JP2004064567A

JP2004064567A - Voltage controlled oscillation device, voltage controlled oscillator, and triple-band voltage-controlled oscillation device

Info

Publication number: JP2004064567A
Application number: JP2002222121A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Tasaka; 田坂　直之
Original assignee: Fujitsu Media Devices Ltd
Current assignee: Fujitsu Media Devices Ltd
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2004-02-26

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a voltage controlled oscillation device and a voltage-controlled oscillator which can oscillate in a plurality of frequency bands, and also a triple-band voltage-controlled oscillation device which can oscillate in three frequency bands. <P>SOLUTION: The device includes two voltage-controlled oscillators VCO1, VCO2 and a first switching circuit SW1 for selecting one of the two oscillators VCO1, VCO2 to be used. The device also includes a second switching circuit SW2 for switching the oscillation frequency of one voltage-controlled oscillator (VCO2). A switching transistor included in the first switching circuit SW1 is a pnp-type. Consequently, one of the three oscillation frequency bands can be selectively outputted. Further, a power voltage can be prevented from being decreased. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電圧制御発振装置及び電圧制御発振器に関し、特に、及び３つの異なる周波数帯域で発振できるトリプルバンド電圧制御発振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の携帯電話機等で代表される通信機器では、複数の通信システムで使用できる携帯電話機の普及による異なった周波数帯域の使用や、携帯電話の普及増加による周波数の拡大により、使用する周波数を決定付ける局部発振器である電圧制御発振装置に求められる周波数帯域が拡大している。
【０００３】
周波数帯域とは、例えば米国ではＡＭＰＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ　ＭｏｂｉｌｅＰｈｏｎｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）方式とＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ａｃｃｅｓｓ）方式とＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）方式に代表される周波数帯域であり、欧州ではＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）方式とＤＣＳ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｓｙｓｔｅｍ）方式とＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｓｅｒｖｉｃｅ）方式に代表される周波数帯域である。
【０００４】
図１に、従来のシングルバンドの電圧制御発振装置１００の一例を示す。この電圧制御発振装置１００は、共振回路１０１と発振用トランジスタ（以下、トランジスタをＴｒと略す）Ｑ１０１を含んで構成された発振回路１０２と増幅用ＴｒＱ１０２を含んで構成された増幅回路１０３とを接続して構成される。
【０００５】
また図２に、従来のデュアルバンドの電圧制御発振装置２００の一例を示す。但し、図２では理解の容易のため構成を簡略化する。この電圧制御発振装置２００は、２つの共振回路１１１，１２１と、図示しない発振用Ｔｒ（Ｑ１１１，Ｑ１２１）を１つずつ含んで構成された２つの発振回路１１２，１２２と、増幅用Ｔｒ１１３を含んで構成された１つの増幅回路１１３と、を接続して構成される。また、発振回路１１２には切替端子Ｔｍ１１４からスイッチング信号Ｖｓｗ１１１が入力され、発振回路１２２には切替端子Ｔｍ１２４からスイッチング信号Ｖｓｗ１２１が入力される。発振回路１１２，１２２は入力されたスイッチング信号Ｖｓｗ１１１，１２１に基づいて発振信号を出力する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような中、３つの周波数帯域を用いて通信を行うトリプルモードの携帯電話機の開発が行われている。このトリプルモードの携帯電話機では、３つの周波数帯域で発振できる電圧制御発振装置と、この周波数帯域の中から使用する周波数帯域を選択するための構成とが必要とされる。
【０００７】
そこで本発明は、複数の周波数帯域で発振できる電圧制御発振装置及び電圧制御発振器を提供することを目的とし、特に３つの周波数帯域で発振できるトリプルバンド電圧制御発振装置を提供することを目的とする。また、この他に本発明は、上記の電圧制御発振装置、電圧制御発振器、及びトリプルバンド電圧制御発振装置を簡素な構成で且つ低コストに提供することを目的とする。更に、この他に本発明は、切替端子数を削減でき、また、切替端子に印加される電圧の変動に発振の特性が左右されない電圧制御発振装置、電圧制御発振器、及びトリプルバンド電圧制御発振装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、複数の周波数帯域のうち何れか１つを選択的に出力する電圧制御発振装置であって、各々異なる周波数帯域で発振する複数の電圧制御発振器と、前記複数の電圧制御発振器のうち動作する電圧制御発振器を選択的に切り替える第１の切替回路と、を有し、前記複数の電圧制御発振器の少なくとも１つが、複数の周波数帯域で発振可能であることを特徴とする。これにより、本発明では、複数の周波数帯域で発振できる電圧制御発振装置を提供できる。
【０００９】
また、上記の構成において、例えば、前記電圧制御発振器が、各々異なる周波数帯域で発振する発振回路を含んで構成され、前記第１の切替回路が、前記複数の電圧制御発振器に含まれる前記発振回路のうち動作する発振回路を選択的に切り替える。
【００１０】
また、別の例として、前記電圧制御発振器が、前記発振回路から出力された発振信号を増幅する増幅回路を含んで構成され、前記第１の切替回路が、前記複数の電圧制御発振器に含まれる前記増幅回路のうち動作する増幅回路を選択的に切り替える。
【００１１】
また、別の例として、前記電圧制御発振器が、前記発振回路に入力するためのバイアス電圧を生成するバイアス回路を含んで構成され、前記第１の切替回路が、前記バイアス回路に対して入力側に設けられた。
【００１２】
また、別の例として、前記発振回路が、発振用トランジスタを含んで構成され、前記第１の切替回路が、前記発振用トランジスタのオン／オフを切り替えることで前記動作する発振回路を選択的に切り替える。
【００１３】
また、別の例として、前記増幅回路が、増幅用トランジスタを含んで構成され、前記第１の切替回路が、前記増幅用トランジスタのオン／オフを切り替えることで前記動作する増幅回路を選択的に切り替える。
【００１４】
また、別の例として、前記第１の切替回路が、前記電圧制御発振器と対になる複数のスイッチングトランジスタを含んで構成され、前記スイッチングトランジスタのオン／オフを切り替えることで前記動作する電圧制御発振器を選択的に切り替える。
【００１５】
また、別の例として、前記スイッチングトランジスタが、ｐｎｐ型のバイポーラトランジスタで構成される。これにより、電源電圧が降下することを防止できる。
【００１６】
また、別の例として、前記スイッチングトランジスタが、ｐチャネル型の電界効果型トランジスタで構成される。これにより、電源電圧が降下することを防止できる。
【００１７】
また、別の例として、複数の周波数帯域で発振可能な前記電圧制御発振器が、インダクタンスを切替可能な共振回路と、前記共振回路のインダクタンスを切り替える第２の切替回路と、を有する。これにより、本発明では、複数の周波数帯域で発振できる電圧制御発振装置をより簡素な構成で且つ低コストで提供できる。
【００１８】
また、別の例として、前記共振回路が、直列に接続された複数の共振路線を含んで構成され、前記第２の切替回路が、前記複数の共振路線のうち動作する共振路線を選択的に切り替えることで前記共振回路のインダクタンスを切り替える。
【００１９】
また、別の例として、前記第２の切替回路が、バイパスとして機能する第１のコンデンサと周波数シフト幅の調整用として機能する第２のコンデンサとを含んで構成される。これにより、より詳細且つ正確に周波数のシフト幅を設定し、調整することが可能となる。
【００２０】
また、別の例として、前記第２の切替回路が、ダイオードと、前記ダイオードのアノードと接続された抵抗と、を含んで構成され、前記第２のコンデンサが、前記アノードを接地する配線上に設けられ、前記第１のコンデンサが、前記抵抗を挟んで前記第２のコンデンサと並列に接続される。
【００２１】
また、別の例として、上記電圧制御発振装置がワンパッケージ化されている。これにより、容易に機器に実装できる電圧制御発振装置を提供できる。
【００２２】
また、本発明は、複数の周波数帯域を出力可能な電圧制御発振装置であって、前記複数の周波数帯域のうち出力する周波数帯域を選択的に切り替える切替回路を有し、前記切替回路が、ｐｎｐ型のバイポーラトランジスタを含んで構成されることを特徴とする。これにより、ｎｐｎ型のスイッチングトランジスタを使用する場合で生じる電圧効果を防止することが可能となるため、常にバイアス回路に安定した電圧を供給することが可能となる。
【００２３】
また、本発明は、複数の周波数帯域のうち何れか１つを選択的に出力する電圧制御発振器であって、インダクタンスを切替可能な共振回路と、前記共振回路のインダクタンスを切り替える切替回路と、を有することを特徴とする。これにより、本発明では、複数の周波数帯域で発振できる電圧制御発振器を提供できる。
【００２４】
また、上記構成において、例えば、前記共振回路が、直列に接続された複数の共振路線を含んで構成され、前記切替回路が、前記複数の共振路線のうち動作する共振路線を選択的に切り替えることで前記共振回路のインダクタンスを切り替える。
【００２５】
また、別の例として、前記切替回路が、バイパスとして機能する第１のコンデンサと周波数シフト幅の調整用として機能する第２のコンデンサとを含んで構成される。これにより、より詳細且つ正確に周波数のシフト幅を設定し、調整することが可能となる。
【００２６】
また、別の例として、前記切替回路が、ダイオードと、前記ダイオードのアノードと接続された抵抗と、を含んで構成され、前記第２のコンデンサが、前記アノードを接地する配線上に設けられ、前記第１のコンデンサが、前記抵抗を挟んで前記第２のコンデンサと並列に接続される。
【００２７】
また、本発明は、３つの周波数帯域のうち何れか１つを選択的に出力するトリプルバンド電圧制御発振装置であって、第１の周波数帯域で発振する第１の電圧制御発振器と、第２又は第３の周波数帯域で発振する第２の電圧制御発振器と、前記第１又は第２の電圧制御発振器のうち動作する電圧制御発振器を選択的に切り替える第１の切替回路と、を有することを特徴とする。これにより、本発明では、３つの周波数帯域で発振できるトリプルバンド電圧制御発振装置を簡素な構成で且つ低コストに提供できる。
【００２８】
また、上記構成において、前記第１の電圧制御発振器が、前記第１の周波数帯域で発振する第１の発振回路を含んで構成され、前記第２の電圧制御発振器が、前記第２又は前記第３の周波数帯域で発振する第２の発振回路を含んで構成され、前記第１の切替回路は、前記第１の発振回路又は前記第２の発振回路を選択的に動作させる。
