発振回路、異常発振検査方法、高周波受信機、及び高周波送信機
【課題】複数の電圧制御発振器を有するにもかかわらず異常発振の有無検査の検査時間を短縮することができる発振回路を提供する。
【解決手段】動作電流がそれぞれ異なる値である第１から第ｎ（ｎは２以上の自然数）の電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎと、１つの基準電圧生成回路ＲＶ０と、第１から第ｎ（ｎは２以上の自然数）のスイッチＳＷ１〜ＳＷｎとを備え、すべてのｋ（ｋ＝１〜ｎ）について、第ｋの電圧制御発振器ＶＣＯｋの直流バイアス入力端子Ｔ＿ｋと基準電圧生成回路ＲＶ０の直流バイアス出力端子Ｔ＿０との間に第ｋのスイッチＳＷｋが設けられており、第ｋのスイッチＳＷｋがオン状態のときに基準電圧生成回路ＲＶ０から第ｋの電圧制御発振器ＶＣＯｋの差動トランジスタにベースバイアス電圧が供給される発振回路。
【解決手段】動作電流がそれぞれ異なる値である第１から第ｎ（ｎは２以上の自然数）の電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎと、１つの基準電圧生成回路ＲＶ０と、第１から第ｎ（ｎは２以上の自然数）のスイッチＳＷ１〜ＳＷｎとを備え、すべてのｋ（ｋ＝１〜ｎ）について、第ｋの電圧制御発振器ＶＣＯｋの直流バイアス入力端子Ｔ＿ｋと基準電圧生成回路ＲＶ０の直流バイアス出力端子Ｔ＿０との間に第ｋのスイッチＳＷｋが設けられており、第ｋのスイッチＳＷｋがオン状態のときに基準電圧生成回路ＲＶ０から第ｋの電圧制御発振器ＶＣＯｋの差動トランジスタにベースバイアス電圧が供給される発振回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電圧制御発振器を有する発振回路、その発振回路の異常発振を検査する方法、並びにその発振回路を有する高周波受信機及び高周波送信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
広い帯域に多数のチャンネルが存在する衛星放送用受信機やケーブルテレビ用受信機で用いられる発振器は、広い発振周波数レンジでかつ低位相雑音であることが要求される。このような発振器を小型で実現する方法としてチューニング電圧により発振周波数を可変することができる電圧制御発振器を用いた方法が一般的である。しかしながら、１つの電圧制御発振器で広い発振周波数レンジをカバーしようとするとチューニング電圧に対する発振周波数の感度が高くなるため位相雑音特性の劣化を招く。
【０００３】
このため、広い発振周波数レンジにおいて低位相雑音を実現する方法として、複数の電圧制御発振器を設ける方法が考案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。複数の電圧制御発振器を有する発振回路は、発振周波数帯域が異なる電圧制御発振器を複数設けることによって広い発振周波数レンジをカバーすることができ、個々の電圧制御発振器においては発振周波数レンジが狭いため位相雑音特性の劣化が起こりにくい。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−１３６１４２号公報
【特許文献２】特開昭６２−１６６６１９号公報
【特許文献３】特開平９−１０２７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、複数の電圧制御発振器を有する従来の発振回路の構成例を図５に示す。トランジスタＴｒ１＿１、Ｔｒ１＿２、・・・、Ｔｒ１＿ｎは基準電圧生成回路の構成要素である。トランジスタＴｒ１＿１と差動トランジスタＴｒ２＿１及びＴｒ３＿１とはカレントミラーで接続され、以下同様に、トランジスタＴｒ１＿２と差動トランジスタＴｒ２＿２及びＴｒ３＿２とがカレントミラーで接続され、・・・、トランジスタＴｒ１＿ｎと差動トランジスタＴｒ２＿ｎ及びＴｒ３＿ｎとがカレントミラーで接続されている。また、差動トランジスタＴｒ２＿１及びＴｒ３＿１の各面積をトランジスタＴｒ１＿１の面積のＮ１倍とし、以下同様に、差動トランジスタＴｒ２＿２及びＴｒ３＿２の各面積をトランジスタＴｒ１＿２の面積のＮ２倍とし、・・・、差動トランジスタＴｒ２＿ｎ及びＴｒ３＿ｎの各面積をトランジスタＴｒ１＿ｎの面積のＮｎ倍としているため、差動トランジスタＴｒ２＿１及びＴｒ３＿１に流れるコレクタ電流は基準電圧生成回路のトランジスタＴｒ１＿１に流れるコレクタ電流Ｉ１のＮ１倍となり、以下同様に、差動トランジスタＴｒ２＿２及びＴｒ３＿２に流れるコレクタ電流は基準電圧生成回路のトランジスタＴｒ１＿２に流れるコレクタ電流Ｉ２のＮ２倍となり、・・・、差動トランジスタＴｒ２＿ｎ及びＴｒ３＿ｎに流れるコレクタ電流は基準電圧生成回路のトランジスタＴｒ１＿ｎに流れるコレクタ電流ＩｎのＮｎ倍となる。
【０００６】
図５に示す従来の発振回路が有する電圧制御発振器ＶＣＯ１’の発振周波数、すなわち、インダクタＬ１＿１及びＬ２＿１と可変容量素子Ｃ１＿１及びＣ２＿１とからなる共振回路の共振周波数ｆ1は、下記の（１）式で表される。ただし、Ｃは可変容量素子Ｃ１＿１及びＣ２＿１の各容量値であり、ＬはインダクタＬ１＿１及びＬ２＿１の各インダクタンスである。
【数１】
【０００７】
ところで、バイポーラトランジスタでは、図６に示すようにエミッタ−ベース間空間電荷領域において一般的に存在する結晶歪みなどにより、少数キャリアと多数キャリアとのランダムな再結合が起こることがある。このランダムな再結合が発生すると、バイポーラトランジスタのベース電流が揺らぎ、微小電流ノイズＩNOISEが発生する。
【０００８】
図５に示す従来の発振回路が有する電圧制御発振器ＶＣＯ１’において、図７に示すように微小電流ノイズＩNOISEが基準電圧生成回路のトランジスタＴｒ１＿１で発生した場合、ポイントＰ１の電圧には微小電流ノイズＩNOISEと抵抗Ｒ１＿１との積が余計に現れる。このため、トランジスタＴｒ１＿１で発生した微小電流ノイズＩNOISEのＮ１倍のベース電流が差動トランジスタＴｒ２＿１及びＴＲ３＿１のベースに流れ込み、結果的に差動トランジスタＴｒ２＿１及びＴＲ３＿１のコレクタ電流Ｉ２＿１及びＩ３＿１にもトランジスタＴｒ１＿１のコレクタ電流に含まれるノイズ電流と同じ割合のノイズ電流が含まれる。ノイズ電流が含まれたコレクタ電流Ｉ２＿１及びＩ３＿１が流れると、ポイントＰ２及びＰ３の直流成分電圧はコレクタ電流Ｉ２＿１及びＩ３＿１に含まれるノイズ電流に応じて揺らぐため、可変容量素子Ｃ１＿１及びＣ２＿１の各容量値も±ＣNOISE揺らぐ。
【０００９】
したがって、微小電流ノイズＩNOISEが基準電圧生成回路のトランジスタＴｒ１＿１で発生した場合の図５に示す従来の発振回路が有する電圧制御発振器ＶＣＯ１’の発振周波数、すなわち、微小電流ノイズＩNOISEが基準電圧生成回路のトランジスタＴｒ１＿１で発生した場合のインダクタＬ１＿１及びＬ２＿１と可変容量素子Ｃ１＿１及びＣ２＿１とからなる共振回路の共振周波数ｆ1'は、下記の（２）式で表される。
