(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体集積回路内に構成された発振回路と、前記半導体集積回路内に構成され前記発振回路の共振器接続端子のバイアス電圧を供給するバイアス回路と、共振器と、インダクタと、コンデンサと、スイッチを備え、前記共振器接続端子と前記共振器を接続し、前記共振器接続端子は前記インダクタと前記コンデンサとスイッチを直列に介してグランドまたは電源に接続される構成であり、前記インダクタと前記コンデンサの合成インピーダンスが前記バイアス回路の出力に含まれる低周波ノイズの周波数において十分に低いインピーダンスであり発振周波数において十分に高いインピーダンスとなるように定数が設定され、運用状態に応じてスイッチをオンまたはオフとする高周波発振器。
【請求項２】
スイッチは半導体集積回路内に構成された請求項１記載の高周波発振器。
【請求項３】
半導体集積回路内に構成された発振回路と、前記半導体集積回路内に構成され前記発振回路の入力端子のバイアス電圧を供給するバイアス回路と、前記半導体集積回路内に構成された第１のコンデンサおよびスイッチと、共振器と、インダクタと、第２のコンデンサを備え、前記入力端子は並列に接続された前記第１のコンデンサと前記スイッチを介して前記半導体集積回路内に構成された共振器接続端子に接続され、前記共振器接続端子と前記共振器を接続し、前記共振器接続端子は前記インダクタと前記第２のコンデンサを直列に介してグランドまたは電源に接続される構成であり、前記インダクタと前記第２のコンデンサの合成インピーダンスが前記バイアス回路の出力に含まれる低周波ノイズの周波数において十分に低いインピーダンスであり発振周波数において十分に高いインピーダンスとなるように定数が設定される高周波発振器。
【請求項４】
インダクタの代わりに抵抗を用いた請求項１ないし３のいずれか１項記載の高周波発振器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてコードレスリモコン、コードレス電話、携帯電話などの無線機の高周波発振器に関し、発振回路を半導体基板上に集積した半導体集積回路を用いて構成される高周波発振器で、出力信号に高いＣ／Ｎを要求される用途に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の高周波発信器について図面を参照しながら説明する。図６は、従来の高周波発信器の構成図である。
【０００３】
図６において、１は半導体集積回路、２は発振回路、３はバイアス回路、４は共振器、６はコンデンサ、７は共振器接続端子、８は発振出力端子、１５はノイズパス端子である。
【０００４】
半導体集積回路１内に発振回路２とバイアス回路３が内蔵されている。そして、共振回路２の入力は半導体集積回路１の外部接続端子である共振器接続端子７に接続されている。ここでバイアス回路３の出力は発振回路２の入力すなわち共振器接続端子７に接続され、バイアス電圧を与えるものである。
【０００５】
前記共振器接続端子７に半導体外部に構成された共振器４が接続されている。共振器４はインダクタとコンデンサからなる並列共振器である。共振器４の共振周波数できまる周波数で発振回路２が発振し、発振出力端子８より高周波信号が出力される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の高周波発振器では、高周波出力信号のノイズ特性が十分に得られないという問題があった。あるいはバイアス回路３のノイズを除去するためのコンデンサ６を接続するためのノイズパス端子１４を半導体集積回路１に設ける必要があり、コストアップの要因となっていた。
【０００７】
すなわち、バイアス回路３は定電流源回路やカレントミラー回路などで構成されるが、定電流回路は数ｋＨｚから数百ｋＨｚの低周波ノイズを含んでいる。このノイズが発振回路に与えられることにより発振出力にノイズ成分が重畳され発振出力端子８より出力されていた。あるいは、上記の低周波ノイズを除去するために、バイアス回路３からノイズパス端子１５を通じてコンデンサにより交流的に接地していた。この構成ではノイズパス用の端子が必要となり、半導体集積回路１の端子数が増加する。そのため半導体集積回路１のチップサイズの増大およびパッケージのピン数増加によりコストが上がっていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の高周波発信器は、半導体集積回路内に構成された発振回路と、前記半導体集積回路内に構成され前記発振回路の共振器接続端子のバイアス電圧を供給するバイアス回路と、共振器と、インダクタと、コンデンサを備え、前記共振器接続端子と前記共振器を接続し、前記共振器接続端子は前記インダクタと前記コンデンサを直列に介してグランドまたは電源に接続される構成であり、前記インダクタと前記コンデンサの合成インピーダンスが前記バイアス回路の出力に含まれる低周波ノイズの周波数において十分に低いインピーダンスであり発振周波数において十分に高いインピーダンスとなるように定数が設定されるものである。
【０００９】
そして、インダクタとコンデンサの直列接続を介して接地されるため、発振周波数の信号を減衰することなくバイアス回路の低周波ノイズ成分を減衰することができ、低ノイズな発振出力信号を得ることができる。また、ノイズパス端子などの端子の増加もない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
