CN100596016C - 振荡器和集成电路 - Google Patents
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Abstract
一种平衡晶体振荡器电路包括：压电元件Xtal(207；215；222；221；313)；结合了晶体管(204；212；220；304)的第一振荡器子电路(202；210；218；302)；以及结合了晶体管(203；211；219；303)的第二子电路(201；209；217；301)；其中，各晶体管具有不同类型的晶体管端子(C，B，E；D；G；S)，并且振荡器子电路配置了至少三个互连。各互连包括一对相似类型的晶体管端子；其中，所述互连的第一个组成到接地参考(gnd)的连接；所述互连的第二个经由第一谐振器元件(207；215；223；313)；以及所述互连的第三个经由第二谐振器元件(208；216；224；314)；所述第一和第二电路设置成通过所述第一和第二谐振器元件相互作用，以便形成平衡振荡器信号。双共基极或双共集电极配置是优选的。
Description
技术领域
本发明涉及平衡晶体振荡器电路，其中包括：压电元件；结合了晶体管的第一振荡器子电路；以及结合了晶体管的第二振荡器子电路；其中，各晶体管具有不同类型的晶体管端子，并且振荡器子电路配置了至少三个互连。
背景技术
平衡晶体振荡器电路可用于各种电子电路。但是，一个特殊的应用领域是在通信设备、尤其是电信设备中，其中生成或合成了参考频率以作为调制器、解调器、上行及下行变频器和定时电路等的周期信号。这些周期信号通常是矩形波信号。
周期信号具有基频，并由所谓的频率合成器生成，它提供了作为参考信号的基频的重数的周期信号的基频。为了满足在这些设备所要符合的标准中提出的涉及频率稳定性或定时精确度的要求，通常要求晶体振荡器用于提供充分稳定或精确的参考信号。
通信设备涉及不同频率范围内的信号处理；设置成可处理与RF载波信号的调制相关的信号的电路在最高频率范围内工作，并且通常表示为RF级。设置成可处理与要通过载波信号传递的信号相关的信号的电路在更低频率范围内工作，并且表示为基带级或基带电路。
RF级主要涉及以较高功率及较高频率来处理信号；因此，作为RF级的不可避免的遗留特征而存在有大噪声源。基带电路通常涉及更低功率级的较低频率信号，但是，此电路中的信号处理通常作为数字信号处理来进行，因此涉及繁重的数字交换。因此，基带电路也是强大的噪声源。
对于例如以射频(RF)提供无线通信的通信设备而言，所谓的RF频率合成器配有来自通常在10-40MHz下运行的晶体振荡器的参考信号。
对于例如蜂窝电话、蓝牙(TM)通信装置等较复杂和紧凑的通信设备而言，更紧密的集成等级使得希望将通信装置的各种电路集成在一个集成电路上。这样一种集成电路通常属于半导体类型，其中，半导体芯片(硅衬底)设置在封装的陶瓷衬底(或所谓的金属端板)上，其中具有端子用于提供与印制电路板(PCB)的电接触。硅衬底与陶瓷衬底之间的电接触通过接合线来实现。同样，陶瓷衬底与封装端子之间的电接触也通过接合来实现。
由于电路的以上所需集成以及电路对于噪声的产生和散发的相应属性，因此振荡器电路适合于大噪声环境。因此，振荡器易于从集成电路的硅衬底拾取干扰。另外，由于振荡器电路的谐振器元件往往设置在集成电路的外部(即集成电路封装的外部)，因此，振荡器也易于通过接合线及端子拾取干扰。实际上，晶体极为稳定，并且在某种程度上能够抑制干扰，但由于要求极为严格，因此干扰灵敏度的降低是电路设计人员当前的一个难题。对于GSM/GPRS蜂窝终端而言，例如在典型元件如电压控制振荡器VCO接通及断开或者改变频率的情况下，低至0.1ppm的频移作为最大值是可接受的。