【００２９】
また、別の例として、前記第２の電圧制御発振器が、第１のインダクタンスと第２のインダクタンスとを切替可能な共振回路と、前記第１又は第２のインダクタンスに切り替える第２の切替回路と、を有し、前記第２の切替回路で前記第１又は第２のインダクタンスに切り替えることで、前記第２又は第３の周波数帯域で発振する。
【００３０】
また、別の例として、前記第１の切替回路が、前記電圧制御発振器と対になるｐｎｐ型のスイッチングトランジスタを含んで構成され、前記スイッチングトランジスタのオン／オフを切り替えることで前記第１の電圧制御発振器又は前記第２の電圧制御発振器を選択的に切り替えて動作させる。
【００３１】
また、別の例として、上記トリプルバンド電圧制御発振装置がワンパッケージ化されている。これにより、容易に機器に実装できるトリプルバンド電圧制御発振装置を提供できる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００３３】
〔第１の実施形態〕
まず、本発明の第１の実施形態によるトリプルバンド電圧制御発振回路１０の構成を図面を用いて詳細に説明する。図３は、電圧制御発振回路１０の構成を示すブロック図である。但し、図３では理解の容易のため簡略化されたブロック図を用いる。また、トリプルバンド電圧制御発振装置１０は、第１周波数帯域と第２周波数帯域と第３周波数帯域とを切り換えて出力するものとする。
【００３４】
図３を参照すると、トリプルバンド電圧制御発振装置１０は、２つの共振回路１１，２１と２つの発振回路１２，２２と２つの増幅回路１３，２３とを有して構成される。また、他の構成として、発振回路１２，２２に各々含まれる発振用トランジスタ（Ｑ２１，Ｑ２２：図６参照）及び増幅回路１３，２３に含まれる増幅用トランジスタ（Ｑ３１，Ｑ３２：図６参照）のＯＮ／ＯＦＦを切り換える第１切替回路ＳＷ１と、共振回路２１のインダクタンス（共振路線）を切り換える第２切替回路ＳＷ２とを有して構成される。
【００３５】
即ち、本実施形態は、２つの電圧制御発振器ＶＣＯ１，ＶＣＯ２を有して構成され、更に、この２つの電圧制御発振器ＶＣＯ１，ＶＣＯ２の内、使用する方を選択するための第１切替回路ＳＷ１を有して構成される。更にまた、本実施形態は、一方の電圧制御発振器（ＶＣＯ２）の発振周波数を切り換える第２切替回路ＳＷ２を有して構成される。これにより、本実施形態では、３通りの発振周波数帯域の中から何れか１つを選択的に出力することが可能となる。尚、上記構成において、第１切替回路ＳＷ１の切替端子Ｔｍ１には第１スイッチング信号Ｖｓｗ１が印加され、第２切替回路ＳＷ２の切替端子Ｔｍ２には第２スイッチング信号Ｖｓｗ２が印加される。
【００３６】
次に、図３における第２切替回路ＳＷ２の構成を図４を用いて詳細に説明する。
【００３７】
図４を参照すると、第２切替回路ＳＷ２は、共振線路Ｌ１と共振線路Ｌ２とＰｉｎダイオードＤ３と抵抗Ｒ５と周波数シフト幅調整用コンデンサＣ３とバイパスコンデンサＣ２とを有して構成される。
【００３８】
この構成において２つの共振線路Ｌ１，Ｌ２は、共振回路２１のインダクタンスを決定するものであり、長さの和が第２周波数帯域の波長の１／４の長さとなるように構成される。また、共振線路Ｌ１の長さは第３周波数帯域の波長の１／４の長さとなるように構成される。但し、第２周波数帯域は第３周波数帯域より低い共振周波数とする。
【００３９】
第２切替回路ＳＷ２において、共振線路Ｌ２の一端は接地され、他端はＰｉｎダイオードＤ３のカソードと共振線路Ｌ１の一端に接続される。共振線路Ｌ１の他端はコンデンサＣ２３を介して発振回路２２に接続される。ＰｉｎダイオードＤ３のアノードは周波数シフト幅調整用コンデンサＣ３を介して接地されると共に、抵抗Ｒ５を介して第２切替端子Ｔｍ２に接続される。また、抵抗Ｒ５と第２切替端子Ｔｍ２とを接続する配線は分岐し、バイパスコンデンサＣ２を介して接地される。即ち、バイパスコンデンサＣ２は、抵抗Ｒ５を挟んで周波数シフト幅調整用コンデンサＣ３と並列に接続される。
【００４０】
尚、本実施形態による第２切替回路ＳＷ２の構成では、バイパスコンデンサＣ２が第２切替端子Ｔｍ２の直後に設けられた分岐する配線上に設けられ、これと抵抗Ｒ５を挟んむ位置に、周波数シフト幅調整用コンデンサＣ３を分岐する形で設ける。これにより、本来のバイパス容量として機能するコンデンサがＣ２となり、Ｃ３は第２周波数帯域のバンド幅を微調整するためのコンデンサとして機能する。即ち、周波数シフト幅調整用コンデンサＣ３は、共振周波数に関与するものであり、第２周波数帯域のバンド幅を微調整するためのものである。従ってその容量は、所望するバンド幅に依存して任意に決定される。
【００４１】
ここで、図５に周波数シフト幅調整用コンデンサＣ３の容量［ｐＦ］と周波数のシフト幅［ＭＨｚ］との関係のグラフを示す。図５に示すように、本実施形態では、周波数シフト幅調整用コンデンサＣ３の容量を１０［ｐＦ］〜１００［ｐＦ］の範囲で選択することで、最大７０［ＭＨｚ］のシフト量を実現することができる。但し、Ｃ３の容量を１２０［ｐＦ］以上とした場合、周波数のシフト量が無視できる程度に微小となる。
【００４２】
この構成において、第２周波数帯域と第３周波数帯域との切替は、第２切替端子Ｔｍ２に印加される電圧の有無、即ち、スイッチング信号Ｖｓｗ２を入力するか否かにより行われる。第２切替端子Ｔｍ２にスイッチング信号Ｖｓｗ２を入力した場合、ＰｉｎダイオードＤ３が順方向バイアスされることでＯＮ状態となり導通する。これにより、第２切替回路ＳＷ２と共振回路２１とで共用される共振線路Ｌ２は交流的に短絡状態となる。従って、共振線路Ｌ１のみの動作する。このため、共振周波数は共振線路Ｌ１の長さで決定されたインダクタンスにより決定される。
【００４３】
また、第２切替端子Ｔｍ２にスイッチング信号Ｖｓｗ２を入力しない場合、ＰｉｎダイオードＤ３がＯＦＦ状態となり遮断する。これにより、共振線路Ｌ１と共振線路Ｌ２とが動作する。従って、このときの共振周波数は２つの共振線路Ｌ１，Ｌ２の線路長の和によって決定されたインダクタンスにより決定される。
【００４４】
以上のように、第２切替端子Ｔｍ２の印加電圧の有無（＝スイッチング信号Ｖｓｗ２の‘Ｈｉｇｈ’，‘Ｌｏｗ’）を用いて共振回路２１のインダクタンスを可変とすることができるため、離れた２つの周波数帯域の何れかで選択的に共振させることが可能となる。
【００４５】
次に、第１切替回路ＳＷ１による第１電圧制御発振器ＶＣＯ１と第２電圧制御発振器ＶＣＯ２との動作切替えについて、図６を用いて詳細に説明する。
【００４６】
図６を参照すると、第１切替回路ＳＷ１は、ｐｎｐのバイポーラ型で構成された第１スイッチングトランジスタＱ１１と同じくｐｎｐのバイポーラ型で構成された第２スイッチングトランジスタＱ１２とバイパスコンデンサＣ１と第１切替端子Ｔｍ１とを有して構成される。
【００４７】
この構成において、第１スイッチングトランジスタＱ１１のエミッタ部は、電源端子Ｖｃｃ１とバイアス抵抗Ｒ２の一端とに接続される。また、バイアス抵抗Ｒ２の他端は第１スイッチングトランジスタＱ１１のベース部に接続されると共に、バイアス抵抗Ｒ１を介して第１切替端子Ｔｍ１に接続される。第１切替端子Ｔｍ１とバイアス抵抗Ｒ１とを接続する配線は分岐し、バイパスコンデンサＣ１を介して接地される。
【００４８】
第１スイッチングトランジスタＱ１１のコレクタ部は、発振用トランジスタＱ２１及び増幅用トランジスタＱ３１を動作させるバイアス回路１４を介して接地される。尚、バイアス回路１４は、抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３を有して構成される。
【００４９】
第２スイッチングトランジスタＱ１２のエミッタ部は、電源端子Ｖｃｃ２とバイアス抵抗Ｒ４の一端とに接続される。また、バイアス抵抗Ｒ４の他端は第２スイッチングトランジスタＱ１２のベース部に接続されると共に、バイアス抵抗Ｒ３を介して第１スイッチングトランジスタＱ１１のコレクタ部に接続される。
【００５０】
第２スイッチングトランジスタＱ１２のコレクタ部は、発振用トランジスタＱ２２及び増幅用トランジスタＱ３２を動作させるバイアス回路２４を介して接地される。尚、バイアス回路２４は、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３を有して構成される。
【００５１】
このように、第１スイッチングトランジスタＱ１１と第２スイッチングトランジスタＱ１２とにｐｎｐ型のトランジスタを使用することで、ｎｐｎ型のトランジスタを使用した際に生じる電源電圧の降下を防止することが可能となり、より安定した動作を実現することが可能となる。尚、電源端子Ｖｃｃ１とＶｃｃ２とには、それぞれ同等の電源電圧が印加されても、異なる電源電圧が印加されてもよい。
【００５２】
第１切替回路ＳＷ１による切替えは、第１切替端子Ｔｍ１の印加電圧の有無（スイッチング信号Ｖｓｗ１の‘Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗ’）で動作される。第１切替端子Ｔｍ１にスイッチング信号を入力した場合、第１スイッチングトランジスタＱ１１はＯＮ状態となり、第１スイッチングトランジスタＱ１１のコレクタと接続されているバイアス回路１４に電圧が印加される。これにより、所定のバイアス電圧が生成され、これが発振用トランジスタＱ２１及び増幅用トランジスタＱ３１に印加される。すると、発振用トランジスタＱ２１及び増幅用トランジスタＱ３１が共にＯＮ状態となり、第１電圧制御発振器ＶＣＯ１が動作状態となる。
【００５３】
即ち、発振用トランジスタＱ２１のエミッタから出力された発振信号（第１周波数帯域の発振信号）は増幅用トランジスタＱ３１のベースに入力される。増幅用トランジスタＱ３１は入力された発振信号を所定の増幅率で増幅し、これをコレクタから出力する。従って、増幅用トランジスタＱ３１のコレクタにバッファ（Ｃ２０）を介して接続された端子（Ｏｕｔｐｕｔ１）からは第１周波数帯域を得ることができる。尚、端子（Ｏｕｔｐｕｔ１）に設けられたコンデンサＣ２０とバイパスコンデンサＣ１９とは、出力インピーダンス整合用コンデンサ２０を形成するものである。
【００５４】
尚、第１スイッチングトランジスタＱ１１のコレクタと第２スイッチングトランジスタＱ１２のベースとが接続されているが、このとき第２スイッチングトランジスタＱ１２のべースに電圧が印加されているため、第２スイッチングトランジスタＱ１２はオフ状態となる。従って、第２スイッチングトランジスタＱ１２のコレクタと接続されている発振用トランジスタＱ２２及び増幅用トランジスタＱ３２を動作させるバイアス回路２４に電圧が印加されないので、発振用トランジスタＱ２２及び増幅用トランジスタＱ３２は動作しない。即ち、第２電圧制御発振器ＶＣＯ２は不動作状態となる。
【００５５】
また、第１切替端子Ｔｍ１にスイッチング信号Ｖｓｗ１を入力しない場合、第１スイッチングトランジスタＱ１１はＯＦＦ状態となり、第１スイッチングトランジスタＱ１１のコレクタと接続されている発振用トランジスタＱ２１及び増幅用トランジスタＱ３１を動作させるバイアス回路１４に電圧が加わらないので、発振用トランジスタＱ２１及び増幅用トランジスタＱ３１は動作しない。このため、第１電圧制御発振器ＶＣＯ１は不動作状態となる。
【００５６】
これに対して、第２スイッチングトランジスタＱ１２はＯＮ状態となり、第２スイッチングトランジスタＱ１２のコレクタと接続されている発振用トランジスタＱ２２及び増幅用トランジスタＱ３２を動作させるバイアス回路２４に電圧が加えられる。これにより、所定のバイアス電圧が生成され、これが発振用トランジスタＱ２２及び増幅用トランジスタＱ３２に印加される。すると、発振用トランジスタＱ２２及び増幅用トランジスタＱ３２がＯＮ状態となり、第２電圧制御発振器ＶＣＯ２が動作状態となる。
【００５７】
即ち、発振用トランジスタＱ２２のエミッタから出力された発振信号（第２周波数帯域又は第３周波数帯域の発振信号）は増幅用トランジスタＱ３２のベースに入力される。増幅用トランジスタＱ３２は入力された発振信号を所定の増幅率で増幅し、これをコレクタから出力する。従って、増幅用トランジスタＱ３２のコレクタにバッファ（Ｃ３０）を介して接続された端子（Ｏｕｔｐｕｔ２）からは第２切替回路ＳＷ２により選択された発振信号（第２周波数帯域／第３周波数帯域）を得ることができる。尚、端子（Ｏｕｔｐｕｔ２）に設けられたコンデンサＣ３０とバイパスコンデンサＣ２９とは、出力インピーダンス整合用コンデンサ３０を形成するものである。
【００５８】
以上のように、本実施形態によれば、簡単な電源切替回路を用いて第１電圧制御発振器と第２電圧制御発振器との動作／不動作の選択が可能となる。
【００５９】
尚、第１切替端子Ｔｍ１と第２切替端子Ｔｍ２とに入力するスイッチング信号Ｖｓｗ１，Ｖｓｗ２の組合せと、この組合せによる各トランジスタＱ２１，Ｑ３１，Ｑ２２，Ｑ３２の状態の組合せと、この組合せによる第１電圧制御発振器ＶＣＯ１と第２電圧制御発振器ＶＣＯ２との動作／不動作の組合せとを表２に示す。
【００６０】
【表１】

