(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
共振器と、前記共振器の出力側に接続されたトランジスタ及び前記トランジスタをバイアスし、電源電圧が印加されるバイアス回路を含む負性抵抗回路とを有する発振器において、
前記負性抵抗回路は、前記電源電圧が印加される前記共振器の前記出力側と所定電圧との間に設けられ、サーミスタを含む温度補償回路を有し、
前記サーミスタは前記共振器の目標周波数における温度変化による入力インピーダンスの変化に追従して前記目標周波数において発振条件が維持されるよう抵抗が温度とともに変化することを特徴とする発振器。
【請求項２】
前記温度補償回路は、直流成分を除去するためのコンデンサ、オフセット抵抗及び前記サーミスタの直列回路を含む請求項１記載の発振器。
【請求項３】
共振器と、前記共振器の出力側に接続されたトランジスタ、前記トランジスタをバイアスし、電源電圧が印加されるバイアス回路及び前記トランジスタのコレクタとエミッタとの間に設けられ直列に接続された複数のコンデンサを含む負性抵抗回路とを有する発振器において、
前記負性抵抗回路は、前記複数のコンデンサの中で一端が前記トランジスタのコレクタに接続され直流成分を除去するためのコンデンサの他端とグラウンドとの間に設けられたサーミスタを含む温度補償回路を有し、
前記サーミスタは前記共振器の目標周波数における温度変化による入力インピーダンスの変化に応じて前記目標周波数において発振条件が維持されるよう抵抗が温度とともに変化することを特徴とする発振器。
【請求項４】
共振器と、前記共振器の出力側に接続されたトランジスタ及び前記トランジスタをバイアスし、電源電圧が印加されるバイアス回路を含む負性抵抗回路とを有する発振器において、
前記負性抵抗回路は、前記トランジスタのコレクタとエミッタとの間に設けられ、直流成分を除去するためのコンデンサ及びサーミスタを含む温度補償回路を有し、
前記サーミスタは前記共振器の目標周波数における温度変化による入力インピーダンスの変化に応じて前記目標周波数において発振条件が維持されるよう抵抗が温度とともに変化することを特徴とする発振器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線装置等に使用される発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の移動通信・多重無線装置等における無線部の発振器は、電気特性の他、環境条件に対する信頼性の重要なファクタになる。特に、温度に対する発振周波数や発振器の出力振幅の変動には十分注意をして設計する必要がある。発振器は、受動回路もしくは受動回路と能動回路で構成される回路の固有振動を能動回路を用いて持続させ、外部からの信号を与えられずに周期的な信号を発生する回路である。この発振器には、代表的な構成として能動素子を負性抵抗素子として用いる負性抵抗型発振回路と、増幅素子を用い受動回路に帰還させる帰還型発振回路とがあるが、両者に本質的な差異はない。
【０００３】
図１６は負性抵抗素子を用いた発振器を示す図である。図１６に示すように、発振器は共振器２と負性抵抗回路４から構成される。共振器２は、主に発振周波数を決め、発振周波数で振動する回路である。負性抵抗回路４は、共振器２に発振のエネルギーを供給する回路である。図の回路でＡ点から測定した共振器２側の反射係数をΓL、入力インピーダンスをＺL、負性抵抗回路４側の反射係数をΓin、入力インピーダンスをＺinとする。
【０００４】
発振条件は、次式（１）となる。
【０００５】
ΓL・Γin=１                                        ・・・（１）
この式に、
Γin＝（Ｚin−Ｚ0）／（Ｚin＋Ｚ0）                    ・・・（２）
ΓL＝（ＺL−Ｚ0）／（ＺL＋Ｚ0）                     ・・・（３）
の関係を代入すると、