【数２】
【００１０】
つまり、基準電圧生成回路のバイポーラトランジスタに微小電流ノイズが発生すると、発振周波数が揺らぎ異常発振することがわかる。上記の説明においては、電圧制御発振器ＶＣＯ１’の場合を例に挙げて説明したが、電圧制御発振器ＶＣＯ２’、・・・、ＶＣＯｎ’でも同じ現象が発生する可能性があるため、異常発振の有無検査はすべての電圧制御発振器で行う必要があり、その検査に時間がかかっていた。
【００１１】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、複数の電圧制御発振器を有するにもかかわらず異常発振の有無検査の検査時間を短縮することができる発振回路、その発振回路の異常発振を検査する方法、並びにその発振回路を有する高周波受信機及び高周波送信機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】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明に係る発振回路は、動作電流がそれぞれ異なる値である第１から第ｎ（ｎは２以上の自然数）の電圧制御発振器と、１つの基準電圧生成回路と、第１から第ｎ（ｎは２以上の自然数）のスイッチとを備え、すべてのｋ（ｋ＝１〜ｎ）について、第ｋの電圧制御発振器と前記基準電圧生成回路との間に第ｋのスイッチが設けられており、第ｋのスイッチがオン状態のときに前記基準電圧生成回路から第ｋの電圧制御発振器の差動トランジスタにベースバイアス電圧が供給される構成としている。
【００１３】
このような構成によると、第１から第ｎの電圧制御発振器の差動トランジスタにベースバイアス電圧を供給する基準電圧生成回路が１つであるので、ベースバイアス電圧が揺らいだときに生じる発振周波数の揺らぎ量は、動作電流が最も大きい電圧制御発振器が最も多くなる。したがって、第１から第ｎの電圧制御発振器のうち動作電流が最も大きい電圧制御発振器についてのみ異常発振の有無を検査すれば十分であるので、複数の電圧制御発振器を有するにもかかわらず異常発振の有無検査の検査時間を短縮することができる。
【００１４】
また、上記構成の発振回路において、第１から第ｎの電圧制御発振器はそれぞれ発振周波数帯域が異なる電圧制御発振器であり、第１から第ｎのスイッチのうち１つのみをオン状態にして第１から第ｎの電圧制御発振器のうち１つのみを選択し発振動作をさせるようにしてもよい。
【００１５】
このような構成によると、広い発振周波数レンジにおいて低位相雑音を実現することができる。
【００１６】
また、上記各構成の発振回路において、すべてのｋ（ｋ＝１〜ｎ）について、第ｋの電圧制御発振器の差動トランジスタと前記基準電圧生成回路のトランジスタとがカレントミラーで接続されているようにしてもよい。
【００１７】
このような構成によると、電圧制御発振器の差動トランジスタと基準電圧生成回路のトランジスタとがカレントミラーで接続されているので、電圧制御発振器の差動トランジスタと基準電圧生成回路のトランジスタとの面積比を電圧制御発振器毎に変えることで、無駄なく発振余裕度に応じた動作電流を各電圧制御発振器に与えることができる。
【００１８】
また、上記各構成の発振回路において、前記基準電圧生成回路を中心にしてその周辺に第１から第ｎの電圧制御発振器を配置し、前記基準電圧生成回路と第１から第ｎの電圧制御発振器それぞれとの距離が略等しいようにしてもよい。
【００１９】
このような構成によると、基準電圧生成回路と電圧制御発振器それぞれとの間の配線抵抗が略等しくなるので、電圧制御発振器それぞれの差動トランジスタの入力ベース抵抗が略等しくなる。これにより、第１から第ｎの電圧制御発振器それぞれの動作電流の大小関係が設計と異なってしまう事態を回避することができる。
【００２０】
また、上記目的を達成するために本発明に係る異常発振検査方法は、上記いずれかの構成の発振回路における異常発振の有無を検査する異常発振検査方法であって、前記発振回路が有する第１から第ｎの電圧制御発振器のうち動作電流が最も大きい電圧制御発振器についてのみ異常発振の有無を検査するようにしている。
【００２１】
このような異常発振検査方法によると、第１から第ｎの電圧制御発振器のうち動作電流が最も大きい電圧制御発振器についてのみ異常発振の有無を検査しているので、複数の電圧制御発振器を有する発振回路の異常発振検査にもかかわらず検査時間を短縮することができる。
【００２２】
また、上記目的を達成するために本発明に係る高周波受信機は、上記いずれかの構成の発振回路を備え、前記発振回路から出力される局部発振信号を用いて、高周波受信信号のダウンコンバートを行うようにしている。
【００２３】
また、上記目的を達成するために本発明に係る高周波送信機は、上記いずれかの構成の発振回路を備え、前記発振回路から出力される局部発振信号を用いて、高周波送信信号へのアップコンバートを行うようにしている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、第１から第ｎの電圧制御発振器の差動トランジスタにベースバイアス電圧を供給する基準電圧生成回路が発振回路内に１つであるので、ベースバイアス電圧が揺らいだときに生じる発振周波数の揺らぎ量は、動作電流が最も大きい電圧制御発振器が最も多くなる。したがって、第１から第ｎの電圧制御発振器のうち動作電流が最も大きい電圧制御発振器についてのみ異常発振の有無を検査すれば十分であるので、発振回路が複数の電圧制御発振器を有するにもかかわらず異常発振の有無検査の検査時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。本発明に係る発振回路の構成例を図１に示す。
【００２６】
図１に示す本発明に係る発振回路は、動作電流がそれぞれ異なる値である第１から第ｎ（ｎは２以上の自然数）の電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎと、１つの基準電圧生成回路ＲＶ０と、第１から第ｎ（ｎは２以上の自然数）のスイッチＳＷ１〜ＳＷｎとを備えている。そして、すべてのｋ（ｋ＝１〜ｎ）について、第ｋの電圧制御発振器ＶＣＯｋの直流バイアス入力端子Ｔ＿ｋと基準電圧生成回路ＲＶ０の直流バイアス出力端子Ｔ＿０との間に第ｋのスイッチＳＷｋが設けられており、第ｋのスイッチＳＷｋがオン状態のときに基準電圧生成回路ＲＶ０から第ｋの電圧制御発振器ＶＣＯｋの差動トランジスタ（図１において不図示）にベースバイアス電圧が供給される。
【００２７】
