JP2001320235A - Voltage controlled oscillator - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 連続した広い範囲の発振周波数帯域を得るこ
とができる集積化に適した高周波帯の電圧制御発振器を
提供する。
【解決手段】 インダクタ2と、インダクタ2に並列接
続された可変容量ダイオード3〜7で共振器を構成し、
能動素子回路1で励振して電圧制御発振器とする。可変
容量ダイオード4〜7のオン時の容量値を、それぞれ2
C、2C、4C、8Cとする。オフ時の容量値を、それ
ぞれ1C、1C、2C、4Cとする。可変容量ダイオー
ド4〜7を、4ビットの制御信号b0〜b3によって制御
することにより、可変容量ダイオードの総和容量値Ct
を8C〜16Cまで、1Cステップで変える。発振周波数
をほぼ等間隔に段階的に変化させることができ、広い範
囲の発振周波数帯域が得られる。Ctを小さくできるの
で高周波帯の電圧制御発振器に好適である。
(57) [Problem] To provide a high frequency band voltage controlled oscillator suitable for integration capable of obtaining a continuous wide oscillation frequency band. SOLUTION: A resonator is constituted by an inductor 2 and variable capacitance diodes 3 to 7 connected in parallel to the inductor 2,
Excited by the active element circuit 1 to form a voltage controlled oscillator. The on-state capacitance values of the variable capacitance diodes 4 to 7 are 2
C, 2C, 4C, and 8C. The off-state capacitance values are 1C, 1C, 2C, and 4C, respectively. By controlling the variable capacitance diodes 4 to 7 with the 4-bit control signals b0 to b3, the total capacitance value Ct of the variable capacitance diodes is controlled.
From 8C to 16C in 1C steps. The oscillation frequency can be changed stepwise at substantially equal intervals, and a wide oscillation frequency band can be obtained. Since Ct can be reduced, it is suitable for a voltage controlled oscillator in a high frequency band.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電圧制御発振器に
関し、特に、広い範囲の発振周波数帯域が得られ、半導
体集積回路に適した電圧制御発振器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voltage controlled oscillator, and more particularly to a voltage controlled oscillator suitable for a semiconductor integrated circuit, capable of obtaining a wide oscillation frequency band.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の電圧制御発振器としては、米国特
許第5648744号公報に記載された差動型の電圧制御発振
器が知られている。図9は、この従来の電圧制御発振器
の構成を示す回路図である。図9に示す電圧制御発振器
は、インダクタ2と並列接続された可変容量ダイオード
からなる共振器と、能動素子回路1とから構成されてい
る。可変容量ダイオード3、9は、制御電圧Vtによっ
て容量値が連続的に変化する。可変容量ダイオード4〜
7、10〜13には、それぞれスイッチが直列接続されてい
る。制御信号b0〜b3は、それぞれ各スイッチのオンオ
フ制御を行なう。可変容量ダイオード4、10の容量値は
Cであり、可変容量ダイオード5、11の容量値は2Cで
あり、可変容量ダイオード6、12の容量値は4Cであ
り、可変容量ダイオード7、13の容量値は8Cである。2. Description of the Related Art As a conventional voltage controlled oscillator, a differential voltage controlled oscillator described in US Pat. No. 5,648,744 is known. FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of this conventional voltage controlled oscillator. The voltage-controlled oscillator shown in FIG. 9 includes a resonator including a variable capacitance diode connected in parallel with an inductor 2 and an active element circuit 1. The capacitance values of the variable capacitance diodes 3 and 9 change continuously according to the control voltage Vt. Variable capacitance diode 4 ~
Switches 7 and 10 to 13 are respectively connected in series. The control signals b0 to b3 perform on / off control of each switch. The capacitance value of the variable capacitance diodes 4, 10 is C, the capacitance value of the variable capacitance diodes 5, 11 is 2C, the capacitance value of the variable capacitance diodes 6, 12 is 4C, and the capacitance of the variable capacitance diodes 7, 13 is The value is 8C.
【0003】次に、この電圧制御発振器の動作を説明す
る。図9に示す制御信号b0〜b3は、4ビットの2進カ
ウンタにより生成される。並列接続された可変容量ダイ
オード4〜7、あるいは可変容量ダイオード10〜13の総
和容量値は、それぞれ直列接続されたスイッチがオン状
態にあるものの和となる。図10に、可変容量ダイオー
ド4〜7、あるいは可変容量ダイオード10〜13の総和容
量値の、制御信号b0〜b3に対する変化を示す。図10
に示すように、制御信号b0〜b3が1増加する変化に対
し、可変容量ダイオードの総和容量値はCだけ変化す
る。可変容量ダイオード3の容量値をCoとし、可変容
量ダイオード4〜7の総和容量値をCtとし、インダク
タ2のインダクタンスをLとすると、電圧制御発振器の
発振周波数は、式(1)で表される。Next, the operation of the voltage controlled oscillator will be described. The control signals b0 to b3 shown in FIG. 9 are generated by a 4-bit binary counter. The total capacitance value of the variable capacitance diodes 4 to 7 or the variable capacitance diodes 10 to 13 connected in parallel is the sum of the values when the switches connected in series are on. FIG. 10 shows a change in the total capacitance value of the variable capacitance diodes 4 to 7 or the variable capacitance diodes 10 to 13 with respect to the control signals b0 to b3. FIG.
As shown in the figure, when the control signals b0 to b3 increase by 1, the total capacitance value of the variable capacitance diode changes by C. Assuming that the capacitance value of the variable capacitance diode 3 is Co, the total capacitance value of the variable capacitance diodes 4 to 7 is Ct, and the inductance of the inductor 2 is L, the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator is expressed by the following equation (1). .
【0004】[0004]
【数1】 (Equation 1)
【0005】図11に、制御電圧Vtに対する電圧制御
発振器の発振周波数の変化を示す。制御信号に応じて総
和容量Ctが段階的に変化するために、発振周波数帯域
も段階的に変化する。さらに、制御電圧Vtによって可
変容量ダイオード3の容量値Coが連続的に変化するた
めに、発振周波数が変化する。このため、可変容量ダイ
オード3の容量値の変化比が小さい場合にも、総和容量
値Ctの段階的な変化により、発振周波数帯域がほぼ等
間隔に段階的に変化して、広い範囲の発振周波数帯域が
得られる。FIG. 11 shows a change in the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator with respect to the control voltage Vt. Since the total capacitance Ct changes stepwise according to the control signal, the oscillation frequency band also changes stepwise. Further, the oscillation frequency changes because the capacitance value Co of the variable capacitance diode 3 changes continuously by the control voltage Vt. Therefore, even when the change ratio of the capacitance value of the variable capacitance diode 3 is small, the oscillating frequency band changes stepwise at substantially equal intervals due to the stepwise change of the total capacitance value Ct, and the Bandwidth is obtained.
