压控LC谐振电路振荡器制造技术

压控振荡器包含一个耦合到调制器装置（２）的ＬＣ振荡电路（Ｌ、Ｃ、Ｒ），并且其特征在于该调制器装置（２）经由加法器（３）被耦合到放大器装置（１），用于产生正交周期输出信号，该正交周期输出信号具有相对宽的范围内的频率，该频率通过被提供给调制器装置（２）的控制信号（ＶＴ）来控制。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种压控振荡器，其包含一个耦合到调制器装置的LC谐振电路。本专利技术还涉及一种包含这种振荡器的锁相环。
技术介绍
在大频率范围内产生无线和光学收发机的正交信号的需求来自无线接收机的低IF/零IF结构和光学接收机的低IF/零IF结构。为了利用相同的振荡器覆盖不同的标准，振荡器应能够在大频率范围上调谐。当可能进行倍频程(octave)调谐时，基于两个D触发器的简单的分频器可被使用并且任何低于VCO的振荡频率的频率可被合成。这大大简化划分器结构并降低了功率消耗。通常，支付价格是RC振荡器的需求，因为RC振荡器能够在宽范围中调谐。LC振荡器具有比RC振荡器更好的相位噪声，但是LC振荡器只能在更小的范围中调谐。现有技术的具有大调谐范围的LC振荡器基于两个LC谐振电路或者一个环形结构，所述两个LC谐振电路具有在二者之间的内插机制或一环形结构，该环形结构可被看作是RC和LC振荡器的组合。最新的结构提供振荡频率处的正交输出，但是该正交输出不能够在宽频率范围中、例如至少一个倍频程中调谐。US-A-6,198,360公开了一种在LC或环形振荡器中使用的电路和方法。振荡器的振荡频率可通过检测正交信号以及控制正交信号的符号和幅度来被调制，该正交信号可被反馈到振荡器以引起该振荡器比未调制的振荡器更快地运行或者更慢地运行(取决于二次信号的符号)。该电路包含晶体管的交叉耦合对，用于实现产生频率所必需的负阻抗。LC电路确定振荡频率。两个电容C1、C2和两个电阻R1、R2被提供用于获得针对振荡的正交振荡。观察到，差分电压VCONN、VCONP控制振荡频率。进一步观察到，该振荡包括LC振荡器的组合，该LC振荡器具有包含RC组件的反馈控制环，该RC组件增加振荡器的相位噪声，并且因为RC组件对产生正交输出信号是必需的，因此相位噪声无法被减少。
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于，提出一种具有相对宽的振荡范围和相对低的相位噪声的压控振荡器。根据本专利技术，这在一种如介绍性段落中所描述的振荡器中实现，该振荡器的特征在于调制器装置经由加法器被耦合到放大器装置，用于产生具有相对宽范围频率的正交周期输出信号，该频率通过提供给该调制器装置的控制信号来控制。LC谐振电路具有确定振荡器振荡频率的谐振频率，该振荡器的振荡频率通过修改LC谐振电路中的电容和/或通过提供给调制器的控制信号来修改。LC谐振电路包含与电容器并联的电阻器和电感器。当相对高的振荡频率、例如GHz被产生时，电感器具有相对高的品质因数，而电阻器上的电压与LC谐振电路上的电压正交，因此振荡器产生正交信号。经由加法器获得的反馈信号被用于维持振荡器的振荡。在本专利技术的实施例中，调制器装置包含缓冲器和调制器的串联耦合。缓冲器通常有相对高的输入阻抗并因此将LC谐振电路与调制器隔离。因此，混频器不影响LC谐振电路的品质因数，因此也不影响其谐振频率。在本专利技术的另一个实施例中，放大器装置包含另一个缓冲器和放大器的串联耦合。只要可能，相对高输入阻抗的缓冲器被提供用于更好地将LC谐振电路与该电路的剩余部分隔离。因此，LC谐振电路和放大器装置在电压和电流方面均工作在更舒适的条件下。当相对高的频率被产生时，放大器可为跨导放大器。跨导放大器放大电压型输入信号并产生电流型输出信号。电流型信号非常适合被用在相对高的频率系统中，因此跨导放大器可被用于产生相对高频率的信号。在本专利技术的一个实施例中，放大器装置是跨导放大器，调制器装置是吉尔伯特单元调制器(Gilbert cell modulator)而加法器是一个节点。