JP2015037256A

JP2015037256A - Oscillator

Info

Publication number: JP2015037256A
Application number: JP2013168479A
Authority: JP
Inventors: 喬智星; Takatomo Hoshi; 治徳田; Osamu Tokuda
Original assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nihon Dempa Kogyo Co Ltd
Priority date: 2013-08-14
Filing date: 2013-08-14
Publication date: 2015-02-23

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an oscillator that prevents abnormal oscillation at a frequency other than a desired frequency and outputs a frequency signal with a favorable phase noise characteristic.SOLUTION: The oscillator has a passive circuit including a resonance circuit 1, and an active circuit including a transistor 2 for amplifying an output from the passive circuit, and the passive circuit is provided with an extension inductor Lbetween the resonance circuit 1 and a base of the transistor 2, a damping resistor Rin parallel with the extension inductor L, and a parallel inductor Lin parallel with the resonance circuit 1. The damping resistor Rcan have a greater value than before to keep a loss in the passive circuit lower and improve a phase noise characteristic, while preventing abnormal oscillation by LC self-resonance.

Description

本発明は、発振器に係り、特に、所望の周波数以外での異常発振を防ぐと共に、位相雑音特性が良好な周波数信号を出力することができる発振器に関する。 The present invention relates to an oscillator, and more particularly to an oscillator that can prevent abnormal oscillation at a frequency other than a desired frequency and can output a frequency signal having good phase noise characteristics.

［先行技術の説明：図５］
ＶＣＸＯ（Voltage Controlled Crystal Oscillator；電圧制御発振器）等の発振器は、通常、受動回路と能動回路とで構成されている。
従来の発振器について図５を用いて説明する。図５は、従来の発振器の構成を示す概略回路図である。
図５に示す従来の発振器は、コルピッツ発振回路であり、受動回路と能動回路とから成る。 [Description of Prior Art: FIG. 5]
An oscillator such as a VCXO (Voltage Controlled Crystal Oscillator) is usually composed of a passive circuit and an active circuit.
A conventional oscillator will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic circuit diagram showing a configuration of a conventional oscillator.
The conventional oscillator shown in FIG. 5 is a Colpitts oscillation circuit, and includes a passive circuit and an active circuit.

図５に示すように、受動回路は、共振回路１と、伸長インダクタＬ_eと、ダンピング抵抗Ｒ_sとを備えている。
また、能動回路は、トランジスタ２と、帰還容量であるコンデンサＣ１及びコンデンサＣ２と、抵抗Ｒ１とを備えている。 As shown in FIG. 5, the passive circuit includes a resonance circuit 1, an extension inductor _Le, and a damping resistor R _s .
The active circuit includes a transistor 2, a capacitor C1 and a capacitor C2 that are feedback capacitors, and a resistor R1.

受動回路の共振回路１は、ＳＡＷ共振子等で構成される。
伸長インダクタＬ_eの一端は、共振回路１に接続され、他端は、能動回路のトランジスタ２のベースに接続されている。共振回路１の他端は接地されている。
また、ダンピング抵抗Ｒ_sは、伸長インダクタＬ_eに並列に接続されている。 The passive circuit resonance circuit 1 is composed of a SAW resonator or the like.
One end of the elongated inductor L _e is connected to the resonance circuit 1, the other end is connected to the base of the transistor 2 of the active circuit. The other end of the resonance circuit 1 is grounded.
Furthermore, the damping resistor R _s is connected in parallel to the extension inductor L _e.

能動回路のトランジスタ２のベースと、伸長インダクタとの間の点に、コンデンサＣ１とコンデンサＣ２の直列接続の一端が接続され、他端が接地されている。
抵抗Ｒ１は、一端がトランジスタ２のエミッタに接続すると共にコンデンサＣ１とＣ２の間の点に接続し、他端が接地されている。
尚、図５では、電源電圧とバイアス電圧は省略されている。また、トランジスタ２のコレクタに出力端子が設けられているが、図示は省略する。 One end of a series connection of a capacitor C1 and a capacitor C2 is connected to a point between the base of the transistor 2 of the active circuit and the extension inductor, and the other end is grounded.
The resistor R1 has one end connected to the emitter of the transistor 2 and a point between the capacitors C1 and C2, and the other end grounded.
In FIG. 5, the power supply voltage and the bias voltage are omitted. Further, although an output terminal is provided at the collector of the transistor 2, illustration thereof is omitted.

