(57)【要約】【課題】  発振信号を効率よく出力することのできる発振器を実現する。【解決手段】共振信号を生成する共振回路３１と、前記共振信号を前記共振回路に帰還する駆動回路３２と、前記共振回路の所定ノードに接続される出力端子３７とを有し、発振信号が前記出力端子を介して出力される発振器。前記共振回路はインダクタ３３を含み、出力端子３７はインダクタ３３の一端に接続される。または、出力端子３７はインダクタ３３の両端間に位置する当該インダクタの中間ノードに接続される。【選択図】  図２
2005160076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共振信号を生成する共振回路と、
前記共振信号を前記共振回路に帰還する駆動回路と、
前記共振回路の所定ノードに接続される出力端子とを有し、
発振信号が前記出力端子を介して出力されることを特徴とする発振器。
【請求項２】
前記共振回路はインダクタを含み、前記出力端子は前記インダクタの一端に接続されることを特徴とする請求項１記載の発振器。
【請求項３】
前記共振回路はインダクタを含み、前記出力端子は前記インダクタの両端間に位置する当該インダクタの中間ノードに接続されることを特徴とする請求項１記載の発振器。
【請求項４】
前記発振器はさらに、前記発振器の出力端子を介して前記共振回路に接続されるコンデンサを含む整合回路を有することを特徴とする請求項１記載の発振器。
【請求項５】
前記発振器はさらに、前記共振器の出力端子を介して共振回路に接続されるコンデンサを含む整合回路と、共振回路と駆動回路が形成される基板を有し、導電性パターンを含む前記整合回路のコンデンサが基板に設けら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６】
前記発振器はさらに、前記共振器の出力端子を介して前記共振回路に接続されるコンデンサを含む整合回路と、共振回路と駆動回路が形成される基板を有し、整合回路のコンデンサは基板上で互いに向き合うように設けられている導電性パターンを含むことを特徴とする請求項１記載の発振器。
【請求項７】
前記共振回路はインダクタを含み、前記駆動回路が共振信号を受信するベースと、電源電圧を取り込むコレクタと、共振回路のインダクタに電気的に接続されるエミッタとを有するトランジスタを含むことを特徴とする請求項１記載の発振器。
【請求項８】
前記共振回路はインダクタを含み、前記駆動回路が共振信号を受信するベースと、電源電圧を取り込むコレクタと、エミッタ・バイアス抵抗を介して共振回路のインダクタに電気的に接続されるエミッタとを有するトランジスタを含むことを特徴とする請求項１記載の発振器。
【請求項９】
前記共振回路はインダクタを含み、前記駆動回路が共振信号を受信するベースと、電源電圧を取り込むコレクタと、共振回路のインダクタに電気的に接続されるエミッタとを有するトランジスタを含み、前記発振器はさらに、前記駆動回路のエミッタに接続されるコンデンサを含む整合回路を有することを特徴とする請求項１記載の発振器。
【請求項１０】
前記共振回路はインダクタを含み、前記駆動回路が共振信号を受信するベースと、電源電圧を取り込むコレクタと、共振回路のインダクタに電気的に接続されるエミッタとを有するトランジスタを含み、前記発振器はさらに、前記出力端子を介してインダクタに接続されるコンデンサを有する整合回路を有することを特徴とする請求項１記載の発振器。
【請求項１１】
前記共振回路は、伝送線路で形成されるインダクタを含むことを特徴とする請求項１記載の発振器。
【請求項１２】
前記共振回路は、マイクロストリップラインで形成されるインダクタを含むことを特徴とする請求項１記載の発振器。
【請求項１３】
前記共振回路は、発振周波数を外部で調節可能にするために、前記発振器の制御端子を介して制御信号を受信する可変容量ダイオードを含むことを特徴とする請求項１記載の発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発振器に関し、特に、高周波回路（ＲＦ回路）で用いられる発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＦＭチューナー用局部発振器、水晶発振器や電圧制御発振器等、一般的に高周波数帯で使用されている発振器には様々なものがある。例えば、コルピッツ発振器やハートレー発振器などはＬＣ発振器として広く用いられている。ＬＣ発振器はインダクタＬとコンデンサＣとの組み合わせで共振回路を形成する。一般に前記発振回路だけでは周辺回路の影響により安定的な発振をすることが難しい為、バッファ回路を発振回路の後段に接続する場合が多い。
