(57)【要約】【課題】より多くのＳＡＷ発振器を規格外の製品とせずに用いることができるようにする。【解決手段】ＳＡＷ発振器１０３に入力される制御電圧が可変する電圧範囲の中心値を境に、この中心値より高い電圧範囲では、中心値より低い電圧範囲に比較して、制御電圧の電圧の変化に対してＳＡＷ発振器１０３より出力信号の周波数を大きく変化させる。例えば、移相制御回路１３１において、所定の曲線に則って、入力された制御電圧の電圧値の変化に応じて出力信号間の位相を変化させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性表面波フィルターと、
入力された所定の電圧範囲で可変される制御電圧の電圧値の変化に応じて出力信号間の位相を変化させ、前記弾性表面波フィルターの発振信号の周波数を変化させる移相制御回路と、
前記弾性表面波フィルターの発振信号を分岐して一方を出力信号とし、他方を前記移相制御回路に帰還する分岐回路と
を少なくとも備え、前記制御電圧の電圧変化に対応して前記出力信号の周波数を変化させるＳＡＷ発振器の制御方法であって、
前記制御電圧が可変する電圧範囲の中心値を境に、この中心値より高い電圧範囲では、前記中心値より低い電圧範囲に比較して、前記制御電圧の電圧の変化に対して前記出力信号の周波数を大きく変化させる
ことを特徴とするＳＡＷ発振器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性表面波（ＳＡＷ）素子を用いた発振器の駆動を制御するＳＡＷ発振器の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高周波用の発振器として弾性表面波（ＳＡＷ）フィルターを使用したＳＡＷ発振器が使用されている（特許文献１，２，３，４，５参照）。ＳＡＷフィルターは、極めて狭帯域の特徴を確保でき、平坦な周波数−位相特性を確保できる。このような特性を有するＳＡＷフィルターを用いたＳＡＷ発振器は、６００ＭＨｚ帯の発振周波数を得ることができるため、データ転送速度が１０ギガビット級の高速，大容量ネットワーク機器用の発振器として注目されている。
【０００３】
ＳＡＷ発振器は、電圧制御型発振器としてＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ：位相固定ループ）発振回路に組み込まれ、上述したネットワークの伝送路において、中継器として用いられる。１０ギガビット級のネットワークの伝送路においては、伝送されている信号の周波数は、中心周波数に対して最大±１００ｐｐｍ程度揺らいでいる。このため、中継器においても、出力される信号の周波数も、入力した信号と同期して±１００ｐｐｍの揺らぎに追従しなければならない。
【０００４】
このような中継器に用いられるＰＬＬ発振回路では、一般に駆動電源の電圧が３．３Ｖ程度である。従って、電圧制御型発振器に入力される制御電圧も、０〜３．３Ｖの範囲で可変される。
一方、ＳＡＷ発振器は、一例として、図４に示すような周波数温度特性を有している。この例の場合、使用される温度範囲が−４０〜８５℃とすると、−４０℃においては、−１６０ｐｐｍ程度周波数がずれるものとなっている。このため、温度特性による周波数の変位を補償するためには、最大で＋１６０ｐｐｍの範囲で、ＳＡＷ発振器の出力周波数を制御することになる。
【０００５】
このような周波数温度特性を有するＳＡＷ発振器では、上記ＰＬＬ発振回路においては、中心周波数に対して±１００ｐｐｍに揺らいでいるため、出力する発振周波数を＋側に最大２６０ｐｐｍの範囲で可変することになり、−側に最大１００ｐｐｍの範囲で可変することになる。上述したＰＬＬ発振回路においては、一般に、制御電圧の中心値を境に、これより大きい制御電圧で出力周波数を＋側に可変し、小さい制御電圧で出力周波数を−側に可変するようにしている。従って、ＳＡＷ発振器は、入力される０〜３．３Ｖの範囲の制御電圧に対し、±２６０ｐｐｍの範囲で出力する信号の周波数を可変させればよい。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭５７−１３１１０５号公報
【特許文献２】
特開昭６０−１７７７０６号公報
【特許文献３】
特開平１０−０３８９３４号公報
【特許文献４】
特開平１０−２６０７４２号公報
【特許文献５】
