(57)【要約】【課題】２周波切替型高周波水晶発振器のコストを低減すると共に、２周波切替型高周波水晶発振器の小型化を図ることを目的とする。【解決手段】本実施例は、一つの基板に二つの電圧制御型水晶発振器を搭載した例を示し、外部より印加する制御電圧に制御されて所望の第一の周波数信号を出力する第一のＶＣＸＯ７と、外部より印加する制御電圧に制御されて所望の第二の周波数信号を出力する第二のＶＣＸＯ８と、前記第一のＶＣＸＯ７と第二のＶＣＸＯ８の出力を選択する選択部９とにより構成し、選択部９には、外部からの選択信号により第一のＶＣＸＯ７と第二のＶＣＸＯ８の何れかに電源供給を行う第一の切替器１０と、外部からの選択信号により第一のＶＣＸＯ７と第二のＶＣＸＯ８の何れかの出力を選択する第二の切替器１１と、この選択された周波数信号を所定のレベルに増幅する増幅器１２とを備えている。【選択図】        図１
2005006130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の周波数信号を出力する第一の水晶発振部と、
第二の周波数信号を出力する第二の水晶発振部と、
外部からの選択信号により前記第一の水晶発振部と第二の水晶発振部の何れかに電源供給を行う第一の切替器と、
外部からの選択信号により前記第一の水晶発振部と第二の水晶発振部の何れかの出力を選択する第二の切替器と、
該第二の切替部の出力に接続して入力する周波数信号を所定のレベルに増幅する増幅器とにより構成したことを特徴とする２周波切替型高周波水晶発振器。
【請求項２】
前記第一の水晶発振部と第二の水晶発振部の夫々が、水晶振動子と、その励振信号を増幅するためのトランジスタとを備えたコルピッツ型の発振回路を備えており、電源と前記トランジスタのコレクタとの間にコイルとコンデンサから成る同調回路とＣタップとを有することを特徴とする請求項１記載の２周波切替型高周波水晶発振器。
【請求項３】
前記第一の水晶発振部と第二の水晶発振部の夫々が、基本周波数で発振しており、前記同調回路において基本周波数の整数倍の高次波に同調させ、Ｃタップの出力にフィルタを接続して所望の周波数信号を出力したことを特徴とする請求項１又は２記載の２周波切替型高周波水晶発振器。
【請求項４】
請求項３記載のフィルタが、ＳＡＷフィルタであることを特徴とする請求項１乃至３記載の２周波切替型高周波水晶発振器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は２周波切替型高周波水晶発振器に関し、特に高周波水晶発振器としてＶＣＸＯを二つ搭載し、外部からの選択信号によりＶＣＸＯの何れかを選択して所望の周波数制御された周波数信号を得る２周波切替型高周波水晶発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、伝送装置関連機器等において用いられている基準周波数源である水晶発振器においては、ソネット／ＳＤＨ、或いはイーサネット等のネットワークに使用する場合、例えば、１５５ＭＨｚと６２２ＭＨｚのような二つの周波数に対応することが必要であることが多く、その際には、一つの基板に夫々が１５５ＭＨｚと６２２ＭＨｚに対応する高周波水晶発振器を二つ搭載し、外部からの選択信号により何れか一方の高周波水晶発振器を選択して所望の周波数出力を得るようにしている。
【０００３】
図３は、従来の２周波切替型高周波水晶発振器の機能構成例である。図３は、高周波水晶発振器として電圧制御型水晶発振器（以降、ＶＣＸＯと称する）を二つ搭載した２周波切替型高周波水晶発振器の例を示し、外部より印加する制御電圧に制御されて所望の第一の周波数信号を出力する第一のＶＣＸＯ１と、外部より印加する制御電圧に制御されて所望の第二の周波数信号を出力する第二のＶＣＸＯ２と、前記第一のＶＣＸＯ１と第二のＶＣＸＯ２の出力を選択する選択部３とにより構成し、選択部３には、前記第一のＶＣＸＯ１が出力する周波数信号を所定のレベルに増幅する第一の増幅器４と、前記第二のＶＣＸＯ２が出力する周波数信号を所定のレベルに増幅する第二の増幅器５と、前記第一の増幅器４の出力と前記第二の増幅器５の出力とを外部からの選択信号により選択し、所望の周波数信号を得る切替器６とを備えている。
