专利摘要:

公开号:WO1987000993A1
申请号:PCT/JP1986/000359
申请日:1986-07-14
公开日:1987-02-12
发明作者:Akira Usui;Kazuhiko Kubo;Hiroyuki Nagai
申请人:Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.;
IPC主号:H03B5-00
专利说明:
[0001] 明 細 書
[0002] 発明の名称
[0003] 局部発振回路
[0004] 技術分野
[0005] 本発明は、 テレ ビジ ョ ンチューナ回路 , C A T V コ ンパ一タ や衛星放送受信機の室内ュニ ッ トに用いることのできる局部発 振回路に関するものである。
[0006] 背景技術
[0007] 近年、 C A T Vの普及るどによ ] 、 テレ ビジ ョ ンチューナー の多チ ャ ンネル受信の必要から、 入力信号を受信信号よ も高 い周波数の中間周波数に変換し、 狭帯域のバン ドバス フ ィ ルタ 一を通した後に第 2中間周波数に変換して使用する up• down 方式のチューナ一あるいは、 C A T V コ ンバータ一が多く用 られるよ うにる つ てきた (例えば特開昭 5 9 — 1 4 9 4 0 5号 公報 ) 。 'この方式の特徴は、 局部発振器の発振周波数を 1 GHZ 以上の高い部分で可変させるため、 簡単る構成にて、 多チ ャ ン ネル受信を可能とする ものである。
[0008] 以下図面を参照しながら従来の局部発振回路について説明す る。 第 1 図は同局部発振回路の回路図であ 、 図において、 1 は発振用増幅器、 2は共振回路、 3は増幅器を示すものである。 図において、 発振用増幅器 1 と共振回路 2によ 局部発振器は 構成され、 端子 1 Aに加わる外部同調直流電位にて発振周波数 を変化させることができる。 その発振出力信号を増幅器 3にお て増幅し、 出力端子 1 B よ 外部負荷回路に供給する。 また 増幅器 3は、 外部負荷回路とのバ ッ フ ァ ーにも ] 、 発振用増 幅器 1 , 共振回路 2で構成される局部発振器の安定性を向上さ せているものである。
[0009] 第 1 図の具体構成を第 2図に示す。 図の破線で囲んだブロ ッ クは、 第 1 図のプロ ックに対応させて記述している。 発振用増 幅器 1 は、 発振用 ト ラ ンジスタ のコ レク タをバイ パス容量
[0010] C1 にて交流的に接地して発振用 ト ラ ンジスタ Q«j のベースか ら見たイ ン ピ一ダンスが負性に るよ うにしている。 この発振 用 ト ラ ンジスタ のベースに結合容量 C2 を介して、 外部同 調直流電位によ 容量が可変される可変容量ダイ オー ド と 共振イ ンダクタ ンス 1^ と ト ラ ン ジスタ のべ一ス入力側か らみた内部容量とで構成される直列共振回路を接続している。 この直列共振回路の他端を交流的に接地することによ 、 ト ラ ン ジスタ のべ一ス側からみた負性利得と共振ィ ンダク タ ン ス : の損失がキ ャ ンセルされ、 かつ、 ト ラ ンジスタ のべ ース側からみた位相特性と、 共振回路 2の位相特性の和が 2 η ττ ( n= O , 1 , 2 , 3 , ·■· · ) rad となる周波数において発 振する。 端子 1 A よ 加える同調直流電位を変化させるこ とに よ 、 可変容量ダイ ォー の容量が変化し共振ィ ンダクタ ンスのイ ン ピーダンスの振幅 , 位相特性が変化するため、 発振 周波数が変化する。 その発振出力信号は、 ト ラ ン ジスタ の エミ ッタにチョークコ イ ル L2 を接続し抵抗 H3 を介して直流 的に接地することによ 、 ト ラ ン'ジスタ。 のェミ ッタ とチヨ ークコ イ ル L2 の交点よ 1 得られる。 これを結合容量 C3 を介 して増幅用 ト ランジスタ Q2 のベースに供給する。 増幅用 ト ラ ンジスタ Q2 のベースには、 端子 1 Dに加わる電源電圧 Vc c • よ チョークコ イ ル L 3 , 抵抗 R 6 を介して電位が与えられて いる。 増幅用 ト ラ ンジスタ Q2 のエミ ッタは接地され、 コ レク タはチ ョーク コ イ ル L 3 を介して電源端子 1 Dに接続されてい る。 増幅された信号は ト ランジスタ Q2 のコ レクタ よ !)結合容
