(57)【要約】【課題】発振周波数の微調整が可能な高周波発振装置を提供する。【解決手段】外部から印加される電圧によって容量値が調整可能な可変容量素子となるトランジスタＴｒ２を含む共振回路を備え、共振回路から出力された高周波信号を受けて正帰還により発振信号を出力する高周波発振装置によって上記課題を解決することができる。【選択図】図２
2007150930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャパシタを含む共振回路を備え、前記共振回路から出力された高周波信号を受けて正帰還により発振信号を出力する高周波発振装置であって、
前記キャパシタは、外部から印加される電圧によって容量値が調整可能な可変容量素子を含むことを特徴とする高周波発振装置。
【請求項２】
請求項１に記載の高周波発振装置において、
前記可変容量素子と固定容量素子との直列回路と、
前記直列回路がベースに接続されたトランジスタと、を備え、
前記可変容量素子の一方の端子である第１端子の電圧を調整可能な構成を含むことを特徴とする高周波発振装置。
【請求項３】
請求項２に記載の高周波発振装置において、
前記トランジスタのコレクタと前記可変容量素子の第１端子とは第１抵抗及び第２抵抗の直列回路を介して接続され、前記第１抵抗と前記第２抵抗との接続点に可変抵抗素子が接続可能であることを特徴とする高周波発振装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の高周波発振装置において、
前記トランジスタのコレクタとベースとは第３抵抗及び第４抵抗の直列回路を介して接続され、前記第３抵抗と前記第４抵抗との接続点に可変抵抗素子が接続可能であることを特徴とする高周波発振装置。
【請求項５】
請求項２に記載の高周波発振装置において、
前記可変容量素子の第１端子は、少なくとも第１抵抗を介して外部から電圧を印加可能であると共に、第２抵抗を介して接地されていることを特徴とする高周波発振装置。
【請求項６】
請求項５に記載の高周波発振装置において、
前記トランジスタのベースは、第３抵抗及び第４抵抗の直列回路を介して外部から電圧を印加可能であると共に、前記第３抵抗及び第４抵抗との接続点は第５抵抗を介して接地されていることを特徴とする高周波発振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波の発振信号を出力する高周波発振装置に関する。特に、光ディスクの光源を発光させるために用いられ、発振周波数の微調整が可能な高周波発振装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクに書き込まれたピットやランドの読み取りを行う際に、レーザダイオード（ＬＤ）に２００ＭＨｚ〜７００ＭＨｚ程度の高周波が重畳された電圧を印加することによってＬＤを擬似的なマルチモードで動作させる技術が用いられている（例えば、特許文献１）。これによって、光ディスクからのデータの読み取りを安定させることができる。
【０００３】
従来の光ディスク用光源装置は、図６のように、高周波発振装置１００、重畳回路用電源１２、レーザ駆動用電源１４及びレーザダイオード（ＬＤ）１６を含んで構成される。高周波発振装置１００は、図７に示すように、発振回路１０を含んで構成される。
【０００４】
発振回路１０の外部端子Ｔ１は、発振用のインダクタＬを介して接地される。この発振回路１０の電源端子Ｔ２は、不要な電磁波の輻射を防止するためのフィルタＦ１を介して、重畳回路用電源１２に接続される。重畳回路用電源１２からは直流電圧Ｖｃｃが電源端子Ｔ２に印加される。この直流電源Ｖｃｃの印加により、インダクタＬ及びコンデンサＣの組み合わせによって定まる基本発振周波数ｆの発振信号Ｓｏｕｔが生成される。発振信号Ｓｏｕｔは、トランジスタＴｒを含む増幅回路により増幅され、外部出力端子Ｔ３から出力される。
【０００５】
レーザダイオード１６は、高周波用フィルタＦ２及びＤＣカット用コンデンサＣｃを介して高周波発振装置１００の外部出力端子Ｔ３と接続される。発振信号Ｓｏｕｔには、基本発振周波数ｆ以外に高調波成分が含まれている。高周波用フィルタＦ２は、この高調波成分を減衰させ、不要輻射を低減させる。高周波用フィルタＦ２としては、シャント型フィルタ、π型フィルタ等を用いることができる。
【０００６】
