(57)【要約】【課題】  電源電圧の急激な変動に対しても、容量の差動バランスが崩れず、発振器のコモンモード雑音の増加を防ぐことが可能となる発振装置を提供する。【解決手段】  差動タンク回路１５１と発振トランジスタ１２１ａ，１２１ｂと差動可変容量回路１５０とで差動型電圧制御発振器を構成する。差動可変容量回路１５０は、少なくとも１組のバラクタダイオード１１５ａ，１１５ｂを逆並列に接続し、コンデンサ１１３ａ，１１３ｂ，１１４ａ，１１４ｂで直流的に分離した構成とする。そして、位相比較器１０２の出力で制御されるチャージポンプ回路１０４，１０５によって差動制御電圧を生成し、バラクタダイオードのアノード、カソード間に差動制御電圧を直接印加する。【選択図】        図１
2005151538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
差動制御電圧に応じて差動容量が変化する差動可変容量回路を含む差動型電圧制御発振器と、前記差動可変容量回路に対して前記差動制御電圧を与える制御回路とを備え、
前記差動可変容量回路を、互いに逆並列に接続された少なくとも１組のバラクタダイオードと前記少なくとも１組のバラクタダイオードを直流分離するコンデンサ群とで構成し、
前記少なくとも１組のバラクタダイオードのカソードとアノードとにそれぞれ前記制御回路の前記差動制御電圧を加える発振装置。
【請求項２】
前記差動型電圧制御発振器は、差動タンク回路と少なくとも１組の発振トランジスタとをさらに含む請求項１記載の発振装置。
【請求項３】
前記制御回路は、基準信号を発生する基準信号発生器と、
前記基準信号と外部信号とを位相比較し、前記外部信号の前記基準信号に対する位相遅れまたは位相進みの位相比較結果を周波数アップ制御出力端子または周波数ダウン制御出力端子から周波数アップ制御出力または周波数ダウン制御出力として出力する位相比較器と、
前記周波数アップ制御出力に応答して予め定められた第１の電圧より高い電圧を出力し、前記周波数ダウン制御出力に応答して前記第１の電圧より低い電圧を出力する少なくとも１つの第１のチャージポンプ回路と、
前記周波数ダウン制御出力に応答して予め定められた第２の電圧より高い電圧を出力し、前記周波数アップ制御出力に応答して前記第２の電圧より低い電圧を出力する少なくとも１つの第２のチャージポンプ回路とを備え、
前記差動型電圧制御発振器の出力信号またはその分周信号を前記位相比較器に前記外部信号として入力し、
前記少なくとも１組のバラクタダイオードのカソードにそれぞれ前記第１のチャージポンプ回路の出力電圧を前記差動制御電圧として加え、前記少なくとも１組のバラクタダイオードのアノードにそれぞれ前記第２のチャージポンプ回路の出力電圧を前記差動制御電圧として加える請求項１記載の発振装置。
【請求項４】
前記第１のチャージポンプ回路の出力電圧を前記第２のチャージポンプ回路の出力電圧より高く設定して、前記第１のチャージポンプ回路の出力電圧と前記第２のチャージポンプ回路の出力電圧とを前記差動制御電圧として前記少なくとも１組のバラクタダイオードを駆動する請求項３記載の発振装置。
【請求項５】
前記第１のチャージポンプ回路の出力電圧および前記第２のチャージポンプ回路の出力電圧の高域成分をそれぞれ除去して前記少なくとも１組のバラクタダイオードのカソードおよびアノードにそれぞれ与えるフィルタ回路を設けた請求項３記載の発振装置。
【請求項６】
前記制御回路は、２つの切替電圧を出力する周波数切替制御回路と、
前記周波数切替制御回路の出力電圧が高電圧であるときには予め定められた第１の電圧より高い電圧を出力し、前記周波数切替制御回路の出力電圧が低電圧であるときには前記第１の電圧より低い電圧を出力する少なくとも１つの第１の制御電圧変換回路と、
前記周波数切替制御回路の出力電圧が高電圧であるときには予め定められた第２の電圧より低い電圧を出力し、前記周波数切替制御回路の出力電圧が低電圧であるときには前記第２の電圧より高い電圧を出力する少なくとも１つの第２の制御電圧変換回路とを備え、
前記少なくとも１組のバラクタダイオードのカソードにそれぞれ第１の制御電圧変換回路の出力電圧を前記差動制御電圧として加え、前記少なくとも１組のバラクタダイオードのアノードにそれぞれ前記第２の制御電圧変換回路の出力電圧を前記差動制御電圧として加える請求項１記載の発振装置。
【請求項７】
前記第１の制御電圧変換回路の出力電圧を前記第２の制御電圧変換回路の出力電圧より高く設定して、前記第１の制御電圧変換回路の出力電圧と前記第２の制御電圧変換回路の出力電圧とを前記差動制御電圧として前記少なくとも１組のバラクタダイオードを駆動する請求項６記載の発振装置。
【請求項８】
前記差動可変容量回路は、第１の差動制御電圧に応じて差動容量が変化する第１の差動可変容量回路と、第２の差動制御電圧に応じて差動容量が変化する第２の差動可変容量回路とからなり、
前記第１の差動可変容量回路は、互いに逆並列に接続された少なくとも１組の第１のバラクタダイオードと前記少なくとも１組の第１のバラクタダイオードを直流分離する第１のコンデンサ群とで構成し、
前記第２の差動可変容量回路は、互いに逆並列に接続された少なくとも１組の第２のバラクタダイオードと前記少なくとも１組の第２のバラクタダイオードを直流分離する第２のコンデンサ群とで構成し、
前記制御回路は、前記第１の差動可変容量回路に対して前記第１の差動制御電圧を与える第１の制御回路と、前記第２の差動可変容量回路に対して前記第２の差動制御電圧を与える第２の制御回路からなり、
前記第１の制御回路は、基準信号を発生する基準信号発生器と、
前記基準信号と外部信号とを位相比較し、前記外部信号の前記基準信号に対する位相遅れまたは位相進みの位相比較結果を周波数アップ制御出力端子または周波数ダウン制御出力端子から周波数アップ制御出力または周波数ダウン制御出力として出力する位相比較器と、
前記周波数アップ制御出力に応答して予め定められた第１の電圧より高い電圧を出力し、前記周波数ダウン制御出力に応答して前記第１の電圧より低い電圧を出力する少なくとも１つの第１のチャージポンプ回路と、
前記周波数ダウン制御出力に応答して予め定められた第２の電圧より高い電圧を出力し、前記周波数アップ制御出力に応答して前記第２の電圧より低い電圧を出力する少なくとも１つの第２のチャージポンプ回路とを備え、
前記差動型電圧制御発振器の出力信号またはその分周信号を前記位相比較器に前記外部信号として入力し、
前記少なくとも１組の第１のバラクタダイオードのカソードにそれぞれ前記第１のチャージポンプ回路の出力電圧を前記第１の差動制御電圧として加え、前記少なくとも１組の第１のバラクタダイオードのアノードにそれぞれ前記第２のチャージポンプ回路の出力電圧を前記第１の差動制御電圧として加え、
前記第２の制御回路は、２つの切替電圧を出力する周波数切替制御回路と、
前記周波数切替制御回路の出力電圧が高電圧であるときには予め定められた第３の電圧より高い電圧を出力し、前記周波数切替制御回路の出力電圧が低電圧であるときには前記第３の電圧より低い電圧を出力する少なくとも１つの第１の制御電圧変換回路と、
前記周波数切替制御回路の出力電圧が高電圧であるときには予め定められた第４の電圧より低い電圧を出力し、前記周波数切替制御回路の出力電圧が低電圧であるときには前記第４の電圧より高い電圧を出力する少なくとも１つの第２の制御電圧変換回路とを備え、
