(57)【要約】【課題】  非線形特性を示す非線形素子２３に、その非線形特性と相補の非線形特性を有する制御電圧を供給し、当該非線形特性が実質的な線形特性を呈するように補正する非線形回路を提供する。【解決手段】  オペアンプ７とその負帰還回路８、９とその正帰還回路１０と入力抵抗１２と第２入力抵抗１３とを備え、入力制御電圧を非線形基本制御電圧に変換する非線形基本回路２、分圧抵抗１４、１５を備え、入力制御電圧を分圧する加重回路３、オフセット電圧源１６を備え、オフセット電圧を発生するオフセット電圧付加回路４、第２オペアンプ１７とその負帰還回路１８、１９と第３、第４、第５入力抵抗２０、２１、２２とを備え、非線形基本制御電圧、分圧制御電圧、オフセット電圧を加算出力する加算回路５を有し、第２オペアンプ１７の出力に非線形素子２３を含んだ被制御負荷回路６が接続される。【選択図】  図５
2007067541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力制御電圧を非線形基本制御電圧に変換する非線形基本回路と、前記入力制御電圧を分圧制御電圧に変換する加重回路と、オフセット電圧を発生するオフセット電圧付加回路と、前記非線形基本制御電圧と前記分圧制御電圧と前記オフセット電圧を加算する加算回路とからなり、前記非線形基本回路は、オペアンプと、前記オペアンプに負帰還接続された抵抗及びトランジスタからなる負帰還回路と、前記オペアンプに正帰還接続された抵抗からなる正帰還回路と、前記制御電圧を前記オペアンプに供給する入力抵抗と、前記制御電圧を前記トランジスタに供給する第２入力抵抗とを備え、前記加重回路は、前記制御電圧を分圧する分圧抵抗を備え、前記オフセット電圧付加回路は、オフセット電圧源を備え、前記加算回路は、第２オペアンプと、前記第２オペアンプに負帰還接続された抵抗からなる負帰還回路と、前記非線形基本制御電圧と前記分圧制御電圧と前記オフセット電圧とをそれぞれ前記第２オペアンプの非反転入力に供給する第３、第４、第５入力抵抗とを備え、前記第２オペアンプの出力に被制御負荷回路が接続されることを特徴とする非線形回路。
【請求項２】
前記オペアンプに負帰還接続された抵抗及びトランジスタからなる負帰還回路は、前記オペアンプの出力と反転入力間に前記抵抗が接続され、前記オペアンプの反転入力と接地点間に前記トランジスタのコレクタ・エミッタ通路が接続され、前記トランジスタのベースに前記第２入力抵抗が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の非線形回路。
【請求項３】
前記オペアンプに正帰還接続された抵抗からなる正帰還回路は、前記オペアンプの出力と非反転入力間に前記抵抗が接続され、前記オペアンプの非反転入力に前記入力抵抗が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の非線形回路。
【請求項４】
前記オペアンプ及び前記第２オペアンプは、その増幅利得が制御可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の非線形回路。
【請求項５】
前記被制御負荷回路は、非線形素子としての可変容量ダイオードを含んだ回路であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の非線形回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非線形回路に係り、特に、可変容量ダイオードの電圧−容量特性のように非線形特性を呈する回路素子に、その非線形特性と相補の非線形特性を有する制御電圧を供給し、当該回路素子の非線形特性を補正して電圧特性がほぼ線形になるようにした非線形回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、非線形電圧−容量特性を有する可変容量ダイオードは、同調回路や電圧制御発振器等を構成する可変容量素子として多く用いられ、その場合に非線形電圧−容量特性が積極的に利用されていた。このような可変容量ダイオードにおける非線形電圧−容量特性は、ダイオードのＰＮ接合に逆バイアス電圧を印加したとき、その接合容量が逆バイアス電圧の大きさによって大きく変化することによって得られるもので、その接合容量の変化状態は、空乏層の誘電率、拡散電位、逆バイアス電圧の大きさ、不純物分布により決まる係数等、多くの変動要因によって決まることから、可変容量ダイオードの接合容量変化特性は全て一様になっていない。