Ｚin＋ＺL＝０                                      ・・・（４）
が得られる。
これにより、
Ｒｅ（Ｚin＋ＺL）＝０                              ・・・（５）
Ｉｍ（Ｚin＋ＺL）＝０                              ・・・（６）
が得られ、式（５）を振幅条件、式（６）を周波数条件という。
【０００６】
実際には、式（５）の左辺の値が０以上であれば発振状態が成立するため、
Ｒｅ（Ｚin＋ＺL）≧０                              ・・・（７）
となり、式（１）は
ΓL・Γin≧１                                      ・・・（８）
とすることができる。
【０００７】
一方、式（６）から
−Ｉｍ（Ｚin）＝Ｉｍ（ＺL）                        ・・・（９）
発振条件はスミスチャートを用いると視覚的に理解しやすい。図１９はＺLとＺin、及びあるインピーダンスＺについて、−Ｉｍ（Ｚ）及びＩｍ（Ｚ）がそれぞれ一定となる軌跡をスミスチャート上にプロットしたものである。図１７は発振周波数を含む一定周波数範囲内のＺLをスミスチャート上に示した図である。図１８は発振周波数を含む一定周波数範囲内のＺinを振幅条件、周波数条件について視覚的にわかり易くするためにスミスチャート上に逆数表示した図である。図２０は図１７，図１８及び図１９の関係に基づいて発振条件を求める図である。これにより、発振周波数を決める式（６）を満たす点を求めるには、図２０に示すように、ＺLと逆数表示されたＺinがスミスチャート上で同一の虚数部を通る点（図２０中のＡ，Ｂ）を求めると良いことになる。
【０００８】
図２１はベース接地型発振器を示す図である。図２１に示すように、共振器２は、並列に接続されたインダクタＬ１及びコンデンサＣ１から構成されるタンク回路とタンク回路に直列に接続されたコンデンサＣ２で構成されている、負性抵抗型発振器である。負性抵抗回路４は、発振のエネルギーを供給するトランジスタＴｒと、負性抵抗特性を得るためにトランジスタＴｒのコレクタ−エミッタ間に接続されたＣｃｅ、ベースを発振周波数帯域で接地するためのＣｂ、ベース−エミッタ間の容量となるＣｂｅ、トランジスタＴｒのベース電圧を与えるための電源ＶｃｃとトランジスタＴｒのベース間に接続されたＲ１とベース−グラウンド間に接続されたＲ２、トランジスタＴｒの電流を決めるＲ３から構成される。
【０００９】
一般的に発振器を構成する各回路素子は温度によって特性が変化する。この変化はＺL，Ｚinの特性に影響を与え、結果として発振周波数が変動する。温度に対して発振周波数の安定度を高めるためには、回路中の発振周波数に支配的な部分で温度変化に対する補正をかけるのが効率が良い。
【００１０】
一般的に発振器は発振周波数の選択性を高めるために、鋭い共振特性を有する共振器の共振点付近で発振するよう調整される。この時のＺLの周波数に対する位相変化量はＺinよりもはるかに大きくなるので、発振周波数は共振器の特性が支配的であることが分かる。つまり、発振周波数の温度変化は共振器の温度特性が大きく現れているといえる。従って、温度補償は共振器に温度補償用の素子をくみ込む方法を用いている。一般的な温度補償素子としては特定の容量変化率を持つコンデンサが用いられる。
【００１１】
前述のように、図２１の回路の発振周波数は、インダクタＬ１，コンデンサＣ１の共振周波数でほぼ決定される。温度が変化すると、Ｌ１，Ｃ１の特性が変化して共振周波数が変わり、発振周波数が変化する。
【００１２】
図２２はコンデンサによる温度補償方法を示す図である。仮に、図２１の共振器が温度の上昇と共に共振周波数が下降する特性を持っていたとすると、図２２に示すように、発振周波数も温度上昇に伴い下降する特性を持つ。
【００１３】