【００６１】
また、トリプルバンド電圧制御発振装置は、例えばシングルモードの電圧制御発振器を３個組み合わせるか、或いはシングルモードの電圧制御発振器とデュアルモードの電圧制御発振器とを組み合わせることで構成することが可能である。この構成を例えば図７に示す。尚、図７は、シングルバンド電圧制御発振器とデュアルバンド電圧制御発振器との構成を組み合わせて構成した場合のブロック図である。
【００６２】
図７に示すトリプルバンド電圧制御発振装置２０は、３つの共振回路１１ａ，１１ｂ，１１ｃと、図示しない発振用トランジスタ（Ｑ１１ａ，Ｑ１１ｂ，Ｑ１１ｃ）を１つずつ含んで構成された３つの発振回路１２ａ，１２ｂ，１２ｃと、図示しない増幅用トランジスタ（Ｑ１３ａ，Ｑ１３ｂ）を１つずつ含んで構成された２つの増幅回路１３ａ，１３ｂと、が接続して構成される。また、発振回路１２ａには、切替端子Ｔｍ１４ａにスイッチング信号Ｖｓｗ１４ａが印加される切替回路ＳＷ１４ａが接続され、発振回路１２ｂには、切替端子Ｔｍ１４ｂにスイッチング信号Ｖｓｗ１４ｂが印加される切替回路ＳＷ１４ｂが接続され、発振回路１２ｃには、切替端子Ｔｍ１４ｃにスイッチング信号Ｖｓｗ１４ｃが印加される切替回路ＳＷ１４ｃが接続される。
【００６３】
この構成において、発振周波数帯域の切り替えは、切替端子Ｔｍ１４ａ，Ｔｍ１４ｂ及びＴｍ１４ｃへの印加電圧の有無により、各々の発振用トランジスタＱ１２ａ，Ｑ１２ｂ，Ｑ１２ｃに印加される電圧が切り替わることで行われる。即ち、表１のように、各々の切替端子にＨｉｇｈ又はＬｏｗのスイッチング信号Ｖｓｗ１４ａ，Ｖｓｗ１４ｂ，Ｖｓｗ１４ｃを印加し、この組み合わせにより各発振用トランジスタＱ１２ａ，Ｑ１２ｂ，Ｑ１２ｃのオン・オフが切り替わることで、必要に応じた発振周波数帯域が得られる。
【００６４】
【表２】