[0011] 5 量 C 5 , 出力端子 1 Bを介して外部負荷回路に供給される。
[0012] ところで、 第 1 図 , 第 2図においては 2つの問題点があった。 1 つは、 端子 1 Aに印加する同調電位を変化させたときに、 発 振用 ト ラ ン ジスタ 0·! に流れる電流が周波数によ 極端に増減 し、 例えば、 1 5 mA→ 3 5 mA のよ うに変化し、 発振用 ト ラ i o ン ジスタ と しての使用方法としては好ま しく く 、 場合によ つ ては ト ラ ンジスタのコ レク タ損失 P Cを越えること も あった。 第 2の欠点は、 第 2図に示す構成の増幅器 3を用いるがために、 電流が 1 5 mA 程度必要にる ってしまい、 回路全体の消費電力 が増加する という点である。
[0013] 1 5 と ころで、 第 2図の回路構成において、 共振容量は、 可変容 量ダイ オー ド の容量と回路の浮遊容量の並列和と、 発振用 ト ラ ンジスタ の入力容量 ( 主にベース · コ レク タ間の逆バ ィ ァス容量 Cob ) との直列和とるるため、 発振器の可変範囲は、 -主に発振用 ト ラ ン ジスタ ^^ の逆バイ ァス容量 Cob に よ j 制限 0 されてしま う。
[0014] そこで、 従来第 3図に示すよ うに、 発振用 ト ラ ンジス タ のベース電位を、 端子 1 Eに入力される外部切換直流電位 ( 直 流 ) に よ 抵抗 R 7 を介して切換えること.にしている。 するわ ち、 端子 1 E の電位が高電位に ¾つたときには、 発振用 ト ラ ン
[0015] 25 ジスタ のベース電位が上昇し、 発振用 ト ラ ン ジスタ に • 流れるコ レク タ電流が増加する。 発振用 ト ラ ン ジスタ の逆 バイ アス容量 Cobは、 コ レク タ電流の増大に応じて増加し、 ま た ト ラ ン ジスタ のコ レク タには電源 V c c よ !)抵抗 Rつ を 介して電流を供給しているので、 コ レク タ電流の増加に伴って
[0016] 5 発振用 ト ラ ンジス タ のコ レク タ電位が下が 、 ベース , コ レクタ間の逆バィ ァス電圧も小さ く るるので、 Cobはさ らに増 加する方向に働く。 Cobの増加に伴つて共振回路 2に直列に挿 入される容量値が増加するので、 発振周波数は全体的に低い方 に移動するものであ 、 この手段を用いない時に比べて、 周波 i o 数可変範囲の低い部分を拡大できるという利点がある。
[0017] と ころが、 この第 3図 , 第 4図に示す従来例においても'、 第 1 図 , 第 2図のものと同様の問題がある。 その 1 つは、 端子 1 E に加える切換電位を高電位にしたときには、 発振用 ト ラ ンジス タ ^ に流れる電流が極端に増加し、 例えば、 2 0 mA→ 4 0
[0018] 1 5 mA のよ うに増加し、 発振用 ト ラ ン ジスタ と しての許容コ レクタ損失 P Cを越える状態に る場合が多かつた。 第 2の欠 点は、 第 1 図 , 第 2図のものと同様に、 回路全体の消費電力が 増加するという点である。
[0019] 発明の開示
[0020] 0 本発明は、 このよ う ¾従来の問題点を解消するものであ j 、 同調電位を変化させたときでも全体の電流の増減を最小限度に 抑えることのできる局部発振回路を提供するものである。
[0021] また、 本発明は、 外部切換電位を高電位にしたとき でも、 全 体の電流の増加を最小限度に抑えることのできる局部発振回路 5 を提供するものである。 • 本発明の局部発振回路は、 発振用 ト ラ ンジスタのコ レク タを 交流的に接地し、 そのベースに可変容量ダイ オー ドと共振体か らなる直列共振回路を接続し、 この直列共振回路の他端は交流 的に接地し、 前記発振用 ト ラ ン ジスタ のェ ミ ッ タを交流成分を
