(57)【要約】【課題】  基本波周波数を異にした複数の水晶発振器からの高調波成分をそれぞれ選択し、何れかの高周波周波数を切り替えて出力するようにした周波数選択型発振器において、発振回路からの不要輻射を充分に低減し、所望の高周波帯域のみの周波数を選択することができる周波数切替型高周波発振器を提供する。【解決手段】  異なる高周波周波数を発生する発振回路１０ａと１０ｂとからの周波数信号から所望の周波数帯域を選択するにあたり、選択素子２０ａと２０ｂに用いる選択素子として、通過させるべき２つの帯域のそれぞれに応じた機能部を一つのパッケージ内に収容したものを用いて構成し、この選択素子を２つ用いて同一選択帯域の２段接続としたので、不要輻射が充分に低減された周波数品質の高い周波数切替型高周波発振器が実現できる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる周波数を発振する２つの発振回路からの発振周波数をそれぞれ選択素子を通過させて帯域選択し、帯域選択後の周波数の何れかを切替スイッチにより切り替えて単一の出力端子から周波数を出力するようにした周波数切替型高周波発振器において、
前記選択素子は、通過させるべき２つの帯域のそれぞれに応じた機能部を一つのパッケージ内に収容したものであり、
この選択素子を２つ用いて同一選択帯域の２段接続としたことを特徴とする周波数切替型高周波発振器。
【請求項２】
前記選択素子は、１枚の圧電基板上に通過させるべき二つの帯域それぞれに対応した２系統の弾性表面波フィルタを構成し、これを一つのパッケージ内に収容したものであることを特徴とする請求項１記載の周波数切替型高周波発振器。
【請求項３】
前記弾性表面波フィルタは、トランスバーサル型であることを特徴とする請求項２記載の周波数切替型高周波発振器。
【請求項４】
切替出力する二つの周波数は、何れも６００ＭＨｚを超える値であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか記載の周波数切替型高周波発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数切替型高周波発振器に関し、特に基本波周波数を異にした複数の水晶発振器からの高調波成分をそれぞれ選択し、何れかの高周波周波数を切り替えて出力するようにした周波数選択型発振器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、互いに異なる周波数を発振する２つの発振回路からの発振周波数をそれぞれ選択素子を通過させて帯域選択し、帯域選択後の周波数の何れかを切替スイッチにより切り替えて単一の出力端子から周波数を出力するようにした周波数切替型高周波発振器（セレクタブルＯＳＣとも呼ばれる）がある。
例えば、複数のキャリア周波数を扱う通信機器等のクロック供給源として周波数切替型高周波発振器を用いる場合、一般的に安定度の高い水晶振動子をその振動源とした電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ：Voltage Controlled Crystal Oscillator）の構成とすることが多い。ここで、周波数切替型高周波発振器から得ようとする周波数が６００ＭＨｚを越えるような高周波の場合には、水晶振動子の基本波を逓倍し所望の逓倍波成分のみをフィルタにより選択した後に増幅して目的の周波数を得たり、或いは、水晶発振回路の出力を意図的に歪ませることで高調波成分を増大させておき所望の高調波成分をフィルタによって選択することで高周波周波数を出力している。
【０００３】
図４は、光通信機器に用いられる従来の周波数切替型高周波発振器の構成例を示すブロック図である。
なお、説明の簡略化のために、以下ＶＣＸＯとしての電圧制御部分の説明は省略する。