【００６５】
しかしながら、図７に示すように、シングルバンド電圧制御発振器とデュアルバンド電圧制御発振器とを組み合わせてトリプルバンド電圧制御発振器を構成した場合、電圧制御発振器を３つ必要とし、且つ、切替端子に接続する切替回路を複数必要とするため、回路構成が煩雑化し、更に電圧制御発振装置の構成全体の構造が大型化してしまう。これは、移動体通信機に要求される小型化に対して大きな問題となっている。
【００６６】
また、上記の回路構成の煩雑化は、回路素子の増加に繋がり、結果としてコストアップとなるという問題を有している。
【００６７】
これに対して本実施形態によるトリプルバンド電圧制御発振装置１０は、電圧制御発振器が２つで済み、且つ切替端子に接続する切替回路も２つで済むため、より簡素な回路構成で小型化且つ低コスト化されている。更に、本実施形態によるトリプルバンド電圧制御発振装置１０によれば、切替端子数を削減できるというメリットや、切替端子に印加される電圧の変動に特性が左右されないというメリットも得られる。
【００６８】
例えば図７に示す構成により作成したトリプルバンド電圧制御発振装置２０と、本実施形態によるトリプルバンド電圧制御発振装置１０との実装面積を比較すると、トリプルバンド電圧制御発振装置２０が７４．４ｍｍ^２であったのに対し、トリプルバンド電圧制御発振装置１０は６３．０ｍｍ^２となり、約１５％の実装面積を削減できた。
【００６９】
また、上記のように構成したトリプルバンド電圧制御発振装置１０を例えば図８に示すようにワンパッケージ化することで、携帯電話機等の機器に容易に実装できるよう構成することも可能である。
【００７０】
〔第２の実施形態〕
また、上記した第１の実施形態では、スイッチングトランジスタＱ１１として導電タイプがｐｎｐ型でバイポーラ型のトランジスタを利用していたが、これを図９に示すように、例えばｐチャネル型の電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ１１）に置き換えてもよい。また、同様にスイッチングトランジスタＱ２１もｐチャネル型の電界効果型トランジスタに置き換えてもよい。
【００７１】
〔第３の実施形態〕
また、上記の第１の実施形態では、１つの第１電圧制御発振器ＶＣＯ１と１つの第２電圧制御発振器ＶＣＯ２との２つの電圧制御発振器を用いてトリプルバンド電圧制御発振装置を構成していたが、例えば複数の第１電圧制御発振器ＶＣＯ１と複数の第２電圧制御発振器ＶＣＯ２とを用いて３つ以上の周波数帯域で発振可能な電圧制御発振装置を構成することも可能である。
【００７２】
〔他の実施形態〕
以上、説明した各実施形態は本発明の好適な一実施形態にすぎず、本発明はその趣旨を逸脱しない限り種々変形して実施可能である。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の周波数帯域で発振できる電圧制御発振装置、電圧制御発振器、及びトリプルバンド電圧制御発振器を提供できる。更にこれらの構成を簡素化して提供することができる。
【００７４】
即ち、本発明による電圧制御発振装置、電圧制御発振器、及びトリプルバンド電圧制御発振装置では、各電圧制御発振器への電圧供給ライン上にｐｎｐ型のスイッチングトランジスタを使用し、このスイッチングトランジスタを複数個並列に接続することにより、従来より切替端子数を削減でき、容易に切替の制御を行うことが可能となる。これは上記の各実施形態からも明らかである。
【００７５】
また、上記のようにｐｎｐ型のスイッチングトランジスタを使用することにより、ｎｐｎ型のスイッチングトランジスタを使用する場合で生じる電圧効果を防止することが可能となるため、常にバイアス回路に安定した電圧を供給することが可能となる。即ち、本発明による電圧制御発振装置、電圧制御発振器、及びトリプルバンド電圧制御発振装置は、切替端子がオンの状態において電圧の変動が影響することを防止できる。このため、本発明によれば安定した特性の発振を実現できる。
【００７６】
また、本発明による電圧制御発振装置、電圧制御発振器、及びトリプルバンド電圧制御発振装置は、切替端子数の削減及び１つの電圧制御発振器で複数の周波数帯域を出力を実現しているため、回路素子数を削減することが可能となる。従って、本発明によれば、モジュールの小型化と低コスト化が可能となる。
【００７７】
更に、本発明による電圧制御発振装置及び電圧制御発振器、特にトリプルバンド電圧制御発振装置では、これをワンパッケージに納められるため、携帯電話機等に容易に実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術によるシングルバンド電圧制御発振装置１００の構成を示す回路図である。
【図２】従来技術によるデュアルバンド電圧制御発振装置２００の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態によるトリプルバンド電圧制御発振装置１０の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示す第２切替回路ＳＷ２の構成を示す回路図である。
【図５】本発明の第１の実施形態において周波数シフト量調整用コンデンサＣ３と周波数シフト幅との関係を示すグラフである。
【図６】図３に示すトリプルバンド電圧制御発振装置１０の詳細な構成を示す回路図である。
【図７】シングルバンド電圧制御発振器を組み合わせてなるトリプルバンド電圧制御発振装置２０の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第１の実施形態によるワンパッケージ化されたトリプルバンド電圧制御発振装置１０の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施形態による第１切替回路ＳＷ１の一部構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１　トリプルバンド電圧制御発振装置パッケージ
１０　トリプルバンド電圧制御発振装置
１１、２１　共振回路
１２、２２　発振回路
１３、２３　増幅回路
１４、２４　バイアス回路
２０、３０　出力インピーダンス整合用コンデンサ
Ｃ１、Ｃ２　バイパスコンデンサ
Ｃ３　周波数シフト幅調整用コンデンサ
Ｃ２０、Ｃ３０　バッファ
Ｄ３　Ｐｉｎダイオード
ＦＥＴ１１　電界効果型トランジスタ
Ｌ１、Ｌ２　共振線路
Ｑ１１　第１スイッチングトランジスタ
Ｑ１２　第２スイッチングトランジスタ
Ｑ２１、Ｑ２２　発振用トランジスタ
Ｑ３１、Ｑ３２　増幅用トランジスタ
Ｒ２、Ｒ１、Ｒ４、Ｒ３　バイアス抵抗
Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３　抵抗
ＳＷ１　第１切替回路
ＳＷ２　第２切替回路
Ｔｍ１、Ｔｍ２　切替端子
Ｖｓｗ１　第１スイッチング信号
Ｖｓｗ２　第２スイッチング信号
ＶＣＯ１　第１電圧制御発振器
ＶＣＯ２　第２電圧制御発振器
Ｖｃｃ１、Ｖｃｃ２　電源端子[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a voltage controlled oscillator and a voltage controlled oscillator, and more particularly, to a triple band voltage controlled oscillator capable of oscillating in three different frequency bands.
[0002]
[Prior art]
In a communication device represented by a recent mobile phone or the like, a frequency to be used is determined by the use of different frequency bands due to the spread of a mobile phone that can be used in a plurality of communication systems, and the expansion of the frequency due to the spread of a mobile phone. The frequency band required for a voltage controlled oscillator as a local oscillator is expanding.
[0003]
The frequency band is a frequency band represented by, for example, the Advanced Mobile Phone System (AMPS) system, the Code Division Multiple Access (CDMA) system in the United States, the Personal Communication Services (PCS) system in the United States, and the SMB in Europe. ), DCS (Digital Communications System), and PCS (Personal Communications Service).
[0004]
FIG. 1 shows an example of a conventional single-band voltage controlled oscillator 100. This voltage controlled oscillation device 100 connects an oscillation circuit 102 including a resonance circuit 101 and an oscillation transistor (hereinafter, the transistor is abbreviated as Tr) Q101 to an amplification circuit 103 including an amplification Tr Q102. It is composed.
[0005]
FIG. 2 shows an example of a conventional dual-band voltage controlled oscillator 200. However, the configuration is simplified in FIG. 2 for easy understanding. The voltage-controlled oscillation device 200 includes two

