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JPS6156888B2 - - Google Patents
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JPS6156888B2 - - Google Patents

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JPS6156888B2
JPS6156888B2 JP16008579A JP16008579A JPS6156888B2 JP S6156888 B2 JPS6156888 B2 JP S6156888B2 JP 16008579 A JP16008579 A JP 16008579A JP 16008579 A JP16008579 A JP 16008579A JP S6156888 B2 JPS6156888 B2 JP S6156888B2
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output
frequency
signal
line
oscillator
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JP16008579A
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Takashi Otobe
Yasutoshi Komatsu
Yoshikazu Murakami
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Sony Corp
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Sony Corp
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Publication of JPS6156888B2 publication Critical patent/JPS6156888B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D9/00Demodulation or transference of modulation of modulated electromagnetic waves
    • H03D9/02Demodulation using distributed inductance and capacitance, e.g. in feeder lines
    • H03D9/04Demodulation using distributed inductance and capacitance, e.g. in feeder lines for angle-modulated oscillations

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 例えば、マイクロ波発振器として、3端子の能
動素子、例えばガリウム砒素電界効果トランジス
タ(以下GaAs−FETという)を発振素子に用い
るものが知られている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION For example, a known microwave oscillator uses a three-terminal active element, such as a gallium arsenide field effect transistor (hereinafter referred to as GaAs-FET), as an oscillation element.

第1図はこのマイクロ波発振器の構成の一例
で、図示しないが、各構成素子は、例えば裏面側
にアース側導体が所定のパターンで設けられたア
ルミナからなる誘電体基板上に設けられるもので
ある。
Figure 1 shows an example of the configuration of this microwave oscillator. Although not shown, each component is provided on a dielectric substrate made of alumina, for example, with a ground conductor provided in a predetermined pattern on the back side. be.

第1図で、1はGaAs−FETで、1Gはそのゲ
ート電極、1Sはそのソース電極、1Dはそのド
レイン電極である。
In FIG. 1, 1 is a GaAs-FET, 1G is its gate electrode, 1S is its source electrode, and 1D is its drain electrode.

2,3,4及び5は、誘電体基板の表面上に、
それぞれ一様な幅で直線状の導電層で形成された
マイクロストリツプラインで、ライン2の一方の
端部はGaAs−FET1のゲート電極1Gに、他方
の端部は抵抗6を介してアース側導体に、それぞ
れ接続され、また、ライン3の一方の端部は
GaAs−FET1のソース電極1Sに、他方の端部
はアース側導体に、それぞれ接続され、さらに、
ライン4の一方の端部はGaAs−FET1のドレイ
ン電極1Dに、他方の端部は直流阻止用のギヤツ
プ容量7を介してマイクロストリツプライン5に
結合され、このライン5は高周波出力端子とされ
る。
2, 3, 4 and 5 are on the surface of the dielectric substrate,
Each microstrip line is formed of a linear conductive layer with a uniform width. One end of the line 2 is connected to the gate electrode 1G of the GaAs-FET 1, and the other end is connected to the ground side via the resistor 6. conductors, respectively, and one end of line 3 is
The other end is connected to the source electrode 1S of the GaAs-FET 1 and the ground side conductor, and further,
One end of the line 4 is connected to the drain electrode 1D of the GaAs-FET 1, and the other end is connected to the microstrip line 5 via a gap capacitance 7 for DC blocking, and this line 5 is used as a high frequency output terminal. Ru.

基本的には、以上の構成で発振器が構成され、
その等価回路は第2図で示すことができる。
Basically, the oscillator is configured with the above configuration,
Its equivalent circuit can be shown in FIG.

すなわち、マイクロストリツプライン2により
インピーダンス素子8が構成され、また、マイク
ロストリツプライン3によりインピーダンス素子
9が構成され、さらにマイクロストリツプライン
4は負荷10とされる。そして、これらインピー
ダンス素子8,9及び負荷10によつて直列帰還
回路11が構成される。
That is, the microstripline 2 constitutes an impedance element 8, the microstripline 3 constitutes an impedance element 9, and the microstripline 4 constitutes a load 10. These impedance elements 8 and 9 and load 10 constitute a series feedback circuit 11.