但是，不希望的频移或频率误差的主要原因是工作点的漂移(由于公共电源线的干扰感应DC电压降，或者由于导致电流或电压的局部DC漂移的干扰信号的整流，和/或由于进入晶体振荡器电路的干扰信号)，在其中非线性分量被调制(涉及装置gm的变化或输入容量)。在某种程度上可使用片上屏蔽，但接合线和金属迹线易受到磁场影响。与单端结构相反的平衡结构是有用的，但即使共模(即作用于一对平衡信号的影响)干扰分量也是有害的。
一般来说，应当指出，晶体振荡器提供了极稳定的振荡器频率，而不管电源电压电平以及负载特性的变化如何，因此是极稳健的振荡器类型。
一种众所周知的振荡器是所谓的皮尔斯振荡器，其中具有由EricVittoz提出的单CMOS增益单元(“高性能晶体振荡器电路：理论及应用”；IEEE Journal of Solid State Circuits，第774-783页，1988年6月)。出于电流消耗的考虑，许多低频晶体振荡器通常采用Vittoz所提出的单CMOS增益单元。这样一种振荡器如图1所示。这种增益单元采用单端信号，因此，振荡器的接地对于大数字芯片来说是一个严重问题。这种充分接地的缺乏可能导致噪声及对振荡器核心的干扰注入。同样，集成电路衬底不会直接连接到谐振器接地端，因而也提供了到电路的干扰通路。但是，尽管存在这些明显的缺陷，它仍然是通用的振荡器，因为它可通过单CMOS反相器来实现。
存在上述基于CMOS反相的振荡器的备选方案。皮尔斯(Pierce)振荡器也可基于以共集电极耦合的方式耦合起来的双极结晶体管(BJT)。略微较少受欢迎的具有双极结晶体管的单端晶体振荡器基于共发射极或共基极耦合。
以上单端振荡器均存在对衬底干扰不是充分稳健的缺点。
SU 1771058公开了一种差分振荡器，其中具有由两个晶体管以及分别耦合在电源电压与这两个晶体管的集电极端子之间的两个电阻器组成的负阻抗变换器(NIC)。晶体管之一的基极端子连接到另一个晶体管的集电极端子，反之亦然。晶体耦合在两个晶体管的发射极端子之间。NIC在晶体上提供了负电阻，晶体在具有适当大小时能够不使电路衰减，使得它将在晶体的谐振频率附近振荡。
由于差分操作，因此能够抑制在接合线上感应的一部分干扰，例如以RF感应的寄生频率形式的干扰。但是，这种及其它振荡器的缺点是缺乏对于可能由例如相同衬底上涉及密集数字交换的电路产生的所谓衬底干扰或者对于振荡器节点处感应的、例如来自另一个片上RF振荡器的其它强干扰的稳健性。这种不完善的性能导致振荡频率的微小变化，称作频移。例如，当数字交换活动根据电路活动开始或停止时，或者当附近的RF振荡器在所谓的空闲、发射(TX)或接收(RX)模式之间接通或断开时，或者当RF振荡器调谐到另一个频率时，就可能出现频移。当RX或TX RF振荡器接通或断开时的典型频移可能达到百万分之一(ppm)。GSM/GPRS要求比1ppm更为严格，一般来说，这种振荡器相对GSM/GPRS要求来说无法很好地工作。
如上所述，集成振荡器易于拾取衬底干扰。皮尔斯振荡器(图1)经由所谓的后门效应(即，它的衬底与源端子之间的信号将被放大其正向跨导的约30％的增益)而对衬底干扰敏感。此外，漏极对衬底具有平行板电容，这种通路也可导致噪声注入。采用双极晶体管取代MOS器件的确可消除后门效应，但没有消除平行板衬底电容。
总之，虽然在基于NIC的振荡器中存在某种共模噪声降低，然而皮尔斯振荡器或者基于NIC的振荡器电路对于衬底干扰都不稳健。
发明内容