resonance circuits

111 and 121, two oscillation circuits 112 and 122 each including one oscillation Tr (Q111 and Q121) not shown, and an amplification Tr 113. And one amplifying circuit 113 composed of The switching signal Vsw111 is input to the oscillation circuit 112 from the switching terminal Tm114, and the switching signal Vsw121 is input to the oscillation circuit 122 from the switching terminal Tm124. The oscillation circuits 112 and 122 output oscillation signals based on the input switching signals Vsw111 and 121.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Under such circumstances, a triple-mode mobile phone that performs communication using three frequency bands is being developed. This triple mode mobile phone requires a voltage controlled oscillator that can oscillate in three frequency bands and a configuration for selecting a frequency band to be used from these frequency bands.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to provide a voltage-controlled oscillator and a voltage-controlled oscillator that can oscillate in a plurality of frequency bands, and in particular, to provide a triple-band voltage-controlled oscillator that can oscillate in three frequency bands. . Another object of the present invention is to provide the above-described voltage controlled oscillator, voltage controlled oscillator, and triple band voltage controlled oscillator with a simple configuration and at low cost. Furthermore, in addition to the above, the present invention can reduce the number of switching terminals, and furthermore, a voltage-controlled oscillator, a voltage-controlled oscillator, and a triple-band voltage-controlled oscillator in which oscillation characteristics are not affected by fluctuations in voltage applied to the switching terminals. The purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the present invention provides a voltage controlled oscillator that selectively outputs any one of a plurality of frequency bands, and a plurality of voltage controlled oscillators each oscillating in a different frequency band; A first switching circuit for selectively switching a voltage controlled oscillator that operates among the plurality of voltage controlled oscillators, wherein at least one of the plurality of voltage controlled oscillators can oscillate in a plurality of frequency bands. It is characterized by. Thus, the present invention can provide a voltage controlled oscillator that can oscillate in a plurality of frequency bands.
[0009]
In the above configuration, for example, the voltage controlled oscillator is configured to include an oscillation circuit that oscillates in a different frequency band, and the first switching circuit is included in the plurality of voltage controlled oscillators. Of the operating circuits is selectively switched.
[0010]
Further, as another example, the voltage-controlled oscillator includes an amplifier circuit that amplifies an oscillation signal output from the oscillation circuit, and the first switching circuit is included in the plurality of voltage-controlled oscillators. An operating amplifier circuit is selectively switched among the amplifier circuits.
[0011]
Further, as another example, the voltage controlled oscillator is configured to include a bias circuit that generates a bias voltage to be input to the oscillation circuit, and the first switching circuit has an input side with respect to the bias circuit. It was provided in.
[0012]
Further, as another example, the oscillation circuit includes an oscillation transistor, and the first switching circuit selectively turns on / off the oscillation circuit by switching on / off of the oscillation transistor. Switch.
[0013]
Further, as another example, the amplification circuit includes an amplification transistor, and the first switching circuit selectively turns on / off the amplification circuit that operates by switching on / off of the amplification transistor. Switch.
[0014]
Further, as another example, the first switching circuit includes a plurality of switching transistors paired with the voltage controlled oscillator, and operates by switching on / off of the switching transistor. Selective switching.
[0015]
Further, as another example, the switching transistor is a pnp bipolar transistor. This can prevent the power supply voltage from dropping.
[0016]
Further, as another example, the switching transistor is a p-channel field-effect transistor. This can prevent the power supply voltage from dropping.
[0017]
Further, as another example, the voltage-controlled oscillator that can oscillate in a plurality of frequency bands includes a resonance circuit that can switch an inductance, and a second switching circuit that switches the inductance of the resonance circuit. Thus, according to the present invention, a voltage controlled oscillator that can oscillate in a plurality of frequency bands can be provided with a simpler configuration and at low cost.
[0018]
Further, as another example, the resonance circuit is configured to include a plurality of resonance line connected in series, and the second switching circuit selectively selects a resonance line operating among the plurality of resonance line. By switching, the inductance of the resonance circuit is switched.
[0019]
As another example, the second switching circuit is configured to include a first capacitor functioning as a bypass and a second capacitor functioning as an adjustment of a frequency shift width. This makes it possible to set and adjust the frequency shift width in a more detailed and accurate manner.
[0020]
Further, as another example, the second switching circuit includes a diode, and a resistor connected to an anode of the diode, and the second capacitor is provided on a line that grounds the anode. And the first capacitor is connected in parallel with the second capacitor across the resistor.
[0021]
Further, as another example, the above-mentioned voltage controlled oscillator is formed into one package. This makes it possible to provide a voltage controlled oscillator that can be easily mounted on a device.
[0022]
Further, the present invention is a voltage controlled oscillator capable of outputting a plurality of frequency bands, comprising a switching circuit for selectively switching a frequency band to be output among the plurality of frequency bands, wherein the switching circuit is a pnp It is characterized by comprising a bipolar transistor of a type. This makes it possible to prevent a voltage effect occurring when using an npn-type switching transistor, so that a stable voltage can always be supplied to the bias circuit.
[0023]
Further, the present invention is a voltage-controlled oscillator that selectively outputs any one of a plurality of frequency bands, comprising: a resonance circuit that can switch an inductance; and a switching circuit that switches an inductance of the resonance circuit. It is characterized by having. Thus, the present invention can provide a voltage controlled oscillator that can oscillate in a plurality of frequency bands.
[0024]
In the above configuration, for example, the resonance circuit is configured to include a plurality of resonance line connected in series, and the switching circuit selectively switches an operating resonance line among the plurality of resonance line. Switches the inductance of the resonance circuit.
[0025]
Further, as another example, the switching circuit includes a first capacitor functioning as a bypass and a second capacitor functioning as an adjustment of a frequency shift width. This makes it possible to set and adjust the frequency shift width in a more detailed and accurate manner.
[0026]
Further, as another example, the switching circuit includes a diode, and a resistor connected to an anode of the diode, and the second capacitor is provided on a wiring that grounds the anode, The first capacitor is connected in parallel with the second capacitor across the resistor.
[0027]
Further, the present invention is a triple band voltage controlled oscillator that selectively outputs any one of three frequency bands, wherein a first voltage controlled oscillator that oscillates in a first frequency band, Or a second voltage-controlled oscillator oscillating in a third frequency band, and a first switching circuit for selectively switching a voltage-controlled oscillator operating from among the first or second voltage-controlled oscillator. Features. Thus, according to the present invention, a triple band voltage controlled oscillator that can oscillate in three frequency bands can be provided with a simple configuration and at low cost.
[0028]
Further, in the above configuration, the first voltage-controlled oscillator includes a first oscillation circuit that oscillates in the first frequency band, and the second voltage-controlled oscillator includes the second or the second voltage-controlled oscillator. A second oscillation circuit that oscillates in a frequency band of 3. The first switching circuit selectively operates the first oscillation circuit or the second oscillation circuit.
[0029]
Further, as another example, the second voltage-controlled oscillator includes a resonance circuit that can switch between a first inductance and a second inductance, and a second switching circuit that switches to the first or second inductance. And oscillates in the second or third frequency band by switching to the first or second inductance by the second switching circuit.
[0030]
Further, as another example, the first switching circuit is configured to include a pnp-type switching transistor paired with the voltage-controlled oscillator, and switches the first voltage by switching on / off of the switching transistor. The control oscillator or the second voltage controlled oscillator is selectively switched to operate.
[0031]
Further, as another example, the triple band voltage controlled oscillator is packaged in one package. This makes it possible to provide a triple band voltage controlled oscillator that can be easily mounted on a device.
[0032]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0033]
[First Embodiment]
First, the configuration of the triple band voltage controlled oscillation circuit 10 according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the voltage controlled oscillation circuit 10. As shown in FIG. However, FIG. 3 uses a simplified block diagram for easy understanding. Further, the triple band voltage controlled oscillation device 10 switches and outputs the first frequency band, the second frequency band, and the third frequency band.
[0034]
Referring to FIG. 3, the triple band voltage controlled oscillator 10 includes two

