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JPH0821835B2 - Voltage controlled oscillator - Google Patents
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JPH0821835B2 - Voltage controlled oscillator - Google Patents

Voltage controlled oscillator

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Publication number
JPH0821835B2
JPH0821835B2 JP57144248A JP14424882A JPH0821835B2 JP H0821835 B2 JPH0821835 B2 JP H0821835B2 JP 57144248 A JP57144248 A JP 57144248A JP 14424882 A JP14424882 A JP 14424882A JP H0821835 B2 JPH0821835 B2 JP H0821835B2
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JP
Japan
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transistor
current
voltage
circuit
base
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JP57144248A
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芳 伊澤
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Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/023Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of differential amplifiers or comparators, with internal or external positive feedback
    • H03K3/0231Astable circuits

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電圧制御発振回路に係り、入力電圧に対応
してコンデンサの充電電流を制御することにより発振周
波数を制御可能にし、例えばスキュー検波IC等に好適な
電圧制御発振回路に関する。
The present invention relates to a voltage controlled oscillator circuit, which makes it possible to control an oscillation frequency by controlling a charging current of a capacitor corresponding to an input voltage, and for example, a voltage controlled oscillator suitable for a skew detection IC or the like. Regarding the circuit.

第1図はスキュー検波ICに組み込まれる電圧制御発振
回路の系統を示している。図において、入力端子2に与
えられる入力電圧は電圧制御のためのエラー電圧で与え
られる。この入力電圧は電圧制御発振器4に入力され、
電圧制御発振器4は入力電圧に対応する周波数の鋸歯状
波を発生する。この鋸歯状波は電圧制御発振器4に形成
された出力端子6と基準電位点との間に挿入されたコン
デンサ8の充放電によって形成され、サンプルスイッチ
10を経た後、その外部端子12に接続されたコンデンサ14
にサンプルホールドされる。即ち、サンプルスイッチ10
及びサンプル用のコンデンサ14でサンプルホールド回路
が構成され、サンプルスイッチ10はサンプリングパルス
Psでスイッチングされ、これによってコンデンサ14は充
放電する。コンデンサ14の充電電圧はフィルタ回路16を
通過し、この結果、エラー電圧が形成され、このエラー
電圧は前記電圧制御発振器4の入力端子2に印加されて
いる。この場合、フィルタ回路16には並列に接続された
コンデンサ18と抵抗20と、この並列回路の出力側と基準
電位点との間に抵抗22及びコンデンサ24を直列に接続し
たものが用いられている。
FIG. 1 shows the system of the voltage controlled oscillator circuit incorporated in the skew detection IC. In the figure, the input voltage applied to the input terminal 2 is an error voltage for voltage control. This input voltage is input to the voltage controlled oscillator 4,
The voltage controlled oscillator 4 generates a sawtooth wave having a frequency corresponding to the input voltage. The sawtooth wave is formed by charging and discharging the capacitor 8 inserted between the output terminal 6 formed in the voltage controlled oscillator 4 and the reference potential point, and
After going through 10, the capacitor 14 connected to its external terminal 12
Is sampled and held. That is, the sample switch 10
And the sample hold circuit is composed of the sample capacitor 14 and the sample switch 10
It is switched by Ps, which charges and discharges the capacitor 14. The charging voltage of the capacitor 14 passes through the filter circuit 16, resulting in the formation of an error voltage, which is applied to the input terminal 2 of the voltage controlled oscillator 4. In this case, the filter circuit 16 uses a capacitor 18 and a resistor 20 connected in parallel, and a resistor 22 and a capacitor 24 connected in series between the output side of this parallel circuit and the reference potential point. .

第2図はこの電圧制御発振回路の動作波形を示してい
る。波形A、Cにおいて、aは電圧制御発振器4の出力
鋸歯状波、bはエラー電圧を示し、波形B、Dはサンプ
ルスイッチ10に与えられるサンプリングパルスPsを示し
ている。波形A、Bでは位相が一致し、一方、波形C、
Dでは入力サンプリングパルスとの関係で位相にずれが
生じ、エラー電圧bは段階的に変化している。即ち、出
力周波数(周期)をそのエラー電圧に基づいて制御する
状況を示している。
FIG. 2 shows operation waveforms of this voltage controlled oscillator circuit. In the waveforms A and C, a indicates the sawtooth wave output from the voltage controlled oscillator 4, b indicates the error voltage, and waveforms B and D indicate the sampling pulse Ps given to the sample switch 10. Waveforms A and B have the same phase, while waveforms C and
In D, the phase shift occurs due to the relationship with the input sampling pulse, and the error voltage b changes stepwise. That is, the situation shows that the output frequency (cycle) is controlled based on the error voltage.

このような電圧制御発振回路の制御精度を向上させる
ためには、ロック範囲及び中心周波数が高精度にでき、
しかもその設定が容易にできることが不可欠である。
In order to improve the control accuracy of such a voltage controlled oscillator circuit, the lock range and center frequency can be set with high accuracy,
Moreover, it is essential that the settings be easy.