この図に示す周波数切替型高周波発振器１００は、所定の周波数を生成する発振回路１０ａと、発振回路１０ａが生成した出力から所定の周波数帯域成分を選択する選択素子１２０ａと、前記発振回路１とは異なる所定の周波数を生成する発振回路１０ｂと、発振回路１０ｂが生成した出力から所定の周波数帯域成分を選択する選択素子１２０ｂと、供給すべき電源電圧を前記発振回路１０ａと発振回路１０ｂの何れに与えるかを選択切り替えする第１の切替スイッチ（切替ＳＷ）３０と、前記選択素子１２０ａの出力信号と選択素子１２０ａの出力信号とを入力とし、この何れかを選択切り替えする第２の切替スイッチ（切替ＳＷ）４０と、第２の切替スイッチ４０からの信号を増幅して周波数出力端子から出力する広帯域増幅器５０とを備えている。なお、第１の切替スイッチ３０および第２の切替スイッチ４０には切替制御信号が切替ＳＷ制御端子から与えられる。
前記発振回路１０ａは、１５５ＭＨｚを基本波とする水晶振動子を用い、この基本周波数を４逓倍して６２２ＭＨｚ（周波数ｆＡとする）を生成し、また発振回路１０ｂは、１６６ＭＨｚを基本波とする水晶振動子を用い、この基本周波数を４逓倍して６６６ＭＨｚ（周波数ｆＢとする）を生成する。
そして、前記選択素子１２０ａは、弾性表面波（ＳＡＷ）フィルタであって６２２ＭＨｚ帯を通過域として周波数成分（帯域）を選択し、また選択素子１２０ｂは、弾性表面波（ＳＡＷ）フィルタであって６６６ＭＨｚ帯を通過域として周波数成分（帯域）を選択する。
【０００４】
この例に示す周波数切替型高周波発振器は、以下のように機能する。即ち、電源端子からの電源電圧が第１の切替スイッチ３０により発振回路１０ａまたは発振回路１０ｂの何れかに供給されると、供給された側の発振回路が動作を開始する。ここで例えば、切替ＳＷ制御端子には周波数ｆＡ側（６２２ＭＨｚ）を選択するよう切替制御信号が与えられた場合について説明する。第１の切替スイッチ３０は発振回路１０ａに電源電圧を供給するので発振回路１０ａは発振動作して６２２ＭＨｚを出力する。次に選択素子１２０ａは発振回路１０ａの出力から６２２ＭＨｚ以外の不要輻射波を阻止し、６２２ＭＨｚの周波数成分のみ通過させることで周波数の帯域選択を行う。選択素子１２０ａから出力された信号が第２の切替スイッチ４０に与えられる。第２の切替スイッチ４０は選択素子１２０ａの出力側を選択するよう動作しているので、選択素子１２０ａから出力された信号が広帯域増幅器５０に供給され、広帯域増幅器５０により増幅して周波数出力端子から６２２ＭＨｚの周波数信号が出力される。
このとき、発振回路１０ｂには電源電圧が供給されていないので、発振回路１０ｂは動作しない。
【０００５】
他方、切替ＳＷ制御端子に、周波数ｆＢ側（６６６ＭＨｚ）を選択するよう切替制御信号が与えられた場合には、第１の切替スイッチ３０および第２の切替スイッチ４０が上述とは逆の側に切り替わり、発振回路１０ｂが動作する。そのため、選択素子１２０ｂから出力された信号が広帯域増幅器５０に供給され、広帯域増幅器５０により増幅して周波数出力端子から６６６ＭＨｚの周波数信号が出力される。
【０００６】
上述した従来の周波数切替型高周波発振器１００において用いられる選択素子１２０ａ、１２０ｂについて図を用いて構成を説明する。
図５は、図４において用いられる選択素子の構成例を示す図である。
この図に示す選択素子は、上述の選択素子１２０ａ及び選択素子１２０ｂに対応しており、それぞれの素子パッケージ内の構成を示している。つまり、選択素子１２０ａはその内部にＩＤＴ（Interdigital Transducer）電極からなる電極部Ｐａ１及び電極部Ｐａ２を備え、この電極部Ｐａ１とＰａ２とが６２２ＭＨｚ帯を通過域とするトランスバーサル（transversal）型ＳＡＷフィルタとして機能する。一方、選択素子１２０ｂも同様に電極部Ｐｂ１及び電極部Ｐｂ２を備え、この電極部Ｐａ１とＰａ２とが６６６ＭＨｚ帯を通過域とするトランスバーサル型ＳＡＷフィルタとして機能する。
【０００７】
上述のような選択素子により周波数切替型高周波発振器１００を構成していたが、近年、選択素子自体の構成が変化し、小型化が進んでいる。例えば、特開２０００−２２４０００号に示されるように一つの選択素子パッケージ内に２つのフィルタリング機能部を格納したものが登場している。この公報に開示されるような構成のものは、デュアル・イン・パッケージＳＡＷフィルタとも呼ばれる。
【０００８】