そして、マイクロストリツプライン2,3及び
4は、その長さが適宜選定されることにより、マ
イクロ波の波長との関係から容量性素子または誘
導性素子となり得るもので、これにより発振周波
数が決まる。
The microstrip lines 2, 3, and 4 can become capacitive elements or inductive elements depending on the relationship with the microwave wavelength by appropriately selecting their lengths, and this determines the oscillation frequency. .

ところで、このGaAs−FETを用いた発振器は
低雑音、高効率、低バイアス電圧などの利点があ
るが、温度の変化あるいは時間の経過に対し、発
振周波数を一定に保つことが難かしいという欠点
がある。
By the way, oscillators using GaAs-FETs have advantages such as low noise, high efficiency, and low bias voltage, but the disadvantage is that it is difficult to keep the oscillation frequency constant despite changes in temperature or the passage of time. be.

そこで、発振器の出力を周波数弁別し、その弁
別出力により発振周波数を制御して発振周波数を
安定化せんとしたものが考えられている。
Therefore, an attempt has been made to stabilize the oscillation frequency by performing frequency discrimination on the output of the oscillator and controlling the oscillation frequency using the discriminated output.

第3図はその一例の構成を示すもので、この例
では、GaAs−FET1のゲート電極1Gがマイク
ロストリツプライン12に接続され、このマイク
ロストリツプライン12に、共振周波数が目的発
振周波数f0に等しい円筒状の誘電体共振器13が
電磁結合されて設けられる。そして、この誘電体
共振器13に緩く結合して、マイクロストリツプ
ライン12に平行に副マイクロストリツプライン
14が設けられる。この副マイクロストリツプラ
イン14の一端側は開放端とされている。
FIG. 3 shows an example of the configuration. In this example, the gate electrode 1G of the GaAs-FET 1 is connected to the microstripline 12, and the resonant frequency is set to the target oscillation frequency f 0 A cylindrical dielectric resonator 13 having a diameter equal to 1 is provided in an electromagnetically coupled manner. A sub-microstripline 14 is loosely coupled to the dielectric resonator 13 and parallel to the microstripline 12. One end of this sub-microstrip line 14 is an open end.

そして、マイクロストリツプライン12及び1
4の、各ライン12,14と誘電体共振器13と
の結合部に対し、FET1とは反対側の端部は、
これらライン間が2本のライン15a,15bに
より橋絡され、これら2本のライン間のそれぞれ
ライン12及び14の延長部分の幅が広くされ、
これにより90度ハイブリツド結合器15が形成さ
れる。そして、この結合器15のライン12及び
ライン14の延長方向の端部は互いに逆向きのダ
イオード16及び17を介してアース導体に接続
される。そして、この結合器15の端部とこれら
ダイオード16及び17との接続点は互いに接続
されて抵抗18を介してアース導体に接続される
とともに端子19に接続され、この端子19より
出力が取り出されるようにされる。
And microstrip lines 12 and 1
4, the end opposite to the FET 1 with respect to the coupling portion between each line 12, 14 and the dielectric resonator 13 is
These lines are bridged by two lines 15a and 15b, and the widths of the extensions of lines 12 and 14, respectively, between these two lines are widened,
As a result, a 90 degree hybrid coupler 15 is formed. The ends of the coupler 15 in the extending direction of the lines 12 and 14 are connected to a ground conductor via diodes 16 and 17 that are oriented in opposite directions. The connection point between the end of this coupler 15 and these diodes 16 and 17 is connected to each other and to a ground conductor via a resistor 18 and to a terminal 19, from which an output is taken out. It will be done like this.