［ＬＣ自己共振］
伸長インダクタＬ_eは、発振周波数を調整することを目的として挿入されるものであるが、目的とする発振周波数がGHz帯まで高くなると、伸長インダクタのインダクタ成分と共振回路１のキャパシタ成分によって発生するＬＣ自己共振の共振周波数が、発振器で実現したい所望の周波数に近い場合には、ＬＣ自己共振で発振してしまうことがある。 [LC self-resonance]
The extension inductor _Le is inserted for the purpose of adjusting the oscillation frequency, but is generated by the inductor component of the extension inductor and the capacitor component of the resonance circuit 1 when the target oscillation frequency increases to the GHz band. When the resonance frequency of the LC self-resonance is close to a desired frequency to be realized by the oscillator, the LC self-resonance may oscillate.

そこで、ＬＣ自己共振による発振を防ぐために、従来の発振器では、伸長インダクタＬ_eに並列にダンピング抵抗Ｒ_sを設けている。
ダンピング抵抗Ｒ_sは、受動回路のクオリティファクター（「Ｑ」とする）を小さくしてＬＣ自己共振を抑制するものである。
しかし、それと共に、共振回路１のＱも低下してしまい、発振器全体の特性の劣化、特に位相雑音の劣化を招いてしまう。 Therefore, in order to prevent oscillation due to LC self-resonance, the conventional oscillator is provided with a damping resistor R _s in parallel with the extension inductor L _e.
The damping resistor R _s suppresses the LC self-resonance by reducing the quality factor (“Q”) of the passive circuit.
However, at the same time, the Q of the resonance circuit 1 also decreases, leading to deterioration of the characteristics of the entire oscillator, particularly deterioration of phase noise.

［従来の発振器の反射特性：図６］
従来の発振器の受動回路部における反射特性のシミュレーション結果について図６を用いて説明する。図６は、従来の発振器の反射特性を示す特性図であり、（ａ）は減衰特性、（ｂ）及び（ｄ）は位相特性、（ｃ）はスミスチャートである。尚、図６（ｄ）は、（ｂ）の目的周波数付近を拡大して示したものである。
図６では、図５に示した発振器において、能動回路側のパラメータとして、Ｃ１＝Ｃ２＝2.0[pF]、Ｒ１＝56[Ω（オーム）]とし、受動回路側のパラメータとして、伸長インダクタＬ_e＝5.0[nH]、ダンピング抵抗Ｒ_s＝370[Ω（オーム）]、共振回路１を2GHzの１ポートＳＡＷ共振子として、その条件下で受動回路側の反射特性を求めたシミュレーション結果を示している。 [Reflection characteristics of conventional oscillator: FIG. 6]
The simulation result of the reflection characteristic in the passive circuit part of the conventional oscillator will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a characteristic diagram showing reflection characteristics of a conventional oscillator, where (a) is an attenuation characteristic, (b) and (d) are phase characteristics, and (c) is a Smith chart. Note that FIG. 6D is an enlarged view of the vicinity of the target frequency of FIG.
6, in the oscillator shown in FIG. 5, C1 = C2 = 2.0 [pF] and R1 = 56 [Ω (ohms)] as the parameters on the active circuit side, and the extension inductor L _e as the parameters on the passive circuit side. = 5.0 [nH], damping resistance R _s = 370 [Ω (ohms)], the resonance circuit 1 is a 1 GHz SAW resonator of 2 GHz, and the simulation results for the reflection characteristics on the passive circuit side under the conditions are shown. Yes.

図６（ａ）（ｂ）に示すように、2GHz付近に共振回路１によるピークが見られるが、それと共に、2.3〜2.5GHz付近にもＬＣ共振による減衰及び位相変化のピークが認められる。
更に、図６（ｃ）に示すように、スミスチャート上の特性もあまり良好ではない。 As shown in FIGS. 6A and 6B, a peak due to the resonance circuit 1 is observed in the vicinity of 2 GHz, and at the same time, attenuation and phase change peaks due to LC resonance are also observed in the vicinity of 2.3 to 2.5 GHz.
Further, as shown in FIG. 6C, the characteristics on the Smith chart are not so good.

