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JP2006319769A - ２バンド発振器 - Google Patents

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浩紀 小林
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Abstract

【課題】 ２つの発振信号を切り替えて共通の端子から出力する場合に、発振信号の減衰を少なくする。
【解決手段】 第１の周波数帯の発振信号を出力する第１の発振トランジスタ１１と、第１の発振トランジスタ１１のコレクタに電源を供給する第１のインダクタ１２と、第１の発振トランジスタ１１の動作を切り替える第１のスイッチ素子１６と、第２の周波数帯の発振信号を出力する第２の発振トランジスタ２１と、第２の発振トランジスタ２１のコレクタに電源を供給する第２のインダクタ２２と、第２の発振トランジスタ２１の動作を切り替える第２のスイッチ素子２６と、第１の周波数帯の発振信号又は第２の周波数帯の発振信号を外部に出力する出力端子３０とを備え、第１のインダクタ１２と出力端子３０との間に第１のスイッチ素子１６を介挿し、第２のインダクタ２２と出力端子と３０の間に第２のスイッチ素子２２を介挿した
【選択図】 図１

Description

本発明は２バンド切替型発振器に関する。
図３に示すように、ＰＣＳ（１９００ＭＨｚ帯のセルラー電話）用及びＤＣＳ（１８００ＭＨｚ帯のセルラー電話）用に使用される２バンド切替型電圧制御発振器は、ＰＣＳ用ＶＣＯ回路１０とＤＣＳ用ＶＣＯ回路２０とで構成されており、これら２つのＶＣＯ回路１０，２０は基本的に同一の回路構成となっている。
ＰＣＳ用ＶＣＯ回路１０とＤＣＳ用ＶＣＯ回路２０はそれぞれデジタルトランジスタＤＴｒ-1，ＤＴｒ-2を有し、一方のデジタルトランジスタＤＴｒ-1のベ−スは他方のデジタルトランジスタＤＴｒ-2のコレクタに接続され、このデジタルトランジスタＤＴｒ-2のベ−スにスイッチ端子Ｖswが接続されている。したがって、スイッチ端子Ｖswに負のスイッチ電圧を印加してデジタルトランジスタＤＴｒ-2がオン状態になると、電源電圧端子（Ｖcc）からの電源電圧はＤＣＳ用ＶＣＯ回路２０の発振用とバッファ用のトランジスタＴｒ-2にバイアス電圧を加え、ＤＣＳ用ＶＣＯ回路２０が１８００ＭＨｚ帯の周波数で動作する。
この時、デジタルトランジスタＤＴｒ-1のベ−スには正の電圧が印加されるため、デジタルトランジスタＤＴｒ-1はオフ状態となり、ＰＣＳの１９００ＭＨｚの回路は発振動作しない。これとは反対に、スイッチ端子Ｖswに正のスイッチ電圧を印加すると、デジタルトランジスタＤＴｒ-2はオフ状態になるため、ＤＣＳの１８００ＭＨｚの回路は発振動作しないが、デジタルトランジスタＤＴｒ-2のコレクタに負の電圧が印加されたこととなるため、デジタルトランジスタＤＴｒ-1のベ−スにそのまま負の電圧が印加される。これにより、電源電圧端子（Ｖcc）からの電源電圧はＰＣＳ用ＶＣＯ回路１０の発振用とバッファ用のトランジスタＴｒ-1にバイアス電圧を加え、ＰＣＳ用ＶＣＯ回路１０が１９００ＭＨｚ帯の周波数で動作する（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−０６０４３３号公報（図２）
上記の従来構成では、発振信号はそれぞれのＶＣＯ１０、２０の出力端ＲＦｏｕｔ−１、ＲＦｏｕｔ−２から出力されるが、これら２つの出力端を相互に接続して共通出力端とすると、出力される発振信号のレベルが減衰してしまうという問題がある。
本発明は、２つの発振信号を切り替えて共通の端子から出力する場合に、発振信号の減衰を少なくすることを目的とする。