以上问题通过这样一种在开始部分所述的振荡器来得到解决，该振荡器的特征在于，第一和第二振荡器子电路之间的各互连包括一对相同类型的晶体管端子；其中，所述互连的第一个组成到接地参考或信号地参考、如电压干线的连接；所述互连的第二个经由第一谐振器元件；以及所述互连的第三个经由第二谐振器元件；所述第一和第二电路设置成通过所述第一和第二谐振器元件而相互作用，以便形成平衡的振荡器信号。
第一和第二振荡器子电路可包括：晶体管，或者为双极结晶体管或者为金属氧化物半导体；以及用于对晶体管偏压并滤出不希望的频率分量的电路。滤波器可以是例如简单RC滤波器的形式。晶体管端子的相同对可以分别是由来自各晶体管的集电极端子组成的一对集电极端子，或者一对BJT或MOS晶体管的漏极端子。第一和第二谐振器元件通常分别为电容器和压电晶体。两个振荡器子电路通过以谐振器(振荡器)频率在第一和第二振荡器电路之间来回搭接能量而相互作用。最好在第一或第二谐振器元件上提供平衡的输出信号。
因此便提供了一种对干扰稳健的极精确的振荡器。该振荡器对干扰的敏感比上述先有技术振荡器少五至十倍。
另外，振荡器具有优良的频移性能，它使振荡器可与其它片上振荡器如RF振荡器结合起来使用，从而在所有操作模式下提供稳定的参考频率。频移性能可作为当诸如数字交换电路或其它振荡器之类的干扰源接通或断开或者当其工作条件改变时根据本发明的振荡器的频率变化来测量。对于根据本发明的振荡器而言，振荡频率仅受到干扰的极有限的影响。这又使得能够符合关于其输出频率的变化的要求，不需要附加电路用于减少这个变化。试验表明，本振荡器能够满足GSM/GPRS标准所提出的要求。
最好是在分别连接到第一和第二端子的第一电路结点(T1a；T2a；T3a)以及第二电路结点(T1b；T2b；T3b)处从相同类型晶体管端子对中之一提供所述平衡输出信号；其中的相同类型晶体管端子通过谐振器元件互连。
在一些有利的实施例中，晶体管属于双极结晶体管(BJT)类型。由于BJT晶体管没有MOS晶体管所具有的所谓后门效应，因此消除了对衬底干扰通路的这个来源。
在一个优选实施例中，所述互连的第一、第二和第三个分别由一对集电极型端子、基极型端子和发射极型端子组成；从而为平衡振荡器电路配置了双共集电极晶体管耦合。这个优选实施例的有利之处在于，比较容易例如由简单电阻器子电路进行偏压。另外，由于集电极连接到接地参考，因此构成晶体管的集电极的衬底部分可提供对晶体管的基极和发射极的屏蔽，因而进一步防止振荡器受到噪声信号的影响。
在一个备选实施例中，所述互连的第一、第二和第三个分别由一对基极型端子、集电极型端子和发射极型端子组成，从而为平衡振荡器电路配置了双共基极晶体管耦合。
当第一谐振器元件由压电元件构成以及第二谐振器由电容器构成时，就可以实现振荡器的一种有利配置。尽管存在振荡器的平衡操作，也只需要使用一个晶体，从而提供了成本效率合算的平衡振荡器。
在一个备选实施例中，所述互连的第一、第二和第三个分别由一对发射极型端子、集电极型端子和基极型端子组成，从而为平衡振荡器电路配置了双共发射极晶体管耦合。
有利的是，通过连接在晶体管的发射极与电源电压之间的电阻器，就可为其中的至少一个晶体管提供偏流。电阻器偏压电路提供了优于有效电流源的优点，即电阻器子电路提供了针对衬底绝缘的优点。因此，通过电阻子电路便可提供晶体管的偏压，而没有引入来自衬底的其它部分对晶体管的干扰通路。
当要求具有比配备了基于电阻器的偏压子电路更稳定的晶体管工作点时，通过有效电流源为晶体管中的至少一个提供偏流。当集成电路内部或外部的条件极大地影响并以不受控制的方式作用于工作点时，可能要求这个更稳定的工作点。