特開２００２−３５３７３８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＳＡＷ発振器には製造バラツキにより、出力される周波数の安定度は一定ではない。例えば、製造されたＳＡＷ発振器の周波数安定度が、図４に示すものに比較して、周波数偏差が＋１００ｐｐｍとなる場合、この周波数温度特性を補償するためには、最大１００ｐｐｍの範囲で、ＳＡＷ発振器の出力周波数を制御することになる。
【０００８】
またこの場合、上記ＰＬＬ発振回路に組み込まれるＳＡＷ発振器は、出力する発振周波数を＋側には最大で＋１６０ｐｐｍの範囲で可変し、−側には最大−２００ｐｐｍの範囲で可変することになる。すると、このＳＡＷ発振器は、入力される０〜３．３Ｖの範囲の制御電圧に対し、±２００ｐｐｍの範囲で出力する信号の周波数を可変させればよいものとなる。
【０００９】
以上の場合に対し、例えば、製造されたＳＡＷ発振器の周波数安定度が、図４に示すものに比較して、周波数偏差が−１００ｐｐｍとなる場合、この周波数温度特性を補償するためには、最大２６０ｐｐｍの範囲で、ＳＡＷ発振器の出力周波数を制御することになる。
この場合、上記ＰＬＬ発振回路に組み込まれるＳＡＷ発振器は、出力する発振周波数を＋側に最大＋３６０ｐｐｍの範囲で可変することになる。従って、−側には可変させることがないにもかかわらず、ＳＡＷ発振器は、入力される０〜３．３Ｖの範囲の制御電圧に対し、±３６０ｐｐｍの範囲で出力する信号の周波数を可変させなくてはならない。
【００１０】
ところが、ＳＡＷ発振器より出力する信号周波数の可変幅を広くすることは、容易ではない。従って、ＳＡＷ発振器より出力可能な信号周波数の可変幅は、例えば±３００ｐｐｍ以内など、ある範囲以内となる。用いたＳＡＷ発振器の特性により、ＳＡＷ発振器より出力する信号周波数の可変幅が所定の範囲を超える場合、このＳＡＷ発振器は規格外の製品となる。−側にずれたＳＡＷ発振器は、このずれ方が＋側のずれ方と同じ程度であっても、前述したように可変幅が広くなるので、規格外の製品となりやすい。
【００１１】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、より多くのＳＡＷ発振器を規格外の製品とせずに用いることができるようにすることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＳＡＷ発振器の制御方法は、制御電圧が可変する電圧範囲の中心値を境に、この中心値より高い電圧範囲では、中心値より低い電圧範囲に比較して、制御電圧の電圧値の変化に対して出力信号の周波数を大きく変化させるようにしたものである。
この制御方法によれば、出力信号の周波数可変幅は、＋側ほど大きいものとなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態における制御方法を適用したＳＡＷ発振器およびＰＬＬ発振回路の構成例を示す構成図である。
ＰＬＬ回路は、位相比較回路１０１，電圧発生回路１０２，ＳＡＷ発振器１０３から構成されている。位相比較回路１０１において、外部より入力する信号ＣｉｎとＳＡＷ発振器１０３より出力される信号Ｃｏｕｔとが比較され、この位相差検出信号Ｓが電圧発生回路１０２に対して出力される。位相比較回路１０１より出力された位相差検出信号Ｓを入力した電圧発生回路１０２は、入力した位相差検出信号Ｓが制御電圧ｖｘに変換され、ＳＡＷ発振器１０３に出力される。
【００１４】
ＳＡＷ発振器１０３は、電圧制御型の移相制御回路１３１とＳＡＷフィルター１３２と増幅回路１３３と分岐回路１３４とを備えたものである。移相制御回路１３１は、入力された制御電圧の電圧値の変化に応じて出力信号間の位相を変化させる。移相制御回路１３１より出力された出力信号間の位相の変化により、ＳＡＷフィルター１３２の発振周波数が変化する。
【００１５】
ＳＡＷフィルター１３２より出力された信号は、増幅回路１３３により増幅され、分岐回路１３４の出力端子より出力される。分岐回路１３４の帰還端子より出力された帰還信号は、移相制御回路１３１に入力される。移相制御回路１３１では、出力した信号と入力した帰還信号とを比較し、出力した信号を基準とした帰還信号の信号レベルが０ｄＢ以上となり、かつ位相が０°または３６０°となるように、出力する信号を制御する。
【００１６】