【0006】集積化においては、可変容量ダイオード4
〜7、10〜13にそれぞれ直列接続されたスイッチは、M
OSトランジスタあるいはバイポーラトランジスタで構
成する。このため、オフ状態においては完全に開放状態
にはならずに容量値が残り、制御信号b0〜b3が1増加
する変化に対し、可変容量ダイオードの総和容量値の変
化はCではなくなる。よって、発振周波数の段階的変化
の間隔が一定ではなくなり、発振周波数の不連続が生じ
る可能性がある。発振周波数の不連続性を回避するため
に、制御ビット数を多くして、段階的な周波数変化の数
を増やす方法がある。ビット数を多くするためには、並
列接続された可変容量ダイオードを増やす必要がある
が、可変容量ダイオードの総和容量値Ctも増加する。
式(1)から明らかなように、発振周波数を一定に保つ
ためには、インダクタンスLを小さくする必要がある。
すなわち、可変容量ダイオードのオフ状態の容量を無視
できる程度にするために、オン状態の容量を十分大きく
する必要があり、Cを一定以下にすることができない。
そのため、インダクタンスLを小さくしなければならな
い。In the integration, the variable capacitance diode 4
, 7 and 10 to 13 are connected in series, respectively.
It is composed of an OS transistor or a bipolar transistor. For this reason, in the off state, the capacitance value remains without being completely opened, and the change in the total capacitance value of the variable capacitance diode does not become C with respect to the change in which the control signals b0 to b3 increase by one. Therefore, the interval of the stepwise change of the oscillation frequency is not constant, and the oscillation frequency may be discontinuous. In order to avoid discontinuity of the oscillation frequency, there is a method of increasing the number of control bits to increase the number of stepwise frequency changes. In order to increase the number of bits, it is necessary to increase the number of variable capacitance diodes connected in parallel, but the total capacitance value Ct of the variable capacitance diodes also increases.
As is clear from equation (1), it is necessary to reduce the inductance L in order to keep the oscillation frequency constant.
That is, in order to make the off-state capacitance of the variable capacitance diode negligible, the on-state capacitance needs to be sufficiently large, and C cannot be reduced below a certain value.
Therefore, the inductance L must be reduced.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電圧制御発振器では、高周波帯の電圧制御発振器を
構成する場合は、インダクタンスLの絶対値が非常に小
さくなる。実際に構成できるインダクタンスの最小値に
は限界があり、高周波帯の電圧制御発振器を構成するこ
とが困難であるという問題があった。However, in the above-described conventional voltage controlled oscillator, when a high frequency band voltage controlled oscillator is formed, the absolute value of the inductance L becomes very small. There is a limit on the minimum value of the inductance that can be actually configured, and there is a problem that it is difficult to configure a voltage controlled oscillator in a high frequency band.
【0008】本発明は、上記の問題を解決して、可変容
量ダイオードの総和容量値Ctを一定に保ったまま制御
ビット数を容易に変更でき、発振周波数をほぼ等間隔に
段階的に変化させることができ、連続した広い範囲の発
振周波数帯域が得られる高周波帯の集積化電圧制御発振
器を提供することを目的とする。The present invention solves the above-mentioned problem and can easily change the number of control bits while keeping the total capacitance value Ct of the variable capacitance diode constant, and gradually changes the oscillation frequency at substantially equal intervals. It is an object of the present invention to provide a high-frequency integrated voltage controlled oscillator capable of obtaining a continuous wide oscillation frequency band.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、インダクタと、インダクタに並列接
続された可変容量ブロックと、インダクタと可変容量ブ
ロックとで構成される共振器を励振する能動素子回路と
を具備する電圧制御発振器を、可変容量ブロックは、ア
ナログ制御信号により連続的に容量が変化するアナログ
可変容量ダイオードと、デジタル制御信号で制御されて
オン時容量がオフ時容量の2倍になる複数のデジタル可
変容量ダイオードとを並列接続した構成とした。このよ
うに構成したことにより、電圧制御発振器を集積化した
場合に、発振周波数をほぼ等間隔に段階的に変化させる
ことができる。また、デジタル可変容量ダイオードの総
和容量値Ctを一定に保ったまま、デジタル制御信号の
ビット数を容易に変更することができる。In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, an inductor, a variable capacitance block connected in parallel to the inductor, and a resonator composed of the inductor and the variable capacitance block are excited. The variable-capacitance block includes an analog variable-capacitance diode having a capacitance that is continuously changed by an analog control signal, and an on-time capacitance controlled by a digital control signal. A configuration was adopted in which a plurality of double variable capacitance diodes were connected in parallel. With this configuration, when the voltage-controlled oscillator is integrated, the oscillation frequency can be changed stepwise at substantially equal intervals. Further, the number of bits of the digital control signal can be easily changed while keeping the total capacitance value Ct of the digital variable capacitance diode constant.
【0010】また、デジタル可変容量ダイオードを、コ
ンデンサとトランジスタスイッチとが直列接続された可
変容量素子とした。このように構成したことにより、ト
ランジスタスイッチのオン時とオフ時の容量値の変化比
を大きくとることができ、発振周波数の段階的変化の間
隔を広くとることができる。Further, the digital variable capacitance diode is a variable capacitance element in which a capacitor and a transistor switch are connected in series. With this configuration, it is possible to increase the change ratio of the capacitance value between when the transistor switch is on and when it is off, and it is possible to widen the interval between the stepwise changes in the oscillation frequency.
【0011】また、複数のデジタル可変容量ダイオード
を、容量値の等しい第1、第2可変容量ダイオードと、
容量値が第1、第2可変容量ダイオードの2倍である第
3可変容量ダイオードと、容量値が第1、第2可変容量
ダイオードの4倍である第4可変容量ダイオードとし
た。このように構成したことにより、集積化において発
振周波数をほぼ等間隔に段階的に変化させることができ
る。[0011] Further, a plurality of digital variable capacitance diodes are composed of first and second variable capacitance diodes having the same capacitance value;
A third variable capacitance diode having a capacitance value twice that of the first and second variable capacitance diodes, and a fourth variable capacitance diode having a capacitance value four times that of the first and second variable capacitance diodes. With this configuration, the oscillation frequency can be changed stepwise at substantially equal intervals in the integration.
【0012】また、共振器を、インダクタに可変容量ブ
ロックが対称に接続された平衡型共振回路とし、能動素
子回路を、共振器を差動で励振する回路とした。このよ
うに構成したことにより、差動の信号経路に混入した外
来雑音は同相除去できる。このため、集積化において他
の回路ブロック間との信号アイソレーションが確保でき
る。Further, the resonator is a balanced resonance circuit in which a variable capacitance block is symmetrically connected to an inductor, and the active element circuit is a circuit for exciting the resonator differentially. With this configuration, the external noise mixed in the differential signal path can be removed in-phase. For this reason, signal isolation between other circuit blocks can be ensured in integration.