［従来の発振器の発振スペクトル：図７］
次に、図６と同じ条件でシミュレーションした場合の発振器特性について説明する。図７は、従来の発振器の発振スペクトルを示す特性図である。
図７に示すように、図５に示した従来の発振器では、発振周波数1.98312[GHz]が得られる。 [Oscillation spectrum of conventional oscillator: Fig. 7]
Next, oscillator characteristics when a simulation is performed under the same conditions as in FIG. 6 will be described. FIG. 7 is a characteristic diagram showing an oscillation spectrum of a conventional oscillator.
As shown in FIG. 7, the conventional oscillator shown in FIG. 5 can obtain an oscillation frequency of 1.99312 [GHz].

［従来の発振器の位相雑音特性：図８］
同様に、図６と同じ条件でシミュレーションした場合の従来の発振器の位相雑音特性を示す。図８は、従来の発振器の位相雑音特性を示す特性図である。
図８に示すように、図５に示した従来の発振器では、オフセット1kHzにおいて、位相雑音-108.016[dBc/Hz]が得られる。 [Phase Noise Characteristics of Conventional Oscillator: Fig. 8]
Similarly, the phase noise characteristics of a conventional oscillator when simulated under the same conditions as in FIG. FIG. 8 is a characteristic diagram showing phase noise characteristics of a conventional oscillator.
As shown in FIG. 8, in the conventional oscillator shown in FIG. 5, phase noise of −108.016 [dBc / Hz] is obtained at an offset of 1 kHz.

［関連技術］
尚、発振器に関する技術としては、特開２００５−２６８２９号公報「電圧制御型発振器、クロック変換器及び電子機器」（セイコーエプソン株式会社、特許文献１）、実公昭６３−１１７１０７号公報「電圧制御発振器」（株式会社東芝、特許文献２）がある。 [Related technologies]
As a technique related to the oscillator, Japanese Patent Laid-Open No. 2005-26829 “Voltage Control Type Oscillator, Clock Converter and Electronic Device” (Seiko Epson Corporation, Patent Document 1), Japanese Utility Model Publication No. 63-117107 “Voltage Controlled Oscillator” (Toshiba Corporation, Patent Document 2).

特許文献１には、ＳＡＷ共振子を備えたコルピッツ型の発振回路において、ＳＡＷ共振子に並列に伸張コイルを接続し、周波数可変範囲を拡大できる電圧制御型発振器が記載されている。 Patent Document 1 describes a voltage controlled oscillator that can expand a frequency variable range by connecting an extension coil in parallel to a SAW resonator in a Colpitts type oscillation circuit having a SAW resonator.

また、特許文献２には、可変容量ダイオードのカソードに、伸長コイルを介してＳＡＷ共振器（ＳＡＷＲ）が接続された構成として、容量変化率の低下を生ぜず、制御感度の向上を図ることが記載されている。 Patent Document 2 discloses that a SAW resonator (SAWR) is connected to the cathode of a variable capacitance diode via an extension coil, so that the control sensitivity can be improved without causing a decrease in the rate of change in capacitance. Have been described.

特開２００５−２６８２９号公報JP 2005-26829 A 実公昭６３−１１７１０７号公報Japanese Utility Model Publication No. 63-117107

上述したように、従来の伸長インダクタを備えた発振器では、自己共振による異常発振を抑えるためにダンピング抵抗を設けると、共振回路のＱ値が低下し、出力周波数の位相雑音特性が悪化してしまうという問題点があった。 As described above, in a conventional oscillator including an extension inductor, if a damping resistor is provided to suppress abnormal oscillation due to self-resonance, the Q value of the resonance circuit is lowered and the phase noise characteristic of the output frequency is deteriorated. There was a problem.

尚、特許文献１及び２には、伸長インダクタとダンピング抵抗に加えて、共振回路に並列に並列インダクタを設けることは記載されていない。 Patent Documents 1 and 2 do not describe providing a parallel inductor in parallel with the resonant circuit in addition to the elongated inductor and the damping resistor.