図１に示す本発明に係る発振回路は、第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎの差動トランジスタにベースバイアス電圧を供給する基準電圧生成回路ＲＶ０が１つであるので、ベースバイアス電圧が揺らいだときに生じる発振周波数の揺らぎ量は、動作電流が最も大きい電圧制御発振器が最も多くなる。したがって、第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎのうち動作電流が最も大きい電圧制御発振器についてのみ異常発振の有無を検査すれば十分であるので、複数の電圧制御発振器を有するにもかかわらず異常発振の有無検査の検査時間を短縮することができる。
【００２８】
図１に示す本発明に係る発振回路は、例えば、広い帯域に多数のチャンネルが存在する衛星放送用受信機やケーブルテレビ用受信機で用いられる場合、広い周波数帯域から１つのチャンネルを選択する動作を受信機が行う必要があるため、広い発振周波数レンジが要求される。第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎをそれぞれ発振周波数帯域が異なる電圧制御発振器とし、第１から第ｎのスイッチＳＷ１〜ＳＷｎのうち１つのみをオン状態にして第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎをのうち１つのみを選択し発振動作をさせることにより、上記要求を満たすことができる。
【００２９】
次に、図１に示す本発明に係る発振回路の具体的な回路構成例を図２に示す。
【００３０】
基準電圧生成回路ＲＶ０は、トランジスタＴｒ１＿０と、定電圧ＶCが印加される端子とトランジスタＴｒ１＿０のコレクタとの間に設けられる直流電流源１＿０と、トランジスタＴｒ１＿０のエミッタとグランドとの間に設けられる抵抗Ｒ４＿０と、トランジスタＴｒ１＿０のベースに一端が接続されトランジスタＴｒ１＿０のコレクタ、直流電流源１＿０、及び直流バイアス出力端子Ｔ＿０に他端が接続される抵抗Ｒ１＿０とによって構成されている。
【００３１】
第１の電圧制御発振器ＶＣＯ１は、差動トランジスタＴｒ２＿１及びＴｒ３＿１と、差動トランジスタＴｒ２＿１のコレクタに一端が接続され定電圧ＶCが印加される端子に他端が接続されるインダクタＬ１＿１と、一端が差動トランジスタＴｒ３＿１のコレクタに接続され他端が定電圧ＶCが印加される端子に接続されるインダクタＬ２＿１と、差動トランジスタＴｒ２＿１のコレクタに一端が接続されチューニング電圧ＶTが印加される端子に他端が接続される可変容量素子Ｃ１＿１と、差動トランジスタＴｒ３＿１のコレクタに一端が接続されチューニング電圧ＶTが印加される端子に他端が接続される可変容量素子Ｃ２＿１と、差動トランジスタＴｒ２＿１のコレクタに一端が接続され差動トランジスタＴｒ３＿１のベースに他端が接続される固定コンデンサＣ３＿１と、差動トランジスタＴｒ３＿１のコレクタに一端が接続され差動トランジスタＴｒ２＿１のベースに他端が接続される固定コンデンサＣ４＿１と、差動トランジスタＴｒ２＿１のベースに一端が接続され直流バイアス入力端子Ｔ＿１に他端が接続される抵抗Ｒ２＿１と、差動トランジスタＴｒ３＿１のベースに一端が接続され直流バイアス入力端子Ｔ＿１に他端が接続される抵抗Ｒ３＿１と、差動トランジスタＴｒ２＿１及びＴｒ３＿１のエミッタとグランドとの間に設けられる抵抗Ｒ５＿１とによって構成されている。第２から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ２〜ＶＣＯｎの構成は、第１の電圧制御発振器ＶＣＯ１の構成と基本的に同じであるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００３２】
第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎをそれぞれ発振周波数帯域が異なる電圧制御発振器とした場合、電圧制御発振器毎に発振余裕度が異なり必要とする動作電流が異なる。一般的に発振周波数が高い電圧制御発振器ではより多くの動作電流を必要とする。
【００３３】
従来の発振回路においては図５に示したように電圧制御発振器毎に基準電圧生成回路が独立しているため、電圧制御発振器の差動トランジスタに供給されるベースバイアス電圧を電圧制御発振器毎に個別に調整し、電圧制御発振器毎に動作電流を個別に調整すればよかった。これに対して、本発明に係る発振回路においては図１及び図２に示したように基準電圧生成回路ＲＶ０が１つであるため電圧制御発振器の差動トランジスタに供給されるベースバイアス電圧を電圧制御発振器毎に個別に調整することはできない。
【００３４】
しかしながら、図２に示す回路構成では、第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎの差動トランジスタと基準電圧生成回路ＲＶ０のトランジスタとがカレントミラーで接続されているので、第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎの差動トランジスタと基準電圧生成回路ＲＶ０のトランジスタとの面積比を電圧制御発振器毎に変えることで、無駄なく発振余裕度に応じた動作電流を各電圧制御発振器に与えることができる。
【００３５】
第１の電圧制御発振器ＶＣＯ１の発振周波数帯域が最も高く、第２の電圧制御発振器ＶＣＯ２、第３の電圧制御発振器ＶＣＯ３、・・・となるに従って発振周波数帯域が低くなっていく設定にした場合、発振余裕度の問題から第１の電圧制御発振器ＶＣＯ１に最も大きい動作電流が必要となること及び低消費電力化を図ることを考慮し、基準電圧生成回路ＲＶ０のトランジスタに対する第１の電圧制御発振器ＶＣＯ１の差動トランジスタの面積比Ｎ１が最も大きく、基準電圧生成回路ＲＶ０のトランジスタに対する第２の電圧制御発振器ＶＣＯ２の差動トランジスタの面積比Ｎ２、基準電圧生成回路ＲＶ０のトランジスタに対する第３の電圧制御発振器ＶＣＯ３の差動トランジスタの面積比Ｎ３、・・・となるに従って小さくなるようにすること、すなわち、Ｎ１＞Ｎ２＞・・・＞Ｎｎとなるようにすることが望ましい。
【００３６】
また、第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎの差動トランジスタと基準電圧生成回路ＲＶ０のトランジスタとがカレントミラーで接続されているので、上記面積比に応じて、抵抗Ｒ２＿１及びＲ３＿１の抵抗値をそれぞれ抵抗Ｒ１＿０の抵抗値をＮ１で除した値、抵抗Ｒ５＿１の抵抗値を抵抗Ｒ４＿０の抵抗値を（２×Ｎ１）で除した値とし、以下同様に、抵抗Ｒ２＿２及びＲ３＿２の抵抗値をそれぞれ抵抗Ｒ１＿０の抵抗値をＮ２で除した値、抵抗Ｒ５＿２の抵抗値を抵抗Ｒ４＿０の抵抗値を（２×Ｎ２）で除した値とし、・・・、抵抗Ｒ２＿ｎ及びＲ３＿ｎの抵抗値をそれぞれ抵抗Ｒ１＿０の抵抗値をＮｎで除した値、抵抗Ｒ５＿ｎの抵抗値を抵抗Ｒ４＿０の抵抗値を（２×Ｎｎ）で除した値とすることが望ましい。