レーザダイオード１６は、レーザ駆動用電源１４にも接続される。レーザ駆動用電源１４からは直流電圧ＶＤＲＶが出力される。直流電圧ＶＤＲＶと発振信号Ｓｏｕｔとが重畳され、レーザダイオード１６へ印加される。これにより、レーザダイオード１６を擬似的なマルチモードで発光させることができる。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２１６４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の技術における高周波発振装置では、内蔵されるトランジスタＴｒやコンデンサＣの素子毎の特性のばらつきにより発振周波数が所望の値からずれてしまう問題があった。特に、図７に示すように、コンデンサＣをＩＣ内に内蔵した場合、外部に接続されるインダクタＬのみによって発振周波数を調整する必要があり、所望の発振周波数に合わせ込むことが困難であった。
【０００９】
高周波発振装置を光ディスク用光源装置に適用する場合、他の周辺機器への悪影響を避けるため発振周波数を規定の範囲内に収めることが必要であり、規格範囲を超えると高周波発振装置を不良として扱わなければならないことも多い。
【００１０】
そこで、本発明は、発振周波数の微調整が可能な高周波発振装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、キャパシタを含む共振回路を備え、前記共振回路から出力された高周波信号を受けて正帰還により発振信号を出力する高周波発振装置であって、前記キャパシタは、外部から印加される電圧によって容量値が調整可能な可変容量素子を含むことを特徴とする。具体的には、前記可変容量素子と固定容量素子との直列回路と、前記直列回路がベースに接続されたトランジスタと、を備え、前記可変容量素子の一方の端子である第１端子の電圧を調整可能な構成を含むことが好適である。
【００１２】
ここで、前記トランジスタのコレクタと前記可変容量素子の第１端子とは第１抵抗及び第２抵抗の直列回路を介して接続され、前記第１抵抗と前記第２抵抗との接続点に可変抵抗素子が接続可能であることが好ましい。また、前記トランジスタのコレクタとベースとは第３抵抗及び第４抵抗の直列回路を介して接続され、前記第３抵抗と前記第４抵抗との接続点に可変抵抗素子が接続可能であることも好ましい。
【００１３】
また、前記可変容量素子の第１端子は、少なくとも第１抵抗を介して外部から電圧を印加可能であると共に、第２抵抗を介して接地されていることも好適である。また、前記トランジスタのベースは、第３抵抗及び第４抵抗の直列回路を介して外部から電圧を印加可能であると共に、前記第３抵抗及び第４抵抗との接続点は第５抵抗を介して接地されていることも好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、発振周波数の微調整が可能な高周波発振装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
＜第１の実施の形態＞
第１の実施の形態における光ディスク用光源装置は、図１に示すように、高周波発振装置２００、重畳回路用電源１２、レーザ駆動用電源１４及びレーザダイオード（ＬＤ）１６を含んで構成される。高周波発振装置２００は、図２に示すように、発振回路２０を含んで構成される。
【００１６】
高周波発振装置２００は、プレーナ技術等の半導体集積化技術を用いて半導体基板上に形成される。発振回路２０の外部端子Ｔ１には、発振用のインダクタＬが直列接続され、そのインダクタＬを介して接地される。発振回路２０の電源端子Ｔ２には、不要な電磁波の輻射を防止するためのフィルタＦ１を介して、重畳回路用電源１２が接続される。重畳回路用電源１２は直流電圧Ｖｃｃを出力する。発振回路２０は、重畳回路用電源１２からの直流電源Ｖｃｃを受けて、トランジスタＴｒ１の発振増幅作用によりインダクタＬ及びコンデンサＣの組み合わせによって定まる基本発振周波数ｆの発振信号Ｓｏｕｔを出力する。発振信号Ｓｏｕｔは、外部出力端子Ｔ３から出力される。
【００１７】
レーザダイオード１６は、高周波用フィルタＦ２及びＤＣカット用コンデンサＣｃを介して高周波発振装置２００の外部出力端子Ｔ３と接続される。発振信号Ｓｏｕｔには、基本発振周波数ｆ以外に高調波成分が含まれている。高周波用フィルタＦ２は、この高調波成分を減衰させ、不要輻射を低減させる。高周波用フィルタＦ２としては、シャント型フィルタ、π型フィルタ等を用いることができる。レーザダイオード１６は、レーザ駆動用電源１４にも接続される。レーザ駆動用電源１４からは直流電圧ＶＤＲＶが出力される。直流電圧ＶＤＲＶと発振信号Ｓｏｕｔとが重畳され、レーザダイオード１６へ印加される。これにより、レーザダイオード１６を擬似的なマルチモードで発光させることができる。