本発明は上記実状に鑑みて為されたもので、共振回路と伸長インダクタの自己共振による異常発振を抑制しつつ、位相雑音特性が良好な出力周波数を得ることができる発振器を実現することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to realize an oscillator capable of obtaining an output frequency with good phase noise characteristics while suppressing abnormal oscillation due to self-resonance of a resonance circuit and an extension inductor. And

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、共振回路を有する受動回路と、受動回路からの出力信号を増幅するトランジスタを有する能動回路とを備えた発振器であって、受動回路が、共振回路の出力側に直列に接続する伸長インダクタと、伸長インダクタに並列に接続するダンピング抵抗と、共振回路に並列に接続する並列インダクタとを備えたことを特徴としている。 The present invention for solving the problems of the above conventional example is an oscillator including a passive circuit having a resonance circuit and an active circuit having a transistor for amplifying an output signal from the passive circuit. An extension inductor connected in series to the output side of the resonance circuit, a damping resistor connected in parallel to the extension inductor, and a parallel inductor connected in parallel to the resonance circuit are provided.

また、本発明は、上記発振器において、並列インダクタの値が、伸長インダクタの値より大きいことを特徴としている。 Further, the present invention is characterized in that, in the oscillator, the value of the parallel inductor is larger than the value of the extension inductor.

また、本発明は、上記発振器において、並列インダクタ、ダンピング抵抗、伸長インダクタの値は、伸長インダクタのインダクタ成分と共振回路のキャパシタ成分によるＬＣ自己共振周波数を、共振回路の共振周波数から遠ざけるように調整されていることを特徴としている。 In the oscillator according to the present invention, the values of the parallel inductor, the damping resistor, and the extension inductor are adjusted so that the LC self-resonance frequency due to the inductor component of the extension inductor and the capacitor component of the resonance circuit is away from the resonance frequency of the resonance circuit. It is characterized by being.

また、本発明は、上記発振器において、共振回路が、ＬＣ共振回路、水晶振動子、ＳＡＷ共振子、圧電薄膜共振子のいずれかで構成されていることを特徴としている。 In the oscillator according to the present invention, the resonance circuit is configured by any one of an LC resonance circuit, a crystal resonator, a SAW resonator, and a piezoelectric thin film resonator.

本発明によれば、共振回路を有する受動回路と、受動回路からの出力信号を増幅するトランジスタを有する能動回路とを備えた発振器であって、受動回路が、共振回路の出力側に直列に接続する伸長インダクタと、伸長インダクタに並列に接続するダンピング抵抗と、共振回路に並列に接続する並列インダクタとを備えた発振器としているので、従来に比べてダンピング抵抗の値を大きくすることができ、所望の周波数以外でのＬＣ自己共振による異常発振を抑えると共に、受動回路での損失を小さくして位相雑音特性を良好にすることができる効果がある。 According to the present invention, an oscillator includes a passive circuit having a resonance circuit and an active circuit having a transistor for amplifying an output signal from the passive circuit, and the passive circuit is connected in series to the output side of the resonance circuit. Since the oscillator includes an extending inductor, a damping resistor connected in parallel to the extending inductor, and a parallel inductor connected in parallel to the resonant circuit, the value of the damping resistor can be increased as compared with the prior art. As a result, it is possible to suppress abnormal oscillation due to LC self-resonance at a frequency other than the above-mentioned frequency and to reduce the loss in the passive circuit to improve the phase noise characteristics.

また、本発明によれば、並列インダクタの値が、伸長インダクタの値より大きい上記発振器としているので、受動回路における損失を小さくして、位相雑音特性を確実に良好にする効果がある。 Further, according to the present invention, since the value of the parallel inductor is greater than the value of the extension inductor, the loss in the passive circuit is reduced and the phase noise characteristic is reliably improved.

また、本発明によれば、並列インダクタ、ダンピング抵抗、伸長インダクタの値は、伸長インダクタのインダクタ成分と共振回路のキャパシタ成分によるＬＣ自己共振周波数を、共振回路の共振周波数から遠ざけるように調整されている上記発振器としているのでＬＣ自己共振による異常発振を確実に抑えることができる効果がある。 Further, according to the present invention, the values of the parallel inductor, damping resistor, and extension inductor are adjusted so that the LC self-resonance frequency due to the inductor component of the extension inductor and the capacitor component of the resonance circuit is kept away from the resonance frequency of the resonance circuit. Since the above oscillator is used, there is an effect that it is possible to reliably suppress abnormal oscillation due to LC self-resonance.