【0013】また、アンテナと、電圧制御発振器を備え
た送受信部と、通信制御部とを具備する通信装置を、電
圧制御発振器は、インダクタと、インダクタに並列接続
された可変容量ブロックと、インダクタと可変容量ブロ
ックとで構成される共振器を励振する能動素子回路とを
備え、可変容量ブロックは、アナログ制御信号により連
続的に容量が変化するアナログ可変容量ダイオードと、
デジタル制御信号で制御されてオン時容量がオフ時容量
の2倍になる複数のデジタル可変容量ダイオードとを並
列接続した構成であり、複数のデジタル可変容量ダイオ
ードは、容量値の等しい第1、第2可変容量ダイオード
と、容量値が第1、第2可変容量ダイオードのそれぞれ
2倍〜2n-2倍である第3〜第n可変容量ダイオードと
からなる構成とした。このように構成したことにより、
集積化に好適な電圧制御発振器で、通信装置を小型化で
きる。[0013] Further, a communication device including an antenna, a transmission / reception unit having a voltage-controlled oscillator, and a communication control unit is provided. The voltage-controlled oscillator includes an inductor, a variable capacitance block connected in parallel to the inductor, and an inductor. An active element circuit that excites a resonator composed of a variable capacitance block, the variable capacitance block has an analog variable capacitance diode whose capacitance is continuously changed by an analog control signal,
A plurality of digital variable capacitance diodes whose on-time capacitance is twice the off-time capacitance controlled by the digital control signal are connected in parallel, and the plurality of digital variable capacitance diodes have the same capacitance value. The variable capacitance diode includes two variable capacitance diodes and third to n-th variable capacitance diodes having capacitance values twice to 2 n−2 times that of the first and second variable capacitance diodes. With this configuration,
With a voltage-controlled oscillator suitable for integration, a communication device can be downsized.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1〜図8を参照しながら詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to FIGS.
【0015】(第1の実施の形態)本発明の第1の実施
の形態は、オン時の容量がオフ時の容量の2倍となる可
変容量ダイオードを4個並列に接続して4ビットの制御
信号で総和容量値を制御する電圧制御発振器である。(First Embodiment) In a first embodiment of the present invention, a four-bit variable-capacitance diode whose on-time capacity is twice the off-time capacity is connected in parallel to form a 4-bit circuit. This is a voltage controlled oscillator that controls the total capacitance value by a control signal.
【0016】図1は、本発明の第1の実施の形態におけ
る電圧制御発振器の構成を示す回路図である。図1にお
いて、能動素子回路1は、共振回路により発振させるた
めの帰還増幅器である。インダクタ2は、共振回路を構
成する誘導素子である。可変容量ダイオード3は、制御
電圧Vtによって容量値が連続的に変化する素子であ
る。可変容量ダイオード4〜7は、制御信号b0〜b3に
よって容量値が変化する素子である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a voltage controlled oscillator according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, an active element circuit 1 is a feedback amplifier for oscillating by a resonance circuit. The inductor 2 is an inductive element forming a resonance circuit. The variable capacitance diode 3 is an element whose capacitance value changes continuously according to the control voltage Vt. The variable capacitance diodes 4 to 7 are elements whose capacitance values change according to the control signals b0 to b3.
【0017】この電圧制御発振器は、共振器と、能動素
子回路1から構成されている。共振器は、インダクタ2
と、インダクタ2に並列接続された可変容量ダイオード
からなる。可変容量ダイオード5の容量値は、制御信号
b0がHighのとき2Cであり、Lowのとき1Cである。可
変容量ダイオード6の容量値は、制御信号b1がHighの
とき4Cであり、Lowのとき2Cである。可変容量ダイ
オード7の容量値は、制御信号b2がHighのとき8Cで
あり、Lowのとき4Cである。可変容量ダイオード4の
容量値は、制御信号b3がHighのとき2Cであり、Lowの
とき1Cである。This voltage controlled oscillator comprises a resonator and an active element circuit 1. The resonator is an inductor 2
And a variable capacitance diode connected in parallel to the inductor 2. The capacitance value of the variable capacitance diode 5 is 2C when the control signal b0 is High and 1C when the control signal b0 is Low. The capacitance value of the variable capacitance diode 6 is 4C when the control signal b1 is High and 2C when it is Low. The capacitance value of the variable capacitance diode 7 is 8C when the control signal b2 is high and 4C when the control signal b2 is low. The capacitance value of the variable capacitance diode 4 is 2C when the control signal b3 is High and 1C when the control signal b3 is Low.
【0018】図2は、可変容量ダイオード4〜7の総和
容量値の、制御信号b0〜b3に対する変化を示す図であ
る。図3は、電圧制御発振器の制御電圧Vtに対する発
振周波数の変化を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a change in the total capacitance value of the variable capacitance diodes 4 to 7 with respect to the control signals b0 to b3. FIG. 3 is a diagram showing a change in the oscillation frequency with respect to the control voltage Vt of the voltage controlled oscillator.
【0019】上記のように構成された本発明の第1の実
施の形態における電圧制御発振器の動作を説明する。図
1に示す制御信号b0〜b3は、4ビットの2進カウンタ
により生成される。この4ビットカウンタは、MSBへ
の桁上がりが生じた時には、すべてのビットを1とする
ように動作するものである。The operation of the voltage controlled oscillator according to the first embodiment of the present invention configured as described above will be described. The control signals b0 to b3 shown in FIG. 1 are generated by a 4-bit binary counter. This 4-bit counter operates so that all bits are set to 1 when a carry to the MSB occurs.
【0020】並列接続された可変容量ダイオード4〜7
の総和容量値は、それぞれの制御信号がHighまたはLow
時の容量の和となる。図2に、可変容量ダイオード4〜
7の総和容量値の制御信号b0〜b3に対する変化を示
す。図2に示すように、制御信号b0〜b3が1増加する
変化に対し、可変容量ダイオードの総和容量値は1Cだ
け変化する。可変容量ダイオード3の容量値をCoと
し、コンデンサ30の容量値をCcとし、可変容量ダイオ
ード4〜7の総和容量値をCtとし、インダクタ2のイ
ンダクタンスをLとすると、電圧制御発振器の発振周波
数は、式(2)で表される。デカップリングコンデンサ
の容量は十分大きいので、その影響は無視できる。Variable capacitance diodes 4 to 7 connected in parallel
The total capacitance value of
It is the sum of the capacities at the time. FIG. 2 shows variable capacitance diodes 4 to
7 shows the change of the total capacitance value of No. 7 with respect to the control signals b0 to b3. As shown in FIG. 2, when the control signals b0 to b3 increase by 1, the total capacitance value of the variable capacitance diode changes by 1C. Assuming that the capacitance value of the variable capacitance diode 3 is Co, the capacitance value of the capacitor 30 is Cc, the total capacitance value of the variable capacitance diodes 4 to 7 is Ct, and the inductance of the inductor 2 is L, the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator becomes , Equation (2). Since the capacity of the decoupling capacitor is sufficiently large, its influence can be ignored.