[0022] 5 除去あるいは軽減して直流成分を通す手段を介してエ ミ ッ タが 接地された増幅用 ト ラ ン ジス タ のコ レク タ に接続し、 増幅用 ト ラ ン ジスタ のベースに前記発振用 ト ラ ン ジス タのエ ミ ッ タから 取 ] 出した発振信号を供給し、 増幅用 ト ラ ン ジスタの コ レク タ から局部発振出力信号を取 出し、 前記増幅用 ト ラ ンジスタ に i o はバイ ァス電位を電源あるいは増幅用 ト ラ ン ジスタ のコ レクタ から印加したことを特徵とする。
[0023] 図面の簡単る説明
[0024] 第 1 図は従来の局部発振回路のブロ ッ ク図、 第 2図は第 1 図 の具体回路図、 第 3図は従来の他の局部発振回路のプロ ック図、
[0025] 1 5 第 4図は第 3図の具体回路図、 第 5図は本発明の一実施例にお ける局部発振回路のプロ ック図、 第 6図は第 5図の具体回路図、 第 7図は本発明の第 2の実施例における局部発振回路のプロ ッ ク図、 第 8図は第 7図の具体回路図、 第 9図は本発明の第 3の 実施例における局部発振回路のブ口 ック図、 第 1 O図は第 9図 0 の具体回路図、 第 1 1 図は本発明の一実施例における局部発振 回路の要部の他の例を示す回路図である。
[0026] 発明を実施するための最良の形態'
[0027] 以下、 本発明の一実施例の局部発振回路を図面を参照して説 明する。 第 5図 , 第 6図に本発明め第 1 の実施例を示す。 第 5
[0028] 25 図において、 発振用増幅回路 1 には共振回路 2が接続されてい る。 共振回路 2には端子 1 Aよ ] 同調電圧が与えられる。 この 同調電圧によ つ て共振回路 2 と発振用増幅回路 1 によ 構成さ れる発振器の共振周波数を変化させる ことができる。 発振用増 幅回路 1 には、 電源端子 i c よ ])電源電圧 vc cが与えられ、 直 流系路を介して電流源共用増幅器 5に接続される。 直流系路に は、 交流除去フ ィル タ ー 1 4が揷入され、 発振用増幅回路 1 か らの交流成分が電 '流源共用増幅器 5 に伝達され いよ う に、 交 流成分を遮断する。 発振用増幅回路 1 の交流出力信号は、 交流 信号系路を通して電流源共用増幅器 5の交流入力端子に供給さ れ、 増幅されて端子 1 B よ ])出力される。
[0029] 第 6図は第 5図に示す局部発振回路の具体例を示す。 は 発振用 ト ラ ンジスタ 、 は発振用 ト ラ ンジス タ Q_! のバイ ァ ス抵抗、 は発振用 ト ラ ンジスタ のコ レク タ と接地間に 挿入されたバ イ パ ス容量、 C2 は結合容量、 は可変容量ダ ィ オー ド、 1^ は共振体、 R4 はバ イ アス抵抗、 C6 はバイ パ ス容量、 L2 は交流除去フ ィ ル タ ー 6を禱成するチョ ークコィ ル 、 R3 はダン ビング抵抗、 C3 は結合容量、 Q2 は増幅用 ト ラ ンジス タ、 R5 はバイ ァス抵抗、 C5 は結合容量、 1 Aは同 調電圧印加端子、 1 Bは発振出力端子、 1 Cはプ ラス電源端子 一し ¾> る o
[0030] このよ うに構成された局部発振回路の基本的 ¾発振の動作に ついては従来例で説明 した通 であるため説明を省略する。 発 振用 ト ラ ン ジスタ のェミ ッタにはチョ ークコ イ ル L2 が接 続され、 その交点よ ]9結合容量 C3 を介して発振出力信号が取 出される。 チ ョークコ イ ル ; L はダン ピング抵抗 R3 を介し て定電流兼増幅用の ト ラ ン ジスタ Q 2 のコレクタに接続され このチョークコ イ ル L 2 によ 発振出力信号は直接には ト ラン ジスタ Q2 のコ レク タには供給されることはる く 、 信号も伝わ ら¾い。 発振出力信号は結合容量 C 3 を介して ト ラ ン ジスタ Q2 のベースに供給され、 こ こで増幅されて増幅された出力信号が コ レク タ よ ])発振出力端子 1 B を介して次段に供給される。 ト ラ ンジスタ(32 のバイ アスは、 プラ ス電源端子 1 C よ !) バイ ァ ス抵抗 R 5 を介してベースに与えられる。