そこで、この発明は、簡単な回路構成を以てロック範
囲を極めて容易かつ高精度に設定できるとともに中心周
波数の設定が容易でIC化に適した電圧制御発振回路の提
供を目的とする。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a voltage controlled oscillator circuit that can set a lock range extremely easily and highly accurately with a simple circuit configuration and can easily set a center frequency and is suitable for use in an IC.

即ち、この発明の電圧制御発振器は、第1の抵抗(3
2、34)を介してエミッタが共通に接続された第1及び
第2のトランジスタ(28、30)を備え、この第1のトラ
ンジスタのベースに入力電圧と、前記第2のトランジス
タのベースに鋸歯状波の上限基準電圧と下限基準電圧の
中間値である中間基準電圧とが加えられ、両者の大小関
係から前記入力電圧を電流に変換する電圧電流変換回路
(27)と、共通にしたベース・コレクタで入力電流を受
ける第3のトランジスタ(54)が設置され、この第3の
トランジスタのベース・コレクタにベースを接続し、か
つ、エミッタ側に第2の抵抗(62)が接続されて前記入
力電流に応じた基準電流を前記電圧電流変換回路の前記
第1及び第2のトランジスタのエミッタ側から引き込む
第4のトランジスタ(54)が設置され、前記第3のトラ
ンジスタのベース・コレクタにベースを接続し、かつ、
エミッタ側に第3の抵抗(64)が接続されて前記入力電
流に応じた基準電流を引き込む第5のトランジスタ(5
8)が設置され、前記第1及び第2の抵抗によって前記
第4のトランジスタに引き込む前記基準電流と前記第5
のトランジスタに引き込む前記基準電流との電流比が設
定される定電流源(52)と、ベース・コレクタを共通に
接続した第6のトランジスタ(68)が設置され、前記ベ
ース・コレクタ側で前記電圧電流変換回路の出力電流と
ともに前記第5のトランジスタにより前記基準電流が引
かれ、前記第6のトランジスタとベースが共通にされた
第7のトランジスタ(70)が設置されて、前記電圧電流
変換回路の出力電流と前記第5のトランジスタに引き込
まれる前記基準電流との合成電流を取り出す電流合成回
路(カレントミラー回路66)と、この電流合成回路で得
られた前記合成電流が供給され、その合成電流で充電さ
れるコンデンサ(84)が設置され、このコンデンサに並
列に接続されて放電回路を形成するとともに前記電流合
成回路の前記第7のトランジスタに直列に接続された第
8のトランジスタ(80)が設置され、第4、第5、第6
及び第7の抵抗(86、88、90、92)の直列回路を以て前
記上限基準電圧、前記下限基準電圧及び前記中間基準電
圧を設定する基準電圧設定回路(94)が設置され、前記
コンデンサの充電電圧と前記上限基準電圧を比較する第
1のコンパレータ(96)が設置され、前記コンデンサの
充電電圧と前記下限基準電圧を比較する第2のコンパレ
ータ(98)が設置され、前記第1のコンパレータの出力
をセット入力、前記第2のコンパレータの出力をリセッ
ト入力として出力を発生するフリップフロップ回路(10
0)が設置され、このフリップフロップ回路の出力を前
記第8のトランジスタのベースに加え、前記コンデンサ
の充電電圧が上限基準電圧以上になったとき前記第8の
トランジスタを導通させて前記コンデンサを放電させ、
その充電電圧が下限基準電圧以下になったとき前記第8
のトランジスタを非導通にして前記コンデンサを前記電
流合成回路の前記合成電流で充電させることにより、前
記鋸歯状波を発振する鋸歯状波発振回路(78)とを備え
てなるものである。
That is, the voltage controlled oscillator according to the present invention includes the first resistor (3
A first and a second transistor (28, 30) whose emitters are connected in common through (2, 34), an input voltage at the base of the first transistor and a sawtooth at the base of the second transistor. Voltage-current conversion circuit (27) that converts the input voltage into a current based on the magnitude relationship between the upper reference voltage and the lower reference voltage, which is an intermediate value between the upper reference voltage and the lower reference voltage. A third transistor (54) for receiving an input current at the collector is installed, the base is connected to the base-collector of the third transistor, and the second resistor (62) is connected to the emitter side of the third transistor (54). A fourth transistor (54) for drawing in a reference current corresponding to the current from the emitter side of the first and second transistors of the voltage-current conversion circuit is provided, and a base collector of the third transistor is provided. Connect the base to another, and,
A fifth transistor (5) having a third resistor (64) connected to the emitter side and drawing a reference current corresponding to the input current
8) is installed, and the fifth and fifth reference currents drawn into the fourth transistor by the first and second resistors are installed.
A constant current source (52) for setting a current ratio with the reference current drawn into the transistor of No. 6 and a sixth transistor (68) having a common base / collector connection are installed, and the voltage is provided on the base / collector side. The reference current is drawn by the fifth transistor together with the output current of the current conversion circuit, and a seventh transistor (70) having a common base with the sixth transistor is installed to install the voltage current conversion circuit. A current combining circuit (current mirror circuit 66) for extracting a combined current of the output current and the reference current drawn into the fifth transistor, and the combined current obtained by this current combining circuit are supplied, and the combined current is used. A capacitor (84) to be charged is installed and is connected in parallel to this capacitor to form a discharge circuit, and the seventh transistor of the current combining circuit is formed. The eighth transistor (80) connected in series to the transistor is installed, and the fourth, fifth, and sixth transistors are installed.
And a reference voltage setting circuit (94) for setting the upper limit reference voltage, the lower limit reference voltage, and the intermediate reference voltage with a series circuit of a seventh resistor (86, 88, 90, 92), and charging the capacitor. A first comparator (96) for comparing a voltage with the upper limit reference voltage is installed, and a second comparator (98) for comparing the charging voltage of the capacitor with the lower limit reference voltage is installed. A flip-flop circuit (10) that generates an output by using the output as a set input and the output of the second comparator as a reset input
0) is installed, the output of this flip-flop circuit is applied to the base of the eighth transistor, and when the charging voltage of the capacitor becomes equal to or higher than the upper limit reference voltage, the eighth transistor is turned on to discharge the capacitor. Let
When the charging voltage becomes lower than the lower limit reference voltage, the eighth
And a sawtooth wave oscillating circuit (78) that oscillates the sawtooth wave by charging the capacitor with the combined current of the current combining circuit by turning off the transistor.