本発明の実施の形態に係る発振器の概略回路図である。1 is a schematic circuit diagram of an oscillator according to an embodiment of the present invention. 本発振器の反射特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the reflective characteristic of this oscillator. 本発振器の発振スペクトルを示す特性図である。It is a characteristic view which shows the oscillation spectrum of this oscillator. 本発振器の位相雑音特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the phase noise characteristic of this oscillator. 従来の発振器の構成を示す概略回路図である。It is a schematic circuit diagram which shows the structure of the conventional oscillator. 従来の発振器の反射特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the reflection characteristic of the conventional oscillator. 従来の発振器の発振スペクトルを示す特性図である。It is a characteristic view which shows the oscillation spectrum of the conventional oscillator. 従来の発振器の位相雑音特性を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the phase noise characteristic of the conventional oscillator.

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る発振器は、共振回路と、共振回路の出力側に設けられた並列接続の伸長インダクタ及びダンピング抵抗とを備えた受動回路と、受動回路からの信号を増幅して出力するトランジスタを備えた能動回路とを有し、受動回路において、共振回路に並列に接続する並列インダクタを備えたものであり、従来に比べてダンピング抵抗の値を大きくすることができ、所望の周波数以外でのＬＣ自己共振による異常発振を抑えつつ、受動回路での損失を小さくして位相雑音特性を良好にすることができるものである。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Outline of the embodiment]
An oscillator according to an embodiment of the present invention includes a passive circuit including a resonant circuit, a parallel-connected extension inductor and a damping resistor provided on the output side of the resonant circuit, and amplifies and outputs a signal from the passive circuit In the passive circuit, it has a parallel inductor connected in parallel to the resonant circuit, and the value of the damping resistor can be increased as compared with the conventional circuit, and the desired frequency While suppressing abnormal oscillation due to LC self-resonance, the loss in the passive circuit can be reduced to improve the phase noise characteristics.

［実施の形態に係る発振器：図１］
本発明の実施の形態に係る発振器の構成について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る発振器の概略回路図である。
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る発振器（本発振器）は、ＶＣＸＯ等の発振器であって、基本的な構成は図５に示した従来の発振器とほぼ同様であり、共振回路１と、共振回路１の一端に接続する伸張インダクタＬ_e及びダンピング抵抗Ｒ_sの並列回路とを備えた受動回路と、共振回路１からの信号を増幅して外部に出力するトランジスタ２を備えた能動回路とから成る。
並列接続の伸長インダクタＬ_e及びダンピング抵抗Ｒ_sの他端は、トランジスタ２のベースに接続している。 [Oscillator according to Embodiment: FIG. 1]
The configuration of the oscillator according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic circuit diagram of an oscillator according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the oscillator according to the embodiment of the present invention (the present oscillator) is an oscillator such as a VCXO, and the basic configuration is substantially the same as the conventional oscillator shown in FIG. A passive circuit including a circuit 1 and a parallel circuit of an extension inductor _Le and a damping resistor R _s connected to one end of the resonance circuit 1 and a transistor 2 that amplifies a signal from the resonance circuit 1 and outputs the amplified signal to the outside. Active circuit.
The other end of the parallel-connected extension inductor _Le and the damping resistor R _s is connected to the base of the transistor 2.

また、能動回路は、トランジスタ２のベースに、直列接続のコンデンサＣ１，Ｃ２の一端が接続され、他端が接地されている。トランジスタ２のエミッタには抵抗Ｒ１の一端が接続され、他端が接地されている。
トランジスタ２のコレクタ側に出力端子が設けられているが、ここでは図示を省略する。 In the active circuit, one end of capacitors C1 and C2 connected in series is connected to the base of the transistor 2, and the other end is grounded. One end of a resistor R1 is connected to the emitter of the transistor 2, and the other end is grounded.
Although an output terminal is provided on the collector side of the transistor 2, illustration thereof is omitted here.