【００１８】
以下、図２を参照して、発振回路２０の具体的な回路構成を説明する。発振回路２０は、ＮＰＮ型トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２、抵抗Ｒａ１〜Ｒａ５及びコンデンサＣ，Ｃａ１〜Ｃａ３を含んで構成される。トランジスタＴｒ１は発振増幅を行い、トランジスタＴｒ２はダイオードとして機能する。
【００１９】
外部端子Ｔ１には、トランジスタＴｒ２のベースが接続される。トランジスタＴｒ２のコレクタ及びエミッタは共振用のコンデンサＣの一端に接続される。コンデンサＣの他端は発振用のトランジスタＴｒ１のベースに接続される。このように、トランジスタＴｒ２は可変容量ダイオードとして機能させられる。また、トランジスタＴｒ１のコレクタは外部端子Ｔ２に接続され、トランジスタＴｒ１のエミッタは、抵抗Ｒａ５を介して接地される。
【００２０】
また、トランジスタＴｒ２のコレクタは、抵抗Ｒａ１及びＲａ２の直列回路を介して外部端子Ｔ２に接続される。コンデンサＣとトランジスタＴｒ１との接続点は、抵抗Ｒａ３及びＲａ４の直列回路を介して外部端子Ｔ２に接続され、コンデンサＣａ１及びＣａ２の直列回路を介して接地される。抵抗Ｒａ１と抵抗Ｒａ２との接続点は外部端子Ｔ５に接続され、抵抗Ｒａ３と抵抗Ｒａ４との接続点は外部端子Ｔ４に接続される。また、トランジスタＴｒ１のコレクタはコンデンサＣａ３を介してトランジスタＴｒ１のエミッタに接続されると共に外部出力端子Ｔ３に接続される。
【００２１】
このような、発振回路２０の外部端子Ｔ４及びＴ５は、それぞれ外部可変抵抗Ｒ１及びＲ２を介して接地される。外部可変抵抗Ｒ２を調整することによって、抵抗Ｒａ１，Ｒａ２及びＲ２で構成される回路全体の抵抗値が変化し、外部端子Ｔ２からトランジスタＴｒ２のコレクタ及びエミッタに印加される電圧が変化してトランジスタＴｒ２の容量を調整することが可能である。このトランジスタＴｒ２の容量はコンデンサＣ及び外部インダクタＬと直列に接続されているので、トランジスタＴｒ２の容量を調整することによってトランジスタＴｒ１のベースに印加される高周波の発振周波数を調整することができる。
【００２２】
一方、外部可変抵抗Ｒ１を調整することによって、抵抗Ｒａ３，Ｒａ４及びＲ１で構成される回路全体の抵抗値が変化し、トランジスタＴｒ１のベースに印加されるバイアス電圧が変化してトランジスタＴｒ１での信号の振幅値を調整することが可能である。
【００２３】
なお、本実施の形態では、発振増幅用のトランジスタＴｒ１のベース電位を調整するための外部可変抵抗Ｒ１及び発振回路の容量を調整するための外部可変抵抗Ｒ２の両方を設けることによって、出力信号の強度及び発振周波数の両方を同時に調整できる構成としたがいずれか一方のみを設ける構成としてもよい。
【００２４】
図５に示すように、一般的に所定の周波数よりも低い低周波領域及び所定の周波数よりも高い高周波領域において出力信号の強度が低下する傾向がある。そこで、外部可変抵抗Ｒ１及びＲ２の両方を設けて発振周波数を低周波領域又は高周波領域まで調整する際に、図５の破線で示すように、外部可変抵抗Ｒ１を調整することによって発振増幅用のトランジスタＴｒ１の信号の振幅値を増加させることによって出力信号の強度の低下を補うことができる。
【００２５】
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態における光ディスク用光源装置は、図３に示すように、高周波発振装置３００、重畳回路用電源１２、レーザ駆動用電源１４及びレーザダイオード（ＬＤ）１６を含んで構成される。高周波発振装置３００は、図４に示すように、発振回路３０を含んで構成される。高周波発振装置３００は、プレーナ技術等の半導体集積化技術を用いて半導体基板上に形成される。上記第１の実施の形態における光ディスク用光源装置と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００２６】
以下、図４を参照して、発振回路３０の具体的な回路構成を説明する。発振回路３０は、ＮＰＮ型トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２、抵抗Ｒｂ１〜Ｒｂ６及びコンデンサＣ，Ｃｂ１〜Ｃｂ４を含んで構成される。トランジスタＴｒ１は発振増幅を行い、トランジスタＴｒ２はダイオードとして機能する。
【００２７】