以下、この発明を図面に示した実施例を参照して詳細
に説明する。第3図はこの発明の電圧制御発振回路の実
施例を示している。図において、入力端子2は第1図に
示す電圧制御発振回路の入力端子2に対応し、前記エラ
ー電圧等の入力電圧Vinが印加される。電圧印加端子26
には駆動電圧としてのVCCが印加される。この電圧制御
発振回路には入力端子2に印加される入力電圧Vinを電
流に変換する電圧電流変換回路27が設置され、この電圧
電流変換回路27には第1及び第2のトランジスタ28、30
のエミッタを第1の抵抗32、34を介して共通に接続して
構成された差動増幅器36が設置され、各トランジスタ2
8、30のコレクタと電圧印加端子26との間には個別にト
ランジスタ38、40及び抵抗42、44が接続されている。ト
ランジスタ38、40のベースは共通に接続されているとと
もに、ベースとトランジスタ38のコレクタとの間にはト
ランジスタ46のエミッタ・ベース間が接続されており、
トランジスタ38、40、46でカレントミラー回路が構成さ
れている。トランジスタ30のベースには後述のアドレス
回路から前記電圧VCCの1/2の電圧(VCC/2)のバイアス
電圧が印加され、トランジスタ28のベースに印加される
入力電圧と比較されるように成っている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the drawings. FIG. 3 shows an embodiment of the voltage controlled oscillator circuit of the present invention. In the figure, an input terminal 2 corresponds to the input terminal 2 of the voltage controlled oscillator circuit shown in FIG. 1, and an input voltage Vin such as the error voltage is applied. Voltage application terminal 26
Is applied with V CC as a drive voltage. A voltage-current conversion circuit 27 that converts an input voltage Vin applied to the input terminal 2 into a current is installed in the voltage-controlled oscillation circuit. The voltage-current conversion circuit 27 includes first and second transistors 28, 30.
A differential amplifier 36 configured by commonly connecting the emitters of the transistors through the first resistors 32 and 34 is installed, and each of the transistors 2
Transistors 38 and 40 and resistors 42 and 44 are individually connected between the collectors of 8 and 30 and the voltage application terminal 26. The bases of the transistors 38 and 40 are commonly connected, and the emitter and base of the transistor 46 are connected between the base and the collector of the transistor 38.
The transistors 38, 40 and 46 form a current mirror circuit. The base of the transistor 30 is a bias voltage of 1/2 of the voltage of the voltage V CC from the address circuit to be described later (V CC / 2) are applied, as compared to the input voltage applied to the base of the transistor 28 Made of

電流入力端子48には入力電流Iinが与えられ、この入
力電流Iinに基づき各回路の動作電流を設定する定電流
源52が設置されている。この定電流源52は第3のトラン
ジスタ54、第4のトランジスタ56、第5のトランジスタ
58、抵抗60、第2の抵抗62及び第3の抵抗64で構成さ
れ、各トランジスタ54、56及び58のベースは共通に接続
されているとともに、エミッタと基準電位点との間には
抵抗60、62、64が個別に接続され、トランジスタ54のベ
ース・コレクタは共通に接続されている。即ち、トラン
ジスタ54、56及び58はカレントミラー回路を構成してい
る。前記電圧電流変換回路27の抵抗32、34の共通接続点
と基準電位点との間には、定電流源52を構成するトラン
ジスタ56及び抵抗62が接続されている。トランジスタ56
及び抵抗64で設定される電流を基準電流とし、この基準
電流をI0とすると、電圧電流変換回路27に対する全動差
電流はトランジスタ56および抵抗62によってI0/nに設定
されている。この実施例では、電流比1/nは抵抗62、64
の抵抗比によって設定されている。
An input current Iin is given to the current input terminal 48, and a constant current source 52 that sets the operating current of each circuit based on the input current Iin is installed. The constant current source 52 is a third transistor 54, a fourth transistor 56, a fifth transistor
58, a resistor 60, a second resistor 62 and a third resistor 64, the bases of the transistors 54, 56 and 58 are commonly connected, and the resistor 60 is placed between the emitter and the reference potential point. , 62, 64 are individually connected, and the base and collector of the transistor 54 are commonly connected. That is, the transistors 54, 56 and 58 form a current mirror circuit. A transistor 56 and a resistor 62 that form a constant current source 52 are connected between a common connection point of the resistors 32 and 34 of the voltage-current conversion circuit 27 and a reference potential point. Transistor 56
Further, assuming that the current set by the resistor 64 is a reference current and this reference current is I 0 , the total motion difference current for the voltage-current conversion circuit 27 is set to I 0 / n by the transistor 56 and the resistor 62. In this example, the current ratio 1 / n is equal to the resistances 62, 64.
It is set by the resistance ratio of.