【０００３】
しかしながら、可変容量ダイオード全体の接合容量変化特性の傾向は、横軸に逆バイアス電圧を、縦軸に接合容量をとり、それぞれ対数目盛にして、そのとき得られる容量変化をプロットして行くと、逆バイアス電圧が低い領域においては、接合容量が大きくなっており、反対に、逆バイアス電圧が高い領域においては接合容量が小さくなっていて、その上、接合容量の小さい領域における容量変化の傾斜は緩やかになっている。このため、可変容量ダイオードは、通常、接合容量が大きい領域であって、容量変化の傾斜が比較的急峻な領域が専ら利用対象領域に決められている。
【０００４】
可変容量ダイオードは、その接合容量変化特性がこのような非線形特性を呈するものであるが、例えば、可変容量ダイオードを位相同期ループ内の電圧制御発振器等の可変容量素子に利用したときには、位相同期ループ自体に引き込み機能があるため、可変容量ダイオードの容量が常に最適な値になるように収斂させることができる。
【０００５】
これに対して、手動により周波数調整を行う回路に可変容量ダイオードを用い、その回路の周波数を手動調整するような場合、例えば、アクティブローパスフィルタやアクティブハイパスフィルタにおけるフィルタのカットオフ周波数を手動調整する場合、アクティブバンドパスフィルタの中心周波数等を手動調整する場合、電圧制御発振器の発振周波数を手動調整する場合等においては、それらの回路が位相同期ループを含まない状態で使用されるため、可変容量ダイオードに変化する逆バイアス電圧を印加した際に、可変容量ダイオードの電圧−接合容量特性が指数関数曲線に従った状態であれば、逆バイアス電圧が高い状態から低い状態に変動するに従って逆バイアス電圧の変動に対する周波数制御感度が順次増大するようになるため、周波数制御感度が大きい領域において手動調整により所望の周波数設定を行うことは現実的にかなり困難なことである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたもので、その目的は、非線形特性を呈する非線形素子に、その非線形特性と相補の非線形特性を有する制御電圧を供給し、当該非線形特性が実質的な線形特性を呈するように補正することを可能にした非線形回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明による非線形回路は、入力制御電圧を非線形基本制御電圧に変換する非線形基本回路と、入力制御電圧を分圧制御電圧に変換する加重回路と、オフセット電圧を発生するオフセット電圧付加回路と、非線形基本制御電圧と分圧制御電圧とオフセット電圧とを加算する加算回路とからなり、当該非線形基本回路は、オペアンプと、オペアンプに負帰還接続された抵抗及びトランジスタからなる負帰還回路と、オペアンプに正帰還接続された抵抗からなる正帰還回路と、制御電圧をオペアンプに供給する入力抵抗と、制御電圧をトランジスタに供給する第２入力抵抗とを備え、当該加重回路は、制御電圧を分圧する分圧抵抗を備え、当該オフセット電圧付加回路は、オフセット電圧源を備え、当該加算回路は、第２オペアンプと、第２オペアンプに負帰還接続された抵抗からなる負帰還回路と、非線形基本制御電圧と分圧制御電圧とオフセット電圧とをそれぞれ第２オペアンプの非反転入力に供給する第３、第４、第５入力抵抗とを備え、第２オペアンプの出力に被制御負荷回路が接続される手段を具備している。
【０００８】
前記手段において、オペアンプに負帰還接続された抵抗及びトランジスタからなる負帰還回路は、オペアンプの出力と反転入力間に抵抗が接続され、オペアンプの反転入力と接地点間にトランジスタのコレクタ・エミッタ通路が接続され、トランジスタのベースに第２入力抵抗が接続されているものである。
【０００９】