ここで、第4図のように、2本のマイクロスト
リツプラインL1,L2間に誘電体共振器Mが結合
され、マイクロストリツプラインL1の一端側よ
り高周波信号aが供給された場合、ラインL1
共振器Mの結合部はラインL1を通る信号に対し
て帯域遮断フイルタとして働く。一方、ライン
L2と共振器Mの結合部は帯域通過フイルタとし
て働く。そして、ラインL1と共振器Mとの結合
部を通過してくる信号をb、ラインL2と共振器
Mとの結合部を通過してくる信号をcとすれば、 〔Q−1 =Q−1 +4k2 で、Q0は共振器Mの無
負荷Q k1tは共振器MとラインL1との結合係数 k2tは共振器MとラインL2との結合係数 φ(ω)はラインL1の位相量 φ(ω)はラインL2の位相量 ω=2πf0で、f0は共振器Mの共振周波数〕 となる。
Here, as shown in Fig. 4, a dielectric resonator M is coupled between two microstrip lines L1 and L2 , and a high frequency signal a is supplied from one end of the microstripline L1 . In this case, the coupling of line L1 and resonator M acts as a band-stop filter for the signal passing through line L1 . On the other hand, the line
The coupling between L 2 and resonator M acts as a bandpass filter. If the signal passing through the coupling part between line L1 and resonator M is b, and the signal passing through the coupling part between line L2 and resonator M is c, then [Q −1 L = Q −1 0 +4k 2 2 t , where Q 0 is the unloaded Q of the resonator M, k 1t is the coupling coefficient between the resonator M and the line L 1 , and k 2t is the coupling coefficient between the resonator M and the line L 2 The coupling coefficient φ 1 (ω) is the phase amount of the line L 1 φ 2 (ω) is the phase amount of the line L 2 ω 0 =2πf 0 , and f 0 is the resonant frequency of the resonator M].

したがつて、信号bは第5図の破線で示すよう
に共振器Mの共振周波数f0の前後で、位相が急激
に変化するものとなる。一方、信号cは同図の実
線で示すようにやはり共振器Mの共振周波数f0
前後で位相が急激に変化するものとなるが、位相
の変化の仕方が信号bとは逆の特性となる。
Therefore, the phase of the signal b changes rapidly around the resonant frequency f 0 of the resonator M, as shown by the broken line in FIG. On the other hand, as shown by the solid line in the figure, the phase of signal c changes rapidly around the resonant frequency f 0 of resonator M, but the way the phase changes is the opposite of that of signal b. Become.

したがつて、GaAs−FET1のゲート電極1G
側に得られる信号はライン12と共振器13との
結合部を通つて、第5図の破線で示すように共振
周波数f0の前後で位相が急激に変化するものとさ
れてハイブリツド結合器15に供給される。
Therefore, the gate electrode 1G of GaAs-FET1
The signal obtained on the side passes through the coupling part between the line 12 and the resonator 13, and the phase changes rapidly around the resonant frequency f0 , as shown by the broken line in FIG. supplied to

一方、第5図の実線で示すような特性となるラ
イン14と共振器13との結合部を通つた信号
も、また、ハイブリツド結合器15に供給され
る。
On the other hand, the signal passing through the coupling portion between the line 14 and the resonator 13, which has the characteristics shown by the solid line in FIG. 5, is also supplied to the hybrid coupler 15.

そして、結合器15においては、ライン12及
び14側よりの信号がそれぞれ90度の位相遅れを
もつてライン15aを通じてライン14側及びラ
イン12側の入力に、それぞれ供給される。した
がつて、周波数変化に対し、結合器15のライン
12の延長側Aに得られる信号と、ライン14の
延長側Bに得られる信号のGaAs−FET1のゲー
ト電極1G側に得られる信号に対する位相差の状
態を示すと第6図のようになる。
In the coupler 15, the signals from the lines 12 and 14 are respectively supplied to the inputs of the lines 14 and 12 through the line 15a with a phase delay of 90 degrees. Therefore, with respect to frequency changes, the signal obtained on the extended side A of the line 12 of the coupler 15 and the signal obtained on the extended side B of the line 14 with respect to the signal obtained on the gate electrode 1G side of the GaAs-FET 1 is The state of the phase difference is shown in FIG. 6.