【０００４】
従って、従来の２周波切替型高周波水晶発振器は、例えば、ＶＣＸＯ１は、外部より与えられる制御電圧に応じて水晶振動子の発振周波数を制御しつつ、発振回路は水晶振動子が発振動作を継続するよう動作して信号増幅や波形整形を行い、発振回路からは、周波数制御された所望の周波数１５５ＭＨｚの周波数信号を出力する。
【０００５】
一方、ＶＣＸＯ２は、外部より与えられる制御電圧に応じて水晶振動子の発振周波数を制御しつつ、発振回路は水晶振動子が発振動作を継続するよう動作して信号増幅や波形整形を行い、発振回路からは、周波数制御された所望の周波数６２２ＭＨｚの周波数信号を出力する。そこで、選択部３は、外部からの選択信号により所定のレベルに増幅された１５５ＭＨｚ、或いは、６２２ＭＨｚの周波数信号を選択する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の２周波切替型高周波水晶発振器は、一つの基板に所望の周波数信号に対応する高周波水晶発振器を二つ搭載し、夫々の高周波水晶発振器が出力する周波数信号を増幅した後、外部からの選択信号により何れか一方の増幅器を選択して所望の周波数信号を得るようにしているため、２周波切替型高周波水晶発振器のコスト高を招いていると共に、２周波切替型高周波水晶発振器の小型化の障害となっていた。
本発明は、上述したような問題を解決するためになされたものであって、２周波切替型高周波水晶発振器のコストを低減すると共に、２周波切替型高周波水晶発振器の小型化を図ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明に係わる２周波切替型高周波水晶発振器は、以下の構成をとる。
請求項１記載の２周波切替型高周波水晶発振器は、第一の周波数信号を出力する第一の水晶発振部と、第二の周波数信号を出力する第二の水晶発振部と、外部からの選択信号により前記第一の水晶発振部と第二の水晶発振部の何れかに電源供給を行う第一の切替器と、外部からの選択信号により前記第一の水晶発振部と第二の水晶発振部の何れかの出力を選択する第二の切替器と、該第二の切替部の出力に接続して入力する周波数信号を所定のレベルに増幅する増幅器とにより構成する。
【０００８】
請求項２記載の２周波切替型高周波水晶発振器は、前記第一の水晶発振部と第二の水晶発振部の夫々が、水晶振動子と、その励振信号を増幅するためのトランジスタとを備えたコルピッツ型の発振回路を備えており、電源と前記トランジスタのコレクタとの間にコイルとコンデンサから成る同調回路とＣタップとを有するよう構成する。
【０００９】
請求項３記載の２周波切替型高周波水晶発振器は、前記第一の水晶発振部と第二の水晶発振部の夫々が、基本周波数で発振しており、前記同調回路において基本周波数の整数倍の高次波に同調させ、Ｃタップの出力にフィルタを接続して所望の周波数信号を出力するよう構成する。
【００１０】
請求項４記載の２周波切替型高周波水晶発振器は、請求項３記載のフィルタが、ＳＡＷフィルタであるよう構成する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図示した実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
本実施例においては、発振回路を構成するトランジスタのコレクタに所望の周波数に同調した同調回路とＣタップとを設け、この同調回路に有するＣタップにより後段とのインピーダンス整合を取ると共に、外部からの選択信号により切り替わる切替器を設けて二つの高周波水晶発振器のうちの所望の周波数信号を出力する高周波水晶発振器を選択し、この高周波水晶発振器が出力する周波数信号を二つの高周波水晶発振器に対して共通に使用する増幅器に入力して増幅した。更に、別な切替器を用いて前記選択した高周波水晶発振器にのみ電源を供給することにより、２周波切替型高周波水晶発振器を小型化すると共に、低消費電力化、低コスト化を図ったものである。
【００１２】