【００３７】
次に、本発明に係る発振回路の回路配置例を図３に示す。図３に示す回路配置では、基準電圧生成回路ＲＶ０を中心にしてその周辺に第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎを配置し、基準電圧生成回路ＲＶ０と第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎそれぞれとの距離を略等しくしている。より詳細には、基準電圧生成回路ＲＶ０の直流バイアス出力端子Ｔ＿０と第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎそれぞれの直流バイアス入力端子Ｔ＿１〜Ｔ＿ｎとの距離を略等しくしている。
【００３８】
このような回路配置によると、基準電圧生成回路ＲＶ０と第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎそれぞれとの間の配線抵抗が略等しくなるので、第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎそれぞれの差動トランジスタの入力ベース抵抗が略等しくなる。これにより、第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎそれぞれの動作電流の大小関係が設計と異なってしまう事態を回避することができる。なお、基準電圧生成回路ＲＶ０と第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎそれぞれとの距離はでき得る限り短くし、基準電圧生成回路ＲＶ０と第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎそれぞれとの間の配線抵抗をでき得る限り小さくすることが望ましい。
【００３９】
次に、本発明に係る電圧制御発振器を備えた高周波送受信機の構成例を図４に示す。
図４に示す高周波送受信機は、アンテナ１１と、スイッチ１２と、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）１３及び２３と、ミキサ１４及び２２と、可変利得アンプ１５と、バンドパスフィルタ１６及び２１と、アンプ１７と、復調器１８と、変調器２０と、本発明に係る発振回路１９とを備えており、スイッチ１２の接点選択切り替えにより、受信動作と送信動作とを切り替える。
【００４０】
受信時には、アンテナ１１から入力された高周波受信信号は、ＬＮＡ１３にて増幅された後、ミキサ１４で本発明に係る発振回路１９から出力される局部発振信号とのミキシングによりダウンコンバートされ、その後可変利得アンプ１５にて増幅され、バンドパスフィルタ１６で不要な周波数成分がカットされ、さらにアンプ１７にて増幅されて復調器１８に送られる。逆に、送信時には、変調器２０から送出された送信信号は、バンドパスフィルタ２１で不要な周波数成分がカットされ、ミキサ２２にて本発明に係る発振回路１９から出力される局部発振信号とのミキシングにより高周波送信信号へとアップコンバートされ、パワーアンプにて電力増幅された後アンテナ１１から送信される。
【００４１】
図４に示す高周波送受信機は、本発明に係る発振回路１９を局部発振回路として利用しているので、本発明に係る発振回路１９内の電圧制御発振器の選択を切り替えることで、広い局部発振周波数レンジをカバーすることができ、個々の電圧制御発振器においては発振周波数レンジが狭いため位相雑音特性の劣化が起こりにくい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】は、本発明に係る発振回路の構成例を示す図である。
【図２】は、図１に示す本発明に係る発振回路の具体的な回路構成例を示す図である。
【図３】は、本発明に係る発振回路の回路配置例を示す図である。
【図４】は、本発明に係る電圧制御発振器を備えた送受信機の構成例を示す図である。
【図５】は、複数の電圧制御発振器を有する従来の発振回路の構成例を示す図である。
【図６】は、バイポーラトランジスタのエネルギーバンド図である。
【図７】は、図５に示す従来の発振回路の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００４３】
１１ アンテナ
１２ スイッチ
１３ ＬＮＡ
１４、２２ ミキサ
１５ 可変利得アンプ
１６、２１ バンドパスフィルタ
１７ アンプ
１８ 復調器
１９ 本発明に係る発振回路
２０ 変調器
２３ パワーアンプ
ＲＶ０ 基準電圧生成回路
ＳＷ１〜ＳＷｎ 第１から第ｎのスイッチ
Ｔ＿０ 直流バイアス出力端子
Ｔ＿１〜Ｔ＿ｎ 直流バイアス入力端子
ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎ 第１から第ｎの電圧制御発振器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電圧制御発振器を有する発振回路、その発振回路の異常発振を検査する方法、並びにその発振回路を有する高周波受信機及び高周波送信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
広い帯域に多数のチャンネルが存在する衛星放送用受信機やケーブルテレビ用受信機で用いられる発振器は、広い発振周波数レンジでかつ低位相雑音であることが要求される。このような発振器を小型で実現する方法としてチューニング電圧により発振周波数を可変することができる電圧制御発振器を用いた方法が一般的である。しかしながら、１つの電圧制御発振器で広い発振周波数レンジをカバーしようとするとチューニング電圧に対する発振周波数の感度が高くなるため位相雑音特性の劣化を招く。
【０００３】
このため、広い発振周波数レンジにおいて低位相雑音を実現する方法として、複数の電圧制御発振器を設ける方法が考案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。複数の電圧制御発振器を有する発振回路は、発振周波数帯域が異なる電圧制御発振器を複数設けることによって広い発振周波数レンジをカバーすることができ、個々の電圧制御発振器においては発振周波数レンジが狭いため位相雑音特性の劣化が起こりにくい。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−１３６１４２号公報
【特許文献２】特開昭６２−１６６６１９号公報