【０００３】
しかしながら、近年の電子機器の小型化に伴い前記発振器の小型化が進み、現在使用されている発振回路とバッファ回路で構成した発振器は小型化の限界に達している。
【０００４】
図１に、従来の発振回路、具体的にはコルピッツ発振回路を回路構成例として示す。前記コルピッツ発振回路は、トランジスタＴＲ、フィードバック用コンデンサＣ１及びＣ２、抵抗Ｒ１、Ｒ２及びＲ３、インダクタＬから構成される。電源電圧は端子Ｐ１を介して発振器に供給され、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２から成る直列回路は端子Ｐ１と接地間を接続し、ＤＣバイアス電圧を生成する。ＤＣバイアス電圧は、トランジスタＴＲのベースに印加される。前記トランジスタＴＲのエミッタは、エミッタ・バイアス抵抗の働きをする抵抗Ｒ３によってバイアスをかけられる。図示していないバッファ回路がコルピッツ発振回路の後段に接続される。詳しくは、バッファ回路は、前記トランジスタＴＲのエミッタに接続される。
【０００５】
しかしながら、発振回路及びバッファ回路から構成される従来の発振器は、発振信号を効率よく出力できないという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明は発振信号を効率よく出力可能な発振器を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明は、共振信号を生成する共振回路と、前記共振信号を前記共振回路に帰還する駆動回路と、前記共振回路の所定ノードに接続される出力端子とを有し、発振信号が前記出力端子を介して出力される発振器である。
【０００８】
上記発振器において、前記共振回路はインダクタを含み、前記出力端子は前記インダクタの一端に接続される構成とすることができる。また、前記共振回路はインダクタを含み、前記出力端子は前記インダクタの両端間に位置する当該インダクタの中間ノードに接続される構成とすることができる。また、前記発振器はさらに、前記発振器の出力端子を介して前記共振回路に接続されるコンデンサを含む整合回路を有する構成とすることができる。また、前記発振器はさらに、前記共振器の出力端子を介して共振回路に接続されるコンデンサを含む整合回路と、共振回路と駆動回路が形成される基板を有し、導電性パターンを含む前記整合回路のコンデンサが基板に設けられている構成とすることができる。また、前記発振器はさらに、前記共振器の出力端子を介して前記共振回路に接続されるコンデンサを含む整合回路と、共振回路と駆動回路が形成される基板を有し、整合回路のコンデンサは基板上で互いに向き合うように設けられている導電性パターンを含む構成とすることができる。
【０００９】
また、前記共振回路はインダクタを含み、前記駆動回路が共振信号を受信するベースと、電源電圧を取り込むコレクタと、共振回路のインダクタに電気的に接続されるエミッタとを有するトランジスタを含む構成とすることができる。また、前記共振回路はインダクタを含み、前記駆動回路が共振信号を受信するベースと、電源電圧を取り込むコレクタと、エミッタ・バイアス抵抗を介して共振回路のインダクタに電気的に接続されるエミッタとを有するトランジスタを含む構成とすることができる。また、前記共振回路はインダクタを含み、前記駆動回路が共振信号を受信するベースと、電源電圧を取り込むコレクタと、共振回路のインダクタに電気的に接続されるエミッタとを有するトランジスタを含み、前記発振器はさらに、前記駆動回路のエミッタに接続されるコンデンサを含む整合回路を有する構成とすることができる。また、前記共振回路はインダクタを含み、前記駆動回路が共振信号を受信するベースと、電源電圧を取り込むコレクタと、共振回路のインダクタに電気的に接続されるエミッタとを有するトランジスタを含み、前記発振器はさらに、前記出力端子を介してインダクタに接続されるコンデンサを有する整合回路を有する構成とすることができる。前記共振回路は、伝送線路で形成されるインダクタを含む構成とすることができる。また、前記共振回路は、マイクロストリップラインで形成されるインダクタを含む構成とすることができる。また、前記共振回路は、発振周波数を外部で調節可能にするために、前記発振器の制御端子を介して制御信号を受信する可変容量ダイオードを含むことを特徴とする請求項１記載の発振器。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、発振信号を効率よく出力可能な発振器を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１２】