そして、本発振器の特徴として、受動回路において、共振回路１に並列に接続する並列インダクタＬ_pが設けられている。
並列インダクタＬ_pを設けることにより、所望の発振周波数からＬＣ共振周波数を遠ざけ、ダンピング抵抗を用いない若しくはダンピング抵抗の値を大きくして、共振回路１におけるＱの低下を抑えるものである。 As a feature of the present oscillator, a parallel inductor L _p connected in parallel to the resonance circuit 1 is provided in the passive circuit.
By providing the parallel inductor L _p , the LC resonance frequency is kept away from the desired oscillation frequency, the damping resistance is not used or the value of the damping resistance is increased, and the decrease in Q in the resonance circuit 1 is suppressed.

これにより、本発振器では、共振回路１と伸長インダクタＬ_eの自己共振による異常発振を防ぐと共に、Ｑの低下を防ぎ、発振器出力の位相雑音特性を良好にすることができるものである。 Thus, in this oscillator, while preventing abnormal oscillation due to self-resonance of the resonant circuit 1 extended inductor L _e, preventing a decrease in Q, in which the phase noise characteristic of the oscillator output can be improved.

［本発振器における反射特性：図２］
次に、本発振器の受動回路部における反射特性のシミュレーション結果について図２を用いて説明する。図２は、本発振器の反射特性を示す特性図であり、（ａ）は減衰特性、（ｂ）及び（ｄ）は位相特性、（ｃ）はスミスチャートである。尚、図６（ｄ）は、（ｂ）の目的周波数付近を拡大して示したものである。
図２では、図１に示した発振器において、能動回路側のパラメータとして、Ｃ１＝Ｃ２＝2.0[pF]、Ｒ１＝56[Ω（オーム）]とし、受動回路側のパラメータとして、伸長インダクタＬ_e＝5.0[nH]、ダンピング抵抗Ｒ_s＝1000[Ω（オーム）]、並列インダクタＬ_p＝25[nH]、共振回路１を2GHzの１ポートＳＡＷ共振子として、その条件下で受動回路側の反射特性を求めたシミュレーション結果を示している。
また、比較のために、図６に示した従来の発振器の特性を破線で示している。 [Reflection characteristics of this oscillator: Fig. 2]
Next, a simulation result of reflection characteristics in the passive circuit portion of the present oscillator will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a characteristic diagram showing the reflection characteristic of the present oscillator, where (a) is an attenuation characteristic, (b) and (d) are phase characteristics, and (c) is a Smith chart. Note that FIG. 6D is an enlarged view of the vicinity of the target frequency of FIG.
2, in the oscillator shown in FIG. 1, C1 = C2 = 2.0 [pF] and R1 = 56 [Ω (ohms)] as the parameters on the active circuit side, and the extension inductor L _e as the parameters on the passive circuit side. = 5.0 [nH], Damping resistor R _s = 1000 [Ω (Ohms)], Parallel inductor L _p = 25 [nH], Resonant circuit 1 as a 1 GHz 1-port SAW resonator The simulation result which calculated | required the reflection characteristic is shown.
For comparison, the characteristics of the conventional oscillator shown in FIG. 6 are indicated by broken lines.

ここで、本発振器の特徴として、並列インダクタＬeの値を伸長インダクタＬ_eの値より大きくしている。
本発振器では、伸長インダクタＬ_eより大きい並列インダクタＬ_pを設けることにより、ダンピング抵抗Ｒ_sの値を図６に示した従来の発振器の場合（370[Ω（オーム）]）に比べて大きくすることが可能となっている。
これにより、ＬＣ自己共振による発振を防ぎつつ、受動回路の損失を小さくして、位相雑音特性の改善を図るものである。 Here, as a feature of the present oscillator, and the value of the parallel inductor Le greater than the value of the elongation inductor L _e.
In this oscillator, by providing the elongated inductor L _e is greater than the parallel inductor L _p, larger than that of the conventional oscillator values shown in FIG. 6 of the damping resistor R _s (370 [Ω (ohms)) It is possible.
As a result, the oscillation of the LC self-resonance is prevented, the loss of the passive circuit is reduced, and the phase noise characteristic is improved.

但し、ダンピング抵抗Ｒ_sの値を大きくするとＬＣ自己共振が発生しやすくなるので、位相雑音特性向上の効果とＬＣ自己共振防止の効果とを合わせて考慮して、所望の特性が得られるよう、並列インダクタＬ_p及びダンピング抵抗Ｒ_s及び伸長インダクタＬ_eの値を最適な値に設定することが望ましい。 However, since the LC self-resonance is likely to occur when the value of the damping resistor R _s is increased, the desired characteristics can be obtained in consideration of the effect of improving the phase noise characteristic and the effect of preventing the LC self-resonance. it is desirable to set the optimum value the value of the parallel inductor L _p and damping resistor R _s and extension inductor L _e.