図２３はコンデンサによる温度補償を行う回路を含む発振器を示す図である。この回路に温度補償を行うためには、温度上昇に対して容量値が小さくなる特性を持つ温度補償用コンデンサＣｓを図２３に示すように共振器２に追加し、温度上昇に伴い発振周波数を上昇させるような作用を共振器２にかける。その際、温度補償用コンデンサＣｓを追加した事により共振周波数が変わるので、コンデンサＣ１の値を調整して別のコンデンサＣ１’とし、元の発振周波数を維持する。また、図２１の回路が温度上昇と共に発振周波数が上昇する特性であれば、コンデンサＣｓは温度上昇に対し、容量値が大きくなる特性のものを選択し、発振周波数を下げる作用をかける。
【００１４】
図２４はコンデンサによる温度補償回路を含む電圧制御発振器（ＶＣＯ）を示す図である。ＶＣＯは共振器１６にバラクタダイオードＤを組み込み、共振器２の共振周波数を制御電圧Ｖcontで可変にする事で発振周波数を変化させる事ができる。この回路においても図２３と同様に温度補償用コンデンサＣｓを組み込むことで温度補償を行うことができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の発振器の発振周波数の温度補償には次の問題があった。従来のコンデンサによる発振周波数の温度補償では、コンデンサＣｓの温度に対する容量変化率を無補償時の温度変化に対して最適なものに選ばなければならない。すなわち、無補償時の温度による発振周波数の変化率が大きいほど、温度に対する容量変化率の大きいコンデンサを温度補償用として選ぶ必要がある。しかし、実際にはあらゆる温度特性のコンデンサが市場に流通しているわけではなく、所望の温度特性を持つコンデンサが存在しなかったり、入手が極めて困難である。そのため、温度補償を正確に行うことは困難であった。
【００１６】
また、温度補償素子としてコンデンサでなくサーミスタを共振器に用いることも考えられる。共振器で温度補償を行う場合、抵抗成分であるサーミスタを使用すると共振器の損失が増加し、Ｑ値が低下するという問題点があった。更に、発振器の出力の振幅は、温度変化による負性抵抗回路の特性変化や出力アンプの特性変化のため、変動し、安定にすることが困難であった。
【００１７】
本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、発振器の発振周波数の温度補償を容易に行うことができること、及び発振器の出力振幅の温度補償を行う機能を具備した発振器を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の原理図である。図１に示すように、発振器は、共振器２０及び負性抵抗回路２２を含む。共振器２０は発振周波数で共振する回路である。負性抵抗回路２２は共振器２０にエネルギーを供給する回路である。負性抵抗回路２２は温度補償回路２４を有する。温度が変化すると共振器２０を構成する部品の電気特性が変化することにより発振器の発振周波数を決定する共振器２０の共振周波数が変化し、即ち入力インピーダンスの特性が変化し、発振の周波数条件に影響を与え、発振周波数が変化する。温度補償回路２４は、共振器２０の入力インピーダンスの温度変化に起因する発振周波数のずれを補償して目標周波数で発振を維持させる温度特性を有するサーミスタ３０を含む。
【００１９】
前述のように発振器の発振周波数は、共振器２０の入力インピーダンスＺLと負性抵抗回路２２の入力インピーダンスＺinが同一周波数において、式（６）を満たした時の周波数である。温度が変化すると共振器２０の目標発振周波数における入力インピーダンスＺLが変化する。そこで、サーミスタ３０が共振器２０の所定範囲内の各温度における目標発振周波数の入力インピーダンスＺLに対しＺinが常に式（６）を満たすような温度特性を有するものとすることにより所定範囲の温度において目標周波数で発振するように温度補償を行う。これによりコンデンサではなくサーミスタを用いて温度補償ができることとなり、市場に供給されるサーミスタのバリエーションが多いことから温度補償が容易に行うことができる。
【００２０】