図２は、第１実施例に係る発振器の回路図である。図２における発振器は、発振回路３０と整合回路４１とバッファ回路４２を有する。発振回路３０により発振信号が生成され、整合回路４１とバッファ回路４２を介して出力端子４４に出力される。
【００１３】
発振回路３０は、共振回路３１と、発振トランジスタ３２を有する駆動回路とを有する。共振回路３１は共振信号を生成し、発振トランジスタ３２は前記共振信号を共振回路３１に帰還させ、ＬＣ共振回路である共振回路３１を駆動する。詳しくは、共振回路３１は、ダイオードＤとコンデンサＣ３、Ｃ６及びＣ７とインダクタ３３で構成される。ダイオードＤは可変容量ダイオードでも良い。制御信号が外部から制御端子３６及びチョークコイルであるインダクタ３４を介して、ダイオードＤのカソードに入力され、ダイオードＤのアノードは接地される。制御信号によりダイオードＤのキャパシタンスは変化するが、これにより共振回路３１の共振周波数が変化する。制御端子３６に入力された交流成分はバイパスコンデンサＣ５を経由して接地され、ダイオードＤのカソードはコンデンサＣ６及びＣ７を経由して接地される。インダクタ３３の一端はコンデンサＣ６を介してダイオードＤのカソードに接続され、インダクタ３３の他端は接地される。インダクタ３３はコンデンサＣ７と並列接続される。共振周波数は主に、ダイオードＤとコンデンサＣ６及びＣ７とインダクタ３３によって決まる。コンデンサＣ３はインダクタ３３とトランジスタ３２のベース間に接続され、インピーダンスを調整する。
【００１４】
インダクタ３３とコンデンサＣ３、Ｃ６及びＣ７が接続されるノードは、発振回路３０の出力端子３７に接続される。インダクタ３３で得られる共振信号は比較的大きいので、本実施例では、インダクタ３３で得られる共振信号を発振回路３０の出力信号として用いる。発振信号は、整合回路４１とバッファ回路４２を経由して、発振器の出力端子４４に出力される。整合回路４１は、バッファ回路４２から発振回路３０の直流電流をアイソレーションする機能を持つ。発振信号が数ＧＨｚの場合は、整合回路４１を使用するのが好ましい。バッファ回路４２は発振信号を増幅し、インピーダンス調整回路はバッファ回路４２の後段に接続される構成にしてもよい。インピーダンス調整回路は発振器と出力端子４４に接続される外部回路とのインピーダンス整合を確立する。
【００１５】
ベース電圧は、電源端子３８と接地間に直列接続される抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２によって決まる。電源電圧は、電源端子３８に出力される。コルピッツ発振器は、トランジスタ３２とコンデンサＣ１及びＣ２を有する。コンデンサＣ１は、トランジスタ３２のベース・エミッタ間に接続される。コンデンサＣ２は、トランジスタ３２のエミッタ・接地間に接続される。エミッタ・バイアス電圧は、エミッタ・バイアス抵抗Ｒ３により生成される。抵抗Ｒ３の一端はトランジスタ３２のエミッタに接続され、抵抗Ｒ３の他端はインダクタ３３の中間ノードに接続される。トランジスタ３２のエミッタは抵抗Ｒ３とインダクタ３３の一部を介して接地される。バイパスコンデンサＣ８の一方はトランジスタ３２のコレクタに接続され、他方は接地される。トランジスタ３２のコレクタは電源端子３８に接続される。
【００１６】
動作時に、共振回路３１で生成された共振信号は、トランジスタ３２のベースに入力され、次に、エミッタ出力が抵抗Ｒ３を介して共振回路３１に帰還する。発振信号は、制御端子３６に出力される制御信号により生成可能で、出力端子３７を介して出力される。
【００１７】
図２に示す発振器の部品は、共通の基板またはチップ上に実装することができる。パッケージ化しても良い。この構成については後述する。共振信号は比較的大きいため、発振信号として取り出すことができる。この発振信号はバッファ４２により増幅される。共振信号が発信信号を形成するのに十分な大きさである場合は、バッファ４２を省いても良い。
【実施例２】
【００１８】
図３は、第２実施例に係る発振器の回路図である。
【００１９】