前記少なくとも１組の第２のバラクタダイオードのカソードにそれぞれ第１の制御電圧変換回路の出力電圧を前記第２の差動制御電圧として加え、前記少なくとも１組の第２のバラクタダイオードのアノードにそれぞれ前記第２の制御電圧変換回路の出力電圧を前記第２の差動制御電圧として加える請求項１記載の発振装置。
【請求項９】
前記第１のチャージポンプ回路の出力電圧を前記第２のチャージポンプ回路の出力電圧より高く設定して前記第１のチャージポンプ回路の出力電圧と前記第２のチャージポンプ回路の出力電圧とを前記第１の差動制御電圧として前記少なくとも１組の第１のバラクタダイオードを駆動し、
前記第１の制御電圧変換回路の出力電圧を前記第２の制御電圧変換回路の出力電圧より高く設定して前記第１の制御電圧変換回路の出力電圧と前記第２の制御電圧変換回路の出力電圧とを前記第２の差動制御電圧として前記少なくとも１組の第２のバラクタダイオードを駆動する請求項８記載の発振装置。
【請求項１０】
発振装置を備えた移動体通信機器であって、
前記発振装置は、差動制御電圧に応じて差動容量が変化する差動可変容量回路を含む差動型電圧制御発振器と、前記差動可変容量回路に対して前記差動制御電圧を与える制御回路とを備え、
前記差動可変容量回路を、互いに逆並列に接続された少なくとも１組のバラクタダイオードと前記少なくとも１組のバラクタダイオードを直流分離するコンデンサ群とで構成し、
前記少なくとも１組のバラクタダイオードのカソードとアノードとにそれぞれ前記制御回路の前記差動制御電圧を加える移動体通信機器。
【請求項１１】
前記差動型電圧制御発振器は、差動タンク回路と少なくとも１組の発振トランジスタとをさらに含む請求項１０記載の移動体通信機器。
【請求項１２】
前記制御回路は、基準信号を発生する基準信号発生器と、
前記基準信号と外部信号とを位相比較し、前記外部信号の前記基準信号に対する位相遅れまたは位相進みの位相比較結果を周波数アップ制御出力端子または周波数ダウン制御出力端子から周波数アップ制御出力または周波数ダウン制御出力として出力する位相比較器と、
前記周波数アップ制御出力に応答して予め定められた第１の電圧より高い電圧を出力し、前記周波数ダウン制御出力に応答して前記第１の電圧より低い電圧を出力する少なくとも１つの第１のチャージポンプ回路と、
前記周波数ダウン制御出力に応答して予め定められた第２の電圧より高い電圧を出力し、前記周波数アップ制御出力に応答して前記第２の電圧より低い電圧を出力する少なくとも１つの第２のチャージポンプ回路とを備え、
前記差動型電圧制御発振器の出力信号またはその分周信号を前記位相比較器に前記外部信号として入力し、
前記少なくとも１組のバラクタダイオードのカソードにそれぞれ前記第１のチャージポンプ回路の出力電圧を前記差動制御電圧として加え、前記少なくとも１組のバラクタダイオードのアノードにそれぞれ前記第２のチャージポンプ回路の出力電圧を前記差動制御電圧として加える請求項１０記載の移動体通信機器。
【請求項１３】
前記第１のチャージポンプ回路の出力電圧を前記第２のチャージポンプ回路の出力電圧より高く設定して、前記第１のチャージポンプ回路の出力電圧と前記第２のチャージポンプ回路の出力電圧とを前記差動制御電圧として前記少なくとも１組のバラクタダイオードを駆動する請求項１２記載の移動体通信機器。
【請求項１４】
前記第１のチャージポンプ回路の出力電圧および前記第２のチャージポンプ回路の出力電圧の高域成分をそれぞれ除去して前記少なくとも１組のバラクタダイオードのカソードおよびアノードにそれぞれ与えるフィルタ回路を設けた請求項１２記載の移動体通信機器。
【請求項１５】
前記制御回路は、２つの切替電圧を出力する周波数切替制御回路と、
前記周波数切替制御回路の出力電圧が高電圧であるときには予め定められた第１の電圧より高い電圧を出力し、前記周波数切替制御回路の出力電圧が低電圧であるときには前記第１の電圧より低い電圧を出力する少なくとも１つの第１の制御電圧変換回路と、
前記周波数切替制御回路の出力電圧が高電圧であるときには予め定められた第２の電圧より低い電圧を出力し、前記周波数切替制御回路の出力電圧が低電圧であるときには前記第２の電圧より高い電圧を出力する少なくとも１つの第２の制御電圧変換回路とを備え、
前記少なくとも１組のバラクタダイオードのカソードにそれぞれ第１の制御電圧変換回路の出力電圧を前記差動制御電圧として加え、前記少なくとも１組のバラクタダイオードのアノードにそれぞれ前記第２の制御電圧変換回路の出力電圧を前記差動制御電圧として加える請求項１０記載の移動体通信機器。
【請求項１６】
前記第１の制御電圧変換回路の出力電圧を前記第２の制御電圧変換回路の出力電圧より高く設定して、前記第１の制御電圧変換回路の出力電圧と前記第２の制御電圧変換回路の出力電圧とを差動制御電圧として前記少なくとも１組のバラクタダイオードを駆動する請求項１５記載の移動体通信機器。
【請求項１７】
前記差動可変容量回路は、第１の差動制御電圧に応じて差動容量が変化する第１の差動可変容量回路と、第２の差動制御電圧に応じて差動容量が変化する第２の差動可変容量回路とからなり、
前記第１の差動可変容量回路は、互いに逆並列に接続された少なくとも１組の第１のバラクタダイオードと前記少なくとも１組の第１のバラクタダイオードを直流分離する第１のコンデンサ群とで構成し、
前記第２の差動可変容量回路は、互いに逆並列に接続された少なくとも１組の第２のバラクタダイオードと前記少なくとも１組の第２のバラクタダイオードを直流分離する第２のコンデンサ群とで構成し、
前記制御回路は、前記第１の差動可変容量回路に対して前記第１の差動制御電圧を与える第１の制御回路と、前記第２の差動可変容量回路に対して前記第２の差動制御電圧を与える第２の制御回路からなり、
前記第１の制御回路は、基準信号を発生する基準信号発生器と、
前記基準信号と外部信号とを位相比較し、前記外部信号の前記基準信号に対する位相遅れまたは位相進みの位相比較結果を周波数アップ制御出力端子または周波数ダウン制御出力端子から周波数アップ制御出力または周波数ダウン制御出力として出力する位相比較器と、
前記周波数アップ制御出力に応答して予め定められた第１の電圧より高い電圧を出力し、前記周波数ダウン制御出力に応答して前記第１の電圧より低い電圧を出力する少なくとも１つの第１のチャージポンプ回路と、
前記周波数ダウン制御出力に応答して予め定められた第２の電圧より高い電圧を出力し、前記周波数アップ制御出力に応答して前記第２の電圧より低い電圧を出力する少なくとも１つの第２のチャージポンプ回路とを備え、
前記差動型電圧制御発振器の出力信号またはその分周信号を前記位相比較器に前記外部信号として入力し、
前記少なくとも１組の第１のバラクタダイオードのカソードにそれぞれ前記第１のチャージポンプ回路の出力電圧を前記第１の差動制御電圧として加え、前記少なくとも１組の第１のバラクタダイオードのアノードにそれぞれ前記第２のチャージポンプ回路の出力電圧を前記第１の差動制御電圧として加え、
前記第２の制御回路は、２つの切替電圧を出力する周波数切替制御回路と、
前記周波数切替制御回路の出力電圧が高電圧であるときには予め定められた第３の電圧より高い電圧を出力し、前記周波数切替制御回路の出力電圧が低電圧であるときには前記第３の電圧より低い電圧を出力する少なくとも１つの第１の制御電圧変換回路と、
前記周波数切替制御回路の出力電圧が高電圧であるときには予め定められた第４の電圧より低い電圧を出力し、前記周波数切替制御回路の出力電圧が低電圧であるときには前記第４の電圧より高い電圧を出力する少なくとも１つの第２の制御電圧変換回路とを備え、
