(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非安定マルチバイブレータと、前記非安定マルチバイブレータの発振周波数を決定する共振回路とを備え、
前記共振回路は、
それぞれ３個以上複数の可変容量ダイオードが並列接続された第１の可変容量ダイオード群と第２の可変容量ダイオード群とが互いに逆極性で直列接続され、前記複数の可変容量ダイオードにそれぞれ印加される制御電圧に応じて容量が変化して前記共振回路の共振周波数を決定する第１の可変容量ダイオード回路と、
前記第１の可変容量ダイオード回路の一端と前記共振回路の一方の出力端との間に接続された第１の可変容量ダイオードと、前記第１の可変容量ダイオード回路の他端と前記共振回路の他方の出力端との間に接続された第２の可変容量ダイオードとを有し、前記制御電圧に応じて容量が変化して前記第１の可変容量ダイオード回路の容量変化特性が直線になるように補正する第２の可変容量ダイオード回路とを、
有する発振回路。
【請求項２】
前記共振回路は、発振周波数の変化特性が直線になるようにインダクタンスを補正する可変インダクタンスをさらに備えた請求項１に記載の発振回路。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の前記制御電圧を変調信号に応じて変化させることにより発振周波数を制御して、周波数変調された信号を出力するよう構成された周波数変調回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非安定マルチバイブレータ方式の発振回路及びそれを用いた周波数変調回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、非安定マルチバイブレータ方式の電圧制御発振器を用いた周波数変調回路としては特開平１−１５５５０６号公報に記載されたものが知られている。図５はその構成を示し、この従来の周波数変調回路は、変調信号電圧としての映像信号電圧を、電圧−電流変換回路によって変調信号電流に変換し、その変調信号電流に応じて、非安定マルチバイブレータの制御電流を制御する構成により発振周波数を制御して、周波数変調された出力信号を得るように構成されている。
【０００３】
図５を参照して、従来の非安定マルチバイブレータについて詳しく説明する。ＮＰＮ形トランジスタ１、２は交互にオンオフし、その各エミッタ間にコンデンサ（その容量をＣとする）３が接続される。トランジスタ１、２の各エミッタはまた、互いに等しい定電流の定電流源（その定電流をＩo／２とする）１１、１２を通じて接地されている。そして、この定電流源１１、１２の各定電流Ｉo／２を変調信号によって変調する。
【０００４】
バッファ用のＮＰＮ形トランジスタ９、１０は、各ベースがそれぞれトランジスタ１、２のコレクタに接続され、各コレクタが共に電源（その電圧をＶccとする）＋Ｂに接続され、各エミッタがそれぞれ互いに等しい定電流の定電流源１３、１４を通じて接地されている。そして、トランジスタ９、１０の各エミッタから被ＦＭ変調映像信号が取り出されて、それぞれトランジスタ２、１のベースに印加される。
【０００５】
ＮＰＮ形トランジスタ４、５はそれぞれ、トランジスタ１、２を飽和させないようにして、非安定マルチバイブレータの動作を速くするためのものである。トランジスタ４、５は、各エミッタがそれぞれトランジスタ１、２のコレクタに接続され、その各コレクタが共に電源＋Ｂに接続されている。ダイオード接続のＮＰＮ形トランジスタ６は、そのコレクタ及びベースが共に電源＋Ｂに接続され、そのエミッタが抵抗値の等しい抵抗器（その抵抗値をＲとする）７、８を通じてそれぞれトランジスタ４、５のエミッタに接続される。
【０００６】
抵抗電圧分圧器１７は電源＋Ｂ及び接地間に直列接続された抵抗器１５、１６から構成され、トランジスタ４、５の各ベースにバイアス電圧＝Ｖcc−Ｖrを与えるためにその接続中点がトランジスタ４、５の各ベースに接続される。この非安定マルチバイブレータの発振周波数Ｆoは次式のように表される。
Ｆo＝Ｉo／４Ｖab・Ｃ
ここで、Ｖabは、非安定マルチバイブレータの反転直前のトランジスタ１、２の各エミッタａ、ｂ間の電圧を示す。この電圧Ｖabは、抵抗器１５の両端の降下電圧Ｖrに近似した電圧である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５に示す従来の周波数変調回路では、トランジスタ１、２のエミッタ抵抗が温度によって変化するため、電圧−電流変換の直線性が悪く、このため、発振周波数の変化特性が直線にならないという問題があった。
【０００８】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、発振周波数の変化特性が直線になるように補正することのできる発振回路を提供することを目的とする。