発振器３１により生成される発振信号は、エミッタ・バイアス抵抗Ｒ３の一端が接続されるインダクタ３３の中間ノードから出力される。インダクタ３３の中間ノードは、整合回路４１に接続される出力端子３７に接続される。上述したように、インダクタ３３で得られる共振信号は中間ノードにおいても比較的大きい。そのため、発振信号を効率よく出力できる。
【００２０】
第１実施例及び第２実施例に係る発振器は、単一の基板上に形成して良い。図４に、基板５０の断面図を模式的に示す。基板５０は、層５１〜５４からなる多層構造の基板であり、例えば、セラミック素材でできている。発振器の電子部品５７及び外部接続用のパッドが多層の基板５０の最上層に搭載される。例えば、電子部品５７には、トランジスタ３２、コンデンサＣ１〜Ｃ３、Ｃ５、Ｃ６及びＣ８、バッファ回路４２及びインピーダンス整合回路４３などがある。バイアホール５６を層５１〜５４のいずれに設けても良い。導電性パターン５５を、隣接する層間のいずれの接触面に設けても良い。図２及び図３に示す整合回路４１のコンデンサを、多層の基板５０に搭載することが好ましい。図４には、二つの導電性パターン５８及び５９が層５３を介して向き合い、整合回路４１のコンデンサを形成している。
【００２１】
誘電体を追加して導電性パターン５８及び５９の間に設けても良い。または代わりに、導電性パターン５８及び５９に挟まれる層を誘電体で形成しても良い。導電性パターン５８及び５９をコンデンサ４１専用に設ける必要はなく、部品間を相互に接続する導電性パターンの一部としても良い。コンデンサ４１は、パッドにより、基板５０の最上部に作成しても良い。また、導電性パターンを層５１・５２間の接触面に設けても良い。最上部の上記パッドは出力端子３７で構成されていても良い。このようにしてコンデンサ５８及び５９は、発振器のさらなる小型化を可能にする。これは、整合回路４１のコンデンサを搭載するために基板５０の最上部に領域を確保する必要がないからである。また、搭載領域を基板表面とする必要はないが、コンデンサ４１は、基板５０に形成された回路パターンにより形成することもできる。
【００２２】
図５に、インダクタ３３を共振回路３１に設けた例を示す。図５のインダクタ３３は、伝送線路で形成されている。詳しくは、図５のインダクタ３３は、マイクロストリップラインを有する。マイクロストリップラインは、基板６０、基板６０の前面に形成された導電性パターン６２、基板６０の背面に形成されたグランドパターン６１を有する。導電性パターン６２の一部６２２は接地され、導電性パターン６２の一部６２１はコンデンサＣ３、Ｃ６及びＣ７に接続される。導電性パターン６２の一部６２３はエミッタ・バイアス抵抗Ｒ３に接続される。インダクタ３３のインダクタンス値は、導電性パターン６２をトリミングすることで調整して良い。図５の伝送線路は基板５０の最上部に設けるか、または基板内に組み込んでも良い。基板内に組み込む場合、基板６０を基板５０の一部としても良い。マイクロストリップラインの別の形式として、例えば、トリプレートマイクロストリップラインを多層の基板５０内部に形成することもできる。
【００２３】
共振回路３１は、図２に示される回路構成に限らず、例えば、共振回路３１はクリスタル等により形成される共振器を含んでも良い。
【００２４】
本発明は、前述の実施例に限らず、本発明の範囲内で、さらに他の実施例、変形及び修正が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１に、従来のコルピッツ共振器の回路図を示す。
【図２】本発明の第１実施例に係る共振器の回路図を示す。
【図３】本発明の第２実施例に係る共振器の回路図を示す。
【図４】図２及び図３の共振器を実現するために用いる基板の断面図を模式的に示す。
【図５】第１実施例及び第２実施例に係る共振回路に用いられるインダクタを形成するマイクロストリップラインを模式的に示す。
【符号の説明】
【００２６】
３０    発振回路
４１    整合回路
４２    バッファ回路
Ｄ    ダイオード
Ｃ３、Ｃ６、及びＣ７    コンデンサ
３３    インダクタ
【図１】
2005160076.tif 000003
【図２】
2005160076.tif 000004
【図３】
2005160076.tif 000005
【図４】
2005160076.tif 000006
【図５】
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