晶体管最好是工作在C类。因此，晶体管电路的加载更低，因RF干扰而导致更低的频移。另外，由于输出电流仅以低于整个振荡器周期的半周期的时间间隔流动，因此电流消耗极低。时间间隔还表示为传导角。
晶体管最好是金属氧化物半导体(MOS)类型。
前面指出，共集电极耦合的BJT器件提供了基极和发射极的屏蔽；然而，MOS器件没有在相应的共漏极耦合中提供相似的屏蔽，除非采用成本昂贵的三阱(triple-well)技术。但是，当振荡器的特征为所述互连的第一、第二和第三个分别由一对漏极型端子、栅极型端子和源极型端子组成从而形成双共漏极晶体管耦合时，栅极与衬底之间以及源极与衬底之间的较大信号波动会使衬底干扰较小。
所述互连的第一、第二和第三个最好分别由一对栅极型端子、漏极型端子和源极型端子组成，从而为平衡振荡器电路配置了双共栅极晶体管耦合。
第一谐振器元件最好由压电元件构成，第二谐振器最好由电容器构成。
晶体振荡器的一个常见问题在于它们可能按照不希望的模式开始工作。实际上，振荡器可在任何频率下进行振荡，其中环路增益充分高(即大于一)而相移等于180度。这些谐振频率常常在晶体谐波处出现，或者在可见到寄生谐振(通常为高频)的情况下出现。当振荡器电路配置了RC电路、形成高于振荡输出信号的基本振荡频率的频率范围内的环路增益极点时，这个问题得到解决。这种一般不希望有的谐振最好是通过插入与晶体串联的LC滤波器来抑制。
本发明还涉及一种集成电路，其包括与谐振器元件共同构成上述振荡器的电路；所述集成电路包括与谐振器元件电互连的端子。因此，占用集成电路芯片上的较大面积的元件被设置在集成电路芯片之外。这是更为节省空间和成本效率合算的解决方案。
另外，本发明还涉及一种集成电路，其包括与压电元件共同构成上述振荡器的电路；所述集成电路包括与压电元件电互连的端子。因此，如果在集成电路芯片上有充分空间可用，则电容元件可设置在集成电路芯片上，从而只把压电元件设置在芯片之外。
此外，本发明还涉及包括上述振荡器的移动电话。
下面将结合优选实施例并参照附图来更完整地说明本发明，附图包括：
附图说明
图1表示单端晶体振荡器；
图2a表示基于双共集电极晶体管耦合的平衡晶体振荡器；
图2b表示基于双共基极晶体管耦合的平衡晶体振荡器；
图2c表示基于双共发射极晶体管耦合的平衡晶体振荡器；
图3表示基于双共集电极晶体管耦合并具有偏压电路的平衡晶体振荡器；
图4表示电流源；
图5表示具有外部谐振器元件的平衡晶体振荡器。
具体实施方式
图1表示单端晶体振荡器。振荡器电路表示为包括第一和第二子电路。第一子电路101通常通过安装在印制电路板(PCB)上的无源元件来实现，而第二子电路102则在安装在PCB上的集成电路(IC)元件的衬底上实现。
第一子电路101包括振荡器件，它的形式为例如具有范围为10-40MHz的标称振荡频率的晶体(Xtal)103。晶体通过两个连接器106和107电连接到第二子电路102。
在大约为标称串行谐振频率的频率处，晶体具有较低阻抗。但是，在低于及高于串行谐振频率的频率处，晶体具有较高阻抗。因此，在标称频率以下、尤其是以上，晶体上的振荡信号将对连接器106和107上感应的、作为噪声的电磁干扰敏感。电容器104和105连接到晶体，以便提供规定的负载和谐振，以及把高频信号分量耦合到接地参考G1。第二子电路102包括有源器件109，它的形式是MOS晶体管，通过电流源(IQ)110偏压。MOS晶体管和电流源连接到接地参考G2。接地参考G2通过导体108电连接到接地参考G1。