前記少なくとも１組の第２のバラクタダイオードのカソードにそれぞれ第１の制御電圧変換回路の出力電圧を前記第２の差動制御電圧として加え、前記少なくとも１組の第２のバラクタダイオードのアノードにそれぞれ前記第２の制御電圧変換回路の出力電圧を前記第２の差動制御電圧として加える請求項１０記載の移動体通信機器。
【請求項１８】
前記第１のチャージポンプ回路の出力電圧を前記第２のチャージポンプ回路の出力電圧より高く設定して前記第１のチャージポンプ回路の出力電圧と前記第２のチャージポンプ回路の出力電圧とを前記第１の差動制御電圧として前記少なくとも１組の第１のバラクタダイオードを駆動し、
前記第１の制御電圧変換回路の出力電圧を前記第２の制御電圧変換回路の出力電圧より高く設定して前記第１の制御電圧変換回路の出力電圧と前記第２の制御電圧変換回路の出力電圧とを前記第２の差動制御電圧として前記少なくとも１組の第２のバラクタダイオードを駆動する請求項１７記載の移動体通信機器。
【請求項１９】
差動タンク回路と、差動制御電圧に応じて差動容量が変化する差動可変容量回路と、少なくとも１組の発振トランジスタとから成る差動型電圧制御発振器と、
基準信号を発生する基準信号発生器と、
前記基準信号と外部信号とを位相比較し、前記外部信号の前記基準信号に対する位相遅れまたは位相進みの位相比較結果を周波数アップ制御出力端子または周波数ダウン制御出力端子から周波数アップ制御出力または周波数ダウン制御出力として出力する位相比較器と、
前記周波数アップ制御出力に応答して予め定められた第１の電圧より高い電圧を出力し、前記周波数ダウン制御出力に応答して前記第１の電圧より低い電圧を出力する少なくとも１つの第１のチャージポンプ回路と、
前記周波数ダウン制御出力に応答して予め定められた第２の電圧より高い電圧を出力し、前記周波数アップ制御出力に応答して前記第２の電圧より低い電圧を出力する少なくとも１つの第２のチャージポンプ回路とを備え、
前記差動可変容量回路を、互いに逆並列に接続された少なくとも１組のバラクタダイオードと前記少なくとも１組のバラクタダイオードを直流分離するコンデンサ群とで構成し、
前記差動型電圧制御発振器の出力信号またはその分周信号を前記位相比較器に前記外部信号として入力し、
前記少なくとも１組のバラクタダイオードのカソードにそれぞれ前記第１のチャージポンプ回路の出力電圧を前記差動制御電圧として加え、前記少なくとも１組のバラクタダイオードのアノードにそれぞれ前記第２のチャージポンプ回路の出力電圧を前記差動制御電圧として加え、
前記第１のチャージポンプ回路の出力電圧を前記第２のチャージポンプ回路の出力電圧より高く設定して前記第１のチャージポンプ回路の出力電圧と前記第２のチャージポンプ回路の出力電圧とを前記差動制御電圧として前記少なくとも１組のバラクタダイオードを駆動することを特徴とする発振装置。
【請求項２０】
差動タンク回路と、差動制御電圧により差動容量が変化する差動可変容量回路と、少なくとも１組の発振トランジスタとから成る差動型電圧制御発振器と、
２つの切替電圧を出力する周波数切替制御回路と、
前記周波数切替制御回路の出力電圧が高電圧であるときには予め定められた第１の電圧より高い電圧を出力し、前記周波数切替制御回路の出力電圧が低電圧であるときには前記第１の電圧より低い電圧を出力する少なくとも１つの第１の制御電圧変換回路と、
前記周波数切替制御回路の出力電圧が高電圧であるときには予め定められた第２の電圧より低い電圧を出力し、前記周波数切替制御回路の出力電圧が低電圧であるときには前記第２の電圧より高い電圧を出力する少なくとも１つの第２の制御電圧変換回路とを備え、
前記差動可変容量回路を、互いに逆並列に接続された少なくとも１組のバラクタダイオードと前記少なくとも１組のバラクタダイオードを直流分離するコンデンサ群とで構成し、
前記少なくとも１組のバラクタダイオードのカソードにそれぞれ第１の制御電圧変換回路の出力電圧を前記差動制御電圧として加え、前記少なくとも１組のバラクタダイオードのアノードにそれぞれ前記第２の制御電圧変換回路の出力電圧を前記差動制御電圧として加え、
前記第１の制御電圧変換回路の出力電圧を前記第２の制御電圧変換回路の出力電圧より高く設定して前記第１の制御電圧変換回路の出力電圧と前記第２の制御電圧変換回路の出力電圧とを前記差動制御電圧として前記少なくとも１組のバラクタダイオードを駆動することを特徴とする発振装置。
【請求項２１】
差動タンク回路と、第１の差動制御電圧に応じて差動容量が変化する第１の差動可変容量回路と、第２の差動制御電圧に応じて差動容量が変化する第２の差動可変容量回路と、少なくとも１組の発振トランジスタとから成る差動型電圧制御発振器と、
基準信号を発生する基準信号発生器と、
前記基準信号と外部信号とを位相比較し、前記外部信号の前記基準信号に対する位相遅れまたは位相進みの位相比較結果を周波数アップ制御出力端子または周波数ダウン制御出力端子から周波数アップ制御出力または周波数ダウン制御出力として出力する位相比較器と、
前記周波数アップ制御出力に応答して予め定められた第１の電圧より高い電圧を出力し、前記周波数ダウン制御出力に応答して前記第１の電圧より低い電圧を出力する少なくとも１つの第１のチャージポンプ回路と、
前記周波数ダウン制御出力に応答して予め定められた第２の電圧より高い電圧を出力し、前記周波数アップ制御出力に応答して前記第２の電圧より低い電圧を出力する少なくとも１つの第２のチャージポンプ回路と、
２つの切替電圧を出力する周波数切替制御回路と、
前記周波数切替制御回路の出力電圧が高電圧であるときには予め定められた第３の電圧より高い電圧を出力し、前記周波数切替制御回路の出力電圧が低電圧であるときには前記第３の電圧より低い電圧を出力する少なくとも１つの第１の制御電圧変換回路と、
前記周波数切替制御回路の出力電圧が高電圧であるときには予め定められた第４の電圧より低い電圧を出力し、前記周波数切替制御回路の出力電圧が低電圧であるときには前記第４の電圧より高い電圧を出力する少なくとも１つの第２の制御電圧変換回路とを備え、
前記第１の差動可変容量回路を、互いに逆並列に接続された少なくとも１組の第１のバラクタダイオードと前記少なくとも１組の第１のバラクタダイオードを直流分離する第１のコンデンサ群とで構成し、
前記第２の差動可変容量回路を、互いに逆並列に接続された少なくとも１組の第２のバラクタダイオードと前記少なくとも１組の第２のバラクタダイオードを直流分離する第２のコンデンサ群とで構成し、
前記差動型電圧制御発振器の出力信号またはその分周信号を前記位相比較器に前記外部信号として入力し、
前記少なくとも１組の第１のバラクタダイオードのカソードにそれぞれ前記第１のチャージポンプ回路の出力電圧を前記第１の差動制御電圧として加え、前記少なくとも１組の第１のバラクタダイオードのアノードにそれぞれ前記第２のチャージポンプ回路の出力電圧を前記第１の差動制御電圧として加え、
前記第１のチャージポンプ回路の出力電圧を前記第２のチャージポンプ回路の出力電圧より高く設定して前記第１のチャージポンプ回路の出力電圧と前記第２のチャージポンプ回路の出力電圧とを前記第１の差動制御電圧として前記少なくとも１組の第１のバラクタダイオードを駆動し、
前記少なくとも１組の第２のバラクタダイオードのカソードにそれぞれ第１の制御電圧変換回路の出力電圧を前記第２の差動制御電圧として加え、前記少なくとも１組の第２のバラクタダイオードのアノードにそれぞれ前記第２の制御電圧変換回路の出力電圧を前記第２の差動制御電圧として加え、