また、前記手段において、オペアンプに正帰還接続された抵抗からなる正帰還回路は、オペアンプの出力と非反転入力間に抵抗が接続され、オペアンプの非反転入力に入力抵抗が接続されているものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上述べたように、本発明による非線形回路は、制御電圧を非線形基本制御電圧に変換する非線形基本回路と、制御電圧を分圧制御電圧に変換する加重回路と、オフセット電圧を発生するオフセット電圧付加回路と、非線形基本制御電圧と分圧制御電圧とオフセット電圧とを加算する加算回路とを備え、非線形基本回路が補償対象となる被制御負荷回路の非線形素子の非線形特性と相補の非線形特性を得るように、非線形基本回路に使用されるオペアンプ及び加算回路に使用される第２オペアンプの各増幅利得、非線形基本回路や加重回路や加算回路に使用されている各種抵抗の抵抗値、オフセット電圧付加回路が形成するオフセット電圧を適宜調整するようにすれば、広い電圧範囲で変化する制御電圧に対して、被制御負荷回路の非線形素子の非線形特性を実質的に線形特性にすることができ、当該非線形素子を手動調整するときに、所望の調整を困難なく達成することができるという効果がある。
【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図面を参照して説明する。
【００１２】
この非線形回路は、使用時に、非線形回路の出力に非線形素子を備えた被制御負荷回路が接続されるもので、非線形回路に供給される入力制御電圧を非線形処理して補正制御電圧を形成し、得られた補正制御電圧を被制御負荷回路の非線形素子に供給することにより、当該非線形素子が示す非線形特性を見掛け上線形特性に変換しているもので、このような非線形特性−線形特性の変換を必要とする代表的な非線形素子は、可変容量ダイオードであるので、この実施の形態においては、被制御負荷回路の非線形素子が可変容量ダイオードであるとして説明する。
【００１３】
被制御負荷回路に接続した可変容量ダイオードの非線形特性−線形特性の変換を行う際に、この非線形回路によって実現する非線形特性は、非線形回路への入力制御電圧と可変容量ダイオードの接合容量との関係がほぼ直線状に変化するような補正制御電圧を形成するもので、この非線形回路においては、次のような制御調整手順を経ることによって、必要とする非線形特性を得ている。
【００１４】
ところで、被制御負荷回路に接続される可変容量ダイオードは、その接合容量の変化範囲や変化特性等に応じて多くの製造元から種々のものが製造販売されているが、ここでは被制御負荷回路に接続される可変容量ダイオードとして、接合容量の変化の範囲が比較的広いＴ社製ＪＤＶ３Ｃ１１可変容量ダイオードを用いた場合を例に挙げ、以下の説明を行う。
【００１５】
図８は、可変容量ダイオード（Ｔ社製ＪＤＶ３Ｃ１１）の接合部に逆バイアス電圧を印加した際の印加電圧−接合容量の変化関係を示す特性図である。
【００１６】
図８において、横軸はボルト（Ｖ）で表した印加電圧（逆バイアス電圧）、縦軸はピコファラッド（ｐＦ）で表した接合容量で、横軸及び縦軸の双方が線形目盛になっているものである。
【００１７】
図８に図示された曲線ａは、可変容量ダイオードに直接制御電圧（逆バイアス電圧）を供給し、その制御電圧を変化させたときに可変容量ダイオードが示す印加電圧−接合容量の特性曲線を示すものであり、図８に図示された曲線ｂは、この実施の形態に係る非線形回路から出力された補正制御電圧を可変容量ダイオードに供給し、その補正制御電圧を変化させたときに可変容量ダイオードが示す印加電圧−接合容量の特性曲線を示すものである。
【００１８】
図８に図示の２つの特性曲線ａ、ｂから明らかなように、この非線形回路は、入力制御電圧を曲線ｂに示すように変化させたとき、非線形回路から出力される補正制御電圧が曲線ａに示すように変化する非線形特性を備えているもので、例えば、入力制御電圧の電圧値が曲線ｂ上の点ｂ１であるとき、補正制御電圧の電圧値が曲線ａ上の点ａ１になるように、また、入力制御電圧の電圧値が曲線ｂ上の点ｂ２であるとき、補正制御電圧の電圧値が曲線ａ上の点ａ２になるような特性に変換しているものである。
【００１９】
次に、図９は、この非線形回路に要求される非線形特性、すなわち非線形回路の入力制御電圧と出力補正制御電圧との関係を示す特性曲線である。