図２５はこの温度補償の効果を図２０の手法を用いてスミスチャートに表したものである。所定範囲内で温度が変化した時の、共振器２０の入力インピーダンスＺLと負性抵抗回路２２のに入力インピーダンスＺLとの関係を示した。ｄ１，ｄ２，ｄ３上の逆三角形で示す周波数は、ｄ１は低温時、ｄ２は常温時、ｄ３は高温時における共振器２０の入力インピーダンスＺLの目標周波数を示す。ｅ１，ｅ２，ｅ３上の逆三角形で示す周波数は、ｅ１は低温時、ｅ２は常温時、ｅ３は高温時における負性抵抗回路２２の入力インピーダンスＺinの目標周波数を示す。各温度において、ＺLとＺin上の目標周波数を示す点ｆ１，ｆ２，ｆ３で示される同一虚数軸上にあり、常に式（６）を満たしている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
第１実施形態
図２は本発明の第１実施形態による発振器の一構成例の図であり、図２１中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を付している。図２に示すように、発振器は、共振器２、及び負性抵抗回路５０から構成される。負性抵抗回路５０は、温度補償回路６０、発振のエネルギーを供給するトランジスタＴｒと、負性抵抗特性を得るためにトランジスタＴｒにコレクタ−エミッタ間に接続されたＣｃｅ、ベースを発振周波数帯域で接地するためのＣｂ、ベース−エミッタ間の容量となるＣｂｅ、トランジスタＴｒのベース電圧を与えるための電源ＶｃｃとトランジスタＴｒのベース間に接続されたＲ１とベース−グラウンド間に接続されたＲ２、トランジスタＴｒの電流を決めるＲ３から構成される。
【００２２】
温度補償回路６０は、トランジスタＴｒのコレクタとグラウンド間に直列に接続された、コンデンサＣｔ１、サーミスタＴＨ１、及びオフセット抵抗Ｒｔ１から構成される。コンデンサＣｔ１は、直流成分をカットして高周波数成分のみを温度補償回路６０に流すと同時に、サーミスタＴＨ１、オフセット抵抗Ｒｔ１と組み合わせることで、トランジスタＴｒのバイアス条件を変化させずに負性抵抗特性を変化させて温度補償を行うためのものである。サーミスタＴＨ１は、共振器２の温度変化による特性の変化量に対し負性抵抗回路５０の特性を、目標発振周波数において式（６）が常に満たされるように追従させて、目標周波数で発振するように温度補償を行うためのものである。即ち、サーミスタＴＨ１は、発振器が使用される一定範囲の温度において、目標発振周波数での共振器２の入力インピーダンスＺLと負性抵抗回路５０の入力インピーダンスＺinの逆数が図２０のように等虚数曲線上に位置するよう温度補償を行う。オフセット抵抗Ｒｔ１は、温度補償を行うために一定以上のインピーダンスが必要とされる場合、その一定以上のインピーダンスをサーミスタＴＨ１が持つことが困難であるとき、オフセット抵抗とするものである。これにより使用するサーミスタＴＨ１の選択の幅を広げることが可能となる。
【００２３】
以下、図２の回路の動作説明をする。
【００２４】
（１）  共振器２の温度による特性変化
発振器が使用される様々な温度（低温（−３０℃）、常温（２５℃）、高温（７０℃）等）での温度による特性変化の様子を、図３，図４に示す。図３は、低温、常温、及び高温の各温度において共振器２の入力インピーダンスＺLをスミスチャート上でプロットした図であり、ａ１，ａ２，ａ３で示す周波数は、ａ１は低温時、２は常温時、ａ３は高温時における目標周波数を示す。図４は同一の温度範囲における温度補償を行わない負性抵抗回路の入力インピーダンスＺinの逆数をスミスチャート上でプロットした図であり、ｂ１，ｂ２，ｂ３で示す周波数は、ｂ１は低温時、ｂ２は常温時、ａ３は高温時における目標周波数を示す。図３，図４から、Ｚinは目標周波数において温度に対する変動が極めて小さく、前述のように発振器の温度による発振周波数の変化は共振器の温度による特性変化が主たる要因であることが分かる。
【００２５】
（２）  負性抵抗回路の温度補償