図２のシミュレーション結果では、（ａ）（ｂ）に示すように、2GHz付近に共振回路１によるピークが見られる。
特に、本発振器では、（ａ）に示すように、従来の発振器で認められた2.3〜2.5GHz付近のＬＣ自己共振による減衰は小さくなっており、（ｂ）に示すように、ＬＣ自己共振による位相変化のピークは、従来に比べて共振回路１の共振周波数から遠いところに現れている。 In the simulation result of FIG. 2, as shown in (a) and (b), a peak due to the resonance circuit 1 is seen in the vicinity of 2 GHz.
In particular, in this oscillator, as shown in (a), the attenuation due to LC self-resonance in the vicinity of 2.3 to 2.5 GHz recognized in the conventional oscillator is small, and as shown in (b), due to LC self-resonance. The peak of the phase change appears farther from the resonance frequency of the resonance circuit 1 than in the conventional case.

すなわち、本発振器では従来の発振器に比べてＬＣ自己共振による異常発振は起こりにくくなっている。
更に、図２（ｃ）に示すように、スミスチャートで示した特性も、図６に示した従来の特性に比べて良好になっている。 That is, in this oscillator, abnormal oscillation due to LC self-resonance is less likely to occur than in a conventional oscillator.
Further, as shown in FIG. 2C, the characteristics shown in the Smith chart are also better than the conventional characteristics shown in FIG.

［本発振器の発振スペクトル：図３］
次に、図２と同じ条件でシミュレーションした発振器特性について説明する。図３は、本発振器の発振スペクトルを示す特性図である。
図３に示すように、図１に示した本発振器では、発振周波数1.98332[GHz]が得られる。 [Oscillation spectrum of this oscillator: Fig. 3]
Next, oscillator characteristics simulated under the same conditions as in FIG. 2 will be described. FIG. 3 is a characteristic diagram showing an oscillation spectrum of the present oscillator.
As shown in FIG. 3, with the present oscillator shown in FIG. 1, an oscillation frequency of 1.833332 [GHz] is obtained.

［本発振器の位相雑音特性：図４］
図２と同じ条件でシミュレーションした場合の本発振器の位相雑音特性について図４を用いて説明する。図４は、本発振器の位相雑音特性を示す特性図である。
図４に示すように、本発振器では、オフセット1kHzでの位相雑音は-112.65[dBc/Hz]が得られており、これは、図８に示した従来の発振器の位相雑音（-108.016[dBc/Hz]）に比べて改善されている。 [Phase noise characteristics of this oscillator: Fig. 4]
The phase noise characteristics of this oscillator when simulated under the same conditions as in FIG. 2 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a characteristic diagram showing the phase noise characteristic of the present oscillator.
As shown in FIG. 4, in this oscillator, the phase noise at the offset of 1 kHz is −112.65 [dBc / Hz], which is the phase noise (−108.016 [dBc / Hz] of the conventional oscillator shown in FIG. / Hz]).

尚、特許文献１には、共振回路に並列に伸張コイルを接続し、周波数可変範囲を拡大する構成が記載されているが、並列接続の伸張コイル及びダンピング抵抗を、共振回路とトランジスタとの間に設けた構成において、更に、共振回路に並列に別のインダクタを接続して、ＬＣ自己共振による異常発振を防ぐと共に位相雑音特性を向上させる構成については、特許文献１及び２には記載されていない。 Note that Patent Document 1 describes a configuration in which an extension coil is connected in parallel to the resonance circuit to expand the frequency variable range. However, a parallel connection extension coil and a damping resistor are provided between the resonance circuit and the transistor. Further, in the configuration provided in FIG. 1, Patent Documents 1 and 2 describe a configuration in which another inductor is connected in parallel to the resonant circuit to prevent abnormal oscillation due to LC self-resonance and to improve phase noise characteristics. Absent.