そして、トランジスタ58及び抵抗64によって設定され
る基準電流I0は、電圧電流変換回路27の出力電流ととも
に、電流合成回路として設置されたカレントミラー回路
66に与えられる。このカレントミラー回路66は、基準電
圧I0に対して電圧電流変換回路27の出力電流を加算又は
減算して合成するために設置され、この実施例では第6
のトランジスタ68、第7のトランジスタ70、トランジス
タ72及び抵抗74、76で構成されている。
The reference current I 0 set by the transistor 58 and the resistor 64, together with the output current of the voltage-current conversion circuit 27, is a current mirror circuit installed as a current combining circuit.
Given to 66. The current mirror circuit 66 is installed to add or subtract the output current of the voltage-current conversion circuit 27 to the reference voltage I 0 and synthesize the output current.
The transistor 68, the seventh transistor 70, the transistor 72, and the resistors 74 and 76.

この電流合成回路として設置されたカレントミラー回
路66を経て形成された周波数制御電流は鋸歯状波発振回
路78に入力されている。即ち、トランジスタ70のコレク
タと基準電位点の間には鋸歯状波を形成するためのスイ
ッチング素子としての第8のトランジスタ80が接続され
ているとともに、トランジスタ80には鋸歯状波を発生す
る出力端子82が形成され、この出力端子82と基準電位点
との間にはコンデンサ84が接続されている。また、電圧
印加端子26と基準電位点との間に直列回路を成す第4、
第5、第6及び第7の抵抗86、88、90、92からなる基準
電圧設定回路94が設置され、各抵抗86、88、90、92の抵
抗比によって抵抗86、88の接続点に上限電圧Vhが3VCC/
4、抵抗88、90の接続点に中間基準電圧VnがVCC/2、抵抗
90、92の接続点に下限基準電圧VlがVCC/4に設定されて
いる。抵抗86、88の接続点には電圧比較を行う第1のコ
ンパレータ96の反転入力端子(−)が接続され、また、
抵抗90、92の接続点には電圧比較を行う第2のコンパレ
ータ98の非反転入力端子(+)が接続され、コンパレー
タ96の非反転入力端子(+)及びコンパレータ98の反転
入力端子(−)は前記トランジスタ80のコレクタに共通
に接続されている。コンパレータ96、98の出力はRSフリ
ップフロップ回路100のセット入力、リセット入力と成
っており、このRSフリップフロップ回路100の出力端子1
02にはフリップフロップ発振出力が発生する。このRSフ
リップフロップ回路100の一方の出力端子には前記トラ
ンジスタ80のベースが接続されている。なお、この実施
例では、基準電圧設定回路94は電圧電流変換回路27のバ
イアス回路を兼ねており、抵抗88、90の接続点にはトラ
ンジスタ30のベースが接続され、トランジスタ30のベー
スには比較電圧としてVCC/2の電圧が印加されている。
The frequency control current formed via the current mirror circuit 66 provided as the current combining circuit is input to the sawtooth wave oscillation circuit 78. That is, the eighth transistor 80 as a switching element for forming a sawtooth wave is connected between the collector of the transistor 70 and the reference potential point, and the transistor 80 has an output terminal for generating a sawtooth wave. 82 is formed, and a capacitor 84 is connected between the output terminal 82 and the reference potential point. Also, a fourth circuit forming a series circuit between the voltage application terminal 26 and the reference potential point,
A reference voltage setting circuit 94 including fifth, sixth and seventh resistors 86, 88, 90, 92 is installed, and an upper limit is set at a connection point of the resistors 86, 88 depending on a resistance ratio of the resistors 86, 88, 90, 92. Voltage Vh is 3V CC /
4, intermediate reference voltage Vn is V CC / 2, resistance at the connection point of resistors 88 and 90
The lower reference voltage Vl is set to V CC / 4 at the connection point of 90 and 92. The inverting input terminal (-) of the first comparator 96 for voltage comparison is connected to the connection point of the resistors 86 and 88, and
The non-inverting input terminal (+) of the second comparator 98 that performs voltage comparison is connected to the connection point of the resistors 90 and 92, and the non-inverting input terminal (+) of the comparator 96 and the inverting input terminal (-) of the comparator 98 are connected. Are commonly connected to the collectors of the transistors 80. The outputs of the comparators 96 and 98 are set input and reset input of the RS flip-flop circuit 100, and the output terminal 1 of the RS flip-flop circuit 100.
A flip-flop oscillation output is generated at 02. The base of the transistor 80 is connected to one output terminal of the RS flip-flop circuit 100. In this embodiment, the reference voltage setting circuit 94 also serves as the bias circuit of the voltage-current conversion circuit 27, the base of the transistor 30 is connected to the connection point of the resistors 88 and 90, and the base of the transistor 30 is compared. A voltage of V CC / 2 is applied as the voltage.