この第6図から、A側に得られる信号の出力対
位相特性は第7図の破線で示すようなものとな
り、B側に得られる信号の出力の周波数特性は同
図の実線で示すようなものとなる。すなわち、共
振周波数f0ではA側とB側に得られる信号出力は
等しいレベルとなり、f0より低い周波数ではB側
の成分が、f0より高い周波数ではA側の成分が、
それぞれ大きくなる。
From this Fig. 6, the output vs. phase characteristic of the signal obtained on the A side is as shown by the broken line in Fig. 7, and the frequency characteristic of the output of the signal obtained on the B side is as shown by the solid line in the same figure. Become something. That is, at the resonant frequency f 0 , the signal outputs obtained on the A side and the B side have the same level, and at frequencies lower than f 0 , the components on the B side, and at frequencies higher than f 0 , the components on the A side,
Each becomes larger.

2個の検波用ダイオード16及び17は逆向き
で接続されているので、その極性からして、その
共通接続点すなわち出力端子19には、B側の出
力からA側の出力が減算されたものが得られるか
ら、両ダイオード16及び17の特性が等しけれ
ば、端子19には共振周波数f0では0、f0より低
い周波数では正の直流出力が、f0より高い周波数
では負の直流出力がそれぞれ得られる。つまり、
第8図に示すように周波数f0でちようど0となる
逆S字特性の周波数弁別出力VDが得られる。
Since the two detection diodes 16 and 17 are connected in opposite directions, considering their polarity, their common connection point, that is, the output terminal 19, has the output of the A side subtracted from the output of the B side. Therefore, if the characteristics of both diodes 16 and 17 are equal, the terminal 19 will have 0 at the resonant frequency f 0 , a positive DC output at frequencies lower than f 0 , and a negative DC output at frequencies higher than f 0 . You can get each. In other words,
As shown in FIG. 8, a frequency discrimination output V D having an inverted S-shaped characteristic is obtained which becomes exactly 0 at the frequency f 0 .

すなわち、換言すれば、90゜ハイブリツド結合
器15とダイオード16及び17により位相検波
器20が構成され、共振器13とライン12の結
合回路を通じた信号が共振器13とライン14の
結合回路を通じた信号により位相検波され、両信
号の位相差が直流出力VDとされて取り出される
ものである。
In other words, the 90° hybrid coupler 15 and the diodes 16 and 17 constitute the phase detector 20, and the signal passed through the coupling circuit of the resonator 13 and line 12 passes through the coupling circuit of the resonator 13 and line 14. The phase of the signal is detected, and the phase difference between the two signals is extracted as a DC output VD .

そして、この出力VDにより例えばGaAs−
FET1のゲート電極が制御され、これにより、
発振周波数がf0となるように制御されるものであ
る。
Then, with this output V D, for example, GaAs-
The gate electrode of FET1 is controlled, so that
The oscillation frequency is controlled to be f0 .

以上のように、周波数弁別回路は、一般に、周
波数に依存して直流出力が、例えば第7図に示す
ように変化するように構成された2個のダイオー
ドの出力の差をとつて、第8図に示すように、周
波数に対して一方向に変化する出力を得るように
構成している。
As described above, the frequency discrimination circuit generally calculates the difference between the outputs of two diodes configured such that the DC output changes depending on the frequency, as shown in FIG. As shown in the figure, it is configured to obtain an output that changes in one direction with respect to frequency.