因此，能够参考第二子电路中以大写字母‘A’表示的电路结点处的接地参考G2来检测振荡信号。偏压电阻器111放置在晶体管109的漏极和栅极端子之间，以便为晶体管提供适当的工作条件。
上述类型的振荡器通常提供了定时信号，这个定时信号通过例如双晶体管CMOS反相器从振荡器信号中提取，并提供给上述集成电路的衬底中的其它于电路。
图2a表示基于双共集电极晶体管耦合的平衡晶体振荡器。平衡晶体振荡器包括两个相似的振荡器子电路，即子电路201和202。这些子电路是在功能上相似的子电路，它们没有描述振荡器的物理实现。对于物理实现来说，压电晶体207以及可选的电容器208、206和205设置在集成电路之外，因为它们占用了集成电路上的过多空间。振荡器的其它元件如晶体管203和204设置在集成电路中。
晶体管具有三个不同的晶体管端子，即，在晶体管属于双极(BJT)型的情况下的集电极、基极和发射极，以及在晶体管属于金属氧化物半导体(MOS)型的情况下的源极、栅极和漏极。
子电路通过三个互连耦合在一起，其中每个互连包括一对相同类型的晶体管端子。因此，互连包括从第一子电路的晶体管端子(集电极、基极、发射极或者漏极、栅极、源极)到第二子电路的相同晶体管端子的电路通路，其中这两个晶体管端子组成了一对端子。三个互连的第一个包括压电晶体(Xtal)207，它把晶体管204的基极端子耦合到晶体管203的基极端子。三个互连的第二个包括电容器208形式的谐振器元件，它把晶体管204的发射极端子耦合到晶体管203的发射极端子。三个互连的第三个把晶体管204的集电极端子和晶体管203的集电极端子连接到接地(gnd)参考或者信号地(例如Vcc)参考。这个接地参考最好是集成电路中的接地参考。
在电路结点即端子T1a和T1b处的压电晶体207上或者在电路结点即端子T2a和T2b处的电容器208上提供平衡(即双线)输出振荡器信号。因此，在相同类型的晶体管端子对其中之一、即基极端子对或发射极端子对上提供了平衡输出信号。
图2b表示基于双共基极晶体管耦合的平衡晶体振荡器。平衡晶体振荡器包括两个相似振荡器子电路，即子电路210和209。各子电路包括电容器214、213以及晶体管212、211的形式的有源器件。晶体管具有三个不同的晶体管端子，即，在晶体管属于双极(BJT)型的情况下的集电极、基极和发射极，以及在晶体管属于金属氧化物半导体(MOS)型的情况下的源极、栅极和漏极。
子电路通过三个互连耦合在一起，其中每个互连由一对相同类型的晶体管端子组成。三个互连的第一个包括压电晶体(Xtal)215，它把晶体管212的集电极端子耦合到晶体管211的集电极端子。三个互连的第二个包括电容器216形式的谐振器元件，它把晶体管212的发射极端子耦合到晶体管213的发射极端子。三个互连的第三个把晶体管212的基极端子和晶体管213的基极端子连接到接地参考gnd。同样应当注意，互连包括从第一子电路的晶体管端子(集电极、基极、发射极或者漏极、栅极、源极)到第二子电路的相同晶体管端子的电路通路，其中这两个晶体管端子组成了一对端子。
在端子T3a和T3b处的压电晶体215或者在端子T4a和T4b处的电容器216提供平衡输出振荡器信号。因此，在相同类型的晶体管端子对其中之一、即集电极端子对或发射极端子对上提供了平衡输出信号。
应当注意，这些子电路210和209是功能上相似的子电路，它们没有描述振荡器的物理实现。对于物理实现，谐振器元件215以及可选的214、213和216设置在集成电路之外，而其它元件则通常设置在集成电路中。