【0021】[0021]
【数2】 (Equation 2)
【0022】図3の実線は、図1に示す電圧制御発振器
の制御電圧Vtに対する発振周波数の変化を示すもので
ある。制御信号に応じて総和容量Ctが段階的に変化す
るために、発振周波数帯域も段階的に変化する。さら
に、制御電圧Vtによって可変容量ダイオード3の容量
値Coが連続的に変化するために、発振周波数が変化す
る。The solid line in FIG. 3 shows a change in the oscillation frequency with respect to the control voltage Vt of the voltage controlled oscillator shown in FIG. Since the total capacitance Ct changes stepwise according to the control signal, the oscillation frequency band also changes stepwise. Further, the oscillation frequency changes because the capacitance value Co of the variable capacitance diode 3 changes continuously by the control voltage Vt.
【0023】上記のように、本発明の第1の実施の形態
では、電圧制御発振器を、オン時の容量がオフ時の容量
の2倍となる可変容量ダイオードを4個並列に接続して
4ビットの制御信号で総和容量値を制御する構成とした
ので、集積化した電圧制御発振器において発振周波数を
ほぼ等間隔に段階的に変化させることができる。As described above, in the first embodiment of the present invention, the voltage-controlled oscillator is formed by connecting in parallel four variable capacitance diodes whose on-time capacity is twice the off-time capacity. Since the total capacitance value is controlled by the bit control signal, the oscillation frequency of the integrated voltage controlled oscillator can be changed stepwise at substantially equal intervals.
【0024】(第2の実施の形態)本発明の第2の実施
の形態は、オン時の容量がオフ時の容量の2倍となる可
変容量ダイオードを5個並列に接続して5ビットの制御
信号で総和容量値を制御する電圧制御発振器である。(Second Embodiment) In a second embodiment of the present invention, five variable-capacitance diodes whose on-capacitance is twice as large as off-capacitance are connected in parallel to form a 5-bit circuit. This is a voltage controlled oscillator that controls the total capacitance value by a control signal.
【0025】図4は、本発明の第2の実施の形態におけ
る電圧制御発振器の構成を示す回路図である。図4にお
いて、可変容量ダイオード5〜7、41、42は、制御信号
b0〜b4によって容量値が変化する素子である。可変容
量ダイオード42の容量値は、制御信号b0がHighのとき
1Cであり、Lowのとき0.5Cである。可変容量ダイオー
ド5の容量値は、制御信号b1がHighのとき2Cであ
り、Lowのとき1Cである。可変容量ダイオード6の容
量値は、制御信号b2がHighのとき4Cであり、Lowのと
き2Cである。可変容量ダイオード7の容量値は、制御
信号b3がHighのとき8Cであり、Lowのとき4Cであ
る。可変容量ダイオード41の容量値は、制御信号b4がH
ighのとき1Cであり、Lowのとき0.5Cである。可変容
量ダイオード41、42は、図1に示す可変容量ダイオード
4を2等分したものである。このため、可変容量ダイオ
ードの総和容量値Ctは、図1の場合と同じである。FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a voltage controlled oscillator according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 4, variable capacitance diodes 5 to 7, 41, and 42 are elements whose capacitance values change according to control signals b0 to b4. The capacitance value of the variable capacitance diode 42 is 1C when the control signal b0 is High and 0.5C when the control signal b0 is Low. The capacitance value of the variable capacitance diode 5 is 2C when the control signal b1 is High and 1C when the control signal b1 is Low. The capacitance value of the variable capacitance diode 6 is 4C when the control signal b2 is High and 2C when the control signal b2 is Low. The capacitance value of the variable capacitance diode 7 is 8C when the control signal b3 is high and 4C when the control signal b3 is low. The capacitance value of the variable capacitance diode 41 is such that the control signal b4 is H
It is 1C at igh and 0.5C at Low. The variable capacitance diodes 41 and 42 are obtained by dividing the variable capacitance diode 4 shown in FIG. 1 into two equal parts. Therefore, the total capacitance value Ct of the variable capacitance diode is the same as in FIG.
【0026】図5は、可変容量ダイオード5〜7、41、
42の総和容量値の、制御信号b0〜b4に対する変化を示
す図である。FIG. 5 shows variable capacitance diodes 5 to 7, 41,
FIG. 42 is a diagram illustrating a change in a total capacitance value of 42 with respect to control signals b0 to b4.
【0027】上記のように構成された本発明の第2の実
施の形態における電圧制御発振器の動作を説明する。図
4に示す電圧制御発振器の動作は、図1に示した回路と
基本的に同じである。図5に、可変容量ダイオード5〜
7、41、42の総和容量値の、制御信号b0〜b4に対する
変化を示す。図5に示すように、制御信号b0〜b4が1
増加する変化に対し、可変容量ダイオードの総和容量値
は0.5Cだけ変化する。The operation of the voltage controlled oscillator according to the second embodiment of the present invention configured as described above will be described. The operation of the voltage controlled oscillator shown in FIG. 4 is basically the same as that of the circuit shown in FIG. FIG.
The change of the total capacitance value of 7, 41 and 42 with respect to the control signals b0 to b4 is shown. As shown in FIG. 5, the control signals b0 to b4 are 1
For an increasing change, the total capacitance value of the variable capacitance diode changes by 0.5C.
【0028】図3の実線と点線は、図4に示す電圧制御
発振器の制御電圧Vtに対する発振周波数の変化を示す
ものである。図3から明らかに、図1に示す電圧制御発
振器の発振周波数の変化を示す実線の間を補完するよう
に、点線で示す発振周波数の変化が加えられていること
が分かる。このため、可変容量ダイオード3の容量値の
変化比が小さい場合にも、可変容量ダイオードの総和容
量値Ctを一定に保ったまま、発振周波数の段階的な変
化の間隔を狭くすることができる。そのため、発振周波
数の不連続がない広い範囲の発振周波数帯域が得られ
る。The solid line and the dotted line in FIG. 3 show changes in the oscillation frequency with respect to the control voltage Vt of the voltage controlled oscillator shown in FIG. It is apparent from FIG. 3 that the change in the oscillation frequency indicated by the dotted line is added so as to complement the space between the solid lines indicating the change in the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator shown in FIG. Therefore, even when the change ratio of the capacitance value of the variable capacitance diode 3 is small, the interval of the stepwise change of the oscillation frequency can be reduced while the total capacitance value Ct of the variable capacitance diode is kept constant. Therefore, a wide oscillation frequency band without discontinuity of the oscillation frequency can be obtained.
【0029】可変容量ダイオードをさらに増やすことも
可能である。容量値の等しい第1、第2可変容量ダイオ
ードと、容量値が第1、第2可変容量ダイオードのそれ
ぞれ2倍〜2n-2倍である第3〜第n可変容量ダイオー
ドとで構成すれば、発振周波数の段階的な変化の間隔を
さらに狭くすることができる。It is also possible to further increase the number of variable capacitance diodes. The first and second variable capacitance diodes having the same capacitance value, and the third to n-th variable capacitance diodes having capacitance values twice to 2 n−2 times the first and second variable capacitance diodes, respectively. The interval between the stepwise changes of the oscillation frequency can be further reduced.