前記第１の制御電圧変換回路の出力電圧を前記第２の制御電圧変換回路の出力電圧より高く設定して前記第１の制御電圧変換回路の出力電圧と前記第２の制御電圧変換回路の出力電圧とを前記第２の差動制御電圧として前記少なくとも１組の第２のバラクタダイオードを駆動することを特徴とする発振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば移動体通信機器の無線端末装置に使用する発振装置に関するものである。この発振装置は、例えばＰＬＬ回路を用いて出力位相が制御される電圧制御発振器を含んで構成される。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動体通信機器の無線端末装置は、小型化の追求の結果、高周波無線回路の大部分が半導体上に実現されてきている。そのような状況の中で無線機の心臓部である発振器も半導体上に集積される。このような発振器としては、差動型電圧制御発振器が主に用いられている。
【０００３】
差動型電圧制御発振器は、図４に示すような回路構成を有し、コモンモード雑音が小さいという特徴を有している。図４において、符号４０１は電源端子を示す。符号４０２は定電流源を示す。符号４０３ａ，４０３ｂはインダクタを示す。符号４０３はインダクタ４０３ａ，４０３ｂからなる差動タンク回路を示す。符号４０４は制御電圧端子を示す。符号４０５ａ，４０５ｂはバラクタダイオードを示す。符号４０５はバラクタダイオード４０５ａ，４０５ｂおよび制御電圧端子４０４からなる差動可変容量回路を示す。符号４０６ａ，４０６ｂは発振トランジスタを示す。
【０００４】
上記した差動型電圧制御発振器の詳しい動作については、例えば、非特許文献１にも記載されているので詳細な説明は省略するが、図４に示すように、制御電圧端子４０４およびバラクタダイオード４０５ａ，４０５ｂからなる差動可変容量回路４０５が用いられている。
【０００５】
また、図４に示した差動型電圧制御発振器の構成に、図５に示すような固定容量切替回路５０８をさらに付加することで、可変周波数帯域幅を広げるような工夫も行われている。図５において図４と重複する部分に関しては、符号を同じにして説明を省略する。符号５０７は固定容量切替制御電圧端子を示す。また、符号５０８ａ，５０８ｂはバラクタダイオードを示す。
【０００６】
以下、図６を用いて差動型電圧制御発振器の動作を説明する。図６のグラフにおいて、横軸には制御電圧端子４０４に印加される制御電圧Ｖｔをとり、縦軸には差動型電圧制御発振器の発振周波数をとっている。
【０００７】
図６では、固定容量切替制御電圧端子５０７に印加される固定容量切替制御電圧の値を切り替えることで固定容量値を値Ａと値Ｂとにそれぞれ設定した場合の制御電圧Ｖｔに対する発振周波数の変化を示している。図６に示すように、切り替えられた固定容量値Ａ，Ｂに応じて発振周波数の帯域が切り替えられることになり、広範囲な発振帯域をカバーできるようになる。
【０００８】
また、この差動型電圧制御発振器の信号純度を維持するために様々な工夫がなされている。例えば、特許文献１に示されるような差動型ＰＬＬ回路を使用することで、外来の雑音や半導体内部の雑音に対しても高い信号純度を維持できるような工夫がなされている。差動型ＰＬＬ回路については、非特許文献２にも記載されているので、詳細な説明は省略する。
【０００９】
このような差動型ＰＬＬ回路に用いられる従来の差動可変容量回路は、差動の制御電圧に対応するために図７に示すような構成であった。以下、図７を用いて従来の差動可変容量回路の構成および動作を説明する。図７において、符号７０１は第１の差動端子を示す。符号７０２は第２の差動端子を示す。符号７０３は第１のコンデンサを示す。符号７０４は第２のコンデンサを示す。符号７０５は第１のバラクタダイオードを示す。符号７０６は第２のバラクタダイオードを示す。符号７０７は第１の抵抗を示す。符号７０８は第２の抵抗を示す。符号７０９は第１の制御電圧端子を示す。符号７１０は第２の制御電圧端子を示す。符号７１１は第３の抵抗を示す。符号７１２は基準電圧端子を示す。
【００１０】
この差動可変容量回路は、基準電圧端子７１２に供給される基準電圧よりプラス側、マイナス側の差動制御電圧をそれぞれ制御電圧端子７０９，７１０に加えて、基準電圧との電位差でバラクタダイオード７０５，７０６を駆動することで差動容量を変化させることができる。
【特許文献１】特開平７−２９７７１０号公報「改良位相ロックループ」
【非特許文献１】Behzad Razavi 著、黒田忠弘 監訳,"ＲＦマイクロエレクトロニクス", 丸善, ２００２, ｐｐ２３４〜２５４
【非特許文献２】Behzad Razavi 著、黒田忠弘 監訳,"ＲＦマイクロエレクトロニクス", 丸善, ２００２, ｐｐ２７１〜３０３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記のような構成では、周囲温度変化や電源負荷の切替等の影響で、電源電圧にずれが生じた場合に、差動可変容量回路における容量の差動バランスが崩れ、発振器のコモンモード雑音が増加して、信号純度が劣化してしまうという問題点があった。
【００１２】
本発明の目的は、電源電圧変動に依存しにくく、容量の差動バランスが崩れず、差動型電圧制御発振器のコモンモード雑音の増加を防ぐことが可能な発振装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために本発明は、同一の温度特性や電源電圧変動特性を有する差動制御電圧を生成し、その差動制御電圧を差動可変容量回路の制御電圧端子に直接接続して差動制御電圧間の電位差でバラクタダイオードを駆動し、またバラクタダイオードを逆並列に接続する構成を採用している。このことで、電源電圧変動に依存しにくく、容量の差動バランスが崩れず、発振器のコモンモード雑音の増加を防ぐことが可能な発振装置を実現することができる。
【００１４】
第１の発明の発振装置は、差動制御電圧に応じて差動容量が変化する差動可変容量回路を含む差動型電圧制御発振器と、差動可変容量回路に対して差動制御電圧を与える制御回路とを備えている。そして、差動可変容量回路を、互いに逆並列に接続された少なくとも１組のバラクタダイオードと少なくとも１組のバラクタダイオードを直流分離するコンデンサ群とで構成し、少なくとも１組のバラクタダイオードのカソードとアノードとにそれぞれ制御回路の差動制御電圧を加えるようにしている。
【００１５】
上記差動型電圧制御発振器は、差動タンク回路と少なくとも１組の発振トランジスタとをさらに含むことが好ましい。
【００１６】
上記の制御回路は、第１の例としては、基準信号を発生する基準信号発生器と、基準信号と外部信号とを位相比較し、外部信号の基準信号に対する位相遅れまたは位相進みの位相比較結果を周波数アップ制御出力端子または周波数ダウン制御出力端子から周波数アップ制御出力または周波数ダウン制御出力として出力する位相比較器と、周波数アップ制御出力に応答して予め定められた第１の電圧より高い電圧を出力し、周波数ダウン制御出力に応答して第１の電圧より低い電圧を出力する少なくとも１つの第１のチャージポンプ回路と、周波数ダウン制御出力に応答して予め定められた第２の電圧より高い電圧を出力し、周波数アップ制御出力に応答して第２の電圧より低い電圧を出力する少なくとも１つの第２のチャージポンプ回路とを備えている。
【００１７】
そして、差動型電圧制御発振器の出力信号またはその分周信号を位相比較器に外部信号として入力し、少なくとも１組のバラクタダイオードのカソードにそれぞれ第１のチャージポンプ回路の出力電圧を差動制御電圧として加え、少なくとも１組のバラクタダイオードのアノードにそれぞれ第２のチャージポンプ回路の出力電圧を差動制御電圧として加えるようにしている。