図１は、本発明に係る２周波切替型高周波水晶発振器の第一の実施例を示すブロック構成図である。図１は、一つの基板に二つの電圧制御型水晶発振器を搭載した例を示し、外部より印加する制御電圧に制御されて所望の第一の周波数信号を出力する第一のＶＣＸＯ７と、外部より印加する制御電圧に制御されて所望の第二の周波数信号を出力する第二のＶＣＸＯ８と、前記第一のＶＣＸＯ７と第二のＶＣＸＯ８の出力を選択する選択部９とにより構成し、選択部９には、外部からの選択信号により第一のＶＣＸＯ７と第二のＶＣＸＯ８の何れかに電源供給を行う第一の切替器１０と、外部からの選択信号により第一のＶＣＸＯ７と第二のＶＣＸＯ８の何れかの出力を選択する第二の切替器１１と、この選択された周波数信号を所定のレベルに増幅する増幅器１２とを備えている。
【００１３】
本実施例のような２周波切替型高周波水晶発振器は、前記増幅器１２を第一のＶＣＸＯ７と第二のＶＣＸＯ８の両者に共通に使用しているため、例えば、ソネット／ＳＤＨと１０Ｇｂｉｔイーサネットに用いられているクロック信号のように、１５５ＭＨｚと１６１ＭＨｚといった周波数が近接している場合に適応される。
【００１４】
従って、本実施例の２周波切替型高周波水晶発振器は、例えば、第一のＶＣＸＯ７として、外部より与えられる制御電圧に応じて水晶振動子の発振周波数を制御しつつ、発振回路は水晶振動子が発振動作を継続するよう動作して信号増幅や波形整形を行い、発振回路からは、周波数制御された所望の周波数１５５ＭＨｚの周波数信号を出力する。
【００１５】
一方、第二のＶＣＸＯ８として、外部より与えられる制御電圧に応じて水晶振動子の発振周波数を制御しつつ、発振回路は水晶振動子が発振動作を継続するよう動作して信号増幅や波形整形を行い、発振回路からは、周波数制御された所望の周波数１６１ＭＨｚの周波数信号を出力する。
【００１６】
そこで、選択部９は、外部からの選択信号により第一の切替器１０及び第二の切替器１１を動作させ、第一のＶＣＸＯ７を選択した場合は、第一のＶＣＸＯ７にのみ第一の切替器１０を介して電源を供給すると共に、第二の切替器１１を介して第一のＶＣＸＯ７が出力する１５５ＭＨｚの周波数信号を増幅器１２に入力し、所定のレベルに増幅して出力する。
【００１７】
一方、第二のＶＣＸＯ８を選択した場合は、第二のＶＣＸＯ８にのみ第一の切替器１０を介して電源を供給すると共に、第二の切替器１１を介して第二のＶＣＸＯ８が出力する１６１ＭＨｚの周波数信号を増幅器１２に入力し、所定のレベルに増幅して出力する。
【００１８】
次に、第一のＶＣＸＯ７及び第二のＶＣＸＯ８について説明する。ＶＣＸＯ７は、外部から制御電圧を入力する抵抗Ｒ１１を可変容量ダイオードＤ１１とコンデンサＣ１１に接続し、コンデンサＣ１１の他端を伸張コイルＬ１１に接続して伸張コイルＬ１１の他端を水晶振動子Ｘ１１に接続する。発振用のトランジスタＱ１１のベースに抵抗Ｒ１２、Ｒ１３とからなるベースバイアス抵抗を接続すると共に、ベースと接地との間に負荷容量の一部を担うコンデンサＣ１２、Ｃ１３との直列回路を挿入接続し、この直列回路の接続中点とトランジスタＱ１１のエミッタとを接続すると共に、エミッタと接地との間にエミッタ抵抗Ｒ１４を接続し、更に、トランジスタＱ１１のベースに水晶振動子Ｘ１１の一端を接続する。又、トランジスタＱ１１のコレクタと電源との間にコイルＬ１２とコンデンサＣ１４とを接続して同調回路とＣタップを構成すると共に結合用コンデンサＣ１５を介して、抵抗Ｒ１５、１６、１７からなるインピーダンス整合と出力レベルの調整を行うアッテネータに入力し所定のレベルの信号を出力する。
【００１９】
そこで、ＶＣＸＯ７は、コルピッツ型発振回路を形成すると共に、外部より入力する制御電圧に応じて１５５ＭＨｚの基本周波数にて励振するよう発振回路は設定されており、基本周波数に同調した同調回路Ｌ１２とＣ１４とにより所望の１５５ＭＨｚ成分を抽出して出力する。
【００２０】
一方、ＶＣＸＯ８は、ＶＣＸＯ７と同一回路構成をとり、発振回路は１６１ＭＨｚの基本周波数にて励振するよう水晶振動子、他の回路が設定されている。従って、外部より入力する制御電圧に応じて１６１ＭＨｚの基本周波数を励振し、基本周波数に同調した同調回路Ｌ２２とＣ２４とにより所望の１６１ＭＨｚ成分を抽出して出力する。
【００２１】