【0030】上記のように、本発明の第2の実施の形態
では、電圧制御発振器を、オン時の容量がオフ時の容量
の2倍となる可変容量ダイオードを5個並列に接続して
5ビットの制御信号で総和容量値を制御する構成とした
ので、可変容量ダイオードの総和容量値Ctを一定に保
ったまま制御ビット数を増加して、発振周波数の間隔を
狭くすることができる。As described above, in the second embodiment of the present invention, the voltage-controlled oscillator is formed by connecting in parallel five variable capacitance diodes whose on-time capacity is twice the off-time capacity. Since the total capacitance value is controlled by the bit control signal, the number of control bits can be increased while keeping the total capacitance value Ct of the variable capacitance diode constant, and the interval between the oscillation frequencies can be narrowed.
【0031】(第3の実施の形態)本発明の第3の実施
の形態は、コンデンサとトランジスタスイッチを直列接
続して、オン時の容量がオフ時の容量の2倍となる可変
容量ダイオードを構成し、可変容量ダイオードを4個並
列に接続して、4ビットの制御信号で総和容量値を制御
する電圧制御発振器である。(Third Embodiment) In a third embodiment of the present invention, a capacitor and a transistor switch are connected in series to form a variable capacitance diode whose on-time capacity is twice the off-time capacity. This is a voltage-controlled oscillator configured to connect four variable capacitance diodes in parallel and to control the total capacitance value with a 4-bit control signal.
【0032】図6は、本発明の第3の実施の形態におけ
る電圧制御発振器の構成を示す回路図である。図6にお
いて、コンデンサ14〜17は、オン時の容量を決める固定
容量素子である。トランジスタスイッチ20〜23は、MO
Sトランジスタで構成したスイッチである。バイポーラ
トランジスタで構成したスイッチでもよい。FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a voltage controlled oscillator according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 6, capacitors 14 to 17 are fixed capacitance elements that determine the capacitance at the time of ON. The transistor switches 20 to 23 are
This is a switch composed of S transistors. A switch constituted by a bipolar transistor may be used.
【0033】上記のように構成された本発明の第3の実
施の形態における電圧制御発振器の動作を説明する。図
6に示すコンデンサ14〜17は、それぞれトランジスタス
イッチ20〜23と直列接続されている。制御信号b0〜b3
は、それぞれトランジスタスイッチのオンオフ制御を行
なう。コンデンサ14、15の容量値は2Cであり、コンデ
ンサ16の容量値は4Cであり、コンデンサ17の容量値は
8Cである。The operation of the voltage controlled oscillator according to the third embodiment of the present invention configured as described above will be described. The capacitors 14 to 17 shown in FIG. 6 are connected in series with the transistor switches 20 to 23, respectively. Control signals b0 to b3
Perform on / off control of the transistor switches. The capacitance values of the capacitors 14 and 15 are 2C, the capacitance value of the capacitor 16 is 4C, and the capacitance value of the capacitor 17 is 8C.
【0034】トランジスタスイッチ20のサイズを1とす
ると、トランジスタスイッチ21のサイズは1であり、ト
ランジスタスイッチ22のサイズは2であり、トランジス
タスイッチ23のサイズは4である。トランジスタスイッ
チのサイズ比は、トランジスタがオフの状態にもつ容量
成分の値の比となる。また、それぞれのコンデンサと直
列接続されたトランジスタスイッチの容量値は、トラン
ジスタスイッチがオンの状態では、コンデンサの容量値
となり、トランジスタがオフの状態では、トランジスタ
スイッチのもつ容量成分の値となる。トランジスタスイ
ッチ20、21のオフ状態での容量値を1Cとすると、トラ
ンジスタスイッチ22のオフ状態での容量値は2Cとな
り、トランジスタスイッチ23のオフ状態での容量値を4
Cとなる。Assuming that the size of the transistor switch 20 is 1, the size of the transistor switch 21 is 1, the size of the transistor switch 22 is 2, and the size of the transistor switch 23 is 4. The size ratio of the transistor switch is the ratio of the value of the capacitance component that the transistor has in the off state. Further, the capacitance value of the transistor switch connected in series with each capacitor is the capacitance value of the capacitor when the transistor switch is on, and the capacitance value of the transistor switch when the transistor is off. Assuming that the capacitance value of the transistor switches 20 and 21 in the off state is 1C, the capacitance value of the transistor switch 22 in the off state is 2C, and the capacitance value of the transistor switch 23 in the off state is 4C.
C.
【0035】すなわち、トランジスタスイッチのオンオ
フにより、それぞれの容量値は、図1または図4の可変
容量ダイオードの動作による変化と同様に変化する。そ
のため、制御信号b0〜b3により発振周波数の段階的な
変化が可能となり、図1の電圧制御発振器と同様の動作
をする。さらに、トランジスタのオフ状態にもつ容量成
分を調整することにより、制御信号が1増加する変化に
対する発振周波数の変化の間隔を調整することができ
る。That is, by turning on / off the transistor switch, each capacitance value changes in the same manner as the change due to the operation of the variable capacitance diode shown in FIG. 1 or FIG. Therefore, the oscillation frequency can be changed stepwise by the control signals b0 to b3, and the operation is the same as that of the voltage controlled oscillator of FIG. Further, by adjusting the capacitance component that the transistor has in the off state, it is possible to adjust the interval of the change of the oscillation frequency with respect to the change of the control signal by one.
【0036】上記のように、本発明の第3の実施の形態
では、電圧制御発振器を、コンデンサとトランジスタス
イッチを直列接続して、オン時の容量がオフ時の容量の
2倍となる可変容量ダイオードを構成し、可変容量ダイ
オードを4個並列に接続して、4ビットの制御信号で総
和容量値を制御する構成としたので、トランジスタスイ
ッチのオン時とオフ時の容量値の変化比を大きくとるこ
とができ、発振周波数の段階的変化の間隔を広くとるこ
とができる。As described above, in the third embodiment of the present invention, the voltage-controlled oscillator is formed by connecting a capacitor and a transistor switch in series, and a variable capacitor whose on-time capacity is twice the off-time capacity. A diode is formed, and four variable capacitance diodes are connected in parallel to control the total capacitance value by a 4-bit control signal. Therefore, the change ratio of the capacitance value when the transistor switch is on and off is large. Therefore, the interval of the stepwise change of the oscillation frequency can be widened.
【0037】(第4の実施の形態)本発明の第4の実施
の形態は、共振器と能動素子回路を差動構成とした電圧
制御発振器である。(Fourth Embodiment) A fourth embodiment of the present invention is a voltage controlled oscillator having a differential configuration of a resonator and an active element circuit.
【0038】図7は、本発明の第4の実施の形態におけ
る電圧制御発振器の構成を示す回路図である。図7にお
いて、可変容量ダイオード4〜7、10〜13は、制御信号
b0〜b3によって容量値が変化する素子である。可変容
量ダイオード9は、制御電圧Vtによって容量値が連続
的に変化する素子である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a voltage controlled oscillator according to a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 7, variable capacitance diodes 4 to 7 and 10 to 13 are elements whose capacitance values change according to control signals b0 to b3. The variable capacitance diode 9 is an element whose capacitance value changes continuously according to the control voltage Vt.
