振器と第２電圧制御発振器との動作／不動作の選択が可能となる。
【００５９】
尚、第１切替端子Ｔｍ１と第２切替端子Ｔｍ２とに入力するスイッチング信号Ｖｓｗ１，Ｖｓｗ２の組合せと、この組合せによる各トランジスタＱ２１，Ｑ３１，Ｑ２２，Ｑ３２の状態の組合せと、この組合せによる第１電圧制御発振器ＶＣＯ１と第２電圧制御発振器ＶＣＯ２との動作／不動作の組合せとを表２に示す。
【００６０】
【表１】
2004064567.tif 000003
【００６１】
また、トリプルバンド電圧制御発振装置は、例えばシングルモードの電圧制御発振器を３個組み合わせるか、或いはシングルモードの電圧制御発振器とデュアルモードの電圧制御発振器とを組み合わせることで構成することが可能である。この構成を例えば図７に示す。尚、図７は、シングルバンド電圧制御発振器とデュアルバンド電圧制御発振器との構成を組み合わせて構成した場合のブロック図である。
【００６２】
図７に示すトリプルバンド電圧制御発振装置２０は、３つの共振回路１１ａ，１１ｂ，１１ｃと、図示しない発振用トランジスタ（Ｑ１１ａ，Ｑ１１ｂ，Ｑ１１ｃ）を１つずつ含んで構成された３つの発振回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃと、図示しない増幅用トランジスタ（Ｑ１３ａ，Ｑ１３ｂ）を１つずつ含んで構成された２つの増幅回路１３ａ，１３ｂと、が接続して構成される。また、発振回路１２ａには、切替端子Ｔｍ１４ａにスイッチング信号Ｖｓｗ１４ａが印加される切替回路ＳＷ１４ａが接続され、発振回路１２ｂには、切替端子Ｔｍ１４ｂにスイッチング信号Ｖｓｗ１４ｂが印加される切替回路ＳＷ１４ｂが接続され、発振回路１２ｃには、切替端子Ｔｍ１４ｃにスイッチング信号Ｖｓｗ１４ｃが印加される切替回路ＳＷ１４ｃが接続される。
【００６３】
この構成において、発振周波数帯域の切り替えは、切替端子Ｔｍ１４ａ，Ｔｍ１４ｂ及びＴｍ１４ｃへの印加電圧の有無により、各々の発振用トランジスタＱ１２ａ，Ｑ１２ｂ，Ｑ１２ｃに印加される電圧が切り替わることで行われる。即ち、表１のように、各々の切替端子にＨｉｇｈ又はＬｏｗのスイッチング信号Ｖｓｗ１４ａ，Ｖｓｗ１４ｂ，Ｖｓｗ１４ｃを印加し、この組み合わせにより各発振用トランジスタＱ１２ａ，Ｑ１２ｂ，Ｑ１２ｃのオン・オフが切り替わることで、必要に応じた発振周波数帯域が得られる。
【００６４】
【表２】
2004064567.tif 000004
【００６５】
しかしながら、図７に示すように、シングルバンド電圧制御発振器とデュアルバンド電圧制御発振器とを組み合わせてトリプルバンド電圧制御発振器を構成した場合、電圧制御発振器を３つ必要とし、且つ、切替端子に接続する切替回路を複数必要とするため、回路構成が煩雑化し、更に電圧制御発振装置の構成全体の構造が大型化してしまう。これは、移動体通信機に要求される小型化に対して大きな問題となっている。
【００６６】
また、上記の回路構成の煩雑化は、回路素子の増加に繋がり、結果としてコストアップとなるという問題を有している。
【００６７】
これに対して本実施形態によるトリプルバンド電圧制御発振装置１０は、電圧制御発振器が２つで済み、且つ切替端子に接続する切替回路も２つで済むため、より簡素な回路構成で小型化且つ低コスト化されている。更に、本実施形態によるトリプルバンド電圧制御発振装置１０によれば、切替端子数を削減できるというメリットや、切替端子に印加される電圧の変動に特性が左右されないというメリットも得られる。
【００６８】
例えば図７に示す構成により作成したトリプルバンド電圧制御発振装置２０と、本実施形態によるトリプルバンド電圧制御発振装置１０との実装面積を比較すると、トリプルバンド電圧制御発振装置２０が７４．４ｍｍ２であったのに対し、トリプルバンド電圧制御発振装置１０は６３．０ｍｍ２となり、約１５％の実装面積を削減できた。
【００６９】
また、上記のように構成したトリプルバンド電圧制御発振装置１０を例えば図８に示すようにワンパッケージ化することで、携帯電話機等の機器に容易に実装できるよう構成することも可能である。
【００７０】
〔第２の実施形態〕
また、上記した第１の実施形態では、スイッチングトランジスタＱ１１として導電タイプがｐｎｐ型でバイポーラ型のトランジスタを利用していたが、これを図９に示すように、例えばｐチャネル型の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ１１）に置き換えてもよい。また、同様にスイッチングトランジスタＱ２１もｐチャネル型の電界効果型トランジスタに置き換えてもよい。
【００７１】
〔第３の実施形態〕
また、上記の第１の実施形態では、１つの第１電圧制御発振器ＶＣＯ１と１つの第２電圧制御発振器ＶＣＯ２との２つの電圧制御発振器を用いてトリプルバンド電圧制御発振装置を構成していたが、例えば複数の第１電圧制御発振器ＶＣＯ１と複数の第２電圧制御発振器ＶＣＯ２とを用いて３つ以上の周波数帯域で発振可能な電圧制御発振装置を構成することも可能である。