外部端子Ｔ１には、トランジスタＴｒ２のベースが接続される。トランジスタＴｒ２のコレクタ及びエミッタは共振用のコンデンサＣの一端に接続される。コンデンサＣの他端は発振用のトランジスタＴｒ１のベースに接続される。また、トランジスタＴｒ１のコレクタは外部端子Ｔ２に接続され、トランジスタＴｒ１のエミッタは、抵抗Ｒｂ６を介して接地される。
【００２８】
また、トランジスタＴｒ２のコレクタは、抵抗Ｒｂ１を介して外部端子Ｔ５に接続されると共に、抵抗Ｒｂ２を介して接地される。また、外部端子Ｔ４は、抵抗Ｒｂ４と抵抗Ｒｂ３を介してコンデンサＣとトランジスタＴｒ１のベースとの接続点に接続され、抵抗Ｒｂ３と抵抗Ｒｂ４の接続点は抵抗Ｒｂ５を介して接地される。さらに、コンデンサＣとトランジスタＴｒ１との接続点は、コンデンサＣｂ１及びＣｂ２の直列回路を介して接地される。トランジスタＴｒ１のエミッタは、コンデンサＣｂ１とコンデンサＣｂ２との接続点に接続されると共に、コンデンサＣｂ３を介して外部出力端子Ｔ３に接続される。さらに、外部出力端子Ｔ３は、トランジスタＴｒ１のコレクタと接続されると共に、コンデンサＣｂ４を介して接地される。
【００２９】
このような、発振回路２０の外部端子Ｔ５及びＴ４には、それぞれ電圧Ｖｃｔｌ２及びＶｃｔｌ１が印加される。電圧Ｖｃｔｌ２を調整することによって、トランジスタＴｒ２のコレクタ及びエミッタに印加される電圧が変化してトランジスタＴｒ２の容量を調整することが可能である。このトランジスタＴｒ２の容量はコンデンサＣ及び外部インダクタＬと直列に接続されているので、トランジスタＴｒ２の容量を調整することによってトランジスタＴｒ１のベースに印加される高周波の発振周波数を調整することができる。
【００３０】
一方、電圧Ｖｃｔｌ１を調整することによって、トランジスタＴｒ１のベースに印加されるバイアス電圧が変化してトランジスタＴｒ１での信号の振幅値を調整することが可能である。
【００３１】
なお、本実施の形態では、発振増幅用のトランジスタＴｒ１のベース電位を調整するために外部から電圧Ｖｃｔｌ１及び発振回路の容量を調整するために外部から電圧Ｖｃｔｌ２を印加できる構成とすることによって、出力信号の強度及び発振周波数の両方を同時に調整できる構成としたがいずれか一方のみを設ける構成としてもよい。
【００３２】
上述したように、一般的に所定の周波数よりも低い低周波領域及び所定の周波数よりも高い高周波領域において出力信号の強度が低下する傾向がある。そこで、電圧Ｖｃｔｌ１及び電圧Ｖｃｔｌ２を調整できる構成を同時に設けることによって、電圧Ｖｃｔｌ２によって発振周波数を低周波領域又は高周波領域まで調整する際に、図５の破線で示すように、電圧Ｖｃｔｌ１を調整することによって発振増幅用のトランジスタＴｒ１の信号の振幅値を増加させることによって出力信号の強度の低下を補うことができる。
【００３３】
なお、第２の実施の形態では、重畳回路用電源１２に加えて、それぞれ独立に電圧Ｖｃｔｌ１及び電圧Ｖｃｔｌ２を制御可能な電源を必要とする。したがって、回路規模や製造コストの観点からは第２の実施の形態より第１の実施の形態が有利である。
【００３４】
以上のように、第１及び第２の実施の形態によれば、発振周波数の微調整が可能な高周波発振装置を提供することができる。但し、本発明の基本的思想は上記実施の形態の回路構成に限定されるものではなく、発振回路に含まれる容量を調整可能とする可変容量素子を含み、又は、発振用増幅器の信号の出力振幅値を調整可能とする構成を含むことによって同様の作用・効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１の実施の形態における光ディスク用光源装置の構成を示す図である。
【図２】第１の実施の形態における発振回路の構成を示す回路図である。
【図３】第２の実施の形態における光ディスク用光源装置の構成を示す図である。
【図４】第２の実施の形態における発振回路の構成を示す回路図である。
【図５】発振周波数と出力信号の強度との関係を示す図である。
【図６】従来の光ディスク用光源装置の構成を示す図である。
【図７】従来の発振回路の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０  発振回路、１２  重畳回路用電源、１４  レーザ駆動用電源、１６  レーザダイオード、２０，３０  発振回路、１００，２００，３００  高周波発振装置。
【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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