第１の発明は、半導体集積回路内に構成された発振回路と、前記半導体集積回路内に構成され前記発振回路の共振器接続端子のバイアス電圧を供給するバイアス回路と、共振器と、インダクタと、コンデンサと、スイッチを備え、前記共振器接続端子と前記共振器を接続し、前記共振器接続端子は前記インダクタと前記コンデンサとスイッチを直列に介してグランドまたは電源に接続される構成であり、前記インダクタと前記コンデンサの合成インピーダンスが前記バイアス回路の出力に含まれる低周波ノイズの周波数において十分に低いインピーダンスであり発振周波数において十分に高いインピーダンスとなるように定数が設定され、運用状態に応じてスイッチをオンまたはオフとするものである。そして、スイッチによりインダクタンスとコンデンサの直列接続の接地をオンオフするため、オフ状態で電源投入時の立ち上がり時間を短縮でき、その後オンとすることで発振出力信号のノイズ特性を改善することができる。
【００１２】
また第２の発明は、特に第１記載のスイッチは半導体集積回路内に構成されたものである。そして、半導体集積回路内にスイッチを設けたため外付け部品の増加がない。また、スイッチの制御を半導体集積回路内で行うため配線などの引き回しが不要となる。
【００１３】
また第３の発明は、半導体集積回路内に構成された発振回路と、前記半導体集積回路内に構成され前記発振回路の入力端子のバイアス電圧を供給するバイアス回路と、前記半導体集積回路内に構成された第１のコンデンサおよびスイッチと、共振器と、インダクタと、第２のコンデンサを備え、前記入力端子は並列に接続された前記第１のコンデンサと前記スイッチを介して前記半導体集積回路内に構成された共振器接続端子に接続され、前記共振器接続端子と前記共振器を接続し、前記共振器接続端子は前記インダクタと前記第２のコンデンサを直列に介してグランドまたは電源に接続される構成であり、前記インダクタと前記第２のコンデンサの合成インピーダンスが前記バイアス回路の出力に含まれる低周波ノイズの周波数において十分に低いインピーダンスであり発振周波数において十分に高いインピーダンスとなるように定数が設定されるものである。そして、外付けのスイッチが不要であり、端子数の増加もない構成で、立ち上がり特性とノイズ特性を両立することができる。
【００１４】
また第４の発明は、特に第１ないし３のいずれか１つの発明におけるインダクタの代わりに抵抗を用いたものである。そして、低コストとする事ができる。
【００１５】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
【００１６】
（実施例１）
図１は、本発明による実施例１の高周波発振器の回路図である。図１を用いて本実施例の集積回路について説明する。
【００１７】
図１において、１は半導体集積回路、２は発振回路、３はバイアス回路、４は共振器、５はインダクタ、６はコンデンサ、７は共振器接続端子、８は発振出力端子である。
【００１８】
半導体集積回路１内に発振回路２とバイアス回路３が内蔵されている。そして、共振回路２の入力は半導体集積回路１の外部接続端子である共振器接続端子７に接続されている。ここでバイアス回路３の出力は発振回路２の入力すなわち共振器接続端子７に接続され、バイアス電圧を与えるものである。
【００１９】
前記共振器接続端子７に半導体外部に構成された共振器４が接続されている。共振器４はインダクタとコンデンサからなる並列共振器である。共振器４の共振周波数できまる周波数で発振回路２が発振し、発振出力端子８より高周波信号が出力される。
【００２０】
そして、前記共振器接続端子はインダクタ５およびコイル６を介して接地されている。ここで、インダクタ５とコンデンサ６の合成インピーダンスがバイアス回路３の出力に含まれる低周波ノイズの周波数において十分に低いインピーダンスであり発振周波数において十分に高いインピーダンスとなるように定数が設定されている。本実施例では、インダクタは４７０ｎＨ、コンデンサは０．０２２ｕＦである。これにより、バイアス回路の低周波ノイズである数百ｋＨｚ以下の成分を減衰している。このとき発信周波数である４００ＭＨｚではインダクタが大きなインピーダンスを持つため合成インピーダンスが大きくなり、高周波成分はほとんど減衰しない。
【００２１】
以上のように、ノイズパス端子を設ける必要がなく、低周波ノイズを減衰することができため、ノイズ成分が小さい高周波発信出力信号を得ることができる。
【００２２】
尚、本実施例の構成は、バイアス回路から発生する低周波ノイズ以外にも、半導体集積回路１に復調回路やロジック回路などを内蔵した場合に発生する低周波ノイズ成分が発振器に与える影響を抑えることにも効果がある。従って、半導体集積回路１内の高周波信号により配線構造に電圧が励起されることがないため、大きなアイソレーションが得られる。
【００２３】
（実施例２）
図２は、本発明の実施例２の高周波発信器の構成図である。図２において、９はスイッチである。また図１と同じ構成要素に同一の番号を付けて示した。
【００２４】
本発明の特徴は、インダクタ５およびコンデンサ６に加えて更に直列にスイッチ９を介して接地する構成としたことにある。
【００２５】