本発明はまた、広帯域にわたる高精度の周波数変調を行うことができる周波数変調回路を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の発振回路は、非安定マルチバイブレータと、前記非安定マルチバイブレータの発振周波数を決定する共振回路とを備え、
前記共振回路は、
それぞれ３個以上複数の可変容量ダイオードが並列接続された第１の可変容量ダイオード群と第２の可変容量ダイオード群とが互いに逆極性で直列接続され、前記複数の可変容量ダイオードにそれぞれ印加される制御電圧に応じて容量が変化して前記共振回路の共振周波数を決定する第１の可変容量ダイオード回路と、
前記第１の可変容量ダイオード回路の一端と前記共振回路の一方の出力端との間に接続された第１の可変容量ダイオードと、前記第１の可変容量ダイオード回路の他端と前記共振回路の他方の出力端との間に接続された第２の可変容量ダイオードとを有し、前記制御電圧に応じて容量が変化して前記第１の可変容量ダイオード回路の容量変化特性が直線になるように補正する第２の可変容量ダイオード回路とを、
有する構成とした。
上記構成により、非安定マルチバイブレータの発振周波数を決定する共振回路の容量変化特性が直線になるように補正するので、発振周波数の変化特性が直線になるように補正することができる。
【００１１】
また本発明の発振回路は、前記共振回路が、発振周波数の変化特性が直線になるようにインダクタンスを補正する可変インダクタンスをさらに備えたものである。
上記構成により、発振周波数の変化特性が直線になるように補正することができる。
【００１２】
また本発明の周波数変調回路は、制御電圧を変調信号に応じて変化させることにより発振周波数を制御して、周波数変調された信号を出力するよう構成されたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態の発振回路及び周波数変調回路を図１に示す。図１に示す回路は概略的に、図の下方に示す非安定マルチバイブレータと、図の上方に示すＬＣ型の共振回路４３により構成されている。共振回路４３は、基板上の配線パターン又はコイルにより構成するインダクタ１８と、可変容量ダイオード群１９と、コンデンサ２０、２１と、補正容量として働く可変容量ダイオード２２、２３と、直流成分をカットするコンデンサ２４、２５により構成されている。可変容量ダイオード群１９は、それぞれ５つの可変容量ダイオードが並列に接続された可変容量ダイオード群１９ａ、１９ｂを有し、可変容量ダイオード群１９ａ、１９ｂの各カソードがさらに共通に接続されて並列に接続されている。
【００１４】
インダクタ１８はその中央部が接地点４２で接地され、各一端がそれぞれコンデンサ２０、２１を介して可変容量ダイオード群１９ａ、１９ｂの各アノードに接続されている。可変容量ダイオード群１９ａ、１９ｂの各アノードは、それぞれ可変容量ダイオード２２、２３、コンデンサ２４、２５を介してインダクタ１８の各一端と、非安定マルチバイブレータの抵抗３４、３６及びコンデンサ２８、２９の各一端に接続されている。可変容量ダイオード群１９、可変容量ダイオード２２、２３の各アノードには共通に、端子３９から電圧Ｖ1が印加され、各カソードには共通に端子４０から基準電位Ｖ2が印加される。これにより、可変容量ダイオード群１９、可変容量ダイオード２２、２３には逆電圧Ｖ（Ｖ＝Ｖ2−Ｖ1）が加わり、電圧Ｖに対する可変容量で共振する。図１の構成で共振回路として動作する条件はＶ＞０となる。
【００１５】
次に図１の下方に示す非安定マルチバイブレータについて簡単に説明する。ＮＰＮ形トランジスタ（以下単にトランジスタともいう）２６、２７は交互にオンオフし、トランジスタ２６、２７のベースには、端子４１より印加される直流電圧Ｖ3を抵抗３０、３１によりそれぞれ分圧した直流電圧がそれぞれ抵抗３２、３３を通して印加される。コンデンサ２８、２９は発振出力を帰還する働きがあり、発振出力をトランジスタ２６、２７の各ベースに帰還する働きをする。定電流源３８は発振回路に流れる電流を一定にする働きがあり、定電流源３８により決定する直流電流をＩとしたとき、Ｉ／２の電流がそれぞれのトランジスタ２６、２７を流れる。抵抗３４、３６は接地点４２を基準に電流Ｉ／２による電圧降下を生じる働きがある。抵抗３５、３７はエミッタ電位を基準に電流Ｉ／２により電圧降下を生じる働きがある。
【００１６】
上記の構成の共振回路４３による発振周波数をｆとすると
【数１】
0003923753.tif 000002
となる。
ただし
Ｌ：インダクタ１８によるインダクタンス
Ｃ：可変容量ダイオード群１９、コンデンサ２０、２１、補正容量（可変容量ダイオード）２２、２３の合成容量
【００１７】
式(1)においてインダクタンスＬ1を固定としたとき、１／（２πＬ1/2）は固定値となり、発振周波数ｆは１／Ｃ1/2により決定される。このため、制御電圧Ｖが変化することにより可変容量ダイオード群１９、コンデンサ２０、２１の容量が変化し、合成容量Ｃが変化することにより発振周波数ｆが制御される。そして、制御電圧Ｖを変調信号に応じて変化させることにより発振周波数ｆを制御して、周波数変調出力を得る。