図２は、本発明に係る２周波切替型高周波水晶発振器の第二の実施例を示すブロック構成図である。図２は、図１と同様に一つの基板に二つの電圧制御型水晶発振器を搭載した例を示し、第一のＶＣＸＯと第二のＶＣＸＯの構成が図１と異なる。本実施例におけるＶＣＸＯは、水晶発振回路を基本波周波数で発振させた後、同調回路で基本波周波数の整数倍の高周波成分に同調させて抽出し、更に、フィルタを介して所定の高周波成分を出力するものである。
【００２２】
そこで、２周波切替型高周波水晶発振器は、外部より印加する制御電圧に制御されて所望の第一の周波数信号を出力する第一のＶＣＸＯ１３と、外部より印加する制御電圧に制御されて所望の第二の周波数信号を出力する第二のＶＣＸＯ１４と、前記第一のＶＣＸＯ１３と第二のＶＣＸＯ１４の出力を選択する選択部９とにより構成し、選択部９には、外部からの選択信号により第一のＶＣＸＯ１３と第二のＶＣＸＯ１４の何れかに電源供給を行う第一の切替器１０と、外部からの選択信号により第一のＶＣＸＯ１３と第二のＶＣＸＯ１４の何れかの出力を選択する第二の切替器１１と、この選択された周波数信号を所定のレベルに増幅する増幅器１２とを備えている。
【００２３】
本実施例の動作を説明すると、第一のＶＣＸＯ１３は、例えば、外部より与えられる制御電圧に応じて水晶振動子の発振周波数を制御しつつ、発振回路は水晶振動子が１５５ＭＨｚの基本周波数で発振動作を継続するよう動作して信号増幅や波形整形を行い、同調回路において基本波周波数１５５ＭＨｚの４倍波である６２２ＭＨｚの周波数成分を抽出し、中心周波数６２２ＭＨｚからなるＳＡＷフィルタに入力し所望の周波数信号のみを通過させて出力する。
【００２４】
一方、第二のＶＣＸＯ１４は、例えば、外部より与えられる制御電圧に応じて水晶振動子の発振周波数を制御しつつ、発振回路は水晶振動子が１６１ＭＨｚの基本周波数で発振動作を継続するよう動作して信号増幅や波形整形を行い、同調回路において基本波周波数１６１ＭＨｚの４倍波である６４４ＭＨｚの周波数成分を抽出し、中心周波数６４４ＭＨｚからなるＳＡＷフィルタに入力し所望の周波数信号のみを通過させて出力する。
【００２５】
そこで、選択部９は、外部からの選択信号により第一の切替器１０及び第二の切替器１１を動作させ、第一のＶＣＸＯ１３を選択した場合は、第一のＶＣＸＯ１３にのみ第一の切替器１０を介して電源を供給すると共に、第二の切替器１１を介して第一のＶＣＸＯ１３が出力する６２２ＭＨｚの周波数信号を増幅器１２に入力し、所定のレベルに増幅して出力する。
【００２６】
一方、第二のＶＣＸＯ１４を選択した場合は、第二のＶＣＸＯ１４にのみ第一の切替器１０を介して電源を供給すると共に、第二の切替器１１を介して第二のＶＣＸＯ１４が出力する６４４ＭＨｚの周波数信号を増幅器１２に入力し、所定のレベルに増幅して出力する。
【００２７】
次に、第一のＶＣＸＯ１３及び第二のＶＣＸＯ１４について説明する。ＶＣＸＯ１３は、外部から制御電圧を入力する抵抗Ｒ１１を可変容量Ｄダイオード１１とコンデンサＣ１１に接続し、コンデンサＣ１１の他端を伸張コイルＬ１１に接続して伸張コイルＬ１１の他端を水晶振動子Ｘ１１に接続する。発振用のトランジスタＱ１１のベースに抵抗Ｒ１２、Ｒ１３とからなるベースバイアス抵抗を接続すると共に、ベースと接地との間に負荷容量の一部を担うコンデンサＣ１２、Ｃ１３との直列回路を挿入接続し、この直列回路の接続中点とトランジスタＱ１１のエミッタとを接続すると共に、エミッタと接地との間にエミッタ抵抗Ｒ１４を接続し、更に、ベースに水晶振動子Ｘ１１の一端を接続する。又、トランジスタＱ１１のコレクタと電源との間にコイルＬ１２とコンデンサＣ１４とを接続して同調回路とＣタップとを構成すると共に結合用コンデンサＣ１５を介して、抵抗Ｒ１５、１６、１７からなるインピーダンス整合と出力レベルの調整を行うアッテネータに入力し所定のレベルの信号を出力した後、ＳＡＷフィルタに入力して所望の周波数信号を通過させ出力する。
【００２８】
そこで、ＶＣＸＯ１３は、コルピッツ型発振回路を形成すると共に、外部より入力する制御電圧に応じて１５５ＭＨｚの基本周波数にて励振するよう発振回路は設定されているが、トランジスタＱ１１のコレクタに設けたＬ１２とＣ１４からなる同調回路において基本周波数の４倍波である６２２ＭＨｚの周波数成分に同調させ、更にＳＡＷフィルタにより不要な周波数成分を除去して６２２ＭＨｚ成分のみを通過させて所望の周波数信号を得る。