第１の解決手段として、コレクタから第１の周波数帯の発振信号を出力する第１の発振トランジスタと、前記第１の発振トランジスタのコレクタに電源を供給する第１のインダクタと、前記第１の発振トランジスタの動作／非動作を切り替える第１のスイッチ素子と、コレクタから第２の周波数帯の発振信号を出力する第２の発振トランジスタと、前記第２の発振トランジスタのコレクタに前記電源を供給する第２のインダクタと、前記第２の発振トランジスタの動作／非動作を切り替える第２のスイッチ素子と、前記第１の周波数帯の発振信号又は前記第２の周波数帯の発振信号を外部に出力する出力端子とを備え、前記第１のインダクタと前記出力端子との間に前記第１のスイッチ素子を介挿し、前記第２のインダクタと前記出力端子との間に前記第２のスイッチ素子を介挿した。
また、第２の解決手段として、前記第１の発振トランジスタのコレクタを前記第１のインダクタに直接接続すると共に、前記第１の発振トランジスタのベースには前記第１のスイッチ素子を介して電源を供給し、前記第２の発振トランジスタのコレクタを前記第２のインダクタに直接接続すると共に、前記第２の発振トランジスタのベースには前記第２のスイッチ素子を介して電源を供給した。
また、第３の解決手段として、前記第１の発振トランジスタのコレクタ及びベースに前記第１のスイッチ素子を介して電源を供給し、前記第２の発振トランジスタのコレクタ及びベースに前記第２のスイッチ素子を介して電源を供給した。
また、第４の解決手段として、前記第１のインダクタを前記第１の周波数帯の発振信号の１／４波長の長さを有する第１のストリップ線路で構成し、前記第２のインダクタを前記第１の周波数帯の発振信号の１／４波長の長さを有する第１のストリップ線路で構成した。
また、第５の解決手段として、前記第１のスイッチ素子及び前記第２のスイッチ素子をそれぞれトランジスタで構成した。
第１の解決手段によれば、コレクタから第１の周波数帯の発振信号を出力する第１の発振トランジスタと、第１の発振トランジスタのコレクタに電源を供給する第１のインダクタと、第１の発振トランジスタの動作／非動作を切り替える第１のスイッチ素子と、コレクタから第２の周波数帯の発振信号を出力する第２の発振トランジスタと、第２の発振トランジスタのコレクタに電源を供給する第２のインダクタと、第２の発振トランジスタの動作／非動作を切り替える第２のスイッチ素子と、第１の周波数帯の発振信号又は第２の周波数帯の発振信号を外部に出力する出力端子とを備え、第１のインダクタと出力端子との間に第１のスイッチ素子を介挿し、第２のインダクタと出力端子との間に第２のスイッチ素子を介挿したので、一方の発振トランジスタから出力される発振信号が他方の発振トランジスタのコレクタに接続されたインダクタによって減衰することがない。
また、第２の解決手段によれば、第１の発振トランジスタのコレクタを第１のインダクタに直接接続すると共に、第１の発振トランジスタのベースには第１のスイッチ素子を介して電源を供給し、第２の発振トランジスタのコレクタを第２のインダクタに直接接続すると共に、第２の発振トランジスタのベースには第２のスイッチ素子を介して電源を供給したので、各発振トランジスタのベースに印加する電圧によって各発振トランジスタの動作／非動作を切り替えられる。
また、第３の解決手段によれば、第１の発振トランジスタのコレクタ及びベースに第１のスイッチ素子を介して電源を供給し、第２の発振トランジスタのコレクタ及びベースに第２のスイッチ素子を介して電源を供給したので、各発振トランジスタのコレクタ及びベースに印加する電圧によって動作／非動作を切り替えられる。
また、第４の解決手段として、第１のインダクタを第１の周波数帯の発振信号の１／４波長の長さを有する第１のストリップ線路で構成し、第２のインダクタを第１の周波数帯の発振信号の１／４波長の長さを有する第１のストリップ線路で構成したので、コレクタから出力される発振信号の減衰がない。
また、第５の解決手段として、第１のスイッチ素子及び第２のスイッチ素子をそれぞれトランジスタで構成したので、ベースに印加する電圧によって各スイッチ素子を簡単に制御できる。