ここで、2個のダイオードの出力V1及びV2
は、両ダイオードが同じ向きで接続されていると
すれば、 V1=K1・p{a1(f−f0)+V01} ………(1) V2=K2・p{−a2(f−f0)+V02}………(2) 〔K1、K2はそれぞれのダイオードの感度 a1、a2は弁別の感度 V01及びV02は、それぞれのダイオード出力の周
波数f0での電圧 pは高周波入力〕 である。周波数弁別出力VDとして両出力の差を
とると、 VD=V1−V2=p{a1K1(f−f0) +a2K2(f−f0)+K1V01−K2V02} ……(3) となる。ここで、目的中心周波数f=f0では、 VD=p(K1V01−K2V02) ………(4) となる。したがつて、第7図のように、目的中心
周波数f=f0で、V01=V02となるように構成すれ
ば、ダイオードの感度が同じであればf=f0で周
波数弁別出力VD=0となり、かつ、高周波入力
pが変動しても、これに影響されることはない。
すなわち、一般に、発振器の出力は発振周波数の
変化に伴い、出力レベルが変動するが、この電圧
変動分が周波数弁別出力に現われることはないの
である。
Here, the outputs of the two diodes V 1 and V 2
Assuming that both diodes are connected in the same direction, V 1 = K 1 · p {a 1 (f - f 0 ) + V 01 } ...... (1) V 2 = K 2 · p {- a 2 (f − f 0 ) + V 02 }……(2) [K 1 and K 2 are the sensitivities of each diode, a 1 and a 2 are the discrimination sensitivities, and V 01 and V 02 are the sensitivities of each diode output. The voltage p at frequency f 0 is the high frequency input. Taking the difference between both outputs as the frequency discrimination output V D , V D = V 1 − V 2 = p{a 1 K 1 (f − f 0 ) + a 2 K 2 (f − f 0 ) + K 1 V 01 − K 2 V 02 } ...(3). Here, at the target center frequency f=f 0 , V D =p(K 1 V 01 −K 2 V 02 ) (4). Therefore, as shown in Figure 7, if the target center frequency f = f 0 and the configuration is such that V 01 = V 02 , then if the sensitivities of the diodes are the same, the frequency discrimination output V will be at f = f 0 . D = 0, and even if the high frequency input p fluctuates, it will not be affected by this.
That is, although the output level of the oscillator generally fluctuates as the oscillation frequency changes, this voltage fluctuation does not appear in the frequency discrimination output.

ところが、実際的には、2個のダイオードの特
性をそろえることは困難であり、上述の(4)式を満
足するようにすることは殆んどできない。このた
め、高周波入力pの影響が出力VDに現われ、こ
の高周波入力pによる出力VDの変動と、周波数
変化による出力VDの変化との区別が出力側では
できないため、正確な周波数弁別信号が得られな
い欠点がある。
However, in reality, it is difficult to make the characteristics of the two diodes the same, and it is almost impossible to make the characteristics of the two diodes satisfy the above-mentioned equation (4). For this reason, the influence of the high frequency input p appears on the output V D , and it is not possible on the output side to distinguish between fluctuations in the output V D due to this high frequency input p and changes in the output V D due to frequency changes, so accurate frequency discrimination signals can be obtained. There is a drawback that it cannot be obtained.

そこで、この発振出力のレベル変動の影響を除
去できるようにするものが考えられた。
Therefore, a device has been devised that can eliminate the influence of level fluctuations in the oscillation output.

第9図はその一例で、マイクロストリツプライ
ン5に平行に、方向性結合器として長さλ/4(λ
は発振周波数f0のときの波長)の一様な幅の導電
層からなるマイクロストリツプライン21が、ラ
イン5に近接して設けられる。そして、その
GaAs−FET1側の端部はライン5に直行する方
向に折り曲げられて、その先端より端子22が導
出されるとともに、ダイオード23のカソード−
アノード間と抵抗24の並列回路を通じてアース
側導体に接続される。また、ライン21の他方の
端部は抵抗25を介してアース側導体に接続され
る。
Figure 9 is an example of this, in which a directional coupler with length λ/4 (λ
A microstrip line 21 made of a conductive layer having a uniform width (wavelength at an oscillation frequency f 0 ) is provided close to the line 5 . And that
The end on the GaAs-FET 1 side is bent in the direction perpendicular to the line 5, and the terminal 22 is led out from the tip, and the cathode of the diode 23 is bent.
It is connected to the ground side conductor through a parallel circuit between the anodes and a resistor 24. Further, the other end of the line 21 is connected to a ground conductor via a resistor 25.

このようにすれば、端子22には、周波数変化
に対してはほぼ平担な特性であるが、発振器の発
振出力レベルに応じた電圧VMが得られる。
In this way, a voltage V M corresponding to the oscillation output level of the oscillator can be obtained at the terminal 22, although the characteristic is almost flat against frequency changes.