图2c表示基于双共发射极晶体管耦合的平衡晶体振荡器。平衡晶体振荡器包括两个相似振荡器子电路，即子电路218和217。各子电路包括压电晶体222、221以及晶体管220、219形式的有源器件。晶体管具有三个不同的晶体管端子，即，在晶体管属于双极(BJT)型的情况下的集电极、基极和发射极，以及在晶体管属于金属氧化物半导体(MOS)型的情况下的源极、栅极和漏极。
子电路通过三个互连耦合在一起，其中每个互连由一对相同类型的晶体管端子组成。三个互连的第一个和第二个分别包括电容器223和224形式的谐振器元件，它们分别把晶体管220的集电极端子耦合到晶体管219的集电极端子和把晶体管220的基极端子耦合到晶体管219的基极端子。三个互连的第三个把晶体管220的发射极端子和晶体管219的发射极端子连接到接地参考gnd。因此，子电路217和218的压电元件221和222分别通过相似标称振荡频率相互作用，从而提供频率为标称振荡频率或接近标称振荡频率的平衡输出振荡器信号。
在端子T5a和T5b处的电容器223上或者在端子T6a和T6b处的电容器224上提供平衡输出振荡器信号。因此，在相同类型的晶体管端子对其中之一、即集电极端子对或发射极端子对上提供了平衡输出信号。应当注意，这些子电路218和217是在功能上相似的子电路，它们没有描述振荡器的物理实现。
图3表示基于双共集电极晶体管耦合并具有偏压电路的平衡晶体振荡器。首先将描述该电路的配置，其次将说明功能及设计有关事项。平衡晶体振荡器包括两个相似振荡器子电路，即子电路302和301。各子电路包括电容器306、305以及晶体管304、303形式的有源器件。子电路通过三个互连耦合在一起，其中每个互连由一对相同类型的晶体管端子组成。三个互连的第一个包括压电晶体(Xtal)313，它把晶体管304的基极端子耦合到晶体管303的基极端子。另外，互连还包括相应子电路的电阻器Rf 311、308。因此，这些基极端子经由电阻器311、308以及晶体313耦合在一起。三个互连的第二个包括电容器314形式的谐振器元件，它把晶体管304的发射极端子耦合到晶体管303的发射极端子。三个互连的第三个把晶体管304的集电极端子和晶体管303的集电极端子连接到接地参考gnd。
在端子T7a和T7b处的压电晶体313上或者在电路结点即端子T8a和T8b处的电容器314上提供平衡(即双线)输出振荡器信号。因此，在相同类型的晶体管端子对其中之一、即基极端子对或发射极端子对上提供了平衡输出信号。
可按照图3中所示来实现双共集电极振荡器的偏压子电路。在这里，电阻器Rb 310、307把BJT基极端子连接到偏置电压源Vb 317、318。这个偏压可经由分压器等从带隙参考中导出。Rb 310、307应当选择为大到足以避免谐振电路的不必要加载，但又不能太高而使得BJT电流增益(βF)变化将导致偏压点不稳定。电阻器Re 316、315向有源器件304、303提供偏流。如果充分高的电源电压可用，则这些电阻器316、315可由有效电流源代替，但电阻器可在更好的衬底绝缘方面提供优势。
不希望的以及寄生振荡模式可通过电阻器Rf311、308和电容器Cf312、309组成的RC滤波器来抑制。电阻器与Cf312、309和BJT(或在适用时的MOS)输入电容一起组成了环路增益极点，它可设计成使得只有所需的振荡模式才是可行的。电容器Cf 312、309可省略，因为在不需要共模抑制时有源器件的输入电容器可能是足够的，或者可由基极上的单个电容器取代。这不会要求改变电容器306、304和314，这些电容器与晶体共同组成了谐振子电路。电容器306和305通常被选择成约为电容器314电容的两倍。
经由集电极衬底平行板电容器的任何衬底耦合噪声将被偏离到信号地(例如gnd)，而不会进入晶体管。