［実施の形態の効果］
本発明の実施の形態に係る発振器によれば、共振回路１を備えた受動回路と、受動回路からの出力を増幅するトランジスタ２を備えた能動回路を有し、共振回路１とトランジスタ２との間に並列接続の伸長インダクタＬ_eとダンピング抵抗Ｒ_sを備え、共振回路１に並列に接続する並列インダクタＬ_pを設けた発振器としているので、従来に比べてダンピング抵抗Ｒ_sの値を大きくすることができ、ＬＣ自己共振による異常発振を防ぎつつ、受動回路における損失を小さくして、位相雑音特性を向上させることができる効果がある。 [Effect of the embodiment]
The oscillator according to the embodiment of the present invention includes a passive circuit including the resonance circuit 1 and an active circuit including the transistor 2 that amplifies the output from the passive circuit. Since the oscillator is provided with the parallel-connected extension inductor _Le and the damping resistor R _s and provided with the parallel inductor L _p connected in parallel to the resonance circuit 1, the value of the damping resistor R _s is increased as compared with the conventional case. Therefore, there is an effect that the phase noise characteristic can be improved by reducing the loss in the passive circuit while preventing the abnormal oscillation due to the LC self-resonance.

また、本発振器によれば、並列インダクタＬ_pの値を伸長インダクタＬ_eよりも大きく設定しているので、受動回路における損失を小さくして、位相雑音特性を確実に向上させることができる効果がある。 Further, according to the present oscillator, so it is set larger than the elongation inductor L _e the value of the parallel inductor L _p, to reduce the losses in the passive circuit, the effect that can be reliably improved phase noise characteristics is there.

また、本発振器によれば、並列インダクタＬ_P、伸長インダクタＬ_e、ダンピング抵抗Ｒ_sの値を適宜調整することにより、簡易な構成で良好な特性の出力信号を得ることができる効果がある。 Further, according to this oscillator, there is an effect that an output signal having a good characteristic can be obtained with a simple configuration by appropriately adjusting the values of the parallel inductor L _P , the extension inductor _Le and the damping resistor R _s .

また、本発振器は、共振回路としてＬＣ共振回路、水晶振動子、ＳＡＷ共振子に限らず、ＦＢＡＲ（Film Bulk Acoustic Resonator）やＳＭＲ（Solidly Mounted Resonator）といったバルク波弾性振動を一部又は全部用いた圧電薄膜共振子から成る共振回路についても適用可能である。 This oscillator is not limited to an LC resonant circuit, a crystal resonator, or a SAW resonator as a resonant circuit, and uses part or all of bulk wave elastic vibration such as FBAR (Film Bulk Acoustic Resonator) and SMR (Solidly Mounted Resonator). The present invention can also be applied to a resonance circuit including a piezoelectric thin film resonator.

本発明は、所望の周波数以外での異常発振を防ぐと共に、位相雑音特性が良好な周波数信号を出力することができる発振器に適している。 The present invention is suitable for an oscillator that can prevent abnormal oscillation at a frequency other than a desired frequency and output a frequency signal with good phase noise characteristics.

１...共振回路、２...トランジスタ、Ｌ_e...伸長インダクタ、Ｌ_p...並列インダクタ、Ｃ１，Ｃ２...コンデンサ、Ｒ１...抵抗、Ｒ_s...ダンピング抵抗 1 ... resonant circuit, 2 ... transistor, L _e ... extension inductor, L _p ... parallel inductor, C1, C2 ... capacitors, R1 ... resistor, R _s ... damping resistor

Claims

An oscillator comprising a passive circuit having a resonance circuit and an active circuit having a transistor for amplifying an output signal from the passive circuit,
The passive circuit includes an extension inductor connected in series to the output side of the resonance circuit, a damping resistor connected in parallel to the extension inductor, and a parallel inductor connected in parallel to the resonance circuit. Oscillator.

The oscillator according to claim 1, wherein the value of the parallel inductor is larger than the value of the extension inductor.

The values of the parallel inductor, the damping resistor, and the extension inductor are adjusted so as to keep the LC self-resonance frequency of the inductor component of the extension inductor and the capacitor component of the resonance circuit away from the resonance frequency of the resonance circuit. The oscillator according to claim 1 or 2.

The oscillator according to any one of claims 1 to 3, wherein the resonance circuit is composed of any one of an LC resonance circuit, a crystal resonator, a SAW resonator, and a piezoelectric thin film resonator.