そして、この端子22に得られる電圧VMと、
端子19に得られる電圧VDが割算器26に供給
されて、VD/VMなる割算がされ、その割算出力
が端子27より周波数弁別出力として得られ、こ
れが、例えばGaAs−FET1のゲート電極に加え
られて、発振周波数が制御される。
Then, the voltage V M obtained at this terminal 22,
The voltage V D obtained at the terminal 19 is supplied to the divider 26 and divided by V D /V M , and the divided output is obtained from the terminal 27 as a frequency discrimination output. The oscillation frequency is controlled by applying the oscillation frequency to the gate electrode of the oscillator.

ここで、発振器の出力レベルが変動して、端子
19に得られる信号VDがkVDになつた場合に
は、端子22に得られる信号VMも出力レベルの
変動に応じてkVMとなるので、割算器26の出力
は、発振器の出力変動に無関係となる。
Here, if the output level of the oscillator fluctuates and the signal V D obtained at the terminal 19 becomes kV D , the signal V M obtained at the terminal 22 also becomes kV M in accordance with the variation in the output level. Therefore, the output of the divider 26 is independent of the fluctuation in the output of the oscillator.

したがつて、周波数弁別出力としては、発振器
の出力変動に影響されない周波数変動のみに追従
した電圧となり、これにより発振器が制御されれ
ば、発振周波数はf0で安定化されるものである。
Therefore, the frequency discrimination output is a voltage that follows only the frequency fluctuations and is not affected by the output fluctuations of the oscillator, and if the oscillator is controlled by this, the oscillation frequency is stabilized at f 0 .

ところが、このようにしても次のような不都合
がある。
However, even with this method, there are the following disadvantages.

すなわち、例えば、第9図のように、発振器を
構成するGaAs−FET1のゲート電極1G側に周
波数弁別回路を設け、ドレイン側に、発振出力レ
ベルの変動に応じた出力を得る方向性結合器を設
けるようにした場合、FET1のゲート電極1G
側での高周波信号のレベル変化と、ドレイン電極
1D側での高周波信号のレベル変化とが、FET
の非線形動作のため、必ずしも直線的に対応しな
い場合がある。
That is, for example, as shown in FIG. 9, a frequency discrimination circuit is provided on the gate electrode 1G side of the GaAs-FET 1 constituting the oscillator, and a directional coupler is provided on the drain side to obtain an output according to fluctuations in the oscillation output level. If provided, gate electrode 1G of FET1
The level change of the high frequency signal on the side of the FET and the level change of the high frequency signal on the drain electrode 1D side are
Due to the non-linear operation of , the correspondence may not necessarily be linear.

そこで、結合器もFETのゲート電極側に、設
けることが考えられるが、発振器としての発振条
件がきびしくなり、好ましくない。
Therefore, it is conceivable to provide a coupler on the gate electrode side of the FET, but this is not preferable because the oscillation conditions for the oscillator become severe.

また、発振出力レベルの変動に応じた出力を得
るための方向性結合器は、周波数弁別器の使用周
波数帯域内では、周波数変化に関係なく、一様な
特性である必要があり、通常の狭帯域の結合器で
は所望の動作が期待できない欠点がある。
In addition, the directional coupler used to obtain output according to fluctuations in the oscillation output level must have uniform characteristics within the frequency band used by the frequency discriminator, regardless of frequency changes; Band couplers have the disadvantage that desired operation cannot be expected.

この発明は、上述の欠点を一掃できる周波数弁
別回路を提供しようとするものである。
The present invention aims to provide a frequency discrimination circuit that can eliminate the above-mentioned drawbacks.

以下、この発明回路の一例を上述のようなマイ
クロ波発振器の出力を周波数弁別する場合を例に
とつて、第10図を参照しながら説明しよう。
Hereinafter, an example of the circuit of the present invention will be described with reference to FIG. 10, taking as an example the case where the frequency of the output of the microwave oscillator as described above is discriminated.