【0039】発振周波数の変化動作は、図1に示した電
圧制御発振器と同様である。可変容量ダイオード4〜7
の総和容量値の制御信号b0〜b3に対する変化は、図2
に示すものと同じである。電圧制御発振器の制御電圧V
tに対する発振周波数の変化は、図3の実線で示すもの
と同じである。The operation of changing the oscillation frequency is the same as that of the voltage controlled oscillator shown in FIG. Variable capacitance diodes 4 to 7
The change of the total capacitance value of the control signals with respect to the control signals b0 to b3 is shown in FIG.
Is the same as that shown in FIG. Control voltage V of voltage controlled oscillator
The change of the oscillation frequency with respect to t is the same as that shown by the solid line in FIG.
【0040】共振器と能動素子回路を差動構成としたの
で、差動の信号経路に混入した外来雑音は同相除去でき
る。このため、集積化において、他の回路ブロック間と
のアイソレーションが確保できる。Since the resonator and the active element circuit have a differential configuration, external noise mixed in the differential signal path can be removed in-phase. For this reason, in integration, isolation from other circuit blocks can be ensured.
【0041】上記のように、本発明の第4の実施の形態
では、電圧制御発振器を、共振器と能動素子回路を差動
構成としたので、差動の信号経路に混入した外来雑音を
同相除去できるため、集積化において他の回路ブロック
間との信号アイソレーションが確保できる。As described above, in the fourth embodiment of the present invention, the voltage controlled oscillator has a differential configuration of the resonator and the active element circuit, so that the external noise mixed in the differential signal path is in-phase. Since it can be removed, signal isolation between other circuit blocks can be ensured in integration.
【0042】(第5の実施の形態)本発明の第5の実施
の形態は、オン時の容量がオフ時の容量の2倍となる可
変容量ダイオードを並列に接続して制御信号で総和容量
値を制御する電圧制御発振器を使用したPLL回路であ
る。(Fifth Embodiment) In a fifth embodiment of the present invention, a variable capacitance diode whose on-time capacity is twice the off-time capacity is connected in parallel, and the total capacity is controlled by a control signal. This is a PLL circuit using a voltage controlled oscillator for controlling a value.
【0043】図8は、本発明の第5の実施の形態におけ
るPLL回路の構成を示す機能ブロック図である。PL
L回路は、電圧制御発振器52と、分周器53と、位相比較
器50と、ローパスフィルタ51と、位相検出器54と、2進
カウンタ55から構成されている。図8において、電圧制
御発振器52は、第1〜4の実施の形態で示した電圧制御
発振器である。分周器53は、電圧制御発振器52の出力信
号を分周する回路である。位相比較器50は、分周器53で
分周した信号(fdiv)と基準信号(fref)との位相を
比較して、位相差信号を出力する回路である。ローパス
フィルタ51は、位相比較器50の出力信号を平均化する回
路である。位相検出器54は、位相比較器50の出力信号に
基づいて周波数差を検出する回路である。2進カウンタ
55は、2進のアップダウンカウンタである。FIG. 8 is a functional block diagram showing the configuration of the PLL circuit according to the fifth embodiment of the present invention. PL
The L circuit includes a voltage controlled oscillator 52, a frequency divider 53, a phase comparator 50, a low-pass filter 51, a phase detector 54, and a binary counter 55. In FIG. 8, the voltage controlled oscillator 52 is the voltage controlled oscillator described in the first to fourth embodiments. The frequency divider 53 is a circuit that divides the output signal of the voltage controlled oscillator 52. The phase comparator 50 is a circuit that compares the phase of the signal (fdiv) divided by the frequency divider 53 with the phase of the reference signal (fref) and outputs a phase difference signal. The low-pass filter 51 is a circuit that averages the output signal of the phase comparator 50. The phase detector 54 is a circuit that detects a frequency difference based on the output signal of the phase comparator 50. Binary counter
55 is a binary up / down counter.
【0044】上記のように構成された本発明の第5の実
施の形態におけるPLL回路の動作を説明する。図8に
示すPLL回路の初期状態では、制御電圧Vtを固定す
る。電圧制御発振器52は、制御信号の初期値に応じた周
波数の信号を出力する。分周器53は、電圧制御発振器52
の出力信号を分周する。また、位相比較器50は、分周器
53で分周した信号(fdiv)と基準信号(fref)との位
相を比較して、位相差信号を出力する。The operation of the PLL circuit according to the fifth embodiment of the present invention configured as described above will be described. In the initial state of the PLL circuit shown in FIG. 8, the control voltage Vt is fixed. The voltage controlled oscillator 52 outputs a signal having a frequency according to the initial value of the control signal. The frequency divider 53 includes a voltage-controlled oscillator 52
Is divided. The phase comparator 50 is a frequency divider.
The phase of the signal (fdiv) divided by 53 and the reference signal (fref) are compared, and a phase difference signal is output.
【0045】位相検出器54は、位相比較器50の出力信号
を基に、周波数差を検出する。この時、位相差の検出精
度は、電圧制御発振器52の制御信号が1だけ変化すると
きの周波数変化間隔とする。位相検出器54の検出した周
波数差信号により、2進カウンタ55をカウントアップま
たはカウントダウンして、周波数差が最も少なくなるよ
うに制御信号を変化させる。The phase detector 54 detects a frequency difference based on the output signal of the phase comparator 50. At this time, the detection accuracy of the phase difference is a frequency change interval when the control signal of the voltage controlled oscillator 52 changes by one. The binary counter 55 is counted up or down by the frequency difference signal detected by the phase detector 54, and the control signal is changed so that the frequency difference is minimized.
【0046】次に、周波数差が最も少なくなる制御信号
のビット状態を固定し、位相比較器50の出力信号をロー
パスフィルタ51で平均化した制御電圧Vtにより、電圧
制御発振器の出力信号周波数を制御する。PLL回路
は、fdivとfrefの周波数および位相が一致したところ
で安定し、電圧制御発振器52より一定周波数の出力信号
を得る。この動作により、初めに電圧制御発振器の出力
信号周波数を段階的に変化させ、所望の発振周波数に近
づけた状態で、制御電圧Vtにより安定した状態に引き
込むために、PLL回路のロックアップ時間を短くでき
る。Next, the output signal frequency of the voltage controlled oscillator is controlled by the control voltage Vt obtained by averaging the output signal of the phase comparator 50 with the low-pass filter 51 by fixing the bit state of the control signal that minimizes the frequency difference. I do. The PLL circuit is stabilized when the frequency and phase of fdiv and fref match, and an output signal of a constant frequency is obtained from the voltage controlled oscillator 52. By this operation, first, the output signal frequency of the voltage controlled oscillator is changed stepwise, and the lock-up time of the PLL circuit is shortened in order to draw a stable state by the control voltage Vt while approaching the desired oscillation frequency. it can.
【0047】上記のように、本発明の第5の実施の形態
では、PLL回路を、オン時の容量がオフ時の容量の2
倍となる可変容量ダイオードを並列に接続して制御信号
で総和容量値を制御する電圧制御発振器を使用した構成
としたので、集積化に好適な電圧制御発振器で、通信装
置を小型化できる。As described above, in the fifth embodiment of the present invention, the capacity of the PLL circuit is two times smaller than that of the off state.