【００１８】
ここで、第１のチャージポンプ回路の出力電圧を第２のチャージポンプ回路の出力電圧より高く設定して、第１のチャージポンプ回路の出力電圧と第２のチャージポンプ回路の出力電圧とを差動制御電圧として少なくとも１組のバラクタダイオードを駆動することが好ましい。
【００１９】
また、第１のチャージポンプ回路の出力電圧および第２のチャージポンプ回路の出力電圧の高域成分をそれぞれ除去して少なくとも１組のバラクタダイオードのカソードおよびアノードにそれぞれ与えるフィルタ回路を設けることが好ましい。
【００２０】
上記の制御回路は、第２の例としては、２つの切替電圧を出力する周波数切替制御回路と、周波数切替制御回路の出力電圧が高電圧であるときには予め定められた第１の電圧より高い電圧を出力し、周波数切替制御回路の出力電圧が低電圧であるときには第１の電圧より低い電圧を出力する少なくとも１つの第１の制御電圧変換回路と、周波数切替制御回路の出力電圧が高電圧であるときには予め定められた第２の電圧より低い電圧を出力し、周波数切替制御回路の出力電圧が低電圧であるときには第２の電圧より高い電圧を出力する少なくとも１つの第２の制御電圧変換回路とを備えている。
【００２１】
そして、少なくとも１組のバラクタダイオードのカソードにそれぞれ第１の制御電圧変換回路の出力電圧を差動制御電圧として加え、少なくとも１組のバラクタダイオードのアノードにそれぞれ第２の制御電圧変換回路の出力電圧を差動制御電圧として加えるようにしている。
【００２２】
ここで、第１の制御電圧変換回路の出力電圧を第２の制御電圧変換回路の出力電圧より高く設定して、第１の制御電圧変換回路の出力電圧と第２の制御電圧変換回路の出力電圧とを差動制御電圧として少なくとも１組のバラクタダイオードを駆動することが好ましい。
【００２３】
本発明の発振装置は、以下のような構成を採用することも可能である。すなわち、差動可変容量回路は、第１の差動制御電圧に応じて差動容量が変化する第１の差動可変容量回路と、第２の差動制御電圧に応じて差動容量が変化する第２の差動可変容量回路とからなる。第１の差動可変容量回路は、互いに逆並列に接続された少なくとも１組の第１のバラクタダイオードと少なくとも１組の第１のバラクタダイオードを直流分離する第１のコンデンサ群とで構成される。第２の差動可変容量回路は、互いに逆並列に接続された少なくとも１組の第２のバラクタダイオードと少なくとも１組の第２のバラクタダイオードを直流分離する第２のコンデンサ群とで構成される。制御回路は、第１の差動可変容量回路に対して第１の差動制御電圧を与える第１の制御回路と、第２の差動可変容量回路に対して第２の差動制御電圧を与える第２の制御回路からなる。
【００２４】
第１の制御回路は、基準信号を発生する基準信号発生器と、基準信号と外部信号とを位相比較し、外部信号の基準信号に対する位相遅れまたは位相進みの位相比較結果を周波数アップ制御出力端子または周波数ダウン制御出力端子から周波数アップ制御出力または周波数ダウン制御出力として出力する位相比較器と、周波数アップ制御出力に応答して予め定められた第１の電圧より高い電圧を出力し、周波数ダウン制御出力に応答して第１の電圧より低い電圧を出力する少なくとも１つの第１のチャージポンプ回路と、周波数ダウン制御出力に応答して予め定められた第２の電圧より高い電圧を出力し、周波数アップ制御出力に応答して第２の電圧より低い電圧を出力する少なくとも１つの第２のチャージポンプ回路とを備える。
【００２５】
そして、差動型電圧制御発振器の出力信号またはその分周信号を位相比較器に外部信号として入力し、少なくとも１組の第１のバラクタダイオードのカソードにそれぞれ第１のチャージポンプ回路の出力電圧を第１の差動制御電圧として加え、少なくとも１組の第１のバラクタダイオードのアノードにそれぞれ第２のチャージポンプ回路の出力電圧を第１の差動制御電圧として加える。
【００２６】
第２の制御回路は、２つの切替電圧を出力する周波数切替制御回路と、周波数切替制御回路の出力電圧が高電圧であるときには予め定められた第３の電圧より高い電圧を出力し、周波数切替制御回路の出力電圧が低電圧であるときには第３の電圧より低い電圧を出力する少なくとも１つの第１の制御電圧変換回路と、周波数切替制御回路の出力電圧が高電圧であるときには予め定められた第４の電圧より低い電圧を出力し、周波数切替制御回路の出力電圧が低電圧であるときには第４の電圧より高い電圧を出力する少なくとも１つの第２の制御電圧変換回路とを備える。
【００２７】
そして、少なくとも１組の第２のバラクタダイオードのカソードにそれぞれ第１の制御電圧変換回路の出力電圧を第２の差動制御電圧として加え、少なくとも１組の第２のバラクタダイオードのアノードにそれぞれ第２の制御電圧変換回路の出力電圧を第２の差動制御電圧として加える。
【００２８】
ここで、第１のチャージポンプ回路の出力電圧を第２のチャージポンプ回路の出力電圧より高く設定して第１のチャージポンプ回路の出力電圧と第２のチャージポンプ回路の出力電圧とを第１の差動制御電圧として少なくとも１組の第１のバラクタダイオードを駆動することが好ましい。また、第１の制御電圧変換回路の出力電圧を第２の制御電圧変換回路の出力電圧より高く設定して第１の制御電圧変換回路の出力電圧と第２の制御電圧変換回路の出力電圧とを第２の差動制御電圧として少なくとも１組の第２のバラクタダイオードを駆動することが好ましい。
【００２９】
第２の発明の移動体通信機器は、発振装置を備えていて、発振装置は、上記した構成を有するものである。
【発明の効果】
【００３０】
以上のように、本発明の発振装置および移動体通信機器は、同一の温度特性や電源電圧変動特性を有する差動制御電圧を生成し、その差動制御電圧を差動可変容量回路の制御電圧端子に直接接続して差動制御電圧間の電位差でバラクタダイオードを駆動し、またバラクタダイオードを逆並列に接続することで、電源電圧変動に依存しにくく、容量の差動バランスが崩れず、発振器のコモンモード雑音の増加を防ぐことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００３２】
（実施の形態１）
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態１のＰＬＬ回路を構成する発振装置について説明する。図１において、符号１０１は温度に対して安定した周波数で基準信号を発生する基準信号発生器を示す。
【００３３】
符号１０２は位相比較器を示し、符号１０２ａ，１０２ｂはそれぞれ第１および第２の入力端子を示し、符号１０２ｃは周波数アップ制御出力端子を示し、符号１０２ｄは周波数ダウン制御出力端子を示す。
【００３４】
符号１０３は分周用のプリスケーラを示す。
【００３５】
符号１０４は第１のチャージポンプ回路を示し、符号１０４Ｈはハイレベル電圧端子を示し、符号１０４Ｌはローレベル電圧端子を示し、符号１０４ａはハイレベル切替手段を示し、符号１０４ｂはローレベル切替手段を示し、符号１０４Ｃは第１の差動出力端子を示す。
【００３６】
符号１０５は第２のチャージポンプ回路を示し、符号１０５Ｈはハイレベル電圧端子を示し、符号１０５Ｌはローレベル電圧端子を示し、符号１０５ａはハイレベル切替手段を示し、符号１０５ｂはローレベル切替手段を示し、符号１０５Ｃは第２の差動出力端子を示す。
【００３７】
符号１０６は第１の電源電圧端子を示す。符号１０７は第１の分圧抵抗を示す。符号１０８は第２の分圧抵抗を示す。符号１０９は第３の分圧抵抗を示す。符号１１０は第４の分圧抵抗を示す。