图4表示电流源。可施加这个电流源或其它适当的电流源，从而当存在充分高的电源电压时以及当要求晶体管的稳定工作点时，向晶体管304和303提供偏流。这可通过采用电流源或电流反射镜取代各电阻器316和315来实现。
如何施加电流源来对晶体管偏压的方式是众所周知的，但为了完整性，的端子L(对应于晶体管402的集电极端子)连接到晶体管304和303的发射极端子。晶体管402的发射极端子耦合到接地参考。晶体管402的基极端子连接到晶体管401的基极-集电极结点。这个结点连接到晶体管403的一端，晶体管403的另一端连接到电源电压(Vcc)。晶体管401的发射极端子连接到接地参考gnd。在一个实际实施例中，取代电阻器Re 316和315的两个电流源表示为共用相同的晶体管401和电阻器403，从而建立从晶体管401到402a以及从401到402b的基极-基极连接，其中标记a和b表示子电路302或者301的电流源。
图5表示具有外部谐振器元件的平衡晶体振荡器。通过例如电池503或另一个电源进行工作的电路501包括集成电路502以及集成电路外部的元件504、505、506和507。集成电路502及外部元件504-507通常安装在印制电路板PCB上。把元件504、505、506和507设置在集成电路的外部的原因主要是因为以下事实：这些元件通常占用了集成电路上的过多空间。
对于双共集电极振荡器，电容器208、314可设置在集成电路的外部，如电容器504所示。同样，电容器206、306，205、305和晶体207、313可设置在集成电路的外部，如电容器505、506和晶体507所示。根据本发明，平衡振荡器的偏压电路、有源器件(晶体管)、滤波器等最好设置在集成电路中。
总之，本申请公开了一种高集成性的差分晶体振荡器，它具有高共模抑制、良好的衬底抗干扰性、防寄生谐振模式以及对RF干扰的低敏感度。
虽然以上公开基于把晶体作为最频繁选择的元件，但也可以采用具有适当阻抗特性的电感器、陶瓷谐振器或另一元件来取代Xtal。但是，晶体通常产生了最高的频率稳定性能。
一般来说，术语“接地参考”表示从信号模型的角度所看到的参考。因此，接地参考可依赖于电源电压电位(gnd或Vcc)或者其它基本上固定的电压电位。
一般来说，术语“子电路”用作表示电子电路的组成部分的术语，但诸如“电路网络”或“网络”或“电路”等其它术语与其等效。
Claims (18)
1.一种平衡晶体振荡器电路，包括：
压电晶体(207；215；222，221；313)；结合了第一晶体管(204；212；304)的第一振荡器子电路(202；210；302)；以及结合了第二晶体管(203；211；303)的第二振荡器子电路(201；209；301)；其中，所述第一和第二晶体管各具有不同类型的晶体管端子(C，B，E；D；G；S)，以及所述第一和第二振荡器子电路配置了至少三个互连；
其特征在于，
每个互连包括一对相同类型的晶体管端子；其中，所述互连的第一个组成到接地参考(gnd；Vcc)的连接；所述互连的第二个通过作为第一谐振器元件的所述压电晶体(207；215；313)；以及所述互连的第三个通过第二谐振器元件(208；216；314)；所述第一和第二振荡器子电路设置成通过所述第一和第二谐振器元件来相互作用，以形成平衡振荡器信号，
其中，所述第一和第二振荡器子电路各配置有RC电路(Rf，Cf)，其形成了高于振荡输出信号的基本振荡频率的频率范围内的环路增益极。