以上の構成に基づきその動作を説明する。入力端子48
に外部から動作電流Iinが与えられると、トランジスタ5
8には定電流I0が流れ、トランジスタ56にはI0/nが流れ
る。ここで、入力端子2に基準電圧設定回路94で設定さ
れる中間基準電圧Vn(=VCC/2)と同値の電圧が加えら
れると、電圧電流変換回路27の出力電流は零となり、カ
レントミラー回路66のトランジスタ68にはトランジスタ
58から基準電流I0のみが流れる。この基準電流I0は、カ
レントミラー回路66によるカレントミラー効果によって
トランジスタ70からコンデンサ84の充電電流Icとなり、
コンデンサ84は基準電流I0で充電される。このコンデン
サ84の充電電圧はコンパレータ96の非反転入力端子
(+)に印加されるとともにコンパレータ98の反転入力
端子(−)に印加され、基準電圧設定回路94で設定され
る上限基準電圧Vh又は下限基準電圧Vlと比較される。即
ち、コンデンサ84の端子電圧が上限基準電圧Vhを超えた
場合、コンパレータ96の出力をセット入力としてRSフリ
ップフロップ回路100のセット端子に入力され、RSフリ
ップフロップ回路100の出力Qは高レベルとなり、トラ
ンジスタ80は導通状態となる。この結果、コンデンサ84
はトランジスタ80を介して放電状態に置かれる。この放
電動作は瞬時に行われ、コンデンサ84の充電電圧が下限
基準電圧Vlを下回ると、コンパレータ98が瞬時に出力を
発生し、この出力はRSフリップフロップ回路100のリセ
ット入力となり、RSフリップフロップ回路100の出力Q
は低レベルとなる。この結果、トランジスタ80は不導通
状態となり、コンデンサ84は前記充電状態になり、トラ
ンジスタ70を介して前記の定電流が供給されることにな
る。
The operation will be described based on the above configuration. Input terminal 48
When an operating current Iin is applied to the
A constant current I 0 flows through 8, and I 0 / n flows through the transistor 56. Here, when a voltage having the same value as the intermediate reference voltage Vn (= V CC / 2) set by the reference voltage setting circuit 94 is applied to the input terminal 2, the output current of the voltage-current conversion circuit 27 becomes zero and the current mirror The transistor 68 in circuit 66 is a transistor
Only the reference current I 0 flows from 58. This reference current I 0 becomes the charging current Ic from the transistor 70 to the capacitor 84 due to the current mirror effect of the current mirror circuit 66,
The capacitor 84 is charged with the reference current I 0 . The charging voltage of the capacitor 84 is applied to the non-inverting input terminal (+) of the comparator 96 and the inverting input terminal (−) of the comparator 98, and is set to the upper limit reference voltage Vh or the lower limit set by the reference voltage setting circuit 94. It is compared with the reference voltage Vl. That is, when the terminal voltage of the capacitor 84 exceeds the upper limit reference voltage Vh, the output of the comparator 96 is input to the set terminal of the RS flip-flop circuit 100 as a set input, and the output Q of the RS flip-flop circuit 100 becomes high level, The transistor 80 becomes conductive. As a result, the capacitor 84
Is placed in a discharged state via transistor 80. This discharging operation is performed instantaneously, and when the charging voltage of the capacitor 84 falls below the lower limit reference voltage Vl, the comparator 98 instantaneously generates an output, and this output becomes the reset input of the RS flip-flop circuit 100, and the RS flip-flop circuit Output Q of 100
Will be low level. As a result, the transistor 80 becomes non-conductive, the capacitor 84 enters the charged state, and the constant current is supplied via the transistor 70.

このような充放電は瞬時に行われ、コンデンサ84が充
放電を繰り返す結果、出力端子82には第4図に示すよう
な鋸歯状波が発生する。この鋸歯状波出力は出力端子82
から取り出され、第1図のサンプルスイッチ10の入力と
なることは、前述した通りである。
Such charging / discharging is instantaneously performed, and as a result of the capacitor 84 repeating charging / discharging, a sawtooth wave as shown in FIG. 4 is generated at the output terminal 82. This sawtooth output is output terminal 82
As described above, it is taken out from the input terminal and is used as the input of the sample switch 10 in FIG.