【００２０】
図９において、横軸はボルト（Ｖ）で表した入力制御電圧であり、縦軸はボルト（Ｖ）で表した補正制御電圧であって、横軸と縦軸の双方が線形目盛になっているものである。
【００２１】
図９に図示された曲線ｃは、この非線形回路に要求される非線形特性曲線を示すものであり、曲線ｄ、ｅは、曲線ｃを得るために形成された２つの付加曲線を示すものであって、オフセット電圧Ｅ０は、曲線ｃを得るために付加するオフセット電圧を示すものである。
【００２２】
図１は、この非線形回路を形成する複数の構成部分、すなわち図９に図示された２つの曲線ｄ、ｅを形成する構成部分とオフセット電圧Ｅ０を形成する構成部分とそれらを総合して図８に図示された曲線ｃを得る構成部分とを表したブロック図である。
【００２３】
図１に示されるように、この非線形回路は、制御電圧入力端子１と、非線形基本回路２と、加重回路３と、オフセット電圧付加回路４と、加算回路５と、被制御負荷回路６とからなっている。
【００２４】
そして、非線形基本回路２の入力と加重回路３の入力は、制御電圧入力端子１に接続され、非線形基本回路２の出力と加重回路３の出力とオフセット電圧付加回路４の出力は、それぞれ加算回路５の３つの加算入力に接続され、加算回路５の出力は、被制御負荷回路６の入力に接続される。
【００２５】
制御電圧入力端子１に制御電圧Ｖｃが入力されると、制御電圧Ｖｃは２分され、その一方が非線形基本回路２に入力され、その他方が加重回路３に入力される。非線形基本回路２は、図９に図示された曲線ｄを形成するためのもので、入力制御電圧Ｖｃを曲線ｄに沿った非線形特性になるように線形−非線形変換を行い、変換した第１変換制御電圧を加算回路３に供給する。また、加重回路３は、図９に図示された曲線ｅを形成するためのもので、入力制御電圧Ｖｃを曲線ｅに沿った線形特性になるような変換を行い、変換した第２変換制御電圧を加算回路３に供給する。さらに、オフセット電圧付加回路４は、曲線ｃにおけるオフセット成分を形成するもので、オフセット電圧源によって得られたオフセット電圧Ｅ０を加算回路３に供給する。
【００２６】
加算回路５は、供給された第１変換制御電圧、第２変換制御電圧及びオフセット電圧を加算し、その加算結果により、加算回路５の出力に曲線ｃに沿った補正制御電圧が形成される。この補正制御電圧は、被制御負荷回路６の可変容量ダイオード（図１に図示なし）に供給され、前述のように可変容量ダイオードにおける非線形特性−線形特性の変換に利用される。
【００２７】
次に、図２は、図１に図示された非線形回路に使用される非線形基本回路２の構成の一例を示す原理構成図である。
【００２８】
図２に図示されるように、この非線形基本回路２は、オペアンプ７と、負帰還回路を構成する負帰還抵抗８及びエミッタ接地型トランジスタ９と、正帰還回路を構成する正帰還抵抗１０と、加算抵抗１１と、入力抵抗１２とにより構成されている。かかる構成による非線形基本回路２において、正帰還回路が示す重み係数をｋ２、入力抵抗１２が示す重み係数をｋ３、オペアンプ７の増幅利得をＡ、負帰還抵抗８の抵抗値をＲｆ、トランジスタ９のコレクタ・エミッタ間の高周波抵抗値をＲｔ、入力制御電圧をｅ１、出力第１変換制御電圧をｅ２としたとき、この非線形基本回路２の入出力特性ｅ２／ｅ１は、以下の式（１）によって与えられる。
【００２９】
ｅ２／ｅ１＝ｋ３／｛（１／Ａ）＋Ｒｔ／（Ｒｆ＋Ｒｔ）−ｋ２｝・・・（１）
この（１）式において、負帰還抵抗８の抵抗値Ｒｆとトランジスタ９の高周波抵抗値Ｒｔとを含んだＲｔ／（Ｒｆ＋Ｒｔ）の項は、オペアンプ７の負帰還回路の負帰還率βを表しており、入力制御電圧ｅ１が増減したとき、入力制御電圧ｅ１の増減方向と高周波抵抗値Ｒｔの増減方向は互いに逆になっており、それにより入力制御電圧ｅ１の増減方向と負帰還率βの増減方向も互いに逆になっている。
【００３０】
いま、例えば、負帰還抵抗８の抵抗値Ｒｆが１であるとしたとき、トランジスタ９の高周波抵抗値Ｒｔが０．０１乃至１００の範囲内で変化したとすれば、負帰還率β、すなわちＲｔ／（Ｒｆ＋Ｒｔ）は、約０．０１乃至０．９９の範囲内を変化する。この場合、正帰還回路に関連する重み係数ｋ２は、
Ｋ２＜（１／Ａ）＋β・・・（２）