コンデンサ６は、低い周波数の低周波ノイズを確実に減衰するためには大きな容量とするのが望ましい。しかし、コンデンサ６の容量を非常に大きくした場合には、回路の立ち上がり時間が延びてしまう場合がある。すなわち電源投入時にバイアス回路３からの電流でコンデンサ６を充電する必要があるが、バイアス回路は定電流源から成っているため、短時間でコンデンサ６を充電できない。そこで、電源投入時には、スイッチ９をオフとし高速に立ち上げる。この時点で、例えばキャリアセンス動作などの短時間で完了する必要がある動作を行う。そしてキャリアセンスがあった場合にスイッチ９をオンとすることにより、高周波発振器の出力信号品質が改善されるため、耐妨害波特性などが向上して安定した受信動作を行うことができる。
【００２６】
尚、スイッチのオンおよびオフのタイミングは無線機の運用条件によって任意に設定してもよい。
【００２７】
本実施例では、回路の立ち上がり時間と高周波出力信号の品質を両立でるという特徴がある。
【００２８】
（実施例３）
図３は、本発明の実施例３の高周波発信器の構成図である。図３において、１１はスイッチ端子である。また図１および図２と同じ構成要素に同一の番号を付けて示した。
【００２９】
本発明の特徴は、スイッチ９を半導体集積回路１に内蔵したところにある。そして、インダクタ５とコンデンサ６の直列接続から半導体集積回路１の外部接続端子であるスイッチ端子１１より半導体集積回路内のスイッチ９を通じて接地されている。
【００３０】
以上のように、半導体集積回路内にスイッチを設けたため外付け部品の増加がないという特徴がある。また、スイッチの制御を半導体集積回路内で行うため、スイッチを外部に設けた場合と比べて配線などの引き回しが不要となり、高周波発振器を小型に構成することができる。
【００３１】
（実施例４）
図４は、本発明の実施例４の高周波発信器の構成図である。図４において、１２は第２のコンデンサ、１３は入力端子である。また図１、図２および図３と同じ構成要素に同一の番号を付けて示した。
【００３２】
本発明の特徴は、回路の立ち上がり時間と高周波出力信号の品質を両立でるのに加えて、ノイズ減衰用の端子が不要な点にある。
【００３３】
発振回路２の入力端子１３に第２のコンデンサ１２とスイッチ９が並列に接続されており、第２のコンデンサ１２およびスイッチ９の他端は共振器接続端子７に接続されている。
【００３４】
ここで、第２のコンデンサの容量は、バイアス回路の低周波ノイズの周波数において十分に高インピーダンスとなる値となっている。ただし、共振器４と共振器接続端子７の間に挿入されている直流カット用のコンデンサの容量より大きな値となっている。
【００３５】
回路の立ち上がり時には、スイッチ９がオフとなる。このときバイアス電圧は、コンデンサ６と第２のコンデンサ１２で分圧されるが、ほとんどの電圧が第２のコンデンサの電極間に加わるため、コンデンサ１２への充電電流は小さい。そのため短時間で充電を終了する事ができる。この状態でキャリアセンス動作などの高速で行う必要のある動作を行う。次にスイッチ９をオンとすることにより発振出力の信号品質を上げることができるので、安定して受信動作を行うことができる。
【００３６】
以上のように、回路の立ち上がり時間と高周波出力信号の品質を両立でると共に、ノイズ減衰用の端子が不要である。
【００３７】
（実施例５）
図５は、本発明の実施５の高周波発信器の構成図である。図５において、１４は抵抗である。また、図１と同じ構成要素に同一の番号を付けて示した。
【００３８】
本発明の特徴は、インダクタの代わりに抵抗を用いた点である。抵抗を用いても類似した効果を得ることができるのは、高周波信号と低周波信号のインピーダンスの違いによる。つまり、高周波信号周波数においては、５０Ωに対して十分に大きなインピーダンスであれば減衰などの影響を与えない。たとえは１ｋΩの抵抗では損失は０.３ｄＢである。一方、低周波ノイズの周波数では１０ｋΩに対して小さいインピーダンスにおいて信号を減衰することができる。従って、例えば抵抗値を１ｋΩに設定すれば高周波信号の減衰はほとんどない状態で、低周波ノイズの減衰を２０ｄＢ程度得ることができる。
【００３９】
このようにインダクタの代わりに抵抗を用いることにより低コスト化を図ることができる。
【００４０】
また、抵抗は半導体集積回路に内蔵することが容易であるため、コンデンサのみを外付けとした構成が可能となる。これにより回路の小型化および低コスト化を図ることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明の高周波発信器によれば、インダクタとコンデンサの直列接続を介して接地されるため、発振周波数の信号を減衰することなくバイアス回路の低周波ノイズ成分を減衰することができ、低ノイズな発振出力信号を得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における高周波発信器の回路図
【図２】本発明の実施例２における高周波発信器の回路図
【図３】本発明の実施例３における高周波発信器の回路図
【図４】本発明の実施例４における高周波発信器の回路図
【図５】本発明の実施例５における高周波発信器の回路図
【図６】従来の高周波発信器の回路図
【符号の説明】
１  半導体集積回路
２  発振回路
３  バイアス回路
４  共振器
５  インダクタ
６  コンデンサ
７  共振器接続端子
８  発振出力端子
９  スイッチ
１１  スイッチ端子
１２  第２のコンデンサ
１３  入力端子
１４  抵抗
１５  ノイズパス端子
【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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