図１は第１の実施形態を示す。第１の発振トランジスタ１１（ＮＰＮ型）は第１の周波数帯（およそ１．８ＧＨｚ帯）で発振する。第１の発振トランジスタ１１のコレクタには第１インダクタ１２を介して電源端子Ｖｃｃから給電される。第１のインダクタ１２はストリップ線路で構成され、その長さは第１の周波数帯の発振信号のおよそ１／４波長の長さを有する。ベースには第１の共振回路１３が結合される。第１の共振回路１３にはバラクタダイオード１３ａと共振線路１３ｂとが設けられ、バラクタダイオード１３ａに制御電圧Ｖｔが印加される。第１の発振トランジスタ１１のベースには抵抗１４、１５によりバイアス電圧が印加されるが、電源側の抵抗１４は第１のスイッチ素子１６を介して第１のインダクタ１２に接続される。第１のスイッチ素子１６はトランジスタ（ＰＮＰ型）で構成され、エミッタが第１のインダクタ１２に接続され、コレクタが抵抗１４に接続される。
第２の発振トランジスタ２１（ＮＰＮ型）は第２の周波数帯（およそ３．６ＧＨｚ帯）で発振する。第２の発振トランジスタ２１のコレクタには第２インダクタ２２を介して電源端子Ｖｃｃから給電される。第２のインダクタ２２はストリップ線路で構成され、その長さは第２の周波数帯の発振信号のおよそ１／４波長の長さを有する。この長さは、第１の周波数帯に対しては１／２波長に相当している。ベースには第２の共振回路２３が結合される。第２の共振回路２３にはバラクタダイオード２３ａと共振線路２３ｂとが設けられ、バラクタダイオード２３ａに制御電圧Ｖｔが印加される。第２の発振トランジスタ２１のベースには抵抗２４、２５によりバイアス電圧が印加されるが、電源側の抵抗２４は第２のスイッチ素子２６を介して第２のインダクタ２２に接続される。第２のスイッチ素子２６はトランジスタ（ＰＮＰ型）で構成され、エミッタが第２のインダクタ２２に接続され、コレクタが抵抗２４に接続される。
出力端子３０には第１の周波数帯の発振信号又は第２の周波数帯の発振号が出力される。そのために、第１のスイッチ素子１６が第１のコンデンサ１７を介して出力端子３０に結合され、第２のスイッチ素子２６が第２のコンデンサ２７を介して出力端子３０に結合される。この出力の切替は第１のスイッチ素子１６及び第２のスイッチ素子２６によって制御される。
ここで、第１の周波数帯の発振信号を出力する場合は、第１のスイッチ素子１６のベースにローの電圧を印加してこれをオンにする。第１の発振トランジスタ１１は、ベースにバイアス電圧が印加されて第１の周波数帯で発振する。第２のスイッチ素子２６はオフのままとする。第１の発振トランジスタ１１のコレクタから出力された発振信号は第１のスイッチ素子１６、第１のコンデンサ１７を介して出力端子３０に出力される。このとき、第２のスイッチ素子２６はオフ状態であるので、発振信号が第２のインダクタ２２側及び第２の発振トランジスタ２１のコレクタ側へは伝送されないので発振信号のロスはない。
同様に、第２の周波数帯の発振信号を出力する場合は、第２のスイッチ素子２６のベースにローの電圧を印加してこれをオンにする。第２の発振トランジスタ２１は、ベースにバイアス電圧が印加されて第２の周波数帯で発振する。第１のスイッチ素子１６はオフのままとする。第２の発振トランジスタ２１のコレクタから出力された発振信号は第２のスイッチ素子２６、第１のコンデンサ２７を介して出力端子３０に出力される。このとき、第１のインダクタ１２を構成するストリップラインが第２の周波数帯に対しては２／１波長の長さに相当するが、第１のスイッチ素子１６がオフ状態であるので、発振信号が第１のインダクタ１２側及び第１の発振トランジスタ１１のコレクタ側へは伝送されないので発振信号のロスはない。
図２に示す第２の実施形態では、第１の発振トランジスタ１１のコレクタが第１のインダクタ１２に直接接続される代わりに、第１のスイッチ素子１６と抵抗１４との接続点に接続され、同様に、第２の発振トランジスタ２１のコレクタが第２のインダクタ２２に直接接続される代わりに、第２のスイッチ素子２６と抵抗２４との接続点に接続されていることが図１とは異なる。すなわち、第１の発振トランジスタ１１のコレクタは第１のスイッチ素子１６を介して第１のインダクタ１２に接続され、第２の発振トランジスタ２１のコレクタは第２のスイッチ素子２６を介して第２のインダクタ２２に接続されている。その他の構成は図１と同じである。