の条件が満たされていないと、非線形回路の動作は不安定になり、実質的に使用不可能な状態になるので、この（２）式を満たすようにする必要がある。なお、係数ｋ２は、オペアンプ７の増幅利得Ａと負帰還率βの値が決まらないと、一義的に決めることはできないが、（１）式から、トランジスタ９の高周波抵抗値Ｒｔの変化は、オペアンプ７の増幅利得Ａが小さいほど、負帰還抵抗８の抵抗値Ｒｆが大きいほど、ｋ２は（２）式を満たす範囲内でｋ２が大きいほど、入出力特性ｅ２／ｅ１に対してその変化の影響が多く現れるようになる。
【００３１】
これらのことから、この非線形基本回路２は、入力制御電圧ｅ１の変化に対応して非線形に変化するトランジスタ９の高周波抵抗値Ｒｔの屈曲特性や、負帰還回路における負帰還抵抗８の抵抗値Ｒｆや、オペアンプ７の増幅利得Ａや、正帰還回路の正帰還抵抗１０による重み係数ｋ２等を適宜変化させることにより、入出力特性ｅ２／ｅ１の非線形部分における屈曲の度合いやその曲率の大きさ等を大きくしたりまたは小さくしたりすることが可能になる。ただし、これらの素子を適宜変化させたときには、その変化の状態によって非線形基本回路２の増幅利得が増減する場合もあるので、非線形基本回路２の増幅利得を同時に補正する必要がある。
【００３２】
次いで、図３は、図１に図示の非線形回路に用いられる非線形基本回路２の具体的構成例の一つを示す回路図である。
【００３３】
図３において、７（１）、７（２）は分圧抵抗、８（１）は第２負帰還抵抗、８（２）は第３負帰還抵抗、１３は第２入力抵抗であり、その他、図２に図示された構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付け、それらの説明は省略する。
【００３４】
図３に図示された本構成例の非線形基本回路２（以下、これを便宜上本例回路２という）と、図２に図示された前構成例の非線形基本回路２（以下、これを便宜上前例回路２という）とを比べると、本例回路２は、オペアンプ７の出力電圧を分圧抵抗７（１）、７（２）で分圧し、その分圧電圧を負帰還抵抗８と正帰還抵抗１０に供給しているのに対し、前例回路２は、オペアンプ７の出力電圧を直接負帰還抵抗８と正帰還抵抗１０に供給している点、及び、本例回路２は、負帰還抵抗８に加えて第２負帰還抵抗８（１）と第３負帰還抵抗８（２）とを併用しているのに対し、前例回路２は負帰還抵抗８だけを用いている点において、若干構成を異にしているものの、本例回路２と前例回路２とは基本的に見て同じ回路構成を備えたものであり、それらの動作も本質的な点において殆ど同じである。
【００３５】
この本例回路２において、入力抵抗１２の抵抗値をＲ１、正帰還抵抗１０の抵抗値をＲ２、加算抵抗１１の抵抗値をＲ３、第２入力抵抗１３の抵抗値をＲ４、負帰還抵抗８の抵抗値をＲ５、第２負帰還抵抗８（１）の抵抗値をＲ６、第３負帰還抵抗８（２）の抵抗値をＲ７、分圧抵抗７（１）の抵抗値をＲ８、分圧抵抗７（２）の抵抗値をＲ９とし、それぞれの抵抗値Ｒ１乃至Ｒ９を予め決めた範囲内でそれぞれ変化させると、本例回路２の入出力特性ｅ２／ｅ１の非線形部分は、それらの抵抗値Ｒ１乃至Ｒ９の変化に対応して、その非線形部分の状態を変化させることができる。
【００３６】
ここで、図４（ａ）は本例回路２の入出力特性（ｅ２／ｅ１）の変化状態を示す５つの曲線からなる特性図であり、図４（ｂ）は５つの曲線を得るためのそれぞれの抵抗値Ｒ１乃至Ｒ９の使用例を示す一覧表である。
【００３７】
図４（ａ）において、横軸はボルト（Ｖ）で表した入力制御電圧ｅ１であり、縦軸の一方（右側）はボルト（Ｖ）で表した出力第１変換制御電圧ｅ２であり、縦軸の他方（左側）はキロオーム（ｋΩ）で表したトランジスタ９の高周波抵抗Ｒｔであって、（１）乃至（５）の５つの曲線は入出力特性ｅ２／ｅ１の異なる変化状態を示すものであり、（６）の曲線は入力制御電圧ｅ１に対するトランジスタ９の高周波抵抗Ｒｔの変化状態を示すものである。
【００３８】
また、図４（ｂ）において、横方向は（１）乃至（５）の５つの使用例であり、縦方向は（１）乃至（５）の５つの使用例における抵抗値Ｒ１乃至Ｒ９であって、（１）乃至（５）の５つの使用例はそれぞれ（１）乃至（５）の５つの曲線に対応しているものである。
【００３９】