本実施の形態では、ＳＡＷ発振器１０３において、入力された制御電圧に対し、図２に例示すように周波数が可変されるようにしたものである。本実施の形態では、制御電圧の可変幅の半分である１．６５Ｖを境に、制御電圧を高くする側では、制御電圧を低くする側に比較してより多く周波数が大きく可変されるようにした。例えば、移相制御回路１３１において、図２の曲線に示すように、入力された制御電圧の電圧値の変化に応じて出力信号間の位相を変化させるようにした。
【００１７】
図４に示したように、ＳＡＷ発振器の周波数温度特性は、例えば２５℃程度を境に、温度が高い側と温度が低い側との両方において、周波数偏差はマイナスの値となり、極大値を持つように変化する。従って、ＳＡＷ発振器の周波数温度特性を補償する場合、周波数偏差を＋側にシフトさせることになる場合が多くなる。例えば、２５℃における周波数偏差が０より小さくなる範囲にばらつくＳＡＷ発振器では、全ての範囲で周波数温度特性を＋側に補償することになる。また、２５℃における周波数偏差が０より小さくなるほど、＋側への可変幅が大きくなる。
【００１８】
これに対し、２５℃における周波数偏差が０より大きい範囲にばらつくＳＡＷ発振器では、２５℃近辺の温度範囲では、周波数温度特性を−側に補償するようになる。また、２５℃における周波数偏差が０より大きくなるほど、−側への可変幅は大きくなるが、＋側への可変幅が小さくなる。しかしながら、図４に示す周波数温度特性を有するＳＡＷ発振器では、温度補償のための−側への可変幅は、あまり大きくなることはない。
【００１９】
例えば、製造されたＳＡＷ発振器の周波数温度特性が、図４に示すものより全体に周波数偏差が＋１００ｐｐｍとなる場合、この周波数温度特性を補償するためには、最大で−側に１００ｐｐｍ程度シフトさせればよいものとなる。
これに対し、図４に示すものより全体に周波数偏差が−１００ｐｐｍとなる場合、この周波数温度特性を補償するためには、最大で＋側に２６０ｐｐｍ程度シフトさせる必要がある。
【００２０】
従って、図２に示すように、制御電圧を高くする側、すなわち、ＳＡＷ発振器の周波数偏差を＋側にシフトさせるように制御する範囲では、同じ制御電圧幅でより多くシフトさせるようにすることで、ＳＡＷ発振器の特性ばらつきに対してより広い範囲で適応させることが可能となる。また、図２に示すように制御することで、例えば、０〜３．３Ｖの制御電圧幅において、周波数可変幅の範囲をあまり広げることなく、ＳＡＷ発振器の特性ばらつきに対してより広い範囲で適応させることが可能となる。
【００２１】
ところで、図２では、入力された制御電圧に対し、三次曲線的に周波数が可変されるようにしたが、これに限るものではない。
図３に示すように、中心値である１．６５Ｖを境に、傾きが異なる直線で示されるように、入力された制御電圧に対して周波数が可変されるように制御してもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、電圧制御発振器であるＳＡＷ発振器において、入力される制御電圧が可変する電圧範囲の中心値を境に、この中心値より高い電圧範囲では、中心値より低い電圧範囲に比較して、制御電圧の電圧の変化に対して出力信号の周波数を大きく変化させるようにした。従って、本発明によれば、出力信号の周波数可変幅は、＋側ほど大きいものとなり、極大値を持つように変化する周波数温度特性を有するＳＡＷ発振器の特徴に合わせて制御できるようになる。この結果、本発明によれば、より多くのＳＡＷ発振器を規格外の製品とせずに用いることができるようになるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における制御方法を適用したＳＡＷ発振器およびＰＬＬ発振回路の構成例を示す構成図である。
【図２】実施の形態における、入力された制御電圧に対する周波数の可変制御の例を示す特性図である。
【図３】実施の形態における、入力された制御電圧に対する周波数の可変制御の他の例を示す特性図である。
【図４】ＳＡＷ発振器の周波数温度特性を示す特性図である。
【符号の説明】
１０１…位相比較回路、１０２…電圧発生回路、１０３…ＳＡＷ発振器、１３１…移相制御回路、１３２…ＳＡＷフィルター、１３３…増幅回路、１３４…分岐回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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