【００１８】
以上のように構成された周波数変調回路について、図２を用いてその動作を説明する。図２は図１の構成による周波数変調回路において制御電圧Ｖと合成容量Ｃの関係を表したものである。まず、曲線４５は図１の構成における周波数変調回路において制御電圧Ｖを変化させたときの１／Ｃ1/2の変化をあらわしている。曲線４４は合成容量Ｃ１の要素から補正容量２２、２３を削除したときの特性を表している。補正容量として働く可変容量ダイオード２２、２３を加えたことにより、制御電圧Ｖに対する容量の逆数の特性において直線性が改善される。発振器の制御電圧Ｖに対する容量の逆数の特性において直線性が改善されることは、発振器の制御電圧Ｖと出力周波数の直線性を改善することを意味する。このように制御電圧Ｖに対する出力周波数ｆの直線性を改善することにより、広範囲の制御電圧Ｖにわたり周波数変調を精度よく行うことが可能となる。
【００１９】
図３は図１の構成の周波数変調回路において周波数＝９５ＭＨｚ〜１４０ＭＨｚを出力させ、ＦＭ偏移７５ｋＨｚ付近としたときのＦＭ偏移特性を示している。曲線４６は補正容量２２、２３による補正をおこなったとき、また、曲線４７は補正容量２２、２３を削除したときの特性をあらわしている。補正容量２２、２３により制御電圧Ｖに対する出力周波数の直線性がｆ＝１００〜１１０ＭＨｚの区間において改善されている。
【００２０】
このような本発明の第１の実施の形態によれば、制御電圧Ｖに応じて容量が変化して共振回路４３の共振周波数ｆを決定する可変容量ダイオード群１９と、制御電圧Ｖに応じて容量が変化して可変容量ダイオード群１９の容量変化特性が直線になるように補正する可変容量ダイオード２２、２３を設けることにより、制御電圧Ｖの変化分に対する出力周波数変化分の直線性の変化を補正することができ、広帯域に高精度の周波数変調を行うことができる。
【００２１】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。図には示されていないが、補正容量を可変容量ダイオード２２、２３の代わりに固定容量のコンデンサにより構成し、制御電圧Ｖのレンジに応じたバンド切換え信号によりこのコンデンサのオン又はオフを行うことにより、制御電圧Ｖに対する出力周波数ｆの直線性を改善することができる。
【００２２】
＜第３の実施の形態＞
本発明の第３の実施の形態の周波数変調器を図４に示す。図４では、図１に示す構成の共振回路４３に対してインダクタ切換え部４８が追加されている。他の構成は同じである。インダクタ切換え部４８は基板上の配線パターン又はコイルにより構成されたインダクタ４８ａとバンド切換えダイオード５０、５１を有し、インダクタ４８ａはその中央部がインダクタ切換え信号入力端子４９に接続され、各一端がそれぞれダイオード５０、５１を介してインダクタ１８の各一端に接続されている。そして、インダクタ切換え信号入力端子４９より入力するバンド切換え信号によりダイオード５０、５１をオン又はオフすることにより、共振回路４３のインダクタンスＬを切り換える。
【００２３】
このように本発明の第３の実施の形態によれば、制御電圧Ｖに対する出力周波数の直線性補正回路を構成した非安定マルチバイブレータにおいて、インダクタンスＬを切り換えることにより、発振器がより広帯域な発振が可能となり、このため、広帯域にわたる高精度の周波数変調を行うことができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、発振周波数の変化特性が直線になるように補正することができ、また、広帯域にわたる高精度の周波数変調を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における発振回路及び周波数変調回路を示す回路図
【図２】本発明の第１の実施の形態における発振回路及び周波数変調回路の動作説明のための特性図
【図３】本発明の第１の実施の形態における発振回路及び周波数変調回路の動作説明のための特性図
【図４】本発明の第３の実施の形態における発振回路及び周波数変調回路を示す回路図
【図５】従来の非安定マルチバイブレータ方式の発振回路を示す回路図
【符号の説明】
１８、４８ａ  インダクタ
１９  可変容量ダイオード群
２０、２１、２４、２５、２８、２９  コンデンサ
２２、２３  可変容量ダイオード（補正容量）
２６、２７  ＮＰＮ型トランジスタ
３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７  抵抗
３８  定電流源
３９、４０、４１  端子
４３  共振回路
【図１】
0003923753.tif 000003
【図２】
0003923753.tif 000004
【図３】
0003923753.tif 000005
【図４】
0003923753.tif 000006
【図５】
0003923753.tif 000007