図６は、上述の図４に示した従来の周波数切替型高周波発振器にデュアル・イン・パッケージＳＡＷフィルタを選択素子として適用した場合の選択素子の構成例を示す図である。
この図に示す選択素子２０は、一つのパッケージ内に２つのフィルタリング機能部を有しており、一方の機能部は電極部Ｐａ１及び電極部Ｐａ２により構成された６２２ＭＨｚ帯を通過域とするＳＡＷフィルタであり、もう一方は、電極部Ｐｂ１及び電極部Ｐｂ２により構成された６６６ＭＨｚ帯を通過域とするＳＡＷフィルタである。
つまり、選択素子にデュアル・イン・パッケージＳＡＷフィルタを用いれば、周波数切替型高周波発振器の小型化を図ることができる。このようにして小型化を図った周波数切替型高周波発振器の例として、特開２００２−３３５１２７号公報に提案されるものがある。
【０００９】
図７は、特開２００２−３３５１２７号公報（の図２）に対応する選択素子の構成例を示す図であり、図８は図７に示す選択素子の構成を適用した場合の周波数切替型高周波発振器の例を示すブロック図である。なお、上述の図４および図６に示したものと同様の機能部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
図７の例に示す如く、デュアル・イン・パッケージＳＡＷフィルタからなる選択素子２０を用いて不平衡回路を構成すれば、二つのフィルタリング機能部の出力側、即ち、電極部Ｐａ２とＰｂ２とが結合されているので、その出力は後段の広帯域増幅器５０に接続することができる。つまり、図８の周波数切替型高周波発振器２００に示すように、第２の切替スイッチ４０を必要とせずに、周波数出力端子からは６２２ＭＨｚと６６６ＭＨｚとを切り替えて出力する周波数切替型高周波発振器を得ることができる。
【特許文献１】特開２０００−２２４０００号公報
【特許文献２】特開２００２−３３５１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した従来の周波数切替型高周波発振器では、発振回路からの不要輻射を充分に低減できず、所望の高周波帯域のみの周波数を選択するのが困難な場合があった。
発振回路からの不要輻射を充分に低減できない場合、周波数切替型高周波発振器から出力される周波数は雑音成分を多く含んだものとなり、周波数品質が劣化してしまうという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明に係る周波数切替型高周波発振器の請求項１の発明は、互いに異なる周波数を発振する２つの発振回路からの発振周波数をそれぞれ選択素子を通過させて帯域選択し、帯域選択後の周波数の何れかを切替スイッチにより切り替えて単一の出力端子から周波数を出力するようにした周波数切替型高周波発振器において、前記選択素子は、通過させるべき２つの帯域のそれぞれに応じた機能部を一つのパッケージ内に収容したものであり、この選択素子を２つ用いて同一選択帯域の２段接続としたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る周波数切替型高周波発振器の請求項２の発明は、前記請求項１記載の周波数切替型高周波発振器において、前記選択素子は、１枚の圧電基板上に通過させるべき二つの帯域それぞれに対応した２系統の弾性表面波フィルタを構成し、これを一つのパッケージ内に収容したものであることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る周波数切替型高周波発振器の請求項３の発明は、前記請求項２記載の周波数切替型高周波発振器において、前記弾性表面波フィルタは、トランスバーサル（transversal）型であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る周波数切替型高周波発振器の請求項４の発明は、前記請求項１乃至３の何れか記載の周波数切替型高周波発振器において、切替出力する二つの周波数は、何れも６００ＭＨｚを超える値であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の周波数切替型