[0031] この よ う に発振用 ト ラ ン ジスタ のェミ ッタに定電流回路 を設けることによ ])、 動作電流及び余分 回路を増やすことな しに発振周波数の変化による電流変化を軽減する ことができる。 また、 定電流回路と発振回路とを交流 ,的に分離して、 発振回路 の出力信号を定電流回路を使用して増幅するこ とに よ 、 増幅 された出力を回路の電力を増加するこ とな く得ることができる ものである。
[0032] 本発明の第 2の実施例の局部発振回路を第 7図 , 第 8図を参 照して説明する。 第 7図に示すよ うに、 発振用増幅回路 1には 共振回路 2が接続されている。 共振回路 2には、 端子 1 Αよ 同調電圧が与えられ、 共振回路 2 と発振用増幅回路 1 によ ] 構 成される発振回路の共振周波数を変化させている。 - 発振用増幅 回路 1 には、 電源端子 1 C よ !)電源電圧 vc cが与えられ、 直流 系路を介して、 電流源共用増幅器 5に接続される。 直流系路に は、 交流除去フ ィ ルタ ー 6が対接地間に接続され、 交流成分を 遮断している。 発振用増幅回路 1 の交流出力信号は、 交流信号 系路を通して電流源共用増幅器 5の交流入力端子に与えられ、 • 端子 1 B よ ])増幅された信号を得ることができ る。
[0033] 第 7図をさ らに具体的に示したのが第 8図であ ] 、 図の破線 で囲まれたプロ ックは第 7図と対応させて表記している。 発振 用増幅回路 1 は、 ト ラ ンジスタ のコ レク タを大容量 に
[0034] 5 て接地することによ !)、 ト ラ ンジスタ のベース側から見た イ ン ピーダンスを負性に している。 ト ラ ン ジスタ のベース には、 バイ パス容量 C2 を介して可変容量ダイ オー ド 0 と共 振線路 1^ とから ¾る共振回路が直列に揷入されている。 この 直列回路の他端は接地されている。 可変容量ダイ オー ド の l O 力ソー ドには抵抗 R4 を介して同調電位が端子 1 Aよ 加えら れている。 一方、 発振用 ト ラ ン ジスタ のベースには、 コ レ クタ よ ] バイ ァス抵抗 によ j9バィァスが与えられている。 ト ラ ン ジスタ のェミ ッタには高周波成分 除去用のコ イ ル L 2 , 抵抗 R 3を介して、 交流除去用フ ィルタ ー用容量 C7 が接
[0035] 15 続されてお 、 も って高周 波成 分を除去する'よ うにしてお] 、 直流成分は電流源共用増幅器 5を構成する増幅用 ト ラ ン ジスタ
[0036] Q2 の コ レク タ に、 高周波除去用 コ イ ル L 3 を介して供給され る。 ト ラ ン ジスタ Q2 のベースには、 電源 Vc cよ ] 抵抗 R 5 , R 6 によ ] 分割された電位が与えられ、 ト ラ ン ジスタ Q2 のェ
[0037] 20 ミ ッタを接地することによ 直流的に定電流源と っている。
[0038] —方、 ト ラ ンジスタ のェ ミ ッタからは、 結合容量 c3 を介 して発振出力信号がト ラ ン ジスタ Q2 のベースに «給される。 ト ラ ンジスタ Q2 は、 この発振出力信号を増幅して、 コ レク タ よ 結合容量 c5 を介して外部負荷に供給する ものである。 こ
[0039] 25 の定電流効果によ 、 同調電位が変動 し、 発振用 卜 ラ ン ジスタ • Q 1 の電流が変化したものでも、 実験によれば ト ランジスタ に流れる電流は本回路を使用し ¾い場合が 1 5 mA→ 3 OmA であったものが 2 0 m A→2 2 m A程度におさま !)、 ト ラ ンジス タ のコ レク タ損失 P Cをオーバ一することな く動作的にも安定 s にな った。