図５は、図３，図４と同一の温度範囲における図２の温度補償回路６０を含む負性抵抗回路５０の入力インピーダンスＺinの逆数をスミスチャート上でプロットした図であり、ｃ１，ｃ２，ｃ３で示す周波数は、ｃ１は低温時、ｃ２は常温時、ｃ３は高温時における目標周波数を示す。図６は図３と図５を重ね合わせたものである。図２５に示す原理図と同様の効果が得られていることが分かる。
【００２６】
（３）  温度補償の効果
図７は実際の発振回路における０〜７０℃の温度範囲で温度補償回路６０による温度補償無しの場合と温度補償有りの場合の発振周波数（ＦT）の変動を示した図であり、横軸に温度、縦軸に目標周波数（Ｆ0）との差を示している。温度補償回路６０が無い場合、０〜７０℃の範囲で約５ＭＨｚの発振周波数の変動があるのに対し、温度補償回路６０をつけた場合は、約１ＭＨｚ以内に発振周波数が収まっていることが分かる。
【００２７】
以上説明したように、第１実施形態によれば、発振器の共振器が温度変化により特性が変わっても、負性抵抗回路側にサーミスタを付加することにより、発振周波数の温度に対する変動を軽減することができる。また、共振器のコンデンサは標準的な部品が使用できる上、サーミスタは特性がカタログにより明確にされていること、品種も多いことから、所望の温度特性のサーミスタを市場から入手することが容易であり、製造が容易となる。
【００２８】
第２実施形態
図８は本発明の第２実施形態による発振器の回路図であり、図２１中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を付している。図８に示すように、負性抵抗回路７０の中のトランジスタＴｒのコレクタ−エミッタに温度利得補償回路９０が設けられている。Ｃｃｅ１，Ｃｃｅ２は図２１に示す所のＣｃｅに相当し、他のコンデンサ（Ｃｂ，Ｃｂｅ）と組み合わせて、目標周波数において負性抵抗特定を得ることができる。
【００２９】
温度が変化すると負性抵抗回路７０の入力インピーダンスＺinが変化する。入力インピーダンスＺinの変化は共振器２に供給するエネルギーが変化することになり、発振回路全体の振幅が変動する。その結果として、発振器の出力の振幅が変動する。発振器の出力の振幅が変動すると、発振器に接続される回路に影響を及ぼすこともある。特に、振幅が小さくなることは悪影響を及ぼし易い。そこで、温度利得補償回路９０は、負性抵抗特性の電力利得が温度によらず大きく、即ち、Ｒｅ（Ｚin）が温度に変化なく一定の値であるように、温度補償を行うものである。
【００３０】
温度利得補償回路９０は、コンデンサＣｃｅ１とコンデンサＣｃｅ２の接続点とグラウンド間に直列に接続されたサーミスタＴＨ２及びオフセット抵抗Ｒｔ２から構成される。サーミスタＴＨ２は、負性抵抗回路７０のＲｅ（Ｚin）が温度変化に拘わらず一定となるように温度補償するものである。オフセット抵抗Ｒｔ２は、図２中のオフセット抵抗Ｒｔ１と同様の理由から設けられるものである。コンデンサＣｃｅ１は、図２中のコンデンサＣｔと同様の理由から設けられるものである。
【００３１】
図９は、負性抵抗回路７０のサーミスタＴＨ２の抵抗値のみ大，中，小と変化させ、他のパラメータを共通としたときの負性抵抗回路７０の入力インピーダンスＺinの電力利得をプロットしたものである。図９中の符号ａ１，ａ２，ａ３に対応するサーミスタＴＨ２の抵抗値は、大，中，小である。サーミスタＴＨ２はその抵抗が大きくなるにつれてＺin電力利得が大きくなっていることが分かる。よって、温度が高くなるにつれて、負性抵抗回路７０の電力利得が大きくなる場合には、サーミスタＴＨ２の抵抗値が小さくなるようにする。一方、温度が高くなるにつれて、負性抵抗回路７０の電力利得が小さくなる場合には、サーミスタＴＨ２の抵抗値を大きくなるようにする。このようなサーミスタＴＨ２を用いることにより、温度変化によらず負性抵抗特性の電力利得を一定にすることができる。
【００３２】
本実施形態では、発振器の出力振幅の温度補償という観点から説明したが、本実施形態に第１実施形態の発振周波数を温度補償する回路構成を付加する構成としても良い。以上説明した第２実施形態によれば、発振器の出力振幅の温度補償を行うことができる。