この鋸歯状波の発生周波数(周期)Tは、コンデンサ
84の容量C、電圧Vh、Vl及び電流IC(=I0)に関係し、
この場合の周期Tが中心周期となり、これをT0とする
と、 T0=C(Vh−Vl)/I0 ・・・(1) で与えられる。即ち、この値が鋸歯状波の中心周期とな
り、周期の変化は電流ICの変化で与えられることが分
る。
The generation frequency (cycle) T of this sawtooth wave is
Relating to the capacitance C of 84, the voltages Vh and Vl and the current I C (= I 0 ),
The cycle T in this case is the central cycle, and when this is T 0 , it is given by T 0 = C (Vh−Vl) / I 0 (1). That is, it can be seen that this value becomes the central period of the sawtooth wave, and the change in the period is given by the change in the current I C.

また、入力端子2に与えられる電圧がトランジスタ30
のベースに与えられる電圧VCC/2より高く、又は低く変
化した場合には、電圧比較に基づき電圧電流変換回路の
トランジスタ30には出力電流±ΔIが流れる。即ち、こ
の場合、電流±ΔIは前記入力変化の方向に対応して矢
印a又は矢印bの方向に流れ、トランジスタ70に流れる
電流Icは一定値の前記基準電流Ioに変動電流±ΔIを加
えた(Io±ΔI)の値となる。この電流に基づいてコン
デンサ14が充填され、前記のような充放電動作が行わ
れ、鋸歯状波が形成されることになる。
In addition, the voltage applied to the input terminal 2 is the transistor 30.
When the voltage is changed to be higher or lower than the voltage V CC / 2 applied to the base of, the output current ± ΔI flows through the transistor 30 of the voltage-current conversion circuit based on the voltage comparison. That is, in this case, the current ± ΔI flows in the direction of the arrow a or the arrow b corresponding to the direction of the input change, and the current Ic flowing through the transistor 70 is the reference current Io having a constant value plus the variable current ± ΔI. The value is (Io ± ΔI). The capacitor 14 is filled based on this current, and the charging / discharging operation as described above is performed to form a sawtooth wave.

また、この電圧制御発振回路では、差動増幅器36の負
荷にカレントミラー回路から成る能動負荷が用いられて
いるため、電流ΔIはトランジスタ56を流れる電流±Io
/nの範囲となり、この範囲内で直線的な変化を呈する。
即ち、電流ΔIは、 −Io/n≦ΔI≦Io/n ・・・(2) の範囲を取ることになる。
Further, in this voltage controlled oscillator circuit, since the active load composed of the current mirror circuit is used as the load of the differential amplifier 36, the current ΔI is equal to the current ± Io flowing through the transistor 56.
It is in the range of / n and exhibits a linear change within this range.
That is, the current ΔI is in the range of −Io / n ≦ ΔI ≦ Io / n (2).

また、電流Ioとトランジスタ70からコンデンサ84に流
れる電流IcはIc≒Io+ΔIoであるので、 (n−1)Io/n≦Ic=Io+ΔI≦(n+1)Io/n・・・
(3) となる。従って、周期Tの可変範囲は前記中心周期Tcに
対して、 nTc/(n+1)≦Tc≦nTc/(n−1) ・・・(4) となる。
Further, since the current Io and the current Ic flowing from the transistor 70 to the capacitor 84 are Ic≈Io + ΔIo, (n−1) Io / n ≦ Ic = Io + ΔI ≦ (n + 1) Io / n ...
(3) Therefore, the variable range of the cycle T is nTc / (n + 1) ≤Tc≤nTc / (n-1) (4) with respect to the central cycle Tc.

各式(1)、(2)及び(3)から最小周期Tmin及び
最大周期Tmaxを求めると Tmin≒C(Vh−Vl)/Io{(n+1)/n} ・・・(5) Tmax≒C(Vh−Vl)/Io{(n−1)/n} ・・・(6) となる。
When the minimum period Tmin and the maximum period Tmax are calculated from the equations (1), (2) and (3), Tmin≈C (Vh−Vl) / Io {(n + 1) / n} (5) Tmax≈C (Vh-Vl) / Io {(n-1) / n} (6)

このような周期の設定において、ロックレンジは電流
Io及びΔIcの比は抵抗62、64の抵抗比によって容易に設
定できる。特に、中心周期Tcは、差動増幅器36のトラン
ジスタ38のベースに形成した調整用端子104と入力端子
2とを短絡状態にし、入力端子2に中間基準電圧Vn(=
VCC/2)を印加して電流ΔIoを零にすることで、入力電
流Iinを調整することにより容易に設定することができ
る。
In such a cycle setting, the lock range is the current
The ratio of Io and ΔIc can be easily set by the resistance ratio of the resistors 62 and 64. In particular, the central period Tc causes the adjustment terminal 104 formed at the base of the transistor 38 of the differential amplifier 36 and the input terminal 2 to be in a short-circuited state, and the intermediate reference voltage Vn (=
It can be easily set by adjusting the input current Iin by applying V CC / 2) to make the current ΔIo zero.