図４（ｂ）の使用例（４）、（５）に示されるように、正帰還抵抗１０の抵抗値Ｒ２として有限値（３００ｋΩ、２１８．５ｋΩ）のものが選ばれ、それによりオペアンプ７の実質的増幅利得が増大するようになれば、図４（ａ）の曲線（４）、（５）に示されるように、入出力特性ｅ２／ｅ１の非線形部分の湾曲度合いを比較的大きくすることができ、抵抗値Ｒ２の有限値をこれよりも小さくすれば、非線形部分の湾曲度合いをさらに大きくすることができる。しかしながら、オペアンプ７の正帰還回路は、前記（２）式のように、Ｋ２＜（１／Ａ）＋βの条件を満たしていないと、動作が不安定になるので、抵抗値Ｒ２の有限値を小さくすることに自ずと限界がある。一方、図４（ａ）の曲線（１）、（２）、（３）に示されるように、非線形部分の湾曲度合いが比較的小くてよければ、図４（ｂ）の使用例（１）、（２）、（３）に示されるように、正帰還抵抗１０を接続せずに、その部分をオープン状態にすればよい。
【００４０】
続いて、図５は、図１に図示された非線形回路全体の具体的構成の一例を示す回路図である。
【００４１】
図５に示されるように、この非線形回路の構成は、図１に図示された非線形回路の構成と同じもので、制御電圧入力端子１と、非線形基本回路２と、加重回路３と、オフセット電圧付加回路４と、加算回路５とを備えており、加算回路５の出力側に被制御負荷回路６が接続されている。
【００４２】
この場合、非線形基本回路２は、オペアンプ７と、負帰還回路を構成する負帰還抵抗８及びエミッタ接地トランジスタ９と、正帰還回路を構成する正帰還抵抗１０と、加算抵抗１１と、入力抵抗１２と、第２入力抵抗１３とからなっている。加重回路３は、分圧回路を構成する第１分圧抵抗１４及び第２分圧抵抗１５とからなっており、オフセット電圧付加回路４は、オフセット電圧源１６を有している。加算回路５は、第２オペアンプ１７と、負帰還回路を構成する第１負帰還抵抗１８及び第２負帰還抵抗１９と、第３入力抵抗２０と、第４入力抵抗２１と、第５入力抵抗２２とからなっている。また、被制御負荷回路６は、可変容量ダイオード２３と入力抵抗２４とからなっている。
【００４３】
そして、非線形基本回路２において、負帰還抵抗８はオペアンプ７の出力と反転入力（−）との間に接続され、エミッタ接地トランジスタ９は、コレクタがオペアンプ７の反転入力（−）に接続され、エミッタが接地点に接続され、ベースが第２入力抵抗１３を通して制御電圧入力端子１に接続される。正帰還抵抗１０はオペアンプ７の出力と非反転入力（＋）との間に接続され、加算抵抗１１はオペアンプ７の非反転入力（＋）と接地点間に接続され、入力抵抗１２はオペアンプ７の非反転入力（＋）と制御電圧入力端子１との間に接続される。オペアンプ７は出力が第３入力抵抗２０の一端に接続される。
【００４４】
加重回路３において、第１分圧抵抗１４と第２分圧抵抗１５は制御電圧入力端子１と接地点間に直列接続され、第１分圧抵抗１４と第２分圧抵抗１５との接続点が第４入力抵抗２１の一端に接続される。また、オフセット電圧付加回路４において、オフセット電圧源１６はその正極が第５入力抵抗２２の一端に接続され、負極が接地点に接続される。さらに、加算回路５において、第１負帰還抵抗１８は第２オペアンプ１７の出力と反転入力（−）との間に接続され、第２負帰還抵抗１９は第２オペアンプ１７の反転入力（−）と接地点間に接続される。第３入力抵抗２０、第４入力抵抗２１、第５入力抵抗２２は、それぞれ他端が第２オペアンプ１７の反転入力（＋）に接続される。第２オペアンプ１７は出力が入力抵抗２４の一端に接続される。被制御負荷回路６において、可変容量ダイオード２３はカソードが入力抵抗２４の他端と出力端子とに接続され、アノードが接地点に接続される。
【００４５】
本例の非線形回路の構成は、図１に図示の非線形回路のブロック図に示された構成を具体的回路の形で表したもので、それらの構成は基本的に同じであり、それらの構成に基づく動作も既に述べたように本質的な点において同じであるが、ここでは、本例の非線形回路の動作がより明らかになるように、その動作の要点となる部分について重点的に説明する。
【００４６】