【００３３】
第３実施形態
図１０は本発明の第３実施形態による発振器の回路図であり、図２１中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を付している。図１０に示すように、負性抵抗回路１００のトランジスタＴｒのコレクタ−エミッタに温度利得補償回路１２０が設けられている。Ｃｃｅ３は図２１に示す所のＣｃｅに相当し、他のコンデンサ（Ｃｂ，Ｃｂｅ）と組み合わせて、目標周波数において負性抵抗特性を得ることができる。温度利得補償回路１２０の目的は、第２実施形態の温度利得補償回路９０と同じである。第２実施形態の温度利得補償回路９０がコンデンサＣｃｅ１とコンデンサＣｃｅ２との接続点とグラウンド間に直列に接続されたサーミスタＴＨ２及びオフセット抵抗Ｒｔ３から構成されているのに対して、本実施形態の温度利得補償回路１２０がコレクタとエミッタとの間にコンデンサＣｃｅ３と直列に接続されたサーミスタＴＨ３及びオフセット抵抗Ｒｔ３から構成されている点が異なる。温度利得補償回路１２０は、サーミスタＴＨ３とオフセット抵抗Ｒｔ３から構成される。サーミスタＴＨ３は、負性抵抗回路１００の電力利得が温度変化に拘わらず一定となるように温度補償するものである。
【００３４】
図１１は、負性抵抗回路１００のサーミスタＴＨ３の抵抗値のみ大，中，小と変化させ、他のパラメータを共通としたときの負性抵抗回路１００の入力インピーダンスＺinの電力利得をプロットしたものである。図１１中の符号ｂ１，ｂ２，ｂ３に対応するサーミスタＴＨ３の抵抗値は、小，中，大である。サーミスタＴＨ３はその抵抗が小さくなるにつれてＺinの電力利得が大きくなっていることが分かる。このように温度が高くなるにつれて、負性抵抗回路１００の電力利得が大きくなる場合には、サーミスタＴＨ３の抵抗値が大きくなるようにする。一方、温度が高くなるにつれて、負性抵抗回路１００の電力利得が小さくなる場合には、サーミスタＴＨ３の抵抗値が小さくなるようにする。このようなサーミスタＴＨ３を用いることにより、温度変化によらず負性抵抗特性の電力利得を一定とすることができる。以上説明した第３実施形態によれば、第２実施形態と同様の効果がある。
【００３５】
第４実施形態
図１２は本発明の第４実施形態による発振器の構成図であり、図２１中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を附している。本実施形態では発振周波数が一定となるような温度補償を負性抵抗回路１５０の出力回路１６０中に温度補償回路１７０を設けている。温度補償回路１７０は発振器のトランジスタＴｒのエミッタとグラウンド間に直列に接続されたサーミスタＴＨ４及びオフセット抵抗Ｒ４から構成される。
【００３６】
図１３はエミッタとグラウンド間に設けた抵抗の抵抗値（エミッタ負荷シリーズ抵抗値：単位Ω）と周波数変動Δｆ（発振周波数−目標周波数：単位ＭＨｚ）との関係を示す図であり、発振器の他のパラメータを一定としている。図１３ではエミッタ負荷シリーズ抵抗が約９０Ωのとき発振器が目標周波数で発振することを示している。図１３に示すように、エミッタ負荷シリーズ抵抗値が大きくなると発振周波数が下がっている。このように、エミッタ負荷シリーズ抵抗値を変化させることにより発振器の発振周波数を変化させられる。上述したように発振器の発振周波数は温度補償を行わなかったとき、温度により変化してしまうので、その変化を補償する温度特性を有するサーミスタＴＨ４を設けることにより発振周波数が一定となるように制御する。オフセット抵抗Ｒ４は図２中のオフセット抵抗Ｒｔ１と同様の目的のものである。バッファＢＵＦは発振器を他の回路に接続した場合等において、発振器の負性抵抗特性が接続される他の回路により影響を及ぼされるないようにするためのアイソレーションと出力レベルの確保のためである。以上説明した第４実施形態によれば、負性抵抗回路の出力回路にサーミスタを用いて温度補償を行うことができるので、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００３７】