2.如权利要求1所述的平衡晶体振荡器电路，其特征在于，在连接到第一端子的第一电路结点(T1a；T2a；T3a；T4a；T5a；T7a；T8a)处和连接到第二端子的第二电路结点(T1b；T2b；T3b；T4b；T5b；T7b；T8b)处从所述相同类型的晶体管端子对的其中一对提供平衡输出信号；其中的相同类型的晶体管端子通过谐振器元件(207；208；215；216；313；314)互连。
3.如权利要求1或2所述的平衡晶体振荡器电路，其特征在于，所述第一和第二晶体管属于双极结晶体管(BJT)类型。
4.如权利要求3所述的平衡晶体振荡器电路，其特征在于，所述互连的所述第一、第二和第三个分别由一对集电极型端子、基极型端子和发射极型端子组成；从而为所述平衡晶体振荡器电路配置双共集电极晶体管耦合。
5.如权利要求3所述的平衡晶体振荡器电路，其特征在于，所述互连的所述第一、第二和第三个分别由一对基极型端子、集电极型端子和发射极型端子组成，从而为所述平衡晶体振荡器电路配置双共基极晶体管耦合。
6.如权利要求4或5所述的平衡晶体振荡器电路，其特征在于，所述第一谐振器元件由压电晶体(207；215；313)构成，所述第二谐振器元件(208；216；314)由电容器构成。
7.如权利要求3所述的平衡晶体振荡器电路，其特征在于，所述互连的所述第一、第二和第三个分别由一对发射极型端子、集电极型端子和基极型端子组成，从而为所述平衡晶体振荡器电路配置双共发射极晶体管耦合。
8.如权利要求1或2所述的平衡晶体振荡器电路，其特征在于，通过耦合在晶体管的发射极与电源电压之间的电阻器(Re)来为所述第一和第二晶体管中的至少一个提供偏流。
9.如权利要求1或2所述的平衡晶体振荡器电路，其特征在于，通过有效电流源(403，401，402)，为所述第一和第二晶体管中的至少一个提供偏流。
10.如权利要求1或2所述的平衡晶体振荡器电路，其特征在于，所述第一和第二晶体管工作在C类。
11.如权利要求1或2所述的平衡晶体振荡器电路，其特征在于，所述第一和第二晶体管属于金属氧化物半导体(MOS)类型。
12.如权利要求11所述的平衡晶体振荡器电路，其特征在于，所述互连的所述第一、第二和第三个分别由一对漏极型端子、栅极型端子和源极型端子组成；从而为所述平衡晶体振荡器电路配置双共漏极晶体管耦合。
13.如权利要求11所述的平衡晶体振荡器电路，其特征在于，所述互连的所述第一、第二和第三个分别由一对栅极型端子、漏极型端子和源极型端子组成，从而为所述平衡晶体振荡器电路配置双共栅极晶体管耦合。
14.如权利要求12或13所述的平衡晶体振荡器电路，其特征在于，所述第一谐振器元件由压电晶体构成，所述第二谐振器元件由电容器构成。
15.如权利要求1所述的平衡晶体振荡器电路，其特征在于，所述第一振荡器子电路的RC电路(Rf，Cf)包括位于第一谐振器元件与第一晶体管之间的电阻器(Rf 308)、位于第一晶体管与接地参考(gnd)之间的电容器(Cf 309)，所述第二振荡器子电路的RC电路(Rf，Cf)包括位于第二谐振器元件与第二晶体管之间的电阻器(Rf 311)、位于第二晶体管与接地参考(gnd)之间的电容器(Cf 312)。
16.如权利要求1所述的平衡晶体振荡器电路，其特征在于，形成环路增益极的RC电路的电容器由所述第一或第二晶体管的基极一端的单个电容器构成。
17.一种集成电路，包括与压电晶体共同构成如权利要求1至16中任一项所述的平衡晶体振荡器的电路；所述集成电路包括与所述压电晶体电互连的端子。
18.一种移动电话，包括如权利要求1至16中任一项所述的平衡晶体振荡器。
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