すなわち、この例においては、2個の検波用ダ
イオード31及び32は、ハイブリツド結合器1
5の端部とアース側導体間に同じ向きで接続され
る。そして、ダイオード31の出力V1は、オペ
アンプ33の反転入力端子に供給され、ダイオー
ド32の出力V2はこのオペアンプ33の非反転
入力端子に供給されて、これにおいて、両出力
V1とV2の差がとられて、前述した(3)式で示され
る出力VDに等しい直流電圧が得られる。
That is, in this example, the two detection diodes 31 and 32 are connected to the hybrid coupler 1.
5 and the ground conductor in the same direction. The output V 1 of the diode 31 is supplied to the inverting input terminal of the operational amplifier 33, and the output V 2 of the diode 32 is supplied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 33.
The difference between V 1 and V 2 is taken to obtain a DC voltage equal to the output V D shown in equation (3) above.

また、ダイオード31の出力V1とダイオード
32の出力V2が、それぞれ抵抗35及び36を
介して合成され、その合成出力が反転アンプ34
を通じて取り出される。
Further, the output V 1 of the diode 31 and the output V 2 of the diode 32 are combined via resistors 35 and 36, respectively, and the combined output is sent to the inverting amplifier 34.
taken out through.

ここで、アンプ34の出力VADは、 VAD=V1+V2=p{(a1K1−a2K2)(f −f0)+K1V01+K2V02} ………(5) である。 Here, the output V AD of the amplifier 34 is V AD =V 1 +V 2 =p{(a 1 K 1 −a 2 K 2 )(f −f 0 )+K 1 V 01 +K 2 V 02 } …… (5).

そして、アンプ33の出力VDと、アンプ34
の出力VADは割算器37に供給され、この割算器
37よりは、 VD′=V/VAD=〓{(a+a)(f−f)+K01−K02}/〓{(a
−a)(f−f)+K01+K02}………(6) なる出力VD′が得られる。この(6)式から明らかな
ように、出力VD′は高周波入力pのレベルには全
く無関係である。
Then, the output V D of the amplifier 33 and the amplifier 34
The output V AD is supplied to the divider 37 , and from this divider 37 , 1 V 01 −K 2 V 02 }/〓{(a 1
The following output V D ' is obtained . As is clear from equation (6), the output V D ' is completely unrelated to the level of the high frequency input p.

ここで、出力VADは、第7図からわかるよう
に、周波数弁別器の使用周波数範囲内では周波数
の変化に対してほぼ直線的な変化をするから、出
力VDと出力VD′の性質は大きく違わない。そこ
で、この発明では、この出力VD′を周波数弁別出
力として得るものである。
Here, as can be seen from Fig. 7, the output V AD changes almost linearly with changes in frequency within the frequency range used by the frequency discriminator, so the characteristics of the output V D and the output V D ' is not significantly different. Therefore, in the present invention, this output V D ' is obtained as a frequency discrimination output.

したがつて、この発明によれば、周波数弁別用
ダイオードの出力自身を発振器の出力レベルの変
動の検出に用いるようにしたので、発振器の出力
レベルの変動を、周波数弁別出力を得るのと同じ
FETのゲート電極側で得ることができる。しか
も、発振条件がきびしくなることはない。したが
つて、両者は直線的な対応関係となるので、出力
D′は正確な周波数弁別出力となる。
Therefore, according to the present invention, since the output of the frequency discrimination diode itself is used to detect fluctuations in the output level of the oscillator, fluctuations in the output level of the oscillator can be detected in the same manner as obtaining the frequency discrimination output.
It can be obtained on the gate electrode side of the FET. Moreover, the oscillation conditions do not become severe. Therefore, since the two have a linear correspondence, the output V D ' becomes an accurate frequency discrimination output.

また、第9図の例のような方向性結合器を用い
ないでよいので、発振器の出力レベルに応じた出
力VADには、この結合器を用いる場合のような周
波数依存性がほとんどない。つまり、2個のダイ
オードのバランスがよければ、a1K1a2K2とな
るので、出力VADは周波数にほとんど依存しなく
なる。
Further, since it is not necessary to use a directional coupler like the example shown in FIG. 9, the output V AD corresponding to the output level of the oscillator has almost no frequency dependence as in the case where this coupler is used. In other words, if the two diodes are well balanced, a 1 K 1 a 2 K 2 is obtained, so the output V AD becomes almost independent of frequency.