【００７２】
〔他の実施形態〕
以上、説明した各実施形態は本発明の好適な一実施形態にすぎず、本発明はその趣旨を逸脱しない限り種々変形して実施可能である。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の周波数帯域で発振できる電圧制御発振装置、電圧制御発振器、及びトリプルバンド電圧制御発振器を提供できる。更にこれらの構成を簡素化して提供することができる。
【００７４】
即ち、本発明による電圧制御発振装置、電圧制御発振器、及びトリプルバンド電圧制御発振装置では、各電圧制御発振器への電圧供給ライン上にｐｎｐ型のスイッチングトランジスタを使用し、このスイッチングトランジスタを複数個並列に接続することにより、従来より切替端子数を削減でき、容易に切替の制御を行うことが可能となる。これは上記の各実施形態からも明らかである。
【００７５】
また、上記のようにｐｎｐ型のスイッチングトランジスタを使用することにより、ｎｐｎ型のスイッチングトランジスタを使用する場合で生じる電圧効果を防止することが可能となるため、常にバイアス回路に安定した電圧を供給することが可能となる。即ち、本発明による電圧制御発振装置、電圧制御発振器、及びトリプルバンド電圧制御発振装置は、切替端子がオンの状態において電圧の変動が影響することを防止できる。このため、本発明によれば安定した特性の発振を実現できる。
【００７６】
また、本発明による電圧制御発振装置、電圧制御発振器、及びトリプルバンド電圧制御発振装置は、切替端子数の削減及び１つの電圧制御発振器で複数の周波数帯域を出力を実現しているため、回路素子数を削減することが可能となる。従って、本発明によれば、モジュールの小型化と低コスト化が可能となる。
【００７７】
更に、本発明による電圧制御発振装置及び電圧制御発振器、特にトリプルバンド電圧制御発振装置では、これをワンパッケージに納められるため、携帯電話機等に容易に実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術によるシングルバンド電圧制御発振装置１００の構成を示す回路図である。
【図２】従来技術によるデュアルバンド電圧制御発振装置２００の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態によるトリプルバンド電圧制御発振装置１０の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示す第２切替回路ＳＷ２の構成を示す回路図である。
【図５】本発明の第１の実施形態において周波数シフト量調整用コンデンサＣ３と周波数シフト幅との関係を示すグラフである。
【図６】図３に示すトリプルバンド電圧制御発振装置１０の詳細な構成を示す回路図である。
【図７】シングルバンド電圧制御発振器を組み合わせてなるトリプルバンド電圧制御発振装置２０の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第１の実施形態によるワンパッケージ化されたトリプルバンド電圧制御発振装置１０の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施形態による第１切替回路ＳＷ１の一部構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１　トリプルバンド電圧制御発振装置パッケージ
１０　トリプルバンド電圧制御発振装置
１１、２１　共振回路
１２、２２　発振回路
１３、２３　増幅回路
１４、２４　バイアス回路
２０、３０　出力インピーダンス整合用コンデンサ
Ｃ１、Ｃ２　バイパスコンデンサ
Ｃ３　周波数シフト幅調整用コンデンサ
Ｃ２０、Ｃ３０　バッファ
Ｄ３　Ｐｉｎダイオード
ＦＥＴ１１　電界効果型トランジスタ
Ｌ１、Ｌ２　共振線路
Ｑ１１　第１スイッチングトランジスタ
Ｑ１２　第２スイッチングトランジスタ
Ｑ２１、Ｑ２２　発振用トランジスタ
Ｑ３１、Ｑ３２　増幅用トランジスタ
Ｒ２、Ｒ１、Ｒ４、Ｒ３　バイアス抵抗
Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３　抵抗
ＳＷ１　第１切替回路
ＳＷ２　第２切替回路
Ｔｍ１、Ｔｍ２　切替端子
Ｖｓｗ１　第１スイッチング信号
Ｖｓｗ２　第２スイッチング信号
ＶＣＯ１　第１電圧制御発振器
ＶＣＯ２　第２電圧制御発振器
Ｖｃｃ１、Ｖｃｃ２　電源端子
【図１】
2004064567.tif 000005
【図２】
2004064567.tif 000006
【図３】
2004064567.tif 000007
【図４】
2004064567.tif 000008
【図５】
2004064567.tif 000009
【図６】
2004064567.tif 000010
【図７】
2004064567.tif 000011
【図８】
2004064567.tif 000012
【図９】
2004064567.tif 000013