resonance circuits

11 and 21, two

oscillation circuits

12 and 22, and two

amplification circuits

13 and 23. Further, as another configuration, the oscillation transistors (Q21, Q22: see FIG. 6) respectively included in the

oscillation circuits

12, 22 and the amplification transistors (Q31, Q32: see FIG. 6) included in the

amplification circuits

13, 23 are included. It is configured to include a first switching circuit SW1 for switching ON / OFF and a second switching circuit SW2 for switching the inductance (resonance line) of the resonance circuit 21.
[0035]
That is, the present embodiment is configured to include two voltage-controlled oscillators VCO1 and VCO2, and further includes a first switching circuit SW1 for selecting which of the two voltage-controlled oscillators VCO1 and VCO2 to use. It is configured to have. Furthermore, the present embodiment is configured to include a second switching circuit SW2 that switches the oscillation frequency of one voltage controlled oscillator (VCO2). As a result, in the present embodiment, it is possible to selectively output any one of the three oscillation frequency bands. In the above configuration, the first switching signal Vsw1 is applied to the switching terminal Tm1 of the first switching circuit SW1, and the second switching signal Vsw2 is applied to the switching terminal Tm2 of the second switching circuit SW2.
[0036]
Next, the configuration of the second switching circuit SW2 in FIG. 3 will be described in detail with reference to FIG.
[0037]
Referring to FIG. 4, the second switching circuit SW2 includes a resonance line L1, a resonance line L2, a Pin diode D3, a resistor R5, a frequency shift width adjustment capacitor C3, and a bypass capacitor C2.
[0038]
In this configuration, the two resonance lines L1 and L2 determine the inductance of the resonance circuit 21, and are configured such that the sum of the lengths is １／ of the wavelength of the second frequency band. The length of the resonance line L1 is configured to be １／ of the wavelength of the third frequency band. However, the second frequency band has a lower resonance frequency than the third frequency band.
[0039]
In the second switching circuit SW2, one end of the resonance line L2 is grounded, and the other end is connected to the cathode of the pin diode D3 and one end of the resonance line L1. The other end of the resonance line L1 is connected to the oscillation circuit 22 via the capacitor C23. The anode of the Pin diode D3 is grounded via the frequency shift width adjusting capacitor C3, and is connected to the second switching terminal Tm2 via the resistor R5. The wiring connecting the resistor R5 and the second switching terminal Tm2 branches and is grounded via the bypass capacitor C2. That is, the bypass capacitor C2 is connected in parallel with the frequency shift width adjusting capacitor C3 with the resistor R5 interposed therebetween.
[0040]
Note that, in the configuration of the second switching circuit SW2 according to the present embodiment, the bypass capacitor C2 is provided on the branching wire provided immediately after the second switching terminal Tm2, and the frequency shift is set to a position sandwiching this and the resistor R5. The width adjusting capacitor C3 is provided in a branched form. Thereby, the capacitor functioning as the original bypass capacitance becomes C2, and C3 functions as a capacitor for finely adjusting the bandwidth of the second frequency band. That is, the frequency shift width adjusting capacitor C3 is related to the resonance frequency, and is for finely adjusting the bandwidth of the second frequency band. Therefore, the capacitance is arbitrarily determined depending on the desired bandwidth.
[0041]
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the capacitance [pF] of the frequency shift width adjusting capacitor C3 and the frequency shift width [MHz]. As shown in FIG. 5, in the present embodiment, a shift amount of up to 70 [MHz] is realized by selecting the capacitance of the frequency shift width adjusting capacitor C3 in the range of 10 [pF] to 100 [pF]. be able to. However, when the capacitance of C3 is set to 120 [pF] or more, the frequency shift amount becomes extremely small to a negligible level.
[0042]
In this configuration, switching between the second frequency band and the third frequency band is performed based on the presence or absence of a voltage applied to the second switching terminal Tm2, that is, whether the switching signal Vsw2 is input. When the switching signal Vsw2 is input to the second switching terminal Tm2, the pin diode D3 is forward-biased and becomes ON to conduct. As a result, the resonance line L2 shared by the second switching circuit SW2 and the resonance circuit 21 is short-circuited in terms of AC. Therefore, only the resonance line L1 operates. Therefore, the resonance frequency is determined by the inductance determined by the length of the resonance line L1.
[0043]
When the switching signal Vsw2 is not input to the second switching terminal Tm2, the Pin diode D3 is turned off and cut off. Thereby, the resonance line L1 and the resonance line L2 operate. Therefore, the resonance frequency at this time is determined by the inductance determined by the sum of the line lengths of the two resonance lines L1 and L2.
[0044]
As described above, since the inductance of the resonance circuit 21 can be made variable by using the presence or absence of the voltage applied to the second switching terminal Tm2 (= “High” and “Low” of the switching signal Vsw2), It is possible to selectively resonate in any of the frequency bands.
[0045]
Next, operation switching between the first voltage controlled oscillator VCO1 and the second voltage controlled oscillator VCO2 by the first switching circuit SW1 will be described in detail with reference to FIG.
[0046]
Referring to FIG. 6, the first switching circuit SW1 includes a pnp bipolar type first switching transistor Q11, a pnp bipolar type second switching transistor Q12, a bypass capacitor C1, and a first switching terminal. Tm1.
[0047]
In this configuration, the emitter of the first switching transistor Q11 is connected to the power supply terminal Vcc1 and one end of the bias resistor R2. The other end of the bias resistor R2 is connected to the base of the first switching transistor Q11, and is also connected to the first switching terminal Tm1 via the bias resistor R1. The wiring connecting the first switching terminal Tm1 and the bias resistor R1 branches and is grounded via the bypass capacitor C1.
[0048]
The collector of the first switching transistor Q11 is grounded via the bias circuit 14 that operates the oscillation transistor Q21 and the amplification transistor Q31. The bias circuit 14 includes resistors R11, R12, and R13.
[0049]
The emitter of the second switching transistor Q12 is connected to the power supply terminal Vcc2 and one end of the bias resistor R4. The other end of the bias resistor R4 is connected to the base of the second switching transistor Q12 and to the collector of the first switching transistor Q11 via the bias resistor R3.
[0050]
The collector of the second switching transistor Q12 is grounded via a bias circuit 24 that operates the oscillation transistor Q22 and the amplification transistor Q32. Note that the bias circuit 24 is configured to include resistors R21, R22, and R23.
[0051]
As described above, by using a pnp transistor for the first switching transistor Q11 and the second switching transistor Q12, it is possible to prevent a drop in the power supply voltage that occurs when using an npn transistor. It is possible to realize a stable operation. The power supply terminals Vcc1 and Vcc2 may be supplied with the same power supply voltage or different power supply voltages.
[0052]
The switching by the first switching circuit SW1 is operated according to the presence or absence of the voltage applied to the first switching terminal Tm1 ('High / Low' of the switching signal Vsw1). When a switching signal is input to the first switching terminal Tm1, the first switching transistor Q11 is turned on, and a voltage is applied to the bias circuit 14 connected to the collector of the first switching transistor Q11. As a result, a predetermined bias voltage is generated and applied to the oscillation transistor Q21 and the amplification transistor Q31. Then, both the oscillation transistor Q21 and the amplification transistor Q31 are turned on, and the first voltage controlled oscillator VCO1 is activated.
[0053]
That is, the oscillation signal (the oscillation signal of the first frequency band) output from the emitter of the oscillation transistor Q21 is input to the base of the amplification transistor Q31. The amplification transistor Q31 amplifies the input oscillation signal at a predetermined amplification factor, and outputs this from the collector. Therefore, the first frequency band can be obtained from the terminal (Output1) connected to the collector of the amplifying transistor Q31 via the buffer (C20). Note that the capacitor C20 and the bypass capacitor C19 provided at the terminal (Output 1) form the output impedance matching capacitor 20.
[0054]
The collector of the first switching transistor Q11 and the base of the second switching transistor Q12 are connected. At this time, since a voltage is applied to the base of the second switching transistor Q12, the second switching transistor Q12 Is turned off. Accordingly, since no voltage is applied to the bias circuit 24 that operates the oscillation transistor Q22 and the amplification transistor Q32 connected to the collector of the second switching transistor Q12, the oscillation transistor Q22 and the amplification transistor Q32 do not operate. That is, the second voltage controlled oscillator VCO2 enters a non-operating state.
[0055]
When the switching signal Vsw1 is not input to the first switching terminal Tm1, the first switching transistor Q11 is turned off, and the oscillation transistor Q21 and the amplification transistor Q31 connected to the collector of the first switching transistor Q11 are operated. Since no voltage is applied to the bias circuit 14, the oscillation transistor Q21 and the amplification transistor Q31 do not operate. For this reason, the first voltage controlled oscillator VCO1 enters a non-operating state.
[0056]
On the other hand, the second switching transistor Q12 is turned on, and a voltage is applied to the bias circuit 24 that operates the oscillation transistor Q22 and the amplification transistor Q32 connected to the collector of the second switching transistor Q12. As a result, a predetermined bias voltage is generated and applied to the oscillation transistor Q22 and the amplification transistor Q32. Then, the oscillation transistor Q22 and the amplification transistor Q32 are turned on, and the second voltage controlled oscillator VCO2 is turned on.
[0057]
That is, the oscillation signal (the oscillation signal in the second frequency band or the third frequency band) output from the emitter of the oscillation transistor Q22 is input to the base of the amplification transistor Q32. The amplification transistor Q32 amplifies the input oscillation signal at a predetermined amplification factor, and outputs the amplified signal from the collector. Therefore, an oscillation signal (second frequency band / third frequency band) selected by the second switching circuit SW2 is obtained from the terminal (Output2) connected to the collector of the amplification transistor Q32 via the buffer (C30). Can be. The capacitor C30 and the bypass capacitor C29 provided at the terminal (Output2) form the output impedance matching capacitor 30.
[0058]
As described above, according to the present embodiment, it is possible to select operation / non-operation of the first voltage controlled oscillator and the second voltage controlled oscillator using a simple power supply switching circuit.
[0059]
Note that a combination of the switching signals Vsw1 and Vsw2 input to the first switching terminal Tm1 and the second switching terminal Tm2, a combination of the states of the transistors Q21, Q31, Q22, and Q32 by this combination, and a first voltage by this combination Table 2 shows combinations of operation / non-operation of the control oscillator VCO1 and the second voltage control oscillator VCO2.
[0060]
[Table 1]