第５実施形態
図１４は本発明の第５実施形態による発振器の構成図であり、図２１中の構成要素と実質的に同一の構成要素には同一の符号を附している。本実施形態は負性抵抗回路２００の出力回路２１０に温度補償回路２２０を設け、この回路の目的とするところは第４実施形態の温度補償回路１７０と共通する。第４実施形態の温度補償回路１７０がサーミスタＴＨ４とオフセット抵抗Ｒ４がエミッタとグラウンド間で直列に接続されていたのに対して、第５実施形態の温度補償回路２２０は、エミッタとグラウンド間に、直列に接続された抵抗Ｒ６及びサーミスタＴＨ５と並列に抵抗Ｒ５を設け、これらの回路に直列に抵抗Ｒ７を設けた点が異なる。
【００３８】
これは、第４実施形態の温度補償回路１７０の合成抵抗値は、サーミスタＴＨ４とオフセット抵抗Ｒｔ４の抵抗値の和となるのに対して、温度補償回路２２０の合成抵抗値は、抵抗Ｒ６とサーミスタＴＨ５の抵抗の和と抵抗Ｒ５の合成抵抗と抵抗Ｒ７の和となり、サーミスタＴＨ５の抵抗値の変化量が温度補償回路２２０の合成抵抗値の変化に与える影響がサーミスタＴＨ４の抵抗値の変化量が温度補償回路１７０の合成抵抗値の変化に与える影響よりも大きい。よって、サーミスタＴＨ５の温度変化による抵抗値の変化量が小さくても温度補償回路２２０の合成抵抗値の変化量を大きくできることから、各温度で所望の合成抵抗値を得ることが容易となるからである。
【００３９】
図１５は温度補償回路の効果を説明する図であり、第４実施形態による補償（補償有１）、第５実施形態による補償（補償有２）について、横軸に温度（０〜７０℃）、縦軸に周波数偏差（（発振周波数−目標周波数）×１０6／目標周波数，単位：ｐｐｍ）を示したものである。図１５に示すように、補償無の場合、温度と共に発振周波数が下がっているが、補償有１では周波数変化量が少なくなっている。温度補償回路２２０の合成抵抗値の変化量を大きくした補償有２では更に変化量が少なくなり補償感度の調節が可能である事が分かる。以上説明した実施形態によれば、第４実施形態と同様の効果がある上に精度良く温度補償することができる。
【００４０】
本発明は以下の付記を含むものである。
【００４１】
（付記１）  共振器と該共振器に該エネルギーを供給する負性抵抗回路とを有し所定温度で目標周波数で発振する発振器において、
前記共振器と前記負性抵抗回路との接続点から見た前記共振器の反射係数の温度変化による位相変化に起因する発振周波数のずれを補償して前記目標周波数で発振を維持させる温度特性を有するサーミスタを含む温度補償回路を前記負性抵抗回路側に設けたことを特徴とする発振器。
【００４２】
（付記２）  前記温度補償回路は、前記共振器と前記負性抵抗回路との接続点と基準電位との間に設けられたことを特徴とする付記１記載の発振器。
【００４３】
（付記３）  前記負性抵抗回路は、トランジスタ、前記共振器の出力側に接続され該共振器にエネルギーを供給する帰還回路及び前記トランジスタをバイアスするバイアス回路を有し、前記温度補償回路は、前記バイアス回路の前記トランジスタへのバイアス条件を維持するためのコンデンサ、サーミスタ及びオフセット抵抗を有することを特徴とする付記２記載の温度補償機能を有する発振器。
【００４４】
（付記４）  共振器と、トランジスタ、該共振器の出力側に接続され該共振器にエネルギーを供給する帰還回路、前記トランジスタをバイアスするバイアス回路及び該トランジスタの出力側に接続された出力回路を有する負性抵抗回路とを有し所定温度で目標周波数で発振する発振器において、
前記共振器と前記負性抵抗回路との接続点から見た前記負性抵抗回路の反射係数の所定温度範囲内における温度変化による変化を補償して前記目標周波数での前記反射係数が一定となるような温度特性を有するサーミスタを有する温度補償回路を前記帰還回路に設けたことを特徴とする発振器。
【００４５】