【特許文献３】特開平９−１０２７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、複数の電圧制御発振器を有する従来の発振回路の構成例を図５に示す。トランジスタＴｒ１＿１、Ｔｒ１＿２、・・・、Ｔｒ１＿ｎは基準電圧生成回路の構成要素である。トランジスタＴｒ１＿１と差動トランジスタＴｒ２＿１及びＴｒ３＿１とはカレントミラーで接続され、以下同様に、トランジスタＴｒ１＿２と差動トランジスタＴｒ２＿２及びＴｒ３＿２とがカレントミラーで接続され、・・・、トランジスタＴｒ１＿ｎと差動トランジスタＴｒ２＿ｎ及びＴｒ３＿ｎとがカレントミラーで接続されている。また、差動トランジスタＴｒ２＿１及びＴｒ３＿１の各面積をトランジスタＴｒ１＿１の面積のＮ１倍とし、以下同様に、差動トランジスタＴｒ２＿２及びＴｒ３＿２の各面積をトランジスタＴｒ１＿２の面積のＮ２倍とし、・・・、差動トランジスタＴｒ２＿ｎ及びＴｒ３＿ｎの各面積をトランジスタＴｒ１＿ｎの面積のＮｎ倍としているため、差動トランジスタＴｒ２＿１及びＴｒ３＿１に流れるコレクタ電流は基準電圧生成回路のトランジスタＴｒ１＿１に流れるコレクタ電流Ｉ１のＮ１倍となり、以下同様に、差動トランジスタＴｒ２＿２及びＴｒ３＿２に流れるコレクタ電流は基準電圧生成回路のトランジスタＴｒ１＿２に流れるコレクタ電流Ｉ２のＮ２倍となり、・・・、差動トランジスタＴｒ２＿ｎ及びＴｒ３＿ｎに流れるコレクタ電流は基準電圧生成回路のトランジスタＴｒ１＿ｎに流れるコレクタ電流ＩｎのＮｎ倍となる。
【０００６】
図５に示す従来の発振回路が有する電圧制御発振器ＶＣＯ１’の発振周波数、すなわち、インダクタＬ１＿１及びＬ２＿１と可変容量素子Ｃ１＿１及びＣ２＿１とからなる共振回路の共振周波数ｆ1は、下記の（１）式で表される。ただし、Ｃは可変容量素子Ｃ１＿１及びＣ２＿１の各容量値であり、ＬはインダクタＬ１＿１及びＬ２＿１の各インダクタンスである。
【数１】
【０００７】
ところで、バイポーラトランジスタでは、図６に示すようにエミッタ−ベース間空間電荷領域において一般的に存在する結晶歪みなどにより、少数キャリアと多数キャリアとのランダムな再結合が起こることがある。このランダムな再結合が発生すると、バイポーラトランジスタのベース電流が揺らぎ、微小電流ノイズＩNOISEが発生する。
【０００８】
図５に示す従来の発振回路が有する電圧制御発振器ＶＣＯ１’において、図７に示すように微小電流ノイズＩNOISEが基準電圧生成回路のトランジスタＴｒ１＿１で発生した場合、ポイントＰ１の電圧には微小電流ノイズＩNOISEと抵抗Ｒ１＿１との積が余計に現れる。このため、トランジスタＴｒ１＿１で発生した微小電流ノイズＩNOISEのＮ１倍のベース電流が差動トランジスタＴｒ２＿１及びＴＲ３＿１のベースに流れ込み、結果的に差動トランジスタＴｒ２＿１及びＴＲ３＿１のコレクタ電流Ｉ２＿１及びＩ３＿１にもトランジスタＴｒ１＿１のコレクタ電流に含まれるノイズ電流と同じ割合のノイズ電流が含まれる。ノイズ電流が含まれたコレクタ電流Ｉ２＿１及びＩ３＿１が流れると、ポイントＰ２及びＰ３の直流成分電圧はコレクタ電流Ｉ２＿１及びＩ３＿１に含まれるノイズ電流に応じて揺らぐため、可変容量素子Ｃ１＿１及びＣ２＿１の各容量値も±ＣNOISE揺らぐ。
【０００９】
したがって、微小電流ノイズＩNOISEが基準電圧生成回路のトランジスタＴｒ１＿１で発生した場合の図５に示す従来の発振回路が有する電圧制御発振器ＶＣＯ１’の発振周波数、すなわち、微小電流ノイズＩNOISEが基準電圧生成回路のトランジスタＴｒ１＿１で発生した場合のインダクタＬ１＿１及びＬ２＿１と可変容量素子Ｃ１＿１及びＣ２＿１とからなる共振回路の共振周波数ｆ1'は、下記の（２）式で表される。
【数２】
【００１０】
つまり、基準電圧生成回路のバイポーラトランジスタに微小電流ノイズが発生すると、発振周波数が揺らぎ異常発振することがわかる。上記の説明においては、電圧制御発振器ＶＣＯ１’の場合を例に挙げて説明したが、電圧制御発振器ＶＣＯ２’、・・・、ＶＣＯｎ’でも同じ現象が発生する可能性があるため、異常発振の有無検査はすべての電圧制御発振器で行う必要があり、その検査に時間がかかっていた。
【００１１】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、複数の電圧制御発振器を有するにもかかわらず異常発振の有無検査の検査時間を短縮することができる発振回路、その発振回路の異常発振を検査する方法、並びにその発振回路を有する高周波受信機及び高周波送信機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】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明に係る発振回路は、動作電流がそれぞれ異なる値である第１から第ｎ（ｎは２以上の自然数）の電圧制御発振器と、１つの基準電圧生成回路と、第１から第ｎ（ｎは２以上の自然数）のスイッチとを備え、すべてのｋ（ｋ＝１〜ｎ）について、第ｋの電圧制御発振器と前記基準電圧生成回路との間に第ｋのスイッチが設けられており、第ｋのスイッチがオン状態のときに前記基準電圧生成回路から第ｋの電圧制御発振器の差動トランジスタにベースバイアス電圧が供給される構成としている。
【００１３】
このような構成によると、第１から第ｎの電圧制御発振器の差動トランジスタにベースバイアス電圧を供給する基準電圧生成回路が１つであるので、ベースバイアス電圧が揺らいだときに生じる発振周波数の揺らぎ量は、動作電流が最も大きい電圧制御発振器が最も多くなる。したがって、第１から第ｎの電圧制御発振器のうち動作電流が最も大きい電圧制御発振器についてのみ異常発振の有無を検査すれば十分であるので、複数の電圧制御発振器を有するにもかかわらず異常発振の有無検査の検査時間を短縮することができる。
【００１４】
また、上記構成の発振回路において、第１から第ｎの電圧制御発振器はそれぞれ発振周波数帯域が異なる電圧制御発振器であり、第１から第ｎのスイッチのうち１つのみをオン状態にして第１から第ｎの電圧制御発振器のうち１つのみを選択し発振動作をさせるようにしてもよい。
【００１５】
このような構成によると、広い発振周波数レンジにおいて低位相雑音を実現することができる。
【００１６】
また、上記各構成の発振回路において、すべてのｋ（ｋ＝１〜ｎ）について、第ｋの電圧制御発振器の差動トランジスタと前記基準電圧生成回路のトランジスタとがカレントミラーで接続されているようにしてもよい。
【００１７】
このような構成によると、電圧制御発振器の差動トランジスタと基準電圧生成回路のトランジスタとがカレントミラーで接続されているので、電圧制御発振器の差動トランジスタと基準電圧生成回路のトランジスタとの面積比を電圧制御発振器毎に変えることで、無駄なく発振余裕度に応じた動作電流を各電圧制御発振器に与えることができる。
【００１８】