高周波発振器は、選択素子を２つ用いて同一選択帯域の２段接続とするにあたり、当該選択素子は、通過させるべき２つの帯域のそれぞれに応じた機能部を一つのパッケージ内に収容したものを用いて構成するため、選択素子としての種類を増やすことなく同一の選択素子二つにより構成でき、且つ、発振回路からの不要輻射を充分に低減し、所望の高周波帯域のみの周波数を選択することができるので、回路の複雑化を招くことなく、周波数品質に優れた周波数切替型高周波発振器を実現できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図示した実施の形態例に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る周波数切替型高周波発振器の実施の形態例を示す機能ブロック図である。なお、上述の図４に示したものと同様の機能ブロックについては同一の符号を付してその説明を省略する。
即ち、この図に示す周波数切替型高周波発振器１は、選択素子２０ａおよび２０ｂを用いて構成しており、それぞれ選択素子の出力の一方を、互いに他方の選択素子の一方の入力へ与える接続となっている。
【００１７】
この選択素子２０ａおよび２０ｂは、上述の図４に示したものと同様のものであり、一つの選択素子パッケージ内に２つのフィルタリング機能部を格納したデュアル・イン・パッケージＳＡＷフィルタからなる選択素子である。
ここで、選択素子２０ａおよび２０ｂの接続関係について図を用いて具体的に説明する。
【００１８】
図２は、本発明に係る周波数切替型高周波発振器に用いる選択素子の構成と接続の例を示す図である。
この図に示すように、選択素子２０ａおよび２０ｂは、全く同一の構成のものであり、６２２ＭＨｚに対応する入出力と、６６６ＭＨｚに対応する入出力とを一つのパッケージ内に有する構成を持つ。
選択素子２０ａは、発振回路１０ａから出力された６２２ＭＨｚを含む周波数信号を電極部Ｐａ１側に入力するよう接続し、周波数選択（第１のフィルタリング）された６２２ＭＨｚの周波数信号が電極部Ｐａ２側から出力される。電極部Ｐａ２側から出力された周波数信号は、もう一方の選択素子２０ｂの電極部Ｐａ１側に入力するよう接続し、更に周波数選択（第２のフィルタリング）された６２２ＭＨｚの周波数信号が選択素子２０ｂの電極部Ｐａ２側から出力され、これが切替スイッチ４０の一方の入力へ接続される。
選択素子２０ｂは、発振回路１０ｂから出力された６６６ＭＨｚを含む周波数信号を電極部Ｐｂ１側に入力するよう接続し、周波数選択（第１のフィルタリング）された６６６ＭＨｚの周波数信号が電極部Ｐａ２側から出力される。電極部Ｐｂ２側から出力された周波数信号は、もう一方の選択素子２０ａの電極部Ｐｂ１側に入力するよう接続し、更に周波数選択（第２のフィルタリング）された６６６ＭＨｚの周波数信号が選択素子２０ａの電極部Ｐｂ２側から出力され、これが切替スイッチ４０のもう一方の入力へ接続される。
【００１９】
このようにして、所要周波数である６２２ＭＨｚと６６６ＭＨｚの二つの周波数信号は、それぞれ２段階のフィルタリングを経て周波数選択されるので、不要輻射は、より低減される。これにより所要周波数帯は２段階分の挿入損失によりレベルが下がるものの、それぞれの所要周波数帯以外（不要輻射による雑音成分）の周波数については、これにも増して充分に低減されるので、周波数品質は向上することになる。
また、このような選択素子の構成を用いた周波数切替型高周波発振器１は、デュアル・イン・パッケージＳＡＷフィルタからなる選択素子を用いているので、図４に示した従来の周波数切替型高周波発振器１００と比べても、選択素子の実装に要する面積は、ほとんど増大しないで済み、且つ、１種類の選択素子を二つ用いて構成しているので、部品実装のとき、選択素子２０ａと２０ｂの搭載ミスは生じないという効果も生ずる。
【００２０】
また、上述した例にあっては、選択素子２０ａと２０ｂの配置上、たすきがけの如くクロス接続する場合を示したが、本発明の周波数切替型高周波発振器にあっては、これに限らず、次の図３に示すように選択素子２０ａと２０ｂとをストレートに接続しても良い。