【００３８】
符号１１１は第１の差動端子を示す。符号１１２は第２の差動端子を示す。符号１１３ａは直流分離用の第１のコンデンサを示す。符号１１３ｂは直流分離用の第２のコンデンサを示す。符号１１４ａは直流分離用の第３のコンデンサを示す。符号１１４ｂは直流分離用の第４のコンデンサを示す。符号１１５ａは第１のバラクタダイオードを示す。符号１１５ｂは第２のバラクタダイオードを示す。符号１１６ａは第１の抵抗を示す。符号１１６ｂは第２の抵抗を示す。符号１１７ａは第３の抵抗を示す。符号１１７ｂは第４の抵抗を示す。上記の第１の差動端子１１１、第２の差動端子１１２、第１のコンデンサ１１３ａ、第２のコンデンサ１１３ｂ、第３のコンデンサ１１４ａ、第４のコンデンサ１１４ｂ、第１のバラクタダイオード１１５ａ、第２のバラクタダイオード１１５ｂ、第１の抵抗１１６ａ、第２の抵抗１１６ｂ、第３の抵抗１１７ａ、第４の抵抗１１７ｂは、制御電圧に応じて差動容量が変化する差動可変容量回路１５０を構成している。
【００３９】
符号１１８は第２の電源電圧端子を示す。符号１１９は定電流源を示す。符号１２０ａは第１のインダクタを示す。符号１２０ｂは第２のインダクタを示す。第１のインダクタ１２０ａおよび第２のインダクタ１２０ｂは差動タンク回路１５１を構成している。
【００４０】
符号１２１ａは第１の発振トランジスタを示す。符号１２１ｂは第２の発振トランジスタを示す。第１の発振トランジスタ１２１ａおよび第２の発振トランジスタ１２１ｂと、上記した差動タンク回路１５１および差動可変容量回路１５０とで、差動型電圧制御発振器が構成される。
【００４１】
符号１２２ａは第１の信号出力端子を示す。符号１２２ｂは第２の信号出力端子を示す。符号１２３はループフィルタを示す。
【００４２】
位相比較器１０２は、基準信号と外部信号とを位相比較し、外部信号の基準信号に対する位相遅れまたは位相進みの位相比較結果を周波数アップ制御出力端子１０２ｃまたは周波数ダウン制御出力端子１０２ｄから周波数アップ制御出力または周波数ダウン制御出力として出力する。
【００４３】
第１のチャージポンプ回路１０４は、位相比較器１０２からの周波数アップ制御出力に応答して予め定められた第１の電圧より高い電圧を出力し、位相比較器１０２からの周波数ダウン制御出力に応答して第１の電圧より低い電圧を出力する。第１のチャージポンプ回路１０４は、図１では一つだけ示しているが、２つ以上設けてもよい。
【００４４】
第２のチャージポンプ回路１０５は、位相比較器１０２からの周波数ダウン制御出力に応答して予め定められた第２の電圧より高い電圧を出力し、位相比較器１０２からの周波数アップ制御出力に応答して第２の電圧より低い電圧を出力する。第２のチャージポンプ回路１０５は、図１では一つだけ示しているが、２つ以上設けてもよい。
【００４５】
そして、バラクタダイオード１１５ａ，１１５ｂのカソードにそれぞれ第１のチャージポンプ回路１０４の出力電圧を制御電圧として加え、バラクタダイオード１１５ａ，１１５ｂのアノードにそれぞれ第２のチャージポンプ回路１０５の出力電圧を制御電圧として加える。
【００４６】
また、上記の第１のチャージポンプ回路１０４の出力電圧を第２のチャージポンプ回路１０５の出力電圧より高く設定して第１のチャージポンプ回路１０４の出力電圧と第２のチャージポンプ回路１０５の出力電圧とを差動チャージポンプ電圧として少なくとも１組のバラクタダイオード１１５ａ，１１５ｂを駆動する。
【００４７】
ここで、第１の電源電圧端子１０６の電圧が予め定められた第１の電圧より高い電圧に相当し、第１および第２の分圧抵抗１０７，１０８の中点の電圧が第１の電圧より低い電圧に相当する。また、第３および第４の分圧抵抗１０９，１１０の中点の電圧が予め定められた第２の電圧より高い電圧に相当し、接地端子の電圧が第２の電圧より低い電圧に相当する。また、第１および第２の抵抗１０７，１０８の中点の電圧は、第３および第４の抵抗１０９，１１０の中点の電圧より高く設定される。
【００４８】
この発振装置の動作は、以下に示す通りである。差動型電圧制御発振器の出力１２２ａ，１２２ｂを分岐し、プリスケーラ１０３を用いて分周することにより、発振周波数を基準信号発生器１０１の出力周波数に合わせる。そして、位相比較器１０２は、基準信号発生器１０１の出力とプリスケーラ１０３の出力信号とを比較し、比較した結果を周波数アップ出力端子１０２ｃと周波数ダウン出力端子１０２ｄから出力する。
【００４９】
第１の電源電圧端子１０６の電位を第１のチャージポンプ回路１０４のハイレベル電圧端子１０４Ｈに印加し、第１の電源電圧端子１０６の電位を第１の分圧抵抗１０７および第２の分圧抵抗１０８で分圧した電位を第１のチャージポンプ回路１０４のローレベル電圧端子１０４Ｌに印加する。また、第１の電源電圧端子１０６の電位を第３の分圧抵抗１０９および第４の分圧抵抗１１０で分圧した電位を第２のチャージポンプ回路１０５のハイレベル電圧端子１０５Ｈに印加し、接地端子の電位を第２のチャージポンプ回路１０５のローレベル電圧端子１０５Ｌに印加する。
【００５０】
そして、第１のチャージポンプ回路１０４のハイレベル切替手段１０４ａをハイレベル電圧端子１０４Ｈと第１の差動出力端子１０４Ｃとの間に接続し、周波数アップ出力端子１０２ｃの出力のハイレベル／ローレベルで導通／非導通が切り替わるようにしている。また、ローレベル切替手段１０４ｂをローレベル電圧端子１０４Ｌと第１の差動出力端子１０４Ｃとの間に接続し、周波数ダウン出力端子１０２ｄの出力のハイレベル／ローレベルで導通／非導通が切り替わるようにしている。
【００５１】
同様に、第２のチャージポンプ回路１０５のハイレベル切替手段１０５ａをハイレベル電圧端子１０５Ｈと第２の差動出力端子１０５Ｃとの間に接続し、周波数ダウン出力端子１０２ｄの出力のハイレベル／ローレベルで導通／非導通が切り替わるようにし、ローレベル切替手段１０５ｂをローレベル電圧端子１０５Ｌと第２の差動出力端子１０５Ｃとの間に接続し、周波数アップ出力端子１０２ｃの出力のハイレベル／ローレベルで導通／非導通が切り替わるようにしている。
【００５２】
そして、第１の差動出力端子１０４Ｃおよび第２の差動出力端子１０５Ｃの出力である差動制御電圧の高周波成分を差動ループフィルタ１２３で抑圧し、第１の差動出力端子１０４Ｃからの制御電圧を第１の抵抗１１６ａ、第２の抵抗１１６ｂを介して第１のバラクタダイオード１１５ａ、第２のバラクタダイオード１１５ｂのカソードに印加し、第２の差動出力端子１０５Ｃからの制御電圧を第３の抵抗１１７ａ、第４の抵抗１１７ｂを介して第１のバラクタダイオード１１５ａ、第２のバラクタダイオード１１５ｂのアノードに印加している。
【００５３】
このように電圧をバラクタダイオード１１５ａ，１１５ｂに印加し、それぞれの差動制御電圧の電位差でバラクタダイオード１１５ａ，１１５ｂを駆動することで差動容量を可変とし、出力端子１２２ａ，１２２ｂから出力される電圧制御発振器の発振周波数を安定に制御することができる。
【００５４】
このような発振装置（ＰＬＬ回路）において急激な電源電圧変動が生じた場合には、従来例のように基準電圧を使用していないために、差動可変容量回路１５０の駆動電圧の変動を抑えることが可能となり、発振周波数のずれを低減することが可能となる。さらに第１のバラクタダイオード１１５ａと第２のバラクタダイオード１１５ｂとが逆並列に接続されることにより、差動型電圧制御発振器に対するインピーダンスのバランスにも優れ、コモンモード雑音の小さい発振装置（ＰＬＬ回路）を実現することができる。