また、上記各構成の発振回路において、前記基準電圧生成回路を中心にしてその周辺に第１から第ｎの電圧制御発振器を配置し、前記基準電圧生成回路と第１から第ｎの電圧制御発振器それぞれとの距離が略等しいようにしてもよい。
【００１９】
このような構成によると、基準電圧生成回路と電圧制御発振器それぞれとの間の配線抵抗が略等しくなるので、電圧制御発振器それぞれの差動トランジスタの入力ベース抵抗が略等しくなる。これにより、第１から第ｎの電圧制御発振器それぞれの動作電流の大小関係が設計と異なってしまう事態を回避することができる。
【００２０】
また、上記目的を達成するために本発明に係る異常発振検査方法は、上記いずれかの構成の発振回路における異常発振の有無を検査する異常発振検査方法であって、前記発振回路が有する第１から第ｎの電圧制御発振器のうち動作電流が最も大きい電圧制御発振器についてのみ異常発振の有無を検査するようにしている。
【００２１】
このような異常発振検査方法によると、第１から第ｎの電圧制御発振器のうち動作電流が最も大きい電圧制御発振器についてのみ異常発振の有無を検査しているので、複数の電圧制御発振器を有する発振回路の異常発振検査にもかかわらず検査時間を短縮することができる。
【００２２】
また、上記目的を達成するために本発明に係る高周波受信機は、上記いずれかの構成の発振回路を備え、前記発振回路から出力される局部発振信号を用いて、高周波受信信号のダウンコンバートを行うようにしている。
【００２３】
また、上記目的を達成するために本発明に係る高周波送信機は、上記いずれかの構成の発振回路を備え、前記発振回路から出力される局部発振信号を用いて、高周波送信信号へのアップコンバートを行うようにしている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によると、第１から第ｎの電圧制御発振器の差動トランジスタにベースバイアス電圧を供給する基準電圧生成回路が発振回路内に１つであるので、ベースバイアス電圧が揺らいだときに生じる発振周波数の揺らぎ量は、動作電流が最も大きい電圧制御発振器が最も多くなる。したがって、第１から第ｎの電圧制御発振器のうち動作電流が最も大きい電圧制御発振器についてのみ異常発振の有無を検査すれば十分であるので、発振回路が複数の電圧制御発振器を有するにもかかわらず異常発振の有無検査の検査時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。本発明に係る発振回路の構成例を図１に示す。
【００２６】
図１に示す本発明に係る発振回路は、動作電流がそれぞれ異なる値である第１から第ｎ（ｎは２以上の自然数）の電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎと、１つの基準電圧生成回路ＲＶ０と、第１から第ｎ（ｎは２以上の自然数）のスイッチＳＷ１〜ＳＷｎとを備えている。そして、すべてのｋ（ｋ＝１〜ｎ）について、第ｋの電圧制御発振器ＶＣＯｋの直流バイアス入力端子Ｔ＿ｋと基準電圧生成回路ＲＶ０の直流バイアス出力端子Ｔ＿０との間に第ｋのスイッチＳＷｋが設けられており、第ｋのスイッチＳＷｋがオン状態のときに基準電圧生成回路ＲＶ０から第ｋの電圧制御発振器ＶＣＯｋの差動トランジスタ（図１において不図示）にベースバイアス電圧が供給される。
【００２７】
図１に示す本発明に係る発振回路は、第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎの差動トランジスタにベースバイアス電圧を供給する基準電圧生成回路ＲＶ０が１つであるので、ベースバイアス電圧が揺らいだときに生じる発振周波数の揺らぎ量は、動作電流が最も大きい電圧制御発振器が最も多くなる。したがって、第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎのうち動作電流が最も大きい電圧制御発振器についてのみ異常発振の有無を検査すれば十分であるので、複数の電圧制御発振器を有するにもかかわらず異常発振の有無検査の検査時間を短縮することができる。
【００２８】
図１に示す本発明に係る発振回路は、例えば、広い帯域に多数のチャンネルが存在する衛星放送用受信機やケーブルテレビ用受信機で用いられる場合、広い周波数帯域から１つのチャンネルを選択する動作を受信機が行う必要があるため、広い発振周波数レンジが要求される。第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎをそれぞれ発振周波数帯域が異なる電圧制御発振器とし、第１から第ｎのスイッチＳＷ１〜ＳＷｎのうち１つのみをオン状態にして第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎをのうち１つのみを選択し発振動作をさせることにより、上記要求を満たすことができる。
【００２９】
次に、図１に示す本発明に係る発振回路の具体的な回路構成例を図２に示す。
【００３０】
基準電圧生成回路ＲＶ０は、トランジスタＴｒ１＿０と、定電圧ＶCが印加される端子とトランジスタＴｒ１＿０のコレクタとの間に設けられる直流電流源１＿０と、トランジスタＴｒ１＿０のエミッタとグランドとの間に設けられる抵抗Ｒ４＿０と、トランジスタＴｒ１＿０のベースに一端が接続されトランジスタＴｒ１＿０のコレクタ、直流電流源１＿０、及び直流バイアス出力端子Ｔ＿０に他端が接続される抵抗Ｒ１＿０とによって構成されている。
【００３１】
第１の電圧制御発振器ＶＣＯ１は、差動トランジスタＴｒ２＿１及びＴｒ３＿１と、差動トランジスタＴｒ２＿１のコレクタに一端が接続され定電圧ＶCが印加される端子に他端が接続されるインダクタＬ１＿１と、一端が差動トランジスタＴｒ３＿１のコレクタに接続され他端が定電圧ＶCが印加される端子に接続されるインダクタＬ２＿１と、差動トランジスタＴｒ２＿１のコレクタに一端が接続されチューニング電圧ＶTが印加される端子に他端が接続される可変容量素子Ｃ１＿１と、差動トランジスタＴｒ３＿１のコレクタに一端が接続されチューニング電圧ＶTが印加される端子に他端が接続される可変容量素子Ｃ２＿１と、差動トランジスタＴｒ２＿１のコレクタに一端が接続され差動トランジスタＴｒ３＿１のベースに他端が接続される固定コンデンサＣ３＿１と、差動トランジスタＴｒ３＿１のコレクタに一端が接続され差動トランジスタＴｒ２＿１のベースに他端が接続される固定コンデンサＣ４＿１と、差動トランジスタＴｒ２＿１のベースに一端が接続され直流バイアス入力端子Ｔ＿１に他端が接続される抵抗Ｒ２＿１と、差動トランジスタＴｒ３＿１のベースに一端が接続され直流バイアス入力端子Ｔ＿１に他端が接続される抵抗Ｒ３＿１と、差動トランジスタＴｒ２＿１及びＴｒ３＿１のエミッタとグランドとの間に設けられる抵抗Ｒ５＿１とによって構成されている。第２から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ２〜ＶＣＯｎの構成は、第１の電圧制御発振器ＶＣＯ１の構成と基本的に同じであるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００３２】