図３は、本発明に係る周波数切替型高周波発振器に用いる選択素子の構成と接続の他の例を示す図である。
この例にあっても、上述の図２に示したものと同様に、選択素子２０ａおよび２０ｂは、全く同一の構成のものであり、６２２ＭＨｚに対応する入出力と、６６６ＭＨｚに対応する入出力とを一つのパッケージ内に有する構成を持っている。
選択素子２０ａは、発振回路１０ａから出力された６２２ＭＨｚを含む周波数信号を電極部Ｐａ１側に入力するよう接続し、他方、発振回路１０ｂから出力された６６６ＭＨｚを含む周波数信号を電極部Ｐｂ１側に入力するよう接続する。
そして、それぞれ周波数選択（第１のフィルタリング）された６２２ＭＨｚおよび６６６ＭＨｚの周波数信号が電極部Ｐａ２とＰｂ２側から出力される。
選択素子２０ｂは、前記選択素子２０ａの電極部Ｐａ２から出力された６２２ＭＨｚの周波数信号を電極部Ｐａ１側に入力するよう接続し、他方、前記選択素子２０ａの電極部Ｐｂ２から出力された６６６ＭＨｚの周波数信号を電極部Ｐｂ１側に入力するよう接続する。
そして、それぞれ周波数選択（第２のフィルタリング）された６２２ＭＨｚおよび６６６ＭＨｚの周波数信号が選択素子２０ｂの電極部Ｐａ２とＰｂ２側から出力され、これらが切替スイッチ４０の二つの入力へそれぞれ接続される。
【００２１】
このように構成しても、所要周波数である６２２ＭＨｚと６６６ＭＨｚの二つの周波数信号は、それぞれ２段階のフィルタリングを経て周波数選択されるので、不要輻射は、より低減され、優れた周波数品質の周波数切替型高周波発振器を得ることができる。
【００２２】
以上、説明したように、本発明に係る周波数切替型高周波発振器は、異なる高周波周波数を発生する発振回路１０ａと１０ｂとからの周波数信号から所望の周波数帯域を選択するにあたり、選択素子２０ａと２０ｂに用いる選択素子として、通過させるべき２つの帯域のそれぞれに応じた機能部を一つのパッケージ内に収容したものを用いて構成し、この選択素子を２つ用いて同一選択帯域の２段接続としたので、不要輻射が充分に低減された周波数品質の高い周波数切替型高周波発振器が実現できる。
なお、以上の実施の形態例ではトランスバーサル型ＳＡＷフィルタを示して説明したが、必要に応じて他のＳＡＷフィルタ、例えば、多重モードフィルタ等を用いたものであっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る周波数切替型高周波発振器の実施の形態例を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明に係る周波数切替型高周波発振器に用いる選択素子の構成と接続の例を示す図である。
【図３】本発明に係る周波数切替型高周波発振器に用いる選択素子の構成と他の接続の例を示す図である。
【図４】従来の周波数切替型高周波発振器の構成例を示す機能ブロック図である。
【図５】図４において用いられる選択素子の構成例を示す図である。
【図６】図４に示す従来の周波数切替型高周波発振器にデュアル・イン・パッケージＳＡＷフィルタを選択素子として適用した場合の選択素子の構成例を示す図である。
【図７】先行文献に示された選択素子の構成例を示す図である。
【図８】図７に示す選択素子の構成を適用した場合の周波数切替型高周波発振器の例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２４】
１・・・周波数切替型高周波発振器
１０ａ・・・発振回路（６２２ＭＨｚ）
１０ｂ・・・発振回路（６６６ＭＨｚ）
２０、２０ａ、２０ｂ・・・選択素子（デュアル・イン・パッケージ・タイプ）
３０・・・第１の切替スイッチ
４０・・・第２の切替スイッチ
５０・・・広帯域増幅器
１００・・・周波数切替型高周波発振器
１２０ａ、１２０ｂ・・・選択素子
２００・・・周波数切替型高周波発振器
Ｐａ１、Ｐａ２、Ｐｂ１、Ｐｂ２・・・電極部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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