【００５５】
なお、本実施の形態ではチャージポンプ回路に切替スイッチを用いるとしたが、これは一例に過ぎず、図２Ａまたは図２Ｂに示すような回路で代用しても同じ効果が得られることは自明である。図２Ａにおいて、符号２０１はＣＭＯＳトランジスタを用いたチャージポンプの一例を示している。図１のチャージポンプと同じ機能の点は同じ末尾の記号を用いて詳細な説明を割愛する。符号２０１ａはｐ型ＭＯＳトランジスタ、符号２０１ｂはｎ型ＭＯＳトランジスタを示している。符号２０１Ｈはハイレベル電圧端子を示し、符号２０１Ｌはローレベル電圧端子を示し、符号２０１Ｃは差動出力端子を示している。
図２Ｂにおいて、符号２０２はＣＭＯＳトランジスタと定電流源とを用いたチャージポンプの一例を示している。符号２０２Ｘは第１の電流源を示し、符号２０２Ｙは第２の電流源を示している。その他は図２Ａと同じである。
【００５６】
（実施の形態２）
次に図３を用いて本発明の実施の形態２のＰＬＬ回路を構成する発振装置を説明する。図３において、図１と重複する部分に関しては、符号を同じにして説明を省略する。図３において、符号３０１は２つ以上の周波数切替電圧（もしくはバンド切替電圧）を発生する周波数切替制御回路を示す。
【００５７】
符号３０２は周波数切替制御回路３０１の出力電圧をそのまま出力し、また周波数切替制御回路３０１の出力を反転して出力する反転信号生成回路を示す。
【００５８】
符号３０４は第１の制御電圧変換回路を示し、符号３０４Ｈはハイレベル電圧端子を示し、符号３０４Ｌはローレベル電圧端子を示し、符号３０４ａはハイレベル切替手段を示し、符号３０４ｂはローレベル切替手段を示し、符号３０４Ｃは第１の制御出力端子を示す。
【００５９】
符号３０５は第２の制御電圧変換回路を示し、符号３０５Ｈはハイレベル電圧端子を示し、符号３０５Ｌはローレベル電圧端子を示し、符号３０５ａはハイレベル切替手段を示し、符号３０５ｂはローレベル切替手段を示し、符号３０５Ｃは第２の制御出力端子を示す。
【００６０】
第１の制御電圧変換回路３０４は、周波数切替制御回路３０１の出力電圧が高電圧であるときには予め定められた第１の電圧より高い電圧を出力し、周波数切替制御回路３０１の出力電圧が低電圧であるときには第１の電圧より低い電圧を出力する。第１の制御電圧変換回路３０４は、図３では一つだけ示しているが、２つ以上設けてもよい。
【００６１】
第２の制御電圧変換回路３０５は、周波数切替制御回路３０１の出力電圧が高電圧であるときには予め定められた第２の電圧より低い電圧を出力し、周波数切替制御回路３０１の出力電圧が低電圧であるときには第２の電圧より高い電圧を出力する。第２の制御電圧変換回路３０５は、図３では一つだけ示しているが、２つ以上設けてもよい。
【００６２】
そして、バラクタダイオード１１５ａ，１１５ｂのカソードにそれぞれ第１の制御電圧変換回路３０４の出力電圧を制御電圧として加え、バラクタダイオード１１５ａ，１１５ｂのアノードにそれぞれ第２の制御電圧変換回路３０５の出力電圧を制御電圧として加える。さらに、第１の制御電圧変換回路３０４の出力電圧を第２の制御電圧変換回路３０５の出力電圧より高く設定して第１の制御電圧変換回路３０４の出力電圧と第２の制御電圧変換回路３０５の出力電圧とを差動制御電圧としてバラクタダイオード１１５ａ，１１５ｂを駆動する。
【００６３】
符号３２４が差動可変容量回路を示す。この差動可変容量回路３２４は、制御電圧に応じて容量を変化させることができるもので、例えばＰＬＬ回路を構成するために使用される。なお、ＰＬＬ回路を構成するための、基準信号発生回路、プリスケーラ、位相比較器、第１および第２のチャージポンプ回路、差動ループフィルタなどの構成については、図示を省略している。
【００６４】
この発振装置の動作は、以下に示す通りである。周波数切替制御回路３０１で生成された周波数切替制御信号を反転信号生成回路３０２で元の非反転制御信号と反転信号を出力する。
【００６５】
第１の電源電圧端子１０６の電位を第１の制御電圧変換回路３０４のハイレベル電圧端子３０４Ｈに印加し、第１の電源電圧端子１０６の電位を第１の分圧抵抗１０７および第２の分圧抵抗１０８で分圧した電位を第１の制御電圧変換回路３０４のローレベル電圧端子３０４Ｌに印加する。また、第１の電源電圧端子１０６の電位を第３の分圧抵抗１０９および第４の分圧抵抗１１０で分圧した電位を第２の制御電圧変換回路３０５のハイレベル電圧端子３０５Ｈに印加し、接地端子の電位を第２の制御電圧変換回路３０５のローレベル電圧端子３０５Ｌに印加する。
【００６６】
そして、第１の制御電圧変換回路３０４のハイレベル切替手段３０４ａをハイレベル電圧端子３０４Ｈと第１の制御出力端子３０４Ｃとの間に接続し、非反転制御信号のハイレベル／ローレベルで導通／非導通が切り替わるようにしている。また、ローレベル切替手段３０４ｂをローレベル電圧端子３０４Ｌと第１の制御出力端子３０４Ｃとの間に接続し、反転出力のハイレベル／ローレベルで導通／非導通が切り替わるようにしている。
【００６７】
同様に、第２の制御電圧変換回路３０５のハイレベル切替手段３０５ａをハイレベル電圧端子３０５Ｈと第２の制御出力端子３０５Ｃとの間に接続し、反転出力のハイレベル／ローレベルで導通／非導通が切り替わるようにし、ローレベル切替手段３０５ｂをローレベル電圧端子３０５Ｌと第２の制御出力端子３０５Ｃとの間に接続し、非反転制御信号のハイレベル／ローレベルで導通／非導通が切り替わるようにしている。
【００６８】
そして、第１の制御出力端子３０４Ｃからの制御電圧を第１の抵抗１１６ａ、第２の抵抗１１６ｂを介して第１のバラクタダイオード１１５ａ、第２のバラクタダイオード１１５ｂのカソードに印加し、第２の制御出力端子３０５Ｃからの制御電圧を第３の抵抗１１７ａ、第４の抵抗１１７ｂを介して第１のバラクタダイオード１１５ａ、第２のバラクタダイオード１１５ｂのアノードに印加している。
【００６９】
このように電圧をバラクタダイオード１１５ａ，１１５ｂに印加し、それぞれの差動制御電圧の電位差でバラクタダイオード１１５ａ，１１５ｂを駆動することで差動容量を切り替えさせ、出力端子１２２ａ，１２２ｂから出力される発振器の発振周波数を安定に切り替え制御することができる。
【００７０】
本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に周波数の切り替えに対しても基準電圧を用いずに差動容量の切替を行うため、発振周波数に対する電源電圧変動などの影響を抑えることが可能となる。
【００７１】
なお、本実施の形態の差動可変容量回路３２４に第１の実施の形態の構成と同一の構成を用いることができる。本実施の形態と実施の形態１では、差動可変容量回路の制御が互いに独立であるので、両者を組み合わせて使用しても差し支えなく、さらに安定した発振周波数を得ることができることは明らかである。
【００７２】
また、上記の実施の形態２では、発振周波数の高低の２つに切り替える構成について説明したが、３つ以上に周波数を切り替えるようにしてもよい。その場合、周波数切替回路３０１は、３つ以上に周波数を切り替えるための周波数切替信号を出力する構成とすることが必要である。また、制御電圧変換回路３０４，３０５についても、周波数切替信号に対応して、それぞれ３つ以上の異なる電圧を選択的に出力可能とする構成にすることが必要となる。当然、制御電圧変換回路３０４の出力電圧は、最も高い周波数に切り替える場合に最高値に設定され、最も低い周波数に切り替える場合に最低値に設定される。一方、制御電圧変換回路３０５については、最も高い周波数に切り替える場合に最低値に設定され、最も低い周波数に切り替える場合に最高値に設定される。また、反転信号生成回路３０２についても、周波数切替制御回路３０１および制御電圧変換回路３０４，３０５の回路変更に対応して変更することが必要となるのは、当然である。