図２の構成においても、第１の周波数帯の発振信号を出力する場合は、第１のスイッチ素子１６のベースにローの電圧を印加してこれをオンにする。第１の発振トランジスタ１１は、コレクタとベースに第１のインダクタ１２から電源が供給されて第１の周波数帯で発振する。第２のスイッチ素子２６はオフのままとする。第１の発振トランジスタ１１のコレクタから出力された発振信号は第１のコンデンサ１７を介して出力端子３０に出力される。このとき、第２のスイッチ素子２６はオフ状態であるので、発振信号が第２のインダクタ２２側へは伝送されないので発振信号のロスはない。
同様に、第２の周波数帯の発振信号を出力する場合は、第２のスイッチ素子２６のベースにローの電圧を印加してこれをオンにする。第２の発振トランジスタ２１は、コレクタとベースに第２のインダクタ２２から電圧が印加されて第２の周波数帯で発振する。第１のスイッチ素子１６はオフのままとする。第２の発振トランジスタ２１のコレクタから出力された発振信号は第２のコンデンサ２７を介して出力端子３０に出力される。このとき、第１のスイッチ素子１６はオフ状態であるので、第１のインダクタ１２の長さが第２の周波数帯に対しては１／２波長になるが、発振信号が第１のインダクタ１２側へは伝送されないので発振信号のロスはない。
本発明の２バンド発振器の第１実施形態の構成を示す回路図である。 本発明の２バンド発振器の第２実施形態の構成を示す回路図である。 従来の２バンド発振器の構成を示す回路図である。
符号の説明
１１：第１の発振トランジスタ
１２：第１のインダクタ
１３：第１の共振回路
１３ａ：バラクタダイオード
１３ｂ：共振線路
１４、１５：抵抗
１６：第１のスイッチ素子
１７：第１のコンデンサ
２１：第２の発振トランジスタ
２２：第２のインダクタ
２３：第２の共振回路
２３ａ：バラクタダイオード
２３ｂ：共振線路
２４、２５：抵抗
２６：第２のスイッチ素子
２７：第２のコンデンサ

Claims (5)

  1. コレクタから第１の周波数帯の発振信号を出力する第１の発振トランジスタと、前記第１の発振トランジスタのコレクタに電源を供給する第１のインダクタと、前記第１の発振トランジスタの動作／非動作を切り替える第１のスイッチ素子と、コレクタから第２の周波数帯の発振信号を出力する第２の発振トランジスタと、前記第２の発振トランジスタのコレクタに前記電源を供給する第２のインダクタと、前記第２の発振トランジスタの動作／非動作を切り替える第２のスイッチ素子と、前記第１の周波数帯の発振信号又は前記第２の周波数帯の発振信号を外部に出力する出力端子とを備え、前記第１のインダクタと前記出力端子との間に前記第１のスイッチ素子を介挿し、前記第２のインダクタと前記出力端子との間に前記第２のスイッチ素子を介挿したことを特徴とする２バンド発振器。
  2. 前記第１の発振トランジスタのコレクタを前記第１のインダクタに直接接続すると共に、前記第１の発振トランジスタのベースには前記第１のスイッチ素子を介して電源を供給し、前記第２の発振トランジスタのコレクタを前記第２のインダクタに直接接続すると共に、前記第２の発振トランジスタのベースには前記第２のスイッチ素子を介して電源を供給したことを特徴とする請求項１に記載の２バンド発振器。
  3. 前記第１の発振トランジスタのコレクタ及びベースに前記第１のスイッチ素子を介して電源を供給し、前記第２の発振トランジスタのコレクタ及びベースに前記第２のスイッチ素子を介して電源を供給したことを特徴とする請求項１に記載の２バンド発振器。
  4. 前記第１のインダクタを前記第１の周波数帯の発振信号の１／４波長の長さを有する第１のストリップ線路で構成し、前記第２のインダクタを前記第１の周波数帯の発振信号の１／４波長の長さを有する第１のストリップ線路で構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の２バンド発振器。
  5. 前記第１のスイッチ素子及び前記第２のスイッチ素子をそれぞれトランジスタで構成したことを特長とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の２バンド発振器。
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