Since a variable-capacitance diode that is doubled is connected in parallel to use a voltage-controlled oscillator that controls the total capacitance value by a control signal, the communication device can be downsized with a voltage-controlled oscillator suitable for integration.
【0048】[0048]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
では、インダクタと、インダクタに並列接続された可変
容量ブロックと、インダクタと可変容量ブロックとで構
成される共振器を励振する能動素子回路とを具備する電
圧制御発振器を、可変容量ブロックは、アナログ制御信
号により連続的に容量が変化するアナログ可変容量ダイ
オードと、デジタル制御信号で制御されてオン時容量が
オフ時容量の2倍になる複数のデジタル可変容量ダイオ
ードとを並列接続した構成としたので、電圧制御発振器
を集積化した場合に、発振周波数をほぼ等間隔に段階的
に変化させることができるとともに、デジタル可変容量
ダイオードの総和容量値Ctを一定に保ったまま、デジ
タル制御信号のビット数を容易に変更することができる
という効果が得られる。As is apparent from the above description, according to the present invention, an active element circuit for exciting a resonator composed of an inductor, a variable capacitance block connected in parallel to the inductor, and an inductor and a variable capacitance block. The variable capacitance block includes an analog variable capacitance diode whose capacitance is continuously changed by an analog control signal, and an on-time capacitance that is controlled by a digital control signal to be twice the off-time capacitance. Since a plurality of digital variable capacitance diodes are connected in parallel, when the voltage controlled oscillator is integrated, the oscillation frequency can be changed stepwise at approximately equal intervals, and the total capacitance of the digital variable capacitance diodes The effect that the number of bits of the digital control signal can be easily changed while keeping the value Ct constant is obtained. You.
【0049】また、デジタル可変容量ダイオードを、コ
ンデンサとトランジスタスイッチとが直列接続された可
変容量素子としたので、トランジスタスイッチのオン時
とオフ時の容量値の変化比を大きくとることができ、発
振周波数の段階的変化の間隔を広くとることができると
いう効果が得られる。Further, since the digital variable capacitance diode is a variable capacitance element in which a capacitor and a transistor switch are connected in series, a large change ratio of the capacitance value when the transistor switch is turned on and when the transistor switch is turned off can be obtained. The effect that the interval of the step change of the frequency can be widened is obtained.
【0050】また、複数のデジタル可変容量ダイオード
を、容量値の等しい第1、第2可変容量ダイオードと、
容量値が第1、第2可変容量ダイオードの2倍である第
3可変容量ダイオードと、容量値が第1、第2可変容量
ダイオードの4倍である第4可変容量ダイオードとした
ので、集積化において発振周波数をほぼ等間隔に段階的
に変化させることができるという効果が得られる。Further, a plurality of digital variable capacitance diodes are defined as first and second variable capacitance diodes having the same capacitance value,
Since a third variable capacitance diode having a capacitance value twice as large as the first and second variable capacitance diodes and a fourth variable capacitance diode having a capacitance value four times as large as the first and second variable capacitance diodes, integrated. In this case, the effect is obtained that the oscillation frequency can be changed stepwise at substantially equal intervals.
【0051】また、共振器を、インダクタに可変容量ブ
ロックが対称に接続された平衡型共振回路とし、能動素
子回路を、共振器を差動で励振する回路としたので、差
動の信号経路に混入した外来雑音は同相除去でき、集積
化において他の回路ブロック間との信号アイソレーショ
ンが確保できるという効果が得られる。Further, the resonator is a balanced resonance circuit in which a variable capacitance block is symmetrically connected to an inductor, and the active element circuit is a circuit for exciting the resonator differentially. The mixed external noise can be removed in-phase, and an effect of securing signal isolation between other circuit blocks during integration can be obtained.
【0052】また、アンテナと、電圧制御発振器を備え
た送受信部と、通信制御部とを具備する通信装置を、電
圧制御発振器は、インダクタと、インダクタに並列接続
された可変容量ブロックと、インダクタと可変容量ブロ
ックとで構成される共振器を励振する能動素子回路とを
備え、可変容量ブロックは、アナログ制御信号により連
続的に容量が変化するアナログ可変容量ダイオードと、
デジタル制御信号で制御されてオン時容量がオフ時容量
の2倍になる複数のデジタル可変容量ダイオードとを並
列接続した構成であり、複数のデジタル可変容量ダイオ
ードは、容量値の等しい第1、第2可変容量ダイオード
と、容量値が第1、第2可変容量ダイオードのそれぞれ
2倍〜2n-2倍である第3〜第n可変容量ダイオードと
からなる構成としたので、集積化に好適な電圧制御発振
器で、通信装置を小型化できるという効果が得られる。A communication device including an antenna, a transmitting / receiving unit including a voltage controlled oscillator, and a communication control unit includes a voltage controlled oscillator including an inductor, a variable capacitance block connected in parallel to the inductor, and an inductor. An active element circuit that excites a resonator composed of a variable capacitance block, the variable capacitance block has an analog variable capacitance diode whose capacitance is continuously changed by an analog control signal,
A plurality of digital variable capacitance diodes whose on-time capacitance is twice the off-time capacitance controlled by the digital control signal are connected in parallel, and the plurality of digital variable capacitance diodes have the same capacitance value. Since the variable capacitance diode is composed of two variable capacitance diodes and third to nth variable capacitance diodes having a capacitance value twice to 2 n−2 times the first and second variable capacitance diodes, it is suitable for integration. With the voltage-controlled oscillator, the communication device can be downsized.
【図1】本発明の第1の実施の形態における電圧制御発
振器の構成を示す回路図、FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a voltage controlled oscillator according to a first embodiment of the present invention;
【図2】本発明の第1、4の実施の形態における電圧制
御発振器の制御信号に対するCtの変化を示す図、FIG. 2 is a diagram showing a change in Ct with respect to a control signal of a voltage controlled oscillator according to the first and fourth embodiments of the present invention;
【図3】本発明の第1、2、4の実施の形態における電
圧制御発振器の制御電圧Vtに対する発振周波数の変化
を示す図、FIG. 3 is a diagram showing a change in an oscillation frequency with respect to a control voltage Vt of the voltage controlled oscillator according to the first, second, and fourth embodiments of the present invention;
【図4】本発明の第2の実施の形態における電圧制御発
振器の構成を示す回路図、FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a voltage controlled oscillator according to a second embodiment of the present invention;
【図5】本発明の第2の実施の形態における電圧制御発
振器の制御信号に対するCtの変化を示す図、FIG. 5 is a diagram showing a change in Ct with respect to a control signal of a voltage controlled oscillator according to a second embodiment of the present invention;
【図6】本発明の第3の実施の形態における電圧制御発
振器の構成を示す回路図、FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a voltage controlled oscillator according to a third embodiment of the present invention;
【図7】本発明の第4の実施の形態における電圧制御発
振器の構成を示す回路図、FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a voltage controlled oscillator according to a fourth embodiment of the present invention;
【図8】本発明の第5の実施の形態におけるPLL回路
の構成を示す機能ブロック図、FIG. 8 is a functional block diagram showing a configuration of a PLL circuit according to a fifth embodiment of the present invention;
【図9】従来の電圧制御発振器の構成を示す回路図、FIG. 9 is a circuit diagram illustrating a configuration of a conventional voltage controlled oscillator.