[0061]
Further, the triple band voltage controlled oscillator can be configured by, for example, combining three single mode voltage controlled oscillators, or combining a single mode voltage controlled oscillator and a dual mode voltage controlled oscillator. This configuration is shown, for example, in FIG. FIG. 7 is a block diagram in the case of combining the configurations of the single band voltage controlled oscillator and the dual band voltage controlled oscillator.
[0062]
The triple band voltage controlled oscillation device 20 shown in FIG. 7 includes three oscillation circuits 12a each including three resonance circuits 11a, 11b, and 11c and one oscillation transistor (Q11a, Q11b, and Q11c) not shown. , 12b, 12c and two amplifying

circuits

13a, 13b each including one amplifying transistor (Q13a, Q13b) (not shown). A switching circuit SW14a to which a switching signal Vsw14a is applied to a switching terminal Tm14a is connected to the oscillation circuit 12a, and a switching circuit SW14b to which a switching signal Vsw14b is applied to a switching terminal Tm14b is connected to the oscillation circuit 12b. The switching circuit SW14c to which the switching signal Vsw14c is applied to the switching terminal Tm14c is connected to the oscillation circuit 12c.
[0063]
In this configuration, the switching of the oscillation frequency band is performed by switching the voltage applied to each of the oscillation transistors Q12a, Q12b, and Q12c depending on the presence or absence of the voltage applied to the switching terminals Tm14a, Tm14b, and Tm14c. That is, as shown in Table 1, a high or low switching signal Vsw14a, Vsw14b, Vsw14c is applied to each switching terminal, and the ON / OFF of each of the oscillation transistors Q12a, Q12b, Q12c is switched by this combination. An oscillation frequency band corresponding to the above is obtained.
[0064]
[Table 2]

[0065]
However, as shown in FIG. 7, when a triple band voltage controlled oscillator is configured by combining a single band voltage controlled oscillator and a dual band voltage controlled oscillator, three voltage controlled oscillators are required and connected to a switching terminal. Since a plurality of switching circuits are required, the circuit configuration becomes complicated, and the overall configuration of the voltage-controlled oscillator increases. This is a major problem for miniaturization required for mobile communication devices.
[0066]
In addition, the above-mentioned complicated circuit configuration leads to an increase in the number of circuit elements, resulting in an increase in cost.
[0067]
On the other hand, the triple band voltage controlled oscillator 10 according to the present embodiment requires only two voltage controlled oscillators and two switching circuits connected to the switching terminals, so that the size and the size are reduced with a simpler circuit configuration. The cost has been reduced. Further, according to the triple-band voltage controlled oscillator 10 according to the present embodiment, the advantage that the number of switching terminals can be reduced and the advantage that the characteristics are not influenced by the fluctuation of the voltage applied to the switching terminals can be obtained.
[0068]
For example, comparing the mounting area of the triple band voltage controlled oscillator 20 manufactured by the configuration shown in FIG. 7 with the triple band voltage controlled oscillator 10 according to the present embodiment, the triple band voltage controlled oscillator 20 is 74.4 mm. ² In contrast, the triple band voltage controlled oscillator 10 is 63.0 mm ² As a result, the mounting area can be reduced by about 15%.
[0069]
Also, the triple band voltage controlled oscillator 10 configured as described above may be configured as a single package as shown in FIG. 8, for example, so that it can be easily mounted on a device such as a mobile phone.
[0070]
[Second embodiment]
In the first embodiment, a bipolar transistor having a pnp conductivity type is used as the switching transistor Q11. However, as shown in FIG. 9, the switching transistor Q11 is, for example, a p-channel field-effect transistor. (FET11). Similarly, the switching transistor Q21 may be replaced with a p-channel field-effect transistor.
[0071]
[Third embodiment]
In the first embodiment, the triple band voltage controlled oscillator is configured using two voltage controlled oscillators, one first voltage controlled oscillator VCO1 and one second voltage controlled oscillator VCO2. For example, a voltage controlled oscillator that can oscillate in three or more frequency bands can be configured using a plurality of first voltage controlled oscillators VCO1 and a plurality of second voltage controlled oscillators VCO2.
[0072]
[Other embodiments]
Each of the embodiments described above is merely a preferred embodiment of the present invention, and the present invention can be implemented with various modifications without departing from the spirit thereof.
[0073]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a voltage controlled oscillator, a voltage controlled oscillator, and a triple band voltage controlled oscillator that can oscillate in a plurality of frequency bands. Further, these configurations can be simplified and provided.
[0074]
That is, in the voltage controlled oscillator, the voltage controlled oscillator, and the triple band voltage controlled oscillator according to the present invention, a pnp type switching transistor is used on a voltage supply line to each voltage controlled oscillator, and a plurality of these switching transistors are connected in parallel. , The number of switching terminals can be reduced as compared with the related art, and switching control can be easily performed. This is clear from the above embodiments.
[0075]
In addition, by using the pnp-type switching transistor as described above, it is possible to prevent a voltage effect that occurs when using the npn-type switching transistor, so that a stable voltage is always supplied to the bias circuit. It becomes possible. That is, the voltage-controlled oscillation device, the voltage-controlled oscillator, and the triple-band voltage-controlled oscillation device according to the present invention can prevent the influence of voltage fluctuation when the switching terminal is on. Therefore, according to the present invention, oscillation with stable characteristics can be realized.
[0076]
The voltage controlled oscillator, the voltage controlled oscillator, and the triple band voltage controlled oscillator according to the present invention reduce the number of switching terminals and output a plurality of frequency bands with one voltage controlled oscillator. It is possible to reduce the number. Therefore, according to the present invention, the size and cost of the module can be reduced.
[0077]
Furthermore, since the voltage controlled oscillator and the voltage controlled oscillator according to the present invention, particularly the triple band voltage controlled oscillator, are housed in one package, they can be easily mounted on a mobile phone or the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional single-band voltage controlled oscillator 100.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a dual band voltage controlled oscillation device 200 according to the related art.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a triple band voltage controlled oscillator 10 according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a second switching circuit SW2 shown in FIG.
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a frequency shift amount adjusting capacitor C3 and a frequency shift width in the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the triple band voltage controlled oscillator shown in FIG.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a triple band voltage controlled oscillator 20 formed by combining single band voltage controlled oscillators.
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a one-packaged triple band voltage controlled oscillator 10 according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a circuit diagram showing a partial configuration of a first switching circuit SW1 according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Triple band voltage controlled oscillator package
10. Triple band voltage controlled oscillator
11, 21 Resonant circuit
12,22 oscillation circuit
13,23 Amplifier circuit
14, 24 bias circuit
20, 30 Output impedance matching capacitor
C1, C2 bypass capacitor
C3 Frequency shift width adjustment capacitor
C20, C30 buffer
D3 Pin diode
FET11 Field-effect transistor
L1, L2 resonance line
Q11 First switching transistor
Q12 Second switching transistor
Q21, Q22 oscillation transistor
Q31, Q32 Amplifying transistor
R2, R1, R4, R3 bias resistor
R11, R12, R13, R21, R22, R23 Resistance
SW1 first switching circuit
SW2 second switching circuit
Tm1, Tm2 switching terminal
Vsw1 First switching signal
Vsw2 Second switching signal
VCO1 First voltage controlled oscillator
VCO2 second voltage controlled oscillator
Vcc1, Vcc2 power supply terminals