【００７３】
なお、実施の形態１，２においては、チャージポンプ回路あるいは制御電圧切替回路のハイレベル電圧端子、ローレベル電圧端子に供給する電位を抵抗分圧で生成したが、これは温度特性などが同一で相対的な変化が小さな組合せの回路で同じ機能を果たす回路であれば、どのような回路であっても同じ効果を得ることができる。
【００７４】
また、実施の形態１、２では、制御電圧のＤＣ成分と差動可変回路の高周波成分とを分離するために、抵抗１１６ａ、１１１６ｂ、１１７ａ、１１７ｂを用いたが、これは一例であり、同じ機能を果たす回路であれば、どのような素子を用いてもよい。
【００７５】
（実施の形態３）
次に、実施の形態１または実施の形態２の発振装置をローカル部（局部発振器）として用いた移動体通信機器の構成を図８を参照しながら説明する。図８において、符号１００１はアンテナを示し、符号１００２はアンテナ共用器（デュプレクサ）を示している。符号１００３は増幅器を示し、符号１００４はフィルタを示し、符号１００５は利得制御増幅器を示し、符号１００６、１００７はそれぞれ変調器を示し、符号１００８は本発明の発振装置が使用されるローカル部を示している。符号１００９は増幅器を示し、符号１０１０はフィルタを示し、符号１０１１は増幅器を示し、符号１０１２，１０１３はそれぞれ復調器を示し、符号１０１４は本発明の発振装置が使用されるローカル部を示している。符号１０１５は電池を示し、符号１０１６は電源レギュレータを示している。
【００７６】
本実施の形態の移動体通信機器では、電池１０１５の電圧を単一の電源レギュレータ１０１６で安定化し、電源レギュレータ１０１６の出力電圧を、例えば利得制御増幅器１００５と変調器１００６，１００７とローカル部１００８と増幅器１００９，１０１１と復調器１０１２，１０１３とローカル部１０１４とに共通に電源電圧として加えるようにしている。
【００７７】
ところが、先行技術では、図９に示すように、電源レギュレータ１０１６の他に、もう一つレギュレータ１０１７を設け、電源レギュレータ１０１７をローカル部１００８，１０１４専用にし、電源レギュレータ１０１６は利得制御増幅器１００５と変調器１００６，１００７と増幅器１００９，１０１１と復調器１０１２，１０１３とに対して使用していた。
【００７８】
その理由は以下のとおりである。すなわち、先行技術におけるローカル部（発振装置）は、電源電圧の変動の影響を受けやすく、それによってコモンモード雑音が増加するという問題があった。コモンモード雑音を少なくするためには、電源レギュレータからローカル部へ供給される電源電圧は可能な限り一定値に保つことが要求される。
【００７９】
そこで、先行技術では、上記したように、利得制御増幅器１００５，変調器１００６，１００７，増幅器１００９，１０１１および復調器１０１２，１０１３に電源電圧を供給する電源レギュレータ１０１６とは別に、ローカル部１００８，１０１４専用の電源レギュレータ１０１７を設け、利得制御増幅器１００５，変調器１００６，１００７，増幅器１００９，１０１１および復調器１０１２，１０１３の電流の変化に伴う電源電圧変動の影響を受けないようにしていた。その結果、集積化する際の占有面積の増加、製造コストの増加などの問題が生じていた。
【００８０】
ところが、上記の実施の形態３の構成によれば、ローカル部（発振装置）１００８，１０１４は、電源電圧変動の影響を受けにくい構成を有しているので、電源レギュレータ１０１６を利得制御増幅器１００５，変調器１００６，１００７，増幅器１００９，１０１１および復調器１０１２，１０１３とローカル部１００８，１０１４とで共用してもコモンモード雑音が増加しにくい。その結果、電源レギュレータを１個削減できることになって、集積化する際の占有面積および製造コストを削減することができる。
【００８１】
なお、移動体通信機器において、一つの電源レギュレータを利得制御増幅器および変調器とローカル部とに共用する構成の場合、ローカル部に加えられる電源電圧が変化するのは、以下の理由である。すなわち、利得制御増幅器および変調器の電流が、出力レベルの変化などによって大きく変化したときに、電源レギュレータと利得制御増幅器、変調器およびローカル部との間の配線抵抗による電圧降下が変化し、それによって、ローカル部に加えられる電源電圧が大きく変化するのである。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明にかかる発振装置は、電源電圧変動に依存しにくく、容量の差動バランスが崩れず、発振器のコモンモード雑音の増加を防ぐことが可能となるという効果を有し、例えば移動体通信機器の無線端末装置に使用する発振装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施の形態１の発振装置の構成を示す回路図である。
【図２Ａ】本発明の実施の形態１の発振装置におけるチャージポンプ回路の他の回路例を示す回路図である。
【図２Ｂ】本発明の実施の形態１の発振装置におけるチャージポンプ回路のさらに他の回路例を示す回路図である。
【図３】本発明の実施の形態２の発振装置の構成を示す回路図である。
【図４】差動型電圧制御発振器の先行技術の構成を示す回路図である。
【図５】固定容量切替回路を付加した差動型電圧制御発振器の先行技術の構成を示す回路図である。
【図６】図５の差動型電圧制御発振器の発振周波数の制御範囲を示す特性図である。
【図７】差動可変容量回路の先行技術を示す回路図である。
【図８】本発明の実施の形態３の移動体通信機器を示すブロック図である。
【図９】先行技術の移動体通信機器を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８４】
１０１    基準信号発生器
１０２    位相比較器
１０３    プリスケーラ
１０４    第１のチャージポンプ回路
１０５    第２のチャージポンプ回路
１０６    第１の電源電圧端子
１０７    第１の分圧抵抗
１０８    第２の分圧抵抗
１０９    第３の分圧抵抗
１１０    第４の分圧抵抗
１１１    第１の差動端子
１１２    第２の差動端子
１１３ａ    第１のコンデンサ
１１３ｂ    第２のコンデンサ
１１４ａ    第３のコンデンサ
１１４ｂ    第４のコンデンサ
１１５ａ    第１のバラクタダイオード
１１５ｂ    第２のバラクタダイオード
１１６ａ    第１の抵抗
１１６ｂ    第２の抵抗
１１７ａ    第３の抵抗
１１７ｂ    第４の抵抗
１１８    第２の電源電圧端子
１１９    定電流源
１２０ａ    第１のインダクタ
１２０ｂ    第２のインダクタ
１２１ａ    第１の発振トランジスタ
１２１ｂ    第２の発振トランジスタ
１２２ａ    第１の信号出力端子
１２２ｂ    第２の信号出力端子
１２３    差動ループフィルタ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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【図９】
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