（付記５）  前記帰還回路は、前記トランジスタと該トランジスタに並列に接続された前記第１及び第２コンデンサ、並びに該第１及び第２コンデンサの接続点と基準電位との間に設けられた前記サーミスタ及びオフセット抵抗を有することを特徴とする付記４記載の発振器。
【００４６】
（付記６）  前記帰還回路は、トランジスタと該トランジスタに並列に接続された前記サーミスタ及びコンデンサを有することを特徴する付記４記載の発振器。
【００４７】
（付記７）  共振器と、トランジスタ、該共振器の出力側に接続され該共振器にエネルギーを供給する帰還回路、前記トランジスタをバイアスするバイアス回路及び該トランジスタの出力側に接続された出力回路とを有する負性抵抗回路とを有し、所定温度で目標周波数で発振する発振器において、
前記共振器の反射係数の温度変化による発振周波数の目標周波数からのずれを補償する温度特性を有するサーミスタを含む温度補償回路を前記負性抵抗回路の出力回路に設けたことを特徴とする発振器。
【００４８】
（付記８）  前記温度補償回路は前記トランジスタの出力側と基準電位との間に設けられた前記サーミスタ及びオフセット抵抗を有することを特徴とする付記７記載の発振器。
【００４９】
（付記９）  前記温度補償回路は、前記トランジスタの出力側に直列に接続された第１抵抗及び前記サーミスタ、前記第１抵抗及び前記サーミスタと並列に接続された第２抵抗、並びに前記第１抵抗と基準電位との間に設けられた第３抵抗を有することを特徴とする付記７記載の発振器。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、発振器の共振器が温度変化により特性が変わっても、負性抵抗回路側にサーミスタを付加することにより、発振周波数の温度に対する変動を軽減することができる。また、共振器のコンデンサは標準的な部品が使用できる上、サーミスタは特性がカタログにより明確にされていること、品種も多いことから、所望の温度特性のサーミスタを市場から入手することが容易であり、製造が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理図である。
【図２】本発明の第１実施形態による発振器の構成図である。
【図３】共振器の温度特性変化を示す図である。
【図４】温度による負性抵抗特性の変化を示す図である。
【図５】温度による負性抵抗特性の変化を示す図である。
【図６】負性抵抗特性の温度補償の効果を示す図である。
【図７】第１実施形態による温度補償の効果を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態による発振器の構成図である。
【図９】サーミスタの抵抗値の違いによる負性抵抗の電力利得を示す図である。
【図１０】本発明の第３実施形態による発振器の構成図である。
【図１１】サーミスタの抵抗値の違いによる負性抵抗の電力利得を示す図である。
【図１２】本発明の第４実施形態による発振器の構成図である。
【図１３】エミッタ負荷シリーズ抵抗の違いによる周波数の変化を示す図である。
【図１４】本発明の第５実施形態による発振器の構成図である。
【図１５】温度補償回路の効果説明図である。
【図１６】一般的な負性抵抗型発振器の構成を示す図である。
【図１７】ＺLの一例を示す図である。
【図１８】１／Ｚinの一例を示す図である。
【図１９】ＺLと１／Ｚinと、−Ｉｍ（Ｚ）及びＩｍ（Ｚ）が一定となる軌跡を示す図である。
【図２０】発振条件を示す図である。
【図２１】発振器の具体例を示す図である。
【図２２】コンデンサによる温度補償方法を示す図である。
【図２３】コンデンサによる温度補償回路を含む発振器を示す図である。
【図２４】コンデンサによる温度補償回路を含むＶＣＯを示す図である。
【図２５】温度補償の原理を示す図である。
【符号の説明】
２０  共振器
２２  負性抵抗回路
２４  温度補償回路
３０  サーミスタ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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