Claims

A voltage controlled oscillator that selectively outputs any one of a plurality of frequency bands,
A plurality of voltage controlled oscillators each oscillating in different frequency bands,
A first switching circuit that selectively switches a voltage-controlled oscillator that operates among the plurality of voltage-controlled oscillators,
At least one of the plurality of voltage controlled oscillators is capable of oscillating in a plurality of frequency bands.

The voltage controlled oscillator is configured to include an oscillation circuit that oscillates in different frequency bands,
The voltage controlled oscillation device according to claim 1, wherein the first switching circuit selectively switches an operating oscillation circuit among the oscillation circuits included in the plurality of voltage controlled oscillators.

The voltage-controlled oscillator is configured to include an amplifier circuit that amplifies an oscillation signal output from the oscillation circuit,
3. The voltage controlled oscillator according to claim 2, wherein the first switching circuit selectively switches an operating amplifier circuit among the amplifier circuits included in the plurality of voltage controlled oscillators.

The voltage-controlled oscillator is configured to include a bias circuit that generates a bias voltage to be input to the oscillation circuit,
4. The voltage controlled oscillator according to claim 1, wherein the first switching circuit is provided on an input side of the bias circuit. 5.

The oscillation circuit includes an oscillation transistor,
3. The voltage controlled oscillation device according to claim 2, wherein the first switching circuit selectively switches the operating oscillation circuit by switching on / off of the oscillation transistor.

The amplification circuit is configured to include an amplification transistor,
4. The voltage controlled oscillation device according to claim 3, wherein the first switching circuit selectively switches the operating amplification circuit by switching on / off of the amplification transistor.

The first switching circuit is configured to include a plurality of switching transistors paired with the voltage controlled oscillator, and selectively switches the operating voltage controlled oscillator by switching on / off of the switching transistor. The voltage controlled oscillator according to any one of claims 1 to 6, characterized in that:

8. The voltage controlled oscillation device according to claim 7, wherein said switching transistor comprises a pnp type bipolar transistor.

8. The voltage controlled oscillation device according to claim 7, wherein said switching transistor comprises a p-channel type field effect transistor.

The voltage-controlled oscillator capable of oscillating in a plurality of frequency bands includes a resonance circuit capable of switching an inductance, and a second switching circuit configured to switch an inductance of the resonance circuit. The voltage controlled oscillator according to claim 1.

The resonance circuit is configured to include a plurality of resonance lines connected in series,
The voltage controlled oscillator according to claim 10, wherein the second switching circuit switches the inductance of the resonance circuit by selectively switching an operating resonance line among the plurality of resonance line.

12. The voltage according to claim 10, wherein the second switching circuit includes a first capacitor functioning as a bypass and a second capacitor functioning as an adjustment of a frequency shift width. Controlled oscillator.

The second switching circuit includes a diode, and a resistor connected to an anode of the diode,
The second capacitor is provided on a wiring that grounds the anode,
13. The voltage controlled oscillator according to claim 12, wherein the first capacitor is connected in parallel with the second capacitor across the resistor.

The voltage controlled oscillator according to any one of claims 1 to 13,
The voltage controlled oscillator described in one package.

A voltage controlled oscillator capable of outputting a plurality of frequency bands,
A switching circuit for selectively switching a frequency band to be output among the plurality of frequency bands,
The switching circuit according to claim 1, wherein the switching circuit includes a pnp bipolar transistor.

A voltage controlled oscillator for selectively outputting any one of a plurality of frequency bands,
A resonance circuit capable of switching inductance;
A switching circuit for switching the inductance of the resonance circuit,
A voltage controlled oscillator comprising:

The resonance circuit is configured to include a plurality of resonance lines connected in series,
17. The voltage controlled oscillator according to claim 16, wherein the switching circuit switches the inductance of the resonance circuit by selectively switching an operating resonance line among the plurality of resonance line.

18. The voltage controlled oscillator according to claim 16, wherein the switching circuit includes a first capacitor that functions as a bypass and a second capacitor that functions to adjust a frequency shift width.

The switching circuit is configured to include a diode, and a resistor connected to an anode of the diode,
The second capacitor is provided on a wiring that grounds the anode,
19. The voltage controlled oscillator according to claim 18, wherein said first capacitor is connected in parallel with said second capacitor with said resistor interposed therebetween.

A triple band voltage controlled oscillator that selectively outputs any one of three frequency bands,
A first voltage-controlled oscillator oscillating in a first frequency band;
A second voltage-controlled oscillator that oscillates in a second or third frequency band;
A first switching circuit that selectively switches a voltage-controlled oscillator that operates among the first or second voltage-controlled oscillators;
A triple band voltage controlled oscillator characterized by having:

The first voltage controlled oscillator includes a first oscillation circuit that oscillates in the first frequency band,
The second voltage controlled oscillator is configured to include a second oscillation circuit that oscillates in the second or third frequency band,
21. The triple band voltage controlled oscillation device according to claim 20, wherein the first switching circuit selectively operates the first oscillation circuit or the second oscillation circuit.

The second voltage-controlled oscillator has a resonance circuit that can switch between a first inductance and a second inductance, and a second switching circuit that switches to the first or second inductance, 22. The triple-band voltage-controlled oscillation device according to claim 20, wherein the switching circuit switches to the first or second inductance to oscillate in the second or third frequency band.

The first switching circuit is configured to include a pnp-type switching transistor paired with the voltage-controlled oscillator, and the first voltage-controlled oscillator or the second voltage-controlled oscillator is switched by switching on / off of the switching transistor. 23. The triple band voltage controlled oscillator according to claim 20, wherein the voltage controlled oscillator is selectively switched to operate.

The triple band voltage controlled oscillator according to any one of claims 20 to 23,
Triple band voltage controlled oscillator characterized by being packaged in one package.