第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎをそれぞれ発振周波数帯域が異なる電圧制御発振器とした場合、電圧制御発振器毎に発振余裕度が異なり必要とする動作電流が異なる。一般的に発振周波数が高い電圧制御発振器ではより多くの動作電流を必要とする。
【００３３】
従来の発振回路においては図５に示したように電圧制御発振器毎に基準電圧生成回路が独立しているため、電圧制御発振器の差動トランジスタに供給されるベースバイアス電圧を電圧制御発振器毎に個別に調整し、電圧制御発振器毎に動作電流を個別に調整すればよかった。これに対して、本発明に係る発振回路においては図１及び図２に示したように基準電圧生成回路ＲＶ０が１つであるため電圧制御発振器の差動トランジスタに供給されるベースバイアス電圧を電圧制御発振器毎に個別に調整することはできない。
【００３４】
しかしながら、図２に示す回路構成では、第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎの差動トランジスタと基準電圧生成回路ＲＶ０のトランジスタとがカレントミラーで接続されているので、第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎの差動トランジスタと基準電圧生成回路ＲＶ０のトランジスタとの面積比を電圧制御発振器毎に変えることで、無駄なく発振余裕度に応じた動作電流を各電圧制御発振器に与えることができる。
【００３５】
第１の電圧制御発振器ＶＣＯ１の発振周波数帯域が最も高く、第２の電圧制御発振器ＶＣＯ２、第３の電圧制御発振器ＶＣＯ３、・・・となるに従って発振周波数帯域が低くなっていく設定にした場合、発振余裕度の問題から第１の電圧制御発振器ＶＣＯ１に最も大きい動作電流が必要となること及び低消費電力化を図ることを考慮し、基準電圧生成回路ＲＶ０のトランジスタに対する第１の電圧制御発振器ＶＣＯ１の差動トランジスタの面積比Ｎ１が最も大きく、基準電圧生成回路ＲＶ０のトランジスタに対する第２の電圧制御発振器ＶＣＯ２の差動トランジスタの面積比Ｎ２、基準電圧生成回路ＲＶ０のトランジスタに対する第３の電圧制御発振器ＶＣＯ３の差動トランジスタの面積比Ｎ３、・・・となるに従って小さくなるようにすること、すなわち、Ｎ１＞Ｎ２＞・・・＞Ｎｎとなるようにすることが望ましい。
【００３６】
また、第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎの差動トランジスタと基準電圧生成回路ＲＶ０のトランジスタとがカレントミラーで接続されているので、上記面積比に応じて、抵抗Ｒ２＿１及びＲ３＿１の抵抗値をそれぞれ抵抗Ｒ１＿０の抵抗値をＮ１で除した値、抵抗Ｒ５＿１の抵抗値を抵抗Ｒ４＿０の抵抗値を（２×Ｎ１）で除した値とし、以下同様に、抵抗Ｒ２＿２及びＲ３＿２の抵抗値をそれぞれ抵抗Ｒ１＿０の抵抗値をＮ２で除した値、抵抗Ｒ５＿２の抵抗値を抵抗Ｒ４＿０の抵抗値を（２×Ｎ２）で除した値とし、・・・、抵抗Ｒ２＿ｎ及びＲ３＿ｎの抵抗値をそれぞれ抵抗Ｒ１＿０の抵抗値をＮｎで除した値、抵抗Ｒ５＿ｎの抵抗値を抵抗Ｒ４＿０の抵抗値を（２×Ｎｎ）で除した値とすることが望ましい。
【００３７】
次に、本発明に係る発振回路の回路配置例を図３に示す。図３に示す回路配置では、基準電圧生成回路ＲＶ０を中心にしてその周辺に第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎを配置し、基準電圧生成回路ＲＶ０と第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎそれぞれとの距離を略等しくしている。より詳細には、基準電圧生成回路ＲＶ０の直流バイアス出力端子Ｔ＿０と第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎそれぞれの直流バイアス入力端子Ｔ＿１〜Ｔ＿ｎとの距離を略等しくしている。
【００３８】
このような回路配置によると、基準電圧生成回路ＲＶ０と第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎそれぞれとの間の配線抵抗が略等しくなるので、第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎそれぞれの差動トランジスタの入力ベース抵抗が略等しくなる。これにより、第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎそれぞれの動作電流の大小関係が設計と異なってしまう事態を回避することができる。なお、基準電圧生成回路ＲＶ０と第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎそれぞれとの距離はでき得る限り短くし、基準電圧生成回路ＲＶ０と第１から第ｎの電圧制御発振器ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎそれぞれとの間の配線抵抗をでき得る限り小さくすることが望ましい。
【００３９】
次に、本発明に係る電圧制御発振器を備えた高周波送受信機の構成例を図４に示す。
図４に示す高周波送受信機は、アンテナ１１と、スイッチ１２と、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）１３及び２３と、ミキサ１４及び２２と、可変利得アンプ１５と、バンドパスフィルタ１６及び２１と、アンプ１７と、復調器１８と、変調器２０と、本発明に係る発振回路１９とを備えており、スイッチ１２の接点選択切り替えにより、受信動作と送信動作とを切り替える。
【００４０】
受信時には、アンテナ１１から入力された高周波受信信号は、ＬＮＡ１３にて増幅された後、ミキサ１４で本発明に係る発振回路１９から出力される局部発振信号とのミキシングによりダウンコンバートされ、その後可変利得アンプ１５にて増幅され、バンドパスフィルタ１６で不要な周波数成分がカットされ、さらにアンプ１７にて増幅されて復調器１８に送られる。逆に、送信時には、変調器２０から送出された送信信号は、バンドパスフィルタ２１で不要な周波数成分がカットされ、ミキサ２２にて本発明に係る発振回路１９から出力される局部発振信号とのミキシングにより高周波送信信号へとアップコンバートされ、パワーアンプにて電力増幅された後アンテナ１１から送信される。
【００４１】