[0040] 本発明の第 3の実施例の局部発振回路を第 9図 , 第 1 O図を 参照して説明する。 第 9図に示すよ うに、 発振用増幅回路 1 に は、 共振回路 2 と外部切換手段 4が接続されている。 共振回路 2には、 端子 1 A よ ] 同調電圧が与えられ、 共振回路 2 と発振0 用増幅回路 1 によ 構成される回路の共振周波数を変化させて いる。 一方、 外部切換手段 4には、 端子 1 A よ !)切換電位が与 えられ、 切換電位の大小によ !)、 発振用増幅回路 1 を構成する ト ラ ン ジスタのべ一ス · コ レク タ間の電位を変化させる。 発振 用増幅回路 1 には、 電源端子 1 C よ 電源電圧 V c c が与えら5 れ、 直流系路を介して電流源共用増幅器 5に接続される 直流 系路には、 交流除去フ ィ ル タ ー 6が接続され、 交流成分を遮断 している。 発振用増幅回路 1 の交流出力信号は、 交流信号系路 を通して、 電流源共用増幅器 5の交流入力端子に与えられ、 端 子 1 B よ 増幅された発振出力信号を得ることができ る。
[0041] 0 第 9図をさらに具体的に示したのが第 1 O図であ j9、 図の破 線で囲まれたプロ つクは第 9図と対応させて表記 している。 発 振用増幅回路 1 1 は、 ト ラ ンジスタ のコ レク タを大容量 Oj にて接地するこ とによ 、 ト ラ ン ジスタ のべ一ス側から見 たイ ン ピーダ ンスを負性にしている。 ト ラ ン ジス タ のべ一5 スには、 バイ パス容量 C 2 を介して、 可変容量ダイ オー ド と共振体 とからるる共振回路が直列に揷入される。 この直 列共振回路の他端は接地されている。 バリ キヤ ップ可変容量ダ ィ オー ド D の力ソー ドには、 抵抗 R 4 を介して同調電位が端 子 1 A よ ])加えられている。 一方、 発振用 ト ラ ン ジス タ の ベースには、 コ レク タ よ バイ アス抵抗 1 によ ] 9 バイ アスが 与えられると と もに、 抵抗 R 7 とダイ オー ド D2 を介して、 切 換端子 1 E よ 外部切換電位が与えられる。 図の例では切換電 位が高電位に ¾つたときのみ、 ト ラ ン ジスタ のベース電位 を上昇させる様にしている。 ダイ オー ド D2 の向きを逆にすれ ば、 切換電位が低電位のときのみ、 ト ラ ンジスタ のベース 電位を下げることができ る。 また、 ダイ オー ド D 2 を省略すれ ば、 切換電位の高低に応じて ト ラ ン ジスタ のべ一ス電位を 変化させることができる。 どれを選択しても よい。 ト ラ ン ジス タ ^^ のエミ ッ タには、 高周波成 分除去用のコ イ ル : L 2 , 抵 抗 113 を介して、 交流除去用フ ィ ルタ ーを構成する容量 c 7 が 接続される。 これによ 高周波成分は除去され、 直流成分が電 流源共用増幅器 1 5 を構成する増幅用 ト ラ ン ジスタ Q2 の コ レ クタに高周波除去用コ イ ル L 3 を介して供給される。 なお、 上 記容量 C 7 は配線基板の銅箔間容量を利用 して構成することが できる。 ト ラ ン ジスタ Q2 のベースには V c c 電源よ !)抵抗 R5 R 6 によ 分割された電位が与えられ、 ト ラ ン ジスタ Q のェ ミ ッ タを接地するこ とによ 直流的に定電源とな っている。 一 方、 ト ラ ン ジスタ のヱミ ッタからは、 結合容量 C3 を介し て発振出力信号が ト ラ ン ジスタ Q2 のベースに供給される。 ト ラ ン ジスタ Q2 は、 これを増幅して、 コ レク タ よ ])結合容量 C を介して発振出力信号を外部負荷に供給する ものである。 この 定電流効果によ !)、 ト ラ ン ジスタ のベース電位を切換電位 によ って変動させても、 実験によれば ト ラ ン ジスタ に流れ る電流は本回路を使用 しる 場合が 2 0 m A→4 0 m A であった も の力 2 O m A→ 2 4 m A程度におさま 、 ト ラ ン ジスタ のコ レ クタ損失 P . Cを才一バ一することもる く 、 逆バイ ァス容量 Cob の増加による回路動作も安定したものとなる。
[0042] 第 1 1 図は、 電流源共用増幅器 5の他の例を示すもので、 バ ィ ァス源を自己バイ ァス型と したものである。 ト ラ ン ジスタ Q2 のコ レク タからの直流電圧を抵抗 R 5 , R 6 で分割して 卜 ラ ンジ ス タ Qク のベースに与えることによ バイ アスを供給している ものである。 このよう に構成す.れば、'第 6図 , 第 8図 , 第 1 0 図のものにく らべ多少効果は落ちる ものの定電流効果によ って ト ラ ン ジスタ のベース電位の変化による コ レ クタ電流の変 動を実用上問題ない程度に抑えることができ る。 ちるみに、 第