いま、制御電圧入力端子１に制御電圧Ｖｃが入力されると、その制御電圧Ｖｃは非線形基本回路２に供給されるとともに加重回路３にも供給される。このとき、非線形基本回路２は、オペアンプ７の増幅利得及び負帰還抵抗８の抵抗値、正帰還抵抗１０の抵抗値、加算抵抗１１の抵抗値、入力抵抗１２の抵抗値、第２入力抵抗１３の抵抗値のそれぞれを選択することにより、供給された制御電圧Ｖｃを、図９に図示した曲線ｄに沿った非線形特性になるような線形−非線形変換を行い、その出力に第１変換制御電圧を形成する。加重回路３は、第１分圧抵抗１４の抵抗値及び第２分圧抵抗１５の抵抗値のそれぞれを選択することにより、供給された制御電圧Ｖｃを、図９に図示した曲線ｅに沿った線形特性になるような変換を行い、その出力に第２変換制御電圧を形成する。また、オフセット電圧付加回路４は、オフセット電圧源の出力電圧を選択し、図９に図示した曲線ｃに示されるオフセット電圧Ｅ０を形成する。
【００４７】
次に、加算回路３は、第２オペアンプ１７の増幅利得及び第１負帰還抵抗１８の抵抗値、第２負帰還抵抗１９の抵抗値、第３入力抵抗２０の抵抗値、第４入力抵抗２１の抵抗値、第５入力抵抗２２の抵抗値のそれぞれを選択することにより、供給された第１変換制御電圧、第２変換制御電圧及びオフセット電圧を加算したときに、その出力に図９に図示した曲線ｃに沿った非線形特性になるような補正制御電圧を形成する。このとき得られた補正制御電圧は、被制御負荷回路６の可変容量ダイオード２３に供給され、可変容量ダイオード２３が呈する制御電圧−接合容量の非線形特性が見掛け上略線形特性になるように変換している。このため、制御電圧Ｖｃの手動調整によって可変容量ダイオード２３における所望の接合容量を得る場合に、調整に多くの手間を掛けずに容易に所望とする接合容量を得ることが可能になる。
【００４８】
続いて、本発明の非線形回路における他の実施の形態について図６及び図７を用いて説明する。
【００４９】
図６（ａ）乃至（ｅ）は、非線形基本回路２においてそれぞれ異なる線形−非線形変換が実行されるときの変換プロセスを説明する特性図であり、図７（ａ）乃至（ｅ）は、図６による変換プロセスによって導出された複数の線形−非線形変換例を示す特性図である。
【００５０】
図６（ａ）乃至（ｅ）及び図７（ａ）乃至（ｅ）において、横軸方向はボルト（Ｖ）で表した入力制御電圧（ｅ１）であり、縦軸方向はボルト（Ｖ）で表した第１変換制御電圧（ｅ２）である。なお、図６（ａ）乃至（ｃ）に示されている円弧状の矢印は、矢印方向への電圧反転が行われた状態を表し、その矢印の中央を通る線は、電圧反転が行われた際の電圧状態を表している。
【００５１】
図６（ａ）は、５Ｖの入力制御電圧（ｅ１）を軸線として反転し、その軸線の左右にそれぞれ５つの実線曲線群と５つの点線曲線群を形成した例を示しているもので、この中の５つの点線曲線群が図４（ｂ）に示された５つの曲線群（１）乃至（５）と同じ曲線群である。図６（ｂ）は、４Ｖの第１変換制御電圧（ｅ２）を軸線として反転し、その軸線の上下にそれぞれ５つの実線曲線群と５つの点線曲線群を形成した例を示しているもので、この中の５つの点線曲線群が図６（ａ）に示された５つの実線曲線群と同じ曲線群である。図６（ｃ）は、４Ｖの第１変換制御電圧（ｅ２）を軸線として反転し、その軸線の上下にそれぞれ５つの実線曲線群と５つの点線曲線群を形成した例を示しているもので、５つの点線曲線群が図６（ａ）に示された５つの点線曲線群と同じ曲線群である。
【００５２】
また、図６（ｄ）は、入力制御電圧（ｅ１）及び第１変換制御電圧（ｅ２）の各最小点（ｅ１＝０Ｖ、ｅ２＝０Ｖ）と、入力制御電圧（ｅ１）及び第１変換制御電圧（ｅ２）の各最大点（ｅ１＝８Ｖ、ｅ２＝１０Ｖ）とを結ぶ直線に線対称状態にそれぞれ５つの実線曲線群と５つの点線曲線群を形成した例を示しているもので、この中の５つの点線曲線群が図６（ａ）に示された５つの点線曲線群と同じ曲線群であり、この中の５つの実線曲線群が図６（ｂ）に示された５つの実線曲線群と同じ曲線群である。同様に、図６（ｅ）は、入力制御電圧（ｅ１）の最小点及び第１変換制御電圧（ｅ２）の最大点（ｅ１＝０Ｖ、ｅ２＝８Ｖ）と、入力制御電圧（ｅ１）の最大点及び第１変換制御電圧（ｅ２）の最小点（ｅ１＝１０Ｖ、ｅ２＝０Ｖ）とを結ぶ直線に線対称状態にそれぞれ５つの実線曲線群と５つの点線曲線群を形成した例を示しているもので、この中の５つの点線曲線群が図６（ａ）に示された５つの実線曲線群と同じ曲線群であり、この中の５つの実線曲線群が図６（ｃ）に示された５つの実線曲線群と同じ曲線群である。