図４に示す高周波送受信機は、本発明に係る発振回路１９を局部発振回路として利用しているので、本発明に係る発振回路１９内の電圧制御発振器の選択を切り替えることで、広い局部発振周波数レンジをカバーすることができ、個々の電圧制御発振器においては発振周波数レンジが狭いため位相雑音特性の劣化が起こりにくい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】は、本発明に係る発振回路の構成例を示す図である。
【図２】は、図１に示す本発明に係る発振回路の具体的な回路構成例を示す図である。
【図３】は、本発明に係る発振回路の回路配置例を示す図である。
【図４】は、本発明に係る電圧制御発振器を備えた送受信機の構成例を示す図である。
【図５】は、複数の電圧制御発振器を有する従来の発振回路の構成例を示す図である。
【図６】は、バイポーラトランジスタのエネルギーバンド図である。
【図７】は、図５に示す従来の発振回路の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００４３】
１１ アンテナ
１２ スイッチ
１３ ＬＮＡ
１４、２２ ミキサ
１５ 可変利得アンプ
１６、２１ バンドパスフィルタ
１７ アンプ
１８ 復調器
１９ 本発明に係る発振回路
２０ 変調器
２３ パワーアンプ
ＲＶ０ 基準電圧生成回路
ＳＷ１〜ＳＷｎ 第１から第ｎのスイッチ
Ｔ＿０ 直流バイアス出力端子
Ｔ＿１〜Ｔ＿ｎ 直流バイアス入力端子
ＶＣＯ１〜ＶＣＯｎ 第１から第ｎの電圧制御発振器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作電流がそれぞれ異なる値である第１から第ｎ（ｎは２以上の自然数）の電圧制御発振器と、１つの基準電圧生成回路と、第１から第ｎ（ｎは２以上の自然数）のスイッチとを備え、
すべてのｋ（ｋ＝１〜ｎ）について、第ｋの電圧制御発振器と前記基準電圧生成回路との間に第ｋのスイッチが設けられており、第ｋのスイッチがオン状態のときに前記基準電圧生成回路から第ｋの電圧制御発振器の差動トランジスタにベースバイアス電圧が供給されることを特徴とする発振回路。
【請求項２】
第１から第ｎの電圧制御発振器はそれぞれ発振周波数帯域が異なる電圧制御発振器であり、
第１から第ｎのスイッチのうち１つのみをオン状態にして第１から第ｎの電圧制御発振器のうち１つのみを選択し発振動作をさせる請求項１に記載の発振回路。
【請求項３】
すべてのｋ（ｋ＝１〜ｎ）について、第ｋの電圧制御発振器の差動トランジスタと前記基準電圧生成回路のトランジスタとがカレントミラーで接続されている請求項１又は請求項２に記載の発振回路。
【請求項４】
前記基準電圧生成回路を中心にしてその周辺に第１から第ｎの電圧制御発振器を配置し、前記基準電圧生成回路と第１から第ｎの電圧制御発振器それぞれとの距離が略等しい請求項１〜３のいずれか１項に記載の発振回路。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の発振回路における異常発振の有無を検査する異常発振検査方法であって、
前記発振回路が有する第１から第ｎの電圧制御発振器のうち動作電流が最も大きい電圧制御発振器についてのみ異常発振の有無を検査することを特徴とする異常発振検査方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の発振回路を備え、前記発振回路から出力される局部発振信号を用いて、高周波受信信号のダウンコンバートを行うことを特徴とする高周波受信機。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の発振回路を備え、前記発振回路から出力される局部発振信号を用いて、高周波送信信号へのアップコンバートを行うことを特徴とする高周波送信機。
【請求項１】
動作電流がそれぞれ異なる値である第１から第ｎ（ｎは２以上の自然数）の電圧制御発振器と、１つの基準電圧生成回路と、第１から第ｎ（ｎは２以上の自然数）のスイッチとを備え、
すべてのｋ（ｋ＝１〜ｎ）について、第ｋの電圧制御発振器と前記基準電圧生成回路との間に第ｋのスイッチが設けられており、第ｋのスイッチがオン状態のときに前記基準電圧生成回路から第ｋの電圧制御発振器の差動トランジスタにベースバイアス電圧が供給されることを特徴とする発振回路。
【請求項２】
第１から第ｎの電圧制御発振器はそれぞれ発振周波数帯域が異なる電圧制御発振器であり、
第１から第ｎのスイッチのうち１つのみをオン状態にして第１から第ｎの電圧制御発振器のうち１つのみを選択し発振動作をさせる請求項１に記載の発振回路。
【請求項３】
すべてのｋ（ｋ＝１〜ｎ）について、第ｋの電圧制御発振器の差動トランジスタと前記基準電圧生成回路のトランジスタとがカレントミラーで接続されている請求項１又は請求項２に記載の発振回路。
【請求項４】
前記基準電圧生成回路を中心にしてその周辺に第１から第ｎの電圧制御発振器を配置し、前記基準電圧生成回路と第１から第ｎの電圧制御発振器それぞれとの距離が略等しい請求項１〜３のいずれか１項に記載の発振回路。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の発振回路における異常発振の有無を検査する異常発振検査方法であって、
前記発振回路が有する第１から第ｎの電圧制御発振器のうち動作電流が最も大きい電圧制御発振器についてのみ異常発振の有無を検査することを特徴とする異常発振検査方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の発振回路を備え、前記発振回路から出力される局部発振信号を用いて、高周波受信信号のダウンコンバートを行うことを特徴とする高周波受信機。
【請求項７】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の発振回路を備え、前記発振回路から出力される局部発振信号を用いて、高周波送信信号へのアップコンバートを行うことを特徴とする高周波送信機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１５２７０４（Ｐ２００９−１５２７０４Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２６６７９（Ｐ２００７−３２６６７９）
【出願日】平成１９年１２月１９日（２００７．１２．１９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１９日（２００７．１２．１９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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