このような電圧制御発振回路によれば、ロックレン
ジ、中心周波数(周期)を任意の値に選定し、しかもそ
の値は高精度に設定することができる。特に、その中心
周波数の調整は容易で、回路構成は極めて簡単であり、
IC化に適するものである。また、電圧電流変換回路27の
トランジスタ28、30はロック範囲を決める電流分を流す
のみであるため、そのベース電流は少なく、入力インピ
ーダンスを高くとることができる等の利点もある。
According to such a voltage controlled oscillator circuit, the lock range and the center frequency (cycle) can be selected as arbitrary values, and the values can be set with high accuracy. Especially, the adjustment of the center frequency is easy, and the circuit configuration is extremely simple.
It is suitable for IC conversion. Further, since the transistors 28 and 30 of the voltage-current conversion circuit 27 only allow a current amount that determines the lock range to flow, the base current is small and the input impedance can be made high.

このような電圧制御発振回路は0.5Hスキュー検波ICの
PLL位相制御において、ロックレンジが広く、低周波特
性が良好であること等の必要な特性を満足することがで
きる。
Such a voltage controlled oscillator circuit is a 0.5H skew detection IC.
In PLL phase control, necessary characteristics such as a wide lock range and good low frequency characteristics can be satisfied.

以上説明したように、この発明によれば、中心周波
数、最大周波数偏移及び周波数制御感度を独立して高精
度に設定でき、ロック範囲の設定が容易化できるととも
に、回路構成の簡略化を図ることができ、IC化に適する
回路として構成することができ、例えば、PLL回路に用
いて中心周波数、ロックレンジを任意かつ高精度に設定
でき、さらに、極めて容易に鋸歯状波の中心周波数の調
整を行うことができる。
As described above, according to the present invention, the center frequency, the maximum frequency deviation, and the frequency control sensitivity can be independently set with high accuracy, the lock range can be easily set, and the circuit configuration can be simplified. It can be configured as a circuit suitable for integration into an IC. For example, it can be used for a PLL circuit to set the center frequency and lock range arbitrarily and with high accuracy, and it is extremely easy to adjust the center frequency of the sawtooth wave. It can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は電圧制御発振回路の制御系統を示すブロック
図、第2図はその動作波形を示す説明図、第3図はこの
発明の電圧制御発振回路の実施例を示す説明図、第4図
はその動作波形を示す説明図である。 27……電圧電流変換回路、28……第1のトランジスタ、
30……第2のトランジスタ、32、34……第1の抵抗、48
……入力端子、52……定電流源、54……第3のトランジ
スタ、56……第4のトランジスタ、58……第5のトラン
ジスタ、62……第2の抵抗、64……第3の抵抗、66……
カレントミラー回路(電流合成回路)、68……第6のト
ランジスタ、70……第7のトランジスタ、78……鋸歯状
波発振回路、80……第8のトランジスタ、84……コンデ
ンサ、86……第4の抵抗、88……第5の抵抗、90……第
6の抵抗、92……第7の抵抗、94……基準電圧設定回
路、96……第1のコンパレータ、98……第2のコンパレ
ータ、100……フリップフロップ回路、104……調整用端
子。
FIG. 1 is a block diagram showing a control system of a voltage controlled oscillator circuit, FIG. 2 is an explanatory diagram showing its operation waveform, FIG. 3 is an explanatory diagram showing an embodiment of the voltage controlled oscillator circuit of the present invention, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing its operation waveform. 27 ... voltage-current conversion circuit, 28 ... first transistor,
30 ... second transistor, 32, 34 ... first resistor, 48
...... Input terminal, 52 …… Constant current source, 54 …… Third transistor, 56 …… Fourth transistor, 58 …… Fifth transistor, 62 …… Second resistance, 64 …… Third transistor Resistance, 66 ……
Current mirror circuit (current synthesizing circuit), 68 ... sixth transistor, 70 ... seventh transistor, 78 ... sawtooth wave oscillation circuit, 80 ... eighth transistor, 84 ... capacitor, 86 ... Fourth resistor, 88 ... Fifth resistor, 90 ... Sixth resistor, 92 ... Seventh resistor, 94 ... Reference voltage setting circuit, 96 ... First comparator, 98 ... Second Comparator, 100 …… Flip-flop circuit, 104 …… Adjustment terminal.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03L 7/099 H04N 5/93 H03L 7/08 F Z ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number for FI Technical indication H03L 7/099 H04N 5/93 H03L 7/08 FZ