[0043] 1 O図のものとの差は数 mA であ j 、 殆んど問題 いものであ つた
[0044] 産業上の利用可能性
[0045] 以上のよ うに、 本発明によれば、 発振用増幅回路と共振回路 よ ¾る発振器の出力側に定電流型の増幅器を設けることによ ] 、 同調電圧の変化による発振用 ト ラ ン ジスタの電流変動を抑 えることができ、 かつ上記定電流型増幅器を発振信号の増幅器 と して使用できるため、 回路全体の電流を抑えることができる。 また発振用 ト ラ ン ジスタのベース電位を切換電 Eによ って変 化させて Cobを変化させるこ とによ 、 周波数可変範囲の拡大 をはかる.ことができると と もに、 このときの発振用 ト ラ ンジス タ の電流変化も抑えることができ、 回路の信頼性を著しく 向上 させることができ る ものであ j 、 up— down方式のチューナ , C A T Vコ ンバータに用いて好適な ものである。
权利要求:
Claims• 請 求 の 範 囲
1 . 発振用 ト ラ ンジスタのコ レク タを交流的に接地し、 そのべ ースに可変容量ダイ 才ー ドと共振体からなる直列共振回路を接 続し、 この直列共振回路の他端は交流的に接地し、 前記発振用 ト ラ ンジスタ のエ ミ ッ タから発振出力を取 出 し、 増幅用 ト ラ ン ジスタで増幅して出力する よ うに した局部発振回路において、 前記発振用 ト ラ ンジスタ のエミ ッタを交流成分を除去あるいは 軽減して直流成分を通す手段を介して前記増幅用 ト ラ ン ジスタ の コ レクタに接続し、 前記増幅用 ト ラ ン ジス タのェ ミ ッ タを接 地し、 この増幅用 ト ラ ンジスタ のベー スに前記発振用 ト ランジ スタ のエ ミ ッ タから取 ] 出 した発振信号を供給し、 前記増幅用 ト ラ ンジスタの コ レク タから局部発振信号を取 ]5 出し、 前記増 幅用 ト ラ ンジスタにはベースバイ ァス電位を電源あるいは前記 増幅用 ト ラ ンジスタ のコ レク タ か ら印加する よ う に した局部発 振回路。
2 . 請求の範囲第 1 項において、 可変容量ダイ 才ー ドと共振体 からなる直列共振回路に同調電圧を印加する よ うに した局部発 振回路。
3. 請求の範囲第 1 項において、 発振用 ト ラ ン ジスタのベース に、 ベース電位を可変すべく切換電圧を印加する よ うにした局 部発振回路。
. 請求の範囲第 2項において、 切換電圧を抵抗とダイ 才ー ド との直列回路を介して発振用 ト ラ ン ジス タ のベースに印加した 局部発振回路。
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同族专利:
公开号 | 公开日
GB2189101B|1989-08-09|
GB2189101A|1987-10-14|
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DE3690396C2|1989-11-02|
GB8705532D0|1987-04-15|
DE3690396T1|1987-08-27|
引用文献:
公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
法律状态:
1987-02-12| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE GB US |
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1987-08-27| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 3690396 Country of ref document: DE |
优先权:
申请号 | 申请日 | 专利标题
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