カソードフォロワ発振器

カソードフォロワ発振器

ペルツ発振器

ソース結合発振器

カソードフォロワ発振器（または差動増幅発振器、エミッタフォロワ発振器、ソース結合発振器、ペルツ発振器^{[1] [2]}）は、発振周波数がコンデンサとインダクタで構成される同調回路、すなわちLC発振器によって決定される電子発振 回路である。^[3]この発振器は、1つの接続を使用してLC回路から信号を取得し、増幅された信号をフィードバックすることで、実質的にタンク両端に負性抵抗を生じさせる。増幅器は、2つの三極管、2つのバイポーラトランジスタ、または2つの接合型FETのロングテールペアで構成される。

このトポロジーは、非常に広い範囲の周波数とインダクタンス/静電容量値にわたって比較的一定の振幅で動作できることが特徴で、電圧制御発振器のベースとして適しています。^{[引用が必要]}

手術

三極管

カソードフォロワ発振器の回路図では、LC回路の負荷を軽くするために、ロングテールアンプがLC回路のインダクタンスのタップに接続されています。グリッドリークは、左側の三極管のグリッドをLC回路に結合します。左側の三極管は、高入力インピーダンス、低出力インピーダンス、電圧増幅のない共通アノード回路を使用します。ロングテール抵抗は2つの三極管を接続します。右側の三極管は、低入力インピーダンス、高出力インピーダンス、電流増幅のない共通グリッド回路を使用します。右側の三極管のアノード抵抗に接続されたコンデンサは、増幅された信号をLC回路に送り返します。低周波数では、両方の三極管の位相シフトは0度です。

バイポーラ

ペルツ発振器の回路図では、同じタイプのバイポーラトランジスタ（図ではPNP）を2つ使用しています。LC回路L1、C1は、左側のトランジスタ（Q1）のベースと右側のトランジスタ（Q2）のコレクタに接続されています。Q1はエミッタフォロワ（コモンコレクタ）として構成され、Q2はコモンベースアンプとして構成され、電圧ゲインを提供します。エミッタフォロワはロングテール抵抗R1を介してコモンベースアンプに結合され、発振に必要な正味ゲインを提供します。図示の部品を使用した場合、発振周波数は約10MHzです。この回路は低電源電圧に最適化されており、約0.8Vまで動作可能です。^[4] 同調回路の両端の電圧は、グランドを基準として約±Vbeピークとなります。

同じ原理は、通常NPNトランジスタで使用され、MC1648を含む多くの集積回路で採用されています。^{[5] [6]}

FET

ソース結合発振器は、2つの接合型FETとLC回路を用いて正弦波信号を生成します。L1とC1はLC回路、J1はドレイン接地増幅器、J2はゲート接地増幅器です。グリッドリーク抵抗C2とR2はLC回路をJ1入力に接続します。J1出力はJ2入力に直接接続されます。ロングテール抵抗R1は原始的な電流源として機能します。J1を流れる電流が増加すると、J2を流れる電流は減少します。LC回路はJ2出力に直接接続されています。この回路は低電源電圧向けに最適化されています。

参考文献

1. ギュンター ペルツ、Zweipolige Oszillatorschaltungen für Parallel- und Serienresonanz、Funkschau、1971、Heft 15、S. 465–466
2. Koster、Waldow、Wolff、「ユニークな低電圧ソース結合J-FET VCO」、RF信号処理、2001年4月
3. Jiri Vackar、「LC発振器とその周波数安定性」、図7、テスラ技術レポート、プラハ、1949年12月
4. シンプルな5成分発振器は0.8V以下で動作する
5. ONSemi MC100EL1648 データシート（図5）
6. Texas Instruments SN761640 データシート（図18および25を参照）