【００２９】
一方、ＶＣＸＯ１４は、ＶＣＸＯ１３と同一回路構成をとり、発振回路は１６１ＭＨｚの基本周波数にて励振するよう水晶振動子、他の回路が設定されているが、トランジスタＱ２１のコレクタに設けたＬ２２とＣ２４からなる同調回路において基本周波数の４倍波である６４４ＭＨｚの周波数成分に同調させ、更にＳＡＷフィルタにより不要な周波数成分を除去して６４４ＭＨｚ成分のみを通過させて所望の周波数信号を得る。
【００３０】
以上説明したように、ソネット／ＳＤＨとイーサネットに使用される伝送装置関連機器等の場合のように、使用される二つのクロックの周波数が近接している場合、要求される２周波切替型高周波水晶発振器は、最終段の増幅器を二つの高周波水晶発振器で共通に使用出来ることから回路構成が簡易化されると共に、選択された高周波増幅器にのみ電源を供給することにより消費電力の低減化を図った。
尚、本実施例においては、トランジスタのコレクタに設けた同調回路にＣタップを有するよう構成したが、Ｃタップを有さない構成であっても本実施例は実現可能である。
【００３１】
【発明の効果】
上述したように請求項１記載の発明は、外部からの選択信号により高周波水晶発振器を選択し、所望の周波数信号を出力させて共通化した増幅器により所定のレベルに増幅する共に、選択された高周波水晶発振器にのみ電源を供給するようにしたため、２周波切替型高周波水晶発振器の小型化を図ると共に、低消費電力化が実現出来、２周波切替型高周波水晶発振器を使用する上で著しい効果を発揮する。
【００３２】
請求項２記戴の発明は、発振回路に用いるトランジスタのコレクタに所望の周波数の同調回路とＣタップを設けたため、安定性の優れた２周波切替型高周波水晶発振器の実現が可能となった。
【００３３】
請求項３及び４記載の発明は、発振回路を基本波周波数で発振させ、同調回路で所定の高次の周波数成分を抽出してフィルタにより所望の周波数信号を出力させたため、高周波信号を生成する上で回路が簡素化され、２周波切替型高周波水晶発振器の小型化を図る上で著しい効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る２周波切替型高周波水晶発振器の第一の実施例を示すブロック構成図である。
【図２】本発明に係る２周波切替型高周波水晶発振器の第二の実施例を示すブロック構成図である。
【図３】従来の２周波切替型高周波水晶発振器の機能構成例である。
【符号の説明】
１・・第一のＶＣＸＯ、            ２・・第二のＶＣＸＯ、
３・・選択部、                    ４・・第一の増幅器、
５・・第二の増幅器、              ６・・切替器、
７・・第一のＶＣＸＯ、            ８・・第二のＶＣＸＯ、
９・・選択部、                  １０・・第一の切替器、
１１・・第二の切替器、            １２・・増幅器、
１３・・第一のＶＣＸＯ、          １４・・第二のＶＣＸＯ、
Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５、Ｒ１６、Ｒ１７・・抵抗、
Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３、Ｒ２４、Ｒ２５、Ｒ２６、Ｒ２７・・抵抗、
Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、Ｃ１５、Ｃ１６・・コンデンサ、
Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ２３、Ｃ２４、Ｃ２５、Ｃ２６・・コンデンサ、
Ｄ１１、Ｄ２１・・可変容量ダイオード、
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ２１、Ｌ２２・・コイル、
Ｑ１１、Ｑ２１・・トランジスタ、
Ｘ１１、Ｘ２１・・水晶振動子、
Ｆ１１、Ｆ２１・・ＳＡＷフィルタ
【図１】
2005006130.tif 000003
【図２】
2005006130.tif 000004
【図３】
2005006130.tif 000005