【００５３】
次に、図７（ａ）は、入力制御電圧（ｅ１）の線形状態の変化を、５Ｖの入力制御電圧（ｅ１）を軸線として反転したときに得られた線形状態の変化を示すものである。図７（ｂ）は、図６（ａ）に図示した５つの点線曲線群と同一の５つの実線曲線群を示すものである。図７（ｃ）は、図６（ｃ）に図示した５つの実線曲線群と同一の５つの実線曲線群を示すものである。
【００５４】
続いて、図７（ｄ）は、図６（ｃ）に図示した５つの実線曲線群と同一の５つの実線曲線群を示すものである。図７（ｅ）は、図７（ｃ）に図示した５つの実線曲線群からそれぞれ図７（ａ）に図示した線形状態の変化を減算したときの５つの実線曲線群を示すものである。図７（ｆ）は、図７（ｂ）に図示した５つの実線曲線群と図７（ｄ）に図示した５つの実線曲線群との間で対応する曲線群間の平均値を求めて得られた５つの実線曲線群を示すものである。
【００５５】
このように、非線形基本回路２における入出力特性（ｅ２／ｅ１）は、入力制御電圧（ｅ１）をその変化幅の中心電圧で反転させたり、同中心電圧で反転させなかったり、第１変換制御電圧（ｅ２）をその変化幅の中心電圧で反転させたり、同中心電圧で反転させなかったり、または入力制御電圧（ｅ１）及び第１変換制御電圧（ｅ２）をそれらの変化幅の中心電圧で反転させたり、同中心電圧で反転させなかったりすることにより、種々の傾斜方向と種々の湾曲度とを有する特性曲線にすることができる。
【００５６】
そして、非線形基本回路２において、種々の傾斜方向や種々の湾曲度とを有する特性曲線を持った非線形特性が得られれば、被制御負荷回路６に使用される非線形素子の非線形特性に応じて、その非線形特性と相補な非線形特性を持ったものを任意に形成することが可能になり、各種の非線形素子の非線形特性を補償するのに使用できる非線形回路が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】この非線形回路を形成する複数の構成部分を表したブロック図である。
【図２】図１に図示された非線形回路に使用される非線形基本回路の構成の一例を示す原理構成図である。
【図３】図１に図示の非線形回路に用いられる非線形基本回路の具体的構成例の一つを示す回路図である。
【図４】非線形基本回路の入出力特性の変化状態を示す５つの曲線からなる特性図及び５つの曲線を得るための各抵抗値の使用例を示す一覧表である。
【図５】図１に図示された非線形回路全体の具体的構成の一例を示す回路図である。
【図６】非線形基本回路においてそれぞれ異なる線形−非線形変換が実行されるときの変換プロセスを説明する特性図である。
【図７】図６による変換プロセスによって導出された複数の線形−非線形変換例を示す特性図である。
【図８】可変容量ダイオードの接合部に逆バイアス電圧を印加した際の印加電圧−接合容量の変化関係を示す特性図である。
【図９】非線形回路に要求される非線形特性、すなわち非線形回路の入力制御電圧と出力補正制御電圧との関係を示す特性曲線である。
【符号の説明】
【００５８】
１  制御電圧入力端子
２  非線形基本回路
３  加重回路
４  オフセット電圧付加回路
５  加算回路
６  被制御負荷回路
７  オペアンプ
７（１）、７（２）  分圧抵抗
８  負帰還抵抗
８（１）、１８  第１負帰還抵抗
８（２）、１９  第２負帰還抵抗
９  エミッタ接地トランジスタ
１０  正帰還抵抗
１１  加算抵抗
１２、２４  入力抵抗
１３  第２入力抵抗
１４  第１分圧抵抗
１５  第２分圧抵抗
１６  オフセット電圧源
１７  第２オペアンプ
２０  第３入力抵抗
２１  第４入力抵抗
２２  第５入力抵抗
２３  可変容量ダイオード
【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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【図９】
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