在这个电流模式装置中，加法器具有最简单的结构、即节点，而振荡器可实现为最小数量的无源组件、即电阻器、电容器、电感器和有源组件、即晶体管、放大器。因此，当被集成在相同的芯片中时，电路占据相对减少的面积。因为振荡器具有相对大的调谐范围，所以该振荡器可被用在许多应用中。在一个优选的实施例中，根据本专利技术的振荡器被用在具有大调谐范围的TV调谐器中。现代调谐器通常包含锁相环，该锁相环具有可被用于锁定在所调谐频率上的压控振荡器。为了覆盖宽频率范围输入信号，宽范围压控振荡器是必需的，因此根据本专利技术的振荡器可被使用。附图说明本专利技术的上述和其他特征和优点从下列参考附图的本专利技术的示例性实施例的描述中将是显而易见的，其中图1描绘根据本专利技术的LC电压振荡器的框图，图2根据本专利技术描绘LC振荡器的更详细的框图，图3根据本专利技术的实施例描绘LC谐振电路的电路，图4描绘根据本专利技术的LC振荡器的等效开环电路，图5描绘根据本专利技术的专利技术的晶体管级实现，以及图6描绘根据本专利技术的TV调谐器的锁相环。具体实施例方式图1描绘根据本专利技术的压控LC振荡器的框图。该压控振荡器包含耦合到调制器装置2的LC谐振电路L、C、R。调制器装置2经由加法器3被耦合到放大器装置1，用于产生具有相对宽范围频率的正交周期输出信号，该频率通过被提供给调制器装置2的控制信号VT来控制。LC谐振电路具有确定振荡器振荡频率的谐振频率，该振荡器的振荡频率通过修改LC振荡电路中的电容和/或通过被提供给调制器装置2的控制信号VT来被修改。LC谐振电路包含与电容器C并联耦合的电感器L和电阻器R的串联连接。当相对高的振荡频率、例如GHz被产生时，电感器L具有相对高的品质因数，而电阻器VR上的电压与LC谐振电路VO上的电压正交，因此振荡器产生正交信号。经由加法器获得的反馈信号被用于维持振荡器的振荡。调制器装置2可包含缓冲器20和调制器21的串联耦合，如图2中所示。缓冲器20通常具有相对高的输入阻抗，并且因此将LC谐振电路与调制器21隔离。因此，调制器21不影响LC谐振电路的品质因数，因此也不影响其谐振频率。调制器是吉尔伯特型调制器。吉尔伯特型调制器被频繁用于频率调制系统中。基本上，吉尔伯特型调制器输出信号是电流，并且因此调制器适于用在电流型信号易于被使用的相对高频率的系统中。只要可能，相对高的输入阻抗缓冲器20被提供来更好地将LC谐振电路与电路的剩余部分隔离。因此，LC谐振电路和调制器2在电流和电压方面均工作在更舒适的条件下。当相对高的频率被产生时，放大器11可为跨导放大器。跨导放大器放大电压型输入信号并产生电流型输出信号。电流型信号非常适于被用在相对高频率的系统中，并且因此跨导放大器可被用于产生高频信号。在图2中，考虑放大器11是跨导放大器而调制器21是吉尔伯特调制器。因此，加法器3是节点，并且该振荡器具有相对简单的结构。LC谐振电路可被模型化，如图3中所示。在图3中，反馈电流被标示为I。做出下列符号表示Z1＝sL+RZ2=1sC]]>其中s是复数频率。假设表达式VR与VOVO=I·Z1//Z2=I·Z1Z2Z1+Z2]]>下面给出两个支路电流I1和I2I2=I·Z2Z1+Z2]]>I2=I·Z1Z1+Z2]]>其遵循VR=I1·R=I·Z2Z1+Z2·R=VOZ1·R]]>当电感器L的品质因数远远大于1时，Z1可近似为Z1＝R+jωL≈j本文档来自技高网...

【技术保护点】
压控振荡器包含一个耦合到调制器装置的ＬＣ谐振电路（Ｌ、Ｃ、Ｒ），并且其特征在于该调制器装置经由加法器被耦合到放大器装置，用于产生具有相对宽范围内的频率的正交周期输出信号，该频率通过提供给该调制器装置的控制信号（Ｖ↓［Ｔ］）来控制。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MAT桑杜里努，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]