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1の抵抗を介してエミッタが共通に接続
された第1及び第2のトランジスタを備え、この第1の
トランジスタのベースに入力電圧と、前記第2のトラン
ジスタのベースに鋸歯状波の上限基準電圧と下限基準電
圧の中間値である中間基準電圧とが加えられ、両者の大
小関係から前記入力電圧を電流に変換する電圧電流変換
回路と、 共通にしたベース・コレクタで入力電流を受ける第3の
トランジスタが設置され、この第3のトランジスタのベ
ース・コレクタにベースを接続し、かつ、エミッタ側に
第2の抵抗が接続されて前記入力電流に応じた基準電流
を前記電圧電流変換回路の前記第1及び第2のトランジ
スタのエミッタ側から引き込む第4のトランジスタが設
置され、前記第3のトランジスタのベース・コレクタに
ベースを接続し、かつ、エミッタ側に第3の抵抗が接続
されて前記入力電流に応じた基準電流を引き込む第5の
トランジスタが設置され、前記第1及び第2の抵抗によ
って前記第4のトランジスタに引き込む前記基準電流と
前記第5のトランジスタに引き込む前記基準電流との電
流比が設定される定電流源と、 ベース・コレクタを共通に接続した第6のトランジスタ
が設置され、前記ベース・コレクタ側で前記電圧電流変
換回路の出力電流とともに、前記第5のトランジスタに
前記基準電流が引かれ、前記第6のトランジスタとベー
スが共通にされた第7のトランジスタが設置されて、前
記電圧電流変換回路の出力電流と前記第5のトランジス
タに引き込まれる前記基準電流との合成電流を取り出す
電流合成回路と、 この電流合成回路で得られた前記合成電流が供給され、
その合成電流で充電されるコンデンサが設置され、この
コンデンサに並列に接続されて放電回路を形成するとと
もに前記電流合成回路の前記第7のトランジスタに直列
に接続された第8のトランジスタが設置され、第4、第
5、第6及び第7の抵抗の直列回路を以て前記上限基準
電圧、前記下限基準電圧及び前記中間基準電圧を設定す
る基準電圧設定回路が設置され、前記コンデンサの充電
電圧と前記上限基準電圧を比較する第1のコンパレータ
が設置され、前記コンデンサの充電電圧と前記下限基準
電圧を比較する第2のコンパレータが設置され、前記第
1のコンパレータの出力をセット入力、前記第2のコン
パレータの出力をリセット入力として出力を発生するフ
リップフロップ回路が設置され、このフリップフロップ
回路の出力を前記第8のトランジスタのベースに加え、
前記コンデンサの充電電圧が上限基準電圧以上になった
とき前記第8のトランジスタを導通させて前記コンデン
サを放電させ、その充電電圧が下限基準電圧以下になっ
たとき前記第8のトランジスタを非導通にして前記コン
デンサを前記電流合成回路の前記合成電流で充電させる
ことにより、前記鋸歯状波を発振する鋸歯状波発振回路
と、 を備えてなることを特徴とする電圧制御発振回路。
1. A first and a second transistor whose emitters are commonly connected via a first resistor, wherein an input voltage is applied to the base of the first transistor and a sawtooth is applied to the base of the second transistor. Voltage-current conversion circuit that converts the input voltage into a current based on the magnitude relationship between the upper reference voltage and the lower reference voltage, which is an intermediate value between the upper reference voltage and the lower reference voltage, and a common base / collector input. A third transistor for receiving a current is installed, a base is connected to a base / collector of the third transistor, and a second resistor is connected to an emitter side so that a reference current corresponding to the input current is applied to the voltage. A fourth transistor that is drawn from the emitter side of the first and second transistors of the current conversion circuit is installed, and the base is connected to the base and collector of the third transistor. A fifth transistor connected to the third resistor is connected to the emitter side to pull in a reference current corresponding to the input current, and the fifth transistor is pulled in to the fourth transistor by the first and second resistors. A constant current source in which a current ratio between the reference current and the reference current drawn into the fifth transistor is set, and a sixth transistor in which a base and a collector are commonly connected are installed, and the sixth transistor is connected to the base and collector side. Along with the output current of the voltage-current conversion circuit, the reference current is drawn to the fifth transistor, and a seventh transistor having a common base with the sixth transistor is installed to output the voltage-current conversion circuit. A current combining circuit for taking out a combined current of the current and the reference current drawn into the fifth transistor; Synthetic current is supplied,
A capacitor charged by the combined current is installed, and an eighth transistor connected in parallel to the capacitor to form a discharge circuit and connected in series to the seventh transistor of the current combining circuit is installed, A reference voltage setting circuit for setting the upper limit reference voltage, the lower limit reference voltage and the intermediate reference voltage is installed by a series circuit of fourth, fifth, sixth and seventh resistors, and the charging voltage of the capacitor and the upper limit are set. A first comparator for comparing a reference voltage is installed, a second comparator for comparing a charging voltage of the capacitor and the lower limit reference voltage is installed, and an output of the first comparator is set as an input, the second comparator A flip-flop circuit that generates an output by using the output of the flip-flop as a reset input is installed. In addition to the base of the eighth transistor,
When the charging voltage of the capacitor becomes equal to or higher than the upper reference voltage, the eighth transistor is turned on to discharge the capacitor, and when the charging voltage becomes equal to or lower than the lower reference voltage, the eighth transistor is turned off. A sawtooth wave oscillator circuit that oscillates the sawtooth wave by charging the capacitor with the combined current of the current combiner circuit, and a voltage controlled oscillator circuit.
【請求項2】前記第5のトランジスタのベースに調整用
端子を設け、この調整用端子と前記第4のトランジスタ
のベースに設けられた入力端子とを短絡させて前記鋸歯
状波の中心周波数を設定することを特徴とする特許請求
の範囲第1項に記載の電圧制御発振回路。
2. An adjusting terminal is provided on the base of the fifth transistor, and the adjusting terminal and the input terminal provided on the base of the fourth transistor are short-circuited to reduce the center frequency of the sawtooth wave. The voltage controlled oscillator circuit according to claim 1, wherein the voltage controlled oscillator circuit is set.
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