なお、図の例の誘電体共振器13は、これのみ
をもつてしても、発振器の出力の温度変化等に対
する安定化に寄与する。すなわち、第2図の等価
回路のインピーダンス素子8がライン12(第1
図ではライン2)に結合された誘電体共振器13
を含むものとなる。すると、この誘電体共振器1
3によつて、目的の発振周波数付近で帰還回路1
1のリアクタンス分を大きく変化させることがで
きるので、発振周波数を第1図の構成の場合に比
べてより安定化できるものである。
Note that even if the dielectric resonator 13 in the illustrated example is used alone, it contributes to stabilizing the output of the oscillator against temperature changes and the like. That is, the impedance element 8 of the equivalent circuit in FIG.
In the figure, a dielectric resonator 13 coupled to line 2)
shall be included. Then, this dielectric resonator 1
3, the feedback circuit 1 closes to the target oscillation frequency.
Since the reactance of 1 can be changed by a large amount, the oscillation frequency can be made more stable than in the case of the configuration shown in FIG.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はマイクロ波発振器の一例を示す図、第
2図はその等価回路図、第3図はマイクロ波発振
器に周波数弁別回路を設けた例を示す図、第4図
〜第8図はその周波数弁別回路を説明するための
図、第9図はマイクロ波発振器の出力の周波数弁
別回路の他の例を示す図、第10図はこの発明に
よる周波数弁別回路の一例をマイクロ波発振器の
出力を周波数弁別するのに用いた場合の例を示す
図である。 1はGaAs−FET、3,4,5,12及び14
はマイクロストリツプライン、15は90度ハイブ
リツド結合器、16,17及び31,32はそれ
ぞれ検波用ダイオード、33は減算器としてのオ
ペアンプ、34はアンプ、37は割算器である。
Figure 1 is a diagram showing an example of a microwave oscillator, Figure 2 is its equivalent circuit diagram, Figure 3 is a diagram showing an example of a microwave oscillator equipped with a frequency discrimination circuit, and Figures 4 to 8 are its equivalent circuit diagram. FIG. 9 is a diagram for explaining a frequency discrimination circuit, FIG. 9 is a diagram showing another example of a frequency discrimination circuit for the output of a microwave oscillator, and FIG. 10 is a diagram for explaining an example of the frequency discrimination circuit according to the present invention It is a figure which shows the example of the case where it is used for frequency discrimination. 1 is GaAs-FET, 3, 4, 5, 12 and 14
1 is a microstrip line, 15 is a 90 degree hybrid coupler, 16, 17 and 31, 32 are detection diodes, 33 is an operational amplifier as a subtracter, 34 is an amplifier, and 37 is a divider.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 発振器からの発振信号が一端に供給され、所
望の発振周波数と等しい共振周波数を有する誘電
体共振器に電磁結合されたマイクロストリツプラ
インと、上記誘電体共振器に電磁結合された副マ
イクロストリツプラインと、上記マイクロストリ
ツプラインからの信号を上記副マイクロストリツ
プライン側に分岐するとともに上記副マイクロス
トリツプラインからの信号を上記マイクロストリ
ツプライン側に分岐するように構成されたハイブ
リツド結合器と、この結合器の一対の出力端子に
互いに逆向きに各々接続された一対のダイオード
と、このダイオードから得られる互いに位相差を
有する信号の差信号及び和信号の反転信号とが供
給される割算回路とを有し、この割算回路より上
記発振器の発振周波数制御用の周波数弁別信号を
得るようにした周波数弁別回路。
1 A microstrip line to which an oscillation signal from an oscillator is supplied at one end and electromagnetically coupled to a dielectric resonator having a resonant frequency equal to the desired oscillation frequency, and a sub-microstrip line electromagnetically coupled to the dielectric resonator. a hybrid coupling configured to branch a signal from the microstrip line to the sub-microstrip line and branch a signal from the sub-microstrip line to the microstrip line. a pair of diodes connected in opposite directions to a pair of output terminals of the coupler, and a difference signal of signals having a phase difference from each other and an inverted signal of the sum signal obtained from the diodes. A frequency discrimination circuit comprising: a division circuit, and a frequency discrimination signal for controlling the oscillation frequency of the oscillator is obtained from the division circuit.
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