【図10】従来の電圧制御発振器の制御信号に対するC
tの変化を示す図、FIG. 10 shows C with respect to a control signal of a conventional voltage controlled oscillator.
Diagram showing the change in t,
【図11】従来の電圧制御発振器の制御電圧Vtに対す
る発振周波数の変化を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a change in oscillation frequency with respect to a control voltage Vt of a conventional voltage controlled oscillator.
1 能動素子回路 2 インダクタ 3〜7 可変容量ダイオード 9〜13 可変容量ダイオード 14〜17 コンデンサ 20〜23 トランジスタスイッチ 50 位相比較器 51 ローパスフィルタ 52 電圧制御発振器 53 分周器 54 位相検出器 Vt 外部制御電圧 fref 基準信号 fdiv 分周信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Active element circuit 2 Inductor 3-7 Variable capacitance diode 9-13 Variable capacitance diode 14-17 Capacitor 20-23 Transistor switch 50 Phase comparator 51 Low pass filter 52 Voltage controlled oscillator 53 Divider 54 Phase detector Vt External control voltage fref reference signal fdiv frequency-divided signal
Claims (7)
続された可変容量ブロックと、前記インダクタと前記可
変容量ブロックとで構成される共振器を励振する能動素
子回路とを具備する電圧制御発振器において、前記可変
容量ブロックは、アナログ制御信号により連続的に容量
が変化するアナログ可変容量ダイオードと、デジタル制
御信号で制御されてオン時容量がオフ時容量の2倍にな
る複数のデジタル可変容量ダイオードとを並列接続した
構成であることを特徴とする電圧制御発振器。1. A voltage controlled oscillator comprising: an inductor; a variable capacitance block connected in parallel to the inductor; and an active element circuit for exciting a resonator constituted by the inductor and the variable capacitance block. The variable capacitance block is composed of an analog variable capacitance diode whose capacitance changes continuously by an analog control signal and a plurality of digital variable capacitance diodes controlled by a digital control signal and whose on-time capacitance is twice the off-time capacitance. A voltage controlled oscillator having a connected configuration.
ンデンサとトランジスタスイッチとが直列接続された可
変容量素子であることを特徴とする請求項1記載の電圧
制御発振器。2. The voltage controlled oscillator according to claim 1, wherein the digital variable capacitance diode is a variable capacitance element in which a capacitor and a transistor switch are connected in series.
は、容量値の等しい第1、第2可変容量ダイオードと、
容量値が前記第1、第2可変容量ダイオードの2倍であ
る第3可変容量ダイオードと、容量値が前記第1、第2
可変容量ダイオードの4倍である第4可変容量ダイオー
ドとからなることを特徴とする請求項1記載の電圧制御
発振器。3. The plurality of digital variable capacitance diodes have first and second variable capacitance diodes having the same capacitance value.
A third variable capacitance diode having a capacitance value twice that of the first and second variable capacitance diodes, and a capacitance value of the first and second variable capacitance diodes;
2. The voltage controlled oscillator according to claim 1, further comprising a fourth variable capacitance diode that is four times as large as the variable capacitance diode.
は、容量値の等しい第1、第2可変容量ダイオードと、
容量値が前記第1、第2可変容量ダイオードの2倍であ
る第3可変容量ダイオードと、容量値が前記第1、第2
可変容量ダイオードの4倍である第4可変容量ダイオー
ドと、容量値が前記第1、第2可変容量ダイオードの8
倍である第5可変容量ダイオードとからなることを特徴
とする請求項1記載の電圧制御発振器。4. The plurality of digital variable capacitance diodes have first and second variable capacitance diodes having the same capacitance value.
A third variable capacitance diode having a capacitance value twice that of the first and second variable capacitance diodes, and a capacitance value of the first and second variable capacitance diodes;
A fourth variable capacitance diode that is four times as large as the variable capacitance diode, and a capacitance value equal to 8 of the first and second variable capacitance diodes.
2. The voltage controlled oscillator according to claim 1, comprising a fifth variable capacitance diode that is doubled.
は、容量値の等しい第1、第2可変容量ダイオードと、
容量値が前記第1、第2可変容量ダイオードのそれぞれ
2倍〜2n-2倍である第3〜第n可変容量ダイオードと
からなることを特徴とする請求項1記載の電圧制御発振
器。5. The plurality of digital variable capacitance diodes have first and second variable capacitance diodes having the same capacitance value.
2. The voltage controlled oscillator according to claim 1, wherein the voltage controlled oscillator comprises third to n-th variable capacitance diodes each having a capacitance value twice to 2 n-2 times that of the first and second variable capacitance diodes.
変容量ブロックが対称に接続された平衡型共振回路であ
り、前記能動素子回路は、前記共振器を差動で励振する
回路であることを特徴とする請求項1記載の電圧制御発
振器。6. The resonator according to claim 1, wherein the resonator is a balanced resonance circuit in which the variable capacitance block is symmetrically connected to the inductor, and the active element circuit is a circuit for exciting the resonator differentially. The voltage controlled oscillator according to claim 1, wherein
受信部と、通信制御部とを具備する通信装置において、
前記電圧制御発振器は、インダクタと、前記インダクタ
に並列接続された可変容量ブロックと、前記インダクタ
と前記可変容量ブロックとで構成される共振器を励振す
る能動素子回路とを備え、前記可変容量ブロックは、ア
ナログ制御信号により連続的に容量が変化するアナログ
可変容量ダイオードと、デジタル制御信号で制御されて
オン時容量がオフ時容量の2倍になる複数のデジタル可
変容量ダイオードとを並列接続した構成であり、前記複
数のデジタル可変容量ダイオードは、容量値の等しい第
1、第2可変容量ダイオードと、容量値が前記第1、第
2可変容量ダイオードのそれぞれ2倍〜2n-2倍である
第3〜第n可変容量ダイオードとからなることを特徴と
する通信装置。7. A communication device including an antenna, a transmission / reception unit including a voltage controlled oscillator, and a communication control unit,
The voltage-controlled oscillator includes an inductor, a variable capacitance block connected in parallel to the inductor, and an active element circuit that excites a resonator including the inductor and the variable capacitance block. A configuration in which an analog variable capacitance diode whose capacitance changes continuously by an analog control signal and a plurality of digital variable capacitance diodes controlled by a digital control signal and whose on-time capacitance is twice the off-time capacitance are connected in parallel. The plurality of digital variable capacitance diodes have first and second variable capacitance diodes having the same capacitance value, and a second variable capacitance diode having a capacitance value twice to 2 n-2 times that of the first and second variable capacitance diodes. A communication device comprising: a third to an n-th variable capacitance diode.
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